物联网综述

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1、物联网综述1.定义“物联网概念 ”是在 “互联网概念 ”的基础上，将其用户端延伸和扩展到任 何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络概念。其定义是：通 过射频识别( RFID )、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传 感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通 信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。物联网(In ter net of Thi ngs)这个词，国内外普遍公认的是 MIT Auto-ID 中心 Ashton 教授 1999 年在研究 RFID 时最早提出来的。在 2005 年国际电 信联盟(ITU )发布的同名报告中，物联网

2、的定义和范围已经发生了变化， 覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于 RFID 技术的物联网。物联网的概念与其说是一个外来概念， 不如说它已经是一个 “中国制造 ” 的概念，他的覆盖范围与时俱进，已经超越了 1999 年 Ashton 教授和 2005 年 ITU 报告所指的范围，物联网已被贴上 “中国式”标签。在中国，物联网 (Internet of Things) 指的是将无处不在( Ubiquitous ) 的末端设备(Devices )和设施(Facilities )，包括具备“内在智能”的传感 器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、 和“外在使能”(Enab

3、led)的，如贴上RFID的各种资产(Assets )、携带无线 终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”(Mote )，通过各 种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通(M2M)、应 用大集成( Grand Integration) 、以及基于云计算的 SaaS 营运等模式，在 内网(In tra net )、专网(Extra net )、和/或互联网(In ter net )环境下，采 用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、 定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程 维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面

4、(集中展示的 Cockpit Dashboard) 等管理和服务功能，实现对 “万物”的“高效、节能、安全、环保 ” 的 “管、控、营 ”一体化。2. 物联网和互联网的关系物联网，在我国称之为传感网，其英文名称为 “The Internet of Things” 。由 该名称可见，物联网就是 “物物相连的互联网 ”。这有两层意思： 第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础之上的延伸 和扩展的一种网络第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。、物联网和互联网的共同点是：技术基础是相同的，即它们都是建立在分组数据技术的基础之上的，它们都采用数据分组网作为它们的

5、承载网； 承载网和业务网是相分离的，业务网可以独立于承载网进行设计和独立发 展，互联网是如此，物联网同样。物联网和互联网的不同点是：用于承载 物联网和互联网的分组数据网无论是网络组织形态，网络的功能和性能， 对网络的要求都是不同的。互联网主要强调规范的开放性和通达性，对网 络性能要求是：“尽力而为”的传送能力和基于优先级的资源管理，对安 全、可信、可控、可管等都没有要求， IPv4 是如此， IPv6 也是如此；物 联网对网络的要求就会高得多，目前实际上已经存在若干孤立的物联网系 统，这些系统对实时性、安全可信性、资源保证性等都有很高的要求。这 些要求是目前 IP 网难以提供的。因此从这方面来

6、说，两者是有差别的，至 少目前是如此在这里有两点是可以明确的。其一是，物联网不一定使用 IP 网，至少 是目前这种只能提供“尽力而为”的传送能力的 IP 网，物联网对其承载网 （分组数据网）的要求要远高于目前的互联网；其二是物联网，尤其是智 能小物体的物联网，它要求采用尽力轻量级的通信协议，因此像 TCP/IP 那 样复杂的协议不可能在智能小物体的物联网中使用。因此从这两方面来说， 物联网将会是有别于互联网的网络环境，而不可能是互联网的一种简单的 延伸 。物联网和互联网的比较见表 1。互联网物联网起源在哪里1. 计算机技术的出现2. 技术的传播速度加快1. 传感技术的创新2. 云计算面向的对象

7、是谁人人和物质怎么样发展的过程技术的研究到人类的技 术共享使用芯片多技术的平台应用 过程谁是使用者所有的人人和物质核心的技术在谁手里主流的操作系统和语言 开发商芯片技术开发商和标准 制定者创新的空间主要内容的创新和体验 的创新技术就是生活，想象就 是科技；让所用都有智 能什么样的文化属性精英文化和无序世界草根文化“活信息”世 界技术手段网络协议web2.0数据米集传输介质后台 计算表 1 物联网和互联网的比较3. 发展背景Internet of things 的概念最初起源于 Bill Gates 1995 年发表的未来之路， 书中提及物联网概念，只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展，

8、并未 引起重视。中科院早在 1999 年就启动了传感网的研究和开发。与其它国家相比， 我国的技术研发水平处于世界前列，具有同发优势和重大影响力。1999 年，在美国召开的移动计算和网络国际会议提出了，“传感网是下一个世纪 人类面临的又一个发展机遇”。2003 年，美国技术评论提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十 大技术之首。2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上，国际电信 联盟(ITU)发布了ITU互联网报告2005：物联网，正式提出了 物联网”的概念。 报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到 牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特

9、网主动进行交换。射频识别技术(RFID)、传 感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的应用。2009年1月28日，奥巴马就任美国总统后，与美国工商业领袖举行了一次“圆 桌会议”，作为仅有的两名代表之一，IBM首席执行官彭明盛首次提出智慧地球” 这一概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。2009年2月24日消息，IBM大中华区首席执行官钱大群在2009IBM论坛上 公布了名为“智慧的地球”的最新策略。此概念一经提出，即得到美国各界的高度关注，甚至有分析认为IBM公司的 这一构想极有可能上升至美国的国家战略，并在世界范围内引起轰动。IBM认为， IT产业下一阶段的任务是把新一代IT技术

10、充分运用在各行各业之中，具体地说， 就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、 大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成物联网。工信部总工程师朱宏任在中国工业运行 2009 年夏季报告会上表示，物 联网是个新概念，到现在为止还没有一个约定俗成的，大家公认的概念。 他说，总的来说， “物联网 ”是指各类传感器和现有的 “互联网 ”相互衔接的一 种新技术。物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术， 构造一个覆盖世界上万事万物的 “Internet of Things” 。在这个网络中，物品 (商品)能够彼此进行 “交流”，而无需人的干预。

11、其实质是利用射频自动识别 (RFID)技术，通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与 共享。物联网概念的问世，打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物 理基础设施和 IT 基础设施分开，一方面是机场、公路、建筑物，另一方面 是数据中心，个人电脑、宽带等。而在物联网时代 ,钢筋混凝土、电缆将与 芯片、宽带整合为统一的基础设施，在此意义上，基础设施更像是一块新 的地球。故也有业内人士认为物联网与智能电网均是智慧地球的有机构成 部分。不过，也有观点认为，物联网迅速普及的可能性有多大，尚难以轻言判 定。毕竟 RFID 早已为市场所熟知，但新大陆等拥有 RFID 业务的相关上市 公司定

12、期报告显示出业绩的高成长性尚未显现出来，所以，对物联网的普 及速度存在着较大的分歧。但可以肯定的是，在国家大力推动工业化与信 息化两化融合的大背景下，物联网会是工业乃至更多行业信息化过程中， 一个比较现实的突破口。而且， RFID 技术在多个领域多个行业所进行的一 些闭环应用。在这些先行的成功案例中，物品的信息已经被自动采集并上 网，管理效率大幅提升，有些物联网的梦想已经部分的实现了。所以，物 联网的雏形就象互联网早期的形态局域网一样，虽然发挥的作用有限，但 昭示着的远大前景已经不容质疑。这几年推行的智能家居其实就是把家中的电器通过网络控制起来。可 以想见，物联网发展到一定阶段，家中的电器可以

13、和外网连接起来，通过 传感器传达电器的信号。厂家在厂里就可以知道你家中电器的使用情况， 也许在你之前就知道你家电器的故障。某一天突然有维修工上门告诉你家 中空调有问题，你还惊异地不相信。物联网的发展，必然带动传感器的发展，传感器发展到一定程度，变形 金刚会真地出现在我们的面前。4. 发展现状目前，国外对物联网的研发、应用主要集中在美、欧、日、韩等少数国家。4.1 欧美物联网发展情况2009年1月，IBM公司提出了智慧地球”的构想，物联网成为其中不可或缺 的一部分。2009 年初，美国总统奥巴马就职后，对“智慧地球”构想作出了积极 回应，并将其提升为国家层级的发展战略，将“新能源”和“物联网”列

14、为振兴经济 的两大武器，从而引起全球的广泛关注。2009 年 6 月，欧盟委员会向欧盟议会、理事会、欧洲经济和社会委员会及 地区委员会递交了欧盟物联网行动计划(In ter net of Th in gs-An action plan for Europe)，以确保欧洲在建构物联网的过程中起主导作用。行动计划共包括14项 内容，主要有管理、隐私及数据保护、“芯片沉默”的权利、潜在危险、关键资源、 标准化、研究、公私合作、创新、管理机制、国际对话、环境问题、统计数据和 进展监督等一系列工作。2009年10月，欧盟委员会以政策文件的形式对外发布了物联网战略，提出 要让欧洲在基于互联网的智能基础设施

15、发展上领先全球，除了通过ICT研发计划 投资4亿欧元，启动90多个研发项目提高网络智能化水平外，欧盟委员会还将 于2011年2013年间每年新增2亿欧元进一步加强研发力度，同时拿出3亿欧 元专款，支持物联网相关公私合作短期项目建设。欧洲智能系统集成技术平台(EPoSS)在In ter net of Th ings in 2020报告中 分析预测，未来物联网的发展将经历四个阶段，2010年之前RFID被广泛应用于 物流、零售和制药领域， 2010-2015 年物体互联， 2015-2020 年物体进入半智能 化， 2020 年之后物体进入全智能化。就目前而言，许多物联网相关技术仍在开 发测试阶段

16、，离不同系统之间融合、物与物之间的普遍链接的远期目标还存在一 定差距。4.2 日韩物联网发展情况日本政府自上世纪 90 年代中期以来相继制定了 e-Japan、u-Japan、i-Japan 等 多项国家信息技术发展战略，从大规模开展信息基础设施建设入手，稳步推进， 不断拓展和深化信息技术应用，以此带动本国社会、经济发展。其中，日本的 u-Japan、i-Japan 战略与“物联网”概念有许多共通之处。 2008 年，日本总务省提 出u-Japan xlCT”政策。x”代表不同领域乘以ICT的含义，一共涉及三个领域 一一产业xlCT”、地区xlCT”、生活（人）xlCT”。将u- Japan政策的重心从之前 的单纯关注居民生活品质提升拓展到带动产业及地区发展，即通过各行业、地区 与