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1、第十六章 物联网16.1什么是物联网16.1.1.物联网概念1999年麻省理工大学的Auto-ID中心Kevin Ashton教授提出了以标示为特征的物联网概念，把技术与传感器技术应用于日常物品中，实现在任何地点、任何时间，对任何物品进行标识和管理，增加了供应链的可视、可控性，形成了一个“物联网”。2003年SUN article中提出了toward a global “internet of things”。 2005年11月17日，在威尼斯举行的信息社会世界峰会（world summit of information society, WISS）上，国际电信联盟（ITU）发布的ITU互联网
2、报告2005：物联网对物联网概念进行了扩展，指出了物联网是通过射频识别（RFID）和智能计算等技术实现全世界设备互连的网络，提出了任何时刻、任何地点、任意物体之间互联，无所不在的网络（Ubiquitous networks）和无所不在的计算（Ubiquitous computing）的发展愿景。此后物联网的定义和范围发生了变化，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。2008年ITU在Ubiquitous Sensor Networks中进一步提出泛在传感器网络概念，并阐述为通过传感器、执行器、RFID等对物理世界进行感知和标识，然后依靠网络将信息进行传输和互联，再进行信息
3、处理和信息存储，最后实现具体应用。根据ITU的描述，在物联网时代，通过在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发器，人类在信息与通信世界里将获得一个新的沟通维度，从任何时间任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物和物与物之间的沟通连接。物联网概念的兴起，很大程度上得益于ITU 2005年以物联网为标题的年度互联网报告。然而，ITU的报告对物联网缺乏一个清晰的定义。物联网（The Internet of things，IOT）原始含义是“物物相连的互联网”，它是未来互联网的组成部分，可以被定义为有着自我配置能力的动态全球网络基础设施，这种自我配置能力是建立在标准和互操作性的通信协议基础上的
4、，在这种动态全球网络基础设施中，物质的和虚拟的“物”都有自己的身份、物质属性、虚拟特性和可使用的智能接口，并无缝集成到信息网络。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。因此，物联网是通过RFID装置、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。在物联网中，预计“物”将成为商业、信息、社会过程的积极参与者，在社会过程中，物之间、物与交换数据之间、物与其对环境的信息“
5、感觉”之间能够相互作用和沟通，同时，对“现实（物质）世界”事件进行自动反映，在不管是否有人为干预的情况下都能激发行动和提供服务。图16-1物联网这里的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围：1、要有相应信息的接收器；2、要有数据传输通路；3、要有一定的存储功能；4、要有CPU；5、要有操作系统；6、要有专门的应用程序；7、要有数据发送器；8、遵循物联网的通信协议；9、在世界网络中有可被识别的唯一编号。2009年9月，在北京举办的物联网与企业环境中欧研讨会上，欧盟委员会信息和社会媒体司RFID部门负责人Lorent Ferderix博士给出了欧盟对物联网的定义：物联网是一个动态的全球网
6、络基础设施，它具有基于标准和互操作通信协议的自组织能力，其中物理的和虚拟的“物”具有身份标识、物理属性、虚拟的特性和智能的接口，并与信息网络无缝整合。物联网将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一道，构成未来互联网。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，而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工地，世界的运转就在它上面进行，其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。和传统的互联网相比，物联网有其鲜明
7、的特征。首先，它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。还有，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，
8、能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。对于物联网中的网，可以是有线网、无线网、专用网、公用网、局域网、互联网等等。物体联网的实质是将物体的信息连接到网上，因此物联网中网络的作用在于使物体信息能够流通。信息的流通可以是单向的，比如我们可以监测一个区域的污染情况，污染信息流向信息终端。也可以是双向的，比如智能交通控制，既能够监测交通情况，又可以实现智能交通疏导。尽管世界各国对物联网的发展前景和对社会经济的整体提升拥有一致
9、的憧憬和极大的热情，应该看到物联网的发展还刚刚开始。如何让物联网真正从实验室走出来，从一个概念变为一种产业，形成真正的市场，需要大规模的物联网应用引导物联网产业的健康发展。目前关于物联网的认识还有很多误区，我们在这里辨误：传感网或RFID网不等同于物联网。事实上传感技术也好、RFID技术也好，都仅仅是信息采集技术之一。除传感技术和RFID技术外，GPS、视频识别、红外、激光、扫描等所有能够实现自动识别与物物通信的技术都可以成为物联网的信息采集技术。传感网或者RFID网只是物联网的一种应用，但绝不是物联网的全部。物联网不是互联网的无边无际的无限延伸，物联网也不是所有物的完全开放、全部互连、全部共
10、享的互联网平台。实际上物联网绝不是简单的全球共享互联网的无限延伸。即使互联网也不仅仅指我们通常认为的国际共享的计算机网络，互联网也有广域网和局域网之分。物联网既可以是我们平常意义上的互联网向物的延伸；也可以根据现实需要及产业应用组成局域网、专业网。现实中没必要也不可能使全部物品联网；也没必要使专业网、局域网都必须连接到全球互联网共享平台。今后的物联网与互联网会有很大不同，类似智慧物流、智能交通、智能电网等专业网；智能小区等局域网才是最大的应用空间。认为物联网就是物物互联的无所不在的网络，不能因此认为物联网是空中楼阁，是目前很难实现的技术。事实上物联网是实实在在的，很多初级的物联网应用早就在为我
11、们服务着。物联网理念就是在很多现实应用基础上推出的聚合型集成的创新，是对早就存在的具有物物互联的网络化、智能化、自动化系统的概括与提升，它从更高的角度升级了我们的认识。不能把物联网当成个筐，什么都往里装；不能基于自身认识，把仅仅能够互动、通信的产品都当成物联网应用。如，仅仅嵌入了一些传感器，就成为了所谓的物联网家电；把产品贴上了RFID标签，就成了物联网应用等等。16.1.2.各国的物联网发展情况目前，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。2009年初，美国总统奥巴马就职后，将“新能源”和“物联网”列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
12、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（Internet of Things-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
13、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Internet of Things 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，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。日本政府自上世纪90年代中期以来相继制定了e-Japan、u-
14、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 xICT”政策。“X”代表不同领域乘以ICT的含义，一共涉及三个领域“产业xICT”、“地区xICT”、“生活（人）xICT”。将以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ICT的深化融合，进而实现经济增长的目的。2009年7月，日本IT战略本部颁布了日本新一代
15、的信息化战略“i-Japan”战略，为了让数字信息技术融入每一个角落，首先将政策目标聚焦在三大公共事业：电子化政府治理、医疗健康信息服务、教育与人才培育，提出到2015年，透过数位技术达到“新的行政改革”，使行政流程简化、效率化、标准化、透明化，同时推动电子病历、远程医疗、远程教育等应用的发展。韩国政府自1997年起出台了一系列推动国家信息化建设的产业政策，包括IFRD先导计划、IFRD前面推动计划、USN领域测试计划等。实现建设U化社会的愿景，韩国政府持续推动各项相关基础建设、核心产业技术发展，RFID/USN（传感器网）就是其中之一。继日本提出u-Japan战略后，韩国也在2006年确立了
16、u-Korea战略。u-Korea战略旨在建立无所不在的社会（ubiquitous society），也就是在民众的生活环境里布建智能型网络（如IPv6、BcN、USN）、最新的技术应用（如DMB、Telematics、RFID等先进的信息基础建设，让民众可以随时随地享有科技智慧服务。其最终目的，除运用IT科技为民众创造衣食住行育乐各方面无所不在的便利生活服务，亦希望扶植IT产业发展新兴应用技术，强化产业优势与国家竞争力。2009年10月，韩国通信委员会出台了物联网基础设施构建基本规划，将物联网市场确定为新增长动力。该规划提出，到2012年实现“通过构建世界最先进的物联网基础实施，打造未来广播通信融合领域超一流信息通信技术强国”的目标，并确定了构建物联网基础设施、发展物联网服务、研发物联网技术、营造物联网扩散环境等4大领域、12项详细课题。2009年8月7日，温家
