认识物联网-信息技术应用概论

物联网是当今新一代信息技术的主要组成部分，也是当今电子信息化水平快速发展的重要体现。物联网简单地说就是物物相连的一种互联网。当然这个里面还有两层含义，第一点就是在最终端的发展，已经是扩展到了所有物品与物品之间，这些物品可以实现互相进行信息交流；第二点就是指物联网的发展始终是建立在互联网的基础上的，它是互联网的一种产物，是依赖于互联网而扩展的网络。物联网主要是借助识别技术、智能感知等通信感知这样的新技术，在网络的融合中被广泛地应用。

1）物联网的起源

物联网的理念最早出现于比尔·盖茨的《未来之路》，只是当时受限于无线网络、硬件及传感器设备的发展，并未引起世人的重视。1998 年，美国麻省理工学院创造性地提出了当时被称作EPC系统的“物联网”的构想。1999 年，“物联网”的概念由美国麻省理工学院的Auto-ID实验室首先提出，其提出的物联网概念以RFID 技术和无线传感网络作为支撑。2005 年，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU 互联网报告2005：物联网》，正式提出物联网的概念。报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临。世界上所有物体都可以通过互联网主动进行信息交换。射频识别技术、传感器技术、纳米技术和智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。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。当年，美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点。

2009 年8 月，温家宝“感知中国”的讲话把我国物联网领域的研究和应用开发推向了高潮，无锡市率先建立了“感知中国”研究中心，中国科学院、运营商、多所大学在无锡建立了物联网研究院，无锡市江南大学还建立了全国首家实体物联网工厂学院。

物联网的概念已经是一个“中国制造”的概念，其覆盖范围与时俱进，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。

2）物联网的定义

国际电信联盟发布的ITU互联网报告，对物联网做了如下定义：通过二维码识读设备、射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统和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。

根据国际电信联盟的定义，物联网主要解决物品与物品（Thing to Thing，T2T），人与物品（Human to Thing，H2T），人与人（Human to Human，H2H）之间的互联。但是与传统互联网不同的是，H2T是指人利用通用装置与物品之间的连接，从而使物品连接更加简化，而H2H是指人之间不依赖于PC而进行的互联。因为互联网并没有考虑对于任何物品连接的问题，故我们使用物联网来解决这个传统意义上的问题。物联网顾名思义就是连接物品的网络，物联网中，经常会引入一个M2M的概念，可以解释成为人到人（Man to Man）、人到机器（Man to Machine）、机器到机器（Machine to Machine）。从本质上而言，在人与机器、机器与机器的交互，大部分是为了实现人与人之间的信息交互。

3）物联网的体系结构

物联网利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息，通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去，利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。在业界，物联网被公认为有3 个层次（图6.1）：底层是用来感知数据的感知层，中间层是数据传输的网络层，最上面则是内容应用层。(www.xing528.com)

图6.1　物联网的层次结构

（1）感知层

感知层进行数据采集与感知，主要用于采集物理世界中发生的物理事件和数据，包括各类物理量、标识、音频、视频数据。物联网的数据采集涉及传感器、RFID、多媒体信息采集、二维码和实时定位等技术。

传感器网络组网和协同信息处理技术实现传感器、RFID等数据采集技术所获取数据的短距离传输、自组织组网以及多个传感器对数据的协同信息处理过程。

（2）网络层

网络层实现更加广泛的互联功能，能够把感知到的信息无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送，需要传感器网络与移动通信技术、互联网技术相融合。经过十余年的快速发展，移动通信、互联网等技术已比较成熟，基本能够满足物联网数据传输的需要。

（3）应用层

应用层主要包含应用支撑平台子层和应用服务子层，其中应用支撑平台子层用于支撑跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、共享、互通的功能。应用服务子层包括智能交通、智能医疗、智能家居、智能物流和智能电力等行业应用。