物联网发展历程：起源与原理

作为新兴事物的物联网其实并不年轻，在近十年的发展历程中，不同的国家、不同的机构组织，都在关注着物联网。物联网（Internet of Things，IoT）被看作是信息领域的一次重大发展与变革，其广泛应用将在未来5～15年为解决现代社会问题做出极大贡献。2009年以来，美国、欧盟、日本等纷纷出台物联网发展计划，进行相关技术和产业的前瞻布局，我国“十二五”规划中也将物联网作为战略性新兴产业予以重点关注和推进。但整体而言，无论国内还是国外，物联网的研究和开发都还处于起步阶段。

有关资料表明，国内外普遍认为物联网是由美国麻省理工学院Ashton教授于1999年最早提出来的，其理念是基于射频识别、电子物品代码（Electronic Product Code，EPC）等技术，在互联网的基础上，构造一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网，即物联网，如图1-1所示。此设想有两层意思：第一，物联网的核心和基础是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，并进行信息交换和通信。

图1-1　物联网定义

2010年时任国务院总理温家宝在第十一届全国人民代表大会第三次会议上所做政府工作报告中对物联网做了这样的定义：物联网是指通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，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。它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。

除了上面的定义之外，还有一些在具体环境下为物联网做出的定义：

欧盟定义。物联网是将现有的互联的计算机网络扩展到互联的物品网络。

国际电信联盟（International Telecommunications Union，ITU）的定义。物联网主要解决物品到物品（Thing to Thing，T2T）、人到物品（Human to Thing，H2T）、人到人（Human to Human，H2H）之间的互联。这里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互联，H2H是指人之间不依赖个人计算机而进行的互联。需要利用物联网才能解决的是传统意义上的互联网没有考虑的对于任何物品连接的问题。物联网是连接物品的网络，有些学者在讨论物联网时，常提到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）。本质上，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。

ITU物联网研究组。物联网的核心技术主要是普适网络、下一代网络和普适计算。这三项核心技术的简单定义是，普适网络，无处不在的普遍存在的网络；下一代网络，可以在任何时间、任何地点，互联任何物品，提供多种形式信息访问和信息管理的网络；普适计算，无处不在的普遍存在的计算。其中，下一代网络中“互联任何物品”的定义是ITU物联网研究组对下一代网络定义的扩展，是对下一代网络发展趋势的高度概括。从现在已经成为现实的多种装置的互联网络，如手机互联、移动装置互联、汽车互联、传感器互联等，都揭示了下一代网络在“互联任何物品”方面的发展趋势。

目前，国内外对物联网还没有一个统一、公认的标准定义，但从物联网的本质分析，物联网是现代信息技术发展到一定阶段后，才出现的一种聚合性应用与技术提升，它是将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用，使人与物智慧对话，创造一个智慧的世界。因此，物联网技术的发展几乎涉及了信息技术的方方面面，是一种聚合性、系统性的创新应用与发展，因此被称为是信息产业的第三次革命性创新。其本质主要体现在三个方面：一是互联网特征，即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络；二是识别与通信特征，即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别、物物通信的功能；三是智能化特征，即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。

总体上物联网可以概括为，通过传感器、射频识别技术、全球定位系统等技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程的声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各种可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，从而实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。

因此，把物联网初步定义为是通过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，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。要特别注意的是，物联网中的“物”，不是普通意义的万事万物，这里的“物”要满足以下条件：

①要有相应信息的接收器；(www.xing528.com)

②要有数据传输通路；

③要有一定的存储功能；

④要有处理运算单元（如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。

通过以上分析，发现物联网的核心是物与物及人与物之间的信息交互，其基本特征可简要概括为全面感知、可靠传送和智能处理，见表1-1。

表1-1　物联网的三个特征