物联网的三大推动力-物联网组成原理

1.第一大推动力：政府

（1）国际社会

1998年1月31日时任美国副总统戈尔在加利福尼亚科学中心，做了题为《数字地球：展望21世纪我们这颗行星》的长篇演讲。在这篇演讲中，他首次提到并系统阐述了“数字地球”这个新概念，其构想如图1-3所示。这个概念提出的前提是，技术创新的新浪潮使我们能够大量地获得、存储、处理和显示关于我们行星的各种环境和文化现象信息。如此大量的信息构成了“地理坐标系”，它涉及地球表面每一个特定的地方。有了这个数字化的“地理坐标系”信息源，人类就可以淘汰现在的人机对话方式，即利用Macintosh和Windows操作系统提供的桌面图形方式，从而跨入“数字地球”的多种分辨率、三维的表述方式，使人类能嵌入巨大数量的地理坐标系数据。

图1-3　数字地球构想

戈尔认为高科技的发展使人类拥有了前所未有的捕捉收集处理和展示信息的手段，但大量的数据并没有得到充分处理，更没有得到充分的使用。例如，一颗地球卫星每两周即可发回地球的完整照片，这种卫星已经运行了20年，所收集的信息可谓浩如烟海，但只是储存在数据库里，与绝大多数人的日常生活无关。

要利用这么巨大的信息量为人类服务，必须开发新的信息展示技术，人脑处理信息的“技术”具有速率低而分辨率高的特点，一般人难以在短时间内记住7组以上的数据，但是由几十亿个信息单元组成的图像，如一处风景，一张明星的脸，人们却可以过目不忘，乃至一见钟情。由此，戈尔提出：“我们需要一个‘数字地球’，这是一个高分辨率三维空间的数据星球，与地球有关的庞大数据可以存储在里面”。人们借助头戴显示器、特制的数据手套等高分辨率展示工具，就可以在全球自由遨游，不受时间和空间的限制，可以谈笑间“飞”到万里之外或千年之前，寻访南极的一座冰峰或会晤埃及的某位法老。

在美国，奥巴马就职后提出了“智慧地球”的概念。其雏形是美国IBM公司对21世纪后社会变化、科技发展、市场实践和全球面临的重大问题进行总结和分析后得出的结论。其核心是以一种更智慧的方法，利用新一代信息通信技术来改变政府、公司和人们相互交互的方式，以便提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度。通俗地讲，它是把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，即把感应器嵌入和装备到全球每个角落的电网、铁路、桥梁、隧道、公路等各种物体中，并且被普遍连接，形成所谓“物联网”；而后通过超级计算机和“云计算”将“物联网”整合起来；在此基础上，人类可以用更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，极大地提高资源利用率和生产力水平，应对经济危机、能源危机、环境恶化，从而打造一个“智慧地球”。作为新一轮IT技术革命，“智慧地球”上升为美国的国家战略，被认为是挽救危机、振兴经济、确立竞争优势的关键战略。奥巴马期望利用“智慧地球”来刺激经济复苏，把美国经济带出低谷。同样被他们认为是挽救危机、振兴经济、确立竞争优势的关键战略。

在欧洲，2009年6月18日，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》，其目的为希望欧洲通过构建新型物联网管理框架来引领世界“物联网”发展。作为“物联网”应用的重要部分，M2M业务已受到运营商的广泛关注。一些优秀的国外运营商已开始就其长远发展，确立了明确的战略方向，如法国电信集团专注医疗、加拿大Decoma公司关注M2M协议。欧洲的运营商们也加强了M2M市场的部署。法国Orange公司看好车队管理市场；挪威Telenor公司与设备商合作，推出完整解决方案；德国T-Mobile公司与设备商合作开发解决方案；英国沃达丰推出M2M全球服务平台。

国外及欧美国家对于“物联网”非常重视。据资料显示，美国的奥巴马政府对更新美国信息高速公路提出了更具高新技术含量的信息化新的方案；欧盟发布了下一代全欧移动宽带长期演进与超越及信息通信技术（Information Communication Technology，ICT）研发与创新战略；而在日本政府紧急出台了数字日本创新项目ICT鸠山计划行动大纲；同时，澳大利亚、新加坡、法国、德国等其他发达国家也加快部署了下一代网络基础设施的步伐。全球信息化正在引发当今世界的深刻变革，世界政治、经济、社会、文化和军事发展的新格局正在受到信息化的深刻影响。在不久的将来，也许在未来的3～5年之内，更具智能性的信息基础设施逐步与传统的基础设施融合，更加智能化的网络也将会逐步得到普及。

从国际上看，欧盟各国、美国、日本等国都十分重视物联网的工作，并且已进行了大量研究开发和应用工作。例如，美国把它当成重振经济的法宝，所以非常重视物联网和互联网的发展。它的核心是利用ICT来改变美国未来产业发展模式和结构（金融、制造、消费和服务等），改变政府、企业和人们的交互方式以提高效率、灵活性和响应速度；把ICT技术充分用到各行各业，把感应器嵌入到全球每个角落，如电网、交通（铁路、公路、市内交通）等相关的物体上；并利用网络和设备收集的大量数据通过云计算、数据仓库和人工智能技术来分析给出解决方案；把人类智慧赋予万物，赋予地球。“智慧地球、物联网和云计算”就是美国要作为新一轮IT技术革命的领头羊的证明。据欧盟专家讲，欧盟发展物联网先于美国，围绕物联网技术和应用做了不少创新性工作。2009年11月在北京全球物联网会议上，发布的《欧盟物联网行动计划》（Internet of things：An action plan for Europe），其目的也是企图在“物联网”的发展上引领世界。在欧盟，各大运营商和设备制造商积极地推动了M2M的技术和服务的发展。

（2）我国

2009年8月7日，时任国务院总理温家宝在考察时提出了“感知中国”战略；2009年11月3日温家宝总理在《让科技引领中国可持续发展》讲话中有这样的描述：

“信息网络产业是世界经济复苏的重要驱动力。全球互联网正在向下一代升级，传感网和物联网方兴未艾。（智慧地球）简单说来就是物联网与互联网的结合，就是传感网在基础设施和服务领域的广泛应用。我在无锡考察时参观了中国科学院微系统所无锡传感网工程中心，很高兴看到一批年轻人正在从事传感网的研究。我相信他们一定能够创造出（感知中国），在传感世界中拥有中国人自己的一席之地。我们要着力突破传感网、物联网的关键技术，及早部署后IP时代相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的‘发动机’。”

2010年3月5日温家宝总理在十一届全国人大三次会议上做政府工作报告时指出：

“转变经济发展方式刻不容缓。要大力推动经济进入创新驱动、内生增长的发展轨道。”“大力培育战略性新兴产业。国际金融危机正在催生新的科技革命和产业革命。发展战略性新兴产业，抢占经济科技制高点，决定国家的未来，必须抓住机遇，明确重点，有所作为。要大力发展新能源、新材料、节能环保、生物医药、信息网络和高端制造产业。积极推进新能源汽车、“三网”融合取得实质性进展，加快物联网的研发应用。加大对战略性新兴产业的投入和政策支持。”

2010年3月5日，时任工信部部长李毅中信心十足地指出：“（我们国家的）物联网有一定的基础，在国际水平线上，我们并不落后。”全国人大代表、中国工程院院士、中星微电子有限公司董事长邓中翰在接受采访时说：“物联网将是未来经济的新增长点，中星微电子有限公司将会在物联网领域加大投入，进一步把网络技术、IP技术、IT技术，推动到第一、二、三产业中，并且借助物联网的商机，创造出更多新型的企业，以及新型技术和财富。”

2010年3月6日，时任全国人大常委会委员长吴邦国参加了十一届全国人大三次会议和全国政协十一届三次湖北代表团审议时，他强调：“要找准国际产业发展新方向，扬长避短，把培育物联网、智能电网、低碳技术、生物技术、新材料等新兴产业作为国家发展战略，加大科技投入，加强自主创新，攻克技术难题，掌握关键技术，加快产业化进程，切实增强经济的整体素质、发展后劲和抵御风险能力，确保我国在新一轮国际竞争中掌握主动权。”

2010年3月8日，全国人大代表、浙江省电信有限公司总经理张新建表示，我国应将物联网建设上升为国家战略，并要掌握国际话语权。对于我国的物联网建设，张新建认为，国家在“十二五”规划中要体现物联网发展的目标和思路。在建设上，国家应加大政策扶持力度，政府可建立“物联网基金”提供专项资金及税收等方面的优惠政策。

《国家中长期科学与技术发展规划（2006—2020年）》和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中均将传感网列入重点研究领域。

物联网是战略性新兴产业的重要组成部分，对加快转变经济发展方式具有重要推动作用。为加快物联网发展，培育和壮大新一代信息技术产业，依据《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，2011年11月工业和信息化部制定和发布了《物联网“十二五”发展规划》。规划中分析了物联网发展的现状及形势，确定了发展物联网的指导思想、发展原则和发展目标。规划中提出了大力攻克核心技术、加快构建标准体系、协调推进产业发展、着力培育骨干企业、积极开展应用示范、合理规划区域布局、加强信息安全保障和提升公共服务能力共八项主要任务，规划了关键技术创新工程、标准化推进工程、“十区百企”产业发展工程、重点领域应用示范工程和公共服务平台建设工程五项重点工程。规划的最后提出了物联网发展的保障措施。

为推进我国物联网有序健康发展，2013年2月国务院发布了《国务院关于推进物联网有序健康发展的指导意见》。它指出物联网是新一代信息技术的高度集成和综合运用，具有渗透性强、带动作用大、综合效益好的特点，推进物联网的应用和发展，有利于促进生产生活和社会管理方式向智能化、精细化、网络化方向转变，对于提高国民经济和社会生活信息化水平，提升社会管理和公共服务水平，带动相关学科发展和技术创新能力增强，推动产业结构调整和发展方式转变具有重要意义。我国已将物联网作为战略性新兴产业的一项重要组成内容。目前，在全球范围内物联网正处于起步发展阶段，物联网技术发展和产业应用具有广阔的前景和难得的机遇。经过多年发展，我国在物联网技术研发、标准研制、产业培育和行业应用等方面已初步具备一定基础，但也存在关键核心技术有待突破、产业基础薄弱、网络信息安全存在潜在隐患、一些地方出现盲目建设现象等问题，急需加强引导加快解决。

为加快推进物联网有序健康发展，2013年9月国家发展改革委、工业和信息化部、教育部、科技部、公安部、财政部、国土资源部、商务部、税务总局、统计局、知识产权局、中科院、工程院和国家标准委联合发布了《十个物联网发展专项行动计划》。它要求各地根据各行动计划的指导思想、总体目标、重点任务、分工与进度、保障措施等，尽快细化本地区的具体措施，加强沟通协调，务实推进相关工作。(www.xing528.com)

2.第二大推动力：企业

2008年，美国IBM公司提出的“智慧地球”发展战略，如图1-4所示，受到美国政府的高度重视。“智慧地球”的核心是，无处不在的智能对象，被无处不达的网络与人连接在一起，再被无所不能的超级计算机调度和控制。与这一战略相关的前所未有的“智慧”的基础设施，为创新提供了无穷无尽的空间。作为新一波IT技术革命，其对于人类文明的影响之深远，将远远超过互联网。其中，投资于新一代智慧型基础设施建设的项目，能够有力地刺激经济复苏，而且能为美国奠定长期繁荣的基础。

图1-4　“智慧地球”构成

这一前景，毫无疑问引起了奥巴马团队的兴趣。既然1993年的克林顿能够利用互联网革命把美国带出当时的经济低谷，并实现空前的经济繁荣，那么2009年的奥巴马或许也可以利用“智慧地球”重现这一幕。

2010年9月11日，我国的“传感器网络标准工作组”成立。该组聚集了中国科学院、中国移动等国内传感网主要的技术研究和应用单位，将积极开展传感网标准制定工作，深度参与国际标准化活动，旨在通过标准化为产业发展奠定坚实的技术基础。“物联网”涵盖了诸多的产业力量，电信运营商在其中扮演什么样的角色呢？说到底，运营商就是提供一个运营平台，可以在上面开发各种业务。“物联网”概念在时任中国移动公司总经理王建宙的大力倡导下，已开始迅速普及，中国电信公司和中国联通公司也快马加鞭赶了上来。在2009年9月16日正式开幕的“2009年中国国际信息通信展览会”上，三大运营商“物联网”业务全部登台亮相。在中国移动公司的展位上，重点展示的是手机钱包和手机购电业务。

除了上述业务外，中国移动公司的“物联网”展台还展出了物流信息化、企业一卡通、公交视频、校讯通、手机购电等主题，这些业务都是物联网概念统合下的业务分支。中国电信公司将物联网业务分成两部分——“平安e家”和“商务领航”。中国联通公司的3G污水监测业务更脱离了个人消费的传统应用领域。这些服务也可以算是“物联网”概念下的业务分支。中国电信公司向物流行业提供名为“物流e通”的业务，采用自动识别、移动通信和全球卫星定位系统（Global Positioning System，GPS）等多项技术，将物流管理系统嵌入到CDMA手机中，提供物流数据采集、物流业务管理、自主导航和第三方定位等功能。中国移动则推出了“e物流”业务，面向物流运输行业推出的集GPS、地理信息系统（Geo-graphic Information System，GIS）、通用分组无线服务（General Packet Radio Service，GPRS）、短信服务（Short Message Service，SMS）技术于一体的软、硬件综合信息系统管理平台，提供车辆定位、货况信息、短信通告、运输路径的选择、运输网络的设计与优化等服务。

ITU 2005年的一份报告中曾描绘了“物联网”时代的图景：当司机出现操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等。这些理想化的服务指出了物联网的一个发展方向，目前我国物联网工作已经展开，并且在一些领域具体实施。例如，2010年上海世博会期间，为确保世博园区食品安全，监管部门启动了“世博食品安全实时监控综合平台”。食品或原材料进入园区之前，需佩戴电子标签（即RFID）；食品或原材料入园时，工作人员只要用读卡器轻照电子标签，一个番茄、一根豆芽都能追根溯源。

物联网被过多地解读为一个商业术语，而不是严格意义上的科学概念。但无论是商业服务者，还是科学研究者看来，物联网都可以称得上是“科技以人为本”、“服务完美生活”的融合体。从各个行业具体而微小规模应用的“涓涓细流”，逐渐汇聚成技术高度集成、应用广泛的大江大河。

物联网可期的行业前景，促使美国谷歌、微软公司等巨头争相布局，以占据产业链顶端。谷歌公司收购美国Nest公司只是这一风潮的开始。32亿美元、全现金支付…谷歌公司以这样的大手笔打响了对物联网的争夺战。2014年1月13日，谷歌公司宣布以32亿美元高价收购Nest公司，后者是智能家居设备生产商，主要产品是智能恒温器和智能烟雾探测器。这些设备与智能手机互通，将各种数据上传到云端，并执行操作。

事实上，谷歌公司一直以来就对智能家居领域情有独钟。它曾研发过一款名为Power-Meter的网络仪表，因量产困难而以失败告终。2012年初，谷歌公司又推出使用Android设备控制家用电器的技术Android@home，也未能成功。同期，谷歌公司旗下风险投资部门一直看好Nest公司的发展，参与了该公司2011年的B轮融资及2012年的C轮融资。之所以花巨资收购Nest公司，谷歌公司看中的显然不只是两台售价几百美元的设备。其实，智能恒温器和烟雾探测器几年前就已出现在市面上，并不稀奇，但真正将人机交互做到“艺术”级别的团队，Nest公司堪称其中翘楚。这多少是创始人Tony Fadell的功劳。这位前美国苹果公司高管、有“iPod之父”称号的Nest公司CEO，多次表示智能家居是一种艺术。而另一位创始人Matt Rogers及全公司300名员工中的1/3都是从苹果公司跳槽来的。对于始终执着于未来产业的谷歌公司来说，其软硬件结合能力与苹果公司相比始终相形见绌，如今花32亿美元购入Nest公司正是为弥补这一短板。

如果说花费125亿美元收购美国摩托罗拉公司移动业务标志着谷歌公司涉足硬件，那么花32亿美元购买Nest公司——谷歌公司历史上规模第二的收购，则意味着谷歌公司已经具有了进军物联网的跳板。

显然，看好物联网前景的不止谷歌公司一家。就在谷歌公司全力进军智能家居领域之时，美国微软公司已确认收购美国家庭自动化技术公司R2 Studios，力图抢占一席之地。而在2014年的国际消费电子展（Consumer Electronics Show，CES）上，日本索尼公司推出了一款Life Space UX投影仪，可使普通墙壁变成触摸屏，成为智能设备；韩国LG公司则公布了其智能家电计划，用户可通过短信对联网的冰箱、洗衣机或吸尘器发号施令；韩国三星公司展出了名为“Smart Home”的软件平台，用户在回家路上就可用手机打开家中的空调或关掉电灯。德国西门子、南非Teletask、法国莫顿公司等传统家居厂商，都提出了不同的“智能家庭网络”方案。CES之外的各种硬件展上，智能电灯、安防设备乃至智能牙刷也都成为展会焦点，吸引大批创业者关注。我国许多传统家电厂商都推出了智能家电，如海尔公司将与美国苹果公司合作，成为全球唯一成功将苹果公司MFI授权技术应用于家电行业的企业。得益于MFI技术，用户可通过iPhone、iPad等移动设备实现对智能家电的掌控。

3.第三大推动力：教育界与科技界

追求先进科学、前沿技术是科学家的天职。2009年初，美国总统奥巴马在和工商领袖举行的圆桌会议上，对包括物联网在内的智慧型基础设施（简称“智慧地球”）给予积极回应，将“新能源”和“物联网”列为振兴经济的两大武器，将“智慧地球”提升到美国的国家发展战略的高度。随着“感知中国”战略构想的提出，我国政府已充分意识到物联网是信息技术变革的重大机遇。通过探索物联网的核心理论问题，发展享有自主产权的物联网技术对推动我国在该领域的跨越式发展，具有十分重要的意义。

2010年3月9日，教育部网站发出通知：我国拟针对互联网、绿色经济、低碳经济、环保技术、生物医药等国家决定大力发展的重要战略性新兴产业，在高校本科教育阶段设立相关专业。这其中就包括增设物联网专业，以期为重要战略性新兴产业——物联网相关产业培养高素质人才。

工业和信息化部相关领导在首届物联网应用高峰论坛上表示，目前我国物联网总体还处于起步阶段，为推进物联网产业发展，我国将采取四大措施支持电信运营企业开展物联网技术创新与应用。这些措施如下：

一是突破物联网关键核心技术，实现科技创新。同时结合物联网特点，在突破关键共性技术时，研发和推广应用技术，加强行业和领域物联网技术解决方案的研发和公共服务平台建设，以应用技术为支撑突破应用创新。

二是制订我国物联网发展规划，全面布局。重点发展高端传感器、MEMS、智能传感器和传感器网络节点、传感器网关；超高频RFID、有源RFID和RFID中间产业等，重点发展物联网相关终端和设备及软件和信息服务。

三是推动典型物联网应用示范，带动发展。通过应用引导和技术研发的互动式发展，带动物联网的产业发展。重点建设传感网在公众服务与重点行业的典型应用示范工程，确立以应用带动产业的发展模式，消除制约传感网规模发展的瓶颈。深度开发物联网采集来的信息资源，提升物联网的应用过程产业链的整体价值。

四是加强物联网国际国内标准，保障发展。做好顶层设计，满足产业需要，形成技术创新、标准和知识产权协调互动机制。面向重点业务应用，加强关键技术的研究，建设标准验证、测试和仿真等标准服务平台，加快关键标准的制定、实施和应用。积极参与国际标准制定，整合国内研究力量形成合力，推动国内自主创新，并将研究成果推向国际。