物聯網：下一個“重要生產力”

物聯網是新一代信息技術的重要組成部分，也是“信息化”時代的重要發展階段。其英文名稱是：“Internet of Things（IoT）”。顧名思義，物聯網就是物物相連的互聯網。物聯網通過智能感知、識別技術與普適計算等通信感知技術，廣泛應用于網絡的融合中，也因此被稱為繼計算機、互聯網之后世界信息產業發展的第三次浪潮。

物聯網這一概念由凱文·阿什頓（Kevin Ashton）于 1999 年提出。阿什頓認為，計算機最終能夠自主產生及收集數據，而無需人工干預，因此將推動物聯網的誕生。簡單來說，物聯網的理念在于物體之間的通信，以及相互之間的在線互動。這是一項很難想象的技術進步，但正逐漸展現在我們眼前。2005年，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會上，國際電信聯盟發布了《ITU互聯網報告2005：物聯網》，正式提出了“物聯網”的概念。盡管上述場景令人難以置信，但隨著“物聯網”的發展，類似場景終將成為現實。

物聯網的原理、特征與本質

物聯網是在計算機互聯網的基礎上，利用RFID、無線數據通信等技術，構造一個覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”。在這個網絡中，物品（商品）能夠彼此進行“交流”，而無需人的干預。其實質是利用射頻自動識別（RFID）技術，通過計算機互聯網實現物品（商品）的自動識別和信息的互聯與共享。

而RFID，正是能夠讓物品“開口說話”的一種技術。在“物聯網”的構想中，RFID標簽中存儲著規范而具有互用性的信息，通過無線數據通信網絡把它們自動采集到中央信息系統，實現物品（商品）的識別，進而通過開放性的計算機網絡實現信息交換和共享，實現對物品的“透明”管理。

和傳統的互聯網相比，物聯網有其鮮明的特征。

首先，它是各種感知技術的廣泛應用。物聯網上部署了海量的多種類型傳感器，每個傳感器都是一個信息源，不同類別的傳感器所捕獲的信息內容和信息格式不同。傳感器獲得的數據具有實時性，按一定的頻率周期性地采集環境信息，不斷更新數據。

其次，它是一種建立在互聯網上的泛在網絡。物聯網技術的重要基礎和核心仍舊是互聯網，通過各種有線和無線網絡與互聯網融合，將物體的信息實時準確地傳遞出去。在物聯網上的傳感器定時采集的信息需要通過網絡傳輸，由于其數量極其龐大，形成了海量信息，在傳輸過程中，為了保障數據的正確性和及時性，必須適應各種異構網絡和協議。

還有，物聯網不僅僅提供了傳感器的連接，其本身也具有智能處理的能力，能夠對物體實施智能控制。物聯網將傳感器和智能處理相結合，利用云計算、模式識別等各種智能技術，擴充其應用領域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理出有意義的數據，以適應不同用戶的不同需求，發現新的應用領域和應用模式。

物聯網是互聯網的應用拓展，應用創新是物聯網發展的核心，以用戶體驗為核心的創新則是物聯網發展的靈魂。物聯網的本質概括起來主要體現在三個方面：一是互聯網特征，即對需要聯網的物一定要能夠實現互聯互通的互聯網絡；二是識別與通信特征，即納入物聯網的“物”一定要具備自動識別與物物通信的功能；三是智能化特征，即網絡系統應具有自動化、自我反饋與智能控制的特點。

物聯網應用中的關鍵技術

從技術架構上來看，物聯網可分為三層：感知層、網絡層和應用層。感知層由各種傳感器以及傳感器網關構成，包括二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、二維碼標簽、RFID 標簽和讀寫器、攝像頭、GPS等感知終端。感知層的作用相當于人的眼耳鼻喉和皮膚等神經末梢，它是物聯網識別物體、采集信息的來源，其主要功能是識別物體，采集信息。

網絡層由各種私有網絡、互聯網、有線和無線通信網、網絡管理系統和云計算平臺等組成，相當于人的神經中樞和大腦，負責傳遞和處理感知層獲取的信息。

應用層是物聯網和用戶（包括人、組織和其他系統）的接口，它與行業需求結合，實現物聯網的智能應用。

在物聯網應用中有三項關鍵技術：

1.傳感器技術，這也是計算機應用中的關鍵技術。大家都知道，到目前為止絕大部分計算機處理的都是數字信號。自從有計算機以來就需要傳感器把模擬信號轉換成數字信號計算機才能處理。

2.RFID標簽，也是一種傳感器技術，RFID技術是融合了無線射頻技術和嵌入式技術為一體的綜合技術，RFID在自動識別、物品物流管理方面有著廣闊的應用前景。

3.嵌入式系統技術，是綜合了計算機軟硬件、傳感器技術、集成電路技術、電子應用技術為一體的復雜技術。經過幾十年的演變，以嵌入式系統為特征的智能終端產品隨處可見，小到人們身邊的MP3，大到航天航空的衛星系統。嵌入式系統正在改變著人們的生活，推動著工業生產以及國防工業的發展。如果把物聯網用人體做一個簡單比喻，傳感器相當于人的眼睛、鼻子、皮膚等感官，網絡就是神經系統用來傳遞信息，嵌入式系統則是人的大腦，在接收到信息后要進行分類處理。這個比喻形象地描述了傳感器、嵌入式系統在物聯網中的位置與作用。

物聯網的應用案例

物聯網用途廣泛，遍及智能交通、環境保護、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業監測、環境監測、老人護理、個人健康、花卉栽培、水系監測、食品溯源、敵情偵察和情報搜集等多個領域。

國際電信聯盟于2005年的報告曾描繪“物聯網”時代的圖景：當司機出現操作失誤時汽車會自動報警；公文包會提醒主人忘帶了什么東西；衣服會“告訴”洗衣機對顏色和水溫的要求等等。物聯網在物流領域內的應用則比如：一家物流公司應用了物聯網系統的貨車，當裝載超重時，汽車會自動告訴你超載了，并且超載多少，但空間還有剩余，告訴你輕重貨怎樣搭配；當搬運人員卸貨時，一只貨物包裝可能會大叫“你扔疼我了”，或者說“親愛的，請你不要太野蠻”；當司機在和別人扯閑話，貨車會裝作老板的聲音怒吼“該發車了！”

物聯網把新一代IT技術充分運用在各行各業之中，具體地說，就是把感應器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統、大壩、油氣管道等各種物體中，然后將“物聯網”與現有的互聯網整合起來，實現人類社會與物理系統的整合，在這個整合的網絡當中，存在能力超級強大的中心計算機群，能夠對整合網絡內的人員、機器、設備和基礎設施實施實時的管理和控制，在此基礎上，人類可以以更加精細和動態的方式管理生產和生活，達到“智慧”狀態，提高資源利用率和生產力水平，改善人與自然間的關系。

1.物聯網傳感器產品已率先在上海浦東國際機場防入侵系統中得到應用。系統鋪設了3萬多個傳感節點，覆蓋了地面、柵欄和低空探測，可以防止人員的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵。上海世博會也與中科院無錫高新微納傳感網工程技術研發中心簽下訂單，購買防入侵微納傳感網產品。

2.ZigBee路燈控制系統點亮濟南園博園。ZigBee無線路燈照明節能環保技術的應用是此次園博園中的一大亮點。園區所有的功能性照明都采用了ZigBee無線技術達成的無線路燈控制。

3.首家手機物聯網落戶廣州。將移動終端與電子商務相結合的模式，讓消費者可以與商家進行便捷的互動交流，隨時隨地體驗品牌品質，傳播分享信息，實現互聯網向物聯網的從容過渡，締造出一種全新的零接觸、高透明、無風險的市場模式。手機物聯網購物其實就是閃購。閃購通過手機掃描條形碼、二維碼等方式，可以實現購物、比價、鑒別產品等功能。這種智能手機和電子商務的結合，是“手機物聯網”其中的一項重要功能，手機物聯網應用正伴隨著電子商務大規模興起。

4.與門禁系統的結合。一個完整的門禁系統由讀卡器、控制器、電鎖、出門開關、門磁、電源、處理中心這幾個模塊組成，無線物聯網門禁將門點的設備簡化到了極致：一把電池供電的鎖具。除了門上面要開孔裝鎖外，門的四周不需要設置任何輔佐設備。整個系統簡潔明了，可大幅縮短施工工期，也能降低后期維護的費用。無線物聯網門禁系統的安全與可靠體現在無線數據通信的安全性和傳輸數據的安穩性。

5.與云計算的結合。物聯網的智能處理依靠先進的信息處理技術，如云計算、模式識別等技術，云計算可以從兩個方面促進物聯網和智慧地球的實現：云計算是實現物聯網的核心；云計算促進物聯網和互聯網的智能融合。

6.與移動互聯結合。物聯網的應用在與移動互聯相結合后，發揮了巨大的作用。智能家居使得物聯網的應用更加生活化，具有網絡遠程控制、遙控器控制、觸摸開關控制、自動報警和自動定時等功能，普通電工即可安裝，變更擴展和維護非常容易，開關面板顏色多樣，圖案個性化，給每一個家庭帶來不一樣的生活體驗。

7.與指揮中心的結合。物聯網在指揮中心已得到很好的應用，網連網智能控制系統可以指揮中心的大屏幕、窗簾、燈光、攝像頭、DVD、電視機、電視機頂盒、電視電話會議；也可以調用馬路上的攝像頭圖像到指揮中心，同時也可以控制攝像頭的轉動。網連網智能控制系統還可以通過3G網絡進行控制，可以多個指揮中心分級控制，也可以連網控制。還可以顯示機房溫度濕度，可以遠程控制需要控制的各種設備開關電源。

8.助力食品溯源系統。從2003年開始，中國已開始將先進的RFID射頻識別技術運用于現代化的動物養殖加工企業，開發出了RFID實時生產監控管理系統。該系統能夠實時監控生產的全過程，自動、實時、準確地采集主要生產工序與衛生檢驗、檢疫等關鍵環節的有關數據，較好地滿足質量監管要求，使過去市場上常出現的肉 質問題得到了妥善的解決。此外，政府監管部門可以通過該系統有效地監控產品質量安全，及時追蹤、追溯問題產品的源頭及流向，規范肉食品企業的生產操作過程，從而有效地提高肉食品的質量安全水平。

物聯網發展趨勢

物聯網將是下一個推動世界高速發展的“重要生產力”，是繼通信網之后的另一個萬億級市場。我國正在高度關注、重視物聯網的研究，工業和信息化部會同有關部門，在新一代信息技術方面正在開展研究，以形成支持新一代信息技術發展的政策措施。

此外，用于機器、物品的傳感器與電子標簽及配套的接口裝置的數量將大大超過手機的數量。物聯網的推廣將會成為推進經濟發展的又一個驅動器，為產業開拓了又一個潛力無窮的發展機會。按照對物聯網的需求，缺口達數以億計的傳感器和電子標簽，這將大大推進信息技術元件的生產，同時增加大量的就業機會。

2014年2月18日，全國物聯網工作電視電話會議在北京召開。中共中央政治局委員、國務院副總理馬凱出席會議并講話。他強調，要搶抓機遇，應對挑戰，以更大決心、更有效措施，扎實推進物聯網有序健康發展，努力打造具有國際競爭力的物聯網產業體系，為促進經濟社會發展做出積極貢獻。馬凱指出，物聯網是新一代信息網絡技術的高度集成和綜合運用，是新一輪產業革命的重要方向和推動力量，對于培育新的經濟增長點、推動產業結構轉型升級、提升社會管理和公共服務的效率和水平具有重要意義。發展物聯網必須遵循產業發展規律，正確處理好市場與政府、全局與局部、創新與合作、發展與安全的關系。要按照“需求牽引、重點跨越、支撐發展、引領未來”的原則，著力突破核心芯片、智能傳感器等一批核心關鍵技術；著力在工業、農業、節能環保、商貿流通、能源交通、社會事業、城市管理、安全生產等領域，開展物聯網應用示范和規模化應用；著力統籌推動物聯網整個產業鏈協調發展，形成上下游聯動、共同促進的良好格局；著力加強物聯網安全保障技術、產品研發和法律法規制度建設，提升信息安全保障能力；著力建立健全多層次多類型的人才培養體系，加強物聯網人才隊伍建設。