1.3 物联网技术典型应用举例

物联网技术可以在很多领域应用，这可以从物联网的功能和特性中自然而然地联想到，这些应用主要是通过物联网无处不在的连接和感知技术，实现自动报警，或者自动调节、决策支持来支持各种应用的。下面对几个典型应用做简单介绍。

1.3.1 机器互联服务

机器互联服务（Machine to Machine，M2M）是最早的物联网应用形式。目前，国内外不少电信与移动通信运营商在M2M领域进行了大量研究，推出了各种M2M业务，如汽车信息服务、车队管理、远程医疗、远程计量等。例如，中国移动在2004年就开始开发M2M业务，国外的电信运营商（如Orange、Sprint、DoCoMo）也都推出了M2M业务，尤其是挪威电信，在2010年，其M2M业务量占到其业务总量的40%左右。

机器互联服务所表达的是将原来通信网中人与人（H2H）之间的通信扩展为包括机器之间的通信、机器控制通信、人机交互通信、移动互连通信等多种方式，它让机器、设备、应用处理过程与后台信息系统共享信息，并与操作者共享信息。M2M应用综合了数据采集、GPS、远程监控、通信、信息等技术，能够实现业务流程的自动化。M2M技术使所有机器设备都具备连网和通信能力，它让机器之间、人与机器之间实现了无缝连接与通信。M2M应用系统的基本结构如图1-2所示。

M2M技术的出现使得通信网需要连接并提供通信服务的对象的种类和数量发生了质的变化。通信服务的对象除了原有的人、计算机、IT设备之外，数以亿计的非IT机器/设备也将加入进来。随着M2M技术的发展，这些新成员的数量及其数据交换的网络流量将会迅速增加。仅就目前涉及的物联网行业应用而言，就至少有农业、交通、教育、医疗、物流、能源、环保、制造、安全等；就涉及的个人和家庭电子设备而言，至少可能有电子书阅读器、音乐播放器、DVD播放器、游戏机、数码相机、家用电器等。如果这些所谓的“物”都纳入物联网通信应用范畴，其潜在可能涉及的通信连接数可达数百亿之多，远高于现有人与人之间的通信连接数，这就为通信领域的扩展和企业转型提供了巨大的想象空间。

在物联网框架下，M2M的应用范围会更加广泛，现有的M2M应用只是物联网的一个点或一条线，只有当M2M规模化、普及化，并在彼此之间通过网络实现智能的融合和通信后，才能形成物联网。所以，彼此孤立的M2M并不是物联网，但M2M应用是物联网的构成基础，M2M的终极目标是物联网。

1.3.2 大众医疗保健服务

现代文明的重大进步往往以各种网络系统的建立为标志，大众医疗保健服务的提供也不例外，它将主要依托设置了多种医学传感器的家庭网络，以及公用通信网络和各种支持医疗保健服务的专业网络（如保险服务网络、医院系统网络、社区服务网络等）和服务系统，如图1-3所示[3]。物联网的问世，使得与医疗保健相关的各种硬件和软件资源共享与无缝集成，实现了各子系统的协同运行，可以高效地完成多项医疗保健活动，打破了医院之前的传统服务方式，其服务对象由“有病求医”的患者扩展到整个社会。

（1）家庭网络采集汇总数据。在家庭网络中利用测量动态血压、心电、体温等生命体征的传感器（便携式数据采集器），进行广大亚健康人群、老龄人群、慢性病人群、术后人群在日常生活中的生命体征的数据采集，并通过公用通信网有效传输到物联网服务提供商的区域健康数据中心、医院等部门进行存储、分析，并及时做出处理。

（2）公用通信网完成传感信息与服务信息的传送。公用通信网提供覆盖众多家庭网络与物联网服务提供商、医院、保险公司、社区服务中心的无缝连接与通信服务。

（3）物联网服务提供商在应用层面建立患者与医院等服务系统的联系。

物联网服务提供商在收集汇总/处理从家庭网络采集的患者的血压、心跳频率、血糖、体温等数据的基础上，通过公用通信网络与医院、保险公司、社区服务中心等机构建立关联，为用户提供各种医疗保健服务。

① 物联网服务提供商将患者的各项生理体征监测数据传送到健康监护平台的合作医院，医院的专科医生就可以根据数据及时对患者提供健康建议和提醒。同时，医院对这些信息进行科学规范的整合和集成，并纳入整个社会医疗保健数据库，实现适应现代医疗保健管理模式的信息资源互连互通和高度共享。

② 在医院为患者服务的同时，物联网中的信息服务系统会自动根据服务类型与开具的药品清单向患者收取费用，而医院与保险公司和银行的交割，使患者医疗保健费用的报销和转账也在瞬间完成。

③ 物联网服务提供商会将患者的各项生理体征监测数据处理后形成家庭情况状态报告，并适时地通过呼叫、短消息、电子邮件或Web报告的形式上报给社区服务中心，由服务中心根据家庭报告的内容为不同的家庭提供个性化的服务，包括送药上门、健康状况探访等。如遇紧急情况，还会与急救中心取得联系，实施紧急援救服务。

1.3.3 环境与敏感区域监控服务

随着现代社会经济的高速发展，人类面临的环境形势也日益严峻。大气污染、水污染、噪声污染、电磁辐射污染、森林植被破坏及土壤沙化等问题日趋严重，威胁着居民的健康、破坏着城市生态环境，严重制约着生态平衡及社会的可持续发展，因此，促进环境保护向自动化、智能化、网络化方向发展将是未来环境保护工作的重点，环保信息化势在必行。另外，对于敏感区域（重要活动的场地、周边道路等）实时监控，确保社会的和谐与平安发展也是物联网技术应用的重要领域。

图1-4给出了一种基于移动车辆传感器网络，面向环境与敏感区域监控服务的物联网系统[3]。其技术发展与传统的物联网既有共同之处又有其特殊之处，其工作流程也分为信息感知、信息传输、信息处理与应用三个环节。

（1）信息感知环节。利用移动车辆传感器网络，以分布式方式进行信息采集，协作感知所覆盖区域中的环境与重点区域的监测信息，通过环境传感器、智能卡、识别码、视频摄像头等感知设备实现环境指标监测、物体识别、事故应急等信息的捕获、采集，达到智能感知的目的。信息感知环节主要涉及传感器的部署、数据采集，及自组织组网和协同处理等技术，以传感器等采集感知技术、协同感知识别技术及无线传感器网络技术为代表。

（2）信息传输环节。通过不同的接入与信息传输方式将信息感知环节的传感器、传感器网络和其他信息采集装置获取的数据接入到基础架构统一的通信网络中。由于涉及的传感器装置各异且数量巨大，因此，需要利用异构的网络接入技术和基础核心网络技术，包括基础光纤传送网、IP互联网、公用交换电话网（PSTN）、广播电视网、NGN核心网和3G移动通信网技术，以及Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、UWB等近距离无线传输技术。

（3）信息处理与应用环节。面向环境与敏感区域监控服务，针对众多的数据来源和庞大的数据量，一方面，需要具有极强的数据处理能力和分发能力，完成信息的分析处理和决策，实现特定环境监测的智能化应用和服务任务；另一方面，需要结合特定流程和规则进行数据分析和利用，主要包括环境监测与管理、交通流量监测与管理、事故与犯罪监控等。在信息处理与应用环节将会利用数据的计算处理分析和信息分发平台技术，其中以云计算技术为代表。