1.3　物联网

1.3.1　什么是物联网

早在1995年，比尔·盖茨在《未来之路》一书中就已经提及物联网概念。但是，“物联网”概念的真正提出是在1999年，由EPCglobal的Auto-ID中心提出，被定义为：把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。

2005年，国际电信联盟（ITU）正式称“物联网”为“The Internet of things”，并发表了年终报告《ITU互联网 报告2005：物联网》。报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换；并描绘出“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。

现在较为普遍的理解是，物联网是将各种信息传感设备，如射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。通过装置在各类物体上的电子标签（RFID）、传感器、二维码等经过接口与无线网络相连，从而给物体赋予智能，可以实现人与物体的沟通和对话，也可以实现物体与物体互相间的沟通和对话。

2010年，我国政府工作报告中关于物联网的注释是物联网是指通过信息传感设备，按照约定协议，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。

实际上，用Networks of Things来概括物联网更合适。

1.3.2　物联网的应用前景

物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、大坝、供水系统、油气管道等各种物体中，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系，如图1-3-1所示。

图1-3-1　物联网管理平台

1．平台与接口

（1）Pachube：实时网络服务平台

Pachube的最大贡献是通过提供基于互联网的网络服务平台，在业务上将感知层和应用层逻辑分离开来；Pachube为IoT感知设备和网络应用提供了统一的网络开发接口；2011年Pachube被云服务提供商LogMeIn收购；商业应用是与CurrentCost合作，形成一套完整的家用电力能源感知、采集、监测、分析和决策方案较为典型。

（2）ArcGIS：专业地理信息处理引擎

地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是以采集、存储、管理、分析、描述和应用整个或部分地球表面（包括大气层在内）与空间和地理分布有关数据的计算机系统。

ArcGIS作为专业的地理信息系统，不仅能够提供地图可视化查询和定位，更能够通过空间分析，寻找到不同的地理因素之间的内在联系，从而帮助决策者在更加全面、系统地把握信息的基础上进行科学的决策。

随着感知数据类型和容量的快速增长，ArcGIS在专业地理信息处理方面的优势逐步显现，成为物联网应用不可或缺的一部分。

2．家庭应用

生活场景一：在衣橱里的每一件衣服上都有一个电子标签，每拿出一件上衣时，就能显示这件衣服应该搭配什么颜色、什么类型的裤子，应该在什么季节、什么天气甚至是什么场合穿比较合适。

生活场景二：家里的冰箱可以监视冰箱里的食物，在我们去超市的时候，家里的冰箱会告诉我们缺少些什么，也会提醒我们食物什么时候过期。这种冰箱知道我们喜欢吃什么东西，会根据我们不同的体质配制不同的营养早中晚餐。它可以照顾我们的身体，因为它知道什么食物对我们有好处。

生活场景三：当我们出门远行或者出差时，如果家里有陌生人闯入，感应器便会通过网络向我们发送危险信号，这时我们可以报警。而且我们可以通过计算机或者手机随时查看家里的安全状态，可以随时调取视频监控录像。

生活场景四：当我们早上拿车钥匙出门上班，在计算机旁待命的感应器检测到之后就会通过互联网络自动发起一系列事件，比如通过短信或者喇叭自动播报今天的天气，在计算机上显示快捷通畅的开车路径并估算路上所花时间，同时通过短信或者即时聊天工具告知公司同事你将何时到达公司等。

生活场景五：给养殖场里的每一头猪都分配一个二维码，这个二维码会一直保持到在超市出售的每一块猪肉上，消费者可以通过手机阅读二维码，就能准确地了解这只猪的成长、宰杀及销售等各个流程，以确保食品安全。

生活场景六：在电梯上安装传感器，实时传递电梯的运行数据，当电梯发生故障时，会第一时间发出危险信号通知有关部门，而无须乘客报警，有关部门会迅速派出电梯维修人员以最快的速度赶赴现场处理事故。

3．工业应用

仓储管理：当今RFID技术正在为供应链领域带来一场巨大的变革，以识别距离远、快速、不易损坏、容量大等条码无法比拟的优势，简化繁杂的工作流程，有效改善供应链的效率和透明度。托盘是供应链中最基础也是最主要的货物单元，它已经广泛应用于生产、仓储、物流、零售等各个供应链环节。

智能运输：近几年来，被原油价格不断上涨所困扰的石油化工行业，重新把提高物流效率作为现实的研究课题。其中，散杂货物流的大型化和大量化的改进工作一直在探讨之中。

日本著名物流公司山九股份有限公司拥有陆路和海上的物流业务，还包括设备管理及服务领域的业务。该公司携手三井股份有限公司，用RFID技术实现集装箱的智能化管理。

2011年12月29日，国家标准化管理委员会与交通运输部联合宣布，国际标准化组织（ISO）已投票通过并颁布由中国专家领衔制定的《ISO 18186：货物集装箱-RFID货运标签系统》国际标准。

该标准是物流、物联网领域第一个由中国专家发起和主导的国际标准，是中国拥有自主知识产权的创新成果最终上升为国际标准的成功探索，也是我国交通运输系统首次登上领衔制定国际标准的舞台。

4．医学应用

1999年，物联网概念由麻省理工学院提出，早期是指依托射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术和设备，按约定的通信协议与互联网的结合，使物品信息实现智能化管理。而医学物联网，就是将物联网技术应用于医疗、健康管理、老年健康照护等领域。

医学物联网中的“物”，就是各种与医学服务活动相关的事物，如健康人、亚健康人、病人、医生、护士、医疗器械、检查设备、药品等。医学物联网中的“联”，即信息交互连接，把上述“事物”产生的相关信息交互、传输和共享。医学物联网中的“网”是通过把“物”有机地连成一张“网”，就可感知医学服务对象、各种数据的交换和无缝连接，达到对医疗卫生保健服务的实时动态监控、连续跟踪管理和精准的医疗健康决策。

那么什么是“感”“知”“行”呢？“感”就是数据采集和信息获得，比如，连续监测高血压患者的人体特征参数、周边环境信息、感知设备和人员情况等。“知”特指数据分析，如高血压患者连续的血压值测到之后，计算机会自动分析出他的血压状况是否正常，如果不正常，就会生成警报信号，通知医生知晓情况，调整用药，加以处理，这就是“行”。

5．其他应用

安全管理：随着识别技术的发展，人们对智能化系统的要求在不断的提高。采用先进的RFID射频识别技术，对进出单位大门、危险区域的人员和车辆实现自动读卡识别。只要身上带卡就可以实现免掏卡自动识别、自动开门，把卡放车上可以自动开启道闸。同时还可以支持自动进行人数（车辆数）统计、行动轨迹跟踪和定位。

如2010年5月份开始的上海世博会的门票系统全部采用RFID技术，每张门票内都含有一颗自主知识产权“世博芯”，通过采用特定的密码算法技术，确保数据在传输过程中的安全性，外界无法对数据进行任何篡改或窃取。

环境保护：物联网与环保设备的融合能够实现对生活环境中各种污染源及污染治理各环节关键指标的实时监控。在重点排污企业排污区域安装无线传感设备，可以实时监测企业排污数据，及时发现污染源，防止突发性环境污染事故的产生。

例如，江苏省太湖流域水环境信息共享平台采用物联网传感技术理念，运用先进的虚拟实境、视频监控、通信组网等信息化技术，覆盖流域内282家重点污染源、75个水质自动站、53个国家考核断面、21个湖体监测点位和太湖蓝藻遥感预警监测，实现流域水环境全方位、一体化监控，在太湖流域水环境管理与决策中发挥了重要的支撑作用

1.3.3　物联网的发展前景

物联网注定要催化中国乃至世界生产力的变革。在信息产业的发展过程中，物联网是中国真正的战略新兴产业，是一个机遇，它能使我国信息产业有可能超越国外。前信息产业主要应用在媒体、游戏、娱乐、电子商务领域等第三产业中，而物联网作为最新的网络技术，将会进一步对农业、工业这样的第一产业、第二产业发展发挥重大的推动作用。即互联网时代带动更多的是第三产业的发展，而物联网的兴起将联动第一、第二产业。

现阶段物联网有希望成为加快转变经济发展方式的突破口。如果我国能够在三网融合、物联网、云计算等方面加快发展，将带来以信息化为标志的新一次战略机遇——通过信息化带动工业、农业、医疗、安全等基础产业发生翻天覆地的变化。

有研究机构预计10年内物联网就可能大规模普及，这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场，其产业要比互联网大30倍。

“物联网”被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。目前，美国、欧盟、中国等都在投入巨资深入研究探索物联网。我国也正在高度关注、重视物联网的研究，工业和信息化部会同有关部门，在新一代信息技术方面正在开展研究，以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。

此外，在“物联网”普及以后，用于动物、植物和机器、物品的传感器与电子标签及配套的接口装置的数量将大大超过手机的数量。物联网的推广将会成为推进经济发展的又一个驱动器，为产业开拓了又一个潜力无穷的发展机会。按照目前对物联网的需求，在近年内就需要按亿计的传感器和电子标签，这将大大推进信息技术元件的生产，同时增加大量的就业机会。