物聯網基礎及應用第一章

物聯網產生和發展物聯網產生和發展當前，物聯網已成為最熱門的科技詞語之一，各行各業都在談論物聯網。2009年在江蘇省僅一天之內就注冊了50多家與物聯網技術相關的公司；2010年教育部通知高校申請熱門應用技術專業，有700余所申請物聯網相關專業，各省審核后提交到教育部最后審核的也有200余所。視頻1物聯網產生和發展那么究竟什么是物聯網?雖然各個行業都有自己的詮釋、描述和示例，但是至今還未有明確的定義。簡單說來，物聯網概念的興起，主要源于兩個計劃：一個是IBM的“智慧地球”；另一個就是我國政府的“感知中國”。實際1995年，最早由比爾蓋茨提出并展示了“智能家居系統”。視頻1-4物聯網產生和發展

物聯網應用技術的興起，也主要源自兩個方面的技術：一個是RFID射頻識別技術；另一個是傳感網技術。這兩項技術和互聯網以及智能計算技術的飛速發展、融合、應用，形成了今天的物聯網。智慧地球與感知中國1.1智慧地球與感知中國

物聯網是繼個人計算機、互聯網和移動通信網之后，世界信息產業第三次浪潮。智慧地球與感知中國世界上已有多個國家花巨資深入研究探索物聯網，目前中國與德國、美國、英國等國家一起，成為國際標準制定的主導國。智慧地球與感知中國在我國，對于絕大多數人來說，物聯網是和“智慧地球”、“感知中國”這兩個名詞聯在一起，讓人們熟悉了物聯網。智慧地球1.1.1智慧地球2008年11月，在紐約召開的美國對外關系委員會上，IBM總裁兼首席執行官（CEO）的演講報告中，正式提出“智慧地球”的概念。視頻2-1智慧地球隨后IBM正式提出“智慧地球”計劃，闡明“智慧地球”的短期和長期戰略意義。奧巴馬積極回應，認為“智慧地球”與克林頓的“信息高速公路”戰略同等重要，并把“智慧地球”上升為國家戰略，作為美國全球戰略的重要組成部分。智慧地球

2009年IBM提出了“智慧地球、贏在中國”給出了，智慧電力、智慧醫療、智慧城市、智慧交通、智慧物流、智慧銀行等解決方案。初步確定了“智慧地球”中國戰略的推廣領域?！爸腔鄣厍颉钡膽妙I域環保工業安監金融市政交通電力水利視頻2_2“智慧地球”的研究背景1．“智慧地球”的研究背景IBM提出智慧地球計劃時，正值2008年全球金融危機之后，其目的是給全球IT產業尋找金融危機后新的經濟增長點。奧巴馬認為，“智慧地球”是刺激美國經濟全面復蘇、振興美國經濟、確立未來競爭優勢的關鍵所在。“智慧地球”的研究背景

智慧地球將帶動美國工業向智慧化飛躍，進一步強化美國的技術優勢及對全球經濟和政治的掌控。在提出智慧地球理念時，有幾個關于智能系統成功應用的典型事例?！爸腔鄣厍颉钡难芯勘尘埃?）斯德哥爾摩的智能交通系統：將交通量降低了20%，廢氣排放降低了12%，每天新增四萬人使用公共交通工具。

智能交通系統提高了城市的競爭力。視頻2_3“智慧地球”的研究背景（2）智能油田技術：可以提高油泵性能和油井生產力，改變當前油田只有20%—30%儲量被開發的現狀。視頻2-4“智慧地球”的研究背景（3）北歐推廣的智能食品系統：利用RFID技術對肉類和家禽進行跟蹤，從供應鏈的農場全程追蹤直到超市貨架。中國在北京奧運會期間，廣泛應用RFID技術保障食品安全。主機機房無線中繼無線網關3G無線路由器平板電腦手機風機(無線智能插座)物聯網無線光照傳感器物聯網無線溫度/濕度傳感器物聯網無線空氣質量探測器“智慧地球”的研究背景（4）智能醫療與保健系統：將治療成本降低90%，智能醫療與保健系統在38個國家開展服務，對兩百多萬病人注射疫苗接種進行監控以實現正確醫護；對社區居民進行全方位的醫療、監護。視頻3_1物聯網智能醫療與保健系統醫療專家個人醫療服務專家建議數據采集血糖儀體溫傳感器碗式血壓傳感器心電圖護理儀GPS老人碗帶血氧傳感器視頻3_2“智慧地球”的研究背景智慧供應鏈、智慧電網、智慧醫療等，能夠使信息技術滲透到社會的各個角落。

智慧地球計劃為IT產業帶來新的希望，使IT產業能促進企業之間的融合。信息技術的廣泛應用，不僅能帶動人們生活和生產方式的改變，還會帶動整個社會就業率的提高，從而恢復金融危機后低迷的經濟局面?！爸腔鄣厍颉钡难芯勘尘癐BM宣稱智慧地球的中國戰略，可以推動我國實現未來五大主題任務，包括經濟可持續發展、和諧社會建設、環境保護、能源有效利用，以及推動更具競爭力的企業。智慧地球的含義2．智慧地球的含義通俗地說，智慧地球的核心是以一種更智慧的方法，通過新一代的信息技術來改變政府、公司和人們的交互方式，以提高交互的明確性、有效性、靈活性和實時性。視頻4_1智慧地球的含義

物聯網一個更形象、專業的描述是：無處不在的智能對象，被無處不達的網絡,與人連接在一起，被無所不能的超級計算機調度和控制。無處不在的服務無處不在的網絡視頻4_2智慧地球的含義其主要特征是：（1）更透徹的感知?？梢岳萌魏卧O備、系統或流程進行隨時的感知、測量、捕獲和傳遞信息。其感知的對象可以是人的血壓、公司財務數據、城市交通狀況等任何信息，感知的信息可以被快速獲取并進行分析，便于立即采取應對措施和進行長期規劃。視頻4_3智慧地球的含義（2）更廣泛的互聯互通。通過各種形式的高速的、高帶寬的通信網絡工具，將個人電子設備與組織、政府信息系統中收集和存儲的“分散的信息及數據”連接起來，進行交互和多方共享。通過先進的系統更好地對環境和業務狀況進行實時監控，從全局的角度分析形勢并實時解決問題。智慧地球的含義（3）更深入的智能化。利用先進技術實現實踐中的數據分析，智能地獲取事物發展規律，進而利用規律，創造新的價值。這些先進技術包括數據挖掘及其分析工具、科學模型和相應的功能強大的運算系統等，用以處理復雜的數據分析、匯總，

計算跨行業、跨地域和跨部門的海量信息；視頻4_4智慧地球的含義將獲取的知識應用到各種解決方案中，更好地支持決策和行動。智慧地球的含義3．智慧地球解決方案IBM提出了一系列針對行業的解決方案。在IBM官方網站上，目前已經推出了能源、交通、食品、基礎設施、零售、情報、銀行、電信、石油、醫療、城市、水利、公安、建筑、鐵路、產品、教育、政府，以及“云計算”等多種解決方案。智慧地球的含義針對我國情況，IBM提出了“智慧的電力”、“智慧的醫療”、“智慧的城市”、“智慧的交通”、“智慧的供應鏈”、“智慧的銀行業”等六大領域的解決方案，如下圖所示。智慧地球應用領域智慧地球應用領域智慧水資源智慧電力智慧城市智慧食品智慧交通智慧零售智慧銀行智慧電信智慧醫療智慧石油視頻5_1智慧地球的含義（1）智慧的電力它賦予消費者管理自己的電力，使用和選擇污染最小的能源，以此來提高能源使用效率，并保護環境。視頻5_2智慧地球的含義（2）智慧的醫療用來解決醫療系統中的主要問題，如醫療費用過于昂貴、醫療機構職能低下以及缺少高質量的病患看護等。智慧地球的含義（3）智慧的城市智慧的城市可以帶來更高的生活質量、更具競爭力的商務環境和更大的投資吸引力，可以用來解決城市基礎設施不完善、城市治理和管理系統效率低下，以及緊急事件響應、處理能力等。視頻5_3智慧地球的含義（4）智慧的交通智慧的交通主要是采取積極措施，緩解超負荷運轉給交通運輸基礎設施帶來的壓力。減少擁堵，縮短產品運輸時間，縮短人員交通的等待時間，從而有利于生產力提高，同時也能減少污染排放，更好地保護環境。視頻5_4智慧地球的含義（5）智慧的供應鏈智慧的供應鏈致力于解決由于交通運輸、存儲和分銷系統效率低，造成物流成本高和備貨時間長等問題。（6）智慧的銀行業提高商業銀行在國內和國際市場的競爭力，減小風險，提高市場穩定性，進而更好地支持大企業、小公司及個體經營的發展。視頻5_5感知中國1.1.2感知中國

中科院上海微系統所與無錫市于2008年11月，共建成立了“中科院無錫高新微納傳感網工程技術研發中心”，也就是后來的“無錫物聯網產業研究院”,是中國物聯網的重要源頭。視頻6-1無錫物聯網產業研究院無錫物聯網產業研究院感知中國2009年8月7日，溫家寶總理在考察“無錫物聯網產業研究院”，指示“盡快建立中國的傳感信息中心，或者叫‘感知中國’中心”。這是“感知中國”名詞的最初來源。視頻6-2感知中國同年11月3日，溫家寶總理在人民大會堂向首都科技界做了《讓科技引領中國可持續發展》的報告，提出“要著力突破傳感網、物聯網關鍵技術”。感知中國隨后，物聯網被正式列為國家五大新興戰略產業之一，寫入《政府工作報告》，編人了“十二五”發展規劃。視頻6-3感知中國

2010年溫家寶總理在十一屆全國人大三次會議上作政府工作報告時指出：

轉變經濟發展方式刻不容緩；要大力推動經濟進入創新驅動、內生增長的發展軌道。視頻6-4感知中國

無錫物聯網產業研究院院長劉海接受記者采訪向記者透露，我國在物聯網關鍵技術方面已經取得突破性進展，具備了破解物聯網規模產業化瓶頸的能力。視頻6-5感知中國1．“感知中國”計劃的背景

物聯網的發展離不開傳感網技術，自1999年開始，我國相關研究機構就開始啟動傳感網的相關研究項目。感知中國并且從材料、器件、技術、系統到無線通信網絡等方面，正在形成產業鏈。2008年國際金融危機促進新的科技革命和產業革命，發展戰略性新興產業，搶占經濟科技制高點，是我國物聯網發展計劃的時代背景。感知中國在我國備受關注的物聯網，涉及到“傳感網”以及與因特網互聯的無線傳感器網絡。在傳感網之外，物聯網一重要技術是RFID

射頻識別技術。RFID射頻識別感知中國當前國內RFID企業數量不斷增加，在市場中已占據主導地位。我國RFID產業鏈逐步擴大，集電子信息產業、軟件業、通信運營業、信息服務業和面向各相關行業的應用等產業鏈正在逐步形成，這為“感知中國”物聯網建設奠定了技術、速度和產業規模等各個方面的基礎。“感知中國”的建設策略2．“感知中國”的建設策略IBM的“智慧地球”計劃落地中國，表明我國的物聯網發展會有更多的機會和更大的空間。為了更加順利地建設“感知中國”，使得我們的物聯網業務更加蓬勃的發展，我國政府和運營商從不同角度，提出了相應的建設策略。視頻6-6“感知中國”的建設策略

政府應著重注意宏觀方面的戰略部署，國際國內的標準制定，以及立法和監管體系的完善，提供利于物聯網發展的產業培育大環境。這包括以下幾個方面：視頻7_1“感知中國”的建設策略（1）國家層面的戰略部署。物聯網的建設應當是一個國家工程，甚至世界工程，國家應該有一個整體和統一的戰略規劃，明確物聯網產業的定位、發展目標、時間表和線路圖?！案兄袊钡慕ㄔO策略（2）堅持國際標準和國內標準同步推進。物聯網的發展必然涉及通信的技術標準，物聯網作為一個戰略性的新型產業，每個國家和地區都針對不同層次通信協議提出各自的標準，尚未形成統一的國際標準，這將成為制約物聯網產業發展的重要因素?！案兄袊钡慕ㄔO策略因而我國政府將主導相關機構堅持國際標準和國內標準同步推進的原則，在標準制定上起點高、質量高，要進一步確立并擴大我國在物聯網領域國際標準制定上的發言權。“感知中國”的建設策略（3）完善立法和監管組織體系。在物聯網中，物與人，人與人以及物與物之間的聯系都更為緊密，信息被頻繁采集，數據交換設備也被大量使用，

數據泄密及用戶隱私是物聯網產業推廣必須解決的重要問題。視頻7_2“感知中國”的建設策略除了從技術角度防范，國家也應完善相關立法，對關鍵數據和用戶隱私進行立法保護；同時從管理上加大對物聯網信息涉及的相關國家安全、企業機密和個人隱私的保護力度，完善監管體系?！案兄袊钡慕ㄔO策略（4）完善體制實現資源共享。政府主導建設相應的信息共享平臺，更為高效地協調、整合和利用各方資源，打破行業間信息流通的壁壘，改變當前大量資源只在各自網絡或行業內部流通，為大規模物聯網的應用和發展創造基礎支撐條件。視頻7_3“感知中國”的建設策略“感知中國”計劃也要求運營商，從設備終端，業務平臺和產業持續發展的大環境等方面，確立正確的物聯網發展策略。相關策略主要有以下3個方面：視頻8_1“感知中國”的建設策略（1）豐富終端設備的種類

物聯網的終端功能非常復雜，且不同行業的功能需求也不盡相同。視頻8_2“感知中國”的建設策略從運營商的業務發展，特別是移動通信業務發展的經驗來看，

終端的完善直接影響到物聯網大規模的推廣。視頻8_3“感知中國”的建設策略

運營商從產業發展的初期，就要對物聯網終端的發展非常重視，從行業需求和用戶體驗的角度出發，致力于讓終端產品的研發適度超前于網絡建設，以豐富終端產品的種類，為物聯網產業的大發展做好準備。“感知中國”的建設策略（2）建設數據中心和業務平臺初期開展的物聯網業務運營商主要針對數據通道類業務，在物聯網中的角色只提供數據通道，

系統集成由用戶和集成商完成。中國政府在互聯網、無線通訊和衛星通訊網絡的建設中，發揮了重要的作用。視頻9_1“感知中國”的建設策略我國自主研制的“北斗衛星導航系統”，能為各行各業提供多功能的數據通訊服務。視頻9_2“感知中國”的建設策略

北斗衛星導航系統是繼美全球定位系統(GPS)和俄羅斯“格洛納斯”之后第三個成熟的衛星導航系統。美國GPS定位系統俄GLONASS系統歐洲“伽利略”系統視頻9_3“感知中國”的建設策略北斗衛星導航系統由空間端、地面端和用戶端組成，可在全球范圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務，并具短報文通信能力。視頻9_4“感知中國”的建設策略目前運營商在物聯網業務中的角色地位“感知中國”的建設策略

運營商在建設協同通道之后，還要繼續關注數據中心和業務平臺的建設，融合計算、存儲、網絡、定位能力提供給集成商和用戶。如下圖所示信息需求方計算機處理/存儲系統運營商通信網傳感節點信息來源方運營商物聯網業務基礎平臺“感知中國”的建設策略（3）建立物聯網‘共性平臺’

物聯網產業不同于已有的基礎通信服務和增值服務的產業鏈，

物聯網形成的是一個非常復雜，有眾多行業、類別和數量的參與者，彼此間利益相互關聯的共性平臺?！案兄袊钡慕ㄔO策略‘共性平臺’就好像是電腦的windows操作系統，它是物聯網產業中共同的部分；而電腦中的軟件就如同物聯網的‘應用子集’?！肮残云脚_+應用子集”的物聯網產業架構，已被國際標準化組織全面采納，也成為國際物聯網產業發展的體系架構?！案兄袊钡慕ㄔO策略物聯網產業發展的體系架構“感知中國”的建設策略在當前，各方利益機制尚未成型、各環節的商業模式還沒確立之時，具有龐大的客戶群、良好的行業信息化經驗和覆蓋率極高的網絡的運營商，要實現跨專業聯動，整合物聯網整體產業鏈。物聯網的基本概念與主要特征1.2物聯網的基本概念與主要特征1.2.1物聯網定義和內涵的不斷擴展關于物聯網概念最早來自射頻識別（RFID）技術的研究，主要用于物流網絡化管理。這時物聯網定義很簡單，即：把所有物品通過射頻識別和條碼等信息傳感設備與互聯網連接起來，實現智能化識別和管理。視頻10_1物聯網定義和內涵的不斷擴展在早期的概念中，物聯網實質上等于RFID技術加互聯網。物聯網=RFID+互聯網

RFID標簽是早期物聯網最為關鍵的技術與產品環節，當時認為物聯網最大規模、最有前景的應用就是在零售和物流領域，利用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。物聯網定義和內涵的不斷擴展但是，隨著技術的發展和應用的擴展，物聯網的內涵已經發生了較大的變化。在2005年突尼斯舉行的信息社會世界峰會上，國際電信聯盟發布的《互聯網系列報告：物聯網》中，強調了物聯網是對互聯網和移動網絡的進一步拓展，強調采用無線傳感器、RFID、智能技術和云計算技術等連接物理世界。物聯網定義和內涵的不斷擴展指出無所不在的物聯網信息化時代將來臨。這才正式提出了物聯網的概念。如果說，原來我們所說的信息化主要指的是人類行為，那么物聯網時代的信息化，則將人和物都包括進去了，地球上的人與人、人與物、物與物的溝通與管理，全部將納入物聯網的世界里。視頻10_2物聯網定義和內涵的不斷擴展物聯網進一步的定義：物聯網是指通過信息傳感設備（如射頻識別RFID、傳感器、全球定位系統、激光掃描器等），按約定的協議，通過有線、無線網絡、互聯網或衛星網絡連接起來，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、數據采集、智能控制、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網定義和內涵的不斷擴展最新的物聯網應該具備三個特征：

一是全面感知。即利用RFID、傳感器、二維碼等隨時隨地獲取物體的信息；二是可靠傳遞。通過各種電信網絡與互聯網的融合，將物體的信息實時準確地傳遞出去；三是智能處理。利用云計算、模糊識別等各種智能計算技術，對感知的海量數據和信息進行分析和處理，對物體實施智能化的控制和管理。物聯網定義和內涵的不斷擴展此時物聯網，是將各種信息傳感設備，如射頻識別（RFID）裝置、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等種種裝置與互聯網結合起來而形成的一個巨大網絡。

物聯網將與云服務、互聯網一道構成未來的互聯網。物聯網的體系框架由物聯網定義、內涵和應用，可以給出物聯網的體系框架：感知層、網絡層和應用層。視頻11物聯網應用的主要特征1.2.2物聯網應用的主要特征

物聯網應用是以電子標簽技術、傳感技術、中間件技術及網絡和移動通信技術為支撐，通過RFID對標的物進行全面感知，獲取的各種數據和信息進行可靠傳遞，對獲取的有效數據和信息進行有效識別，

并運用各種智能計算技術進行分析和處理，進而對標的物實施智能化控制及聯動控制的一個完整的智能處理過程。視頻12物聯網應用的主要特征物聯網應用的主要特征如下。1．應用廣泛性特征物聯網的應用范圍十分廣泛，智能家居、智能醫療、智能城市、智能交通、智能物流、智能民生、智能校園等領域都得到廣泛應用。不僅如此，許多未知的應用領域，隨著物聯網技術的普及，以及中間件技術的發展，也會找到物聯網技術和新領域的結合。物聯網應用廣泛性特征物聯網應用的主要特征2．連續性控制特征物聯網應用具有連續性工作過程和連續性控制能力。這種控制是以感知信息的獲取為基礎，是一種動態、連續、有效直到實現設定目標，一個完整的應用控制過程。下面以倉儲物流的流轉過程為例說明這一特征，如下圖所示。物聯網應用的主要特征圖中是深圳“遠望谷”推出的一個倉儲物流RFID管理系統。倉庫門口的地埋天線發出電波激勵電子標簽天線接受信息并發射給閱讀器閱讀器物聯網應用的主要特征當倉儲物流運輸車進入倉庫后，倉庫門口的地埋天線發出信號，激活電子標簽開始工作。物聯網應用的主要特征天線接收響應信息，并將其發射給閱讀器。閱讀器獲取信息后，按照設定的程序，智能地指揮下一步的貨物進程。倉儲貨物開始了自動有序的流轉，并能自動卸貨入庫。物聯網應用的主要特征

物聯網應用實現的是對感知獲取的數據，進行分析和處理后，對受控對象進行連續控制、整體控制、動態控制。是一個完整的、流程化的全自動控制過程。正是物聯網應用的這種連續性控制能力和程序化控制特征，使物聯網與工業自動化能緊密結合。物聯網應用的主要特征3．創新性特征物聯網應用具有明顯的創新特征，主要表現為以下兩方面。（1）從技術上看物聯網充分利用了云計算、模糊識別、并行技術等各種智能計算技術和中間件技術，不僅對海量的數據和信息進行集成、分析和處理，而且實現了對網絡的感知節點信息進行智能開發和管理提升。物聯網應用的主要特征這就把簡單技術變成了整合技術，把單一功能變成了多維功能，即任何地點、任何對象、任何時間，無處不在。把對感知的簡單反饋，提升為對感知信息有針對性地進行管理和控制，如下圖所示。物聯網應用的主要特征物聯網應用的多維性任何時間上獲取任何物體上獲取任何地點上獲取●

移動過程

●室外

●室內(離開個人電腦)●通過個人電腦●

移動過程中●室外與室內

●夜間●白天●個人電腦之間

●不通過個人電腦人與人之間

●人與物之間●物與物之間

物聯網應用的主要特征（2）從資源的開發利用上看物聯網具有資源整合能力，它能夠把簡單信息資源變成綜合信息，把單點感知變成全面感知，把局部需求變成綜合需求，進而能根據感知的基礎數據進行有效管理和控制。物聯網應用的主要特征下圖為物聯網煙草自控生產線。物聯網應用的主要特征圖中為煙葉生產線物流運行中的RFID識別物聯網應用的主要特征4．增值性特征由于物聯網能使網絡中或系統中的普遍資源和存量資源進行綜合應用，因此，物聯網具有明顯的增值性。這種增值性表現在：它不僅能將感知和傳輸的節點信息進行整合匯總，還可將網絡或系統中的存量資源一起變成增量資源；物聯網應用的主要特征而且可以把綜合的節點信息，運用網絡化、系統化的智能管理控制能力，根據需要進行智能化的處理。正是這種資源綜合、功能集成、智能處理能力，使物聯網能產生增值效益。物聯網應用的主要特征5．形態關聯特征物聯網涉及的技術門類多，延伸和擴展的行業范圍廣，產業鏈長，相互之間聯系緊密，

綜合組成了一個完整的、可擴展的、應用領域十分廣泛的、增值效益明顯的產業形態鏈。物聯網應用的主要特征從技術上看，相互之間既具有技術上的交互性和連接性，又具有技術上的銜接性、動態傳輸性和程序過程的依賴性。物聯網在物流中的應用受到訂單生產包裝貼標入庫盤點發出貨單并打印出庫運輸物聯網應用的主要特征從應用上看，既有節點信息的感知能力，又有集成信息和決策能力；既有微觀獲取信息的能力，又有云計算的綜合檢測、驗證能力；既有近端應用的及時性，又有系統遠程控制性。物聯網應用的主要特征物聯網使物與物之間、人與物之間、人與人之間聯系緊密，正是這種極強的形態關聯特征推動和促進了物聯網的迅速發展，促進了物聯網與電子商務的融合、與ERP的融合、與商務智能的融合、與云計算的融合。物聯網與其它網絡的關系1.2.3物聯網與其它網絡的關系1．物聯網和互聯網的關系

物聯網并不是一個全新的獨立網絡，它只是過去我們在互聯網解決了人與人之間的交互關系之后，要進一步解決物與物、人與物之間聯系的一種擴展和延伸應用。視頻13物聯網和互聯網的關系

互聯網是物聯網的基礎網絡，是物聯網接收感知信息的承載載體，又是把獲取的感知信息進行集成和整合，賦予應用智能的一種支撐技術。

物聯網的產生和發展，提升了互聯網的通信能力、信息獲取能力、溝通交互能力、遠程管理能力、末端控制能力，擴展了互聯網的增值應用能力。物聯網和互聯網的關系除互聯網外物聯網可用的基礎網絡有多種。其中，有自組網、公眾通信網絡、行業專用網絡和專用于物聯網的自建通信網等。利用物聯網的感知能力，可以實現對簡單生產過程、物資流轉過程、汽車胎壓變化過程、危險氣體運輸過程等等進行動態監控。物聯網和互聯網的關系但是，由于單點感知其信息資源量不足，不具有動態、復雜的、多點的控制能力，也不足以支撐復雜的、連續的和智能化的控制過程。因此，單點感知或局部感知的應用，只是物聯網的簡單應用和低端應用。物聯網和互聯網的關系只有將各方面的全面節點信息進行集成、整合和最佳資源配置，才能獲取更多的支撐能力和增值效益。進而將具有智能的決策信息轉化為實際控制能力，才能使物聯網具有動態控制優勢和整合增值能力。物聯網和互聯網的關系在物聯網的應用中，互聯網不僅具有把分散感知信息，傳輸變成整合信息的能力，通過分布式計算還具有對感知信息進行智能分析，并相應進行決策、處理能力；還可以利用云計算之中的豐富資源進行云集成。因此，互聯網成為物聯網最佳資源配置的選擇，成為最適合作為物聯網承載載體的基礎網絡。物聯網和互聯網的關系

物聯網盡管是以互聯網作為基礎網絡平臺，但是，物聯網應用和互聯網應用是有根本區別的。這表現在以下幾方面：物聯網和互聯網的關系（1）從應用的需求分析

互聯網是信息資源的集聚地和蓄水池，是匯集信息資源、提升信息資源、整合信息資源、開發信息資源的基地。但面對的是人，是信息的一般需求者和接收者。物聯網和互聯網的關系而物聯網的基礎信息來源于，連接感知節點(傳感器、RFID)的傳感網絡。再通過互聯網對若干特定感知節點信息的接收、上傳、集成和整合。物聯網和互聯網的關系（2）從應用的特征

互聯網是全球性的、普適的、開放的，而物聯網往往是區域性的、局部的、特指的，是以完成特定任務為主的專用網絡。物聯網和互聯網的關系（3）從對網絡平臺的功能要求

互聯網要求平臺資源的豐富、網絡的穩定、安全、便捷和開放。

物聯網要求對特定信息的收集、集成安全和穩定，以及特定任務的控制能力。更要求上傳信息或返回信息的安全可靠，不被外人發現或截獲。物聯網和互聯網的關系并需要對感知節點信息傳輸，具有無線接收能力，并具有進行智能處理和數據挖掘，給控制節點以決策支撐。物聯網和傳感網的關系2．物聯網和傳感網的關系

傳感網是利用各種傳感器(光、電、溫度、濕度、壓力等)，通過中低速的近距離無線通信技術，構成的獨立網絡。

傳感網的各傳感器節點，具有有線/無線通信與計算能力，而且具有低功耗、體積小的特點。物聯網和傳感網的關系

傳感器就是能感知外界信息，并能按一定規律將這些信息轉換成可用信號的裝置。簡單說，傳感器是將外界信號轉換為電信號(也可以是光信號)的裝置。

傳感器由敏感器(敏感元器件)和轉換器(轉換器件)兩部分組成。物聯網和傳感網的關系

敏感元器件品種繁多，就其感知外界信息的原理來講，可進行以下分類：

物理類：基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應。

化學類：基于化學反應的原理。

生物類：基于酶、抗體和激素等分子識別功能。物聯網和傳感網的關系根據基本感知功能通?？煞譃椋簾崦粼?、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件10大類。物聯網和傳感網的關系稱重傳感器電流傳感器煙霧傳感器角度位移傳感器流量傳感器溫濕度傳感器物聯網和傳感網的關系汽車儀表傳感器轉速傳感器腕式醫用傳感器物聯網和傳感網的關系可以簡單地理解，傳感網重點解決局域或小范圍的物與物的信息交換，是物聯網末端采用的關鍵技術之一。物聯網和傳感網主要差異表現在：其一，當年的傳感網所指的主要標的器件是傳感器，而當今的物聯網所指的主要標的器件是RFID電子標簽。物聯網和傳感網的關系其二，當年的傳感網所指的應用范圍較窄，主要指的是在零售和物流行業的應用；而今物聯網的應用范圍已經擴展到眾多的行業和十分廣泛的領域。其三，最根本的差異在于信息的存儲方式和系統的開放性不同。物聯網和傳感網的關系早期的和當前的大量傳感器，大都是在特定領域的應用，基本上大都是在傳感器自組網絡中進行閉環應用。由于分屬于不同領域的應用，有著不同的協議和標準，因此這種閉環應用、標準和協議很難兼容，信息也難以共享。物聯網和傳感網的關系而物聯網其本質特征，是基于通用協議和標準的開放應用。其感知數據可以存放在RFID芯片中，也可以集成在云服務平臺，從而在更大范圍內，可以根據權限實現對物品對象和關鍵環節進行自動控制和遠程管理，還可以實現云端的信息共享。物聯網和移動互聯網的關系3．物聯網和移動互聯網的關系當前有人說：“物聯網發展以后，不出十年將替代互聯網和移動互聯網?！边@種說法完全曲解了互聯網和物聯網的關系。我們知道，物聯網大量的節點感知信息，需要有種載體進行傳遞和整合感知的能力。具有無線傳輸能力的移動互聯網，是最為理想的承載載體。物聯網和移動互聯網的關系因此，物聯網是要依靠移動互聯網作為感知信息的動態傳輸渠道和載體，移動互聯網的快速發展使物聯網的發展成為可能。物聯網和泛在網的關系4．物聯網和泛在網的關系

泛在網即廣泛存在的網絡。它以無所不在、無所不包、無所不能為基本特征，以實現在任何時間、任何地點、任何人、任何物都能順暢地通信為目標。泛在網是物聯網得以實現應用的“概念網絡”。物聯網和泛在網的關系

泛在網是指基于個人和社會的需求，利用現有的和新的網絡技術，實現人與人、人與物、物與物之間，按需進行的信息獲取、傳遞、存儲、認知、決策、使用等服務。

泛在網絡應具備超強的環境感知、內容感知及智能性，為個人和社會提供泛在的、無所不含的信息服務和應用。物聯網和泛在網的關系

泛在網、物聯網、傳感網的概念來源不同，應用角度不同，但內涵有所重疊，所強調的側重點有所區別。三者的關系可如下圖所示。傳感網的最初定義物聯網/泛在傳感網泛在網物聯網和泛在網的關系

泛在網打破了物聯網應用的行業界限，倡導在不同的行業之間共享傳感器感知信息和應用，并為公共需求提供服務。

泛在網與傳感網和物聯網的不同點之一，表現在應用包容的泛在性。不僅如此，泛在網還十分注重“人機的普遍交互和異構的網絡融合”，更強調和注重智能化及對周邊環境的適應性。物聯網和泛在網的關系傳感網、物聯網和泛在技術與應用上的比較末梢及關鍵技術網絡設施與應用連接對象傳感網傳感器、近距離無線通信不包括物到人物聯網傳感器、RFID、二維碼、近距離無線通信、攝像頭前期一個或多個網絡；后期包括多網絡協作物到物物到人泛在網傳感器、RFD、二維碼、近距離無線通信、攝像頭、GPS等網絡具有更強的協同、應用處理能力物到物人到人物到人物聯網在世界各國的發展1.3物聯網在世界各國的發展當前，物聯網已成為世界各國構建創新發展新模式和國家長期競爭力的先導領域。發達國家紛紛通過國家戰略確立、政府研發投入、企業應用推廣、政策法律保障等多項措施加快物聯網的發展。為此，歐盟為搶占物聯網快速發展的戰略制高點，召開了一次非常重要的會議—布萊德會議。視頻14_1《布萊德宣言》和《歐盟物聯網行動計劃》1.3.1《布萊德宣言》和《歐盟物聯網行動計劃》

歐盟被認為是世界物聯網發展的領頭羊，圍繞物聯網技術和應用做了努力，最具代表性的有兩件大事：一是發表了《布萊德宣言》；二是提出了《歐盟物聯網行動計劃》。《布萊德宣言》1．《布萊德宣言》2008年3月31日至4月2日，350多位歐洲網絡研究領域內的頂尖專家，包括70個歐盟官方資助項目的負責人，在斯洛文尼亞的布萊德城召開會議，討論國際互聯網技術的發展趨勢，如下圖所示。歐盟《布萊德宣言》《布萊德宣言》在會議結束時，這些代表歐洲互聯網最高研究水平的精英們共同發布了一份宣言，被稱為《布萊德宣言》?！恫既R德宣言》以敏銳的戰略眼光，不僅看到了互聯網和物聯網資源的稀缺性，而且明確地指出了重新設計新一代互聯網的重要性。這就給世界各國敲起了警鐘——進行新一代互聯網創新研究的重要啟示。《布萊德宣言》該宣言的具體內容有以下四項。（1）投入91億歐元進行創新研發歐盟決定投入91億歐元以支持未來新一代互聯網的研發。歐盟要求迅速提出和建設未來互聯網的服務和網絡框架?！恫既R德宣言》（2）政府立法予以支持歐盟認為，只有強有力的政府財政和法規支持，才能啟動和維持新一代互聯網的研發。（3）歐洲要搶占新一代互聯網的戰略制高點宣言指出，這種創新研究，一定會帶來許多革命性的變化，特別是新研究將會導致網絡資源和網絡管理控制權的重新分配?！恫既R德宣言》（4）網絡第三次革命序幕已經拉開歐盟認為，重新設計意味著要對整個互聯網的框架結構體系提出“全新框架”和全新的技術路線。就意味著網絡第三次革命的序幕已經拉開?！稓W盟物聯網行動計劃》2.《歐盟物聯網行動計劃》《布萊德宣言》發表以后，歐盟不僅加快了新一代互聯網的研發進程，而且理念上有了新的提升。歐盟不僅明確地提出“物聯網及其技術是我們的未來”，而且確定了要使歐盟“成為世界上最具活力和競爭力的知識型經濟體”的戰略目標，《歐盟物聯網行動計劃》由此確定了，提升物聯網的可信度、接受度和安全性的戰略重點，以及物聯網標準戰略的發展方向。其后于2009年11月的全球物聯網會議上，完整地提出了《歐盟物聯網行動計劃》。該計劃在物聯網管理規則和標準化建設等方面的提出了明確工作目標?！稓W盟物聯網行動計劃》（1）在政府監管和標準建設上，為了加強政府對物聯網的管理，歐盟制定了一系列物聯網管理規則。在物聯網的發展上，十分重視制定統一的標準。加強國家間的合作，以尋求一個能被普遍接受的標準。《歐盟物聯網行動計劃》（2）在戰略地位上，歐盟明確提出“物聯網及其技術是我們的未來”。要在“物聯網”的發展中扮演領導角色。（3）在產業方面，歐盟支持大型IT企業積極開發廉價RFID芯片研發；開發支持多系統的RFID識別系統；開始進行RFID的應用實驗；積極開發支持RFID的企業應用管理軟件。在德國物聯網應用全面開花1.3.2在德國物聯網應用全面開花

物聯網在德國得到了快速而廣泛的應用。漢莎航空公司應用RFID追蹤物品；德鋼鐵巨頭在貨運中應用RFID提高效率；德國螺絲釘制造商應用RFID管理集裝箱運輸；德國服裝生產商采用RFID進行庫存管理；德國的新版護照也應用了RFID技術。在德國物聯網應用全面開花下面舉例說明RFID技術的應用，在出租車上、機器上或自動售貨機上，將自己的位置信息、機器的運行數據或自動售貨機需要補貨的信息，通過RFID移動網絡自動傳輸到中央云服務器。云服務器通過對這些節點信息的集成和整合，就可以及時作出判斷，發出指令。在德國物聯網應用全面開花此外，還可以對大量遠程節點信息進行挖掘和分析，可以遠程監控處于亞狀態設備的磨損情況，也可運用RFID定位監測來保護森林免遭盜伐。這些應用，結合實際，切入點明確，顯現出鮮明的實用性和強大的應用前景。在法國物聯網應用獨具特色1.3.3在法國物聯網應用獨具特色1．獨具創新特色的“RFID電子郵票”法國紫羅蘭公司開發了一種，可用來郵寄信件、書報雜志和小件消費品的“RFID電子郵票”。該電子郵票在郵寄中可全程在線跟蹤郵件。若信件途中丟失或包裹途中開啟，就觸發警報器報警，并能及時進行查詢和追索。獨具創新特色的“RFID電子郵票”法國寄信時應用“RFID電子郵票”郵寄書籍雜志時應用“RFID電子郵票”獨具創新特色的“RFID電子郵票”聯網查詢和追蹤應用“RFID電子郵票”在快速消費品上應用“RFID電子郵票”麥德龍的“未來商店”2．麥德龍的“未來商店”麥德龍是世界第三大超市集團，有350家購物商場和5.4萬名員工，分店遍布31個國家。麥德龍2003年啟動了“未來商店”計劃，演繹了利用IT和RFID等創新科技，實施體驗營銷的商業神話。麥德龍的“未來商店”（1）新奇的試衣間在“未來商店”試衣服已成為一種新奇的享受。在該智能試衣間，可以自動掃描你的尺寸、身形。麥德龍的“未來商店”進入試衣間，想要試穿哪件衣服，可在操作器上輸入這件衣服的標簽號。然后在對面的顯示墻上就會顯示你穿上這件衣服的風采。（見下圖）麥德龍的“未來商店”德國未來商店的電子試衣間電子導購機器人（2）電子導購機器人在麥德龍“未來商店”中，有一個電子導購機器人。顧客有什么需要查詢和幫助的事項，可以直接在導購機器人背面的智能電腦系統上進行操作。電子導購機器人機器人有兩只神奇的大眼睛，可以窺視商場的運行，而且可以簡單回答你的問題。例如，你問牙刷在哪？他會告訴你：在哪區第幾排?，F在，這個智能機器人已經成為“未來商店”里的一道風景線。如下圖所示。購物，給你派個電子助手麥德龍智能機器人在展示區的展示實樣未來商店中神奇的機器人購物，給你派個電子助手未來商店中神奇的機器人的兩只大眼睛在美國物聯網的快速發展1.3.4在美國物聯網的快速發展美國在2009年提出的《美國創新戰略》，明確地將物聯網作為振興經濟確立優勢的國家戰略。奧巴馬上臺以后，將物聯網作為振興經濟的戰略目標，投入巨資深入研究物聯網相關技術。在美國物聯網的快速發展無論基礎設施、技術水平還是產業鏈發展程度，美國物聯網都走在世界各國的前列。已經趨于完善的通信互聯網絡為物聯網的發展創造了良好的先機。在美國物聯網的快速發展例如，德克薩斯州的電網公司就建立了智能電網。這種數字電網可以在發生故障時，自動感知和報告故障位置，并通過自動路由10秒鐘之內就能恢復供電。該電網還可以接入風能、太陽能等新能源。與之相配套的智能電表讓用戶能通過手機控制家電，給居民提供了便捷服務。物聯網在日本的迅速發展1.3.5物聯網在日本的迅速發展日本是世界上第一個提出“泛在”物聯網戰略的國家。它在電子標簽研究領域起步較早，于2004年3月就發布了針對RFID的《關于在傳感網絡時代運用先進RFID技術的最終研究草案報告》。物聯網在日本的迅速發展2004年7月，日本經濟產業省選擇了，包括消費電子、書籍、服裝、音樂CD、建筑機械、制藥和物流在內的七大產業，進行RFID應用試驗。這為2005年以后RFID在日本應用的推廣，特別是在物流等非制造領域的推廣奠定了堅實的基礎。物聯網在日本的迅速發展被稱為“物聯網之父”的日本東京大學教授坂村健正在介紹物聯網在民生中的應用。物聯網在中國的快速發展1.4物聯網在中國的快速發展1.4.1中國已將物聯網作為戰略性新興產業重點推進中國早在2006年國務院發布的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020年）》中關于“重要領域及其優先主題”、“重大專項”和“前沿技術”部分均涉及物聯網的內容。物聯網在中國的快速發展2009年11月3日溫家寶總理在向首都科技界發表題為“讓科技引領中國可持續發展”的講話。物聯網在中國的快速發展明確指出“要著力突破傳感網、物聯網關鍵技術，及早部署后IP時代相關技術研發，使信息網絡產業成為推動產業升級、邁向信息社會的‘發動機’”。物聯網在中國的快速發展2010年10月10日，《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》出臺，

物聯網作為新一代信息技術里面的重要一項被列入，成為國家首批加快培育的七個戰略性新興產業，列入國家發展戰略。物聯網在中國的快速發展其后，推進物聯網應用，已列入“十二五”規劃。這對推進中國物聯網的發展，將具有里程碑的意義。物聯網在中國的快速發展當前，中國掀起了快速發展物聯網的熱潮。無錫、北京、上海、江蘇、福建、成都等，相繼制定了物聯網發展規劃和物聯網產業園。

物聯網理論研發、電子標簽生產、系統集成、云服務等完整的產業鏈正在形成。一大批物聯網產業園和物聯網產業集聚基地已經逐步發展和完善起來。視頻14_2物聯網在中國的快速發展

RFID技術是一種無線自動識別技術，又稱為電子標簽技術。是條形碼技術之后，自動識別技術的一種創新。已廣泛應用于交通、物流、安全、防偽等領域。物聯網在中國的快速發展目前，在廣東、江蘇、上海、重慶等地，

RFID技術已廣泛應用于公共交通管控、高速公路收費、動植物電子標識、食品、藥品、郵件實時狀