浅谈物联网

庸国祥+徐运杰+张勉

【摘要】物联网利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。物联网是互联网的延伸，它包括互联网及互联网上所有的资源，兼容互联网所有的应用，但物联网中所有的元素（所有的设备、资源及通信等）都是个性化和私有化。

【关键词】物联网;创新;技术;传感器;信息;嵌入式

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是;“Internet of things（IoT）”。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。

按照国际电信联盟（ITU）的定义，物联网主要解决物品与物品（Thing to Thing，T2T），人与物品（Human to Thing，H2T），人与人（Human to Human，H2H）之间的互连。但是与传统互联网不同的是，H2T是指人利用通用装置与物品之间的连接，从而使得物品连接更加的简化，而H2H是指人之间不依赖于PC而进行的互连。因为互联网并没有考虑到对于任何物品连接的问题，故我们使用物联网来解决这个传统意义上的问题。

物联网顾名思义就是连接物品的网络，许多学者讨论物联网中，经常会引入一个M2M的概念，可以解释成为人到人（Man to Man）、人到机器（Man to Machine）、机器到机器（Machine to Machine）。但是，M2M的所有的解释并不仅限于能够解释物联网，同样的，M2M这个概念在互联网汇总也已经得到了很好的阐释，就连人与人之间的互动，也已经通过第三方平台或者网络电视完成。人到机器的交互一直是人体工程学和人机界面等领域研究的主要课题;但是机器与机器之间的交互已经由互联网提供了最为成功的方案。从本质上而言，在人与机器、机器与机器的交互，大部分是为了实现人与人之间的信息交互，万维网（World Wide Web）技术成功的动因在于：通过搜索和链接，提供了人与人之间异步进行信息交互的快捷方式。

中国物联网校企联盟将物联网定义为当下几乎所有技术与计算机、互联网技术的结合，实现物体与物体之间：环境以及状态信息实时的共享以及智能化的收集、传递、处理、执行。广义上说，当下涉及到信息技术的应用，都可以纳入物联网的范畴。

物联网的概念已经是一个“中国制造”的概念，它的覆盖范围与时俱进，已经超越了1999年Ashton教授和2005年ITU报告所指的范围，物联网已被贴上“中国式”标签。

从技术架构上来看，物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层。感知层由各种传感器以及传感器网关构技术架构图示成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网识别物体、采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息。

网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。

应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。

物联网的行业特性主要体现在其应用领域内，绿色农业、工业监控、公共安全、城市管理、远程医疗、智能家居、智能交通和环境监测等各个行业均有物联网应用的尝试，某些行业已经积累一些成功的案例。真正实现了物联网在物联网应用中有三项关键技术：

一、传感器技术，这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道，到为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。

二、RFID标签也是一种传感器技术，RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术，RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。

三、嵌入式系统技术是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变，以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见;小到人们身边的MP3，大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活，推动着工业生产以及国防工业的发展。如果把物联网用人体做一个简单比喻，传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官，网络就是神经系统用来传递信息，嵌入式系统则是人的大脑，在接收到信息后要进行分类处理。这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。

4G物联网专业定位为物联网系统集成方向，该专业核心技术涉及传感与检测技术、RFID技术、无线组网、嵌入式技术、计算机网络、通信技术、物联网系统集成等。随着物联网产业的发展，越来越多的物联网企业需要与之相关的工程技术人才。

现在物联网技术已被广泛的应用到城市管理、数字家庭、数字医疗、定位导航、物流管理、食品安全控制、安防监控等领域之中。4G时代下，在时效性与交互性两方面，物联网势必将为企业以及用户，带来更佳的用户体验。

4G物联网专业培养适应战略新兴产业发展所需要的，掌握物联网的基本理论、基础知识，具备基于计算机技术、自动控制技术、传感信息处理技术和互联网技术进行信息标识、获取、传输、处理、识别和控制的能力，能进行系统集成及相关技术与产品的开发和应用推广，具有物联网工程实践能力，成为服务于经济和社会发展需要的高素质应用性、职业型人才。

对于一个全新的商业概念，有三个维度是我们评估其优劣的重要标杆：产品，技术和商业。一个成功的产品，必然涵盖了以上全部三点。正如许多突破性的创新一样，物联网的崛起与技术瓶颈的突破密不可分——传感器日渐价廉物美，无线网络覆盖范围逐步增大，电池等能量储存技术也在不断改进。在健康、工业自动化、物流等领域，已经涌现了大量物联网的商业化案例，但物联网概念最为核心的部分——商业逻辑，依旧不甚清晰。

纵观物联网格局，我们发现了四个物联网的业务模型，它们或可以增加企业现有市场份额或目标新客户群体，也可以有效降低运营成本，还能够创造新的收入机会，为企业带来更多价值。

降低运营成本：物联网能够有效降低设备维护、维修、操作和IT支持的成本。

增强现有产品竞争力：在信息丰富性层面提升现有的产品或服务的价值。

数据流货币化：将整合的信息出售给广告商、直销商和数据分析机构，或者赚取服务费和报告的出售费用。

创建信息产品：创建一个全新的、基于数据流信息层的产品。

当然，现实世界远比这四个分类更为复杂，而这四个分类之间也存在明显的重叠。但它们仍不失为对物联网的产品服务如何创造价值的积极思考。下面所列案例已经通过设计相互连接的产品，更为全面便捷地获取产品的被使用情况与表现，而市场份额也随之增长。

降低运行成本是一个容易理解的商业价值所在。Big Belly Solar是一个非常典型的范例，它在城市各个角落所部署的太阳能垃圾桶能够自动压缩吸纳的垃圾以节约存储空间，并在需要清空时自动通知城市废物管理公司，这是一种通过减少垃圾收集卡车的巡查次数以有效降低运营成本的模式，我们可以想象，任何需要出动车辆和司机进行定期维护的设备——例如自动售货机、自动取款机、路灯——都可以以类似的方式来受益于物联网。

物联网已经近在咫尺，物物之间的对话已经开始，更多的信息、更有趣的功能被整合到产品和服务中，随着企业对这种演化趋势认同的深入，这种对话将会越来越多，物联网的商业潜力也将得到进一步激发，而我们所列出的价值创造模型正是迎合这一发展的框架。曾几何时，谁会相信物联网能够帮助法庭对罪犯进行定罪、在风大浪急的海面上跟踪货物、帮助发展中国家的小农户呢？而这，仅仅是物联网威力的冰山一角。