淺談物聯網

庸國祥+徐運杰+張勉

【摘要】物聯網利用局部網絡或互聯網等通信技術把傳感器、控制器、機器、人員和物等通過新的方式聯在一起，形成人與物、物與物相聯，實現信息化、遠程管理控制和智能化的網絡。物聯網是互聯網的延伸，它包括互聯網及互聯網上所有的資源，兼容互聯網所有的應用，但物聯網中所有的元素（所有的設備、資源及通信等）都是個性化和私有化。

【關鍵詞】物聯網;創新;技術;傳感器;信息;嵌入式

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。這有兩層意思：其一，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡;其二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信，也就是物物相息。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。物聯網是互聯網的應用拓展，與其說物聯網是網絡，不如說物聯網是業務和應用。因此，應用創新是物聯網發展的核心，以用戶體驗為核心的創新2.0是物聯網發展的靈魂。

按照國際電信聯盟（ITU）的定義，物聯網主要解決物品與物品（Thing to Thing，T2T），人與物品（Human to Thing，H2T），人與人（Human to Human，H2H）之間的互連。但是與傳統互聯網不同的是，H2T是指人利用通用裝置與物品之間的連接，從而使得物品連接更加的簡化，而H2H是指人之間不依賴于PC而進行的互連。因為互聯網并沒有考慮到對于任何物品連接的問題，故我們使用物聯網來解決這個傳統意義上的問題。

物聯網顧名思義就是連接物品的網絡，許多學者討論物聯網中，經常會引入一個M2M的概念，可以解釋成為人到人（Man to Man）、人到機器（Man to Machine）、機器到機器（Machine to Machine）。但是，M2M的所有的解釋并不僅限于能夠解釋物聯網，同樣的，M2M這個概念在互聯網匯總也已經得到了很好的闡釋，就連人與人之間的互動，也已經通過第三方平臺或者網絡電視完成。人到機器的交互一直是人體工程學和人機界面等領域研究的主要課題;但是機器與機器之間的交互已經由互聯網提供了最為成功的方案。從本質上而言，在人與機器、機器與機器的交互，大部分是為了實現人與人之間的信息交互，萬維網（World Wide Web）技術成功的動因在于：通過搜索和鏈接，提供了人與人之間異步進行信息交互的快捷方式。

中國物聯網校企聯盟將物聯網定義為當下幾乎所有技術與計算機、互聯網技術的結合，實現物體與物體之間：環境以及狀態信息實時的共享以及智能化的收集、傳遞、處理、執行。廣義上說，當下涉及到信息技術的應用，都可以納入物聯網的范疇。

物聯網的概念已經是一個“中國制造”的概念，它的覆蓋范圍與時俱進，已經超越了1999年Ashton教授和2005年ITU報告所指的范圍，物聯網已被貼上“中國式”標簽。

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技術架構圖示成，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。

物聯網的行業特性主要體現在其應用領域內，綠色農業、工業監控、公共安全、城市管理、遠程醫療、智能家居、智能交通和環境監測等各個行業均有物聯網應用的嘗試，某些行業已經積累一些成功的案例。真正實現了物聯網在物聯網應用中有三項關鍵技術：

一、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。

二、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、物品物流管理有著廣闊的應用前景。

三、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。這個例子很形象的描述了傳感器、嵌入式系統在物聯網中的位置與作用。

4G物聯網專業定位為物聯網系統集成方向，該專業核心技術涉及傳感與檢測技術、RFID技術、無線組網、嵌入式技術、計算機網絡、通信技術、物聯網系統集成等。隨著物聯網產業的發展，越來越多的物聯網企業需要與之相關的工程技術人才。

現在物聯網技術已被廣泛的應用到城市管理、數字家庭、數字醫療、定位導航、物流管理、食品安全控制、安防監控等領域之中。4G時代下，在時效性與交互性兩方面，物聯網勢必將為企業以及用戶，帶來更佳的用戶體驗。

4G物聯網專業培養適應戰略新興產業發展所需要的，掌握物聯網的基本理論、基礎知識，具備基于計算機技術、自動控制技術、傳感信息處理技術和互聯網技術進行信息標識、獲取、傳輸、處理、識別和控制的能力，能進行系統集成及相關技術與產品的開發和應用推廣，具有物聯網工程實踐能力，成為服務于經濟和社會發展需要的高素質應用性、職業型人才。

對于一個全新的商業概念，有三個維度是我們評估其優劣的重要標桿：產品，技術和商業。一個成功的產品，必然涵蓋了以上全部三點。正如許多突破性的創新一樣，物聯網的崛起與技術瓶頸的突破密不可分——傳感器日漸價廉物美，無線網絡覆蓋范圍逐步增大，電池等能量儲存技術也在不斷改進。在健康、工業自動化、物流等領域，已經涌現了大量物聯網的商業化案例，但物聯網概念最為核心的部分——商業邏輯，依舊不甚清晰。

縱觀物聯網格局，我們發現了四個物聯網的業務模型，它們或可以增加企業現有市場份額或目標新客戶群體，也可以有效降低運營成本，還能夠創造新的收入機會，為企業帶來更多價值。

降低運營成本：物聯網能夠有效降低設備維護、維修、操作和IT支持的成本。

增強現有產品競爭力：在信息豐富性層面提升現有的產品或服務的價值。

數據流貨幣化：將整合的信息出售給廣告商、直銷商和數據分析機構，或者賺取服務費和報告的出售費用。

創建信息產品：創建一個全新的、基于數據流信息層的產品。

當然，現實世界遠比這四個分類更為復雜，而這四個分類之間也存在明顯的重疊。但它們仍不失為對物聯網的產品服務如何創造價值的積極思考。下面所列案例已經通過設計相互連接的產品，更為全面便捷地獲取產品的被使用情況與表現，而市場份額也隨之增長。

降低運行成本是一個容易理解的商業價值所在。Big Belly Solar是一個非常典型的范例，它在城市各個角落所部署的太陽能垃圾桶能夠自動壓縮吸納的垃圾以節約存儲空間，并在需要清空時自動通知城市廢物管理公司，這是一種通過減少垃圾收集卡車的巡查次數以有效降低運營成本的模式，我們可以想象，任何需要出動車輛和司機進行定期維護的設備——例如自動售貨機、自動取款機、路燈——都可以以類似的方式來受益于物聯網。

物聯網已經近在咫尺，物物之間的對話已經開始，更多的信息、更有趣的功能被整合到產品和服務中，隨著企業對這種演化趨勢認同的深入，這種對話將會越來越多，物聯網的商業潛力也將得到進一步激發，而我們所列出的價值創造模型正是迎合這一發展的框架。曾幾何時，誰會相信物聯網能夠幫助法庭對罪犯進行定罪、在風大浪急的海面上跟蹤貨物、幫助發展中國家的小農戶呢？而這，僅僅是物聯網威力的冰山一角。