最初的物聯(lián)網(wǎng)概念，國(guó)內(nèi)普遍認(rèn)為的是MIT Auto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID時(shí)最早提出來(lái)的，當(dāng)時(shí)還被稱(chēng)之為傳感網(wǎng)，其定義是：通過(guò)射頻識(shí)別(RFID)、紅外線感應(yīng)、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)概念。
在2005年國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布的同名報(bào)告中，物聯(lián)網(wǎng)的定義發(fā)生了變化，覆蓋范圍有了較大的拓展，不再只是指基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)，提出任何時(shí)刻、任何地點(diǎn)、任何物體之間的互聯(lián)，無(wú)所不在的網(wǎng)絡(luò)和無(wú)所不在計(jì)算的發(fā)展愿景，初RFID技術(shù)外、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能終端等技術(shù)到今天也得到了更加廣泛的應(yīng)用。
在我國(guó)，物聯(lián)網(wǎng)的概念經(jīng)過(guò)政府與企業(yè)的大力扶持已經(jīng)深入人心。現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)被貼上了“中國(guó)式”的標(biāo)簽，其含義為：物聯(lián)網(wǎng)是將無(wú)處不在的末端設(shè)備和設(shè)施，包括具備“內(nèi)在智能”的傳感器、移動(dòng)終端、工業(yè)系統(tǒng)、樓控系統(tǒng)、家庭智能設(shè)施、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等，和“外在使能”的，如貼上RFID的各種資產(chǎn)、攜帶無(wú)線終端的個(gè)人與車(chē)輛的等等的“智能化物件或動(dòng)物”或“智能塵埃”，通過(guò)各種無(wú)線和有限的長(zhǎng)距離和短距離通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通(M2M)、應(yīng)用大集成、以及基于計(jì)算機(jī)的SaaS營(yíng)運(yùn)等模式，在內(nèi)網(wǎng)、專(zhuān)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境下， 采用時(shí)適當(dāng)?shù)男畔踩Ｕ蠙C(jī)制，提供安全可控乃至個(gè)性化的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)、定位追溯、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、調(diào)度指揮、預(yù)案管理、遠(yuǎn)程控制、安全防范、遠(yuǎn)程維保、在線升級(jí)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、決策支持等管理和服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)“萬(wàn)物”的高效、節(jié)能、安全、環(huán)保的“管、控、營(yíng)”一體化。
一、物聯(lián)網(wǎng)體系
物聯(lián)網(wǎng)基本要素
物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵要素包括由感知、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用層組成的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，包括服務(wù)業(yè)和制造業(yè)在內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)，資源體系，隱私和安全以及促進(jìn)和規(guī)范物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的法律、政策和國(guó)際治理體系。
二、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層組成。
感知層實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界的智能感知識(shí)別、信息采集處理和自動(dòng)控制，并通過(guò)通信模塊將物理實(shí)體連接到網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。
網(wǎng)絡(luò)層主要實(shí)現(xiàn)信息的傳遞、路由器和控制，包括延伸網(wǎng)、接入網(wǎng)和核心網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)層可依托公眾電信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，也可以實(shí)現(xiàn)依托行業(yè)專(zhuān)用通信資源。
應(yīng)用層包括應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施/中間件和各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施/中間件為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供信息處理、計(jì)算等通用基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施、能力及資源調(diào)用接口，以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在眾多領(lǐng)域的各種應(yīng)用。
三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系
物聯(lián)網(wǎng)涉及感知、控制、網(wǎng)絡(luò)通信、微電子、軟件、嵌入式系統(tǒng)、微機(jī)電等技術(shù)領(lǐng)域，因此物聯(lián)網(wǎng)涵蓋的關(guān)鍵技術(shù)也非常多，為了系統(tǒng)分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系劃分為感知關(guān)鍵技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)、共性技術(shù)和支撐技術(shù)。
1. 感知、網(wǎng)絡(luò)通信和應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)
傳感和識(shí)別技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)感知物理世界獲取信息和實(shí)現(xiàn)物體控制的首要環(huán)節(jié)，傳感器將物理世界中的物理量、化學(xué)量、生物量轉(zhuǎn)化為可供處理的數(shù)字信號(hào)，識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中物體標(biāo)識(shí)和位置信息的獲取。
2. 網(wǎng)絡(luò)通信關(guān)鍵技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)主要實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)信息和控制信息的雙向傳遞、路由和控制，重點(diǎn)包括低速近距離無(wú)線通信技術(shù)、低功耗路由、自組織通信、無(wú)線接入M2M通信增強(qiáng)、IP承載技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳送技術(shù)、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)以及認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)。
3. 應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)
海量信息智能處理綜合運(yùn)用高性能計(jì)算、人工智能、數(shù)據(jù)庫(kù)和模糊計(jì)算等技術(shù)，對(duì)收集的感知數(shù)據(jù)進(jìn)行通用處理，重點(diǎn)涉及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、并行計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘、平臺(tái)服務(wù)、信息呈現(xiàn)等，面向服務(wù)的體系架構(gòu)(SOA)是一種松耦合的軟件組件技術(shù)，它將應(yīng)用程序的不同功能模塊化，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的接口和調(diào)用方式聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)快速可重用的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和部署。
4. 支撐技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)支撐技術(shù)包括嵌入式系統(tǒng)、微機(jī)電系統(tǒng)、軟件和算法、電源和儲(chǔ)能、新材料技術(shù)等。
5. 共性技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)共性技術(shù)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)的不同層面，主要包括架構(gòu)技術(shù)、標(biāo)識(shí)和解析、安全和隱私、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)等。
四、物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化體系
物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)際物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)，由于物聯(lián)網(wǎng)涉及不同專(zhuān)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域、不同行業(yè)應(yīng)用部門(mén)，物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)既要涵蓋面向不同應(yīng)用的基礎(chǔ)公共技術(shù)，也要涵蓋滿足行業(yè)特定需求的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：即包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，也包括行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系相對(duì)繁雜，若從物聯(lián)網(wǎng)總體、感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層、共性關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系等五個(gè)層次可初步構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)體系。
1. 物聯(lián)網(wǎng)總體性標(biāo)準(zhǔn)
包括物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)則、物聯(lián)網(wǎng)總體架構(gòu)、物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求等。
2. 感知層標(biāo)準(zhǔn)體系
主要涉及傳感器等各類(lèi)信息獲取設(shè)備的電氣和數(shù)據(jù)接口、感知數(shù)據(jù)模型、描述語(yǔ)言和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、RFID標(biāo)簽和讀寫(xiě)器接口和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、特定行業(yè)和應(yīng)用相關(guān)的感知層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等。
3. 網(wǎng)絡(luò)層標(biāo)準(zhǔn)體系
主要涉及物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、短距離無(wú)線通信、自組織網(wǎng)絡(luò)、簡(jiǎn)化IPv6協(xié)議、低功耗路由、增強(qiáng)的機(jī)器對(duì)機(jī)器無(wú)線接入和核心網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、M2M模組與平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化標(biāo)準(zhǔn)、異構(gòu)融合的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)等。
4. 應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)體系
包括應(yīng)用層架構(gòu)、信息智能處理技術(shù)、以及行業(yè)、公眾應(yīng)用類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用層架構(gòu)重點(diǎn)是面向?qū)ο蟮姆?wù)架構(gòu)，包括SOA體系架構(gòu)、面向上層應(yīng)用業(yè)務(wù)的流程管理、業(yè)務(wù)流程之間的通信協(xié)議、元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)以及SOA安全架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。信息智能處理類(lèi)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)包括云計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)挖掘、海量智能信息處理和呈現(xiàn)等。云計(jì)算技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)包括開(kāi)放云計(jì)算接口、云計(jì)算開(kāi)放式虛擬化架構(gòu)(資源管理與控制)、云計(jì)算互操作、云計(jì)算安全架構(gòu)等。
5. 共性關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系
包括標(biāo)識(shí)和解析、服務(wù)質(zhì)量、安全、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
標(biāo)識(shí)和解析標(biāo)準(zhǔn)包括編碼、解析、認(rèn)證、加密、隱私保護(hù)、管理、以及多標(biāo)識(shí)互通標(biāo)準(zhǔn)。
安全標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)包括安全體系架構(gòu)、安全協(xié)議、支持多種網(wǎng)路融合的認(rèn)證和加密技術(shù)、用戶和應(yīng)用隱私保護(hù)、虛擬化和匿名化、面向服務(wù)的自適應(yīng)安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等。
五、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)
產(chǎn)業(yè)體系
物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)是指實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)功能所必須的相關(guān)產(chǎn)業(yè)集合，從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上主要包括服務(wù)業(yè)和制造業(yè)兩大范疇。
物聯(lián)網(wǎng)啊制造業(yè)以感知端設(shè)備制造業(yè)為主，感知端設(shè)備的高智能化與嵌入式系統(tǒng)息息相關(guān)，設(shè)備的高精密化離不開(kāi)集成電路、嵌入式系統(tǒng)、微納器件、新材料、微能源等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)支撐。部分計(jì)算機(jī)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備也是物聯(lián)網(wǎng)啊制造業(yè)的組成部分。
物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)業(yè)主要包括物聯(lián)網(wǎng)啊網(wǎng)絡(luò)服務(wù)業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)軟件開(kāi)發(fā)與應(yīng)用集成服務(wù)業(yè)以及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)業(yè)四大類(lèi)，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)業(yè)主要包括云計(jì)算服務(wù)、存儲(chǔ)服務(wù)等，物聯(lián)網(wǎng)軟件開(kāi)發(fā)與集成服務(wù)業(yè)又可細(xì)分為基礎(chǔ)軟件服務(wù)、中間件服務(wù)、應(yīng)用軟件服務(wù)、智能信息處理服務(wù)以及系統(tǒng)集成服務(wù)，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)又可分成行業(yè)服務(wù)、公共服務(wù)和支撐性服務(wù)。
物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)絕大部分屬于信息產(chǎn)業(yè)， 但也涉及其他產(chǎn)業(yè)，如智能電表等，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不是對(duì)已有信息產(chǎn)業(yè)的重新統(tǒng)計(jì)劃分，而是通過(guò)應(yīng)用帶動(dòng)形成新市場(chǎng)、新形態(tài)，整體上可分為三種情形：
因物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對(duì)已有產(chǎn)業(yè)的提升，主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的升級(jí)換代，如傳感器、RFID、儀器儀表發(fā)展已數(shù)十年，由于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用使用向智能化網(wǎng)絡(luò)升級(jí)，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能、應(yīng)用范圍和市場(chǎng)規(guī)模的巨大擴(kuò)展，傳感器產(chǎn)業(yè)與RFID產(chǎn)業(yè)成為物聯(lián)網(wǎng)感知終端制造業(yè)的核心。
因物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對(duì)已有產(chǎn)業(yè)的橫向市場(chǎng)拓展，主要體現(xiàn)在領(lǐng)域延伸和量的擴(kuò)展。如服務(wù)器、軟件、嵌入式系統(tǒng)、云計(jì)算等由于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用擴(kuò)展了新的市場(chǎng)需求，形成新的增長(zhǎng)點(diǎn)。
由于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)造和衍生出的獨(dú)特市場(chǎng)和服務(wù)，如傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、M2M通信設(shè)備以及服務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)等均是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展后才形成的新型業(yè)態(tài)，為物聯(lián)網(wǎng)所獨(dú)有。
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