物联网精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇物联网范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

【关键词】物联网；RFID；EPC

一、物联网产生的背景

1998年，美国麻省理工大学的Sarma、Brock、Siu创造性的提出将信息互联网络技术与RFID技术有机地结合，即利用全球统一的物品编码作为物品标识，利用RFID实现自动化的物品与Internet的联接，无需借助特定系统，即可在任何时间、任何地点、实现对任何物品的识别和管理。1999年，由美国统一代码委员会吉列和宝洁等组织和企业共同出资，在美国麻省理工大学成立Auto-ID Center，在随后的几年中，英国、澳大利亚、日本、瑞士、中国、韩国等国的6所著名大学相继加入Auto-ID

Center，对物联网相关研究实行分工合作，开展系统化研究，提出最初物联网系统架构：射频标签、识读器、Savant、ONS、PML

Server。

2003年11月1日，国际物品编码组织出资正式接管EPC系统，并组成EPC Global进行全球推广与维护。与此同时，原6所大学的Auto-ID实验室转到EPC Global下的技术组，作为EPC实验室，继续对EpC系统的应用提供技术支持，提出物联网系统结构：EPC编码、EPC标签、读写器、中间件、ONS、EP

CIS。

二、物联网定义

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EPC Global的Auto-ID Center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Internet连接起来，从而实现智能化的识别和管理。

2005年，国际电信联盟正式称物联网为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Internet主动进行交换；并描绘出物联网时代的图景：当司机出来操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘记带了什么东西；衣服会告诉洗衣机对颜色和水温的要求等等。物联网具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、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。

三、物联网技术体系结构

物联网的价值在于让物体也拥有了“智慧”，从而实现人与物、物与物之间的沟通，物联网的特征在于感知、互联和智能的叠加。因此，物联网由三个部分组成：感知部分，即以二维码、RFID、传感器为主，实现对“物”的识别；传输网络，即通过现有的互联网、广电网络、通信网络等实现数据的传输；智能处理，即利用云计算、数据挖掘、中间件等技术实现对物品的自动控制与智能管理等。

物联网是一个层次化的网络。物联网大致有三层，从下到上依次可以划分为感知层、网络层和应用层。在各层之间，信息不是单向传递的，也有交互或控制。在所传递的信息中，主要是物的信息，包括物的识别码、物的静态信息、物的动态信息等。物联网3个层次涉及的关键技术非常多，是典型的跨学科技术。应用层提供丰富的基于物联网的应用，是物联网发展的根本目标，将物联网技术与行业信息化需求相结合，实现广泛智能化应用的解决方案集，关键在于行业融合、信息资源的开发利用、低成本高质量的解决方案、信息安全的保障以及有效的商业模式的开发。网络层广泛覆盖的移动通信网络是实现物联网的基础设施，是物联网三层中标准化程度最高、产业化能力最强、最成熟的部分，关键在于为物联网应用特征进行优化和改进，形成协调感知的网络。感知层是实现物联网全面的感知的核心能力，是物联网中包括关键技术、标准化方面、产业化方面有待突破的部分，关键在于具备更精确、更全面的感知能力，并解决低功耗、小型化和低成本的问题。

在各层之间，信息不是单向传递的，也有交互、控制等，所传递的信息多种多样，这其中关键是物品的信息，包括在特定应用系统范围内能唯一标识物品的识别码和物品的静态与动态信息。

四、物联网中的核心关键技术

核心关键技术主要有RFID技术、传感器技术、无线网络技术、人工智能技术、云计算技术等。

1.RFID技术。RFID技术，又称电子标签、无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。它利用射频信号通过空间电磁耦合实现无接触信息传递并通过所传递的信息实现物体识别。RFID既可以看做是一种设备标识技术，也可以归类为短距离传输技术。

2.传感器技术。在物联网中传感器主要负责接收物品“讲话”的内容。传感器技术是从自然信源获取信息并对获取的信息进行处理、变换、识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术，它涉及传感器、信息处理和识别的规划设计、开发、制造、测试、应用及评价改进活动等内容。

3.无线网络技术。物联网中物品要与人无障碍地交流，必然离不开高速、可进行大批量数据传输的无线网络。无线网络既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络，也包括近距离的蓝牙技术、红外技术和Zigbee技术。

4.人工智能技术。人工智能是研究是计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考和规划等）的技术。在物联网中人工智能技术主要将物品“讲话”的内容进行分析，从而实现计算机自动处理。

5.云计算技术。物联网的发展理离不开云计算技术的支持。物联网中的终端的计算和存储能力有限，云计算平台可以作为物联网的大脑，以实现对海量数据的存储和计算。

五、结语

物联网将是下一个推动世界快速发展的“主要生产力”，物联网所带来的是物理世界和虚拟世界融合的美好愿景，是人类社会的深度信息化。未来几年是中国物联网相关产业以及应用迅猛发展的时期。以物联网为代表的信息网络产业成为七大新兴战略性产业之一，成为推动产业升级、迈向信息社会的“发动机”。到2020年，全球物物互联的业务与现有的人人互联业务之比将达到30：1，物联网大规模普及，成为一个万亿美元级产业。

参 考 文 献

[1]Peng Li，Wang Bingwen. Simulating Wireless Sensor Network Middle

ware Using Compute Unified Device Architecture[C].Computational Intel

ligence and Software Engineering.2009.1～4

[2]Morten Tranberg Hansen，Branislav Kusy.Cross-Platform Wireless Sen

sor Network Development[C].Information Processing in Sensor Networks（IPSN）.2011.153～154

[3]Dawud Gordon，Michael Beigl and Martin Alexander Neumann.dinam：A Wireless Sensor Network Concept and Platform for Rapid Development

篇(2)

关键词：物联网；安全；中间件；体系架构

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)11-2528-03

Brief Introduction of M2M Security

SONG Yong-guo

(IT Department of Lucent Technologies Qingdao Telecommunications Systems, Ltd. Qingdao 266101, China)

Abstract: With gradual recognition and application of Internet of things, people and items around are being linked, so that goods are becoming part of the network and much convenience are being brought to people. However, while we enjoy the convenience, there exists some limitations on information security. This article elaborates the basic concepts, principles, safety standards, and the specific issues about Internet of things and brings forward the system architecture of security middleware of Internet of things, so as to provide positive suggestions to contribute to the security construction for it.

Key words: internet of things; security; middleware; system architecture

物联网产业的热潮正在席卷全球，它被誉为继计算机、互联网、移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。早在1999年，物联网（The Internet of things）的概念就被提出来，它是指通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。2005年，在突尼斯举行世界峰会上，国际电信联盟(ITU) 给出了物联网的定义 , 物联网主要解决物品到物品 (Thing to Thing, T2T), 人到物品 (Human to Thing, H2T), 人到人 (Human to Human, H2H) 之间的互连。

中国高度重视物联网的发展，2009年8月7日，视察无锡并指示，要迅速在无锡建立中国的“感知中国”中心；同年底，国务院正式批复，在无锡建设国家传感网创新示范区方案；2010年1月4日，无锡物联网产业研究院揭牌成立，这是继中国物联网发展研究中心之后，在国家传感网创新示范区内建设的又一重要战略平台。政府和社会对物联网发展的重视再次成为产业发展创新的强烈指向信号。

物联网用途广泛，遍及智能家居、智能交通、智能消防、环境保护、公共安全、工业监测、个人健康等多个领域。就目前来看，行业应用将成为未来几年物联网产业发展的主要动力。在政府的大力扶持下，物联网产业发展机会巨大，市场前景广阔。然而，和互联网一样，物联网让一切变得更加智能化的同时，也更加危险，特别是当这个网络由别人掌控。这也意味着，在规模化推广之前，安全问题是必须解决的一个重要环节。

为了增强安全性，在物联网的三层基本结构的基础上，增加了密码服务、认证服务等安全机制。传统的网络中，网络层的安全和业务层的安全是相互独立的，而物联网的特殊安全问题很大一部分是由于物联网是在现有移动网络基础上集成了感知网络和应用平台带来的，因此，移动网络中的大部分机制仍然可以适用于物联网并能够提供一定的安全性，如认证机制、加密机制等。但还是需要根据物联网的特征对安全机制进行调整和补充。目前，物联网的发展还是初级阶段，更多的时候只是一个概念。本文将分析物联网安全方面存在的问题，进而提出物联网安全中间件的架构，为物联网安全方面的设计提供参考。

1 物联网的相关问题

1.1 物联网架构

可以将物联网分为四个部分，包括感知层、网络层、应用层和公共技术，如图1所示。

1) 感知层―识别物体，信息采集：感知层包括二维码、RFID读写器、摄像头、GPS、传感器网络等，主要用于采集现实世界中发生的事件和数据。

2) 网络层―信息传递和处理：网络层需要传感器网络与移动通信技术、互联网技术相融合,实现广泛的互连功能，把感知到的信息安全高效的传递到应用层。

3) 应用层―与行业需求结合，实现广泛智能化：应用层主要包含应用支撑平台子层和应用服务子层。其中应用支撑平台子层用于支撑跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、共享、互通的功能。应用服务子层包括工业监控、公共安全、城市管理、远程医疗、智能交通、智能家居等行业应用。应用层是物联网与行业的深度融合，与行业需求结合，实现智能化。

4) 公共技术―优化服务：公共技术不属于物联网技术的某个特定层面，但是与物联网技术架构的三层都有关系，它包括标识与解析、安全技术、网络管理和服务质量（QoS）管理。

1.2 物联网信息安全

1.2.1 安全尺度

物联网系统的安全主要有八个尺度：读取控制、隐私保护、用户认证、不可抵赖性、数据保密性、通信层安全、数据完整性、随时可用性。其中前4项主要处在物联网架构的应用层，后4项主要位于网络层和感知层。参照以上的八个安全尺度，我们可以发现，现有的安全体系基本上可以满足物联网的应用需要，尤其是在初级和中级发展阶段。

“隐私权”和“可信度”（数据完整性和保密性）问题在物联网系统中尤其受关注。首先个人数据的隐私保护是当今的互联网安全的一个不变的优先度非常高的话题，所以物联网如果想要发展，就必须面临使普通用户如何避免风险这个问题。安全尺度的一个重要基础标准就是如何避免人们在物联网使用过程当中所承受的风险。其次，物联网是一种虚拟网络与现实世界实时交互的新型系统，其无处不在的数据感知、以无线为主的信息传输、智能化的信息处理所组成的整个过程对于数据完整性和保密性有相当高的依赖性。物联网的发展，是基于海量数据的收集，传输和处理的基础上的，因此“可信度”也是物联网安全尺度的重要标准之一。

1.2.2 特有安全问题

由于物联网在多种情况下需要无线传输，无线信号很容易被窃取和干扰，这将直接影响到物联网体系的安全，因此有如下几种特有安全问题。

1) 感知层本地安全问题―由于物联网应用设备多数情况都部署在无人监守的环境下，攻击者很容易接触到设备，并进行破坏，例如在不知情的情况下，读取信息；用机械手段屏蔽信号让终端无法连接；克隆终端设备，冒名顶替；损坏或盗走终端设备。

2) 感知网络传输与信息安全问题―感知节点功能简单，能量有限，无法拥有复杂的安全保护能力，使得信息可能被中途截取。

3) 核心网络传输和信息安全问题―核心网络具有相对完整的保护能力，但是由于物联网中节点数量庞大，大量节点发送数据使网络拥塞，产生拒绝服务攻击。

物联网还可能带来许多个人隐私泄露。在未来的物联网中，每个人包括每件拥有的物品都将随时随地连接在这个网络上，随时随地被感知，在这种环境中如何确保信息的安全性和隐私性，防止个人信息、业务信息丢失或被他人盗用，将是物联网推进过程中需要突破的重大障碍之一，因此研究物联网安全中间件十分必要。

2 物联网安全中间件体系架构

由于物联网特有的安全问题所致，在硬件层面上进行较复杂的安全保护实现起来非常困难，因此在体系中增加安全中间件就是一种较为易实现的安全策略。安全中间件是一类中间件的技术，它采用许多成熟的中间件技术和安全技术来屏蔽安全的复杂性，如算法复杂性，模块间和模块内部的安全，体系结构安全，基于组件的安全机器效率等等，从而使安全技术真正易用，易普及，将物联网真正实用化。安全中间件是实施安全策略，实现安全服务的基础架构。

如果物联网的设计没有健全的安全机制，会降低公众对此信任。因此，在物联网中间件的设计之初就要考虑到安全问题，笔者提出了物联网安全中间件的体系架构，如图2所示。

图2中，在物联网的三层架构中，均增加了安全机制，包括密码服务、认证服务和安全应用。其中，密码服务和认证服务中又包含了各种加密算法和认证方式。省略号表示其他可能有效的安全机制，可以对应加入到该架构中。

通过在架构中增加安全中间件，屏蔽了安全技术的复杂性，向用户提供统一的安全接口标准，满足各种级别的安全应用需求，能与其他中间件一起无缝地整合于物联网应用平台。安全中间件贯穿于物联网的三层架构中，将信息安全与各个层面中的业务功能分离开来，提供单独的安全验证服务，从而使物联网体系中的安全机制变得更加灵活，可以根据情况的变化满足不同的安全需求。同时，安全中间件可以作为物联网体系中的一个单独模块，由专门的有实力的专业企业或者团队来实现，提供标准接口。这样就可以将信息安全与物联网的业务分离，使专注于物联网的企业不用再为专业的信息安全问题考虑解决方案。

物联网是一个广大的市场，在其发展过程中，必然会有无数的团体和个人参加进来。由此使信心安全的复杂程度提高到了一个前所未有的高度。安全中间件针对这个问题，将新鲜全问题分离出来，作为物联网三层架构共有的一个中间件。同时，也将从事物联网的团体和个人从信息安全的困惑中解脱出来。按照公共标准制定的安全中间件，将可以加入到物联网的各层架构中，与物联网体系无缝融合在一起。

2.1 密码服务

密码服务是整个安全中间件的核心，它以应用密码学为基础，能够实现数据的加密、解密、数字签名和认证等。密码服务是上层认证服务的基础，同时提供了统一的密码服务接口，能够满足特定的安全服务需求。密码服务的底层是一个加密库，主要有以下几个模块。

1) 随机数算法模块：采用伪随机数序列设计，支持RC4算法，增强伪随机数的安全，同时，为密钥的产生提供保障。

2) 对称加密算法模块：支持高强度的分组加密算法，且支持各种加密模式，主要用于加密传输的信息，可以使在中途拦截的感知网络传输信息不可用。

3) 公钥模块：提供了DiffieHellman、RSA和ECC三种可选的系统，是安全认证、数字签名和证书服务的基础。RSA既能用于数据加密也能用于数字签名的算法，对冒名顶替可以有效的识别；ECC算法是计算资源有限移动终端的首选。

4) 单向Hash算法模块：带有秘密密钥的单向Hash函数又称消息鉴别码（MAC）,用于消息完整性校验，可以防止消息被篡改。

密码服务是保障信息安全的基础。通过提供多种算法模块以供用户选择，并且根据所选择的算法生成相应的密码，以求达到最适合当前实际情况的安全认证手段。由于物联网的应用可以取代人来完成一些复杂、危险和机械的工作，所以物联网机器/感知节点多数部署在无人监控的场景中。密码服务将会避免攻击者可以轻易地接触到这些设备，从而对它们造成破坏，甚至通过本地操作更换机器的软硬件。又因为智能传感终端、RFID电子标签相对于传统TCP/IP网络而言是“”在攻击者的眼皮底下的，再加上传输平台是在一定范围内“暴露”在空中的，“窜扰”在传感网络领域显得非常频繁、并且容易。所以，传感器网络中的假冒攻击是一种主动攻击形式,它极大地威胁着传感器节点间的协同工作。通过密码服务明确使用者的身份信息，确认其角色是否可以接受，将可以识别绝大部分的假冒攻击。

同时，物联网最终将会与现在的互联网一样，深入到世界的每个角落，参与到人们生活得每个细节中。因此，每个人的个人信息，业务信息以及个人物品等等隐私信息都将会连接到物联网上。密码服务从用户方向为物联网的安全性提供了第一层保障。

密码服务是解决数据保密性和通信层安全的基础。传统的网络加密机制是逐跳加密，即信息在发送过程中，虽然在传输过程中是加密的，但是需要不断地在每个经过的节点上解密和加密，即在每个节点上都是明文的。而业务层加密机制则是端到端的，即信息只在发送端和接收端才是明文，而在传输的过程和转发节点上都是密文。密码服务可以为以上的两种加密方式提供算法支持。根据不同的安全策略，提供相应的密码服务。

2.2 认证服务

认证服务主要完成数据认证的一种机制，确保协议双方数据的可靠性。本架构采用的认证方式有以下几种。

1) 开放式认证：允许任何物联网设备访问，只要其符合预先设置的标识过滤规定，在认证过程中和认证后的所有通讯均以明文方式传输，没有任何加密技术来保护。

2) 基于共享密钥的认证：它是以WEP算法为基础的共享密钥认证。物联网通讯设备间共享同一公共密钥，通过私钥来进行认证。

3) RADIUS认证：RADIUS (Remote Authentication Dial-In User Service) 远程接入用户认证服务，是基于用户的认证，通过物联网设备唯一的ID标识码作为认证信息来批准或拒绝双方通信。RADIUS服务器收集用户的认证信息，如用户ID，访问控制列表等，它可以提供不同的存取级别。在此通讯过程中各种信息都是经过加密的。

篇(3)

我在英特尔公司从事技术研发已30多年，有幸见证了摩尔定律对整个世界的深远影响。虽然摩尔定律有其物理极限，但它早已超越了定律本身，成为一种鞭策IT产业不断追求更低成本、实现更优性能的精神。在它的指引下，诸如英特尔等公司的研究人员一直在寻求实现全新技术的可能性。多年来，他们的努力促进了各种设备与应用的创新，并通过互联网的连接为人们的工作与生活带来了全新的体验。

如今，诸如平板电脑、微博等新的联网设备与应用层出不穷。我深深地感受到传统互联网正向物联网演进，真正万物互联互通的物联网时代正在快速到来。

互联计算是物联网的第一步

随着各种移动联网设备不断涌现，人们越来越习惯于使用智能手机、上网本、平板电脑等设备，在近乎无处不在的无线网络中进行联网计算，这将首先带我们进入互联计算时代。而在这个过程中，设备的创新与网络技术的提高正在改变“计算”本身的定义。比如现在你可以使用智能手机随时随地实现许多功能，而以前只能在办公室电脑上才能完成；未来你将可以利用ATM机、车载信息系统甚至所有生产设备，瞬间打造一个移动的、连续的、个性化的互联网空间。到那时，“计算”将变得无处不在，但却无形无象。

同时，各种基于“计算”的应用也在演进。多核、并行化计算、运算加速器、传感器以及嵌入式技术的出现，将帮助人们实现各种通信、数据和服务在随手触及的IO设备之间进行轻松移动。这就是互联计算的魅力！

IDC的最新数据预测，截至2020年，全球将有310亿个互联设备联网工作。届时，人们将体验到连续的、无处不在的互联计算。然而，在科学家眼里，这只是物联网中的很小一部分，他们估计未来地球上将有大约500,000 亿个“物”，每个人身边都将有数以千计的物体通过物联网进行连接。

可以预见，未来的互联网在规模、形态等各方面都将远远超出互联计算的范畴，最终进入万物互通互联的物联网时代。在这个演进的过程中，我们将面临很多困难。数以亿计的设备不仅会产生海量的数据，对 IP地址的需求也将远远超过现有的存量，而这仅仅是诸多可预见的技术难题之一。

因此，我们相信互联计算只是实现物联网的第一步，但却至关重要。

三大技术推进物联网的实现

现在我们可预见的物联网应用已经涵盖交通、医疗、工业自动化等30多个行业，未来它将渗透到人们生产与生活的每一个角落，为IT产业的发展带来巨大的发展机会。

事实上，物联网在某些领域已经得到运用并产生了显著的效益。比如智能电网不仅可以很好地控制大型发电厂发电所需要的大规模计算，还能对个人家庭电耗、采光以及在用电高峰期的电力供应进行非常精准的控制。科学家们正在努力创造并延伸诸如此类计算技术，用于连接地球上的每个人与物，从而使地球上的万物变得更加智慧。我认为有三项技术最为关键：

1. IPv6：手能触及的设备都将拥有IP地址

网络中每台设备的连接都需要一个IP地址，目前我们使用的是IPv4技术。IPv4协议下的网络地址资源大约只有40亿个，目前95%的IP地址已被用尽。如果没有足够多的IP地址为未来的联网设备编号，物联网将成为空谈。作为下一代互联网地址结构，IPv6可提供多达2128个IP地址，诸如家用电器、汽车、生产机器等设备都将拥有自己独有的IP地址，可以实现常年在线。

而对中国这样的新兴国家来说，IPv6将显得更为重要。因为在计算机发展史上，率先创造技术并使用技术的公司通常都会占有长期的优势。在IPv4地址的分配上，北美大约占有近3/4，而人口最多的亚洲只有不到4亿个。这大大限制了当地互联网的应用和发展。因此，中国如想在未来物联网发展中占有领先优势，首先就应该抢得IPv6的技术先机。

当然，在由IPv4向 IPv6迁移的过程中将碰到很多问题。比如如何在不停止现有网络正常运行的前提下，实现由IPv4在向 IPv6的迁移？我认为我们应该利用市场的力量并结合内容创新，驱使人们向IPv6的迁移。

2. 传感器：让设备变得更加聪明

传感器是一种探测、感受、转化外界信号的装置，它能把自然界的模拟信息转化成可由计算机处理的数字信息，已在工业生产、海洋探测、环境保护、医学诊断等各种领域的计算设备中得到广泛的运用。物联网时代的设备将变得更加聪明，能够拥有远远超过我们熟悉的温度、光线、重力、地点等指标的感应能力。

传感器在工作过程中，本身会产生大量的数据，但这些数据并不会自动被作为有意义的信息处理。换言之，如果物联网中的设备仅仅只是互相连接起来，而没有额外的性能、功能的添加，那么把它们连接起来也就变得没有意义了。

因此，科学家们正努力在这些传感设备上实现自我学习、推导的功能，让物联网中的各种设备因为拥有了传感器而变得更具价值。以智能交通为例，在对交通状况进行分析时，我们要让设备能够对通过安装在街道、公路等处的监控摄像头、车载GPS等记录下来的海量信息，自动进行有意义的分析与处理。

3. 云：实现数据的智能存储、调用与管理

在物联网下，所有联网设备都将产生大量数据，只能集中存储在异地的大型数据库中，这正是云计算产生的前提。云计算将确保个人计算体验的连续性，它不仅帮我们存储海量的数据，还为我们汇集了大量的计算潜能，帮助我们进行复杂的运算。

但仅有云端还远远不够，我们必须有响应速度非常快的本地计算形式。它比我们以前所谈的简单的大型数据中心的高性能计算要复杂得多。因为它不光需要具有我在前面谈到的推导、推理这样的计算能力，同时还需要有实时的、对现实物理世界仿真模拟的能力，以实现在无需或极少需要人为干预的情况下，就可指定、发现和安全部署自动化云计算服务和资源。

迈入物联网的棘手问题

以上三项措施将确保物联网的顺利实现，但要让人们更加方便、安全地使用物联网，真正发挥它的价值，我们还需要解决以下几个问题。

首先就是由谁来制造未来大量的可无缝互联的计算设备。应用于物联网的设备大多基于嵌入式技术，更新周期短、专用度也比较高，没有哪家公司能够制造满足所有需求的嵌入式设备。只有通过与硬件、软件、内容提供商、运营商等生态系统中的伙伴开展紧密有序的合作，才能实现计算设备的创新与应用。

另外一个问题是安全与隐私。所有设备都连入互联网将带来巨大的安全隐患。比如，如果你家里的设备信息被破解，这些联网设备就会成为小偷入门盗窃的最佳指引，它们将告诉小偷什么时候是进入你家的最好时机。在这种情况下，政府应当制订有效但不繁琐的法规，鼓励企业创新，但又不至于监管得过于严格，否则将会影响到创新。

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传统营销之变

在高度依赖市场营销手段的今天，传统的营销方式强调4P（产品、价格、渠道和促销）组合，现代营销管理则追求4C（顾客、成本、方便和沟通），然而无论那一种观念都必须基于这样一个前提：企业必须实行全程营销，即必须由产品的设计阶段开始就充分考虑消费者的需求和意愿。

遗憾的是，在实际操作中这一点往往难以做到，原因在于消费者与企业之间缺乏合适的沟通渠道或沟通成本太高。消费者一般只能针对现有产品提出建议或批评，对尚处于概念阶段的产品难以涉足。此外，大多数的中小企业也缺乏足够的资本用于了解消费者的各种潜在需求，他们只能凭自身能力或参照市场领导者的策略进行产品开发。

但在物联网环境下，这一状况将有所改观。即使是中小企业也可以通过电子布告栏、线上讨论和电子邮件等方式，以极低成本在营销的全过程中对消费者进行即时的信息搜索，消费者则有机会对产品从设计到定价和服务等一系列问题发表意见。这种双向互动的沟通方式提高了消费者的参与性与积极性，更重要的是它能使企业的决策有的放矢，从根本上提高消费者满意度。

而现代化的生活节奏已使消费者用于外出在实体商店购物的时间越来越少。在传统的购物方式中，从商品买卖过程来看，一般需要经过看样品选择商品来确定所需购买的商品实现付款结算、包装商品、取货等一系列过程。这个买卖过程大多数是在售货地点完成的，短则几分钟，长则数个小时，在加上购买为购买商品去购物场所的路途时间、购买后的返途时间及在购买地的逗留时间，无疑是大大延长了商品的买卖过程，使消费者为购买商品而在时间和精力上作出很大的付出。同时，拥挤的交通和日益扩大的店面更延长了消费者购物所耗费的时间和精力。然而，随着生活节奏的加快，人们越来越珍惜闲暇时间，越来越希望在闲暇时间内从事一些有益于身心的活动，并充分地享受生活。

物联网时代的营销给我们描绘了一个诱人的场景，使购物的过程不再是一种沉重的负担，甚至成为一种休闲、一种娱乐。将自己的身高、三围立体扫描并生成虚拟的我，进入网络虚拟购物街，与真实商场一模一样，T恤、鞋子、牛仔裤？我要买T恤，红色、绿色、白色？足不出户，也可以在虚拟商城体验真实购物的乐趣。

当真实购物者、真实的商场、虚拟商城，虚拟购物者都成为云节点，商家将物理的购物商场虚拟成三维模型，并转换成数据信息传送到网络云节点，用户通过网络中的云节点访问该虚拟商场，还可以将自己的形象虚拟进入该乐园，并通过语音设备（语音识别技术）控制自己的虚拟形象和商场中的虚拟售货员，进行（如商店的售货员）交流互动，实现试衣、订购、支付等功能。这一切的实现，全在于物联网时代所有的物品都具有了身份，这样一个身份在生产之初就已经被网络化赋予了一种具有营销效应的“社交身份”，这样一种身份正在改变一切。

物品的“社交身份”

实现了人与人之间互联的，是社交网络；实现物与物之间互联的，将是物联网。回想一下社交网络给我们生活带来的巨大改变，谁敢低估“物联网”的能量呢？我们来看看物联网是如何在营销领域展现力量的。装有药的瓶子，会通过应用提醒你去定时服药；植物盆栽会根据情况要求你为其浇水；当洗衣机运行出现问题，应，用会建议你选用当地的某家维修商的服务。这种科幻片里才会出现的画面，借助物联网技术已经成为现实。

中国物联网产业协会副理事长柏斯维表示，所有这一切都将基于物联网公司，首先，消费者可以随时了解身边物品的实时信息，与它们进行智能互动。更进一步，这种大量数据记载历史，可以使商家通过掌握产品生命周期的信息，制定出针对个性化的市场营销方案。也更容易做到精准营销，将营销预算花在刀刃上，达到提升业绩的目标。

通过物联网，物品加入了“社交网络”，就如同在Facebook等某些主流社交网络上，当主人选择在自己社交网络上链入该物品时，这一步骤可以通过智能手机“check in”实现，该物品就会在主人的社交网络消息栏中创建一个虚拟实体，等于物品有了自己的“Facebook简介”一样。一旦有朋友或主人评论，被“赞”，被“分享”，又或是主人为其添加了图片等等，对应的“社交实体”都会进行实时更新。物品因此而具有了“生命”，如此活灵活现于社交网络之上，不仅使生活变得便捷，同时也会赚足眼球。

篇(5)

从互联网到物联网

随着信息通信技术(ICT)的不断进步，通信网络作为信息通信技术的重要基础，已经从人到人的通信发展到人与物以及物与物(M2H)，并逐渐趋向于从纵向的局部物物相连过渡到横向的跨应用、跨地域的物联网(Internetof Things，IOT)。

物联网是指物品通过各种信息传感设备如射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。其目的是让所有的物品都与网络连接在一起，方便识别和管理。“物联网”的概念是在1999年提出的。

“物联网”就是“物物相连的互联网”。物联网有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础之上的延伸和扩展的一种网络；第二，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。如果说互联网实现了人与人之间的交流，那么物联网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问的连接和交互。

2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上，国际电信联盟(ITU)了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出了“物联网”的概念，包括了所有物品的联网和应用。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。射频识别技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的应用。

根据ITU的描述，在物联网时代，通过在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发器，人类在信息与通信世界里将获得一个新的沟通维度，从任何时间任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物和物与物之间的沟通连接。

那么物联网有怎样的表现形态和存在形式呢?形象地说，有了物联网，当司机驾驶中出现误操作时，汽车会自动报警，公文包会提醒主人：忘带了什么东西，衣服会告诉洗衣机其对颜色和水温的要求，排放口会对污染物超标发出告警等等。

具体来说，物联网就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、工厂排放口、大气监测点、流域断面、水库浮台、生态监测点、大坝、供水系统、油气管道等人们日常工作、生活、娱乐、学习、活动的各种对象(物体)中，然后将它们与互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的融合。物联网颠覆了人类之前物理基础设施和IT基础设施截然分开的传统思维，使得政府管理、生产制造、社会管理以及人们的个人生活全面实现互联互通。

物联网的发展分为信息感知、智慧物联、智慧交互三个阶段。物联网的信息互联，是以物理对象的信息建设为标志，如标签信息、有效证件信息、物联交易平台的建设，具有静态，非实时、非智慧的物联。物联网的感识是以嵌入式系统入网为标志，如智能传感器、智能芯片、无线传感网络普及、嵌入式系统各种形式的网络接入等，具有动态、实时、智慧的物联。

物联网的管控阶段以物、联、网、智、管、控全过程整合为标志，以云计算(CloudComputing)服务为起点，是物联网的完善阶段，有控制行为、有实时需求、无限时空、无限网络，能够实现人、物、网的混合交互，为云计算服务提供全方位的物质基础。

云计算概念是由Google提出的，这是一个美丽的网络应用模式。狭义云计算是指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源；广义云计算是指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关的，也可以是任意其他的服务，它具有超大规模、虚拟化、可靠安全等独特功效。云计算(Cloud Computing)是网格计算(Grid Computing)、分布式计算(DistributedComputing)、并行计算(ParallelComputing)、效用计算(UtilityComputing)、网络存储(NetworkStorage Technologies)、虚拟化(Vi rtualization)、负载均衡(Load Balance)等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。它旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的完美系统，并借助SaaS、PaaS、laaS、MSP等先进的商业模式把这强大的计算能力分布到终端用户手中。云计算的一个核心理念就是通过不断提高“云”的处理能力，进而减少用户终端的处理负担，最终使用户终端简化成一个单纯的输入输出设备，并能按需享受“云”的强大计算处理能力。

物联网不是另起炉灶的新网，拥有悠久历史的互联网是物联网最重要的网络基础。虽然要有芯片技术、微型传感技术、智能技术、纳米技术作为其发展的前提，但没有互联网便没有物联网是千真万确的。由计算机网、通信网、信息网、到数字化虚拟世界的通用计算机互联网和CAN总线、现场总线、无线传感网络等组成的各种总线的嵌入式系统局域网以及各种类型的物联单体相互融合，共同构成了物联网的网络源头。因而沿着“网而下、网而上”的思路研究其体系结构是可行的，是说得清楚的，也是合理科学的；这样的思路是纲举目张的思路，也是创新的思路。

“网而下、网而上”所说的“网”是互联网。在物联网体系结构中，互联网处于“中轴”的位置，当然，以这种“中轴”分界的上下两部分并不几何对称，也不内容对称，而是逻辑分界，或者说是逻辑的、抽象的对称。“网而下”部分涉及单元结构，或者说单元体，“网而上”部分涉及解析定向、链接绑定、内容提供等导航管控功能，简称为导控部分；把前者比喻成“经济基础”、把后者比喻成“上层建筑”是形象恰当的。这样，三层模式便构成物联网体系结构的总框架，这里的“分界线”便是互联网，称之为“驮载网”。

当然，物联网又不同于互联网，它是互联网的高级发展。从本质上讲，物联网是互联网在形式上的一种

延伸，但是它绝对不是互联网的翻版。互联网本质上是通过简单的数字代码、人机交互实现人与人中间的交流，构建了一个特别的电子社会，而“物联网”则是多学科高度交叉的前沿研究领域，综合了传感器、嵌入式计算、网络及通信、分布式信息处理等技术。

物联网建立了人与物、人与人、物与物之间的信息自由交流，每一个物体都是一个信息终端，构建了一个更为复杂的信息网络系统。在这个网络中，系统可以自动地、实时地对物体进行识别、定位、追踪、监控并触发相应事件。大家知道，通过互联网了解某个对象，必须由人去收集这个对象的相关信息，处理后放到网上才能供人们浏览，人要在其中做很多工作，且难以了解其动态变化。物联网则不需要，它是对象(物体)自己“说话”，通过在对象(物体)上植入各种微型感应芯片，借助无线通信网络，与现在的互联网相连，就可以让其“开口”。

这样来，人们不仅可以和对象(物体)“对话”，对象(物体)和对象(物体)之间也能“交流”。所以说，互联网实现的是虚拟世界网络，物联网实现的是物理的、真实的世界网络。

通过物联网，未来我们可以将世界上所有的物品都连接起来，并对远程物体加以识别与管理，从而对经济社会发展产生重大影响。毫无疑问，物联网将成为继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理和个人健康等多个领域。

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完整的体系结构

物联网与互联网是能够连接的，它能将物品的信息通过各种传感器抓取过来，并汇集到互联网上，因此物联网本质上是物和物之间或物和人之间的一种交互。而且这种交互具有实时性和连续性，它可以按照预先设定的时间间隔将各种物的信息数据传输，借助互联网上实现各种应用。

物联网具备4个最基本的组成部分，首先是位于最底层的感知层，这一层主要借助各种传感器获取物的基本信息，如车辆的行驶速度、桥梁受到的压力、路灯的工作状态等，在获取到数据后，该层的设备将通过有线或无线的方式将这些信息发送出去；第二是传感网，传感网的主要工作是将感知层的数据逐个收集起来，通过完整的协议完成数据的汇聚；第三是互联网，互联网主要负责将从传感网获取的数据转换成互联网中使用的标准协议和数据包，并传输到数据中心；最后是应用层，该层主要是一些定制开发的应用和工具，它们可以对收集到的数据进行智能分析和存储，并帮助解决实际的问题。

在感知层上五十二所开发出了一系列无线传输产品，如超高频RFID产品，通过优良的射频前端性能与防碰撞算法使得读写器与标签之间的读取距离稳定可靠的同时，多标签处理能力也得到提升；在传感网方面，五十二所开发的cetcStack协议简化了无线传感网的应用，并开发出一系列使用该协议的产品，降低了物联网的组网复杂度，并提升了可靠性；而在互联网方面，五十二所开发了一系列物联网信息传输网关，更好地实现了异构网互联互通；最后为了将物联网的价值充分体现出来，五十二所还与杭州市政府联合开展了一系列示范工程，并开发了一系列的应用，突破了物联网应用的多维数据采集、云存储、智能分析等先进技术。

领先的技术理念

五十二所采用了超高频RFID关键技术。与传统的高频RFID相比，超高频RFID具备感应距离远、多标签处理能力强等特性，使得整体解决方案的标签成本得到了大幅度的降低，适合应用在资产管理、防伪追溯以及电子车牌等领域。通过先进的超高频RFID芯片，五十二所设计出的读写器产品读取数据稳定可靠，加上优良的防碰撞算法，对标签的响应速度更快。读写器采用了载波消除功能，因此动态接收灵敏度更高，识别距离也更远。

目前五十二所超高频RFID读写器以及读写模块最远已经可以实现在30m的范围内读取到标签的信息，并能够在较短时间内捕捉到移动标签的TID与user区数据，目前该产品已经在高速公路上的电子车牌领域进行试用。另外，五十二所的发卡机和手持机也已经应用在中国人民银行系统中。在无线传感网方面，借助cetcStack协议等技术，五十二所的无线传感网产品已经支持自组网、自适应等特性，而且产品的功耗极低。例如，无线远传水表模块的静态电表只有3.5μA左右，在进行数据传输时也只有几个mA，同时加上高效的休眠及唤醒机制，这使得整个水表在使用一节容量为3 200mAh锂电池时可以连续工作长达7年之久。

为了提高物联网的整体可靠性，五十二所的物联网设备还支持自诊断功能。物联网的网关能够自动维护传感网的路由表，它能够知道网关下面有多少个传感节点，以及节点发送的数据通过什么路径进行传输。当某个节点出现故障时，数据还能够自动绕过问题节点继续上报。这种自组网、自维护的机制使设备能够自动选择最优化的数据传输路径，并且能够做到3级备份。

准确的应用方向

准确的产品应用方向使五十二所的技术研发真正得到了市场化。五十二所研发的物联网技术和相关的产品面向的是政府和企业，以解决目前社会生产、生活中所面临的安全隐患为主要目的。为此，五十二所在物联网方面与杭州市政府合作部署了电梯运行安全物联系统和混凝土搅拌车超载超速监控管理系统等，并设计了塔式起重机监控管理平台和建筑工程结构安全施工实时监测系统等。实际的系统实施获得了很好的效果，例如在电梯运行安全系统的帮助下，杭州市电梯故障后的平均救援时间由原来的40min缩短至16min左右；而混凝土搅拌车监控系统则明显减少了这类特种车辆违章和发生事故的机率。

总之，五十二所的物联网研发不仅仅是在产品与技术上实现创新，更重要的是找到了物联网能够被推向实用化的方式，即首先由政府牵头主导开展一系列重大项目，进而引导企业接受并引入物联网，最终培养出整个物联网的生态环境。与仍在空中楼阁的智能家居物联网相比，这样的技术推进脉络将更具有可行性。

声音

物联网能让我们切身感受到技术提高了我们的生活品质。作为研究所，我们的研究人员比企业多，而市场人员比研究所多。这使我们能够得到市场的最直接信息，并能最高效地满足客户和市场的需求。

——李巍

中国电科五十二所所长助理

浙江海康集团有限公司运营总监

前期，政府牵头主导，物联网公司提供技术支撑，完成示范工程，将示范工程的平台分享给企业。后期，由企业按照市场行为主导应用，实现物联网产业化。

——李昆仑

中国电科五十二所物联网事业部副主任

我们的定位是做方案的提供商，做一些示范项目来证明方案的可行性。最终的大规模项目实施还是要由工程商提供给客户。

——王军

中国电科五十二所物联网事业部市场总监

做雪中送碳的物联网

屈力扬 中国电科五十二所党委书记

中国电科（杭州）物联网研究院 院长

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2013年8月7日，上海市云加端物联网医学中心实验室落地青浦，进驻复旦大学附属中山医院青浦分院（下称“青浦分院”）。这一实验项目紧紧将医学与物联网技术融合起来，探索物联网在医疗领域的应用方案。

物联网改变医疗

在实验室挂牌仪式上，实验室的主持人、复旦大学附属中山医院（下称“中山医院”）呼吸科教授白春学亲自上台，借助物联网与一名睡眠呼吸暂停综合症（0SAHS）患者进行远程互动，向与会者展示了物联网医学实验室运作的基本理念。

在视频中，那名患者身上携带着3种无线传感监测仪。通过蓝牙技术，监测仪自动将收集到的患者数据实时传输到手机上，再转发到实验室中的云平台服务器上。在现场的电脑上，白春学迅速读取到云平台上的监测信息。患者的信息不断传入，实时显示在投影墙上。此时，他还不忘提醒与会者，医生根据监测数据完成诊断后，还可以通过云平台、手机将诊断结果、医嘱反馈给患者。

在这一过程中，监测仪、手机、互联网、云平台、计算机组成了一个“云加端物联网”，可让患者、医生形成信息交流的闭路。白春学将其亲切地称为“基于手机的易医物联网”。

“一旦用上医学物联网之后，我们就可以让患者将设备带回家，在家中进行原来必须在医院进行的监测，甚至连呼吸机治疗都可以在家进行。医生可以通过物联网远程指导患者使用呼吸机，让患者获得成功的治疗和管理。”白春学介绍。

之所以选择0SAHS作为云加端物联网医学中心实验室的首个服务病种，是因为0SAHS属于慢性多发病，成人患病率在国内高达3%～5%，患者规模庞大。而且，该疾病不仅需要较长时间的住院监测才能确诊，确诊后的治疗同样需要长期管理。

然而，即使在医疗资源颇为丰富的上海，绝大部分医院的专设病床往往都在个位数级别。探寻0SAHS的家庭医疗模式就成为必然选择。

“我在美国做博士后时，医生通过电话、互联网与居家的0SAHS患者联系沟通，并指导患者。但是，这仅能够起到交流病情的作用，无法将患者的数据传送到医院。那时，我就设想通过传感器把监测到的数据直接传输给医疗中心，更好地为患者服务。因此，我们的团队在5年前就开始探索物联网医学模式。”白春学告诉《中国医院院长》记者。

早在2009年，他们提出的基于手机的医学物联网设想，就引起了国际专业杂志的关注。随着技术走向成熟，实现物物相连的传感器成本逐渐走低，物联网实践的时机已经到来。于是，白春学和他的团队将物联网技术引入0SAHS诊疗。他们自主研发多种无线传感监测仪，可用于收集呼吸疾病患者的生理参数。

他充满自信地表示：“因为云平台技术的应用，我们现在的设备可以同时监护3万名患者。由于现在只是实验阶段，我们的平台还远远没到满负荷状态。”

在谈到新技术的费用问题时，他认为物联网技术与传统治疗方案比较，可以降低费用。“在医院进行监测和治疗，至少要产生床位费，在家中监测则不需要。”

新医疗模式分流患者

物联网医学应用领域并不限于呼吸科。白春学称：“互联网医学可以用于肺功能、睡眠状态、心电图、血糖等的连续实时监测，实现对患者突发状况的及时抢救和个性化医疗。”

作为青浦区的区域医疗中心的负责人，青浦分院院长朱同玉明确告诉记者：“青浦分院的定位就是解决区域内90%患者就医需求，形成基层医院与大医院之间的转诊枢纽，缓解大医院就诊压力，有序分流患者。”

因此，朱同玉一直在探寻适合医院发展定位的适宜性技术。因此，他在了解到白春学建立专业实验室、推动物联网医学应用的愿望后，积极向卫生局争取，能否把实验室选址放在青浦分院。

朱同玉直言：“按照卫生行政部门规定，三级医院应该建立多个医学实验室。如果青浦分院上马分子生物学实验室，实际上是在浪费资源。针对呼吸疾病的物联网医学中心实验室反倒是更贴近区域内患者的需求。实验室放在我们这样的医院是最合适的。”

同时，朱同玉主动向白春学发出邀请。2012年底成立的医学物联网中心实验室最终在近日搬入青浦分院，云平台服务器也已经在青浦医院开始运转。

据介绍，实验室将整合复旦大学附属中山医院、复旦大学附属中山医院青浦分院呼吸科的医疗、科研资源。中山医院和青浦分院的专家带领社区医师，通过移动云加端物联网医学技术，及早诊断和共同管理患者，探索建立呼吸系统慢性疾病规范化诊治的示范社区，制定相关疾病的社区危险因素干预、早期识别、疾病严重程度分类及转诊标准等，并对社区医生进行培训。

朱同玉补充：“我们现在已经跟金泽、香花桥等社区服务中心卫生建立起合作共建关系，并接收了一部分患者。”

作为新技术的倡导者，白春学相信物联网医学不仅能改变诊疗本身，更能够改变的医疗服务模式。“医生现在有点类似于守株待兔，患者只有在患病后才会找到医院，医生再为他们提供诊疗。这一模式无法让患者获得更好的健康质量。未来，我们需要更加关注健康管理和疾病预防，物联网医学就有了用武之地，能够实现及早预警和及早主动治疗。”

朱同玉也认为，如果患者在家就能进行疾病监测并获取诊疗方案，物联网医学变革势必能够部门解决当下无序就医的现实问题。“最起码，现在我们就能让一部分OSAHS患者到了社区服务中心就跟到了大医院一样，实际上对一部分患者进行了分流，从而不需要为其预留更多的病床。”

畅想未来，白春学认为，在将来的超大智能型网络中，管理者凭借着计算能力强大的中心计算机集群，对整个网络内的医生、患者、设备进行实时的管理和调控，新的医疗服务模式的运行将有条不紊。

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