時(shí)至今日，人們對物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)詞語可能一點(diǎn)都不陌生了，實(shí)際上，早在2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)（WSIS，World Summit on the Information Society）上， 國際電信聯(lián)盟（ITU）就發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，該報(bào)告指出，無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時(shí)代即將來臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過互聯(lián)網(wǎng)主動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。射頻識別技術(shù)（RFID）、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)這四項(xiàng)技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用。ITU戰(zhàn)略與政策部的分析師Lara評價(jià)說：“雖然未來還需要解決新資源的標(biāo)準(zhǔn)制定和管理等問題，但我們的確正邁向一個(gè)新世界，在那里物與物之間不需要我們的任何指示就能相互進(jìn)行數(shù)據(jù)交換?！?nbsp;


　　該報(bào)告主要內(nèi)容包括“物聯(lián)網(wǎng)”介紹、“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)支持、市場的形成、面臨的挑戰(zhàn)、發(fā)展中國家的機(jī)遇、未來展望六個(gè)部分，介紹如下。 


　　一、何為物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things） 


　　人類世界正處在無所不在的計(jì)算機(jī)和通信時(shí)代的前緣，這個(gè)時(shí)代將從根本上改變我們的企業(yè)、社區(qū)和個(gè)人的存在方式。十幾年前，科學(xué)家馬克？維瑟（Mark Weiser）開創(chuàng)性地提出普適計(jì)算的思想，認(rèn)為普適計(jì)算的發(fā)展將使技術(shù)無縫地融入日常生活。早期無所不在的信息通信網(wǎng)絡(luò)的形式是移動(dòng)電話的廣泛應(yīng)用：2005年中旬全世界的移動(dòng)電話用戶超過20億，這類設(shè)備已經(jīng)成為成千上萬人日常生活不可或缺的一部分。 


　　今天，技術(shù)的發(fā)展使這種現(xiàn)象繼續(xù)推進(jìn)，通過在各種日常使用的設(shè)備中嵌入移動(dòng)無線電收發(fā)器，實(shí)現(xiàn)了人與物之間以及物與物之間的通信。ICT世界呈現(xiàn)出新模式：任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、來自任何人的連接，都是物與物的連接（見圖1）。這種連接將創(chuàng)造網(wǎng)絡(luò)中新的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)--物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)既不是科學(xué)的虛構(gòu)也不是一場騙局，它建立在技術(shù)迅猛發(fā)展和無處不在的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上。 

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　　圖1  互聯(lián)網(wǎng)新模式 

　　二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持 


　　物聯(lián)網(wǎng)是技術(shù)變革的產(chǎn)物，它代表了計(jì)算技術(shù)和通信技術(shù)的未來，它的發(fā)展依靠某些領(lǐng)域的技術(shù)革新，包括無線射頻識別技術(shù)（RFID）、無線傳感技術(shù)和納米技術(shù)。無線射頻識別技術(shù)通過射頻信號自動(dòng)識別目標(biāo)對象并獲取物體的特征數(shù)據(jù)，將日常生活中的物體連接到同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫中。 傳感技術(shù)用于檢測事物物理特征的變化并實(shí)時(shí)收集變化數(shù)據(jù)，并對之進(jìn)行處理（變換）和識別。納米技術(shù)的發(fā)展則使越來越小的物體實(shí)現(xiàn)連接和交流。以上主要技術(shù)的發(fā)展將創(chuàng)建連接所有物體的物聯(lián)網(wǎng)。隨著集成化信息處理技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品和日常物體都將表現(xiàn)出智能化的特征，可以被遠(yuǎn)程識別或被檢測。甚至連垃圾也可以被標(biāo)記和網(wǎng)絡(luò)化，最終由完全靜態(tài)的物體轉(zhuǎn)變?yōu)樾滦蛣?dòng)態(tài)的物體。 


　　RFID技術(shù)被認(rèn)為是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，有時(shí)也被稱為“第二代條形碼”，它能提供位置和狀態(tài)等重要信息。RFID技術(shù)的早期應(yīng)用包括高速公路自動(dòng)收費(fèi)、供應(yīng)鏈管理（大額零售商）、藥品管理（防止假藥）、電子醫(yī)療（病人管理）等。最近的發(fā)展表明RFID的應(yīng)用將更加廣泛，包括從體育運(yùn)動(dòng)和娛樂休閑到人身安全（為學(xué)校的孩子加注標(biāo)簽）。RFID標(biāo)簽還可被植于人的皮膚下用作醫(yī)療等的目的，也有如巴塞羅那的Baja Beach俱樂部，為了方便不愿攜帶現(xiàn)金的“光膀子用戶”，可以使用皮下標(biāo)簽為其食物和飲料進(jìn)行電子“信用卡”支付。RFID閱讀器正被嵌入到移動(dòng)電話中，如2004年，諾基亞公司成立了商用RFID手機(jī)工作組，計(jì)劃2006年推出（手提式）步話機(jī)。 


　　傳感器是獲取自然領(lǐng)域中信息的主要途徑和手段，在縮小物理世界和虛擬世界之間的差距方面發(fā)揮了重要作用，它使物體能夠在各自的物理環(huán)境中對改變做出反應(yīng)，收集來自環(huán)境的信息等并能對環(huán)境變化做出反應(yīng)，比如電子裝置中的傳感器能夠收集外部溫度的變化信息并相應(yīng)地改變電子裝置中的其他參數(shù)。 


　　物體中的嵌入式智能本身可以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)前端的處理能力，為數(shù)據(jù)處理提供更大的可能性并提高網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)能力。對于什么是“智能物體”很難去界定，但智能物體都具備某些處理能力和對外部刺激做出反應(yīng)的能力?，F(xiàn)在比較領(lǐng)先的有智能家庭、智能汽車和智能機(jī)器人，對“可穿戴計(jì)算”的研究（包括可穿戴移動(dòng)汽車）正在進(jìn)行，科學(xué)家正在開發(fā)新的設(shè)備和應(yīng)用，如智能烤箱（通過電話或互聯(lián)網(wǎng)控制）、在線冰箱和無人網(wǎng)絡(luò)等。 


　　三、市場機(jī)遇 


　　物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為消費(fèi)者、制造商以及公司等提供了潛在的市場。但是要使這些創(chuàng)新從概念變?yōu)槭袌錾系奶胤N產(chǎn)品或應(yīng)用，還需要很復(fù)雜的商業(yè)化程序，其中包括一系列參與者如標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展組織、國家研究中心、服務(wù)提供者、網(wǎng)絡(luò)工作者以及領(lǐng)先用戶等的參與。從開始到整個(gè)研究設(shè)計(jì)階段，都會(huì)出現(xiàn)新的概念和技術(shù)引領(lǐng)到產(chǎn)品階段，要進(jìn)入市場還需要關(guān)鍵的“領(lǐng)先用戶”，他可以推動(dòng)技術(shù)革新。至今，物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)對于推動(dòng)私人企業(yè)加入還是非常重要的，比如通過產(chǎn)業(yè)論壇和產(chǎn)業(yè)合作，公共機(jī)構(gòu)也逐漸加入其中。 


　　RFID是建立標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議和商務(wù)應(yīng)用廣泛市場的最成熟的技術(shù)，RFID的產(chǎn)品和服務(wù)市場正迅速增長，2004年全球RFID市場和服務(wù)稅收已經(jīng)達(dá)到了15～18億美元，但隨著智能卡和RFID技術(shù)在多種消費(fèi)品中的應(yīng)用，對于中期和長期目標(biāo)還相距甚遠(yuǎn)。 


　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化、國家安全、醫(yī)療、家庭自動(dòng)化、航空航天、遠(yuǎn)程監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)管等產(chǎn)域，市場潛力相當(dāng)大。分析家預(yù)測說，隨著價(jià)格的下跌， 各領(lǐng)域的應(yīng)用數(shù)量將有大幅度增長，同時(shí)，機(jī)器人正出現(xiàn)在新的領(lǐng)域和市場。目前，工業(yè)機(jī)器人的市場大于個(gè)人機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人，但是這種狀況將會(huì)改變，將來個(gè)人機(jī)器人能夠引領(lǐng)市場增長。 


　　不斷變化的商務(wù)戰(zhàn)略是“物聯(lián)網(wǎng)”市場的特征，特別是零售業(yè)、自動(dòng)化以及電信產(chǎn)業(yè)。公司應(yīng)該抓住物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，優(yōu)化內(nèi)部處理過程，擴(kuò)張傳統(tǒng)市場，發(fā)展新的商務(wù)模式。 


　　四、面臨的挑戰(zhàn)和存在的問題 


　　雖然物聯(lián)網(wǎng)會(huì)帶來相當(dāng)?shù)谋憷途薮蟮氖袌觯瑫r(shí)也面臨著許多挑戰(zhàn)。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化是最大的挑戰(zhàn)，現(xiàn)在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化還是一個(gè)空白或者相當(dāng)不完整。促進(jìn)創(chuàng)新是對政府和產(chǎn)業(yè)的挑戰(zhàn)。標(biāo)準(zhǔn)化是任何一項(xiàng)技術(shù)大范圍應(yīng)用和擴(kuò)散的必要條件，幾乎所有在商業(yè)上成功的技術(shù)都經(jīng)歷過標(biāo)準(zhǔn)化的歷程，才會(huì)得到更大的市場占有率。如果沒有標(biāo)準(zhǔn)化的TCP/IP和IMT-2000，將不會(huì)有今天的網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)電話的繁榮。 


　　RFID的標(biāo)準(zhǔn)化已經(jīng)通過Auto-ID獲得了初步的成功，如ETSI、ISO等組織也在為RFID的標(biāo)準(zhǔn)化努力，ITU也將進(jìn)一步協(xié)調(diào)RFID協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化問題。通過ZigBee聯(lián)盟和其他組織的努力，無線傳感網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化已經(jīng)取得了很大進(jìn)步。 


　　最重要的挑戰(zhàn)是數(shù)據(jù)和隱私的保護(hù)，數(shù)據(jù)隱私保護(hù)問題非常普遍，特別是由于傳感器和智能標(biāo)簽?zāi)軌蚋櫽脩舻男袆?dòng)、習(xí)慣以及偏好等。如果每天都裝上某些或所有具有計(jì)算和通信能力的傳感器，數(shù)據(jù)需求和數(shù)據(jù)獲得允許的概念將過時(shí)，物與人之間以及物與物之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換將不會(huì)被人察覺，新技術(shù)的強(qiáng)大能力將使這個(gè)問題更加嚴(yán)重。為了提高物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的更廣泛應(yīng)用，保護(hù)秘密數(shù)據(jù)的安全，不僅要堅(jiān)持被允許的原則，同時(shí)還包括立法、市場機(jī)制、社會(huì)道德的因素（見圖2）。如果政府部門、民間社團(tuán)以及私人企業(yè)不加以保護(hù)，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將受到很大阻礙。 

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　　圖2  隱私保護(hù)涉及的各個(gè)領(lǐng)域 

  　五、發(fā)展中國家的機(jī)遇 


　　物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不僅僅是工業(yè)化國家“寶藏”，同時(shí)也為發(fā)展中國家提供了更多便利，帶來諸多領(lǐng)域的應(yīng)用，比如在醫(yī)療診斷和治療、水處理、環(huán)境衛(wèi)生改善、發(fā)電、日用品出口和食品安全等領(lǐng)域。 


　　為了達(dá)成《千年發(fā)展目標(biāo)》，信息社會(huì)世界峰會(huì)（WSIS）重點(diǎn)提出通過國家電子戰(zhàn)略發(fā)展信息通信技術(shù)，提倡通用的、無所不在的、平等的、可用的技術(shù)連接以及信息和知識的廣泛傳播和共享。WSIS承諾要盡可能的將技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)散--這是通過通信及其相關(guān)技術(shù)增強(qiáng)人的潛能和總發(fā)展的共同行動(dòng)。 


　　一個(gè)例子，在日用品制造和出口中，傳感器技術(shù)用來測試不同產(chǎn)品的質(zhì)量和純度，比如巴西的咖啡和納米比亞的牛肉。RFID用來跟蹤和驗(yàn)證牛肉的來源、加工、裝運(yùn)和出貨的整個(gè)過程，這些應(yīng)用能幫助確保來自發(fā)展中國家的日用品的質(zhì)量和市場開發(fā)。 


　　發(fā)展中國家應(yīng)用“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)提高人民的生活質(zhì)量，孟加拉國正運(yùn)用納米過濾技術(shù)消除污染，確保飲用水的安全。納米傳感器可以幫助低成本地監(jiān)控水質(zhì)；納米隔膜可以用來處理廢水；納米技術(shù)在疾病診斷和治療（包括HIV和AIDS）上的應(yīng)用和納米藥物在疾病中的應(yīng)用正在研究中，新興技術(shù)將為發(fā)展中國家提高傳統(tǒng)藥物的質(zhì)量和可靠性，比如RFID能跟蹤安全藥物的來源，減少假冒的可能性。 


　　傳感器技術(shù)可以隨時(shí)監(jiān)測易變的環(huán)境。預(yù)防或限制自然災(zāi)害，需要系統(tǒng)的早期預(yù)警和人員疏散，從而降低由于自然災(zāi)害帶來的損失。使用特殊機(jī)器人可以在挖掘中探測救人，在突發(fā)的困境中救人。有些發(fā)展中國家也將這些技術(shù)用在商業(yè)上，比如印度、泰國、土耳其等國家。 


　　下一代通信技術(shù)的發(fā)展將借助于發(fā)展中國家日益擴(kuò)大的市場，特別是中國和印度。許多大的發(fā)展中國家已經(jīng)開始了一些實(shí)質(zhì)項(xiàng)目的研究，這意味著它們將采用物聯(lián)網(wǎng)來改善當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境和狀況或者國際貿(mào)易。如沃爾瑪需要對他的商品通過RFID進(jìn)行驗(yàn)證，而在2002年沃爾瑪從中國進(jìn)口了近十億美元的產(chǎn)品，那么中國就需要應(yīng)用RFID技術(shù)。即使沒有“物聯(lián)網(wǎng)”的這種被動(dòng)的應(yīng)用，發(fā)展中國家也會(huì)堅(jiān)持采用和推廣這些技術(shù)。 


　　六、展望2020年的某一天 


　　現(xiàn)在，讓我們來設(shè)想一下2020年某一天，一個(gè)來自西班牙的23歲學(xué)生Rosa的一天。Rosa剛剛同男朋友吵完架，想要獨(dú)處一段時(shí)間。她決定駕駛自己的智能Toyota去法國阿爾卑斯山的滑雪勝地。但是她必須先去修車廠，因?yàn)镽osa的汽車的RFID傳感系統(tǒng)提醒她輪胎壞了。當(dāng)她進(jìn)入她最喜愛的修車廠后，應(yīng)用傳感器和無線電系統(tǒng)的診斷工具為她的車進(jìn)行了詳細(xì)檢查后，送進(jìn)一個(gè)配備有完全自動(dòng)的機(jī)器人手的維護(hù)終端。Rosa去喝杯咖啡，“Orange Wall”飲料自動(dòng)售賣機(jī)知道Rosa喜歡冰咖啡，所以在Rosa通過自己的網(wǎng)絡(luò)手表付過賬之后她得到了一杯冰咖啡。當(dāng)Rosa回來時(shí)，一對新的輪胎（裝有集成RFID標(biāo)簽，可以檢測壓力、溫度和變形情況）已經(jīng)安裝好 。 


　　機(jī)器人指導(dǎo)提示Rosa選擇輪胎上與隱私相關(guān)的選項(xiàng)，Rosa不想任何人知道（特別是她的男友）她要去哪里，所以把這些信息設(shè)置為被保護(hù)。 


　　最后，Rosa去了最近的商業(yè)街購物，她想買個(gè)內(nèi)嵌有媒體播放器和天氣預(yù)測裝置的滑雪板包，她用無線網(wǎng)絡(luò)傳感器檢測物品信息，在通過法國和西班牙邊境時(shí)，她沒有停留，因?yàn)樗能嚢鸟{駛執(zhí)照和密碼等信息，可以在越過邊境的時(shí)候，自動(dòng)轉(zhuǎn)換到最小邊境調(diào)節(jié)裝置。 


　　突然，Rosa從她的太陽鏡上得到了一個(gè)視頻尋呼，看到她的男友正請求她的原諒并問他是否想一起度過這個(gè)周末。于是她對導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)出了一個(gè)口令：撤掉隱私保護(hù)，以至于她的男友可以看到她現(xiàn)在的位置和目的地。 


　　即使人類所有的事物都被連接到了一起，人的感覺仍然是存在的。 


　　七、一種新型生態(tài)系統(tǒng) 


　　我們知道，網(wǎng)絡(luò)正在發(fā)生變革，從學(xué)術(shù)網(wǎng)絡(luò)變成一個(gè)有廣闊市場的、以消費(fèi)者為導(dǎo)向的網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)在，它正慢慢變得更加普及、交互和智能化。不僅實(shí)時(shí)通信變得可能，而且包括來自任何時(shí)間、任何地點(diǎn)的任何事物都能通信。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)將創(chuàng)造更多創(chuàng)新的應(yīng)用和服務(wù)，這些應(yīng)用和服務(wù)將提升人的生活質(zhì)量，在為一些商業(yè)企業(yè)提供新的收入機(jī)會(huì)的同時(shí)縮小了不同人群之間的不平等。 


　　隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將出現(xiàn)新型的生態(tài)系統(tǒng)，該生態(tài)系統(tǒng)包含如下要素：產(chǎn)品和應(yīng)用、消費(fèi)者支持群、研究設(shè)計(jì)組織、政府和立法機(jī)構(gòu)、國際組織、領(lǐng)先用戶。該系統(tǒng)中不斷進(jìn)化的經(jīng)濟(jì)和立法系統(tǒng)是這些要素發(fā)揮各自的作用的框架。然而，人類還應(yīng)該處在整個(gè)系統(tǒng)的核心，因?yàn)槿祟惖男枰獙ξ锫?lián)網(wǎng)將來的革新是最重要的。事實(shí)上，從社會(huì)和道德系統(tǒng)的周圍原則來看，技術(shù)和市場是不可能獨(dú)立存在的。物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)對我們的日常生活產(chǎn)生更加廣泛的影響，影響我們的行為甚至價(jià)值觀。 


　　對于電信產(chǎn)業(yè)來說，物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)成功的投資機(jī)會(huì)，比如移動(dòng)通信和無線通信，但是也要探索新的邊緣地帶。在一個(gè)以迅速發(fā)展的技術(shù)為媒介的世界里，我們必須確保人類是我們行為的核心。在通往物聯(lián)網(wǎng)的道路上，制定的戰(zhàn)略只能是以人為導(dǎo)向的，要在創(chuàng)造技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)之間建立緊密的聯(lián)系，這樣，我們才能更好地面對未來生活中的挑戰(zhàn)。

（工業(yè)和信息化部電子科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所信息化研究與促進(jìn)中心  郭利）