1 物聯(lián)網(wǎng)概述 

1.1物聯(lián)網(wǎng)的定義 

　　物聯(lián)網(wǎng)（Internet Of Things）概念的提出已經(jīng)有十余年的歷史，并在世界范圍內(nèi)引起越來越高的關(guān)注。在國(guó)內(nèi)，隨著政府對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)關(guān)注和支持力度的顯著提高，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)逐漸從產(chǎn)業(yè)愿景走向現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。但由于物聯(lián)網(wǎng)的概念一直以來缺乏清晰可辨識(shí)的定義，以及一些利益相關(guān)方爭(zhēng)相對(duì)這一概念進(jìn)行基于自身利益的解讀，使得市場(chǎng)各方對(duì)其內(nèi)涵和外延認(rèn)識(shí)不清，這既造成了產(chǎn)業(yè)應(yīng)用界、技術(shù)投資界和證券市場(chǎng)在投資方向上的混亂，也可能使政府的支持方向產(chǎn)生偏差。 

　　為改變這一現(xiàn)象，驅(qū)散物聯(lián)網(wǎng)概念上的迷霧，幫助產(chǎn)業(yè)獲得更好的發(fā)展，易觀經(jīng)過對(duì)物聯(lián)網(wǎng)所屬行業(yè)和競(jìng)爭(zhēng)性行業(yè)的廣泛調(diào)研以及對(duì)多家權(quán)威機(jī)構(gòu)的深度訪談，推出了國(guó)內(nèi)第一份從廣度和深度剖析物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的報(bào)告。在本報(bào)告中，易觀對(duì)物聯(lián)網(wǎng)第一次給出了明確清晰的定義： 

　　物聯(lián)網(wǎng)，是指通過各種手段，將現(xiàn)實(shí)世界的物理信息進(jìn)行自動(dòng)化、實(shí)時(shí)性、大范圍、全天候的標(biāo)記、采集、匯總和分析，并在必要時(shí)進(jìn)行反饋控制的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 
　　物聯(lián)網(wǎng)具有典型的層級(jí)特性，一個(gè)完整的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)一般包含以下五個(gè)層面的功能： 

一．信息感知層 

　　該層的主要任務(wù)是將大范圍內(nèi)的現(xiàn)實(shí)世界的各種物理量通過各種手段，實(shí)時(shí)并自動(dòng)化的轉(zhuǎn)化為虛擬世界可處理的數(shù)字化信息或者數(shù)據(jù)。 

　　物聯(lián)網(wǎng)所采集的信息主要有如下種類： 

　　●  傳感信息：如溫度、濕度、壓力、氣體濃度、生命體征等； 

　　●  物品屬性信息：如物品名稱、型號(hào)、特性、價(jià)格等； 

　　●  工作狀態(tài)信息：如儀器、設(shè)備的工作參數(shù)等； 

　　●  地理位置信息：如物品所處的地理位置等； 

　　信息采集層的主要任務(wù)是對(duì)各種信息進(jìn)行標(biāo)記，并通過傳感等手段，將這些標(biāo)記的信息和現(xiàn)實(shí)世界的物理信息進(jìn)行采集，將其轉(zhuǎn)化為可供處理的數(shù)字化信息。 

　　信息采集層涉及的典型技術(shù)如：RFID（射頻識(shí)別）、各種傳感器等。 

二．信息匯聚層 

　　該層的主要任務(wù)是將信息采集層采集到的信息，通過各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行匯總，將大范圍內(nèi)的信息整合到一起，以供處理。 

　　信息匯總層涉及的典型技術(shù)如：Ad-hoc（多跳移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)），傳感器網(wǎng)絡(luò)，Wi-Fi等。 

三．信息處理層 
　　
　　該層的主要任務(wù)是將信息匯總層匯總而來的信息，進(jìn)行分析和處理，從而對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)時(shí)情況形成數(shù)字化的認(rèn)知。 

　　信息處理層典型的技術(shù)如：GIS（地理信息系統(tǒng)）[k1] 、ERP（企業(yè)資源管理計(jì)劃） 

　　物聯(lián)網(wǎng)主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)： 

　　●  實(shí)時(shí)性 

　　由于信息采集層的工作可以實(shí)時(shí)進(jìn)行，所以，物聯(lián)網(wǎng)能夠保障所獲得的信息是實(shí)時(shí)的真實(shí)信息，從而在最大限度上保證了決策處理的實(shí)時(shí)性和有效性。 

　　●  大范圍 

　　由于信息采集層設(shè)備相對(duì)廉價(jià)，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能夠?qū)ΜF(xiàn)實(shí)世界中大范圍內(nèi)的信息進(jìn)行采集分析和處理，從而提供足夠的數(shù)據(jù)和信息以保障決策處理的有效性，隨著Ad-hoc技術(shù)的引入，獲得了無線自動(dòng)組網(wǎng)能力的物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)一步擴(kuò)大了其傳感范圍。 

　　●  自動(dòng)化 

　　物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)愿景是用自動(dòng)化的設(shè)備代替人工，三個(gè)層次的全部設(shè)備都可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，因此，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)一經(jīng)部署，一般不再需要人工干預(yù)，既提高了運(yùn)作效率、減少出錯(cuò)幾率，又能夠在很大程度上降低維護(hù)成本。 

　　●  全天候 

　　由于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)部署之后自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)，無需人工干預(yù)，因此，其布設(shè)可以基本不受環(huán)境條件和氣象變化的限制，實(shí)現(xiàn)全天候的運(yùn)轉(zhuǎn)和工作。從而使整套系統(tǒng)更為穩(wěn)定而有效。 

  
1.2物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)（不同層面需要不同的技術(shù)） 

　　易觀認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)并不是一項(xiàng)單一的技術(shù)，而是多種技術(shù)的綜合應(yīng)用，在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中應(yīng)用到的技術(shù)主要包括： 

　　感知層：傳感器技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、二維碼技術(shù)、微機(jī)電系統(tǒng) 

　　●  傳感器技術(shù) 
  

　　●  射頻識(shí)別（RFID）技術(shù) 

　　射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，簡(jiǎn)稱RFID）是通過無線電信號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)的無線通訊技術(shù)。在國(guó)內(nèi)，RFID已經(jīng)在身份證件、電子收費(fèi)系統(tǒng)和物流管理等領(lǐng)域有了廣泛的應(yīng)用。 

　　RFID技術(shù)市場(chǎng)應(yīng)用成熟，標(biāo)簽成本低廉，但RFID一般不具備數(shù)據(jù)采集功能，多用來進(jìn)行物品的身份甄別和屬性的存儲(chǔ)，且在金屬和液體環(huán)境下應(yīng)用受限，RFID技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息采集層技術(shù)。 

　　●  微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS） 

　　微機(jī)電系統(tǒng)（Micro Electro Mechanical Systems，簡(jiǎn)稱MEMS） 是指利用大規(guī)模集成電路制造工藝，經(jīng)過微米級(jí)加工，得到的集微型傳感器、執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。 

　　MEMS技術(shù)近幾年的飛速發(fā)展，為傳感器節(jié)點(diǎn)的智能化、小型化、功率的不斷降低制造了成熟的條件，目前已經(jīng)在全球形成百億美元規(guī)模的龐大市場(chǎng)。近年更是出現(xiàn)了集成度更高的納米機(jī)電系統(tǒng)（Nano-Electromechanical System，簡(jiǎn)稱NEMS）。具有微型化、智能化、多功能、高集成度和適合大批量生產(chǎn)等特點(diǎn)。 

　　MEMS技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息采集層技術(shù)。 
  
信息匯聚層：傳感網(wǎng)自組網(wǎng)技術(shù)、局域網(wǎng)技術(shù)及廣域網(wǎng)技術(shù) 

　　●  無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）技術(shù) 

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（Wireless Sensor Network，簡(jiǎn)稱WSN）的基本功能是將一系列空間上分散的傳感器單元通過自組織的無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，從而將各自采集的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸匯總，以實(shí)現(xiàn)對(duì)空間分散范圍內(nèi)的物理或環(huán)境狀況的協(xié)作監(jiān)控，并根據(jù)這些信息進(jìn)行相應(yīng)的分析和處理。 

　　WSN技術(shù)貫穿物聯(lián)網(wǎng)的三個(gè)層面，是結(jié)合了計(jì)算、通信、傳感器三項(xiàng)技術(shù)相的一門新興技術(shù)，具有較大范圍、低成本、高密度、靈活布設(shè)、實(shí)時(shí)采集、全天候工作的優(yōu)勢(shì)，且對(duì)物聯(lián)網(wǎng)其他產(chǎn)業(yè)具有顯著帶動(dòng)作用。 

　　●  Wi-Fi 

　　Wi-Fi （Wireless Fidelity， 無線保真技術(shù)）是一種基于接入點(diǎn)（Access Point）的無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，目前已有一定規(guī)模的布設(shè)，在部分應(yīng)用中與傳感器相結(jié)合。 

　　Wi-Fi技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息匯總層技術(shù)。 

　　●  GPRS 

　　GPRS （General Packet Radio Service，通用分組無線服務(wù)）是一種基于GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)服務(wù)技術(shù)。GPRS技術(shù)可以充分利用現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)，目前在很多領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中也有部分應(yīng)用。 

　　GPRS技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息匯總層技術(shù)。 

　　傳輸層：通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、3G網(wǎng)絡(luò)、GPRS網(wǎng)絡(luò)、廣電網(wǎng)絡(luò)、NGB等廣域網(wǎng)絡(luò) 

　　運(yùn)營(yíng)層：專家系統(tǒng)、云計(jì)算、API接口、客戶管理、GIS、ERP 

  
　　●  企業(yè)資源計(jì)劃（ERP） 

　　企業(yè)資源計(jì)劃（Enterprise Resource Planning，簡(jiǎn)稱ERP） 是指建立在信息技術(shù)基礎(chǔ)上，以系統(tǒng)化的管理思想，為企業(yè)決策層及員工提供決策運(yùn)行手段的管理平臺(tái)。 

　　ERP技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息處理層技術(shù)。 

　　●  專家系統(tǒng)（Expert System） 

　　專家系統(tǒng)（Expert System） 是一個(gè)含有大量的某個(gè)領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R(shí)與經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蚶萌祟悓＜业闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn)來處理該領(lǐng)域問題的智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。屬于信息處理層技術(shù)。 

 　　應(yīng)用層：垂直行業(yè)應(yīng)用、系統(tǒng)集成、資源打包 

　　圖1-1物聯(lián)網(wǎng)分層結(jié)構(gòu)和各層相關(guān)技術(shù) 

　　易觀分析認(rèn)為，從物聯(lián)網(wǎng)的定義及各類技術(shù)所起的作用來看，物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)應(yīng)該是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）技術(shù) ，主要原因是： 

　　WSN技術(shù)貫穿物聯(lián)網(wǎng)的全部三個(gè)層次，是其它層面技術(shù)的整合應(yīng)用，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展有提綱挈領(lǐng)的作用。WSN技術(shù)的發(fā)展，能為其它層面的技術(shù)提供更明確的發(fā)展方向。 

　　WSN技術(shù)的應(yīng)用將極大的帶動(dòng)其它各層技術(shù)的發(fā)展。在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，WSN往往成為系統(tǒng)的核心，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中其它層面的技術(shù)，如MEMS、RFID等，都在WSN技術(shù)中有所應(yīng)用，WSN技術(shù)和市場(chǎng)的不斷發(fā)展將給這些技術(shù)帶來不斷擴(kuò)大的市場(chǎng)。經(jīng)過普遍調(diào)查我們發(fā)現(xiàn)，在WSN的組網(wǎng)方面每進(jìn)行一元錢的投資，將拉動(dòng)RFID、傳感器、集成電路、軟件、系統(tǒng)集成等相關(guān)產(chǎn)業(yè)10~15元的投資。 

　　WSN是物聯(lián)網(wǎng)中最新鮮，最具增長(zhǎng)性的技術(shù)，與RFID、MEMS等發(fā)展周期較長(zhǎng)的技術(shù)不同，WSN能產(chǎn)生更新的應(yīng)用，使產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生更大的增量。 

　　因此，易觀認(rèn)為，推動(dòng)WSN的發(fā)展對(duì)促進(jìn)整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有顯著作用。 

1.3物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景 

　　隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，人類社會(huì)存儲(chǔ)、分析、處理信息的能力大幅度的提高。從而在人類生活中出現(xiàn)了真實(shí)的物質(zhì)世界和虛擬的信息世界這樣“兩個(gè)世界”，這是對(duì)如此龐大的信息處理能力的浪費(fèi)。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，正是將在這兩個(gè)世界之間建立起一座橋梁。 

　　易觀預(yù)測(cè)，物聯(lián)網(wǎng)將構(gòu)成一個(gè)日益整合的，由無數(shù)應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成的全球性系統(tǒng)——包含60億人、上億個(gè)應(yīng)用、1萬(wàn)億個(gè)設(shè)備及其之間每天的100萬(wàn)億次交互。這樣一個(gè)龐大的系統(tǒng)給人們的生活帶來的變化是不言而喻的，我們將不僅與信息相連，更將通過信息與遠(yuǎn)處的實(shí)物相連。 

　　物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，將極大的改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)和生活方式。它不僅將使我們的生活更舒適，更便捷，更環(huán)保，更安全，還將把現(xiàn)實(shí)世界和虛擬世界更和諧，更有效的聯(lián)系起來，利用現(xiàn)有的并仍在不斷發(fā)展的信息處理工具，物聯(lián)網(wǎng)將影響和改變現(xiàn)實(shí)世界，將認(rèn)識(shí)自然的工具應(yīng)用到改變自然的實(shí)踐之中。 

1.3.1 物聯(lián)網(wǎng)催生產(chǎn)業(yè)革命 

　　自從1965年首個(gè)集成電路計(jì)算機(jī)誕生以來，大約每隔15年，信息技術(shù)領(lǐng)域就會(huì)給世界帶來一次信息產(chǎn)業(yè)革命。1980年個(gè)人計(jì)算機(jī)的問世，1995年以“信息高速公路”為代表的互聯(lián)網(wǎng)革命。而如今，以“智慧的地球”為代表的新一代物聯(lián)網(wǎng)革命已經(jīng)擺到了我們的面前。 

　　易觀判斷：從信息處理到信息傳播再到信息傳感，信息發(fā)展越來越進(jìn)入物質(zhì)領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到生產(chǎn)環(huán)節(jié)，將能夠?qū)崿F(xiàn)更加智能化、針對(duì)性的生產(chǎn)管理，使得整個(gè)人類社會(huì)的生產(chǎn)活動(dòng)更加環(huán)保、智能、安全。物聯(lián)網(wǎng)的影響正在逐漸滲透到人類社會(huì)的各個(gè)產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)中。為人類的生產(chǎn)活動(dòng)帶來巨大的變革： 

　　生產(chǎn)活動(dòng)實(shí)現(xiàn)環(huán)保和智能化 

　　通過物聯(lián)網(wǎng)，對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程進(jìn)行全程監(jiān)控，并進(jìn)行及時(shí)的反饋，將極大的提高成品率，并更加有針對(duì)性的利用能源。2008年，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)為全球的各類企業(yè)節(jié)約能源開支數(shù)十億美元，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展并更多的深入到生產(chǎn)活動(dòng)，這一數(shù)字將不斷擴(kuò)大，一種依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新型節(jié)能、環(huán)保、智能化的生產(chǎn)方式將逐漸形成。這種新型的生產(chǎn)方式將降低人類的生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)能源的依賴，為解決全球范圍內(nèi)的環(huán)境污染問題和能源危機(jī)開辟一條新路。 

　　生產(chǎn)活動(dòng)提升安全性 

　　通過物聯(lián)網(wǎng)對(duì)生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將能夠提前預(yù)知和及時(shí)解決生產(chǎn)過程中的危險(xiǎn)，極大程度的保障工作人員的人身安全，真正做到“以人為本”。如目前國(guó)內(nèi)部分礦業(yè)企業(yè)已經(jīng)開始使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行井下環(huán)境監(jiān)測(cè)，有效的避免了礦難事故的發(fā)生，大幅提高了井下作業(yè)的安全系數(shù)，有效規(guī)避了企業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)。 

　　生產(chǎn)活動(dòng)實(shí)現(xiàn)針對(duì)性和計(jì)劃性 

　　在物聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展完善并最終與互聯(lián)網(wǎng)緊密結(jié)合之后，每時(shí)每刻全球各類商品的生產(chǎn)和消費(fèi)狀況將都能夠從互聯(lián)網(wǎng)上得到，各個(gè)企業(yè)將能夠更方便，更準(zhǔn)確的了解到產(chǎn)品的供需和市場(chǎng)狀況，據(jù)此調(diào)整自己的生產(chǎn)計(jì)劃，從而避免過量生產(chǎn)造成產(chǎn)能浪費(fèi)和各種經(jīng)濟(jì)問題。 

1.3.2 物聯(lián)網(wǎng)改變?nèi)藗兊纳罘绞?nbsp;

　　物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)并不僅僅會(huì)對(duì)人類社會(huì)的生產(chǎn)活動(dòng)帶來根本性的變化，同時(shí)也會(huì)從根本上改變我們的生活： 

　　人類生活將更加綠色、環(huán)保 

　　通過物聯(lián)網(wǎng)和隨之而來的各種智能家居系統(tǒng)，人們將能夠更好的了解身邊的自然環(huán)境，并更大限度的利用自然環(huán)境來為自己營(yíng)造舒適安全的生活環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧共處。比如應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧電網(wǎng)，把靜態(tài)的、低效的電力輸送網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)可調(diào)整的智能網(wǎng)絡(luò)，對(duì)能源系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，根據(jù)不同時(shí)段的用電需求，將電力按最優(yōu)方案予以分配。目前，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的節(jié)能空調(diào)、照明系統(tǒng)等已經(jīng)開始展示出了物聯(lián)網(wǎng)在這方面的魅力，隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，這一趨勢(shì)將變的越來越明顯。 

　　人類生活將更加信息化 

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷應(yīng)用到各行各業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)中，人們獲取信息的手段將更加的豐富和可靠，人們將能夠更方便、更準(zhǔn)確的了解自己周圍的生活環(huán)境。比如：人們將很方便的知道自己所購(gòu)買的商品的生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸?shù)纫幌盗羞^程，從而更方便的對(duì)商品質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定；應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的城市交通基礎(chǔ)設(shè)施可以將整個(gè)城市內(nèi)的車輛和道路信息實(shí)時(shí)收集起來，并通過超級(jí)計(jì)算中心動(dòng)態(tài)地計(jì)算出最優(yōu)的交通指揮方案和車行路線；人們還可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)自己的健康狀況，并采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施等，這一切都將深刻的影響每個(gè)人的日常生活。信息化的生活方式，將極大的改變?nèi)藗儗?duì)自身和周圍世界的認(rèn)識(shí)，給予人類更大的自由和更廣闊的選擇空間。