摘 要：在阐述了物联网技术的基础上，分析了农业物联网的概念、关键技术和应用现状，最终给出了蔬菜温室大棚物联网的系统构建、主要功能以及在蔬菜生长各个阶段的应用方法。
关键词：物联网；农业物联网；蔬菜大棚；技术架构
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号： 2095-1302（2013）08-0018-04
0 引 言
物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息革命浪潮，被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。将物联网技术运用于农业生产领域，加快转变农业发展方式，提高农业的种植和管理效率，促使传统农业的转型升级，具有重要的意义。农业物联网技术的应用既是现代农业发展的需要，也是未来农业发展水平的一个重要标志，更是未来农业发展的方向。然而，由于物联网技术使用成本较高，普遍应用于农业生产尚有一个过程，因此，探索物联网技术在设施农业，尤其是温室大棚中的应用符合当前农业规模化、产业化、信息化的发展道路。本文拟通过对物联网技术和农业物联网应用关键技术的分析，探索物联网技术在蔬菜温室大棚的具体应用。
1 物联网技术
1.1 物联网的概念
物联网（The Internet of Things）概念最早由美国Auto-ID研究中心的Ashton教授在物品编码、RFID 技术和互联网的基础上于1999年提出，其实质是RFID技术和互联网的结合应用。后来，随着网络技术、通信技术、人工智能技术的发展，物联网的定义和范围已经发生了变化，不再只是指基于RFID技术为基础的物联网。2005年，国际电信联盟（ITU）在《ITU互联网报告2005：物联网》中，对物联网概念进行了扩展，认为物联网除应用RFID技术外，传感器技术、模糊识别技术、智能终端技术等将得到更加广泛的应用，人类在信息与通信世界里将获得新的沟通维度，从而形成一个“泛在”的网络环境，实现由互联网时代人与人之间的通信连接扩展到人与物、物与物之间的沟通连接。
目前，国际上通用的对物联网概念定义为，信息传感设备，如RFID、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念[1]。作为中国物联网/M2M产业的先行者和倡导者之一，同方股份有限公司首席软件专家周洪波，将云计算技术和中间件技术引入物联网，提出了中国物联网的概念。即：物联网是基于云计算的SaaS营运等模式，它将无处不在的末端设备和设施，通过长距离或短距离通信网络实现互联互通（M2M）和应用大集成，提供实时在线监测、实时定位、远程控制、远程诊断、报警联动、安全防范、统计报表、决策支持等管理和服务功能，实现对任何物品的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化的TaaS服务[2]。
由于科学技术的日新月异，物联网的内涵将不断丰富和完善，但不论物联网的定义如何表述，其实现物物相联的三个要素应包括，一是信息传感设备，二是通信与网络设备，三是智能处理设备。物联网就是这三种设备的集合，表现为智能感知、识别技术与云计算、泛在网络的融合应用。这种网络应用是现代信息技术发展到一定阶段后出现的各种技术集成和聚合性应用，包括将各种感知技术、网络技术和人工智能与自动化技术的聚合与集成应用，通过物与物的相连来实现人与物之间的智慧对话，从而创造一个智慧的世界。
1.2 物联网的特征
物联网的本质特征主要体现在三个方面：①物联网的核心是互联网功能的延伸和扩展。其延伸和扩展的表现在于它不仅仅通过互联网实现人与人的信息交换，而且能够实现人与人、人与物、物与物之间的互联互通，使得互联网的功能进一步强大。如果说互联网是通过网络技术、通信技术实现人与人信息的交换，那么，物联网则是在互联网的基础上，通过信息传感技术、智能数据处理技术实现物与物的信息交换和通信，以及人与物之间的相融和互动，对人的规范性回复进行识别，做出方案性的选择。②物联网具有通信与自动识别的特征。其用户应用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，即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别与物物通信（M2M）的功能，才能实现对物体的感知。③物联网具有智能化特征。物联网利用云计算、人工智能、模式识别等各种智能技术，从传感器获得的海量信息中进行分析、加工和处理出有意义的数据，通过对物的识别、定位、跟踪、监控来实现人对物的管理。所以，物联网被视为互联网的应用拓展，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。
1.3 物联网的技术架构
物联网运用的技术在不断发展，但物联网的技术体系、结构基本已得到一致的认识。根据物联网的技术体系架构，可将物联网分为信息感知层、信息网络层和信息应用层[3]等3个层次。
物联网技术架构达到的目标，包含三个方面：一是实现全面感知。即利用RFID、传感器、二维码、网关、摄像头和实时定位系统等随时随地获取物体的信息。二是实现可靠传输。通过各种通信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递到数据中心。三是实现智能处理。利用云计算技术、模糊识别技术等各种智能计算技术，对数据中心的海量数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。表1所列是物联网的技术架构表。
2 农业物联网及其关键技术
2.1 农业物联网的概念
农业物联网就是物联网技术在农业生产、经营、管理和服务中的具体应用。按照物联网技术架构，农业物联网仍然通过“感知—传输—应用”的途径来实现在农业的应用。“感知”就是运用各类传感器，如温度传感器、湿度传感器、光传感器、PH值传感器、CO2传感器等设备，广泛地采集大田种植、设施园艺、畜禽水产养殖和农产品物流等环境中的温度、相对湿度、PH值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等物理量参数信息；“传输”就是建立数据传输和格式转换方法，通过局部的无线网络、互联网、移动通信网等各种通信网络交互传递，实现农业信息的有效传输；“应用”就是将获取的海量农业信息进行融合、处理，使技术人员对多个大棚的环境进行监测控制和智能管理，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境，达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的，进而实现农业生产集约、高产、优质、高效、生态和安全的目标。
2.2 农业物联网关键技术
按照物联网的技术架构，综合已有的技术研究，农业物联网关键技术主要包含农业信息感知技术、农业信息传输技术和农业信息处理技术[4]。表2所列是农业物联网关键技术一览表。
关键词：空间信息技术；物联网；技术应用
中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）07-0050-03
0 引 言
物联网是指通过射频识别（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，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[1]。空间信息技术是指采用现代探测与传感技术、摄影测量与遥感对地观测技术、卫星导航定位技术、卫星通信技术和地理信息系统等为主要手段，研究地球空间目标与环境参数信息的获取、分析、管理、存储、传输、显示、应用的一门综合和集成的信息科学和技术[2]。
近年来，在物联网概念及其应用迅速发展的背景下，空间信息技术迎来了应用与发展的新机遇，并逐渐显示出了其在物联网中的重要地位和不可替代的作用。探讨空间信息技术在物联网中的作用与应用，对于促进多方的技术融合与协同发展的必要性日益显现。
1 空间信息技术与物联网的发展概况
1.1 空间信息技术的发展
空间信息技术是当前人类获取并处理大区域地球空间及其动态信息的唯一技术手段。随着科技的进步，空间信息技术无论是在单项技术还是在综合集成上，都得以飞速发展，尤其是在1998年戈尔提出“数字地球”概念后，世界各国均纷纷出台相关的发展策略与长远规划。目前，在空间信息获取上，全球对地观测能力不断增强，人类逐步进入一个多源、多时相、全方位和全天候对地观测的新时代；在空间定位技术上，则以GPS、GLONASS、伽利略和北斗星系统为代表，在静态动态定位精度、运行可靠性以及实时数据上都得以改善与提高；在空间信息分析处理上，GIS作为集地理、测绘、计算机等多学科为一体的交叉综合性学科快速发展，其以空间数据库为基础，进行数据的输入、输出、组织和管理，更关键的是GIS提供了对信息的认识表达、综合分析、理解决策等方面的技术和模型，具有强大空间数据处理与空间信息分析功能，业已成为地球空间信息科学的重要理论内涵与技术手段，是空间信息技术深化应用的核心，并向系统结构化、集成化、网络化、三维化以及智能化等方向发展。
在具体的应用上，国内外相继开展了数字地球、智慧地球、数字区域、数字城市、数字社区等一系列研究。目前的应用已走出军事、测绘等传统领域，进入经济社会发展各个领域，包括资源环境、城乡规划、工程建设、交通、电力、农业、林业、电信、商业、旅游、现代物流等领域以及大众服务行业，并形成了规模强大的空间信息产业[3]。
1.2 物联网的发展
物联网理念最早出现于比尔盖茨1995年《未来之路》一书 [4]。1998年，美国麻省理工大学（MIT）提出了“物联网”的构想。1999年，美国Auto-ID首先明确提出“物联网”概念。2005年，国际电信联盟（ITU）《ITU Internet Reports 2005：The Internet of things》年度报告，正式将“物联网”称为“the Internet of Things”，并对物联网概念进行了扩展 [5]。目前，国外对物联网的研发、应用主要集中在美、欧、日、韩等少数国家。2008年，欧盟智慧系统整合科技联盟（EPOSS）发表《2020的物联网：未来蓝图》的报告。2009年，彭明盛提出“智慧地球”概念，美国总统奥巴马就职后，将“智慧地球”提升为国家层级的发展战略，从而引起全球关注。2009年6月，欧盟委员会提交了《欧盟物联网行动计划》，随后了其物联网战略。日本政府自20世纪90年代中期以来相继制定了e-Japan、u-Japan、i-Japan 等多项国家信息技术发展战略。韩国政府自1997年起出台了一系列推动国家信息化建设的产业政策。我国也在2006年的《国家中长期科学与技术发展规划（2006-2020年）》中将物联网的核心传感网列入重点研究领域。2009年，总理提出“感知中国”概念，并于2010年《政府工作报告》中指出要加快物联网的研发应用，国家工业和信息化部门也把物联网发展作为国家信息产业确定的三大发展目标之一。
与基础性研究同步，物联网应用研究也取得了一定的进展，在仓储物流、假冒产品的防范、智能楼宇、路灯管理、智能电表、城市自来水网等基础设施、医疗护理、精准农业传感技术的精确应用、智能化专家管理系统、远程监测和遥感系统、生物信息和诊断系统、食物安全追溯系统等领域体现了极大的应用价值，并将发挥巨大的潜在作用。
2 空间信息技术在物联网中的作用
2.1 为物联网系统提供空间认知的基准与标准
当前信息技术的发展，使得人们生活在一个由计算与通信技术构成的信息空间与物理空间共存的空间中。在这个对偶空间中，既有存在从物理空间中获取信息形成信息空间的组成过程，也有从信息空间向物理空间提供信息的反馈过程[6]。物联网系统需要认知物理空间，并促进两个空间的深度融合，而对于物理空间的认知与基准问题则应包括几何、物理和时间基准等内容，这些也恰是空间信息技术研究的基本问题。空间信息技术在确定空间信息几何形态和时空分布上的技术进步与应用发展间接上奠定了物联网系统对于物理空间的认知基准。另一方面，标准化是任何行业发展必须面对的问题，物联网系统由于其自身综合性、交叉性等特点，标准化问题尤为突出。而伴随着空间信息技术发展形成的一系列空间信息标准，包括括数据的格式、精度、质量以及信息的分类编码、安全保密、技术服务等诸多方面的内容可以直接被物联网系统标准化所借鉴，至少在空间数据与信息上可以利用现有的标准化成果。
2.2 为物联网系统提供实时与非实时空间信息
人们接触的信息中约80%和地理位置相关，物联网系统中空间信息更是占据重要地位，空间信息技术则可以为物联网系统提供实时和非实时的空间信息。随着3S技术（RS、GPS、GIS）的进步以及与信息、通信技术的结合发展，现已实现对于目标的实时与非实时分类识别、跟踪定位和监测监管。一方面，随着制图学与空间数据库相关理论与技术的进步，业已形成多层次标准化的基础地理空间数据库，为物联网系统提供了基础地理信息平台，并直接影响到物联网应用的广度和深度[7]。另一方面，RS和GPS也是物联网系统获取相关空间信息的途径之一。其中，RS作为宏观观测地球的手段，其数据的空间、时间、光谱、辐射分辨率不断提高，数据传输与处理的实时性显著增强，并积累了大量的历史数据形成空间影像动态数据库；GPS的定位精度和覆盖范围也不断提升，且从静态扩展到动态，从单点到广域，从事后处理到实时定位，足以为物联网提供高精度的实时定位信息，另外，GPS还可以为物联网系统提供统一的时间信息。
2.3 为物联网系统提供空间数据的分析处理、集成管理与数据挖掘
物联网本意是要将物体与物体通过传感器、网络等联合为有机整体，要将物体的特征特性转换为数据进行信息传输交流，这些数据具有异构、分散、多源、海量和时空动态等相关特性，这给系统的数据处理与管理带来了挑战。物联网系统必须将繁杂的数据进行有效的集成聚合与分析处理，才能保证物体之间的信息交流。作为空间信息技术之一的地理信息技术则是空间信息的存储、处理、分析、管理和应用的核心技术，在数据存储与管理方面，业已形成先进的面向对象数据模型和成熟的空间数据库技术；在数据的分析处理上，GIS有强大的空间数据处理能力，尤其在空间分析能力上更是其区别于其他信息系统的显著标志。
空间分析是为获取和传输空间信息而基于地理对象的位置及形态特征的分析与建模的系列技术，物联网系统的特征要求其具有强大的空间分析能力，以达到对海量空间数据的处理分析、挖掘、推理，并达到智能决策与服务的目的。当前，空间信息技术在数据管理与处理上已从传统的空间数据管理系统逐步向空间决策支持系统转变[8]。为适应物联网的发展需求，空间数据分析与数据挖掘还将向泛空间信息分析、协同实时处理、智能推理、面向公众服务等方向转变[9]。
2.4 为物联网系统提供空间可视化技术
人占据物联网系统中人与物的信息交互的主导地位。有研究表明，人获取客观世界的信息约有80%来自视觉，相对于其它途径和方式，图形图像信息最易被人们直接识别，可视化技术将数据转换解释为直观的图形，从而简化、便捷了人们获取信息的方式与途径。
物联网系统中涉及复杂的多源、多维空间数据，空间可视化理论与技术奠定了其可视化的基础，并在一定程度上提高了人/机、人/物的信息交互效率。此外，GIS的发展已从传统的2维地图发展至2.5维与真3维空间信息系统，其基于空间数据库构建的虚拟环境与情景模拟技术日趋成熟，以数字地球为代表的系统建设也已在应用方向逐渐普及，这些都将在新时代物联网的建设中向广度和深度发展。未来计算机技术与人的思维科学将进一步融合，人也会成为物联网虚拟环境中的一部分，而其大前提则是需要借助空间信息可视化技术以及虚拟现实技术来保证人与物、人与虚拟环境、人与空间信息的交互。
2.5 为物联网系统提供其他相关技术支撑
空间信息技术除了在空间数据的管理、处理、可视化等领域以外，还可以为物联网系统提供很多其他相关技术支撑。例如，在物联网中人与物的物理空间是连续的，而传感器所获取的数据大多为点数据，在获取连续的空间数据上则需要空间信息相关技术的支撑。遥感就是获取大范围数据的最佳手段之一，在物联网系统中，借助其与相关点数据的关联反演也是当前通过点源数据获取大范围连续数据的技术方法。
另外，早在物联网概念出现之前，空间信息技术已有了长足的发展，产生了诸多应用基础平台与相关支撑技术，例如基础地理信息平台、分布式空间数据库平台与技术、移动GIS平台与技术等。在这些平台之上又成功地出现了一系列应用，如导航、智能购物等公众LBS服务，又如数字地球、数字城市等大区域范围的应用。在这样一些应用上，已经出现了物联网概念的雏形，这些已建成以及正在发展的平台为物联网系统的构建奠定了平台与技术基础，很多物联网系统的构建可以基于上述平台，添加物联网的传感器、网络通信、人工智能等技术以实现物联网系统功能，例如冷链物流管理系统等[10]。
3 空间信息技术在物联网建设中的应用
有学者指出物联网的概念脱胎于应用，其相关技术与应用雏形早已出现，物联网的应用领域包括资源、环境、工业、农业、公共安全、交通运输、城市管理、平安家居和医疗健康等等，而这些领域中很多都是空间信息技术传统与新兴的应用领域。在即将来临的物联网新时代中，空间信息技术在这些领域中成功的应用案例和知识积累也将为物联网应用与建设奠定基础。
3.1 空间定位技术应用
空间定位技术自诞生以来，逐渐由军方转向民用，已形成巨大的应用市场，目前较为成熟的应用主要有导航、物流以及各种基于位置的服务（LBS）。在物联网系统中，空间定位技术提供了人、物的空间位置信息，在物联网建设中有着举足轻重的地位并有着广阔的应用市场。例如，人和物的跟踪定位，在安全、物流、远程医疗、LBS服务等相关领域都是不可或缺的，空间定位技术势必被这些领域物联网的建设所应用。
3.2 遥感技术应用
遥感是空间信息技术中最具历史的技术，在地质、资源环境、灾害、区域、城市等调查监测、分析预测方面有着成功的应用。作为一种传感技术，遥感将在这些领域物联网建设与应用中成为系统信息源之一，也必将因其具有低代价大范围连续获取信息的能力而大有作为，尤其是在当前物联网传感器以点信息源为主的情况下，遥感获取的信息恰是物联网建设应用中有待发掘的蓝海领域。
3.3 地理信息系统技术应用
地理信息系统的核心技术涵盖多源空间数据集成、空间信息可视化、空间分析技术、空间数据挖掘和GIS 应用建模等诸多方面[11]，因此，在各领域的物联网建设中，GIS不仅可以提供功能强大的数据存储、处理、交换、分析、管理和应用，还可以提供对空间与非空间信息的认识、分析与数据挖掘、表达和决策的技术和模型。随着物联网研究与应用的深入，出现了物联网与GIS的集成应用[12]，一些物联网的建设也直接基于GIS而设计开发，因此GIS在物联网建设中的应用价值和应用前景也越来越被人们所共识。
4 结 语
从物联网概念的提出，到近年来的快速发展，许多先进理念与科技创新不断出现，但有学者指出物联网还缺乏理论依据和技术支撑，物联网的发展需要传感、网络、计算机以及空间信息技术等相关理论技术的支撑。徐冠华院士曾在国家遥感中心成立15周年纪念会上提到，空间信息技术在过去的几十年里得到了迅速发展，但在产业化和实用化方面还有相当距离，而物联网概念的诞生及其在各领域的发展恰为空间信息技术的应用提供了广阔的市场和发展机遇。因此，清醒地认识空间信息技术在物联网系统建设中的作用及其应用，促进空间信息技术和物联网的集成结合对于物联网及其相关产业的快速发展具有重要的现实意义。
参 考 文 献
[1] 北京邮电大学电子商务研究中心.物联网研究报告[R].北京，2009.
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谷歌并不只是用嘴说说，这家公司正在使Android成为物联网的标准操作系统。反观国内，阿里巴巴也已经开始布局物联网，并在操作系统上有所突破。A股市场也随之刮起了一阵物联网风潮。
长电科技（600584.SH） 概念股指数：
公司是中国半导体封装生产基地，是国内知名的三级管制造商，集成电路封装测试龙头企业，国家重点高新技术企业。公司于2015年1月15日消息，公司仅出资2.6亿美元，就有望拿下全球第四大芯片封测厂星科金朋半数股份，从而打造出新的行业巨头。预计公司2015年一季度实现归属于上市公司股东的净利润与上年同期136.27万元相比，将增加3700%-3750%。
英唐智控（300131.SZ） 概念股指数：
公司主要从事智能家居物联网相关产品的研发和销售，其长期战略之一是在持续加大智能家居物联网相关产品及技术的研究开发、持续创新的同时，拓展产业链上下游领域。2015年3月30日，公司公告称，拟以发行股份及支付现金方式，耗资11.45亿元向钟勇斌等9名交易对象收购深圳华商龙100%的股权，拓展电子元器件分销商领域。
汉威电子（300007.SZ） 概念股指数：
公司主营气体传感器、气体检测仪器仪表的研发、生产、销售及自营产品出口。2015年2月12日，公司公告称与浙江风向标科技有限公司（简称风向标）签署战略合作框架协议，双反将在智能家居及家居安全方面开展深度合作。
新大陆（000997.SZ） 概念股指数：
公司是国内电子信息以及税控收款机等多领域的龙头企业，在国内终端厂家中唯一掌握终端核心芯片设计技术。2014年11月7日，公司停牌筹划重大资产重组。公司拟采取非公开发行股份及支付现金相结合的方式向相关交易对方收购优博讯股权，同时拟募集不超过本次交易总金额25%的配套资金。
厦门信达（000701.SZ） 概念股指数：
公司主营网络信息服务及信息产品的开发与生产、商业批发零售、贸易和房地产开发。公司2015年2月3日公告称，将通过全资子公司厦门信达物联科技有限公司，收购国内一体化视讯解决方案供应商深圳市安尼数字技术有限公司控股权，进一步延伸物联网产业布局。安尼数字2015年预计净利润为3000万元，并将在今后数年保持30%左右的高增长，公司称，通过将安尼数字的视频监控以及智能安防核心技术与公司RFID技术进行互补，可以更迅速，全面地为客户提供物联网应用整体解决方案。
宝信软件（600845.SH） 概念股指数：
公司主营计算机、自动化、网络通讯系统及软硬件产品的研究、设计、开发、制造、集成，及相应的外包、维修、咨询等服务。公司2015年1月12日消息称，定增预案拟以11.8亿元“加码”宝之云互联网数据中心（IDC）三期，项目计划在25个月内分三阶段建设完成，同时拟建设9500个机柜的大型互联网数据中心（IDC），提供IT设备托管的IDC外包服务。
长江通信（600345.SH） 概念股指数：
公司是国家光电子信息产业基地“武汉-中国光谷”的骨干企业之一，主要从事通信产品的投资、研发、制造和销售，产品包括光传输设备、接入网设备、光纤光缆、基站射频电缆、数字视频设备等以及相关软件，并从事通信、信息系统的集成和技术服务。公司具有多年与全球优秀通信企业合作的成功经历和经验，积累了较强的科技实力和综合优势。
达华智能（002512.SZ） 概念股指数：
公司是专业生产非接触式智能卡，智能电子标签，高性能无线射频识别（RFID）读卡设备的高新技术企业，是业内应用芯片类型最为全面的生产厂家。公司首创的无开孔一次层合制卡新工艺和芯片创新封装工艺，被国家4部委联合授予“国家重点新产品”称号，产品性能和质量可媲美进口产品。
航天信息（600271.SH） 概念股指数：
公司主营防伪税控系统、IC卡、系统集成业务等，公司拥有遍布全国的服务单位，并设立了信息安全、智能商务、RFID等博士后工作站，具备信息产业部计算机系统集成一级资质，承担了“金税工程”、“金卡工程”、“金盾工程”等国家重点工程，是国家大型信息化工程和电子政务领域的主要参与者。2014年11月27日，公司与苏宁云商在北京签署战略合作协议，正式宣布双方将在电子发票，线下金融收单，供应链金融等领域开展全方位的合作。电子发票业务将是未来双方合作的重点。
【关键词】 物联网概念实质演进规律挑战机遇
【Abstract】 Based on deep identification of the conception and character of the Internet of Things (IoTs), the paper argued that “the Internet of Things is the intelligent information network connected to physical objects”. After the retrospect on evolution history and intrinsic rules of IoTs’ development from the perspective of information technology progress, concentrating on the construction of new generation network infrastructure and the breakthrough of key technologies, it disclosed the challenge and opportunity encountered by IoTs in future development, as well as which implications to our country.
【KeyWords】 Internet of Things(IoTs);Conception and Character; Evolution Rules; Challenge and Opportunity
2012年7月的《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》明确提出实施物联网与云计算创新发展工程。世界范围内看,2009年以来,包括美国、欧盟、日本在内的发达国家相继出台物联网发展战略与相关行动计划,标志着物联网技术与产业在经过早期的宣传“热潮”之后,其发展正渐趋理性与务实。但与此同时也应看到,在对物联网内涵实质、发展规律、挑战机遇等重要问题的研究上,仍然存在许多含混不清的认识,甚至是带有误导性的观点。本文试图就上述问题进行深入讨论,为加速物联网推广应用与产业健康发展提供参考。
1 物联网的概念与实质
物联网(The Internet of Things)的概念最早是由麻省理工学院Auto-ID实验室的Ashton于1999年提出的。当时的定义是:把任何物品通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议与互联网连接起来,进行信息交换和共享,以实现智能化识别和管理的一种网络[1]。
2005年国际电信联盟(ITU),正式提出了“物联网”的概念。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[2]。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。然而,ITU的报告对物联网缺乏一个清晰的定义。
2009年9月15日,欧盟第7框架下的RFID和物联网研究项目组研究报告,给出了对物联网的明确定义:物联网是一个动态的全球网络基础设施,它具有基于标准和互操作通信协议的自组织能力,其中物理的和虚拟的“物”具有身份标识、物理属性、虚拟的特性和智能的接口,并与信息网络无缝整合。物联网将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一道,构成未来互联网[3]。
我国著名物联网专家、中科院院士邬贺铨认为物联网中的“物”应该是“Anything that can be connected and would benefit from being connected will be connected”。意即物联网应该是把一切有用的且能连接的“物”连接起来,而不是万事万物。邬贺铨院士进一步指出:物联网相当于互联网上面向特定任务来组织的专用网络(VPN)。与其说物联网是网络,不如说物联网是业务或应用,物联网是互联网应用的拓展[4]。
总结起来,目前学术界和实践界对物联网的认识,主要有三类观点,其中主流并为人们所广泛接受的是“网”的观点,即将物联网视为互联网发展的高级阶段,或将其视为一种新型的网络基础设施,强调物联网是互联网的自然演进,是将作为物理实体的“物”接入了互联网。第二种是“联”的观点,主要从技术角度出发,强调物联网的关键在于物物“联接”,强调物与物之间的互联、互通与互操作,从而将无线传感技术、近场通讯技术、卫星通信技术等与互联网技术相并列的信息技术视为物联网的基础和关键技术。第三种是“物”的观点,强调通过物联网联接起来的“物”应具有独特的特征,即能够自我感知或感知“他物”(对象或环境),能够与其他“物”相通讯,能够自我控制(自动化)或控制“他物”(智能化),即不仅能够实现“物感”“、物联”、同时也能实现“物控”。
笔者认为,“物联网”的实质应是“物”,“联”,“网”三者的结合,简单的说,物联网就是“连接到物理对象的智能信息网络”。这个概念有四层含义:第一,物联网的核心和基础仍然是信息网络,但这里的“网络”是指将所有物物相连、人人相连、人物相连并形成网络(即非“点对点”连接,而是“多对多”连接)的情况都纳入了“互联网”的范畴;第二,物联网将用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间、以及人与物品之间,将人与人之间的信息通讯扩展到了物与物之间,人与物之间的信息交换和通讯;第三,物联网依托的网络具有智能属性,它一方面可以对接入物联网的各类“物”(物理终端)进行实时监测、智能控制与自动操作,同时它本身又具有自我配置、自我优化、自我修复与自我保护的功能,属于一类智能网络;第四,接入物联网的“物”是一类特殊的物,是具有“智能”的物理终端,应具备物感、物联与物控的功能。按照上述比较严格的要求,接入到物联网中的“物”实际上接近于一个“微型智能机器人”,微处理器相当于它的“大脑”,信息接收(传感)器、信息发送器相当于它的“五官”,动作执行器相当于它的“四肢”。与过去不同的是,基于信息技术和纳米技术的巨大进步,今天我们完全有可能在极小的物理载体上集成这些功能。
关键词：物联网；电能供给网络系统；A-GPS；RFID；WSN
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）04-0084-03
0 引 言
计算机及网络通信技术的快速发展，极大地缩短了人与人之间在时间和空间上的距离。物联网则更进一步引入人与物之间的交流，其发展目标是使人们可以在任意时间、任意地点与任何物品相联系。时至今日，绝大部分人都相信，物联网将是继计算机、互联网与移动通信之后的又一次信息产业浪潮，是下一个10～20 年新的经济增长点。物联网的概念一经提出，立即受到各国政府、企业和学术界的重视，在需求和研发的相互推动下，迅速热遍全球。这里综述了物联网、电动汽车电能供给网络的概念及关键技术，研究了物联网技术在电动汽车电能供给网络系统中的应用。
1 物联网和电动汽车电能供给网络的概念
1.1 物联网的概念
物联网的概念是在1999年提出的。同年，在美国召开的移动计算和网络国际会议就提出“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。2003年，美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。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。
物联网指的是将各种信息传感设备，如射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等多种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。在此基础上，利用全球统一标识系统编码技术给每一个实体对象一个唯一的代码，构造了一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网（简称物联网）。物联网就是“物物相连的互联网”。这一概念有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上延伸和扩展的网络；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。
1.2 电动汽车电能供给网络的概念
电动汽车电能供给网络是把新一代IT技术充分运用在电动汽车能源供应运营管理之中，同时把各类感应器融入到电动汽车电能供应体系的电网设备、电动汽车、充电桩、电池等装置中。通过“物联网”与现有互联网的整合，实现人与系统的融合。在这个整合的网络中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对网络内的人员、机器、设备和基础设施实现实时的管理和控制。管理者可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”的状态，提高资源利用率，改善人与自然之间的关系。
2 关键技术
2.1 电动汽车电池管理芯片
动力电池是电动汽车的核心部件之一，其性能的好坏，直接影响到电动汽车的使用，也影响着电动汽车的发展。电动汽车动力电池，目前有磷酸铁锂、锰酸锂、铅酸电池等几种。由于电动汽车电池一般采用串并联相结合的方式，在电池充放电时，每节电池由于自身内阻和其他参数的差异，会导致电池之间不能同时充满或者放完。这就需要电池管理芯片对电池的充电、放电、运行等状态进行管理和监控，使每节电池工作于最佳状态，提高电池的利用效率，延长电池的使用寿命。电池管理芯片，包括均衡充电、均衡放电，充放电及使用时监控电池内部温度的变化，充放电时监控电池SOC（State of Charge）状态等核心技术。
2.2 A-GPS技术
A-GPS技术是一种结合网络基站信息和GPS信息对移动台进行定位的技术，可以在GSM/GPRS、WCDMA和CDMA2000网络中使用。该技术需要在手机内增加GPS接收机模块，并改造手机天线，同时要在移动网络中增加位置服务器、差分GPS基准站等设备。
A-GPS具有信号覆盖范围广、受外部环境影响小、定位速度快、定位精度高等特点，在电动汽车电能供给系统中，A-GPS技术应用于电动汽车动力电池的定位。在电动汽车的动力电池内部安装有A-GPS定位模块，通过移动、联通、电信等公用网络运营商的基站进行定位，能够较为准确地定位动力电池的位置。
2.3 无线传感网技术
无线传感网技术（Wireless Sensor Network，WSN）被视为是继计算机、互联网之后的下一代互联网——泛在网络——的重要组成部分。主要包含先进条码自动识别、射频标签、基于多种传感信息的智能化信息处理技术。在电动汽车电能供给网络系统中，无线传感网技术主要有以下几个方面的应用：
（1） RFID技术
RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。RFID是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器（或阅读器）和很多应答器（或标签）组成。RFID在系统中的具体应用有用户身份识别和电动汽车行驶信息自动读取等几个方面。用户身份识别，当用户充电时，使用射频卡完成刷卡操作，由读卡器读取用户账号信息，并上传服务器进行相关业务操作。汽车行驶信息自动读取，在电动汽车上安装有RFID电子标签，汽车以一定速度在道路上行驶，行驶到安装有RFID读卡器的充电桩RFID读取范围内时，由充电桩RFID读卡器自动读取电动汽车行驶信息（如行驶里程、行驶状态、电池编号、电池SOC、电池状态等）。
（2） 微功率无线组网技术
在无线公共频段（如433 MHz频点、470 MHz频点、500 MHz频点、510 MHz频点、2.4 GHz频点等），通过微功率无线收发器，建立安全稳定的网络管理体系。
2.4 网络数字视频监控技术
数字视频监控引入了先进的数字信号处理技术，在信号的传输、控制和存储方面都与模拟视频监控有本质的区别。在数字视频监控系统中，利用MPEG-4、H.264等高效视频编码技术，监控图像能够以较低的带宽占用实现在各类现有数字传输网上的远距离传输。前端摄像机的PTZ控制和图像显示都可以通过计算机来完成，图像的存储则基于计算机硬盘。
数字视频监控是安防领域的一次革新，在远距离传输、工程布线、操作维护以及应用灵活性等方面都远远超越了模拟视频监控。在电动汽车充电站和配送站中，网络数字视频监控主要应用于安全监控，监控人员操作、电池状态、设备安全等方面。通过数字信号处理技术，具有对异常信息进行触发报警功能，确保视频监控设备和操作人员的安全。
2.5 在线测温技术
使用红外线测温技术，获得被测物体的温度值，并通过网络通道将被测物体温度实时上传到服务器。在线测温技术具有实时性好、无需人工干预，能够方便地设置温度报警值，具有温度超限报警功能等优点。
在电动汽车充电站和配送站中，大量的电池集中进行充放电，电池温度的测量必不可少。电池BMS系统中，含有对单体电池的温度测量，能够保证对电池温度的监控。外部通过红外测温装置或热电偶测温装置实时测量接插件和线路上的温度，从而保证系统在工作温度范围内的可靠运行。
3 电动汽车电能供给网络框架
电动汽车电能供给网络系统从结构层次上可分为智能电网交互层、运营管理层和用户业务层。其系统框架如图1所示。
智能电网交互层负责电动汽车电能供给网络与外部电网之间的交互，包括交互运营过程中的必要技术信息以及处理智能电网的关联影响。例如，利用电动汽车电能供给网络中的大容量标准电池建设储能电站，发挥对电网调峰、调频等作用；电动汽车电能供给网络与分布式清洁能源联合形成微电网；利用电动汽车电能供给网络的负荷特性优化配网运行等。
运营管理层主要由城市综合电池调配系统、AGPS定位管理系统、电池管理系统、无线区域网络管理系统、温度测量管理系统等组成，同时，也包括外部电源及充电站配网系统等。
用户交互层主要实现电动汽车电能供给网络系统对用户的商务往来功能，包括业务订购、合同签订、业务咨询、网点查询和求助等功能。
4 结 语
作为“智能信息的感知末梢”，物联网以其独特的优势，实现对电动汽车电能供给网络的全方位信息采集和监控。随着电动汽车行业快速的发展，物联网在电动汽车中的应用也将越来越多，在不久的将来一定能得到更广泛的推广和应用，使我们的生活更舒适、更便捷、更安全、更环保。
参 考 文 献
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[关键词]泛在网 物联网 传感网 NGN
1 泛在网
泛在网UN(Ubiquitous Network)概念的引入其实较早。所谓泛在(Ubiquitous)及普适(Pervasive)概念的引入源于上世纪90年代，首先由美国加州Xerox(施乐)公司Palo Alto研究中心首席科学家Mark Weiser博士在1991年提出。一般认为有3个普及任务，包括让Computing功能普及、让连结网络普及、让服务享受普及等。以泛在，普适计算为背景的研究计划从20世纪90年代中后期开始广泛开展，绝大多数美国和欧洲的知名大学和研究所都启动了相关的计划，如美国的MIT、CMU、Stanford、UC Berkeley，德国的GMD、University of Karlsruhe，英国的Cambridge、Lancaster等都开展了相关的研究。相关学术会议亦大量召开，目前已经形成了每年召开的两个国际会议系列，即1999年开始的UbiComp会议和从2000年开始的Pervasive Computing会议。
普适计算是虚拟计算的反面，虚拟计算致力于把人置于计算机所创造的虚拟世界里，而普适计算包括移动计算，则是反其道而行之――使计算机融入人的生活空间，形成一个“无时不在、无处不在而又不可见”(Anytime，Anywhere，Invisible)的计算环境。在这样的环境中，计算不再局限于桌面，用户可以通过手持设备、可穿戴设备或其他常规、非常规计算设备无障碍地享用计算能力和信息资源。普适计算模式将对人们享用计算和信息的方式带来另一场极重要的本质性变革。欲实现个性化，个体化、泛在/普适、连接、计算，有效的窄带与宽带无线传感器网络(WSN)及无线连接器件密切相关，诸如RFID、NID、BIuetooth、ZigBee、Z-Wave、NFC及UWB等；而对宽带无线视像连接，超宽带UWB(Ultra Wide Band)乃至802.11n尤为重要。
以个性化/个体化为基础，包括人对人、人对机(物体)、机对机的有效连接与通信在内，形成有线与无线、固定与移动，以及通信网、计算机网与广播电视网这“三网”的逐步协同与融合已成发展趋势，而我国目前在推进的新一代宽带无线移动通信中长期规划，将紧密结合中国国情，并积极自主创新，将宽带移动通信、宽带无线接入及RFID/NID/UWB等WPAN/WBAN技术有机集成融合于一体，构建有中国特色的个性化/个体化宽带泛在/普适无缝连接的NGBWMC网络。日本与韩国由“e”目标转向“u”目标，ITU及1EEE对泛在网络发展的重视，我国“863”及新一代宽带无线移动通信目标均瞄准“u”及“i”等，均为支持未来宽带泛在网络发展的明显示例；包括融合WPAN/WBAN最新进展于一体的IEEE 802.xy/802.11 n/WiFi/WAPI/LTE/LTE+/WiMAX，以及在2009及2010年巴塞罗那举行的世界移动通信大会MWC亮相的以宽带、智能、泛在为基调的全球宽带无线移动通信系统软硬件、终端与应用最新进展。无一不是反映其未来目标宽带泛在网络发展的阶段进展与亮点。
2 物联网
1999年由美国统一代码委员会UCC、吉列公司、宝洁、沃尔玛等100多家大公司赞助，在美国麻省理工学院MIT成立了Auto-ID Center，并且提出了“电子产品码”(EPC，Electronic Product Code)的概念。尔后。2003年10月31日，由UCC与其它一些组织创建了另一个非赢利性国际组织EPC global，负责管理和推广EPC工作，并且制定标准规范，使之在全球广泛地应用，EPCglobal建立的网络架构即称为物联网(The Internet of Things)。该物联网希望利用现有覆盖全球的Internet网，在全球建立起一个庞大的物品信息交流网络。物联网IOT(The Internet of Things)的概念源于2003年，相对Internet是以“人”为基础互联的一种网络，IOT则与此相对应，是以目标对象更广的“物”为基础互联的一种网络，即是指将各种信息传感设备，如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。其中非常重要的技术是RFID电子标签技术。以简单RFID系统为基础，结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等，构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的、比Internet更为庞大的物联网成为RFID技术发展的趋势。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、个人健康等多个领域。预计物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。有专家预测10年内物联网就可能大规模普及，这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场。
猹肠羞杨案毖慷赈灏僖法幄×瞄茧2：：6怂》桌梢假趁‘俗傍伛妁》桌梢假趁’倜伛法幄×瞄茧徘绯旁啜猹联网概念，只是当时受限于宽带无线网络、硬件及传感设备等设备与网络系统的发展水平，并未引起重视。随着技术不断进步，2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上，国际电信联盟了《ITU互联网报告2005：物联网》正式提出“物联网”概念，而2009年奥巴马就职演讲后对IBM提出的“智慧地球”积极响应，物联网再次引起广泛关注。从推动经济发展角度来讲。作为计算机、互联网、移动通信后的又一次信息化产业浪潮，物联网有望成为后金融危机时代经济增长的引擎。上世纪90年代克林顿政府的“信息高速公路”发展战略使美国经济走上了长达10年左右的繁荣；出于信息技术对经济的拉动作用，2009年奥巴马就职演讲后对IBM提出的“智慧地球”积极响应，旨在找出美国经济新的增长点。相应地，2009年8月7日，我国总理到无锡微纳物联网工程技术研发中心视察并发表重要讲话，温总理指出“在物联网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术，至少有三件事可以尽快去做，一是把传感系统与3G技术结合起来；二是在国家科技重大专项中，加快推进物联网发展；三是尽快建立中国的传感信息中心，或者叫‘感知中国’中心”。11月3日温总理向首都科技界讲话时再次强调，要着力突破传感网、物联网关键技术，及早部署后1P时代相关技术研发。使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的发动机。在这些背景下，“物联网”成为热词， 开始“走红”，引起全球及我国的广泛关注。
物联网用到了RFID技术、Sensor技术、IrDA技术、GPS技术、视频检测识别技术，还有互联网和移动通信网络等技术，最后实现物与物及人与物之间的通信。物联网有多种概念、定义与内涵解释，最早将其概念定义为：所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。如今根据NGN目标网及泛在网创新与融合的基本思想，其概念与定义均在扩展。如ITU在物联网的报告中便提出物联网在任何时刻、任何地点、无所不在的网络和无所不在计算的发展愿景，除RFID技术外，传感器技术、纳米技术、智能终端等技术将得到更泛的应用等。目前普遍认为。物联网可为感知、传输、应用三个层面的体系架构，和传统电信网或互联网不一样的是，物联网在每一个层面上，都将有很多种选择。例如。其感知层包括条码识读、RFID、传感器、传感网(由大量各类传感器节点组成的自组织网络)、摄像头、视频检测识别、IrDA、GPS、M2M终端、传感器网关等；网络层包括各类信息通信网络：移动通信网、互联网、移动互联网、卫星网、应急联动数字集群网及物联网信息中心与物联网管理中心等：应用层包括各类物联网与行业专业技术结合的各种智能化应用解决方案，首先可推动工业化与信息化的两化融合，进而扩展至各行各业，如智能农业、市政工程、质量监控、公共安全、远程医疗、智能交通、环境监测、智能家居、灾难管理、节能减排、后勤物流等。这样，在未来生态环境的建设过程中，物联网浸透能力极强，从而产业规模巨大，商业模式及跨部门协同亦变得异常关键。
全面感知、可靠传送及智能处理是物联网的三大核心能力；泛在化与智能化则是物联网的两大基本特征，其中泛在化如上所述无论覆盖连接层面或应用服务层面均应逐步达到无处不在与无所不能；智能化则应体现情景感知认知、无缝连接处理及信息知识聚合三者浑然一体，通过无线传感、自组织网等末端网络。将管理对象的属性信息(ID、编码、人体特征等)、个体状况信息(体温、血压、位置等)及环境信息(温度、湿度、雨量、压力、加速度、震动等)等信息准确收集，及时通过接入网络传输到骨干网进行实时分析处理，进而将处理结果作为智能化服务提供给用户。对此，不同网络、不同设备、不同服务在任何时间、任何地点、对于任何人都必须保持高度紧密连接，将感知数据进行认知分析和处理，为客户提供个性化、智能化服务。
3 传感器网
传感器网络的构想最早由美国军方提出，起源于1978年美国国防部高级研究计划局资助卡耐基一梅隆大学进行分布式传感器网络的研究项目，由于当时缺乏Internet技术、多种有效接入手段特别是缺乏移动接入及智能计算等条件。该传感网概念仅局限于由节点组成的自组织网络。中国中科院早在1999年就启动了传感网的研究和开发，与其它国家相比，我国的技术研发水平处于世界前列，具有同发优势和重大影响力。无线传感网作为物联网核心技术之一，能够提供低功耗、低成本、小型化无线产品的技术支持，提供具有自动组网和自动修复功能的网状网络的解决方案。基于IEEE 802 15 4标准的无线传感网，是短距离大规模自组织自维护网状网络，超大范围覆盖，传感器信号输出数据线，它有极低功耗，可电池长期供电。我国成功参与IEEE802.15.4/4C国际标准和完成中国标准的制定，并促进两个标准的相互接纳。
传感器网可以简单看成传感模块+组网模块共同构成的一个网络。传感器仅仅感知到信号，并不强调对物体的标识。例如可以让温度传感器感知到森林的温度，但并不一定需要标识哪根树木。物联网的概念相对比传感器网大一些。这主要是人感知物、标识物的手段，除了有传感器网，还可以有二维码/RFID等。如用二维码/RFID标识桌椅之后，就可形成物联网，但二维码/RFID大多数人通常并不认为属传感器网络的范畴。但随着传感网概念的泛在化扩展后，其与物联网的界限亦有所模糊。
有关传感器网络的概念与定义亦有多种说法，也有在上述简单概念基础上的扩展。例如泛在传感网(USN，Ubiquitous Sensor Networks)，该概念出现于2008年2月ITU-T的研究报告“Ubiquitous Sensor Networks”，该报告提出了USN的网络体系架构，该架构将SN自下而上分为5个层次，即底层传感器网、USN接入网、USN骨干网、USN中间件及USN应用平台。底层SN由传感器、执行器、甚至RFID等各种信息传感执行设备组成，负责对物理世界的感知与反馈；USN接入网实现底层传感网对上层基础骨干网的连接，由网关、Sink节点等组成；USN基础骨干网仍由互联网等各类网络构建；USN中间件执行处理、存储传感数据，并以服务形式提供对各类传感数据的访问；而USN应用平台实现各类传感网应用的技术支撑。
我国相关标准在国家信息标准化技术委员会领导下由传感网标准工作组2007年开始筹建，2009年9月在北京正式成立，目前正在全面推进相关系统架构、标准体系、传感器接口、组网通信、协同处理、安全、标识等领域标准化工作，并为建立一整套比较完整的测试、认证和开发体系提供技术支撑。目前已基本确定了“共性平台+应用子集”的标准体系，共性平台标准内含通信与信息交互、接口、服务支持、协同信息处理、网络管理、信息安全、通用规范及测试等。通信与信息交互中包括网关接入层、网络层、MAC层及物理层，服务支持包括信息描述、信息存储、标识、中间件功能和接口及目录服务，协同信息处理包括支撑服务及接口、参考模型以基础协议，测试包括一致性测试、互操作测试及系统测试等。应用子集标准内含公共安全、环境保护、医疗保健、工业控制、智能电网、精细电网、智能交通、智能建筑、空间探测及水域安全等。该体系可很好分离各类不同传感网应用的共性技术特征和差异性，为形成统一体系的传感网标准体系提供了很好的解决思路，该标准制定工作正在进一步深入完善中。近日中国物联标准联合工作组筹备会在京召开，将会加快制定符合我国国。隋与发展需求的物联网技术框架和标准体系等标准化工作，正在进一步深入研究物联网的技术体系框架，涉及感知层、网络层、应用层技术及协同此三层交互的公共技术层面，以及涉及标准体系的基础平台性标准规范、应用子集类标准规范及物联网顶层设计，以更有效协同各类物联网应用等。
4 泛在网、物联网、传感网与其它信息通信网络关系
需指出的是，现在谈到的传感器网，通常强调是无线传感器网络(WSN，Wireless Sensor Network)，传感器信息一般被认为是低速率、短距离、低功耗，因此组网上有特殊性。物联网对物体进行标识，主要试图区别于Internet，认为Internet是人与人之间的网络，而 物联网想强调的是物物相连的网。泛在网则强调智能部署，以及自然人机交互和异构网络融合，泛在也即为无处不在之意，更确地说泛在网即要表征NGN目标网所描述的实现无处不在的连接及无所不能的计算，以及与之相应的处理和服务，简言之即所谓5W(4W)或5A(4A)。
从上述分析看来，在某种意义上。泛在网与NGN网目标是一致的，泛在网则是面向应用及各种异构网络协同集合的更简要、明确的描述，实质亦具目标性质，需要无止境的创新、发展与提高，以满足人类无止境的需求演进与市场发展。综上，传感网是物联网的子集，物联网是泛在网的子集，泛在型传感网与物联网都需同属NGN目标网及泛在网子集的Internet及NGI/NGTN/NGMN/NGBWMN/NGBTV等网络支持，与这些异构网络均有部分重叠相交。泛在网运作更多强调异构网络协同、融合与互联互通和信息/知识聚合与应用，以信息通信网络为中心，整合各类异构网络协同，充分发挥传感、物联、认知、测量、定位、计算、智能处理与控制的综合作用，构建与实施不同联网及人与人、人与物及物与物之间的5W/5A型泛在连接与沟通，按NGN的“开放、创新、融合”基本思想与实质内涵与框架目标要求向实施GII目标迈进。
【关键词】物联网技术 互联网 发展 应用
物联网的雏形最早可于追溯到1990年，物联网的概念提出是在1999年，在这几十年的发展里，物联网的地位越来越重要并且有着一个非常广阔的发展前景，物联网的本质是将物理世界与数字世界完美融合，打破了传统观念的束缚，实现了物与物直接的信息联系、或缺、融合、传递等，真正达到物物相连的网络模式，使人与人直接的信息交换上升到物与物直接的信息交换，本文就物联网，谈一谈物联网通信技术的发展及其应用。
1 何为物联网通信技术
物联网是新一代信息技术的重要组成部分，顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，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。物联网就是“物物相连的互联网”。
物联网是利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。
2 物联网通信技术的应用
物联网工作的应用涉及到生活的方方面面，典型的应用关系体现在物联网技术与专业技术行业的结合，实现智能应用的解决；物联网应用层让信息技术与行业结合，对经济和社会产生影响，可以说物联网是继计算机和互联网之后的第三次革命，它主要有九大应用领域有：智能工业、智能农业、智能物流、智能交通、智能电网、智能环保、智能安保、智能医疗、智能家居等等。
2.1 智能物流
现在的物流管理有着明显的信息化发展，随着物联网技术的发展特别是物联网技术与物联网与卫星定位技术、GSM/GPRS/CDMA移动通讯技术、GIS地理信息系统相结合，使物流管理的每一个流程都被准确无误的感知和掌握，GIS与GPS与感知信息的结合，构成了物流信息一张强大的网。
2.2 智能医疗
自动识别技术为医疗领域提供了方便，最典型的代表是RFID自动识别技术，RFID技术与医院信息系统（HIS）及药品物流系统的融合，是医疗信息化的必然趋势，智能医疗能够帮助医生实现对病人全方位的监控，达到会诊记录，病情记录等关键信息的共享，还有对病人医疗器械和病人病情发展的追踪，这种智能医疗必然会得到更大的推广。
2.3 智能交通
物联网在智能交通上的应用也非常普遍，最典型的例子莫过于乘坐公交车时IC卡的使用，物联网技术与公交系统的融合，统筹运用GIS和GPS等手段，达到调度，发配，收费等管理于一体，同时还有智能化的停车，系统调配红绿灯，及时查看路况信息等交通控制调配等手段，都体现了物物相连的物联网对于交通的帮助，还有公路、桥梁、交通的智能检测，都体现了智能交通的作用。
2.4 智能农业
智能工业。智能农业与智能工业最主要的体现上是在对于数字的实时监控上，从生产、加工、运输、分销、零售上，企业信息管理系统，从生产监控系统，信息管理系统，质量管理系统，信息服务系统，到信息跟踪，事故追溯系统，质量评估系统，统计分析系统，信息门户系统等，使农业和工作都达到智能化的水平，方便生产。
2.5 智能安保
智能安保体现在传感节点的利用上，利用传感节点的覆盖全面性，来防治翻越，偷渡，恐怖袭击等威胁安全的入侵，这种智能安保已经应用到世博会当中。
2.6 智能家庭
物联网对于智能家庭，数字家庭的建设有着非常广阔的发展前景，智能家庭不是简单地将家中的电子产品结合到一个遥控装置当中去，这样做只是一个简单的电子设备相连，物联网所要达到的智能家庭，数字家庭的目的，是通过物联网建立外部联系，让服务与设备之间产生联系，达到互动效果，一个最理想的例子就是在工作的过程中，在办公室里就可以指挥家用电器的工作，在下班回来的途中各个家用电器已经各司其职，回家时就享受自动化的成果与便利。
3 物联网通信技术的发展
物联网是推动世界发展的重要动力，有人把它比作是继计算机和互联网之后的第三次革命，这样的比喻一点也不为过，1990年的施乐公司可乐售饭机可以被看作是物联网技术的最早实践，1999年麻省理工学院Auto-ID中心在美国统一代码委员会的支持下提出了PC（Electronic Product Code）的概念.比尔盖茨1995年在书中提及了物联网的概念，1999年美国麻省理工学院阐明了物联网的含义，但随着物联网的发展这种含义也产生了变化，再随后的时间段内，各国开始提高了对物联网的认识，并把物联网当作一项国家战略来发展，目前的物联网当中有三项关键的技术，分别是传感器技术、RFID标签、嵌入式系统技术；所涉及的四大关键领域分别是：RFID；传感网；M2M；两化融合，随着各国对于物联网技术的重视，一些关于物联网发展的战略也相继被提出，如日本的u-Japan计划，韩国确立了u-Korea计划，欧盟执委会发表了欧洲物联网行动计划，美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点，智慧地球被提出并引起强烈反响。
2009年8月，总理的感知中国讲话和建立的感知中国研究中心将中国的物联网信息技术推向了一个新的高度，物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一。
4 总结
物联网通信技术作为一项前沿技术有着非常广阔的发展前景和发展空间，目前无论是国家还是技术企业，都对物联网技术的应用价值看的很重，物联网技术应用在人们生活的方方面面，以一种潜移默化的方式影响着人们的生活方式和生产方式，但是人们在享受物联网所带给我们方便的同时，对物联网的概念认识还并没有互联网那么深入人心，人们对于互联网的认识要远远高于物联网，随着物联网技术的蓬勃发展，越来越多的物联网技术会应用到人们的生活中，相信人们对于物联网的认识将会逐渐提升，同时，物联网通信技术将会更好更快的发展也必将有一个更广阔的前景。
参考文献
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【关键词】 物联网 现状 发展趋势 一、物联网的内涵
物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮，是新一代信息技术的重要组成部分，其英文名称是“Internet of Things”（IOT），又称为“Web of Things”。物联网是互联网的应用扩展，顾名思义就是“物品与物品相连的互联网”，它包含两层意思，第一是物联网仍旧是一种互联网，是以互联网为基础进行的延伸和扩展，第二是物联网的用户端是物品与物品之间进行信息交换和通信。
根据国际电信联盟（ITU）的描述，在物联网时代，通过各种各样的日常用品嵌上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。
二、物联网的发展历史
物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机，但确切来说，物联网的理念最早出现于比尔盖茨1995年《未来之路》一书。1999年美国Auto-ID中心的Ashton教授在研究RFID时首先提出“物联网”的概念，这也是在2003年掀起第一轮华夏物联网热潮的基础，同年召开的移动计算和网络国提出了“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。2005年11月，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，此时，物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。报告中指出，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、传感器技术、纳米技术、职能嵌入技术将得到更加广泛的应用。然而，报告对物联网缺乏一个清晰的定义。2008年后，为了促进科技发展，寻找经济新的增长点，各国政府开始重视下一代的技术规划，将目光放在了物联网上。
三、物联网的发展现状
就目前来说，物联网的开发和应用仍处于起步阶段。发达国家和地区抓住机遇，出台政策进行战略布局，希望在新一轮信息产业重新洗牌中占领先机。日韩基于物联网的“U社会”战略、欧洲“物联网行动计划”及美国“智能电网”、“智慧地球”等计划相继实施；澳大利亚、新加坡等国也在加紧部署物联网发展战略，加快推进下一代网络基础设施的建设步伐。物联网成为“后危机”时代各国提升综合竞争力的重要手段。在我国，物联网已经被列入国家战略性新兴产业规划，无锡则被列为国家重点扶持的物联网产业研究与示范中心。同时，上海、北京、浙江、广东、福建、山东、四川、重庆、黑龙江等地区纷纷出台物联网发展规划，三大运营商、广电、国家电网以及产业链多家企业也已经制定了物联网发展规划。
我国在物联网方面有几大优势使得物联网在中国迅速发展：一、我国早在1999年就启动了物联网核心传感网络技术研究，研发水平处于世界前列；二、在世界传感网领域，我国是标准主导国之一，专利拥有量高；三、我国是目前能够实现物联网完整产业链的少数几个国家之一；四、我国无线通讯网络和宽带覆盖率高，为物联网的发展提供了坚实的基础设施支持；五、我国已经成为世界第三大经济体，有较为雄厚的经济实力支持物联网的发展。物联网的概念与其说是一个外来概念，不如说它已经是一个“中国制造”的概念，它的覆盖范围与时俱进，已经超越了1999年Ashton教授和2005年ITU报告所指的范围，物联网已被贴上“中国式”标签。
四、物联网的发展趋势
根据2008年3月欧洲智能系统集成技术平台（EPOSS）在《Internet of Things in 2020》报告中的分析预测，未来物联网的发展将经历四个阶段：2010年之前，RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域；2010至2015年物体捂脸；2015年至2020年物体进入半智能化；2020年之后物体进入全智能化。
现在全球为了应对气温上升，开始大规模降低排放。减排在短期之内的直接后果必定是生产和生活成本的上升，在今后的市场竞争中谁能降低成本谁就将获得最后的胜利。降低成本已经被提上议事日程，已经迫在眉睫，而大量应用物联网正是降低成本的最为有效的手段之一。这将成为物联网发展的新契机。
业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。目前，美国、欧盟等都在投入巨资深入研究探索物联网。我国也正在高度关注、重视物联网的研究，工业和信息化部会同有关部门，在新一代信息技术方面正在开展研究，以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。物联网的推广将会成为推进经济发展的又一个驱动器，为产业开拓了又一个潜力无穷的发展机会。按照目前对物联网的需求，在近年内就需要按亿计的传感器和电子标签，这将大大推进信息技术元件的生产，同时增加大量的就业机会。美国权威咨询机构FORRESTER预测，到2020年，世界上物物互联的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30比1，因此，“物联网”被称为是下一个万亿级的通信业务。
要真正建立一个有效的物联网，有两个重要因素。一是规模性，只有具备了规模，才能使物品的智能发挥作用。二是流动性，物品通常都不是静止的，而是处于运动的状态，必须保持物品在运动状态，甚至高速运动状态下都能随时实现对话。所以，在如何促进物联网发展方面，我建议设立物联网专项贷款，支持各级政府、企业应用物联网，扶持有广阔应用前景的传感器开发。
五、结束语
物联网作为一种新兴技术，世界各国都极为重视。物联网技术的应用可以使电子商务变得更强大，同时也将给人类与事物间的关系带来深刻的变化。人们将从许多简单而枯燥的劳动中解脱出来，并赋予人类更大的力量，去探索和开发“物的世界”。
物联网社会影响科学发展
1999年美国麻省理工学院建立了“自动识别中心（Auto-ID）”，提出“万物皆可通过网络互联”，阐明了物联网的基本含义。物联网（Internet of Things，IoT）被预言为继互联网之后全球信息产业的又一次科技与经济浪潮，受到各国政府、企业和学术界的重视，美国、欧盟、日本等甚至将其纳入国家和区域信息化战略。
一、国际物联网的发展
在美国，奥巴马就职后提出了“智慧地球”的概念，目前正值全球性的金融危机，“智慧地球”对于全球经济复苏的意义显得格外引人关注。在欧洲，2009年6月18日，欧盟委员会向欧盟议会、理事会、欧洲经济和社会委员会及地区委员会递交了《欧盟物联网行动计划》（Internet of Things-An action plan for Europe），其目的为希望欧洲通过构建新型物联网管理框架来引领世界“物联网”发展。
作为“物联网”应用的重要部分，M2M（机到机的应用）业务已受到运营商的广泛关注。一些优秀的国外运营商已开始就其长远发展，确立了明确的战略方向，如法国电信专注医疗、Docomo关注M2M协议。
二、国内“物联网”的发展
我国对“物联网”的发展也给予高度重视，《国家中长期科学与技术发展规划（2006-2020年）》和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中均将“传感网”列入重点研究领域。经过长期艰苦努力，我国相关机构和企业攻克了大量关键技术，取得了国际标准制定的重要话语权，具备了一定的发展传感网的产业基础，在电力、交通、安防等相关领域的应用也初见成效。
据悉，目前我国传感网标准体系已形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳，传感网标准化工作已经取得积极进展。特别是09年9月11日，“传感器网络标准工作组”成立，该组聚集了中国科学院、中国移动等国内传感网主要的技术研究和应用单位，将积极开展传感网标准制定工作，深度参与国际标准化活动，旨在通过标准化为产业发展奠定坚实的技术基础。
“物联网”涵盖了诸多的产业力量，电信运营商在其中扮演什么样的角色呢？说到底，运营商就是提供一个运营平台，可以在上面开发各种业务。“物联网”概念在中国移动总经理王建宙的大力倡导下，已开始迅速普及，中国电信和中国联通也快马加鞭赶了上来。在2009年9月16日正式开幕的“2009年中国国际信息通信展览会”上，三大运营商“物联网”业务全部登台亮相。
在中国移动的展位上，重点展示的是手机钱包和手机购电业务。据悉，这项业务已经在湖南进行了试商用。一个月后，试商用将在包括北京在内的十个省市大规模铺开。
除了上述业务外，中国移动的“物联网”展台还展出了物流信息化、企业一卡通、公交视频、校讯通、手机购电等主题，这些业务都是物联网概念统合下的业务分支。
中国电信将物联网业务分成两部分——“平安e家”和“商务领航”。面向家庭的业务“平安e家”于两年前推出，那时物联网概念还没有出现。该业务可利用网络传输，结合感应技术，为用户提供以家庭为单位的安防、看护、紧急呼叫等功能。而以“商务领航”为业务统合名称的业务主要面向企业用户，包括：车辆定位、农村信息化、渔业监控、全球眼等，用户范围涉及交通、司法、农林牧副渔等领域。
中国联通的3G污水监测业务更脱离了个人消费的传统应用领域。这项业务可以通过3G网络，实时对水表、灌溉、水文、水质等动态数据进行监测，还可以对空气质量、碳排放和噪音进行监测。
其实，早在此次展会之前，中国的运营商已经面向企业用户提供了诸多特色信息化服务。这些服务也可以算作是“物联网”概念下的业务分支。以物流行业特色应用为例，电信运营商针对物流行业流动性大、位置确定困难、运输车队管理与调度数据实时传输慢的特点，结合网络覆盖以及信息技术方面的突出优势，将物流行业应用重点集中在交通管理领域，已经成为物流行业信息化应用的重要组成部分。
中国电信向物流行业提供名为“物流e通”的业务，采用自动识别、移动通信和GPS定位等多项技术，将物流管理系统嵌入到C D M A手机中，提供物流数据采集、物流业务管理、自主导航和第三方定位等功能。中国移动则推出了“e物流”业务，面向物流运输行业推出的集全球卫星定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、无线通信（GP RS）、短信（SMS）技术于一体的软、硬件综合信息系统管理平台，提供车辆定位、货况信息、短信通告、运输路径的选择、运输网络的设计与优化等服务。
随着未来交通部的联网收费、安全监控和公共信息服务平台建设的完成，电信运营商有望突破现有的交通管理与控制的领域，在智能交通和交通综合信息平台等方面发挥更大的作用。
三、总结
物联网处于起步阶段，关键技术有待突破，未来10年中物联网技术和应用将会获得长足进步。
物联网需要独特的网络架构，将来需要建设物联网的独特网络架构，并将现有的架构演进到物联网；物联网与一些成熟技术的关系、物联网给通信技术带来的新的问题等还未有深入的研究；物联网中有海量的物体信息数据，将不同类型的数据进行融合是物联网的技术难题之一；物联网的异构网络融合：物联网本质上是泛在网络，需要融合现有的各种通信网络，并引入新的通信网络，异构网络的融合是一个重要的技术问题；智能终端的研究关系到物联网的感知延伸层能否得以实现，如何将现有的智能终端用到物联网中或者开发物联网需要的智能终端是一个重要研究内容；安全和隐私将会是物联网面临的最大挑战；标准建立是物联网产业发展的首要先决条件；推动物联网快速发展必须实现一些应用领域的示范应用，因此相关技术的研究和应用系统的开发实现是推动物联网发展的重要途径。可以通过“局部试点、重点示范”的产业发展模式来带动物联网产业的持续健康发展。
参考文献：
[1]贾凯，刘慧，王保松．物联网在我国医药流通中的应用研究[J]．商业经济文荟，2005，（5）：50．
[2]马晓东．五年内建立中国物联网[EB/OL]．
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