一、定義

“物聯(lián)網”(英文Internet of Things簡稱IOT)指的通過射頻識別(RFID)(RFID+互聯(lián)網)、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器、氣體感應器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡。簡而言之，物聯(lián)網就是“物物相連的互聯(lián)網”。

中國物聯(lián)網校企聯(lián)盟將物聯(lián)網的定義為當下幾乎所有技術與計算機、互聯(lián)網技術的結合，實現(xiàn)物體與物體之間：環(huán)境以及狀態(tài)信息實時的實時共享以及智能化的收集、傳遞、處理、執(zhí)行。廣義上說，當下涉及到信息技術的應用，都可以納入物聯(lián)網的范疇。

二、簡介

物聯(lián)網(The Internet of things)的概念是在 1999 年提出的，它的定義很簡單：把所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯(lián)網連接起來，實現(xiàn)智能化識別和管理。國際電信聯(lián)盟 2005 年一份報告曾描繪“物聯(lián)網”時代的圖景：當司機出現(xiàn)操作失誤時汽車會自動報警;公文包會提醒主人忘帶了什么東西;衣服會“告訴”洗衣機對顏色和水溫的要求等等。

物聯(lián)網把新一代 IT 技術充分運用在各行各業(yè)之中，具體地說，就是把感應器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，然后將“物聯(lián)網”與現(xiàn)有的互聯(lián)網整合起來，實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合，在這個整合的網絡當中，存在能力超級強大的中心計算機群，能夠對整合網絡內的人員、機器、設備和基礎設施實施實時的管理和控制，在此基礎上，人類可以以更加精細和動態(tài)的方式管理生產和生活，達到“智慧”狀態(tài)，提高資源利用率和生產力水平，改善人與自然間的關系。

毫無疑問，如果“物聯(lián)網”時代來臨，人們的日常生活將發(fā)生翻天覆地的變化。然而，不談什么隱私權和輻射問題，單把所有物品都植入識別芯片這一點現(xiàn)在看來還不太現(xiàn)實。人們正走向“物聯(lián)網”時代，但這個過程可能需要很長很長的時間。

三、歷史

1999 年 MIT Auto-ID Center 提出物聯(lián)網概念，即把所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯(lián)網連接起來，實現(xiàn)智能化識別和管理。

2004 年 日本總務省提出 u-Japan 構想中，希望在 2010 年將日本建設成一個 “Anytime，Anywhere，Anything，Anyone”都可以上網的環(huán)境。同年，韓國政府制定了 u-Korea 戰(zhàn)略，韓國信通部發(fā)布的《數(shù)字時代的人本主義：IT839 戰(zhàn)略》以具體呼應 u-Korea。

2005 年 11 月 在突尼斯舉行的信息社會世界峰會(WSIS)上，國際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布了《ITU 互聯(lián)網報告 2005：物聯(lián)網》，報告指出，無所不在的 “物聯(lián)網”通信時代即將來臨，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因特網主動進行交換。射頻識別技術(RFID)、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術將到更加廣泛的應用。

2008 年 11 月 IBM 提出“智慧的地球”概念，即“互聯(lián)網+物聯(lián)網=智慧地球”，以此做為經濟振興戰(zhàn)略。如果在基礎建設的執(zhí)行中，植入“智慧”的理念，不僅僅能夠在短期內有力的刺激經濟、促進就業(yè)，而且能夠在短時間內為中國打造一個成熟的智慧基礎設施平臺。

2009 年 6 月 歐盟委員會提出針對物聯(lián)網行動方案，方案明確表示在技術層面將給予大量資金支持，在政府管理層面將提出與現(xiàn)有法規(guī)相適應的網絡監(jiān)管方案 。

2009 年 8 月 溫家寶總理在無錫考察傳感網產業(yè)發(fā)展時明確指示要早一點謀劃未來，早一點攻破核心技術，并且明確要求盡快建立中國的傳感信息中心，或者叫“感知中國”中心。

目前經國家標準化管理委員會批準，全國信息技術標準化技術委員會組建了傳感器網絡標準工作組，標準工作組現(xiàn)聚集了中國科學院、中國移動通信集團公司等國內傳感網主要的技術研究和應用單位。

物聯(lián)網的概念已經是一個“中國制造”的概念，它的覆蓋范圍與時俱進，已經超越了1999年Ashton教授和2005年ITU報告所指的范圍，物聯(lián)網已被貼上“中國式”標簽。

截至2010年，發(fā)改委、工信部等部委正在會同有關部門，在新一代信息技術方面開展研究，以形成支持新一代信息技術的一些新政策措施，從而推動我國經濟的發(fā)展。

物聯(lián)網作為一個新經濟增長點的戰(zhàn)略新興產業(yè)，具有良好的市場效益，《2014-2018年中國物聯(lián)網行業(yè)應用領域市場需求與投資預測分析報告》數(shù)據(jù)表明，2010年物聯(lián)網在安防、交通、電力和物流領域的市場規(guī)模分別為600億元、300億元、280億元和150億元。2011年中國物聯(lián)網產業(yè)市場規(guī)模達到2600多億元。

四、核心技術

物聯(lián)網核心技術包括射頻識別(RFID)裝置、WSN 網絡、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、Internet 與移動網絡，網絡服務，行業(yè)應用軟件。在這些技術當中，又以底層嵌入式設備芯片開發(fā)最為關鍵，引領整個行業(yè)的上游發(fā)展，以下我們著重介紹 RFID 技術， WSN 技術以及4G技術。

1)、無線射頻技術(RFID)

RFID 作為物聯(lián)網中最為重要核心技術，對物聯(lián)網的發(fā)展起著至為重要作用。 RFID 目前仍然面臨著諸多問題有待解決。RFID 的存在諸多國際標準，如影響力最大的 EPCGlobal 標準,支持各頻段的 ISO/IEC 標準,以及日本本土制造商 SONY,NEC 等支持的 UID 標準。各國際標準間互不兼容，導致 RFID 應用難以大范圍內推廣。目前，歐盟下的 GRIFS 項目致力于各 RFID 標準開發(fā)機構間相互合作。RFID 的標簽成本仍然過高和中國自主制定的 RFID 標準推廣問題都成為制約物聯(lián)網問題的瓶頸之一。除此之外，目前 RFID 應用大中集中為閉環(huán)市場，集中于醫(yī)療，軍工等，到普及的開環(huán)市場還有一段時日。

RFID 系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集和后臺數(shù)據(jù)庫網絡應用系統(tǒng)兩大部分組成。目前已經發(fā)布或者正在制定中的標準主要與數(shù)據(jù)采集相關，其中包括電子標簽與讀寫器之間的接口、讀寫器與計算機之間的數(shù)據(jù)交換協(xié)議、RFID 標簽與讀寫器的性能和一致性測試規(guī)范以及 RFID 標簽的數(shù)據(jù)內容編碼標準等。在 RFID 標簽的數(shù)據(jù)內容編碼領域，各路標準競爭最為激烈。目前全球共有五大標準組織，分別代表了國際上不同團體或者國家的利益。其中 EPCGlobal 是由北美 UCC 產品統(tǒng)一編碼組織和歐洲 EAN 產品標準組織聯(lián)合成立，在全球擁有上百家成員，并且得到了零售巨頭沃爾瑪、制造業(yè)巨頭強生、寶潔等大型企業(yè)的強力支持。而 AIM、ISO、UID 則代表一部分歐美國家以及日本對 RFID 標準的爭奪;IP-X 的成員則以非洲、大洋洲、亞洲等國家為主，比較而言，EPCGlobal 得到更多廠商的認可和支持。

EPCGobal標準與 ISO/IEC 在各個頻段的 RFID 都頒布了標準和日本 UID 采用的頻段為 2.45GHz 和13.56MHz 不同， EPCglobal 只專注于 860-960 MHz 的 UHF 頻段。EPC 網絡由五個基本要素組成：產品電子代碼(EPC)、射頻識別系統(tǒng)(EPC 標簽和識讀器)、發(fā)現(xiàn)服務(包括 ONS)、 EPC 中間件、 EPC 信息服務(EPCIS)。

2)、WSN技術

無線傳感器網絡就是由部署在監(jiān)測區(qū)域內大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網絡。傳感器網絡將能擴展人們與現(xiàn)實世界進行遠程交互的能力。無線傳感器網絡是一種全新的信息獲取平臺，能夠實時監(jiān)測和采集網絡分布區(qū)域內的各種檢測對象的信息，并將這些信息發(fā)送到網關節(jié)點，以實現(xiàn)復雜的指定范圍內目標檢測與跟蹤，具有快速展開、抗毀性強等特點，有著廣闊的應用前景。美國商業(yè)周刊和 MIT 技術評論在預測未來技術發(fā)展的報告中，分別將無線傳感器網絡列為 21 世紀最有影響的 21 項技術和改變世界的 10 大技術之一。

WSN 網絡通常分為物理層、MAC 層、網絡層、傳輸層，應用層。物理層定義 WSN 中的 Sink, Node 間的通信物理參數(shù)，使用哪個頻段，使用何種信號調制解調方式等。MAC 層定義各節(jié)點的初始化，通過收發(fā) beacon, request, associate 等消息完成自身網絡定義，同時定義的MAC 幀的調試策略，避免多 20 個收發(fā)節(jié)點間的通信沖突。在網絡層，完成邏輯路由信息采集，使收發(fā)網絡包裹能夠按照不同策略到使用最優(yōu)化路徑到達目標節(jié)點。傳輸層提供包裹傳輸?shù)目煽啃裕瑸閼脤犹峁┤肟?。應用層最終將收集后的節(jié)點信息整合處理，滿足不同應用程序計算需要。

IEEE 802.15 該組織致力于無線個人網(WPAN)網絡底層協(xié)議標準制定，其分表的 IEEE Std 802.15.4-2006 詳細定義了 PHY 和 MAC 層實現(xiàn)的各種機制，在最近的 IEEE Std 802.15.4-2009c 中添加了對中國 WPAN 頻段支持 (314–316 MHz, 430–434 MHz, and 779–787 MHz bands)以及 O-QPSK 調制的支持。

ZigBee Alliance Zigbee 是基于 IEEE 802.15.4 標準建立的針對 WPAN 的整套協(xié)議棧。IEEE 802.15.4 標準與 ZigBee Alliance 的關系相當于 IEEE 802.11 標準與 WIFI Alliance 的關系?；?ZigBee 的 RF 芯片在數(shù)千個微小的傳感器之間相互協(xié)調實現(xiàn)通信，這些傳感只需要很少的能量，以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個傳感器傳到另一個傳感器，所以的通信效率非常高，廣泛應用于工業(yè)場景。

IETF 6LoWPAN 該工作組的任務是定義在如何利用 IEEE 802.15.4 鏈路支持基于 IPv6 的通信的同時，遵守開放標準以及保證與其他 IP 設備的互操作性。該協(xié)議中使用了 IP 報頭壓縮技術，將龐大的 128 位 IPv6 源或目的地址壓縮或刪除，同時在 MAC 與 IP 層之間使用適配層，使得 1280 比特的 IPv6 的 MTU 能夠在 127 字節(jié)的 MAC frame 上傳輸。 IPSO Alliance 該聯(lián)盟為各大 IT 廠商結合產物，致力于推動 IP 協(xié)議在智能物體上的普及。

ZigBee 協(xié)議棧底層是基于 IEEE 802.15.4 2003 的 PHY 層和 MAC 層機制構成，而上層包括應用層，網絡層和安全服務層。

3)、4G技術以及即將到來的5G技術

2008 年 5 月，由國資委牽頭的電信業(yè)務重組方案正式公布，中國聯(lián)通的 CDMA 網與 GSM 網被拆分，前者并入中國電信，組建為新電信，后者吸納中國網通成立新聯(lián)通，鐵通則并入中國移動成為其全資子公司，中國衛(wèi)通的基礎電信業(yè)務將并入中國電信。根據(jù)電信業(yè)重組方案，3G 牌照的發(fā)放方式是：新中國移動獲得 TD-SCDMA 牌照，新中國電信獲得 CDMA2000 牌照，中國聯(lián)通獲得 WCDMA 牌照。2009 年 1 月 7 日 14:30，工業(yè)和信息化部為中國移動、中國電信和中國聯(lián)通發(fā)放 3 張第三代移動通信(3G)牌照，此舉標志著我國正式進入 3G 時代。

3G 與2G 的主要區(qū)別是在傳輸聲音和數(shù)據(jù)的速度上的提升，它能夠在全球范圍內更好地實現(xiàn)無線漫游，并處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供包括網頁瀏覽、電話會議、電子商務等多種信息服務，同時也要考慮與已有第二代系統(tǒng)的良好兼容性。而 4G 通信技術將繼續(xù)大幅提高通話質量及數(shù)據(jù)通信速度。目前，4G 通信技術相關的科研和應用探索已經在全球各大高校和企業(yè)研究中心內悄然進行。4G 最大的優(yōu)勢在于更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，預計數(shù)據(jù)傳輸速率會超過 100Mbit/s，這個速率是目前移動電話數(shù)據(jù)傳輸速率的 1 萬倍，也是 3G 移動電話速率的 50 倍。隨之而來的高清晰電視電影節(jié)目將推動手機新的應用模式。此外，4G 通信技術有望集成不同模式的無線通信協(xié)議，從無線局域網和藍牙等室內無線網絡，到室外的蜂窩信號、廣播電視到衛(wèi)星通信，移動用戶可以自由地從一個標準漫游到另一個標準。

4G關鍵技術

(1)接入方案：第一代無線通信標準使用普通的 TDMA 或 FDMA。TDMA 在高速率信道上，為了避免多徑效應，需要加大保護周期，這使 TDMA 變得低效。2G 的無線通信標準 GSM 使用 TDMA 和 FDMA 的結合形式做為接入方案，而 CDMA 標準使用另外一種接入技術：CDMA。而在 3G 中，IS-2000, UMTS, HSXPA, 1xEV-DO, TD-SCDMA 接入方案都為 CDMA。在 4G 中，新的接入方案將得到布署，這包括 OFDMA 和 SC-FDMA,MC-CDMA 等。

(2)IPv6 支持：在 3G 標準的基礎架構中，同時使用并行的電路交換和數(shù)據(jù)包交換網絡，在 4G 中，將只支持數(shù)據(jù)包交換網絡，有利于數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡脱舆t。 IPv6 擁有著用之不盡的 IP 地址，足以滿足全球所有手機終端的編號支持。

(3) 高級天線系統(tǒng)：在 4G 中，將會使用多天線技術，這將意味著高速率，高穩(wěn)定，遠距離通信的實現(xiàn)。多天線意味著空間利用(spatial multiplexing)，對功耗限制和帶寬保留的實現(xiàn)起著重要作用。MIMO 是多天線系統(tǒng)中的代表技術，在下一代無線局域網 802.11n 中，已得到廣泛布署，未來的手機和移動基礎也將會大量布署 MIMO 技術。

目前，ITU 對 4G 標準的征集從 2009 年開始，到 2009 年底征集標準結束，正式標準在 2011 年確定?，F(xiàn)在主推的 4G 標準包括由 3GPP 主推的 LTE(Long Term Evolution)，IEEE 主推的 WiMax 以及 UWB 標準。在完成 TD-SCDMA 商業(yè)應用后，中國政府正在制定自主的 4G 標準。中國移動計劃將其下一代移動網絡升級為 TD-LTE。

5G技術相比目前4G技術，其峰值速率將增長數(shù)十倍，從4G的100Mb/s提高到幾十Gb/s。也就是說，1秒鐘可以下載10余部高清電影，可支持的用戶連接數(shù)增長到100萬用戶/平方公里，可以更好地滿足物聯(lián)網這樣的海量接入場景。同時，端到端延時將從4G的十幾毫秒減少到5G的幾毫秒。

正因為有了強大的通訊和帶寬能力，5G網絡一旦應用，目前仍停留在構想階段的車聯(lián)網、物聯(lián)網、智慧城市、無人機網絡等概念將變?yōu)楝F(xiàn)實。此外，5G還將進一步應用到工業(yè)、醫(yī)療、安全等領域，能夠極大地促進這些領域的生產效率，以及創(chuàng)新出新的生產方式。

五、應用

“物聯(lián)網”被稱為繼計算機、互聯(lián)網之后，世界信息產業(yè)的第三次浪潮。業(yè)內專家認為，物聯(lián)網一方面可以提高經濟效益，大大節(jié)約成本;另一方面可以為全球經濟的復蘇提供技術動力。目前，美國、歐盟、中國等都在投入巨資深入研究探索物聯(lián)網。我國也正在高度關注、重視物聯(lián)網的研究，工業(yè)和信息化部會同有關部門，在新一代信息技術方面正在開展研究，以形成支持新一代信息技術發(fā)展的政策措施。

中國移動總裁王建宙反復提及，物聯(lián)網將會成為中國移動未來的發(fā)展重點。他表示將會邀請臺灣生產 RFID、傳感器和條形碼的廠商和中國移動合作。據(jù)他介紹，運用物聯(lián)網技術，上海移動已為多個行業(yè)客戶度身打造了集數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和業(yè)務管理于一體的整套無線綜合應用解決方案。最新數(shù)據(jù)顯示，上海移動目前已將超過10萬個芯片裝載在出租車、公交車上，形式多樣的物聯(lián)網應用在各行各業(yè)大顯神通，確保城市的有序運作。在上海世博會期間，“車務通”將全面運用于上海公共交通系統(tǒng)，以最先進的技術保障世博園區(qū)周邊大流量交通的順暢;面向物流企業(yè)運輸管理的“e物流”，將為用戶提供實時準確的貨況信息、車輛跟蹤定位、運輸路徑選擇、物流網絡設計與優(yōu)化等服務，大大提升物流企業(yè)綜合競爭能力。

在“物聯(lián)網”普及以后，用于動物、植物和機器、物品的傳感器與電子標簽及配套的接口裝置的數(shù)量將大大超過手機的數(shù)量。物聯(lián)網的推廣將會成為推進經濟發(fā)展的又一個驅動器，為產業(yè)開拓了又一個潛力無窮的發(fā)展機會。按照目前對物聯(lián)網的需求，在近年內就需要按億計的傳感器和電子標簽，這將大大推進信息技術元件的生產，同時增加大量的就業(yè)機會。

據(jù)介紹，要真正建立一個有效的物聯(lián)網，有兩個重要因素。一是規(guī)模性，只有具備了規(guī)模，才能使物品的智能發(fā)揮作用。例如，一個城市有100萬輛汽車，如果我們只在1萬輛汽車上裝上智能系統(tǒng)，就不可能形成一個智能交通系統(tǒng);二是流動性，物品通常都不是靜止的，而是處于運動的狀態(tài)，必須保持物品在運動狀態(tài)，甚至高速運動狀態(tài)下都能隨時實現(xiàn)對話。

1)、 電力電網

預計從 2005 年到 2020 年，中國的能源消耗總量將是現(xiàn)在的兩倍，屆時，中國將成為世界上最大的能源消費國。自 2001 年以來，中國每年的能源消耗量一直以 12%的平均速度增長，也就是說能源消耗量增長速率高于 GDP 增長速度。例如，2007 年 GDP 增長了 11.3%，而能源需求增長為 14.4%。由于電網系統(tǒng)效率低下，發(fā)電和輸電過程中浪費非常嚴重。現(xiàn)在，我們可以利用高科技對事物有更透徹的感知和度量，不管是安裝在室內的計量器還是發(fā)電廠里的渦輪。所有這些感知和度量支持我們更好的收集信息和數(shù)據(jù)，透過先進的分析工具產生智能洞察，再以此實時地做出更好的決策。儀表管理技術的進步使個人和企業(yè)可以選擇使用能源的方式和時間，這就為使用風能和太陽能等利于環(huán)保的能源奠定了基礎。對于電力提供商而言，智慧的電力意味著更高的電力的可靠性和電力質量，更短的停電恢復時間，進而實現(xiàn)更高生產率和對電力潛在障礙的防護，從而更精確地預測需替換的資產設備及支出。

減少停電現(xiàn)象

通過在智慧的電力中安裝先進分析和優(yōu)化引擎，電力提供商可以突破“傳統(tǒng)” 網絡的瓶頸，而直接轉向能夠主動管理電力故障的“智能”電網。對電力故障的管理計劃不僅考慮到了電網中復雜的拓撲結構和資源限制，還能夠識別同類型發(fā)電設備，這樣，電力提供商就可以有效地安排停電檢測維修任務的優(yōu)先順序。如此一來，停電時間和頻率可減少約 30%，停電導致的收入損失也相應減 6 少，而電網的可靠性以及客戶的滿意度都得到了提升。

智能電表

在智慧的電力設施的支持下，智能電表可以重新定義電力提供商和客戶的關系。通過安裝內容豐富且讀取方便的設備，用戶可了解在任何時刻的電力費用，并且用戶還可以隨時獲取一天中任意時刻的用電價格(查看前后的記錄)，這樣電力提供商就為用戶提供了很大的靈活性，用戶可以根據(jù)了解到的信息改變其用電模式。智能電表不僅可以測量用電量，它還是電網上的傳感器，可以協(xié)助檢測波動和停電。它還能儲存和關聯(lián)信息，支持電力提供商完成遠程開啟或關閉服務，也能遠程支持使用后支付或提前支付等付費方式的轉換?？偠灾悄茈姳砜纱蠓葴p小系統(tǒng)的峰值負荷，轉換電力操作模式，也能重新定義客戶體驗。

2)、 醫(yī)療系統(tǒng)

由于缺乏資金和管理不當，中國醫(yī)療保健體系覆蓋率很低，39%的農村居民和 36%的城市居民無法承受專業(yè)的醫(yī)療治療。而且，由于一直以來有限的政府投資主要針對的是規(guī)模更大、等級更高的城市醫(yī)院、農村地區(qū)醫(yī)院的床位嚴重短缺。資金較少的醫(yī)院于是將其核心競爭力從臨床治療轉向創(chuàng)收活動，而這反過來極大地影響了對患者護理的質量。然而，中國一直都在竭盡全力發(fā)展一個現(xiàn)代化的醫(yī)療體系。發(fā)展和完善 21 世紀的醫(yī)療體系，必須采取智慧的方法進行信息共享管理。實時信息共享可以降低藥品庫存和成本并提高效率。有了綜合準確的信息，醫(yī)生就能參考患者之前的病歷和治療記錄，增加對病人情況的了解，從而提高診斷質量和服務質量。智慧的醫(yī)療能夠促成一種可以共享資源、服務及經驗的新服務模型，能夠推動各醫(yī)院之間的服務共享和靈活轉賬，能夠形成一種新的管理系統(tǒng)，使開支和流程更加透明化。

整合的醫(yī)療平臺

整合的醫(yī)療保健平臺根據(jù)需要通過醫(yī)院的各系統(tǒng)收集并存儲患者信息，并將相關信息添加到患者的電子醫(yī)療檔案，所有授權和整合的醫(yī)院都可以訪問。這樣資源和患者能夠有效地在各個醫(yī)院之間流動，通過各醫(yī)院之間適當?shù)墓芾硐到y(tǒng)，政策，轉診系統(tǒng)等。這個平臺滿足一個有效的多層次醫(yī)療網絡對信息分享的需要。

電子健康檔案系統(tǒng)

電子健康檔案系統(tǒng)通過可靠的門戶網站集中進行病歷整合和共享，這樣各種治療活動就可以不受醫(yī)院行政界限而形成一種整合的視角。有了電子健康檔案系統(tǒng)，醫(yī)院可以準確順暢地將患者轉到其他門診或其他醫(yī)院，患者可隨時了解自己的病情，醫(yī)生可以通過參考患者完整的病史為其做出準確的診斷和治療。

3)、 城市設施

當前，中國大多數(shù)城市在 IT 基礎架構方面遠遠落后于其他發(fā)達國家。北京寬帶覆蓋率為 55%，遠遠低于倫敦、紐約和東京的平均覆蓋率 80%。城市管理低效和公共服務的落后是阻礙中國城市發(fā)展的兩大系統(tǒng)挑戰(zhàn)。由于缺乏內部整合和協(xié)作，不同的政府機構和職能部門在流程及數(shù)據(jù)管理上相對分散并且重復嚴重，由此帶來的后果就是處理公共事務和公共服務時響應緩慢、效率低但成本很高。全球自然環(huán)境和政局不斷變化，人們對安全問題也更加關注。為了更好的滿足市民不斷提升的需求，必須建立一個由新工具新技術支持的涵蓋政府、市民和商業(yè)組織的新城市生態(tài)系統(tǒng)。在智能且互聯(lián)的工具的支持下，政府可以實時收集并分析城市各領域的數(shù)據(jù)，以便快速制定決策并采取適當?shù)男袆印Ｊ忻窨梢赃h程工作、購物、學習和進行交易，從而令生活變得更加便利、靈活和自主。企業(yè)可充分利用集成數(shù)據(jù)管理所支持的跨政府職能部門的“一站式服務”，快速通過企業(yè)建立，企業(yè)運營所需的政府流程。他們還可以通過公司內部以及業(yè)務合作伙伴之間的互聯(lián)互通更有效地管理產品開發(fā)、制造、物流和配送。

實時城市管理

實時城市管理設立一個城市監(jiān)控報告中心，將城市劃分為多個網格，這樣系統(tǒng)能夠快速收集每個網格中所有類型的信息，城市監(jiān)控中心依據(jù)事件的緊急程度上報或指派相關職能部門(如火警，警察局，醫(yī)院)采取適當?shù)男袆?，這樣政府就可實時監(jiān)督并及時響應城市事件。

整合的公共服務

新的公共服務系統(tǒng)將不同職能部門(如民政、社保、警察局、稅務等)中原本孤立的數(shù)據(jù)和流程整合到一個集成平臺，并創(chuàng)建一個統(tǒng)一流程來集中管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)，為居民提供更加便利和高效的一站式服務。

4)、交通管理

解決交通擁堵的傳統(tǒng)方式是增加容量(例如，新增高速公路和車道等)。但在當今的環(huán)境中，我們需要其他解決辦法。將智能技術運用到道路和汽車中無疑是可以實現(xiàn)的 - 例如，增設路邊傳感器、射頻標記和全球定位系統(tǒng)。我們應重新思考我們可以如何通過使用新技術和新政策使我們從 A 點到達 B 點更加方便快捷。這可改變人們固有的思維和習慣，還可以豐富駕駛者的經驗，而不再僅僅關心出行時間及路線選擇。同時，它還可以改進汽車、道路以及公共交通，使之更具便利性。新的交通系統(tǒng)可以是乘坐公共交通的人可以通過手機查看下一班的市郊火車或地鐵上有多少空座位。集成服務和信息對未來的公共交通至關重要。例如，為均衡供求，未來的交通系統(tǒng)將可以定位乘客位置，并為他們提供所需的智慧的交通工具。許多交通規(guī)劃者已開始努力促成多個系統(tǒng)的集成，并在各種交通類型、多個城市甚至國家或地區(qū)之間整合費用和服務。智慧的交通系統(tǒng)可以縮短人們的空間距離，(提高生產效率、降低旅程時間和加速突發(fā)事件交通工具的響應速度)，也可保護環(huán)境(如改善空氣質量、降低噪音污染、延長資產生命周期、保護古跡/景點/住宅)。

實時交通信息

智慧的道路是減少交通擁堵的關鍵，但我們仍不了解行人、車輛、貨物和商品在市內的具體移動狀況。因此，獲取數(shù)據(jù)是重要的第一步。通過隨處都安置的傳感器，我們可以實時獲取路況信息，幫助監(jiān)控和控制交通流量。人們可以獲取實時的交通信息，并據(jù)此調整路線，從而避免擁堵。未來，我們將能建成自動化的高速公路，實現(xiàn)車輛與網絡相連，從而指引車輛更改路線或優(yōu)化行程。

道路收費

通過 RFID 技術以及利用激光、照相機和系統(tǒng)技術等的先進自由車流路邊系統(tǒng)來無縫地檢測、標識車輛并收取費用。

5)、 物流供應鏈

中國物流成本所占 GDP 百分比一直都高于發(fā)達國家，這反映出供應鏈運營效率低下的體制性問題。僅以 2006 年為例，中國物流成本占整個 GDP 的 18%，而日本為 11%，美國為 8%，歐盟僅為 7%。在這 18%中，運輸成本總計超過 55%，而存儲成本達 30%。法規(guī)、基礎設施和運營等三大瓶頸是中國供應鏈低效的深層原因，這不僅削弱了中國企業(yè)的競爭力，也會妨礙內部貨物流以及國內需求的擴大。智慧的供應鏈將促使物理網絡和數(shù)字網絡融合，將先進的傳感器、軟件及相關知識整合到系統(tǒng)中。智慧的供應鏈的價值在于我們可以從各種數(shù)據(jù)中抽取有價值的信息 - 包括基于地理空間或位置的信息、關于產品屬性的信息、產品流程/條件、供應鏈關鍵業(yè)績指標等 -以及數(shù)據(jù)流的速度。智慧的供應鏈可以滿足 21 世紀的需求，它可以提高效率(如動態(tài)供求均衡、預測事件檢測和解決、旨在降低庫存的庫存水平和產品位置高度可視性)、降低風險(例如，降低污染和召回事件的發(fā)生頻率及其影響、減少產品責任保金、減少偽劣消費產品)，也能減少供應鏈的環(huán)境保護壓力(如降低能源和資源消耗、減少污染物排放)。 智慧的供應鏈通過使用強大的分析和模擬引擎來優(yōu)化從原材料至成品的供應鏈網絡。這可以幫助企業(yè)確定生產設備的位置，優(yōu)化采購地點，亦能幫助制定庫存分配戰(zhàn)略。使用后，公司可以通過優(yōu)化的網絡設計來實現(xiàn)真正無縫的端到端供應鏈，這樣就能提高控制力，同時還能減少資產、降低成本(交通運輸、存儲和庫存成本)、減少碳排放，也能改善客戶服務(備貨時間、按時交付、加速上市)

6)、 通信行業(yè)

在“2009 年中國國際信息通信展覽會”上，中國移動展出了手機支付，這就是典型的物聯(lián)網概念應用。手機支付實際上主要是手機 SIM 卡的更換，由普通 SIM 卡更換為 RFID-SIM卡，而不需要對手機進行更換。用戶在消費時，只需要將手機從接收器上輕輕一掃，就可以方便進行各種購物，以及獲得詳細的費用清單。中國電信一直在推介自己的全球眼技術，其實就是遠程監(jiān)控的物聯(lián)網應用。比如上海海關都采用中國電信的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，通過畫面可以對貨物進行通關檢查，也減少人力。中國聯(lián)通日前在上海推出了公交卡手機，通過刷手機可以實現(xiàn)公交車票支付，這些都是典型的應用。

六、應用案例

1)物聯(lián)網傳感器產品已率先在上海浦東國際機場防入侵系統(tǒng)中得到應用。系統(tǒng)鋪設了3萬多個傳感節(jié)點，覆蓋了地面、柵欄和低空探測，可以防止人員的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵。上海世博會也與中科院無錫高新微納傳感網工程技術研發(fā)中心簽下訂單，購買防入侵微納傳感網1500萬元產品。

2)ZigBee路燈控制系統(tǒng)點亮濟南園博園。ZigBee無線路燈照明節(jié)能環(huán)保技術的應用是此次園博園中的一大亮點。園區(qū)所有的功能性照明都采用了ZigBee無線技術達成的無線路燈控制。

3)首家手機物聯(lián)網落戶廣州將移動終端與電子商務相結合的模式，讓消費者可以與商家進行便捷的互動交流，隨時隨地體驗品牌品質，傳播分享信息，實現(xiàn)互聯(lián)網向物聯(lián)網的從容過度，締造出一種全新的零接觸、高透明、無風險的市場模式。手機物聯(lián)網購物其實就是閃購。廣州閃購通過手機掃描條形碼、二維碼等方式，可以進行購物、比價、鑒別產品等功能。這種智能手機和電子商務的結合，是“手機物聯(lián)網”的其中一項重要功能。預計2013年手機物聯(lián)網占物聯(lián)網的比例將過半，至2015年手機物聯(lián)網市場規(guī)模達6847億元，手機物聯(lián)網應用正伴隨著電子商務大規(guī)模興起。

4)與門禁系統(tǒng)的結合

一個完整的門禁系統(tǒng)由讀卡器、控制器、電鎖、出門開關、門磁、電源、處理中心這八個模塊組成，無線物聯(lián)網門禁將門點的設備簡化到了極致：一把電池供電的鎖具。除了門上面要開孔裝鎖外，門的四周不需要設備任何輔佐設備。整個系統(tǒng)簡潔明了，大幅縮短施工工期，也能降低后期維護的本錢。無線物聯(lián)網門禁系統(tǒng)的安全與可靠首要體現(xiàn)在以下兩個方面：無線數(shù)據(jù)通訊的安全性包管和傳輸數(shù)據(jù)的安穩(wěn)性。

5)與云計算的結合

物聯(lián)網的智能處理依靠先進的信息處理技術，如云計算、模式識別等技術，云計算可以從兩個方面促進物聯(lián)網和智慧地球的實現(xiàn)：首先，云計算是實現(xiàn)物聯(lián)網的核心。 其次，云計算促進物聯(lián)網和互聯(lián)網的智能融合。

6)與TD結合

物聯(lián)網發(fā)展是確保TD成功的重大契機。TD-SCDMA是我國擁有自主知識產權的第三代移動通信系統(tǒng)，是寬帶無線通信網絡，TD的發(fā)展需要數(shù)據(jù)業(yè)務的拉動，物聯(lián)網應用是需求最迫切的增強型數(shù)據(jù)業(yè)務，具有廣闊的應用前景，能夠充分發(fā)揮TD網絡優(yōu)勢，有助于促進TD產業(yè)鏈的成熟。

完善現(xiàn)有網絡，發(fā)揮TD優(yōu)勢，積極推動無線傳感器網絡與TD網絡融合，構建適于物聯(lián)網應用的GPRS/TD/WSN(無線傳感器網絡)融合網絡，大力發(fā)展適于TD網絡承載的物聯(lián)網業(yè)務，提升TD的核心競爭力，給物聯(lián)網的發(fā)展以強有力的支撐，是中國移動的發(fā)展思路。

7)與移動互聯(lián)結合

物聯(lián)網的應用在與移動互聯(lián)相結合后，發(fā)揮了巨大的作用。

智能家居使得物聯(lián)網的應用更加生活化，具有網絡遠程控制、搖控器控制、觸摸開關控制、自動報警和自動定時等功能，普通電工即可安裝，變更擴展和維護非常容易，開關面板顏色多樣，圖案個性，給每一個家庭帶來不一樣的生活體驗。

8)與指揮中心的結合

物聯(lián)網在指揮中心已得到很好的應用，網連網智能控制系統(tǒng)可以指揮中心的大屏幕、窗簾、燈光、攝像頭、DVD、電視機、電視機頂盒、電視電話會議;也可以調度馬路上的攝像頭圖像到指揮中心，同時也可以控制攝像頭的轉動。網連網智能控制系統(tǒng)還可以通過3G網絡進行控制，可以多個指揮中心分級控制，也可以連網控制。還可以顯示機房溫度濕度，可以遠程控制需要控制的各種設備開關電源。

9)物聯(lián)網助力食品溯源,肉類源頭追溯系統(tǒng)

從2003年開始，中國已開始將先進的RFID射頻識別技術運用于現(xiàn)代化的動物養(yǎng)殖加工企業(yè)，開發(fā)出了RFID實時生產監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)能 夠實時監(jiān)控生產的全過程，自動、實時、準確的采集主要生產工序與衛(wèi)生檢驗、檢疫等關鍵環(huán)節(jié)的有關數(shù)據(jù)，較好的滿足質量監(jiān)管要求，對于過去市場上常出現(xiàn)的肉 質問題得到了妥善的解決。此外，政府監(jiān)管部門可以通過該系統(tǒng)有效的監(jiān)控產品質量安全，及時追蹤、追溯問題產品的源頭及流向，規(guī)范肉食品企業(yè)的生產操作過 程，從而有效的提高肉食品的質量安全。

七、未來快速發(fā)展的物聯(lián)網領域

知名研究機構發(fā)布了未來最有前景的幾大物聯(lián)網場景，其中智能工業(yè)、智能家居、智慧醫(yī)療、智能汽車、智能農業(yè)等是未來最有可能普及的物聯(lián)網領域。

1)、智能工業(yè)傳感器是實現(xiàn)工業(yè)4.0的基礎

眾所周知，工業(yè)4.0已經成為國家戰(zhàn)略的一部分，智能制造是國家工業(yè)變革的關鍵，智能工業(yè)傳感器在制造中的角色越來越重要。工業(yè)傳感器的特點是性能指標和精度要求高，不允許數(shù)據(jù)采集和處理的失誤。不同于傳統(tǒng)工業(yè)的傳感器，智能工業(yè)傳感器將用于智能制造，它在精度、穩(wěn)定性、抗沖擊性方面提出了更為苛刻的要求。

未來，基于工業(yè)4.0的智能工業(yè)傳感器需求將大幅增加，而這也是工業(yè)傳感器廠商面臨的最大機遇點。

2)、智能家居給這些傳感器帶來了增長空間

智能家居的一大特點就是實現(xiàn)對家居用品的控制，隨著物聯(lián)網的發(fā)展，越來越多的傳感器將用于家電中，如洗衣機、電視、冰箱、燈光、空調、油煙機等，原來沒有傳感器的產品都將因智能家居的普及而成為傳感器主戰(zhàn)場。

傳感器將是智能家居產品的標配，例如壓力傳感器可用于洗衣機中對泡沫量的監(jiān)控;光電傳感器用于燈泡實現(xiàn)對燈光的控制;電磁傳感器用在洗碗機里面可實現(xiàn)噴水臂的移動等，還有流量傳感器、智能氣體傳感器等均大有用途。

3)、智慧醫(yī)療需要各式各樣的智能傳感器

物聯(lián)網給傳感器產業(yè)帶來巨大機遇：五大領域的需求將暴漲

智慧醫(yī)療是利用物聯(lián)網技術，實現(xiàn)患者和醫(yī)務人員及醫(yī)療設備之間的互動，其工作的核心部分是對患者的信息進行采集、存儲、傳輸和處理。在進行圖像傳輸以及海量數(shù)據(jù)計算處理的過程中，需要各中各有具有智能處理功能的傳感器，如用于測量病人血壓的MEMS壓力傳感器，用于研究睡眠窒息的熱電傳感器，用于監(jiān)控和測量體表體溫的溫度傳感器等。

隨著物聯(lián)網技術的發(fā)展，無線醫(yī)療傳感器逐漸向智能化、微型化、低功耗等方向發(fā)展，傳感器在智慧醫(yī)療領域的應用也會越來越廣泛。據(jù)外媒報道，科學家研究了一種新型傳感器，可用于診斷眼外傷，它根據(jù)測定人類眼淚所含維C濃度的高低，判斷眼外傷的嚴重情況。最近科學家又研究了一款僅有膠囊大小的可吞服心率傳感器，病人吞服后可測量其生命體征等數(shù)據(jù)并將信息傳輸?shù)浇邮掌髦校┽t(yī)生遠程監(jiān)控。

隨著技術的進步，應用于智慧醫(yī)療的傳感器種類將越來越多，但它們的一大共性是具備智能傳感器的特點。

4)、智能傳感器助力汽車的智能化

物聯(lián)網給傳感器產業(yè)帶來巨大機遇：五大領域的需求將暴漲

雖然國內的很多汽車實現(xiàn)了一些基本的聯(lián)網功能，但并不是真正的智能汽車。隨著AI和物聯(lián)網技術的發(fā)展，智能汽車會成為未來的主流。智能汽車是一個集環(huán)境感知、多等級輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，它的一大特點是能實現(xiàn)聯(lián)網控制，而控制與操作的關鍵離不開智能傳感器，智能汽車的普及將帶來智能傳感器的增加。

在智能汽車里面，未來應用最多的幾大智能傳感器將是空氣流量傳感器、里程表傳感器、機油感應傳感器、剎車壓力傳感器、位置傳感器和碰撞傳感器等。

5)、智能農業(yè)傳感器市場前景廣闊

物聯(lián)網給傳感器產業(yè)帶來巨大機遇：五大領域的需求將暴漲

智能農業(yè)是我國建設成為農業(yè)強國的關鍵，在未來的農業(yè)生產中，需要很多類型的物聯(lián)網傳感器和相關技術。農業(yè)物聯(lián)網的組成包括智能水質傳感器、無線傳感網、無線通信等，它們一起組成完整的智能農業(yè)系統(tǒng)，傳感器是實現(xiàn)這些的第一步。

物聯(lián)網農業(yè)的特點是以信息化技術為基礎，在農業(yè)生產過程中通過傳感器收集數(shù)據(jù)并進行量化分析和智能決策，農業(yè)生產的環(huán)境非常復雜，不同的場景需要的傳感器不一樣，如空氣溫度、濕度、光照強度、二氧化碳濃度等，這些數(shù)據(jù)的采集都需要使用相對應的智能農業(yè)傳感器。

國內傳感器企業(yè)迎來快速發(fā)展的良機

在傳統(tǒng)的傳感器市場，我國企業(yè)由于起步晚、核心材料缺失、技術落后及產業(yè)生態(tài)缺失等，整個傳感器處于緩慢發(fā)展的狀態(tài)。隨著物聯(lián)網的推進，傳感器在各大領域的作用越來越明顯，我國的傳感器企業(yè)也迎來了新的機遇。目前中國已經成為全球最大的物聯(lián)網市場，未來仍有較大的發(fā)展空間，物聯(lián)網需要各式各樣的智能傳感器，在這一點上我國企業(yè)與國外站在了同一起跑線上，未來實現(xiàn)趕超的可能性更大。

近年來，我國的傳感器產業(yè)正在向著正確的軌道發(fā)展，逐步形成了幾大核心企業(yè)群，北京、上海、南京、深圳、沈陽、武漢和西安等地均有很多潛力巨大的傳感器企業(yè)，這些企業(yè)也在積極地研發(fā)智能傳感器技術，以求在物聯(lián)網時代獲得更大的市場份額。隨著物聯(lián)網場景的深入，這些企業(yè)都將獲得更大的發(fā)展機遇。