物联网技术概述
（一）物联网的定义
物联网是物物相连的网络，由于其发展时间并不长，因此目前还没有一个权威统一的概念。当前，比较为公众所认可的物联网的概念为：物联网是通过条码与二维码、射频标签、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、传感器网络等自动标识与信息传感设备及系统，按照约定的通信协议，通过各种局域网、接入网、互联网将物与物、人与物、人与人连接起来，进行信息交换与通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种信息网络。换句话说，通过装置在物体上的传感器、电子标签和全球定位系统等设备，网络将赋予物体智能，既可以实现人与物体的沟通和对话，也可以实现物体与物体之间的沟通和对话。
物联网是物物相连的互联网，其中包含两层意思：一是物联网的核心和基础依然是互联网，物联网是互联网的延伸和扩展；二是其用户端可延伸和扩展到任何物体与物体之间进行信息交换和通信。物联网的实质是泛在网络要融合协同的一种网络工作模式，是泛在网络及信息化在行业应用角度的一个重要体现；它物理上涵盖了泛在周边的延伸网，也涵盖了泛在互联的网络。但其更多强调的是物与物能够在网络下提供自身信息，以方便识别和处理的交互工作模式。
物联网的概念模型最外层是感知部分，包括射频识别RFID，传感网（WSN），条码、二维码，全球定位系统，感应器、扫描器等。如图7-1所示。中间层是接入网，通过网络直接将物品接入互联网，或者先组成局域网，然后再接入互联网等，从而形成人—物、人—人、物—物等进行信息交换的网络信息系统。
图7-1 物联网的概念模型
（二）物联网的体系结构
1.结构
物联网是物物相连的网络，各种物联网的应用依赖于物联网自动连接形成的信息交互网络。目前物联网的体系结构一般分为三层，如图7-2所示，自下而上依次为感知层、网络层和应用层。
图7-2 物联网的体系结构
（1）感知层
感知层相当于人的眼、耳、鼻、喉和皮肤等神经末梢，由各种传感器及传感器相关构成，实现对外界的感知、物体的识别和信息的采集等。感知层主要包括各类传感器，如二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、光敏传感器等，以及二维码标签、RFID标签、摄像头、GPS等感知终端。
（2）网络层
网络层相当于人的神经中枢和大脑，负责对感知到的信息进行无障碍、高可靠性、高安全性的传送传输。物联网可以通过信息在物体间的传输虚拟成一个更大的“物体”。网络层由传感器网络、各种私有网络、互联网、有线和无线通信网等组成。
（3）应用层
应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它包括各类行业应用服务子层和应用支撑平台子层（或称为服务管理层）。其中，应用支撑平台子层通过对感知层利用网络层传输的信息进行动态汇集、存储、分解、合并、数据分析、数据挖掘等智能处理，可实现跨行业、跨应用、跨系统的信息协同、共享、互通。应用支撑平台子层包括数据库技术、云计算技术、智能信息处理技术、智能软件技术、语义网技术等。
物联网具有广泛的行业结合的特点，应用服务子层依赖感知层、网络层和应用支撑子层，根据某一种具体的行业应用，共同完成应用层所需要的具体服务，实现物联网的智能应用。应用服务子层包括智能交通、智能医疗、智能家居、智能物流、智能电力环境监测、工业监控等行业应用。
（4）公共技术
公共技术不属于物联网体系结构的某个特定层面，其与物联网体系结构的三层都有关系，包括标识解析、安全技术、Qos管理和网络管理。
2.特点
物联网由传感网络设备、传输网络和应用控制网络系统构成，具有全面感知、可靠传递、智能处理三个重要特征。
（1）全面感知
利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息，实现物体的识别，是物联网系统的前提。
（2）可靠传递
通过现有的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出去，是实现异地感知的基础。
（3）智能处理
利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数据信息进行分析和处理，对物体实施智能化处理。
3.物联网与泛在网关系
泛在网是指无所不在的网络，又称泛在网络。最早提出U战略的日、韩给出的定义是：无所不在的网络社会将是由智能网络、最先进的计算技术以及其他领先的数字技术基础设施武装而成的技术社会形态。根据这样的构想，泛在网将以无所不在、无所不包、无所不能为基本特征，帮助人类实现“4A”化通信，即在任何时间、任何地点，任何人、任何物都能顺畅地通信。因此，相对于物联网的当前可实现性来说，泛在网属于未来信息网络技术发展的理想状态和长期愿景。从以上的分析可以看出，传感器网络、物联网和泛在网络之间的关系可用图7-3来表示。
图7-3 传感器网络、物联网和泛在网络之间的关系
（三）物联网的标准化
物联网自身能够打造一个巨大的产业链，在当前经济形势下，对调整经济结构、转变经济增长方式具有积极意义。一直以来，一些利益相关方争相对物联网进行基于自身利益的解读，使得政府、产业和市场各方对物联网的内涵和外延认识不清，甚至使政府对物联网技术和产业的支持方向产生偏差。此外，我国物联网产业和应用尚处于起步阶段，只有少量专门的应用项目零散地分布在独立于核心网络的领域，而且多数只是依托科研项目的示范应用。它们采用的是私有协议，尚缺乏完善的物联网标准体系，缺乏对如何采用现有技术标准的指导，在产品设计、系统集成无统一标准可循，已经严重制约了技术应用和产业的迅速发展，为了实现无处不在的物联网，关键技术尚需突破。标准化对于实现大规模应用网络所需要的互联互通具有重要作用。
目前，物联网国际标准主要由国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）负责制定；中国国家标准由工业和信息化部与国家标准化管理委员会负责制定；相关行业标准由国际、国家的行业组织制定，如国际物品编码协会（EAN）与美国统一代码委员会（UCC）制定的用于物体识别的EPC标准。此外，还有涉及道德、伦理、健康、数据安全、隐私等的规范。
我国政府和行业高度重视物联网技术的标准化工作。我国国家物联网基础标准工作组由国家标准化管理委员会、国家发展和改革委员会联合成立，由物联网基础技术涉及的各标准化技术组织专家组成。
我国国家物联网基础标准工作组的主要宗旨为：适应我国社会主义市场经济建设的需要，培育和发展战略性新型产业，促进我国物联网领域技术研究和产业化的迅速发展，加快开展标准化工作，制定符合我国国情的物联网总体和通用标准，积极推进国际标准化工作，进一步提高我国物联网领域技术研究水平。
我国国家物联网基础标准工作组的主要职责为：研究符合中国国情的物联网技术架构和标准体系的建议；提出物联网关键技术和基础通用技术标准研制，修订项目建议并开展标准研制；与各应用标准工作组进行沟通衔接并做好基础标准和应用标准的协调工作；负责相应国际标准的推进工作。
工作组下设物联网总体项目组、物联网标识技术项目组、物联网信息安全技术项目组、物联网国际标准化研究组，分别负责开展物联网基础领域总体技术标准研究、物联网标识和编码标准研究、物联网信息安全标准研究及物联网国际标准化研究。同时，工作组对接五个行业领域应用标准工作组（物联网社会公共安全领域应用标准工作组、物联网环保领域应用标准工作组、物联网交通领域标准工作组、农业物联网行业应用标准工作组、林业物联网行业应用标准工作组），负责基础标准和应用标准的衔接和协调工作。