物联网的概念及重要组成

（1）传感器

传感器网络是由一定数量的传感器节点通过某种有线或无线通信协议联结而成的测控系统，这些节点由传感、数据处理和通信等功能模块 构成，安放在被测对象内部或附近，通常尺寸很小，具有低成本、低功耗、多功能等特点。传感器网络与通常的计算机网络最大的不同在于，一个传感器网络节点由它的空间位置和传感器类型来共同确定，而一个普通的计算机网络节点只由一个唯一的标识符确定，而且传感器网络具有更好的容错性、实时性和对环境变化的自适应能力。与传统传感器和传统测控系统相比，传感器网络具有明显的优势。它采用点对多点的传感器总线甚至无线联结，大大减少了电缆连线，在传感器节点端即合并了模拟信号调理、数字信号处理和网络通信功能，节点具有自检功能，系统性能与可靠 性明显提升，而成本明显缩减。

2006 年，Nature 杂志发表封面论文——2020 Vision，它认为观测网将首次大规模地实现实时地获取现实世界的数据，观测网是一个触及现实世界的计算科学，将是下一个科学前沿。为不同应用目的而设计出的不同的遥感传感器对城市资源管理、动态监测服务具有不同尺度的探测能力，而信息技术和传感器技术的飞速发展极大地丰富了遥感数据源，每天都有数量庞大的不同分辨率的遥感信息从各种传感器上接收下来。这些高分辨率、高光谱的遥感数据为遥感定量化、动态化、网络化、实用化和产业化及利用遥感数据进行地球各种资源的管理、动态监测和服务。例如可用智能手机实现城市网络化服务，城市管理员用手机上传图片给监督中心，以实现及时维修市政基础设施的过程。广义空间信息网格是指在网格技术支撑下空间数据获取、更新、传输、存储、处理、分析、信息提取、知识发现到应用的新一代空间信息系统。广义空间信息网格由智能传感器网络、基于网格计算的多传感器数据、信息、知识的智能处理系统。其中，智能传感器网络是空间信息网格的数据输入系统，也是现代信息技术的三大基础之一。

随着传感技术、计算机硬、软件技术、网络通信（包括无线和移动通信、卫星通信等）技术的进步，在上述网格技术和网格计算环境下，未来的传感器将构成价廉、大中小型相结合、无处不在的接触或非接触的智能传感器网络。Neil Gross对传感器网作了如下的描述：在21 世纪，行星地球将附上一层电子皮，它用互联网作为骨架来支持和传输各种感知。这张皮被缝合在一起，它由上百万个嵌入式电子测量器件组成，包括恒温计、压力计、污染检测仪、摄影机、麦克风、葡萄糖传感器、各种心电图机和脑电图机等。它们将测量和监测城市濒危物种、大气、舰船、公 路和运输车队、人们的对话、身体乃至梦境。智能传感器网应当具有以下特点：它是一个无处不在的、接触或非接触的、具有数据采集和通信功能的传感器网络；它具有一定的在线数据处理功能，以满足实时用户对数据 加工、信息提取的实时要求；智能传感器网络应融入全球计算机信息网格，能根据用户需求的不同级别合理地调配其资源，实现信息传输、智能 控制和灵性服务。

（2）物联网是工业化和信息化融合的产物

“物联网”的概念于 1999 年提出，最初的定义为“把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网联结起来，实现智能化识别和管理”。2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会上，国际电信联盟发布了《ITU 互联网报告2005：物联网》，正式提出了物联网的概念。物联网的定义是：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联结起来，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。具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、 建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍联结，形成物联网。(www.xing528.com)

20世纪80年代，以计算机技术、通信技术为代表的现代信息技术已取得突破性进展，信息技术和信息产业已成为经济增长的主导，成为世界经济和社会发展的重要推动力量，信息化成为席卷全球的新浪潮，人类社会正在走向全新的信息经济时代。而信息能力也已成为衡量国家综合国力和国际竞争力的重要标志，提高信息化水平是国家谋求发展的必经之路。我国早在1999年就提出来了，不过当时不叫“物联网”而叫“传感网”。中国科学院早在1999 年就启动了传感网的研究和开发。与其他国家相比，我国的技术研发水平处于世界同一水平，具有同发优势和重大影响力。在国家大力推动工业化与信息化融合的大背景下，物联网是工业化乃至更多行业信息化过程中一个比较坚实的突破口。新型工业化的本质就在于“以信息化带动工业化，以工业化促进信息化”。物联网实现了人与人、人与机器、机器与机器的互联互通。国际电联曾预测，未来世界是无所不在的物联网世界，到2017年，将有7万亿传感器为地球上的 70亿人口提供服务。

（3）全IP网络架构的物联网

IP 规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则，任何厂家生产的计算机系统只要遵守 IP 协议就可以与因特网互联互通。正是因为有了IP协议，因特网才得以迅速发展成为世界上最大的、开放的计算机通信网络。未来的网络将是全IP网络，全IP能无缝集成各种接入方式， 将宽带、移动因特网和现有的无线系统都集成到IP 层中，通过一种网络基础设施提供所有通信服务，并为运营商带来许多好处，如节省成本，增强网络的可扩展性和灵活性，提高网络运作效率，创造新的收入机会等。

通过物联网，人们可以对任何感兴趣的事物进行感知和操作。物联网由统一的编码系统、智能传感器网以及信息网络系统组成。智能传感器网是物联网的数据采集和事务监督系统，它利用各种仪器设备实现对静止或移动物体的自动识别，并进行数据交换。信息网络系统由本地网络 和全球互联网组成，是实现信息管理、信息流通的功能模块。信息网络系统是在全球互联网的基础上，通过 SAVANT 管理软件系统以及对象命名解析服务 （ONS）和实体标记语言 （PML） 实现全球“实物互联”。

全IP网络架构的物联网集智能传感网、智能控制网、智能安全网的特性于一体，真正做到将识别、定位、跟踪、监控、管理等智能化，将数字地球 “秀才不出门，能知天下事”提高到了“秀才不出门， 能做天下事”（do everything on Web） 的新的高度。要实现物联网，就需要将所有需实现远程互操作的人和物直接连到互联网上，从而引发新的经济生长点。引发的主要挑战是如何为智能传感网和智能控制网建立一个智能的安全网。在数字地球中主要抓的是信息安全，而在物联网中要解决的是物联网管理、控制和操作的安全。这要比单纯的信息安全有更大的难度，需要加以攻关解决。