1、物联网的定义与未来发展趋势 人们总是对美好的事物有比较高的要求 物 联网 (Internet of Things ， 简称 IoT) 一词也 有人称 作 IoE(Internet of Everything)，最早在 1999 年由麻省理工学院自动化识别系统中心 (MIT Auto ID Center)创办人之一 Kevin Ashton 介绍相关概念时提到：物联网有改变世界的潜能，就像互联网一样，甚至更深远。 二、发展 1997 年，负责 P至今仅经过十多年，物联网算是起步不久，同时面临许多挑战的应用。 三、架构 物联网中，资料由底层的感测节点收集， 并交给感测汇聚节点以提供上层运算设备，或
2、是进一步传送至云端网络作为分享、储存或再运算使用，整个系统架构可能有许多种形式，不仅限于图一所示。 图一、感测网络阶层图 不过常见物联网架构为欧洲电信标准组织 (European Telecommunications Standards Institute， ESTI) 所整理之三层式体系结构，如图二所示。其中包含最底层感知层、中间层、网络层以及最上层“应用层”。感知层为物联网发展的基础，其中包含各种感测与通讯能力的设备，借助感知和监测环境信息，如声音、温度、湿 度、亮度、速度等等，并使相关信息能传达至网络层 ;而网络层扮演搜集所有节点装置，包含各种有线与无线网络技术，必要时整合异质网络，将信
3、息汇流到物联网专属的运算中心进行处理 ;应用层以客户需求分析感知数据，用来提供各领域各种应用。 图二、物联网 ESTI 三层式体系结构 (一 )感知层 此层多以传感器为基础，一般的传感器为物理设备，能够探测外界的信号，其原理为通过感应组件监测到可被测量的化学变量、物理变量等等信息，然后经由转换组件将相关信号变为电子讯号，也就是将一种能量转换为另一种能量的形式。 常见传感器类型有声音传感器、车用传感器、化学物品传感器、电磁传感器、流体传感器、粒子传感器、导航传感器、电子罗盘、加 速度传感器、光感测组件、压力传感器、力学传感器、密度传感器、温度传感器等等。 可以看见传感器多为特定敏感组件，根据目的
4、选择适合的传感器，则我们可以针对场景侦测、储存收集到感兴趣的许多信息，再透过网络层传播至用户或供应用系统运算使用。 (二 )网络层 为了彼此分享信息，必须使各组件能够存取因特网，物联网中的通讯技术是构筑在大家所熟悉的网络为基础，且由于环境关系，多是以各种无线网络进行通讯，如短距离无线技术 (范围约数公尺至数百公尺 )的蓝牙 Bluetooth、无线射频识别系统 RFID、近场通讯 NFC、超宽带UWB、 WiFi、 ZigBee 或是红外线传输等等 ;长距离无线技术 (范围以公里等级起跳 )的 3G、 WiMax、 LTE 等等。 由以上无线技术可知，各感测组件有多种通讯方式可供彼此共享信息，
5、虽然，各无线通信的协议不尽相同，但只要以异质无线网络网关设计整合，则可让各不同网络协议进行沟通，藉此连通感知层与应用层。 (三 )应用层 依据西班牙传感器科技公司所列世界前 50项传感器应用，其中包括： 1、智慧城市 (1)智能停车：监测可服务的停车位 (2)建筑结构状态：监测建筑、桥墩、纪念碑的结构状态 (3)都市噪音地图：实时监 测都会闹区噪音 (4)智能手机监测：检测手机通讯接口为 Wifi 还是蓝牙 (5)电磁场强度：检测基地台或 Wifi 路由器的强弱 (6)交通堵塞：监测车辆与行人状况进行优化 (7)智能照明：根据天候状况自动调整照明情况 (8)废弃物管理：监测垃圾桶状况，优化垃圾
6、车回收路线 (9)智能道路：根据气候与路况，提供高速公路警报与改道信息 2、智慧环境 (1)森林火灾：监测燃烧气体与火灾情形，以确定警示区域 (2)空气污染：控制工厂二氧化碳、汽车废气或农场有毒气体排放 (3)积雪程度：实时监测雪道状况，通 知相关人员预防雪崩 (4)山崩：监控土壤水分、震动和地表密度，预防地表的危险情况发生 (5)地震提前侦测：根据地震分布区域进行控制 3、智慧水力 (1)自然水监测：监控城市自来水质量状况 (2)河川污染：监测河流里是否有工厂废水 (3)泳池状态：远程监控游泳池水质状况 (4)海洋污染：监测海水是否遭污染 (5)管线泄漏：监测是否漏液与管线压力变化 (6)洪
7、水状态：监测河流、水库的水流变化 4、智能电表 (1)智能电网：监控与管理能源消耗 (2)储罐监控：监测储水罐水压或油气罐的油气状 况 (3)太阳能设备部署：监测太阳能板安装效果 (4)仓储计算：测量供货压力状况 5、安全与应变 (1)边界出入控制：控制受限区域，防止未经授权的用户访问 (2)湿度控制：监测重要建筑场地的漏水情况，避免断裂和腐蚀发生 (3)辐射程度：分布式监测核电厂周围的辐射状况，实时发出泄漏警报 (4)易燃物和有害气体：监测工厂或矿山周围的危险气体程度 6、零售通路 (1)供应链控制：监测供应链的生产状况，提供产品追踪的能力 (2)电子付费 NFC：提供各种营业场所的付费服务
8、 (3)智能购物：根据顾客的习惯、爱好等等个人状况，提供购买建议 (4)智能仓储管理：控制商品在货架与仓库的变动，自动化管理进货 7、物流 (1)货运状态：监测货品是否遇到震动、拍打、开封或冷藏等等 (2)货物定位：从库房、港口大面积货物中寻找货物 (3)危险物品侦测：当易燃易爆物品接近则发出警报 (4)航线追踪：对特殊物品，像是药品、珠宝或危险物品进行航线管理 8、工业控制 (1)M2M应用：设备的自动诊断与资产管理 (2)室内空气质量：监测化工厂的气体水平，保障工人和物品安全 (3)温度监控： 控制敏感商品的工业或医药用冰箱的温度 (4)臭氧侦测：监测肉类加工过程中排放的臭氧状况 (5)室
9、内定位：以主动式 Zigbee 或被动式 RFID/NFC 来定位资产 (6)车辆自动诊断：通过 CanBus 搜集信息，给司机发送警报或建议 9、智慧农业 (1)葡萄酒质量改进：监测葡萄园土壤水分和树干直径，控制葡萄健康 (2)温室监控：控制温室内气候，最大化作物的产出和质量 (3)高尔夫球场：对干燥地域进行浇灌，以节省用水 (4)气象网络：研究地区的天气，预报各种气象的变化情形 (5)混合肥料：控制堆肥的湿度 和温度，避免真菌和微生物污染 10、智慧畜牧 (1)水质栽培：控制水中植物的状况，提高收获 (2)家畜监测：监控牧场里家畜的生长情形，以确保存活率和健康 (3)动物追踪：定位开放牧场
10、或大范围放牧的动物 (4)有毒气体监测：监测牧场通风情形，预防粪便堆积产生有害气体 11、智能家居 (1)水电使用：监控家庭的水电使用状况，以获取建议节省开销 (2)远程控制：远程遥控开关，避免事故或节省能源 (3)入侵检测系统：监测是否有强行入侵的状况 (4)重要物品监测：监测博物馆和美术馆的情形 12、电子化照 护 (1)老年人照护：帮助独自居住的老年人或残障人士 (2)医药冰箱：控制需冷冻保存的疫苗、药品的存放情形 (3)运动员照护：进行运动中心生命特征监控 (4)病患监控：监测病人或养老院的状况 (5)紫外线监控：监测太阳紫外线，避免长期暴露在外面 另外根据 Progress(为一间国际性软件公司， NASDAQ： PRGS)于 2015发布一份针对美国、英国、法国、德国、瑞典、荷兰等国作了 678 项调查，并分析结果，目前物联网市场主流为智能家庭 (约占 19%)，其
