1、基于物联网发展技术及应用的探究摘要物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网的英文名称叫“THEINTERNETOFTHINGS”。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。因此，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，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。随着物联网在中国的深入发展,物联网的安全问题也成为热
2、点。本论文对物联网的发展技术（原理及构建），未来的发展前景及广泛的应用的介绍，以及在中国物联网城市应用前景分析及中国政府措施关键词物联网RFID传感网M2M应用目录前言1第一章绪论21选题的意义211研究物联网的产生和发展212研究物联网发展的现实意义及其影响2第二章物联网发展史421物联网的前身及发展史211物联网的前身4212物联网发展史上的重大事件4213物联网在发展过程中给人们带来的转变4214物联网在发展的过程中存在的一些分歧522物联网的定义5221对物联网的字面理解5222物联网概念5223中国式”物联义6第三章物联网的关键技术和原理及构造731物联网4大支撑技术7311RFID
3、技术8312什么是RFID技术8313RFID技术的基本工作原理是什么932传感网9321传感器的定义和分类9322生活中的传感器1033M2M11331M2M的基本概念11332基于M2M的监控基础架构1234两化融合12第四章物联网的应用13物联网应用案例一智慧农业13物联网应用案例二IDC温湿度监控13物联网应用案例三智能大棚13物联网应用案例四楼宇节能14物联网技术应用案例五实时医疗监护14物联网技术应用案例六放流鱼有了“身份证”14物联网技术应用案例七物联网冰箱14物联网技术应用案例八智能交通发展引擎15物联网技术应用案例九工业化行业15物联网技术应用案例十解决环境问题16第五章中国
4、物联网城市应用前景分析及政府措施1751应用前景分析1752发展中政府的措施20第六章总结与展望2161总结2162展望21前言着互联网的日益普及，人们生产、生活的各个方面对于信息化技术的依赖也越来越强。也就是说在未来的生产、生活中，如果没有信息化技术的支持，人们将寸步难行。同时在日益追求高效、便捷等生活方式的前提下，人们对信息化技术提出了更高的要求，随之物联网这个新兴产业进入了人们的关注视野，并成为全球各国争相研究发展的热点。2009年，IBM智慧地球、欧盟行动计划和温总理“感知中国”的提出将国内对于物联网INTERNETOFTHINGS的关注推向了前所未有的高度，其他与之相关的名词，如RF
5、ID、传感网SENSORNETWORK、M2MMACHINETOMACHINE等也越来越频繁地出现在人们的视野中，随着物联网一起成为热门概念。这是一篇介绍说明性的文章，主要是向大家介绍物联网这一个新的概念，让更多的人去理解什么是物联网。物联网发展如此迅速，很快在国内一些大中型城市得到快速的发展，那么更多的人去了理解物联网也就显得必要，这篇文章将引领您走进物联网的世界。将会介绍物联网是怎么一种运行模式以及物联网存在的必要性，物联网的一些应用领域。会让您明白物联网有哪些作用及其物联网的发展前景。您将看到物联网和互联网的区别，二者的联系。物联网的前发展过程等。随第一章绪论1选题的意义2009年8月7
6、日，温家宝总理来到了位于江苏省无锡市的中国科学院高新微纳传感网工程技术研发中心视察，并对物联网的发展发表了意义重要讲话。温总理强调，要抓紧落实对物联网的研究与建设，尽全力攻破核心技术的难关。要依靠我们的技术实力和人才的力量，争取早日占领科技和经济发展的制高点，这样才可以确保我国具备可持续发展的能力和可持续发展的竞争力。进入2010年以来，全国各个地方政府对中央高层的指示精神进行了全方位的研究和有步骤的落实。同时，广大科研工作者和相关职能部门深刻体会到物联网的重要实现意义与产业价值。在物联网产业链上的各个相关设备生产制造商、通信运营商都进一步加强了使命感和紧迫感，集中了最主要的研发力量来攻关物联
7、网的核心技术，这使得我国物联网产业的主创新能力迅速的以提高。我们预计，在未来的3到5年间，物联网将在信息技术发展较为前沿的城市初步建立起来。伴随着物联网时代脚步的临近，我们需要加深对物联网的认识和了解，利用物联网更好地为国民经济建设的人民提供支持和服务。11研究物联网的产生和发展物联网是在计算机和互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万物的网络“INTERNETOFTHINGS”。在这个网络中，物品能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。其实是利用射频自动识别（RFID）技术，通过计算机和互联网实现物品的自动识别和信息的互联与共享。物联网是现代信息技术发展到一定阶段
8、后，出现的一种聚合与集成应用，是人与物智慧的对话，创造出一个智慧的世界物联网概念自1999年由美国提出之后，全世界范围内逐渐形成了物联网研究与开发的潮流，我国的中科院也在1999年就启动了对物联网的研究和探索。随着之后几年技术的不断发展，全世界范围内都拉开了物联网建设的序幕。自2003年起我国也掀起物联网发展的热潮。2005年国际电信联盟在信息社会世界峰会上（WSIS）引入了物联网的概念。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，将目光放在物联网上。2009年美国提出了智慧地球的概念。同年，温家宝总理视察中科院无锡物联网产业研究所，提出了“感知中国”
9、的工作方针。物联网在我国正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在我国受到了全社会极大的关注。12研究物联网发展的现实意义及其影响在当前国际物联网产业蓬勃发展的时机下，我国政府的相关职能部门，产业链上的各级厂商，通信运营商等利益相关体，需要及时做出适应的战略规划，以支撑我国物联网的发展需要。首先将物联网的发展规划融入到我国长期经济建设的发展规划中。从国家战略思想的高度充分认识到物联网对社会经济将会带来的深刻的影响。借助物联网的新起，助力我国经济的稳定发展，把物联网的发展，与我国科技自主创新、产业结构调整和升级、经济发展方式转变的宏伟目标结合起来。物联网本身是一项复杂的系
10、统工程，它的发展过程也同样是一项过程复杂、融合社会各种资源的系统工程，需要社会各部分力量的参加和支持。需要政府在宏观层面上作出全面的规划。其次加快推动物联网技术研发进度。物联网的发展依赖于技术的进步。物联网的基础技术虽然已经成熟，但是其他应用层面的标准和技术问题仍需要进一步研究和开发。国家应该鼓励科研机构的技术研发，促使产业主导者尽快地掌握核心技术，走在物联网发展的前端。第三鼓励并支持企业积极参加与物联网建设。物联网发展几乎涉及所有生产与制造企业。从政策上鼓励和支持企业抓住物联网发展的机遇，积极参与物联网的建设，充分利用这次契机，全面提升生产水平和竞争力。从历史的角度，按着人类社会发展的时间顺
11、序回顾，我们可以发现，物联网的生产是人类生产发展社会化、只会画的必然结果，是当代的网络信息技术和传统的商品经济创新结合的一种结果。对生产方式的创新，可以极大的促进社会生产力的向前发展。同时，生产发展力所带来的物质和技术的变革，会促进社会生活方式发生彻底的变革。物联网将网络信息技术、传感技术、通信技术、自控技术等应用在各个产业、各个行业形成一个庞大的网络，人们通过互联网可以监控网络中物品的运行情况，实现对物体智能化的精准化的操作和管理。物联网的应用进一步落在实处，可以极大的促进成产质量的提高、实现合理的资源配置和高效的流通效率。同时，由于技术和服务的复杂性，会催生大量的新兴的产业、职业和大量的就
12、业机会，为经济建设和社会发展提供新的增长着力点，用技术创新和全面的产业升级，来解决国计民生的诸多矛盾。物联网的蓬勃发展，会对生产领域和流通领域产生深刻的影响。物联网是在互联网的基础上建立并发展起来的，目的是为了人与物的充分沟通交互信息。是人与物体在网络的层面上达到智能化的交流，这将对社会生活产生巨大深远的实用意义。“国际电信联盟”在相关报告中描绘过物联网将会对人们生活产生的影响书包会提醒主人忘带了什么东西盘子会告诉你的身体状况对食物和营养的要求。现在看似乎神奇的事情，利用物联网的应用将来会成为平常事。人们的思想意识、思维方式会随着生产、生活方式的变革，产生深刻的变化。第二章物联网发展21物联网
13、的前身及发展史211物联网的前身“THEINTERNETOFTHINGS”是物联网的英文名称。物联网这个概念，在中国早在1999年就提出来了。不过，当时不叫“物联网”而叫传感网罢了。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。212物联网发展史上的重大事件2005年11月27日，在突尼斯举行的信息社会峰会上，国际电信联盟（ITU）发布了ITU互联网报告2005物联网，正式提出了物联网的概念。8月24日，中国移动总裁王建宙在台湾公开演讲中，也提到了物联网这个概念。工信部总工程师朱宏任在中国工业运行2009年夏季报告会上
14、表示，物联网是个新概念，到现在为止还没有一个约定俗成的，大家公认的概念。他说，总的来说，“物联网”是指各类传感器和现有的“互联网”相互衔接的一种新技术。213物联网在发展过程中给人们带来的转变物联网概念的问世，打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开，一方面是机场、公路、建筑物，另一方面是数据中心，个人电脑、宽带等。而在物联网时代,钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施，在此意义上，基础设施更像是一块新的地球。故也有业内人士认为物联网与智能电网均是智慧地球的有机构成部分。物联网用途广泛，可运用于城市公共安全、工业安全生产、环境监控、智能交通、智能家居、
15、公共卫生、健康监测等多个领域，让人们享受到更加安全轻松的生活。举几个例子来说吧，从成都开车到重庆，上车后，只要设置好目的地便可随意睡觉、看电影，车载系统会通过路面接收到的信号智能行驶；不住在医院，只要通过一个小小的仪器，医生就能24小时监控病人的体温、血压、脉搏；下班了，只要用手机发出一个指令，家里的电饭煲就会自动加热做饭，空调开始降温这不是科幻电影中的场景，通过“物联网”的逐步实现和提升，每个人的生活都将向此靠拢。所谓物联网，在中国也称为传感网，指的是将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。具体来说，就是通过安装信息传感设备，如射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系
16、统、激光扫描器等，将所有的物品都与网络连接在一起，方便识别和管理。电视、洗衣机、空调甚至自行车、门锁和血压计上都能使用。这几年推行的智能家居其实就是把家中的电器通过网络控制起来。可以想见，物联网发展到一定阶段，家中的电器可以和外网连接起来，通过传感器传达电器的信号。厂家在厂里就可以知道你家中电器的使用情况，也许在你之前就知道你家电器的故障。某一天突然有维修工上门告诉你家中空调有问题，你还惊异地不相信。物联网的发展，必然带动传感器的发展，传感器发展到一定程度，变形金刚会真地出现在我们的面前。专家预测10年内，物联网就可能大规模普及，将广泛运用于智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智
17、能消防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域，一个上万亿元规模的高科技市场就此诞生。214物联网在发展的过程中存在的一些分歧不过，也有观点认为，物联网迅速普及的可能性有多大，尚难以轻言判定。毕竟RFID早已为市场所熟知，但新大陆等拥有RFID业务的相关上市公司定期报告显示出业绩的高成长性尚未显现出来，所以，对物联网的普及速度存在着较大的分歧。但可以肯定的是，在国家大力推动工业化与信息化两化融合的大背景下，物联网会是工业乃至更多行业信息化过程中，一个比较现实的突破口。而且，RFID技术在多个领域多个行业所进行的一些闭环应用。在这些先行的成功案例中，物品的信息已经被自动采集并上网，管理效率大幅提
18、升，有些物联网的梦想已经部分的实现了。所以，物联网的雏形就象互联网早期的形态局域网一样，虽然发挥的作用有限，但昭示着的远大前景已经不容质疑。22物联网的定义221对物联网的字面理解根据物联网这三个字我们可以想到物体物品商品，网网状网络互联网，联联系关联，由这些联想可以大致理解为物联网就是能过一种类似网络的形式奖一些物品联系起来的体系结构，这种类似的网络应该和互联网差不多，此联系起来的主要目的是进行信息交换与通信。222物联网概念“物联网概念”是在“互联网概念”的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络概念。其定义是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球
19、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。223中国式”物联网定义物联网INTERNETOFTHINGS指的是将无处不在（UBIQUITOUS）的末端设（DEVICES）和设施（FACILITIES），包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”ENABLED的，如贴上RFID的各种资（ASSETS）、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”（MOTE），通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络
20、实现互联互通（M2M、应用大集（GRANDINTEGRATION、以及基于云计算的SAAS营运等模式，在内网（INTRANET）、专网（EXTRANET）、和/或互联网（INTERNET）环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面（集中展示的COCKPITDASHBOARD等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化1。第三章物联网的关键技术和原理及构造31物联网4大支撑技术物联结构网示意图物联网产业链可以细分为标识、
21、感知、处理和信息传送四个环节，每个环节的关键技术分别为RFID、传感器、智能芯片和电信运营商的无线传输网络。1RFID电子标签属于智能卡的一类，物联网概念是1998年MITAUTOID中心主任ASHTON教授提出来的，RFID技术在物联网中主要起“使能”（ENABLE作用物联网4大支撑技术与业务群2传感网借助于各种传感器，探测和集成包括温度、湿度、压力、速度等物质现象的网络，也是温总理“感知中国”提法的主要依据之一；3M2M这个词国外用得较多，侧重于末端设备的互联和集控管理。4两化融合工业信息化也是物联网产业主要推动力之一，自动化和控制行业是主力。311RFID技术RFID是物联网发展的排头兵
22、，RFID技术是一项利用射频信号通过空间耦合交变磁场或电磁场实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术，最简单的RFID系统由电子标签TAG、读写器READER和天线ANTENNA三部分组成，在实际应用中还需要其他硬件和软件的支持。2009年中国RFID市场规模将达到50亿元，年复合增长率为33，其中电子标签超过38亿元、读写器接近7亿元、软件和服务达到5亿元的市场格局。从信息传递的基本原理来说，射频识别技术在低频段基于变压器耦合模型初级与次级之间的能量传递及信号传递，在高频段基于雷达探测目标的空间耦合模型雷达发射电磁波信号碰到目标后携带目标信息返回雷达接收机。1948年哈里斯托克
23、曼发表的“利用反射功率的通信“奠定了射频识别技术的理论基础。目前定义RFID产品的工作频率有低频、高频和超高频的频率范围内的符合不同标准的不同的产品,而且不同频段的RFID产品会有不同的特性。其中感应器有无源和有源两种方式，下面详细介绍无源的感应器的工作频率。一、低频从125KHZ到134KHZ其实RFID技术首先在低频得到广泛的应用和推广。该频率主要是通过电感耦合的方式进行工作,也就是在读写器线圈和感应器线圈间存在着变压器耦合作用通过读写器交变场的作用在感应器天线中感应的电压被整流,可作供电电压使用磁场区域能够很好的被定义，但是场强下降的太快。二、高频工作频率为1356MHZ在该频率的感应器
24、不再需要线圈进行绕制，可以通过腐蚀活着印刷的方式制作天线。感应器一般通过负载调制的方式进行工作。也就是通过感应器上的负载电阻的接通和断开促使读写器天线上的电压发生变化，实现用远距离感应器对天线电压进行振幅调制。如果人们通过数据控制负载电压的接通和断开，那么这些数据就能够从感应器传输到读写器。三、超高频工作频率为860MHZ到960MHZ之间超高频系统通过电场来传输能量。电场的能量下降的不是很快，但是读取的区域不是很好进行定义。该频段读取距离比较远，无源可达10M左右。主要是通过电容耦合的方式进行实现。312什么是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
25、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。313RFID技术的基本工作原理是什么RFID技术的基本工作原理并不复杂标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（PASSIVETAG，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（ACTIVETAG，有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数
26、据处理。一套完整的RFID系统,是由阅读器READER与电子标签TAG也就是所谓的应答器TRANSPONDER及应用软件系统三个部份所组成,其工作原理是READER发射一特定频率的无线电波能量给TRANSPONDER,用以驱动TRANSPONDER电路将内部的数据送出，此时READER便依序接收解读数据,送给应用程序做相应的处理。以RFID卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成,感应偶合INDUCTIVECOUPLING及后向散射偶合BACKSCATTERCOUPLING两种,一般低频的RFID大都采用第一种式,而较高频大多采用第二种方式。阅读器根据使用的结构和技术不同
27、可以是读或读/写装置，是RFID系统信息控制和处理中心。阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。阅读器和应答器之间一般采用半双工通信方式进行信息交换，同时阅读器通过耦合给无源应答器提供能量和时序。在实际应用中，可进一步通过ETHERNET或WLAN等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。应答器是RFID系统的信息载体，目前应答器大多是由耦合原件（线圈、微带天线等）和微芯片组成无源单元。32传感网传感网是感知世界、物物互联的综合信息系统，从用户或产业应用的角度又称为物联网。移动通信网络连接的是人与人，是网络中的“客流系统”；传感网连接的是物与物，是网络中的“物流系统
28、”。物联网的体系构架主要有三层应用层、网络层和感知层，而传感器作为物联网采集信息的终端工具，就如同是物联网的“眼睛”“鼻子”和“耳朵”，是感知层的关键技术，在物联网的发展过程中，传感器技术已成为其最重要的支柱技术之一。321传感器的定义和分类国家标准GB766587对传感器下的定义是“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。根据传感器的定义，我们可以将传感器大致分为三大主流电阻传感器、电容传感器和电感传感器。（1）电阻式传感器电阻式传感器是把位移、力、压力、加速度、扭矩等非电物理量转换为电阻值变化的传感器。它主要包括电阻应变式传感器、电位器
29、式传感器和锰铜压阻传感器等。电阻式传感器与相应的测量电路组成的测力、测压、称重、测位移、加速度、扭矩等测量仪表是冶金、电力、交通、石化、商业、生物医学和国防等部门进行自动称重、过程检测和实现生产过程自动化不可缺少的工具之一。电阻应变式传感器是现代传感器技术的重要组成部分。它是利用安装在弹性体上的应变片，在外载荷作用下，弹性体得变形与其引起的应变片的电阻变化之间呈线性关系的原理，制成测量各种物理量（如力、重量、压力、位移、加速度及扭矩等）的传感器的统称，它是应变式传感器中的一类。（2）电容式传感器把被测的机械量，如位移、压力等转换为电容量变化的传感器。它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。其最常
30、用的形式是由两个平行电极组成、极间以空气为介质的电容器。若忽略边缘效应，平板电容器的电容为A，式中为极间介质的介电常数，A为两电极互相覆盖的有效面积,为两电极之间的距离。、A、三个参数中任一个的变化都将引起电容量变化，并可用于测量。因此电容式传感器可分为极距变化型、面积变化。（3）电感式传感器电感式传感器是利用电磁感应把被测的物理量如位移，压力，流量，振动等转换成线圈的自感系数和互感系数的变化，再由电路转换为电压或电流的变化量输出，实现非电量到电量的转换。322生活中的传感器现代家用电器中普遍应用着传感器。传感器在电子炉灶、自动电饭锅、吸尘器、空调器、电子热水器、热风取暖器、风干器、报警器、电
31、熨斗、微波炉、电风扇、游戏机、电子驱蚊器、洗衣机、洗碗机、相机、电冰箱、彩色电视机、录像机、录音机、收音机、电唱机及家庭影院等方面得到了广泛的应用。传感器在汽车上的应用也极其广泛，如汽车安全气囊系统、雨刷系统、防盗装置、防滑控制系统、防抱死装置、电子变速控制装置、排气循环装置、电子燃料喷射装置及汽车“黑匣子”等都依赖于了传感器的功能。通过计算机与无线传感器网络的配合，还可以实现智能农业，对农产品生长的环境进行监控，并实现相应的控制。323传感器的发展趋势（1）微型化由于信息时代信息量激增，要求传感器能捕捉处理海量的信息的能力日益加强；与此同时，传感器系统的操作友好性亦被提上了议事日程，因此还要
32、求传感器必须配有标准的输出模式，而传统的大体积弱功能传感器往往很难满足上述要求，所以它们已逐步被各种不同类型的高性能微型传感器所取代。后者主要由硅材料构成，具有体积小、重量轻、反应快、灵敏度高以及成本低等优点。当前微型传感器已经对大量不同应用领域，如航空、远距离探测、医疗及工业自动化等领域的信号探测系统产生了深远影响。传感器体积越来越小，功能越来越强大归功于当前计算机技术、辅助设计CAD技术和集成电路技术、微机电系统MEMS技术的快速发展。（2）智能化智能化传感器是20世纪80年代末出现的另外一种涉及多种学科的新型传感器系统。此类传感器系统经问世即刻受到科研界的普遍重视，尤其在探测器应用领域，
33、如分布式实时探测、网络探测和多信号探测方面直颇受欢迎，产生的影响较大。智能化传感器是指那些装有微处理器的，不但能够执行信息处理和信息存储，而且还能够进行逻辑思考和结论判断的传感器系统。这一类传感器就相当于是微型机与传感器的综合体样，其主要组成部分包括主传感器、辅助传感器及微型机的硬件设备。智能化传感器相对普通传感器的优势是不容质疑的，智能化传感器将会进一步扩展到化学、电磁、光学和核物理等研究领域。可以预见，新兴的智能化传感器将会在全人类国民生的各个领域发挥越来越大作用。（3）多功能化如前所述，通常情况下一个传感器只能用来探测一种物理量，但在许多应用领域中，为了能够完美而准确地反映客观事物和环境
34、，往往需要同时测量大量的物理量。由若干种敏感元件组成的多功能传感器是一种体积小巧而多种功能兼备的新一代探测系统，它可以借助于敏感元件中不同的物理结构或化学物质及其各不相同的表征方式，用单独一个传感器系统来同时实现多种传感器的功能。随着传感器技术和微机技术的飞速发展，目前已经可以生产出来将若干种敏感元件组装在同种材料或单独块芯片上的一体化多功能传感器。（4）无线网络化无线网络对我们来说并不陌生，比如手机，无线上网，电视机。传感器对我们来说也不陌生，比如温度传感器。但是，把二者结合在起来，提出无线传感器网络WIRELESSSENSORNETWORKS,WSN这个概念，却是近门年才发生的事情。传感器
35、网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等，能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息。通过嵌入式系统对信息进行处理，并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知信息传送到用户终端。从而真正实现“无处不在的计算”理念。传感器网络具有十分广阔的应用前景，在军事国防、工农业、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、危险区域远程控制等许多领域都有重要的科学价值和巨大实用价值，已经引起了世界许多国家军界、学术界和工业界的高度重视，并成为进入2000年以来公认的新兴9传感器原理期中论文前沿热点研究领域，被认为是将对二十一
36、世纪产生巨大影响力的技术之一。由此，我们得出结论（1）物联网的发展潜力和市场巨大。物联网将启动世界新一轮的高科技术领域、消费领域、生活领域的前进步伐。但是，要形成规模化的物联网产业，全面进入物联网时代，我们既需要热情的追求，更需要理智的思考和扎实的工作，去迎接物联网春天的来临。（2）传感器作为信息产业的重要神经触角，它在实际生活中的应用越来越广泛，几乎所有的高科技行业都离不开传感器的信息采集技术支持。如果将物联网与传感器更完美地融合，物物相联，物皆能知的未来绝不是幻想。33M2M目前业界普遍认为，M2M技术是物联网实现的关键。M2M技术原意是机器对机器MACHINETOMACHINE通信的简称
37、，是指所有实现人、机器、系统之间建立通信连接的技术和手段，广义上也指人对机器MANTOMACHINE、机器对人MACHINETOMAN以及移动网络对机器MOBILETOMACHINE之间的连接与通信。M2M是物联网四大支撑技术之一。“M2M”是“MACHINETOMACHINE”的缩写，用来表示机器对机器之间的连接与通信。比如，机器间的自动数据交换（这里的机器也指虚拟的机器比如应用软件）从它的功能和潜在用途角度看，M2M引起了整个“物联网”的产生。331M2M的基本概念首先，M2M有以下三个基本特征1数据和节点（DEP）2通信网络3数据融合点（DIP）。DEP和DIP可以用于任何子系统集成。例
38、如，一个完整的过程（X）到一个IT应用（Y）。图1显示了三要素之间的相互关系。这个解决方案也被称为“端对端的M2M”。（X）和应用（Y）构成了事实上的功能端点。一般而言，一个数据端点（DEP）指的是一个微型计算机系统，一个连接到程序或者是更高层次子系统的端点。另一个端点连接到通信网络。在大多数的MSM应用中，都有几个DEP。另一方面，一个典型的M2M应用只有一个数据结合点。虽说是这样，但是可以设想M2M应用有多个DIP。对于DIP没有硬性的规定。例如可以形成一个互联网服务器或特殊的软件应用在交通控制主机。M2M应用的信息流也未必是面向服务器的。相反，DIP和DIP之间的直接通信路线是被支持的，
39、还有单个DEP之间直接和间接的联系，就像我们所熟知的P2P（PEERTOPEER）联系一样。如上所述，M2M应用的通信网络是DEP（数据终点）和DIP（数据集成电）之间的中央连接部分。就物理部分来说，这种网络的建立可以使用局域网、无线网络、电话网络/ISDN，或者是类似的。332基于M2M的监控基础架构如今，无数的应用程序使用复杂的网络设备，其中大多数系统履行每天24小时、每周7天、没有任何人监督的服务。个别子系统故障，整个应用程序至少是一部分将受到损害。然而，尽快检测出具体的故障仍是一个问题。上图基于M2M的监控基础架构上图显示了一个基于M2M的基础设施监测的解决方案。该数据终点（DEP）在
40、每一种情况下都通过特殊的监测传感器检查基础设施组成部分的可用性。任何潜在的故障都能通过DEP被迅速监测。单独的DEP通过通信网络和监控应用软件相连接。这个应用软件用于数据集成点（DIP）。它从单独的监控基础设施的DEP接收失败、错误和故障信息（图的X、Y和Z）。除了与DEP连接之外，DIP监控软件还有另外两个接口配置接口和通知接口。配置接口是决定谁、什么时候对系统负责。这通常使得可能设想不同的通知方案。该接口对监控行为进行明确界定。通知接口发送各种消息（SMS、电子邮件、自动发送传真，或者拨打某个电话号码和播放音频文件）。34两化融合两化融合是信息化和工业化的高层次的深度结合，是指以信息化带动
41、工业化、以工业化促进信息化，走新型工业化道路；两化融合的核心就是信息化支撑，追求可持续发展模式。在中国共产党第十六次全国代表大会上，江泽民主席率先提出了“以信息化带动工业化，以工业化促进信息化”的新型工业化道路的指导思想；经过5年的发展和完善，在中国共产党第十七次全国代表大会上胡锦涛主席继续完善了“发展现代产业体系，大力推进信息化与工业化融合”的新科学发展的观念，两化融合的概念就此形成。工业信息化也是物联网产业主要推动力之一，自动化和控制行业是主力，但目前来自这个行业的声音相对较少。第四章物联网的应用IPV6发展多年，由于缺乏吸引用户的应用业务，IPV6用户和流量规模依然太小。工业和信息化部通
42、信发展司副司长陈家春近期表示，政府将推动IPV6产业培育，业界可以典型应用、项目示范，摸索出可持续发展商业化运营模式，“以点带面”推动产业加快发展。在多种IPV6应用中，物联网应用覆盖了智慧农业、智能环保、智能建筑、智能交通等广泛领域，提供“无所不在的连接和在线服务”，包括在线监测、定位追溯、报警联动、指挥调度、远程维保等服务。但是物联网的发展遇到了端到端服务的难题、存在严重的网络IP地址数量短缺问题。作为未来互联网发展的基础技术，IPV6的商用和推广将显著改善物联网的发展环境，促进更多符合用户要求的创新应用产生。物联网应用案例一智慧农业针对智慧农业业务发展中的IP地址缺乏的瓶颈问题，中国电信
43、在湖南省农业厅下属的湖南省优质果茶良种繁育场进行试点示范应用，建设了国内基于IPV6的典型物联网应用。该应用充分利用IPV6技术的优点，在传感网侧采用了基于IPV6的低功耗组网技术6LOWPAN，各种传感和控制量通过6LOWPAN网络传输至支持双栈的移动网络网关设备，可以在具备IPV6环境的移动网络中实现全IPV6的数据采集和远程控制。在手机客户端侧，该应用也通过合作研发完成了数款具备双栈能力的手机终端，并在手机终端上研发了双栈手机客户端，成功打通了智慧农业应用基于双栈的应用整体部署的各个环节。截至目前，中国电信依托其基于IPV6的智慧农业应用服务已经先后完成浙江“智能水产”、北京“天润草莓园
44、”、山东“智能蘑菇大棚”、陕西杨林“智慧农业”等各类应用服务，实现了数千标准监测点的服务和管理。物联网应用案例二IDC温湿度监控中国移动利用轻量级IPV6技术进行IDC机房温湿度监控，覆盖3000平方米机房面积，取得较好效果。物联网对于IP地址消耗量大，非常适合应用IPV6。但物联网的传感器功能相对简单，处理能力低，而IPV6包头较大、耗用资源多。网关由于计算能力有限，需要对IP协议栈进行剪裁，现有产品对IP协议栈的剪裁方式多种多样，导致严重互通问题。从这点出发，中国移动认为需要制定统一的轻量级协议标准予以规范，从而实现物联网的规模发展，因此力推轻量级IPV6传感器应用。据悉，中国移动已在IE
45、TE管理互联网协议的标准机构发起轻量级协议实现工作组，并担任工作组联席主席，以推动IPV6在物联网中的应用。据悉，产业界采用轻量级协议标准已经开发了部分产品，并在中国移动现网进行了部署和试验，经验证技术可行。物联网应用案例三智能大棚天地互连与各方合作推出的智能大棚，综合利用IPV6、无线传感网、IEEE1888等技术，通过实时传感采集和历史数据存储功能，可摸索出农作物生长对温、湿、光、土壤的需求规律，提供精准的科研实验数据通过智能分析与联动控制功能，及时精确地满足农作物生长对环境各项指标要求，达到高幅增产的目的通过光照和温度的智能分析和精确干预，使农作物完全遵循人工调节等高效、实用的农业生产效
46、果。目前，该技术已经在黑龙江农垦总局、湖南农科院、北京草莓园和花卉基地、海南良种培育基地、陕西杨林农业示范区部署。物联网应用案例四楼宇节能在中关村软件园信息楼和IDC机房等区域，中关村软件园联合相关企业一起利用基于IPV6的节能系统，包括灯光照明、LED照明控制系统、公共场所视频监控系统、传感器人感、温度湿度、光照安防以及可视化集中控制监测系统，采用对IDC机房空调、电力系统进行改造智能化电表等方式，实现远程智能楼宇节能，验证了IPV6应用于楼宇节能的技术可行性。经测试发现，楼宇引进IPV6技术，通过对能耗设备、环境调节系统、人员监测系统，进行远程控制、可视化操作等方式，可有效将楼宇内的能耗大
47、幅度降低。物联网技术应用案例五实时医疗监护以物联网技术为基础的无线传感器网络在检测人体生理数据、老年人健康状况、医院药品管理以及远程医疗等方面可以发挥出色的作用。在病人身上安置体温采集、呼吸、血压等测量传感器，医生可以远程了解病人的情况。利用传感器网络长时间地收集人的生理数据，这些数据在研制新药品的过程中非常有用。这个系统稍加产品化，便可成为一些老人及行动不便的病人的安全助手。同时，该系统也可以应用到一些残障人士的康复中心，对病人的各类肢体恢复进展进行精确测量，从而为设计复健方案带来宝贵的参考依据。物联网技术应用案例六放流鱼有了“身份证”如果你在无锡蠡湖边偶然看到鲢鳙鱼的背脊上有类似小天线的黄
48、色标签时，请不要惊奇，这是物联网技术“联姻”净水渔业的尝试。无锡市农业委员会今年在蠡湖放流了30万尾小鱼，和往年不同，今年有3500条生长约1年的鲢鳙鱼体内被植入高科技芯片，成为探知放流效果的有效载体。芯片用来记录鱼放流时间、放流地点、放流时鱼身体状况等初始信息。研究人员用计算机扫描芯片，就可找到初始数据，以此研究蠡湖鱼类的生存状态、环境变化对鱼的影响等，还可通过鱼类身体重量变化算出吃掉的蓝藻，精细测量出蠡湖生态环境的改善。物联网技术应用案例七物联网冰箱当你工作一天回到家，想做一份莲子桂圆汤，走到冰箱前查询冰箱外立面上的显示屏时却发现，冰箱内现有红枣、莲子，却没有桂圆。没关系，这台冰箱已经通过
49、物联网技术与全球相连接，马上访问沃尔玛的网站，那里有很多桂圆可供选购这就是物联网冰箱带给人们的新生活。物联网冰箱不仅可以储存食物，还可实现冰箱与冰箱里的食品“对话”。冰箱可以获取其储存食物的数量、保质期、食物特征、产地等信息，并及时将信息反馈给消费者。它还能与超市相连，让你足不出户就知道超市货架上的商品信息能够根据主人取放冰箱内食物的习惯，制订合理的膳食方案。此外，它还是一个独立的娱乐中心，具有网络可视电话功能，能浏览资讯和播放视频。物联网技术应用案例八智能交通发展引擎随着经济的发展，城市人口剧增，汽车数量的持续增加，交通问题已成为城市发展中最重要的问题。而由交通问题引起的环境噪声、大气污染、能源消耗等也已成为现在全球面临的严峻问题。为了解除这一难题，各地除了大规模的兴建轨道交通、BRT，倡导公交优先等理念外，也无一例外的把目光投向了智能交通。智能交通是基于物联网技术发展的，而随着物联网技术的迅猛发展，智能交通领域被赋予了更多的科技内涵，为智慧城市的建设作出了巨大贡献。物联网作为一种融合无线通讯技术、微电子传感器、嵌入式系统的新技术，逐渐被用于智能交通系统等需要数据采集与检测的相关领域，从而给城市智能交通建设带来全新的升级。物联网在智能交通运输领域的应用不断深化，催生了大量的新技术、新产品。在车载、传感卫星定位，船舶卡、电子运输电子证件，高速公路
