物联网中的高科技创新

物联网 (Internet of Things，简称 IOT）是指在需要连接的物体上安装感知节点以获取所需要的信息，通过网络实现信息的交换和通讯，由终端来处理信息并实现智能化管理的一种“物物相连的网络”。通过物联网可以在任何时间、任何地点把任何事物实时联入网络、从而达到进行主动信息交换的目的。可见，从技术上可以把物联网分为如图 1 所示的三层 ：

感知层 ：在需要检测和管理的物体上布设大量的传感节点，实现一个全面感知。感知层在物联网系统中的地位和作用如同分布在各处的“神经末梢上的各类感知器官”，是物联网中信息的来源和基础 ；

网络层 ：把感知层获得的信息及时准确地传输到应用层，同时又及时准确地把应用层的管理和命令传输到相应物体的网络设施和相应的协议，它在物联网系统中的地位和作用如同分布在整个系统中的“神经系统”，是物联网中物物相连的信息传输通道和载体 ；

应用层 ：将网络层传输来的信息进行分类、处理、分析，并实现智能管理、提供增值服务的处理系统，它在物联网系统中的地位和作用如同“大脑”，是物联网中信息处理、实现价值的核心。

物联网中的感知层、网络层和应用层是有机相连的，而把它们有机联系起来的是由各种“硬件设备”所采集、传输和处理的“信息”。从技术上来说，物联网是由软件和硬件的结合来实现虚拟和现实的连接、提供多样化的智能服务。在物联网中所涉及的技术大体上可以分为如下几大类 ：

感知技术：如图 2 所示，主要是各种硬件的设备和装置 ,如各种传感器、标识和能够实现自组织协同工作的装置以及中间件等，由于使用的环境要求这些节点具备体积小、功能强、成本低、能耗低等，因此，微机电系统 MEMS、射频标签 RFID、嵌入式系统等是主要的技术基础。

网络技术 ：物联网中所涉及的网络技术，由于应用环境和目的不同，因而也是全面和多样化的，而不仅仅是互联网。网络技术主要有图 3 所示的三种 ：

(1) 广域网：无线移动通信网络、卫星通信网络、互联网、公众电话网、广播电视电网等，大趋势上是逐步实现多网之间的融合与信息共享，从而为广义上的物联网搭建网络基础。

(2) (2) 局域网 ：无线局域网 WLAN、Bluetooth、ZigBee 等，这类网络适合小范围内的信息传输和处理。

(3) (3) 专用网 ：例如电网、气象、军用等行业内部的专用网络，是实现某些行业的智能物联网项目的网络基础。

对于大量细节、节点信息的感知，需要通过更便捷、更可靠、更安全的方式传输汇聚到中心节点或者提供给信息处理单元。可以提供海量节点地址的下一代互联网 IPv6 技术 ,无线数据传输的 3G 及 LTE 技术，都为大范围的物联网应用传输提供了可能。 在传输的协议和通讯标准上，各网络技术需要尽快建立相应的标准。

信息技术 ：物联网的应用是以大量信息节点的实时感知和综合智能反馈处理为突出特征，所以，图 4 所示的信息处理技术是物联网的核心，其中集中式的超级运算、分布式的云计算将成为物联网运算的两条可选路径，此外，多媒体信息的处理、海量数据的存储、针对具体应用的数据模型和算法，对处理智能和效能的提升，都是信息技术在物联网时代所面临的挑战。

可见，物联网是一个综合性很强的技术领域，它最初起源于感知、传感技术的发展，进而受益于网络技术和信息技术的普及，终将成就于其所能够提供的创新应用和智能服务。因此，多类高科技的综合和针对生产生活需求的应用创新将是物联网的发展主要技术路线，也是物联网核心价值的最终体现。

作为国家的新兴战略产业，物联网是促进我国高科技发展及其应用创新的强大推动力，可以预见，在未来的 5 ～ 10年中，由中国所开创的智能物联网时代将培养出一大批高科技创新人才和自主创新的高科技企业，也将对人类的生产和生活产生深远的影响。