1.1 物聯網的定義
國內外普遍認為物聯網最初是由麻省理工學院Ashton教授在1999年提出,其理念是通過射頻識別(RFID)(RFID+互聯網)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器、氣體感應器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。簡而言之,物聯網就是“基于物與物相連的互聯網”。根據物聯網的定義,可得到如圖1-1所示的物聯網系統的一般結構。
圖1-1 物聯網系統的一般結構
圖1-1中,各類傳感器、控制器、交互設備、視頻、嵌入系統等設備,通過物聯網連接起來,在總部和分布式控制中心的協調下,進行多種信息的采集與多種設備的控制,實現對“萬物”的“高效、節能、安全、環保”的“管、控、營”一體化。總之,物聯網把所有物品通過信息傳感設備與互聯網連接起來,進行信息交換,即物物相息,以實現智能化識別和管理。
目前國內外對物聯網還沒有一個統一公認的標準。國內外不同機構對物聯網的描述如下。
中國物聯網校企聯盟:將物聯網定義為當下幾乎所有技術與計算機、互聯網技術的結合,實現物體與物體之間,環境以及狀態信息的實時共享以及智能化的收集、傳遞、處理、執行。廣義上說,當下涉及信息技術的應用,都可以納入物聯網的范疇。
根據中國物聯網校企聯盟的定義,可以看出,物聯網是一個基于互聯網、傳統電信網等信息承載體,讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現互聯互通的網絡。其具有普通對象設備化、自治終端互聯化和普適服務智能化三個重要特征。
國際電信聯盟(ITU):將物聯網定義為通過二維碼識讀設備、射頻識別(RFID)裝置、紅外感應器、全球定位系統和激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
根據國際電信聯盟的定義,物聯網主要解決物品與物品(Thing to Thing,T2T),人與物品(Human to Thing,H2T),人與人(Human to Human,H2H)之間的互連。但是與傳統互聯網不同的是,H2T是指人利用通用裝置與物品之間的連接,從而使得物品的連接更加簡化,而H2H是指人之間不依賴于PC而進行的互連。因為互聯網并沒有考慮到對于任何物品連接的問題,故我們使用物聯網來解決這個傳統意義上的問題。物聯網顧名思義就是連接物品的網絡,許多學者討論物聯網時,經常會引入一個M2M的概念,可以解釋成為人到人(Man to Man)、人到機器(Man to Machine)、機器到機器(Machine to Machine)。從本質上而言,人與機器、機器與機器的交互,大部分是為了實現人與人之間的信息交互。
雖然不同組織對物聯網的定義不完全相同,但從對物聯網定義的本質分析,物聯網是現代信息技術發展到一定階段后才出現的一種聚合性應用與技術提升,它是將各種感知技術、現代網絡技術和人工智能與自動化技術聚合與集成應用,使人與物智慧對話,創造一個智慧的世界。因此物聯網技術的發展幾乎涉及了信息技術的方方面面,是一種聚合性、系統性的創新應用與發展,因此被稱為信息產業的第三次革命性創新。物聯網的本質主要體現在三個方面:一是互聯網性,即對需要聯網的物體要能夠實現互聯互通的互聯網絡;二是識別與通信特征,即納入物聯網的“物”一定要具備自動識別、物物通信的功能;三是智能化特征,即網絡系統應具有自動化、自我反饋與智能控制的特點。
總體上物聯網可以概括為:通過傳感器、射頻識別技術、全球定位系統等,實時采集任何需要監控、連接、互動的物體或過程的聲、光、電、熱、力學、化學、生物、位置等需要的信息,通過各種可能的網絡接入、實現物與物、物與人的泛在連接,從而實現對物品和過程的智能感知、識別和管理。因此,物聯網有以下三個基本特征。
1)全面感知,利用射頻識別技術(RFID)、傳感器、二維碼等技術隨時隨地獲取物體的信息。
2)可靠傳遞,通過各種電信網絡與互聯網的融合,將物體的信息實時準確地傳遞出去。
3)智能處理,利用云計算、模糊識別等各種智能計算技術,對海量的數據和信息進行分析和處理,對物體實施智能化的控制。
但物聯網中的“物”,不是普通意義的萬事萬物,這里的“物”要滿足以下條件:①要有相應信息的接收器;②要有數據傳輸通路;③要有一定的存儲功能;④要有處理運算單元(CPU);⑤要有操作系統;⑥要有專門的應用程序;⑦要有數據發送器;⑧遵循物聯網的通信協議;⑨在世界網絡中有可被識別的唯一編號。