前言

人類的進步源于對美好生活的向往和不懈追求。先來看本書中的幾個關鍵詞：物聯網秩序、5G、LPWAN、NB-IoT、霧計算、可穿戴技術、物聯網安全。這些不斷推陳出新的概念刻畫著物聯網的發展和人類的未來。

物聯網（Internet of Things, IoT）被稱為繼計算機、互聯網和移動通信網絡之后的第三次信息技術革命，其廣闊的應用前景受到了世界各國的高度關注。物聯網是普遍聯系的網絡，是基于互聯網、電信網等信息網絡的承載體，可以視為互聯網的延伸和升級。物聯網技術是蓬勃發展的技術，在信息技術發展和物聯網應用的推進中，人類對外在物質世界的感知信息都將被納入到一個融合了現在和未來的各種網絡——物聯網之中。毋庸置疑，人和物正在緊密地聯系在物聯網中。

物聯網被稱為全球下一個萬億美元級規模的新興產業之一。據美國咨詢機構FORRESTER 2015年預測，2016年全球將會使用64億個物聯網（IoT）設備，而在2020年，這些種類將極大豐富的設備數量可能達到500億臺。

2020年，世界上物與物互聯的業務跟人與人通信的業務相比，將達到30∶1，物聯網產業的發展潛力不容小覷。EPoSS觀察認為：物聯網的發展在經歷技術日益成熟，并被廣泛應用于物流、零售和制藥領域，“物”的整合并互聯之后，物體將于2015—2020年進入半智能化，對象能進行交互；2020年之后物體將實現全智能化及對象個性化。

我國物聯網市場規模從2013年的4896億元到2015年的7500億元，根據IT和通信業的研究機構貝葉思發布的報告，按照近五年約30%的年復合增速來看，2018年前后物聯網市場規模將超過1.5萬億元。經過近幾年的努力，我國公眾網絡機器到機器（M2M）連接數已突破1億，占全球總量的31%，成為全球最大市場。工業與信息化部也在2017年編制的新版《電信網編號計劃》中增加了物聯網網號。電信運營商們正在努力推動M2M在物聯網上的應用，華為等ICT領域的企業正在作為NB-IoT的急先鋒，用行動豐滿著廣域低功耗物聯網接入的標準。根據工業和信息化部發布的物聯網2016—2020年發展規劃，到2020年，將基本形成具有國際競爭力的物聯網產業體系，包含感知制造、網絡傳輸、智能信息服務在內的總體產業規模將突破1.5萬億元，公眾網絡M2M連接數將突破17億，并打造10個具有特色的產業集聚區。

物聯網的發展和實踐是科學技術發展的必然，也是人類不斷追求自由和美好生活的遠景。進入21世紀，物聯網運用新一代IT技術把物和各種形態的網絡相連，形成普遍連接的新型網絡，它實現了人類社會與物理系統的深度融合，極大方便了人類的生產和生活。人類未來將能夠借助物聯網，以更加精細和動態的方式管理生產和生活。可以發現，物聯網正在給人們的生活方式帶來革命性的變化，同時也正推動著新的生產力形式的變革，將人與自然界中的各種物質緊密連接在一起。

按照信息獲取、傳輸、處理和應用的原則，從物聯網技術體系角度來看，物聯網普遍被認為是四層結構。本書詳細分析了物聯網的概念和特點，以及物聯網技術的感知識別層、網絡傳輸層、管理服務層和綜合應用層的體系結構，介紹了物聯網在各個層次上的關鍵技術及其應用空間。在此基礎之上，探索了基于物聯網技術的應用，展望了物聯網安全的研究前景。

書中前兩章著重介紹了物聯網的概念、特點和結構。中間四章根據物聯網的四層結構分別論述了物聯網的感知識別層技術體系、網絡傳輸技術體系、管理服務技術體系和綜合應用技術體系。物聯網各層之間既相對獨立又緊密聯系，各層之間都有相應的中間件作為上下聯系，重點放在應用層介紹。在這些物聯網的整體認識和技術體系結構的基礎上，于第7章論述了物聯網安全。

在本書的寫作過程中，感謝“大成”同學和“小秦”同學關于科普而不失嚴謹的寫作風格建議。感謝海西物聯網研究院，特別是張全升院長在謀篇布局中的建設性意見，感謝中山大學電子與通信工程學院陳曾平院長給予的指點和幫助。

方濱興院士，周東方、徐昕、李建成、袁乃昌、張春華、侯德亭、王宏義、胡濤教授，吳建飛博士后和楊奮燕碩士、李震碩士、米亞嵐碩士、趙喆碩士在本書結構的確定和內容校對等方面給予了幫助；廣東省新一代通信與網絡創新研究院、湖南時變通訊科技有限公司、武漢芯泰科技有限公司，特別是芯泰科技的夏光董事長，在信息的提供、資料收集等方面提供了支持，作者在此表示誠摯的感謝。還要感謝清華大學出版社的大力支持，特別是秦健編輯的積極協助與高效溝通，使本書能夠盡早與讀者見面。

本書中大量引用了互聯網上世界范圍的最新資訊和報刊報道，在此一并向原作者和刊發機構致謝，對于不能一一注明引用來源深表歉意。

由于作者水平有限，書中不妥之處在所難免，懇請讀者不吝指正。

宋航