前言

寫(xiě)作背景

莊子有言：“天地有大美而不言，四時(shí)有明法而不議，萬(wàn)物有成理而不說(shuō)。圣人者，原天地之美而達(dá)萬(wàn)物之理。”

莊子將天地萬(wàn)物與人平等對(duì)待，打破了 “以人類(lèi)為中心”的桎梏。如果說(shuō)互聯(lián)網(wǎng)是以“人的需求”為中心構(gòu)建的，那么物聯(lián)網(wǎng)，則真正實(shí)現(xiàn)將人與萬(wàn)物并列，實(shí)現(xiàn)人與物、物與物的網(wǎng)絡(luò)溝通。網(wǎng)聯(lián)天下、智慧萬(wàn)物就是物聯(lián)網(wǎng)的終極目標(biāo)。

建設(shè)物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，不是簡(jiǎn)單地對(duì)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行延伸和擴(kuò)展，而是需要完成垂直行業(yè)技術(shù)和信息技術(shù)的整合。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)涉及眾多的技術(shù)領(lǐng)域，其中有三大技術(shù)支柱。

1）感知技術(shù)：解決信息采集的問(wèn)題，相當(dāng)于人類(lèi)的“感官”體系。

2）通信技術(shù)：解決信息近距離或遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膯?wèn)題，相當(dāng)于人類(lèi)的“神經(jīng)”系統(tǒng)。

3）計(jì)算機(jī)技術(shù)：解決信息分析和處理的問(wèn)題，相當(dāng)于人類(lèi)負(fù)責(zé)思維的“大腦”。

物聯(lián)網(wǎng)的核心能力就是感知能力、通信能力和計(jì)算能力。從通信能力看，5G網(wǎng)絡(luò)具有高帶寬、低時(shí)延、大連接的特點(diǎn)，為用戶(hù)提供光纖般的接入速率，“零”時(shí)延的操作感知、千億設(shè)備的連接能力，將拉近萬(wàn)物的距離，為用戶(hù)帶來(lái)身臨其境的信息盛宴。從平臺(tái)計(jì)算能力看，現(xiàn)在平臺(tái)計(jì)算能力已足以支撐“人工智能+大數(shù)據(jù)+云計(jì)算”等新技術(shù)，完全可以為用戶(hù)提供多場(chǎng)景智能、智慧的應(yīng)用體驗(yàn)。

物聯(lián)網(wǎng)雖依托于通信網(wǎng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，但智能感知識(shí)別技術(shù)才是物物相連的根基。物體沒(méi)有感知周邊信息的能力，“聾子、啞巴”式的終端連在網(wǎng)上也沒(méi)有什么用。因此可以這么說(shuō)，傳感器是物聯(lián)網(wǎng)信息之源，感知技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)之本。

我國(guó)的傳感器工藝發(fā)展速度較為緩慢。我國(guó)在物聯(lián)網(wǎng)傳感層核心技術(shù)的掌握上，同發(fā)達(dá)國(guó)家相比，尚有不小的差距。我國(guó)感知技術(shù)的發(fā)展，相對(duì)于計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)來(lái)說(shuō)，明顯處于劣勢(shì)。

雖然業(yè)務(wù)和應(yīng)用是物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新的核心動(dòng)力，是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的靈魂，但在各種應(yīng)用場(chǎng)景中，發(fā)展的瓶頸就在于感知層，感知層的發(fā)展瓶頸又在于傳感元件。

本書(shū)結(jié)構(gòu)

本書(shū)主要介紹物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)及其在垂直行業(yè)的應(yīng)用，分為7章。

第1章，帶領(lǐng)大家了解什么是物聯(lián)網(wǎng)，了解物聯(lián)網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)。傳感器的性能決定了物聯(lián)網(wǎng)性能。本章提出了物聯(lián)天下，傳感先行的觀點(diǎn)。

第2章，介紹了什么是傳感器，如何挑選傳感器。由于傳感器的種類(lèi)成千上萬(wàn)，本書(shū)只選擇了簡(jiǎn)單的電學(xué)量傳感器來(lái)介紹基本的傳感器原理和應(yīng)用。

傳感器要向智能化的方向發(fā)展，必須模擬人類(lèi)的感官。第3章介紹了智能傳感器，在此基礎(chǔ)上，給出智能觸覺(jué)、智能視覺(jué)、智能定位等系統(tǒng)的基本原理和應(yīng)用。

有了 “感”，還需要 “知”。自動(dòng)對(duì)物流信息進(jìn)行記錄、處理、傳遞和反饋，是構(gòu)造全球物品信息實(shí)時(shí)共享的技術(shù)基石。第4章介紹了自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，尤其是RFID技術(shù)。

單槍匹馬難以成事。第5章將單個(gè)傳感器組合起來(lái)，讓它們成為團(tuán)隊(duì)，協(xié)同完成獲取現(xiàn)場(chǎng)信息的工作。

“感知” 的目的是為了 “業(yè)務(wù)應(yīng)用”。把物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層看作是一個(gè)透明的管道，那么物聯(lián)網(wǎng)的傳感層和應(yīng)用平臺(tái)層之間就需要彼此協(xié)調(diào)配合。第6章介紹了物聯(lián)網(wǎng)中間件，它用來(lái)屏蔽傳感層和應(yīng)用平臺(tái)層彼此之間的復(fù)雜性。

5G通信技術(shù)和ABC[人工智能（AI）+大數(shù)據(jù)（Big Data）+云計(jì)算（Cloud Com-puting）]技術(shù)的發(fā)展不斷促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)感知層技術(shù)的更新?lián)Q代，也將促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)新應(yīng)用的普及。第7章介紹了 “5G+ABC” 背景下的新感知、新應(yīng)用。

適合讀者

本書(shū)是物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)的科普讀物，可供物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的入門(mén)者使用，同時(shí)可作為各類(lèi)院校物聯(lián)網(wǎng)工程、通信工程、網(wǎng)絡(luò)工程和計(jì)算機(jī)等專(zhuān)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)的教材 （建議在80學(xué)時(shí)以上） 或參考讀物。

本書(shū)還可以作為物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的項(xiàng)目管理人員、營(yíng)銷(xiāo)人員、售前支持人員、工程服務(wù)人員學(xué)習(xí)用書(shū)，也可供企業(yè)或政府物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)管理部門(mén)決策時(shí)參考。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)方面的研發(fā)人員，本書(shū)只適合其初步了解物聯(lián)網(wǎng)的感知技術(shù)，具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)還需參考協(xié)議類(lèi)書(shū)籍。

致謝

本書(shū)的寫(xiě)作前后持續(xù)了一年的時(shí)間。在這個(gè)漫長(zhǎng)的寫(xiě)作過(guò)程中，我得到很多親人和朋友的關(guān)心和幫助。

首先感謝我的父親和母親，是他們的持續(xù)鼓勵(lì)和默默支撐，使我能夠長(zhǎng)時(shí)間專(zhuān)注于專(zhuān)業(yè)技術(shù)書(shū)籍的寫(xiě)作。其次，要感謝我的妻子和孩子，溫暖的家庭生活是我持續(xù)奮斗的原動(dòng)力。感謝本書(shū)編輯追求卓越的工作精神，感謝她充分為讀者考慮的持續(xù)付出。最后，感謝所有的讀者朋友，你們的關(guān)注是我最大的欣慰。

由于作者水平有限，書(shū)中難免存在疏漏和錯(cuò)誤之處，敬請(qǐng)批評(píng)指正。

王振世

2019年8月