基本介紹
- 中文名：物聯網概念
- 外文名：Internet of Things
- 核心：萬物互聯
- 起源：信息傳播領域
定義,歷史溯源,特徵,關鍵技術,射頻識別技術,感測網,M2M系統框架,雲計算,套用領域,套用案例,產業結構特徵/圖譜,感知層,2 網路傳輸層,3 數據處理層,4 套用與服務層,相關關係,概念股,智慧城市,智慧城市的優點,挑戰,
定義
“中國式”物聯網
定義
最簡潔明了的定義：物聯網(Internet of Things)是一個基於網際網路、傳統電信網等信息承載體，讓所有能夠被獨立定址的普通物理對象實現互聯互通的網路。它具有普通對象設備化、自治終端互聯化和普適服務智慧型化3個重要特徵。
其它的定義：物聯網指的是將無處不在（Ubiquitous）的末端設備（Devices）和設施（Facilities），包括具備“內在智慧型”的感測器、移動終端、工業系統、樓控系統、家庭智慧型設施、視頻監控系統等、和“外在使能”(Enabled)的，如貼上RFID的各種資產（Assets）、攜帶無線終端的個人與車輛等等“智慧型化物件或動物”或“智慧型塵埃”（Mote），通過各種無線和/或有線的長距離和/或短距離通訊網路連線物聯網域名實現互聯互通（M2M）、套用大集成（Grand Integration）、以及基於雲計算的SaaS營運等模式，在區域網路（Intranet）、專網（Extranet）、和/或網際網路（Internet）環境下，採用適當的信息安全保障機制，提供安全可控乃至個性化的實時線上監測、定位追溯、報警聯動、調度指揮、預案管理、遠程控制、安全防範、遠程維保、線上升級、統計報表、決策支持、領導桌面（集中展示的Cockpit Dashboard）等管理和服務功能，實現對“萬物”的“高效、節能、安全、環保”的“管、控、營”一體化。
物聯網概念
“一句式”理解物聯網
把所有物品通過信息感測設備與網際網路連線起來，進行信息交換，即物物相息，以實現智慧型化識別和管理。
全球範圍內物聯網的產業實踐主要集中在三大方向。
何為數據“泛在聚合”意義上的物聯網？
第一個實踐方向被稱作“智慧塵埃”，主張實現各類感測器設備的互聯互通，形成智慧型化功能的網路。
第三個實踐方向被稱作數據“泛在聚合”意義上的物聯網，認為網際網路造就了龐大的數據海洋，應通過對其中每個數據進行屬性的精確標識，全面實現數據的資源化，這既是網際網路深入發展的必然要求，也是物聯網的使命所在。
RFID意義上的物聯網，所依據的EPCglobal標準在推出時，即被定義為未來物聯網的核心標準，但是該標準及其惟一的方法手段RFID電子標籤所固有的局限性，使它難以真正指向物聯網所提倡的智慧星球。原因在於，物和物之間的聯繫所能告知人們的信息是非常有限的，而物的狀態與狀態之間的聯繫，才能使人們真正挖掘事物之間普遍存在的各種聯繫，從而獲取新的認知，獲取新的智慧。
“泛在聚合”即是要實現網際網路所造就的無所不在的浩瀚數據海洋，實現彼此相識意義上的聚合。這些數據既代表物，也代表物的狀態，甚至代表人工定義的各類概念。數據的“泛在聚合”，將能使人們極為方便的任意檢索所需的各類數據，在各種數學分析模型的幫助下，不斷挖掘這些數據所代表的事務之間普遍存在的複雜聯繫，從而實現人類對周邊世界認知能力的革命性飛躍。
歷史溯源
物聯網概念最早出現於比爾蓋茨1995年《未來之路》一書，在《未來之路》中，比爾蓋茨已經提及物聯網概念，只是當時受限於無線網路、硬體及感測設備的發展，並未引起世人的重視。
1998年，美國麻省理工學院創造性地提出了當時被稱作EPC系統的“物聯網”的構想 。
1999年，美國Auto-ID首先提出“物聯網”的概念，主要是建立在物品編碼、RFID技術和網際網路的基礎上。過去在中國，物聯網被稱之為感測網。中科院早在1999年就啟動了感測網的研究，並已取得了一些科研成果，建立了一些適用的感測網。同年，在美國召開的移動計算和網路國際會議提出了，“感測網是下一個世紀人類面臨的又一個發展機遇”。
2003年，美國《技術評論》提出感測網路技術將是未來改變人們生活的十大技術之首 。
2005年11月17日，在突尼西亞舉行的信息社會世界峰會（WSIS）上，國際電信聯盟（ITU）發布了《ITU網際網路報告2005：物聯網》，正式提出了“物聯網”的概念。報告指出，無所不在的“物聯網”通信時代即將來臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過網際網路主動進行交換。射頻識別技術（RFID）、感測器技術、納米技術、智慧型嵌入技術將得到更加廣泛的套用和關注。
工信部總工程師朱宏任在中國工業運行2009年夏季報告會上表示，物聯網是個新概念，到2009年為止還沒有一個約定俗成的，大家公認的概念。他說，總的來說，“物聯網”是指各類感測器和現有的“網際網路”相互銜接的一種新技術。
2021年7月13日，中國網際網路協會發布了《中國網際網路發展報告（2021）》，物聯網市場規模達1.7萬億元，人工智慧市場規模達3031億元。
2021年9月，工信部等八部門印發《物聯網新型基礎設施建設三年行動計畫（2021-2023年）》，明確到2023年底，在國內主要城市初步建成物聯網新型基礎設施，社會現代化治理、產業數位化轉型和民生消費升級的基礎更加穩固。
物聯網概念的問世，打破了之前的傳統思維。過去的思路一直是將物理基礎設施和IT基礎設施分開，一方面是機場、公路、建築物，另一方面是數據中心，個人電腦、寬頻等。而在物聯網時代,鋼筋混凝土、電纜將與晶片、寬頻整合為統一的基礎設施，在此意義上，基礎設施更像是一塊新的地球。故也有業內人士認為物聯網與智慧型電網均是智慧地球的有機構成部分。
不過，也有觀點認為，物聯網迅速普及的可能性有多大，尚難以輕言判定。畢竟RFID早已為市場所熟知，但新大陸等擁有RFID業務的相關上市公司定期報告顯示出業績的高成長性尚未顯現出來，所以，對物聯網的普及速度存在著較大的分歧。但可以肯定的是，在國家大力推動工業化與信息化兩化融合的大背景下，物聯網會是工業乃至更多行業信息化過程中，一個比較現實的突破口。而且，RFID技術在多個領域多個行業所進行的一些閉環套用。在這些先行的成功案例中，物品的信息已經被自動採集並上網，管理效率大幅提升，有些物聯網的夢想已經部分的實現了。所以，物聯網的雛形就象網際網路早期的形態區域網路一樣，雖然發揮的作用有限，但昭示著的遠大前景已經不容質疑。
這幾年推行的智慧型家居其實就是把家中的電器通過網路控制起來。可以想見，物聯網發展到一定階段，家中的電器可以和外網連線起來，通過感測器傳達電器的信號。廠家在廠里就可以知道你家中電器的使用情況，也許在你之前就知道你家電器的故障。某一天突然有維修工上門告訴你家中空調有問題，你還驚異地不相信。
物聯網的發展，必然帶動感測器的發展，感測器發展到一定程度，變形金剛會真的出現在人們的面前。
特徵
物聯網的基本特徵從通信對象和過程來看，物與物、人與物之間的信息互動是物聯網的核心。物聯網的基本特徵可概括為整體感知、可靠傳輸和智慧型處理。
整體感知—可以利用射頻識別、二維碼、智慧型感測器等感知設備感知獲取物體的各類信息。
可靠傳輸—通過對網際網路、無線網路的融合，將物體的信息實時、準確地傳送，以便信息交流、分享。
智慧型處理—使用各種智慧型技術，對感知和傳送到的數據、信息進行分析處理，實現監測與控制的智慧型化。根據物聯網的以上特徵，結合信息科學的觀點，圍繞信息的流動過程，可以歸納出物聯網處理信息的功能：
- 獲取信息的功能。主要是信息的感知、識別，信息的感知是指對事物屬性狀態及其變化方式的知覺和敏感；信息的識別指能把所感受到的事物狀態用一定方式表示出來。
- 傳送信息的功能。主要是信息傳送、傳輸、接收等環節，最後把獲取的事物狀態信息及其變化的方式從時間(或空間)上的一點傳送到另一點的任務，這就是常說的通信過程。
- 處理信息的功能。是指信息的加工過程，利用已有的信息或感知的信息產生新的信息，實際是制定決策的過程。
- =施效信息的功能。指信息最終發揮效用的過程，有很多的表現形式，比較重要的是通過調節對象事物的狀態及其變換方式，始終使對象處於預先設計的狀態。
關鍵技術
射頻識別技術
談到物聯網，就不得不提到物聯網發展中備受關注的射頻識別技術（Radio Frequency Identification，簡稱RFID）。RFID是一種簡單的無線系統，由一個詢問器（或閱讀器）和很多應答器（或標籤）組成。標籤由耦合元件及晶片組成，每個標籤具有擴展詞條唯一的電子編碼，附著在物體上標誌目標對象，它通過天線將射頻信息傳遞給閱讀器，閱讀器就是讀取信息的設備。RFID技術讓物品能夠“開口說話”。這就賦予了物聯網一個特性即可跟蹤性。就是說人們可以隨時掌握物品的準確位置及其周邊環境。據Sanford C. Bernstein公司的零售業分析師估計，關於物聯網RFID帶來的這一特性，可使沃爾瑪每年節省83.5億美元，其中大部分是因為不需要人工查看進貨的條碼而節省的勞動力成本。RFID幫助零售業解決了商品斷貨和損耗（因盜竊和供應鏈被攪亂而損失的產品）兩大難題，僅盜竊一項，沃爾瑪一年的損失就達近20億美元。
感測網
MEMS是微機電系統（ Micro - Electro - Mechanical Systems）的英文縮寫。它是由微感測器、微執行器、信號處理和控制電路、通訊接口和電源等部件組成的一體化的微型器件系統。其目標是把信息的獲取、處理和執行集成在一起，組成具有多功能的微型系統，集成於大尺寸系統中，從而大幅度地提高系統的自動化、智慧型化和可靠性水平。它是比較通用的感測器。因為MEMS，賦予了普通物體新的生命，它們有了屬於自己的數據傳輸通路、有了存儲功能、作業系統和專門的應用程式，從而形成一個龐大的感測網。這讓物聯網能夠通過物品來實現對人的監控與保護。 遇到酒後駕車的情況，如果在汽車和汽車點火鑰匙上都植入微型感應器，那么當喝了酒的司機掏出汽車鑰匙時，鑰匙能透過氣味感應器察覺到一股酒氣，就通過無線信號立即通知汽車 “暫停發動”，汽車便會處於休息狀態。同時“命令”司機的手 機給他的親朋好友發簡訊，告知司機所在位置，提醒親友儘快來處理。不僅如此，未來衣服可以“告訴”洗衣機放多少水和洗衣粉最經濟；資料夾會“檢查”忘帶了什麼重要檔案；食品蔬菜的標籤會向顧客的手機介紹“自己”是否真正“綠色安全”。這就是物聯網世界中被“物”化的結果。
M2M系統框架
M2M是Machine-to-Machine/Man的簡稱，是一種以機器終端智慧型互動為核心的、網路化的套用與服務。它將使對象實現智慧型化的控制。M2M技術涉及5個重要的技術部分：機器、M2M硬體、通信網路、中間件、套用。基於雲計算平台和智慧型網路，可以依據感測器網路獲取的數據進行決策，改變對象的行為進行控制和反饋。拿智慧型停車場來說，當該車輛駛入或離開天線通信區時，天線以微波通訊的方式與電子識別卡進行雙向數據交換，從電子車卡上讀取車輛的相關信息，在司機卡上讀取司機的相關信息，自動識別電子車卡和司機卡，並判斷車卡是否有效和司機卡的合法性，核對車道控制電腦顯示與該電子車卡和司機卡一一對應的車牌號碼及駕駛員等資料信息；車道控制電腦自動將通過時間、車輛和駕駛員的有關信息存入資料庫中，車道控制電腦根據讀到的數據判斷是正常卡、未授權卡、無卡還是非法卡，據此作出相應的回應和提示。另外，家中老人戴上嵌入智慧型感測器的手錶，在外地的子女可以隨時通過手機查詢父母的血壓、心跳是否穩定；智慧型化的住宅在主人上班時，感測器自動關閉水電氣和門窗，定時向主人的手機傳送訊息，匯報安全情況。
雲計算
雲計算旨在通過網路把多個成本相對較低的計算實體整合成一個具有強大計算能力的完美系統，並藉助先進的商業 模式讓終端用戶可以得到這些強大計算能力的服務。如果將 計算能力比作發電能力，那么從古老的單機發電模式轉向現代電廠集中供電的模式，就好比大家習慣的單機計算模式轉向雲計算模式，而“雲”就好比發電廠，具有單機所不 能比擬的強大計算能力。這意味著計算能力也可以作為一種商品進行流通，就像煤氣、水、電一樣，取用方便、費用低廉，以至於用戶無需自己配備。與電力是通過電網傳輸不同，計算能力是通過各種有線、無線網路傳輸的。因此，雲計算的一個核心理念就是通過不斷提高“雲”的處理能力，不斷減少用戶終端的處理負擔，最終使其簡化成一個單純的輸入輸出設備，並能按需享受“雲”強大的計算處理能力。物聯網感知層獲取大量數據信息，在經過網路層傳輸以後，放到一個標準平台上，再利用高性能的雲計算對其進行處理，賦予這些數據智慧型，才能最終轉換成對終端用戶有用的信息。
套用領域
1、智慧型家居
氦氪wifi模組\Zigbee\藍牙 智慧型家居
智慧型家居是利用先進的計算機技術，運用智慧型硬體（氦氪wifi、Zigbee、藍牙、NB-iot等），物聯網技術，通訊技術，將與家具生活的各種子系統有機的結合起來，通過統籌管理，讓家居生活更舒適，方便，有效，與安全。
2、智慧交通
智慧交通，是將物聯網、網際網路、雲計算為代表的智慧型感測技術、信息網路技術、通信傳輸技術和數據處理技術等有效地集成，並套用到整個交通系統中，在更大的時空範圍內發揮作用的綜合交通體系。智慧交通是以智慧路網、智慧出行、智慧裝備、智慧物流、智慧管理為重要內容，以信息技術高度集成、信息資源綜合運用為主要特徵的大交通發展新模式。
3、智慧型醫療
4、智慧型電網
智慧型電網是在傳統電網的基礎上構建起來的集感測、通信、計算、決策與控制為一體的綜合數物複合系統，通過獲取電網各層節點資源和設備的運行狀態，進行分層次的控制管理和電力調配，實現能量流、信息流和業務流的高度一體化，提高電力系統運行穩定性，以達到最大限度地提高設備效利用率，提高安全可靠性，節能減排，提高用戶供電質量，提高可再生能源的利用效率。
5、智慧型物流
6、智慧型農業
7、智慧型電力
8、智慧型安防
9、智慧城市
10、智慧型汽車
11、智慧型建築
12、智慧型水務
13、商業智慧型
14、智慧型工業
15、平安城市
套用案例
物聯網的套用其實不僅僅是一個概念而已，它已經在很多領域有運用，只是並沒有形成大規模運用。常見的運用案例有：
一：物聯網感測器產品已率先在上海浦東國際機場防入侵系統中得到套用。機場防入侵系統鋪設了3萬多個感測節點，覆蓋了地面、柵欄和低空探測，可以防止人員的翻越、偷渡、恐怖攻擊等攻擊性入侵。而就在不久之前，上海世博會也與無錫感測網中心簽下訂單，購買防入侵微納感測網1500萬元產品。
感測器
三：智慧型交通系統(ITS)是利用現代信息技術為核心，利用先進的通訊、計算機、自動控制、感測器技術，實現對交通的實時控制與指揮管理。交通信息採集被認為是ITS的關鍵子系統，是發展ITS的基礎，成為交通智慧型化的前提。無論是交通控制還是交通違章管理系統，都涉及交通動態信息的採集，交通動態信息採集也就成為交通智慧型化的首要任務。
產業結構特徵/圖譜
感知層
- 感測器
（1）概念/定義
國家標準GB7665-87（中國機械聯合工會）的定義：感測器能感受被測量並按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置,通常由敏感元件和轉換元件組成。
信通院的定義：感測器能將物理世界中的物理量、化學量、生物量轉化成可供處理的數位訊號。
中國傳動網的定義：感測器是一種設備，可以識別電氣或物理或其他數量的進度，並以確認產量進度的方式交付收益，工業自動化感測器是輸入設備，可提供有關特定物理量(輸入)的輸出(信號)。
TEConnectivity的定義：感測器是一種用於測量壓力、位置、溫度或加速度等屬性，並通過反饋作出反應的設備。
TE智庫的定義：感測器是一種能夠接收並識別被測信息的檢測裝置，其輸出內容通常為可供處理的數位訊號。感測器的輸出可以用於實現多種功能，包括信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等，是現代科技中不可或缺的重要元件之一。
（2）分類
國家標準GB7665-87的分類：
物理量感測器、化學量感測器、生物量感測器、數字式感測器、模擬式感測器等47種類別，其中物理量、化學量和生物量感測器可進一步被細分。
1.2 執行器
（1）概念/定義
Modbus物聯網平台的定義：執行器可以在其直接環境中起作用，以實現對其所嵌入的機器或設備的正確操作。
Firgelliauto的定義：致動器是一種設備，需要能量輸入通常為電能，以某種形式輸入外部信號以告知致動器要做什麼，然後該設備才能致動。
艾斯湃納的定義：執行器是將動力源和機械零件組合起來，進行機械操作的裝置，比如電機（電動機）就是其中的一種。使用執行器可以自由控制在操作時施加的力和速度、角度等，因此可以說，執行器在機電一體化中發揮著核心的作用。
TE智庫的定義：執行器是一種將能源轉換成機械動能的裝置，由控制閥和執行機構組成，接收感測器收集的數據作為輸入以控制和執行物理操作。執行器可以是電機、閥門、繼電器等設備，通過遠程控制或自動化邏輯實現控制目標。
（2）分類
按照能源形式分類（義大利歐瑪爾（OMAL.S.P.A）自控閥門公司）：
液動執行器、氣動執行器和電動執行器。
根據其構造模式和其在特定物聯網環境中的作用分類（Modbus物聯網平台)：
線性致動器—用於使物體或元件沿直線運動。
馬達—它們使設備組件或整個物體進行精確地旋轉運動。
繼電器–此類別包括基於電磁的執行器，用於操作燈，加熱器甚至智慧型汽車中的電源開關。
電磁閥—作為鎖定或觸發機制的一部分，在家用電器中使用最廣泛，它們還充當基於IoT的煤氣和水泄漏監測系統的控制器。
1.3 標籤
1.3.1 二維碼
（1）概念/定義
國際二維碼對象標識體系（IDcode）白皮書的定義：二維碼是用某種特定的幾何形體按一定規律在平面（二維方向上）分布的圖形來記錄數據的信息技術，在代碼編制上巧妙地利用構成計算機內部邏輯基礎的“0”、“1”比特流的概念，使用若干個與二進制相對應的幾何形體來表示文字數值信息，通過圖像輸入設備或光電掃描設備自動識讀以實現信息自動處理。
TE智庫的定義：二維碼是一種記錄數據符號信息的圖形碼，在平面（二維方向上）分布的黑白相間的圖形中記錄數據。它是在一維條碼的基礎上擴展出另一維具有可讀性的條碼，使用黑白矩形圖案表示二進制數據，被設備掃描後可獲取其中所包含的信息。
（2）分類
國際主要二維碼碼制：
QR碼、PDF417碼、DM碼和MC碼，見圖1。
圖 1 國際主要二維碼碼制
中國研發的二維碼碼制（中關村二維碼技術研究院）：
漢信碼—是目前漢字編碼效率最高的二維條碼，且支持全部GB18030字元集漢字以及未來的擴展。具有信息容量大、密度高、抗畸變、抗污損能力強等特點。
龍貝碼—一種矩陣式二維碼，不僅支持雙位元組漢字編碼，還能根據需要調整外形大小，並具有無限信息容量和自動糾錯能力。
GM（GridMatrix，格線矩陣）碼—一種適用於物流環境套用的矩陣式二維條碼碼制。GM格線碼是一種正方形的二維碼碼制，該碼制的碼圖由正方形宏模組組成，每個宏模組由6乘6個正方形單元模組組成。格線碼可以編碼存儲一定量的數據並提供5個用戶可選的糾錯等級。
CM（CompactMatrix，緊密矩陣）條碼—由矩形模組組成的矩形陣列構成,它由編碼區域和功能區域組成,功能區域包括開始圖形、結束圖形、數據段分隔圖形以及定位孔圖形。
鼎九矩陣圖碼—一種結合了國密技術的二維碼碼制。
量子云碼—一種基於點陣的所謂“微觀微距”二維碼，實際上是一種參數化後的點讀筆用簡易碼的擴展，信息承載量少於100個字元。
各類“三維碼”—一種美化後的二維碼（QR）碼，或者是一種二維碼材質或基材相關的技術。
1.3.2 RIFD標籤（Radio Frequency Identification）
（1）概念/定義
中國射頻識別(RFID)技術政策白皮書的定義：射頻識別技術，是一種利用射頻通信實現的非接觸式自動識別技術。RFID標籤具有體積小、容量大、壽命長、可重複使用等特點，可支持快速讀寫、非可視識別、移動識別、多目標識別、定位及長期跟蹤管理。
RFID世界網的定義：RFID電子標籤通俗叫作射頻識別，由標籤、解讀器及數據傳輸、處理系統組成。
TE智庫的定義：RFID電子標籤是一種非接觸式自動識別技術，通過射頻信號傳輸和識別實現對物體的跟蹤和管理。可以用於物流管理、庫存管理、資產管理、智慧型交通、醫療保健、安全監控等領域。
（2）分類
中國射頻識別_RFID_技術政策的分類：
按照能量供給方式的不同：有源、無源和半有源RFID標籤。
按照工作頻率的不同：低頻（LF）、高頻（HF）、超高頻（UHF）和微波頻段（MW）RFID標籤。
1.3.3 NFC標籤（NearFieldCommunication）
（1）概念/定義
NFC標籤是被動式裝置，可用來與主動式NFC裝置（主動式NFC讀寫器）通信。
NFC電子標籤是一種提供輕鬆、安全、迅速的通信的無線連線技術，其傳輸範圍比RFID小，RFID的傳輸範圍可以達到幾米、甚至幾十米，但由於NFC採取了獨特的信號衰減技術，相對於RFID來說NFC具有距離近、頻寬高、能耗低等特點。
TE智庫的定義：NFC標籤是採用近場通訊技術實現非接觸式點對點數據傳輸的一種被動式裝置，可以存儲任何形式的數據。用來與主動式NFC讀寫器通信，並套用於門禁、支付、物流、會議簽到、廣告宣傳、智慧型家居等多個領域。
（2）分類：
按工作模式分類：主動模式、被動模式和雙向模式。
按套用場景分類：點對點模式、讀寫模式和卡模擬模式。
按基本標籤類型分類：
第1類標籤（Tag1Type）：此類型基於ISO14443A標準。此類標籤具有可讀、重新寫入的能力，用戶可將其配置為唯讀。存儲能力為96位元組，用來存網址URL或其他小量數據富富有餘。然而，記憶體可被擴充到2k位元組。此類NFC標籤的通信速度為106kbit/s。此類標籤簡潔，故成本效益較好，適用於許多NFC套用。
第2類標籤（Tag2Type）：此類標籤也是基於ISO14443A，具有可讀、重新寫入的能力，用戶可將其配置為唯讀。其基本記憶體大小為48位元組，但可被擴充到2k位元組。通信速度也是106kbit/s。
第3類標籤（Tag3Type）：此類標籤基於SonyFeliCa體系。目前具有2k位元組記憶體容量，數據通訊速度為212kbit/s。故此類標籤較為適合較複雜的套用，儘管成本較高。
第4類標籤（Tag4Type）：此類標籤被定義為與ISO14443A、B標準兼容。製造時被預先設定為可讀/可重寫、或者唯讀。記憶體容量可達32k位元組，通信速度介於106kbit/s和424kbit/s之間。
第5類標籤（Tag5Type）：此類標籤被定義為與iso15693標準兼容。
1.4 生物特徵識別
（1）概念/定義
生物特徵識別白皮書（中國電子技術標準化研究院）的定義：指為了進行身份識別而採用自動技術對個體生理特徵或個人行為特點進行提取，並將這些特徵或特點同資料庫中已有的模板數據進行比對，從而完成身份認證識別的過程。
GB/T41786-2022的定義：利用不同人生物特徵的差異進行人的身份識別的過程。
TE智庫的定義：生物特徵識別是一種利用計算機技術對人體固有的生理特徵或行為特徵進行分析和識別的技術。通過採集和處理個體的生物特徵數據，如指紋、虹膜、面部特徵、聲音、步態等來實現個體的身份鑑定和驗證，以提高安全性和便利性。
（2）分類
指紋識別、掌紋識別、人臉識別、虹膜識別、指靜脈識別、掌靜脈識別、聲紋識別、聲紋識別、筆跡識別、步態識別、姿態識別和多模態識別等。多模態識別指多生物特徵融合的識別。
2 網路傳輸層
2.1 通信設備
（1）概念/定義
通信設備指用於傳送和接收信息的設備。它們允許人們通過語音、數據、圖像等方式進行溝通和交流。
也被理解為在一定地域上用以傳送電波信息的通訊器材的統稱。如電台發射塔、電視發射塔、收發報機、電話交換機、通訊線路、衛星通訊設備等。
TE智庫的定義：通信設備是指在現代通信領域中，基於通信技術、電子技術等相關技術套用而生產的設備，用於物聯網設備之間的通信和數據傳輸，在智慧型家居、工業物聯網、智慧城市、農業物聯網等領域都有廣泛的套用。
（2）分類
中國電子技術標準化研究院的分類：
通信傳輸設備、通信交換設備、通信終端設備、移動通信設備、移動通信終端設備和通信設備修理其他通信設備。
2.2 無線通信模組
（1）概念/定義
無線模組是一種集成了無線通信功能的電子模組，通過無線技術實現數據的傳輸和通信。它通常由射頻（RF）模組、基帶處理器、天線和其他相關電路組成。
TE智庫的定義：無線通信模組是由晶片和外圍電路組成的集合，用於賦予各類物聯網終端聯網傳輸的能力。通過無線信號實現數據傳輸、遠程控制、監控、定位和節能控制等功能，以保證設備之間的數據互動和管理。
（2）分類
常見的無線通信模組：WIFI模組、藍牙模組、Zigbee模組、LoRa模組和NB-IoT模組。
按照不同網路類型分類：
蜂窩模組、LPWAN模組和WIFI局域模組。LPWAN主要包括NB-IoT、eMTC、LoRa（LongRange，超長距低功耗數據傳輸）三種制式。
2.3 網路服務
（1）概念/定義
網路服務是指在物聯網中提供各種基於網路的服務和功能，包括數據傳輸、遠程控制、數據存儲、分析處理、安全保障等。網路服務通過物聯網平台或雲平台來實現設備和套用之間的連線和互動，為用戶提供豐富的功能和服務。
（2）物聯網網路服務的基本組成部分
物聯網設備：包括感測器、執行器、控制器等，用於採集數據、執行操作和控制設備。
網路連線：物聯網設備通過無線或有線網路連線到雲平台或其他目標系統，實現數據傳輸和遠程控制。
雲平台：物聯網網路服務的核心組成部分，用於管理和處理物聯網設備的數據和應用程式。雲平台提供設備註冊、身份驗證、數據存儲、數據分析和應用程式部署等功能。
應用程式：物聯網網路服務的最終目的是為用戶提供有用的應用程式，例如遠程監控、智慧型決策、自動化控制等。應用程式可以在雲平台上部署，也可以在本地設備上運行。
安全和隱私：物聯網網路服務需要提供安全和隱私保護，包括數據加密、身份驗證、訪問控制和隱私保護等功能。
數據分析和機器學習：物聯網網路服務需要提供數據分析和機器學習功能，以從海量數據中提取有用的信息和洞察，並支持智慧型決策和自動化控制。
3 數據處理層
3.1 雲計算服務
（1）雲計算與物聯網結合套用
物聯網與雲計算都是根據網際網路的發展而衍生出來的時代產物，網際網路是二者的連線紐帶。物聯網是把數據信息的載體擴展在實物上，物聯網的目標是將實物進行智慧型化的管理，為了實現對海量數據的管理和計算，就要需要一個大規模的計算平台為支撐。雲計算的技術能實現對海量數據管理。所以，作為這種特定的計算模式，能夠實現對資料庫的數據信息進行實時的動態管理和分析。將雲計算套用到物聯網的數據傳輸和數據套用中，很大程度上提高物聯網的運行速度。
（2）雲計算對物聯網的意義
a.雲計算為物聯網提供了強大的計算和存儲能力。物聯網設備可以通過雲計算平台進行數據的存儲和處理，從而實現大規模的數據分析和智慧型決策
b.雲計算可以提供可擴展的計算資源，使物聯網能夠應對不斷增長的設備數量和數據量
c.通過雲計算，物聯網設備可以將數據上傳到雲端進行集中管理和分析。這樣可以實現對設備狀態的實時監控、故障診斷和預測性維護。
d雲計算還可以為物聯網提供安全性和隱私保護。通過雲計算平台，可以對物聯網設備進行身份驗證、數據加密和訪問控制，確保數據的安全性和隱私性
e.物聯網中的雲計算還可以支持遠程控制和管理。通過雲計算平台，用戶可以遠程監控和控制物聯網設備，實現遠程操作和管理。
總的來說，雲計算在物聯網中的套用可以提供強大的計算和存儲能力，支持大規模數據分析和智慧型決策，實現設備的集中管理和遠程控制，以及保障數據的安全性和隱私性。這些套用可以幫助物聯網實現更高效、智慧型和可靠的運行。雲計算技術的高可靠性和高擴展性為物聯網提供了更為可靠性的服務。
（3）雲計算在物聯網中的套用
a.在電網方面的套用
近些年來，中國電力部門開展了電網的智慧型化模式，其主要目的是支持物聯網時代所帶來的能源轉換和節省資源。智慧型化的電網是把新型材料、先進電力設備、新型能源和國內當下先進的科學技術一家網路管理技術有效的相結合，用以實現國內電力的相關工作工作的順利便捷地進行，保證電力行業更好地服務於社會各個領域，促進電力行業的穩定發展。雲計算與物聯網的有效結合，促進了國內電力行業的協調發展，有效地輔助電力企業的數據轉換業務，為電力企業提高工作和服務效率
b.在交通方面的套用
隨著物聯網的不斷發展，物聯網的理念已經轉變到產業中來，物聯網在交通系統中得到了廣泛套用，物聯網的有效套用為人們的生活出行帶來了極大的便捷，尤其體現在較為繁華的城市中。智慧型化交通是將感測器和諸多電子信息系統綜合地運用起來，並在地面上建立安全、實時、準確的交通運輸系統，並通過先進的技術對交通運輸系統進行全新地改造，從而形成一種自動化、智慧型化的交通系統
c.在家居方面的套用
智慧型家居本質上就是一個家用的小型物聯網，通過各類感測器採集信息，並通過對採集的數據信息進行分析、反饋，進而實現相應的功能。面對即是大量數據存儲、針對性地查詢分析以及數據計算的問題，採用雲計算服務縮減並明確了家庭網關的任務，便於家庭網關的標準化和通用性，能夠接受家庭系統的實時數據，在更大範圍內進行統籌安排，存儲大量的數據，便於未來進行數據挖掘，從而為整個系統的最佳化和相關領域的發展提供支持。
3.2 資料庫服務
（1）概念/定義
物聯網資料庫是為物聯網套用而設計的資料庫系統，用於存儲和管理大規模物聯網設備生成的數據。它具有高吞吐量、高並發性、可擴展性和實時性等特點，能夠支持物聯網套用對海量數據的存儲、查詢和分析。
（2）資料庫套用對物聯網的意義
a.資料庫可以幫助實現物聯網數據的存儲、管理和分析，支持實時數據流的處理，以及實現遠程控制和管理。
b.資料庫可以提供可擴展的計算資源，使物聯網能夠應對不斷增長的設備數量和數據量。
c.資料庫可以提供安全性和隱私保護，對物聯網設備進行身份驗證、數據加密和訪問控制，確保數據的安全性和隱私性。
d.資料庫可以支持大量複雜的查詢和事務，確保這些事務將是進程的可靠性。
（3）常見的物聯網資料庫
Apache IoTDB：是一體化收集、存儲、管理與分析物聯網時序數據的軟體系統，可以滿足工業物聯網領域的海量數據存儲、高速數據讀取和複雜數據分析需求。
InfluxDB：是一個時間序列資料庫，用於最佳化和處理時間序列數據。允許對序列進行索引，具有類似sql的查詢語言、對缺失數據提供內置的線性插值、支持數據自動降採樣、支持連續查詢計算聚合的優點
CrateDB：是一個分散式SQL資料庫管理系統，為使物聯網數據工作而設計。
MongoDB-MongoDB是一個免費的、開源的、跨平台的、面向文檔的資料庫程式，歸類為一個NoSQL資料庫程式。具有無初始結構化的定義，有利於物聯網數據的鬆散化管理，支持讀寫分離，以及自動主備切換以及支持數據切片，支持自動橫向伸縮等優點
Cassandra：Apache Cassandra是一個免費的開源分散式NoSQL資料庫管理系統，它的去中心化分散式特性非常適合物聯網需求，具有持續可用性、高性能和線性擴展的特點。它可以幫助物聯網套用實現高效、可靠和可擴展的數據存儲和管理。
3.3 大數據處理與分析
（1）物聯網數據
不同於一般通過採集的大數據，指數據採集過程中涉及多種多樣的感測器和物體，具有異質性、噪聲、多樣性和快速增長性特點的數據。
（2）大數據分析在物聯網套用的意義
由感測器、設備、社交、媒體、醫療保健應用程式、溫度感測器以及各種其他軟體應用程式和數字設備不斷生成的結構化、非結構化或半結構化數據的數據量正在持續增長。此大規模的數據產生了“物聯網大數據”。物聯網中的大數據分析實時處理大量數據，並將數據存儲在各種存儲技術中，以允許企業和組織快速觀察、快速決策，並與人和其他設備進行互動。
（3）大數據與物聯網之間的關係
物聯網和大數據之間的關係如圖2所示，可以分為三個步驟來實現物聯網數據的管理。第一步為管理物聯網數據源，其中連線的感測器設備通過應用程式來實現互動。例如，諸如CCTV攝像機、智慧型交通燈和智慧型家居設備之類的設備的互動，產生了大量不同格式的數據源，這些數據可以存儲在雲上。在第二步中，生成的數據稱為“大數據”，之所以叫做“大數據”，這是因為它們的速度、容量和多類型。海量的數據共享在分散式可容錯的資料庫中。最後一步是套用分析工具，如MapReduce，Spark，Splunk和Skytree，上述工具可以分析存儲的物聯網數據集。4個層級的分析從訓練數據開始，然後轉向至分析工具，查詢和報告。
圖 2 大數據與物聯網之間的關係
4 套用與服務層
4.1 物聯網解決方案
（1）概念/定義
物聯網解決方案是指基於物聯網技術和平台構建的綜合性解決方案，通過整合感測器、通信網路、數據存儲與處理、套用系統等關鍵技術要素，實現設備之間的互聯互通，數據的採集、傳輸、存儲和分析，以及套用系統的開發和套用，從而實現智慧型感知、智慧型控制、智慧型決策等功能，為各行業和領域提供全面的數據採集、信息傳遞、智慧型決策和服務支持。
（2）常見的物聯網解決方案
智慧型家居解決方案：智慧型家居解決方案旨在實現家庭設備的互聯互通，例如智慧型燈光、智慧型門鎖、智慧型家電等。常見的智慧型家居解決方案及供應商包括米家智慧型家居、Google Home、Apple HomeKit等。
工業自動化解決方案：工業自動化解決方案旨在提高生產效率和質量，減少人力成本和故障率。常見的工業自動化解決方案及供應商包括ABB Ability、Siemens MindSphere、GE Predix等。
智慧型交通解決方案：智慧型交通解決方案旨在提高交通效率和安全性，減少交通擁堵和事故率。常見的智慧型交通解決方案及供應商包括華為智慧交通、阿里雲智慧型交通、百度智慧型交通等。
智慧型醫療解決方案：智慧型醫療解決方案旨在提高醫療效率和質量，減少醫療成本和誤診率。常見的智慧型醫療解決方案及供應商包括華為醫療物聯網解決方案、GE Healthcare、Philips Healthcare、Siemens Healthineers等。
智慧型農業解決方案：智慧型農業解決方案旨在提高農業生產效率和質量，減少資源浪費和環境污染。常見的智慧型農業解決方案及供應商包括IBM Watson Agriculture、SenseTime農業、阿里雲智慧農業等。
4.2 垂直行業套用
（1）概念/定義
垂直行業套用是指針對特定行業需求而設計和開發的物聯網解決方案。
（2）不同行業套用物聯網的一些實例
智慧型家居：包括智慧型照明、智慧型插座和智慧型音箱等物聯網套用。
工業物聯網：包括智慧型機器人、智慧型包裝管理、工業自動化和預測性維護等物聯網套用。
智慧型交通物聯網：包括智慧型公交、共享腳踏車、車聯網、充電樁、智慧型紅綠燈和智慧停車等物聯網套用。
智慧物流：主要包括倉儲管理、運輸管理和配送管理三個方面的典型套用。
醫療健康行業：物聯網可用於遠程監控病人、跟蹤醫療設備和管理庫存，如公共衛生服務、智慧醫院服務和居家健康服務等醫療健康物聯網套用。
4.3 設備和服務集成
（1）概念/定義
設備和服務集成是將各種物聯網設備、感測器、雲平台、軟體套用等組合在一起，通過數據互動、協調和控制，實現設備之間的互聯互通，以及與用戶的互動和服務提供。
（2）物聯網設備和服務集成的產品套用
智慧型家居：包括智慧型照明、智慧型插座和智慧型音箱等物聯網套用。
工業物聯網：包括智慧型機器人、智慧型包裝管理、工業自動化和預測性維護等物聯網套用。
智慧型交通物聯網：包括智慧型公交、共享腳踏車、車聯網、充電樁、智慧型紅綠燈和智慧停車等物聯網套用。
智慧物流：主要包括倉儲管理、運輸管理和配送管理三個方面的典型套用。
醫療健康行業：物聯網可用於遠程監控病人、跟蹤醫療設備和管理庫存，如公共衛生服務、智慧醫院服務和居家健康服務等醫療健康物聯網套用。
相關關係
任何事物和該事物在人們頭腦中形成的概念的關係都是相互依存的關係。該事物的概念是該事物在人們頭腦中的本質屬性的反映。物聯網也是一種事物。因此，物聯網和網際網路概念的關係也是相互依存的關係。離開了網際網路，物聯網概念就是無本之木，無源之水；有網際網路必然在人們頭腦中形成與之相對應的物聯網概念，不會有：只有物聯網，而沒有網際網路概念的情況出現。這就是物聯網和網際網路概念的辨證關係。當然，在科學實踐活動中，在人們頭腦中形成的科學概念，與前科學思維時期，人們認識周圍事物最初所形成的日常生活概念有所不同，科學概念也可以作為表現某一認識階段上科學知識和科學研究的結果、總結而存在。物聯網概念也是一種科學概念。正如前面定義所述，物聯網概念是在網際網路概念的基礎上，將其用戶端延伸和擴展到任何物品與任何物品之間，進行信息交換和通信的一種網路概念。它也是網際網路知識和研究的結果和總結。
概念股
國內物聯網概念被炒得沸沸揚揚，一時間“物聯網概念”滿天飛，似乎物聯網時代即將來臨! 在A股市場上，凡是具有“物聯網概念”的股票，稱之為“物聯網概念股”，均大幅飆升。“物聯網概念”成了一時間A股市場上的一個熱門話題。那么，什麼叫“物聯網概念股”呢？所謂“物聯網概念股”就是具有物聯網概念的股票。
物聯網概念股的龍頭股主要有：
1、遠望谷（002161）：該公司是超高頻射頻識別(RFID)龍頭股。公司是國內唯一一家以RFID業務為主業務的上市公司，專門從事超高頻RFID研究和發展的公司。其業務除了涵蓋整個鐵路射頻識別產業鏈外，還在菸草物流、軍事套用等其它超高頻RFID領域取得初步成果，現擁有5大系列60多種產品。在物聯網產業鏈中，公司屬於RFID技術研究與開發的公司之一。
2、新大陸（000997）：該公司是世界上少數幾家擁有二維碼核心技術的企業之一，設計、開發了全球首台掌上二維碼識讀產品，並率先在國內研發成功具有自主智慧財產權的二維碼生成解譯技術。該技術已成功套用於中國移動“電子回執”項目、農業部“動物標識溯源系統”和種公牛凍精生產管理系統等項目產品遠銷北美、歐洲、韓國等海外市場。
4、東信和平（002017）：該公司是智慧卡生產商，是國內智慧卡企業龍頭。公司主要從事移動通信、銀行、身份識別、社保、公交等各個套用領域的智慧卡產品及系統解決方案的研發、生產、銷售業務。擁有5條智慧卡封裝生產線，是國內最大移動通信智慧卡產品的生產企業。
智慧城市
智慧城市是巨觀概念，它反映了社會對未來城市的知識化、信息化、高效益的一種願望，著眼於城市發展整體的總效果。信息化是智慧城市的重要內容，社會對智慧城市的期望並不局限於信息化，社會要求城市具有整體發展的智慧。
智慧城市的優點
易於宣傳，缺點是無法準確定義，因為“智慧”是人們早已熟悉的辭彙，自會以自己的理解想像智慧城市，“智慧城市”只能是公眾視角，不是信息工程學的精確定義。
挑戰
雖然物聯網近年來的發展已經漸成規模，各國都投入了巨大的人力、物力、財力來進行研究和開發。但是在技術、管理、成本、政策、安全等方面仍然存在許多需要攻克的難題, 具體分析如下：
（1）技術標準的統一與協調
傳統網際網路的標準並不適合物聯網。物聯網感知層的數據多源異構，不同的設備有不同的接口，不同的技術標準；網路層、套用層也由於使用的網路類型不同、行業的套用方向不同而存在不同的網路協定和體系結構。建立的統一的物聯網體系架構，統一的技術標準是物聯網正在面對的難題。
（2）管理平台問題
物聯網自身就是一個複雜的網路體系，加之套用領域遍及各行各業，不可避免的存在很大的交叉性。如果這個網路體系沒有一個專門的綜合平台對信息進行分類管理，就會出現大量信息冗餘、重複工作、重複建設造成資源浪費的狀況。每個行業的套用各自獨立，成本高、效率低，體現不出物聯網的優勢，勢必會影響物聯網的推廣。 物聯網現急需要一個能整合各行業資源的統一管理平台，使其能形成一個完整的產業鏈模式。
（3）成本問題
各國對物聯網都積極支持，在看似百花齊放的背後，能夠真正投入並大規模使用的物聯網項目少之又少。譬如，實現RFID技術最基本的電子標籤及讀卡器，其成本價格一直無法達到企業的預期，性價比不高；感測網路是一種多跳自組織網路，極易遭到環境因素或人為因素的破壞，若要保證網路通暢，並能實時安全傳送可靠信息，網路的維護成本高。在成本沒有達到普遍可以接受的範圍內，物聯網的發展只能是空談。
（4）安全性問題
傳統的網際網路發展成熟、套用廣泛，尚存在安全漏洞。物聯網作為新興產物，體系結構更複雜、沒有統一標準，各方面的安全問題更加突出。其關鍵實現技術是感測網路，感測器暴露的自然環境下，特別是一些放置在惡劣環境中的感測器，如何長期維持網路的完整性對感測技術提出了新的要求，感測網路必須有自愈的功能。 這不僅僅受環境因素影響，人為因素的影響更嚴峻。RFID是其另一關鍵實現技術，就是事先將電子標籤置入物品中以達到實時監控的狀態，這對於部分標籤物的所有者勢必會造成一些個人隱私的暴露，個人信息的安全性存在問題。不僅僅是個人信息安全，如今企業之間、國家之間合作都相當普遍,一旦網路遭到攻擊,後果將更不敢想像。 如何在使用物聯網的過程做到信息化和安全化的平衡至關重要。
