物联网的起源

1.1　物联网的起源和发展

1.1.1　物联网的起源

网络深刻地改变着人们的生产和生活方式。从早期用电子邮件沟通地球两端的用户，到超文本标记语言（HTML）和万维网（WWW）技术引发的信息爆炸，再到如今多媒体数据的丰富展现，互联网已不仅仅是一项通信技术，更成就了人类历史上最庞大的信息世界。在可以预见的未来，互联网上的各种应用，或者说以互联网为代表的计算模式，将持续地把人们吸引在浩瀚的信息空间中。

进入21世纪以来，随着感知识别技术的快速发展，信息从传统的人工生成的单通道模式转变为人工生成和自动生成的双通道模式。以传感器和智能识别终端为代表的信息自动生成设备可以实时准确地开展对物理世界的感知、测量和监控。低成本芯片制造使得物联网的终端数目激增，而网络技术使得综合利用来自物理世界的信息变为可能。与此同时，互联网的触角（网络终端和接入技术）不断延伸，深入人们生产、生活的各个方面。以手机和笔记本电脑作为上网终端的使用率迅速攀升，其中手机年增长率为98.5%，笔记本电脑为42.4%，而桌面计算机仅为5.8%。互联网随身化、便携化的趋势进一步明显。

一方面是物理世界的联网需求，另一方面是信息世界的扩展需求。来自上述两方面的需求催生出了一类新型网络——物联网（Internet of Things）。

物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化3个重要特征。

物联网概念最早出现于比尔·盖茨1995年出版的《未来之路》一书，在书中比尔·盖茨已经提及物联网概念，只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展，并未引起世人的重视。

1998年，美国麻省理工学院（MIT）创造性地提出了当时被称作EPC系统的“物联网”的构想。

1999年，美国麻省理工学院的Auto-ID实验室首先提出“物联网”的概念，主要是建立在物品编码、RFID技术和互联网的基础上，如图1.1所示。过去在中国，物联网被称之为传感网。中科院早在1999年就启动了传感网的研究，并已取得了一些科研成果，建立了一些适用的传感网。同年，在美国召开的移动计算和网络国际会议提出了“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。

2003年，美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。

图1.1　“物联网”的概念

2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出了“物联网”的概念。报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。根据ITU的描述，在物联网时代，通过在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发器，人类在信息与通信世界里将获得一个新的沟通维度，从任何时间、任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物和物与物之间的沟通连接。

美国权威咨询机构FORRESTER预测，到2020年，世界上物物互联的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30：1。因此，“物联网”被称为是下一个万亿级的通信业务。

2009年1月28日，奥巴马就任美国总统后，与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”，作为仅有的两名代表之一，IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。

2009年2月24日，IBM大中华区首席执行官钱大群在2009 IBM论坛上公布了名为“智慧地球”的最新策略。此概念一经提出，即得到美国各界的高度关注，甚至有分析认为IBM公司的这一构想极有可能上升至美国的国家战略，并在世界范围内引起轰动。IBM认为，IT产业下一阶段的任务是把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成物联网。

针对中国经济的状况，钱大群表示，中国的基础设施建设空间广阔，而且中国政府正在以巨大的控制能力、实施决心和配套资金对必要的基础设施进行大规模建设，“智慧地球”这一战略将会产生更大的价值。在策略发布会上，IBM还提出，如果在基础建设的执行中植入“智慧”的理念，不仅能够在短期内有力地刺激经济、促进就业，而且能够在短时间内为中国打造一个成熟的智慧基础设施平台。当今世界许多重大的问题如金融危机、能源危机和环境恶化等，实际上都能够以更加“智慧”的方式解决。在全球经济形势低迷的同时，也孕育着未来的发展机遇，中国不仅能够借此机遇开创新乐观产业和新的市场，更能以此加速发展，摆脱经济危机的影响。

IBM希望“智慧地球”策略能掀起继“互联网”浪潮之后的又一次科技革命。IBM前首席执行官郭士纳曾提出一个重要的观点，认为计算模式每隔15年发生一次变革。这一判断像摩尔定律一样准确，人们把它称为“十五年周期定律”。1965年前后发生的变革以大型机为标志，1980年前后以个人计算机的普及为标志，而1995年前后则发生了互联网革命。每一次这样的技术变革都引起企业间、产业间甚至国家间竞争格局的重大动荡和变化。而互联网革命一定程度上是由美国“信息高速公路”战略所催熟。20世纪90年代，美国克林顿政府计划用20年时间，耗资2 000亿～4 000亿美元，建设美国国家信息基础结构，创造了巨大的经济和社会效益。而今天，“智慧地球”战略被不少美国人认为与当年的“信息高速公路”有许多相似之处，同样被他们认为是振兴经济、确立竞争优势的关键战略。该战略能否掀起如当年互联网革命一样的科技和经济浪潮，不仅为美国所关注，更为世界所关注。

1.1.2　物联网的发展

南京航空航天大学国家电工电子示范中心主任赵国安说：“物联网前景非常广阔，它将极大地改变人们目前的生活方式。”业内专家表示，物联网把我们的生活拟人化了，万物成了人的同类。在这个物物相联的世界中，物品（商品）能够彼此进行“交流”，而无须人的干预。物联网利用射频自动识别技术，通过计算机互联网实现物品（商品）的自动识别和信息的互联与共享。可以说，物联网描绘的是充满智能化的世界。在物联网的世界里，物物相连、“天罗地网”。

“物联网”被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。

1.美国

2008年12月，奥巴马向IBM咨询了“智慧地球”的有关细节，并共同就投资智能基础设施对于经济的促进效果进行了研究，结果显示，如果在新一代宽带网络、智能电网和医疗IT系统的建设方面投入300亿美元，就可以产生100万个就业岗位，并衍生出众多新型现代服务业态，从而帮助美国建立起长期竞争优势。

2009年2月17日，奥巴马签署生效的《2009年美国恢复和再投资法案》（即美国的经济刺激计划）提出要在智能电网领域投资110亿美元，卫生医疗信息技术应用领域投资190亿美元。IBM提出的“智慧地球”概念已上升至美国的国家战略。

2.欧盟

2009年6月18日，欧盟委员会向欧盟议会、理事会、欧洲经济和社会委员会及地区委员会递交了《欧盟物联网行动计划》，希望欧洲在构建新型物联网管制框架的过程中，在世界范围内起主导作用。

欧盟除了通过ICT研发计划投资4亿欧元，启动90多个研发项目提高网络智能化水平外，还将在2011—2013年间每年新增2亿欧元进一步加强研发力度，同时拿出3亿欧元专款，支持物联网相关公司合作短期项目建设。

3.日本

2004年日本就推出了“u-Japan”计划，着力发展泛在网及相关产业，并希望由此催生新一代信息科技革命，在2010年实现“无所不在的日本”。2009年8月，日本又将“u-Japan”升级为“i-Japan”战略，提出“智慧泛在”构想，将传感网列为其国家重点战略之一，致力于构建一个个性化的物联网智能服务体系，充分调动日本电子信息企业的积极性，确保日本在信息时代的国家竞争力始终位于全球第一阵营。日本政府希望通过物联网技术的产业化应用，减轻由人口老龄化所带来的医疗、养老等社会负担。

4.韩国

韩国的移动RFID技术已于2007年被国际标准化组织（ISO）作为国际标准采纳。2009年10月13日，韩国通过了《物联网基础设施构建基本规划》。计划在2013年之前创造50万亿韩元的物联网产业规模。韩国通信委员会确定了“通过构建世界最先进的物联网基础实施，打造未来广播通信融合领域超一流ICT强国”的目标，并确定了构建物联网基础设施、发展物联网服务、研发物联网技术、营造物联网扩散环境等四大领域、12项详细课题。

5.国内政策

2010年6月7日，胡锦涛在中国科学院第十五次院士大会、中国工程院第十次院士大会上的讲话：“……当前，要重点在推动以下科技发展上作出努力，争取尽快取得突破性进展……第三，大力发展信息网络科学技术。要抓住新一代信息网络技术发展的机遇，创新信息产业技术，以信息化带动工业化，发展和普及互联网技术，加快发展物联网技术，重视网络计算和信息存储技术开发，加快相关基础设施建设，积极研发和建设新一代互联网，改变我国信息资源行业分隔、核心技术受制于人的局面，促进信息共享，保障信息安全。要积极发展智能宽带无线网络、先进传感和显示、先进可靠软件技术，建设由传感网络、通信设施、网络超算、智能软件构成的智能基础设施，按照可靠、低成本信息化的要求，构建泛在的信息网络体系，使基于数据和知识的产业成为重要新兴支柱产业，推进国民经济和社会信息化……”

物联网是国家重点发展的一项战略性新兴产业。温家宝在十一届全国人大三次会议上作《政府工作报告》时明确提出：“加快物联网的研发应用。加大对战略性新兴产业的投入和政策支持。”温家宝在《让科技引领中国可持续发展》讲话中明确指出“……要着力突破传感网、物联网关键技术，及早部署后IP时代相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的‘发动机’”。

中国物联网行业应用市场规模预测：新华社副社长周锡生在2010年中国国际物联网（传感网）博览会暨中国物联网大会上发布了《2009—2010中国物联网年度发展报告》，《年报》认为，2009年中国物联网产业市场规模1 700多亿元，物联网产业在公众业务领域，以及平安家居、电力安全、公共安全、健康监测、智能交通、重要区域防入侵、环保等诸多行业的市场规模均超过百亿元。2010年中国物联网产业市场规模超过2 000亿元，2015年中国物联网整体市场规模有望达到7.500亿元。

各省市也相应制定了物联网产业规划，涉及的重点示范行业应用领域为：①建设经济领域物联网示范工程，重点建设智能工业、智能农业、智能物流和智能电网等示范工程。②建设公共管理领域物联网示范工程，重点建设城市智能交通、智能公共安全、智能环保和智能灾害防控等示范工程。③建设公众服务领域物联网示范工程，建设智能医护和智能家居等示范工程。

6.专家观点

2010年6月22日上海开幕的中国国际物联网大会指出：物联网将成为全球信息通信行业的万亿元级新兴产业。到2020年之前，全球接入物联网的终端将达到500亿个。我国作为全球互联网大国，未来将围绕物联网产业链，在政策市场、技术标准、商业应用等方面重点突破，打造全球产业高地。

中国互联网协会理事长胡启恒：近年来中国的互联网产业迅速发展，网民数量全球第一，在未来物联网产业发展中已具备基础。物联网连接物品网，达到远程控制的目的，实现人和物或物和物之间的信息交换。当前物联网行业的应用领域非常广泛，潜在市场规模巨大。物联网产业在发展的同时还将带动传感器、微电子、视频识别系统一系列产业的同步发展，带来巨大的产业集群效益。

中国联通集团副总经理李刚：在信息技术的支撑下，物联网正在引发新一轮的生活方式变革，已成为一个发展迅速、规模巨大的市场。以国内RFID为例，在2009年产值就达到了85亿元人民币，在全球居第三位，仅次于英国和美国。未来更加安全稳定的有线和无线数据传输网络，将成为我国物联网快速发展的关键。

北京易云智力CEO杨书华认为物联网的发展需要“四点联动”：物联网发展需要国家政策支持，更需要相关标准和规范；企业应该积累核心技术，纵向发展，横向联合；整个社会要积极应用和推广；积极储备和培养这方面的人才。