目前，物聯(lián)網(wǎng)（IOT）正在迅速發(fā)展，它通過廣泛部署具有嵌入式識別、傳感和驅(qū)動功能的空間分布設備，將互聯(lián)網(wǎng)和Web擴展到物理領域。物聯(lián)網(wǎng)設想了一個未來，通過適當?shù)男畔⒑屯ㄐ偶夹g，數(shù)字和物理實體可以連接起來，從而實現(xiàn)一個全新的應用和服務類別。本文首先介紹了物聯(lián)網(wǎng)的起源和概念，然后分析了物聯(lián)網(wǎng)的潛在應用領域和影響。
現(xiàn)在，全世界大約有20億人使用互聯(lián)網(wǎng)瀏覽網(wǎng)頁、收發(fā)信息、使用社交網(wǎng)絡應用程序和/或從事其他活動。隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為新一輪經(jīng)濟技術發(fā)展的戰(zhàn)略制高點之一。在信息產(chǎn)業(yè)領域，無論是從事信息技術產(chǎn)業(yè)咨詢研究的公司還是消費者的信息技術產(chǎn)品，都看好物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景。從谷歌到蘋果、微軟，目前行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)了越來越多的物聯(lián)網(wǎng)相關產(chǎn)品，他們都在物聯(lián)網(wǎng)領域投入了大量的資金和人力，開發(fā)出消費者最喜歡的產(chǎn)品，希望引領行業(yè)的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)作為實體實體與智能設備進行交流、計算、協(xié)調(diào)的全球平臺，可以預見物聯(lián)網(wǎng)技術與其他產(chǎn)業(yè)的深度融合，可以改變經(jīng)濟發(fā)展方式，實現(xiàn)真正的綠色增長和低碳經(jīng)濟。物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟將引領未來經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展。
本文的目的是從一個新的角度研究物聯(lián)網(wǎng)，包括物聯(lián)網(wǎng)的概念和應用領域。事實上，與物聯(lián)網(wǎng)相關的研究課題仍然高度分散，主要集中在單一應用領域或單一技術上。此外，盡管他們對網(wǎng)絡和通信科學領域的貢獻有很大潛力，但他們對網(wǎng)絡和通信科學領域的參與仍然有限。本文的主要內(nèi)容如下：首先，介紹了物聯(lián)網(wǎng)的主要概念。分析了物聯(lián)網(wǎng)的潛在應用和影響范圍。最后，對本文的研究內(nèi)容進行了總結(jié)。
起源
物聯(lián)網(wǎng)概念于1999年由麻省理工學院自動識別實驗室提出，物聯(lián)網(wǎng)的第一個構(gòu)想是利用射頻識別（RFID）、編碼和互聯(lián)網(wǎng)技術建立一種全球信息共享的“物聯(lián)網(wǎng)”。從它的名字可以知道物聯(lián)網(wǎng)就是物聯(lián)網(wǎng)。有兩層含義：一是物的核心技術仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是互聯(lián)網(wǎng)的延伸和擴展。二是客戶端在對象和對象之間進行擴展和擴展，從而進行信息交換和通信。物聯(lián)網(wǎng)通過智能感知、識別技術、普適計算等通信感知技術廣泛融入互聯(lián)網(wǎng)。應用特性是物聯(lián)網(wǎng)的核心，用戶體驗和創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的靈魂。2003年，美國《技術評論》提出“傳感器網(wǎng)絡技術將成為未來改變?nèi)藗兩罘绞降氖蠹夹g”。2005年，國際電信聯(lián)盟（ITU）正式界定了物聯(lián)網(wǎng)的概念，發(fā)表了《2005年國際電聯(lián)互聯(lián)網(wǎng)報告：物聯(lián)網(wǎng)》，并介紹了物聯(lián)網(wǎng)的形式、特點、技術、機遇和挑戰(zhàn)。隨著科技進步的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的概念也在不斷擴展。目前物聯(lián)網(wǎng)可以通過無線接入網(wǎng)絡，實現(xiàn)對事物的全面感知、識別和控制，進行智能推理和決策。
定義
從定義、起源、發(fā)展、特點等方面提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念。從狹義上講，事物與網(wǎng)絡中的多個項目相連，這些項目可以被識別和管理。廣義的事物可以認為是物理世界和信息世界的融合，一切都將網(wǎng)絡化、數(shù)字化。實現(xiàn)環(huán)境與人、物與物、人與物之間的高效信息交換。信息技術將深入我們的社會。
物聯(lián)網(wǎng)白皮書“物聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡應用和互聯(lián)網(wǎng)的延伸，它利用傳感技術和智能設備感知物理世界。通過互聯(lián)網(wǎng)計算、過程和知識挖掘，實現(xiàn)人與物、物與物之間的信息交換，從而實現(xiàn)對物理的無縫鏈接，實現(xiàn)實時控制、精確管理和科學決策。
定義的概念是指終端設備設施遍布各地，通過各種無線或有線、短距離或遠距離實現(xiàn)互操作、應用集成，以及基于網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的云計算運行模式。利用適當?shù)陌踩珯C制，提供安全可控的個性化位置跟蹤、報警聯(lián)動、調(diào)度計劃管理、遠程控制、安全、遠程維護、在線升級、統(tǒng)計、決策支持、領導桌面管理和服務功能，實現(xiàn)高效、節(jié)能、安全，環(huán)保管控，業(yè)務整合。
物聯(lián)網(wǎng)是一種將物聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的產(chǎn)物。物聯(lián)網(wǎng)目前定義為利用射頻識別（RFID）、紅外傳感器、GPS、激光掃描儀等信息傳感設備，根據(jù)協(xié)議，貨物與網(wǎng)絡連接，實現(xiàn)信息交換和通信、智能識別、定位、跟蹤的網(wǎng)絡，網(wǎng)絡的監(jiān)視和管理。
物聯(lián)網(wǎng)利用傳感器、控制器、機器等局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)通信技術，通過一種新的接觸鏈路實現(xiàn)人與物、物與物之間的通信，從而實現(xiàn)信息資源、遠程程序控制和智能控制網(wǎng)絡。
應用與展望
物聯(lián)網(wǎng)在幾乎所有領域都有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ@主要是由于物聯(lián)網(wǎng)可以感知上下文（例如，可以收集自然參數(shù)、醫(yī)療參數(shù)或用戶習慣等信息），并提供量身定制的服務。無論應用領域如何，這些應用的目的都是為了提高人們的日常生活質(zhì)量，并將對經(jīng)濟和社會產(chǎn)生深遠的影響。物聯(lián)網(wǎng)的應用可分為三個領域：工業(yè)區(qū)、智慧城市區(qū)和健康區(qū)。每個域不是獨立的，而是部分重疊的，因為有些應用程序是共享的。例如，通常在工業(yè)和衛(wèi)生領域，產(chǎn)品跟蹤可用于監(jiān)測商品或食品，但也可用于監(jiān)測藥品的分銷。
表中顯示了物聯(lián)網(wǎng)的上述三個應用領域的細分。值得注意的是，并非所有的物聯(lián)網(wǎng)應用都具有相同的成熟度。其中一些應用程序，特別是對于用戶來說是最簡單、最直觀的應用程序，已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠?。但許多公司仍處于試驗階段，因為他們需要與不同的用戶合作，以便更好地合作。最后，它的應用還處于初級階段。本節(jié)的其余部分將詳細介紹各種應用領域。
物聯(lián)網(wǎng)可應用于所有工業(yè)活動，包括企業(yè)間的商業(yè)或金融交易、組織和其他實體，主要用于物流、制造、監(jiān)管流程、服務、銀行、中介等。
物流和產(chǎn)品生命周期管理
工業(yè)應用的一個相關例子是物流和供應鏈管理。附著在特定物體上的電子標簽可用于識別材料和商品的類型，這些材料和商品可以是衣服、家具、設備、食品或液體。電子標簽的使用有助于有效管理倉庫和零售，并通過準確了解當前庫存減少庫存，同時減少庫存不確定性。還可以跟蹤貨物的整個生命周期，例如，安裝在制造工廠的RFID閱讀器可以監(jiān)控生產(chǎn)過程，標簽可以追溯到整個供應鏈（例如包裝、運輸、倉儲）。由RFID設備和智能貨架實時跟蹤設備組成的先進物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)有助于減少材料浪費，從而降低成本，提高零售商和制造商的利潤率。例如，如果貨架上有一些免費的商品，銷售額會減少大約8.3%。如果對所需資源有一個正確的估計，短缺和生產(chǎn)過?？梢源蟠鬁p少，這可以從智能書架上收集的數(shù)據(jù)中推斷出來。另外，傳感器的實時分析可以判斷產(chǎn)品的變質(zhì)程度，這對食品和液體至關重要。例如，為了確保對水果、蔬菜、冷凍食品等新鮮易腐商品的倉庫或冷庫的溫度和濕度進行連續(xù)監(jiān)測，執(zhí)行機構(gòu)可以調(diào)整相關參數(shù)，以最大限度地保證食品的質(zhì)量。
農(nóng)牧業(yè)
物聯(lián)網(wǎng)有助于農(nóng)業(yè)和育種。實際上，動物可追溯性規(guī)定要求對動物及其遷徙進行持續(xù)監(jiān)測，以便及時、適當?shù)叵虍斁謭蟾嫒魏蜗嚓P事件，如疾病。使用物聯(lián)網(wǎng)識別系統(tǒng)（如射頻識別、傳感器）可以識別和監(jiān)測動物，并將受感染的動物與健康動物隔離開來，從而避免傳染病的傳播。先進的芯片可以存儲有關動物身體狀況的信息（如數(shù)量信息、獸醫(yī)檢查、疾病感染、疫苗接種等）或發(fā)送動物健康信息（如溫度），以簡化動物健康證書，控制貿(mào)易和進口，避免可能的欺詐。通過分析收集到的數(shù)據(jù)，當局可以核實當?shù)仫曫B(yǎng)者報告的實際牲畜數(shù)量，并提供補貼。利用先進的傳感器系統(tǒng)監(jiān)控農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和飼料（如添加劑、色素）是物聯(lián)網(wǎng)的進一步應用。
工業(yè)過程
物聯(lián)網(wǎng)可以為汽車行業(yè)提供先進的解決方案。實時車輛診斷是一個關鍵的應用，所有的事情都可以由一個特定的傳感器來監(jiān)控：胎壓、電機數(shù)據(jù)、油耗、位置、速度、與其他車輛的距離等，然后將檢測到的數(shù)據(jù)報告給中央系統(tǒng)。附加在汽車部件上的無線識別技術可以記錄特定電機運動部件的歷史，并通過自動查找缺失零件來改進裝配過程。物聯(lián)網(wǎng)技術的應用，使人貨運輸系統(tǒng)更加先進，如票務定價、基于自動跟蹤分揀的行李管理更加安全?；谖锫?lián)網(wǎng)技術的工業(yè)管理系統(tǒng)可以監(jiān)控工業(yè)裝置，例如，為了減少事故的發(fā)生，特別是在高風險區(qū)域（如石油和天然氣工廠），與運輸危險貨物的集裝箱相連的傳感器可能會發(fā)送不同的信號，指示貨物的化學成分，以及最高層次的構(gòu)成。在緊急情況下（例如，在特定地理區(qū)域，化學成分接近最大允許水平），傳感器可自動向控制中心發(fā)出警報。
智慧城市區(qū)域
物聯(lián)網(wǎng)將有助于提高我國環(huán)境的可持續(xù)性和人民的生活質(zhì)量。關鍵在于如何有效地利用能源和資源，并尋求智能解決方案來享受個人生活。
智能家居/建筑
未來的智能城市建筑或住宅將集成通信技術，配備多種傳感器和智能設備（如寬帶網(wǎng)關、手機、電腦、電視、監(jiān)控攝像機和燈光）。一些應用程序使用物聯(lián)網(wǎng)中最簡單的功能，例如，確保安全的程序（如視頻監(jiān)控和入侵檢測）、工廠管理和維護（例如故障檢測）、服務自動化（如暖通空調(diào)和照明）和娛樂系統(tǒng)（如家中的多媒體分發(fā)）。其他類型應用集成智能電網(wǎng)，同時優(yōu)化國內(nèi)消費形勢。例如，家庭局域網(wǎng)（HAN）允許電器與智能儀表交互，在保證所需性能的同時降低成本。它還可以安排各種家電智能化工作，避開高峰期。人們可以通過智能手機隨時隨地查看家電等設備的使用情況，智能監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀態(tài)，并在指定的時間控制家用電器開、關或設置運行參數(shù)，使家庭環(huán)境更適合家庭成員居住。例如，通過對信息流的分析，系統(tǒng)可以了解一個人到家的時間，打開門和燈，把浴缸裝滿水。用戶可以隨時更改或取消自動操作。
公共安全與環(huán)境監(jiān)測
公共安全服務包括維護公共秩序、預防和保護公民、保護公私財產(chǎn)。應急管理有助于社會預防和應對自然或人為災害，如化學品泄漏、水災、火災、流行病和電力中斷。物聯(lián)網(wǎng)提供監(jiān)控和跟蹤這些緊急情況的解決方案。從位于市區(qū)內(nèi)的固定攝像頭和個人設備采集數(shù)據(jù)，可以實施先進的視頻監(jiān)控和區(qū)域監(jiān)控，同時幫助警方舉辦體育賽事、音樂表演，維護社會治安。利用傳感器技術觸發(fā)報警，可以加強私人和公共建筑（如銀行、商店）的安全，也可以改善和加強應急行動。目前，應急系統(tǒng)缺乏對突發(fā)事件現(xiàn)場的準確信息。專用傳感器和智能攝像頭以及提供實時定位和跟蹤以及無線技術的全球定位系統(tǒng)（GPS）可用于勾勒事件的預兆，預測事件的趨勢（例如。，火災蔓延的方向和速度）以便建立一個動態(tài)的應急預案來協(xié)調(diào)救援行動。
保健
物聯(lián)網(wǎng)將在智能服務的發(fā)展中發(fā)揮重要作用，改善人們和社會活動。物聯(lián)網(wǎng)讓公民和社區(qū)參與治理和政府決策（例如，在線政治參與），使人們能夠獨立生活或維持其社會關系，改善醫(yī)療和社會保健。
疾病診斷與治療
醫(yī)療保健行業(yè)將受到物聯(lián)網(wǎng)的強烈影響。先進的傳感設備可以實時監(jiān)測患者生命體征（如體溫、血壓、心率和膽固醇水平），然后通過特定的通信技術（如藍牙、無線HART、ISA100）將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給醫(yī)生，用于診斷和監(jiān)測患者的體征。身體區(qū)域網(wǎng)絡（BAN）通過可穿戴設備互連，允許遠程監(jiān)控醫(yī)院外的患者狀態(tài)。物聯(lián)網(wǎng)還可以用于藥品和醫(yī)療設備的識別，例如，使用智能標簽將確保物品被準確跟蹤，以防止丟失或被盜，或者手術過程中物品留在患者體內(nèi)（如紗布或其他小物品）。智能標簽對于醫(yī)療設備的庫存管理也很重要。
獨立帶電
物聯(lián)網(wǎng)有許多可以提高人們生活質(zhì)量的優(yōu)勢。可穿戴傳感器如果連接到個人電腦設備并運行特定的應用程序，可以讓人們記錄他們的日?；顒樱ú叫芯嚯x、卡路里消耗、運動狀況等），為他們提供多種改善生活方式和預防健康問題的方法。物聯(lián)網(wǎng)可以通過傳感器設備來監(jiān)控老人的身體狀況。通過監(jiān)控傳感器的實時采集生理狀態(tài)信息，系統(tǒng)將能夠設置醫(yī)療警報，建議住院治療。通過觀察正常生活中的異常情況，也可以診斷早期阿爾茨海默病。移動助理也是一項基本服務，可以讓老年人在城市中安全移動或使用公共交通工具。手機人工智能系統(tǒng)通過個人移動設備（裝有位置傳感器、方向傳感器、運動障礙物檢測傳感器、攝像機等傳感器）和城市固定傳感器采集的數(shù)據(jù)，感知周圍環(huán)境，并通過合成語音。類似的應用程序可以幫助視力受損的人提高他們在城市中走動的能力。
結(jié)論
物聯(lián)網(wǎng)可能代表著信息和通信技術領域的下一個飛躍。嵌入式應用的大規(guī)模部署增加了現(xiàn)實世界和虛擬世界無縫融合的可能性，開辟了新的研究和商業(yè)方向。
本文概述了物聯(lián)網(wǎng)技術和服務發(fā)展中的關鍵問題。介紹了最相關的應用領域。我們希望這項調(diào)查能對該領域的研究人員和從業(yè)者有所幫助，幫助他們了解物聯(lián)網(wǎng)的巨大潛力。雖然我們已經(jīng)概述了物聯(lián)網(wǎng)的主要應用，但是物聯(lián)網(wǎng)在未來的實際應用中可能面臨的挑戰(zhàn)本文可能沒有涉及，未來的研究可以從這方面著手。
