传感网和物联网综述

大纲

一、硬件技术 1．射频识别技术 2．传感技术/遥感技术 二、网络技术 三、国内外应用实例 四、前景展望

知识点汇总

概念 C01：传感网 C02：物联网 C03：射频识别技术 C04：传感技术/遥感技术 C05：无线传感器 原理

K01：电子标签的种类

K02：射频识别技术和遥感技术的相同点和不同点 K03：无线传感器的优点 K04：无线传感网络的优点

K05：无线传感器网络节点的关键技术 K06：物联网的应用范围

K07：物联网和传感网对我国的重大战略意义

正文

传感网，顾名思义，就是由无线传感器节点组成的网络。无线传感器节点在传感网中是以一个群体出现，而不是以单一个体出现的。无线传感器节点间的协同工作是传感网的基础，这种协同工作体现在传感网的自配置、自组织、数据收集、汇报处理以及节点定位、网络覆盖等机制中。

物联网是通过RFID（Radio Frequency Identification即射频识别，俗称电子标签）、传感器、GPS( Global Positioning System, GPS是全球定位系统的简称) 、激光扫描等各种设备，按约定的协议把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

互联网主要是实现人与人的交互；物联网则不仅可以实现人与人的交互，还可以实现人与物、物与物的交互。简而言之，物联网就是连接世界万物的网络。

一、硬件技术 1．射频识别技术

射频识别技术（RFID），俗称电子标签，是一项利用无线射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息识别目的的技术。与传统的识别方式相比，RFID技术无需直接接触、无需光学可视、无需人工干预即可完成信息输入和处理，且操作方便快捷；它还给每个物体在信息世界里提供一个标识，就像互联网中的地址。射频识别系统由电子标签和阅读器两部分组成。

（1）电子标签的种类

标签的种类有两种：无源标签（如交通卡，特点是距离近、便宜），它只有在阅读器阅读范围之内，才能对阅读器所产生的电磁场发生感应，使其所带的信息数据被读取；有源标签（距离远、昂贵），它自带电源，标签可以通过无线发射模块主动向阅读器发射识别信号。

（2）阅读器

阅读器以非接触式的方式读取标签信息，每秒可以阅读上百单位的标签，并与后台服务器和数据库连接。

2．传感技术/遥感技术

遥感技术（Remote Sensing）从广义上讲，就是使用各种传感仪器对远距离目标和现象进行信息获取。由于需要适用于远距离目标，所以通常采用无线的或者非接触式的传感仪器。传感器是一个非常宽泛的概念，即能把物理世界的物理量转换成一定信息表达的装置，而这个信息可以是模拟或者数字信号，也可以是一个图像或者数据。如今，感知技术已经深入到我们社会生活和生产的各个领域，如针对地理、环境的卫星遥感；针对医学健康的超声波、X光成像等。

无线传感器是一种集成了传感能力、处理能力和无线通讯能力三个主要模块的新型仪器。它自带的处理和存储能力可以支持多种应用场景,并具有快捷部署

的优点：即节点自配置、节点间协同工作、对部署环境自适应。

对比射频识别技术和遥感技术，二者的相同点是：它们都是把信息从物理世界提取和转换到信息世界的技术；而它们的不同点在于：使用射频识别技术，标识被附着在物体上，这样信息的源头在物体上；而在传感技术里，信息是由传感器感知产生的。

二、网络技术

虽然遥感仪器都使用无线和非接触式的探测、感应技术，但是其后台系统往往还是采取布线的方法来连接信息收集终端和信息处理分析系统，传感器作为遥感仪器的终端测量装置也通常使用有线的方式和其他部件连接在一起。在这些系统里，一般都有确定的用途和使用机制，即在遥感系统里，它们所提供的信息以及信息的用途都是确定和不可变的，一个遥感系统往往只能为一个单一的探测目的工作。

随着因特网的兴起，无线通讯被广泛使用的同时，无线传感器也渐渐地在应用和科研的舞台上崭露头角。无线传感器是一种集成了传感能力、处理能力和无线通讯能力三个主要模块的新型仪器，并通常由供电模块提供工作所需的电能。与传统的传感器相比，无线传感器具有体积小、成本低、部署灵活等特性；而且无线传感器自带的处理和存储能力可以支持多种应用场景；使用无线通讯也使得无线传感器之间的信息交流变得灵通，使它们的协同工作变得可能。无线传感网络具有无需固定设备支持、可以快速部署、易于组网、有效降低大规模布撒成本、不受有线网络的约束等优点。它是传统计算机网络技术发展的延伸，是一个全新的研究领域，其中孕育了巨大的创新空间。

无线传感器网络节点的关键技术主要有： （1）自配置（Self-configuration）

无线传感器节点需要具备自行配置的能力来应对大规模的部署，包括对地址、网络连通、网关等信息的配置。

（2）自组织（Self-organization）

各传感器节点之间协同合作对网络拓扑进行组织，并形成针对应用优化的虚拟拓扑结构，用来更有效地支撑路由、数据查询、数据收集等机制。

（3）定位（Localization）

GPS不足以满足传感网的室内和低能耗的定位需求，无线传感器网络技术可

以通过一定数目的已标识位置节点，通过节点间的协同计算得到其他节点的位置信息。

（4）覆盖（Coverage）

保证传感器节点对相关区域的覆盖是监控应用的关键问题。 （5）追踪（Tracking）

节点之间协调工作，判断目标物体的轨迹和减少探测误差。 （6）节能（Energy Saving）

节能贯穿于传感网各项技术中，同时它也限制了传感网中可使用算法的复杂度、通讯消息的数量等，使其设计更充满了挑战。

物联网和传感网在军事和反恐上的重要性毋容置疑。此外，在其他的诸如健康护理和森林防火等应用上也是非常重要的。

三、国内外应用实例

物联网的应用范围：农林牧渔方面有农业生产、食品安全等；工业方面有工业生产、供应链管理、节能减排等；服务业方面有零售、物流、金融等；基础设施和社会管理方面有智能交通、智能电网、智能水利和环境检测等。除此之外，物联网还在数字生活、军事安全等方面有较广泛的应用。

国内外比较著名的应用案例包括：

英特尔的研究小组和加州大学伯克利分校以及巴港大西洋大学搭建的大鸭岛监测系统；

由美国佐治亚理工学院和健康系统研究所合作的普适健康护理系统试验应用平台；

由美国航天局NASA主导的使用地面传感网和卫星遥感系统的集成系统——感知网；

由IUT（法国大学科技学院）主导的新加坡普适网络社会计划——新加坡普适网络社会；

由中国科学院微系统研究所和无锡市政府联合开展的物联网示范工程项目：“感知太湖，智慧水利”是针对太湖水域保护建立的一套集蓝藻湖泛智能感知、打捞车船智能调度和信息综合管理于一体的智慧水利物联网系统；

由香港科技大学发起的，国内多所高校参加的山林传感网项目——绿野千传；

由上海交通大学无线和传感器网络实验室搭建的，基于实时出租车定位信息的智能交通分析、演示和预测系统；

物联网提供了海量信息，但它若受到攻击，很可能产生信息被泄露或被篡改、基础设施被攻击以及基础设施被破坏等问题。如何保证一些重要信息的安全性和隐私性？这是值得深思的一个问题。

四、前景展望

1．物联网和传感网对我国的重大战略意义

国务院将传感网和物联网上升为国家五大战略性新兴产业中的第二位。我国的研究与国外几乎同时起步，因此，在信息网络技术上要抢占先机。物联网和传感网通过信息网络技术可以控制一个国家的经济，事关国家安全和社会稳定问题。物联网把百姓生活中的各种事物都感知和抽象到信息网络中，因此其各种应用与百姓的日常生活也息息相关。物联网可以并将广泛应用于交通、家居、环保、政务、安保、消防、电网、食品安全和国防等各个行业和生活的各个方面。

物联网是信息社会发展的趋势，并被各国视为新的经济增长点，大规模发展物联网技术是国家和地区性的发展的重要战略。

2．物联网发展现状和发展趋势

行业应用将成为未来几年物联网产业发展的主要驱动力。智能交通、城市安防、智能电网等行业市场成熟度较高，这些行业传感技术成熟、政府扶持力度大，在许多城市已经开始规模化应用，市场前景广阔，投资机会巨大，将成为未来几年物联网产业发展的重点领域；医疗卫生、家庭、个人等领域的智能传感应用则需要较长的时间，技术、标准均有待进一步完善，大多数的产品还处于试验阶段，短时间内不会大规模应用。

同时物联网的发展也需要标准化体系的建立、积极的可行性政策出台、自主知识产权的核心技术突破、各行业主管部门的积极协调与互动以及重点应用领域的重大专项实施。

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识别、传感和通讯

大纲

一、射频识别技术

1．射频识别技术的概念 2．射频识别技术的发展历史 3．从条形码到电子标签 二、传感技术 1．传感原理 2．传感器定义和扩展

3．RFID技术和传感技术的比较 三、认识传感器节点 1．无线传感器节点结构 2．传感器低端平台 3．传感器高端平台 四、从有线到无线

知识点汇总

概念

C01：射频识别技术 C02：传感原理 C03：传感器

C04：Zigbee(802.15.4)无线通讯协议 原理

K01：射频识别技术的发展历史 K02：条形码与电子标签的区别 K03：主动传感与被动传感 K04：常用的传感器类型

K05：RFID技术和传感技术的比较 K06：有线通讯和无线通讯的比较 重要信息

I01：无线通讯技术

正文

一、射频识别技术 1．射频识别技术的概念

射频识别技术（Radio Frequency Identification，简称RFID）是一项利用无线射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息识别目的的技术。

射频识别系统由电子标签（射频标签）和阅读器组成。电子标签内存有一定格式的信息数据，这些数据符合一定的标准规范，并以此作为待识别物品的标识性信息（产品类型、生产厂商、生产日期和价格等）。这个电子标签在应用中将附着在待识别物品上。电子标签可以分为两种，一种是无源标签，一种是有源标签。无源标签自己不带电源，只有在阅读器阅读范围之内，对阅读器所产生的电磁场发生感应而获得电能，从而使其所带的信息数据被读取，主要应用在：门禁控制、物流管理等。有源标签自带电源或可再生能源，标签可以通过无线发射模块主动向阅读器发射识别信号，主要应用在：远程电子付费、远程识别监控系统等。

2．射频识别技术的发展历史

RFID技术最早源于二战时期的雷达技术。1948年，美国人哈里斯·托克曼（Harry Stockman）发表的《利用反射功率的通讯》（Communication by Means of Reflected Power）奠定了RFID技术的理论基础；20世纪60年代，出现了RFID技术的第一例商业应用；20世纪80年代，由于成本的降低，出现了RFID技术的大量应用；进入21世纪后，RFID被更多地赋予条形码替代产品的角色，受到零售业和物流公司的大力追捧。随着物联网概念的提出，RFID已成为使物品进入信息系统的一种重要手段。

3．从条形码到电子标签

条形码的特点是：读取必须在视线以内；单个读取；近距离读取；仅提供储存标识信息；标签信息不可修改；印刷成本低。

电子标签的特点是：障碍物影响小，无方向性；多个读取；读取范围大；储存信息量大；可修改标签储存信息；成本逐渐降低。

二、传感技术 1．传感原理

传感原理，即使用各种传感仪器通过反射和辐射电磁信号，对远距离目标和现象进行信息获取。物理量获取方面，如温度、湿度；化学量获取方面，如浓度；生物量获取方面，如生物群落。

传感分为主动和被动两类。被动传感，指仅仅收集物理、化学、生物量以及目标物体辐射的电磁波。物理方面，如温度、湿度、光线和加速度传感等；化学方面，如浓度传感等。主动传感，指发射电磁波或其他主动探测信号，并检测反射信号，如红外线传感、超声波传感等。

2．传感器定义和扩展

根据我国国家标准（GB7665－87），传感器的定义是：能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。如今，传感器已是一个非常宽泛的概念，即能把物理世界的量转换成一定信息表达的装置。

常用的传感器类型有：物理传感器，如力敏传感器、位置传感器、速度传感器、加速度传感器、热敏传感器、振动传感器、湿度传感器、磁敏传感器和电压电流传感器等；化学传感器，如气敏传感器和浓度传感器等；生物传感器，如生物膜传感器和食品传感器。

3．RFID技术和传感技术的比较

二者的相同点：RFID和传感技术都是非接触式技术；两者都是联接物理世界和信息世界的桥梁。不同点在于：对于RFID，信息在物体被贴上标签时就已经产生；信息产生于物理世界，只是通过RFID被传入信息世界。传感技术则是：信息产生于传感器探测之后；且通过探测和感知信息直接产生于信息世界。

三、认识传感器节点 1．无线传感器节点结构

无线传感器节点集成三个主要模块：传感处理、存储和无线通讯。 它的特点是：体积小、成本低、部署灵活、通用性和可扩展性强。 无线传感器节点有赖于：（1）微电制造和集成、短距离通信和微系统等技术的飞跃；（2）快捷的部署：节点自配置、节点间协同工作、对部署环境自适应；（3）丰富的应用场景。

2．传感器低端平台

（1）Mica2DOT(2003)：16Kb可编程内存；TR1000无线芯片；

（2）Mica2平台(2003)：128Kb可编程内存；ChipconCC1000无线芯片；

（3）MicaZ(2004) & Telos(2005)：128Kb(MicaZ), 48Kb(Telos)；802.15.4/Zigbee协议栈。

3．传感器高端平台

Imote（2003）& Imote2（2006）：32Mb可编程内存、417MHz主频、支持Linus OS、带有WiFi、能耗大，成本高。

四、从有线到无线

有线通讯的成本涉及到两个方面，设备的成本：网线（长度为节点间距离的总合）、路由器、交换机若干；部署的成本：布线、固定和配置。

从20世纪90年代末到21世纪初，在因特网逐渐兴起、无线通讯技术被广泛使用的同时，无线传感器也逐步在应用和科研的舞台上崭露头角。无线通讯的优势在于：无需布线和固定设备支撑；可以快速部署；易于组网、有效降低大规模布撒成本；迈向通用平台；使用相同的处理架构，只需针对应用的类型调整传感器类型，或者针对应用的场景调整所用无线通讯模块；适用于更大规模部署，更少的固定接入、更多的协调工作和更大的网能处理能力。

无线通讯技术包括：（1）无线手机（蜂窝）通讯：GSM、CDMA、3G和4G(LTE)；（2）无线局域网通讯：Wifi（802.11）；（3）无线城域网通讯：WiMax(802.16)；（4）短距离无线通讯：Bluetooth(802.15.1)、Zigbee(802.15.4)。

Zigbee(802.15.4)无线通讯协议：传输速率250Kb/s，星状或点对点通讯方式，支持低延迟通讯，CSMA-CA接入机制，动态地址配置，低能耗。

其实无线传感器的称呼并不确切，这些仪器应该被称为无线传感器节点（Wireless Sensor Nodes），因为它所具备的能力已经远远超过了传感器的范畴。而每个无线传感器节点可以集成多个多种的传感器，例如温度传感器、光感传感器或者图像甚至视频传感器。对于一个无线传感节点，传输和处理是和传感并重的必要能力。传输和处理能力也是它相对于一般传感器的巨大应用优势所在。

目前在在业界被广泛使用的无线传感器节点有Xbow Mica2/MicaZ系列、Imote2系列、TelosB/Sky motes系列。另外，国内外许多科研机构都有研制无线传感器节点。

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网络技术和应用

大纲

一、传感网系统结构 1．感知前端 2．处理后台 3．传感网的协议分层 二、应用场景 1．军事和反恐应用 2．环境监测应用 3．健康医疗应用 4．建筑物监测 5．工业流程控制 6．智能交通 三、关键网络技术 四、安全和隐私 1．安全问题 2．隐私问题

知识点汇总

原理

K01：传感网的系统结构 K02：传感网的协议分层

K03：传感网在军事和反恐上的应用 K04：传感网在环境监测上的应用 K05：传感网在健康医疗上的应用 K06：传感网在建筑物监测上的应用 K07：传感网在工业流程控制上的应用 K08：传感网的关键网络技术 K09：传感网的安全问题 K10：传感网的隐私问题

正文

一、传感网系统结构

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)具有无需固定设备支撑，可以快速部署、同时具有易于组网、不受有线网络的约束等优点。它是传统计算机网络技术发展的延伸，是一个全新的研究领域，其中孕育了巨大的创新空间。无线传感器网综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等，能够通过各类集成化微型传感器的协作实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，通过嵌入式系统对信息进行处理，并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知信息汇集到数据处理中心。

1．感知前端 （1）网络部署

节点是整个传感网系统感知的前端，物理世界需要通过节点的感知来转变成信息世界相对应的数据；节点的部署要保持互相通信和协同工作。

（2）网内处理

网内处理包括：网内数据收集、网内数据汇聚、网内数据过滤、网内分布式查询四个方面。

2．处理后台

处理后台主要进行收集、分析和反馈的工作。其中服务器针对应用做出相关处理，分别提供给终端用户和管理中心；管理中心则对传感网进行反馈和指挥。

3．传感网的协议分层

传感网的协议纵向可以分为五层：物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层；横向可以分为三层：电源管理、移动管理和任务管理。

二、应用场景

科技的发展使无线传感器网络把我们带入一个新的时代。无线传感器网络的通用性非常强，可以使用相同的处理架构，只需针对应用的类型调整传感器类型，或者针对应用的场景调整所用无线通讯模块。这使同一系列的无线传感器节点可以被广泛地应用于军事、环境监测和预报、监控护理、智能家居、建筑结构监控、城市交通、物流管理、危险品监控等领域。同时它对不同部署环境的自适应性也大大减少了人力成本。

1．军事和反恐应用

（1）军需物流，监控友军 （2）战场监控，敌军探测 （3）战斗破坏评估 （4）定位火力点

（5）监测和警报：核攻击、生物攻击、化学攻击 2．环境监测应用

（1）动物（候鸟、鱼类）和昆虫迁移

（2）自然和人为灾害监测：干旱、洪水、泥石流、森林火灾 （3）海洋、地质和大气监测 （4）污染监测

 大鸭岛环境监测系统

它是由英特尔的研究小组和加州大学伯克利分校以及巴港大西洋大学的科学家把无线传感器网络技术应用于监视大鸭岛海鸟栖息情况的一个检测系统。为此，研究人员使用了包括光、湿度、气压计、红外传感器、摄像头在内的近10种类型的传感器和数百个监测节点。系统通过自组织无线网络，将数据传输到300英尺外的基站计算机内，再由此经卫星传输至加州的服务器。在那之后，全球的研究人员都可以通过互联网察看该地区各个节点的数据，掌握第一手的环境资料，为生态环境研究者提供了一个极为有效便利的平台。

 火虫：森林火灾监控

使用无线传感器节点来设计和搭建野外火灾系统；使用GPS定位模块；节点使用自配置机制。

 感知网（Sensor Webs）

感知网是由美国航天局NASA主导的，使用地面传感网和卫星遥感系统的集成系统。这个系统相对于传统的遥感系统来说具有更灵活和更模块化的特性。它被用于检测火山系统，世界各地的研究人员都可以通过传感器上的网站服务器来获取数据和提供分析。

 哥伦比亚河床检测  “绿野千传”项目

由香港科技大学发起，国内多所高校参加的一个在森林中部署、包含1000个以上节点且持续工作一年以上的WSN系统。一方面，“绿野千传”项目用于森

林生态环境的全年监测，通过传感器收集包括温度、湿度、光照和二氧化碳浓度等多种数据。采集的信息为多种重要应用提供支持，如森林监测、森林观测和研究、火灾风险评估、野外救援等。另一方面，“绿野千传”项目是无线传感器网络研究领域就建立长期大规模无线传感器网络系统而进行的前瞻研究与探索。通过“绿野千传”项目的真实经历，研究人员希望能够探索潜在的研究空间，提供可能的科学解决方案，特别是针对在原始森林中部署1000多个节点且需要持续工作一年以上的无线传感器网络系统所面临的研究和工程挑战，展开探索。

3．健康医疗应用

传感网应用在健康医疗上，主要包括整合病人监控、远程诊断、线上监控人体生理数据、在医院定位医生和病人以及药品控制等方面。如美国的“蓝码”项目，主要用于连接各种生理医学信号，提供远程和医院本地的医疗服务等。

4．建筑物监测

（1）对高风险建筑（桥梁等）的结构差错进行检测 （2）智能控制湿度、通风和空调来避免能源浪费 （3）监控地震后建筑物的损伤情况 5．工业流程控制 （1）监控工业生产流程

（2）监控关键设备，例如发动机和管道 （3）监控服务器

（4）发现任何不寻常情况或错误 6．智能交通

由上海交通大学无线和传感器网络实验室搭建，基于实时出租车定位信息的智能交通分析、演示和预测系统。该系统通过对市区实时采集的出租车定位信息来提供路况信息；通过历史信息和各种算法来规划最优路径；通过演示界面来显示突发路况。

三、关键网络技术

自配置(Self-configuration )：为了应对大规模的部署应用，无线传感器节点需要具备自行配置的能力，包括对地址、网络连通、网关等信息的配置。

自组织（Self-organization）：在无线传感器节点被部署以后，各传感器节点之间协同合作对网络拓扑进行组织并形成针对应用优化的虚拟拓扑结构，以用

来更有效地支撑路由、数据查询、数据收集等机制。

定位（Localization）：在无线传感器网络中，事件的位置标签至关重要，包括路由、覆盖和追踪在内的许多机制都需要位置信息。由于传感器节点低能耗的要求和许多室内应用限制，单单应用GPS不足以满足传感网的定位需求。无线传感器网络里的定位技术通常通过一定数目的已标识位置的节点，通过节点间的协同计算来得到未标识节点的位置信息。虚拟坐标技术也是一种可行的定位技术。

覆盖（Coverage）：在无线传感器网络中，很多应用是和监测相关的。在这些应用中，如何保证传感器节点对相关区域的覆盖是关键问题。覆盖有很多个分支：全覆盖、k阶全覆盖、目标覆盖，边界覆盖和动态覆盖。

追踪（Tracking）：追踪可以是对乙方合作者的跟踪，也可以是对敌方入侵者的监视。追踪技术一定程度上需要覆盖技术的支持，只有在全天候监控的情况下，有效地追踪才有可能。节点之间协调工作，与判断目标物体的轨迹和减少探测误差是这项技术的重点。

节能（Energy Saving）：节能是无线传感器网络的关键词，它贯穿于传感网各项技术中，如何更高效地使用有限能量资源，使传感网获得更长的服务寿命是所有相关学科的工作重点。同时，它也限制了传感网中可使用算法的复杂度、通讯信息的数量等，使其设计更充满了挑战。

四、安全和隐私 1．安全问题

首先，传感网和物联网会面临传统的安全问题，包括机密性问题、认证问题、完整性鉴别问题、系统入侵监测等。同时，无线传感器网络自身的特点也决定了应对安全问题需要采取与传统网络不同的安全策略：单个节点有限的计算和存储能力，在面对比自己处理能力高出很多的敌对节点时，不能单纯依靠用复杂的加密算法保护自己；有限的带宽和通信能力使高开销的加密算法不能被直接使用在通信上；对节点的物理安全无法保证，如何甄别被捕获节点并阻止整网失效；如何保证整网安全而不是单纯的点到点的安全。

2．隐私问题

物联网提供了海量信息，因此隐私很容易被泄露、曝光，并造成一系列不良后果：成为“门”的主角、信息遭篡改、生活受到威胁和困扰等。对应的解决方

案有加密、认证机制、水印和数字签名等；同时还要从信息技术之外寻求办法，比如立法保护网络隐私权就非常重要。

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物联网——下一个信息产业革命

大纲

一、物联网对我国的重大战略意义 二、物联网能做什么

三、中国物联网发展概况和研究现状 四、国外物联网发展概况 五、物联网产业分析

知识点汇总

原理

K01：物联网在我国五年计划中的地位 K02：物联网对我国的重大战略意义 K03：物联网能做什么 K04：物联网的业界会议 K05：各地物联网中心 K06：高校物联网研究小组 K07：物联网国际交流 K08：各国物联网发展概况 K09：物联网产业生存现状 K10：物联网产业瓶颈突破

正文

一、物联网对我国的重大战略意义 1．物联网在我国五年计划中的地位 （1）“十一五”规划与发展

研制近短距离无线互联系统与传感器网络；研究新一代网络与通信关键技术、传感器网络与智能信息处理技术；发展先进传感技术。重点研究智能感知与

先进计算技术、自组织网络与通信技术、虚拟现实技术、信息安全技术。组织实施高性能计算机及网格服务环境、新一代高可信互联网等重大项目。

（2）“十二五”信息化规划任务与重点前瞻研究

温家宝总理在十一届全国人大三次会议上作政府工作报告时指出，中国要大力培育战略性新兴产业，并特别提出要加强物联网的研发应用。

《国家中长期科学与技术发展规划（2006-2020年）》和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中也均将传感网列入重点研究领域。

（3）《我国工业和信息化发展的形势与任务——工业和信息化部部长李毅中答本报记者问》（中央党校机关报《学习时报》，2010年3月）

信息通信产业方面，重点培育和壮大新一代移动通信、下一代互联网、光纤宽带接入、新型显示、集成电路、数字视听、软件业、数字内容、卫星应用等新兴产业群。

2．政府大力支持

国务院总理温家宝同志在视察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心时指出：要在进入该领域比较早的无锡迅速建立中国传感信息中心。结合现有的产业特色、空间布局以及配套优势，无锡感知中国中心计划在新区范围内统筹规划7.5平方公里，建设传感网创新园、传感网产业园、信息服务园。

3．国际话语权

2005年，我国开始推进国家传感网的标准化工作；2008年，国际标准化组织的传感网络研究小组首届大会在上海举行，中国牵头提出了整个传感网的体系架构、产业的演进路线、协议站架构等，并获得了一致通过；2009年，国际标准化组织的传感网络研究小组大会在德国召开，主要讨论中国的系列提案。

4．物联网对于我国的战略意义

物联网是实现技术自主可控，保障国家安全的迫切需要。

对国外电子科技技术的依赖，对中国经济影响极为严重。在物联网时代，人与人、人与物甚至物与物之间都能够直接的智能化对话，所有物件的信息安全就显得至关重要。上升到一个国家层面上来讲，它将涉及到整个国家的安全。因此，在推进物联网产业发展的过程当中一定要注重我国的自主知识产权。

物联网在促进产业结构调整，推进物联网、互联网融合方面具有举足轻重的地位。

传感网产业是一个潜力大、附加值高、能耗低、污染小的新兴绿色产业，所以它能带动产业各阶段的发展。因此，发展其它创新型信息产业是离不开物联网产业的发展。

二、物联网能做什么

21世纪，我们生活的方方面面已经离不开网络，因此，物联网在日常生活中的应用是非常广泛的。

1．智能电网

在整个智能电网的实施过程中实行端到端的安全设计与管理。它包括五个方面的内容：（1）驻地；（2）接入；（3）骨干；（4）数据中心/ NOC；（5）VZ 智能中心。

2．智能医疗

新通信技术对新健康体系的建立起着至关重要的作用。新健康体系涉及的健康检测、健康干预、医疗支持和康复指导等方面都需要运用新的通信技术来实现。

中国电信推出的互动类健康产品就是一个全覆盖的健康咨询管理体系，它能够提供及时的医疗咨询，并给予恰当的健康指导。

3．智能家居

智能家居的应用主要体现在五个方面：

 三网融合的统一信息平台  始终在线服务  实时监控

 智能控制和远程控制  家庭娱乐系统

除了以上几个方面，智能物流和智能道路也是很普遍的应用。 三、中国物联网发展概况和研究现状

我国在物联网发展方面起步较早，技术和标准发展与国际基本同步。国家自然科学基金、“863”、“973”等都对物联网产业给予了较多的支持，《国家中长期科技发展规划纲要(2006-2020)》在重大专项、优先主题、前沿技术三个层面均列入传感网的内容，正在实施的国家科技重大专项也将无线传感网作为主要方向之一，对若干关键技术领域与重要应用领域给予支持。

2009年9月11日，工信部副部长奚国华宣布传感网国家标准工作组正式成立，并希望工作组密切围绕产业发展需求，统筹规划传感网的标准研究，加快制订符合我国发展需求的传感网技术标准，建立健全标准体系，力争主导制定传感网国际标准。2009年底，李毅中部长在科技日报上发表题为《我国工业和信息化发展的现状与展望》的文章，首次把传感网上升到战略性新产业的高度。

中国曾多次举办物联网方面的业界会议。如2009年9月举办的“感知中国”高峰论坛；2010年6月22、23日在上海举办的中国国际物联网大会；2010年6月29日由上海市通信管理局与中国国际贸易促进委员会在北京主办的中国物联网大会。

国内部分地区也已采取措施，着力推动物联网产业发展，如浙江杭州举办了2008国内无线传感网产业发展高峰论坛，并成立中国无线传感网产业发展联盟；浙江嘉兴制定了“50亩研发中心+500亩推广中心+3000亩产业园”的产业规划，并给予资金和政策配套等支持，努力打造一个超千亿元产值的无线传感网产业。此外，各地也有自己的物联网中心，如：感知中国（无锡）分为核心区、重点区和示范区三个区域；上海物联网中心（嘉定）包括核心技术及产业研发、技术应用示范、高端产业集聚等模块；成都物联网产业联盟构建了三个中心、两个基地和六大体系的物联网中心；北京市技术转移中心也正在筹备其物联网中心。

国内先后有近百个单位开展了传感网研究和应用，比如：中国科学院自动化研究所无锡传感网技术中心、中国科学院上海微系统与信息技术研究所、北京大学、上海交通大学传感网973联合实验室等。

四、国外物联网发展概况 1．物联网国际交流

2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（World Summit on the Information Society，WSIS）上，国际电信联盟（International Telecommunication Union，ITU）发布了《国际电信联盟互联网报告2005：物联网》。2008年，第一届物联网会议（IOT，Internet of Things）2008在瑞士苏黎世举。2010年，第二届物联网会议（IOT，Internet of Things）将于2010年11月在日本东京召开。

2．美国的发展

2009年1月7日，IBM与美国智库机构信息技术与创新基金会（ITIF）共同向奥巴马政府提交了议案，提出通过信息通信技术投资可在短期内创造就业机会，美国政府只要新增300亿美元的ICT投资（包括智能电网、智能医疗、宽带网络三个领域），便可以为民众创造出94.9万个就业机会；1月28日，在奥巴马就任总统后的首次美国工商业领袖圆桌会上，IBM首席执行官建议政府投资新一代的智能型基础设施。上述提议得到了奥巴马总统的积极回应，奥巴马把“宽带网络等新兴技术”定位为振兴经济、确立美国全球竞争优势的关键战略，并在随后出台的总额7870亿美元《经济复苏和再投资法》中对上述战略建议具体加以落实。《经济复苏和再投资法》希望从能源、科技、医疗、教育等方面着手，透过政府投资、减税等措施来改善经济、增加就业机会，并且同时带动美国长期发展，其中鼓励物联网技术发展政策主要体现在推动能源、宽带与医疗三大领域开展物联网技术的应用。

3．欧盟的发展

2009年，欧盟执委会发表了题为“Internet of Things - An action plan for Europe”的物联网行动方案，描绘了物联网技术应用的前景，并提出要加强欧盟政府对物联网的管理，消除物联网发展的障碍。行动方案提出十条政策建议，包括：加强物联网管理，完善隐私和个人数据保护，提高物联网的可信度、接受度、安全性，推广标准化，加强相关研发等。

4．日本的发展

2004年，日本IT战略本部颁布了日本新一代的信息化战略——u-Japan，该战略的理念是以人为本，实现所有人与人、物与物、人与物之间的连接，希望能在2010年将日本建成一个“实现随时、随地、任何物体、任何人均可连接的泛在网络社会”。2009年，日本政府又提出“i-Japan”战略，为了让数字信息技术融入每一个角落，应首先将政策目标聚焦在三大公共事业：电子化政府治理、医疗健康信息服务、教育与人才培育。该战略提出到2015年，透过数位技术达到“新的行政改革”，使行政流程简化、效率化、标准化、透明化，同时推动电子病历、远程医疗、远程教育等应用的发展。

5．韩国的发展

自1997年起，韩国政府出台了一系列推动国家信息化建设的产业政策。为了实现建设u化社会的愿景，韩国政府持续推动各项相关基础建设、核心产业技

术发展，RFID/USN（传感器网）就是其中之一。韩国政府最早在“u-IT 839”计划就将RFID/USN列入发展重点，并在此后推出一系列相关实施计划。目前，韩国的RFID发展已经从先导应用开始全面推广，而USN也进入实验性应用阶段。在此基础上，2009年韩国通信委员会出台了《物联网基础设施构建基本规划》，将物联网市场确定为新增长动力。《物联网基础设施构建基本规划》提出到2012年实现“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信息通信技术强国”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4大领域、12项详细课题。

6．新加坡的发展

作为东南亚的重要航运枢纽，新加坡实施“智慧国2015计划”，注重利用信息通信技术增强新加坡港口和各物流部门的服务能力，由政府主导，大力支持企业和机构使用RFID及GPS等多种技术增强管理和服务能力。通过一系列项目和计划的实施，新加坡已在“物联网”建设方面走在了世界前列，除政府通过智慧国2015计划大力扶植外，新加坡企业对于创新的追求和信息通信技术的接受也助力新加坡信息通信产业长足发展。

五、物联网产业分析 1．物联网产业分布

（1）传感和标识：RFID标签和阅读器厂商、各类传感器厂商和传感器节点厂商；

（2）网络架构和协议：信息传输和网内处理； （3）应用方案：系统集成商和服务提供商。 2．投资现状

（1）物联网可以容纳的产业太多，并且许多不是新产业，和原来的RFID、传感网应用有很多交叉；

（2）同质化和分散化导致得不到资本的青睐；

（3）投资主要集中在上游厂商，2003-2009年主要集中在研发制造企业； （4）随着企业、家庭和个人应用市场的打开，下游应用集成厂商会得到更多的关注。

3．物联网带来新的经济增长点

物联网带来新的经济增长点包括智能交通、E物流、海量物品标识、万亿级的通信业务、医疗健康、节能减排、智能电网。

4．生存现状

中短期项目投入资金需求巨大，导致一些研发企业情况窘迫；技术门槛和公共导向型项目，限制了小型企业的竞争力；但是越来越多的企业跨入这个具有很大发展前景的行业。

5．发展阶段展望

一般新兴产业，从概念起源到进入规模发展前期大约需要十年左右的时间。目前物联网的发展正处于从起步阶段通向规模发展阶段的门槛前。国外传感网专利中，基础和核心专利占46%；从2009年底开始，各地区逐渐加强政策配套支持；大量公共项目推动发展；大型企业开始关注。最重要的，需要应用牵引与技术创新双轮驱动。

6．突破瓶颈

标准化体系的建立；积极的可行性政策出台；自主知识产权的核心技术突破；各行业主管部门的积极协调与互动及重点应用领域的重大专项实施都有助于突破物联网的瓶颈。

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