1.1 物联网的概念
物联网(Internet of Things,IOT)是由美国麻省理工学院(MIT)的Kevin Ashton于1991年首次提出的[1,2]。1999年,MIT建立了自动识别中心(Auto-ID Labs),提出了网络射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)的概念,指出“万物皆可通过网络互联”[3]。2001年,MIT的Sanjey Sarma和David Brock阐明了物联网的基本含义:把所有物品通过RFID等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理[4,5]。2005年,国际电信联盟(ITU)发布了ITU Internet reports 2005:the Internet of Things报告,指出:信息与通信技术的目标已经从任何时间、任何地点连接任何人,发展到连接任何人与物品,由亿万件物品的信息连接、实时共同分享就形成了物联网[6]。
现代意义的物联网可以实现对物品的感知识别控制、网络化互联和智能处理的有机统一,从而形成高智能的决策。工业和信息化部电信研究院在其发布的《物联网白皮书(2011年)》上明确指出:物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸,它利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知识别,通过网络传输互联,进行计算、处理和知识挖掘,实现人与物、物与物信息交互和无缝链接,达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策的目的[7]。另一种广为接受的物联网定义为:物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把物品与网络连接起来进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[8]。中国科学院计算技术研究所的陈海明教授、南京理工大学的吴启辉教授等则分别从软件系统能力[9]、网络认知过程[10]的角度阐述了物联网的概念。
本书认为:物联网是由互联网与传感网有机融合形成的一种面向人、机、物泛在智慧互联的信息服务网络,它利用传感器、RFID等技术赋予事物(包括人)感知识别能力,基于融合的通信网络实现事物的泛在接入与信息交互,借助虚拟组网、智能计算、自动控制等技术实现事物的动态组网、功能重构与决策控制,最终面向用户个性化需求提供高效信息服务。物联网应具备四个特征:异构性、可扩展性、可软件定义、安全性,即对异构资源(包括终端、网络、服务器等)的协同融合,对异构网络的自由连接,可软件定义的服务能力,安全的信息处理与交互,如图1-1所示。
图1-1 物联网的特征
需要说明的是,物联网有狭义和广义两种定义。狭义物联网,是指物品之间通过传感器连接起来的局域网,这个网络可以不接入互联网,但如果有需要的时候,随时能够接入互联网[8]。广义物联网,等同于“未来的互联网”或者“泛在网络”,能够实现人在任何时间、地点,使用任何网络与任何人与物的信息交换。本书所指物联网,是指广义物联网。