1.2 物联网的特点与演进

随着互联网的不断发展，互联网的泛在化成为其新的发展趋势。RFID技术为互联网的泛在化提供了必要条件，反过来互联网将促成 RFID技术应用发展的又一次飞跃。如同互联网可以把世界上不同角落的人紧密地联系在一起一样，采用 RFID技术的Internet也可以把世界上所有物品联系在一起，而且彼此之间可以互相“交流”，从而组成一个全球性实物相互联系的“物联网”。如果说RFID为物品提供了自我表达的能力，物品之间交流则需要一个网络即物联网来实现。从某种意义上可以说，物联网的实质是利用 RFID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。当然，除 RFID 外，红外感应、实时定位、激光扫描等技术也同样用于将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理等功能。

1.2.1 物联网与互联网的不同

物联网是射频识别技术与互联网结合而产生的新型网络，主要解决物品到物品（Thing to Thing, T2T）、人到物品（Human to Thing, H2T）、人到人（Human to Human, H2H）之间的互连。其中，H2T 是指人利用通用装置与物品之间的连接，H2H 是指人之间不依赖于个人电脑而进行的互连。物联网具有与互联网类同的资源寻址需求，以确保其中联网物品的相关信息能够被高效、准确和安全地寻址、定位和查询，其用户端是对互联网的延伸和扩展，即任何物品和物品之间可以通过物联网进行信息交换和通信。因此，物联网又在以下几个方面有别于互联网。

1．不同应用领域的专用性

互联网的主要目的是构建一个全球性的信息通信计算机网络，通过 TCP/IP技术互联全球所有的数据传输网络，在较短时间实现了全球信息互联、互通，但是也带来了互联网上难以克服的安全性、移动性和服务质量等一系列问题。而物联网则主要从应用出发，利用互联网、无线通信网络资源进行业务信息的传送，是互联网、移动通信网络应用的延伸，也是自动化控制、遥控遥测及信息应用技术的综合展现。不同应用领域的物联网均具有各自不同的属性。例如，汽车电子领域的物联网不同于医疗卫生领域的物联网，医疗卫生领域的物联网不同于环境监测领域的物联网，环境监测领域的物联网不同于仓储物流领域的物联网，仓储物流领域的物联网不同于楼宇监控领域的物联网，等等。由于不同应用领域具有完全不同的网络应用需求和服务质量要求，物联网节点大部分都是资源受限的节点，只有通过专用联网技术才能满足物联网的应用需求。物联网的应用特殊性以及其他特征，使得它无法再复制互联网成功的技术模式。

2．高度的稳定性和可靠性

物联网是与许多关键领域物理设备相关的网络，必须至少保证该网络是稳定的。例如，在仓储物流应用领域，物联网必须是稳定的，不能像现在的互联网一样，时常网络不通，时常电子邮件丢失等，仓储的物联网必须稳定地检测进库和出库的物品，不能有任何差错。有些物联网需要高可靠性，例如医疗卫生的物联网，必须要求具有很高的可靠性，保证不会因为由于物联网的误操作而威胁病人的生命。

3．严密的安全性和可控性

物联网的绝大多数应用都涉及到个人隐私或机构内部秘密，因而物联网必须提供严密的安全性和可控性：物联网系统具有保护个人隐私、防御网络攻击的能力，物联网的个人用户或机构用户可以严密控制物联网中信息采集、传递和查询操作，不会由于个人隐私或机构秘密的泄露而造成对个人或机构的伤害。

尽管物联网与互联网有很大的区别，但是从信息化发展的角度看，物联网的发展与互联网的发展密不可分，而且和移动电信网络的发展、下一代网络以及网络化物理系统、无线传感网络等都有千丝万缕的联系。

1.2.2 物联网在信息化发展中的位置

从烽火台到电报电话，再到互联网和移动互联网，人们对信息的渴求成为推动信息化发展的原动力，而一次又一次技术的飞跃正帮助人们不断获取新的知识和信息。这样，可以把现代信息通信比作一张拼图（如图1.2所示），从电报开始，逐步探究更便捷、更大容量的信息传递，随着拼图一张张被翻开，人与人通信的未知领域不断缩小，目前已经发展到了“移动互联网”的阶段。

在人们不断探索人与人之间的现代通信技术的同时，拼图又从物与物通信的角度也被悄悄地翻开。为了更好地服务于信息的传递，最初一部分物体被打上条码，这大大提高了物品的识别效率，随着近场通信（Near Field Communication）技术（如 RFID、蓝牙、ZigBee等）的发展，RFID、二维码等各种现代识别技术逐步得到推广应用，在摩尔定律的推动下，芯片的体积不断缩小，功能更加强大，物品自身的网络与人的网络相互联通已经成为大势所趋。在未来网络的发展过程中，拼图将逐步被揭开，从人的角度和从物的角度对信息通信的探索将实现融合，最终实现无所不在的“泛在网络”（如图1.3所示），而这也就是终极意义上的物联网。

1.2.3 物联网的演进路径

物联网的演进路径分为电信网主导和传感网主导两种模式，发展的初期由传感网络主导，但是当传感网技术成熟后，将以电信网为主导，实现信息的可控可管、安全高效。在图1.2中，把人类信息通信网分成实现人与人通信的电信网，以及实现物与物通信的近场通信网或者传感网，两者的发展并行推进，但是电信网比传感网成熟更早。经过上百年、无数人的研究发明、推广应用，电信网已经建立了一整套科学的、可控可管的信息通信网络体系，安全、高效地服务于人类的信息通信。

电信网的发展主要有两大方向：一个是移动化，人们为了追求信息通信的自由，逐步由移动电话替代固定电话，实现位置上的自由通信；另一个方向是宽带化，通信从电路交换转变为分组交换为主，从电报电话到互联网，逐步实现宽带化的通信，实现传输容量上的自由通信。

传感网的发展也有两大趋势：一个是智能化，物品要更加智能，能够自主地实现信息交换，才能真正实现物联网。而这需要对海量数据的处理能力，随着“云计算”技术的不断发展成熟，这一难题将得到解决。另一个趋势是 IP化，未来的物联网将给所有的物品都设定一个标识，实现“IP 到末梢”，这样人们才能随时随地了解物品的信息，“可以给每一粒沙子都设定一个 IP 地址”的IPv6担负着这项重担，将在全球得到推广。

电信网主导模式就是由传统的电信运营商主导，推动物联网的发展；传感网主导模式是以传感网产业为主导，逐步实现与电信网络的融合。在当前状况下，由于传感器的研发瓶颈制约了物联网的发展，应当大力加强传感网络的发展，但是从战略角度看，针对未来会出现的信息安全和信息隐私的保护问题，应当选择电信网主导的模式，而且通信产业具有强大的技术基础、产业基础和人力资源基础，能实现海量信息的计算分析，保证网络信息的可控可管，最终保证在信息安全和人们的隐私权不被侵犯的前提下实现泛在网络的通信。

另一方面，物联网是连接物品的网络，有些学者在讨论物联网时常常提到M2M的概念，可以解释为人到人（Man to Man）、人到机器（Man to Machine）、机器到机器（Machine to Machine）。实际上，M2M的所有解释在现有的互联网中都可以实现，人到人之间的交互可以通过互联网进行，有时也通过其他装置间接地实现，如第三代移动电话，可以实现十分完美的人到人的交互。人到机器的交互一直是人体工程学和人机界面领域研究的主要课题，而机器与机器之间的交互已经由互联网提供了最为成功的方案。从本质上说，在人与机器、机器与机器的交互，大部分是为了实现人与人之间的信息交互。万维网（World Wide Web）技术成功的动因在于：通过搜索和链接，提供了人与人之间异步进行信息交互的快捷方式。这里强调的物联网指基于 RFID的物联网，传感网指基于传感器的物联网。而对于物联网、传感网、广电网、互联网、电信网等网络相互融合形成的网络，称为泛在网，即“无处不在，无所不包，无所不能”网络。因此，通常在物联网研究中不宜采用 M2M 概念，容易造成思路混乱，应该采用国际电信联盟（ITU）定义的T2T、H2T和H2H的概念。