【毕业学位论文】物联网技术与产品的发展路径研究

北京理工大学硕 士学位论文 I 摘要 目前 ， 世界 范围 的 物联网 都正处于起步推广阶段 ， 因此谁能 及 早 准确的弄清楚 物联网 中一些关键 技术与产 品的未来发展方向 和趋势 ， 站在 其发展的 必经之路上，开发出具有竞争力的产品和 服务，谁就能在世界范围内获得产业优势， 走在 发展 前列 。 基于此 目的 ，本论文对物联网技术与产品的发展路径展开了深入细致的研究。 总体 而言，可以 将 论文 的主要工作分为 如 下两个部分： 借鉴吸收和探索创新了 路径图谱绘制理论 ；绘制物联网 发展路径 图谱 ， 同时深刻解剖了 物联网 复杂的技术产品体系 。在路径图谱绘制理论与方法方面，借鉴吸收了 技术路线图、产品路线图及 法、步骤 中 的 合理成分 ，建立了综合的、半自动化的绘制发展路径图谱的理论和方 法模型。可以说是在路径图谱绘制 理论与 方法方面 一次 非常 有益的 尝试和探索。实证 结果 显示， 这种方法 明显简化了绘制 路径 图谱的程序，缩短了 路径图谱 绘制 的时间，提高了绘制结果的科学性和 路径 走 向 的准确性，能更好的为产业发展提供有价值的发展路径信息。 在 绘制物联网的发展路径和 剖析 物联网 复杂的 技术与产品 体系方面 ， 先是 仔细 认真 地 研究了 物联网的工作原理 ，逐一分解了其复杂的技术产品 体系 ，确立了感知层、传输层、应用层 为 架构 的 三层 结构 模型 。 然 后 根据调研 结果，结合专家意见， 确定了物联网的关键词汇 ， 接着逐一进行翻译、 检索策略 制定等工作，之 后 下载、 分析物联网专利数据 ，利用 探索的 发展路径图谱绘制理论与方法， 分别从宏观、中观、微观方面 绘制了 多个 物联网的技术与产品的发展路径， 将其 与近年来 各技术及产品的真实发展路径 进行 对比 发现 ， 本文 所绘制的发展路径图谱，是物联网各技术各产品发展路径的简洁 反映，符合物联网各技术、各产品客观的发展规律 ， 对我国 物联网行业的发展及行业战略规划的制定，具有很高的参考和指导价值。 关键词： 物联网；发展路径；技术路线图 北京理工大学硕 士学位论文 is in of If of on in of I on of of I do of I of On I a of a of It is a of of It is a to of a on it to I on a to I of of a of to of of of of a of to of of 京理工大学硕 士学位论文 录 第一章 绪论 . 1 研究背景和研究意义 . 1 国内外研究现状 . 2 研究总体思路及技术路线 . 5 论文主要研究内容及创新点 . 6 第二章 物联网体系架构研究 . 8 物联网简介 . 8 概念、特征及应用 . 8 历史发展路径回顾 . 10 世界各国发展现状 . 11 物 联网体系架构剖析 . 13 物联网的层次划分 . 13 物联网的架构模型 . 14 物联网的工作原理 . 14 技术与产品词库的建立 . 15 物联网关键技术 . 15 物联网关键产品 . 16 物联网词库的确立 . 17 第三章 路径图谱理论及模型研究 . 20 技术路线图 . 20 定义、特征与意义 . 20 类型及其表现形式 . 22 常用信息处理方法 . 28 技术路线图的绘制流程 . 29 技术路线图的准备 . 29 技术路线图的分析 . 30 北京理工大学硕 士学位论文 技术路线图的绘制 . 31 技术路线图的更新 . 31 路径图谱绘制的探索研究 . 32 绘制理论探索 . 32 绘制模型探索 . 34 绘制步骤 探索 . 35 第四章 路径图谱模型的应用与总结 . 38 物联网路径图谱绘制的准备 . 38 物联网检索词汇的调研 . 38 物联网检索策略的确立 . 41 物联网专利下载与分 析 . 41 路径图 谱 方法模型准备 . 42 物联网路径图谱的绘制与分析 . 43 物联网整体路径图谱的绘制及分析 . 43 物联网各层路径图谱的绘制及分析 . 47 物联网关键技术与产品图谱及分析 . 57 绘制路径图谱的经验总结 . 69 制定检索策略的模型总结 . 69 路径图谱模型的丰富发展 . 69 我国物联网产业发展建议 . 71 第五章 结论与展望 . 72 参考文献 . 74 攻读学位期间发表的论文与研究成果清单 . 77 致谢 . 78 北京理工大学硕士学位论文 1 第一章 绪论 研究背景和研究意义 物联网概念最早出现于比尔盖茨 1995 年未来之路一书， 2005 年，国际电信联盟正式提出了 “ 物联 网 ” 的概念， 之后 不断拓延 发展，目前 形成的 较为公认的物联网定义为： “ 通过射频识别（ 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 ” 1。 蓬勃兴起的物联网，是继计算机、互联网的应用与普及之后世界信息技术革命的第三次浪潮，为二十一世纪的全球工业化、城市化进程提供革命性的信息技术和智能技术，是信息产业新一轮竞争的核心领域，将通 过与传统产业的全面融合，成为全球新一轮社会经济发展的主导力量 。 与错失前两次信息产 业浪潮不同，当前我国在物联网国际标准制定、自主知识产权、产业应用和生产制造等方面均具有 较大 优势。随着“感知中国” 概念 的提出，无锡、上海、北京、广州、成都等全国 很 多省市都将物联网列入发展规划，并纷纷“上马”相关项目以全力进军物联网产业。在 2010 年的中国物联网大会上，工信部副部长奚国华表示，我国 80%的省份 已 将物联网作为自己的支柱产业。 但是，中国物联网产业领军人物、国家 973 物联网首席科学家刘海涛认为这一状况忧喜参半：喜的是各地都在进行战略布局，忧的是有的省市比较盲目。他认为物联网研究我们走对了路，物联网产 业发展也必须选对路子，开展关键技术攻关和标准化研究并攻克共性技术平台，是我国物联网发展的首要路径。 及时把握物联网发展的关键要素，成功地开展技术研发并顺利实现商品化，找到发展路径，站在技术发展的必经之路上，将使我国企业在未来激烈的全球化市场竞争中占据极为有利的地位， 实现规模和实力的跨越式发展，在一个相当长的时期持续性地获得 丰厚的回报。 因此，对我国物联网产业 在发展过程中 出现的 技术与产品 进行 发展 路径实证研究，及早识别未来发展路径，及早沿 其 发展路径制造出具有市场竞争力的技术产品，让我国物联网相关企业不断发展壮大 并立于不败之地意义重大，基于此，还可以通过北京理工大学硕士学位论文 2 实证 研究的具体 工作 ，发现问题 总结 绘图 经验，进一步推动技术与产品发展路径 图谱理论与方法的丰富发展。 我国学者是从最近几年对 “ 物联网 ” 展开研究的，研究内容大多停留在对物联网概念、发展历史的介绍 、 对未来发展前景 、经济影响 的预测， 对物联网涉及 技术 本身的研究 等 ， 研究最热的 是 物联网里涉及到的 术，但都是基于技术层面的 ，没有涉及物联网发展规划、技术发展路径等管理层面的研究。 因此真正对我国物联网产业发展有帮助的研究非常少。因此，有必要用技术发展路径与产品发展路径的理论对物联 网展开深入细致的研究，给我国物联网产业的未来发展 做 出有价值的指导。 国内外研究现状 20 世纪 80 年代前后 ，美国 康宁 和 摩托罗拉 两个公司率先 开发了技术 路线图 这一研究技术与产品发展路径的 工具 方法 ，用于支持 协调 各自 企业 的 产品和技术开发活动。 这一工具的 开发者 生认为， 技术路线图 是 对某一特定 目标领域 的未来 发展方向 的看法，该看法 是 该领域 优秀技术工程师们 集体 智慧 的结晶 2。 第一篇 技术路线图 的 文章发表后不久，欧洲的几个大公司（ 就 相继使用了这一方法工具 。 2002 年， 英国调查了 国内的两千 家制造类公司， 很多 公司 都使用 过 这一方法工具 ，并且 很多 公司不只使用过一次。 1992 年，美国公布了 一份 半导体行业技术路线图， 这是此工具开发出来之后第一次 应用在行业研究，被认为是行业 应用的 起源和 标志 ， 该路线图 详细地描述了 该行业未来十五年的发展方向 。 在此 之后 ，美国 政府 又在其它领域 绘制了 大大小小 二百多个技术路线图， 使 这一工具方法 在美国 得到了广泛 的 传播和 应用。 在 应用的 着重点方面，美国 的 制定 方法 比较成熟， 经验最多， 所以 他们 更关注最后的表达 结果和 预测 质量。英国 对它的 开发利用 也比较早，但 是 普及率 还没有 赶上美国，为了能达成一致意见， 他们 更关心具体的 绘制过程。加拿大和澳大利亚 这两个国家， 引入 的 时间 都比 较短， 他们 比较 注重 绘制过程 与市场 环境 的密切结合。 关于 作用和意义，国外学者 和 为 ， 路线图的制定过程，实际上是搭建了一个交流思想的平台，供业内的专家们参与讨论。这个过程， 社会、经济、政治等 等 因素，都被一一考虑在内 ，因此 除了降低 了 未来技术发展的不确定性之外 ，也使得预见 过程 更加综合全面。 和 认为 应用 了 这一工具， 能 促进 公司持续开发 新 的 产品 和技术 ， 减少公司的 时间和资源 浪费 ，降低 公司 发北京理工大学硕士学位论文 3 展过程中的 风险，增加 公司 盈利 的 概率 。 引入了技术路线图 这一方法工具 之 后， 我国学者对 它 的研究 主要 集中在 概念定义 、分 门别 类、 制作流程和 意义 作用 方面， 虽然在有些细节上尚存争议，但绝大多数研究者基本上都认为技术路线图的 实用价值 和 工具性 远远大于其 定义 本身。 2006 年之后，多数学者 认为 它 一个非常好的 创新管理工具， 并且在如何把其它领域的方法引入制定流程中和制定完成之后如何推广实施方面 进行了有益的探索。 刘海波、李平 5是 国内 技术路线图较早的引入者，他们先后 为我国的科研 工作者介绍 了 这一工具 方法 的 历史来源、 绘制原理、 模型方法、 开发过程 、 应用领域、 对企业的 具体 利弊 等 。他们 根据绘制者的不同，率先给技术路线图分了类 ， 国家 政府 机构带头 绘制的 ， 行业 产业 带头 绘制的 ， 企业 公司带头 绘制的 。 可以说， 他们的 这种划分方法，是目前国内路线图的主流划分方法 。 李雪枫、全允桓、谈毅 6详细 比较 了 一些 技术路线图的相关概念后，给其下了一个简单 、 具体 、 易懂 的定义，并且深刻 阐述 了 这种 工具 方法在我国具体 实施后 可能 产生的结果和发挥的 作用，并且指出， 规划、预测 、预见 等 我们常见的这些政策制定过程中的 方法工具，其实体 现的 都是具体 的 结果， 而 绘 制 路径 图 谱 本身 是一个 非常复杂的 过程 ， 预测、预见 、 规划 都 只 是其中 微小 的一部分 工作 。 仪德刚、齐中英、赵新力 7在比较了 国内外 大量路线图的展示 形式及 实施方式 后认为， 与其它传统的技术管理工具相比， 这一方法 具有以往方式无法比拟的优势， 它直观地展示了企业的核心着力点所在 ， 给出 了企业努力的方向，并就一个企业在制定好了 路径 规划后如何有效运行的问题， 给 出了自己的 解决方案 。 李栋、张志强 8在 考察比较 了 国外大量的制定案例之后 ，认为 他们的制定过程难度大、要求高、太过复杂，需要调动的各个领域的专业人员 数量众多，一点也没有经济性可言，并且认为，为了改进这种状况，需要把数学、计算机等其它学科上已经成熟的方法理论引入其中，帮助其更快更好地在短时间内完成 路径 制定工作。 佘镜怀 9关于技术路线图的 理论 非常 形象具体 ， 他认为，路线图与我们常见的旅游 地图 类似 ， 旅游 地图上有从一个城市到另外一个城市的道路，而路线图 给出了 第一代技术到第二代技术的路径，第一代产品到第二代产品的路径， 两者的区别是，地图上标示出来的道路一定能够走通，但是路线图上标示的道路未必能够实现。 我国 虽然 引入的晚，但是也在一定范围内进行了推广和应用，程家 瑜 10总结了美国、欧洲等发达国家在这一领域的丰硕成果之后，认为我国 也不能落后， 在未来的二北京理工大学硕士学位论文 4 十年内， 需要 进行 大量推广应用， 要 找准 战略 领域，设置优先发展行业，制定开发 实施 尽可能多 的 路径 规划 ，指导我国各个行业 、 各个产业科学发展。 纳尔逊（ 温特 (11认为 技术 就像大卡车行驶在 草 地一样， 在发展 过程中 不断 沉积和进化 ，时间久了，就会形成一条道路。 乔瓦尼 多西 12( 认为，技术 就 像 我们身边的 生物一样，为了生存下来， 也在 不断地进化， 为了 让自己适应多变的 经济环境，并且为了不受其他 “ 物种 ” 的侵略， 它们 划定自己的领域范围，使其它技术不得随意侵入自己的控制范围。 从而在一定时间内 、在一定领域范围内得以 保持竞争优势。 我国学者柳卸林 13明确指出 ， 技术轨道 不能误解为只有一条轨道，而是 所有可能发展 的方向 集合 ， 是 一组解决问题的 方法， 是 一 组 技术发展的 S 曲线 。 企业的技术发展 ，有许许多多的可能 路径 ，然而，最符合事物发展规律的只有一条， 先 找对了这条路径 ，再去开发 产品， 再去寻找资源，再去整合能力，可以节约很多资本 。 在 寻找 技术轨道 形成 的可能 原因 时，傅家骥等 14认为 主要有三个 方面 ： 第一，在短时间内，某一方面的 科 学 技 术取得了极大突破，得到了飞跃性的 进展 ；第二，在长时间内，某一方面的技术通过不断的沉淀 和 积累， 发生了质变， 由 “ 木块 ” 变成了 “ 煤炭 ” ；第三，人们对某种商品的 需求 量和品种都急剧地扩张 。 杜跃平，高雄，赵红菊 15认为 ， 改革开放以来，我国的一些企业，通过引进美国、欧洲、日本等国家先进技术， 使企业得到发展的同时，自己也被 束缚在了相应的技术层次上，等到遇到技术革新问题时，就处在了三难的境地：在引进技术上做改进，难度非常大，因为标准等掌握在国外；在新技术上做创新，由于没有技术积淀 ，很难赶超；引进新一代技术，又要花费大量的金钱，从而使很多企业无所是从。 王敏 ， 银路 16参考了生物 学领域 的 一些 研究成果，认为 各种 技术 的 进化像生物进化 的 历程一样， 都 经历了 从低 等到 高 等、从简单到复杂的过程 。 因此， 考察 新兴技术的进化过程， 探索新兴技术的发展足迹， 需要关注以下问题 ：新技术是在什么条件下产生的，需要 在什么环境条件下，新技术 才 会逐渐发展强壮， 要在什么环境条件下，新技术 才会走向 成熟 ，要回答这些问题，就要像生物学 家 考察环境 的细微 变化 对生物影响 的一样，考察和探索新兴技术的产生环境、发展环境、成熟环境。 只有 如此，才能真正找到技术发展进化的路径方向。 国外学者虽然在技术路线图、技术轨道、技术演进、技术预测等理论方面进行了深入的研究，形成了较为成熟的理论，但在 “ 技术路径 ” 方面的研究还处于起步阶段。北京理工大学硕士学位论文 5 我国学者谈毅 17等曾对国际技术创新领域重点期刊 过统计分析， 1989 年到 2004年间发表的 830 篇论文中，只有两篇与新兴技术的发展路径有关，并且不涉及具体的方法工具； 1989 年至 2004 年共刊登430 篇文章，只有一篇涉及新兴技术发展路径相关的研究。 国内对技术路 径的研究刚刚开始，对新兴技术发展 路径 的研究 同样 很少，并且 它们 主要集中在 路径的 框架设计上，没有涉及具体的分析方法和工具。高旭东 18研究了后发优势与新兴技术发展 路径 的关系，张晓军、 李仕明 19研究 了如何将 复杂性科学理论与方法 应用在 新兴技术管理 上 。总体而言，国内学者基本沿用国外的研究思路和框架，以新兴技术的管理为主要研究内容 。 研究总体思路及技术路线 本文的组织结构将按如下安排： 第 1 章 主要介绍本文的研究背景、研究意义，以及物联网、发展路径图谱等的国内外研究现状，说明 本文的组织结构、主要研究内容和创新点。 第 2 章是对物联网技术与产品背景进行的研究，先是介绍了 物联网技术与产品的发展 历史 、 具体工作原理、整体 技术架构、 挑选了 物联网的关键技术与 关键 产品 ，最后 介绍了世界 各国的 物联网 发展现状。 第 3 章主要介绍与探索与本文研究 密切相关的 一些 基本理论，主要包括路径图谱、技术路径、产品路径、路径绘制 的 理论 方法、对以往理论方法的 改进 与创 新 等 ，是论文研究工作的工具方法准备 。 第 4 章是本文的核心部分， 利用第 2 章 确定 的物联网 关键技术、关键产品 相关词汇，进行检索策略制定及数据下载分析，然后 利用建立的绘制发展路径图谱的方法体系，绘制 物联网 技术与产品的 一系列 发展路径图谱，并给出相应的解读说明，对物联网 技术 与 产品 体系 进行 详细 的 剖析，最后 通过与近年 来 国家科技规划和科技计划 及部委项目 支持重点进行对比分析，验证本文的研究结论。 第 5 章 对本文的研究内容和成果进行 了总结，根据本文研究过程中遇到的问题，分析了研究过程中存在的限制与不足，并基于 此 提出了后续的研究建议 。 本文的研究主要目的是通过调研物联网的技术与产品发展历史、现状，综合利用路径图谱的理论方法，构建我国物联网产业的发展路径图谱。对物联网技术与产品的北京理工大学硕士学位论文 6 未来发展之路做出合理的规划，对国家关键技术路径选择问题提供支持，用以辅助物联网相关科技规划的制定以及必要的科技决策。本文的技术路线如 下 图所示： 图 论文研究技术路线图 论文主要研究内容及创新点 物联网涉及信息获取、传输、存储、 处理、应用的全过程，材料、器件、软件、系统、网络各方面的创新都 会促进物联网的发展。 为了不 再走 以往行业“壳” 竞争的老路，应该及早规划技术与产品的发展路径，积极研发创新，抢先站在发展必经之路的节点上，形成优势，与国外物联网企业积极进行“核”竞争。基于此，本论文计划研究以下几点内容： 总结现有的技术路径 绘制 方法及模型 总结物联网相关技术与 产品及其发展历史 根据物联网技术与产品的 发展历史绘制 其 历史路径 图谱 查阅文献 微观 层面上 的发展路径图谱 总结 绘制 路 径 图的改进方法 宏观 层面上的 发展路径图谱 总结影 响发展路径图谱 的各种因素 调研影响因素 情况 中观 层面上 的发展路径图谱 专家智力数据支持 总结 北京理工大学硕士学位论文 7 （ 1）调研并借鉴技术路线图、技术发展趋势、技术演化、技术演进、技术轨道、技术规划、技术预测等 相关 理论成果， 探索发展路径图谱的半自动化绘制方法， 为本文开展物联网技术与产品发展路径研究 准备 理论与方法。 （ 2）调研物联网发展的主要历程、特征、应用状况，调研物联网的 主要 技术 架构 及其工作原理，物联网 涉及 的关键技术与 关键 产品 都有哪些 ， 国内外物联网的发展状况，涉及物联网的技术与产品的专业词汇，物联网数据检索策略的制定，物联网基础研究数据、专利数据的下载与分析 。 （ 3） 基于下载的物联网技术与产品数据， 利用绘制技术路线图的方法， 绘制 物联网 整体发展路径，感知层、传输层、应用层各层发展路径及物联网中关键技术与产品（ 射频识别（ 技术、海量数据存储与处理 技术、 智能嵌入技术、物联网传感器 ） 的发展路径 ， 并解读各个发展路径图谱所展示的意义 。 （ 4）在 回顾绘制物联网发展路径图谱过程中出现的问题后 ， 深入总结绘制发展路径图谱 的理论与方法 并形成一套理论体系 ，分析增加或更改环节 、 步骤 对图谱的影响 ， 分析如何改进 路径图谱 的绘制方法 ，以便达到更加贴近实际发展路径的目标， 分析如何推广应用在更广范围和领域， 以此丰富路径图谱绘制理论。 本论文主要创新点 ： （ 1）在 绘制 路径 图谱 的理论与方法上 ， 对目标领域逐层切分，研究技术与产品的 每一个组成细胞的 微观状况， 探索了与以往不同的绘制 思路和 模型方法；在绘制路径图谱的表现形式上，尝试用其它方式展示路径图，区别于以往 的 路径形式 。 （ 2）把改进过的、 快捷 实用的 、 与以往不同 的 路径 理论 与绘制方法 应用在新兴领域 物联网 上 ，勾画了物联网技术与产品的发展路径 ，在非常微观的层面 可以说是物联网的 “细胞层面” 深刻 剖析解读 了 复杂的物联网体系 。 （ 3）通过总结 本文在绘制 物联网技术与产品的发展路径实证研究 中 的 探索 成果和尝试经验，丰富 完善 了现有的 绘制技术路径图谱的理论与方法 ， 探索 总结 了检索策略的制定模型与方法 。 北 京理工大学硕士学位论文 8 第 二 章 物联 网 体系架构 研究 互联网时代 的到来 ， 让 人与人之间的距离变小了，而继互联网之后的物联网 的到来 ， 则让 物 体 与物 体 之 间的距离变小了。互联网改变了人们的世界观，而物联网的出现，将更加 深刻地改变人们对世界的认识。 物联网简介 概念 、 特征 及应用 物联网（ f 仁者见仁 ， 智者见智，不同的研究者 根据自己的 理解 ，给出了不同的定义 ： （ 1）定义 1： 目前业界常用的表述： “ 通过 射频识别 、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议，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 1。 ” （ 2）定义 2： 2005 年 ，国际电信联盟（ 20发布了 联网报告 2005：物联网给出的定义如下：“ By a of of we “物联网包括人与物 体之间的连接 、物 体 与物 体 之间的连接 两个方面 ， 也就是说，在物联网的世界里，不论什么 时间， 不论什么 地点， 不论什么 物品 ，它们之间 都 能方便地进行 通信”。 （ 3）定义 3： 基于 射频识别 技术 21： “ 物联网 不是独立的一种网络，而 是 在 射频识别 技术和互联网技术 都发展成熟 之后发展起来的 网络， 它是二者相结合的产物 。 ” （ 4）定义 4： 基于传感网 22： “ 传感器、数据处理单元和通信单元等节点通过自组织的方式构成的无线网络。 ” 北 京理工大学硕士学位论文 9 （ 5）定义 5： 美国麻省理工学院 究中心 23提出的物联网概念：“ 把所有物品通过射频识别 技术 （ 信息传感设备与互联网连接起来， 从而 实现智能化识别和管理的 一种 网络。 ” （ 6）定义 6： 中国移动 研究院 24提出的物联网定义： “ 对物体具有全面感知能力，对信息具有可靠传递和智能处理能力， 连接物体与物体的信息网络。 ” 从以上的定义中可以看出，物联网 涉及的关键技术，比如 无线射频技术、 分布式计算 技术 、 智能 传感器 技术 、嵌入式智能 技术 、无线传输 技术 及实时数据交换 技术 和互联网 技术 等 都 不 是 新兴技术，都已 在相关领域得到 一定范围 的应用。 物联网 产生的奇妙之处在于，它充分 地 利用了这些技术 交叉与融合 中之后 ，不知不觉走上 时代 舞台进入人们的实际生产生活中的 。 物联网的一个突出特点就是将人与人、人与物、物与物之间在任何时间和任何地点 、任何 网络 ， 通过统一的接口标准和标识标准，集中存储、处理，实现更广范围的信息资源共享和 协调处理， 得到 任何 想要 的服务。 物 联 网计 算任 何 时 间任 何 内 容通 信任 何 路 径任 何 网 络内 容任 何 人任 何 物收 集任 何 服 务任 何 商 务集 中任 何 物 体任 何 设 备连 接任 何 地 方 任 何地 点图 物联网的主要特征 目前，人类社会 已经迈入了 3I 时代（ 法），即 具植入化 ，40 亿手机用户， 300 亿 大的传感网络和工业信息化系统等） ， 联化），和 智能化），我们只需要“百尺竿头，更上一步”就可以实现 5A 化（ 理工大学硕士学位论文 10 何方式 ， 物联网世界 25，实现“ 智慧地球 ”的梦想 。 综上所述，可以将 物联网 的主要 特征 总结如下 26： （ 1）全面感知： 随时随地获取物体 信息； （ 2）可靠传递： 通过覆盖广泛的网络，准确实时 地传送信息； （ 3）智能处理： 通过各种先进的数据处理技术，实现所有物联网应用所需 。 根据物联网自身的特征， 可以将 物联网提供的服务 分为连网服务、信息服务、操作服务、安全服务、管理服务等五类 27，具体应用领域如下图所示： 物 联 网在 各 个 领 域的 应 用库 存 、 车 队 、 监 视 、 导 航 、 识 别 、 货 物智 能 运 输交 易 、 订 单 、 跟 踪 、 识 别 供 应 链物 流 、 零 售 、 自 动 服 务移 动 P O 、 安 全 、 防 灾 、 水 电 油 气照 明 、 信 号 、 应 急 、 灾 害 、 识 别险 情 、 油 井 、 运 输 、 管 线降 水 、 防 洪 、 远 程 设 备大 雨 、 土 壤 、 灌 溉 、 环 境 、 跟 踪抄 表 、 监 控 、 节 能 防 火 、 侦 查 、 报 警水 质 、 水 量 、 污 染 、 安 全电 子 支 付 、 实 时 信 息通 风 、 瓦 斯 、 救 灾 定 位侦 查 、 监 控 、 定 位 、 评 估联 动 、 消 防 栓 、 定 位 、 调 试污 染 监 测 、 报 警大 地 勘 测 、 森 林 、 地 震 、 海 洋设 备 、 监 床 、 辅 助 诊 断 、 病 程设 备 、 安 全 、 节 能工 业 自 动 化公 共 安 全智 能 建 筑数 字 化 医 疗石 化气 象农 业电 力 林 业水 务金 融煤 炭军 事消 防环 境 保 护遥 感 勘 测图 物联网的主要应用领域及产品示意图 历史 发展 路径回顾 物联网 从出现到现在，已经有十六七 年的历史，本文将其梳理如下： 1995 年， 比尔盖茨在 未来之路一书中 描述了 物联网的 一些场景 。 1999 年， 出 了 物联网（ 概念。 2003 年， 司发表文章 a 阐述 了物联网的 工作原理及应用方式 28。 2005 年 ， 在突尼斯举行的信息社会世界峰会（ ，国际电信联盟（ 布 联网报告 2005：物联网 报告 ，正式提出了物联网概念 20。 2009 年 ， 席执行官彭明盛 29提出“智慧地球”，其中物联网不可或缺，奥巴马总统在就职演讲后对“智慧地球 ”构想积极回应，表示物联网技术是美国在 21世纪保持和夺回竞争优势的方式。 北 京理工大学硕士学位论文 11 2009 年 8 月 ，温家宝总理在无锡视察了中科院相应的技术研发中心，对于“物联网”应用提出了三点要求，提出“感知中国”概念。 2009 年 10 月 ，工信部部长李毅中 30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署名文章，首次公开提及传感网络，并将其上升到战略性新兴产业的高度，指出信息科技的广泛渗透和高度应用将催生出一批新增长点。 2009 年 11 月 ，温家宝 发表 让科技引领中国可持续发展 讲话，首次 提出发展新能源、新材料、生命 科学、生命医药、信息网络、海洋工程、地质勘探等七大战略新兴产业，并将“物联网”并入信息网络发展的重要内容。 2010 年 ， 国务院制定物联网 规划 的 相关 专家 透露 ，物联网 将 重点 在 农 业 牧业 、工业 监 控 、 服务业 、 输电配电 、交通 领域 、物流 领域 、家居 楼宇 、环境检测、医疗 卫生 、军事 国防 等 十大 应用领域 进行投资 。 2011 年 ， 工业和信息化部部长苗圩 31在求是杂志 上 撰文指出，当前我国要深入开展物联网发展战略研究 ，编制国家 物联网 发展规划，统筹部署物联网技术研发、产业发展和应用示范， 抓 紧制定促进物联网发展的指导意见，明确物联网产 业发展的定位与路线 。 世界 各国发展 现状 自物联网产生之后，各个国家都在争先恐后地发展物联网。 下面逐一介绍 世界主要国家 目前的物联网发展现状。 （ 1）美国 2009 年， 为了振兴经济，创造更多就业机会， 美国智库机构 向奥巴马政府提出信息通信技术（ 资 建议 ， 在能源、宽带、 医疗三大领域 大力 开展物联网技术的应用。 与此同时，把“智慧地球”概念 上升至国家战略。 除了政策支持外， 很多大学在 物联网、 无线传感器网络 等 方面 都 已开展了大量 的工作，如加州大学 正在研究 嵌入式网络感知、无线集成网络传感器、网络嵌 入系统 ， ，麻省理工学院 正在研究 极低功耗的无线传感器网络；奥本大学 正在研究 自组织传感器网络；宾汉顿大学 正在研究 移动自组织网络协议、传感器网络 应用层的设计；克利夫兰大学正在研究移动网络、自组织网络、 无线传感器网络 的结合 32。 除了 政策和科研 之外， 美国 各大知名企业也都参与 了无线传感器网络的研究，如克尔斯博 公司 为全球 大部分科研机构和企业 提供无线传感器解决方案。 （ 2）欧洲 北 京理工大学硕士学位论文 12 2009 年， 为了能让 欧洲在物联网的 发展 过程中起 到 主导作用 ， 欧盟委员会 推出了欧盟 国家 物联网 发展 行动计划 33。 该 行动计划共 涉及 14 项 具体 内容 ，详细地 描绘了物联网技术应用的前景，并提出欧盟政府 要加强对物联网建设的支持和管理。 2009 年 10 月，欧盟委员会对外发布了物联网战略， 设立十几亿元的专款，支持欧洲物联网项目建设， 提出要让欧洲在基于互联网的智能基础设施发展上领先全球 的目标，目前这一战略计划正在稳步实施 。 （ 3）日本 自上世纪 90 年代中期以来，日本政府相继制定了 多项国家信息技术发展战略 34，其中，日本的 略与当前提出的物联网概念有许多共同之处。 略 即 4U， 目标是 将日本建设成一个“实现随时、随地、任何物体、任何人均可连接的泛在网络社会”。 即 让数字信息技术融入每一个角落。 为了实现上述战略，日本政府首先在 政府、医疗 、 教育 三个方面着手推广实施 。除了公共事业，日本政府对物联网相关企业也非常重视，为了早日