疫情渐散，万象归新。

展望2023，多元技术的协同并进驱动计算与通信的融合、硬件和软件的融合，数字技术与产业生态的融合，科技与产业应用的融合创新已成为不可逆转的宏大趋势。

在此我们回归物联网，对科技期刊、研究报告等针对物联网相关领域内的基础知识进行汇集整理。希望通过分享有利于大家对物联网有更进一步了解与思考。

我们相信，未来真实环境物理空间与虚拟环境信息空间进行映射协同，通信、计算和控制相融合，物与物、人与物之间能够以新的方式进行主动的协同交互，共同钩织一张物理世界内生互联的智能协同网络，创造一个高质量发展与高品质生活共享的未来。

国民经济信息化是指以信息作为基本的生产要素，提高物质、能源的使用效率和劳动、资本的投入产出效益，使得国民经济更加有效发展的历史进程。

简单地说，国民经济信息化是指在国民经济中推广应用信息系统的过程。首先，说说信息系统概念。

从不同的视角，先后出现过不同表达形式的信息系统定义，但是，它们的实质内容和结构是类似的。

1) 应用对象视角

信息系统是人与人、人与物、物与物之间传递信息的电子系统。

2) 系统结构视角

信息系统是由电信网络、计算机系统、信息资源、信息用户和规则组成的，以处理信息流为目的的人机一体化系统。

信息系统总体结构图解如图1所示，信息系统由信息基础设施和信息应用系统组成，信息基础设施由电信网络和计算机系统（云服务器）组成，电信网络是信息系统的组成部分。

图1   信息系统总体结构图解

信息系统按应用对象分类，可分为以下4类。

1) 人与人之间传递信息的信息系统，称为通信系统。

2) 人与物之间传递信息的信息系统，称为遥控系统。

3) 物与人之间传递信息的信息系统，称为遥测系统。

4) 物与物之间传递信息的信息系统，称为什么？

我国把后 3 类统称为“物联网”。其实它们都是与通信系统并列的“系统”。鉴于“物联网”一词已经纳入国家标准文件，见到或者听到“物联网”，大概率可统理解为“物联系统”。

2005年，ITU发布报告，内容是说“出现了一种新的物与人和物与物之间的通信方式”，标题却是“Internet of Things”。

2009 年，中文翻译把标题中的“Internet of Things”翻译为“物联网”，而未关注原报告的实质内容。按ITU 定义原则，“系统”是“干事”的（信息系统）；“网络”是“垫底”的（信息基础实施），所以应称之为“物联系统”。但是，当年将其称为“物联网”，并记入了政府文件。

2006年，比尔·盖茨在深圳提出建议，把中国存在的一亿模拟电视机数字化。

随后，广东省发展和改革委员会等六部门在广东省执行《广东省数字家庭行动计划》，研制和应用机顶盒。

2009年，从机顶盒扩展出了家居网络平台和多业务系统，进而扩展成为家居物联网、物联网。

2013 年，《物联网发展专项行动计划》发布，于是，物联网产业作为国家重大信息产业就发展起来了。

物联网是一类支持物与物之间信息传递的信息系统，由信息基础设施和信息应用系统组成。物联网的信息基础设施由电信网络和计算机系统组成；物联网的信息应用系统由客户机和服务器组成，客户机包括各种传感器和执行机构，服务器包括各种管理服务器和代理服务器。

服务器与客户机装在一起，称为自动控制系统。

服务器与客户机分布在一个局域网内，称为局域物联网。

客户机与服务器分布在一个广域网内，称为广域物联网。这时，需要解决3个问题，即层次结构、寻址方式和鉴权访问。

物联网拓扑结构图解如图2所示。

系统的逻辑结构是对整个系统从思想的分类，把系统分成若干个逻辑单元，分别实现自身的功能。

物联网逻辑结构如图3所示，分为以下4个层次。

1) 感知层：传感器感知外界环境；执行机构实施对外控制。

2) 传输层：通过局域网和广域网实施信息交互传递。

3) 平台层：基础设施服务（IaaS,infrastructure as a service）提供通用数据库服务；软件服务（SaaS,software as a service）提供通用应用软件服务；平台服务（PaaS,platform as a service）提供通用开发环境。

4) 应用层：物联网应用于智慧城市和智能制造等。

图3   物联网逻辑结构

2015年，住房和城乡建设部已经向国家标准局提交了《家居物联网标准（1.0）》草案，标志第一代物联网技术已经成熟。

2017年，住房和城乡建设部起草了《家居物联网标准（2.0）》草案。

2017年 国家正式发布30余项涉及物联网技术的相关标准

随着物联网的快速发展，2021年工业和信息化部颁布《物联网基础安全标准体系建设指南（2021版）》，为物联网基础安全起到了规范和保障作用。

2021年物联网领域5项国家标准GB/T 40684-2021《物联网 信息共享和交换平台通用要求》、GB/T 40778.1-2021《物联网 面向Web开放服务的系统实现 第1部分：参考架构》、GB/T 40778.2-2021《物联网 面向Web开放服务的系统实现 第2部分：物体描述方法》、GB/T 40687-2021《物联网 生命体征感知设备通用规范》和GB/T 40688-2021《物联网 生命体征感知设备数据接口》正式发布

经过第一代物联网（2006—2016年）的实践，政治家、企业家和技术专家从不同视角看到了发展机遇、商业机会和技术问题，开始施展各自的奇思妙想。

2017年，《物联网的“十三五”规划（2016—2020年）》发布，总结了过去10年我国物联网产业实践的经验教训，借鉴国际物联网发展经验，制定了我国物联网产业的发展规划，引领我国物联网产业进入新的发展阶段。短短几年，大量新技术被引入物联网。

4.1.1 物联网服务平台概念

物联网服务平台就是物联网的逻辑结构的平台层。

4.1.2 物联网服务平台推广应用

2018年，企业纷纷建设自己的物联系统服务平台，举例如下。

1) 三大电信运营商（中国移动、中国电信、中国联通）的电信网络平台。

2) 白电巨头（美的、格力、海尔）的物联网云服务平台。

3) 电企巨头（华为、浪潮、中兴）的物联网云服务平台。

4) BAT 三巨头（百度、阿里、腾讯）的物联网云服务平台。

5) 第三方的物联网云服务平台，如涂鸦智能、机智云、树根根云、有人物联。

物联网服务平台的发展历程如图4所示。

图4   物联网服务平台的发展历程

网络传感器是传感器与局域网终端的结合体，物联基础构件拓扑结构如图5所示。

网络传感器是物联网的关键构件。

图5   物联基础构件拓扑结构

网络传感器将大量重复使用。

网络传感器是我国物联网产业最薄弱的环节。

网络传感器朝着低功耗、微型化、易连接方向发展。

网络传感器迟早会形成规模产业。

发现通信接入链路不适用物联网接入，需要研发物联网专用的局域网。基于局域网思路，出现了LoRa；基于蜂窝网思路，出现了 NB-IoT。它们都是低功耗广域网（LPWAN,low-power wide-area network），都在推动物联网接入网络应用发展。

关于云计算（cloud computing）的定义有多种提法。目前被广为接受的是美国国家标准与技术研究院（NIST,National Institute of Standards and Technology）的定义：云计算是一种按使用量付费的商业模式，提供按需的、便捷的、廉价的网络访问，实现有偿服务。

随着物联网服务平台推广应用，“物”产生的数据越来越多，访问云计算服务器的频次越来越高，出现了核心网传输容量紧缺问题。如果在靠近数据源的地方再设置一些云计算服务器，就可以缓解核心网传输容量紧缺问题，这就是边缘计算。

显然，边缘计算与云计算配合应用是合理的发展趋势。

4.5.1 大数据

大数据是指无法在可承受的时间范围内，用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合。鉴于复杂事务、涉及的因素太多，已经不可能采用“逻辑推理”或者“实物仿真”方法研究。可以通过对与这个复杂事务相关的大数据进行分析，找出规律，不问具体因果关系，用于检讨过去或者指导未来。云计算/边缘计算图解如图6所示。

图6   云计算/边缘计算图解

4.5.2 物联网中的大数据分析

物联网运营与大数据分析的关系图解如图7所示。物联网运行，就会积累大数据；在后台计算机中，利用数据分析方法进行大数据分析；把数据转化为可以付诸行动的知识，以增强人的智慧；人把部分新知识加载到服务器中，就会增强物联网的智能性。

图7   物联网运营与大数据分析的关系图解

4.6.1 信息系统标识解析现状

标识解析作为一类信息技术正在蓬勃发展，对象标识、通信标识、应用标识都在推广应用，每一种标识都有多种方案，而且看不到统一的前景。标识解析现状归纳如表1所示。

4.6.2 物联网标识研究进展

第一代物联网专业性强而规模小，沿用通信标识，能够支持物联网内部信息交互和应用鉴权。

我国 2016 年已经出现了“一物一码”系统，即利用二维码技术，依托二维码技术服务平台，让每一个产品都拥有自己的独一无二的产品身份证。实现防伪管控、溯源追踪、营销兑奖、产品流通、数据分析等功能。

2006年，执行《广东省数字家庭行动计划》。

2009年，出现“物联网”名称。

2013年，《物联网发展专项行动计划》发布。

2016年，形成了物联网初期的规模产业，这主要是我国中小企业的业绩。

图8   物联网新技术汇聚

2017 年，《物联网的“十三五”规划（2016—2020 年）》发布，总结了我国物联网10年发展的成就和问题，明确了我国物联网发展方向和发展规划。

2018年，众多大企业介入物联网产业，大量新技术进入物联网产业。

2019年，我国在社区、水务、市政、交通、物流、能源等领域，已经出现了284种物联网典型应用。

2020年，我国抵抗新型冠状病毒期间，出现了很多物联网应用范例。一种普遍看法是物联网产业将加速发展。

5.3.1 问题提出

物联网作为自动控制、电信网络、计算机系统融合系统，在物联网发展初期，普遍采用原有的相关技术理论成就。总体来看，这些技术是可行的，但是不是最好的。随着物联网推广应用，逐渐发现需要物联网理论研究，以完善物联网机理、结构和应用。

5.3.2 前景估计

关于物联网理论研究，自动控制、电信网络、计算机系统研究已经奠定了良好基础，如数字化、网络化。鉴于物联网涉及的技术面广、结构复杂、应用领域广泛，物联网更需要向智能化方向发展。关于物联网的理论研究无疑是任重而道远的。

5.3.1 物联网推广应用态势

物联网应用基本考虑对于智慧城市，主体是城市，城市有城市的发展规律，信息化是手段；对于智能制造，主体是制造，制造业有制造业的发展规律，信息化是手段。

智能是相对的，智能是与时俱进的，所以，信息化是个逐步深化的过程。只有智慧城市、智能制造具有相当的基础，信息化才能起作用。

传感器与服务器连接在一起，装在设备系统内部，称为自动控制设备。自动控制久已推广应用，如汽车、飞机、医疗等设备中的自动控制配件。

5.3.2 物联网在智慧城市中的应用

传感器与服务器拉开距离，形成基于局域网的物联网系统和基于广域网的物联网系统。物联网在智慧城市中的应用已经逐渐普及，但主要受制于网络安全。近期的智慧城市应用案例有：数字家庭网络平台、电梯管理系统、城市街道灯杆的综合利用系统、地下管廊监控系统、车辆/轮船信息支持系统、消防支持系统、危险品监视系统、高耗能机房节能、环境去污监控系统、医疗电子判读云服务平台、高速铁路列车监视系统、国家（城市）安全评估系统等。

5.3.3 物联网在智能制造中的应用

智能制造应用环境限于局域网或专用网。物联网用于智能制造主要受制于协同创新。智能制造的应用刚刚从外围开始，包括：生产线信息管理系统、生产环境保障系统、产品质量保障系统、提高生产效率支持系统、产品成本控制支持系统、产品改善和提升、生产过程污染监控系统、产品售后服务支持系统等。

5.3.4 物联网产业发展态势

第一代物联网技术研发已经完成，但是，物联网产业远未成熟。物联网在智慧城市方面得到了初步应用，但是，在智能制造方面刚刚起步。尽管已经出现了不少物联网典型应用，但是，尚未发现更多物联网大规模应用。尽管有不少单位着手物联网产业，但是，尚未出现更多强大的物联网企业。

物联网推广应用与物联网基础产业之间，相辅相成的发展需要一个时间过程。物联网在智慧城市中应用，主要受制于网络安全，解决网络安全问题需要时间；物联网在智能制造中应用，主要受制于协同创新，熟悉协同创新需要时间。

多年来，行业内外年复一年的辛勤努力，物联网如今已经生根开花，在未来必将有更丰硕的成果。