一、"物联网"概念的诞生

1991年，美国施乐公司(Xerox)的首席科学家马克·维瑟(Mark Weiser，1952.7.23-1999.4.27)在《科学美国人》杂志上发表了《21世纪的计算机》(《The Computer for the 21st Century》)一文，对计算机的未来发展进行了大胆的预测。在文中，他开创性地提出"泛在计算"(UC，Ubiquitous Computing)的思想，认为计算机将发展到与普通事物无法分辨为止，人们能随时随地通过任何智能设备上网享受各项服务，计算机技术最终将无缝地融入到日常生活中。

1995年，美国微软公司联合创始人比尔·盖茨(Bill Gates)在其着作《未来之路》中有这样的一段精彩描述--"当你走进机场大门时,你的袖珍个人计算机与机场的计算机相联就会证实你已经买了机票;而你所遗失或遭窃的照相机将自动发回信息,告诉用户它现在所处的具体位置,甚至当它已经身处不同的城市的时候……"比尔·盖茨在这提及的便是"物物互联"的设想。然而受限于当时无线网络、硬件及传感设备的发展水平，他的美好设想并未引起当时人们的重视。

1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议上, 美国麻省理工学院自动识别中心(MIT Auto-ID Center)的凯文·阿什顿(Kevin Ashton)教授在研究射频识别(RFID)技术时结合物品编码、RFID和互联网技术的解决方案首次提出了"物联网"的概念，他因此也被称作是"物联网之父"。

图 1 "物联网之父"--美国麻省理工学院自动识别中心凯文·阿什顿(Kevin Ashton)教授

2005年，国际电信联盟(ITU)在突尼斯举行的信息社会世界峰会 (WSIS)上正式确定了"物联网"的概念,并在之后发布的《ITU互联网报告2005:物联网》报告中给出了较为公认"物联网"的定义:物联网是通过智能传感器、射频识别(RFID)设备、卫星定位系统等信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。显而易见，物联网所要实现的是物与物之间的互联、共享、互通，因此又被称为"物物相连的互联网"，英文名称是"Internet of Things(IoT)"。

作为新一代信息技术的高度集成和综合运用，物联网备受各界关注，也被业内认为是继计算机和互联网之后的第三次信息技术革命。当前，物联网已经应用在仓储物流、城市管理、交通管理、能源电力、军事、医疗等领域，广泛涉及到国民经济和社会生活的方方面面。

二、物联网的基本架构

当前较为公认的物联网基本架构包括三个逻辑层，即感知层、网络层、应用层。

感知层:感知层处在物联网的最底层，传感器系统、标识系统、卫星定位系统以及相应的信息化支撑设备(如计算机硬件、服务器、网络设备、终端设备等)组成了感知层的最基础部件，其功能主要用于采集包括各类物理量、标识、音频和视频数据等在内的物理世界中发生的事件和数据。

网络层:网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统等组成，在物联网中起到信息传输的作用，该层主要用于对感知层和应用层之间的数据进行传递，它是连接感知层和应用层的桥梁。

应用层:主要包括云计算、云服务和模块决策，其功能有两方面，一是完成数据的管理和数据的处理;二是将这些数据与各行业信息化需求相结合，实现广泛智能化应用的解决方案。

此外，围绕物联网的三个逻辑层，还存在一个公共技术层。公共技术层包括标识与解析、安全技术、网络管理和服务质量(QoS)管理等具有普遍意义的技术，它们被同时应用在物联网技术架构的其它三个层次。

图2 物联网技术体系框架图三、物联网领域的关键技术

物联网具有数据海量化、连接设备种类多样化、应用终端智能化等特点，其发展依赖于感知与标识技术、信息传输技术、信息处理技术、信息安全技术等诸多技术。

(1)感知与标识技术

感知和标识技术是物联网的基础，负责采集物理世界中发生的物理事件和数据，实现外部世界信息的感知和识别，主要包括传感器技术和识别技术。

1.传感器技术

传感器是物联网系统中的关键组成部分，传感器的可靠性、实时性、抗干扰性等特性，对物联网应用系统的性能起到举足轻重的作用。物联网领域常见的传感器有距离传感器、光传感器、温度传感器、烟雾传感器、心率传感器、角速度传感器等，此外物联网中常见的还有气压传感器、加速度传感器、湿度传感器以及指纹传感器等。

2.识别技术

对物理世界的识别是实现物联网全面感知的基础，常用的识别技术有二维码、RFID标识、条形码等，涵盖物品识别、位置识别和地理识别。物联网的识别技术是以RFID为基础，RFID是通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据的无线通信技术。该技术不仅无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触，而且在许多种恶劣的环境下也能进行信息的传输，因此在物联网的运行中有着重要的意义。

(2)信息传输技术

目前信息传输技术包含有线传感网络技术、无线传感网络技术和移动通信技术，其中无线传感网络技术应用较为广泛。无线传感网络技术主要又分为远距离无线传输技术和近距离无线传输技术。其中，远距离无线传输技术包括2G、3G、4G、NB-IoT、Sigfox、LoRa，信号覆盖范围一般在几公里到几十公里，主要应用在远程数据的传输，如智能电表、智能物流、远程设备数据采集等。近距离无线传输技术包括WIFI、蓝牙、UWB、MTC、ZigBee、NFC，信号覆盖范围则一般在几十厘米到几百米之间，主要应用在局域网，比如家庭网络、工厂车间联网、企业办公联网。

(3)信息处理技术

物联网采集的数据往往具有海量性、时效性、多态性等特点，给数据存储、数据查询、质量控制、智能处理等带来极大挑战。信息处理技术的目标是将传感器等识别设备采集的数据收集起来，通过信息挖掘等手段发现数据内在联系，发现新的信息，为用户下一步操作提供支持。当前的信息处理技术有云计算技术、智能信息处理技术等。

(4)信息安全技术

信息安全问题是互联网时代的十分重要的议题，安全和隐私问题同样是物联网发展面临的巨大挑战。物联网除面临一般信息网络所具有的如物理安全、运行安全、数据安全等问题外，还面临特有的威胁和攻击, 如物理俘获、传输威胁、阻塞干扰、信息篡改等。保障物联网安全涉及到防范非授权实体的识别，阻止未经授权的访问，保证物体位置及其他数据的保密性、可用性，保护个人隐私、商业机密和信息安全等诸多内容，这里涉及到网络非集中管理方式下的用户身份验证技术、离散认证技术、云计算和云存储安全技术、高效数据加密和数据保护技术、隐私管理策略制定和实施技术等。