物联网的兴起及其社会发展的科学意义.docx

1、物联网的兴起及其社会发展的科学意义物联网的兴起及其社会发展的科学意义内容提要本文首先介绍了物联网的产生与发展过程，明确物联网的定义，讲述了物联网的起源以及背景和工作原理。然后通过研究国内外物联网的发展概况、主要应用领域和应用案例，和对物联网发展趋势与前景的展望以及讨论发展物联网应用的意义，论述了物联网对现代社会发展的积极作用。最后通过分析物联网与人类未来社会的关系对物联网的兴起及其社会发展的科学意义做了逻辑和哲学性的讨论并得出了最后的结论：物联网的兴起等其它革命性的技术将使人类迈入一个新的阶段，一个更加美好的时代智慧时代，正向我们走来。关键词：物联网 射频识别 社会发展 智慧城市 智慧时代物联

2、网的兴起及其社会发展的科学意义一、物联网的产生与发展物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网的英文名称叫“The Internet of Things”，简称：IOT。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。（一）、物联网定义物联网的定义是：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，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络

3、。1、内涵物联网通过传感器、射频识别技术、全球定位系统等技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在链接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网是通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用，被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用，物联网也被视为互联网的应用拓展。因此应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。2、“物”的涵义这里的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物

4、联网”的范围： (1)要有相应信息的接收器；(2)要有数据传输通路；(3)要有一定的存储功能；(4)要有CPU；(5)要有操作系统；(6)要有专门的应用程序；(7)要有数据发送器；(8)遵循物联网的通信协议；(9)在世界网络中有可被识别的唯一编号。3、欧盟的定义2009年9月，在北京举办的物联网与企业环境中欧研讨会上，欧盟委员会信息和社会媒体司RFID部门负责人Florent Ferderix博士给出了欧盟对物联网的定义：物联网是一个动态的全球网络基础设施，它具有基于标准和互操作通信协议的自组织能力，其中物理的和虚拟的“物”具有身份标识、物理属性、虚拟的特性和智能的接口，并与信息网络无缝整合。

5、物联网将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一道，构成未来互联网。4、变化物联网(Internet of Things)这个词，国内外普遍公认的是MIT Auto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID时最早提出来的。在2005年国际电信联盟（ITU）发布的同名报告中，物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。自2009年8月温家宝总理提出“感知中国”以来，物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中国受到了全社会极大的关注，其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比拟的。物联网的概念与其说是一个

6、外来概念，不如说它已经是一个“中国制造”的概念，他的覆盖范围与时俱进，已经超越了1999年Ashton教授和2005年ITU报告所指的范围，物联网已被贴上“中国式”标签。（二）、物联网起源及背景物联网的概念是在1999年提出的。当时基于互联网、RFID技术、EPC标准，在计算机互联网的基础上，利用射频识别技术、无线数据通信技术等，构造了一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网，这也是在2003年掀起第一轮华夏物联网热潮的基础。传感网是基于感知技术建立起来的网络。中科院早在1999年就启动了传感网的研究，并已取得了一些科研成果，建立了一些适用的传感网。1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会

7、议提出了，“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。2003年，美国技术评论提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。 2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟发布了ITU互联网报告2005：物联网，引用了“物联网”的概念。报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的应用。根据ITU的描述，在物联网时代，通过在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发器，人类在信息与通信世界里将获得一个

8、新的沟通维度，从任何时间任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物和物与物之间的沟通连接。物联网概念的兴起，很大程度上得益于国际电信联盟(ITU)2005 年以物联网为标题的年度互联网报告。然而，ITU的报告对物联网缺乏一个清晰的定义。虽然目前国内对物联网也还没有一个统一的标准定义，但从物联网本质上看，物联网是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升，将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用，使人与物智慧对话，创造一个智慧的世界。因为物联网技术的发展几乎涉及到了信息技术的方方面面，是一种聚合性、系统性的创新应用与发展，也因此才被称为是信息产业的第三次革

9、命性创新。物联网的本质概括起来主要体现在三个方面：一是互联网特征，即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络；二是识别与通信特征，即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别与物物通信（M2M）的功能；三是智能化特征，即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。2009年1月28日，奥巴马就任美国总统后，与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”，作为仅有的两名代表之一，IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念，建议新政府投资新一代的智能型基础设施。2009年2月24日，IBM大中华区首席执行官钱大群在2009 IBM论坛上公布了名为“智慧的地球”的最新策略。此概念一经提出，即得到

10、美国各界的高度关注，甚至有分析认为IBM公司的这一构想极有可能上升至美国的国家战略，并在世界范围内引起轰动。IBM认为，IT产业下一阶段的任务是把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成物联网。在策略发布会上，IBM还提出，如果在基础建设的执行中，植入“智慧”的理念，不仅仅能够在短期内有力的刺激经济、促进就业，而且能够在短时间内为中国打造一个成熟的智慧基础设施平台。 IBM希望“智慧的地球”策略能掀起“互联网”浪潮之后的又一次科技产业革命。IBM前首席执行官郭士纳曾提出

11、一个重要的观点，认为计算模式每隔15年发生一次变革。这一判断像摩尔定律一样准确，人们把它称为“十五年周期定律”。1965年前后发生的变革以大型机为标志，1980年前后以个人计算机的普及为标志，而1995年前后则发生了互联网革命。每一次这样的技术变革都引起企业间、产业间甚至国家间竞争格局的重大动荡和变化。而互联网革命一定程度上是由美国“信息高速公路”战略所催熟。20世纪90年代，美国克林顿政府计划用20年时间，耗资2000亿-4000亿美元，建设美国国家信息基础结构，创造了巨大的经济和社会效益。而今天，“智慧的地球”战略被不少美国人认为与当年的“信息高速公路”有许多相似之处，同样被他们认为是振兴

12、经济、确立竞争优势的关键战略。该战略能否掀起如当年互联网革命一样的科技和经济浪潮，不仅为美国关注，更为世界所关注。2008年11月在北京大学举行的第二届中国移动政务研讨会“知识社会与创新2.0”上，专家们提出移动技术、物联网技术的发展带动了经济社会形态、创新形态的变革，推动了面向知识社会的以用户体验为核心的下一代创新（创新2.0）形态的形成，创新与发展更加关注用户、注重以人为本。（三）、物联网的工作原理物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中，物品(商品)能够彼此进行“交流”，而无需人的

13、干预。其实质是利用射频自动识别(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。物联网中非常重要的技术是射频识别（RFID）技术。RFID是射频识别（Radio Frequency Identification）技术英文缩写，是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，是目前比较先进的一种非接触识别技术。以简单RFID系统为基础，结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等，构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的，比Internet更为庞大的物联网成为RFID技术发展的趋势。而RFID，正是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构想中，RFI

14、D标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品(商品)的识别，进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。二、物联网对现代社会发展的积极作用信息化革命的浪潮，物联网被称为信息技术移动泛在化的一个具体应用。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用，打破了之前的传统思维，人类可以实现无所不在的计算和网络连接。传统的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开：一方面是机场、公路、建筑物，而另一方面是数据中心，个人电脑、宽带等。而在“物联网”时代，钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施，在此意义

15、上，基础设施更像是一块新的地球工地，世界的运转就在它上面进行，其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。（一）、国外物联网发展概况1、日韩：打造“无所不在”的便利社会日本和韩国在2004年都推出了基于物联网的国家信息化战略，分别称作u-Japan和u-Korea。“u”代指英文单词“ubiquitous”，意为“普遍存在的，无所不在的”。该战略是希望催生新一代信息科技革命，实现无所不在的便利社会。u-Japan由日本信息通信产业的主管机关总务省提出，即物联网战略。目标是到2010年把日本建成一个充满朝气的国家，使所有的日本人，包括儿童和残疾人，都能积极地参与日本社会的活动。通过无所不在

16、的物联网，创建一个新的信息社会。u-Japan战略的理念是以人为本，实现所有人与人、物与物、人与物之间的连接。为了实现u-Japan战略，日本进一步加强官、产、学、研的有机联合，在具体政策实施上，将以民、产、学为主，政府的主要职责就是统筹和整合。通过实施u-Japan战略，日本希望开创前所未有的网络社会，并成为未来全世界信息社会发展的楷模和标准，在解决其高龄化等社会问题的同时，确保在国际竞争中的领先地位。同样，韩国信息通信产业部在2004年成立了“u-Korea”策略规划小组，并在2006年确立了相关政策方针。2009年10月，韩国通过了物联网基础设施构建基本规划，将物联网市场确定为新增增长动

17、力，据估算至2013年物联网产业规模将达50万亿韩元。韩国通信委员会已经树立了到2012年“通过构建世界最先进的物联网基础实施，打造未来广播通信融合领域超一流ICT强国”的目标，并为实现这一目标，确定了构建物联网基础设施、发展物联网服务、研发物联网技术、营造物联网扩散环境等4大领域、12项详细课题。2、美国：作为振兴经济的“新武器”早在1995年，比尔盖茨就在其著作未来之路中提出物联网的概念，只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展，并未引起重视。后来随着技术不断进步，国际上互联网、通信网均发展到较高层次，2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会上，国际电信联盟发布了互联网报

18、告2005：物联网，正式提出物联网概念，并指出无所不在的物联网时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷，从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行信息交换。奥巴马总统就职后，积极回应了IBM提出的“智慧地球”的概念，并很快将物联网的计划升级为国家战略。该战略一经提出，在全球范围内得到极大的响应，物联网荣升2009年最热门话题之一。奥巴马将“新能源”和“物联网”作为振兴经济的两大武器，投入巨资深入研究物联网相关技术。物联网也被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。无论基础设施、技术水平还是产业链发展程度，美国都走在世界各国的前列，已经趋于完善的通信互联网络为其物联网的发展创造了良好的先

19、机。在美国7870亿美元经济复苏和再投资法中，提出从能源、科技、医疗、教育等方面着手，透过政府投资、减税等措施来改善经济、增加就业机会，并且同时带动美国长期发展，其中鼓励物联网技术发展政策主要体现在推动能源、宽带与医疗三大领域开展物联网技术的应用。目前，美国已在多个领域应用物联网，例如得克萨斯州的电网公司建立了智慧的数字电网。这种数字电网可以在发生故障时自动感知和汇报故障位置，并且自动路由，10秒钟之内就恢复供电。该电网还可以接入风能、太阳能等新能源，大大有利于新能源产业的成长。相配套的智能电表可以让用户通过手机控制家电，给居民提供便捷的服务。3、欧盟：引领世界物联网“加速跑”欧盟围绕物联网技

20、术和应用做了不少创新性工作。在2009年11月的全球物联网会议上，欧盟专家介绍了欧盟物联网行动计划，意在引领世界物联网发展。在欧盟较为活跃的是各大运营商和设备制造商，他们推动了M2M （机器与机器）的技术和服务的发展。从目前的发展看，欧盟已推出的物联网应用主要包括以下几方面：随着各成员国在药品中开始使用专用序列码的情况逐渐增多，确保了药品在到达病人前均可得到认证，减少了制假、赔偿、欺诈和分发中的错误。由于使用了序列码，可方便地追踪到用户的产品，从而提高了欧洲在对抗不安全药品和打击制假方面的措施力度。此外，一些能源领域的公共性公司已开始部署智能电子材料系统，为用户提供实时的消费信息。同时，使电力

21、供应商可对电力的使用情况进行远程监控。在一些传统领域，比如物流、制造、零售等行业，智能目标推动了信息交换，提高了生产周期的效率。为了加强政府对物联网的管理，消除物联网发展的障碍，欧盟制定了一系列物联网的管理规则，并建立一个有效的分布式管理架构，使全球管理机构可以公开、公平、尽责的履行管理职能。为了完善隐私和个人数据保护，欧盟提出持续监测隐私和个人数据保护问题，修订相关立法，加强相关方对话等；执委会将针对个人可以随时断开联网环境开展技术、法律层面的辩论。此外，为了提高物联网的可信度、接受度、安全性，欧盟积极推广标准化，执委会将评估现有物联网相关标准并推动制定新的标准，确保物联网标准的制定是在各相

22、关方的积极参与下，以一种开放、透明、协商一致的方式达成。（二）、中国物联网发展概况我国在物联网发展方面起步较早，技术和标准发展与国际基本同步。国家自然科学基金、“863”、“973”等都对物联网产业给予了较多的支持，国家中长期科技发展规划纲要（20062020）在重大专项、优先主题、前沿技术三个层面均列入传感网的内容，正在实施的国家科技重大专项也将无线传感网作为主要方向之一，对若干关键技术领域与重要应用领域给予支持。国内先后有近百单位开展了传感研究和应用，并建立起了中科院上海微系统所、电子十三所、北京大学等研发和生产基地，取得了一定的成果。国内部分地区已采取措施，着力推动物联网产业发展，如浙江

23、杭州举办了“2008国内无线传感网产业发展高峰论坛”，并成立“中国无线传感网产业发展联盟”；浙江嘉兴制定了“50亩研发中心+500亩推广中心+3000亩产业园”的产业规划，并给予资金和政策配套等支持，努力打造一个超千亿元产值的无线传感网产业。我国在传感器、通信、网络等方面拥有众多自主知识产权产品和专利，与国外基本处于同一起跑线。中科院上海微系统所在十年多的时间里，获得“无线传感网”、“微型传感器”、“芯片设计”等许多重大创新科技成果。在传感网的盲源分离、多目标协同识别、跟踪定位等领域的部分关键技术居世界先进水平，在机场防入侵系统、智能交通等领域已有若干成功案例。中科院上海微系统所还牵头组建了传

24、感网产学研上海联盟，另外，我国哈尔滨工业大学、清华大学、北京邮电大学、西北工业大学、天津大学和国防科技大学等高校在国内也较早开展了传感网及物联网的研究，华为技术、中兴通讯、普天通信、中电集团、中电科技等大型企业也加入了研究行列。总体看来，我国物联网研究没有盲目跟从国外，而是面向国家重大战略和应用需求，开展物联网基础标准体系、关键技术、应用开发、系统集成和测试评估技术等方面的研究，形成了以应用为牵引的特色发展路线，在技术、标准、产业及应用与服务等方面，接近国际水平，使我国在该领域占领价值链高端成为可能。（三）、物联网的主要应用领域1、智能家居智能家居产品融合自动化控制系统、计算机网络系统和网络通

25、讯技术于一体，将各种家庭设备(如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、网络家电等)通过智能家庭网络联网实现自动化，通过网络可以实现对家庭设备的远程操控。与普通家居相比，智能家居不仅提供舒适宜人且高品位的家庭生活空间，实现更智能的家庭安防系统：还将家居环境由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交互功能。2、智能医疗智能医疗系统借助简易实用的家庭医疗传感设备，对家中病人或老人的生理指标进行自测，并将生成的生理指标数据通过网络传送到护理人或有关医疗单位。根据客户需求，还可提供相关增值业务，如紧急呼叫救助服务、专家咨询服务、终生健康档案管理服务等。智

26、能医疗系统真正解决了现代社会子女们因工作忙碌无暇照顾家中老人的无奈，可以随时表达孝子情怀。3、智能城市智能城市产品包括对城市的数字化管理和城市安全的统一监控。前者利用数字城市理论，基于3S(地理信息系统GIS、全球定位系统GPS、遥感系统RS)等关键技术，深入开发和应用空间信息资源，建设服务于城市规划、城市建设和管理，服务于政府、企业、公众，服务于人口、资源环境、经济社会的可持续发展的信息基础设施和信息系统。后者基于宽带互联网的实时远程监控、传输、存储、管理的业务，利用网络将分散、独立的图像采集点进行联网，实现对城市安全的统一监控、统一存储和统一管理、为城市管理和建设者提供一种全新、直观、视听

27、觉范围延伸的管理工具。4、智能环保智能环保产品通过对实施地表水水质的自动监测，可以实现水质的实时连续监测和远程监控，及时掌握主要流域重点断面水体的水质状况，预警预报重大或流域性水质污染事故，解决跨行政区域的水污染事故纠纷，监督总量控制制度落实情况。5、智能交通智能交通系统包括公交行业无线视频监控平台、智能公交站台等业务。公交行业无线视频监控平台利用车载设备的无线视频监控和GPS定位功能，对公交运行状态进行实时监控。智能公交站台通过媒体发布中心与电子站牌的数据交互，实现公交调度信息数据的发布和多媒体数据的发布功能，还可以利用电子站牌实现广告发布等功能。6、智能司法智能司法是一个集监控、管理、定位

28、、矫正于一身的管理系统。能够帮助各地各级司法机构降低刑罚成本、提高刑罚效率。目前，中国电信已实现通过CDMA独具优势的GPSONE手机定位技术对矫正对象进行位置监管，同时具备完善的矫正对象电子档案、查询统计功能，并包含对矫正对象的管理考核，给矫正工作人员的日常工作带来信息化、智能化的高效管理平台。7、智能农业智能农业产品通过实时采集温室内温度、湿度信号以及光照、土壤温度、CO2浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数，自动开启或者关闭指定设备。可以根据用户需求，随时进行处理，为设施农业综合生态信息自动监测、对环境进行自动控制和智能化管理提供科学依据。通过模块采集温度传感器等信号，经由无线信号收发模块

29、传输数据，实现对大棚温湿度的远程控制。智能农业产品还包括智能粮库系统，该系统通过将粮库内温湿度变化的感知与计算机或手机的连接进行实时观察，记录现场情况以保证量粮库内的温湿度平衡。8、智能物流智能物流打造了集信息展现、电子商务、物流配载、仓储管理、金融质押、园区安保、海关保税等功能为一体的物流园区综合信息服务平台。信息服务平台以功能集成、效能综合为主要开发理念，以电子商务、网上交易为主要交易形式，建设了高标准、高品位的综合信息服务平台。并为金融质押、园区安保、海关保税等功能预留了接口，可以为园区客户及管理人员提供一站式综合信息服务。9、智能校园智能校园业务促进了校园的信息化和智能化。校园手机一卡

30、通主要实现功能包括：电子钱包、身份识别和银行圈存。电子钱包即通过手机刷卡实现主要校内消费：身份识别包括门禁、考勤、图书借阅、会议签到等，银行圈存即实现银行卡到手机的转账充值、余额查询。目前校园手机一卡通的建设，除了满足普通一卡通功能外，还实现了借助手机终端实现空中圈存、短信互动等应用。帮助中小学行业用户实现学生管理电子化，老师排课办公无纸化和学校管理的系统化，使学生、家长、学校三方可以时刻保持沟通，方便家长及时了解学生学习和生活情况，通过一张薄薄的“学籍卡”，真正达到了对未成年人日常行为的精细管理，最终达到学生开心，家长放心，学校省心的效果。（四）、物联网应用案例1、上海浦东国际机场防入侵系统

31、物联网传感器产品已率先在上海浦东国际机场防入侵系统中得到应用。机场防入侵系统铺设了3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空探测，可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。而就在不久之前，上海世博会也与无锡传感网中心签下订单，购买防入侵微纳传感网1500万元产品。2、世博会上会说话的饭盒世博会上每一盒在售的盒饭都被贴上一个薄薄的叫做RFID的电子标签。盒饭因此而具有了生命它会记录数据，有逻辑分析能力，能够和外界进行对话。在世博园区的罗森便利店里，顾客拿起一盒贴过RFID的盒饭，把它放到店里的识别机器上，就可以很清楚地看到这盒饭的所有“出生信息”，包括快餐所使用的所有原料的供应商例如鸡软骨，

32、由山东大宝养殖加工有限责任公司提供，西兰花，由上海日冷食品有限公司提供令人不放心的食品来源问题不再不可探究。便利店的收银员也不再需要将商品一一拿出对准条形码扫描，而可以一次扫描数十盒盒饭，这大大缩短了顾客排队的时间。由此带来的配送、物流体系改革，将大幅提升供货效率。3、北京市朝阳区一氧化碳预警系统近年来，北京市朝阳区在城市管理、社会治安、安全生产等多个领域、尝试采用物联网技术以解决政府部门需要、社会公众关注的重点问题，已经取得了一定的成果。朝阳区政府在日常工作中高度重视应用包括物联网技术在内的各类现代信息技术来提高行政效能，增进民生福祉，维护社会稳定。2009年取暖季期间，朝阳区在流动人口比较集中的崔各庄乡、十八里店乡发放并调试一氧化碳探测器3万只，开展出租房屋一氧化碳无线监测预警系统的试点部署。该系统通过在房屋内安装监控探测器和无线传输模块，对空气中的一氧化碳浓度进行24小时实时监控。一旦一氧化碳浓度超标，系统就自动报警，监控人员会在第一时间通知相关部门上门处理中毒事件。2010年春节期间，各监控中心共收到一氧化碳浓度超