圖 表 目 錄
圖表1-1 物聯網產業(yè)發(fā)展與信息化發(fā)展的關系 31
圖表2-1 全球互聯網應用的動力和活躍程度開始全面超越商業(yè)應用 34
圖表2-2 2010年6月中國網民規(guī)模 35
圖表2-3 中國互聯網普及率 36
圖表2-4 中國手機網民規(guī)模 36
圖表2-5 2010年6月中國寬帶網民規(guī)模 38
圖表2-6 未來寬帶數據業(yè)務對寬帶的需求 39
圖表5-1 物理世界與信息世界的無縫連接 68
圖表5-2 物聯網提供服務的特點 71
圖表5-3 物聯網體系架構 73
圖表5-4 物聯網3個基本特征 74
圖表5-5 移動互聯網的目標 76
圖表6-1 物聯網技術架構示意圖 78
圖表6-2 物聯網4大支柱技術與業(yè)務群 79
圖表6-3 物聯網4大網絡群 80
圖表6-4 全球物聯網應用豐富廣泛 81
圖表6-5 物聯網行業(yè)應用匯總表 82
圖表 7-1 2007-2015年全球物聯網整體市場規(guī)模變化趨勢（億美元） 87
圖表 7-2 全球M2M在各行業(yè)的市場規(guī)模及排序 88
圖表7-3 新加坡信息化建設路線圖 94
圖表7-4 物聯網產業(yè)鏈結構圖 97
圖表7-5 世界M2M百強企業(yè)行業(yè)分布 98
圖表7-6 世界M2M百強企業(yè)國家分布 99
圖表7-7 全球M2M產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的主要市場參與者 99
圖表7-8 全球M2M各行業(yè)應用市場主要參與者 100
圖表 7-9 2008-2015年全球傳感器市場規(guī)模發(fā)展趨勢（億美元） 100
圖表 7-10 全球傳感器細分市場規(guī)模（億美元） 101
圖表 7-11 2007-2013年全球RFID市場規(guī)模發(fā)展趨勢（億美元） 102
圖表 7-12 2009年全球RFID市場產品份額 104
圖表 7-14 全球M2M通信模塊市場規(guī)模（單位：百萬歐元） 105
圖表 7-15 全球移動M2M終端銷售量（億部） 106
圖表 7-16 全球移動M2M預測（百萬部） 106
圖表7-17 物聯網產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)利潤率 109
圖表7-18 物聯網技術發(fā)展階段 110
圖表7-19 物聯網（以M2M為例）未來商業(yè)模式 112
圖表8-1 物聯網產業(yè)鏈簡圖 114
圖表8-2 同方軟件的M2M平臺 119
圖表8-3 物聯網產品應用之全球眼網絡拓撲圖 122
圖表8-4 物聯網產品應用之平安E家系統架構圖 123
圖表8-5 物聯網產品應用之校園手機一卡通應用場景圖 126
圖表8-6 中國移動現有物聯網（M2M）產品一覽表 127
圖表8-7 中國移動主要應用案例 128
圖表8-8 中國聯通主要應用案例 129
圖表8-9 中國電信全球眼主要應用案例 130
圖表8-10 系統集成商、網絡提供商、物聯網運營商、電信運營商關系圖 132
圖表 9 1 中國物聯網產業(yè)市場規(guī)模預測（億元） 136
圖表 9 2 中國傳感器市場規(guī)模發(fā)展趨勢（億元） 137
圖表 9 3 2009年中國傳感器的主要應用領域及份額 139
圖表 9 4 2008-2012年中國RFID市場規(guī)模（億元） 139
圖表 9 5 2009年中國RFID應用份額 140
圖表 9 6 中國RFID標簽及閱讀器平均單價 141
圖表 9 7 軟件細分領域份額 143
圖表10-1 中國物聯網行業(yè)應用市場規(guī)模預測（億元） 151
圖表 10-2 2010年中國物聯網主要行業(yè)應用市場規(guī)模及份額（億元） 151
圖表 10-3 中國2008-2015建筑總面積發(fā)展趨勢圖（億平方米） 153
圖表 10-4 2009-2015中國智能家居市場規(guī)模發(fā)展趨勢圖（億元） 154
圖表 10-5 2010-2015年智能物流物聯網產業(yè)市場規(guī)模預測 155
圖表 10-6 2008-2012年中國手機支付交易額規(guī)模 158
圖表12-1 物聯網在公交/出租車輛管理的應用 178
圖表13-1 江蘇（無錫）十大示范工程及示范項目 202
圖表13-2 北京市政務物聯網應用目錄 211
圖表14-1 電信運營商商業(yè)模式 239
圖表15-1 物聯網產業(yè)要素圖 256
圖表15-2 傳感器分類（按用途劃分） 258
圖表15-3 電信網、有線電視網和計算機網絡比較 267
圖表16-1 RFID系統頻段范圍圖 279
圖表16-2 EPC系統結構表 285
圖表16-3 EPC編碼結構表 286
圖表16-4 IPV6標準分類 288
圖表16-5 IPV6國際標準進展表 289
圖表16-6 IPV6國內標準進展表 291
圖表16-7 14家標準化協會及機構開展的云計算相關研究概況表 295
圖表16-8 國內三家標準化機構開展的云計算標準研究概況表 297
圖表17-1 近年國內關鍵技術成果一覽表 305
附圖1 物聯網異構互聯挑戰(zhàn)示意圖 330
附圖2 物聯網公共支撐平臺架構 330

序言
傳感網/物聯網的演進
        傳感網（sensor networks）通常是由大規(guī)模隨機分布的傳感器節(jié)點（端機）、基站以及信息監(jiān)控中心構成的信息系統，根據需求和傳感對象的變化，可以通過動態(tài)自組織的方式協同地感知和采集網絡分布區(qū)域的各種對象的信息，用于決策支持和監(jiān)控。
        最早期的傳感網可以追溯到二戰(zhàn)時期的英國雷達網絡、冷戰(zhàn)時期的聲監(jiān)測系統。隨著計算機、通信、半導體和微機械電子系統（MEMS）技術的進步，推動了無線傳感網的研究。1998年美國國防部先進研究計劃局（DAPAR）啟動的傳感器信息技術（Sensor Information Technology）拉開了現代傳感網研究的序幕。中國科學院在傳感網領域的研究幾乎與世界先進國家同時起步，1999年完成的《知識創(chuàng)新工程試點領域方向研究》中的信息與自動化領域研究報告就將“無線傳感網及其應用”作為該領域五個重大項目之一。并于2001年成立微系統研究與發(fā)展中心協調全院傳感網和傳感器的研究，陸續(xù)部署了若干重大創(chuàng)新項目、方向性項目開展無線傳感網研究。
        隨著傳感網研究的深入，加入研究工作的不同學科的科學家的增加，傳感網概念的外延不斷擴展，幾乎涵蓋了信息系統的各個領域，并且與其它學科的交叉及對不同行業(yè)的滲透越來越深。
        物聯網(The Internet of things)的概念是在1999年由麻省理工自動標識中心（MIT Auto-ID Center）提出，早期的定義很簡單：把所有物品通過射頻識別標簽等信息傳感設備與互聯網連接起來，實現智能化識別和管理。2005年國際電信聯盟（ITU）發(fā)布年度技術報告，指出“物聯網”通信時代即將來臨，信息與通信技術的目標已經從任何時間、任何地點連接任何人，發(fā)展到連接任何物品的階段，而萬物的連接就形成了物聯網。2009年，歐洲物聯網研究項目工作組 (CERP-IoT)，在歐盟委員會資助下制訂了《物聯網戰(zhàn)略研究路線圖》、《RFID與物聯網模型》等意見書，2009年日本制定i-Japan計劃, 旨在到2015年實現以人為本，“安心且充滿活力的數字化社會”，讓數字信息技術如同空氣和水一般融入每一個角落，并由此改革整個經濟社會，催生出新的活力，實現積極自主的創(chuàng)新。 物聯網概念的外延也如同傳感網一樣不斷擴展，兩者的內涵幾乎全部交疊，并進一步拓展到全球信息化領域。
        2008年11月，美國IBM公司總裁彭明盛在紐約對外關系理事會上發(fā)表題為《智慧地球：下一代領導人議程》的講話，正式提出“智慧地球”（Smarter Planet）設想。2009年1月28日，奧巴馬就任美國總統后與美國工商業(yè)領袖舉行了一次“圓桌會議”，彭明盛推銷“智慧的地球”這一概念，建議新政府投資新一代的智慧型基礎設施，闡明其短期和長期效益。奧巴馬對此給予了積極的回應。認為“智慧地球”有助于美國的“巧實力”（Smart Power）戰(zhàn)略，是繼互聯網之后國家發(fā)展的核心領域。“物聯網/傳感網”是“智慧地球”的核心技術之一。
        2009年8月：溫家寶總理考察中科院無錫高新微納傳感網工程技術研發(fā)中心，明確指示要早一點謀劃未來，早一點攻破核心技術，并且明確要求盡快建立中國的傳感信息中心，或者叫“感知中國”中心。 2009年11月3日，溫家寶在首都科技界講話中將物聯網/傳感網列入五大必爭產業(yè)制高點之一 。
隨著中美兩國領導人的表態(tài)，物聯網/傳感網（以下統一稱為“物聯網”）被各方提到空前的高度，被媒體廣為報道。但國內外對“物聯網”的理解眾說紛紜，傳感、通訊、網絡、處理等各領域都從自己的角度去闡述和放大。其實目前所說的物聯網就是帶有傳感/標識器的智能感知信息網絡系統，是全球信息化發(fā)展的新階段，是從數字化向智能化的提升。
        物聯網的戰(zhàn)略需求
        中科院“創(chuàng)新2050：科學技術與中國的未來，中國至2050年信息科技發(fā)展路線圖”也描述了物聯網的發(fā)展路線圖，指出：“傳感網是典型的多學科交叉的綜合研究，涉及到計算機、半導體、網絡、通信、光學、微機械、化學、生物、航天、醫(yī)學、農業(yè)等眾多領域，由于學科的交叉融合和相互影響，使得許多技術趨勢成為可能，例如生物技術將極大地依賴于在芯片實驗室里做分析的實驗設備以及生物信息學的進步；微機電系統、智能材料和新材料將使普遍設置的低成本小型傳感器成為可能；工程師將日益轉向生物學家，理解生物體如何解決涉及自然環(huán)境的問題；這些“仿生物”的努力，把來自天然的最好的解決辦法與人造的元件結合起來，能夠開發(fā)出比現存生物體更好的系統。基礎支撐技術的發(fā)展又可以進一步推動傳感網/物聯網的進步。
        作為典型的傳感網絡應用的無線射頻標簽（RFID）是未來信息存儲提取和處理的主流技術，越來越多的國際性大公司已經加入到這種技術的開發(fā)研究，在近幾年顯出大規(guī)模發(fā)展的態(tài)勢，RFID受市場關注的程度不亞于任何一種新興技術，該技術的發(fā)展使得服務器的客戶端設備數量快速增加。
通過在所有道路、建筑、水域、危險地區(qū)和空間建立三維立體傳感網絡，建立具有強大計算能力的分布式監(jiān)控預報中心，能夠提前預測到臺風、大雨、洪水、森林火災等自然災害和人為突發(fā)事件的發(fā)生和演變，迅速決策和處置，從而大幅度減少自然災害和人為突發(fā)事件造成的損失。傳感網絡還可能在節(jié)能減排和智能家居等方面發(fā)揮作用。
        傳感網在大規(guī)模實時信息獲取、協同感知、高抗毀性、微型靈活部署等方面具有明顯優(yōu)勢，將成為實現“安全、可靠、智能”的路網智能交通和城軌交通安全的重要支撐技術之一。傳感網絡的發(fā)展可以在動態(tài)復雜環(huán)境下實時、協同地獲取路況、車況和駕駛員的狀態(tài)信息，形成全局、綜合的決策、判斷，來預防和處理交通事故的發(fā)生，提高道路利用率，以及準確、實時地監(jiān)測突發(fā)事件，增強應急事件的協同處理能力。進一步發(fā)展的“塵埃”型傳感器/執(zhí)行器，嵌入物流世界的各個領域實現網絡信息空間與物理世界的融合。”
        物聯網的科學問題和關鍵技術
        物聯網涉及從信息獲取、傳輸、存儲、處理、應用的全過程，材料、器件、軟件、系統、網絡各方面的創(chuàng)新都會促進物聯網的發(fā)展。在發(fā)展物聯網的過程中需要發(fā)展微納米智能集成傳感器和低功耗、高性能芯片；微電池與儲能技術，能量采集技術，智能化能源管理技術；智能化、遠距、抗干擾、根據環(huán)境與網絡適配的信道使用模式，低功耗、高數據通量的跨層協議；高效、大規(guī)模、完全自組網算法和相關智能化算法，多種接入方式兼容、融合技術；新型安全、可靠異構網絡架構；滿足低成本、可互動、模塊抽象化等功能的開放式中間件平臺，低功耗微型OS，具備自優(yōu)化、自配置、自愈功能分布式自適配軟件；信息處理與應用軟件，行業(yè)應用業(yè)務模式等。

歐盟《物聯網研究路線圖》將物聯網研究分為十個層面：
1、 感知：ID發(fā)布機制與識別
2、 物聯網宏觀架構
3、 通訊（ OSI物理與鏈路層）
4、 組網（ OSI網絡層）
5、 軟件平臺、中間件（ OSI網絡層以上）
6、 硬件
7、 情報提煉
8、 搜索引擎
9、 能源管理
10、 安全 
        中科院“創(chuàng)新2050：科學技術與中國的未來，中國至2050年信息科技發(fā)展路線圖”也描述了物聯網的發(fā)展路線圖給出“典型科學問題包括：物聯網將會碰到其它信息系統類似的問題，隨著網絡規(guī)模的擴大，接入系統的增加，異構網絡結構復雜度不斷提升，同時作為一項新興的技術，還需要在非常有限的資源條件下滿足低成本、綠色節(jié)能、用戶和環(huán)境友好、用戶為中心、高效等極端要求。發(fā)展傳感網面臨著布爾代數和連續(xù)代數共存的難題，需要高效實用的不確定性推理、先進的復雜系統理論、異構網絡理論，對物理世界的新型感知機理提出了很高的要求。對于傳感網，協同與控制理論等是重點需要發(fā)展的基礎理論。傳感網的關鍵技術涉及能源、智能、通信、標準、微型化和制造等，傳感網和物聯網的發(fā)展要求社會科學和自然科學高度的交叉融合，物理、化學、生物、認知等的綜合，也需要科學和工程技術的有機結合，還將對人類的倫理等提出挑戰(zhàn)。”

存在問題
         盡管國內物聯網相關工作推進比較快，但物聯網產業(yè)化發(fā)展仍然面臨巨大挑戰(zhàn)，還存在如下問題：
1、 物聯網正處于產業(yè)發(fā)展初期，仍有許多瓶頸等待突破，特別是缺乏統一標準體系和成熟商業(yè)模式，被看作是制約發(fā)展的關鍵要素。
2、 作為新概念、新技術，物聯網產業(yè)化推進缺少國家級的產業(yè)戰(zhàn)略謀劃，需要成立高級別官產學研聯盟組織引導；
3、 研究機構數量眾多，大多要么側重基礎理論，與應用需求較遠，缺乏大規(guī)模工程實踐牽引；要么側重工程，與中小型企業(yè)同質化，重復性工作居多，難以全面迅速推廣，缺乏盈利的商業(yè)模式；
4、 缺乏具有系統綜合解決方案集成能力的龍頭企業(yè)，中小型企業(yè)居多，小雜散；
5、 基礎和核心技術仍然需要加大投入。

發(fā)展建議
         發(fā)展物聯網產業(yè)，首先要通過政府引導，全社會參與，鼓勵民營資本進入，造就一大批科技型中小企業(yè)群；其次，結合我國低成本信息化的特點，選取若干與可持續(xù)發(fā)展、資源、安全、新媒體等相關行業(yè)為切入點，圍繞需求，開展核心技術公關和技術集成研發(fā)，進行技術示范、探索發(fā)展途徑；再次，結合節(jié)能、降耗、綠色、低碳、低成本、智能的發(fā)展戰(zhàn)略和地方需求，利用物聯網絡技術實現傳統產業(yè)升級換代，政府支持開展感知、控制、網絡、系統技術研究，選取特色行業(yè)進行應用示范；最后，通過示范、政府采購和新產業(yè)發(fā)展拉動內需，扶持本土企業(yè)，避免買進一個無內生能力的信息化。
        在發(fā)展策略上，應采取政府主導、市場運作，以應用為先導，兼顧軍用需求和民用市場，在發(fā)展前期，可以滿足軍用需求為主帶動民用市場的開拓。民用市場的開拓則可以應急安全、環(huán)境監(jiān)控、政府綜合信息網為切入點，逐步在如電力、石油、環(huán)境、能源等領域應用，注重不同應用平臺的建設以及相關增值服務的研究。我們在發(fā)展物聯網的過程中一定要堅持應用牽引，結合中國國情來發(fā)展適合我國發(fā)展水平的低成本、綠色、開放平臺、高可靠的物聯網，走一條有中國特色、能帶動國內核心技術企業(yè)發(fā)展的低成本信息化道路。
積極參與標準制定。我們已經在國際標準制定方面獲得有份量的發(fā)言權，未來應當以應用為導向開發(fā)具有自主知識產權的核心技術，制訂我國相關的協議標準，廣泛開展國際合作，利用我國的巨大市場影響國際標準的制定，將有助于提高我國在國際標準競爭中的籌碼，影響并參與國際標準的制定，使得標準的制定朝著對我國有利的方向進行。
        政策扶持，鑒于國際上的競爭態(tài)勢，由國家協調根據不同應用特點為物聯網劃出專用或共用的頻率資源,產業(yè)上可以由國家給予物聯網產業(yè)類似軟件產業(yè)、集成電路產業(yè)的相關優(yōu)惠政策。官產學研各司其職，培育需求，應用研究和核心技術研究并重，實施標準化戰(zhàn)略，推動產業(yè)布局，促進物聯網產業(yè)鏈的形成和發(fā)展，使我國在信息技術新一輪國際競爭中占據有利地位。
        物聯網的普及需要商業(yè)模式的創(chuàng)新，物聯網未來要滲入到每一個行業(yè)，進入到相關業(yè)務中去，所以商業(yè)模式方面每個行業(yè)都不相同。但物聯網特別適合創(chuàng)業(yè)型企業(yè)或中小企業(yè)，為其提供了創(chuàng)新的機會。目前物聯網在行業(yè)應用上的示范成本相對較高，但是在得到廣泛的應用并形成規(guī)范后，價格會逐步下降。作為一項新的技術，物聯網目前在一定程度上還需要政府進行產業(yè)引導。

封松林
中國科學院微系統研究與發(fā)展中心
中國科學院上海高等研究院(籌)/中國科學院上海微系統與信息技術研究所
葉甜春
中國科學院微系統研究與發(fā)展中心
中國物聯網研究發(fā)展中心（籌）/中國科學院微電子研究所