制圖：蔡華偉
“物聯網”（Internet of Things，縮寫IoT）一詞誕生於15年前，最近幾年，這個“高大上”的事物逐漸走進我們的生活。物聯網能夠將特定空間環境中的所有物體連接起來，進行擬人化信息感知和協同交互，而且具備自我學習、處理、決策和控制的行為能力，從而完成智能化生產和服務。當前，物聯網正在推動人類社會從“信息化”向“智能化”轉變，促進信息科技與產業發生巨大變化。不久的將來，物聯網將有力改變我們生活與工作的環境，把我們帶進智能化世界。
物聯網技術思想是“按需求連接萬物”
在2005年信息社會世界峰會上，國際電信聯盟正式提出“物聯網”概念，提出無所不在的“物聯網”通信時代即將來臨，世界上所有物體，從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網主動進行信息交換。
物聯網的技術思想是“按需求連接萬物”。具體而言，就是通過各種網絡技術及射頻識別（通過無線電進行數據交換以達到信息識別）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按照約定協議將包括人、機、物在內所有能夠被獨立標識的物端（包括所有實體和虛擬的物理對象及終端設備）無處不在地按需求連接起來，進行信息傳輸和協同交互，以實現對物端的智能化信息感知、識別、定位、跟蹤、監控和管理，構建所有物端之間具有類人化知識學習、分析處理、自動決策和行為控制能力的智能化服務環境。
信息社會正在從互聯網時代向物聯網時代發展。如果說互聯網是把人作為連接和服務對象，那麼物聯網就是將信息網絡連接和服務的對象從人擴展到物，以實現“萬物互聯”。二者在需求滿足上也有所區別：互聯網時代，信息網絡的任務是滿足公共信息傳輸需求﹔物聯網時代，信息網絡的任務是滿足特定智能服務需求，二者相互支撐，不可或缺。
物聯網環境下未來的智能服務系統，將成為未來社會重要的基礎設施。智能服務系統作為物聯網科技創新的關鍵，將真實環境物理空間與虛擬環境信息空間進行映射協同，實現通信、計算和控制的融合。智能服務系統使物與物、人與物之間能夠以新的方式進行主動的協同交互，從而鉤織一張物理世界內生互聯的智能協同網絡。
重塑生產組織方式，推動產業革命
物聯網已成為全球新一輪科技革命與產業變革的重要驅動力。歷經概念興起驅動、示范應用引領、技術顯著進步和產業逐步成熟，物聯網正加快轉化為現實科技生產力。如果說影響生產工具和產品的技術會帶來量變，那麼物聯網技術將帶來質變，因為它將重塑生產組織方式。物聯網科技產業在全球范圍內快速發展，正與制造技術、新能源、新材料等領域融合，步入產業大變革前夜，迎來大發展時代。
隨著物聯網應用的普及，不同應用需求如智能可穿戴設備、智能家電、智能網聯汽車、智能機器人、智慧醫療、農田水利、市政建筑等數以萬億計的新設備將接入網絡。這些應用正在爆發性增長並將形成海量數據，促進生產生活和社會管理方式進一步智能化、網絡化和精細化，推動經濟社會發展更加智能高效。
與其他高新技術融合發展是物聯網技術的重要特性。當前，物聯網正促進5G、窄帶物聯網、雲計算、大數據、人工智能、區塊鏈和邊緣計算等新一代信息技術向各領域滲透，引發全球性產業分工格局重大變革。在組網方面，全球范圍內低功率廣域網技術正快速興起並逐步商用，面向物聯網廣覆蓋、低時延場景的5G技術標准化進程加速。同時，工業以太網、短距離通信等相關通信技術快速發展，為人、機、物的智能化按需組網互聯提供良好技術支撐。在信息處理方面，信息感知、知識表示、機器學習等技術迅速發展，極大提升物聯網的智能化數據處理能力。在物聯網虛擬平台、數字孿生與操作系統方面，基於雲計算及開源軟件的廣泛應用，有效降低企業構建生態門檻，推動全球范圍內物聯網公共服務平台和操作系統的進步。
物聯網帶來數字化和智能化變革，可以改變許多行業。其中最具代表性的概念，莫過於“工業互聯網”。2011年，“工業4.0”概念由德國首次提出后，至今已有多個國家跟進。美國通用電氣公司提出的“工業互聯網”概念是全球工業系統與高級計算、分析、傳感技術及互聯網的高度融合，意思是在物聯網基礎上將人、數據和機器連接起來，讓設備、生產線、工廠、供應商、產品和客戶相互間緊密地按需協同，綜合應用大數據分析技術和遠程控制技術，優化工業設施和機器的運行維護，通過網絡化智能化手段提升工業制造智能化水平，形成跨設備、跨系統、跨廠區、跨地區的互聯互通產業鏈，從而提高效率，推動整個制造服務體系智能化。工業互聯網作為中國智能制造業發展的重要支撐，已經得到我國政府高度重視，“十三五”規劃、《國務院關於積極推進“互聯網+”行動的指導意見》、《關於深化制造業與互聯網融合發展的指導意見》都明確提出發展工業互聯網。
由於前景可觀，世界各國都在加速搶佔物聯網產業發展先機。在產業層面，相關大型公司紛紛制定物聯網發展戰略，並通過合作、並購等方式快速進行重點行業和產業鏈關鍵環節布局，提升在整個產業中的地位。阿裡巴巴、騰訊、百度、亞馬遜、蘋果、英特爾、高通等全球知名企業，均從不同環節和層面布局物聯網。
智能生產、智慧生活正在開啟
物聯網的發展為人類社會描繪出智能化世界的美好藍圖。那麼，從抽象概念回到具體應用上來，物聯網究竟怎樣與我們的生產、生活發生聯系？
目前，物聯網的實際應用，已在制造業、農業、家居、交通和車聯網、醫療健康等多個領域取得顯著成果。目前全球活躍的物聯網終端設備數量已超過500億個，萬億級垂直行業市場正在興起。
生產方面，物聯網對工業、農業影響深遠。工業互聯網環境目前可以從網絡連接的終端設備處獲取和分析數據，結合遠程監視和控制設備監控工業系統，可以實現各種具有傳感、識別、處理、通信、驅動和聯網功能的制造設備的無縫集成。通過射頻識別等技術對相關生產資料進行電子化標識，實現生產過程及供應鏈的智能化管理，利用傳感器等技術加強生產狀態信息的實時採集和數據分析，提升效率和質量，促進安全生產和節能減排。
在智慧農業領域，物聯網助力“精耕細作”。通過收集種植環境的溫度、降雨量、濕度、風速、病虫害和土壤含量的數據，實現耕種智能處理和決策。甚至可以將物聯網獲得的數據應用於精確施肥計劃，最大程度地減少風險和浪費，同時減少管理農作物所需的工作量。
在生活中，家居、交通、醫療健康等都是物聯網的用武之地。智能家居將信息技術與室內物品設施、人的室內生活、安全防護等各方面融合協同，推進家居、安防服務信息化、智慧化。比如語音控制可以幫助視力不佳或行動不便的用戶，警報系統可以連接到用戶佩戴的人工耳蝸，監控系統還可以對跌倒或癲癇等健康事故進行報警。智能交通和車聯網也離不開物聯網技術。在不同要素間無縫連接，能夠實現車內和車外通信、智能交通控制、智能停車、電子收費系統、車輛管理控制等多種場景應用。比如在物流車隊管理中，通過無線傳感器查看貨物的位置和狀況，並在異常時發送警報。智慧醫療利用物聯網技術，可以實現對藥品保健品的快速跟蹤和定位，降低監管成本﹔通過建立臨床數據應用中心，可以開展基於物聯網智能感知和大數據分析的精准醫療應用﹔也可以充分運用智能穿戴設備（智能手環、智能指環等）和射頻識別等技術採集居民健康信息，建立健康大數據創新管理雲服務平台。
物聯網已經成為全球信息科技發展的重要趨勢之一，它的出現和興起為我國科技和經濟發展帶來難得機遇。我們應當抓住機遇創造未來，建設好智能化數字中國。
（作者為中國通信學會物聯網委員會主任）
推薦讀物：
1．《物聯網導論（第3版）》：劉雲浩著﹔科學出版社出版。
2.《物聯網：現在與未來》：王志良主編﹔機械工業出版社出版。
3.《圖解物聯網》：[日]NTT DATA集團著，丁靈譯﹔人民郵電出版社出版。
