物聯(lián)網(wǎng)

定義

“中國式”物聯(lián)網(wǎng)

定義

最簡潔明了的定義：物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)是一個基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。它具有普通對象設(shè)備化、自治終端互聯(lián)化和普適服務(wù)智能化3個重要特征。

其它的定義：物聯(lián)網(wǎng)指的是將無處不在（Ubiquitous）的末端設(shè)備（Devices）和設(shè)施（Facilities），包括具備“內(nèi)在智能”的傳感器、移動終端、工業(yè)系統(tǒng)、樓控系統(tǒng)、家庭智能設(shè)施、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等、和“外在使能”(Enabled)的，如貼上RFID的各種資產(chǎn)（Assets）、攜帶無線終端的個人與車輛等等“智能化物件或動物”或“智能塵埃”（Mote），通過各種無線和/或有線的長距離和/或短距離通訊網(wǎng)絡(luò)連接物聯(lián)網(wǎng)域名實現(xiàn)互聯(lián)互通（M2M）、應(yīng)用大集成（Grand Integration）、以及基于云計算的SaaS營運等模式，在內(nèi)網(wǎng)（Intranet）、專網(wǎng)（Extranet）、和/或互聯(lián)網(wǎng)（Internet）環(huán)境下，采用適當(dāng)?shù)男畔踩Ｕ蠙C制，提供安全可控乃至個性化的實時在線監(jiān)測、定位追溯、報警聯(lián)動、調(diào)度指揮、預(yù)案管理、遠程控制、安全防范、遠程維保、在線升級、統(tǒng)計報表、決策支持、領(lǐng)導(dǎo)桌面（集中展示的Cockpit Dashboard）等管理和服務(wù)功能，實現(xiàn)對“萬物”的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)?！钡摹肮?、控、營”一體化。

“一句式”理解物聯(lián)網(wǎng)

把所有物品通過信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換，即物物相息，以實現(xiàn)智能化識別和管理。

泛在聚合

全球范圍內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)實踐主要集中在三大方向。

何為數(shù)據(jù)“泛在聚合”意義上的物聯(lián)網(wǎng)？

第一個實踐方向被稱作“智慧塵?！保鲝垖崿F(xiàn)各類傳感器設(shè)備的互聯(lián)互通，形成智能化功能的網(wǎng)絡(luò)。

第二個實踐方向即是廣為人知的基于RFID技術(shù)的物流網(wǎng)，該方向主張通過物品物件的標識，強化物流及物流信息的管理，同時通過信息整合，形成智能信息挖掘。

第三個實踐方向被稱作數(shù)據(jù)“泛在聚合”意義上的物聯(lián)網(wǎng)，認為互聯(lián)網(wǎng)造就了龐大的數(shù)據(jù)海洋，應(yīng)通過對其中每個數(shù)據(jù)進行屬性的精確標識，全面實現(xiàn)數(shù)據(jù)的資源化，這既是互聯(lián)網(wǎng)深入發(fā)展的必然要求，也是物聯(lián)網(wǎng)的使命所在。

比較而言，“智慧塵?！币饬x上的物聯(lián)網(wǎng)屬于工業(yè)總線的泛化。這樣的產(chǎn)業(yè)實踐自從機電一體化和工業(yè)信息化以來，實際上在工業(yè)生產(chǎn)中從未停止過，只是那時不叫物聯(lián)網(wǎng)而是叫工業(yè)總線。這種意義上的物聯(lián)網(wǎng)將因傳感技術(shù)、各類局域網(wǎng)通信技術(shù)的發(fā)展，依據(jù)其內(nèi)在的科學(xué)技術(shù)規(guī)律，堅實而穩(wěn)步地向前行進，并不會因為人為的一場運動而加快發(fā)展速度。

RFID意義上的物聯(lián)網(wǎng)，所依據(jù)的EPCglobal標準在推出時，即被定義為未來物聯(lián)網(wǎng)的核心標準，但是該標準及其惟一的方法手段RFID電子標簽所固有的局限性，使它難以真正指向物聯(lián)網(wǎng)所提倡的智慧星球。原因在于，物和物之間的聯(lián)系所能告知人們的信息是非常有限的，而物的狀態(tài)與狀態(tài)之間的聯(lián)系，才能使人們真正挖掘事物之間普遍存在的各種聯(lián)系，從而獲取新的認知，獲取新的智慧。

“泛在聚合”即是要實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)所造就的無所不在的浩瀚數(shù)據(jù)海洋，實現(xiàn)彼此相識意義上的聚合。這些數(shù)據(jù)既代表物，也代表物的狀態(tài)，甚至代表人工定義的各類概念。數(shù)據(jù)的“泛在聚合”，將能使人們極為方便的任意檢索所需的各類數(shù)據(jù)，在各種數(shù)學(xué)分析模型的幫助下，不斷挖掘這些數(shù)據(jù)所代表的事務(wù)之間普遍存在的復(fù)雜聯(lián)系，從而實現(xiàn)人類對周邊世界認知能力的革命性飛躍。

歷史溯源

物聯(lián)網(wǎng)概念最早出現(xiàn)于比爾蓋茨1995年《未來之路》一書，在《未來之路》中，比爾蓋茨已經(jīng)提及物聯(lián)網(wǎng)概念，只是當(dāng)時受限于無線網(wǎng)絡(luò)、硬件及傳感設(shè)備的發(fā)展，并未引起世人的重視。1

1998年，美國麻省理工學(xué)院創(chuàng)造性地提出了當(dāng)時被稱作EPC系統(tǒng)的“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)想2 。

1999年，美國Auto-ID首先提出“物聯(lián)網(wǎng)”的概念，主要是建立在物品編碼、RFID技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上。過去在中國，物聯(lián)網(wǎng)被稱之為傳感網(wǎng)。中科院早在1999年就啟動了傳感網(wǎng)的研究，并已取得了一些科研成果，建立了一些適用的傳感網(wǎng)。同年，在美國召開的移動計算和網(wǎng)絡(luò)國際會議提出了，“傳感網(wǎng)是下一個世紀人類面臨的又一個發(fā)展機遇”1。

2003年，美國《技術(shù)評論》提出傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是未來改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首 。1

2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會（WSIS）上，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。報告指出，無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時代即將來臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網(wǎng)主動進行交換。射頻識別技術(shù)（RFID）、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用和關(guān)注。1

2009年8月24日，中國移動總裁王建宙在臺灣公開演講中，也提到了物聯(lián)網(wǎng)這個概念。

工信部總工程師朱宏任在中國工業(yè)運行2009年夏季報告會上表示，物聯(lián)網(wǎng)是個新概念，到2009年為止還沒有一個約定俗成的，大家公認的概念。他說，總的來說，“物聯(lián)網(wǎng)”是指各類傳感器和現(xiàn)有的“互聯(lián)網(wǎng)”相互銜接的一種新技術(shù)。

2021年7月13日，中國互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會發(fā)布了《中國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展報告（2021）》，物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模達1.7萬億元，人工智能市場規(guī)模達3031億元。3

2021年9月，工信部等八部門印發(fā)《物聯(lián)網(wǎng)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)三年行動計劃（2021-2023年）》，明確到2023年底，在國內(nèi)主要城市初步建成物聯(lián)網(wǎng)新型基礎(chǔ)設(shè)施，社會現(xiàn)代化治理、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和民生消費升級的基礎(chǔ)更加穩(wěn)固。4

物聯(lián)網(wǎng)是在計算機互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用RFID、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)造一個覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”。在這個網(wǎng)絡(luò)中，物品(商品)能夠彼此進行“交流”，而無需人的干預(yù)。其實質(zhì)是利用射頻自動識別(RFID)技術(shù)，通過計算機互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品(商品)的自動識別和信息的互聯(lián)與共享。

物聯(lián)網(wǎng)概念的問世，打破了之前的傳統(tǒng)思維。過去的思路一直是將物理基礎(chǔ)設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施分開，一方面是機場、公路、建筑物，另一方面是數(shù)據(jù)中心，個人電腦、寬帶等。而在物聯(lián)網(wǎng)時代,鋼筋混凝土、電纜將與芯片、寬帶整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施，在此意義上，基礎(chǔ)設(shè)施更像是一塊新的地球。故也有業(yè)內(nèi)人士認為物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)均是智慧地球的有機構(gòu)成部分。

不過，也有觀點認為，物聯(lián)網(wǎng)迅速普及的可能性有多大，尚難以輕言判定。畢竟RFID早已為市場所熟知，但新大陸等擁有RFID業(yè)務(wù)的相關(guān)上市公司定期報告顯示出業(yè)績的高成長性尚未顯現(xiàn)出來，所以，對物聯(lián)網(wǎng)的普及速度存在著較大的分歧。但可以肯定的是，在國家大力推動工業(yè)化與信息化兩化融合的大背景下，物聯(lián)網(wǎng)會是工業(yè)乃至更多行業(yè)信息化過程中，一個比較現(xiàn)實的突破口。而且，RFID技術(shù)在多個領(lǐng)域多個行業(yè)所進行的一些閉環(huán)應(yīng)用。在這些先行的成功案例中，物品的信息已經(jīng)被自動采集并上網(wǎng)，管理效率大幅提升，有些物聯(lián)網(wǎng)的夢想已經(jīng)部分的實現(xiàn)了。所以，物聯(lián)網(wǎng)的雛形就象互聯(lián)網(wǎng)早期的形態(tài)局域網(wǎng)一樣，雖然發(fā)揮的作用有限，但昭示著的遠大前景已經(jīng)不容質(zhì)疑。

這幾年推行的智能家居其實就是把家中的電器通過網(wǎng)絡(luò)控制起來?？梢韵胍?，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到一定階段，家中的電器可以和外網(wǎng)連接起來，通過傳感器傳達電器的信號。廠家在廠里就可以知道你家中電器的使用情況，也許在你之前就知道你家電器的故障。某一天突然有維修工上門告訴你家中空調(diào)有問題，你還驚異地不相信。

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，必然帶動傳感器的發(fā)展，傳感器發(fā)展到一定程度，變形金剛會真的出現(xiàn)在人們的面前。

特征

物聯(lián)網(wǎng)的基本特征從通信對象和過程來看，物與物、人與物之間的信息交互是物聯(lián)網(wǎng)的核心。物聯(lián)網(wǎng)的基本特征可概括為整體感知、可靠傳輸和智能處理。2

整體感知—可以利用射頻識別、二維碼、智能傳感器等感知設(shè)備感知獲取物體的各類信息。

可靠傳輸—通過對互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)的融合，將物體的信息實時、準確地傳送，以便信息交流、分享。

智能處理—使用各種智能技術(shù)，對感知和傳送到的數(shù)據(jù)、信息進行分析處理，實現(xiàn)監(jiān)測與控制的智能化。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的以上特征，結(jié)合信息科學(xué)的觀點，圍繞信息的流動過程，可以歸納出物聯(lián)網(wǎng)處理信息的功能：

1. 獲取信息的功能。主要是信息的感知、識別，信息的感知是指對事物屬性狀態(tài)及其變化方式的知覺和敏感；信息的識別指能把所感受到的事物狀態(tài)用一定方式表示出來。
2. 傳送信息的功能。主要是信息發(fā)送、傳輸、接收等環(huán)節(jié)，最后把獲取的事物狀態(tài)信息及其變化的方式從時間(或空間)上的一點傳送到另一點的任務(wù)，這就是常說的通信過程。
3. 處理信息的功能。是指信息的加工過程，利用已有的信息或感知的信息產(chǎn)生新的信息，實際是制定決策的過程。
4. =施效信息的功能。指信息最終發(fā)揮效用的過程，有很多的表現(xiàn)形式，比較重要的是通過調(diào)節(jié)對象事物的狀態(tài)及其變換方式，始終使對象處于預(yù)先設(shè)計的狀態(tài)。2

關(guān)鍵技術(shù)

射頻識別技術(shù)

談到物聯(lián)網(wǎng)，就不得不提到物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中備受關(guān)注的射頻識別技術(shù)（Radio Frequency Identification，簡稱RFID）。RFID是一種簡單的無線系統(tǒng)，由一個詢問器（或閱讀器）和很多應(yīng)答器（或標簽）組成。標簽由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有擴展詞條唯一的電子編碼，附著在物體上標志目標對象，它通過天線將射頻信息傳遞給閱讀器，閱讀器就是讀取信息的設(shè)備。RFID技術(shù)讓物品能夠“開口說話”。這就賦予了物聯(lián)網(wǎng)一個特性即可跟蹤性。就是說人們可以隨時掌握物品的準確位置及其周邊環(huán)境。據(jù)Sanford C. Bernstein公司的零售業(yè)分析師估計，關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)RFID帶來的這一特性，可使沃爾瑪每年節(jié)省83.5億美元，其中大部分是因為不需要人工查看進貨的條碼而節(jié)省的勞動力成本。RFID幫助零售業(yè)解決了商品斷貨和損耗（因盜竊和供應(yīng)鏈被攪亂而損失的產(chǎn)品）兩大難題，僅盜竊一項，沃爾瑪一年的損失就達近20億美元。5

傳感網(wǎng)

MEMS是微機電系統(tǒng)（ Micro - Electro - Mechanical Systems）的英文縮寫。它是由微傳感器、微執(zhí)行器、信號處理和控制電路、通訊接口和電源等部件組成的一體化的微型器件系統(tǒng)。其目標是把信息的獲取、處理和執(zhí)行集成在一起，組成具有多功能的微型系統(tǒng)，集成于大尺寸系統(tǒng)中，從而大幅度地提高系統(tǒng)的自動化、智能化和可靠性水平。它是比較通用的傳感器。因為MEMS，賦予了普通物體新的生命，它們有了屬于自己的數(shù)據(jù)傳輸通路、有了存儲功能、操作系統(tǒng)和專門的應(yīng)用程序，從而形成一個龐大的傳感網(wǎng)。這讓物聯(lián)網(wǎng)能夠通過物品來實現(xiàn)對人的監(jiān)控與保護。 遇到酒后駕車的情況，如果在汽車和汽車點火鑰匙上都植入微型感應(yīng)器，那么當(dāng)喝了酒的司機掏出汽車鑰匙時，鑰匙能透過氣味感應(yīng)器察覺到一股酒氣，就通過無線信號立即通知汽車 “暫停發(fā)動”，汽車便會處于休息狀態(tài)。同時“命令”司機的手 機給他的親朋好友發(fā)短信，告知司機所在位置，提醒親友盡快來處理。不僅如此，未來衣服可以“告訴”洗衣機放多少水和洗衣粉最經(jīng)濟；文件夾會“檢查”忘帶了什么重要文件；食品蔬菜的標簽會向顧客的手機介紹“自己”是否真正“綠色安全”。這就是物聯(lián)網(wǎng)世界中被“物”化的結(jié)果5。

M2M系統(tǒng)框架

M2M是Machine-to-Machine/Man的簡稱，是一種以機器終端智能交互為核心的、網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用與服務(wù)。它將使對象實現(xiàn)智能化的控制。M2M技術(shù)涉及5個重要的技術(shù)部分：機器、M2M硬件、通信網(wǎng)絡(luò)、中間件、應(yīng)用?；谠朴嬎闫脚_和智能網(wǎng)絡(luò)，可以依據(jù)傳感器網(wǎng)絡(luò)獲取的數(shù)據(jù)進行決策，改變對象的行為進行控制和反饋。拿智能停車場來說，當(dāng)該車輛駛?cè)牖螂x開天線通信區(qū)時，天線以微波通訊的方式與電子識別卡進行雙向數(shù)據(jù)交換，從電子車卡上讀取車輛的相關(guān)信息，在司機卡上讀取司機的相關(guān)信息，自動識別電子車卡和司機卡，并判斷車卡是否有效和司機卡的合法性，核對車道控制電腦顯示與該電子車卡和司機卡一一對應(yīng)的車牌號碼及駕駛員等資料信息；車道控制電腦自動將通過時間、車輛和駕駛員的有關(guān)信息存入數(shù)據(jù)庫中，車道控制電腦根據(jù)讀到的數(shù)據(jù)判斷是正常卡、未授權(quán)卡、無卡還是非法卡，據(jù)此作出相應(yīng)的回應(yīng)和提示。另外，家中老人戴上嵌入智能傳感器的手表，在外地的子女可以隨時通過手機查詢父母的血壓、心跳是否穩(wěn)定；智能化的住宅在主人上班時，傳感器自動關(guān)閉水電氣和門窗，定時向主人的手機發(fā)送消息，匯報安全情況。5

云計算

云計算旨在通過網(wǎng)絡(luò)把多個成本相對較低的計算實體整合成一個具有強大計算能力的完美系統(tǒng)，并借助先進的商業(yè) 模式讓終端用戶可以得到這些強大計算能力的服務(wù)。如果將 計算能力比作發(fā)電能力，那么從古老的單機發(fā)電模式轉(zhuǎn)向現(xiàn)代電廠集中供電的模式，就好比大家習(xí)慣的單機計算模式轉(zhuǎn)向云計算模式，而“云”就好比發(fā)電廠，具有單機所不 能比擬的強大計算能力。這意味著計算能力也可以作為一種商品進行流通，就像煤氣、水、電一樣，取用方便、費用低廉，以至于用戶無需自己配備。與電力是通過電網(wǎng)傳輸不同，計算能力是通過各種有線、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?。因此，云計算的一個核心理念就是通過不斷提高“云”的處理能力，不斷減少用戶終端的處理負擔(dān)，最終使其簡化成一個單純的輸入輸出設(shè)備，并能按需享受“云”強大的計算處理能力。物聯(lián)網(wǎng)感知層獲取大量數(shù)據(jù)信息，在經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)層傳輸以后，放到一個標準平臺上，再利用高性能的云計算對其進行處理，賦予這些數(shù)據(jù)智能，才能最終轉(zhuǎn)換成對終端用戶有用的信息。6

應(yīng)用領(lǐng)域

1、智能家居

智能家居是利用先進的計算機技術(shù)，運用智能硬件（氦氪wifi、Zigbee、藍牙、NB-iot等），物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通訊技術(shù)，將與家具生活的各種子系統(tǒng)有機的結(jié)合起來，通過統(tǒng)籌管理，讓家居生活更舒適，方便，有效，與安全。

2、智慧交通

智慧交通，是將物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、云計算為代表的智能傳感技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信傳輸技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)等有效地集成，并應(yīng)用到整個交通系統(tǒng)中，在更大的時空范圍內(nèi)發(fā)揮作用的綜合交通體系。智慧交通是以智慧路網(wǎng)、智慧出行、智慧裝備、智慧物流、智慧管理為重要內(nèi)容，以信息技術(shù)高度集成、信息資源綜合運用為主要特征的大交通發(fā)展新模式。

3、智能醫(yī)療

4、智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)是在傳統(tǒng)電網(wǎng)的基礎(chǔ)上構(gòu)建起來的集傳感、通信、計算、決策與控制為一體的綜合數(shù)物復(fù)合系統(tǒng)，通過獲取電網(wǎng)各層節(jié)點資源和設(shè)備的運行狀態(tài)，進行分層次的控制管理和電力調(diào)配，實現(xiàn)能量流、信息流和業(yè)務(wù)流的高度一體化，提高電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，以達到最大限度地提高設(shè)備效利用率，提高安全可靠性，節(jié)能減排，提高用戶供電質(zhì)量，提高可再生能源的利用效率。

5、智能物流

6、智能農(nóng)業(yè)

7、智能電力

8、智能安防

9、智慧城市

智慧城市就是運用信息和通信技術(shù)手段感測、分析、整合城市運行核心系統(tǒng)的各項關(guān)鍵信息，從而對包括民生、環(huán)保、公共安全、城市服務(wù)、工商業(yè)活動在內(nèi)的各種需求做出智能響應(yīng)。其實質(zhì)是利用先進的信息技術(shù)，實現(xiàn)城市智慧式管理和運行，進而為城市中的人創(chuàng)造更美好的生活，促進城市的和諧、可持續(xù)成長。

隨著人類社會的不斷發(fā)展，未來城市將承載越來越多的人口。目前，我國正處于城鎮(zhèn)化加速發(fā)展的時期，部分地區(qū)“城市病”問題日益嚴峻。為解決城市發(fā)展難題，實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展，建設(shè)智慧城市已成為當(dāng)今世界城市發(fā)展不可逆轉(zhuǎn)的歷史潮流。

智慧城市的建設(shè)在國內(nèi)外許多地區(qū)已經(jīng)展開，并取得了一系列成果，國內(nèi)的如智慧上海、智慧雙流；國外如新加坡的“智慧國計劃”、韓國的“U-City計劃”等1。

10、智能汽車

11、智能建筑

12、智能水務(wù)

13、商業(yè)智能

14、智能工業(yè)

15、平安城市

應(yīng)用案例

物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用其實不僅僅是一個概念而已，它已經(jīng)在很多領(lǐng)域有運用，只是并沒有形成大規(guī)模運用。常見的運用案例有：

一：物聯(lián)網(wǎng)傳感器產(chǎn)品已率先在上海浦東國際機場防入侵系統(tǒng)中得到應(yīng)用。機場防入侵系統(tǒng)鋪設(shè)了3萬多個傳感節(jié)點，覆蓋了地面、柵欄和低空探測，可以防止人員的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵。而就在不久之前，上海世博會也與無錫傳感網(wǎng)中心簽下訂單，購買防入侵微納傳感網(wǎng)1500萬元產(chǎn)品。

二：ZigBee路燈控制系統(tǒng)點亮濟南園博園。ZigBee無線路燈照明節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用是此次園博園中的一大亮點。園區(qū)所有的功能性照明都采用了ZigBee無線技術(shù)達成的無線路燈控制。

三：智能交通系統(tǒng)(ITS)是利用現(xiàn)代信息技術(shù)為核心，利用先進的通訊、計算機、自動控制、傳感器技術(shù)，實現(xiàn)對交通的實時控制與指揮管理。交通信息采集被認為是ITS的關(guān)鍵子系統(tǒng)，是發(fā)展ITS的基礎(chǔ)，成為交通智能化的前提。無論是交通控制還是交通違章管理系統(tǒng)，都涉及交通動態(tài)信息的采集，交通動態(tài)信息采集也就成為交通智能化的首要任務(wù)。

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特征/圖譜

感知層

1. 傳感器

（1）概念/定義

國家標準GB7665-87（中國機械聯(lián)合工會）的定義：傳感器能感受被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。7

信通院的定義：傳感器能將物理世界中的物理量、化學(xué)量、生物量轉(zhuǎn)化成可供處理的數(shù)字信號。8

中國傳動網(wǎng)的定義：傳感器是一種設(shè)備，可以識別電氣或物理或其他數(shù)量的進度，并以確認產(chǎn)量進度的方式交付收益，工業(yè)自動化傳感器是輸入設(shè)備，可提供有關(guān)特定物理量(輸入)的輸出(信號)。9

TEConnectivity的定義：傳感器是一種用于測量壓力、位置、溫度或加速度等屬性，并通過反饋作出反應(yīng)的設(shè)備。10

**TE智庫的定義：**傳感器是一種能夠接收并識別被測信息的檢測裝置，其輸出內(nèi)容通常為可供處理的數(shù)字信號。傳感器的輸出可以用于實現(xiàn)多種功能，包括信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等，是現(xiàn)代科技中不可或缺的重要元件之一。

（2）分類

**國家標準GB7665-87的分類：**7

物理量傳感器、化學(xué)量傳感器、生物量傳感器、數(shù)字式傳感器、模擬式傳感器等47種類別，其中物理量、化學(xué)量和生物量傳感器可進一步被細分。

1.2 執(zhí)行器

（1）概念/定義

Modbus物聯(lián)網(wǎng)平臺的定義11**：**執(zhí)行器可以在其直接環(huán)境中起作用，以實現(xiàn)對其所嵌入的機器或設(shè)備的正確操作。

Firgelliauto的定義12**：**致動器是一種設(shè)備，需要能量輸入通常為電能，以某種形式輸入外部信號以告知致動器要做什么，然后該設(shè)備才能致動。

艾斯湃納的定義13**：**執(zhí)行器是將動力源和機械零件組合起來，進行機械操作的裝置，比如電機（電動機）就是其中的一種。使用執(zhí)行器可以自由控制在操作時施加的力和速度、角度等，因此可以說，執(zhí)行器在機電一體化中發(fā)揮著核心的作用。

**TE智庫的定義：**執(zhí)行器是一種將能源轉(zhuǎn)換成機械動能的裝置，由控制閥和執(zhí)行機構(gòu)組成，接收傳感器收集的數(shù)據(jù)作為輸入以控制和執(zhí)行物理操作。執(zhí)行器可以是電機、閥門、繼電器等設(shè)備，通過遠程控制或自動化邏輯實現(xiàn)控制目標。

（2）分類

按照能源形式分類（意大利歐瑪爾（OMAL.S.P.A）自控閥門公司）14：

液動執(zhí)行器、氣動執(zhí)行器和電動執(zhí)行器。

根據(jù)其構(gòu)造模式和其在特定物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的作用分類（Modbus物聯(lián)網(wǎng)平臺)11：

線性致動器—用于使物體或元件沿直線運動。

馬達—它們使設(shè)備組件或整個物體進行精確地旋轉(zhuǎn)運動。

繼電器–此類別包括基于電磁的執(zhí)行器，用于操作燈，加熱器甚至智能汽車中的電源開關(guān)。

電磁閥—作為鎖定或觸發(fā)機制的一部分，在家用電器中使用最廣泛，它們還充當(dāng)基于IoT的煤氣和水泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的控制器。

1.3 標簽

1.3.1 二維碼

（1）概念/定義

**國際二維碼對象標識體系（IDcode）白皮書的定義：**二維碼是用某種特定的幾何形體按一定規(guī)律在平面（二維方向上）分布的圖形來記錄數(shù)據(jù)的信息技術(shù)，在代碼編制上巧妙地利用構(gòu)成計算機內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的“0”、“1”比特流的概念，使用若干個與二進制相對應(yīng)的幾何形體來表示文字數(shù)值信息，通過圖像輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動識讀以實現(xiàn)信息自動處理15。

**TE智庫的定義：**二維碼是一種記錄數(shù)據(jù)符號信息的圖形碼，在平面（二維方向上）分布的黑白相間的圖形中記錄數(shù)據(jù)。它是在一維條碼的基礎(chǔ)上擴展出另一維具有可讀性的條碼，使用黑白矩形圖案表示二進制數(shù)據(jù)，被設(shè)備掃描后可獲取其中所包含的信息。

（2）分類

國際主要二維碼碼制15**：**

QR碼、PDF417碼、DM碼和MC碼，見圖1。

中國研發(fā)的二維碼碼制（中關(guān)村二維碼技術(shù)研究院）16：

漢信碼—是目前漢字編碼效率最高的二維條碼，且支持全部GB18030字符集漢字以及未來的擴展。具有信息容量大、密度高、抗畸變、抗污損能力強等特點。

龍貝碼—一種矩陣式二維碼，不僅支持雙字節(jié)漢字編碼，還能根據(jù)需要調(diào)整外形大小，并具有無限信息容量和自動糾錯能力。

GM（GridMatrix，網(wǎng)格矩陣）碼—一種適用于物流環(huán)境應(yīng)用的矩陣式二維條碼碼制。GM網(wǎng)格碼是一種正方形的二維碼碼制，該碼制的碼圖由正方形宏模塊組成，每個宏模塊由6乘6個正方形單元模塊組成。網(wǎng)格碼可以編碼存儲一定量的數(shù)據(jù)并提供5個用戶可選的糾錯等級。

CM（CompactMatrix，緊密矩陣）條碼—由矩形模塊組成的矩形陣列構(gòu)成,它由編碼區(qū)域和功能區(qū)域組成,功能區(qū)域包括開始圖形、結(jié)束圖形、數(shù)據(jù)段分隔圖形以及定位孔圖形。

鼎九矩陣圖碼—一種結(jié)合了國密技術(shù)的二維碼碼制。

量子云碼—一種基于點陣的所謂“微觀微距”二維碼，實際上是一種參數(shù)化后的點讀筆用簡易碼的擴展，信息承載量少于100個字符。

各類“三維碼”—一種美化后的二維碼（QR）碼，或者是一種二維碼材質(zhì)或基材相關(guān)的技術(shù)。

1.3.2 RIFD標簽（Radio Frequency Identification）

（1）概念/定義

**中國射頻識別(RFID)技術(shù)政策白皮書的定義：**射頻識別技術(shù)，是一種利用射頻通信實現(xiàn)的非接觸式自動識別技術(shù)。RFID標簽具有體積小、容量大、壽命長、可重復(fù)使用等特點，可支持快速讀寫、非可視識別、移動識別、多目標識別、定位及長期跟蹤管理。17

**RFID世界網(wǎng)的定義：**RFID電子標簽通俗叫作射頻識別，由標簽、解讀器及數(shù)據(jù)傳輸、處理系統(tǒng)組成。18

**TE智庫的定義：**RFID電子標簽是一種非接觸式自動識別技術(shù)，通過射頻信號傳輸和識別實現(xiàn)對物體的跟蹤和管理?？梢杂糜谖锪鞴芾怼齑婀芾?、資產(chǎn)管理、智能交通、醫(yī)療保健、安全監(jiān)控等領(lǐng)域。

（2）分類

**中國射頻識別_RFID_技術(shù)政策的分類：**17

按照能量供給方式的不同：有源、無源和半有源RFID標簽。

按照工作頻率的不同：低頻（LF）、高頻（HF）、超高頻（UHF）和微波頻段（MW）RFID標簽。

1.3.3 NFC標簽（NearFieldCommunication）

（1）概念/定義

NFC標簽是被動式裝置，可用來與主動式NFC裝置（主動式NFC讀寫器）通信。

NFC電子標簽是一種提供輕松、安全、迅速的通信的無線連接技術(shù)，其傳輸范圍比RFID小，RFID的傳輸范圍可以達到幾米、甚至幾十米，但由于NFC采取了獨特的信號衰減技術(shù)，相對于RFID來說NFC具有距離近、帶寬高、能耗低等特點。19

**TE智庫的定義：**NFC標簽是采用近場通訊技術(shù)實現(xiàn)非接觸式點對點數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N被動式裝置，可以存儲任何形式的數(shù)據(jù)。用來與主動式NFC讀寫器通信，并應(yīng)用于門禁、支付、物流、會議簽到、廣告宣傳、智能家居等多個領(lǐng)域。

（2）分類：

按工作模式分類：主動模式、被動模式和雙向模式。

按應(yīng)用場景分類：點對點模式、讀寫模式和卡模擬模式。

按基本標簽類型分類：

第1類標簽（Tag1Type）：此類型基于ISO14443A標準。此類標簽具有可讀、重新寫入的能力，用戶可將其配置為只讀。存儲能力為96字節(jié)，用來存網(wǎng)址URL或其他小量數(shù)據(jù)富富有余。然而，內(nèi)存可被擴充到2k字節(jié)。此類NFC標簽的通信速度為106kbit/s。此類標簽簡潔，故成本效益較好，適用于許多NFC應(yīng)用。

第2類標簽（Tag2Type）：此類標簽也是基于ISO14443A，具有可讀、重新寫入的能力，用戶可將其配置為只讀。其基本內(nèi)存大小為48字節(jié)，但可被擴充到2k字節(jié)。通信速度也是106kbit/s。

第3類標簽（Tag3Type）：此類標簽基于SonyFeliCa體系。目前具有2k字節(jié)內(nèi)存容量，數(shù)據(jù)通訊速度為212kbit/s。故此類標簽較為適合較復(fù)雜的應(yīng)用，盡管成本較高。

第4類標簽（Tag4Type）：此類標簽被定義為與ISO14443A、B標準兼容。制造時被預(yù)先設(shè)定為可讀/可重寫、或者只讀。內(nèi)存容量可達32k字節(jié)，通信速度介于106kbit/s和424kbit/s之間。

第5類標簽（Tag5Type）：此類標簽被定義為與iso15693標準兼容。

1.4 生物特征識別

（1）概念/定義

**生物特征識別白皮書（中國電子技術(shù)標準化研究院）的定義：**指為了進行身份識別而采用自動技術(shù)對個體生理特征或個人行為特點進行提取，并將這些特征或特點同數(shù)據(jù)庫中已有的模板數(shù)據(jù)進行比對，從而完成身份認證識別的過程。20

**GB/T41786-2022的定義：**利用不同人生物特征的差異進行人的身份識別的過程。21

**TE智庫的定義：**生物特征識別是一種利用計算機技術(shù)對人體固有的生理特征或行為特征進行分析和識別的技術(shù)。通過采集和處理個體的生物特征數(shù)據(jù)，如指紋、虹膜、面部特征、聲音、步態(tài)等來實現(xiàn)個體的身份鑒定和驗證，以提高安全性和便利性。

（2）分類

指紋識別、掌紋識別、人臉識別、虹膜識別、指靜脈識別、掌靜脈識別、聲紋識別、聲紋識別、筆跡識別、步態(tài)識別、姿態(tài)識別和多模態(tài)識別等。多模態(tài)識別指多生物特征融合的識別。

2 網(wǎng)絡(luò)傳輸層

2.1 通信設(shè)備

（1）概念/定義

通信設(shè)備指用于傳送和接收信息的設(shè)備。它們允許人們通過語音、數(shù)據(jù)、圖像等方式進行溝通和交流。

也被理解為在一定地域上用以傳送電波信息的通訊器材的統(tǒng)稱。如電臺發(fā)射塔、電視發(fā)射塔、收發(fā)報機、電話交換機、通訊線路、衛(wèi)星通訊設(shè)備等。22

**TE智庫的定義：**通信設(shè)備是指在現(xiàn)代通信領(lǐng)域中，基于通信技術(shù)、電子技術(shù)等相關(guān)技術(shù)應(yīng)用而生產(chǎn)的設(shè)備，用于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間的通信和數(shù)據(jù)傳輸，在智能家居、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。

（2）分類

**中國電子技術(shù)標準化研究院的分類：**23

通信傳輸設(shè)備、通信交換設(shè)備、通信終端設(shè)備、移動通信設(shè)備、移動通信終端設(shè)備和通信設(shè)備修理其他通信設(shè)備。

2.2 無線通信模組

（1）概念/定義