1.1 物联网的概念与定义
物联网的概念是在1999年由麻省理工学院(MIT)研究RFID的Auto-ID中心的Ashton教授提出的,当时它的定义很简单:把所有物品通过射频识别等信息传感设备按照约定的协议与互联网连接起来,进行信息交换和通信,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理,以及支持各类信息应用(智能交通、智能家居、环境监控管理和大众医疗保健等)的一种网络。
在20世纪末和21世纪之初这段时间,物联网被称之为传感器网络。国内外的相关研究机构就开始了传感器网络技术的研究工作,并已取得了一批科研成果,建立了小规模实用的传感器网络。1999年,美国召开的移动计算和网络国际会议提出了“传感器网络是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”的观点。2003年,美国《技术评论》杂志认为传感器网络技术位于未来改变人们生活的十大技术之首。
英文百科Wikipedia给出的物联网定义是:The Internet of Things refers to a network of objects,such as household appliances。将该段话直译为“物联网是用于连接类似家用电器一样的物体的网络”。这里包含两个重要的观点:一是物联网要以互联网为基础发展;二是物联网是实现物品与物品连接的网络。在物联网发展初期,实现连接物品的主要手段是射频识别标签(RFID)技术,然而,从现在来看,射频识别技术只是实现物品与物品连接的手段之一,这种连接具有以单向为主、不具备组网能力等局限性,因此,经过十几年的不断发展,物联网的定义与内涵已经发生了很大的变化。
国际电信联盟(ITU)于2005年在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上,发布了《ITU互联网报告2005:物联网》(ITU Internet Report 2005:The Internet of Things),正式论述了“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,都可以通过物联网主动进行信息交换。射频识别(RFID)技术、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。这份报告对物联网的普及起了巨大的推动作用,描绘了物联网时代的美景。
国际电信联盟之下的电信标准局(ITU-T)在2010年1月新提出的Y.2221建议:NGN环境下支持泛在传感器网络应用与服务的要求(Requitements for support of ubiquitous sensor network applications and services in the NGN envitonment),将物联网称为“泛在传感器网络(ubiquitous sensor network-USN)”并给出新的定义:泛在传感器网络(物联网)是构建在传统物理网络之上的一个概念性的网络,它通过采集/处理/分析各种传感器数据,可以在任何时间、任何地点向每一个用户提供与其环境和状态相适应的个性化智能服务。
近年来发展非常快的传感器网络是指按照某种应用需求随机分布的,由集成的传感器、数据处理单元和通信单元组成的微小网络节点,通过自组织的方式构成的传感器网络。现在谈到的传感器网络,既包括通过有线传输媒体组网的传感器网络,又包括通过无线传输媒体组网的传感器网络。但应用最广泛的还是无线传感器网络,严格来说应当称之为Witeless Sensor Network(WSN)。传感器网络实际上由传感器和近距离传输模块共同构成的。传感器种类非常多,常见的有温度传感器、压力传感器、湿度传感器、振动传感器、位移传感器、角度传感器等,据说传感器的种类有3万余种。目前我国从信息化发展新阶段的角度提出传感器网络,其研究和探讨的重点其实并不是传感器本身,而是各类传感器通过各种低功耗信息传输技术构成自组织网络,来传输和处理感知数据,提供各类应用。