1.1 物联网的应用与结构体系
物联网（Internet of Things，IoT）被预言为继互联网之后全球信息产业的又一次科技与经济浪潮，受到各国政府、企业和学术界的重视，美国、欧盟、日本等甚至将其纳入国家和区域信息化战略。
按字面意思理解，物联网就是“物物相连的互联网”，这有两层含义：
第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上延伸和扩展的网络。
第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。
1.1.1 物联网的应用
物联网三个字中“物”就是物体智能化，“联”就是物体智能后信息的传输，“网”就是建立网络后的应用服务。
物联网的应用领域如图1.1所示。从图中可以看出，通过RFID、GPS等技术，所有物品都将被赋予生命，人们可以随时随地通过手中的终端了解到任何物品的状况等信息，也将使得人类生活水平更加高质量。
图1.1 物联网的应用领域
物联网的用途无处不在，除用于环境保护、政府工作、公共安全等公共领域外，还能在人们的日常生活中起到重要作用。比如：
（1）洗衣服的时候，洗衣机会主动“报告”水量少了还是多了。
（2）当携带公文包外出时，它会“提醒”你忘记带什么东西。
（3）可以通过点击手机按钮，在北京遥控远在重庆的电饭煲，为那里的家人煮饭。
（4）驾车时，只需设置好目的地，便可在车上随意睡觉、看电影，车载系统会通过路面接收到的信号智能行驶。
（5）生病时，不需住在医院，只要通过一个小小的仪器，医生就能24小时监控病人的体温、血压、脉搏等。
微软“智能家庭”则描述了这样一个未来场景：孩子只要站在屏幕前面的固定区域，靠自己的真实动作就能扮演电脑游戏中的角色。因为传感器将会感知真人动作并传输到电脑转为游戏所需要的动作，而这个游戏也可能就是一款互联网游戏。
物联网概念的问世，打破了之前的传统思维。过去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等。
在实际应用中，可进一步通过Ethernet或WLAN（Wireless Local Area Network，无线局域网）等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。
1.1.2 物联网的结构体系
现阶段物联网的应用是零散的，还远未形成规模。为了突破应用规模化的障碍，驱动物联网产业由启动期走向成长期，整个产业链需要对技术及应用形成系统的、一致的认识，迫切需要建立一套标准的、开放的、可扩展的物联网体系架构。
物联网可划分为一个由感知层、网络层和应用层组成的三层体系，如图1.2所示。
图1.2 物联网的三层体系
1. 感知层
感知层主要包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器和M2M终端、传感器网络和传感器网关等。
在这一层要解决的重点问题是感知、识别物体，采集、捕获信息。感知层要突破的方向是具备更敏感、更全面的感知能力，解决低功耗、小型化和低成本的问题。
2. 网络层
网络层是位于物联网三层结构中第二层的信息处理系统，其功能为“传送”，即通过通信网络进行信息传输。
网络层作为纽带连接着感知层和应用层，它由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网等组成，相当于人的中枢神经，负责将感知层获取的信息，安全可靠地传输到应用层，然后根据不同的应用需求进行信息处理。物联网网络层包含接入网和传输网，分别实现接入功能和传输功能。
（1）接入网包括光纤接入、无线接入、以太网接入、卫星接入等各类接入方式，实现底层的传感器网络、RFID网络最后一公里的接入。
（2）传输网由公网与专网组成，典型传输网络包括电信网（固网、移动通信网）、广电网、互联网、电力通信网、专用网（数字集群）等。
物联网的网络层基本上综合了已有的全部网络形式，以构建更加广泛的“互联”。每种网络都有自己的特点和应用场景，互相组合才能发挥出最大的作用，因此在实际应用中，信息往往经由任何一种网络或几种网络组合的形式传输。除此之外，还包括物联网管理中心、信息中心、云计算平台、专家系统等对海量信息进行智能处理的部分。也就是说，网络层不但要具备网络运营的能力，还要提升信息运营的能力。
网络层是物联网成为普遍服务的基础设施，有待突破的方向是向下与感知层的结合，向上与应用层的结合。
3. 应用层
应用层是将物联网技术与行业专业技术相结合，实现广泛智能化应用的解决方案集。
物联网通过应用层最终实现信息技术与行业专业技术的深度融合，对国民经济和社会发展具有广泛影响。应用层的关键问题在于信息的社会化共享，以及信息安全的保障。
另外，三层协同工作算法的发展也是一个重要方向，这将显著提升物联网应用的智能化水平。