前言

寫作背景

莊子有言：“天地有大美而不言，四時有明法而不議，萬物有成理而不說。圣人者，原天地之美而達萬物之理。”

莊子將天地萬物與人平等對待，打破了 “以人類為中心”的桎梏。如果說互聯網是以“人的需求”為中心構建的，那么物聯網，則真正實現將人與萬物并列，實現人與物、物與物的網絡溝通。網聯天下、智慧萬物就是物聯網的終極目標。

建設物物相連的互聯網，不是簡單地對互聯網進行延伸和擴展，而是需要完成垂直行業技術和信息技術的整合。物聯網系統涉及眾多的技術領域，其中有三大技術支柱。

1）感知技術：解決信息采集的問題，相當于人類的“感官”體系。

2）通信技術：解決信息近距離或遠距離傳輸的問題，相當于人類的“神經”系統。

3）計算機技術：解決信息分析和處理的問題，相當于人類負責思維的“大腦”。

物聯網的核心能力就是感知能力、通信能力和計算能力。從通信能力看，5G網絡具有高帶寬、低時延、大連接的特點，為用戶提供光纖般的接入速率，“零”時延的操作感知、千億設備的連接能力，將拉近萬物的距離，為用戶帶來身臨其境的信息盛宴。從平臺計算能力看，現在平臺計算能力已足以支撐“人工智能+大數據+云計算”等新技術，完全可以為用戶提供多場景智能、智慧的應用體驗。

物聯網雖依托于通信網和計算機技術，但智能感知識別技術才是物物相連的根基。物體沒有感知周邊信息的能力，“聾子、啞巴”式的終端連在網上也沒有什么用。因此可以這么說，傳感器是物聯網信息之源，感知技術是物聯網互聯之本。

我國的傳感器工藝發展速度較為緩慢。我國在物聯網傳感層核心技術的掌握上，同發達國家相比，尚有不小的差距。我國感知技術的發展，相對于計算機技術、通信技術來說，明顯處于劣勢。

雖然業務和應用是物聯網創新的核心動力，是物聯網發展的靈魂，但在各種應用場景中，發展的瓶頸就在于感知層，感知層的發展瓶頸又在于傳感元件。

本書結構

本書主要介紹物聯網感知技術及其在垂直行業的應用，分為7章。

第1章，帶領大家了解什么是物聯網，了解物聯網的分層結構。傳感器的性能決定了物聯網性能。本章提出了物聯天下，傳感先行的觀點。

第2章，介紹了什么是傳感器，如何挑選傳感器。由于傳感器的種類成千上萬，本書只選擇了簡單的電學量傳感器來介紹基本的傳感器原理和應用。

傳感器要向智能化的方向發展，必須模擬人類的感官。第3章介紹了智能傳感器，在此基礎上，給出智能觸覺、智能視覺、智能定位等系統的基本原理和應用。

有了 “感”，還需要 “知”。自動對物流信息進行記錄、處理、傳遞和反饋，是構造全球物品信息實時共享的技術基石。第4章介紹了自動識別技術，尤其是RFID技術。

單槍匹馬難以成事。第5章將單個傳感器組合起來，讓它們成為團隊，協同完成獲取現場信息的工作。

“感知” 的目的是為了 “業務應用”。把物聯網的網絡層看作是一個透明的管道，那么物聯網的傳感層和應用平臺層之間就需要彼此協調配合。第6章介紹了物聯網中間件，它用來屏蔽傳感層和應用平臺層彼此之間的復雜性。

5G通信技術和ABC[人工智能（AI）+大數據（Big Data）+云計算（Cloud Com-puting）]技術的發展不斷促進物聯網感知層技術的更新換代，也將促進物聯網新應用的普及。第7章介紹了 “5G+ABC” 背景下的新感知、新應用。

適合讀者

本書是物聯網感知技術的科普讀物，可供物聯網技術的入門者使用，同時可作為各類院校物聯網工程、通信工程、網絡工程和計算機等專業的物聯網感知技術的教材 （建議在80學時以上） 或參考讀物。

本書還可以作為物聯網相關的項目管理人員、營銷人員、售前支持人員、工程服務人員學習用書，也可供企業或政府物聯網建設管理部門決策時參考。對于物聯網方面的研發人員，本書只適合其初步了解物聯網的感知技術，具體的實現細節還需參考協議類書籍。

致謝

本書的寫作前后持續了一年的時間。在這個漫長的寫作過程中，我得到很多親人和朋友的關心和幫助。

首先感謝我的父親和母親，是他們的持續鼓勵和默默支撐，使我能夠長時間專注于專業技術書籍的寫作。其次，要感謝我的妻子和孩子，溫暖的家庭生活是我持續奮斗的原動力。感謝本書編輯追求卓越的工作精神，感謝她充分為讀者考慮的持續付出。最后，感謝所有的讀者朋友，你們的關注是我最大的欣慰。

由于作者水平有限，書中難免存在疏漏和錯誤之處，敬請批評指正。

王振世

2019年8月