1.1 物聯網相關的概念

隨著對物聯網認識的日益深刻，其內涵也在不斷地發展、完善，所以目前人們對于物物互聯的網絡這一概念的準確定義一直未達成統一的意見，存在著以下幾種相關概念，即物聯網（Internet of Things，IoT）、無線傳感器網絡（Wireless Sensor Network，WSN）以及泛在網（Ubiquitous Sensor Network，USN）。

1.1.1 物聯網

1.1.1 物聯網

不同研究機構對于物聯網的起點和側重點所持意見不同，目前還沒有一個權威的物聯網定義，只存在幾個具有代表性的被普遍認可的定義。物聯網的概念最早于1999年由美國麻省理工學院Auto-ID研究中心提出。

定義1：把所有物品通過射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）和條碼等信息傳感設備與互聯網連接起來，實現智能化識別和管理。

定義1實質上說明物聯網是RFID技術和互聯網的結合應用。RFID標簽可謂是早期物聯網最為關鍵的技術與產品環節，當時認為物聯網最大規模、最有前景的應用就是在零售和物流領域，利用RFID技術，通過計算機互聯網實現物品（商品）的自動識別和信息的互聯與共享。

2005年，國際電信聯盟（ITU）在《The Internet of Things》報告中對物聯網概念進行擴展，提出如下定義。

定義2：任何時刻、任何地點以及任意物體之間的互聯，無所不在的網絡和無所不在計算的發展愿景，除RFID技術外，傳感器技術、納米技術、智能終端等技術都將得到更加廣泛的應用。

但ITU未針對物聯網的概念擴展提出新的物聯網定義。

歐洲智能系統集成技術平臺（EPoSS）在2008年5月27日發布的《Internet of Things in 2020》報告中對物聯網的定義如下。

定義3：由具有標識、虛擬個性的物體/對象所組成的網絡，這些標識和個性運行在智能空間，使用智慧的接口與用戶、社會和環境的上下文進行聯接和通信。

EPoSS的報告分析預測了未來物聯網的發展，認為RFID和相關的識別技術是未來物聯網的基石，因此更加側重于RFID的應用及物體的智能化。

歐盟第7框架下RFID和物聯網研究項目簇（Cluster of European Research Projects on the Internet of Things，CERP-IoT）在2009年9月15日發布的《Internet of Things Strategic Research Roadmap》研究報告中對物聯網的定義如下。

定義4：物聯網是未來互聯網（Internet）的一個組成部分，可以被定義為基于標準的和可互操作的通信協議且具有自配置能力的動態的全球網絡基礎架構。物聯網中的“物”都具有標識、物理屬性和實質上的個性，使用智能接口，實現與信息網絡的無縫整合。

該項目簇的主要研究目的是，便于歐洲內部不同RFID和物聯網項目之間的組網；協調包括RFID的物聯網研究活動；對專業技術、人力資源和資源進行平衡，以使得研究效果最大化；在項目之間建立協同機制。

從上述4種定義不難看出，“物聯網”的內涵是起源于由RFID對客觀物體進行標識并利用網絡進行數據交換這一概念，并不斷擴充、延展、完善而逐步形成的。物聯網技術、業務范圍和存在形式以及與其他技術的關系示意圖如圖1-1所示。

圖1-1 物聯網技術、業務范圍和存在形式以及與其他技術的關系示意圖

物聯網目前沒有明確定義，一方面說明了物聯網的發展還處于探索階段，不同背景的研究人員、設備廠商、網絡運營商都是從各自的角度去構想物聯網的發展狀況，對物聯網的未來缺乏統一而全面的規劃；另一方面也說明了物聯網不是一個簡單的技術熱點，而是一個融合了感知技術、通信與網絡技術、智能運算技術的復雜信息系統，人們對它的認識還需要一個過程。兩化融合是信息化和工業化的高層次的深度結合，是指以信息化帶動工業化、以工業化促進信息化，走新型工業化道路；兩化融合的核心就是信息化支撐，追求可持續發展模式。

物聯網指的是將無處不在（Ubiquitous）的末端設備（Device）和設施（Facility），包括具備“內在智能”的傳感器、移動終端、工業系統、樓控系統、家庭智能設施、視頻監控系統等和“外在使能”（Enabled）的，如貼上RFID的各種資產（Asset）、攜帶無線終端的個人與車輛等“智能化物件或動物”或“智能塵埃”（Mote），通過各種無線或有線的、長距離或短距離通信網絡實現互聯互通、應用大集成（Grand Integration/MAI）以及基于云計算的軟件即服務（SaaS）運營等模式，在內網（Intranet）、專網（Extranet）或國際互聯網（Internet）環境下，采用適當的信息安全保障機制，提供安全可控乃至個性化的實時在線監測、定位追溯、報警聯動、調度指揮、預案管理、遠程控制、安全防范、遠程維保、在線升級、統計報表、決策支持、領導桌面（集中展示的Cockpit Dashboard）等管理和服務功能，實現對“萬物”（Every Thing）的“高效、節能、安全、環保”的“管、控、營”一體化測試即服務（TaaS）。

1.1.2 無線傳感器網絡

無線傳感器網絡最早由美國軍方提出，起源于1978年美國國防部高級研究計劃局（DARPA）資助的卡耐基-梅隆大學進行分布式傳感器網絡的研究項目。

定義5：無線傳感器網絡是由若干具有無線通信能力的傳感器節點自組織構成的網絡。

無線傳感器網絡是在缺乏如今互聯網技術和多種接入網絡以及智能計算技術的條件下提出的，此概念局限于由節點組成的自組織網絡。

泛在傳感器網絡出自2008年2月國際電信聯盟遠程通信標準化組織（ITU-T）的《Ubiquitous Sensor Networks》研究報告。在該報告中提出了泛在傳感器網絡的體系架構。

定義6：泛在傳感器網絡是由智能傳感器節點組成的網絡，可以以“任何地點、任何時間、任何人、任何物”的形式被部署。該技術具有巨大的潛力，因為它可以在廣泛的領域中推動新的應用和服務，從安全保衛和環境監控到推動個人生產力和增強國家競爭力。

ITU-T將泛在傳感器網絡自下而上分為底層傳感器網絡、泛在傳感器網絡接入網絡、泛在傳感器網絡基礎骨干網絡、泛在傳感器網絡中間件及泛在傳感器網絡應用平臺5個層次。底層傳感器網絡由傳感器、執行器、RFID等各種信息設備組成，負責對物理世界的感知與反饋。泛在傳感器網絡接入網絡實現底層傳感器網絡與上層基礎骨干網絡的聯接，由網關、匯聚節點（Sink）等組成。泛在傳感器網絡基礎骨干網絡基于國際互聯網、下一代網絡（NGN）構建泛在傳感器網絡基礎骨干網絡。泛在傳感器網絡中間件處理、存儲傳感數據并以服務的形式提供對各類傳感數據的訪問。泛在傳感器網絡應用平臺實現各類傳感器網絡應用的技術支撐平臺。

我國信息標準化技術委員會所屬傳感器網絡標準工作組2009年9月的工作文件對傳感器網絡（簡稱傳感網）的定義如下。

定義7：傳感器網絡（Sensor Network）以對物理世界的數據采集和信息處理為主要任務，以網絡為信息傳遞載體，實現物與物、物與人、人與物之間的信息交互，提供信息服務的智能網絡信息系統。

在這個文件中，認為傳感器網絡綜合了微型傳感器、分布式信號處理、無線通信網絡和嵌入式計算等多種先進信息技術，能對物理世界進行信息采集、傳輸和處理，并將處理結果以服務的形式發布給用戶。

我國工業與信息化部和江蘇省聯合向國務院上報的《關于支持無錫建設國家傳感網創新示范區（國家傳感信息中心）情況的報告》已于2009年11月獲得國務院的正式批復。其傳感網的定義如下。

定義8：傳感網是以感知為目的，實現人與人、人與物、物與物全面互聯的網絡。其突出特征是通過傳感器等方式獲取物理世界的各種信息，結合互聯網、移動通信網等網絡進行信息的傳送與交互，采用智能計算技術對信息進行分析處理，從而提升對物質世界的感知能力，以實現智能化的決策和控制。

此外，傳感網這一名詞最早是中科院上海微系統所對于無線傳感器網絡的簡稱，即定義5所描述內容的中文簡稱。隨著相關概念關注度的不斷提升，而逐漸演進為目前定義8所描述的內容。

比較傳感器網絡的4種定義，同樣可以發現傳感器網絡的內涵起源于由傳感器組成的通信網絡從采集到客觀物體信息進行交換這一概念。定義6提出了相對完整的體系架構，并且描述了各個層次在體系架構的位置及功能，定義7、8盡管與定義6文字描述不同，但其內涵基本一致，并未對定義6進行實質性的突破與完善。而定義6、7、8都是將定義5所定義的“網絡”作為底層的、對于客觀物質世界信息獲取交互的技術手段之一，并對其進行了更為精確的文字描述。

1.1.3 泛在網絡

定義9：指無所不在的網絡，故稱為泛在網絡，簡稱為泛在網或U戰略。

最早提出U戰略的日、韓兩國給出的定義是：無所不在的網絡社會將是由智能網絡、最先進的計算技術以及其他領先的數字技術基礎設施武裝而成的技術社會形態。根據這樣的構想，泛在網絡將以“無所不在”“無所不包”“無所不能”為基本特征，幫助人類實現“4A”化通信，即在任何時間（Anytime）、任何地點（Anywhere）、任何人（Anyone）、任何物（Anything）都能順暢地通信。

1.1.4 物聯網、傳感網與泛在網之間的關系

目前，對于支持人與物、物與物廣泛互聯、實現人與客觀世界的全面信息交互的全新網絡的命名，一直存在著物聯網、傳感網、泛在網這3個概念之爭。

在傳感器網絡的概念中，如果將傳感器的概念進行擴展，認為RFID、二維條形碼等信息的讀取設備和音視頻錄入設備等數據采集設備都是一種特殊的傳感器，那么范圍擴展后的傳感器網絡即簡稱為與物聯網概念并列的“傳感網”。而從ITU-T、ISO/IEC/JTC1 SC6等國際標準組織對傳感器網絡、物聯網定義和標準化范圍來看，傳感器網絡和物聯網其實是一個概念的兩種不同表述，其實質都是依托于各種信息設備，實現了物理世界和信息世界的無縫融合。此外，在業界也有觀點認為，物聯網（從產業和應用角度）和傳感網（從技術角度）是對同一事物的不同表述，但其實質是完全相同的。因此，無論從哪個角度，都可以認為目前為人所熟知的“物聯網”和“傳感網”這兩個概念，都是以傳感器、RFID等客觀世界標識、感知技術，借助于無線傳感器網絡、互聯網、移動網等通信網絡實現人與物理世界的信息交互。而泛在網是面向泛在應用的各種異構網絡的集合，且更強調跨網的信息聚合與應用。

綜上所述，傳感網是物聯網的組成部分，物聯網是互聯網的延伸，泛在網是物聯網發展的愿景。傳感器網絡、物聯網與泛在網之間的關系示意圖如圖1-2所示。

圖1-2 傳感器網絡、物聯網與泛在網之間的關系示意圖