一、物联网的概念和基本架构

　　物联网（ The Internet of things）是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网技术的核心和基础是互联网技术，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络。

　　从技术架构上来看，物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层。感知层由各种传感器构成，包括温湿度传感器、二维码标签、RFID标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端，感知层是物联网识别物体．采集信息的来源；网络层由各种网络，包括互联网、广电网、网络管理系统和云计算平台等组成，是整个物联网的中枢，负责传递和处理感知层获取的信息；应用层是物联网和用户的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。

　　二、物联网应用中的关键技术

　　1．传感器技术

　　传感器是物体感知物质世界的感觉器官，可以从声、光、热、湿度等信号来感知，为物联网工作起到采集、分析、反馈最原始信息的功能。

　　传感器的类型多样，可以按照用途、材料、输出信号类型、制造工艺等方式分为热敏传感器、速度传感器、位置传感器、温湿度传感器等。传感器在安防行业的应用非常广泛，包括数字城市、教育行业．公检法、环境行业等。

　　随着纳米技术等新兴技术的应用，传感器外形和工艺有了很大提高，大大拓展了传感器的应用领域。嵌入式智能技术是实现传感器智能化的重要手段，其特点是将软硬件相结合，实现传感器的低功耗、体积小、集成度高和嵌入或软件的高效率、高可靠车等优点。

　　2．RFID

　　RFID（射频识别）是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别对象并获取相关数据。RFID电子标签可实现高效灵活的管理，是物联网最关键的技术，典型的RFID系统由电子标签、读写器和信息处理系统组成。当带有电子标签的物品通过读写器时，通过无线电波将标签中携带的信息传送到读写器以及信息处理系统，完成信息的自动采集工作，信息处理系统根据雳求做出相应的信息控制和处理。

　　RFID与普通的条形码相比具有明显优势：读写器可同时读取多个RFID标签；读取信息是不需要光缆、不受非金属覆盖的影响，而且在严苛的环境条件下仍然可读：存储容量大，可以反复读写；可以在高速运动中读取。

　　不过，目前RFID也存在许多技术难点，主要集中在：RFID防冲突问题，RFID无线研究，工作频率如何选择，私密信息的安全防护等。

　　3．智能技术

　　物联网的智能技术就是指海量信息的智能分析与控制。该技术依托先进的软件工程技术，对物联网的各种数据进行存储与快速处理，并将结果实时反馈给物联网的备控制部件，以有效达到预期目的。

　　在安防领域，智能视频分析技术起源于计算机视觉技术，它综合了应用图像增强处理等技术，在实现目标与背景分离的基础上，通过将目标特征信息与预先设置的模板或规则进行比对，自动识别感兴趣的目标、行为、事件或数据并产生报警，必要时可自动跟踪异常目标并联动其他安防设施，显著提高了安全防控整体效率和能力。同时利用安防智能视频分析技术在海量历史视频信息中实现了基于时间、地点以及语义特征描述的智能化查询搜索，可以为公安机关提供高效的查证手段。

　　具备智能视频分析技术的视频采集设备成为了一种采集关键信息的智能感知器，是物联网应用的核心。由此带来的应用就不再仅仅是视频监控应用；而是产生了以视频监控应用为核心、围绕在视频监控应用周围的一系列新的应用。

　　4，云计算

　　云计算是物联网应用发展的基石。物联网的发展需要软件即服务、平台即服务以及基础设施即服务等云计算模式的支撑。首先，云计算具有超强的数据处理和存储能力；其次，物联网无处不在的数据采集，需要大范围的支撑平台以满足其规模需求。

　　在安防领域，安防产品的广泛应用和质量的不断提升，也导致了安防数据较快的增长态势，而当前存储介质的增长速度已无法满足目前数据存储所需要的增长速度，因此新的存储——云存储被探索发现。与此同时，由于现有的传统技术也无法满足对海量数据信息的查询、分析、计算；新的计算模式——云计算也应运而生。

　　三、物联网的发展趋势

　　物联网被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮，一方面可以提高经济效益，节约成本，另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。一旦物联网大规模普及，大批的日常生活用品需要加装小巧智能的传感器；或者直接升级换代，给市场带来的商机将大得难以估量。用于动植物和机器、物品的传感器与电子标签及配套的接口装置的数量将大大超过手机的数量。据专业人士预测，如果物联网全部构成，其产业要比互联网大30倍。物联网将成为下一个万亿元级的通信业务。形式多样的物联网应用在各行各业大显神通，确保城市的有序运作。

　　四、物联网融合安防需求的行业化应用

　　1.智慧医疗

　　智慧医疗是通过打造健康档案区域医疗信息平台，利用最先进的物联网技术，实现患者与医务人员、医疗机构、医疗设备之间的互动，逐步达到信息化。在不久的将来医疗行业将融入更多人工智慧、传感技术等高科技，使医疗服务走向真正意义的智能化，推动医疗事业的繁荣发展。

　　高效、高质量和可负担的智慧医疗不但可以有效提高医疗质量，更可以有效阻止医疗费用的攀升。智慧医疗使从业医生能够搜索、分析和引用大量科学证据来支持他们的诊断，同时还可以使医生、医疗研究人员、药物供应商、保险公司等整个医疗生态圈的每一个群体受益。在不同医疗机构间，建起医疗信息整合平台，将医院之间的业务流程进行整合，医疗信息和资源可以共享和交换，跨医疗机构也可以进行在线预约和双向转诊，这使得“小病在社区，大病进医院，康复回社区”的居民就诊就医模式成为现实，从而大幅提升了医疗资源的合理化分配，真正做到以病人为中心。

　　随着物联网“十二五”规划的出台与各省市智慧城市的规划或落实，智慧医疗也被物联网和智慧城市的建设的牵引力拉着高歌猛进。通过致力于推动医院诊疗服务向数字化、信息化发展。在医院信息系统与通信系统融合的基础上，通过语音、短信、互联网、视频等多种技术，为患者提供了呼叫中心、视频探视、移动诊室等多种功能，实现了医院、医生、患者三方的有效互动沟通。

　　物联网技术在医疗领域的应用潜力巨大，能够帮助医院实现对人的智能化医疗和对物的智能化管理工作，支持医院内部医疗信息、设备信息、药品信息、人员信息、管理信息的数字化采集、处理、存储、传输、共享等，实现物资管理可视化、医疗信息数字化、医疗过程数字化、医疗流程科学化、服务沟通人性化，能够满足医疗健康信息、医疗设备与用品、公共卫生安全的智能化管理与监控等方面的需求，从而解决医疗平台支撑薄弱、医疗服务水平整体较低、医疗安全生产隐患等问题。

　　利用物联网技术构建“电子医疗”服务体系，可以为医疗服务领域带来四大便利：一是把现有的医疗监护设备无线化，进而大大降低公众医疗负担；二是通过信息化手段实现远程医疗和自助医疗，有利于缓解医疗资源紧缺的压力；三是信息在医疗卫生领域各参与主体间共享互通，将有利于医疗信息充分共享；四是有利于我国医疗服务的现代化，有利于提升医疗服务水平。

　　通过大力发展的医疗信息整合平台和电子健康档案/电子病历、移动医疗设备、个人医疗信息门户、远程医疗服务和虚拟医疗团队等，都将有力地推动智慧的医疗的建设，也将助力于中国建设起覆盖城乡居民的基本医疗卫生制度，为群众提供安全、有效、方便、价廉的医疗卫生服务。

　　2．智能电网

　　基于物联网的技术特点，并结合电力系统通信的特点，物联网主要的应用将集中在电力系统应急通信、配网自动化、智能电网等方面，为电网智能化管理提供较好的技术手段。

　　应急通信发生的时间和地点具有不确定性，导致无法确定指挥中心和事故地点，各类需要接入点的随机性非常大。这往往需要抢修人员到达现场后，检查现场情况，通过电话、视频回传等手段及时向调度中心及应急指挥中心报告现场情况。而物联网能使调度中心或应急指挥中心通过对电网状态信息、各种设备运行状态的智能监测，为调度中心的日常管理和应急指挥提供实时准确的数据信息。当应急情况发生时，通过物联网能够准确定位事故现场，清楚现场设备及部件、杆塔的损坏情况，以便及时调拨合适型号的设备到现场进行更换。同时，结合光纤及无线通信技术提供电话及视频通信，现场人员能够提前做好抢修准备，接受在应急指挥中心的调度及指挥，更快的对事故进行抢修，提高事故处理能力。

　　物联网技术能够为智能电网提供较好的测量技术、通讯技术、控制技术，实现远程抄表、电网负荷节能控制、电网设备状态在线监测、事故准确定位跟踪、输电线路杆塔、线路监测(覆冰监测、温度检测)等。例如电网底层的数据包括配电房的开关、电缆沟的信息，这些信息目前无法用有效的通信方式采集，而如果通过物联网有效的联合，就可以实时地把各种各样的底层信息采集上来，使电网管理从事后处理变成事前预防，大大提高电网管理和应急的效率。

　　3．智慧校园

　　基于物联网技术的智慧校园建设，其基本原理是对校园内各种对象的感知、定位与控制。通过要对校园内人员、车辆、物资器材、基础设施等资源进行信息化改造，即通过综合利用二维码技术、RFID技术、嵌入式技术、无线传感器技术、卫星定位等技术手段，对校园内需要感知的对象进行标识；接着利用标签读写器、智能终端设备、手持接收终端、无线感应器等信息识别设备，对上述标识信息进行识别，得到感知对象的数字信息；通过有线、无线网络技术将这些信息及时、准确地传送到信息处理中心处理中心对收到的信息进行汇总、融合等处理后，传输到校园的指挥信息系统中去；指挥信息系统通过对获取的信息进行综合分析、智能处理，从而使校园管理部门、各级安保单位等实时掌握各感知对象的详细信息，为形成正确的决策提供依据。物联网技术使得校园对象感知能力极大加强，感知的速度、精度和范围得到了极大的提高，这是其他技术所不能代替的。

　　（1）人员可视化管理。为校园人员配备管理卡（可以与借书卡、饭卡、浴卡等功能合并，形成一卡通，该卡可以远距离读取），通过各门禁系统和遍布校园的感应点，可以实现对所属人员24小时不间断、全校园不留死角、全自动实时感知与定位。学院安保单位、各系辅导员、班主任可以通过智慧校园管理平台实时了解到所属人员在位情况。借助此卡，还可以实现对学生、职工的日常管理、电子签到、定位等，对学生、职工的在位、外出情况进行有效管控、实现电子点名、智能查岗等可视化管理。

　　（2）智能化保密措施。为重要资料、机密文件、办公电脑及其他需要保密的设备贴上二维码或嵌入射频卡，可以实时感知其所在位置，防止带出时管理失控而导致泄密，确保重要文件、资料、设备等的保密安全管理。

　　（3）智慧图书馆。为馆藏图书安装被动式射频标签，取代原来的条形码，通过使用书架感应器或手持智能终端，可以实现对图书资料所在的书架进行快速定位，方便借阅和管理。

　　（4）车辆精细化管理。通过为校园的车辆、重点装备设备等安装电子标签、嵌入传感器、卫星定位装置等，实现对交通工具、各种装备设备进行准确定位和实时跟踪，并通过嵌入的各类智能传感器，监控其工作状态、完好情况等，从而实现对其精细化管理。

　　（5）智能化后勤保障。为仓库、物资安装包含其型号、种类、数量等状态信息的电子标签，使得后勤物资的发放更加智能和快捷；为草皮配备温度、湿度传感器，使得灌溉更加合理；为路灯安装光学传感器使其更节能。

　　（6）电子岗哨。为财务、油库及校园的其他重点区域安装智能传感器，实现对其24小时不间断地安全检测，一旦发现可疑情况，可由感应点自动调整摄像头的方向进行视频监控，并向值班人员发出通知或巡视提醒，以便及时处理。

　　（7）智能安保。通过遍布校园重要区域的摄像头和感应点，能够自动对在校园中活动的人员进行身份区分，并对进入重要区域的可疑人员进行重点监控，确保校园安全。

　　4.智慧环保

　　“智慧环保”的基础是物联网。基于“数字环保”平台和物联网技术在环保领域的深入发展，构建环保领域覆盖全国的物联网系统，是实现由“数字环保”向“智慧环保”转化的第一步。在全国选择基础较好的地区开展“智慧环保”试点，建立环境物联监测网络，实时采集污染源数据、水环境质量数据、空气环境质量数据、噪声数据等环境信息，对重点地区、重点企业实施智能化远程监测，对各种环境信息进行智能分析，将为“智慧环保”的全面推进奠定良好基础。

　　目前，我国环保工作在监管能力建设上有两个不足：一是环境风险源基础感知能力不足；二是决策的科学化、智能化水平尚待提升。由于我国在环境应急管理方面的技术标准规范尚未建立健全，环境应急管理在环境风险评估、事件模拟、损失鉴定等方面尚未实现信息化，这给应急管理决策的科学化、智能化水平的提升带来了障碍。

　　智慧环保借助物联网技术，把感应器和装备嵌入到各种环境监控对象（物体）中，可实现对水体水源、大气、噪声、污染源、放射源、废弃物等重点环保监测对象的状态、参数及位置等信息进行多元化、动态、分布式感知。通过超级计算机和云计算将环保领域物联网整合起来，实现人类社会与环境业务系统的整合，以更加精细和动态的方式实现环境管理和决策的“智慧”化。互联网解决人与人之间的沟通，物联网技术解决物与物、人与物之间的联系，在未来五到十年是科学技术发展的趋势。

　　环保物联网建设面临的挑战

　　首先，环保物联网应用中环境监控、环境信息共享范围与协同能力尚不能满足环境保护的需要。

　　其次，环保物联网应用在环境质量监测、行业、企业污染防治、总量减排等履行环保职责中还没有充分发挥作用，影响了环境保护的效果。

　　第三，科技创新和技术应用的意识、思路有待进一步开拓，环境管理理念、方法、体制、机制不匹配，缺乏统筹规划与组织。

　　第四，目前环境保护管理模式从污染控制为目标开始向环境质量改善为目标转变，在这种形势下，现有环境监控模式和能力还存在明显差距。

　　最后，环保物联网相关产业发展也滞后于应用需求，同时，公共服务能力与公众参与水平还不能满足日益增长的需求。

　　5.智能交通系统

　　智慧交通作为智慧城市的一部分，其智慧性主要体现在智能交通系统的发展，它是未来交通系统的发展方向，它是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。ITS可以有效地利用现有交通设施、减少交通负荷和环境污染、保证交通安全、提高运输效率，因而，日益受到各国的重视。

　　2012年7月份交通运输部《2012-2020年智能交通发展战略》出台，提出到2015年，实现对高速公路、国省干线公路、重要路段、大型桥梁、车辆区域、交通运输状况等感知和监控；出行人能够在任何时间、任何地点通过其熟悉方式获取所需出行计划和实时出行信息，提高公共交通的吸引力和分担力，缓解城市拥堵，便捷出行；实现对危险品运输车辆、船舶、长途客运以及城市公交、出租车和轨道交通的全过程监控；基本建成全方位覆盖、全天候运行、快速反应的水上交通安全监管系统和海事信息服务系统。从《2012-2020年智能交通发展战略》可以看出，未来几年国家对智能交通建设投入的力度将进一步加大。同时交通部已经启动新一代智能交通系统发展战略和应用物联网技术，积极谋划未来5～10年的发展。

　　RFID作为物联网的关键技术是一种新兴的自动识别技术，由于具有远距离识别、可存储携带较多的信息、读取速度快、可应用范围广等优点，非常适合在智能交通使用在智能交通领域，RFID主要应用在以下方面：电子不停车收费（ETC）、海关码头电子车牌系统(EVI)、城市交通调度管理系统（TMS）、电子注册管理（EVR）、基于RFID的车辆智能称重系统

　　通过将称重系统和远距离RFID自动识别技术结合可以实现基于车辆的智能称重系统。该系统在原有称重管理系统上附加了采用远距离RFID自动识别实现的对称重车辆的自动识别功能，并将自动采集到的称重车辆信息合并到称重管理系统中。应用智能称重管理系统可提高称重效率，减少车辆在待检处的停留等待，同时通过车号自动识别和精确计量可有效地防止了人为舞弊给带来的经济损失。此外，系统实施后还大大降低了工作人员的劳动强度和人工称重的失误率。因此基于RFID的车辆智能称重系统实现了识别、计量、监控的完美结合。该系统可以灵活应用到交通运输的很多方面，如在高速路口自动称重以治理超载，在码头等物资集散地可以加快车辆计重速度，减少拥堵等，具有巨大的应用价值。

　　小结

　　因特网把人与人连接起来，物联网则将人与人、人与物、物与物连接起来。虽然物联网的概念早在十多年前就有了雏形，但想要建立理想中的物联网还有很多技术需要完善，例如安全、寻址、标准、接入方式、生物工程等。只有通过这些技术的进步及统一标准的出台，才能够建成一个公平的、以用户为中心的物联网。