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对于非物联网相关专业的人来说，物联网犹如一个“黑箱”。他们阅读物联网相关的文章，犹如“咀嚼”天书，其中的专业术语难以从字面意思来理解，即使联系上下文，也是“摸不着门道”。其实，对于不少物联网的从业人员和物联网相关业者来讲，也是如此，局限于原本专业的限制或教科书纯粹的技术描述，“盲人摸象”般地理解物联网，往往并不全面且有所缺失。
物联网是一个数据汇聚的大型综合式信息系统，所以会涉及许许多多的信息技术，而要把这些信息技术都罗列出来，恐怕编一本辞典也未必能详尽。在学习物联网技术的过程中，笔者自己也发现，不懂的知识点太多了，陌生的专有名词无处不在。笔者想在学习中，整理一张物联网的图谱，这张图谱能够标示出物联网技术的整体结构、核心技术，以及技术之间普适性的关联关系。这样在学习新技术的时候，就能根据物联网技术图谱，快速定位某项新技术在整个物联网中的位置和作用，从一个整体的角度去理解这种新技术的特性和影响力。
要整理清楚物联网技术的构架，就需要从技术的本质谈起。这不仅是为了洞察物联网技术的本质，也是探究物联网技术和其他各行业技术创新之间的关联。这是一个既属理论，又属应用的基础话题。
在通常情况下，我们会将某项技术理解为一种手段、一种装置、一种方法或一个流程。但当我们具体讨论其原理或者实践的时候，又会发现它们往往涉及很多知识及其相关的技术。
在开发网页应用的时候，软件工程师需要考虑数据库的搭建、TCP/IP网络协议、HTTP的交互流程等相关互联网编程技术，说不定在遇到网页图片时，还需要温习一下“P图技术”（用Photoshop修图）。
而作为通信工程师，笔者和同事在谈论NB-IOT技术（运营商力推的一种通信技术）时，自然会提及：低功耗的芯片技术、简化的信令流程、“PSM”和“eDRX”两种省电模式等这些与LPWA业务息息相关的技术。
由此看来，我们讨论的某项技术往往是一个“集合”，一个由技术为元素的有序集合。在凯文·凯利的《技术元素》一书中，把技术所具备的“由基础到复杂、相对独立且能够向上构建、组合进化”的特性以“技术元素”（Technium）的称呼来形象地描述。
布莱恩·阿瑟在《技术的本质》中，更是对技术的组成和形态做了详尽的定义和解释。
驱动力： 不同于科学，使用技术是为了解决实际问题，实现一些具体的目的。
范围： 技术不仅是指对工具的运用，还包含更广的、抽象的架构和流程，如方法学。
组成 ：技术（所有的技术）都是某种组合。最简单的技术，建立在某个或某些现象上，是对现象的利用；复杂技术和简单技术的有序化组合。
形态： 软件和硬件。技术包含一系列的结构化组合、流程化操作，这可以称为技术的软件；而这些组合和操作需要物理设备来构建并执行，我们称之为技术硬件。
在布莱恩·阿瑟的观点中，技术的“ 组成 ”和“ 形态 ”最为关键，见下面的说明。
理解技术的组成，先要溯源技术的由来。最基本的技术，实质上是对自然现象的有意利用。或者可以这样说：最基础的技术，就是自然科学。
用碗盛水、用火加热、用蓑衣挡雨、用黏土和沙石筑坝，这些对事物常识性的利用，就是技术的开端——基础的技术元素。而后，通过将不同基础技术元素进行组合，形成更为复杂和高级的技术应用。例如印刷术的发展，便是多种技术的融合和迭代。古代在发明了造纸术后，在相当一段时间内还只能用手抄的方式记录文字、制作纸质书籍；而在雕版印刷术发明之后，书籍制作的模式从“抄写”变为“印刷”，便能够快速并批量地制作书本；此后出现活字印刷技术，在“活字”的材料技术不断推进下（陶泥活字→锡制活字→铜制活字→铅制活字），最终成为世界通用的印刷技术，流行了好几个世纪。
基础性的技术就是利用或开发某种（几种）自然效应（effect）或现象（phenomenon）。高级技术相对于基础技术更为复杂，是基础技术的有序组合。组合后的技术结构就好像一个金字塔，大量简单的基础技术不断向上组合成复杂的高等级技术，并最终形成专项应用。技术所具有的组合结构被称为“递归结构”（Recursive Structure），如图3-1所示。
图3-1 技术的递归结构示意图
在技术的递归组合结构中，基础的技术元素是对自然效应或现象的利用和开发。如果从软件角度来理解的话，技术就是“对‘硬件特性’进行‘编程’”。其中，“硬件特性”就是指“自然效应和现象”；而“利用和开发”便是指“编程”，是对各种效应和现象的结构化组合、流程化操作。
一个复杂应用，是对高层级技术的组合和编程，而高层级技术亦是通过对低层级技术的再组合或再编程来实现的。
由此可见，技术（包括应用）都是由“软件”和“硬件”组成的，而不同层级的技术之间是由“软件”连接的。
布莱恩·阿瑟在《技术的本质》中讲道：“技术由技术构成，技术是对现象的编程，技术发明是需求和现象的连接。”对技术的解构，能够帮助我们看清技术创新（技术发明）的实质。
从技术组成来看，技术创新主要从两个方面来实现。
一方面，技术创新是组合进化（ Combinatorial Evolution ），主要是指将多种已有的技术拼装成新的技术。 在组合进化中，已有技术成为新创技术的一个组成部分，而新创技术亦可能是未来某项技术的组成部分。技术组合从简单到复杂、涉及范围从狭到广、数量从少到多，不断地叠加融合，通过层层叠加技术元素参与组合，来进行跨层次创新。当然，组合进化还包括“技术优化”这一概念，即替换已有的技术组件形成新的效益（局部创新），这一理念在工业领域被称为“精益”。
另一方面，技术创新是对新现象的捕获与驾驭。 从“烧开一壶水”到建造蒸汽机，从发现天然磁石到制作指南针，从“涉水观鱼”到发明“船桨橹舵”，人类发现并利用自然效应和现象，作为新的技术元素，不断和旧有技术融合形成更多新颖的技术和应用。一开始人类通过自有的感知（五官）来发现自然效应和现象，并实现技术发明。而随着技术的演进，人类通过各类技术工具（量尺、传感器、计量器）和方法（数学计算、试验、理论推导）从基础科学领域出发，来感知这个世界所蕴含的丰富信息。
在1995年前后的几年间，自动动手组装一台PC是一件非常有意思的事情。首先需要理解电脑每一类部件的功能，然后根据自己的需要（一般都是想玩一些大型游戏）来确定整机需要怎样的性能，再逐一规划需要什么样的电脑部件（3D-FPS类型的游戏需要显卡足够好，大型模拟类游戏则需要多一点内存），最后购买并装配的时候还要顾及自己的“囊中羞涩”。
台式电脑（一般叫它们“组装机”）主要包括：电源、主板、内存、CPU、硬盘、I/O板卡（声卡、显卡、网卡）和配件（风扇、机箱、鼠标、键盘、显示器、音箱等）等各类部件。装机时，我们总是从核心部件开始（CPU、主板、内存），根据各部件的性能参数、规格特性来进行选择，一方面避免整机中存在某方面的性能瓶颈，另一方面整体系统要能充分发挥所选部件的功能特色，当然还需要考虑系统兼容性和厂家品牌。在组装好电脑后，我们还会用各种测试软件进行性能测试，以检验电脑的各方面性能是否符合预期。
组装机的特点便是其功能的模块化、标准化，并由各类部件来具体实现。我们并不知道主板上芯片的生产工艺，也不清楚CPU的内部结构，但是只要熟识了各功能部件的性能指标和接口规范，我们便能自己组装一台属于个人的电脑，每个人都能成为组装电脑的专家。
从技术本质的角度自上而下地观察：某项复合型的技术，是由其“子技术”组合而成的，这些子技术是由更低一层的子技术组合而成的，技术可以如此层层分解，直至自然的现象和效应。技术复合的层级越多，则构建的复杂度就越高，技术的结构更复杂，涉及的专业范围更广阔，利用的自然效应越繁多。当产品或应用到达一定复杂程度的时候，就很难由一个人或一个团队来完成所有的技术组合了。
正如当年的组装机一样，当一件产品（电脑）涉及许多复杂技术的时候，人们往往会将其所包含的技术通过模块化的方式来进行设计、生产和维护，即将产品整体分解成多个功能并做成一个个具体的部件，每个部件实现一种特定的功能。这时的组装者并不需要理解各个部件、各个层次的技术细节，而且基本无法通晓所有技术元素。
所以，在各个工业领域，根据技术的组合特性，生产者都会将产品解构为各种功能模块（组件），也可能是分解成基本的零部件和原材料。产品厂商可以将不同的组件交给不同的上游供应商来设计、生产和维护，而上游供应商则可以将组件需要的材料、基本零件继续交给它的上游企业来完成设计和生产。所以，汽车整车厂的设计团队在设计新车时，不会从一个螺栓开始设计；厂里的制造生产团队也不会先架起熔池，把要用的钢材先熔炼好。一辆汽车在设计之初，就已被分解成一个一个部件（发动机、底盘、车身、轮胎和电气设备等）。整车设计团队会根据产品需求设计汽车的整体结构和布局，有针对性地设定某些关键部件的性能和特性，并将一些部件的设计工作交给其他子部门（如电子控制部分）或上游企业（如整车的外壳）来完成。
可见，在现代工业生产中， 模块化 的好处不言而喻，概括起来可分为四点。
使得产品设计更方便。 将技术进行功能性分组（functional grouping），使得产品设计师不需要考量底层技术的具体实现，现成的功能模块使得设计师不需要“重复造轮子”，降低了行业准入门槛并提高了开发效率，同时最大限度地利用他人的经验及技术成果。模块化使得工业设计如同积木拼搭，设计师可以将精力更多地集中在产品的业务逻辑以及功能特色的创新上。
标准化提升效率。 功能模块容易形成标准，且标准化部件利于在生产流程中进行装配、监测。同时，标准化的模块具备了可复用性，可以有效地降低生产成本、扩大商业利润。
利于局部创新。 模块化使得产品的技术升级可以从它的单个组成部分开始分别进行。产品团队可以分别对每个模块分别加以关注，对单个模块的性能进行实验、分析，并予以调整或升级。模块化使得产品的每个部件可以“悄悄地”被升级替代而不必解体余下的技术整体，这正是现代工业“精益化”生产的精髓所在。
便于运营维护。 技术结构的模块化，使得企业内部可以自上而下地分解产品和业务，形成鲜明的技术分工和责任分工，构建专业团队来提高运营服务质量，这样也便于技术人才和团队的培养。对于系统、设备、零件的维护，标准模块化的软、硬部件使得运营过程中的检测、维修、更换、扩容等工作效率更高，成本更低，同时也利于预防不可预知的变动。
简单来说，技术向复合型、多层级发展的趋势，促成了制造行业模块化的生产方式，在制造流程中形成了鲜明的专业分工。这种层级化的技术支持和供应，形成了制造业的供应链环节。这也是现代化产品制造的重要基础。
现今，传统技术（主要指制造业）的发展速度已逐渐趋缓。 根据技术的结构来看，要实现技术突破就需要新技术或自然效应加入进来（技术创新的本质）。 而物联网技术，包括与物联网相关的各类技术的加入，将实现传统技术和信息技术的“组合进化”。组合后的技术将更加复杂化和多样化，与其相关的制造业系统、商业运营系统将跨越多个领域，涵盖多种技术，进一步向自动化、个性化、专业化、智能化的方向演进，在技术体量（技术的集合大小）上超越过去常规复合技术所涵盖的范围和数量，从而“进化”到一个崭新的技术层级——一个虚实融合、由信息与智能驱动的技术层级。
在上文中已经谈到过技术创新的两个路径：“组合进化”和“技术创新”。物联网及相关的信息技术，可以帮助传统技术实现在两类路径上的突破创新。
物联网技术和传统技术相结合实现 “ 组合进化 ”：物联网技术，使得传统产业可以实现更复杂的应用。在物联网工具的帮助下，质量管理人员可以实时地对“物”（材料、零件、设备、产品）进行全量抽样监测，并将监测的时间跨度覆盖到整个产品的生命周期。基于物联网的智能化应用，可以协助管理人员进行更大规模的动态、灵活的资源调配和管理，使得企业业务所涉及的范围（趋向全球化）和领域（跨领域应用）更为广阔。在嵌入物联网的信息化工具后，生产系统的自动化程度会更高，可以实现更为复杂的自动化生产的流程和工艺。
系统结构优化，提高传统技术组合进化的效能 ：物联网所带来的各类信息技术，能够帮助传统产业系统性地解构技术模块并实现数字化映射，这有利于对各行业的技术进行重新组合和局部优化，进一步简化、优化产品设计，实现生产和业务的灵活“编程”，高效率地满足更复杂、更个性化的市场需求。正如工业领域的“数字孪生”（也称为“数字化双胞胎”）：通过物联网技术，实时感知工业设备的性能状态，形成虚拟的数字映射（3D建模），在数字映射的基础上对设备运营的状态进行预测分析、模拟演练、结构设计等，最终实现产品和设备的迭代和升级。
帮助传统产业发现并利用新的现象和效应 。物联网可以帮助技术人员关注到一些以往被忽略或未曾顾及的细节，从而发现新颖的现象和效应，并加以利用或进行系统调整。归功于部署在生产系统中的大量传感器，在系统运行中设备的“异常”情况会被完整、实时地捕捉，并通知相关人员处理，技术人员对数据进行分析便能够发现隐藏于现象中的事物关联。一旦新的现象和效应被发现，就能够进一步对生产系统进行调整，从而使得该系统更加严谨和完善。
在各传统领域的生产系统或产品中，可以通过传感器捕捉“自然现象”，并由基于边缘、云端的计算服务完成对技术（结构、流程等）的“编程”，再通过执行器产生“效应”。物联网信息的“环路”，将物理世界变成可感知、可理解、可编程、可控制的智能环路。通过物联网的信息技术，缩短传统产品和业务的研发、设计和生产周期，并降低技术准入门槛；使得生产系统的自动化程度大幅提升，并能够适应灵活的市场需求。通过打通产业链中各个环节，对产品的全生命周期进行管理，挖掘产品的使用信息价值，从而使得商业模式从产品销售向服务运营方式转型。
物联网将融聚众多领域的技术元素，将人类的技术推向一个崭新的高度：一个能含有更高“智能”的高技术层级。