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2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出了“物联网”的概念。报告指出，无所不在的物联网通信时代即将来临，世界上所有的物体，从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过互联网主动进行交换。射频识别技术（RFID，Radio Frequency Identification）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。
根据ITU的描述，在物联网时代，通过在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发器，人类在信息与通信世界里将获得一个全新的沟通维度，从任何时间、任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到物与物、人与物之间的沟通连接。物联网概念的兴起，很大程度上得益于国际电信联盟2005年以物联网为标题的年度互联网报告。
“物联网”概念的横空问世，打破了之前既定的传统思维方式。过去的思路一直是将物理基础设施和信息技术（IT，Information Technology）基础设施分开：一方面是机场、公路、建筑物，另一方面是数据中心、个人计算机、宽带等，这两方面看起来似乎联系不大，各行其道。而在物联网时代，传统被颠覆。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，其中还包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。
物联网的概念还在不断更新与扩展。物联网（IOT，Internet of Things）的早期定义是指依托RFID技术和设备，将任何物品按照约定协议与互联网进行连接和通信，从而构成“物物相连的互联网”，实现物品信息的智能识别和管理 [1] 。随着技术和应用的不断发展，物联网的内涵也在不断扩展。目前，业界普遍认可的物联网是指利用RFID、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，依托通信网络进行传输和互联，利用计算设施和软件系统进行信息处理和知识挖掘，最终实现人与物、物与物的信息交互和生产生活信息的无缝链接，进而达到对物理世界的实时控制、精确管理和科学决策。
物联网是利用无所不在的网络技术建立起来的，是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。由于其重要性，世界各国都将物联网技术上升到国家发展战略，给予了充分的重视，并已做了大量研究开发和应用工作。
1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议提出，“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”；2003年，美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首；美国把物联网技术作为重振经济的法宝，以“智慧地球、物联网和云计算”为其信息技术的发展方向 [2] 。奥巴马就任美国总统后，将“智慧地球”的概念提升至美国国家战略的高度。“智慧地球”策略的核心内容就是：把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，普遍连接，形成物联网。同年，美国政府把新能源和物联网列为振兴经济的两大重点。发展物联网也和开发新能源一样被不少人认为是振兴经济、确立竞争优势的关键战略。
欧盟围绕物联网技术和应用做了不少创新性工作。在《欧盟物联网行动计划》（Internet of things：An action plan for Europe）中，明确其目的是在“物联网”的发展上引领世界。在欧盟较为活跃的是各大运营商和设备制造商，他们推动了“机器与机器”（M2M）的技术和服务的发展。2009年，欧洲物联网研究项目工作组（CERP-IoT）在欧盟委员会资助下制定了《物联网战略研究路线图》、《RFID与物联网模型》等意见书 [3] 。
日本、韩国均在2004年启动泛在网国家战略，物联网被纳入国家整体发展重点规划内容，把物联网应用、基础设施和技术产业发展列入其优先行动议程。2009年日本制定了i-Japan计划，旨在到2015年实现以人为本的“安心且充满活力的数字化社会”，让数字信息技术如同空气和水一般融入每一个角落，并由此改革整个经济社会，催生出新的活力，实现积极自主的创新。
2005年，在突尼斯举行的信息社会世界峰会上，ITU对物联网概念的定义和覆盖范围做了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。根据ITU的描述，在物联网时代，通过在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发器，人类在信息与通信世界里将获得一个新的沟通维度，从任何时间、任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物、物与物之间的沟通连接。
我国在物联网的启动和发展上与国际相比并不落后，在2006年提出《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020）》，选择了新一代宽带无线移动通信等16个重大科技专项作为未来科技发展的战略重点。作为国家层面成立了传感器网络标准工作组。中国的几大电信运营商积极投入物联网的技术开发和应用工作：物流信息化、公交视频化、校讯通、农村信息化、渔牧业监控、水文水质等。2009年8月，温家宝总理考察无锡高新微纳传感网工程技术研发中心时提出建立“感知中国”中心；同年12月，在国家7项战略方向部署中，物联网被列在第3项信息产业中。温家宝总理在题为《让科技引领中国可持续发展》的讲话中明确指出：“我们要着力突破传感网、物联网的关键技术，及早部署后IP时代相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的‘发动机’。”可见，加快物联网相关技术研究，是国家信息化发展战略的需要，对于在快速发展的信息产业中占据制高点，带动新产品开发、产业技术升级，催生和引领产业发展变革，培育和形成我国具有自主知识产权的物联网产业，增强国家核心竞争力具有重要意义。
物联网基于互联网、传统电信网、广电网络等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通。与传统的互联网相比，物联网有其鲜明的特征 [4] 。
首先，物联网是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性地采集环境信息，不断更新数据。
其次，物联网是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。
最后，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。
关于物联网的体系结构，有企业和研究机构分成了3层、6层、8层及其他不等，其中最多的是美国IBM公司，分成了28层。表1-1将物联网分解为感知、网络、信息处理、应用、运营管理，共5层，并列出每一层都涉及的关键技术 [5] 。
表1-1 物联网体系结构和关键技术
续表
从技术逻辑上分解，物联网可分为三层描述、构建，分别是感知层、网络层和应用层，如图1-1所示。
▶ 图1-1 物联网的网络架构示意图
感知层：由各种传感器及传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID标签和读写器、摄像头、全球定位系统（GPS，Global Positioning System）等感知终端。它是物联网识别物体、采集信息的来源，其主要功能是识别物体、采集信息。
网络层：由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，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（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。
物联网主要有以下支撑技术 [6] 。
（1）识别技术：具有全球识别方案、识别管理、识别编码/加密、识别和寻址方案、认证和存储管理、全球查号业务和发现业务。
（2）发现与搜索技术：包括设备发现、分布存储、定位、实际与虚拟实体的映射。
（3）网管技术：包括身份、关系和信誉管理，分布数据库，存储、网络设备的自动轮询，网络拓扑变化和流量的实时特性显示。
（4）基于节点对等通信的无中心自治体系、事件驱动体系、断连操作与同步的体系技术。
（5）固定、无线和移动网及Ad-hoc网等网络技术：支持自治计算与联网、网络级的口令和身份分配、匿名联网等。
（6）通信技术：物联网提供通信手段，包括能效优化的通信、多频无线前端和协议、通信频谱及频率分配、软件定义无线电与认知无线电等。
（7）数据和信号处理技术：实现数据共享与合作、自治代理、人机接口、边缘处理、过滤和集成、服务质量（QoS，Quality of Service）和流处理等。
（8）硬件技术：为物联网提供硬件设施，包括纳米技术、自愈电路体系、天线、能效射频前端、嵌入传感器、激励器、低成本制造技术等。
（9）物联网信息处理过程中的软件与算法：包括能效操作系统、节能自管理技术、口令分配机理、优化资源分配的算法、库存管理、产品调度和数据挖掘的模型及算法等。
（10）降低能耗的功率与能量存储技术。
（11）安全与隐私技术：涉及隐私保护、数据加密、云计算的安全和可信性等。
物联网的发展如图1-2所示。
▶ 图1-2 物联网的发展
目前全球物联网处于概念、论证与试验阶段，处于攻克关键技术、制定标准规范与研发的初级阶段，我国物联网处于与国际同步地位。但是，在核心技术和生产规模方面都还有差距。2009年国务院将传感网和物联网上升为国家五大战略性的新兴产业 [7] 。
当前物联网进展中，从技术发展趋势呈现出融合化、嵌入化、可信化、智能化的特征，从管理应用发展趋势呈现出标准化、服务化、开放化、工程化的特征。
面对物联网蓬勃发展的市场机遇，随着中国数字电视产业的持续推进，广电网络运营商拥有广泛的受众并已逐渐形成广电网络的优势，和电信运营商站在了同一起跑线上，所以广电网络运营商必须抓住这个历史机遇，利用自身优势，整合现有资源，形成可持续的竞争力。
物联网的推广将会成为推进经济发展的又一驱动器，未来中国物联网行业的发展前景十分广阔。
2008年年底，IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球（Smart Earth）”的新理念，“智慧地球”的核心是“更透彻的感知、更全面的互联互通和更深入的智能化”；其基础是传感网、物联网和互联网在各行各业的高效融合与综合应用。IBM还进一步推出其各种“智慧”解决方案，包括智慧能源系统、智慧交通系统、智慧金融和保险系统、智慧零售系统、智慧医疗保健系统与智慧城市系统等。
智能电网将物联网运用在发电、输电、变电、配电和用电环节，使用双向通信、高级传感器和分布式计算机来改善电力交换和使用的效率，提高可靠性。我国的国家电网公司提出了智能电网2020发展战略，有3个发展阶段：前期准备阶段，开展规划工作、制定技术和管理标准，开展关键技术和设备研制，开展试点全国一亿户电表实现智能化；2013—2015年为试点应用阶段，加快特高压电网和城乡配电网建设，在5～10个城市建智能电网，初步形成智能电网运控和互动服务体系，产业规模达2000亿元；2016—2020年为推广建设阶段，总投资累计4万亿元，清洁能源装机比例达到35%，分布式电源即插即用，智能电表普及，单位GDP的二氧化碳排放降低40%～45%。
智能交通在我国的运用能降低交通事故致死率，减少堵塞率，加强交通的监管，减少尾气排放。北京全市各主要街道均埋设有感应线圈，通过无线传感技术优化交通管理，城市道路效率提高15%。上海延安高架路交通监控系统应用以来，在保持流量不变的情况下，全天的平均车速提高了15%。斯德哥尔摩在18个控制点用各种传感技术，探测车辆并按时段以不同费率收费，将流量、等待时间和尾气排放分别降低了20%、25%和12%。
在物流业中，物联网主要应用在基于RFID的产品可追溯系统、基于GPS的智能配送可视化管理网络、全自动的物流配送中心及基于智能配货的物流网络化公共信息平台。中国2009年全社会物流总费用与GDP的比例为18.3%，相当于每年因物流与供应链管理不畅损失高达2.5万亿元。中远物流公司采用信息化管理成功地将分销中心的数量从100减少至40，分销成本降低了23%，燃料使用量降低了25%，也将碳排放量减少了10%～15%。
物联网在生态监视中主要应用于饮用水源地、城市大气、危废品转移及流域管理与生态补偿。日本NTT DoCoMo于2009年年底将环境传感器大规模地安装在移动基站，覆盖日本东京附近关东地区300个区域，来测量碳排放和其他大气条件。思科公司与美国国家航空和宇宙航行局（NASA，National Aeronautics and Space Administration）2009年提出“星球皮肤”（Planetary Skin）合作项目，针对全球气候变化的挑战，通过开发遍布全球的空中、海洋和陆地传感器网络来获取、分析和报告环境变化情况，建立全球范围的实时环境监测平台。中国移动利用M2M技术在广州市部署近4000个监控点，重点监控污染源生化数据移动采集，包括餐馆排气、工厂排污、工地噪声等，在厦门利用嵌入传感器的TD-SCDMA终端实现对噪声的检测。
电子医疗应用于电子病历、病房管理、产房管理、药品跟踪和医疗设备管理。电子病历是由医疗机构以电子化方式创建、保存和使用的，重点针对门诊、住院临床诊疗（或保健对象）和指导干预信息的数据集成系统，是居民个人在医疗机构历次就诊过程中产生和被记录的、完整的、详细的临床信息资源。2010年10月14日，中国卫生部公布《电子病历试点工作方案》，选取22个省市的29家医院和3个区域试点一年，将药品名称、品种、产地、批次及生产、加工、运输、存储、销售等环节的信息都存于RFID标签中，当出现问题时可以追溯其全过程。
此外，利用物联网可实现智能家居，对家庭进行安保和监视。视频监控摄像头已广泛应用于国内多个城市的主要道路、热点地区、地铁和居民小区的安全监视。嵌入学生证的RFID可检测学生进入和离开学校的时间，及时通知家长。生产与运营安全监控，推动了生产性服务业的发展。其他物联网应用如图1-3所示。
▶ 图1-3 国内外物联网应用