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在人们的生活中，物联网似乎已经变得随处可见，与其相关的应用也越来越多，如智能门锁、智能窗帘、智能蓝牙手环等。不过，这些应用也只是冰山一角。未来，城市、生活环境、工作环境及人们涉及的所有地方都可以和物联网联系在一起。因此，物联网势必会成为未来的发展趋势，开启一个新的黄金时代。
物联网现在已经顺利度过成长期，迎来了爆发期，即使如此，也还是有很多人不太了解这项技术。物联网意指万物万联，即物物相连的互联网，其应用促使有限的资源得到更合理的分配，从而提升了行业效率。未来，越来越多的公司将入局物联网领域，这不仅会进一步推动万物互联的实现，还会促进自动驾驶汽车、车联网等的发展。
如果按照字面意思理解，物联网其实就是物物相连的互联网，这里包含两层含义：第一，物联网是在互联网的基础上延伸和扩展出来的一种网络；第二，在进行信息交换及通信的过程中，物联网的用户端已经延伸和扩展到物品与物品之间。
严格地讲，物联网的定义应该是通过各种信息传感设备（如激光扫描器、射频识别装置、全球定位系统、红外感应器等），根据已经约定好的协议将物品和互联网连接在一起，进行信息交换和通信，从而实现智能化识别、定位、监控及管理的一种网络。
众所周知，在互联网刚刚诞生时，信息交换和通信都是发生在计算机与计算机之间的，但因为计算机需要人来操作，所以，信息的交换和通信也就相当于发生在人与人之间。在物联网时代，信息交换和通信不仅可以发生在人与人之间，还可以发生在人与物甚至物与物之间。当然，无论在哪一个时代，人都是主体，信息交换和通信依然要为人所用。
另外，从物联网的定义来看，通过传感器完成信息感知是其基本功能，而信息交换和通信则是其目的。数据收集是信息感知的基本形式，同时也是一个通过从传感器感知到物体数据，然后再将数据汇集在一起的过程。
对于物联网来说，这个过程是非常重要的，因为物联网系统要想正常运行，必须有数据的支持。在网络因素的影响下，我们在收集数据时很可能出现数据丢失或不准确的现象，避免这些现象的有效手段就是获得一致且有效的感知信息。
一旦获得了这样的感知信息，我们就可以完成很多事，例如，针对不同用户的需求做出不同的系统。其实，物联网是既简单又复杂的，简单是因为它的原理非常好理解；复杂则是因为它需要用到大量的设备，而且每位用户的需求都不同。
虽然物联网有复杂的一面，但其应用是非常广泛的，涉及多个领域，如环境保护、食品溯源、情报搜集、平安家居、智慧交通、患者护理、水系监测、敌情侦查、智能消防、花卉栽培、公共安全……可见，物联网的发展前景十分广阔。
约翰·奈斯比特曾经在自己的著作《大趋势》里写下很多预言，《金融时报》证实，其中的大部分预言都已经成为现实。约翰·奈斯比特说过这样一段话：“你们以为我预言的都是未来，其实我只是把现状写下来，20年来我写的都是已经发生了的事，我要分析的是哪些事会长久地影响社会。”而且，他十分坚定地认为“未来构筑于现在”。
冯仑也曾说：“看见未来的人才有未来。”着眼未来，思考当下，未来的“互联网+”究竟会是一番怎样的场景？最合适的答案应该就是万物互联。就像阿里集团学术委员会主席曾鸣说得那样：“未来的场景将是如此—任何人、任何物、任何地点，永远在线，实时互动。”
早前，万物互联的场景只能在科幻电影中看到，而如今，在“互联网+”的助力下，这样的场景好似已经成为现实。在这背后，除了有海量信息在全球范围内的无成本流淌以外，还有人与人、人与物、物与物的无限自由连接。
但是，万物互联真的已经实现了吗？其实并不是，一切才刚刚开始。未来，所有事物都会通过物联网连接起来，包括计算机、手持的仪器、眼镜、衣服、鞋子、墙等，甚至一头牛都有可能连接在物联网上。
如今，每个人大概会有两个移动设备，等到2040年，每个人手里的移动设备会达到上千个，所有事物都会通过这些移动设备连接起来。与此同时，所有数据都会存储在云终端上。云终端的容量非常大，能够以极快的速度处理这些数据，使这些数据得到更有效的应用。
上述场景非常有吸引力，而事实也证明，互联网的确正以较快的速度向万物互联进化。在这种情况下，人与人之间的连接就会变得越来越紧密，连接方式也会变得越来越多。
从人类生活的角度看，万物互联不仅实现了生活的智能化，也提升了人类的创造能力。这样人类就可以在享受高品质生活的同时做出更好的决策。而如果从公司的角度看，万物互联可以帮助公司获得比之前更有价值的信息，这不仅可以大幅度降低公司的运行成本，还可以帮助公司提升用户体验。
由此看来，万物互联确实拥有广阔的市场。思科提供的数据显示，2015—2025年，万物互联在全球范围内创造的价值将达到19万亿美元，其中商业领域的价值为14.4万亿美元。不过，现在与互联网连接的事物还不到1%，而尚未实现互联的事物则高达99.4%。这也表示，万物互联还没有真正实现。
经过不断发展，物联网已经迎来爆发期，很有可能就此实现爆发式增长，具体可以从以下几个方面进行说明，如图1-1所示。
图1-1 物联网迎来爆发期
物联网曾经发展困难，主要原因是60%以上的低速率传感器匹配不到合适的传输介质。由于传输距离短、覆盖窄，使用光纤进行移动通信的成本高，但Wi-Fi、蓝牙连接又不稳定。当窄带物联网标准NB-IoT在韩国釜山通过后，这个问题便得到有效解决。
窄带物联网的特点有四个：一是覆盖广，其覆盖能力是当前移动通信的100倍之多，穿透力可达地下车库；二是连接多，其支持的终端数是传统移动通信的50～100倍；三是功耗低，一块电池就可以支持一个物联网模块工作10年；四是成本低，芯片成本只有1美元。
如今，包括三星在内的很多公司都入局物联网领域，其生产的电子设备也都已经成为物联网上的设备。对国内外众多公司来说，物联网是新的业务增长点。
在国内，华为、联想、中兴、电科、神州数码及三大电信运营商等都将智慧城市作为主要战略方向，而智慧城市就是以物联网为基础的；在国外，谷歌耗费32亿美元收购了一家烟雾传感器公司，宣布正式进军物联网领域。
事实上，汽车就是物联网的节点，物联网正在重新定义汽车。自动驾驶汽车就是移动互联网、物联网、云计算、大数据等技术与汽车融合的最佳体现。如今，车联网迅速发展，有望推动物联网的进步和升级。
对物联网来说，高速网络是必需的。2022年，5G会更成熟并实现大范围商用。在5G时代，一平方千米可以安装一百万个物联网终端，这对扩展物联网应用、促进物联网和移动互联网的深度融合有重要意义。
物联网给人们的生活带来了更广泛而深刻的影响，也为经济发展植入新基因、为社会治理提供新模式。我国目前还处在经济转型的关键期，传统行业必须向更高端的方向发展。物联网的爆发期正是我国实现经济转型的绝佳机会，抓住这个机会既可以加速传统行业的发展，也能促进物联网产业的增长。
1999年，美国麻省理工学院的Kevin Ashton教授首次提出物联网的概念，随着时代发展，该技术已经突破原有限制被广泛应用到各领域，形成了很多“物联网+”模式。如今，物联网的价值已经得到了社会各界的广泛认可，针对该技术的政策也纷纷出台。此外，很多公司也认识到物联网的潜力，积极开展与其相关的投融资活动。
近年来，我国已经颁布多项政策支持物联网发展，这些政策涉及基础设施建设、税收优惠、核心技术、公共安全、环境保护等多个方面。从2018—2020年，我国颁布的比较有代表性的物联网政策如表1-1所示。
表1-1 物联网政策
目前，物联网已经向精细化、智能化的方向转变，对GDP（Gross Domestic Product，国内生产总值）和技术创新产生了极大的推动作用，也促进了产业结构的优化和调整。除了政府部门以外，各省市也开始推动物联网落地，其中的领军者包括北京、广州、深圳等。
（1）北京以智慧城市物联网解决方案为突破口、以提升精细化和智能化为导向、以聚集资源为重点持续加强创新能力，为物联网打造产业集群。
（2）广州陆续颁布了《广州市深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的行动计划》《广州综合交通枢纽总体规划（2018—2035年）》《广州市人民政府关于加快工业和信息化产业发展的扶持意见》等物联网建设规划及方案。广州率先抓住产业机遇，为物联网发展提供空间，持续打造物联网能力。
（3）深圳的重点在培育物联网核心产业与物联网支撑产业、建设物联网产业示范园区等方面，致力于为物联网产业规模化发展奠定基础。
虽然现在物联网的应用主要集中在生活和工业方面，但随着政策放宽，这项技术将进一步激发经济的增长。当然，在之后很长一段时间内，物联网的管控、合规、性能、安全等因素都不能忽视，必须使其在法律的轨道下健康发展。
在一系列政策红利的推动下，物联网在我国蔓延开来，并与很多行业和领域实现了深度融合。如今，“物联网+”正在创造更大的社会价值，并积极赋能经济。在未来的物联网世界中，中国将成为不容置疑的主角。
随着物联网不断发展，老牌玩家和新创公司纷纷在该领域布局，积极开展投融资活动，以期获得更丰厚的回报和更有力的资金支持。这充分体现出物联网正受到关注和认可，各方对物联网的重视程度也在持续提高。近两年，比较经典的物联网投融资活动如表1-2所示。
表1-2 物联网投融资活动
纵观物联网投融资活动不难看出，我国的技术创新速度很快，公司需要想方设法将技术转化为产品，让技术实现商业化落地。投融资是持续积累的过程，当源源不断的资金进入物联网领域时，技术会进步，资本也会持续流动。
物联网不是对现有模式的颠覆性革命，而是通过对现有模式的综合应用实现通信的转型升级。物联网之所以能够突破现有模式，主要依赖三项关键技术：传感器、M2M系统、边缘计算。这三项关键技术与物联网息息相关，我们必须有所了解。
物联网系统中有很多信息，这些信息来源于终端，终端的信息来源则要归根于传感器。传感器是将物理、化学、生物等信息变化按照某些规律转换为电参量变化的一种装置，通常由敏感元件、转换元件、基本电路组成。
其中，敏感元件是感知物体的元件，可以将被感知物体的变化转换为该物体的特性参数变化；如果出现无法直接输出电压或电流的敏感元件，转换元件就需要将其转换成电压或电流；基本电路可以放大转换元件输出的电压或电流，将其以整形或编码的方式输出。
传感器让物体具备“感官”功能，就像人类可以依靠视觉、听觉、嗅觉、触觉对环境进行感知一样，物体也可以通过传感器感知环境。与人类相比，传感器的感知更准确、范围更广。例如，人类无法通过触觉感知上千度的高温和细微的温度变化，但传感器可以。
传感器有很多种类，包括温度传感器、湿度传感器、位移传感器、加速度传感器、应变传感器、压力传感器、微震动传感器、流量传感器、物理性传感器、化学性传感器、生物性传感器等。不同的传感器有不同的应用领域，例如，温度传感器主要应用于隧道消防、电力电缆、石油石化等领域；微震动传感器主要应用于周界安全、地震检波、地质物探等领域。
传感器作为物联网的“神经末梢”，是物联网系统获取和处理信息的基础与核心。此外，万物互联的实现也要依靠各类传感器的功能性融合和创新。未来，公司应该研发更小型、功耗更低、成本更低的传感器，以满足物联网系统的需求。
M2M系统是一种以智能交互为核心的网络化系统，包括Machine to Machine（机器到机器）、Machine to Man（机器到人类）、Man to Machine（人类到机器）三种形式。M2M系统的作用是将无线通信等作为接入手段，为用户提供信息化解决方案，满足信息化需求。
之前，M2M系统没有标准，但近几年出现了几个关键的M2M系统标准，其中一些也应用于物联网，如OMA DM（一种设备管理协议）、OMA Lightweight M2M（一种设备管理协议）、MQTT（一种信息传递协议）、TR-069（一种应用层协议）、OneM2M（一种通信协议）、Google Threads（一种无线网状协议）、AllJoyn（一个开源软件框架）等。
M2M系统可以在设备发生故障前主动监控和维护设备以优化服务和降低成本，这样的优势使其在远程监控方面得到了应用。例如，自动售货机可以在缺货时自动向分销商的网络或机器发送信息，实现及时补货。
M2M系统虽然有优势，但也面临一定的安全问题，如访问未经授权导致设备被黑客攻击、应用程序暴露等。对于M2M系统来说，比较典型的安全措施包括设备防篡改，即把安全性嵌入设备中，通过加密技术确保通信安全。此外，将M2M系统划分到网络上并管理设备也可以抵抗安全风险，确保数据机密性和设备可用性。
物联网离不开M2M系统，而M2M系统则可以在脱离物联网的情况下运行。二者都与设备的通信有关，但M2M系统通常对应独立的设备。M2M系统将物联网提升到了一个新的水平，将设备整合到大型的互联生态系统中，实现设备的智能交互。
从架构上看，边缘计算可以分为传感控制层、网络层、敏捷控制器、应用层，每一层都有不同的特点和职责。在此基础上，数据不需要全部上传至云计算平台便可以交换和共享，所以，相对于云计算，边缘计算具有以下三个优势。
（1）数据的聚合性。物联网的终端设备可以收集大量数据，这些数据可以先通过边缘计算进行初步处理，然后再上传至云计算平台进行汇总与加工。例如，部门负责人在作报告时可以先将重点问题列举出来，这样不仅十分直观而且有聚合性。边缘计算用这样的方式收集数据，可以提高效率、降低成本。
（2）智能性。网络中有许多功能可以直接通过边缘计算的服务器进行处理，这就好像部门负责人对一些小事件有处理的权力，不需要事无巨细地向上级汇报。在传统架构中，所有功能与操作都需要将数据回传至中央服务器，但边缘计算就能够直接处理并获取最终结果，它的出现在很大程度上提升了物联网的工作效率。
（3）实时性。相对于其他技术，边缘计算能够使联网设备及时处理数据。数据通常需要经过中央服务器进行远距离传输，但远距离传输的速度比较慢。边缘计算能够及时获得数据，然后用最快的速度、最高的效率将这些数据处理好并完成回传，这样就充分避免了数据的往复传输，加快了远距离传输的速度。
在上述优势的助力下，边缘计算的服务器可以和物联网的感知层近距离接触，充分防止操作延迟、网络拥堵等现象的出现，从而大幅降低中心计算的成本。