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“治学先治史”，通过观察物联网的诞生与发展，我们可以从中对物联网有一个基本认知。跳出技术的视角，从经济长波理论来看，每一次的经济低谷必定会催生出某些新的技术，全球性经济危机往往会催生重大的科技创新和科技革命。1857年的世界经济危机，引发了以电气革命为标志的第二次技术革命。1929年的世界经济危机，引发了以电子、航天航空和核能等技术突破为标志的第三次技术革命。在过去的十几年间，互联网技术取得巨大成功。21世纪初的经济危机让人们又不得不面临紧迫的选择，物联网逐渐成为推动新一轮经济增长的重要手段。
那么，什么是物联网？它解决了哪些问题？
物联网无处不在，那么它所覆盖的领域是如何界定的？
与当前已知的各种网络相比，物联网有哪些区别和联系？
技术的发展给物联网带来了怎样的影响？
……
物联网中的“物”一般是指数字化、智能化的物体，“联”就是物体智能化后的信息传输与访问，“网”就是形成的网络以及网络上运行的应用和服务。然而，至今业界也没有对物联网有一个统一且一致的定义。因此，我们需要明确物联网能够解决哪些现实生产和生活中遇到的问题。确定问题空间可以在一定程度上理解物联网的应用范围。我们生活在各种各样的网络中，例如日常办公使用的局域网、移动电话所依赖的移动蜂窝网络等。一般认为，物联网与其他网络的主要区别在于“物”，物联网中的“物”是现实世界中数字化和智能化后的物。通过与其他网络对比，可以了解物联网的特点、应用领域和构成。另外，各种相关技术的演进和发展极大地加快了物联网对现实世界与数字空间的赋能。
或许，物联网的概念最早来源于比尔·盖茨在1995年出版的《未来之路》一书，但当时的传感器、无线网络及其他硬件能力非常有限，物联网只是作为一个模糊的概念而存在，并未引起更多的重视。
“物联网”这一名词产生于20世纪90年代，是由美国学者Kevin Ashton在研究RFID（射频识别）技术时提出的。最初的需求来源于一款脱销的口红，当时希望解决的问题是：
“有没有一种技术可以从仓储到物流，再到货架，全流程追踪商品呢？”
于是，Kevin Ashton 和他的同事在MIT成立“自动识别中心”，并逐步向世界传播物联网的概念。该中心现在已经成为全球领先的研究供应链自动识别与追踪的实验室。当时的物联网被定义为：通过射频识别设备、传感器等信息识别装置将所有物品中所蕴含的数据共享至互联网，进而实现智能识别和管理的一种网络。当时的物联网主要指基于RFID技术的物物互联网络。但随着技术和应用的发展，物联网的内涵发生了很大的变化。
在物联网发展的前十几年，发展路径大致为从RFID发展到传感器网络，再向万物互联的泛在网络靠近，如图1-1所示。
图1-1 物联网的发展路径
早在2005年，国际电信联盟（ITU）在信息社会世界峰会（WSIS）上确定了“物联网”的概念，并指出——信息与通信技术的目标已经从满足人与人之间的沟通，发展到实现人与物、物与物之间的连接和通信。我们在信息与通信技术的世界里获得了一个新的沟通维度，可将任何时间、任何地点、连接任何人，扩展到连接任何物品——万物互联，从而造就了物联网。在随后的几年里，欧盟、韩国等先后推出了各自的物联网行动计划，这标志着物联网相关技术和产业布局已经在全球展开。
W3C也在2009年成立了语义传感器网络孵化器工作组（SSN-XG）。该工作组的任务主要是开发描述传感器的对象，制定面向传感器网络应用的语义标记语言，并通过传感器技术的应用，凸显传感器技术和语义Web技术相结合的巨大优势与现实意义。
2015年，W3C设立了WoT（Web of Things）兴趣组，开始研究物联网的应用层语义，之后成立了WoT工作组。WoT兴趣组负责对WoT标准进行测试评估以及对外合作，WoT工作组研究制定基于Web的物联网相关标准和技术。W3C WoT旨在在现有的物联网平台基础上定义一个基于Web 的互操作层，通过使用统一的数据模型表达服务的元数据和语义信息，实现语义的互操作性，并避免物联网上层解决方案的碎片化。目前，W3C WoT兴趣组已与多个物联网标准组织开展合作，包括OCF（开放互联基金会）、oneM2M、GSMA、IETF、IRTF、IIC（工业互联网联盟）等。
2016年，国际组织3GPP颁布了窄带物联网（NB-IoT）技术协议，这意味着NB-IoT将进入规模化商用阶段；同年，车联网（V2X）第一版标准也制定完成；同年7月，ITU-T的第13研究组在ITU-T Y.2060建议书中描述了国际电信联盟批准的物联网的定义：
物联网是信息社会的一个全球基础设施，它基于现有和未来可互操作的信息与通信技术，通过物理的和虚拟的物物相联，提供更好的服务。
对于物联网来说，2009年是重要的里程碑。在北京举办的“物联网与企业环境中欧研讨会”上，欧盟委员会信息和社会媒体司RFID部门的负责人洛伦特·费德里克斯（Lorent Ferderix）博士给出了欧盟对物联网的定义：
物联网是一个动态的全球网络基础设施，它具有基于标准和互操作通信协议的自组织能力。其中，物理的和虚拟的“物”具有身份标识、物理属性、虚拟的特性和智能的接口，并与信息网络无缝整合。物联网将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一起构成未来的互联网。
同样在2009年，IBM的首席执行官首次提出“智慧地球”这一概念。该概念旨在将传感器嵌入并装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等基础设施中，并处理传感器获取的数据以达到智慧状态。IBM建议当时的美国政府投资新一代的智慧型基础设施。不少美国人认为，“智慧地球”战略与当年的“信息高速公路”战略有许多相似之处，同样被认为是振兴经济、确立竞争优势的关键战略。
欧盟在2015年重构物联网创新联盟（AIOTI），在2016年组建物联网创新平台（IoT-EPI），希望构建一个蓬勃发展的、可持续的欧洲物联网生态系统，最大限度地利用公共平台、信息共享等发展机遇。同时，欧盟通过“地平线2020”计划在物联网领域投入近2亿欧元，建设连接智能对象的物联网平台，推动物联网集成和平台研究创新，希望构建大规模开环物联网生态体系。
美国于2012年发布了“先进制造伙伴”计划，旨在推动物联网产业的发展。2014年，成立了工业互联网联盟，以集合整个工业互联网的生态链，合力推动物联网产业发展。2016年，全球著名的美国网络解决方案供应商Cisco收购物联网初创公司Jasper。
《2016-2045年新兴科技趋势——领先预测综合报告（2016年4月）》是美国2016年公布的一份报告。该报告认为，到2045年，将会有超过1 000亿台设备与网络连接，包括移动手机、可穿戴设备、医疗器械、电器、工业传感器、监控摄像头、汽车、服装等。这些设备的智能化管理将使检测、管理和维修等工作实现全自动化，不再需要人力。
2010年的《政府工作报告》中不但提及了物联网，还给出了相关的定义：
物联网指通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。
我国在“十二五”的开局之年——2011 年，发布了《物联网“十二五”发展规划》和《物联网白皮书（2011年）》，且专注于物联网的国际标准化，参与制定了《物联网概述》等多个标准；2016年，在无锡举办了世界物联网博览会，同年颁布了《智能制造发展规划（2016-2020年）》。
随着政府利好政策的发布及先进技术的不断发展，中国物联网市场的收益由2016年的9120亿元快速增长至2021年的29232亿元，年复合增长率为26.2%，从2021年至2026年，物联网行业将进一步按年复合增长率13.3%增长，2022年达到市场规模约34757亿元。总体来看，物联网是世界信息产业第三次浪潮。当前，全球物联网核心技术不断发展，标准体系快速构建，产业体系处于建立和完善的过程中。未来几年，全球物联网市场规模也将快速增长。
纵观整个发展过程，物联网的发展大事件如图1-2所示。
自2017年开始，AIoT的概念开始涌现，被认为是传统行业升级改造的最佳路径。同时，物联网被看作信息技术领域一次重大的发展和变革机遇，基于物联网的应用将为解决现代社会问题做出极大的贡献。
图1-2 物联网发展大事件（截至2016年）
互联网依靠和处理的是人类的各种以字节形式存在的信息，而与人类生产和生活最相关的是“物”。物联网的意义就在于，借助互联网和各类数据采集手段，收集各种“物”的信息以服务于人类。物联网解决的问题是在任何时间、任何地点、任何事物之间如何保持联系并进一步加以管控，如图1-3所示。
图1-3 物联网解决的问题
物联网的最终目标是为人们提供更加便捷和轻松的生活服务。因为很多设备是为人们量身定做的，不需要人们去操控。人们也难以进行海量的数据处理，所谓“智能”其实就是这些设备能够像人一样聪明，能够理解人们的需求并帮助实现设备的管理。
物联网融合了网络世界与物理世界，旨在解决如何获得物理世界中“物”的信息，以及如何利用感知设备与智能装置对物理空间进行感知和识别，进而：
● 利用通信网络传输信息；
● 利用软件系统对信息进行分析处理；
● 对物理世界进行实时控制，实现科学决策和精准管理。
通俗地看，物联网为人们提供了“望远镜”和“显微镜”，可以监测和控制人与人之间、人与物体之间、物体与物体之间的有形和无形事件。物联网把传统的信息通信网络延伸到了更为广泛的物理世界，将“物”纳入“网”中，最大的优势是“感知”的运用——由传感器来主动产生信息和传输信息。在该系统中，大量不必特殊关注的信息交由机器来处理，从而将人从海量信息中解放出来。
就物的感知来说，这里的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围：
● 要有数据传输通路；
● 要有一定的存储功能；
● 要有一定的计算功能；
● 要有专门的应用程序；
● 遵循物联网的相关协议；
● 在世界网络中有可被识别的唯一编号。
“物”一般指物体或者东西，也可以指一个事件和“外在赋能”（Enabled）的实体，如贴上RFID标签的各种资产、携带无线终端的个人与车辆，以及“智能化的物品、动物”或“智能尘埃”。“物”通过各种无线和/或有线的长短距离通信网络实现互联互通、应用集成，以及基于云计算的SaaS运营模式等。
在各种网络环境下，物联网采用有效的信息安全保障机制，提供安全可控、个性化的实时在线监测、远程控制、远程维保、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、安全防范、在线升级、统计报表、决策支持、桌面呈现等管理和服务功能，以达到对“万物”的一体化治理和运营，实现高效节能和安全环保的目的。
领域是按生活和生产活动的性质及其产品属性对产业进行的分类。对物联网的领域进行界定有利于理解物联网所能够解决的问题空间和涉及的组成部分，进而为明确的解决方案和工程技术指明方向。
我国物联网基础标准工作组从物联网的业务和应用上界定了物联网的领域空间，提出了物联网“六域模型”的参考体系。“六域模型”具体包括用户域、目标对象域、感知控制域、服务提供域、运维管控域及资源交换域，如图1-4所示。
在图1-4中，用户域是不同类型物联网用户和用户系统的集合。物联网用户可通过用户系统及其他域的实体获取物理世界对象的感知和操控服务。
目标对象域是物联网用户期望获取相关信息或执行相关操控的对象实体集合，可包括感知对象和控制对象。感知对象是用户期望获取信息的对象，控制对象是用户期望执行操控的对象。感知对象和控制对象可与感知控制域中的实体（如传感网系统、标签识别系统、智能设备采集系统等）以通信接口的方式进行关联，实现物理世界和虚拟世界的接口绑定。
感知控制域是包括各种实体的软硬件系统，用于获取感知对象信息和操纵控制对象。该域可实现针对物理世界中对象的本地化感知、协同和操控，并为其他域提供远程管理和服务的接口。
图1-4 物联网的六域模型
服务提供域是实现物联网基础服务和业务服务的软硬件系统的实体集合。服务提供域可实现对感知数据、控制数据及服务关联数据的加工、处理和协同，为物联网用户提供对物理世界对象的感知和操控服务的接口。
运维管控域是实现物联网运行维护和法规符合性监管的软硬件系统的实体集合。运维管控域可保障物联网的设备和系统安全、可靠、高效地运行，以及保障物联网系统中实体及其行为的合法性。
资源交换域是实现物联网系统与外部系统间信息资源的共享和交换，以及实现物联网系统信息和服务集中交易的软硬件系统的实体集合。资源交换域可获取物联网服务所需的外部信息资源，也可为外部系统提供所需的物联网系统的信息资源，还可以为物联网系统的信息流、服务流、资金流的交换提供保障。
通过各个领域的界定，物联网把传感器嵌入各种物体中，再把所有物体和互联网连接、整合起来，实现智能化识别和管理，实现人类社会与物理系统的整合。
物联网中有大量的传感器，但它又不只是一张大而无形的传感器网络，也不是有形的通信网络，还不是互联网的硬件扩展或内容延续。它是一个新的领域，一个比互联网大得多的领域。但是，有时候物联网又被视为互联网的应用扩展和应用创新，还被理解为泛在网络的应用形式。以用户体验为核心的创新确实是物联网发展的灵魂，那么物联网与CPS（信息物理系统）、传感器网络、互联网以及泛在网络有什么区别和联系呢？
利用计算技术监测和控制物理设备行为的嵌入式系统称为信息物理系统（CPS）或者深度嵌入式系统。CPS是将计算资源与物理资源紧密结合与协调的产物，它将改变人类与物理世界的交互方式。CPS可以实现原来完全分割的虚拟世界和现实世界的关联，使得现实的物理世界与虚拟的网络世界相连接，并通过虚拟世界的信息交互，优化物理世界的物体传递、操作和控制，构成一个高效、智能、环保的物理世界。
为了把网络世界与物理世界进行连接，CPS必须把已有的、处理离散事件的、不关心时间和空间参数的计算技术，与现有的、处理连续过程的、注重时间和空间参数的控制技术融合起来。这样，网络世界可以采集物理世界与时空相关的信息，进行物理设备的操作和控制。CPS的设计、构造、测试和维护难度较大，成本较高，通常涉及无数联网的软件和硬件在多个子系统环境下进行精细化集成。CPS中的嵌入式计算系统不是传统的封闭性系统，而是需要通过网络与其他信息系统进行互联和互操作的系统。绝大部分CPS系统必须在外部攻击下还能够继续正常工作，因此都把安全性放到第一位。
CPS提供了物联网研究和开发所需要的部分理论和技术，同时物联网给出了CPS应用的直观认识。
早在20世纪70年代，就出现了将传统传感器采用点对点传输或连接传感控制器而构成传感器网络（简称为传感网）的雏形。传感网是一种特殊的ad hoc网络，集成了传感器、微机电系统、无线通信和分布式信息处理技术。传感网的管理平面具有能耗管理、移动性管理以及任务管理功能。路由协议以能耗优先为第一原则，以延长整个网络的生存期为重要目标，以数据为中心，通过保留局部拓扑信息实现快速收敛，具有极强的应用相关性。传感网借助于节点中内置的传感器来测量周边环境中的热、红外、声纳、雷达和地震波等信号，从而探测温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等物理现象。
无线传感网的基本功能是将一系列空间位置分散的传感器单元通过自组织的无线网络连接起来，从而将各自采集的数据通过无线网络进行传输汇总，以实现对空间分散范围内的物理或环境状况的协作监控，并根据这些信息进行相应的分析和处理。如果说互联网构成了逻辑上的虚拟数字世界，改变了人与人之间的沟通方式，那么无线传感器网络就是将逻辑上的数字世界与客观上的物理世界融合在一起，改变了人与自然界的交互方式。传感网是集成了监测、控制以及无线通信的网络系统。
传感网可以看作物联网的一种末梢网络和感知扩展层，为物联网提供事物的连接和信息的感知。
如今，互联网技术已经成为我们生活中不可分割的一部分，重点体现在互联网技术与其他产业之间的融合，使社会经济格局发生飞跃式的变化。互联网的本质在于构建了一个虚拟的资源共享信息平台，解决了信息不对称的问题。物联网和互联网的对比如表1-1所示。
表1-1 物联网和互联网的对比
互联网为一个事物提供了多个信息源头，成为我们获得和看待信息的渠道，而物联网则提供了多个事物和多个信息源头，提供了一个用于判断的动态信息，把信息的载体扩充到“物”（包括机器、材料等）上。然而，物联网带来的智能化必须以互联网的传输通信为保障，可以说没有互联网，就没有物联网。
互联网是虚拟的，而物联网是虚拟与现实的结合，是网络在现实世界中真正大规模的应用。
泛在网络是一种基于个人和社会需求的网络体系，是利用现有的和新的网络技术，实现人与人、人与物、物与物之间无所不在按需进行的信息传递、获取、存储、认知、决策、使用等综合服务的网络体系。它无所不在，无所不包，无所不能，以实现在任何时间、任何地点、任何人、任何物都能顺畅地通信为目标。泛在网络具备环境感知和内容感知的能力，为个人和社会提供无所不含的信息服务和应用。物联网与泛在网络的联系在于，它们都具有网络化、物联化、互联化、自动化、感知化以及智能化的特征。
实际上，泛在网络的范围比物联网还要大，除了人与人、人与物、物与物的沟通外，它还涵盖了人与人的关系、人与物的关系、物与物的关系。泛在网包含了物联网、互联网、传感网的所有内容，以及智能系统的部分范畴。它是一个整合了多种网络的综合网络系统。
泛在网络最大的特点是实现了信息的无缝连接。无论是人们日常生活中的交流、管理、服务，还是生产中的传送、交换、消费，抑或是自然界的灾害预防、环境保护、资源勘探，都可以通过泛在网络连接，实现一个统一的网络。泛在网络这种对事物的全面而广泛的包容性是物联网无法企及的。
物联网与以上几种网络以及其他网络的关系如图1-5所示。
图1-5 各种网络之间的关系
在图1-5中，M2M和传感网是物联网的组成部分，物联网是互联网的延伸，泛在网络是物联网发展的愿景。一般而言，物联网的基础仍然是互联网，是在互联网基础之上扩展的一种网络。物联网涵盖的范围已经超出传感网，延伸到了任何物品与物品之间的信息交换和通信。物联网最本质的含义是数字世界和物理世界的融合网络，以智能化和泛在化为特征的双向融合。它将带来巨大的创新价值和市场空间。
通过对物联网与其他网络形式的辨析，我们可以发现物联网是一个超系统。超系统的形成与子系统密不可分，子系统技术的发展对物联网产生了重大的影响。
微电子技术、嵌入式技术、传感器技术和智能标签技术等的发展与成熟使得感知节点能够智能地感知物体与环境，并对其进行通信、处理和控制。
针对智能硬件中集成电路芯片感知与处理的信号的大数据量、微弱性等特性，为了满足智能硬件的智能化、低功耗、云互联、高能效比、高性能的目标需求，基于新结构、新算法的智能信息处理与交互芯片成为硬件和算法间的桥梁。人工智能处理芯片、面向物联网终端和工业控制的低功耗智能微控制器芯片、高性能图像处理和语音交互芯片、AR/VR芯片、高速高性能硬件加速芯片等纷纷涌现。与这些芯片相配合的处理微弱信号的接口电路、调制解调电路及模数转换电路等关键硬件电路也日新月异。
以谷歌推出的TPU芯片为例，这是专门为加速深层神经网络运算能力而研发的一款ASIC芯片。它将机器学习拓展到芯片级，可实现低功耗的智能计算。在语音识别、人脸识别等面向下一代用户界面与用户体验的智能硬件方面，新型的基于卷积神经网络和深度学习的处理器也被开发出来了。
智能硬件内部模块之间、各种智能硬件之间的高速无线传输，是制约数据处理与交换的瓶颈。高速无线数据传输集成电路，如硅基毫米波/太赫兹频段的高速无线数据传输芯片，包括毫米波/太赫兹核心芯片电路、片上集成化天线、无线大数据量传输芯片等，突破了基于硅基集成电路工艺的毫米波/太赫兹集成电路芯片设计技术。该技术实现了高工作频率、低噪声和高输出功率的毫米波/太赫兹集成电路核心，通过高频率、宽频带的毫米波/太赫兹通信传输芯片能够实现智能硬件的感知与处理间的交互，从而形成系统化集成。
物联网中所采用的微电子芯片越来越小型化，计算能力越来越强，同时消耗功率也越来越低。这种通过减小器件尺寸来提高芯片性能的方法，是物理和经济上发展的一个转折点。一方面，FinFET（鳍式场效应晶体管）等先进垂直器件工艺的发展，在晶体管尺寸不再减小的条件下，增强了芯片的性能；另一方面，对先进器件电路进行建模、设计和实现的开发工具的出现，实现了系统、模型、工艺与EDA（电子设计自动化）工具的协同设计，极大地促进了物联网的工程设计与实现。
传感器的种类正在不断丰富。早在Android API Level 19（Android 4.4.2 SDK）中就列出了大量的传感器类型，共有21种只读传感器和可读写传感器。它们当中有些是逻辑传感器，而非物理传感器。例如，重力传感器是在加速度传感器的基础上，结合其他硬件（如陀螺仪）的数据，获取更为精确的信息。此外，有些传感器（例如加速度传感器和陀螺仪）通常集成在同一个物理传感器中。
丰富多样的传感器种类满足了不同物联网硬件的功能需求。环境传感器（如气体、气压、湿度、温度传感器等）常用于空气、家装毒气、工业废气等的检测。惯性传感器用于智能手环、智能手表等可穿戴设备，可监测佩戴者的运动情况。磁性传感器用于智能家用电器仪表盘的转角检测。模拟类传感器用于心电图信号感知等智慧医疗设备。图像传感器用于可见光、红外图像探测，可实现扫地机器人自动避障等。化学生物传感器（如场效应栅控纳米孔器等）用于环境、生物医疗检测。
近年来，传感器技术的突破主要集中在两个方面。第一，向微型化、低功耗、高精度、高可靠性方向发展，以达到更高效、持久、敏感的信息感知，同时降低成本，或通过发现新的敏感机理提高性能。例如，目前全球最小的三轴加速度计是博世公司在2014年发布的BMA355，它采用晶圆级封装，尺寸仅为1.2mm×1.5mm×0.8mm，功耗极低，工作电流仅为130μA。第二，随着CMOS集成技术与微处理技术的发展，同时具备信息感知、处理、判断、通信功能及标准数字化输出的智能传感器成为发展趋势，逐步替代了传统的仅提供表征待测物理量的模拟信号的传感器。同时，单片集成多种感知能力的传感器、多感知数据的融合都为物联网传感器技术的发展指明了新的方向。例如，欧洲微电子研究中心（IMEC）与三星电子共同研发了一种内置了并发心电、生物阻抗（BioZ）、流电皮肤反应（GSR）以及光电容积描记（PPG）的脉搏波传感器，实现了多参数生理信号的同步采集，可以为可穿戴电子产品提供更精确、可靠和广泛的健康评估。
总体来说，传感器将物理参数的变化转换为可在其他地方传输和解释的电信号。强大的传感器在物联网世界中将是关键所在。
在近距离通信技术领域，蓝牙技术风头正劲，尤其是蓝牙4.0 BLE的推出，使得大量低功耗物联网终端开始采用蓝牙技术解决近距离通信问题。蓝牙4.1又改善了组网能力，简化了连接配置，通过蓝牙4.1连接到支持Ipv6的可上网设备后，设备就可以直接利用IPv6连接到网络。2014年12月推出的蓝牙4.2进一步优化了隐私保护，数据传输速度较蓝牙4.1提升了2.5倍。此外，蓝牙4.2提供了互联网协议支持配置文件（IPSP），可让蓝牙智能传感器通过IPv6/6LoWPAN直接接入互联网。蓝牙已经成为手机标配，这极大地促进了蓝牙成为众多物联网终端的选择。蓝牙在室内向Zigbee发起了挑战，目前只是在组网规模上处于劣势，预计高通在收购CSR公司以后将会快速推动蓝牙技术在规模组网能力上的提升。
Wi-Fi的发展则主要是得益于其在联网方面的长处以及良好的产业支持优势。在无须考虑低功耗的场景下，Wi-Fi尤其适合使用。此外，低功耗Wi-Fi技术也在不断发展中。另外IEEE 802.11.ah已经于2016年年初发布。这一技术被称为HaLow，运行在900MHz频段，低于当前Wi-Fi的2.4GHz和5GHz频段，适合低功耗和中等距离的物联网设备。
在未来的近距离通信领域，存在着不同的底层通信技术承载规模级应用特定需求的趋势。除了通用的蓝牙、Zigbee、Wi-Fi技术外，还有一些专门针对特定应用而设计的技术，例如针对智能电网的IEEE 802.15.4g，针对体域网的IEEE 802.15.6，针对智能交通系统短程通信技术的IEEE 802.11p等。
近距离通信技术或基于传输速度、距离、耗电量的特殊要求，或着眼于功能的扩充性，或符合某些单一应用的特别要求，或建立竞争技术的差异化等，为物联网建立广泛的连接性提供了可能。
互联网的成功是有目共睹的。网络技术已经改变了人们的生产和生活方式。互联网发展的各个阶段及特点如表1-2所示。
表1-2 互联网发展的各阶段及特点
以IPv6为标志的下一代互联网成为物联网的骨干网络，主要基于以下几点。首先，IPv6 将地址空间扩充到了128位，为节点预留了足够的地址空间，可为节点分配全局可路由的IP 地址，以保证节点间端到端通信。其次，IPv6具有的邻居发现、安全等机制，可加强物联网的服务质量和物联网的网络安全。再次，引入IPv6 可更好地支持多种无线通信方式。最后，引入IPv6可使物联网具有与互联网类似的结构，这对两者向互相兼容的方向发展具有重要意义。
以IPv6为基础设计的融合物联网体系结构具有诸多优点。首先，融合的体系结构可以忽略底层接入设备的差异。接入设备千变万化，设备上运行的系统也多种多样，不可能为每个新增加的设备设计一种对应的体系结构。其次，这种体系结构可以清除不同设备间相互通信的障碍。对于不同设备上运行的不同系统，由于其体系结构存在差异，互相通信的信息格式不尽相同，造成了不同设备间通信的障碍。然而，采用融合的体系结构，规定统一的信息格式，制定统一的通信标准，这些障碍将不复存在。最后，该体系结构可以提高通信效率。当不同设备都具有统一的结构时，设备间的通信就不再需要复杂的转换机制，通信效率得以提高。
云计算是建立物联网综合服务平台的关键技术。云是一种提供资源的平台，也是一种商业计算模型。它将计算任务分布在由大量计算机构成的资源池上，使各种应用能够根据需要获取算力、存储空间和信息服务。云计算的应用包含这样的一种思想，即将力量联合起来，给其中的每一个成员使用。
云计算的定义有多种版本，按照维基百科的定义，云计算是一种基于互联网的计算方式，通过互联网上异构、自治的服务为个人和企业用户提供按需即取的计算。其中，虚拟化、分布式存储、分布式计算、弹性规模扩展和多租户是云计算的关键技术。
（1）虚拟化技术
虚拟化技术将物理资源进行了隐藏，呈现给用户的是一个与物理资源具有相同功能和接口的虚拟资源。这些虚拟资源可能建立在一个实际的物理资源上，也可能跨多个物理资源，用户不需要了解底层的物理细节。根据对象不同，虚拟化技术可分为存储虚拟化、操作系统虚拟化和应用虚拟化等。
（2）分布式存储技术
分布式存储的目标是利用云环境中多台服务器的存储资源来满足单台服务器所不能满足的存储需求，其特征是存储资源被抽象表示和统一管理，并且能够保证数据读写操作的安全性、可靠性等各方面的要求。云计算催生了优秀的分布式文件系统和云存储服务，最典型的云平台分布式文件系统是谷歌的GFS 和开源的HDFS等。
（3）分布式计算技术
基于云平台的最典型的分布式计算模式是MapReduce编程模型。MapReduce 将大型任务分成很多细粒度的子任务，这些子任务分布式地在多个计算节点上进行调度和计算，从而在云平台上获得对海量数据的处理能力。随着信息技术的发展，分布式计算的流式处理技术为物联网的实时性需求提供了可行性。
（4）弹性规模扩展技术
云计算提供了一个巨大的资源池，而应用又有着不同的负载变化。根据负载对应用的资源进行动态伸缩，即高负载时动态扩展资源，低负载时释放多余的资源，可以显著提高资源的利用率。该技术为不同的应用架构设定不同的集群类型，每一种集群类型都有特定的扩展方式，然后通过监控负载的动态变化，自动为应用集群增加或者减少资源。
（5）多租户技术
多租户技术目的在于使大量用户能够共享同一堆栈的软硬件资源。每个用户按需使用资源，能够对软件服务进行自定义配置，而不影响其他用户的使用。多租户技术的核心包括数据隔离、自定义配置、架构扩展和性能定制。
物联网使物理世界本身成为一种信息系统，产生了大量流向计算机的可供分析的数据。当物体既能感知环境又能进行交流时，它们就成为理解复杂性并对其快速反应的工具。所有这一切具有的革命性意义就是这些物理信息系统现在开始得到有效利用，而且其中一些甚至在大部分情况下无须人类干预就能运行。通俗地说，物联网将数十亿台传感器、摄像机、工业机器、显示器、智能手机和其他智能通信设备集成到云数据中心，并及时处理其弹性和虚拟化云资源中的数据，从而实现端到端应用和服务生命周期的自动化。
物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息载体，能让所有独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。通常来说，物联网被视为互联网的应用扩展，应用的创新促进了物联网的发展。以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。相关技术的成熟为物联网提供了实现的基础，例如：
● 成熟的传感器技术——无线传感器网络、RFID、电子标签等；
● 发达的网络——宽带网络、Wi-Fi、移动通信网络等；
● 高速的信息处理能力；
……
物联网具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化三个重要特征。物联网实现了事物（包含人）之间的互联，从而能够实现所有事物之间主动的信息交换和通信。物体的相关信息通过网络传输到信息处理中心后，可以实现各种信息服务和应用。
物联网的本质在于借助网络智能化的实现，把各种事物以信息化的方式通过网络表现出来。“物”能够利用传感器技术彼此进行智慧“交流”，而无须人的干预，并通过互联网实现物体的自动识别和信息的互联与共享。