2024年3月24日发(作者：延翊)

《物联网导论 》课程报告

（浅析物联网在人工智能行业中的应用）

学年学期

专 业

学生姓名、学号

授课班号

指导教师

目 录

（1）对物联网的认识

（2）物联网的作用

（3）物联网的技术框架

（4）物联网在人工智能行业中应用情况分析

（5）物联网的发展前景

物联网之人工智能

浅析物联网在人工智能行业中的应用

摘要：物联网因其巨大的应用前景而受到各国政府、学术界和工业界的

广泛重视。本文主要介绍了物联网的概念、物联网的作用、物联网的三

层框架、关键技术及在人工智能方面的应用，主要有自动驾驶技术、3D

全息投影技术、视网膜屏幕技术等。最后介绍了物联网的前景。

关键词：人工智能物联网自动驾驶技术 3D全息投影技术 视网

膜屏幕技术

对物联网的认识

1.1物联网定义

物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，

让所有能够被独立寻址的普通物理对像实现互联互通的网络。它具有普通对象设

备化、自治终端互联化和普适服务智能化3个重要特征。

物联网智库研究了几个物联网的定义，发现这些定义，大多数是为了定义而

定义，缺乏生命力。无论是在商业领域，还是在科研领域，最有生命力的概念都

是需求驱动的。对物联网这个概念而言，从物联网可以解决的需求着手，或许更

能推动物联网产业的发展。

1.2中国定义

物联网是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。

1.2.1技术理解

物联网是指物体的信息通过智能感应装置，经过传输网络，到达指定的信息

处理中心，最终实现物与物、人与物之间的自动化信息交互与处理的智能网络。

1.2.2应用理解

物联网是指把世界上所有的物体都联接到一个网络中，形成“物联网”，然

后“物联网”又与现有的“互联网”结合,实现人类社会与物理系统的整合，达

到更加精细和动态的方式去管理生产和生活。

1.2.3通俗理解

将RFID（无线射频识别）和WSN（无线传感器网络）结合为用户提供生产生

活的监控、指挥调度、远程数据采集和测量、远程诊断等方面的服务。

1.3物联网产生背景

1990年 物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机

——Networked Coke Machine。

1999年 在美国召开的移动计算和网络国际会议首先提出物联网(Internet

of Things)这个概念；是1999年MIT Auto-ID中心的Ashton教授在研究RFID

时最早提出来的。

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。

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《ITU互联网报告2005：物联网》，引用了“物联网”的概

念。物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是

指基于RFID技术的物联网。

2008年后，为了促进科技发展，寻找经济新的增长点，各国政府开始重视

下一代的技术规划，将目光放在了物联网上。

2009年2月24日，2009IBM论坛上，IBM大中华区首席执行官钱大群.公布

了名为“智慧的地球”的最新策略。此概念一经提出，即得到美国各界的高度关

注，甚至有分析认为IBM公司的这一构想极有可能上升至美国的国家战略，并在

世界范围内引起轰动。

2009年8月，温家宝总理在视察中科院无锡物联网产业研究所时，对于物

联网应用也提出了一些看法和要求。自温总理提出“感知中国”以来,物联网被

正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中国

受到了全社会极大的关注，其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比

拟的。

物联网的概念已经是一个“中国制造”的概念，它的覆盖范围与时俱进，已

经超越了1999年Ashton教授和2005年ITU报告所指的范围，物联网已被贴上

“中国式”标签。

截至2010年，发改委、工信部等部委正在会同有关部门，在新一代信息技

术方面开展研究，以形成支持新一代信息技术的一些新政策措施，从而推动我国

经济的发展。

物联网的作用

2.1物联网应用领域

物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消

防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。

国际电信联盟于2005年的一份报告曾描绘“物联网”时代的图景：当司机出现操作失误

时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温

的要求等等。亿博物流咨询生动的介绍物联网在物流领域内的应用，例如一家物流公司应用

了物联网系统的货车，当装载超重时，汽车会自动告诉你超载了，并且超载多少，但空间还

有剩余，告诉你轻重货怎样搭配；当搬运人员卸货时，一只货物包装可能会大叫“你扔疼我

了”，或者说“亲爱的，请你不要太野蛮，可以吗？”；当司机在和别人扯闲话，货车会装作

老板的声音怒吼“笨蛋，该发车了！”

物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，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，然

后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网

络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础

设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生

活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。

毫无疑问，如果“物联网”时代来临，人们的日常生活将发生翻天覆地的变化。然而，不

谈什么隐私权和辐射问题，单把所有物品都植入识别芯片这一点现在看来还不太现实。人们

正走向“物联网”时代，但这个过程可能需要很长的时间。

2.2物联网：更开源、更节流、更环保

物联网以传感器驱动辅之人工智能的新型业务模式能够创造卓越的价值，推

动整个人类社会共同繁荣，推动民生，造福于民。那么，在很长一段时间内我们

将增进物联网智能性的外在条件上，下足功夫：物联网关键结点就是物联网的公

众支撑平台，标准化规范化的通讯模块，以及物联网的网关产品;更多物品中被

嵌入传感器，从而获得了通讯能力，等等。但我们也应该清楚认识到再智能的物

联网也是为人类服务的，需依靠创造新的业务模式来彰显其价值，使得技术的经

济性等到社会认同。智能物联网对于公众的贡献不仅要节流，而且能开源，更要

环保。

开源——通过物联网将收集的数据作为自动化和控制的基础，利用人工智能

的分析转换为可通过网络反馈给执行机构的指令，然后由执行机构来改变流程。

形成从数据到自动操作的闭环控制系统，可以提高生产率，因为有了人工智能自

动调节的系统，就使许多人工干预变得没有必要。

节流——当对运营环境中的危险因素持续不断地进行监测，或物品本身可以

采取纠正措施，以避免损害发生时，就能降低风险和成本。

环保——应用物联网海量集成技术、细化污染源监控系统全方位架构、强化

数字环境管理，将带来环境管理模式重大转变。

智能物联网的开源、节流和环保往往是三位一体体现的，以各种行业解决方

案呈现出来的。例如：在农业生产方面，与遥感卫星和地面传感器收集的数据无

线联接的精密农机设备，可以考虑作物的生长条件，并调整农田各个不同部分的

种植方式——例如，对那些需要更多营养的地块增加施肥量。工业生产方面，通

过供应链运送产品时，利用传感器跟踪安放在产品上的RFID(无线射频识别)标

签，从而改进库存管理，同时降低运营资金和物流成本。医疗卫生方面，传感器

和数据联网提供了以相对较低的成本，实时监测病人行为和症状的可能性，使医

生能够更好地诊断疾病，并制订专门的治疗方案。形如药丸的微型摄像机已能穿

过人体的消化道，并传回数千幅图像，以查明疾病的来源。社区服务方面，智能

楼宇中，具有人员实时管理，能耗数据采集，室内环境舒适度自动控制，数据显

示、统计、分析和预警，能耗设备控制等功能，从而实现建筑的节能降耗。

物联网的技术框架

3.1物联网三层框架

3.1.1感知层

第一层就是全面感知，就是让物说话，成为智能物件，对其进行识别和数据

采集。完成数据采集、通信和协同信息处理。涉及传感器、RFID、多媒体信息采

集

二维码和实时定位等技术。

3.1.2网络层

第二层是可靠传递，就是通过现有的五花八门的有线和无线通信网络将信息

进行可靠传输。实现更加广阔的互联网功能，需要传感器网络与移动通信技术、

互联网技术

相融合。

3.1.3应用层

第三层是智能处理，对采集上来的数据进行处理和展示。

根据底层采集的数据，形成与业务需求相适应、实时更新的动态数据资源库，为

各类业务提供统一的信息资源支撑，从而最终实现物联网各个行业领域应用。

在各层之间，信息不是单向传递的，可有交互、控制等，所传递的信息多种

多样，这其中关键是物品的信息，包括在特定应用系统范围内能唯一标识物品的

识别码和物品的静态与动态信息。此外，软件和集成电路技术都是各层所需的关

键技术。

物联网在人工智能行业中应用情况分析

4.1物联网核心关键技术

4.1.1RFID技术

RFID技术是物联网中让物品“开口说话”的关键技术，物联网中，RFID标

签上存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到

中央信息系统，实现物品(商品)的识别。

4.1.2传感器技术

在物联网中，传感技术主要负责接收物品“讲话”的内容。传感技术是关于

从自然信源获取信息，并对之进行处理、变换和识别的一门多学科交叉的现代科

学与工程技术，它涉及传感器、信息处理和识别的规划设计、开发、制造、测试、

应用及评价改进等活动。

4.1.3无线网络技术

物联网中，物品与人的无障碍交流，必然离不开高速、可进行大批量数据传

输的无线网络。无线网络既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据

网络，也包括为近距离的蓝牙技术和红外技术。

4.1.4人工智能技术

人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推

理、思考、规划等）的技术。在物联网中，人工智能技术主要负责将物品“讲话”

的内容进行分析，从而实现计算机自动处理。

4.1.5云计算技术

物联网的发展离不开云计算技术的支持。物联网中的终端的计算和存储能力

有限,云计算平台可以作为物联网的“大脑”,实现对海量数据的存储、计算。

4.2何谓人工智能

人工智能(Artificial Intelligence) ，英文缩写为AI。它是研究、开发

用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术

科学。 人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出

一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器

人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。

著名的美国斯坦福大学人工智能研究中心尼尔逊教授对人工智能下了这样

一个定义：“人工智能是关于知识的学科――怎样表示知识以及怎样获得知识并

使用知识的科学。”而另一个美国麻省理工学院的温斯顿教授认为：“人工智能就

是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。”这些说法反映了人工

智能学科的基本思想和基本内容。即人工智能是研究人类智能活动的规律，构造

具有一定智能的人工系统，研究如何让计算机去完成以往需要人的智力才能胜任

的工作，也就是研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智能行为的基本理

论、方法和技术。

4.3人工智能技术的应用

目前，用计算机模拟人类的某些智能活动，如推理、决策、规划、设计和学

习等。很多时候科技的进步来源于人类对未来的想象，也正是这些想象一步步指

引着人类向前发展，现在就让我们来了解一下我们人类即将实现的人工智能技

术。

4.3.1自动驾驶技术

Google开发的无人驾驶技术研发历史：2010年10月9日，谷歌公司在官方

博客中宣布，正在开发自动驾驶汽车，目标是通过改变汽车的基本使用方式，协

助预防交通事故，将人们从大量的驾车时间中解放出来，并减少碳排放。

2011年10月，谷歌在内华达州和加州的莫哈韦沙漠作为试验场对汽车进行

测试。同年，美国内华达立法机关允许自动驾驶车辆上路，这也是美国首个类似

法律。该法律2012年3月1日正式生效。

2012年4月，谷歌宣布自动驾驶汽车已经开了20万公里（离强制报废不远

了）并已经申请和获得了多项相关专利。

2012年5月7日，内华达州机动车辆管理局（DMV）批准了美国首个自动驾

驶车辆许可证。在颁发牌照前，有关官员此前曾在高速公路、卡森城街区和拉斯

维加斯大道检验过这款汽车，并宣称，先前在高速公路、市内街道和拉斯韦加斯

闹市区域的测试显示，自动驾驶汽车可以安全行驶，甚至比人工驾驶更加安全。

谷歌公司透露，自动驾驶汽车有望在2012年后的3到5年后推入市场。

无人驾驶汽车原理：汽车自动驾驶技术包括视频摄像头、雷达传感器以及激

光测距器来了解周围的交通状况，并通过一个详尽的地图(通过有人驾驶汽车采

集的地图)对前方的道路进行导航。这一切都通过谷歌的数据中心来实现，谷歌

的数据中心能处理汽车收集的有关周围地形的大量信息。就这点而言，自动驾驶

汽车相当于谷歌数据中心的遥控汽车或者智能汽车。汽车自动驾驶技术物联网技

术应用之一。

发展前景：根据世界卫生组织的数据，每年全球因道路交通事故死亡的人数

超过120万。这项技术极大的减少汽车的使用，创造“明天的高速公路火车”。

这些高速公路火车能减少能源消耗，增加主要道路的运力。在节约时间方面，美

国交通运输部估计，每一工作日，人们平均花费52分钟在上下班路上。未来，

人们可以以更有效率的方式使用这些时间。尽管这一项目还处于试验阶段，但仍

然展示了未来与先进计算机技术相结合的交通方式。这样的未来令人兴奋。

4.3.2 3D全息投影技术

发展历史：这项技术最早是美国麻省一位叫Chad Dyne的29岁理工研究生

发明了一种空气投影和交互技术，这是显示技术上的一个里程碑，它可以在气流

形成的墙上投影出具有交互功能的图像。此技术来源海市蜃楼的原理，将图像投

射在水蒸气上，由于分子震动不均衡，可以形成层次和立体感很强的图像。后来.

日本公司Science and Technology发明了一种可以用激光束来投射实体的3D影

像，这种技术是利用氮气和氧气在空气中散开时，混合成的气体变成灼热的浆状

物质，并在空气中形成一个短暂的3D图像。这种方法主要是不断在空气中进行

小型爆破来实现的。

目前，南加利福尼亚大学创新科技研究院的研究人员宣布他们成功研制一种

360度全息显示屏，这种技术是将图像投影在一种高速旋转的镜子上从而实现三

维图像，只不过好像有点危险。

技术简介：3D全息投影是一种利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的

三维图像，是一种无需配戴眼镜的3D技术，观众可以看到立体的虚拟人物。这

项技术在一些博物馆应用较多。3S动漫正是以这种全新的事物改变着人们对那

些传统舞台的声光电技术的审美态度。适用范围产品展览、汽车服装发布会、舞

台节目、互动、酒吧娱乐、场所互动投影等。3D全息立体投影设备不是利用数

码技术实现的，而是投影设备将不同角度影像投影至进口的MP全息投影膜上，

让你看不到不属于你自身角度的其他图像，因而实现了真正的3D全息立体影像。

发展前景：有了3D全息投影技术，人们不再是只能进行简单的视频通话，

还可以实现与千里之外的亲朋好友进行面对面的交谈，实现了真正意义上的“千

里眼”，“顺风耳”。

可以说这些技术很多国家都在研制，毫不夸张的说这项技术它包含了未来，

谁最先使用这项技术，谁就最先走入未来的先进技术行列。

4.3.3视网膜屏幕技术

这是苹果公司部分移动产品使用的一种名为视网膜（Retina）屏幕的显示技

术。据苹果表示，该视网膜屏幕是一种具备超高像素密度的液晶屏，它可以将

960×640的分辨率压缩到一个3.5英寸的显示屏内。也就是说，该屏幕的像素

密度达到326像素/英寸（dpi）。称之为“视网膜屏幕”，意在表达这已经超越了

人类肉眼的辨别极限。由于其具有如此高的像素密度，因此屏幕显示异常清晰、

鲜活、锐利、惊艳，该屏幕分辨率是现在普通电脑屏幕的数倍，代表了业界LCD

显示的最高水平。

视网膜成像原理：人类的视觉系统，是将外部的光线收集于视网膜、形成图

像，之后产生的神经刺激到达大脑的视觉中枢，由此产生视觉效应。视网膜（英

文为Retina）居于眼球壁的内层，是一层透明的薄膜。视网膜由色素上皮层和

视网膜感觉层组成——如果你通晓LCD显示屏的结构，便会发现这二者出奇相

似：色素上皮层类似于LCD的色彩膜，感觉层则好比是负责光通断的TFT-LCD层。

当然视网膜的精细度非人造的LCD可比，比如它一共拥有600万视锥细胞和1.25

亿视柱细胞，相比之下，LCD的像素数可以说是“屈指可数”。

作为一种生物结构，人眼对微小事务的观察是有极限的。比如说人无法直接

用肉眼看到分子、原子的运动，我们所能分辨出的最微小尺度，也就是人眼的视

觉极限。这个数值与观察距离也有关系，人们都有这样的经验，如果两个物体靠

得太近，人眼就不能正确地区别它们了。这又是为什么呢？原因在于人眼的瞳孔

直径是有限的（在1.4mm到8mm之间可以调节），而物体发出的光波在经过瞳孔

时都会产生不同程度的衍射现象，每个物点都会在视网膜上形成一个弥散开的光

斑，当两个物点在视网膜上各自形成的弥散光斑互相重迭到一定程度，人眼就无

法分辨出这两个物点了。在正常情况下，眼睛的分辨物体细节的能力就叫分辨率。

人眼的分辨率指标并不是由ppi（每英寸像素）来确定的，而是由分辨角决

定—分辨角就是指刚好能分辨开的两个物点、对瞳孔中心形成的张角，它与光波

的波长成正比，与瞳孔的直径成反比。在正常可见光下，眼睛的分辨角约为3分，

这相当于在1k m远处相距为75cm的两个物点，也相当于在明视距离（一般的眼

睛看眼前25cm处的物体是不费力的，称这个距离为明视距离）上、相距为0.2mm

的两条线。因此，人眼在明视距离上的分辨率是每毫米范围内显示5对线，超过

这个数就无法分辨。如果显示屏的分辨率达到一定的尺度，在明视距离内，人眼

再也无法观察出任何颗粒感，屏幕中所显示的画面，都是平滑如镜、与鲜活的真

实完全一致——假如这块屏幕拥有同样超越人眼极限的色域，加上良好的亮度，

就可以达到欺骗人眼的效果，让眼睛认为这就是真实物体的图片，而不会觉得画

面不够细腻。我们认为，这种境界将是未来数十年里显示设备领域所追求的方向。

物联网以传感器驱动、辅之人工智能的新型业务模式能够创造卓越的价值，

推动整个人类社会共同繁荣，推动民生，造福于民。那么，在很长一段时间内，

产业将在增进物联网智能性的外在条件上下足功夫：物联网的关键结点就是其

公众支撑平台，标准化、规范化的通讯模块，以及物联网的网关产品，更多物品

中被嵌入传感器，从而获得了通讯能力等等。然而，人们也应该清楚认识到，再

智能的物联网也是为人类服务的，需依靠创造新的业务模式来彰显其价值，使得

技术的经济性得到社会认同。智能物联网对于公众的贡献不仅要节流，而且能开

源，更要环保。

物联网的发展前景

物联网用途广泛，可运用于城市公共安全、工业安全生产、环境监控、智能

交通、智能家居、公共卫生、健康监测等多个领域，让人们享受到更加安全轻松

的生活。专家预测10年内，物联网就可能大规模普及，将广泛运用于智能交通、

环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、

个人健康等多个领域，一个上万亿元规模的高科技市场就此诞生。

产业要比互联网大30倍与其他概念不同，物联网最近开始红火的源头在于

官方。在工信部9月11日主办的一次会议上，相关负责人透露，我国传感网标

准体系已形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳。当时的

市场上正沉浸于次新股的巨大魔力中，这条来自科技界的消息并没有得到足够的

重视，或者说，根本没有机会出现在各大媒体的首页或头条，以引领信息产业新

浪潮的王者姿态接受股民膜拜。

转机出现在9月14日于北京举行的中国通信业发展高层论坛上，中国移动

总裁王建宙充满信心的基调表示，物联网商机无限，中国移动将以开放的姿态，

与各方竭诚合作。

事实上，上个月24日，王建宙在访问台湾的途中，就曾高调提及“物联网”

的概念，并表示将会邀请台湾生产RFID（射频识别装置）、传感器和条形码的厂

商和中国移动合作。

物联网将是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”！

物联拥有业界最完整的专业物联产品系列，覆盖从传感器、控制器到云计算

的各种应用。产品服务智能家居、交通物流、环境保护、公共安全、智能消防、

工业监测、个人健康等各种领域。构建了“质量好、技术优、专业性强，成本低，

满足客户需求”的综合优势，持续为客户提供有竞争力的产品和服务。物联网产

业是当今世界经济和科技发展的战略制高点之一，据了解，2011年，全国物联

网产业规模超过了2500亿元，预计2015年将超过5000亿元。物联网是继通信

网之后的另一个万亿级市场。

参考资料：

[1]张应福.物联网技术与应用[J].通信与信息技术,2010,(1).

[2]张群.对物联网的深度剖析[J].通信企业管理,2010,(1).

[3]孔晓波.物联网概念与演进路径[J].电信工程技术与标准化,2009,(12).

[4]王保云.物联网技术研究综述[J].电子测量与仪器学报,2009,(12).

[5]通信百科

[6]/item/news/2011/07/#

[7]/view/

[8]/

[9]/view/

[10]/magazine/article/

2024年3月24日发(作者：延翊)

《物联网导论 》课程报告

（浅析物联网在人工智能行业中的应用）

学年学期

专 业

学生姓名、学号

授课班号

指导教师

目 录

（1）对物联网的认识

（2）物联网的作用

（3）物联网的技术框架

（4）物联网在人工智能行业中应用情况分析

（5）物联网的发展前景

物联网之人工智能

浅析物联网在人工智能行业中的应用

摘要：物联网因其巨大的应用前景而受到各国政府、学术界和工业界的

广泛重视。本文主要介绍了物联网的概念、物联网的作用、物联网的三

层框架、关键技术及在人工智能方面的应用，主要有自动驾驶技术、3D

全息投影技术、视网膜屏幕技术等。最后介绍了物联网的前景。

关键词：人工智能物联网自动驾驶技术 3D全息投影技术 视网

膜屏幕技术

对物联网的认识

1.1物联网定义

物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，

让所有能够被独立寻址的普通物理对像实现互联互通的网络。它具有普通对象设

备化、自治终端互联化和普适服务智能化3个重要特征。

物联网智库研究了几个物联网的定义，发现这些定义，大多数是为了定义而

定义，缺乏生命力。无论是在商业领域，还是在科研领域，最有生命力的概念都

是需求驱动的。对物联网这个概念而言，从物联网可以解决的需求着手，或许更

能推动物联网产业的发展。

1.2中国定义

物联网是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。

1.2.1技术理解

物联网是指物体的信息通过智能感应装置，经过传输网络，到达指定的信息

处理中心，最终实现物与物、人与物之间的自动化信息交互与处理的智能网络。

1.2.2应用理解

物联网是指把世界上所有的物体都联接到一个网络中，形成“物联网”，然

后“物联网”又与现有的“互联网”结合,实现人类社会与物理系统的整合，达

到更加精细和动态的方式去管理生产和生活。

1.2.3通俗理解

将RFID（无线射频识别）和WSN（无线传感器网络）结合为用户提供生产生

活的监控、指挥调度、远程数据采集和测量、远程诊断等方面的服务。

1.3物联网产生背景

1990年 物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机

——Networked Coke Machine。

1999年 在美国召开的移动计算和网络国际会议首先提出物联网(Internet

of Things)这个概念；是1999年MIT Auto-ID中心的Ashton教授在研究RFID

时最早提出来的。

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。

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《ITU互联网报告2005：物联网》，引用了“物联网”的概

念。物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是

指基于RFID技术的物联网。

2008年后，为了促进科技发展，寻找经济新的增长点，各国政府开始重视

下一代的技术规划，将目光放在了物联网上。

2009年2月24日，2009IBM论坛上，IBM大中华区首席执行官钱大群.公布

了名为“智慧的地球”的最新策略。此概念一经提出，即得到美国各界的高度关

注，甚至有分析认为IBM公司的这一构想极有可能上升至美国的国家战略，并在

世界范围内引起轰动。

2009年8月，温家宝总理在视察中科院无锡物联网产业研究所时，对于物

联网应用也提出了一些看法和要求。自温总理提出“感知中国”以来,物联网被

正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中国

受到了全社会极大的关注，其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比

拟的。

物联网的概念已经是一个“中国制造”的概念，它的覆盖范围与时俱进，已

经超越了1999年Ashton教授和2005年ITU报告所指的范围，物联网已被贴上

“中国式”标签。

截至2010年，发改委、工信部等部委正在会同有关部门，在新一代信息技

术方面开展研究，以形成支持新一代信息技术的一些新政策措施，从而推动我国

经济的发展。

物联网的作用

2.1物联网应用领域

物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消

防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。

国际电信联盟于2005年的一份报告曾描绘“物联网”时代的图景：当司机出现操作失误

时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温

的要求等等。亿博物流咨询生动的介绍物联网在物流领域内的应用，例如一家物流公司应用

了物联网系统的货车，当装载超重时，汽车会自动告诉你超载了，并且超载多少，但空间还

有剩余，告诉你轻重货怎样搭配；当搬运人员卸货时，一只货物包装可能会大叫“你扔疼我

了”，或者说“亲爱的，请你不要太野蛮，可以吗？”；当司机在和别人扯闲话，货车会装作

老板的声音怒吼“笨蛋，该发车了！”

物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，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，然

后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网

络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础

设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生

活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。

毫无疑问，如果“物联网”时代来临，人们的日常生活将发生翻天覆地的变化。然而，不

谈什么隐私权和辐射问题，单把所有物品都植入识别芯片这一点现在看来还不太现实。人们

正走向“物联网”时代，但这个过程可能需要很长的时间。

2.2物联网：更开源、更节流、更环保

物联网以传感器驱动辅之人工智能的新型业务模式能够创造卓越的价值，推

动整个人类社会共同繁荣，推动民生，造福于民。那么，在很长一段时间内我们

将增进物联网智能性的外在条件上，下足功夫：物联网关键结点就是物联网的公

众支撑平台，标准化规范化的通讯模块，以及物联网的网关产品;更多物品中被

嵌入传感器，从而获得了通讯能力，等等。但我们也应该清楚认识到再智能的物

联网也是为人类服务的，需依靠创造新的业务模式来彰显其价值，使得技术的经

济性等到社会认同。智能物联网对于公众的贡献不仅要节流，而且能开源，更要

环保。

开源——通过物联网将收集的数据作为自动化和控制的基础，利用人工智能

的分析转换为可通过网络反馈给执行机构的指令，然后由执行机构来改变流程。

形成从数据到自动操作的闭环控制系统，可以提高生产率，因为有了人工智能自

动调节的系统，就使许多人工干预变得没有必要。

节流——当对运营环境中的危险因素持续不断地进行监测，或物品本身可以

采取纠正措施，以避免损害发生时，就能降低风险和成本。

环保——应用物联网海量集成技术、细化污染源监控系统全方位架构、强化

数字环境管理，将带来环境管理模式重大转变。

智能物联网的开源、节流和环保往往是三位一体体现的，以各种行业解决方

案呈现出来的。例如：在农业生产方面，与遥感卫星和地面传感器收集的数据无

线联接的精密农机设备，可以考虑作物的生长条件，并调整农田各个不同部分的

种植方式——例如，对那些需要更多营养的地块增加施肥量。工业生产方面，通

过供应链运送产品时，利用传感器跟踪安放在产品上的RFID(无线射频识别)标

签，从而改进库存管理，同时降低运营资金和物流成本。医疗卫生方面，传感器

和数据联网提供了以相对较低的成本，实时监测病人行为和症状的可能性，使医

生能够更好地诊断疾病，并制订专门的治疗方案。形如药丸的微型摄像机已能穿

过人体的消化道，并传回数千幅图像，以查明疾病的来源。社区服务方面，智能

楼宇中，具有人员实时管理，能耗数据采集，室内环境舒适度自动控制，数据显

示、统计、分析和预警，能耗设备控制等功能，从而实现建筑的节能降耗。

物联网的技术框架

3.1物联网三层框架

3.1.1感知层

第一层就是全面感知，就是让物说话，成为智能物件，对其进行识别和数据

采集。完成数据采集、通信和协同信息处理。涉及传感器、RFID、多媒体信息采

集

二维码和实时定位等技术。

3.1.2网络层

第二层是可靠传递，就是通过现有的五花八门的有线和无线通信网络将信息

进行可靠传输。实现更加广阔的互联网功能，需要传感器网络与移动通信技术、

互联网技术

相融合。

3.1.3应用层

第三层是智能处理，对采集上来的数据进行处理和展示。

根据底层采集的数据，形成与业务需求相适应、实时更新的动态数据资源库，为

各类业务提供统一的信息资源支撑，从而最终实现物联网各个行业领域应用。

在各层之间，信息不是单向传递的，可有交互、控制等，所传递的信息多种

多样，这其中关键是物品的信息，包括在特定应用系统范围内能唯一标识物品的

识别码和物品的静态与动态信息。此外，软件和集成电路技术都是各层所需的关

键技术。

物联网在人工智能行业中应用情况分析

4.1物联网核心关键技术

4.1.1RFID技术

RFID技术是物联网中让物品“开口说话”的关键技术，物联网中，RFID标

签上存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到

中央信息系统，实现物品(商品)的识别。

4.1.2传感器技术

在物联网中，传感技术主要负责接收物品“讲话”的内容。传感技术是关于

从自然信源获取信息，并对之进行处理、变换和识别的一门多学科交叉的现代科

学与工程技术，它涉及传感器、信息处理和识别的规划设计、开发、制造、测试、

应用及评价改进等活动。

4.1.3无线网络技术

物联网中，物品与人的无障碍交流，必然离不开高速、可进行大批量数据传

输的无线网络。无线网络既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据

网络，也包括为近距离的蓝牙技术和红外技术。

4.1.4人工智能技术

人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推

理、思考、规划等）的技术。在物联网中，人工智能技术主要负责将物品“讲话”

的内容进行分析，从而实现计算机自动处理。

4.1.5云计算技术

物联网的发展离不开云计算技术的支持。物联网中的终端的计算和存储能力

有限,云计算平台可以作为物联网的“大脑”,实现对海量数据的存储、计算。

4.2何谓人工智能

人工智能(Artificial Intelligence) ，英文缩写为AI。它是研究、开发

用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术

科学。 人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出

一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器

人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。

著名的美国斯坦福大学人工智能研究中心尼尔逊教授对人工智能下了这样

一个定义：“人工智能是关于知识的学科――怎样表示知识以及怎样获得知识并

使用知识的科学。”而另一个美国麻省理工学院的温斯顿教授认为：“人工智能就

是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。”这些说法反映了人工

智能学科的基本思想和基本内容。即人工智能是研究人类智能活动的规律，构造

具有一定智能的人工系统，研究如何让计算机去完成以往需要人的智力才能胜任

的工作，也就是研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智能行为的基本理

论、方法和技术。

4.3人工智能技术的应用

目前，用计算机模拟人类的某些智能活动，如推理、决策、规划、设计和学

习等。很多时候科技的进步来源于人类对未来的想象，也正是这些想象一步步指

引着人类向前发展，现在就让我们来了解一下我们人类即将实现的人工智能技

术。

4.3.1自动驾驶技术

Google开发的无人驾驶技术研发历史：2010年10月9日，谷歌公司在官方

博客中宣布，正在开发自动驾驶汽车，目标是通过改变汽车的基本使用方式，协

助预防交通事故，将人们从大量的驾车时间中解放出来，并减少碳排放。

2011年10月，谷歌在内华达州和加州的莫哈韦沙漠作为试验场对汽车进行

测试。同年，美国内华达立法机关允许自动驾驶车辆上路，这也是美国首个类似

法律。该法律2012年3月1日正式生效。

2012年4月，谷歌宣布自动驾驶汽车已经开了20万公里（离强制报废不远

了）并已经申请和获得了多项相关专利。

2012年5月7日，内华达州机动车辆管理局（DMV）批准了美国首个自动驾

驶车辆许可证。在颁发牌照前，有关官员此前曾在高速公路、卡森城街区和拉斯

维加斯大道检验过这款汽车，并宣称，先前在高速公路、市内街道和拉斯韦加斯

闹市区域的测试显示，自动驾驶汽车可以安全行驶，甚至比人工驾驶更加安全。

谷歌公司透露，自动驾驶汽车有望在2012年后的3到5年后推入市场。

无人驾驶汽车原理：汽车自动驾驶技术包括视频摄像头、雷达传感器以及激

光测距器来了解周围的交通状况，并通过一个详尽的地图(通过有人驾驶汽车采

集的地图)对前方的道路进行导航。这一切都通过谷歌的数据中心来实现，谷歌

的数据中心能处理汽车收集的有关周围地形的大量信息。就这点而言，自动驾驶

汽车相当于谷歌数据中心的遥控汽车或者智能汽车。汽车自动驾驶技术物联网技

术应用之一。

发展前景：根据世界卫生组织的数据，每年全球因道路交通事故死亡的人数

超过120万。这项技术极大的减少汽车的使用，创造“明天的高速公路火车”。

这些高速公路火车能减少能源消耗，增加主要道路的运力。在节约时间方面，美

国交通运输部估计，每一工作日，人们平均花费52分钟在上下班路上。未来，

人们可以以更有效率的方式使用这些时间。尽管这一项目还处于试验阶段，但仍

然展示了未来与先进计算机技术相结合的交通方式。这样的未来令人兴奋。

4.3.2 3D全息投影技术

发展历史：这项技术最早是美国麻省一位叫Chad Dyne的29岁理工研究生

发明了一种空气投影和交互技术，这是显示技术上的一个里程碑，它可以在气流

形成的墙上投影出具有交互功能的图像。此技术来源海市蜃楼的原理，将图像投

射在水蒸气上，由于分子震动不均衡，可以形成层次和立体感很强的图像。后来.

日本公司Science and Technology发明了一种可以用激光束来投射实体的3D影

像，这种技术是利用氮气和氧气在空气中散开时，混合成的气体变成灼热的浆状

物质，并在空气中形成一个短暂的3D图像。这种方法主要是不断在空气中进行

小型爆破来实现的。

目前，南加利福尼亚大学创新科技研究院的研究人员宣布他们成功研制一种

360度全息显示屏，这种技术是将图像投影在一种高速旋转的镜子上从而实现三

维图像，只不过好像有点危险。

技术简介：3D全息投影是一种利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的

三维图像，是一种无需配戴眼镜的3D技术，观众可以看到立体的虚拟人物。这

项技术在一些博物馆应用较多。3S动漫正是以这种全新的事物改变着人们对那

些传统舞台的声光电技术的审美态度。适用范围产品展览、汽车服装发布会、舞

台节目、互动、酒吧娱乐、场所互动投影等。3D全息立体投影设备不是利用数

码技术实现的，而是投影设备将不同角度影像投影至进口的MP全息投影膜上，

让你看不到不属于你自身角度的其他图像，因而实现了真正的3D全息立体影像。

发展前景：有了3D全息投影技术，人们不再是只能进行简单的视频通话，

还可以实现与千里之外的亲朋好友进行面对面的交谈，实现了真正意义上的“千

里眼”，“顺风耳”。

可以说这些技术很多国家都在研制，毫不夸张的说这项技术它包含了未来，

谁最先使用这项技术，谁就最先走入未来的先进技术行列。

4.3.3视网膜屏幕技术

这是苹果公司部分移动产品使用的一种名为视网膜（Retina）屏幕的显示技

术。据苹果表示，该视网膜屏幕是一种具备超高像素密度的液晶屏，它可以将

960×640的分辨率压缩到一个3.5英寸的显示屏内。也就是说，该屏幕的像素

密度达到326像素/英寸（dpi）。称之为“视网膜屏幕”，意在表达这已经超越了

人类肉眼的辨别极限。由于其具有如此高的像素密度，因此屏幕显示异常清晰、

鲜活、锐利、惊艳，该屏幕分辨率是现在普通电脑屏幕的数倍，代表了业界LCD

显示的最高水平。

视网膜成像原理：人类的视觉系统，是将外部的光线收集于视网膜、形成图

像，之后产生的神经刺激到达大脑的视觉中枢，由此产生视觉效应。视网膜（英

文为Retina）居于眼球壁的内层，是一层透明的薄膜。视网膜由色素上皮层和

视网膜感觉层组成——如果你通晓LCD显示屏的结构，便会发现这二者出奇相

似：色素上皮层类似于LCD的色彩膜，感觉层则好比是负责光通断的TFT-LCD层。

当然视网膜的精细度非人造的LCD可比，比如它一共拥有600万视锥细胞和1.25

亿视柱细胞，相比之下，LCD的像素数可以说是“屈指可数”。

作为一种生物结构，人眼对微小事务的观察是有极限的。比如说人无法直接

用肉眼看到分子、原子的运动，我们所能分辨出的最微小尺度，也就是人眼的视

觉极限。这个数值与观察距离也有关系，人们都有这样的经验，如果两个物体靠

得太近，人眼就不能正确地区别它们了。这又是为什么呢？原因在于人眼的瞳孔

直径是有限的（在1.4mm到8mm之间可以调节），而物体发出的光波在经过瞳孔

时都会产生不同程度的衍射现象，每个物点都会在视网膜上形成一个弥散开的光

斑，当两个物点在视网膜上各自形成的弥散光斑互相重迭到一定程度，人眼就无

法分辨出这两个物点了。在正常情况下，眼睛的分辨物体细节的能力就叫分辨率。

人眼的分辨率指标并不是由ppi（每英寸像素）来确定的，而是由分辨角决

定—分辨角就是指刚好能分辨开的两个物点、对瞳孔中心形成的张角，它与光波

的波长成正比，与瞳孔的直径成反比。在正常可见光下，眼睛的分辨角约为3分，

这相当于在1k m远处相距为75cm的两个物点，也相当于在明视距离（一般的眼

睛看眼前25cm处的物体是不费力的，称这个距离为明视距离）上、相距为0.2mm

的两条线。因此，人眼在明视距离上的分辨率是每毫米范围内显示5对线，超过

这个数就无法分辨。如果显示屏的分辨率达到一定的尺度，在明视距离内，人眼

再也无法观察出任何颗粒感，屏幕中所显示的画面，都是平滑如镜、与鲜活的真

实完全一致——假如这块屏幕拥有同样超越人眼极限的色域，加上良好的亮度，

就可以达到欺骗人眼的效果，让眼睛认为这就是真实物体的图片，而不会觉得画

面不够细腻。我们认为，这种境界将是未来数十年里显示设备领域所追求的方向。

物联网以传感器驱动、辅之人工智能的新型业务模式能够创造卓越的价值，

推动整个人类社会共同繁荣，推动民生，造福于民。那么，在很长一段时间内，

产业将在增进物联网智能性的外在条件上下足功夫：物联网的关键结点就是其

公众支撑平台，标准化、规范化的通讯模块，以及物联网的网关产品，更多物品

中被嵌入传感器，从而获得了通讯能力等等。然而，人们也应该清楚认识到，再

智能的物联网也是为人类服务的，需依靠创造新的业务模式来彰显其价值，使得

技术的经济性得到社会认同。智能物联网对于公众的贡献不仅要节流，而且能开

源，更要环保。

物联网的发展前景

物联网用途广泛，可运用于城市公共安全、工业安全生产、环境监控、智能

交通、智能家居、公共卫生、健康监测等多个领域，让人们享受到更加安全轻松

的生活。专家预测10年内，物联网就可能大规模普及，将广泛运用于智能交通、

环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、

个人健康等多个领域，一个上万亿元规模的高科技市场就此诞生。

产业要比互联网大30倍与其他概念不同，物联网最近开始红火的源头在于

官方。在工信部9月11日主办的一次会议上，相关负责人透露，我国传感网标

准体系已形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳。当时的

市场上正沉浸于次新股的巨大魔力中，这条来自科技界的消息并没有得到足够的

重视，或者说，根本没有机会出现在各大媒体的首页或头条，以引领信息产业新

浪潮的王者姿态接受股民膜拜。

转机出现在9月14日于北京举行的中国通信业发展高层论坛上，中国移动

总裁王建宙充满信心的基调表示，物联网商机无限，中国移动将以开放的姿态，

与各方竭诚合作。

事实上，上个月24日，王建宙在访问台湾的途中，就曾高调提及“物联网”

的概念，并表示将会邀请台湾生产RFID（射频识别装置）、传感器和条形码的厂

商和中国移动合作。

物联网将是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”！

物联拥有业界最完整的专业物联产品系列，覆盖从传感器、控制器到云计算

的各种应用。产品服务智能家居、交通物流、环境保护、公共安全、智能消防、

工业监测、个人健康等各种领域。构建了“质量好、技术优、专业性强，成本低，

满足客户需求”的综合优势，持续为客户提供有竞争力的产品和服务。物联网产

业是当今世界经济和科技发展的战略制高点之一，据了解，2011年，全国物联

网产业规模超过了2500亿元，预计2015年将超过5000亿元。物联网是继通信

网之后的另一个万亿级市场。

参考资料：

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[3]孔晓波.物联网概念与演进路径[J].电信工程技术与标准化,2009,(12).

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[10]/magazine/article/