物聯(lián)網(wǎng)的研究與開發(fā)存在一些有爭議的話題，其中一個就是：物聯(lián)網(wǎng)是否具有自身的技術架構？針對這個話題，存在多種不同的觀點。一種“物聯(lián)網(wǎng)無技術論”觀點認為，物聯(lián)網(wǎng)僅僅是現(xiàn)有技術的集成，沒有自身的技術架構；另一種“物聯(lián)網(wǎng)泛技術論”觀點認為，物聯(lián)網(wǎng)技術遍布應用信息技術的各行各業(yè)，涉及到信息技術研究和開發(fā)的各個領域。本文認為，物聯(lián)網(wǎng)雖然具有計算機、通信、網(wǎng)絡、控制和電子等方面技術特征，但現(xiàn)有這些技術的簡單集成無法構成一個靈活、高效、實用的物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)是在融合現(xiàn)有計算機、網(wǎng)絡、通信、電子和控制等技術的基礎上，通過進一步的研究、開發(fā)和應用，形成自身的技術架構。

　　物聯(lián)網(wǎng)還是一種新技術，雖然國際電信聯(lián)盟（ITU）在2005年就提出了物聯(lián)網(wǎng)技術［1］，描繪了物聯(lián)網(wǎng)應用的美好場景，并且預測這項技術可以推動全球的發(fā)展，特別是推動發(fā)展中國家的發(fā)展。但迄今為止并沒有研究和開發(fā)成功完整的物聯(lián)網(wǎng)技術，ITU定義的物聯(lián)網(wǎng)目前并沒有實現(xiàn)。局部范圍內某些具有物聯(lián)網(wǎng)特征的系統(tǒng)并不是真正意義上的物聯(lián)網(wǎng)，具有某種感知物品信息的系統(tǒng)也不是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)技術尚處于研究和開發(fā)階段，這個階段討論物聯(lián)網(wǎng)的技術架構必定存在某些主觀的推測。這些推測是否正確，學術界和工業(yè)界都可能存在一定的疑慮，可能產生某些學術觀點方面爭論。但爭論的結果應該能夠較為準確地把握物聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展的客觀規(guī)律，減少戰(zhàn)略性的失誤，加速中國物聯(lián)網(wǎng)研究和開發(fā)的進程。

　　1 物聯(lián)網(wǎng)技術分類方法

　　物聯(lián)網(wǎng)是一項正在研究和開發(fā)的系統(tǒng)，目前并不存在ITU定義的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，即客觀上目前并不存在物聯(lián)網(wǎng)技術架構。本文介紹的物聯(lián)網(wǎng)技術架構也僅僅是基于目前對物聯(lián)網(wǎng)認識的一種推測，為了保證這種推測的客觀性和合理性，本節(jié)將介紹這種推測的過程以及對物聯(lián)網(wǎng)技術分類的方法。

　　根據(jù)我們研究的結論［2］，物聯(lián)網(wǎng)主要解決物品到物品（T2T）、人到物品（H2T）、人到人（H2H）之間的互連。T2T、H2T、H2T這3個層面的互連是物聯(lián)網(wǎng)不可缺少的，單純物品與物品之間的互連并不構成一個物聯(lián)網(wǎng)，單純在局部范圍之內連接某些物品也不構成物聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)一定是由物品可以自然連接的因特網(wǎng)。這里有兩個概念是在討論物聯(lián)網(wǎng)中不可忽略的：其一，物聯(lián)網(wǎng)一定屬于未來因特網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)一定是未來網(wǎng)絡社會的基礎設施，即物聯(lián)網(wǎng)一定可以自然擴展到全球的系統(tǒng)；其二，物聯(lián)網(wǎng)中物品的連接一定是“自然連接”，也就是保留了物品在物理世界中時間和空間特性的連接。如果我們把某些物品連接上網(wǎng)，既無法確定這個物品當前的位置，也無法確定該物品的狀態(tài)信息屬于什么時刻的，則這樣連接物品的網(wǎng)絡不屬于物聯(lián)網(wǎng)。

　　由于人類目前還沒有研究成功真正的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，所以，對于物聯(lián)網(wǎng)的構成也有不同的說法。我們把物聯(lián)網(wǎng)的組成架構稱為物聯(lián)網(wǎng)的概念模型，不同物聯(lián)網(wǎng)的概念模型可以產生不同的物聯(lián)網(wǎng)技術架構。根據(jù)我們對物聯(lián)網(wǎng)概念模型的研究［3］，物聯(lián)網(wǎng)概念模型已經(jīng)無法采用傳統(tǒng)的分層模型進行描述。我們采用了物品、網(wǎng)絡、應用三維模型建立了物聯(lián)網(wǎng)的概念模型，構成由信息物品、自主網(wǎng)絡、智能應用為構件的物聯(lián)網(wǎng)概念模型，如圖1所示。這種物聯(lián)網(wǎng)三維概念模型在每個維度內還是可以采用分層模型描述，例如，自主網(wǎng)絡本身可以由分層模型描述。

　　我們最初也試圖采用了分層模型構造物聯(lián)網(wǎng)的體系結構以及實現(xiàn)模型，但得出結果是一個較為零散的、需要進一步分類的物聯(lián)網(wǎng)體系結構及其實現(xiàn)模型。這從理論上可以說明，物聯(lián)網(wǎng)是一個復雜的系統(tǒng)，無法采用二維分層模型構造其邏輯模型。事實上，現(xiàn)在有關物聯(lián)網(wǎng)研究和開發(fā)中存在的一些有爭議的問題都是由于物聯(lián)網(wǎng)復雜性造成的。采用物聯(lián)網(wǎng)三維概念模型，可以部分解釋這些爭議。由于從字面理解，物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)的最大差異在于“物品”，所以，目前與物品相關的網(wǎng)絡和應用都可以被納入到物聯(lián)網(wǎng)的范疇。有些物品聯(lián)網(wǎng)技術僅僅是一個局部的聯(lián)網(wǎng)技術，無法滿足大范圍、自然連接網(wǎng)絡的需求；有些物品應用技術僅僅適用于現(xiàn)有信息技術對物品管理的應用，無法構成一種T2T連接的應用系統(tǒng)。本文討論的物聯(lián)網(wǎng)技術是適用于物聯(lián)網(wǎng)三維概念模型的技術。

　　2 物聯(lián)網(wǎng)技術架構

　　按照物聯(lián)網(wǎng)三維概念模型，物聯(lián)網(wǎng)由信息物品、自主網(wǎng)絡和智能應用3個部分構成。這3個部分有其各自技術架構。這三類技術構成了物聯(lián)網(wǎng)技術架構，如圖2所示。即物聯(lián)網(wǎng)技術架構由信息物品技術、自主網(wǎng)絡技術和智能應用技術構成。

　　信息物品技術主要指物品的標識、傳感和控制技術，也就是指現(xiàn)有的數(shù)字化技術。信息網(wǎng)絡技術屬于物理世界與網(wǎng)絡世界融合的接口技術。目前國際上研究的網(wǎng)絡化物理系統(tǒng)（CPS）［4］就是屬于信息物品技術。如果把人也看作是一個物品，則信息物品技術也包括了佩戴式計算裝置技術。

　　歐洲物聯(lián)網(wǎng)研究者一般把射頻標識（RFID）技術、近距離通信（NFC）、無線傳感器和執(zhí)行器網(wǎng)絡（WSAN）作為構成連接現(xiàn)實世界與數(shù)字世界的基本技術［5］，北美研究網(wǎng)絡化物理系統(tǒng)（CPS）的研究者通常把嵌入式系統(tǒng)作為現(xiàn)實世界與網(wǎng)絡系統(tǒng)關聯(lián)的基本技術。這種差異源于研究角度的差異。

　　本文認為，RFID技術屬于物品標識技術，NFC屬于物品感知類技術，WSAN屬于物品感知和控制類技術。如果需要實現(xiàn)物品感知和控制，都需要運用嵌入式系統(tǒng)技術。

　　物聯(lián)網(wǎng)還涉及到自主網(wǎng)絡，自主網(wǎng)絡就是具備自管理能力的網(wǎng)絡系統(tǒng)，自管理能力具體表現(xiàn)為自配置、自愈合、自優(yōu)化、自保護能力［6］。從物聯(lián)網(wǎng)未來應用需求看，需要擴展現(xiàn)有自主網(wǎng)絡的定義，使得自主網(wǎng)絡具備自控制能力。物聯(lián)網(wǎng)中的自主網(wǎng)絡技術包括自主管理技術和自主控制技術。自主網(wǎng)絡管理類技術包括：網(wǎng)絡自配置技術、網(wǎng)絡自愈合技術、網(wǎng)絡自優(yōu)化技術、網(wǎng)絡自保護技術，自主網(wǎng)絡控制類技術包括：基于空間語義的控制技術、基于時間語義的控制技術。

　　支撐物聯(lián)網(wǎng)的自主網(wǎng)絡應該是具有自主網(wǎng)絡能力的因特網(wǎng)。這樣，自主網(wǎng)絡技術應該是具有自主網(wǎng)絡能力的因特網(wǎng)技術。這種技術屬于下一代因特網(wǎng)技術。下一代因特網(wǎng)技術將把“任何時間、任何地點傳遞任何類型信息”的理念擴展到“任何時間、任何地點，連接任何物品，傳遞任何類型信息”，并且未來的因特網(wǎng)傳遞的大量信息是來自于物品的信息，這就需要因特網(wǎng)具有自配置、自愈合、自優(yōu)化和自保護的自主管理能力，以及具有時間語義和空間語義處理的自主控制能力。

　　承載物品信息傳遞的因特網(wǎng)已經(jīng)不再是傳統(tǒng)意義上的因特網(wǎng)，它必須保證查詢物品狀態(tài)信息具有時間標記和空間標記，操縱物品的指令必須是具有時間和空間語義的指令。這就要求承載物品信息傳遞的因特網(wǎng)具有與物理世界關聯(lián)的時鐘體系和坐標體系，這是下一代因特網(wǎng)必須擴展的能力。這類因特網(wǎng)我們稱為物理化網(wǎng)絡系統(tǒng)（PCS）。物聯(lián)網(wǎng)不僅需要側重于物品端的CPS技術，同時還需要側重于虛擬網(wǎng)絡世界端的PCS技術。

　　本文認為，物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展將改變學術界和工業(yè)界對下一代網(wǎng)和下一代互聯(lián)網(wǎng)的認識，一定會打破因特網(wǎng)僅僅是端到端的數(shù)據(jù)傳輸管道的觀點［7］，真正把當前對互聯(lián)網(wǎng)技術的研究推進到下一代互聯(lián)網(wǎng)技術研究的軌道上。

　　物聯(lián)網(wǎng)把現(xiàn)代社會的人和物都包羅在系統(tǒng)中，所以，物聯(lián)網(wǎng)的應用涉及到社會的各行各業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)的應用可以分成：交通與后勤類應用、醫(yī)療類應用、智能環(huán)境類應用、個人與社會類應用，以及未來類應用。這里未來類應用是指在目前尚不具備部署條件的應用，包括機器人出租車、智慧城市等；交通與后勤類應用包括物流和倉儲管理，軌道交通、公路和航空的輔助駕駛系統(tǒng)，面向公共交通工具、基于個人標識自動繳費的移動購票系統(tǒng)，環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，以及電子導航地圖；醫(yī)療類應用包括醫(yī)療對象的跟蹤、身份標識和驗證、身體癥狀感知，以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；智能環(huán)境類應用包括舒適的家庭/辦公環(huán)境的智能控制，工廠的智能控制，博物館和體育館的智能控制應用；個人與社會類應用包括人與人之間實時交互網(wǎng)絡、物品軌跡或人的行蹤的歷史查詢、遺失物品查找，以及防盜等應用。

　　這些物聯(lián)網(wǎng)應用中特有的技術是智能應用技術，其中包括智能數(shù)據(jù)融合和智能決策控制技術。智能數(shù)據(jù)融合技術包括基于策略的數(shù)據(jù)融合、基于位置的數(shù)據(jù)融合、基于時間的數(shù)據(jù)融合、基于語義的數(shù)據(jù)融合；智能決策控制技術包括基于智能算法的決策、基于策略的決策、基于知識的決策，這些決策技術需要數(shù)據(jù)挖掘技術、知識生成、知識更新、知識檢索等技術的支撐。

　　智能應用技術涉及到傳統(tǒng)的人工智能方面的理論和算法，并且融入了現(xiàn)代網(wǎng)絡環(huán)境下的智能控制理論和方法，這類技術的研究和開發(fā)，有可能突破桎梏人工智能發(fā)展的理論障礙，使得人類進入智能化時代。

　　3 結束語

　　本文在討論物聯(lián)網(wǎng)的定義以及物聯(lián)網(wǎng)三維概念模型的基礎上，提出了一個包括信息物品、自主網(wǎng)絡和智能應用三類技術的物聯(lián)網(wǎng)的技術架構，論述了單純依賴信息物品類技術無法構成一個真正意義上的物聯(lián)網(wǎng)，強調了物聯(lián)網(wǎng)的研究和開發(fā)必須重視滿足物聯(lián)網(wǎng)應用需求的自主網(wǎng)絡和智能應用技術的研究和開發(fā)，特別是應該重視支持時間語義和空間語義的、具有自主能力的下一代因特網(wǎng)的研究和開發(fā)。

　　本文僅僅是在目前的物聯(lián)網(wǎng)認識階段提出了一些關于物聯(lián)網(wǎng)概念、原理和技術架構的個人觀點，不代表所在研究團隊的觀點，僅供中國物聯(lián)網(wǎng)研究和開發(fā)領域的同行參考。

　　4 參考文獻

　　［1］ ITU Internet report 2005： The Internet of Things ［R/OL］。 ［2005-11-17］。 http://www.itu.int/osg/spu/publications/internetofthings/。

　　［2］ 沈蘇彬， 范曲立， 宗平， 等。 物聯(lián)網(wǎng)的體系結構與相關技術研究 ［J］。 南京郵電大學學報， 2009， 29（6）： 1-11.

　　［3］ 沈蘇彬， 毛燕琴， 宗平， 等。 物聯(lián)網(wǎng)概念模型與體系結構 ［J］。 南京郵電大學學報， 2010， 30（4）： 1-8.

　　［4］ WOLF W. Cyber-Physical Systems ［J］。 IEEE Computer， 2009，42（3）： 88-89.

　　［5］ ATZORI L， IERA A， MORABITO G. The Internet of Things： A Survey ［J］。 Computer Networks， 2010， 54（15）： 2787-2805.

　　［6］ 沈蘇彬， 毛燕琴。 自主網(wǎng)絡特征與模型 ［J］。 中國計算機學會通訊， 2010， 6（4）： 53-62.

　　［7］ SCHWARZ D A SILVA J. Future Internet Research： The EU Framework ［J］。 Computer Communication Review， 2007， 37（2）： 85-88.