第1章：物联网概述

1.1 物联网的定义与核心概念

物联网 (Internet of Things, IoT) 指的是通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。

简而言之，物联网就是物物相连的互联网。

核心概念：

**连接 (Connectivity)**：将物理设备连接到网络。
**感知 (Sensing)**：通过传感器收集环境或设备状态数据。
**交互 (Interaction)**：设备之间或人与设备之间的双向通信。
**智能 (Intelligence)**：通过数据分析实现自动化决策和优化。

1.2 物联网的发展历程与里程碑

物联网的概念并非一蹴而就，而是随着技术的发展逐步演进的。

**萌芽期 (1990s)**：
- 1990年，施乐公司推出的网络可乐贩售机（Networked Coke Machine）被认为是物联网最早的雏形之一。
- 1995年，比尔·盖茨在《未来之路》中提及“物互联”概念。
- 1999年，Kevin Ashton 在宝洁公司提出“Internet of Things”一词，主要基于 RFID 技术。
**成长期 (2000s-2010s)**：
- 2005年，国际电信联盟 (ITU) 发布《ITU互联网报告2005：物联网》，正式拓展了物联网的概念。
- 2008-2009年，各国纷纷提出物联网战略，如IBM的“智慧地球”、中国的“感知中国”。
- IPv6 的推广为海量设备接入提供了地址空间基础。
**爆发期 (2010s-至今)**：
- 随着 4G/5G、云计算、大数据、AI 技术的发展，物联网进入全面爆发阶段。
- 智能家居、可穿戴设备、车联网等应用走进大众生活。

1.3 物联网与传统互联网的区别

特性	传统互联网 (Internet)	物联网 (IoT)
连接对象	人与人、人与信息	物与物、人与物、人与人
数据来源	人工输入、软件生成	传感器自动采集
通信模式	主要是请求/响应模式	主要是发布/订阅、事件驱动模式
数据量	相对较小，突发性强	海量数据，持续性强
实时性	视应用而定	通常要求较高（如工业控制）
终端特点	PC、手机、平板（计算能力强）	嵌入式设备、传感器（资源受限）

1.4 物联网的应用领域与前景

物联网的应用已经渗透到各行各业：

智能家居：智能音箱、智能照明、扫地机器人、家庭安防。
智慧城市：智能交通信号灯、智慧停车、环境监测、公共安全。
**工业物联网 (IIoT)**：预测性维护、生产流程自动化、供应链管理。
智慧农业：精准灌溉、土壤监测、牲畜健康追踪。
智慧医疗：远程病人监护、可穿戴健康设备、智能药物管理。
智能物流：货物追踪、库存管理、冷链运输监控。

前景展望：
随着 5G、边缘计算和 AI 的深度融合 (AIoT)，物联网将从单纯的“连接”走向“智能”。设备将具备更强的本地处理能力和自主决策能力，推动社会向数字化、智能化转型。

1.5 物联网产业链分析

物联网产业链通常较长，涉及多个环节：

**感知层 (Sensing Layer)**：芯片厂商（传感器、MCU、通信模组）。
- 代表企业：ST意法半导体、TI德州仪器、博世传感器。
**网络层 (Network Layer)**：通信运营商、网络设备商。
- 代表企业：中国移动/电信/联通、华为、中兴、Cisco。
**平台层 (Platform Layer)**：云服务提供商、IoT 平台厂商。
- 代表企业：AWS IoT、Azure IoT、阿里云 IoT、涂鸦智能。
**应用层 (Application Layer)**：解决方案提供商、智能硬件厂商。
- 代表企业：小米（智能家居）、特斯拉（车联网）、西门子（工业互联）。