【文章內(nèi)容簡介】 e（人對機(jī)器）、MachinetoMan（機(jī)器對人）、MobiletoMachine（移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)對機(jī)器）、MachinetoMobile（機(jī)器對移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)）。由于Machine一般特指人造的機(jī)器設(shè)備，而物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things）中的Things則是指更抽象的物體，范圍也更廣。例如，樹木和動(dòng)物屬于Things，可以被感知、被標(biāo)記，屬于物聯(lián)網(wǎng)的研究范疇，但它們不是Machine，不是人為事物。冰箱則屬于Machine，同時(shí)也是一種Things。所以，M2M可以看作是物聯(lián)網(wǎng)的子集或應(yīng)用。 M2M是現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)普遍的應(yīng)用形式，是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的第一步。M2M業(yè)務(wù)現(xiàn)階段通過結(jié)合通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和軟件智能處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對機(jī)器設(shè)備信息的自動(dòng)獲取和自動(dòng)控制。這個(gè)階段通信的對象主要是機(jī)器設(shè)備，尚未擴(kuò)展到任何物品，在通信過程中，也以使用離散的終端節(jié)點(diǎn)為主。并且，M2M的平臺也不等于物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營的平臺，它只解決了物與物的通信，解決不了物聯(lián)網(wǎng)智能化的應(yīng)用。所以，隨著軟件的發(fā)展，特別是應(yīng)用軟件的發(fā)展和中間件軟件的發(fā)展，M2M平臺可以逐漸過渡到物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用平臺上。 M2M將多種不同類型的通信技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，將數(shù)據(jù)從一臺終端傳送到另一臺終端，也就是機(jī)器與機(jī)器的對話。M2M技術(shù)綜合了數(shù)據(jù)采集、GPS、遠(yuǎn)程監(jiān)控、電信、工業(yè)控制等技術(shù)，可以在安全監(jiān)測、自動(dòng)抄表、機(jī)械服務(wù)、維修業(yè)務(wù)、自動(dòng)售貨機(jī)、公共交通系統(tǒng)、車隊(duì)管理、工業(yè)流程自動(dòng)化、電動(dòng)機(jī)械、城市信息化等環(huán)境中運(yùn)行并提供廣泛的應(yīng)用和解決方案。 M2M技術(shù)的目標(biāo)就是使所有機(jī)器設(shè)備都具備聯(lián)網(wǎng)和通信能力，其核心理念就是網(wǎng)絡(luò)一切（Network Everything）。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的設(shè)備具有了通信和聯(lián)網(wǎng)能力，網(wǎng)絡(luò)一切逐步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。M2M技術(shù)具有非常重要的意義，有著廣闊的市場和應(yīng)用，將會推動(dòng)社會生產(chǎn)方式和生活方式的新一輪變革。 云計(jì)算云計(jì)算（Cloud Computing）是分布式計(jì)算（Distributed Computing）、并行計(jì)算（Parallel Computing）和網(wǎng)格計(jì)算（Grid Computing）的發(fā)展，或者說是這些計(jì)算機(jī)科學(xué)概念的商業(yè)實(shí)現(xiàn)。云計(jì)算通過共享基礎(chǔ)資源（硬件、平臺、軟件）的方法，將巨大的系統(tǒng)池連接在一起以提供各種IT服務(wù)，這樣企業(yè)與個(gè)人用戶無需再投入昂貴的硬件購置成本，只需要通過互聯(lián)網(wǎng)來租賃計(jì)算力等資源。用戶可以在多種場合，利用各類終端，通過互聯(lián)網(wǎng)接入云計(jì)算平臺來共享資源。 云計(jì)算涵蓋的業(yè)務(wù)范圍，一般有狹義和廣義之分。狹義云計(jì)算指IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的資源（硬件、平臺、軟件）。提供資源的網(wǎng)絡(luò)被稱為“云”?！霸啤敝械馁Y源在使用者看來是可以無限擴(kuò)展的，并且可以隨時(shí)獲取、按需使用、隨時(shí)擴(kuò)展、按使用付費(fèi)。這種特性經(jīng)常被稱為像水電一樣使用的IT基礎(chǔ)設(shè)施。廣義云計(jì)算指服務(wù)的交付和使用模式，通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的服務(wù)。這種服務(wù)可以是IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的，也可以使用任意其他的服務(wù)。 云計(jì)算由于具有強(qiáng)大的處理能力、存儲能力、帶寬和極高的性價(jià)比，可以有效用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和業(yè)務(wù)，也是應(yīng)用層能提供眾多服務(wù)的基礎(chǔ)。它可以為各種不同的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供統(tǒng)一的服務(wù)交付平臺，可以為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供海量的計(jì)算和存儲資源，還可以提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲格式和數(shù)據(jù)處理方法。利用云計(jì)算大大簡化了應(yīng)用的交付過程，降低交付成本，并能提高處理效率。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)也將成為云計(jì)算最大的用戶，促使云計(jì)算取得更大的商業(yè)成功。 人工智能人工智能（Artificial Intelligence）是探索研究使各種機(jī)器模擬人的某些思維過程和智能行為（如學(xué)習(xí)、推理、思考、規(guī)劃等），使人類的智能得以物化與延伸的一門學(xué)科。目前對人工智能的定義大多可劃分為四類，即機(jī)器“像人一樣思考”、“像人一樣行動(dòng)”、“理性地思考”和“理性地行動(dòng)”。人工智能企圖了解智能的實(shí)質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以與人類智能相似的方式作出反應(yīng)的智能機(jī)器。該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。目前主要的方法有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、進(jìn)化計(jì)算和粒度計(jì)算3種。在物聯(lián)網(wǎng)中，人工智能技術(shù)主要負(fù)責(zé)分析物品所承載的信息內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理。 人工智能技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：大大改善操作者作業(yè)環(huán)境，減輕工作強(qiáng)度；提高了作業(yè)質(zhì)量和工作效率；一些危險(xiǎn)場合或重點(diǎn)施工應(yīng)用得到解決；環(huán)保、節(jié)能；提高了機(jī)器的自動(dòng)化程度及智能化水平；提高了設(shè)備的可靠性，降低了維護(hù)成本；故障診斷實(shí)現(xiàn)了智能化等。 數(shù)據(jù)挖掘數(shù)據(jù)挖掘（Data Mining）是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的及隨機(jī)的實(shí)際應(yīng)用數(shù)據(jù)中，挖掘出隱含的、未知的、對決策有潛在價(jià)值的數(shù)據(jù)的過程。數(shù)據(jù)挖掘主要基于人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識別、統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)據(jù)庫、可視化技術(shù)等，高度自動(dòng)化地分析數(shù)據(jù)，做出歸納性的推理。它一般分為描述型數(shù)據(jù)挖掘和預(yù)測型數(shù)據(jù)挖掘兩種：描述型數(shù)據(jù)挖掘包括數(shù)據(jù)總結(jié)、聚類及關(guān)聯(lián)分析等；預(yù)測型數(shù)據(jù)挖掘包括分類、回歸及時(shí)間序列分析等。通過對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析、綜合、歸納和推理，揭示事件間的相互關(guān)系，預(yù)測未來的發(fā)展趨勢，為決策者提供決策依據(jù)。 在物聯(lián)網(wǎng)中，數(shù)據(jù)挖掘只是一個(gè)代表性概念，它是一些能夠?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)“智能化”、“智慧化”的分析技術(shù)和應(yīng)用的統(tǒng)稱。細(xì)分起來，包括數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)倉庫（Data Warehousing）、決策支持（Decision Support）、商業(yè)智能（Business Intelligence）、報(bào)表（Reporting）、ETL（數(shù)據(jù)抽取、轉(zhuǎn)換和清洗等）、在線數(shù)據(jù)分析、平衡計(jì)分卡（Balanced Scoreboard）等技術(shù)和應(yīng)用。 中間件中間件是為了實(shí)現(xiàn)每個(gè)小的應(yīng)用環(huán)境或系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化以及它們之間的通信，在后臺應(yīng)用軟件和讀寫器之間設(shè)置的一個(gè)通用的平臺和接口。在許多物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)中，經(jīng)常把中間件單獨(dú)劃分一層，位于感知層與網(wǎng)絡(luò)層或網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層之間。本書參照當(dāng)前比較通用的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，將中間件劃分到應(yīng)用層。在物聯(lián)網(wǎng)中，中間件作為其軟件部分，有著舉足輕重的地位。物聯(lián)網(wǎng)中間件是在物聯(lián)網(wǎng)中采用中間件技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)多個(gè)系統(tǒng)或多種技術(shù)之間的資源共享，最終組成一個(gè)資源豐富、功能強(qiáng)大的服務(wù)系統(tǒng)，最大限度地發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的作用。具體來說，物聯(lián)網(wǎng)中間件的主要作用在于將實(shí)體對象轉(zhuǎn)換為信息環(huán)境下的虛擬對象，因此數(shù)據(jù)處理是中間件最重要的功能。同時(shí)，中間件具有數(shù)據(jù)的搜集、過濾、整合與傳遞等特性，以便將正確的對象信息傳到后端的應(yīng)用系統(tǒng)。 目前主流的中間件包括ASPIRE和Hydra。ASPIRE旨在將RFID應(yīng)用滲透到中小型企業(yè)。為了達(dá)到這樣的目的，ASPIRE完全改變了現(xiàn)有的RFID應(yīng)用開發(fā)模式，它引入并推進(jìn)一種完全開放的中間件，同時(shí)完全有能力支持原有模式中核心部分的開發(fā)。ASPIRE的解決辦法是完全開源和免版權(quán)費(fèi)用，這大大降低了總的開發(fā)成本。Hydra中間件特別方便實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知行為和在資源受限設(shè)備中處理數(shù)據(jù)的持久性問題。Hydra項(xiàng)目第一個(gè)的產(chǎn)品是為了開發(fā)基于面向服務(wù)結(jié)構(gòu)的中間件，第二個(gè)產(chǎn)品是為了能基于Hydra中間件生產(chǎn)出可以簡化開發(fā)過程的工具，即供開發(fā)者使用的軟件或者設(shè)備開發(fā)套裝。 物聯(lián)網(wǎng)中間件的實(shí)現(xiàn)依托于中間件關(guān)鍵技術(shù)的支持，這些關(guān)鍵技術(shù)包括Web服務(wù)、嵌入式Web、Semantic Web技術(shù)、上下文感知技術(shù)、嵌入式設(shè)備及Web of Things等。第三章 物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用就目前國內(nèi)外有關(guān)智能物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品體系的研究技術(shù)和成果預(yù)計(jì)，未來物聯(lián)網(wǎng)將在10 多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，涉及到國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展導(dǎo)向以及關(guān)系民生保障的各個(gè)領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)用行業(yè)和領(lǐng)域如表2所示：表2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各行業(yè)和領(lǐng)域的應(yīng)用方向主要應(yīng)用內(nèi)容智能城市包括對城市的數(shù)字化管理和城市安全的統(tǒng)一監(jiān)控，即采用3S 技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用各個(gè)領(lǐng)域的空間信息資源，構(gòu)建數(shù)字城市；并基于寬帶互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控、傳輸、存儲、管理業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)對城市安全的統(tǒng)一監(jiān)控、統(tǒng)一存儲和統(tǒng)一管理。智能交通包括公交行業(yè)無線視頻監(jiān)控平臺、智能公交站臺、電子票務(wù)、車管專家和公交手機(jī)一卡通5 種業(yè)務(wù)。實(shí)現(xiàn)對公交運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，公交調(diào)度信息數(shù)據(jù)和多媒體數(shù)據(jù)的發(fā)布，手機(jī)憑證業(yè)務(wù)自動(dòng)處理，車輛位置、速度、功能參數(shù)等的實(shí)時(shí)管理，以及公交手機(jī)一卡通的小額支付、空中充值等。智能物流構(gòu)建包括信息展示、電子商務(wù)、物流配載、倉儲管理、金融質(zhì)押、園區(qū)安保、海關(guān)保稅等功能為一體的物流園區(qū)綜合信息服務(wù)平臺，并為金融質(zhì)押、園區(qū)安保、海關(guān)保稅等功能預(yù)留接口，為園區(qū)客戶及管理人員提供一站式綜合信息服務(wù)。智能環(huán)保通過水質(zhì)監(jiān)測，預(yù)警與預(yù)報(bào)重大或流域性水質(zhì)污染事故，解決跨行政區(qū)域的水污染事故糾紛，監(jiān)督總量控制制度落實(shí)情況等。智能農(nóng)業(yè)自動(dòng)檢測設(shè)施農(nóng)業(yè)、工廠農(nóng)業(yè)以及立體農(nóng)業(yè)等新型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的綜合生態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)管理的全面自動(dòng)化與科學(xué)化。智能醫(yī)療借助簡易實(shí)用的家庭醫(yī)療傳感設(shè)備，對病人或老人的生理指標(biāo)進(jìn)行自測以生成生理指標(biāo)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行與醫(yī)療機(jī)構(gòu)信息系統(tǒng)的對接。智能校園開發(fā)電子錢包、身份識別和銀行圈存，以及學(xué)生管理電子化、教師排課辦公無紙化和學(xué)校管理的系統(tǒng)化，促進(jìn)了校園運(yùn)行和管理的信息化與智能化。智能家居將各種家庭設(shè)備通過智能家庭網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行與管理的自動(dòng)化，以及家庭設(shè)備的遠(yuǎn)程操控，創(chuàng)建舒適、宜人、安全便捷的家庭生活空間。 環(huán)保行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用 環(huán)境監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用概述環(huán)境監(jiān)測包括空氣監(jiān)測、水質(zhì)監(jiān)測、噪聲監(jiān)測等。其典型行業(yè)應(yīng)用場景包括：環(huán)境排放點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測、污染報(bào)警、大氣監(jiān)控、噪聲監(jiān)控、廢水廢氣監(jiān)控等等。上述這些環(huán)境監(jiān)測場景經(jīng)常要將監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置到人很少或者沒有人的地方，如果使用有線網(wǎng)絡(luò)或者人工采集數(shù)據(jù)將是很大的一筆管理開支，并且采集的數(shù)據(jù)不具有實(shí)時(shí)性，比如氣象監(jiān)測等，滿足不了某些苛刻的需求。面對如此寬泛的監(jiān)測范圍，如何使數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)覆蓋面更廣、更富實(shí)用性和靈活性，同時(shí)還能滿足各方面對環(huán)境監(jiān)測信息的需求，是困擾地方環(huán)保部門和相關(guān)企業(yè)的難題。物聯(lián)網(wǎng)完美的契合了此種需求，很好的解決了這個(gè)問題，它使用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集數(shù)據(jù)，通過移動(dòng)通信模塊傳輸數(shù)據(jù)到移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)中的管理平臺進(jìn)行統(tǒng)一地處理，可以極大地提高監(jiān)測效率，并具有實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)。目前的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測一般以省級環(huán)境監(jiān)測為單位，聯(lián)合運(yùn)營商梯次進(jìn)行推進(jìn)。根據(jù)有關(guān)規(guī)定，相關(guān)部門必須負(fù)起建設(shè)先進(jìn)的環(huán)境監(jiān)測預(yù)警體系的責(zé)任，推進(jìn)各級環(huán)境監(jiān)測站標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。到2011年，80％的縣級環(huán)境監(jiān)測站達(dá)到建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)；建設(shè)全國空氣、地表水、近岸海域、輻射、生態(tài)環(huán)境等環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)；建設(shè)重點(diǎn)污染源監(jiān)督性監(jiān)測系統(tǒng)；建設(shè)重點(diǎn)污染源自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)；優(yōu)先建設(shè)燃煤電廠在線監(jiān)測系統(tǒng)。隨著國家對環(huán)境監(jiān)測工作的加強(qiáng)，環(huán)境監(jiān)測專用設(shè)備的需求將趨于旺盛，基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)市場潛力巨大，具有廣闊的發(fā)展前景。 環(huán)境監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方案水資源管理系統(tǒng)解決方案以現(xiàn)代化通信手段實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)應(yīng)急處理，實(shí)現(xiàn)綜合感知的水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測和水資源業(yè)務(wù)管理。水資源管理的主要業(yè)務(wù)包括：組織水功 能區(qū)的劃分和審核江河、湖庫等水域納污能力；指導(dǎo)監(jiān)測江河、湖庫、地下水的水量、水質(zhì)；指導(dǎo)入河排污口設(shè)置的管理工作，提出限制排污總量的意見并監(jiān)督實(shí) 施；組織實(shí)施水資源費(fèi)征收制度和取用水許可制度，負(fù)責(zé)取用水許可審批，監(jiān)督水資源費(fèi)的征收和使用等。為實(shí)現(xiàn)這些業(yè)務(wù)管理，需要對水資源信息進(jìn)行實(shí)時(shí)地監(jiān)測 和采集，監(jiān)測要素包括：區(qū)域內(nèi)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)視頻監(jiān)控、水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測、水流量和水位實(shí)時(shí)監(jiān)測、超標(biāo)有害成分重點(diǎn)監(jiān)測和分析、供水水質(zhì)重要指標(biāo)超標(biāo)報(bào)警。水資源管理系統(tǒng)方案架構(gòu)如圖3所示：