2011年 第 2期
物联网［1~5］给人以巨大的想象空间，它使未来虚
拟世界和真实世界连接在一起， 大大提高了人们生
活的智能化水平。物联网通过云计算和高效传输，将
终端能力聚合，成就了超级智能网络，其应用囊括了
网络家电、物流管理、动植物研究、智能交通、电力管
理等造福人类的方方面面， 难怪中国移动通信集团
公司董事长王建宙先生会发出 “物联网将再造几个
中国移动”的感慨。 他指出，物联网至少具有三个关
键特征：一是各类终端实现“全面感知”；二是电信
网、互联网等融合实现“可靠传输”；三是云计算等技
术对海量数据进行“智能处理”。 物联网最大优势在
于各类资源的“虚拟”和“共享”，这也与通信网发展
的扁平化趋势相契合。
1 唯一标识
以往使用条码，由于受到长度的限制，物流行业
只能给每一类产品定义一个类码， 就是说， 一批牛
奶，不管保质期是哪一天，他们在商场的代码都是一
样的， 商场无法通过代码判断每一件产品的准确库
存周期。物联网彻底抛弃了这种限制，现在所有的产
品都可以享受独一无二的身份信息。 这对 ERP（企
业资源计划）和 SCM（供应链管理）系统来说是一种
革命性的突破。每个电子标签具有唯一性，意味着系
统可以识别单个物体。 如果未来的某一天你在街头
看到某个人的脖子上挂着嵌有电子标签的项圈，或
者穿着印制有电子标签、 可重现个人行踪的个性 T
恤，或者在裸露的皮下组织注射电子标签，千万不要
觉得奇怪，因为这是每个物品（包括人类）在这个世
界上独一无二的数字代号。
2 全面感知
在物联网中，物和物、物和人简单地互联意义不
大，如把一杯水同某个人联在一起，没有多大意义。
但是，如果通过感知告诉人们这杯水的温度、矿物质
含量、是否有毒等，就非常有用。 全面感知是指利用
RFID（射频识别）、传感器、定位器和二维码等手段
随时随地对物体进行信息采集和获取。 中国神话里
有两个神，一个是千里眼，一个是顺风耳。 其实千里
眼的功能就与物联网的特点非常类似， 把物和物连
在一起最根本、最精髓的目标就是感知。感知包括传
感器的信号采集、协同处理、智能组网，甚至信息服
务，以达到控制、指挥的目的，否则就没有意义。
例如，一杯牛奶摆在眼前，眼睛看到的是杯子，
鼻子闻到的是奶香味，嘴巴尝到的是甜味，用手摸一
下有温度……感官的感知综合在一起时人们便会得
出对这杯牛奶的判定。 假如把牛奶的感知信息上传
到互联网， 坐在办公室的人通过网络就能随时了解
家中牛奶的情况。假如给你授权，你也可以看到这杯
牛奶的情况。 如果家中设置的传感器节点与互联网
连接，经过授权的人通过网络可了解家里是否平安、
老人是否健康等等信息， 并利用传感器技术及时处
理解决，这就是“物联网”的感知功能。
大家都知道《盲人摸象》的故事：几个盲人各自
物联网的脸谱
郎为民， 朱元诚， 张 昆
（解放军通信指挥学院， 湖北省武汉市 430010）
摘 要 物联网通过云计算和高效传输将终端能力聚合，成就了超级智能网络。 随着传
感器、条形码、RFID（射频识别）、GPS（全球定位系统）、云计算等关键技术的迅猛发展，物
联网作为推动产业升级、迈向信息社会的“发动机”，受到世界各国的普遍重视。 文章从唯
一标识、全面感知、可靠传递、智能处理四个方面对物联网的特点进行了分析。
关键词 物联网； 唯一标识； 全面感知； 可靠传递； 智能处理
技 术 交 流
基金项目：国家自然科学基金资助项目“移动无
线传感器网络节点定位方法研究”（编号 60703099）
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2011年 第 2期
抚摸大象的身体， 每个人都以为自己所摸到的一部
分就是大象。因此，各人所说不一，争论不休。它告诉
我们，看问题不能凭自己主观的片面了解就作判断，
应了解事物的全貌。同样，物联网强调的感知是全面
的感知， 即将各个传感器采集到的信息进行综合分
析、科学判定，也就是说，从摸象的盲人专家组中推
举一名组长，大家摸完象后，由组长召集开个专家评
审会，对大象给出个鉴定结论。
物联网为每一件物体植入一个“能说会道”的高
科技感应器，这样任何冷冰冰的、没有生命的物体都
可以变得“有感受、有知觉”。当你的生活进入到这一
步时，这也意味着进入了“物联网”时代。“物联网”将
让人的生活发生翻天覆地的变化。例如，洗衣机可以
通过物联网感应器“知晓”衣服对水温和洗涤方式的
要求；借助物联网，人们可以了解到自己的孩子一天
中去过什么地方、接触过什么人、吃过什么东西等。
未来的物联网可以精确感知战场上的每一粒沙子。
在物联网中， 传感器发挥着类似人类社会中语言的
作用，借助这种特殊的“语言”，人和物体、物体和物
体之间可以相互感知对方的存在、特点和变化，从而
进行“对话”与“交流”。
物联网离不开传感设备。 RFID、 红外感应器、
GPS、激光扫描器等信息传感设备，就像视觉、听觉
和嗅觉器官对于人的重要性一样， 它们是物联网不
可或缺的关键元器件。 有了它们才可以实现近（远）
距离、无接触、自动化感应和数据读出、数据发送等。
物联网之所以又称为传感器网络， 就是因为传感设
备在网络中的关键作用而得名。
3 可靠传递
手是人们执行动作的器官， 大脑是人们用来思
考的器官， 而耳朵和眼睛是人们用来接收信息的器
官。 各个器官之间，必须进行相互交流，才能使各司
其职的各个器官有机地结合在一起， 才能够实现各
施所长，否则用脑来执行操作，用手来思考问题，其
结果可想而知。
物联网，实际上是仿生学的一种产物，它模仿的
是人类这种具有思维能力和执行能力的高级动物。
与人类一样，作为耳目的传感器、作为手的执行器和
作为大脑的物联网， 必须要实现各个器官之间的互
动与沟通。要实现互动与沟通，就必须要有一个供各
器官进行沟通所用的语言，通过这个语言，各种信息
舒畅地在各器官间相互交流， 才能为人类提供更好
的服务。
可靠传递，通过各种电信网络与互联网融合，对
接收到的感知信息进行实时远程传送， 实现信息的
交互和共享， 并进行各种有效的处理。 在这个过程
中，利用的是现有电信运行网络，包括无线和有线网
络。从传感器网络来说，传感器网络是一个局部的无
线网， 所以无线移动通信网、3G网络是作为承载物
联网的一个有利的支撑。
如果物联网与手机 3G 网络结合， 将很快改变
人们的生活方式，使之更加便捷安全。 例如，我们可
以在保险柜产品内植入电子标签， 将该电子标签与
用户 3G手机相连， 使手机与保险柜形成一个狭义
的“物联网”。当有人碰到该保险柜时，其内置设备会
“开口说话”，立即给用户手机发送视频和图片资料，
起到及时提醒用户的作用。 同时，用户可以通过 3G
手机，实时查看保险柜的状态，可以实现“随时随地
监控，安全无处不在”的效果。
4 智能处理
物联网是一个智能的网络， 面对采集的海量数
据，必须通过智能分析和处理才能实现智能化。智能
处理是指利用云计算、 模糊识别等各种智能计算技
术，对随时接收到的跨地域、跨行业、跨部门的海量
数据和信息进行分析处理，提升对物理世界、经济社
会各种活动和变化的洞察力， 实现智能化的决策和
控制。
通过感应芯片和电子标签， 物联网能够时时刻
刻地获取人和物体的最新特征、位置、状态等信息，
这些信息将使网络变得更加“博闻广识”。 更为重要
的是，利用这些信息，人们可以开发出更高级的软件
系统，使网络能变得和人一样“聪明睿智”，不仅可以
眼观六路、耳听八方，还会思考、联想。
例如，我们现在可以通过电子警察、摄像头、雷
达测速装置和敷设在地面上的地感线圈等监测车流
量、抓拍超速等，但是做不到安全预警。 比如你在开
车上桥时，是无法看到桥的另一端情况的。如果这时
候另一端有一个人在过马路， 就难免会发生交通事
故。同时一些设备投入运营不久就毁坏了，带来的一
个问题就是“投入很大，维护成本很高”。而如果我们
在马路下面安装了传感器节点 （其寿命可长达 7
年），并与你车上的传感网终端或手机相联接，一旦
有人过马路，马上就会通过传感网告诉你，就能避免
（下转第 9页）
技 术 交 流
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（上接第 4页）
灾难的发生。有人测算过，提前几秒钟刹车就可避免
90%以上的交通事故， 而我国每年交通事故死亡七
八万人。使用传感器，汽车行驶在道路上就可以随时
检测出车流量、 车速甚至车辆形状。 当你行驶在路
上，不用听收音机的路况信息，只要通过传感器，就
能了解实时路况。机动车辆过拱桥时，驾车者往往会
有一个视线的盲角，但是应用物联网以后，你就可以
知道前方有人在通过，这样就可以减少事故的发生。
当司机因超速而不可避免地发生事故时， 事故数据
会及时发送给后台数据管理中心， 使用云彩 （云计
算）进行智能化处理。
物联网将会推动信息产业进入第三次浪潮。 信
息产业的第一次浪潮是以信息处理、 个人计算机
（PC）为代表；以互联网、通信网络为代表的信息传
输推动了信息产业的第二次浪潮；而以传感网、物联
网为代表的信息获取或信息感知， 将会推动信息产
业进入第三次浪潮。信息产业的第一次浪潮，我们国
家是后起的。在计算机领域，我国在国际上的发言权
很少，整个操作系统、平台都在别人手上，因为我们
在后期才介入。 第二次浪潮，我国是中期介入的，这
时我国有了 TD-SCDMA（时分同步码分多址）的国
际标准，至少中国在国际舞台上有声音了。在以传感
网、物联网为代表的信息产业第三次浪潮中，我国与
国际是同步启动的，具有同发优势。 近年来，随着传
感器、条形码、RFID、GPS、云计算等关键技术的迅
猛发展，物联网产业作为推动产业升级、迈向信息社
会的“发动机”，受到世界各国的普遍重视。
参考文献
1 郎为民. 大话物联网［M］. 北京：人民邮电出版社， 2010.
2 郎为民. 射频识别（RFID）技术原理与应用［M］. 北京：机
械工业出版社， 2006.
3 郎为民，刘 波 . WiMAX 技术原理与应用［M］. 北京：机
械工业出版社， 2008.
4 Harri Holma， Antti Toskala. UMTS 中的 LTE： 基于
OFDMA 和 SC-FDMA 的无线接入［M］，郎为民，焦 巧，
译. 北京：机械工业出版社， 2010.
5 郎为民. EPON/GPON：从原理到实践［M］. 北京：人民邮
电出版社， 2010.
郎为民（1976—），男，副教授，博士，教研室副主
任，中国通信学会会员，研究方向为下一代网络、射
频识别和信息安全。
收稿日期：2010-12-08
策略，在无需全局文件服务器的参与时，其性能接近
集中式全局调度算法。
6 结束语
网络编码理论是网络通信研究领域中的一项重
要突破，自首次提出以来，已迅速发展成一个重要的
研究方向，并对信息论、编码、通信网络、网络交换理
论、无线通信、计算机科学、密码学、运筹学、矩阵理
论等学科领域带来深远影响。 尽管学术界已经对网
络编码理论和应用进行了广泛的研究， 并从理论模
型上证实了运用网络编码能提升网络的性能， 但验
证的步骤或模拟的环境大多基于若干假设或理想化
的模型，与实际的应用环境还有一定的差距，由此得
出的某些结论尚存局限性。此外，研究过程大多基于
理论上定性的分析，缺乏定量的研究。 因此，将网络
编码应用于实际，构建基于网络编码的实用系统，还
有待更严格、更深入、更广泛的研究与实践。 我们有
理由相信，随着网络编码研究的不断深入，网络编码
技术一定会从理论走向实用， 而且其应用领域必定
会越来越宽泛。
参考文献
1 彭木根，王文博 . 协同无线通信原理与应用［M］. 北京：
机械工业出版社，2009.
2 陶少国，黄佳庆，杨宗凯，等. 网络编码研究综述. 小型微
型计算机系统. 2008，29（4）：583-589.
3 R Ahlswede. Network Information Flow ［J］. IEEE
Trans. Info. Theory，2000,46（4）：87-93.
4 郑 刚，胡晓惠 . 网络编码的研究进展［J］. 计算机研究
与发展，2008，45（3）：400—407.
5 Fong S L，Yeung R W. Variable-rate linear nerwork
coding ［C］. Chengdu：IEEE Information Theory Work-
shop,2006.
王海涛（1976—），男，副教授，博士，主要研究方
向为无线自组网、普适计算和认知无线电。
收稿日期：2011-01-03
技 术 交 流
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