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引 言
20世紀90年代中期IT進入互聯網計算模式時代。10余年來隨著信息化的深入發展信息化覆蓋了各行各業如鐵路、公路、建筑、電力、水利、石化、航運、商業、物流、公用事業、國防等領域。不僅辦公自動化、管理信息系統、電子政務、電子商務等信息化應用早已存在而且各種物理設備、基礎設施的數據也需要進入網絡在本行業內或跨行業間相互通信連接、交換、互動，這就構成了物理基礎設施（如光電、機電、電氣等設備）和IT 基礎設施（如電腦、服務器、交換機等）融合為一體的一種信息系統即物聯網。
1 物聯網計算模式的形成
物聯網是信息化和工業化發展、融合的必然結果是信息技術和傳感、控制技術融合的產物。在互聯網計算模式時代計算機的信息交換、傳輸、存儲、處理和應用從此擺脫 孤島環境進入全面開放的時代促進了各行各業的發展極大地滿足了人類發展的需求。
工業化的需求促進了傳感、控制技術的飛速發展物件（設備） 通過傳感器和（或） 執行器按一定的協議（規程）連接起來構成傳感、控制網絡進入到工業自動化 時代。隨著傳感、控制技術的發展以及工業化、數字城市、國防軍事等對信息需求的不斷提升和發展傳感/控制領域的信息交換、傳輸、存儲、處理和應用也需要開放從孤島邁向城市和區域乃至全球。因此，一種既包括互聯網協議又具有傳感、控制網絡協議的結構在互聯網計算模式中脫穎而出這就是新的計算模式 ？？物聯網計算模式。
20世記50~ 60年代稱為早期計算機時代;60年代中期開始的 終端- 主機稱為第一代計算模式; 80 年代初發展的微機- 服務器稱為第二代計算模式; 90年代中期以后發展的互聯網稱為第三代計算模式; 物聯網計算模式是繼互聯網后的第四代計算模式它是互聯網計算模式的進一步發展。
因此可以認為物聯網計算模式的內涵就是通過物件（設備）的傳感和控制按約定的協議將物件的信息或（和）物件間互動的信息利用互聯網協議連接起來進行信息交換和通信并實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理等功能的一種應用架構。
2 物聯網技術國內外發展歷程
2. 1 國外發展概況
物聯網技術的發展始于20世紀90年代后期。1995年比爾 蓋茨在未來之路中提及物聯網但當時這個新概念沒有引起太多的關注。直至1999 年在美國召開的移動計算和網絡國際會議上提出傳感網是21世紀人類面臨的又一個發展機遇這才引起信息界的注意。2005年國際電信聯盟（ ITU ）發布 ITU 互聯網報告2005： 物聯網并預測物聯網的建立將會帶來10億量級的信息設備、30億量級的智能電子設備、5 000億量級的微處理器、萬億以上傳感器的需求是下一個萬億級信息產業引擎成為繼計算機、互聯網后的第三次信息產業浪潮。繼后美國權威咨詢機構Forrester測到2020 年，世界上物物互聯的業務與人與人通信的業務相比將達到301。因此 物聯網被稱為下一個萬億級通信業務的網絡。此后物聯網理念正式在IT界確立。
2009年1月28日美國總統奧巴馬與工商業領袖舉行了一次圓桌會議IBM 首席執行官彭明盛首次提出智慧地球的概念。該概念一經提出即得到美國各界的高度關注。甚至有分析認為IBM 公司的這一構想極有可能上升至美國的國家戰略。該戰略具體地說就是把傳感器嵌入或裝備到電網、鐵路、公路、建筑、交通運輸工具、供水系統、大壩、油氣管道等各種基礎設施中并且相互通信連接形成所謂的 物聯網。
IBM 前任首席執行官郭士納曾提出一個重要的觀點認為計算模式每隔15年發生一次變革。物聯網的確是繼互聯網后的第四代計算模式。
2. 2 國內發展概況
我國國家中長期科學與技術發展規劃綱要（ 2006 2020年） 中已把物聯網列入重點研究領域。若干年來相關的高等院校、研究所和企業已承擔了物聯網的相關課題（著重于傳感器和傳感器聯網的產品）并獲得了一定的成果但未形成自主產業鏈。
2009年8月開始 物聯網真正引起中國公眾關注。2009年8月7日***總理到中科院無錫高新微納傳感網工程技術研發中心考察時表示： 在傳感網發展中需早一點謀劃未來早一點攻破核心技術。***總理于同年11 月3日發表了題為讓科技引領中國可持續發展的重要講話把物聯網列為國家五大新興戰略性產業之一。2010年3月5日***總理在政府工作報告中指出要加快物聯網的研發應用。物聯網首次被寫進政府工作報告物聯網的發展得到了國家最高層領導的關注。據悉中國已經規劃2020年之前投入近4 萬億元資金用于物聯網研發。工業和信息化部已把物聯網發展作為2010年我國信息產業確定的三大發展目標之一。
2010年以來為了加速形成物聯網產業鏈，推動物聯網應用國內開展的有關物聯網的工作主要如下：
（ 1） 由工業和信息化部和國標委領導6月8日正式成立物聯網標準聯合工作組并開展標準制定工作。
（ 2） 北京、上海、廣州、深圳等各大城市相繼舉辦了物聯網應用高峰論壇并成立了物聯網中心或相應的機構。以建設感知城市或智慧城市命名的項目陸續展開。
（ 3） 國家相關部、委相繼舉行了物聯網應用高峰論壇并成立相應機構結合本部門實際開展物聯網的研發和應用實現信息化推動工業化發展的目標。
（ 4） 三大電信運行商、國家廣電總局等均制定了物聯網發展規劃并相繼在各大城市中成立相關機構。
（ 5） 有關高等院校設立物聯網相關專業。
（ 6） 國家十二五規劃中關于物聯網的應用鎖定如下十大重點領域： 智能電網、智能交通、智能物流、智能家居、環境與安全檢測、工業與自動化控制、醫療健康、精細農牧業、金融與服務業和國防軍事。
3 物聯網的應用體系架構
物聯網不是一種特定的物理網絡而是在互聯網技術基礎上進一步發展的信息應用架構該架構既適用于基層更適合城市、區域或全行業（部門）的信息化應用。
物聯網的應用體系架構由感知層、網絡層（又稱連接層）、應用層和公共技術4部分組成，如圖1所示。
（ 1） 感知層包括物件傳感與執行、短距離通信技術和協同處理兩部分內容。前者確定了對物件進行數據采集的傳感器以及對物件進行控制的執行器。后者規定了傳感器和執行器聯網及其協同處理的內容其中包括短距離傳輸、自組織組網、協同信息處理、傳感器網絡中間件等技術。
（ 2） 網絡層說明了網絡支撐技術包括M 2M、異構網、移動通信網、互聯網、內部網、專用網絡等。
（ 3） 應用層包括應用領域和服務支持兩部分內容。前者確定了與物聯網相關的應用領域，如智能電網、智能家居、智能交通、環境監測、安保監測、工業監控、智能物流
等。后者為各類應用提供服務支撐平臺包括SOA、分布式數據處理、數據資源、數據挖掘、海量存儲等內容。
（ 4） 公共技術包括標志解析、信息安全、系統管理等。
4 物聯網與智能建筑
4. 1 智能建筑技術現狀
智能建筑技術發展歷經20 余年在我國的發展起步于20 世紀90 年代中期技術現狀如下：
（ 1） 智能建筑技術遍及各個行業從傳統弱電發展成融合信息和控制等技術的綜合應用系統。
（ 2） 智能建筑包括20 ~ 30 個子系統子系統分成兩大類： 常規與專業應用。
（ 3） TCP / IP網絡化架構支撐絕大部分子系統的管理和監控。
（ 4） 建筑設備監控、安防、一卡通等已構建成TCP / IP網絡架構上的虛擬化集成融合子系統。
（ 5） 智能建筑遍及整個城市是構建數字城市的重要基層單元。
（ 6） 智能建筑技術是支持構建綠色建筑（環保、節能）的重要技術。
（ 7） 標準與規范日趨完善。
物聯網的應用體系架構說明了物聯網系統的兩種情況： 人類通過信息網絡對物件傳感器數據進行采集、存儲、處理從而對物件進行管理和監控; 物件間產生互動人類通過信息網絡對物件間互動進行管理和監控。
4. 2 智能建筑物聯網應用發展現狀
智能建筑物聯網應用無處不在表現如下：
（ 1） 物件（設備）經傳感器聯網明顯地反映在智能家居、建筑設備監控、安防、一卡通、遠傳表、電子配線管理、智能照明、公共廣播、會議系統、機房以及某些專業應用等系統中。
（ 2） 以局域網作為內網是智能建筑的網絡層主要結構。
（ 3） TCP / IP網絡平臺支撐設備的管理和監控。
（ 4） 實現管理和監控瀏覽器和服務器（ B row ser/ServerB /S）訪問模式逐漸取代了傳統的B /S與客戶機/服務器（ C lient /ServerC /S）混合訪問模式。
（ 5） 智能建筑設備傳感/控制聯網方式涉及開關量或模擬量、單向或雙向、單路或多路、TCP/IP支持的網或TCP / IP不直接支持的網、設備間無互動或設備間互動5個因素。不同的子系統設備傳感/控制聯網方式可能不同其中模擬量、雙向、多路、非TCP / IP 網、設備間互動的聯網方式比較復雜建筑設備監控、智能家居、機房內環境與設備監控等系統涉及的傳感/控制聯網就歸于此類情況。
（ 6） 十二五物聯網規劃所支持的重點應用領域與智能建筑關系密切。
4. 3 智能建筑物聯網應用體系架構
按照圖1的體系架構智能建筑物聯網應用體系架構可細分成6 層和公共技術共7部分，如圖2所示。
（ 1） 智能建筑傳感與執行層。有關子系統物件傳感和執行情況說明如表1所示。
（ 2） 短距離通信技術和協同處理層。涉及傳感器與執行器所連接的現場總線和通信技術，以及設備在現場總線網絡上的互動和協同處理。
（ 3） 網絡平臺層。對于智能建筑物聯網有關的子系統該層的內容幾乎全部是TCP / IP以太網平臺某些子系統需要建立移動通信網平臺。
（ 4） 網絡應用協議層。該層內容是TCP / IP網絡平臺所支持的應用協議如HTTP、FTP、M IME、SNMP、XML等。
（ 5） 服務支持層。該層內容包括數據資源和中間件等。
（ 6） 智能建筑應用層。對于智能建筑物聯網有關的子系統必須具備基于瀏覽器的B /S訪問模式的管理和監控功能。
（ 7） 公共技術。公共技術主要包括建立系統所需要的公共文件和服務如標志解析、信息安全、系統管理等。
4. 4 智能家居物聯網系統結構
智能家居物聯網系統結構實例如圖3所示。
（ 1） 家居智能控制器是系統的核心設備連接家居網、住區以太網和移動通信網。
（ 2） 家居網可選擇無線、低壓載波電力線、MBus、RS485、LonW orks等通信協議或網絡實現家居內的家電、安防、環保、遠傳表具等設備的傳感和控制。
（ 3） 系統網絡為以太網和移動通信網。物業、住戶通過電腦或（和）移動終端的瀏覽器以B /S訪問模式連接具有W eb Server功能的家居智能控制器對家居實現物業管理和遠程監控。
（ 4） B /S 訪問模式既能使住戶對自己家里的情況隨時隨地地進行遠程監控也保證了智能家居作為數字城市的一種基礎單元。
5 智能建筑物聯網應用進程若干問題
（ 1） 物聯網應用的主要目標可認為是 數字城市 （目前稱感知城市） 和 行業智能化。國家 十二五規劃物聯網鎖定的十大重點領域雖然遍及數字城市但與處于基層的智能建筑關系密切： 智能家居領域本來是智能建筑的一部分; 工業與自動化領域包括智能建筑中的建筑設備監控子系統; 環境與安全檢測領域落實到智能建筑中就是綠色建筑環保監測以及重要的安防系統; 智能電網、智能交通、智能物流、醫療健康、金融與服務業等領域的物聯網應用與這些領域中的智能建筑相關專業子系統物聯網應用有關。
（ 2） 物聯網的原文是Internet of Th ings但對于基于建筑物、基本由TCP / IP 以太網內網支撐的智能建筑來說其物聯網架構不可能發展成由Internet來支撐即智能建筑領域的物件資源不太可能在互聯網上被共享。但是互聯網技術特別是互聯網應用協議（ 如瀏覽器、HTTP、WebServer、M IME、XML等）對智能建筑物聯網應用的支持極為重要。可以認為智能建筑物聯網物件資源的共享發生在互聯網協議支持的內網以太網平臺上。
（ 3） 智能建筑各個物聯網子系統的應用層采用B /S訪問模式的重要性在于如下幾點： 物聯網計算模式源于上一代互聯網計算模式顯然應用層的B /S訪問模式是主導隨著瀏覽器越來越強大的功能當前國內外智能建筑產品的應用層均走上全B /S之路替代了B /S與C /S混合模式。
便于構建物聯網架構的智能建筑集成系統。如果有關的子系統均為B /S訪問模式則形成智能建筑集成系統（ BMS）新穎的物聯網架構是迎刃而解的事。 便于向上融合。B/S訪問模式是智能建筑作為基層子系統融合到感知城市或（和）行業整體的物聯網架構中的重要技術支撐。 云計算是當前信息化發展的重要目標為了構建即將到來的智能建筑物聯網云計算平臺B /S訪問模式是必要的技術條件。如當前國內已有企業推出基于智能建筑云計算的能源管理系統以能源管理的云計算服務改變當前每個建筑孤島式的能源管理。 智能建筑公共運維服務是智能建筑行業發展的重要目標之一。要實現該目標必須摒棄傳統智能建筑孤島式的運維模式。物聯網B /S訪問模式為智能建筑發展第三產業公共運維服務提供了必要的技術支撐。 智能建筑領域應用層的B /S 訪問模式是發展智能建筑物聯網搜索引擎的決定性的技術條件。
（ 4） 射頻識別（ RFID） 技術是物聯網基本的傳感器技術廣泛應用于一些領域是物聯網感知層的始祖。但對于智能建筑的感知層RFID傳感器在一些子系統中很少使用（見表1） 而在一卡通和出入口控制等子系統中使用了 類RFID傳感器技術。可以認為智能建筑的感知層是較復雜的不僅傳感器的種類繁多而且還包括相當多的執行器。某些子系統（如建筑設備監控系統、智能家居等）在感知層實現設備間互動是智能建筑物聯網結構的一個特點; 而在網絡層實現有關子系統（如火災自動報警與視頻監控）間的聯動則又是一個特點。
6 結 語
新一代信息技術（包括物聯網、云計算等）已列入國家 十二五規劃七大戰略性新興產業的首位物聯網的發展已納入國家發展戰略。十二五物聯網規劃鎖定的十大應用領域與建筑智能化關系緊密。物聯網時代的到來給予建筑智能化發展和創新前所未有的機遇今后的目標是要在未來幾年形成智能建筑的物聯網產業鏈（包括技術、標準、產品、系統和應用等一系列內容）。目前物聯網的體系架構基本確定對于智能建筑體系架構中的感知層和應用層產業鏈的自主創新應作為重點。
責任編輯：ct
工商網監
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