问题14：如何理解物联网中“智能物体”的主要特征？

理解物联网中“智能物体”的技术特征时需要注意以下几个问题。

1.“智能物体”是对连接到物联网中的人与物的一种抽象

物联网中的“物体（thing）”或者“对象（object）”是现实社会物理世界中的人或物，只是我们给它增加了“感知”、“通信”与“计算”能力。例如，我们可以给商场中出售的微波炉贴上RFID标签。当顾客打算购买这台微波炉时，他将微波炉放到购货车上，并推到结算的柜台时，RFID读写器就会通过无线信道直接读取RFID标签的信息，知道这是一款什么型号的微波炉、哪个公司出产的、价格是多少。这样一台贴有RFID标签的微波炉就是物联网中的一个具有“感知”、“通信”与“计算”能力的“智能物体”（Smart Thing）或者叫作“智能对象”（Smart Object）。在智能电网应用中，每一个用户家中的智能电表就是一个智能物体；每个安装有传感器的变电器监控装置也使得这台变电器成为一个智能物体。在智能交通应用中，安装有智能传感器的汽车就是一个智能物体；安装在交通路口的视频摄像头也是一个智能物体。在智能家居应用中，安装了光传感器的智能照明控制开关是一个智能物体；安装了传感器的冰箱也是一个智能物体。在水库安全预警、环境监测、森林生态监测、油气管道监测应用中，无线传感器网络中的每个传感器节点就是一个智能物体。在智能医疗应用中，带有生理指标传感器的每位老人是一个智能物体。在食品可追溯系统中，打上RFID耳钉的牛、一枚贴有RFID标签的鸡蛋也是一个智能物体。因此，在不同的物联网应用系统中，智能物体可能有很大差异。智能物体可以是小到用肉眼几乎看不见的物体，也可以是一个大的建筑物；它可以是固定的，也可以是移动的；它可以是有生命的，也可以是无生命的；它可以是人，也可以是动物。“智能物体”是对连接到物联网中的人与物的一种抽象。在不同的应用问题的讨论中，人们也可能采用“物品”、“产品”来表述物联网中的“对象”。在智能物流应用中，我们可以将“商品”、“物品”理解为“对象”。

2.智能物体具有感知、通信与计算能力

智能物体的物理与生物特征可以不一样，但他们（或者它们）都通过配置RFID或各种传感器，从而具有感知、通信和计算能力。智能物体能够感知到哪一种或哪几种参数是由所选用的传感器或RFID类型而定。通信能力的不同表现在：它可以主动发送数据，也可以被动地由外部读写器来读取数据；它可以使用有线通信方式，也可以使用无线通信方式；它可以用微波信道通信，也可以用红外信道通信；它可以进行远距离通信，也可以在几米范围内实现近距离通信。计算能力的不同表现在：它可能是只简单地产生数据，进行计算量比较小的数据汇聚计算，也可能是进行计算量比较大的数据融合、路由选择、拓扑控制、数据加密与解密、身份认证计算。如果智能物体是具有感知和控制远程工作发动机的传感器节点，那么这个传感器节点的计算能力还应该理解为：它具有正确判断控制命令的类型与要求，并能够决定是否要执行、什么时候执行以及如何执行命令的能力。

3.智能物体可以在任何时间、任何地点接入到物联网

物联网的运行特点可以从时间、地点与物体三个维度进行描述（如图2-2所示）。

也就是说，物联网中任何一个合法的用户（人或物）可以在任何时候（Anytime）、任何地点（Anywhere）与任何一个物体（Anything）通信，交换和共享信息，协同完成特定的服务功能。同理，物联网中的任何智能物体在任何时间、任何地点都可以接入物联网。

4.对智能物体标识的理解

在互联网中，名字（Name）、地址（Address）与路径（Route）是有区别的。名字说明他是谁，地址说明他在哪里，路径说明如何找到他。名字不会因其所处位置的变化而改变，地址表示的是它所在的位置。例如，南开大学的Web服务器的名字是“www.nankai. edu.cn”，我们可以根据它连接的网络地址结构，为这个Web服务器分配一个对应的IP地址“202.1.12.1”。路由器可以根据这个IP地址寻址到相应的服务器。需要注意的是，有人将服务器名比作人的名字，这是不科学的。人的名字允许重复，但是互联网中一台Web服务器的名字、地址必须在全网是唯一的。

在物联网中，要实现全球范围智能物体之间的互联与通信就必须解决物体标识问题。如果节点设备有足够大的内存，并且应用系统使用TCP/IP协议，那么可以为每一个节点分配一个IP地址。IP地址分为两类，即IPv4与IPv6地址，取决于系统使用的IP协议的版本。IPv4地址目前基本用完，因此物联网中的节点开始使用地址空间更大的IPv6地址。物联网中的RFID标签编码还没有形成统一的国际标准，目前影响最大的两个标准是欧美支持的电子产品编码（EPC）与日本支持的泛在识别（UID）标准。我国的相关标准正在制定中。

5.智能物体与嵌入式技术的关系

从以上的讨论中可以得出两点结论：一是智能物体的感知、通信与计算能力的大小应该根据物联网应用系统的需求来确定。二是智能物体都应该是一种嵌入式电子装置，或者是装备有嵌入式电子装置的人、动物或物体。嵌入式电子设置可能是功能很简单的RFID芯片，也可以是一个功能复杂的无线传感器节点。嵌入式电子装置可能使用简单的微处理器芯片和小的存储器，也可能使用功能很强的微处理器芯片和大的存储器。

6.在研究智能物体接入物联网时需要解决的问题

要实现物联网在任何时候、任何地点与任何一个物体通信的要求，需要研究和解决以下几个基本的问题：

● 如何标识不同的物体？

● 如何实现不同物体之间的通信？

● 如何建立物联网的通信模型？

● 如何保证物联网的服务质量？

● 如何实现物联网中物体的识别与寻址？

● 如何保护物联网的信息安全与个人隐私？