第二章 信息技術發展

??信息技術是在信息科學的基本原理和方法下，獲取信息、處理信息、傳輸信息和使用信息的應用技術總稱。從信息技術的發展過程來看，信息技術在傳感器技術、通信技術和計算機技術的基礎上，融合創新和持續發展，孕育和產生了物聯網、云計算、大數據、區塊鏈、人工智能和虛擬現實等新一代信息技術，成為支撐當今經濟活動和社會生活的基石，代表著當今先進生產力的發展方向。

??從宏觀上講，信息技術與信息化、信息系統密不可分。信息技術是實現信息化的手段，是信息系統建設的基礎。信息化的需求驅動信息技術高速發展，信息系統的廣泛應用促進了信息技術的迭代創新。近年來，隨著新一代信息技術的發展，信息及其相關的數據成為重要生產要素和戰略資源、使得人們能更高效地進行資源優化配置，持續推動傳統產業不斷升級、社會勞動生產率的不斷提升，從而帶動全球信息化發展和數字化轉型，新一代信息技術已成為世界各國投資和重點發展的戰略性產業。

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2.2 新一代信息技術及應用

??信息技術在智能化、系統化、微型化、云端化的基礎上不斷融合創新，促進了物聯網、云計算、大數據、區塊鏈、人工智能、虛擬現實等新一代信息技術的誕生。新一代信息技術與信息資源充分開發利用形成的新模式、新業態等，是信息化發展的主要趨勢，也是信息系統集成領域未來的重要業務范疇。

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2.2.1 物聯網

??物聯網(The Internet of Things)是指通過信息傳感設備，按約定的協議將任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的網絡。物聯網主要解決物品與物品(Thing to Thing, T2T)、人與物品(Human to Thing,H2T)、人與人(Human to Human, H2H)之間的互連。另外，許多學者在討論物聯網時經常會引入M2M的概念：可以解釋為人與人(Man to Man)、人與機器(Man to Machine)或機器與機器(Machine to Machine)。

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1.技術基礎

??物聯網架構可分為三層：感知層、網絡層和應用層。感知層由各種傳感器構成，包括溫度傳感器，二維碼標簽、RFD標簽和讀寫器，攝像頭，GPS等感知終端。感知層是物聯網識別物體、采集信息的來源。網絡層由各種網絡，包括互聯網、廣電網、網絡管理系統和云計算平臺等組成，是整個物聯網的中樞，負責傳遞和處理感知層獲取的信息。應用層是物聯網和用戶的接口，它與行業需求結合以實現物聯網的智能應用。

??物聯網的產業鏈包括傳感器和芯片、設備、網絡運營及服務、軟件與應用開發和系統集成。物聯網技術在智能電網、智慧物流、智能家居、智能交通、智慧農業、環境保護、醫療健康、城市管理（智慧城市）、金融服務與保險業、公共安全等方面有非常關鍵和重要的應用。

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2.關鍵技術

??物聯網關鍵技術主要涉及傳感器技術、傳感網和應用系統框架等。

??1）傳感器技術

??傳感器是一種檢測裝置，它能“感受”到被測量的信息，并能將檢測到的信息按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現自動檢測和自動控制的首要環節，也是物聯網獲取物理世界信息的基本手段。

??射頻識別技術(Radio Frequency Identification,RFID)是物聯網中使用的一種傳感器技術，在物聯網發展中備受關注。RIFD可通過無線電信號識別特定目標并讀寫相關數據，而無須識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。FD是一種簡單的無線系統，由一個詢問器（或閱讀器)和很多應答器（或標簽）組成。標簽由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有擴展詞條唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象，它通過天線將射頻信息傳遞給閱讀器，閱讀器就是讀取信息的設備。RFD技術讓物品能夠“開口說話”。這就賦予了物聯網一個特性一可跟蹤性，即可以隨時掌握物品的準確位置及其周邊環境。

??2）傳感網

??微機電系統(Micro–Electro-.Mechanical Systems,MEMS)是由微傳感器、微執行器、信號處理和控制電路、通信接口和電源等部件組成的一體化的微型器件系統。其目標是把信息的獲取、處理和執行集成在一起，組成具有多功能的微型系統，集成于大尺寸系統中，從而大幅地提高系統的自動化、智能化和可靠性水平。MEMS賦予了普通物體新的“生命”，它們有了屬于自己的數據傳輸通路、存儲功能、操作系統和專門的應用程序，從而形成一個龐大的傳感網，使物聯網能夠通過物品來實現對人的監控與保護。未來，衣服可以通過傳感網“告訴”洗衣機放多少水和洗衣粉最經濟；文件夾會“檢查”人們忘帶了什么重要文件；食品蔬菜的標簽會向顧客的手機介紹“自己”是否真正“綠色安全”。

??3）應用系統框架

??物聯網應用系統框架是一種以機器終端智能交互為核心的、網絡化的應用與服務。它將使對象實現智能化的控制，涉及5個重要的技術部分：機器、傳感器硬件、通信網絡、中間件和應用。該框架基于云計算平臺和智能網絡，可以依據傳感器網絡獲取的數據進行決策，改變對象的行為控制和反饋。以智能停車場為例，當車輛駛入或離開天線通信區時，天線以微波通信的方式與電子識別卡進行雙向數據交換，從電子車卡上讀取車輛的相關信息，從司機卡上讀取司機的相關信息，自動識別電子車卡和司機卡，并判斷該車卡是否有效和司機卡的合法性，核對車道控制電腦并顯示與該電子車卡和司機卡一一對應的車牌號碼及駕駛員等資料信息。車道控制電腦自動將通過時間、車輛和駕駛員的有關信息存入數據庫中，車道控制電腦根據讀到的數據判斷是正常卡、未授權卡、無卡還是非法卡，據此做出相應的回應和提示。另外，家中的老人通過佩戴嵌入智能傳感器的手表，在外地的子女可以隨時通過手機查詢父母的血壓、心跳是否穩定。智能化的住宅在主人上班時，傳感器自動關閉水電氣和門窗，定時向主人的手機發送消息，匯報安全情況。

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3.應用和發展

??物聯網的應用領域涉及人們工作與生活的方方面面。在工業、農業、環境、交通、物流、安保等基礎設施領域的應用，有效地推動了這些方面的智能化發展，使得有限的資源能更加合理地使用分配，從而提高了行業效率、效益：在家居、醫療健康、教育、金融與服務業、旅游業等與生活息息相關領域的應用，通過與社會科學和社會治理的充分融合創新，實現了服務范圍、服務方式和服務質量等方面的巨大變革和進步。