現在，如同當年的互聯網革命所掀起科技和經濟浪潮一般，物聯網(Internet of Things) 的崛起能否應驗“十五年周期定律”，相信大家都在屏息以待。

一、物聯網的起源

物聯網概念最早出現于1999年，由美國MIT Auto-ID Center 的 Ashton 教授在研究無線射頻識別技術 (RFID) 時所提出的概念，乃運用RFID結合Internet網絡架構，讓PC to PC(P2P)架構擴展到Machine to Machine(M2M)架構。它的定義是：把所有物品通過無線射頻識別等訊息，將感測設備與互聯網連接起來，實現智能化的識別和管理。

后來，國際電信聯盟(ITU)在2005年發(fā)布的《ITU互聯網報告2005：物聯網》中指出，無所不在的物聯網時代即將來臨，在互聯網的基礎上，利用RFID、無線數據通信等技術，將可建構一個覆蓋世界上所有事物的物聯網。在這個網絡中，物品能夠自動識別，彼此進行信息交流，而無需人為的干預。

并以Internet Of Things為名，正式提出物聯網架構，強調未來數字生活中互聯網將無所不在的發(fā)展趨勢。

IBM 前執(zhí)行官 Louis V. Gerstner 認為科技發(fā)展每隔15年就會發(fā)生一次大的變革，1965年前后以大型主機為代表，1980年前后個人計算機普及帶動一波風潮，1995年前后進入互聯網的年代。

現在，如同當年的互聯網革命所掀起科技和經濟浪潮一般，物聯網(Internet of Things) 的崛起能否應驗“十五年周期定律”，相信大家都在屏息以待。

二、實現人類社會與實物系統的整合

過去的信息處理模式，往往是將物品設施和信息設備分開：一方面是機場、公路、建筑物、家電用品，而另一方面可能是計算機與寬帶網絡等，透過將物品設施抽象化的方式建置于信息系統之中，兩者并不能互相直接溝通。

物聯網是透過在物品上嵌入無線電子卷標與傳感器，通過網絡的方式將其發(fā)送到訊息處理的平臺，而各訊息處理平臺可互相連結形成一個龐大的網絡，從而可對物品進行跟蹤、監(jiān)控等智能化管理與分析的目的，實現人與物之間的訊息溝通。

在物聯網的整體架構下，電冰箱、冷氣機、電燈等家電設備都可透過無線射頻技術、感測設備與網絡整合為統一的基礎設施，所有的人與機器以及機器之間的互動都會在上面進行，然后將物聯網與現有的互聯網整合起來，實現人類社會與實物系統的整合。

但相較于早期只是單純運用各種感測裝置來記錄信息，現在物聯網最大的不同是，運用IT系統將這些收集來的信息串接起來，進一步分析出更有價值的信息。

所以，現在物聯網技術的背后，不只是RFID、ZigBee、電力監(jiān)控機制、溫度傳感器等感測或識別機制而已，更重要的是后端IT系統的串連，將繁多傳感器提供的信息匯總，分析出有意義的營運決策信息，甚至可以預測未來態(tài)勢來提高營運調度的效率。這些技術的總和就是現在的物聯網(Internet of Things)。

而過去這樣龐大的感測系統和背后的IT系統，只有像Wal-Mart、Tesco這種超大規(guī)模的企業(yè)才有能力建置。

但近1、2年來，相關感測技術和網絡技術逐漸成熟，相較于2005年時Wal-Mart采用的技術，感測網絡技術的能力比起過去至少提高了10倍，從過去幾百個小區(qū)域的端點鏈接，到現在單一控制端點能夠連結上千或是上萬個傳感器，感測網絡也從只能鏈接同類物體，到現在能夠同時串連異質性的物體，讓物聯網的運用能夠更具規(guī)模，更容易搜集不同類型的信息，所收到的數據也更有價值。

三、技術發(fā)展方向

以前信息化的思考，總要想著如何來將具體世界抽象化，然后想著用哪種模型來呈現問題的解決方案，雖然強調“所有的東西都是對象” ( Everything is an Object)，但總是有著具體化的隔閡。

隨著信息通訊技術的推陳出新，物聯網的出現提供了一個新的維度。

除了過去人與人之間可以在任何時間、任何地點交換與處理信息外，現在更增添了任何時間、任何地點、可加入任何物體的信息溝通與處理分析的角度。

根據 ITU 和歐洲物聯網研究計劃小組等機構針對物聯網的定義與概念，物聯網的架構主要可分為三層:

最下層為感知層，由各種信息擷取、識別的感知組件所組成;

中間為網絡層，即各類傳輸技術;

最上層為應用層，即物聯網的各種應用領域。

無疑地，物聯網是技術積累到一定程度后的重要改變，它的架構預告了信息和通訊的未來發(fā)展，然而它的發(fā)展也依賴于一些重要領域的技術創(chuàng)新。在物聯網的發(fā)展下，無線射頻識別技術、傳感器技術 (transducer)、智能嵌入技術、云計算技術 (cloud computing)、納米技術將更加廣泛的應用。

目前物聯網重要技術的發(fā)展方向，可概分為下列各項：

1、物品識別：利用無線射頻識別技術隨時隨地獲取物體的識別;

2、感測傳遞：透過傳感器的感測 (sensor) 與觸動執(zhí)行 (actuator)，將訊息得以透過與互聯網的結合方式實時準確地傳送與接收;

3、運算分析：利用云計算對龐大的數據和訊息進行實時的分析和處理。

除此之外，在物聯網的發(fā)展趨勢下，所有的對象都必須要具備接受、傳遞與處理信息的能力，因此嵌入式技術的發(fā)展更顯相得益彰;

納米材料技術可使得體積越來越小的物體能夠進行交互和連接，也是物聯網發(fā)展的技術議題。

物聯網的建構將會融合上述技術，來提供一個完全可交互溝通、可提供回饋、可實時處理分析的服務環(huán)境。

以下，針對與信息通訊相關的技術發(fā)展狀況，再進一步說明如下：

1、無線射頻識別技術 (RFID, Radio Frequency IDentification)

使用無線電波來識別物體的無線射頻識別技術是物聯網的中樞。就物聯網來看，RFID的應用與技術有：

物體本身要與其他物體溝通，本身的識別是最基本的因素，一套簡單易用并有效的物體識別系統是相當重要的。

物體本身收到事件經過捕捉與查詢處理，可觸發(fā)動作并做本身或相關物體狀態(tài)的改變。

EPCglobal致力于全球標準的創(chuàng)造與應用，成功地推動RFID標準化。產品電子碼 (EPC, Electrical Product Code) 是透過RFID卷標，應用在識別實體對象。而標準化的EPC卷標編碼數據報括可獨一無二辨識各別對象的EPC號碼，及有效區(qū)分品項類別和品項序號的過濾值等，EPCglobal近期已公告1.5版的卷標數據標準 (Tag Data Standard)。

應用層事件 (ALE, Application Level Events) 為一EPCglobal軟件標準的名稱，這標準規(guī)范了客戶端應用程序欲與來自不同源頭、已過濾、篩選過的EPC相關數據產生互動所需要的軟件接口。換句話說，ALE提供了便利的方式供應用程序和RFID讀取設備互動，進行RFID標簽的讀取或寫入動作。EPCIS位于EPCglobal Network最頂層之位置，位于卷標及讀取器還有中間件之上，由于每個企業(yè)內部的IT環(huán)境大不相同，為了達到企業(yè)間EPCIS數據分享的目的，EPCIS (EPC Information Service) 比起EPC網絡架構底層的成員更為復雜及多樣化，抽象數據模型定義所有EPCIS型式的數據結構與特性、相關性，以及使用規(guī)則;數據定義層定義了EPCIS核心事件數據型態(tài)，目前已有Object Event、Aggregation Event、Quantity Event、和Transaction Event共四種型態(tài); EPCIS服務層提供兩項核心服務,借助Capture Interface捕捉在真實世界發(fā)生的EPC Event，由Query Interface負責處理EPCIS的查詢請求并回傳相關數據; Bindings的目的在于鏈接數據定義層與服務層的組件好讓 EPCIS 具有數據分享的能力。

2、智能傳感技術 (Smart Transducer)

傳感器具備探測和記錄物體物理狀態(tài)改變的能力，也可觸發(fā)周圍環(huán)境的變化。一般而言，傳感器和執(zhí)行器是常見到的傳感器。傳感器在連接物理世界和信息虛擬世界上有界接的作用，傳感器從環(huán)境中收集數據、生成信息，并提高對周圍環(huán)境的意識;執(zhí)行器使得物體能夠對周圍物理環(huán)境的改變做出反應。傳感器的范圍廣泛，包含溫濕度計等感應裝置、指紋與聲紋生物本身識別特質、GPRS等位置感測技術等。未來透過納米技術，甚至如灰塵這樣的微粒都能被識別并納入物聯網，在環(huán)境中處處嵌入智慧，刺激更多創(chuàng)新產品和服務的誕生。就物聯網應用到的智能傳感技術而言，

物品本身與外界溝通，常具有探測物體物理狀態(tài)改變與觸發(fā)執(zhí)行的能力。這部分可透過 TIM來與外界實際連結。

物體中的嵌入式智能能夠通過在網絡邊界轉移信息處理能力而增強網絡的威力，提供更高的數據處理能力和網絡彈性。這部分可借助 NCAP (Network Capable Application Processor) 來達成。

傳感器的應用包含制造業(yè)、工業(yè)控制、汽車、航天、建筑及生物科技等，而這些傳感器也朝低價位、多用途、網絡及無線訊號傳輸的方向，發(fā)展智能傳感器。由于每家傳感器制造商的界面標準不同，使得傳感器制造商要去制造一個可以支持所有的界面標準，是相當困難、且耗費時間、及增加成本，這也使得智能傳感器的開發(fā)受到重視的主因。

IEEE 1451系列標準是很好的依循準則。IEEE1451.1標準定義了網絡獨立的信息模型，使傳感器通過具備網絡能力應用系統處理器NCAP連接到控制網絡;IEEE1451.2標準定義了一個智能傳感器接口模塊STIM (Smart Transducer Interface Module)，主要包括電子數據表單TEDS (Transducer Electronic Data Sheet) 和與傳感器無關的標準接口TII (Transducer Independent Interface)。IEEE 1451.5標準定義著無線傳輸的相關規(guī)范，包含Blue Booth、WiFi、ZigBee等。

3、云計算技術 (Cloud Computing)

云計算技術是個帶有浪漫色彩的名詞，只是在名詞的背后很少人能夠明白清楚這朵“云”所蘊含的玄機。記得當年的Grady Booch在繪制類別圖的那朵“云”，也記得繪制互聯網時所代表的一片“云”，或許云端意指的便是深不可測的網絡世界吧!

目前市面上一些主要的信息服務業(yè)者，如Google、IBM、Microsoft、Amazon等，大力推動并提供強大云計算能力與完善的應用服務環(huán)境。云計算是Google提出的分布式計算技術，讓開發(fā)人員很容易開發(fā)出全球性的應用服務，云計算技術可以自動管理大量標準化(非異質性) 計算機間的溝通、任務分配和分布式儲存等。然而以企業(yè)本身而言，姑且不論這朵云的功能如何強大，單就安全面來考慮，內部數據的安全性與管理權限的掌握都是非常大的問題。

以物聯網來看，提出千千萬萬的物體來做實時溝通與訊息處理，是一個很大的課題。單單的識別與感知并無法為我們帶來太多具體的成果，如果接收到的訊息能透過云計算來做進一步的數據處理與訊息解析，這將會是一個不一樣的世界。

四、市場應用趨勢

ITU在2005年的報告中描繪物聯網年代到來時的場景：

▲當司機出現操作失誤時汽車會“自動報警”;

▲公文包會“提醒“主人忘帶了什么東西;

▲衣服會“告訴”洗衣機對顏色和水溫的要求等等。

物聯網可以把新一代信息通訊技術充分運用在各行各業(yè)之中，近年來 RFID 被認為是影響未來全球產業(yè)發(fā)展之重要識別技術，目前在商業(yè)市場中應用最多的有貨物管理、物流運輸系統、物料控制管理、門禁管制，還有其它的包括運動休閑賽會計時計測、醫(yī)療應用、交通運輸、防盜應用等。

智能傳感技術可以應用的范圍包括：汽車、居家照護、醫(yī)療保健、安全監(jiān)控等，隨著技術的提升與單價的下跌，建置的數量將會明顯的增加。

在物聯網與現有的互聯網整合起來后，可預期會存在能力超級強大的云計算處理群，來智能化的整合與管控整體網絡內的人與物。這些應用可包含：產品開發(fā)流程管理、生產履歷管理、個人健康促進、智能安全監(jiān)控等。

五、面臨問題與挑戰(zhàn)

在上述許許多多美好的想象的背后，會有哪些問題是我們逐步走向物聯網時代必須面對的呢?

1、標準的訂立與推動：標準化對任何技術的大規(guī)模部署都是必要的，如何制定一套大家愿意依循的規(guī)范是很大的課題。

2、技術發(fā)展的適用性：相關技術發(fā)展的期程與本身的適用性也會是一個必須注意的因素。

3、資料泛濫的問題：實體世界中的各種數據進入后會開始出現數據泛濫的問題，如何分析并產生“有效的信息”是物聯網的重要課題

4、使用者抗拒的心態(tài)：無論推動哪種改變，個人的隱私與數據安全都會是個議題。在追蹤用戶位置變化，收集用戶興趣等應用都將產生這類的例子。

除了上述的議題與挑戰(zhàn)外，在可以預見的將來，這些議題會因物聯網時代的接近而逐漸發(fā)酵，但是也可以樂觀地預估這些問題也終將迎刃而解。

附錄1、RFID應用(一)

─ EPCglobal標準與供應鏈管理

無線射頻辨識 (RFID) 技術是一種非接觸式的射頻辨識技術，利用讀取器 (reader) 讀取貼附于物體上的卷標 (tag) 上編碼。每一個卷標上的編碼都是唯一的，因此可以有效辨識環(huán)境中的對象。RFID逐漸取代需接觸讀取的條形碼 (barcode) 技術，成為辨識科技領域的主流，現今已廣泛的應用在許多不同的領域中，例如：供應鏈管理、醫(yī)療照護、門禁監(jiān)控等。尤其在供應鏈管理上，RFID技術已經廣泛的導入，顯著提升了貨品追蹤與追溯的效率，增加企業(yè)的營益，更進一步的實現了企業(yè)間跨國的協同合作與全球運籌管理。

隨著RFID技術的普及化，為了達到全球化供應鏈訊息交換，需要有統一的標準格式做為溝通的橋梁。因此，美國麻省理工學院于公元1999年成立Auto- ID實驗室，致力于制定統一標準卷標的卷標編碼─電子產品碼 (EPC)，及其相關的技術。公元2003年，由美國統一代碼委員會 (UCC) 和歐洲商品條形碼 (EAN) 組織收購EPC技術，并成立國際標準化組織EPCglobal，全力推動EPC及其相關技術，并致力推廣，以建立一個可以隨時隨地自動識別任何對象的開放性全球網絡─ EPCglobal Network。

【圖】EPCglobal Network

上圖為EPCglobal Network的示意圖。透過EPCglobal Network，在跨國供應鏈上的合作企業(yè)，可以完全的透視貨品在供應鏈上運輸的情形，可實時掌握物流的動態(tài)。在EPCglobal標準的應用上，最著名的是全球最大的零售商沃瑪 (Wal-Mart)。為了有效管理其供應鏈上的貨品，沃瑪于2005年導入了EPC技術，讓其供應鏈上流動的商品貼附 EPC的標簽，使整體貨品從生產、運輸、庫存、銷售上，都能有效的控管，顯著的節(jié)省了管理上的成本及提升了企業(yè)的利潤。現在，更逐步要求其合作的供貨商，在其所生產的商品貼上EPC標簽。

現今，全球的官產學界都陸續(xù)的導入EPCglobal標準于產業(yè)中，或投入相關技術的研究，而中國也正積極的參與其中，積極的推動產學上的發(fā)展。而 EPCglobal組織也正逐步的將其技術推廣至更多的應用領域，并整合其他新興的通訊科技，例如：近場通訊 (Near Field Communication, NFC)，期待將RFID技術，由現今的全球運籌管理上，延伸為物聯網 (Internet of Thing)，帶動一波新的科技革命。

附錄2、RFID應用(二)

─移動計算的應用

隨著嵌入式技術的成熟，將微電腦架構于小型移動設備已經逐漸普及化，相關應用更是如雨后春筍般的不斷呈現，且持續(xù)的推陳出新。透過無線通信的傳輸，將移動設備所收集的數據交給遠程的服務器進行運算，完成請求的服務。由于移動設備讓使用者可以在任何時間、任何地點進行運算的工作，在計算機科學里，我們稱為移動計算。RFID也在這波行移動計算的革命里，占有一席之地，透過嵌入于移動設備的微型讀取器，讀取目標的標識符，并利用無線通信技術將數據送至遠程的服務服務器，透過服務器的計算完成所需的服務。

近場通訊(Near Field Communication, NFC)是由RFID以及無線網絡互連技術的整合而成的新移動計算技術。將NFC功能嵌入于小型的移動設備，如手機、PDA、數字相機等。透過RFID非接觸讀取的特性，使用者可以簡易地讀取所需辨識的卷標數據，比起傳統的條形碼更為便利。目前智能手機的主要廠商Nokia、Sony、和Philips等 公司組成了名為NFC Forum的業(yè)界團體，致力于推動NFC應用市場的普及化。M. Burden對于NFC的應用，提出了以下五種類型：

接觸通過 (Touch and Go)：常應用在物流管理、門禁管理、門票檢驗等，當NFC設備通過裝有讀取器的閘口時即被讀取。

接觸支付 (Touch and Pay)：電子貨幣包即為一應用，將NFC設備接近有交易任務的讀取器，即可完成交易。

接觸連接 (Touch and Connect)：兩個NFC通訊設備可以相互進行傳輸與交換資料。

接觸瀏覽(Touch and Explore)：用戶可將NFC設備接近貼附標簽的文件或廣告牌，進而獲得關聯的信息。

下載接觸(Load and Touch)：用戶可以透過無線網絡將數字認證下載作為檢查，應用在門禁管理與身份驗證上。

目前NFC技術已經在歐美國家被廣泛地推廣與應用，而中國也積極地參與其中，相信未來在移動服務上將帶來更多的商機。同時，RFID技術的國際標準化組織EPCglobal，也正積極推動移動RFID的技術與標準，以及與NFC整合 的相關研究。下圖為Auto-ID實驗室發(fā)表的一個移動服務研究案例。

在使用者的身上有一臺整合型的PDA，嵌入具有RFID讀取器、GPS定位機、與可收集溫度的感測數據。當衣服上的體溫傳感器將過高的體溫傳到PDA后，驅使PDA上的讀取器讀取使用者身上的識別卡ID，透過WiFi通訊協議將識別的ID、定位信息、及體溫傳給后端的服務服務器。服務服務器可以依據傳送來 的訊息，在適當的時間啟動使用者家里的空調，在使用者回家前即可調節(jié)室內的溫度。

移動服務將為人類生活帶來更多的便利，而RFID在這波熱潮內將扮演重要的角色。未來，將會有更多的相關研究與應用推出，且普及于我們的日常生活之中。我們中國也不會在這波熱潮中缺席，在官產學界，都已經積極的參與，以我們國內信息科技的雄厚實力，未來必定在全球RFID相關的移動計算上占有一席之 地。

附錄3、RFID應用(三)：RFID與碳足跡

溫室氣體排放量已成為企業(yè)排污量的重要指標，企業(yè)需要更高整合性的排放量計算和優(yōu)化系統。當企業(yè)擴大的溫室氣體超出其內部營運，他們必須與供貨商合作，并 把二氧化碳排放量作為額外的優(yōu)化指針，而產品的碳足跡就成為整個供應鏈的環(huán)境指標。

產品直接與間接產生的碳排放量，即是所謂的“碳足跡”。一般使用產品的生命周期評估來測量碳足跡，生命周期評估 (life cycle assessment, LCA) 屬于系統分析方法之一，其為『對產品系統自原物料的取得，到最終處置的生命周期中，投入和產出及潛在環(huán)境沖擊之匯整與評估。” (source: ISO14040) 在這所謂“產品系統”，不僅包括實體產品，亦包括服務系統。而需考慮之環(huán)境沖擊包括資源使用、人體健康及生態(tài)影響等。

EPCglobal網絡

產品電子碼 (Electronic Product Code, EPC) 是 EPCglobal 網絡架構中的 RFID 標簽辨識碼，用來辨識不同型態(tài)對象所發(fā)展的編碼規(guī)范，例如：產品、棧板、貨柜等。EPC訊息服務 (EPC Information Services, EPCIS) 提供儲存、查詢和擷取EPC卷標相關產品信息所需的服務。EPC搜尋服務 (EPC Discovery Services, EPCDS) 用來找出EPCIS中特定EPC碼的相關信息。

EPCglobal 網絡不只使用于全球運籌的供應鏈管理與產品追蹤，也可用來記錄及追蹤產品的碳排放量。

EPCglobal網絡支持的效益

因為產品在不同情況下，會產生出不同的碳足跡，EPC網絡在計算動態(tài)的碳足跡上有三個重要影響:

提供企業(yè)在它們的程序中有更高的能見度，使他們了解哪些潛在的因素，使其產品的碳足跡變化。

讓企業(yè)能夠實時做決策，降低運作成本、改善操作環(huán)境。

提供消費者更多的信息。消費者可以參考產品碳足跡，發(fā)揮其市場力量。

應用 EPC網絡之碳足跡追蹤

我們使用一個簡單的例子說明EPC網絡使用于整個供應鏈中碳排放量的動態(tài)追蹤，如下所示：

簡易供應鏈

當制造商從供貨商取得附有 EPC 卷標的組件，此時組件已透過供貨商的環(huán)境管理信息系統 (Environmental Management Information Systems, EMIS) 計算出目前碳足跡總量，制造商再將其碳足跡量記錄于自己的 EPCIS 中。制造商也透過自己的 EMIS 計算其產品制造過程中排放的碳總量。同時，制造商會發(fā)布一個 EPC 聚合事件 (aggregation event) 將產品碳足跡聚集。此階段相同的產品可能因為不同的供貨商已有不同的碳足跡量。

當制造商生產完成后，產品運送至配送中心，考慮不同運輸的類型、燃料使用等，我們可以計算運輸過程中所造成的碳排放量。當貨物離開配送中心，同樣可以計算 出產品儲存時間及相對應的碳排放量，包括冷凍倉庫的貨物等。當產品運送到不同的零售商，可能產出不同的碳足跡，例如：不同的運輸距離和不同的冷卻時間等。配送及銷售過程的碳足跡也將分別被記錄于配送中心與零售商的 EPCIS。最后，當消費者要追蹤一個產品的碳足跡時，可以透過 EPCDS 查詢該產品在整個供應鏈中各個碳排放量紀錄之EPCIS地址，再繼而查詢該產品的碳總排放量。