概述
從消費者解決方案到工業(yè)規(guī)模的解決方案，物聯(lián)網正在迅速成為我們日常生活的一部分。因此，人們對物聯(lián)網的興趣日益增長，尤其是如何基于廣泛的標準和技術來創(chuàng)建可靠的、實際的解決方案。另外，公司和政府正在尋求在技術和經濟上都可行的解決方案以及設計和實施這些解決方案的適當框架。
連接的設備（即連接到互聯(lián)網的設備）的數(shù)量正在增長，并且隨著人們購買的設備數(shù)量的增加，有望繼續(xù)呈指數(shù)增長。根據(jù)2017年11月的愛立信移動使用報告［2］，自本書第1版出版以來，在全球范圍內，手機使用量增長了近20%（從2013年的67億增至2018年的約80億）。根據(jù)同一份報告，目前有70億個物聯(lián)網設備（短程和廣域；IoT設備是指除了PC、筆記本電腦、平板電腦、移動電話和固定電話之外的采用不同通信技術的連接設備），到2023年，將會有200億個物聯(lián)網設備，其中通信技術的比例分別為12%（廣域）和88%（短程）。多年來，終端用戶也開始以越來越快的速度使用多種設備（例如，平板電腦、電子書閱讀器、手機、數(shù)字電視）。同時，考慮到住宅和公司建筑物中的連接設備，移動設備使用數(shù)達到數(shù)百億，這些移動設備利用公共和私人基礎設施跨城市、地區(qū)和國家實現(xiàn)聯(lián)網。例如，在公共交通中將使用數(shù)百萬個此類連接設備，以改善面向民眾的服務和進行信息傳遞。這種提高的效率有望幫助減少碳排放并圍繞物聯(lián)網平臺創(chuàng)建的數(shù)據(jù)進行創(chuàng)新。這種爆炸性增長不僅在通信行業(yè)而且在更廣泛的全球經濟中都是前所未有的。
除此之外，物聯(lián)網解決方案和服務在未來會扮演更廣泛的角色。聯(lián)合國人居署的《世界城市報告》 指出：2015年，全球約54%的人口居住在城市而不是農村地區(qū)；到2050年，這一比例預計將上升到66%。因此，城市和國家的基礎設施必須做出相應的調整，從道路和照明到地鐵/通勤火車和各類能源管道等。大部分基礎設施將配備傳感器和執(zhí)行器，以實現(xiàn)更有效的管理，并且所有與基礎設施相關的設備都將連接到大規(guī)模數(shù)據(jù)分析和管理系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)需要被有效地捕獲、分析和可視化以便應用于智慧城市的可持續(xù)發(fā)展中。
可以預見的空前的設備數(shù)量，再加上許多機器對機器（M2M）應用程序的垂直特性，使實施基于這些技術的解決方案面臨一系列的挑戰(zhàn)，對于處理數(shù)百億個附加連接設備的流量負載，傳統(tǒng)電信平臺的部署和運營成本將高得驚人。此外，由于應用M2M技術的案例的特殊性，每個孤島解決方案中都出現(xiàn)了零散的生態(tài)系統(tǒng)。這些行業(yè)動態(tài)對于希望開發(fā)M2M應用程序或服務的個人和公司來說，會使從支持各種設備和計費的混合，到處理整個價值鏈上的結算和傭金變得困難。因此，了解如何應對這些變化是公司、城市和政府的關鍵需求。
本書為希望了解當今物聯(lián)網狀態(tài)的讀者提供了詳盡而全面的分析。當2012～2013年編寫本書的第1版時，M2M和物聯(lián)網的概念正在爭奪世界和市場份額。M2M是一個已建立但規(guī)模很小的細分市場，其關注的是到達遠程機器的簡單集成通信解決方案，而物聯(lián)網則是無線傳感器網絡的學術研究與RFID和相關識別技術的學術/工業(yè)研究及發(fā)展的融合。
在第1版中，我們旨在區(qū)分這些術語并展示物聯(lián)網的未來發(fā)展一個由涵蓋這些術語的IoT融合的世界。五年后，我們完成的第2版中僅包括關于術語M2M及其技術的少量痕跡。市場幾乎成倍增長，如果沒有令人信服的宣傳和基于IoT的產品，那么市場上每個重要的IT廠商都很難順利發(fā)展。
物聯(lián)網也從幾乎是由愛好者或熱心人驅動的周末項目社區(qū)發(fā)展為傳統(tǒng)行業(yè)（例如制造業(yè)、汽車業(yè)和公用事業(yè)）的主要工業(yè)應用領域。這主要是通過使用新的通信技術和云服務對M2M進行升級，并將其擴展到每個可以想象的企業(yè)中來實現(xiàn)的。這一點可以通過工業(yè)互聯(lián)網聯(lián)盟和RAMI 4.0的創(chuàng)建以及大量的工業(yè)實踐成果來證明。
本書第1版已被廣泛閱讀、引用并在各國大學中用作教科書。但是，自2014年出版以來，各種新的技術進步意味著現(xiàn)在是更新內容的合適時機了。
本書結構
部分概述物聯(lián)網的全球背景，包括技術和商業(yè)驅動因素。
第1章概述物聯(lián)網的市場和技術驅動因素，以此作為本書的動機。
第2章概述物聯(lián)網的起源和前景、作為技術集合的主要特征和功能，以及IoT要解決的一些類型的問題，包括基于既定趨勢的驅動因素。
第3章概述物聯(lián)網的市場驅動力、產業(yè)結構、價值鏈和業(yè)務模型示例。
第4章介紹架構和系統(tǒng)設計、物聯(lián)網架構的一些主要功能元素，以及關于IoT標準化的思考。
第二部分介紹物聯(lián)網解決方案的技術構建塊，包括安全性、隱私和信任，以及的架構和參考模型。
第5章概述技術基礎物聯(lián)網賴以構建的基礎，包括設備和設備網關、局域網和廣域網、數(shù)據(jù)管理、商業(yè)流程、云技術、機器智能和分布式賬本。
第6章描述提供針對惡意行為者的安全性所需的基本機制，并概述物聯(lián)網系統(tǒng)的許多潛在威脅，提出了一些采用分層方法的緩解方案。除了討論對構建可信賴的IoT應用程序和系統(tǒng)至關重要的安全和隱私方面的內容之外，還對主要標準機構指定的安全機制進行了概述，并著眼于物聯(lián)網安全的未來發(fā)展。
第7章介紹標準開發(fā)組織、聯(lián)盟和技術社區(qū)維護的架構的構成。本章并沒有全面討論開發(fā)部分和整個架構的可能實現(xiàn)方法，而是試圖討論關注物聯(lián)網不同方面的主要組織和團體。
第8章介紹與當今物聯(lián)網相關的架構參考模型（ARM），即IoT-A（IoT ARM）和工業(yè)互聯(lián)網聯(lián)盟（IIC）參考架構（IIRA）。 IoT-A 提供信息技術（IT）參考架構，而IIRA提供相應的操作技術（OT）。
第9章概述開發(fā)實際技術解決方案時需要考慮的設計約束。
第三部分介紹IoT解決方案的實際實現(xiàn)案例。
第10章討論資產管理應用，該應用可以遠程跟蹤和管理庫存。通常，這種功能涉及定期收集資產的準確位置和狀態(tài)以改進業(yè)務流程（例如防止缺貨）或降低風險（例如減少物品丟失）。
第11章介紹工業(yè)環(huán)境中的新方法，可通過大量智能的、小型的、聯(lián)網的、嵌入式的設備以高粒度形式創(chuàng)建系統(tǒng)智能，這與將智能集中在行業(yè)解決方案中少數(shù)大型或小型應用上的傳統(tǒng)方法相反。
第12章介紹智能電網的應用案例。智能電網是當前改變電力系統(tǒng)的一場革命，IT的飛速發(fā)展正越來越多地反映到電網及其相關運營的多個基礎設施層中，物聯(lián)網在電網的監(jiān)控和管理及其利益相關者之間的交互中發(fā)揮了新的作用。
第13章介紹商業(yè)建筑和物聯(lián)網的使用。樓宇自動化系統(tǒng)的目的通常是減少能源和維護成本，增加控制、舒適性、可靠性以及維護人員和租戶的易用性，而物聯(lián)網在商業(yè)樓宇自動化中起著越來越重要的作用。
第14章介紹智慧城市，它是物聯(lián)網應用中一個新興且日益重要的領域，包括如何應用傳感器和相關的IoT系統(tǒng)并將其鏈接到其他模式（例如開放數(shù)據(jù)計劃）中。
第15章介紹參與式感知（Participatory Sensing，PS），即城市、公民、以人為本的感知或社會感知。這是公民參與的一種形式，目的是捕獲城市周圍的環(huán)境和日常生活數(shù)據(jù)。本章涵蓋這些場景的一些示例。
第16章介紹關于自動駕駛汽車的新技術，并討論它們通過所謂的IoT交互如何對新興的信息物理系統(tǒng)做出貢獻。
第17章概述物流管理中的主要角色和參與者，簡要介紹所涉及的主要技術，并概述食品運輸?shù)氖纠龍鼍�，在該場景中，傳統(tǒng)的物流技術（RFID、條形碼、EPCIS等）中引入了感應、本地處理和潛在的本地驅動等IoT技術。
第18章簡要介紹物聯(lián)網的未來。
附錄概述歐洲電信標準協(xié)會（ETSI）M2M的架構和接口。自2012年ETSI工作結束以來，由于架構和接口規(guī)范已合并到oneM2M規(guī)范中并不斷發(fā)展，因此附錄的內容僅具有歷史意義。

V. Tsiatsis
S. Karnouskos
J. H?ller
D. Boyle
C. Mulligan
2018年11月