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最初的概念是由Kevin Ashton[24]于1999年提出的网络RFID系统，互联网与信息传感器相连，实现物品的智能化识别。物联网的概念随这信息技术的广泛的应用，也随着进一步发展。欧盟的《The Internet of Things 2020》[25]报告提出：物联网是一种网络，由具有运行在智能空间的虚拟个性、标识的物体或者对象组成，通过智慧的接口与环境、用户的上下文进行通信。SRA[26]报告认为：物联网以标准通信协议为基础，是一种全球性动态网络，可以任意自我配置，连接的对象具有唯一特征编码，通过智能界面无缝连接，实现所有事物的互联与通信和资源的共享。《物联网白皮书 2011》[27]由工信部电信研究院发布，白皮书指出：物联网是网络的拓展和延伸，采用传感技术、无线通信技术，对实现世界进行感知识别，并将感知信息进行传输与处理，最终实现物物间(包括物与物、人与物)的信息共享与交换，为现世界的科学管理与决策提供支持。信息社会世界峰会(WSIS)上，ITU[28]指出：物联网通过摄像头、激光扫描器、RFID、GPRS等设备，遵循规定的协议，连接互联网与所有事物，事物之间相互通信，实现智能化管理、跟踪、监控的一种网络。
物联网的特征有以下几个方面，对物体的感知，感知信息的处理，信息的传输，为互联网添加对外界的感知功能、信息处理功能和物体间交互功能。物联网用途十分广泛，应用前景广阔，将会给实现世界带来了巨大的便利[29]。
2.2 物联网体系结构
根据功能划分，结构复杂的物联网可分为三层：感知层、网络层、应用层[30]，如图 2-1 所示。
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图2-1 物联网体系结构
感知层
作为物联网的核心技术，感知层类似物联网的眼睛、手和皮肤，识别物体，获取包括环境状态、物体属性等信息，是联系信息世界和物理世界的纽带[31]。感知层的组成包括各种硬件：RFID、GPS、条码扫描器等各种传感器。感知层的关键技术有无线通信技术、RFID技术等。
网络层
物联网的网络层类似生物体的中枢神经，进行消息的控制与传输，负责接受感知层的信息，进行相应的处理，并及时传送到应用层。网络层以互联网为基础，包括应用服务器和数据库等。网络层的关键技术有网络传送和融合技术、IP承载技术等。
应用层
物联网的应用层与目标需求结合，负责数据的显示、转换等，是物联网中的“实现者”，满足行业的各种需求。应用层分为两个子层，分别是：应用服务子层和支撑平台[32]。前者是在后者的基础上，实现行业的具体应用，包括运输车辆、电力、环境监测等。后者提供包括数据处理在内的基础服务和各种接口服务，为资源的合理调度提供便利，实现在不同领域的应用。数据存储、挖掘时物联网应用层的关键技术。
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2.3 物联网设计原则
物联网的设计与创建需要遵循特定的原则，主要包括以下几点[33]：多样性、互联性、时空性、坚固性和安全性。其中，多样性原则指物联网传感节点类型不同，物联网体系结构也不同；互联性原则指物联网体系中各个目标对象能够达到无缝连接；时空性原则指物联网体系结构的设计需要满足对时间、空间的需求；坚固性原则指体系结构的稳固性；安全性原则指体系结构能正常运行，可抵御各种攻击。按照设计原则，物联网的创建需经历以下步骤：识别物体，创建被识别物体联网系统，应用平台的搭建及应用服务系统的实现。
STEP1物体识别
在一定环境下，使用RFID技术标识特定物体[34]。在被识别物体上贴上条形码或者射频标签，被识别物体就成为一个传感节点。
STEP2创建被识别物体连网系统
在STEP1的基础上，网络节点(包括有源和无源的节点)就可以被创建和提取。再设计节点间的通信机制、目标检测机制等，实现信息的实时传递。
STEP3 应用平台的搭建
为实现物联网的应用架构，需要在搭建节点的网络系统后，设计并完善节点的账户管理、信息收集与传输、设备控制等功能。网络系统搭建中，按照应用程序使用的接口规则进行。若在设计和搭建物联网系统中，不涉及已经存在的物联网应用领域，可以将接口规则变成一种规范。
STEP4 服务应用系统的实现
服务应用系统的设计和实现是在建立物联网应用框架后进行，系统包括两个部分：特定应用和基本应用部分，如图2-2所示。图中的六项应用均与中间件有关。
基本应用特定应用系统管理物品名称物品验证环境监测车辆监测仓库管理
物联网应用中间件图 2-2 物联网应用系统逻辑结构
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2.3 物联网的关键技术
物联网涉及到对现实世界物体的感知，信息的获取、处理和显示，物联网是一门综合性很强的学科，技术领域包括计算机、传感器、网络与通信等。关键技术非常多，国际电信联盟物联网报告中，物联网的关键技术概括起来主要包括以下几个方面：RFID，传感器技术，智能技术和嵌入式技术[35]。
RFID 技术
射频识别即RFID（Radio Frequency IDentification）技术，是自动识别技术的一种，又称电子标签、无线射频识别。通过射频信号及其空间耦合和传输特性进行的非接触双向通信，实现物体的自动识别，进行相关数据的读写[36]。常用的技术有高频、低频、超高频等。RFID系统有两部分组成，分别是阅读器(reader)和标签(tag)。Tag是用来存储物体对象的相关信息，其被安装在物体上，tag与物体对象是对应的关系。Reader由天线、耦合元件、芯片等组成，通过电磁场来读取存储在tag中的信息的设备。RFID具有非接触识别、数据读取快、安全性高等特点。RFID读写器也分移动式的和固定式，RFID技术应用十分广泛，如门禁系统、交通监控、环境监测等。
传感技术
所谓传感技术就是结合多跳自组织传感器网络，各个传感器间相互协作感知，采集网络中物体的信息 [37]。对现实世界的感知是通过传感器收集物体的物理、化学、生物量的转换来实现的。
传感节点作为传感网的四个基本对象实体之一，其它三个分别为：目标、感知物体和汇聚节点，是传感网的基础组成部分，具有传输、汇聚、处理信息的能力。无线传感网络就是有分布密集的传感节点组成，以无线通信的方式形成的多跳自组织网络。具有两大特征：第一传感节点布局具有随机性；第二，节点之间具有良好的协作特征[38]。无线传感网络的目的是自动感知物体、处理信息，并将采集的信息实时发送给用户/数据管理中心[39]。其整体架构结构图如2-3所示。