2.1 国外研究情况

从国际上看，欧盟、美国、日本等国家或地区都十分重视物联网的发展，并且已做了大量研究开发和应用工作。

美国非常重视互联网与物联网的发展，其核心是利用信息通信技术（ICT）来改变美国未来产业发展模式和结构，改变政府、企业和人们的交互方式，从而提高效率、灵活性和响应速度。如把ICT充分应用到各行各业中，把传感器嵌入电网、交通等各类物体中；利用网络和设备收集大量数据，通过云计算、数据仓库和人工智能技术做出分析并给出与之对应的解决方案。美国政府在经济刺激计划中提出以数百亿美元支持物联网发展，支持IBM的“智慧地球”，而美国国防部开展的“智能微尘”在军事、民用两大方面对物联网进行了全面控制。

欧盟专家声称欧盟的物联网发展先于美国，事实上，欧盟确实围绕物联网技术和应用做了不少创新性工作。欧盟于2009年发布了 Internet of Things—An action plan for Europe报告，也期望在物联网的发展上引领世界。在欧盟，较为活跃的是各大运营商和设备制造商，它们推动了机器到机器（M2M）技术和服务的发展。

日本在2004年启动了所谓的“泛在网国家战略”，将物联网作为国家整体发展的重点规划内容，将物联网应用、基础设施和技术产业发展列入其优先行动议程。

2.1.1 美国的物联网研究情况

美国政府曾希望借助物联网刺激经济，使美国走出经济低谷。所以，奥巴马一上任便将IBM“智慧地球”的战略构想上升到国家战略的高度。“智慧地球”具体来说就是把传感器嵌入电网、铁路、公路、桥梁、隧道、油气管道、供水系统、大坝、建筑等之中，并将其联系起来，形成物联网。奥巴马政府认为物联网是化解危机、振兴经济、确立其全球竞争优势的关键战略。其实，在美国政府行动之前，美国很多高校已经在无线传感网方面开展了大量的研究工作，除了高校和科研单位，美国的很多大型知名企事业单位也先后展开了物联网及相关领域的研究和实践。例如，美国零售商沃尔玛在2003年就要求其较大的100家供应商在2005年l月前在所有的货箱和托盘上安装RFID电子标签；Crossbow公司在国际上率先研究无线传感网，已经为全球2000多所高校和上千家大型公司提供了无线传感器解决方案，与传感设备商霍尼韦尔、软件巨头微软、硬件设备商英特尔、著名大学加利福尼亚大学伯克利分校建立了紧密的合作关系。

1.研发机构

美国拥有多个具备世界一流研究能力的大学科研机构。目前，美国多个大学在无线传感网方面开展了大量工作，如加利福尼亚大学洛杉矶分校的CENS（Center for Embedded Networked Sensing）实验室、WINS（Wireless Integrated Network Sensors）实验室、NESL（Networked and Embedded Systems Laboratory）实验室、LECS（Laboratory for Embedded Collaborative Systems）实验室、IRL（Internet Research Lab）等。

麻省理工学院获得了美国DARPA的支持，进行极低功耗的无线传感网研究；奥本大学也在DARPA的支持下，进行了大量关于自组织传感网的研究，并完成了一些实验系统的研制；宾汉顿大学计算机系统研究实验室在移动自组织网络协议、传感网系统的应用层设计等方面做了很多研究工作；州立克里夫兰大学（俄亥俄州）的移动计算实验室在基于IP的移动网络和自组织网络方面，结合无线传感网技术开展了相关研究工作。

此外，美国众多实力雄厚的公司也是重要的研发力量。Crossbow公司是在无线传感网研究方面投入较早的公司，与微软、霍尼韦尔、英特尔、思科、加利福尼亚大学伯克利分校等都建立了合作关系。德州仪器、Atmel等也都在传感网领域投入了极大的资金和科研力量。

2.应用情况

1）RFID应用

在美国，RFID主要集中在军事、物流、护照、门禁安防及公路不停车收费等领域。美国RFID的部分应用也受到了相关法律政策的约束，如美国加利福尼亚州已经通过法律，限制RFID生物芯片的使用及对人员的跟踪。在RFID产业化方面，美国在RFID芯片、中间件及系统集成领域有明显优势，在从RFID标准建立、软硬件技术开发到最终应用等方面都走在世界前列；在芯片开发方面，拥有TI等研发团队；在标签与阅读器方面，有Intermec、Symbol等厂商；在系统集成及软件方面，拥有IBM、惠普、微软、SUN等国际知名企业。2008年，Impinj公司收购了英特尔的RFID事业部，使得Impinj公司成为拥有标签芯片、阅读器、阅读器芯片、天线及系统集成的RFID综合厂商。

2）智能电网

2006年，美国IBM曾与全球电力专业研究机构、电力企业合作研发了“智能电网”解决方案。2008年，美国科罗拉多州的波尔得市宣布成为全美第一个智能电网城市，家庭用户可以和电网互动，了解实时电价，合理安排用电；同时，电网还可以根据实际情况进行电力的实时调配，提高供电可靠性。时任美国总统奥巴马于2009年2月提出《美国复苏与再投资法案》（American Recovery and Reinvestment Act），其中智能电网投资额达110亿美元，占美国能源总投资额的18%，智能电网被视为绿色新政（Green New Deal）的重要环节。

3）其他应用

思科已经开发出“智能互联建筑”解决方案，为位于硅谷的美国网域存储技术有限公司节约了15%的能耗。

美国政府推动与墨西哥交界的“虚拟边境”建设，大量应用传感网技术，据报道，仅其设备采购费用就高达数百亿美元。

在环境监测方面，英特尔实验室利用无线传感网获取海岛上的气候变化指标数据，据此对一种海燕筑巢环境进行评估。

在医疗监控方面，通过在衣服、家具和家用电器等中安装传感器与处理芯片，可以帮助老年人和残障人士自主处理家庭生活事务，检视身体状况，提醒家人和医疗中心随时关注其健康状况。

在企业管理方面，惠普公司在其会议室中安装了无线传感网，借助传感器节点，可以自动汇集会议室的使用情况，同时将数据传送给管理系统，管理系统会自动调整公司在各地的会议室的使用方案，提高工作效率。

在工业控制方面，泰科国际（世界500强企业）运用无线传感网，进行新型工业温控系统的研发和测试，取得了很好的实用效果。

在车位管理方面，美国旧金山市政府联合该市的交通业务代理机构，发布了主动式无线传感网系统，并将其运用到该市的主要交通道路中以监控停车的位置和时间，节省了大量成本，获得了管理层和驾驶人的一致好评。

在城市感知方面，美国马萨诸塞州的剑桥城基本建成了全球第一个感知城市，建设完成后的感知城市可以将整个城市的各种实时监测数据，如温度、风速、降雨量、大气压和空气质量等汇报给城市居民。

3.政府政策

2010年1月28日，在奥巴马就任总统后的首次美国工商业领袖圆桌会上，IBM首席执行官建议政府投资新一代的智能型基础设施，得到了奥巴马的积极回应，奥巴马把“宽带网络等新兴技术”定位为振兴经济、确立美国全球竞争优势的关键战略，并在随后出台的 Recovery and Reinvestment Act中对上述战略建议加以落实。Recovery and Reinvestment Act希望从能源、科技、医疗、教育等方面着手，通过政府投资、减税等措施来改善经济，增加就业机会，同时带动美国长期发展，其中鼓励物联网技术发展政策主要体现在推动能源、宽带与医疗三大领域开展物联网技术的应用。

2020年12月，美国《物联网网络安全改进法案》（Internet of Things Cybersecurity Improvement Act）正式出台，将对美国物联网建设产生巨大影响，这也意味着美国在网络安全方面迈出了重要一步。

2.1.2 欧盟的物联网研究情况

欧盟委员会一直希望能够主导未来物联网的发展，所以一直致力于鼓励和促进内部物联网产业的发展。欧盟委员会于2008年发布了 The European Technology Platform on Smart Systems Integration，ETPoSS IoT 2020报告，给出了物联网的定义与覆盖范围。该报告预测：未来的物联网发展将经历四个阶段：在2010年之前，RFID被广泛地应用于物流、零售和制药领域；2010—2015年，实现物物互联；2015—2020年，进入半智能化；在2020年以后，进入全智能化。2009年，欧盟委员会提出了“欧盟物联网行动计划”，其目的是确保欧洲在构建物联网社会的过程中起主导作用。该行动计划描绘了物联网技术的未来应用前景，提出欧盟政府要加强对物联网的管理，完善隐私和个人数据保护，提高物联网的可信度、可接受度和安全性等。同时，为保证计划顺利进行，投资4亿欧元用于ICT研发设计，启动90多个研发项目以提升网络智能化水平，2011—2013年，每年增加2亿欧元以加强研发力度，同时设立3亿欧元专款支持物联网公私合作短期项目。2010年5月，欧盟委员会提出了“欧洲数字计划”，该计划的重要平台就是物联网。

2016年，欧盟启动了物联网大规模试验（LSP）计划，以测试和促进物联网在欧洲五个特定领域内的部署；2019年，为解决能源、农业和医疗保健领域的数字化转型问题，欧盟又启动了另外三个大型试点项目。

1.研发机构

总部位于比利时的欧洲合作研发机构校际微电子中心（IMEC）已经利用GPS、RFID技术开发出远程环境监测、先进工业监测等系统，IMEC还利用微电子及生物医药电子领域的领先技术，研发具有可遥控、体积小、成本低等特点的微电子人体传感器、自动驾驶系统等。

2.应用情况

在德国，零售巨头麦德龙一直是RFID应用强有力的推动者，麦德龙集团在德国杜塞尔道夫建设RFID未来商店，希望借此推进一些应用RFID技术于零售业经营与管理的设计及规划，如将RFID技术应用到零售业进出货管理、货品偏好追踪与仓库管理中，参与该计划的厂商包括RFID软硬件厂商、信息技术厂商与物品供应商。德国政府表示已经确定RFID技术作为一个新兴技术发挥主导作用，并且德国要在全球扮演市场主导角色。

法国在RFID领域也取得重要进展。DHL在法国METRO Cash &Carry零售通路启动了一项大型的RFID应用，在所有DHL送到该通路的89家分店中的所有的栈板上都贴附RFID标签，其一年的栈板使用量约为130万个，是一场大规模的RFID应用。

3.政府政策

2009年6月15日，欧盟委员会宣布发展物联网行动计划（Internet of Things—An Action Pl an for Europe），确保欧洲在构建物联网的过程中起到主导作用。该计划包括10个方面共计14项行动内容，具体如下。

1）管理方面

随着物联网的发展，架构识别、信息安全保障等管理问题逐渐出现，为了解决这些问题，欧盟委员会决定采取具体行动。

行动一：在各主要论坛中讨论和决策与物联网管制相关的各种定义和原则；制定独立的、非中心化的管制架构，在架构中考虑透明性、竞争性和责任性。

2）隐私权及个人信息保护方面

这一问题涉及两个方面，一方面，隐私和个人数据保护会对物联网产生影响，如在家庭中安装医疗监控系统可获得对患者来说比较敏感的数据，因此，要让用户信任和接受这一系统，有效的数据保护措施和防止个人数据错误使用、出现风险是先决条件；另一方面，物联网可能会影响人们对隐私的理解，ICT的演进已证明了这一点，移动电话和在线交友网等的影响对年轻人更大。为此，欧盟采取如下两个行动。

行动二：继续监控。继续对隐私权及个人信息保护问题监控。欧盟采用了一项建议，即为在RFID应用运行中出现的隐私和数据保护区原则提供指导。

行动三：推广芯片默认权。欧盟委员会推动展开“芯片默认权”方面的技术和法律讨论，所谓“芯片默认权”是指不同作者在不同名字下表述个人想法时，应可随时断开网络环境。

3）信任、可接受度和安全方面

在商业范畴中，信息安全可解释为可实现性、可靠性、商业信息的保密性。对一个企业来说，它关注的是“谁访问了它的信息”“这些信息会不会披露给第三方”，这些问题看似简单，但对商业过程产生的影响却是深远的。考虑到物联网可能对个人和商业产生的安全方面的影响，欧盟采取了两项行动。

行动四：确定可能出现的风险。欧盟委员会按照ENISA已开展的工作，采取进一步适当的行动，包括管制措施和非管制措施，为可能出现的信任、可接受性和安全性挑战提供政策框架。

行动五：将物联网的发展视为事关国家政治和经济的重要部分。物联网发展是否能达到期望的结果，将对经济和社会发展产生重要的影响。因此，欧盟委员会将密切跟踪物联网基础设施的发展，并将其纳入欧洲重要的资源之列，特别是要把相关活动与对重要信息基础设施的保护联系在一起。

4）标准化方面

在物联网发展中，标准化发挥了重要的作用，主要是通过互操作的建立、经济规模和行业的国际化来降低新进入者的门槛和用户的运营成本。标准化过程一方面要实现与现有标准的对接，另一方面应在需要时制定新的标准。IPv6的迅速部署对于物联网发展是有益的。在标准化方面，欧盟采取的行动如下。

行动六：制定标准。对现有标准进行评价，包括与物联网相关的事宜或在必要时推出的新内容。此外，欧盟委员会持续对欧洲标准化组织（ETSI、CEN、CENELEC）及国际合作伙伴（ISO、ITU及其他标准化组织和机构）的发展进行跟踪。欧盟将在开放、透明、统一的模式下审议物联网标准的发展，特别是在面向所有利益团体时，这种模式尤为重要。

5）研发方面

欧盟委员会强调并提出了一系列加强ICT研发的措施，物联网列在其中，具体行动有两个。

行动七：研发。欧盟委员会将继续在FP7研究项目中加大物联网投入，关注点是重点技术，如微电子、非硅组件、能源获取技术、无所不在的定位、无线智能系统网络、安全设计、软件仿真等。

行动八：公共与私人部门合作。欧盟委员会准备建立四个公共和私人合作领域，分别是绿色汽车、高效能建筑、未来工厂和未来互联网，其中物联网是重要领域之一，这是欧盟复兴打包计划的一部分，目标是协调现有ICT研究和未来互联网发展的关系。

6）创新与开放性方面

物联网系统在设计、管理和使用上由不同商业模式和各种利益方驱动，可成为创新的催化剂。虽然与物联网相关的一些技术已日趋成熟，但支持物联网的商业模式尚未完全建立，为此，欧盟委员会采取了如下行动。

行动九：推出创新和试验项目。除开展各项研究外，欧盟委员会考虑通过推出试验项目来促进物联网应用的部署。这些试验侧重于物联网应用，让社会能从中获取最大利益，涉及电子医疗、气候变化等。

7）整体沟通

欧盟相关准备工作显示，业界和相关组织对物联网面临的机遇和挑战的整体了解非常有限。鉴于此，欧盟决定采取如下行动。

行动十：定期召开会议沟通。欧盟委员会定期向欧洲国会、理事会、欧洲经济和社会委员会、区域性委员会、数据保护工作组和其他相关机构通报物联网的发展情况。

8）国际对话

物联网系统和应用是无国界的，需要开展可持续的国际对话，涉及管制、架构和标准等许多方面。为此，欧盟委员会决定在国际对话方面采取如下行动。

行动十一：开展国际对话。欧盟委员会将加强在物联网所有领域中与国际对话的力度，主要关注与合作伙伴间的对话。目标是联合行动、共享经验，推进各项活动的实施。

9）污染管理

事实上，物与物的相互连接需要通过传感器或嵌入物体的标签来实现。标签由硅树脂及以铜、银和铝为代表的金属制造，因此，这些标签将会给玻璃、塑料、铝和马口铁的循环回收带来很大的障碍。但可被有效识别的物品在循环利用方面也具备自己的优势，那些带有标签的物品在经过正常的散装垃圾处理后，可以实现更有效的循环再利用。欧盟采取了如下行动。

行动十二：研究RFID的循环回收。欧盟创立专门的研究项目以分析RFID用于垃圾管理行业的相关问题（如存在哪些优缺点），以及评估RFID标签的回收困难程度。

10）未来演进

欧盟关注两个方面的问题：一是频谱资源利用的合理性和有效性，欧盟致力于保证频谱资源利用的有效性，以及持续监控发展特色ICT所需的额外频谱资源的合理性；二是电磁领域（EMF）的技术发展与管理。采取的相关行动如下。

行动十三：估量进展。自2009年12月开始，欧盟政府发布关于RFID技术应用的统计数据。有关ICT相关技术的追踪报道提供ICT在相关领域渗透程度的信息，而这将为相关机构评估ICT对社会和经济的影响和政府制定相关公共政策提供信息。

行动十四：评估物联网演进。在欧盟委员会层面，要采取多种机制监控物联网的演进、支持各种相关活动的进行，由欧洲公共局对各种机制进行评价。欧盟委员会利用FP7来开展这一工作，汇集各方力量，确保与世界其他地区的定期对话和经验共享。

2.1.3 日本的物联网研究情况

自20世纪90年代以来，日本政府连续提出了e-Japan、u-Japan、i-Japan等国家信息化发展战略，大规模推动国家信息基础设施建设，希望通过信息技术推动国家经济社会发展。其中u-Japan、i-Japan两项战略是有关物联网的战略。2004年，日本政府提出了2006—2010年的IT发展规划u-Japan战略，该战略的目标是在2010年把日本建成一个“泛在网络社会”，任何人、任何物可以在任何时候、任何地点互联，实现人与人、人与物、物与物之间的连接。该战略的重点在于提高居民的生活水平。

2008年，日本政府将u-Japan的重心转移，从过去重点关注提高居民的生活水平拓展到促进地区及产业的发展，即通过ICT的广泛应用变革原有产业，开发新的应用；通过ICT以电子方式联系各产业、各地区和个人，促进地区经济发展；通过ICT的广泛应用变革生活方式，实现“泛在网络社会”。u-Japan战略还有两个重要的横向战略重点：国际战略和技术战略。其国际战略的重点目标是强化其国际影响力，引领亚洲成为世界信息据点：一是推进国际合作，主要是加强与欧美各国及WTO、OECD、APEC、ITU等有关国际组织的合作，提高对WSIS的贡献度，强化ITU标准化活动和对国际社会的信息发布力；二是推进亚洲宽带计划，建立与亚洲各国在信息方面的合作关系，推进网络基础建设和软件应用、信息内容流通及基础技术开发，培养数千名ICT人才。其技术战略重点的目标是将泛在网络技术实用化，也就是把所谓“日本开发的技术”推向全世界，作为新的信息社会的基本技术。

2009年，日本政府提出新一代国家信息化发展战略i-Japan，该战略的目的是让信息技术融入每个领域，除此之外，它还投入大量资金进行相关技术的研发。i-Japan战略在总结过去问题的基础上，真正从“以人为本”出发，着力应用数字化技术打造普遍为国民接受的数字化社会。i-Japan战略分为三大核心领域：建设电子政府和电子自治体，激发产业与区域活力，培育新兴产业及完善数字基础设施建设。

2016年，日本物联网市场规模约为62000亿元，据IDC预测，日本2020年的物联网市场规模将达到138000亿元。

1.研发机构

日本的公立研究机构主要有日本信息通信研究机构（NICT），其已在RFID方面开发并试制成功了可粘贴在金属曲面及人体上的布制电子标签；日本新能源产业技术综合研究机构（NEDO），2005年其发布了在一枚芯片上集成无线标签和各种传感器的“RFID传感器芯片”；野村综合研究所（NRI），其在传感器领域有很多研究。

2.应用情况

日本经济产业省选择了七大产业做RFID的应用试验，包括消费电子、书籍、服装、音乐CD、建筑机械、制药和物流等领域。RFID在日本消费领域的应用非常广泛，在日本购物时，几乎随处都可看到RFID。以日本运营商NTT Docomo定制的手机为例，每部手机中基本都内置了RFID芯片，如果消费者对某种商品有兴趣，只需将内置RFID芯片的NTT Docomo手机在商品前面一晃，商品的相关信息马上就会下载到手机中。因此，手机同时也是重要的支付终端。日本主流信息技术厂商均已投入RFID技术产品的研发和应用中，厂商在推出新产品时，更注重新产品带来的实际应用。RFID在日本已经从概念阶段进入实际应用阶段，而且，应用的领域和范围正在迅速地扩展。

3.政府政策

自20世纪90年代中期以来，日本政府相继制定了多项国家信息技术发展战略，从大规模开展信息基础设施建设入手，稳步推进，不断拓展和深化信息技术的应用，以此带动日本社会、经济发展。

2008年，日本总务省提出“u-Japan xICT”政策，其中“x”代表“不同领域融合ICT”，涉及产业xICT、地区xICT及生活（人）xICT。目的是将u-Japan政策的重心从之前的单一关注居民生活品质提升拓展到带动产业及地区发展，即通过对物联网产业发展现状与产业链的分析，实现地区与ICT的深度融合，进而实现经济增长。“产业xICT”就是通过ICT的有效应用，实现产业变革，推动新应用的发展；“地区xICT”就是通过ICT以电子方式联系人与地区社会，促进地方经济发展；“生活（人）xICT”就是有效应用ICT以实现生活方式变革，营造无所不在的网络社会环境。

2009年7月，日本IT战略本部颁布了日本新一代信息化战略—i-Japan战略。为了让数字信息技术融入每个角落，首先将政策目标聚焦在电子化政府治理、医疗健康信息服务及教育与人才培育三大公共事业上，提出到2015年，通过数字化技术达到“新的行政改革”，使行政流程精简化、效率化、标准化、透明化，同时推动电子病历、远程医疗、远程教育等应用的发展。