【摘要】 萬物互聯(lián)網(wǎng)（IoE）是由物體、數(shù)字設備、數(shù)字個人、數(shù)字企業(yè)、數(shù)字政府和數(shù)據(jù)資源等要素，借助數(shù)字平臺，通過數(shù)字流程相互連接而成的巨復雜網(wǎng)絡生態(tài)系統(tǒng)。在空間尺度層面，萬物互聯(lián)網(wǎng)所連接物體的尺度正在從大尺度向微尺度發(fā)展；在時間尺度層面，萬物互聯(lián)網(wǎng)響應的時間間隔在不斷縮小；在連接關系層面，萬物互聯(lián)網(wǎng)是海量對象之間相互連接而成的巨復雜網(wǎng)絡；在社會形態(tài)變革層面，萬物互聯(lián)網(wǎng)是智能社會的信息基礎設施。萬物互聯(lián)網(wǎng)的要素體系結(jié)構(gòu)由客體要素（物體和數(shù)字設備）、主體要素（數(shù)字個人、數(shù)字企業(yè)、數(shù)字政府）和運行要素（數(shù)據(jù)資源、數(shù)字流程、數(shù)字平臺）構(gòu)成；萬物互聯(lián)網(wǎng)的支撐平臺體系由計算資源服務平臺、人工智能基礎服務平臺、大規(guī)模應用系統(tǒng)搭建的支撐平臺和智能終端產(chǎn)品開發(fā)的支撐平臺構(gòu)成；萬物互聯(lián)網(wǎng)的應用體系結(jié)構(gòu)主要由萬物對個人服務（E2P）、萬物對企業(yè)服務（E2B）和萬物對政府服務（E2G）構(gòu)成。
【關鍵詞】5G 萬物互聯(lián)網(wǎng) 物聯(lián)網(wǎng) 納米物聯(lián)網(wǎng)
【中圖分類號】 TP393 【文獻標識碼】A
【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2020.09.005
緒論
5G是第五代移動通信技術（5th Generation Wireless Systems）的簡稱，是最新一代蜂窩移動通信技術；5G網(wǎng)絡是第五代移動通信網(wǎng)絡（5th Generation Mobile Networks）的簡稱。5G不僅僅是4G的擴展，5G讓萬物之間的連接和交互成為可能，讓收集、共享和使用數(shù)十億設備的海量數(shù)據(jù)成為可能。[1]
當前，第四代移動通信技術（4G）的發(fā)展困境和主要不足包括三個方面：一是4G網(wǎng)絡的技術支持能力較難滿足虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等高級應用，以及高鐵等特殊場景對帶寬、速度的需求；二是4G網(wǎng)絡的時延和可靠性較難達到物聯(lián)網(wǎng)應用的接入要求；三是4G終端的續(xù)航能力較難承載智慧城市等復雜應用的低功耗大連接需求。與4G相比，5G網(wǎng)絡是高度集成的，是一種范式的轉(zhuǎn)換，5G網(wǎng)絡的新范式包括具有海量帶寬的極高載波頻率、頂級基站、高密度設備，以及前所未有的天線數(shù)量。[2]根據(jù)國際電信聯(lián)盟無線電通信局（ITU-R）的標準，5G的目標場景為移動寬帶增強（eMBB）、超高可靠、超低時延通信（uRLLC）、大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)（mMTC），其中包括移動互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和汽車互聯(lián)網(wǎng)以及其他具體場景。
5G網(wǎng)絡具有傳輸速率高、時延低、更高的頻譜效率和低功耗等特點：峰值速率能夠達到10Gbps，可以達到0.1～1Gbit／s的用戶體驗速率；端到端時延可達到毫秒級水平，業(yè)務時延小于5ms，可實現(xiàn)450km／h高速環(huán)境下通信；更高的頻譜效率、更多的頻譜資源利用，能滿足用戶業(yè)務流量的增長；5G網(wǎng)絡的連接數(shù)密度達到106／km2，能量效率能提升10倍左右。[3]另外，5G網(wǎng)絡還具有99.999%的可靠性，綠色節(jié)能也是5G發(fā)展的一個重要指標，可以實現(xiàn)無線通信的可持續(xù)發(fā)展。[4]
總之，5G網(wǎng)絡具有超高的頻譜利用率和能效，在傳輸速率和資源利用率等方面較4G移動通信提高一個量級或更高，其無線覆蓋性能、傳輸時延、系統(tǒng)安全和用戶體驗也將得到顯著的提高；對海量傳感設備及機器與機器（M2M）通信的支撐能力將成為系統(tǒng)設計的重要指標之一。[5]
通俗一點來講，1G、2G滿足了人們的語音通話需求，3G、4G實現(xiàn)了隨時隨地連接互聯(lián)網(wǎng)的夢想，5G將開啟萬物互聯(lián)網(wǎng)時代。但到底什么是萬物互聯(lián)網(wǎng)，與物聯(lián)網(wǎng)相比，有什么不同？萬物互聯(lián)網(wǎng)由哪些要素構(gòu)成，具有什么樣的體系結(jié)構(gòu)（要素結(jié)構(gòu)體系、支撐平臺體系和應用體系）？本文擬探析這些問題。
萬物互聯(lián)網(wǎng)的概念辨析
網(wǎng)絡發(fā)展的歷程在一定程度上就是連接對象不斷擴展的過程?；ヂ?lián)網(wǎng)（Internet）是計算機與計算機之間連接而成的網(wǎng)絡；移動互聯(lián)網(wǎng)（Mobile Internet）是計算機網(wǎng)絡與移動通信網(wǎng)絡融合的產(chǎn)物，連接終端擴展到了智能手機；物聯(lián)網(wǎng)（Internet of things, IoT）是事物與事物之間連接而成的網(wǎng)絡，又被稱為傳感網(wǎng)。2018年國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布的《物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡服務能力暴露[6]的參考架構(gòu)》報告指出，物聯(lián)網(wǎng)是信息社會的全球基礎設施，依靠現(xiàn)有的和不斷發(fā)展的可互操作的信息和通信技術，能通過物理的或虛擬的事物間互連來實現(xiàn)高級服務；其通過身份識別、數(shù)據(jù)捕獲、信息處理和通信功能，可充分利用全部事物為各種應用提供服務。[7]其發(fā)布的《國際電聯(lián)互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》的報告指出，信息與通信技術（ICT）的目標已經(jīng)從滿足人與人之間的溝通，發(fā)展到實現(xiàn)人與物、物與物之間的連接，無所不在的物聯(lián)網(wǎng)通信時代即將來臨；物聯(lián)網(wǎng)使我們在信息與通信技術的世界里獲得一個新的溝通維度，將任何時間任何地點連接任何人，擴展到連接任何物品。[8]由此可見，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）將互聯(lián)網(wǎng)（Internet）連接范圍從機器（筆記本電腦、臺式機、智能手機、平板電腦）擴展到了任何類型的物理設備和日常物品。[9]物聯(lián)網(wǎng)的支撐技術主要包括低速短距離傳輸?shù)臒o線網(wǎng)上協(xié)議（ZigBee）、射頻卡（RFID）、傳感器網(wǎng)絡（Sensor Networks）和基于位置的技術（location based technologies）。特別是第6版網(wǎng)際協(xié)議（Internet Protocol version 6, IPv6）能提供長度為128位的單播地址（Unicast Address）、組播地址（Multicast Address）和任播地址（Anycast Address）三種地址類型，能解決物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中IP地址短缺問題，能為物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)十億個傳感器設定一個唯一的IP地址。
一般認為，萬物互聯(lián)網(wǎng)（Internet of Everything，IoE）建立在人員（Person）、數(shù)據(jù)（Data）、流程（Process）和事物（Things）這“四個支柱”上，能將事物、人、數(shù)據(jù)和業(yè)務流程連接起來，能擴展工業(yè)和服務的流程，能豐富人們的生活。[10]與物聯(lián)網(wǎng)相比，萬物互聯(lián)網(wǎng)的連接對象更為廣泛，能與人和社會環(huán)境進行強烈的交互，[11]而物聯(lián)網(wǎng)僅連接事物（傳感器和設備）。當然，在學界和業(yè)界對萬物互聯(lián)網(wǎng)的定義和認知不盡相同。有人認為，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）也可稱之為萬物互聯(lián)網(wǎng)（IoE），[12]如高通公司首席執(zhí)行官史蒂夫·莫倫科普夫（Steve Mollenkopf ）在2014年表示，物聯(lián)網(wǎng)和萬物互聯(lián)網(wǎng)是“同一件事”。但也有人認為，萬物互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)具有本質(zhì)的不同。如未來主義者戴夫·埃文斯（Dave Evans）指出，問題不只是“事物”，而是更多有關“人、過程、數(shù)據(jù)和事物之間的聯(lián)系”，這些聯(lián)系才是萬物互聯(lián)的核心，能創(chuàng)造“價值”。[13]又如中國的華為公司致力于把數(shù)字世界帶入每個人、每個家庭、每個組織，構(gòu)建萬物互聯(lián)的智能世界；華為認為：聯(lián)接是每個人的基本權利，是人類進步和經(jīng)濟增長的基石，網(wǎng)絡聯(lián)接將成為無處不在的自然存在，網(wǎng)絡主動感知變化和需求，智能、隨需、無縫、安全地聯(lián)接人與人、物與物、人與物。[14]騰訊公司首席執(zhí)行官馬化騰提出，騰訊致力于通過連接打造“三張網(wǎng)”：人聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和智聯(lián)網(wǎng)。
但現(xiàn)有的萬物互聯(lián)網(wǎng)定義中僅包含事物、人、數(shù)據(jù)和流程，忽略了企業(yè)、政府和平臺等重要因素。因為人、企業(yè)和政府是構(gòu)成社會系統(tǒng)的三大主體，只將人和事物連接起來顯然是不完整的，其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和流程也是不完整的，無法完整反映社會現(xiàn)實。因此，本文認為萬物互聯(lián)網(wǎng)是由物體、數(shù)字設備、數(shù)字個人、數(shù)字企業(yè)、數(shù)字政府和數(shù)據(jù)資源等要素，借助數(shù)字平臺，通過數(shù)字流程相互連接而成的巨復雜網(wǎng)絡生態(tài)系統(tǒng)。萬物互聯(lián)網(wǎng)的具體內(nèi)涵可從四個層面進行闡釋。
首先，在空間尺度層面，萬物互聯(lián)網(wǎng)所連接物體的尺度正在從大尺度向微尺度[15]發(fā)展，現(xiàn)已發(fā)展到納米級事物。空間尺度通常是指觀察或研究的物體或過程的空間分辨度。生命物體（動植物、細菌、病毒）和無生命物體（自然物品和人造物品）在不同的尺度層次具有不同的尺度效應。生物的空間尺度一般是指所研究對象的面積大小。隨著科學技術的發(fā)展，人類可觀測和認知的生物空間尺度在不斷縮?。何⒚?mdash;亞微米—納米—團簇—原子。其中，納米技術是分子規(guī)模的功能系統(tǒng)工程，當前納米技術與物聯(lián)網(wǎng)技術的交叉融合，正在無限擴展萬物互聯(lián)網(wǎng)的想象空間。納米機器（尺寸范圍為1～100nm）與現(xiàn)有的傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡與高速互聯(lián)網(wǎng)集成在一起形成的網(wǎng)絡，可被稱為“納米物聯(lián)網(wǎng)”（IoNT）[16]，是萬物互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的最新進展。其中，納米機器可被定義為：通過納米組件集成以執(zhí)行諸如傳感或致動之類的任務的基本功能單元。[17]也即，納米物聯(lián)網(wǎng)（IoNT）能將納米傳感器集成到各種微型對象以實現(xiàn)細微環(huán)境的智能感知，其每項功能性任務都是由“納米機器”來執(zhí)行的。[18]這能讓萬物互聯(lián)網(wǎng)的深度和廣度得到極大的擴展，具備了連接納米級設備的能力：只要在聯(lián)網(wǎng)對象中集成納米傳感器，就可以使其與互聯(lián)網(wǎng)進行連接和通信。[19]例如，體內(nèi)納米傳感器可以提供心電圖和其他重要信號，環(huán)境納米傳感器可以收集有關給定區(qū)域中病原體和過敏原的信息。[20]在這種情況下，萬物互聯(lián)網(wǎng)能夠感知、采集的聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置數(shù)據(jù)越來越豐富。當然，要充分處理和利用這些大數(shù)據(jù)，還需要其他信息技術的支撐：5G網(wǎng)絡讓海量數(shù)據(jù)的傳輸成為可能；云計算和人工智能讓海量數(shù)據(jù)的快速處理成為可能。
其次，在時間尺度層面，萬物互聯(lián)網(wǎng)的響應時間間隔在不斷縮小。一般來說，時間尺度是研究對象動態(tài)變化的時間間隔。萬物互聯(lián)網(wǎng)試圖采集萬事萬物的聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置數(shù)據(jù)，但間隔多少時間采集一次數(shù)據(jù)，關系到人們能否科學觀察和全面把握事物的運行規(guī)律，能否準確預測事物的演化趨勢。另外，從終端傳感器感應和獲得數(shù)據(jù)，再傳輸?shù)皆朴嬎阒行?，云端再將處理結(jié)果反饋給終端，期間都有延時，有可能錯過處理問題的最佳時機。目前，提高萬物互聯(lián)網(wǎng)響應速度的途徑有兩個。一是運用5G網(wǎng)絡技術減低萬物互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r延：端到端時延可以降低到4G網(wǎng)絡的1／10或1／5，達到毫秒級水平，業(yè)務時延小于5ms。二是運用邊緣計算實現(xiàn)計算資源的適當下沉，讓邊緣數(shù)據(jù)在本地緩存和及時處理，可以有效降低數(shù)據(jù)處理的時延。云計算能為萬物互聯(lián)網(wǎng)提供強大的算力保障，但面對終端數(shù)字設備產(chǎn)生的海量邊緣數(shù)據(jù)，云計算顯得力不從心，主要表現(xiàn)在兩個方面：線性增長的集中式云計算能力無法匹配爆炸式增長的海量邊緣數(shù)據(jù)；從網(wǎng)絡邊緣設備傳輸海量數(shù)據(jù)到云中心致使網(wǎng)絡傳輸帶寬的負載量急劇增加，造成較長的網(wǎng)絡延遲。[21]這種情況下，作為云計算模式有益補充的邊緣計算模式誕生。邊緣計算是指在網(wǎng)絡邊緣執(zhí)行計算的一種新型計算模型：邊緣計算中邊緣的下行數(shù)據(jù)表示云服務，上行數(shù)據(jù)表示萬物互聯(lián)服務；邊緣計算的邊緣是指從數(shù)據(jù)源到云計算中心路徑之間的任意計算和網(wǎng)絡資源。[22]在這種情況下，終端數(shù)字設備不僅負責與云端的雙向數(shù)據(jù)傳輸，還可以完成部分緊急的計算任務。例如，在智慧城市建設中，無處不在的攝像頭可全天候、不間斷地記錄和監(jiān)控城市空間的每個角落，能為解決城市交通擁堵和快速響應突發(fā)事件提供重要保障。即使在5G網(wǎng)絡環(huán)境，由海量攝像頭產(chǎn)生的視頻大數(shù)據(jù)若實時傳輸?shù)皆贫艘矔加么罅康膸?，若能借助邊緣計算，在一定程度上就可實現(xiàn)快速響應。
再次，在連接關系層面，萬物互聯(lián)網(wǎng)是海量對象之間相互連接而成的巨復雜網(wǎng)絡。萬物互聯(lián)網(wǎng)是人與機器（Person-to-Machine, P2M）、企業(yè)與機器（Business-to-Machine, B2M），政府與機器（Government -to-Machine, G2M）、機器與機器（Machine -to-Machine, M2M）、機器與物體（Machine -to-Things, M2T）、物體與物體（Things-to-Things, T2T）之間相互連接而成的巨復雜物理網(wǎng)絡，其中機器與機器之間連接形成的網(wǎng)絡是“連接一切”的“神經(jīng)網(wǎng)絡”，主要負責海量數(shù)據(jù)的傳輸和處理。同時，萬物互聯(lián)網(wǎng)也是個人、企業(yè)和政府通過數(shù)據(jù)的流動相互連接而成的巨復雜社會網(wǎng)絡，其涵蓋的社會關系主要包括主體內(nèi)部人與人（Person-to-Person, P2P）、人與企業(yè)（Person-to-Business, P2B）、人與政府（Person-to-Government, P2G）、企業(yè)與企業(yè)（Business-to-Business, B2B）、政府與政府（Government-to-Government, G2G）、企業(yè)與政府（Business -to-Government, B2G）之間的連接。在實際應用中，同一類事物的海量實體對象常常相互連接形成特殊的單一網(wǎng)絡，面向用戶提供特定的功能和服務。如，自行車之間的連接能為用戶提供“共享單車”服務，類似還有“共享電動車”“共享汽車”等服務；公交車之間的連接能實現(xiàn)“智能公交”；工業(yè)設備之間的連接能實現(xiàn)“智能制造”和“云制造”；電力設施之間的連接能形成“智能電網(wǎng)”；公共部門之間的連接能形成全國“一張網(wǎng)”，能實現(xiàn)“數(shù)字政府”。因此，從連接的層面來看，萬物互聯(lián)網(wǎng)也能看成是由一個個單一的物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接而成。因此，從網(wǎng)絡發(fā)展的歷程來看，萬物互聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到一定程度的自然產(chǎn)物，是互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡之間互聯(lián)互通、相互融合而成的新型網(wǎng)絡，也可看成是各種物體聯(lián)系和社會關系的綜合。
最后，在社會形態(tài)變革層面，萬物互聯(lián)網(wǎng)是智能社會的信息基礎設施。萬物互聯(lián)網(wǎng)試圖實時采集物理世界的物體和設備數(shù)據(jù)，把物理世界的物體和設備納入到信息世界中來，積累數(shù)據(jù)資源，發(fā)展數(shù)字平臺，建設數(shù)字個人、數(shù)字企業(yè)和數(shù)字政府，通過數(shù)字流程把萬事萬物整合在一起，能形成一個數(shù)字化的、智能化的社會——智能社會：數(shù)據(jù)是其運行的“血液”，算法是其運行的“約束規(guī)則”，“智能云服務”和水、電、煤氣一樣逐步成為其運行的關鍵信息基礎設施。智能社會是以萬物互聯(lián)網(wǎng)為基礎，以人工智能、云計算、邊緣計算和大數(shù)據(jù)等新型信息技術在市場部門（企業(yè)）、公共部門（政府）和第三部門（社會）中的廣泛應用為核心，以萬事萬物的互聯(lián)互通為結(jié)構(gòu)的新型社會形態(tài)。智能社會與工業(yè)社會、信息社會又是一脈相承的，它孕育于工業(yè)社會、發(fā)展于信息社會、塑造未來社會，必然成為未來社會結(jié)構(gòu)的主要形態(tài)。[23]人工智能是智能社會發(fā)展的基本技術支撐，人工智能與萬物互聯(lián)網(wǎng)的深度融合能對社會生產(chǎn)方式、生活方式乃至休閑娛樂方式產(chǎn)生巨大而深遠的影響，能為人與社會的自我提升和自由全面發(fā)展提供難得的契機。[24]智能社會中，萬物互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)扮演著清晰觀測與呈現(xiàn)社會生活的透鏡角色，這種“數(shù)據(jù)透鏡”使人們的行為被量化記錄與透視，[25]智能機器人將成為智能社會的參與者和重要治理主體，[26]進而實現(xiàn)一種人機共治的社會治理模式。[27]
萬物互聯(lián)網(wǎng)的要素體系結(jié)構(gòu)
根據(jù)上述定義，萬物互聯(lián)網(wǎng)包括物體、數(shù)字設備、數(shù)字個人、數(shù)字企業(yè)、數(shù)字政府、數(shù)據(jù)資源、數(shù)字平臺和數(shù)字流程八大要素。其中物體和數(shù)字設備是來源于物理世界的要素，是萬物互聯(lián)網(wǎng)的客體要素；數(shù)字個人、數(shù)字企業(yè)和數(shù)字政府是來源于人類社會的要素，是萬物互聯(lián)網(wǎng)的主體要素；數(shù)據(jù)資源、數(shù)字流程、數(shù)字平臺來源于信息世界的要素，是萬物互聯(lián)網(wǎng)的運行要素?？傊?，萬物互聯(lián)網(wǎng)的要素體系結(jié)構(gòu)由客體要素（物體和數(shù)字設備）、主體要素（數(shù)字個人、數(shù)字企業(yè)、數(shù)字政府）和運行要素（數(shù)據(jù)資源、數(shù)字流程、數(shù)字平臺）構(gòu)成，下面擬詳細分析。
萬物互聯(lián)網(wǎng)的客體要素：物體和數(shù)字設備。物體（Things）是萬物互聯(lián)網(wǎng)的連接對象，主要包括有生命物體（動植物、細菌、病毒）和無生命物體（自然物品和人造物品）。目前，萬物互聯(lián)網(wǎng)所連接物體的種類在不斷擴充：正在從無生命物體（自然物品和人造物品）向有生命物體（動植物、細菌、病毒）擴展。在無生命物體方面，萬物互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)可以或正在嘗試感知和監(jiān)測自然空間中的地殼運動以預測地震；感知和監(jiān)測氣流、水文、海洋以預報天氣和預警災害；感知和監(jiān)測城市空間的各類基礎設施以建設智慧城市；感知和監(jiān)測貨物的運輸、倉儲、包裝、裝卸和配送等各個環(huán)節(jié)以實現(xiàn)智慧物流；感知和監(jiān)測交通設施和交通工具以實現(xiàn)智慧交通；感知和監(jiān)測水、電、氣以實現(xiàn)智慧能源；感知和監(jiān)測工廠設施和環(huán)境以實現(xiàn)智能制造；感知和監(jiān)測家居的位置、狀態(tài)、變化以實現(xiàn)智能家居。在有生命物體方面，萬物互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)可以或正在嘗試感知和跟蹤野生動物的活動軌跡，感知和監(jiān)控農(nóng)作物和養(yǎng)殖動物的成長過程以實現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)和食品溯源，感知和監(jiān)測病毒的傳染過程。
數(shù)字設備（Digital Device），也稱之為機器（Machine），是物理實體連接到萬物互聯(lián)網(wǎng)的媒介，數(shù)字設備能感知、讀取描述物理實體運動狀態(tài)及其變化趨勢的數(shù)據(jù)，再傳遞給其所有者，或分享給萬物互聯(lián)網(wǎng)中的其他節(jié)點。數(shù)字設備主要包括通用物聯(lián)網(wǎng)感知識別系統(tǒng)、常規(guī)網(wǎng)絡設備和各類終端設備。通用物聯(lián)網(wǎng)感知識別系統(tǒng)通常包括傳感器、計算節(jié)點、接收器、執(zhí)行器和功能設備：傳感器主要用于數(shù)據(jù)的采集和轉(zhuǎn)換；計算節(jié)點用于數(shù)據(jù)和信息的處理；接收器便于收集計算節(jié)點或其他關聯(lián)設備發(fā)送的消息；執(zhí)行器用于處理從傳感器和/或互聯(lián)網(wǎng)接收的信息，然后觸發(fā)相關設備執(zhí)行功能；功能設備用于在觸發(fā)時執(zhí)行所需的任務。[28]當前，超大型的感知識別系統(tǒng)之一是北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（BeiDou Navigation Satellite System），能為全球和中國萬物互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展奠定堅實基礎，能為感知和監(jiān)測萬事萬物提供關鍵的空間基礎設施，能為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務。[29]北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國自主建設、獨立運行的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，由空間段、地面段和用戶段三部分組成：空間段由若干地球靜止軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星三種軌道衛(wèi)星組成混合導航星座；地面段包括主控站、時間同步／注入站和監(jiān)測站等若干地面站；用戶段包括北斗兼容其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)的芯片、模塊、天線等基礎產(chǎn)品，以及終端產(chǎn)品、應用系統(tǒng)與應用服務等。[30]
其他常見的感知識別設備包括射頻識別器（Radio Frequency Identification）、傳感器（Sensor）[31]、紅外感應器（Infrared sensor）、激光掃描器（Laser scanner）和攝像頭（Camera）等。常規(guī)網(wǎng)絡設備主要包括服務器（Server）、交換機（Switching）、路由器（Router）、中繼器（Repeater）、網(wǎng)橋（Bridge）、網(wǎng)關（Gateway）和防火墻（Firewall）等。終端設備主要包括個人計算機、智能手機和各類智能穿戴設備。
當然，隨著信息技術自身的升級換代，萬物互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字設備種類也在不斷增加。以納米物聯(lián)網(wǎng)為例，其涉及的數(shù)字設備主要包括納米節(jié)點、納米路由器、納米微接口設備和網(wǎng)關。其中，納米節(jié)點被認為是最小、最簡單的納米機器，它們可以執(zhí)行各種任務，如可以放置在人類體內(nèi)的生物傳感器；納米路由器具有更大的計算能力，主要充當來自納米節(jié)點的信息的聚合器，同時在通過交換控制命令控制納米節(jié)點方面也發(fā)揮著至關重要的作用；納米微接口設備可執(zhí)行來自納米路由器的任務，能將信息傳輸?shù)轿⒊叨任矬w，可使用納米通信技術與傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡實現(xiàn)納米級通信；網(wǎng)關可以通過互聯(lián)網(wǎng)遠程控制整個納米物體網(wǎng)絡，如醫(yī)生借助網(wǎng)關通過互聯(lián)網(wǎng)，可在任何地方訪問來自人體的傳感器網(wǎng)絡。[32]
隨著人工智能技術和萬物互聯(lián)網(wǎng)的融合發(fā)展，智能機器人將逐步成為重要的數(shù)字設備之一，越來越多的智能機器人將連入萬物互聯(lián)網(wǎng)。機器人是由仿生元件組成并具備運動特性的機電設備，它具有操作物體以及感知周圍環(huán)境的能力。[33]智能機器人區(qū)別于一般機器人，是指具有強智能、類人類的機器人。它可以理解人類語言，能和人類對話，能意識到生成的外界環(huán)境，能分析出現(xiàn)的情況，能調(diào)整自己的動作以達到操作者所提出的全部要求，在信息不充分的情況下和環(huán)境迅速變化的條件下完成這些動作。[34]智能機器人主要包括工業(yè)機器人、服務機器人，以及特種機器人。其中工業(yè)機器人主要包括搬運機器人、焊接機器人和切割機器人等；特種機器人主要包括空間機器人、海洋機器人和極地機器人。隨著人工智能技術的廣泛使用，越來越多智能機器人的產(chǎn)品形態(tài)進入尋常百姓家，逐步成為重要的智能新媒體產(chǎn)品形態(tài)之一，在人類信息傳播系統(tǒng)中成為重要的信息傳播者和接收者。如陪護機器人應用于養(yǎng)老院或社區(qū)服務站環(huán)境，具有生理信號檢測、語音交互、遠程醫(yī)療、智能聊天、自主避障漫游等功能，能夠通過語音和觸屏進行交互；配合相關檢測設備，機器人具有血壓、心跳、血氧等生理信號檢測與監(jiān)控功能，可無線連接社區(qū)網(wǎng)絡并傳輸?shù)缴鐓^(qū)醫(yī)療中心，緊急情況下可及時報警或通知親人。[35]另如，“曉云機器人”能實現(xiàn)客戶迎賓、信息錄入和人臉識別存檔等工作，還可以接收到訪客戶提醒，客服進行分訪接待等復雜任務。訊飛“阿爾法超能蛋”作為一款兒童啟賦智能機器人，具有四大學習功能：同步教材、趣味學習、成長計劃和智能陪伴學習。家用服務機器人（YEXBOT）能輕松與主人對話，還可通過應用軟件加入家庭成員群聊；還可播放存儲在云端的早教內(nèi)容、戲劇、音樂等。
萬物互聯(lián)網(wǎng)的主體要素：數(shù)字個人、數(shù)字企業(yè)和數(shù)字政府。個人、企業(yè)和政府是萬物互聯(lián)網(wǎng)的主體要素，是萬物互聯(lián)網(wǎng)的有機組成部分，也是萬物互聯(lián)網(wǎng)的服務對象。我們監(jiān)測和連接海量的物體最終是要為個人、企業(yè)和政府服務。個人、企業(yè)和政府連接萬物互聯(lián)網(wǎng)的過程，本質(zhì)上也是個人、企業(yè)和政府數(shù)字化的過程。或者說，真正連入互聯(lián)網(wǎng)的是數(shù)字個人、數(shù)字企業(yè)和數(shù)字政府。
“數(shù)字個人”是個人數(shù)據(jù)表征的結(jié)果，是一個存在于萬物互聯(lián)網(wǎng)中的“虛擬個體”。其中個人數(shù)據(jù)是數(shù)字化的個人特征和行為，是描述自然人屬性、運動狀態(tài)及其變化方式的數(shù)據(jù)。在一定程度上，個人數(shù)據(jù)的聚集能形成一個完整意義的“數(shù)字個人”。描述“數(shù)字個人”的數(shù)據(jù)由描述個人自然屬性特征的數(shù)據(jù)和個人行為屬性特征的數(shù)據(jù)構(gòu)成。自然人屬性數(shù)據(jù)主要用于描述“這個自然人到底是誰”，主要包括自然屬性數(shù)據(jù)、精神屬性數(shù)據(jù)、社會屬性數(shù)據(jù)。自然屬性主要描述物質(zhì)世界中的“人”；精神屬性主要描述精神世界中的“人”；社會屬性主要描述現(xiàn)實社會中的“人”。但隨著萬物互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，可以感知、獲取、存儲和共享的個人數(shù)據(jù)的深度和廣度正在無限地不斷擴充：人們的生理狀況、日常行為、思想觀點、心理情緒，甚至戀愛情感等各種社會行為和心理活動將能實現(xiàn)數(shù)字化記錄和存儲，個人數(shù)據(jù)生產(chǎn)和傳播的深度極大地擴展。目前，無線身體傳感器網(wǎng)絡（WBAN）已經(jīng)可以連續(xù)監(jiān)測和記錄人體特定部位的重要生理數(shù)據(jù)。
“數(shù)字企業(yè)”是萬物互聯(lián)網(wǎng)中每個企業(yè)的存在形式，也是各個企業(yè)使用各類信息技術進行信息化建設的發(fā)展方向。“數(shù)字企業(yè)”的內(nèi)涵主要包括兩個層面：企業(yè)運營方式的智能化和企業(yè)創(chuàng)新方式的數(shù)字化。所謂企業(yè)運用方式的智能化是指企業(yè)從海量數(shù)據(jù)中生成數(shù)據(jù)洞察，實時正確地制定決策、持續(xù)提升客戶體驗，借此不斷強化當前核心業(yè)務；企業(yè)創(chuàng)新方式的數(shù)字化指的是企業(yè)借助數(shù)字技術的力量，加速企業(yè)產(chǎn)品與服務的創(chuàng)新，探索新的市場機遇，開創(chuàng)新的商業(yè)模式，孵化新的業(yè)務項目。[36]萬物互聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)主體既包括建設、開發(fā)和維護萬物互聯(lián)網(wǎng)的信息技術企業(yè)（萬物互聯(lián)網(wǎng)的信息基礎設施提供商、運營商；云計算服務提供商；各類萬物互聯(lián)網(wǎng)應用服務提供商），也包括萬物互聯(lián)網(wǎng)的使用者，如各類工業(yè)制造企業(yè)和服務行業(yè)企業(yè)。
“數(shù)字政府”是數(shù)字時代政府的存在和運行方式，數(shù)字政府是“治理理念創(chuàng)新+數(shù)字技術創(chuàng)新+政務流程創(chuàng)新+體制機制創(chuàng)新”的系統(tǒng)性、協(xié)同式變革，是對政務流程、組織構(gòu)架、功能模塊的數(shù)字化重塑。[37]數(shù)字政府的本質(zhì)是要通過數(shù)字化思維、數(shù)字化理念、數(shù)字化戰(zhàn)略、數(shù)字化資源、數(shù)字化工具和數(shù)字化規(guī)則治理信息社會空間、提供優(yōu)質(zhì)政府服務、增強公眾服務滿意度。[38]從萬物互聯(lián)網(wǎng)的視角來看，數(shù)字政府就是借助傳感器網(wǎng)絡動態(tài)感知城市空間的電網(wǎng)等能源設施，供、排水設施（供水管網(wǎng)、排水和污水處理），交通設施（航空、鐵路、航運、長途汽車和高速公路；道路、橋梁、隧道、地鐵、輕軌高架、公共交通、出租汽車、停車場、輪渡等），郵電通信設施（郵政、電報、固定電話、移動電話、互聯(lián)網(wǎng)、廣播電視等），防災設施（消防、防汛、防震、防臺風、防風沙、防地面沉降、防空等）等各類公共基礎設施的運行狀態(tài)，實時收集和分析經(jīng)濟社會的運行狀態(tài)，在此基礎上實施智慧的公共決策，為社會提供數(shù)字化的公共服務（面向公民的數(shù)字化醫(yī)療衛(wèi)生服務、數(shù)字化社會保障服務、數(shù)字化婚姻生育服務、數(shù)字化出境入境服務、數(shù)字化教育就業(yè)服務；面向企業(yè)的數(shù)字化工商稅務服務）?？傊瑪?shù)字政府建設是一項系統(tǒng)性工程，建設內(nèi)容包括信息網(wǎng)絡支撐體系、信息資源共享體系、業(yè)務協(xié)同聯(lián)動體系、政府決策數(shù)據(jù)服務體系、政府管理服務體系和網(wǎng)絡安全保障體系。[39]數(shù)字政府建設作為實現(xiàn)國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化的戰(zhàn)略支撐，是數(shù)字中國和數(shù)字地球的重要組成部分。
萬物互聯(lián)網(wǎng)的運行要素：數(shù)據(jù)資源、數(shù)字流程和數(shù)字平臺。數(shù)據(jù)資源是萬物互聯(lián)網(wǎng)的核心，建設和發(fā)展萬物互聯(lián)網(wǎng)的目標就是采集、共享和利用數(shù)據(jù)資源?？傮w來看，萬物互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)資源可劃分為物理空間的數(shù)據(jù)和人類社會的數(shù)據(jù)。其中物理空間的數(shù)據(jù)主要包括自然資源數(shù)據(jù)、空間地理數(shù)據(jù)、有生命物體數(shù)據(jù)和無生命物體數(shù)據(jù)；人類社會的數(shù)據(jù)主要包括自然人數(shù)據(jù)、法人數(shù)據(jù)、經(jīng)濟運行數(shù)據(jù)、社會運行數(shù)據(jù)。當然，隨著信息技術的不斷發(fā)展，萬物互聯(lián)網(wǎng)能感知、共享和利用的數(shù)據(jù)在不斷擴展。以自然人數(shù)據(jù)為例，萬物互聯(lián)網(wǎng)通過各種各樣的穿戴設備可感知和采集的個人數(shù)據(jù)越來越豐富。目前，一旦用戶借助“華為穿戴”服務平臺，將自己的穿戴設備與智能手機綁定后，可在穿戴設備與智能手機中同步這些個人身份數(shù)據(jù)（頭像、昵稱、性別、出生日期、身高、體重），個人運動數(shù)據(jù)（設備位置、運動軌跡、運動類型、運動時長、步數(shù)、距離、熱量、爬高、最大攝氧量、運動心率），個人健康數(shù)據(jù)（睡眠、心率），以及個人的設備和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)（設備標識、設備設置、IP地址和網(wǎng)絡類型）。
“流程”（Process）是萬物互聯(lián)網(wǎng)的“動脈”。數(shù)字個人、數(shù)字物體、數(shù)字設備之間的物理互聯(lián)（物聯(lián)網(wǎng)）只是萬物互聯(lián)網(wǎng)的“信息高速公路”和“網(wǎng)絡基礎設施”。數(shù)字個人、數(shù)字物體和數(shù)字設備借助數(shù)字平臺能實現(xiàn)完整的“流程”，能幫助人們解決各種各樣的問題，能滿足人們各種各樣的信息需求，才是萬物互聯(lián)網(wǎng)的真正價值所在。萬物互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)字流程主要包括兩種：數(shù)字業(yè)務流和數(shù)據(jù)流。借助數(shù)字業(yè)務流和數(shù)據(jù)流，能將萬事萬物虛擬地相互連接在一起，能形成萬物互聯(lián)網(wǎng)的巨復雜生態(tài)系統(tǒng)。
當前，越來越多源、多形式，并相對孤立的數(shù)據(jù)需要數(shù)字平臺來整合、拉通。[40]數(shù)字平臺是萬物互聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)資源和數(shù)字流程的載體。一般而言，數(shù)字平臺是一個由核心和外圍組成的模塊化技術體系。[41]數(shù)字平臺自身保持著相對穩(wěn)定的狀態(tài)，互補組件隨時間不斷變化，而協(xié)調(diào)平臺與互補組件的模塊化接口是最穩(wěn)定的元素。[42]網(wǎng)絡計算資源已經(jīng)從傳統(tǒng)的、壟斷的基礎設施模型向解除管制的、私有化的、分裂的“平臺化”基礎設施模型轉(zhuǎn)變。[43]總體來看，萬物互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字平臺主要包括云服務平臺、操作系統(tǒng)平臺和應用平臺。
數(shù)據(jù)資源是萬物互聯(lián)網(wǎng)的“血液”，云服務平臺相當于萬物互聯(lián)網(wǎng)的“大腦和心臟”，能為萬物互聯(lián)網(wǎng)的正常運行提供“算力”和“動力”。云服務平臺是萬物互聯(lián)網(wǎng)重要的基礎數(shù)字平臺，在一定程度上來說，萬物互聯(lián)網(wǎng)是建立在“云之上”的。云服務可以是一個基于頁面的軟件程序，使用消息協(xié)議就可以調(diào)用其技術接口，或者是管理工具，或者更大的環(huán)境和其他信息技術資源的遠程接入點。[44]云服務平臺以云計算的虛擬化機制、負載均衡機制、資源集群機制、故障轉(zhuǎn)移機制和資源調(diào)度管理機制為基礎，是萬物互聯(lián)網(wǎng)中各類要素互聯(lián)互通的重要媒介，能實現(xiàn)萬物互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)資源的云傳播模式，具有共享性、公共性、虛擬性、無限擴展性、動態(tài)性和節(jié)約性等顯著特征。[45]目前，云服務的交付模式也即服務類型主要包括“軟件服務”（Soft-as-a-Service, SaaS）、“平臺服務”（Platform-as-a-Service, PaaS）和“基礎設施服務”（Infrastructure-as-a-Service, IaaS）三種。還有一些由不同信息技術資源組合而成的交付模式變種，如網(wǎng)絡服務（Network-as-a-Service）、存儲服務（Storage-as-a-Service）、數(shù)據(jù)服務（Data-as-a-Service）、安全服務（Security-as-a-Service）等。
操作系統(tǒng)是運行在萬物互聯(lián)網(wǎng)上數(shù)字設備中的資源管理系統(tǒng)。但目前缺乏一個統(tǒng)一的操作系統(tǒng)平臺來整合和打通所有的數(shù)字設備，已形成以操作系統(tǒng)為中心的諸多“信息孤島”。但華為公司分布式操作系統(tǒng)——鴻蒙的問世也許會改變這一切。據(jù)華為官方網(wǎng)站介紹，2019年8月9日至11日，華為開發(fā)者大會2019在東莞松山湖拉開帷幕，在本次大會上發(fā)布其全新的基于微內(nèi)核的面向全場景的分布式操作系統(tǒng)——“鴻蒙”操作系統(tǒng)，能為開發(fā)者提供可以實現(xiàn)“一次開發(fā)、多端部署”的高效開發(fā)工具，可部署在智能手表、智慧屏、車載設備、智能音箱和智能手機等各類智能終端上，形成一個跨終端的融合共享生態(tài)：采用“分布式OS架構(gòu)”和“分布式軟總線技術”，具有公共通信平臺、分布式數(shù)據(jù)管理、分布式能力調(diào)度和虛擬外設四大能力。[46]
萬物互聯(lián)網(wǎng)的應用平臺是基于某種應用模式，面向用戶提供特定服務功能的軟件，能激活和挖掘萬物互聯(lián)網(wǎng)中的海量數(shù)據(jù)，能為社會和用戶帶來特定的價值。其中應用模式創(chuàng)新是萬物互聯(lián)網(wǎng)的應用平臺發(fā)展的關鍵，也是中國萬物互聯(lián)網(wǎng)應用服務提供商參與全球競爭的關鍵。所謂應用模式是指單一的某種萬物互聯(lián)網(wǎng)應用為用戶提供什么服務、如何提供和如何盈利的概念模型。[47]目前正在發(fā)展或已經(jīng)較為成熟的應用模式主要有智能學習（智慧課堂）、智能社交（智能語音交互、智能多輪對話）、智能生活（智能家居、智慧醫(yī)療）、智能商務和智能政務等。萬物互聯(lián)網(wǎng)的應用平臺一般都設置了明確的參與規(guī)則和限制條件。[48]各類應用平臺更像是帶圍墻的花園，盡可能將用戶及其個人數(shù)據(jù)鎖定在自己的平臺上。[49]
數(shù)字平臺對整個萬物互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和社會結(jié)構(gòu)已經(jīng)產(chǎn)生重要的影響。社會發(fā)展過程中的“權力轉(zhuǎn)移”表現(xiàn)為現(xiàn)有權力結(jié)構(gòu)的解體和新結(jié)構(gòu)的興起，權力結(jié)構(gòu)中社會力量平衡的劇烈變化和權力的重新分配。[50]參與平臺化的數(shù)字中介作為新的權力平臺，以尋求壟斷細分市場的方式部署其戰(zhàn)略。[51]當取得了一國乃至全球的影響力之后，這些平臺寡頭更像是重要的基礎設施連接器或公用事業(yè)，具有“殖民”和融入新市場的趨勢。[52]平臺作為雙邊/多邊市場，[53]或者平臺中介網(wǎng)絡，[54]能夠促成以往不通過平臺難以接觸到的不同類型主體之間的交易，同時會產(chǎn)生網(wǎng)絡效應，各邊價值隨著使用者人數(shù)的增加而增加。[55]從更宏觀的層面來看，平臺帝國主義能促成單向的、擴張的、基于軟件的全球疆域重新劃分，能為霸權國家提供資本積累和意識形態(tài)傳播的工具。[56]
萬物互聯(lián)網(wǎng)的支撐平臺體系結(jié)構(gòu)
由上述分析可見，萬物互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)涵蓋海量物體、海量設備、海量數(shù)據(jù)、海量場景和海量應用。這些海量物體的感知識別、海量設備的接入、數(shù)量數(shù)據(jù)的存儲管理和開發(fā)利用、海量場景的支持、海量應用的開發(fā)搭建，必須有一個完整的支撐平臺體系才能更好地實現(xiàn)互聯(lián)互通。萬物互聯(lián)網(wǎng)的支撐平臺體系主要包括萬物互聯(lián)網(wǎng)的計算資源服務平臺、人工智能基礎服務平臺、大規(guī)模應用系統(tǒng)搭建的支撐平臺、智能終端產(chǎn)品開發(fā)的支撐平臺。其中計算資源服務平臺能為萬物互聯(lián)網(wǎng)的海量設備提供“算力”，人工智能基礎服務平臺能為萬物互聯(lián)網(wǎng)的海量數(shù)據(jù)處理提供“算法”，大規(guī)模應用系統(tǒng)搭建的支撐平臺能為萬物互聯(lián)網(wǎng)海量應用系統(tǒng)的搭建和開發(fā)提供“基礎平臺”，智能終端產(chǎn)品開發(fā)的支撐平臺能為萬物互聯(lián)網(wǎng)的海量終端裝上“智能的大腦”。
萬物互聯(lián)網(wǎng)的計算資源服務平臺。計算資源是各類萬物互聯(lián)網(wǎng)應用的必備資源之一。每個萬物互聯(lián)網(wǎng)應用服務提供商較難自己獨立搭建云計算中心，因此第三方的云計算平臺是萬物互聯(lián)網(wǎng)的重要支撐平臺。萬物互聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)只需接入第三方的基礎設施服務（IaaS），就可獲得彈性的計算資源?；A設施服務（IaaS）由以基礎設施為中心的信息技術資源組成，如硬件、網(wǎng)絡和操作系統(tǒng)等原始的信息技術資源，萬物互聯(lián)網(wǎng)用戶可以通過云服務的接口和工具訪問和管理這些資源。[57]在基礎設施服務模式中，涉及管理和維護物理數(shù)據(jù)中心和物理基礎設施的許多工作，都被抽象成一系列可用服務，可通過基于代碼或網(wǎng)頁的管理控制臺進行訪問和自動化部署；用戶可以根據(jù)需要訪問虛擬的基礎設施，快速完成資源的部署和運行；這些虛擬的基礎設施是一種可計量的服務，只有在開啟和使用時候才會計費，關閉后不再累計成本。[58]如某云服務提供商能提供全套的計算和網(wǎng)絡云服務，其云服務器能提供高性能、高可靠、安全穩(wěn)定的彈性計算服務；其專屬服務器能提供性能可控、資源獨享、物理資源隔離的專屬云計算服務；其負載均衡（BLB）云服務能均衡應用流量、消除故障節(jié)點、提高業(yè)務可用性；其專線（ET）云服務能提供高性能、安全性好的網(wǎng)絡傳輸服務。這樣萬物互聯(lián)網(wǎng)中的企業(yè)主體就可利用上述全套的云服務建立自己的計算和網(wǎng)絡基礎設施，輕松搭建自己的萬物互聯(lián)網(wǎng)應用。
萬物互聯(lián)網(wǎng)的人工智能基礎服務平臺。算法和自然語言處理是萬物互聯(lián)網(wǎng)中的企業(yè)主體提供智能服務的基礎，但復雜的算法設計和自然語言處理系統(tǒng)開發(fā)對一般的企業(yè)用戶來說有較高的門檻。特別是，一些通用的算法程序更沒必要重新開發(fā)。也即，萬物互聯(lián)網(wǎng)中的智能新媒體等企業(yè)用戶只需接入第三方的算法程序開放接口，即可實現(xiàn)其智能服務。
1.接入算法服務平臺。深度學習、機器學習算法的研發(fā)技術難度大、耗時長且成本高。萬物互聯(lián)網(wǎng)中的智能新媒體等企業(yè)借助第三方的人工智能云服務就可快速部署其深度學習和機器學習服務。如某云服務平臺的深度學習服務（DLS, Deep Learning Service）是一種一站式深度學習平臺服務，內(nèi)置大量優(yōu)化的網(wǎng)絡模型算法，以豐富、便捷、高效的品質(zhì)幫助用戶輕松使用深度學習技術，通過靈活調(diào)度按需服務的方式提供模型訓練與評估。[59]該平臺能提供圖像分類、物體檢測等幾十種神經(jīng)網(wǎng)絡算法模型；能提供大量基于開源數(shù)據(jù)集訓練好的模型，方便用戶加快模型訓練；能通過混合并行、梯度壓縮、卷積加速、EASGD等技術加快模型訓練速度。
再如，某云服務平臺的機器學習服務（Machine Learning Service, MLS）能幫助用戶通過機器學習技術快速發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)規(guī)律和構(gòu)建預測模型，并將其部署為預測分析解決方案。[60]該服務能通過可視化的拖拽式工作流，實現(xiàn)數(shù)據(jù)建模、分析、預測、可視化；該平臺支持多種開源建模語言（Python等）；能預置豐富的機器學習算法，滿足從數(shù)據(jù)導入和處理，到模型訓練和評估、導出，覆蓋預測分析端到端業(yè)務。第三方開發(fā)者借助該平臺就能建立特征工程、機器學習算法、建模、預測、模型全生命周期管理的機器學習一站式機器學習應用。
2.接入自然語言處理云服務。自然語言處理能力是萬物互聯(lián)網(wǎng)中企業(yè)提供智能服務基礎。一般的企業(yè)較難從底層研發(fā)獨立的自然語言處理系統(tǒng)。借助云端的自然語言處理系統(tǒng)，萬物互聯(lián)網(wǎng)應用提供商就可快速搭建自己的應用系統(tǒng)。如百度“理解與交互技術”（UNIT, Understanding and Interaction Technology）云服務是百度自然語言理解與交互技術的對外開放平臺，能實現(xiàn)可定制的對話系統(tǒng)開發(fā)。[61]第三方開發(fā)者通過該平臺，可以快速、靈活地按自身業(yè)務需求定制對話系統(tǒng)。
萬物互聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模應用系統(tǒng)搭建的支撐平臺。5G環(huán)境下，萬物互聯(lián)網(wǎng)的典型應用主要包括大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)（mMTC）應用，移動寬帶增強（eMBB）應用和超高可靠、超低時延通信（uRLLC）應用。其中大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)（mMTC）應用主要包括資產(chǎn)跟蹤、智能農(nóng)業(yè)、智能城市、能源監(jiān)測、智能家居和遠程監(jiān)控等。[62]移動寬帶增強（eMBB）應用主要包括增強型室內(nèi)和室外寬帶應用、企業(yè)協(xié)作、增強和虛擬現(xiàn)實應用。[63]超高可靠、超低時延通信（uRLLC）應用主要包括自動駕駛汽車、智能電網(wǎng)、遠程病人監(jiān)護、遠程醫(yī)療和工業(yè)自動化等。[64]但對諸多萬物互聯(lián)網(wǎng)應用服務提供商來說，全靠自身搭建上述應用平臺是有一定難度的。在這樣情況下，借助第三方的物聯(lián)網(wǎng)基礎設施云服務平臺或虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實云服務平臺搭建自己的平臺服務是可行的解決方案之一。
如華為云提供的物聯(lián)網(wǎng)服務（IoT Hub），是一種針對海量設備進行聯(lián)接、數(shù)據(jù)采集/轉(zhuǎn)發(fā)、遠程控制的云服務：可實現(xiàn)海量設備與云端之間雙向通信連接、設備數(shù)據(jù)采集上云，支持上層應用通過調(diào)用應用程序接口（API）遠程控制設備；能提供與華為其他云服務無縫對接的規(guī)則引擎。[65]該云服務可應用于各種物聯(lián)網(wǎng)場景，具有設備接入、設備管理、規(guī)則引擎和數(shù)據(jù)保護功能。萬物互聯(lián)網(wǎng)應用產(chǎn)品接入該平臺，就能有效管理該應用系統(tǒng)涉及的大規(guī)模設備。如無人售貨機運營商若接入該物聯(lián)網(wǎng)平臺，就能實現(xiàn)貨架實時上報貨物狀態(tài)、缺貨預警等服務功能。[66]
另如，借助第三方的平臺服務是搭建虛擬現(xiàn)實／增強現(xiàn)實應用產(chǎn)品的重要方法。如“網(wǎng)易洞見”是網(wǎng)易增強現(xiàn)實（AR）團隊自主研發(fā)的基于移動設備的增強現(xiàn)實(AR)平臺：通過洞見客戶端（AR內(nèi)容瀏覽器）、互聯(lián)網(wǎng)應用引擎（AR SDK）和AR游戲引擎（AR GAME PLUGIN）等產(chǎn)品形態(tài)，有效連接優(yōu)質(zhì)AR內(nèi)容開發(fā)者和使用場景，為用戶帶來高質(zhì)量的增強現(xiàn)實（AR）體驗。[67]如家電品牌戴森基于“網(wǎng)易洞見”客戶端，推出了一組與眾不同的產(chǎn)品廣告：點擊戴森的廣告位，可在任意現(xiàn)實場景下生成增強現(xiàn)實系統(tǒng)制作的戴森無葉風扇，演示吹出強勁涼風的工作原理。
萬物互聯(lián)網(wǎng)的智能終端產(chǎn)品開發(fā)的支撐平臺。智能終端是萬事萬物和人連入萬物互聯(lián)網(wǎng)的基本數(shù)字設備。如何讓智能終端產(chǎn)品具有較強的智能感知和智能交互的功能，是每個智能終端開發(fā)商最為關心的問題之一。目前較為成熟的開放平臺主要包括智能交互系統(tǒng)開發(fā)的云服務平臺和智能機器人系統(tǒng)開發(fā)的云服務平臺。
一是智能交互系統(tǒng)開發(fā)的云服務平臺。具有較強的交互性能，智能終端設備才能受用戶歡迎。其中，智能化交互能力是關鍵。智能終端產(chǎn)品可搭載第三方人工智能技術平臺，借助云端應用程序接口（API）就能實現(xiàn)一站式快速接入，傳統(tǒng)硬件實現(xiàn)智能化交互升級。如騰訊智能硬件云服務平臺能集語音喚醒、語音識別、語音合成、自然語言處理、圖像識別和情感檢測等AI技術于一體，能在通用技能和自定義定制基礎上，將技能應用擴展到微信公眾號和小程序生態(tài)中的服務。[68]任何一種硬件產(chǎn)品借助該平臺就可實現(xiàn)智能化功能。目前，該智能硬件云服務平臺已應用于歐普照明產(chǎn)品、廣汽傳祺的汽車產(chǎn)品、TCL的家電產(chǎn)品和創(chuàng)維的家電產(chǎn)品等。
二是智能機器人系統(tǒng)開發(fā)的云服務平臺。在未來，越來越多的智能機器人連入萬物互聯(lián)網(wǎng)，如商場與賓館的迎賓機器人、銀行的服務機器人、寫字樓辦公樓的前臺機器人，以及企業(yè)的客戶機器人等。但開發(fā)、測試和部署智能機器人應用程序既困難又耗時：使用機器學習構(gòu)建智能機器人功能非常復雜，需要專業(yè)技能；每個開發(fā)人員需要花費大量時間設置開發(fā)環(huán)境和模擬測試系統(tǒng)。在實際應用中，智能新媒體終端產(chǎn)品研發(fā)者無需從零開始開發(fā)機器人醫(yī)用程序，可借助第三方平臺搭建屬于自己的機器人系統(tǒng)，常見的途徑主要有兩種。第一種方式是借助第三方的機器人開發(fā)平臺開發(fā)自己的應用程序。如“AWS RoboMaker就預先集成了流行的數(shù)據(jù)分析、機器學習和監(jiān)控服務功能，能讓用戶在自己的機器人應用程序中輕松添加視頻流、面部和對象識別、語音命令和響應和日志收集等功能”。[69]這樣企業(yè)用戶可以輕松地使用它們在機器人應用程序中構(gòu)建智能功能，而無需學習新的框架或編程語言。第二種是預裝或接入第三方的機器人“大腦”系統(tǒng)。在現(xiàn)實生活中，我們看到的只是智能機器人的“外殼”，其具有智能性的關鍵在于它的“大腦”。機器人的“大腦”就好比計算機的處理器。
萬物互聯(lián)網(wǎng)的應用體系結(jié)構(gòu)
萬物互聯(lián)網(wǎng)應用主要是面向個人、企業(yè)和政府三個主體提供服務，萬物互聯(lián)網(wǎng)的應用體系結(jié)構(gòu)主要包括萬物對個人服務（Everything-to-Person, E2P）、萬物對企業(yè)服務（Everything-to-Business, E2B），萬物對政府服務（Everything-to-Government, E2G）。
萬物對個人服務（Everything -to-Person, E2P）。萬物對個人服務旨在采集與個人有關的物體的數(shù)據(jù)，能為個人用戶提供智能化的、個性化的服務。萬物互聯(lián)網(wǎng)圍繞個人的工作、學習、生活、醫(yī)療和娛樂場景，可挖掘出豐富多彩的服務。從智慧城市到智慧地球是人工智能產(chǎn)業(yè)和智能化建設的宏偉目標。但這些目標的實現(xiàn)有一個重要的基礎就是家庭生活與娛樂的智能化，或者說智慧家庭是智慧社會構(gòu)成的基本單元。目前，較為成熟的萬物對個人服務主要包括智能家居服務和智慧醫(yī)療服務。
智能家居本質(zhì)上就是智能化的家庭生活環(huán)境。如海爾智慧家庭智能體系包括五大板塊：食聯(lián)生態(tài)、衣聯(lián)生態(tài)、全屋用水、全屋空氣、全屋安防，能為個人提供智能膳食服務、智能穿衣服務、智能用水服務、智能換氣服務和智能安防服務。[70]
智慧醫(yī)療服務試圖打通患者、醫(yī)院、醫(yī)生和醫(yī)療設備之間的“信息隔離”，其本質(zhì)是四個主體間的信息共享和智能交互平臺。在傳統(tǒng)環(huán)境下，患者、醫(yī)院、醫(yī)生和醫(yī)療設備等主體在時空上是分離的，“信息不對稱”和“信息不共享”是造成醫(yī)療效率低下的重要原因之一。智慧醫(yī)療是建立在智慧醫(yī)院基礎之上，面向家庭和個人提供健康服務，主要包括智慧醫(yī)院系統(tǒng)、智慧公共衛(wèi)生服務和智慧家庭健康服務。如華為的“全聯(lián)接醫(yī)療”通過大數(shù)據(jù)、云計算技術的深度融合打造健康檔案區(qū)域醫(yī)療信息平臺，利用最先進的物聯(lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)患者與醫(yī)務人員、醫(yī)療機構(gòu)、醫(yī)療設備之間的互動，構(gòu)建智慧化醫(yī)療服務體系。
萬物對企業(yè)服務（Everything -to-Business, E2B）。萬物對企業(yè)服務主要是指企業(yè)利用萬物互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測和收集與企業(yè)業(yè)務相關的物體和顧客數(shù)據(jù)，運用大數(shù)據(jù)技術深度挖掘和分析這些數(shù)據(jù)，在企業(yè)內(nèi)部充分地共享這些數(shù)據(jù)，以便提高企業(yè)的產(chǎn)品競爭力，為顧客創(chuàng)造更多的價值。具體而言，萬物對企業(yè)服務主要包括兩種應用模式：一是智能監(jiān)測和控制系統(tǒng)；二是大數(shù)據(jù)挖掘和智能決策系統(tǒng)。
智能監(jiān)測和控制系統(tǒng)能實時采集有關企業(yè)設備運行情況、能源的使用情況和環(huán)境狀況的數(shù)據(jù)，能讓企業(yè)管理者和控制者在任何地方任何時間跟蹤事物的運行軌跡。[71]目前，諸多人工智能和云服務提供商可以為工業(yè)企業(yè)提供全套的解決方案。如百度的“智能工業(yè)”服務，基于人臉識別、圖像識別等技術，針對工廠質(zhì)檢、倉儲物流、智能監(jiān)控等場景，能為工業(yè)企業(yè)提供物流安全、生產(chǎn)線質(zhì)檢、園區(qū)管理等場景方案。[72]在實際運用中，“通鼎互聯(lián)”公司建設的智慧安監(jiān)系統(tǒng)，充分結(jié)合百度深度學習及定制化的圖像識別技術，在儀表識別、人員行為分析、安全著裝規(guī)范檢測方面形成了一系列的基礎檢測能力、實時監(jiān)控能力和預警能力。[73]另外，對于服務行業(yè)的企業(yè)，運用物聯(lián)網(wǎng)技術，能將各種終端設備進行統(tǒng)一管理和互聯(lián)，在餐廳、烘焙門店、零售門店、大型商場等行業(yè)場景中，能協(xié)助門店優(yōu)化服務動線、提升坪效，能實現(xiàn)會員沉淀和大數(shù)據(jù)分析。[74]如網(wǎng)易的“智慧線下店”產(chǎn)品能使線下實體商店通過攝像頭進行人臉識別，識別會員信息，可用于商業(yè)數(shù)據(jù)分析、定向營銷等。[75]
大數(shù)據(jù)挖掘和智能決策系統(tǒng)旨在整合和分析企業(yè)借助萬物互聯(lián)網(wǎng)積累的海量數(shù)據(jù)，為企業(yè)的戰(zhàn)略決策服務，主要包括報表展示、數(shù)據(jù)提取分析，以及客戶畫像等大數(shù)據(jù)應用。[76]
萬物對政府服務（Everything -to-Government, E2G）。萬物對政府服務主要指如何利用萬物互聯(lián)網(wǎng)的各類技術建設智慧城市，匯集城市的各類運行數(shù)據(jù)形成“城市大腦”，在此基礎上實現(xiàn)“智能政務”模式。人之所以有“智慧”關鍵在于人的大腦，城市的“智慧”當然也要靠“城市大腦”來實現(xiàn)。城市是一個由海量物體構(gòu)成的典型的巨復雜系統(tǒng)，這些海量物體處于不停止的運動之中，各物體之間產(chǎn)生著無數(shù)的連接和交互。智慧城市是萬物互聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)代城市發(fā)展結(jié)合的直接產(chǎn)物。智慧城市的理念是把傳感器嵌入到城市生活的各種物體中形成“物聯(lián)網(wǎng)”，并通過超級計算機和云計算實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的整合，從而實現(xiàn)數(shù)字城市與城市系統(tǒng)整合。[77]智慧城市中的“傳感器網(wǎng)絡”就相當于人的“末梢神經(jīng)”，能感知和記錄城市物體的運動狀態(tài)及其變化趨勢，會產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)。“城市大腦”就是智慧城市的“指揮中心”和“神經(jīng)網(wǎng)絡”，能提供系統(tǒng)、平臺、數(shù)據(jù)交互融合的載體和樞紐，能激活沉睡的數(shù)據(jù)，能利用實時全量的城市數(shù)據(jù)資源全局優(yōu)化城市公共資源，能為城市治理和市民生活服務。[78]以“杭州市城市大腦”為例，其具有城市事件感知與智能處理、社區(qū)與安全、交通擁堵與信號控制和公共出行與運營車輛調(diào)度四大服務功能。[79]以此為基礎，可實現(xiàn)智能政務模式。智能政務的本質(zhì)是公共服務的智能化和政府治理的智慧化。
公共服務的智能化是指運用語音識別、場景感知等人工智能技術，及時發(fā)現(xiàn)用戶在特定時空環(huán)境的個性化服務需求，或者提前預測用戶在未來某個時段的潛在服務需求，主動向用戶推送特定的公共服務，或者直接自動完成某項服務過程。如微信“城市服務”能聚合醫(yī)療掛號、公安戶政、出入境、繳費、公積金等多項民生服務功能于一體，一個“城市服務”入口就相當于一部手機上的政府服務大廳，能實現(xiàn)較為初級的智能化公共服務。[80]再如北京海淀區(qū)市場監(jiān)督管理局“AI客服機器人”，能讓海淀區(qū)企業(yè)撥打51321502電話時和人工智能客服機器人“小商”直接對話。[81]
政府治理的智慧化是指，政務大數(shù)據(jù)的采集、處理、分析和可視化貫穿于政府決策、執(zhí)行、監(jiān)督和反饋等管理行為的全過程，政務大數(shù)據(jù)成為政府治理的智慧源泉。從治理模式視角，政府治理的智慧化就是運用人工智能等實現(xiàn)“智慧治理”模式。智慧治理（Smart Governance）被認為是應對環(huán)境與社會可持續(xù)發(fā)展等問題的治理理論。[82]在管理學層面，智慧治理的本質(zhì)是“治未病”，是問題暴露之前的一種預見性的治理：不是強調(diào)如何治理已經(jīng)存在的各類問題，而是試圖避免問題的產(chǎn)生和出現(xiàn)。[83]在信息科學層面，智慧治理是以大數(shù)據(jù)中的智慧挖掘為基礎，以對未來的預測為手段，能實現(xiàn)對領域問題的系統(tǒng)性治理：能借助大數(shù)據(jù)分析，分析研判事物在未來的發(fā)展趨勢，自動形成可供選擇的若干解決方案；遵循整體的治理觀，通過整體的解決方案，全面徹底地解決問題。[84]如海關總署借助阿里云大數(shù)據(jù)架構(gòu)，已打造面向數(shù)據(jù)分析類業(yè)務的數(shù)據(jù)底盤，最終服務于風險分析和預警、關稅管理、企業(yè)信用等多個業(yè)務領域，能為對外貿(mào)易報關通關提供高效快捷的數(shù)據(jù)服務，能為全國通關一體化提供數(shù)據(jù)支撐平臺。[85]
結(jié)語
綜上所述，萬物互聯(lián)網(wǎng)（IoE）是海量對象之間相互連接而成的巨復雜網(wǎng)絡系統(tǒng)，能囊括陸、海、空、網(wǎng)中的萬事萬物，能連接物理世界、現(xiàn)實世界和信息世界的一切，能整合全球的數(shù)據(jù)資源面向政府、企業(yè)和個人提供豐富多彩的智能服務，能推動人類進入智能社會時代。
（本文系國家自然科學基金面上項目和華中科技大學學術前沿青年團隊資助項目的研究成果，項目編號分別為：71974060、2018QYTD09）
注釋
[1]Dan Littmann et al., "5G: The chance to lead for a decade", https://www.deloitte.com/content/dam/Deloitte/us/Documents/technology-media-telecommunications/us-tmt-5g-deployment-imperative.pdf, 2018, p. 3.
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[5]龐雪蓮：《5G概述及相關技術》，《信息技術與信息化》，2015年第5期，第102～107頁。
[6]服務能力暴露（capability exposure）是一種允許外部服務與5G核心網(wǎng)絡功能進行交互的機制。服務能力一般是指在給定的內(nèi)部條件下，項目滿足給定數(shù)量特征的服務需求的能力。
[7]International Telecommunication Union, "Reference architecture for Internet of things network capability exposure", Geneva: ITU, 2018.
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[14][40]華為：愿景、使命與戰(zhàn)略，https://www.huawei.com/cn/about-huawei/corporate-information/value-propositions。
[15]注：通常所指的空間微尺度是跨越微米到原子尺度的寬廣范圍：微米—亞微米—納米—團簇—原子，其中，微米范圍的上限是在100μm 以下，而亞微米通常定義為0. 1μm 以下至nm 之間；團簇一般定義為尺度為1nm 以下的原子聚合體，由幾個到幾百個原子構(gòu)成；在亞微米和團簇之間的1nm～100nm 范圍是納米體系所在處。
[16][17][32]Anand Nayyar; Vikram Puri and Dac-NhuongLe, "Internet of Nano Things (IoNT): Next Evolutionary Step in Nanotechnology", Nanoscience and Nanotechnology, 2017, 7, 1, pp. 4-8.
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[31]注：由微傳感器、微執(zhí)行器、信號處理和控制電路、通訊接口和電源等部件組成的一體化的微型器件系統(tǒng)。
[33]騰訊研究院：《人工智能》，北京：中國人民大學出版社，2017年，第91頁。
[34]孟慶春、齊勇、張淑軍等：《智能機器人及其發(fā)展》，《中國海洋大學學報（自然科學版）》，2004年。
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The Internet of Everything in the 5G Era: Connotation, Elements and Composition
Li Weidong
Abstract: The Internet of Everything (IoE) is a greatly complex network ecosystem, which is composed of objects, digital devices, digital individuals, digital enterprises, digital governments and data resources, and is connected by digital processes with the help of digital platforms. At the level of spatial scale, the scale of objects connected by IoE is developing from the large scale to the micro scale; at the level of time scale, the response time interval of IoE is decreasing; at the level of connective relationship, IoE is a greatly complex network formed by connecting a sea of objects; and at the level of social form transformation, IoE is the information infrastructure of an intelligent society. The element system structure of IoE is made up with the object elements (objects and digital equipment), subject elements (digital individuals, digital enterprises, and digital governments) and the operation elements (data resources, digital processes, and digital platforms); the supporting platform system for IoE is formed with the computing resource service platform, the artificial intelligence basic service platform, the platform set up with the large-scale applications, and the platform developed with the intelligent terminal products; and the application architecture of IoE mainly includes Everything to Persons (E2P), Everything to Enterprises (E2P) and Everything to Governments (E2G).
Keywords: 5G, Internet of Everything, Internet of Things, Nano Internet of Things
李衛(wèi)東，華中科技大學國家傳播戰(zhàn)略研究院執(zhí)行院長，華中科技大學新聞與信息傳播學院教授、博導。 研究方向為云傳播與人工智能、國家戰(zhàn)略傳播和政府信息資源管理。主要著作有《云傳播時代：人類傳播與治理的云端化、平臺化、泛在化、社交化和智慧化革命》《網(wǎng)絡與新媒體應用模式：創(chuàng)新設計及運營戰(zhàn)略視角》《政府信息資源傳播》《組織傳播行為》等。
責 編／馬冰瑩
