一 引言

从1999年在美国召开的移动计算和网络国际会议首先提出物联网（Internet of Things）这个概念，到现在已经十多年过去了，关于物联网的研究和应用一直在继续。可以看到，物联网的研究开发和应用已经取得了成果，但是不可忽视的是限制物联网技术发展的一些瓶颈问题。物联网是新一代信息技术的重要组成部分，其包含两层含义：第一，物联网的核心和基础是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展；第二，其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网是通过射频标签、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的网络（见图1）。

图1 物联网示意

从2008年开始，各国政府为了促进科技发展，寻找经济新的增长点，纷纷开始将目光聚焦于物联网。中国关于此行动的一个重要标志是2008年11月在北京大学举行的第二届中国移动政务“知识社会与创新2.0”研讨会。在此次会议上提出了移动技术、物联网技术的发展代表着新一代信息技术的形成，并将带动经济社会形态、创新形态的变革。2009年奥巴马就任美国总统后，美国将物联网列为振兴经济的两大重点之一。

2009年8月温家宝同志在视察中科院无锡物联网产业研究所时，对中国的物联网发展提出了意见和要求。“感知中国”被提出以来，物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入了“政府工作报告”，物联网在中国受到全社会极大的关注，其受关注程度是美国、欧盟以及其他各国无法比拟的。物联网在“十二五”发展计划中也得到了极大重视，无线射频标签产业市场规模超过100亿元，传感器市场规模超过900亿元。其中，微机电系统MEMS传感器市场规模超过150亿元；机器到机器M2M终端数量接近1000万元，成为全球最大的M2M市场之一。

本文在简要概述物联网在国内外的发展历程之后，根据物联网的架构层次对物联网的核心技术进行了阐述；本文介绍了MEMS技术的定义、特点、发展历程和现状以及MEMS加工工艺；传感器和致动器是微机电系统工程技术应用的两个主要组成部分，本文对它们的发展与现状进行了详细的介绍，并着重介绍了MEMS传感器和致动器在物联网应用中的相关产品；最后本文概述了MEMS技术在物联网中的作用和潜在的应用前景。

二 物联网的核心技术

“物联网”已经成为我国的热门话题，与之相联的产业更是被预测为下一个“万亿级”的产业。它涵盖了传感器技术、计算机技术和网络技术，是面向工程应用的综合技术。要想真正发展物联网，就必须深刻了解物联网技术的本质，把握物联网的核心内容。按照我国发展物联网的总体框架来看，物联网被定义为三个主要技术层面，涉及六项关键技术，如图2所示。

图2 物联网结构

（一）感知层

感知层是物联网的数据和物理基础。感知层是物联网数据采集和物联网上物体特征数据的来源。因此，感知层是物联网的技术基础，只有感知层的技术达到了要求，整个物联网才能正常运行。对于感知层的定义比较广泛，涉及的产品和技术也非常多，如二维码、传感器、电子标签、嵌入式系统、红外扫描技术、激光扫描技术等。感知层是指利用一切标识性和记录性的媒介工具，将物理的非电信息通过传感器和嵌入式系统的转换和导入，从而实现对物体信息数字化处理，其核心技术应包括以下三个方面。

1.传感器技术

在物联网中，可以通过传感器检测物品外部信息发生的变化或偏差，从而辅助系统做出正确的判断，实现对物品信息的正确识别。传感器属于物联网的感受器，是全面感知的最核心元件，各类传感器的大规模使用是构成物联网必不可少的基本条件。传感器的重要性不仅体现在转换非电信息的灵敏度上，更重要的是无线传感网络节点传输的可靠性上。因此，传感器的未来发展更多的是对非电信息转换后的信息处理、数据分析、数据传输等。相对于传统的“机械”类传感器，物联网中使用的传感器应当具备把信息的采集、处理和执行集成的功能，组成具有多功能的微机电系统（MEMS），集成于大尺度系统中，从而大幅度地提高系统的自动化、智能化和可靠性水平。

2.RFID技术

射频标签（RFID）是一种非接触式的自动识别技术，它通过无线电发射信号自