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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇物聯網,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:物聯網;應用;智能家居;智能化辦公
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2013) 18-0000-01
現在,很多人都在談論物聯網,企業中,學校里都經常能聽到物聯網一詞,那么究竟什么是物聯網,物聯網究竟是什么,物聯網都包含那些范疇,本文將簡單的從這幾方面探討下。
一、物聯網的概念
物聯網概念的簡單概括就是,通過各種傳感設備或者網絡設備,把任何物品都互聯網連接起來,物聯網可以稱作是“物物相連的互聯網”。這個概念當中物品的范疇也很廣,比如PC機、智能手機,平板電腦可以通過無線網卡接入互聯網,也可以是很現實的物體,像家用電器,也可以通過添加網絡模塊等方法接入互聯網,我們用戶只能登入到網絡當中,那么都可以通過網絡與其相連接,達到遠程控制的目的。
因此,只需要理解2點,就能夠比較好的理解物聯網的概念。物聯網是互聯網的延伸;這個延伸已經到了任何的2個物品當中了。
二、物聯網的主要應用
我們剛才討論的物聯網的概念,那么接下來將分析下物聯網在當前的主要應用方向。
(一)城市管理的智能控制
物聯網主要基于云計算的強大計算能力和利用傳感器網絡獲取的大量數據,通過計算和決策,能夠對對象進行智能控制,并且能夠分析和反饋。
我們可以應用在智能交通,對公路,公交,停車場等場所監控,可以通過檢測設備,在道路交口最繁忙的時候,根據車流量,自行計算調節紅綠燈的時間;公交方面,構建智能公交系統,綜合網絡通信,GPS定位,完成智能調度,電子站牌,快速公交系統等多種智能管理,可以詳細掌握當前的公交運行狀況,計算等候時間,并能夠實時的格局實際情況調整發車間隔;智能化的停車場通過傳感器,攝像頭的設備對停車狀況進行監控,并且通過網絡將臨近的幾個停車場信息綜合處理,都可以在當前停車場的地方顯示,方便停車場管理,提升提車效率。
智能建筑,智能建筑的理念是節能環保,可持續發展,因此可以在建筑物內應用感應技術,時刻掌握建筑物的管理狀況,并且使得建筑物利用GPS系統實時相接,能夠將建筑物內的情況反映在電子地圖上,比如實時的根據外界光線總動控制建筑物的照明,通過傳感器檢測環境,在遇到火災等特殊情況時,可以自動的控制安全通道等,采暖,電子鎖,通風系統等等都可以通過智能來控制。
(二)數字化家庭
數字化家庭簡單說起來就是將家庭內的所有電子消費產品,通過物聯網連接起來,可以很容易的利用一個遙控器或者手機上的應用程序來進行控制,實現電器之間的互通,能夠極大的提升居住著的舒適性。
智能家居系統可以根據季節溫度的變化,自動調節室內的溫度,燈光,窗簾,能夠通過手機或者互聯網實時對家庭進行遠程監控和護理,我們可以在辦公室指揮家里的各個電器,比較打開熱水器,打開電視的個性化節目,自動煮飯等等。
數字家庭是未來家庭生活的趨勢,提高了生活、娛樂、工作的質量。
(三)智能化辦公
這一點主要是應用與企事業單位里面,通過對全公司,進行無線網絡的覆蓋,公司內的所有終端接入無線網絡當中,包含臺式電腦,筆記本電腦,智能手機,平板電腦等等,或者有一些特殊的單片機類的終端系統,這些設備都處于一個公司內部的大型局域網內,可以快捷的進行信息交互,過程控制等等。
處于不同部門之間的員工可以很快捷的視頻會話,收發文件等等。而且我們可以通過對網絡施行分權限管理,限制不同等級的終端的訪問權限,這一點是非常重要的。比方說,公司為了來賓訪客方便的了解公司,可以設立一些查詢為主的終端,但是這一部分的終端只能夠進行資料的查詢,并不能上傳或下載文件;同樣,不同的部門的員工的權限也不相同,把公司的資料按照權限分類,這樣能夠提升安全性的級別,比如同一位員工在辦公區和休息區接入公司網絡,看到的就不能是完全相同的權限。這種權限的設定可以有多種方法,比如通過對每個員工分配登錄號的方式對賬戶進行管理,還有可以對不同的場所進行不同的權限設定,我們在辦公室接入網絡可以正常工作,但是在會客區或者休息區接入網絡后只能享受來賓訪客的權限。
智能化辦公除了方便本公司的員工的工作,還有一點很重要的應用,是當我們去到其他公司進行商務交流等業務的時候。不再需要攜帶大量的紙質文件或說明書,我們只需要帶著一臺能夠接入無線網的終端即可,我們可以連入對方公司的網絡內部,獲取對方資源,還可以把我方的資料通過自己的終端,隨時的共享給對方,這樣在溝通交流上既可以方便很多。提升辦公效率方面非常明顯。
這類的網絡里,最需要考慮是安全問題,需要對登入者實施監控,防止有人惡意的破壞,可以通過權限級別,認證等方式來加以控制和維護,比如可以應用MAC信息的感知;HTTP.User-Agent識別法,DHCP指紋識別法等等。還可以通過加入網絡的場所來進行控制,加以黑白名單輔助管理。
(四)物聯網還在醫療,軍事,物流,教學,食品管理等很多場景下扮演重要的角色,在此不一一討論。
三、物聯網的認識誤區
物聯網還處于發展階段,在發展上還有些誤區,有時候會把傳感網絡與物聯網搞混,或者認為在物品上加了個傳感器或接入了網絡就是物聯網了;或者認為物聯網就是互聯網的延伸,物聯網最大的引用是在局域網內實現智能管理。
四、物聯網的發展前景
物聯網是推動世界高速發展的重要生產力,物聯網能夠節省資源,提升效率,為全球的經濟復蘇提供動力。
物聯網將來會越來越多的應該在公共基礎設施上,將大力發展在實際的生活場景下,將廣泛的應用在社會各個領域當中。
參考文獻:
關鍵詞:互聯網;物聯網;射頻識別
為應對全球金融危機,各國都在努力尋找有效的對策。美國提出了構建“智慧地球”,中國提出了構建“感知中國”。其主要思路是把新一代IT技術充分運用在各行各業之中,實現物品的自動識別和信息的互聯與共享。
1 互聯網
互聯網通過TCP/IP網絡協議將各種不同類型、不同規模、位于不同地理位置的物理網絡聯接成一個整體,從而構成網上用戶共享的信息資源網。隨著社會、科技、文化和經濟的發展,特別是計算機網絡技術和通信技術的大發展,互聯網也得到了快速發展。
2 物聯網
物聯網最早于1999年提出,即把所有物體通過射頻識別(RFID)等信息傳感設備與互聯網連接起來,實現智能化識別和管理。
物聯網是一個動態的全球網絡基礎設施,它具有基于標準和互操作通信協議的自組織能力,其中物理的和虛擬的“物”具有身份標識、物理屬性、虛擬的特性和智能的接口,并與信息網絡無縫整合。
3 物聯網和互聯網
物聯網和互聯網都是建立在分組數據技術基礎之上的,它們都采用數據分組網作為它們的承載網;承載網和業務網是相分離的,業務網可以獨立于承載網進行設計和獨立發展。
物聯網技術的重要基礎和核心仍舊是互聯網,通過各種有線和無線網絡與互聯網融合,在物理世界的實體中部署具有一定感知能力、計算能力和執行能力的嵌入式芯片和軟件,使之成為“智能物體”,并將物體的信息實時準確地傳遞出去。實現人和物體、物體與物體之間的溝通和對話。
物聯網與互聯網也是有區別的。
(1) 本質上,物聯網是互聯網在形式上的擴展,它繼承了互聯網所有的普遍性特征。但是,它不是互聯網的翻版,也不是互聯網的一個接口,而是互聯網的一種較復雜的擴展。
(2) 研究的范圍不同。互聯網由多個計算機網絡相互連接而成,形成相互溝通,相互參與的互動平臺。物聯網就是把人和物、物和物之間進行聯系和控制,協同和處理,目的就是提高生產率,使人們的生產變得更加舒適、更加和諧。
(3) 體系結構存在差異。互聯網體系結構是指導互聯網設計的一系列抽象設計原則,內容涉及互聯網的構成要素、通信協議、網絡功能以及管理運營方式等。物聯網體系架構主要包含以下四個層次:
感知層。感知層的主要功能是信息感知與采集,實現對物理世界的感知。同時具備局部的互動性,需要一定的存儲和計算能力。
接入層。接入層由基站節點和接入網關組成,以有線或無線的方式實現無縫、透明、安全的接入。
網絡層。網絡層包括各種通信網絡與物聯網形成的承載網絡,完成物聯網接入層與應用層之間的信息通信。
應用層。應用層由各種應用服務器組成,主要功能包括對采集數據的匯聚、轉換、分析,以及用戶層呈現的適配和事件觸發等。
(4)對網絡的要求不同。用于承載物聯網和互聯網的分組數據網無論是網絡組織形態,還是網絡的功能和性能,對網絡的要求都是不同的。
基于IP架構的互聯網絡在根本上是一個開放和自由的網絡,它的開放性和通達性,對網絡性能要求是:“盡力而為”的傳送能力和基于優先級的資源管理。
物聯網對網絡的要求就會高得多,目前實際上已經存在若干孤立的物聯網系統,這些系統對實時性、安全性、可信性、資源保證性等都有很高的要求。這些要求是目前IP網難以提供的。
4 互聯網發展趨勢
(1) 多樣化。互聯網用戶對數據有不同的數據速率要求。比如說短信,只需要較低的數據速率,而高清視頻等則需要較高的數據速率。對于未來的網絡它必須要能夠提供多種解決方案。
(2) 多點的搜索方式。網絡必須要支持很多的用戶進行多點的搜索方式。
(3) 綠色化。未來的互聯網將用綠色的技術來實現互聯網的應用。
(4) 支持物聯網。目前互聯網還不能夠對物聯網提供很好的支持。因此需要對網絡資源進行優化,逐漸完善對物聯網提供更好的支持。
(5) 支持云計算。目前沒有一個網絡可以真正實現云計算。因為對云計算來說,需要非常高速的網絡,而且沒有堵塞,沒有斷點。
5 物聯網發展趨勢
物聯網無疑是現在最受關注的話題之一,其不但首次出現在總理的政府工作報告中,更頻繁見諸兩會代表委員們的提案中。由于物聯網是互聯網應用的增長點,可以大大促進信息化的應用,包括美國、中國和韓國都把物聯網提升為國家戰略級產業。把所有物品與網絡連接,實現遠程監控,物聯網的新時代將為人們帶來生活上的新體驗。專家預估,物聯網將是未來十年最重要的產業大趨勢,至2020年可望成為全球經濟新一輪的增長點。
物聯網發展需要四大關鍵技術的支持:RFID技術用于標識物品;傳感器技術用于感知物品;嵌入式智能技術用于思考物品;納米技術用于微縮物品。如今,促進中國物聯網發展的政策、產業環境以及支撐其運行的網絡基礎正在逐漸完善,中國物聯網發展已擁有了良好的基礎,將進入發展快車道,中國物聯網發展前景良好。但同時仍存在成本、技術標準、關鍵核心技術攻關、成熟商業模式建立等問題,物聯網的發展任重而道遠。
總之,互聯網與物聯網既有區別又有聯系,互聯網與物聯網的發展將會是相輔相成的。
參考文獻
[1]呂廷杰.物聯網的由來與發展趨勢[J].信息通信技術,2010(2).
0 引 言
自從上世紀六十年代末互聯網誕生以來,其得到了快速的發展和廣泛的應用。互聯網在為人類生活帶來翻天覆地的影響的同時,也極大地推動了人類社會的進步。隨著人類科學技術的進步以及社會發展的需要,互聯網的應用對象逐漸由人向各種物體延伸,實現“物與互聯網”或者“互聯網與物”的結合,使物與物之間基于互聯網的信息傳輸成為現實。如今,互聯網不僅成為了人們信息交流、信息獲取必不可少的紐帶,更隨著 “互聯網+”理念的應用在傳統行業升級和增值方面成為強大的推動引擎。
物聯網是當前電子信息技術行業討論最熱烈的話題,人們普遍認為其將成為人類產業發展的全新推動力,其全面應用將推動人類社會向“智慧地球”邁進。當前,全球物聯網的研究尚處于起步階段,在概念認識上還不清晰,對于“什么是物聯網”、“物聯網與互聯網的關系和區別”,人們也還沒有統一、完整的認識。最早給出物聯網定義的是麻省理工大學的Kevin Ashton教授,他在上世紀九十年代末提出,物聯網是將RFID技術與傳感器技術應用于日常物品所創建的一個物與物相連的網絡[1];而有人認為物聯網是以互聯網為基礎,就是互聯網的應用延伸,更直接將物聯網表述成“The Internet of Things”[2];也有人認為物聯網是一種完全區別于互聯網的全新網絡等。雖然不同的人從不同的角度對物聯網形成了不同的認識,且從表象上看似乎各有各的道理,但他們均未從事物的本質出發去認識物聯網。
筆者通過對物聯網的長期研究,發現物聯網是由具有感知和控制能力的“物”和實現物物通信交流的“聯”組成的信息網,是一種客觀存在的自然現象。其中“物”是物聯網的主體,它既可以是用戶,也可以是對象,能夠感知、控制、被感知或被控制;而“聯”則是物與物之間的聯系紐帶,用以實現物與物之間以各種各樣的關聯方式進行可靠的通信與交流。物聯網中“物”和“聯”不能孤立存在,它們是相互依存、相互促進、辯證而又統一的整體[3]。
1 物聯網
宇宙是由信息組成的,物聯網是宇宙中各種具有感知和控制能力的物體相互通信形成的信息網,是道法自然的真實體現,其概念模型就是六合宇宙模型,其六合分別為用戶合、對象合、感知合、控制合、管理合和服務合,表達的是物聯網世界各種信息相互協調、統一而又相互制約的邏輯關系。物聯網六合宇宙概念模型如圖1所示。
圖1 物聯網六合宇宙概念模型[3]
物聯網的信息體系結構體現的是物聯網信息的不同存在形式,是物聯網六合宇宙概念模型的延伸與擴展。其信息體系結構圖如圖2所示,由圖2可以看到,物聯網信息體系結構由用戶卦、對象卦、感知信息通信卦、控制信息通信卦、感知信息管理卦、控制信息管理卦、感知信息服務卦和控制信息服務卦八個部分組成,表達的是信息在物聯網體系中轉化的自然現象。
圖2 物聯網信息體系結構圖[3]
物聯網的信息運行體系結構由用戶域、服務域、管理域、通信域和對象域五個部分構成,不同域體現的是物聯網信息存在的不同表現方式,其信息運行體系結構圖如圖3所示。根據信息運行規律,信息可通過通信域、管理域和服務域在對象域和用戶域之間實現感知和控制的相互轉化。
圖3 物聯網信息運行體系結構圖[3]
物聯網是自然界客觀存在的一種現象,其信息存在的形式和運行軌跡有其特定的規律,具有如下特點:
(1)物聯網中的“物”包括對象和用戶,二者在特定條件下可以相互轉化,應具有相應的感知能力和控制能力,能夠對自身狀態、周圍環境等信息進行相應的感知和控制,即“物”是“智能的物”;
(2)信息傳遞需要路徑,這就要求對象與用戶之間必須有一定的信息傳遞模式,但是這個信息傳遞模式不是特定的、唯一的,根據不同的場合和需求,可以有不同的形式;
(3)用戶與對象之間的信息傳遞是一個完整的閉環。用戶是物聯網信息運行體系的主導者,對象是感知和控制的實施者。管理域與對象域之間的閉環以及服務域與對象域之間的閉環都是在用戶的授權下實現的。
2 自然物聯網
自然物聯網指的是自然界固有智能物體之間相互通信所形成的信息網,是物聯網最原始的表現形式。自然界固有智能物體是指能夠感知周圍環境信息并根據信息進行行為調整的物體,如人類、動植物等。自然物聯網有許多例子,比如在一個狼群中,群狼與頭狼之間便形成了物聯網。狼群是一個具有嚴密等級制度的組織,在這個組織中,所有的狼都會聽從頭狼的號召與指揮,它們分工明確,探路、警戒、搜尋獵物等各司其責。在狼群的物聯網信息運行體系結構中,群狼作為對象,對獵物等環境信息進行感知并通過肢體、氣味、聲音等生物間的通信方式將其感知到的信息傳遞給作為用戶的頭狼,頭狼將所接收到的信息進行分析、整理后再向整個狼群發出相應的控制信息,并組織狼群統一行動。狼群的物聯網信息運行體系結構如圖4所示。
圖4 狼群的物聯網信息運行體系結構
除了上述狼群的物聯網,動物間的求偶現象也可以構成物聯網,如雄孔雀與雌孔雀之間的求偶現象也是自然物聯網的體現。雌雄孔雀互為對象和用戶,在一定的空間范圍內能夠相互感知對方發出的求偶信息(生物和化學信息、行為信息等),并主動做出相互靠近的反應,實現孔雀的。在上述過程中,雌雄孔雀能夠感知自身體內激素和環境信息并自動向環境發出求偶信息,例如雄性孔雀開屏、鳴叫等吸引雌性孔雀注意力的行為,雌孔雀看到或聽到雄性的求偶行為后做出自動靠近雄性的行為等。
總之,根據物體間相互作用機制以及信息傳遞方式的不同,大自然中存在著各種形態的、大大小小的物聯網,它們相互依存、相互影響,共同構成了絢麗多彩的,能夠實現自動調節的生態系統。
3 人造物聯網
相對于自然物聯網,人造物聯網并非自然界所固有的,而是通過人類的智慧成果在人與人、人與物以及物與物之間所建立起來的信息運行體系。人造物聯網是人類社會發展的產物,主要為人類服務。本文前面已表述物聯網是智能物體間的一種信息交互,是存在于自然界的一種現象,所謂人造,即在這個物聯網體系中,某一組成部分并不是自然界所原本具有的,或者智能的“物”是由人創造,抑或物與物之間的“聯”是由人所創造,智能的“物”及其間的“聯”均由人創造而來。
人造物聯網是為人類服務伴隨著人類社會發展而產生的。在古時烽火戲諸侯的故事中,周幽王與諸侯之間通過烽火臺進行相互聯系,構成了一個典型的人造物聯網,其信息運行體系結構如圖5所示。在這個物聯網中,諸侯是對象,對各邊鎮要塞進行守衛并監視敵軍情況,而周幽王則是用戶,接收諸侯傳來的信息并對諸侯進行控制與指揮。烽火臺則是人為建造的用于諸侯與周幽王之間傳達敵軍入侵信息和御敵信息的通信工具,即烽火臺是組成該物聯網的“聯”。
圖5 周幽王與諸侯之間的物聯網信息運行體系結構
由于“物”與“聯”的多樣性,人造物聯網有許多不同的類型。上述周幽王與諸侯之間通過烽火狼煙這種信息傳遞紐帶而構成了人造物聯網體系,除此之外,人與人之間還可以通過與其它人造信息“聯”構成不同的人造物聯網體系,而這些人造信息“聯”可以是傳統的飛鴿傳書、孔明燈、鼓聲、鞭炮聲、鐘聲等,也可以是現代的各類通信網絡,如電話通信網(移動通信網、PSTN等)、數據通信網(互聯網、幀中繼網等)、傳真通信網、公用電報網、廣播電視網等。雖然不同的“聯”有不同的原理和應用特點,但它們在實現物與物的信息交流上具有統一性,能夠成為相應智能物體間的信息運行紐帶并與相應的智能物體組成物聯網體系。
4 電子信息物聯網
電子信息物聯網主要是以互聯網作為信息運行的紐帶,在智能物體間以電子信息的方式進行相互聯系的物聯網體系。電子信息物聯網屬于人造物聯網范疇,是目前人造物聯網最主要的一種表現形式。
電子信息物聯網的信息運行體系結構如圖6所示,同樣由對象域、通信域、管理域、服務域和用戶域五個部分組成。其信息運行同樣符合物聯網的信息運行規律,即首先在對象域,具有感知和控制能力的對象(智能物體)將其感知單元所感知到的信息以電子信息的方式通過通信域的通信網絡向管理域的運營商管理系統傳輸,運營商管理系統對信息進行處理后再通過服務域的服務網絡將信息傳送到用戶域的用戶,用戶根據相應需求再通過服務網絡發出相應的電子控制信息并依次經服務域、管理域、通信域后被對象域的對象所接收,對象再根據控制信息實現控制。
圖6 電子信息物聯網信息運行體系結構
當前市場上的人造物聯網產品普遍是以互聯網作為對象和用戶之間的信息傳輸紐帶,因此這類人造物聯網產品都屬于電子信息物聯網的范疇,如智能家居領域的物聯網智能燃氣表。物聯網智能燃氣表通過互聯網、移動通信網絡以及無線傳感器網絡等技術,經通信平臺、運營商管理平臺、服務平臺與用戶平臺連接在一起,是電子信息物聯網產品的典型代表。物聯網智能燃氣表的信息運行體系結構如圖7所示。首先在對象域,物聯網智能燃氣表是嵌入了相應感知單元和控制單元的具有相應感知和控制能力的智能物體,其可實現燃氣使用狀態、感控單元自身狀態、環境狀態等信息的感知,并可將感知信息通過相應的通信網絡傳輸至燃氣運營商管理系統,燃氣運營商再通過相應的服務網絡將燃氣表感知信息傳輸給用戶,用戶根據相應的需求發出燃氣表控制信息并經過服務域、管理域、通信域傳輸給物聯網智能燃氣表,物聯網智能燃氣表再根據控制命令進行自我控制操作。
圖7 物聯網智能燃氣表信息運行體系結構
電子信息物聯網的產生得益于人類科學技術的進步,可廣泛應用到人類生產、生活的各個方面,如智慧交通、智慧社區、智慧政務、智慧農業、智能家居、智慧能源、智慧環保、智慧醫療等,其原理就是將各種類型的感知技術和控制技術融入人類活動所需要的各種物體中,使這些物體變成具有感知和控制能力的智能物體,從而優化人類生產管理、解放人類勞動、方便人類生活,拉近人與物、人與自然的關系,實現人類社會和大自然的融合。
5 物+互聯網
“物+互聯網”指的是將某一物體與互聯網進行連接,以實現本物體的信息通過互聯網傳輸出去或者通過互聯網接收別的物體信息。“物+互聯網”的主體是“物”,不僅可以是普通的非智能物體,也可以是只具有感知功能的半智能物體,抑或是具有感知和控制功能的智能物體,而互聯網則是各種物所借助的信息傳輸工具。根據人類目的的不同,將不同類型的“物”與互聯網連接后可實現不同的功能。
非智能物體既不具有感知功能,又不具有控制功能,必須經過人將非智能物體的信息與互聯網進行連接,實現非智能物體的信息在互聯網上的交流和共享。
半智能物體僅僅具有感知功能,不具有控制功能,只能將半智能物體的感知信息自動與互聯網連接,不能通過互聯網對其進行控制,必須由人控制。
智能物體既具有感知功能,又具有控制功能,可以將智能物體的感知信息通過互聯網與用戶連接,用戶接收感知信息后發出控制信息,再通過互聯網將控制信息傳輸至智能物體,智能物體通過控制功能實現智能控制。
總之,“物+互聯網”就是物通過互聯網為人類服務。
6 互聯網
互聯網是一個由各種不同類型和規模的、獨立運行和管理的計算機網絡按照約定的協議所組成的世界范圍的巨大計算機網絡,其網絡構成簡圖如圖8所示。組成互聯網的計算機網絡包括小規模的局域網(LAN)、城市規模的城域網(MAN)以及大規模的廣域網(WAN),這些網絡通過普通電話線、高速率專用線路、衛星、微波和光纜等線路把不同國家、不同地區、不同部門、不同組織、不同家庭等的網絡終端連接起來,形成了一個全世界人類可以相互交流的信息通路。
圖8 互聯網網絡構成簡圖
通過互聯網,人們不僅可以實現相互間的通信和交流,還可以獲取各方面的知識、信息和經驗。互聯網拉近了人與人之間的距離,為人類生活帶了翻天覆地的變化,但其本質只是人類信息交流的一種工具。
7 互聯網+
從“互聯網+”的概念在2012年11月的易觀第五屆移動互聯網博覽會上被首次提出,在短短的三年時間內,“互聯網+”這個詞已成為風靡全中國的話題。那么什么是“互聯網+”?“互聯網+”加的又是什么?這是需要我們探究的問題。“互聯網+”的主體是互聯網,其本質就是通過“互聯網+各種業務”為人類服務的一種手段。“+”代表的是一種增值,“互聯網+”的含義就是希望通過互聯網與各行業業務的融合,創造新的發展生態,實現各行業的升級和轉型。
隨著信息技術的發展,當前“互聯網+”理念已應用到許多行業,如“互聯網+金融業務”、“互聯網+零售業務”、“互聯網+租車業務”、“互聯網+快餐業務”等。“互聯網+”是人通過互聯網去尋找物,利用物為人類服務。
8 結 語
物聯網是自然界客觀存在的,是自然界中包括人類及各種具有感知和控制能力的物體之間的一種信息交互關系;物聯網的對象和用戶在特定條件下可以相互轉化,其信息傳遞模式不是特定的、唯一的,根據不同的場合和需求,可以有不同的形式;在物聯網體系中,用戶是信息運行體系的主導者,對象是感知和控制的實施者,信息傳遞在用戶和對象之間形成完整的閉環;物聯網分為自然物聯網和人造物聯網,其中自然物聯網是自然界固有存在的自然現象,而人造物聯網是通過人類的智慧成果在人與人、人與物以及物與物之間所建立起來的;電子信息物聯網以互聯網作為信息傳輸紐帶,是現階段人造物聯網的一種最主要的表現形式。
“物+互聯網”的主體是 “物”,并且可以是“非智能物體”、“半智能物體”以及“智能物體”,不論“物”的類型,“物+互聯網”均是由人類智慧所構建起來的服務于人類的結構體系,表達的是“物”的一種信息傳輸方式。
互聯網是網絡與網絡之間相互連接而成的龐大網絡,是人類信息交流的工具。“互聯網+”的本質是“互聯網+各種業務”,其主體是互聯網,表達的是對互聯網應用的一種擴展和延伸。
由工業和信息化部、上海市人民政府指導,上海市經信委和嘉定區人民政府共同主辦,上海物聯網中心和《計算機世界》報社承辦的“2010中國物聯網創意和應用設計大賽(第一屆)”已于4月底正式啟動(大賽官網:)。
截至8月1日,《計算機世界》已收到企業級應用方案96件,個人創意作品500多件,極大地啟發了中國物聯網產業想象力。在上一期中,本欄目選取其中有代表性的企業案例進行了展示,本期我們將繼續展示個人創意中的一部分作品,這些創意雖然談不上真正意義上的物聯網,也還僅處于想像階段,可它們卻代表著大家對物聯網的期待。
1.家庭魔鏡
注重形象的人往往會因為各種場合的穿著而煩惱,不同的場合、不同的天氣、不同的心情需要不同的服裝來包裝自己,很多人在一件件衣服的試穿中浪費掉不少時間,而且最終的搭配也很可能不是非常滿意。
物聯網也許可以解決這一問題。首先,家里需要有個家庭網關(這在上海電信的Info Space體驗館已經成為了現實);其次,家里需要有一面神奇的“魔鏡”;然后就需要上網終端的配合了。
用戶家里的衣柜、鞋柜、“魔鏡”組成一個完美的物聯網家庭試衣間。用戶在“魔鏡”面前轉動一圈,“魔鏡”就能測出主人的相關信息(如:三圍,身高,體重等)。用戶可以對著“魔鏡”說今天需要去干什么,或者心情怎么樣,然后“魔鏡”將主人的信息通過互聯網傳輸到數據中心,數據中心進行心情、天氣等關鍵詞匹配后,將相關的搭配信息傳輸給用戶。然后鞋柜、衣柜調出相關的數據,用戶在“魔鏡”面前可以看到自己的這身打扮是否合適。
如果主人在最近幾個月身材發生了變化,家里的衣服不再合身或者主人不喜歡家里的鞋子了。這時候只需將想法告訴“魔鏡”,它就會將主人的要求在互聯網里進行篩選。此如主人需要一套晚會禮服,價格在1000元~2000元之間,晚上6點前就需要。此時,“魔鏡”自動上網找就近商家進行篩選,主人可通過“魔鏡”直接看到自己穿上此衣服的效果,若不滿意,“魔鏡”將繼續為主人尋找,若滿意,主人可通過家里的手機、PC等上網終端直接購買。
此外,“魔鏡”還可以為主人“化妝”。主人將自己將要干什么,心情怎么樣等告訴“魔鏡”,然后“魔鏡”會將主人的臉型、心情、身材等信息傳輸到數據中心,數據中心再將匹配后的數據信息返回到“魔鏡”,這樣,主人就可經濟、輕松地擁有一位私人形象顧問。(宋濤)
2. 銀發關愛
目前我國人口老齡化呈持續加劇之勢,到本世紀中葉,老年人口將從現在9個人中有一個發展到3個人中就有一個,且高齡化、“空巢”化日益嚴重。運用物聯網技術,可以為銀發老人的關愛行動盡綿薄之力。比如在家里的地板和家電中植入電子芯片裝置,使老人的日常生活處于遠程監控狀態。如果冰箱里的牛奶翻倒灑出,或是鍋熱在灶上無人看管,安置在冰箱和廚房的傳感器就會發出警報,一定時間無人響應則自動進行清理,關閉煤氣。老人在上廁所時,智能廁所能夠檢查老人的尿液,同時測量血壓、體重和脂肪,所測數據直接傳送到社區衛生服務中心的老人健康檔案,一旦數據異常,就會立即啟動“遠程醫療”服務。如果老人外出,電腦還能通過GPS跟蹤其去向。對于居家養老的獨居老人,則可以配備先進的傳感器,如跌倒探測器,將其像腰帶一樣系到老人的腰上,一旦獨居老人跌倒,探測器就發出警報到社區中心,由中心派人前去探望,急救。另外,紅外幕簾探測器一旦發現有人從老年人居住的窗戶中闖入就會自動報警。
RFID閱讀器還可隨時收集老年人需要的洗衣、清潔、送餐、家政、洗澡、聊天等服務信息,社區服務中心就會立刻派職員或義工探望并慰問老年人,提供必要的服務支持。(宗成偉)
3.智能廁所
如果我們上廁所時,衛生間能自動清潔空氣、噴清香劑,自動沖洗廁所、放音樂,那豈不是一件很美妙的事。大家都知道上廁所時我們的大便很臭,如果在廁所安裝一個紅外感應器檢測吲哚、糞臭素、硫化氫等產生臭味的氣體含量,當其大于某一濃度時便更新空氣一次,并自動噴空氣清香劑;上完廁所后利用紅外感應器探測并自動沖洗廁所;同時把紅外感應器與互聯網相連,我們將自己喜愛的音樂存放到電腦中,當設備感應到有人在上廁所時便自動播放音樂。(何嘉鑫)
4.健康手表
在手表里安裝諸如脈搏體溫等感知器,每天手表會定時向物聯網醫療保健機構發送個人數據,然后通過短信形式發送到其手機,就可以得知個人身體情況,掌控健康的信息。
還可以把一些非住院的病人在院外的信息通過這種渠道,匯集到醫院方,進行診療判斷和處理,不僅可以解決醫院的擁擠狀況,還能使病人病癥得到及時有效的解決。
5.智能考試
在當前的各大考試當中,使用的判卷方式有兩種,一種是紙面判卷,一種是計算機判卷。高等級考試,如高考,會使用計算機判卷;而一般的考試最后都會對考試的成績進行統計。紙面判卷對于閱卷官而言更加直觀和習慣,對于公平、客觀地閱卷有很大的好處,然而從海量的考卷當中,將大量的數據輸入計算機系統是極端耗費時間和人力的事情。計算機閱卷雖然可以直接將數據輸入進系統進行統計,但是對于閱卷官而言,在屏幕上閱卷并不符合平時閱卷的習慣,容易產生誤判,并且對閱卷官的視力也是一大威脅。
這就是SmartExam系統設想的背景。
SmartExam系統的關鍵就是在考卷當中內嵌的RFID。它可以是一塊無源、可寫的RFID。另外,在考場的桌面下、閱卷場地、成績統計場地都裝置有RFID讀寫設備和客戶端。并且在考場的講臺上裝有和所有RFID閱讀器和客戶端聯網的控制臺。而每個考試座位上都裝有光電傳感器,可以觀察考生是否仍在座位。
考前――考生利用自己的身份識別證件(如校園卡、身份證等含有RFID芯片的證件)進入考場。在考生刷卡進入考場的時候,相應的信息即寫入該考生座位上的客戶端當中,發卷的時候,信息即透過讀寫設備寫入考卷之中的RFID當中。
考中――座椅上裝備的光電傳感器若發現考生提前離場,則將提前交卷標記寫入RFID以供日后統計之用。若監考官在監考的時候發現考生有考場違紀行為,可以通過講臺的控制臺將違紀標記寫入考生所持考卷的RFID當中,以供評卷和日后統計之用。
閱卷――閱卷的時候,老師流水線閱卷,采用常規的紙筆閱卷方式。只是在閱卷之后,閱卷官通過閱卷工作臺上裝備的讀寫設備將每道大題的得分或者扣分寫入考生所持試卷的RFID之中。到最后一個環節,可以迅速讀取全部數據,并且給出總分。
考后統計――所有試卷批閱完成之后,可以利用閱讀機快速讀取數據,將數據傳輸到統計計算機,并且快速給出統計結果,以供考后分析之用。并且可以通過網絡將所有的成績數據集中起來統一計算。(顧炎)
6. 智慧食堂
隨著學習壓力的增大以及生活壓力的增大,廣大師生對餐飲的健康、味道、衛生以及就餐環境的要求越來越高。本創意旨在保障師生飲食健康美味,以及解決食堂中存在的如排隊等候、就餐環境差等問題,節省師生用餐所花費時間,提高效率,節省人力資源。
我們可以利用物聯網的相關技術實現本創意。以物聯網和網絡技術應用為基本架構,結合RFID技術(芯片、標簽、讀寫器、中間件、手機服務平臺、公共服務平臺等)及友好的手機服務平臺和公共服務平臺,輔以紅外線、溫度、濕度傳感器等實現智慧食堂。
1. 健康飲食
食堂根據天氣預報來定制每天的菜譜,實現健康飲食。菜譜將及時在公共服務平臺更新,用戶可根據每個食堂的菜肴來選擇就餐食堂。每人佩戴一個手表,手表除了能夠看時間以外,還能通過檢測每個人的心跳、血壓等健康指數并將數據發送到手機上,手機上通過手機服務平臺將收集的數據進行分析,并連接到公共服務平臺,分析數據后給用戶推薦就餐的食堂和菜肴。
2. 餐飲美味
食堂在定制菜譜后,對每道菜的食材、味道、價格、做法、掌勺大廚等信息進行說明,并將這些資料在公共服務平臺上同步更新。用戶在手機服務平臺上輸入自己的出生地、籍貫、喜歡吃的食物以及喜歡吃什么口味,用餐前可以登錄手機服務平臺進行查詢,手機服務平臺通過每個食堂菜譜的味道、做法等信息來給用戶推薦合口味的菜肴。
3. 餐飲衛生
食堂每一道菜的餐盤上貼有RFID電子標簽,每個標簽上均包含該菜肴的每樣材料的產地、做法、味道、卡路里和做該道菜的大廚。每個同學可以通過手機讀寫器掃描電子標簽,然后連接到公共服務平臺了解這些信息。學生也可根據手機服務平臺直接查找這些菜肴的信息。這樣能夠保證做菜的每一步都是透明的,價錢衛生都得到監督。如果有一道菜不衛生,師生可以根據這些信息找到相關負責人。
4. 餐飲效率
用戶根據手機服務平臺查看每個食堂的就餐人數以及座位空余數,也可以查看每個食堂剩余的菜肴,通過這些來決定去哪個食堂就餐。用戶也可在就餐前預訂自己想去哪個食堂吃什么菜肴,手機服務平臺連接到公共服務平臺,根據每個食堂當前人數和所剩菜肴進行分析,如果用戶決定前去就餐,就進行網上支付,成功后公共服務平臺將該用戶的訂單傳遞到食堂,食堂預先準備,用戶到達后通過用戶標識即可領走飯菜。
5. 就餐環境
每個食堂根據食堂內的人數和溫度、濕度、光照等情況對食堂內部的空調、濕度器、光管等適時進行調整,給師生一個最佳的就餐環境。
6. 服務質量
師生在就餐后可以給每道菜肴和就餐食堂的環境、服務質量等進行打分和反饋意見,打分情況將會在手機服務平臺查詢菜肴時顯示,可以給沒吃過這道菜的人進行參考。食堂員工將根據打分和反饋的意見提高食堂的服務質量。(PeggyLiu)
物聯網時代北郵人的一天
■ 北京郵電大學 劉鳴
6:45 早晨前兩節有課,個人電子助理傳感器及時提醒我起床,并且提醒我今天上午要帶哪科的課本及作業。我打開智能臺燈收拾書包,臺燈會自動根據當前的室內亮度決定其本身亮度。
7:00 馬桶會根據我當天排便的質量判斷我的健康狀況,并直接傳給校醫院,如果有特殊情況,校醫院會電話通知我去檢查。
7:15 我洗漱完畢,去吃早飯,發現忘帶一卡通,但食堂支持輸入學號及密碼功能,所以我順利吃到早飯。
7:30 吃完早飯,我想起電風扇沒關,而且早晨收拾書包的時候開的臺燈也忘關了。回宿舍后發現,由于床上的傳感器發現床上處于無人狀態達到10分鐘,所以自動切斷了屬于我的插銷的電源,于是我安心地去上課了。
7:40 到了教學樓,我得先為每周一晚上的計算機學院學生會例會借六層的會議室,原來是要到六層簽表,現在只需在一層的會議室預約機填好會議室號、單位、負責人、電話,就成功了。我還獲得一張密碼紙,上面寫有該會議室在所借時間內的進門密碼,在所借時間內如要進會議室需要在門口輸入密碼,防止小偷,也防止別人打擾會議進程。
7:50 如忘記上課教室,發送短信CXJS到服務器;到了教室,教室門口有傳感器統計進出教室人員數量,把教室實際人數(進教室人數減去出教室人數)、溫度、濕度傳給服務器,服務器計算出相應的換氣強度和適宜的溫度濕度傳回給該教室的空調,空調根據收到的數值將教室調節為最適合學習的條件。
8:00~10:00 開始上課,每個教室內攝像頭自動錄像并到網上,供學生晚上復習時調用查看,由于資源問題,所有課程錄像資料只保存一天,音頻資料保存三天。
11:00 我想去參加某個學院舉辦的活動,但是忘了具體叫什么了,這時候拿出手機發送CXHD(查詢活動)至學校服務器,得知原來計算機學院中午“秋之韻”開幕,決定前往參加。
12:00 中午去食堂前,發個短信CXST(查詢食堂代碼)查詢一下哪個食堂人少,哪個窗口衛生評價高。
13:00 準備去上自習,同時把要洗的衣服整理好了送到洗衣房,洗好后洗衣桶上的傳感器會發送消息至服務器,服務器再發送短信到我的手機上。
14:00 當接收到短信知道衣服已經洗好后,我決定先回宿舍晾衣服然后回來接著自習。但是離開時我把錢包落在了教室里,所幸當我距離錢包超過5米的時候,手機就會收到提醒警告,告訴我現在我的貴重物品離我已經超過五米遠,需要我確認,否則該貴重物品就會進入戒備狀態(若此時有人碰觸,則發出警報,除非我回到該貴重物品5米以內,則解除戒備狀態),于是我回到教室把我的錢包隨身帶在身上。
16:00 明天晚上我們社團要辦一個活動,需要三位老師和保衛處蓋章。原來需要學生拿著大型活動申請表到處跑,現在只需要將活動消息發送到服務器,并得到第一位老師的確認后(通過手機,輸入只有該老師知道的確認活動有效的密碼),服務器會根據社團所屬的組織自動發送短信到相關負責人處進行確認,當他們輸完專屬密碼確認后,在保衛處會直接生成蓋好章的大型活動申請表,所以我只需要去保衛處取回就行。
21:00 我準備去洗澡,但是由于冬天洗澡晚上可能人比較多,我需要挑一個最適合的時間去,所以在服務器上查詢了一下,得知了現在沒有排隊,洗澡人數較少,于是我們幾個開開心心地去洗澡。
目前,我們普遍認同的物聯網的定義是:它是一個由感知層、網絡層、應用層共同構建的龐大的信息系統。因此我們可以看出,物聯網就在眼前。
物聯網的產業體系
一項技術的應用必將帶動一個產業,作為產業鏈中的上下游技術產品,都將影響物聯網在產業體系中的作用。業界普遍認為,物聯網是一個千億級的產業集群,帶動的是萬億級的產業發展,是繼計算機,互聯網之后的第三次信息產業革命。
由于物聯網的產業體系由感知層,網絡層,應用層構成。那么每一層的產業狀況都將因物聯網的發展而壯大。
感知層負責感知收集信息。這一層是我們最早接觸到的,比如家里的自動空調可以設定恒溫溫度,只要室內的溫度不是該溫度值,空調機通過它的溫度傳感器采集溫度信號,來控制空調加熱或制冷。還有我們現在都在用的電子溫度計、電子血糖測量儀,都是感知層在現實社會中的應用。這一層面的應用在我國有眾多的微電子產品制造商,以及傳統的嵌入式系統提供商提供技術產品保障。
網絡層負責信息傳輸到應用層,這一層是基于現有的web2.0發展而來。作為承上啟下的中間層,起到傳輸信號,處理信息過度的作用。基于web2.0的互聯網發展到今天已經非常成熟,不僅僅實現了同步交互,同時傳輸的速度也有很大的保障,網絡覆蓋面也已經普及。中國有世界最大的電信運營商,而且移動通訊運營商不僅僅提供GMS的傳輸格式,同時提供CDMA,WCDMA,3G等更為先進的傳輸格式,大大提升了物聯網信息采集到應用的傳輸效率和安全保障。
應用層是通過感知層和傳輸層來的信息進行分析和處理,實現物與物,人與物的交互。信息技術中應用軟件起步很早,從開始的計算器軟件,到后來的財務管理軟件,再到基于網格計算的ERP系統處理無不提醒著大家,我們已經擁有了很強大的應用業務處理能力。
從物聯網的產業體系來看,各個環節都擁有了比較成熟的技術、產品、運營商和供應商。那么物聯網是什么?我們可以這樣說,物聯網就是“云計算+傳感網”。
物聯網無處不在
物聯網就在眼前,雖然剛剛起步,但在日常生活中已經可以隨處看到了。我們的智能樓宇系統就是其中之一。目前很多現代化的辦公樓都有智能消防設備,只要煙霧傳感器捕捉到著火的信號,立即將該信息通過大廈的局域網傳輸到總部應用系統中,然后由總部系統發出火警警報,進行自動的滅火處理。這是一個再簡單不過的物聯網應用例子,更普及的物聯網應用也已出現在我們的家居生活中,如智能家電、智能汽車和智能醫療。
對于行業而言,物聯網的用處更是強大,最近筆者去中石油某局調研,發現目前的石油開采在物聯網方面的應用已經十分普及。石油行業將裝有無線傳感器裝入探頭中,在地下勘探的同時,實時地將不同深度的地下能源數據采集出來,通過無線傳輸到總部控制系統中,總部系統根據收集上來的能源參數進行分析,決定哪些能源可以開采,哪些能源不能開采。而物流行業中對物聯網也已有了較普遍的應用,比如,物流企業需要通過物聯網對物流中的每一個交通工具甚至貨物進行監控分析,確保物流能夠安全有效到達。因此,物聯網已經涉入我們的個人生活,以及能源、物流、消防、安全、國防等各個行業中,假以時日,物聯網必將無處不在。
物聯網的概念09年大熱,一批相關股票大漲又大跌,那么,物聯網在我們身邊嗎?
“把這個盒子放在魚缸里,另外一個放在電腦邊,主人就可以適時監控魚缸里的魚兒。”方正平手執兩個巴掌大的小方盒子,解釋它的神奇之處。原來,小方盒里裝有無線傳感器節點,它可以通過無線通信的方式形成一個網絡系統。利用這一系統,可以為魚缸提供安防監測。
這套魚缸智能化設備剛剛上市三個月,最便宜的標價650元一套。這就是物聯網――通過無線射頻自動識別等技術實現物物相連的互聯網,這和智能家居的一部分應用有點相關。有專家說,只需三到五年時間,物聯網就會全面進入人們的生活,不知道有沒有夸張。
IBM認為,IT產業下一階段的任務是把新一代IT技術充分運用在各行各業之中,具體地說,就是把感應器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統、大壩、油氣管道等各種物體中,并且被普遍連接,形成物聯網。這個策略被IBM大中華區首席執行官錢大群取名為“智慧地球”。奧巴馬就任美國總統后,對IBM提出的“智慧地球”概念給予了積極回應并有望上升至國家戰略。而中國政府也有個類似的概念――“感知中國”。
來點實際的吧,打量打量我們的身邊。
物聯網是新名詞,但不全是新東西。電信運營商的電子標簽、二維碼服務,已有多年的家電廠商的“閃聯”和“e家佳”聯盟應用,都屬于物聯網。
而食品方面的物聯網,我們早已經接觸過。什么?大閘蟹。每年10月份上市的陽澄湖大閘蟹上的防偽指環,就是運用了物聯網技術。再比如天海品牌的水產品,在外包裝上有一組二維碼,消費者只要將水產品包裝上的二維碼用手機拍下來,通過手機中的二維碼識別軟件,就可以看到該批次水產品的養殖池塘、生產日期、生產廠家、加工工藝甚至如何烹制等內容。
而家電的物聯網,借助于3G網絡,或許也真是離我們不遠了。中國移動董事長王建宙想的比較具體:“在家電上裝傳感器,通過手機就可以控制其開關。”這是智能控制方面非常實際的應用,還有待中國移動、家電廠商去合作研局。
關于家電物聯網的描述是非常吸引人的,其功能范圍,已經超越了之前已經成熟的智能家居概念。某年某月,你家的門鈴響了,維修空調的人說,你家的空調壞了,因為根據物聯網顯示;早晨在你進入廚房時候,你的冰箱告訴你:今天存放的牛奶必須喝掉,否則過期了,牛奶包裝上的芯片和冰箱里的芯片組成了一個互相感應并控制的物聯網。
家庭影院也是同樣的科幻化。當你打開投影機,幕布、音箱、功放、播放機都開了,因為他們收到了投影機的信息:哥起床上班,你們幾個也別睡了⋯⋯
英特爾打算從2010年開始大舉進軍家電業,給每臺電視機裝上芯片,增強電視與人的互動性,目前風頭正強勁的互聯網電視就是一例。華為也正在研發一個數字家庭平臺項目,讓家庭中所有的家電“動”起來。
7月2日上午,在上海世博會園區的7號門外排隊一個多小時之后,記者手持花了160元購買的“平日普通票”進入園區,頓時被卷入到熙熙攘攘的人流之中。在下午兩點多的時候,記者在園區越江公交線巴士上正在觀看東方明珠移動電視的世博會實時動態信息,主持人播送道:“今日世博會入園人數已達43.9萬人。”
連綿陰雨絲毫沒有影響到各地游客參觀上海世博會的熱情。廣泛分布在上海世博會5.28平方公里園區內的游客,之所以能夠被隨時統計到入園總數,玄妙在于參觀者隨身攜帶的門票上。
內嵌RFID(射頻識別)芯片的上海世博會門票,以無線方式與遍布園區的傳感器交換信息,使得園區管理者隨時都能夠獲悉當日人園總人數以及游客在園區的分布情況。這正是方興未艾的物聯網技術在現實中的一次大規模應用。
物聯網就是“物物相連的互聯網”,其用戶端延伸、擴展到了任何物品與物品之間可以進行信息交換和通信。物聯網概念提出得很早,從去年開始在全球范圍內才真正得到大力推動。被譽為繼計算機和互聯網之后的第三次信息技術革命的物聯網產業,已經成為國家重點發展的戰略性新興產業。
目前,多個城市正在緊鑼密鼓地建設物聯網產業聚集區,涉及RFID、傳感器、芯片、智能卡等領域的不少企業紛紛搶灘資本市場融資。不過,在物聯網的關鍵技術、基礎平臺、標準制定、發展規劃等方面,政府和相關企業都準備好了嗎?中國物聯網行業的發展,是否還面臨著嚴峻的產業瓶頸?物聯網在全球范圍內的發展并無先例可循,通過物聯網撬動中國經濟新一輪增長的愿景,是否僅為難圓的美夢?
帶著上述問題,《中國經濟和信息化》記者采訪了物聯網產業鏈的相關企業老總。包括海爾集團公司執行副總裁喻子達、無錫小天鵝股份有限公司(000418.SZ,下稱小天鵝)總經理柴新建、賽迪顧問股份有限公司(8235.HK)總裁李峻、江蘇軟件園開發建設有限公司(下稱江蘇軟件園)總經理陳俊、深圳市遠望谷信息技術股份有限公司(002161.SZ,下稱遠望谷)董事長兼總經理徐玉鎖、廣東德生科技有限公司(下稱德生)董事長虢曉彬。
缺乏商業模式
《中國經濟和信息化》:物聯網為中國制造產業的技術升級帶來了哪些機會?有什么重要的戰略意義?貴公司是什么時候開始對物聯網技術和產業進行研究的?
喻子達:制造行業每過15年就有一次大型升級。從1965年的大型計算機到1980年的個人計算機,再到1995年的互聯網,從1995年到今年正好又是15年,從現在開始應該是物聯網的時代。對于中國制造產業來說,物聯網是一次很大的機遇。互聯網解決的是“人與人”的溝通,物聯網解決的是“物與物”的溝通。物聯網帶來的最大變化,就是把只要是實體的東西都能夠感知出來,將信息流和物質流結合在一起。從1998年開始,海爾集團開始研究U-home,其實也就是物聯網。
柴新建:每一次技術更迭,也意味著一次市場格局的更迭,掌握新技術的企業會成為新的領導者。長期以來中國制造企業在規模、成本等方面占據一定優勢,但是在前沿技術上還無法處于主導地位,而物聯網所帶來的技術革新給中國制造企業創造了一個機會。把握好這一契機,就完全有可能在技術上領先于國際競爭對手。早在2002年,小天鵝就致力于物聯網洗衣機產業化應用和相關標準的制定。小天鵝正在與國家電網合作開展基于未來國家堅強智能電網的智能家電產品開發,這些產品側重于與電網的智能對接技術、基于智能電網的節能技術等方面。
陳俊:大力推動物聯網技術在傳統產業中的應用,是改造提升傳統產業、提高工業信息化水平、促進發展方式轉變的重要手段。江蘇軟件園吉山基地一直在研究物聯網產業的相關技術及宏觀政策,在軟件園內規劃了物聯網產業研發基地,希望物聯網產業內的企業能到這里來建立研發中心,集聚物聯網產業。
徐玉鎖:物聯網概念明確規劃了RFID和相關傳感技術的未來應用和發展方向。遠望谷從1993年就致力于RFID技術的產業和應用研究,并將RFID技術推廣到煙草、圖書、畜牧業、智能交通、物流等領域。
虢曉彬:物聯網顛覆了人類之前物理基礎設施和IT基礎設施截然分開的傳統思維,使得政府管理、生產制造、社會管理以及人們的個人生活全面實現互聯互通。這給中國制造產業的技術升級帶來了更多的機會,它給產品更新、技術研發、管理模式、經營方式、服務方式、物流方式等各個方面帶來變革和機會。在交通領域,德生早在2002年就開始大力研究RFID技術,從2002年開始實施了全國最大的電子標簽項目――全國大學生火車票購票證項目。
《中國經濟和信息化》:您認為,未來物聯網產業的發展,需要政府部門做哪些發展規劃和布局?能為企業提供什么便利條件?
喻子達:一個企業不可能做起來物聯網,要依靠全產業鏈。物聯網產業的發展,需要站在國家層面來研究,在智能電網、智能物流、智能家居、智能醫療、工業自動控制等方面做統一規劃布局。
柴新建:對于政府而言,更多的是需要從政策和服務上來推動物聯網產業的發展,為企業提供更多的資金支持、項目支持,同時推進配套產業建設、應用環境建設等。
李峻:物聯網產業需要中央政府在“十二五”規劃中予以大力支持,對物聯網產業發展戰略定位、方向、方式等進行更為明確的規劃和指導。此外,物聯網是典型的應用先導型產業,加大示范應用的規劃和建設,將有效地推動產品、標準、技術,工程和服務的發展,提升國內企業的發展水平,在國際產業競爭中占領有利地位。物聯網產業需要地方政府部門在產業化用地審批及房租減免、產業配套支撐、信貸資金支撐、繳稅政策優惠等方面提供便利條件。
陳俊:首先,應加大國家自然科學基金在物聯網技術方面的投入,國家中長期科技發展綱要里要加強物聯網的重大專項、優先主題、前沿技術三個層面的內容,指導物聯網產業的發展。其次,政府應引導企業、科研機構開展物聯網基礎標準體系、關鍵技術、應用開發、系統集成和測試評估技術等方面的研究,形成以應用為牽引的特色發展路線,在技術、標準、產業及應用與服務等方面,接近國際水平,使我國在該領域占領價值鏈高端成為可能。最后,政府要加大知識產權保護,避免知識產權問題成為我國物聯網發展的瓶頸。
《中國經濟和信息化》:目前阻礙物聯網產品推廣的因素(即產業鏈瓶頸)主要有哪些?
喻子達:物聯網產業鏈中的RFID、傳感器等環節的生產成本還比較高,只有參與的企業多,產量上升,成本才能夠降低。
柴新建:主要有三個方面的制約因素:第一,行業標準缺失。這是最大的
制約瓶頸。目前,全球各國物聯網發展的狀況不一,國內不同行業的相關技術和產品也各有差異,沒有統一的標準就無法實現真正的互聯互通。第二,產業環境不完善。標準有了,產品在哪里?市場在哪里?誰來主導相關營運?這是一系列的長遠話題,企業需要來自市場需求的動力,同時還需要形成良好的商業營運模式,這些都需要慢慢探索并解決。第三,理想的物聯網將是一個龐大的信息化網絡和載體,它應該有系統、完善、安全的互聯網、電網等基礎網絡的軟硬件支持,顯然我國在這一方面還需要提高。
李峻:物聯網產業面臨的瓶頸主要體現在三方面:第一,缺乏戰略性統籌規劃,產業布局協調互補性不夠。受地方政府和行業部門的鼓勵、推動和引導,不少園區、產業聯盟相繼成立,由于缺乏頂層設計,各部門之間、各地區之間、各行業之間缺乏溝通、協作,從而產業布局缺乏規劃性互補、地域性互補、行業性互補。第二,自主知識產權體系不健全,技術競爭力相對落后。在RFID底層專利方面,超過半數的專利均為美國主導,中國尚無主導權,產業的技術競爭有待于快速提升。同樣,在物聯網標準方面,中國的制定、推廣力度也有待于進一步加強。第三,缺乏成熟的商業模式,規模應用牽引力不足。大多數企業在考慮是否使用物聯網產品時,非常關注其能否降低企業成本,以及后期的各類服務支撐是否完善,而目前各地尚無良好的商業模式。規模性應用仍是物聯網產品制造商存有困惑和翹首企盼的焦點。
徐玉鎖:阻礙物聯網產品推廣的因素主要體現在四方面:第一,技術和成本。比如,在物聯網的數據采集環節,傳感器、電子標簽的過高成本將會制約整個行業的發展,技術的成熟度也決定了應用的價值和發展速度。第二,物聯網產業鏈的完善性。目前產業鏈條的界定和分工還不明晰,一些重要的環節尚未發展起來,比如物聯網的系統設計、公共信息平臺、服務等方面的能力還處于缺位狀態。第三,應用模式。物聯網要“感知”的對象種類繁多,性質和狀態各異,要產生什么樣的應用結果?換句話說,如何把概念轉化為實踐,是今后我們要重點研究的課題。第四,商業模式。物聯網目前尚未出現清晰的商業模式,產業鏈上下游的價值傳遞和產生有什么機制?產業鏈上的各環節怎樣創造價值以及在市場上體現出該價值?這些價值最終如何得到物聯網使用者的認同?解決了商業模式和盈利模式的問題,物聯網才能得到實際推廣應用。
亟須標準突破
《中國經濟和信息化》:物聯網的行業標準、國家標準和國際標準,對于物聯網產業的發展,有何重要意義?對于上述標準,貴公司目前是如何參與的?貴公司在物聯網產業領域,分別擁有哪些核心技術與專利?
喻子達:物聯網的行業標準、國家標準和國際標準,是具有戰略意義的。如果用別人的標準,未來就沒有話語權。國內企業應該盡早參與標準的制定,以避免未來在物聯網產業出現被動局面。目前國際上有一個權威的RFID標準化組織――EPCglobal,EPCglobal下設管理委員會及各行業相關技術工作組等,由各行業技術工作組制定相關國際標準。我是EPCglobal管理委員會委員,代表中國企業來參與制定相關國際標準。
柴新建:各種標準為解決物聯網應用場景多樣化和大規模產業化的矛盾提供了有效的解決方案,有利于產業鏈中各單位實現明確的分工,在統一的標準體系下推進物聯網的研究、開發、集成和應用。2005年,小天鵝參與了由原信息產業部主導的6項網絡家電相關標準的制定,2009年又參與制定了國家《家庭網絡終端設備規范》(第二部分:家庭和類似用途電器)。
陳俊:我國物聯網發展處于初始階段。無論是國際標準的自主制定,還是核心技術產品的研發、產業化以及規模化應用示范都處于起步階段。標準的缺失與核心技術產品的產業化配套能力相對薄弱,制約了我國物聯網的大規模應用。所以,為加快物聯網在中國的發展,我們必須加快制定標準。首先,必須有自主制定的國際標準,不受控于任何一個國家。其次,要堅持開放與兼容,實現互通與共享,兩者不可偏廢。物聯網相關產業仍處于萌芽狀態,國際尚無完備的標準體系,如果我國在物聯網標準的制定方面率先取得突破,就能掌握主動權。
徐玉鎖:在物聯網發展過程中,采集、傳輸、應用各個層面會有大量的技術出現,可能會采用不同的技術方案。如果沒有統一的標準,一方面會失去技術發展的正確方向并嚴重制約應用的積極性,從而影響產業的發展;另一方面則會使得產業的發展先天不足,日后會花費大量成本去解決遺留問題。此外,標準產生的巨大經濟價值已經是公認的,對于物聯網這種戰略性產業,標準的作用不言而喻。因此,盡快統一技術標準,形成一個管理機制,是物聯網產業發展亟待解決的問題。
遠望谷通過與產業聯盟及政府主導部門協作,參與了物聯網和RFID行業的標準制定工作。公司的核心技術和專利主要集中于RFID領域,擁有100多項專利技術。
虢曉彬:行業標準是最基本的技術平臺,是一個基礎平臺,是物聯網企業的門檻,國家標準的制定,有利于統一規范企業間的差異,提升整個行業的技術水平,并進行整體的監管,促進優勝劣汰。國內的物聯網企業還應向國際標準看齊,否則與國際差距太大,既走不出國門,也很容易被國外企業打倒。
德生在物聯網產業中擁有的核心技術與專利,主要是圍繞第二代身份證技術進行的安全管理類的產品的研發。并且,我們目前正在積極參與校園安全技術標準的制定工作,希望通過行業的努力,共同推進物聯網在校園安保方面的應用。
《中國經濟和信息化》:中國的物聯網產業發展,與歐美、日本等發達國家相比存在哪些差距?
柴新建:在具體應用狀況上,中國與發達國家還存在較大的差異。例如,日本的物聯網技術已經應用得非常廣泛,涉及家電、安防、公共交通等眾多領域。國內目前的相關應用還很零散,而且很多還停留在實驗室的水平。同時,物聯網很多基礎核心技術還是來自于國外,例如芯片、傳感器等基礎硬件基本上是依賴進口國外,本土企業還需要打造自己的核心競爭力。
李峻:和歐美信息技術發達國家相比,我國的物聯網產業發展水平尚存在一定的差距。特別是同美國相比,我國的物聯網產業發展水平還相對落后,其中的差距體現在物聯網核心技術起步晚、產業發展基礎薄弱、應用基礎相對落后等多個方面。
虢曉彬:目前,中國物聯網產業真正擁有的核心知識產權并不多,做集成的多、原創的少。雖然各地都想發展物聯網,但大多還是跟在別人身后,做一些附加值不高的系統集成和簡單應用。
中國的傳感器領域基本上被國外巨頭壟斷,國內少數幾家廠商,也大多是在國外芯片的基礎上加工。在操作系統、中間件、云存儲、云計算等各個環節,中國廠商都居下風。物聯網雖是一個新的概念,但它并不是憑空出現,而是傳統IT業各個領域的延伸和集成。在國外已發展數十年的傳感器等產品,中國近乎空白,因此,物聯網熱潮甚至拉大了中國傳統IT業與國際領先廠商的差距。
《中國經濟和信息化》:物聯網產業的建設,是否需要一個社會系統工程來做支撐?具體體現在哪里?
關鍵詞 物聯網;感知層;安全
中圖分類號 TP 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)012-0219-01
早在2009年,總理就曾提出“感知中國”的理念,并將物聯網行業正式列入為我國五大新興戰略性產業之一,重點寫入當年的“政府工作報告”。如今,隨著淘寶、天貓等營銷成功的物聯網模式在我國的全民推廣,物聯網行業日漸受到全民關注,物聯網也將成為下一個推動世界高速發展的“重要生產力”!由于物聯網是由感知層、網絡層以及應用層三部分組成。感知層的信息安全與否,直接影響著物聯網的普及、發展與興衰,因此,討論物聯網的感知安全,具有重要的時代性。
1 物聯網及其感知層的安全研究
1.1 物聯網的安全研究
物聯網的安全問題主要體現在,它有別與傳統的互聯網絡,物聯網的網絡層安全與業務層安全并非相互獨立,而是將網絡平臺和應用平臺集成于原有的移動網絡。雖然移動網絡可以為物聯網提供一定的安全性,如加密機制、認證機制等成熟的安全防御措施的運用,但物聯網有其獨特的運行特性,以往的傳統安全認證遠不能保障物聯網感知層信息的的絕對安全,因此物聯網在攻克傳統移動通信網絡安全問題的同時,還應重視其有別于移動通信網絡安全的特殊信息安全問題。
1.2 物聯網感知層的安全研究
眾所周知,物聯網是由感知層、網絡層和應用層三部分組成。感知層的主要功能是對監測信息的感知和標識,并提供原始信息的收集。由于感知層中的收集器、感知器和信息管理設備的運行環境是最容易受到病毒、黑客攻擊、控制、破壞的薄弱終端環節,因此保證物聯網感知層的運行環境安全,是物聯網能否順利運轉的關鍵所在。
物聯網感知層是由RFID設備、傳感器、攝像頭、CPS定位系統、激光掃描儀等設備組成。當感知層進行數據采集時,信息通常采用無線網絡方式傳輸,這種傳輸方式如果運用在公共場,由于缺乏有效的信息保護措施,極易被他人非法干擾、竊聽、盜取。隨著傳感器在物聯網感知層中的大規模應用,越來越多的設備需要傳感器來標識,僅僅依靠輔助的人力資源和計算機設備遠程操控傳感器完成高精度、高復雜度的信息感知識別工作,感知層的信息安全保障將大打折扣。在遠程條件下,物聯網感知層中設備主要是在無人監控的區域完成部署任務,這樣并不利于抵御非法攻擊者接觸這些無人監控的設備,防止其對其中的傳感器設備進行破壞,入侵者也可以通過傳感器通信協議源代碼的破譯,對感知層設備進行集中的監聽、控制和破壞。
2 物聯網感知層的信息安全防護措施研究
針對物聯網自身有別于傳統互聯網絡的特點,和感知層存在的安全隱患,筆者總結出以下幾點物聯網感知層信息安全的防范對策,希望起到拋磚引玉的作用。
2.1 針對傳感層機密性采取安全控制措施
筆者認為,可將當今成熟有效的密鑰管理機制運用于傳感層內部,力爭為傳感層內部搭建安全的信息通信平臺。例如在每次進行重要的機密信息通信傳遞時,可建立臨時會話密鑰,提高數據傳輸的安全性;也可以選擇物聯網射頻識別系統,總之每項安全措施的選擇,都應首先考慮具有密鑰、密碼和認證功能的多重保護程序的成熟系統,作為有效保障物聯網感知層機密信息安全的重要屏障。
2.2 重視節點認證,提高傳感層的安全性
在物聯網中,有些傳感層在使用共享數據時,需要采取節點認證機制,最大程度避免非法節點的接入。加強節點認證,可以有效區別對稱密碼和非對稱密碼。如果使用對稱密碼,其認證方式需要設置節點間的共享密鑰。此項措施不僅提高了共享數據的傳輸效率,也大大降低了網絡節點的資源消耗。節點認證方案,目前已經在傳感層的保護措施中逐步推廣。而非對稱密碼技術如果在傳感層中使用,通常需要傳感層的各項設備具有快速的計算能力和高速的通信能力,并對網絡層的安全格局也提出了更高的要求。在密鑰認證的基礎上,建立會話密鑰,完成密鑰協商,都是使用非對稱密碼技術的必要流程。由于非對稱密碼技術的使用,對感知層的設備先進性和平臺安全性都有著極高的要求,也阻礙了節點認證中非對稱密碼技術的推廣和使用。
2.3 加速構建適應我國信息安全實情的監管體系
由于物聯網這個新興產業在我國的起步發展剛剛開始,物聯網的監管體系也暴露出他自身的弊端,如管理部門多而分散,執法主體不明確,權責細化不清晰,缺乏針對情節不同、嚴重程度不同的網絡信息管理紛爭制定的相應執法操作標準。筆者認為,我國的信息安全監管部門應完善管理機制,鑒于傳感層的網絡安全問題一般不涉及其他網絡層的安全,存在的問題相對獨立,受外界惡意攻擊的幾率最大,因此制訂科學、系統、可操作性強的信息安全監管體系,有利于更及時、準備的將非法竊聽、攻擊、干擾傳感層網絡安全的舉措,遏制在萌芽之中,對觸及法律底線的影響網絡安全的非法活動,及時阻擊,壓力打擊,絕不姑息。只有不斷提升監管層的執法安全等級,才能打造安全的物聯網信息平臺。
3 結束語
物聯網感知層的安全與否,直接關系著物聯網能否安全運營,因此在構建感知層之前,應充分調研,用仿真設備對感知層進行安全評估和風險預測,設計最符合實際需求的實施方案提高感知層的安全等級,提高物聯網的運營過程安全系數,保障物聯網的順利運營。
參考文獻
技術親密接觸生活
改革開放30多年來,信息技術與信息產業正推動著國家經濟的發展與人類社會的進步,同時也使人們的思想觀念和工作、學習、生活的方式發生著質的飛躍。
我認為,信息技術的發展不單純是技術上的進步和成長,也是信息技術迅速滲透到其他行業,并逐步涉足和植根于我們的日常生活和工作的過程。信息產業已經、并將繼續和其他產業建立起越來越緊密的聯系,對其他產業的發展起到倍增器和加速器的作用,產生重要的經濟與社會效益。
計算機、通信以及遍布全球的互聯網縮短了時空,開放的社會使經濟要素的流動不再有國界;電子政務為提升現代化管理水平、構筑服務型政府發揮著重要作用;電子商務蓬勃興起,已成為商業銷售的重要形態。數字化3C產業、“三網融合”、移動支付、物聯網應用等創新發展正成就著中華民族的偉大復興。
全球謀局物聯網
近幾年,在全球金融危機的大背景下,各國紛紛提出了振興本國經濟、確立競爭優勢的關鍵戰略。總理在2009年提出了“感知中國”的理念,我國政府于2010年把包含物聯網在內的新一代信息技術等七個重點產業,列入“國務院加快培育和發展的戰略性新興產業的決定”中,同時納入我國“十二五”重點發展戰略及規劃;同年,美國政府把“智慧地球”上升為國家戰略;日本頒布了新一代信息化戰略 “i-JAPAN”;韓國在2006年提出“u-Korea”戰略,2009年推出具體的IT839戰略以呼應“u-Korea”;澳大利亞推出了基于智慧城市和智能電網的國家發展戰略;此外“數字英國”、“數字法國”、“新加坡智慧國2015(iN2015)”等,這些從國家角度提出的重大信息化發展目標,將作為各國走出金融危機、重振經濟的重要戰略舉措。
物聯網在中國的迅速興起絕非炒作。我們認為它是我國戰略性新興產業——信息產業創新發展的新的增長點;是中國信息化重大工程——國家金卡工程最近十年的創新應用、大膽探索與成功實踐所奠定的基礎;是中國信息化建設在更高層面、向更廣領域縱深發展的必然結果。
在《國務院關于印發工業轉型升級規劃(2011~2015年)的通知》(國發[2011]47號)中,明確支持包括物聯網等若干新興產業領域,推動一批技術創新示范企業和重點產業聯盟發展,制定支持其發展的政策措施;統籌部署下一代互聯網、三網融合、物聯網等關鍵技術的研發和產業化,培育自主可控的物聯網感知產業和應用服務業。這為我國物聯網發展帶來了新機遇。
金卡工程奠基礎
國家金卡工程于2004年啟動了物聯網RFID應用試點與示范工程,凝聚了20多個部門和40多個試點城市以及相關產業聯盟和數百家企業,為物聯網在中國的發展奠定了堅實的基礎。我們始終堅持“以人為本”,緊緊圍繞“改善民生、惠及百姓、構建和諧”的主旋律,充分發揮參與國家金卡工程建設的各有關部門和地方省市的積極性和創造性。為及時向各級政府部門匯報,向國內外IT業界和社會各界展示國家金卡工程取得的重要進展和利國惠民的成效,國家金卡工程協調領導小組辦公室會同中國信息產業商會和中國貿促會電子信息行業分會將于2012年6月5日~7日在北京展覽館聯合主辦中國國際物聯網博覽會。匯聚并展示中國RFID產業聯盟、國家金卡工程物聯網應用聯盟以及國內外智能卡產業、RFID產業及物聯網應用的最新技術產品和成功的應用案例。
本屆博覽會主題是:“以人為本、服務社會、聯合創新、和諧共贏”。主要內容包括:2012中國國際物聯網論壇;第十屆中國(北京)RFID國際峰會和企業家論壇;2012年中國國際智能卡、RFID與物聯網展覽會;“中日韓RFID行業組織圓桌會議”第13次工作會;國家“十二五”重點圖書出版規劃項目;物聯網相關政策解讀與服務業發展;移動支付標準、產業與應用;物聯網與智慧城市;物聯網在智能交通與物流中的應用;物聯網與新一代廣播電視發展;物聯網安全與公共安全;物聯網標準化論壇;物聯網與新一代網游產業發展等。
本次展覽的展出內容相比以往將更加豐富,從感知、傳輸,到應用示范;從技術、產品,到行業與地方的智能化建設及最新的物聯網典型應用案例等多個層面展現出物聯網在我國發展的新特點和新趨勢。展會吸引了來自我國及歐、美、亞洲相關國家約100多家物聯網、智能卡和電子標簽(RFID)相關企事業參展。
衷心感謝長期以來關心和支持國家金卡工程建設的各級領導、各界專家和業界同仁,讓我們攜手并進,為我國戰略性新興產業物聯網的發展,為推動國家信息化建設健康、持續發展做出新的更大貢獻。
裝有藥的瓶子,會通過應用提醒你去定時服藥;植物盆栽會根據情況要求你為其澆水;如果你家院子前門被人打開過(如有郵件送達),手機應用上也會收到相關的信息提示;當你家洗衣機運行出現問題,應用會建議你選用當地的某家維修商的服務……
這種電影里才會出現的畫面,已經借助物聯網技術成為現實。
之前,物聯網的概念已經在學術界被廣泛討論,實際應用不多。但已經有很多公司開始涉足此行業,開始將“物聯網”拉進日常生活。
基于這類物聯網公司,首先,消費者不但能隨時了解身邊物品的實時信息,與它們進行智能互動。更進一步,這種數據記載歷史,可以使商家通過掌握產品生命周期的信息,制定出針對個性化的市場營銷方案。也更容易做到精準營銷,將營銷預算花在刀刃上,達到提升業績的目標。
實現了人與人之間互聯的,是社交網絡;實現物與物之間互聯的,是物聯網。回想一下社交網絡給我們生活帶來的巨大改變,誰又敢低估“物聯網”的能量呢?
物品的“社交身份”
通過物聯網,物品也可以加入進“社交網絡”:
在Facebook等某些主流社交網絡上,當主人選擇在自己社交網絡上鏈入該物品時——這一步驟可以通過智能手機“check in”實現,該物品就會在主人的社交網絡消息欄中創建一個虛擬實體,等于物品有了自己的“Facebook簡介”一樣。一旦有朋友或主人評論,被“贊”,被“分享”,又或是主人為其添加了圖片等等,對應的“社交實體”都會進行實時更新。物品因此而具有了“生命”,如此活靈活現于社交網絡之上,不僅使生活變得便捷,同時也會賺足眼球。
如果這種“物品社交”成了氣候,相信商家也會慢慢重視,讓自家的產品在網絡上免費增加曝光率,何樂而不為。
一對一的專屬服務
在社交網絡沒有大熱之前,物聯網已在“個性營銷”方面有所展露。如早在2010年,美國兩位大學生創立SMUG Coffee,把RFID(射頻識別技術)芯片結合進隨身咖啡杯,嘗試推廣智能咖啡杯。這樣,不管是不是老顧客,只要他拿的是智能咖啡杯,店員都可隨口而出:“陳先生,您今天是否和往常一樣,要多加三分之一牛奶的熱拿鐵?”這一定令消費者倍感親切,除了記錄顧客的飲用習慣,SMUG還能當成會員卡,自動為顧客在算賬時打折扣,同時積累會員點數。
創意很亮眼,但很長一段時間內,RFID、傳感器等部件的成本太高成為物聯網普及的主要瓶頸。不過,來自挪威的薄膜芯片公司Thin Film現在開發出了成本只需幾毛錢的智能芯片,給芯片電路增加晶體管,讓芯片足夠智能。
現在,互聯網正變得移動化,就給予了物聯網營銷更大的發揮空間。以一輛自行車為例,當你把自己的自行車加入“物聯網”后,自行車在現實生活中的使用情況會被如實反映在網絡之上。當這輛自行車的信息輸入越來越豐富、越來越個性化的時候,就會有更多專門針對它的服務推送。如車子在某地出了故障,就會有附近自行車維修的信息出現,給商家的推銷提供了“見縫插針”的機會。最后,如果你想將自行車在電子商務網站上賣掉,它的“網絡身份”中也已包含了足夠的使用情況、維修情況,因此更容易估算出該自行車的二手賣價,買家也更容易了解商品。
意外的貼心禮物
與針對很類似,如果可以采集到用戶使用產品的系列信息,也很容易分析出該用戶所偏愛的產品模型,可以讓定制產品給人帶來更多的驚喜。
Diageo是英國一酒類品牌,同時也是物聯網公司EVRYTHNG的重要客戶之一。
根據用戶的不同場合的需求,飲品公司需要為消費者提供不同的產品。EVRYTHNG表示,有超過50%的消費者在使用智能手機,他們超過20%的購買決定都是在付費前不久做出的。針對這種情況,Diageo與EVRYTHNG合作,共同開發了一個技術平臺叫做+More,所有Diageo的產品都會借助這個平臺而“智能”起來,并聯入互聯網。在消費者做出選擇的具體時間和地點,+More可以讓買者、零售商、供應商之間實現數字互動,知曉產品是如何制造、銷售和被使用的。Diageo需要做的是在供應鏈中追蹤產品,同時對所發生的互動做出分析,當數據收集到足夠多時,就可以開發出針對某個人的定制產品,很多人選擇以此作為送人的禮物,絕對貼心!
10月9日 中國建設銀行貴州省分行、中國移動貴州公司、中國銀聯貴州分公司在貴陽聯合舉行首發儀式,率先在貴州省推出全國首張手機支付聯名卡—— 移動銀聯龍卡。
10月10日 國家質檢總局辦公廳下發《關于開展產品質量信用信息平臺建設工作的通知》,要求加快建設以物品編碼管理為溯源手段的產品質量信用信息平臺。
10月11日 山西省《山西省物聯網“十二五”發展指導意見》。
10月15日 由陜西省中小企業促進局和中國電信聯合開發的“智慧云”綜合信息服務平臺在西安啟動。
10月17日 國家軟件公共服務平臺海西云計算技術創新中心揭牌。
10月19日 由中國通信工業協會與中國智慧城市規劃與建設推進聯盟共同組織的“中國智慧城市研究院專家委員會”揭牌。
10月20日 無錫太湖科技園與全球最大物聯網核心設備供應商德國紐豹集團達成簽約,后者將投資2 000萬歐元在無錫打造物聯網核心行業RFID產業基地。
10月22日 湖南省政府與中國電信在長沙簽署《共同建設“數字湖南·智慧城市”信息化戰略合作框架協議》。
10月25日 第三屆中國國際物聯網(傳感網)博覽會在無錫開幕。新華社了《2011-2012年中國物聯網發展年度報告》。
10月25日 東南大學牽頭組建的“現代城市交通技術協同創新中心”在南京簽約揭牌。
10月25日 中國物聯網研究發展中心(籌)MEMS公共技術服務平臺、EDA公共技術服務平臺和物聯網軟件開發評測平臺等三大公共服務平臺。
10月26日 工業和信息化部將申請立項的《M2M通信系統增強安全要求》等10項通信行業標準計劃項目予以公示。
10月26日 衛生部已編制完成并上報衛生領域RFID(射頻識別)與物聯網發展規劃。
10月27日 2012國際大學生物聯網創新創業大賽頒獎儀式在無錫太湖國際博覽中心舉行。
10月29日 全國首家智能化養老實驗基地在北京懷柔奠基。
關鍵詞:聯網 感知 互動層 決策機制
1 認知現實物理世界
感知現實物理世界是物聯網應用的基礎,在物聯網的感知互動層中,通過各種感知設備收集用戶感興趣的表征物理世界信息的數據或發生的物理事件,包括各類物理量,如標識、音頻、視頻數據等。物聯網的數據采集涉及傳感器、RFID、多媒體信息采集、二維碼等多種傳感和編碼技術。通過這些采集到的基礎數據進行信息處理獲取信息和知識,從而完成對物理世界的認知過程。感知獲得的數據是物聯網在各種應用中運行和管理的基礎。比如在交通流量實時監測與動態誘導應用中,在城區干、支線道路的車道上設置高靈敏度車輛檢測元件,將車輛信息收集,利用實時車速檢測與流量統計功能,對車速、流量數據進行實時采集、分析、比對與傳遞,以時、分、秒的時間片斷來分析機動車在各路段的流量、流向、是否暢通、擁堵的程度等。利用感知互動層獲得的基礎數據,可以使交通管理部門對交通車流量等進行精確管理。再比如在農業生產過程監控應用中,物聯網可實時獲取農作物、畜禽水產的生長信息和與生產過程直接相關的環境參數,并將其作為作業管理智慧決策的判據,實現農業生產過程管理精細化,并將監測結果直接與農產品安全溯源系統相關聯。以RFID為代表的追蹤識別技術能為可追溯系統的建設提供保障,通過標識編碼、標識佩戴、身份識別、信息錄入與傳輸、數據分析和查詢,實現生產、屠宰加工、儲運、交易、消費等各個環節的可追蹤性。
在對物理世界感知的過程中,不僅要完成數據采集、處理存儲等功能,也需要完成數據處理的功能。數據處理將采集數據經過多種處理方式提取出有用的感知數據。數據處理功能可包含協同處理、特征提取、數據融合、數據匯聚等。同時需要完成設備之間的通信和控制管理功能,包括網絡組網和協同信息處理技術等,實現傳感器、RFID等數據采集技術所獲取數據傳輸至數據處理的設備。
2 傳感器與環境感知
感知技術主要包括傳感器與傳感器節點組成的系統。傳感器是監測現象,測量各種屬性,將監測結果轉化為信號的單元。監測屬性可以是物理量、化學量和生物量等。傳感器按照應用分為加速度傳感器、振動傳感器、磁敏傳感器、光敏傳感器、化學傳感器等。
在傳感器網絡中,由傳感器、執行器(可選)、通信單元、存儲單元、處理單元及能量供給單元等組成,能夠執行信息采集、傳輸、處理以及控制等功能的設備稱為傳感器節點(Sensor Node)。
傳感器節點能夠實現對物理世界信息的采集、傳輸和處理,這是物聯網的基本功能之一。
傳感器節點將硬件和軟件相結合,利用了嵌入式微處理器的低功耗、體積小、集成度高,以及嵌入式軟件的高效率、高可靠性等優點,綜合人工智能技術,推動物聯網中智能環境的實現。嵌入式系統涵蓋嵌入式硬件和軟件兩大部分,硬件由嵌入式處理器、存儲器與設備、現場總線組成,軟件包括操作系統、文件系統、圖形用戶接口等。
為了實現統一的數據交換標準,需要提取出統一的傳感器元數據標準,類似于互聯網的HTML標準,再根據不同的應用擴展出行業的數據交換標準。
在傳感器研究方面,當前傳感器需要面向具有代表性的規模化行業應用需求,研究高精度、低成本、低功耗、穩定可靠的智能數字傳感器,例如應用于視頻監控的微體積圖像傳感器、應用于實時定位服務的三維空間感知位置傳感器、應用于安全監控的各種氣體濃度傳感器等,以及支持集成各類氣象參數的多傳感器融合技術、能適應極端環境的高集成度和高可靠性的傳感器設備與監測裝置。
3 射頻標簽與識別
標識技術主要包括射頻標簽(RFID)、二維碼和條形碼等。射頻標簽(Radio Freqlaency Identification,RFID)是一種無線自動識別技術,它可以將物品編碼采用無線標簽的方式進行記錄,提供標簽信息讀取的小型發射設備。I疆ID又稱為射頻識別技術,目前廣范應用于交通、物流、醫療、安全等眾多領域,可以對各種物品、物資流動過程進行動態、快速、準確的識別和管理。RFID在應用中通常由RFID標簽、RFID讀寫器與數據管理平臺實現,RFID標簽由芯片和天線組成,芯片內寫入了與物品相關的信息,RFID讀寫器通過掃描這個標簽,讀寫器發射出的電磁波被RFID天線接收,產生電流驅動RFID芯片將存儲的信息發送到RFID讀寫器,RFID讀寫器將接收到的信息再經過后臺傳輸和應用。
在識類型方面,需要研究物體識別、位置識別和地理識別方法及技術;研究具有可遠距離識別和低成本優勢的超高頻RFID技術,并進一步研制超高頻RFID和新型集成RFID的標簽、讀寫設備;研究用于室內、從林、街道等復雜環境下的高精度、高魯棒性的定位算法,并進一步研制低成本的實時定位系統。在對周圍電磁環境及網絡環境充分認知的基礎上,建立典型應用場景下的情境感知模型,配合智能化信息處理,實現用戶可定制的推拉式服務。
4 執行反饋決策
物聯網被稱為信息技術的第一次革命性創新,其特征主要有三點:一是互聯網特征,即對需要聯網的“物”一定要有能夠實現互聯互通的互聯網絡;二是識別與通信特征,即納入物聯網的“物”一定要具備自動識別與物物通信的功能;三是智能化特征,即網絡系統應具有自動化、自我反饋與智能控制的特點。
根據與“物”相關的這些信息傳輸和處理所涉及的范圍大小,物聯網可以是一個僅僅由近距離信息采集傳輸系統和具有一般處理能力的計算機構成的相對簡單的局域網,也可以是一個包括互聯網和“云計算機”在內的一個大范圍的廣域網。
物聯網在與物理世界交互的過程中,不僅需要實現數據采集、信息感知、自動識別等功能,而且也需要建立對物理世界的反饋和控制,實現對物的信息控制,最終為人類提供信息服務。它是在感知的基礎上,融合計算、通信和控制的能力,實現物理世界和信息世界的雙向交互,使得整個系統更加智能化。下面舉出若干示例。
在智能交通系統中,通過在一些城市路面布設傳感器節點,對采集到的車流量信息進行傳輸,通過物聯網的分析系統,將當前的道路情況給附近的車主,或者規劃出最省時的交通路線。
利用傳感技術采集到的信息最終匯總到交警部門的指揮中心進行分析和總結,做出更加智能的管控。比如在當前時段路面的東西向的車少,南北向的車多,通過智能反饋,可以使南北向的綠燈時間延長,從而使得通行更加順暢,交通管理更加智能化。
在DARPA的沙漠與城市挑戰中,車輛的片上信息系統通過對大范圍覆蓋的多種傳感器進行數據采集和信息處理,從而可以完成車輛定位,地形推斷,周圍車輛、人、障礙的位置以及指示標識的判斷。
對物理世界的反饋控制的最終目標是實現智能化,通過對歷史數據的挖掘,先進的信息處理技術提取出可以提交給物聯網用戶用來做出決策的信息,用戶能夠根據這些信息做出判定,從而將這一判定的結果通過傳輸最終到達執行器或節點,從而實現控制的功能。
物聯網的中間層是網絡傳輸層,它負責將感知互動層收集的各類信息,特別是來自于物理世界的信息,通過各種公共網絡或專用網絡的基礎設施,高效、可靠、安全地傳輸到用戶或者應用服務層,以實現人與物、物與物的互聯互動。
5 結語
本文對于物聯網中的感知互動層進行了初步分析。分別從分析現實物理世界,傳感器與環境感知,射頻標簽與識別,執行反饋決策,這四個方面進行分析。由于物聯網技術還處于剛剛起步階段,無論是規劃、技術、管理、協調,合作等方面都還有很多不足,物聯網的發展前景非常樂觀,市場潛力也很巨大,但是這些并非一朝一夕就能夠實現,它需要政府,企業、行業協會、媒體乃至公眾共同努力。
參考文獻:
[1]孫利民,李建中.無線傳感器網絡[M].北京:清華大學出版社,2005.