在2005年11月17日的信息社會世界峰會上,國際電信聯(lián)盟(International Telecommunication Union, ITU )提出了有關(guān)“物聯(lián)網(wǎng)”的概念,物聯(lián)網(wǎng)把互聯(lián)網(wǎng)和一切物品利用傳感器、網(wǎng)絡(luò)通信、射頻技術(shù) (RFID)等傳感設(shè)備銜接,從而進(jìn)行相互通信和替換信息來達(dá)到識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理能力的目標(biāo)。2005年,ITU曾經(jīng)繪畫了“物聯(lián)網(wǎng)”時代的場景:當(dāng)一位工作文員操作電腦出現(xiàn)了錯誤時,電腦就會自動提示:出差在外忘帶重要文件時,公文包會自動提醒主人;新鮮食物放入冰箱時,冰箱會自動“提醒” 對溫度的要求等。
1.1 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀
物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展被確定為各個國家戰(zhàn)略的核心。眾多國家中尤其是美國最為重視物聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略地位,美國情報委員會(National Intelligence Committee)發(fā)表相關(guān)報告指出要求把物聯(lián)網(wǎng)作為6種關(guān)鍵技術(shù)之一。傳感器網(wǎng)絡(luò)不僅是“在國防和經(jīng)濟(jì)兩方面的至關(guān)重要的技術(shù)” 而且以“智慧地球” 為重點規(guī)劃,在國家層面得到改善。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷程
1.2.1 概念提出期
14年前美國高等學(xué)府第一次提出有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)定義:把一切物體和事物利用射頻技術(shù)、通信技術(shù)或者其它傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)銜接,達(dá)到對物聯(lián)網(wǎng)的管理與識別,是計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)后的新科技產(chǎn)業(yè)潮流,甚至可能會超過互聯(lián)網(wǎng)的作用。
1.2.2 正式提出期
在2005年,社會世界峰會年度報告中曾指出國際電信聯(lián)盟對物聯(lián)網(wǎng)定義的深層涵義做了深刻解釋,通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的目標(biāo)原來是從時時處處連接到的人,現(xiàn)在可以進(jìn)展到與一切物體相連的狀況,它們之間的銜接就形成物聯(lián)網(wǎng)。
1.2.3 技術(shù)研究與試驗期
現(xiàn)在世界許多國家都準(zhǔn)備投資巨額資金來進(jìn)行探索和研究物聯(lián)網(wǎng),而且還開啟了以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的“智慧地球”、“感知中國”、“U-Japan”、“U-Korea”等各國和地區(qū)戰(zhàn)略計劃。完整而成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息管理和傳感等技術(shù)的產(chǎn)業(yè)正步入應(yīng)用試驗結(jié)算。
2 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)
2.1 射頻識別技術(shù)
射頻識別技術(shù)是由下面幾個方面結(jié)合而成,第一,是在某一個事物上有標(biāo)識的對象,是標(biāo)簽;第二,閱讀器,讀取或者寫入附著在標(biāo)簽上的信息,可以是靜態(tài),也可以是動態(tài)的;第三,天線,是用在讀取器和標(biāo)簽之間做信號的傳達(dá)。在生活應(yīng)用中要求相關(guān)的軟硬件的匹配。
射頻識別技術(shù)利用優(yōu)越的條件,促使人類對事物(設(shè)施等在靜止或者動態(tài)等狀態(tài)下的管理和自動識別。該技術(shù)發(fā)展涉及的難點問題是:如何選擇最佳工作頻率和機(jī)密性的保護(hù)等。
2.2 傳感器技術(shù)
有價值的信息不僅需要射頻識別技術(shù),還要有傳感技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)常處在自然環(huán)境中,傳感器會受到環(huán)境惡劣的考驗。所以,對于傳感器技術(shù)的要求就會更加嚴(yán)格、更加苛刻。
傳感器可以采集大量信息,它是許多裝備和信息系統(tǒng)必備的信息攝取手段。若無傳感器對最初信息的檢測、交替和捕獲,所有控制與測試都不能實現(xiàn)。即使是最先進(jìn)的計算機(jī),若是沒有信息和可靠數(shù)據(jù),都不能有效地發(fā)揮傳感器本身作用。傳感器技術(shù)的突破和發(fā)展有3個方面:網(wǎng)絡(luò)化、感知信息、智能化。
2.3 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)包含很多重要技術(shù),其中M2M技術(shù)最為關(guān)鍵,該技術(shù)范圍應(yīng)用廣泛,不僅能與遠(yuǎn)距離,而且還能與近距離技術(shù)相銜接。現(xiàn)在的M2M技術(shù)以機(jī)器對機(jī)器通信為核心,對于建筑學(xué)、航空航天、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等行業(yè)是專業(yè)人士未來要努力實現(xiàn)的。
2.4 云計算
云計算是把一些相關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和電腦融合在一起的產(chǎn)物。它是利用分布式計算機(jī)計算出的信息和運行數(shù)據(jù)中心改成與互聯(lián)網(wǎng)相近,使資源能夠運用到有用的技術(shù)上,對存儲系統(tǒng)和電腦做必要的咨詢。目的是把各種消費進(jìn)行低成本處理并融合為功能完整的實體,還可以運用MSP、SAAS等模式分布并計算到終端用戶。云計算是以加強(qiáng)改善其處理能力為重點,用戶終端的負(fù)擔(dān)也相應(yīng)降低,I/O設(shè)備也能夠簡化,還可以對它的計算功能進(jìn)行合理的享受并運用。例如百度等搜索功能就是它的應(yīng)用之一。
3 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域
3.1 智能家庭
在家庭日常生活中,物聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展使人能夠在更加便捷、更加舒適的環(huán)境中生活。人們可以利用無線機(jī)制來操作大量電器的運行狀態(tài),還可實現(xiàn)迅速定位家庭成員位置等功能,因此,利用物聯(lián)網(wǎng)可以對家庭生活進(jìn)行控制和管理。
3.2 智能醫(yī)療
在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域中。物聯(lián)網(wǎng)是通過傳感器與移動設(shè)備來對生物的生理狀態(tài)進(jìn)行捕捉。如心跳頻率、體力消耗、葡萄糖攝取、血壓高低等生命指數(shù)。把它們記錄到電子健康文件里面。方便個人或醫(yī)生進(jìn)行查閱。還能夠監(jiān)控人體的健康狀況,再把檢測到的數(shù)據(jù)送到通信終端上,在醫(yī)療開支上可以節(jié)省費用,使得人們生活更加輕松。
3.3 智能電力
在電力安全檢測領(lǐng)域中,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在電力傳輸?shù)母鱾€環(huán)節(jié),如隧道、核電站等,而在這些環(huán)節(jié)中,資金也許達(dá)到千億元的龐大規(guī)模,比如南方電網(wǎng)與中國移動之間的密切合作,通過M2M技術(shù)來對電網(wǎng)進(jìn)行管理。在大客戶配變監(jiān)控等領(lǐng)域下,自動化計量系統(tǒng)開始啟動,它使南方電網(wǎng)與中國移動通信在故障評價處理時間方面得到一倍的減縮。
3.4 智能交通
以圖像識別技術(shù)為核心。綜合利用射頻技術(shù)、標(biāo)簽等手段,對交通流量、駕駛違章、行駛路線、牌號信息、道路的占有率、駕駛速度等數(shù)據(jù)進(jìn)行自動采集和實時傳送,相應(yīng)的系統(tǒng)會對采集到的信息進(jìn)行匯總分類,并利用識別能力與控制能力進(jìn)行分析處理,對機(jī)動車牌號和其它高檔車進(jìn)行識別、快速處置,為交通事件的檢測提供詳細(xì)數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)的形成,會給智能交通領(lǐng)域帶來極大的方便。
3.5 智能農(nóng)業(yè)
在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用非常廣泛,如地表溫度檢測、家禽的生活情形、農(nóng)作物灌溉監(jiān)視情況、土壤酸堿度變化、降水量、空氣、風(fēng)力、氮濃縮量、土壤的酸堿性和土地的濕度等,進(jìn)行合理的科學(xué)估計,為農(nóng)民在減災(zāi)、抗災(zāi)、科學(xué)種植等方面提供很大的幫助,完善農(nóng)業(yè)綜合效益。
3.6 軍事應(yīng)用
當(dāng)今時代,各國戰(zhàn)爭趨于信息化,對于作戰(zhàn)要求以“看得通透、反應(yīng)敏捷、打得精準(zhǔn)”為目標(biāo),只有在信息攝取、傳遞和處理上占優(yōu)勢的一方才能獲得戰(zhàn)爭的主動權(quán)。物聯(lián)網(wǎng)憑借著自身的優(yōu)勢,可以在各種情形下獲得有效軍事信息,微傳感器節(jié)點在戰(zhàn)場中自動組網(wǎng),攝取、傳遞戰(zhàn)場信息,為取得勝利提供必不可少的情報支持。
4 國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中存在的問題
4.1 缺乏統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
雖然中國早在2005年11月就成立了RFID產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,但是出于各方面的利益考慮,國家仍然沒有出臺物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在電子支付、智能家居等行業(yè)只有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),在跨網(wǎng)使用時就會產(chǎn)生不兼容的現(xiàn)象。要想把物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)營成為中國的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),有關(guān)部門應(yīng)加緊研討,形成跨行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系。
4.2 商業(yè)發(fā)展模式尚未成熟
物聯(lián)網(wǎng)要想加速發(fā)展,必須選擇合適的發(fā)展模式。目前來看,各行業(yè)選擇的主要有3種模式:垂直應(yīng)用模式、行業(yè)共性平臺模式和公共服務(wù)模式。3種模式各有利弊,應(yīng)盡快確立合適的可持續(xù)發(fā)展的商業(yè)模式。
4.3 亟待掌握核心技術(shù)
目前,中國在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品開發(fā)領(lǐng)域尚未取得話語權(quán),核心技術(shù)研發(fā)沒有取得突破。導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品核心元器件受制于人,價格居高不下。國家應(yīng)盡快出臺相關(guān)政策,各大企業(yè)投入更大精力和資金進(jìn)行技術(shù)研發(fā),推動物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)建立全國性的管理平臺,降低運行成本。
5 建 議
物聯(lián)網(wǎng)的普及和迅速發(fā)展給社會帶來了難得的機(jī)會,但物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)并不僅僅是技術(shù)方面的問題,建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)的過程將涉及許多規(guī)劃、管理、協(xié)調(diào)、合作等方面的問題,還涉及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安全等方面的問題,這就需要有一系列相應(yīng)配套政策的制訂和完善。今后物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展應(yīng)以行業(yè)應(yīng)用為先導(dǎo),隨著應(yīng)用解決方案的不斷成熟、企業(yè)集聚、技術(shù)的不斷整合和提升,逐步形成比較完整的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈。隨著行
業(yè)應(yīng)用的逐漸成熟,逐步完善應(yīng)用流程,逐漸形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),逐步演進(jìn)形成物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系,進(jìn)而推動建立通用性強(qiáng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)平臺。