從09年起在全球范圍內(nèi)出現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的概念，代表信息化發(fā)展方向。物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of things)的概念是在1999提出的，它的一般定義是：把所有物品通過射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)(GPS)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會(WSIS)上，國際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布了(ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005:物聯(lián)網(wǎng)》，正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。報告指出，無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時代即將來臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網(wǎng)主動進(jìn)行交換。射頻識別技術(shù)(RFID)、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)將到更加廣泛的應(yīng)用。
物聯(lián)網(wǎng)就在我們身邊
信息化應(yīng)用于人類社會初級目標(biāo)鎖定在人與人之間的聯(lián)系和溝通，這樣一個發(fā)展目標(biāo)歷經(jīng)結(jié)繩記事、活字印刷、無線電傳輸及至目前階段網(wǎng)絡(luò)時代，已經(jīng)基本實現(xiàn)。信息化會朝什么方向走? 眾口一詞的說法是：物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)在國際上又稱為傳感網(wǎng)，它借助于電子信息技術(shù)，將物體嵌入微型感應(yīng)芯片，使其智能化，再結(jié)合無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使人與物體、物體與物體之間實現(xiàn)“交流對話”。物聯(lián)網(wǎng)作為信息化應(yīng)用廣度的拓展和深度的挖掘，在我們身邊已是比比皆是。
▲物聯(lián)網(wǎng)未來無處不在
當(dāng)司機出現(xiàn)操作失誤時汽車會自動報警;公文包會提醒主人忘帶了什么東西;衣服會“告訴”洗衣機對顏色和水的要求等等，已如同科幻小說一般，將物品都人格化了，但這是真切的現(xiàn)實，不是科幻了。
耐克公司推出的Nike+跑步鞋，通過植入傳感器跟蹤跑步信息，然后發(fā)送到使用者的iPod上。該產(chǎn)品還有自己的社交網(wǎng)絡(luò)，可以自動發(fā)推至Twitter，還可以發(fā)送狀態(tài)更新至Facebook。同樣，不用五花大綁在各種儀器上，你一舉一動的數(shù)據(jù)都能被電腦監(jiān)測到。弗吉尼亞理工大學(xué)發(fā)明了一種可以感知運動的褲子，通過織布機把電線和纖維織到一起。每動一下，嵌入在纖維里的傳感器可以測量褲子的速度、旋轉(zhuǎn)度和彈性。然后把信號發(fā)送至電腦上?？梢哉f，在信息世界人與物已平起平坐了，“大家”都是一個信息節(jié)點。
上面說到的“人-機交互”例子，有人會嗤之以鼻：“小兒科兒”!那么，再讓我們看看物聯(lián)網(wǎng)的“大手筆”。我國早就開始了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的相關(guān)研究和應(yīng)用試點的探索。RFID是物聯(lián)網(wǎng)感知層最重要的技術(shù)之一。2004年，我國啟動了物聯(lián)網(wǎng)的重要應(yīng)用——無線射頻識別RFID的行業(yè)應(yīng)用試點工程，在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、城市交通、建筑等領(lǐng)域初見成效。如遍布30個試點城市的“一卡通”工程應(yīng)用等。截至2009年10月，全國224個城市發(fā)卡量近1.7億張。我們每個人不都被網(wǎng)在這張“卡”聯(lián)網(wǎng)之中了!
其實，物聯(lián)網(wǎng)是一個由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層共同構(gòu)成的龐大的社會信息系統(tǒng)，是一個涉及國民經(jīng)濟各行各業(yè)、社會與生活各個領(lǐng)域的一個無所不包的龐大的產(chǎn)業(yè)鏈。我們對其存在、發(fā)展的“前世今生和來世”有著極其濃厚的興趣，物聯(lián)網(wǎng)能改變我們生活的深層次原因不僅是簡單“互聯(lián)”，而是其強大的智能化的趨勢造就的技術(shù)生命力和商業(yè)價值。
物聯(lián)網(wǎng)插上智能的“翅膀”
物聯(lián)網(wǎng)的工作原理：感知層采集的信息經(jīng)過傳輸層傳輸，再由應(yīng)用層把感知和傳輸來的信息進(jìn)行分析和處理，做出正確的控制和決策，實現(xiàn)智能化的管理、應(yīng)用。人類對這一應(yīng)用的憧憬早在工業(yè)自動化時代來臨之際，就已“蠢蠢欲動”。難道愛迪生在發(fā)明電燈時，不希望電燈“日落而亮、日出而熄”或是隨著一聲“開燈”而點亮，但通訊技術(shù)瓶頸造成將傳感器和執(zhí)行機構(gòu)的隔離，即便能夠?qū)崿F(xiàn)連通，在聯(lián)網(wǎng)技術(shù)未能將這種連通成本降低到能激勵人們廣泛使用的水平也是行不通的。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，使數(shù)據(jù)能在傳感器、計算機和執(zhí)行機構(gòu)之間自由流動。具有革命性意義的是，物品既可以感知環(huán)境，又可以相互通訊時，并迅速對其做出響應(yīng)，有的甚至可在基本無人干預(yù)的情況下工作。這種智能“基因”有賴于人工智能在計算機上的實現(xiàn)，也決定著物聯(lián)網(wǎng)的“成長特性”。
▲物聯(lián)網(wǎng)插上智能的“翅膀”
人工智能有2種不同的方式：一種是采用傳統(tǒng)的編程技術(shù)，使系統(tǒng)呈現(xiàn)智能的效果，而不考慮所用方法是否與人或動物機體所用的方法相同，這種方法叫工程學(xué)方法(Engineering approach)。另一種是模擬法(Modeling approach)，它不僅要看效果，還要求實現(xiàn)方法也和人類或生物機體所用的方法相同或相類似。有甚者模擬人類或生物的遺傳-進(jìn)化機制，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則是模擬人類或動物大腦中神經(jīng)細(xì)胞的活動方式。
采用前一種方法，需要人工詳細(xì)規(guī)定程序邏輯，在已有的實踐眾多被采用，商務(wù)智能就是典型一例。在這一新型的經(jīng)濟和社會形態(tài)中，信息的爆炸式激增又產(chǎn)生了對能夠處理和控制信息的新技術(shù)的強烈需求;商務(wù)智能就是新的信息技術(shù)在商務(wù)分析中的有效利用。從不同的數(shù)據(jù)源(就包含物聯(lián)網(wǎng)的感知信息)收集的數(shù)據(jù)中提取有用的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行清理以保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量，將數(shù)據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)換、重構(gòu)后存入數(shù)據(jù)倉庫或數(shù)據(jù)集市(這時數(shù)據(jù)變?yōu)樾畔?，然后尋找合適的查詢、報告和分析工具和數(shù)據(jù)挖掘工具對信息進(jìn)行處理(這時信息變?yōu)檩o助決策的知識)，最后將知識呈現(xiàn)于用戶面前，轉(zhuǎn)變?yōu)闆Q策。
模擬法人工智能應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的一個方向是專家系統(tǒng)，是一種模擬人類專家解決領(lǐng)域問題的計算機程序系統(tǒng)，不但采用基于規(guī)則的推理方法，而且采用了諸如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法與技術(shù)。根據(jù)專家系統(tǒng)處理的問題的類型，把專家系統(tǒng)分為解釋型、診斷型、調(diào)試型、維修型、教育型、預(yù)測型、規(guī)劃型、設(shè)計型和控制型等10種類型。與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的應(yīng)用就很多了，例如血液凝結(jié)疾病診斷系統(tǒng)、電話電纜維護(hù)專家系統(tǒng)、花布圖案設(shè)計和花布印染專家系統(tǒng)等等。另一個方向為模式識別就是通過計算機用數(shù)學(xué)技術(shù)方法來研究模式的自動處理和判讀。用計算機實現(xiàn)模式(文字、聲音、人物、物體等)的自動識別，是開發(fā)智能機器的一個最關(guān)鍵的突破口，也為人類認(rèn)識自身智能提供線索。計算機識別的顯著特點是速度快、準(zhǔn)確性和效率高，識別過程與人類的學(xué)習(xí)過程相似，可使物聯(lián)網(wǎng)在“識別端”——信息處理過程的起點就具有智能性，保證物聯(lián)網(wǎng)上的每個非人類結(jié)點也有了“自覺行為”。
[page]
人工智能支撐物聯(lián)網(wǎng)：更開源、更節(jié)流、更環(huán)保
物聯(lián)網(wǎng)以傳感器驅(qū)動輔之人工智能的新型業(yè)務(wù)模式能夠創(chuàng)造卓越的價值，推動整個人類社會共同繁榮，推動民生，造福于民。那么，在很長一段時間內(nèi)我們將增進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)智能性的外在條件上，下足功夫：物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵結(jié)點就是物聯(lián)網(wǎng)的公眾支撐平臺，標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化的通訊模塊，以及物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品;更多物品中被嵌入傳感器，從而獲得了通訊能力，等等。但我們也應(yīng)該清楚認(rèn)識到再智能的物聯(lián)網(wǎng)也是為人類服務(wù)的，需依靠創(chuàng)造新的業(yè)務(wù)模式來彰顯其價值，使得技術(shù)的經(jīng)濟性等到社會認(rèn)同。智能物聯(lián)網(wǎng)對于公眾的貢獻(xiàn)不僅要節(jié)流，而且能開源，更要環(huán)保。
開源——通過物聯(lián)網(wǎng)將收集的數(shù)據(jù)作為自動化和控制的基礎(chǔ)，利用人工智能的分析轉(zhuǎn)換為可通過網(wǎng)絡(luò)反饋給執(zhí)行機構(gòu)的指令，然后由執(zhí)行機構(gòu)來改變流程。形成從數(shù)據(jù)到自動操作的閉環(huán)控制系統(tǒng)，可以提高生產(chǎn)率，因為有了人工智能自動調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，就使許多人工干預(yù)變得沒有必要。
節(jié)流——當(dāng)對運營環(huán)境中的危險因素持續(xù)不斷地進(jìn)行監(jiān)測，或物品本身可以采取糾正措施，以避免損害發(fā)生時，就能降低風(fēng)險和成本。
環(huán)保——應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)海量集成技術(shù)、細(xì)化污染源監(jiān)控系統(tǒng)全方位架構(gòu)、強化數(shù)字環(huán)境管理，將帶來環(huán)境管理模式重大轉(zhuǎn)變。
智能物聯(lián)網(wǎng)的開源、節(jié)流和環(huán)保往往是三位一體體現(xiàn)的，以各種行業(yè)解決方案呈現(xiàn)出來的。例如：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，與遙感衛(wèi)星和地面?zhèn)鞲衅魇占臄?shù)據(jù)無線聯(lián)接的精密農(nóng)機設(shè)備，可以考慮作物的生長條件，并調(diào)整農(nóng)田各個不同部分的種植方式——例如，對那些需要更多營養(yǎng)的地塊增加施肥量。工業(yè)生產(chǎn)方面，通過供應(yīng)鏈運送產(chǎn)品時，利用傳感器跟蹤安放在產(chǎn)品上的RFID(無線射頻識別)標(biāo)簽，從而改進(jìn)庫存管理，同時降低運營資金和物流成本。醫(yī)療衛(wèi)生方面，傳感器和數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)提供了以相對較低的成本，實時監(jiān)測病人行為和癥狀的可能性，使醫(yī)生能夠更好地診斷疾病，并制訂專門的治療方案。形如藥丸的微型攝像機已能穿過人體的消化道，并傳回數(shù)千幅圖像，以查明疾病的來源。社區(qū)服務(wù)方面，智能樓宇中，具有人員實時管理，能耗數(shù)據(jù)采集，室內(nèi)環(huán)境舒適度自動控制，數(shù)據(jù)顯示、統(tǒng)計、分析和預(yù)警，能耗設(shè)備控制等功能，從而實現(xiàn)建筑的節(jié)能降耗。
此類案例，不勝枚舉。總體應(yīng)用模式可歸納為智能感知環(huán)境、對行為的跟蹤、綜合各種信息進(jìn)行決策、進(jìn)一步優(yōu)化流程、配置資源。均需要人工智能的支撐將物聯(lián)網(wǎng)的感知-決策-反饋的流程得以優(yōu)化，將我們的生產(chǎn)、生活方式有了顛覆性的改變。
讓我們大膽的展望物聯(lián)網(wǎng)的未來，由于科技進(jìn)步的腳步重來沒有停止過，智能型物聯(lián)網(wǎng)的支撐技術(shù)不斷完善，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，以及通訊協(xié)議的進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化，使人們有可能在幾乎任何時間和任何地點，通過這些傳感器采集數(shù)據(jù)，保證互連性能日益完善。同時，越來越小的硅芯片正在獲得越來越強大的能力，為人工智能增添著無窮“動力”，更為可喜的是遵循摩爾定律的發(fā)展模式，其成本卻在不斷下降。大量增加的存儲和運算能力(其中一些是通過云計算實現(xiàn)的)使得有可能以極大的規(guī)模和不斷降低的成本進(jìn)行人工智能處理，讓插上“人工智能”翅膀的物聯(lián)網(wǎng)造福人類。
我們國家智能型物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展亦是喜人，讓我們在審視我國電網(wǎng)智能建設(shè)前景中結(jié)束本文。據(jù)報道(消息來源于電力產(chǎn)業(yè)網(wǎng)2010-12-31)，四處布設(shè)385個傳感器、55個高清攝像頭、2臺紅外熱成像攝像機、聲光報警等設(shè)施，變電站也“智能”起來……30日，中國大陸首座利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)的“智能變電站”——220千伏(西涇)智能變電站在江蘇無錫投運。至此，中國已拉開大規(guī)模建設(shè)智能電網(wǎng)序幕，10年間總投資預(yù)計超4萬億元。 我國是世界能源消耗第二大國，有全球最龐大的電網(wǎng)系統(tǒng)。到2020年，中國大陸要滿足4.85億用戶的用電需求，裝機容量預(yù)計達(dá)16億千瓦，均是目前水平的兩倍。順應(yīng)形勢，2009年7月，中國確定分三階段建設(shè)“堅強智能電網(wǎng)”：2009年至2010年規(guī)劃試點，2011年至2015年大規(guī)模建設(shè)，到2020年基本建成。
京公網(wǎng)安備 11010502049343號