多角度探討我國物聯(lián)網(wǎng)科技變革之路
物聯(lián)網(wǎng)作為當(dāng)前迅猛發(fā)展的新技術(shù),勢必帶來一場深刻的科技變革。但是,作為新興的信息產(chǎn)業(yè)存在,發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)存在各個(gè)方面的問題。該文對物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)行了研究,分析了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀,指出了影響物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的因素,以及對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的探索。
1 物聯(lián)網(wǎng)概念及發(fā)展現(xiàn)狀
物聯(lián)網(wǎng)是通過RFID、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)概念。
物聯(lián)網(wǎng)通過射頻識別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、連接互動的物體或過程,采集各種需要的信息,通過現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)、通信網(wǎng)或者下一代互聯(lián)網(wǎng)(IPv6),實(shí)現(xiàn)物與物、物與人的泛在鏈接,遍及交通、環(huán)境、政府、家居、消防、監(jiān)測、個(gè)人健康、栽培、食品溯源、敵情偵查和情報(bào)搜集等多個(gè)領(lǐng)域。
繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后,"物聯(lián)網(wǎng)"掀起世界信息產(chǎn)業(yè)的第三浪潮,中科院早在1999年就啟動了傳感網(wǎng)研究,《國家中長期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃(2006-2020年)》和"新一代寬帶移動無線通信網(wǎng)"重大專項(xiàng)中均將傳感網(wǎng)列入重點(diǎn)研究領(lǐng)域。我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面向國家重大戰(zhàn)略和應(yīng)用需求,開展物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)體系、關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用開發(fā)、系統(tǒng)集成和測試評估技術(shù)等方面的研究,在技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)與應(yīng)用等方面接近國際水平。目前物聯(lián)網(wǎng)已在智能電網(wǎng)、智能交通、智能物流、金融服務(wù)業(yè)、公共安全等領(lǐng)域得到應(yīng)用。2009年8月溫家寶總理在無錫視察時(shí)指出,"要在激烈的國際競爭中,迅速建立中國的傳感信息中心或'感知中國'中心",物聯(lián)網(wǎng)將成為國家經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略支柱之一,但是我國物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用還處于研究示范階段。奧巴馬就任美國總統(tǒng)后,與美國工商業(yè)領(lǐng)袖舉行了一次"圓桌會議"上,IBM首席執(zhí)行官彭明盛首次提出美國的"智慧地球",現(xiàn)已上升為美國的國家戰(zhàn)略,是把傳感器裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中,通過現(xiàn)代通訊技術(shù)連接,形成"物聯(lián)網(wǎng)"。歐盟的"物聯(lián)網(wǎng)行動"強(qiáng)調(diào)RFID的廣泛應(yīng)用,注重信息安全。《InternetofThings-AnactionplanforEurope》將在歐洲建構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)中起主導(dǎo)作用,有隱私及數(shù)據(jù)保護(hù)、"芯片沉默"的權(quán)利、潛在危險(xiǎn)、關(guān)鍵資源、標(biāo)準(zhǔn)化、國際對話、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和進(jìn)展監(jiān)督行動等共包括14項(xiàng)內(nèi)容。同時(shí)很多國家也把物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建作為國家戰(zhàn)略,日本的"i-Japan戰(zhàn)略"、韓國的"u-Korea戰(zhàn)略"等。
2 物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)
(1)信息感知技術(shù),通過RFID技術(shù)自動識別目標(biāo)對象,并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。物品上附有唯一EPC標(biāo)簽,利用閱讀器可無接觸地讀取標(biāo)簽中數(shù)據(jù)。為獲得溫度、壓力、濕度、光照度、聲波等各種客觀世界的物理量,傳感器技術(shù)是起著尤為重要的作用,目前還廣泛用到嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、采集設(shè)備以及核心芯片等。
?。?)智能信號處理技術(shù),將對采集獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,以獲得與目標(biāo)事物相關(guān)的信息,主要包括信號提取、信號調(diào)理、信號變換、信號分析等核心技術(shù)。
?。?)信息管理技術(shù),主要包括包括能量管理、QoS管理、移動控制、網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程管理、數(shù)據(jù)加密算法設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)庫管理等方面,對信息進(jìn)一步分析和處理,同時(shí)確保信息沒有泄露篡改,保證網(wǎng)絡(luò)安全。
?。?)網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù),是連接終端感知網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器的橋梁,包括Internet、GSM、TD-SCDMA、WLAN、WPAN等網(wǎng)絡(luò)。使運(yùn)行在大型服務(wù)器上程序?qū)陀^世界的有效感知以及控制。
物聯(lián)網(wǎng)中物品與人的無障礙交流顯然離不開高速、大批量數(shù)據(jù)傳輸,建立既包括遠(yuǎn)距離無線連接的全球語音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),也包括為近距離無線連接進(jìn)行優(yōu)化的紅外線技術(shù)及射頻技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)計(jì)術(shù)也尤為重要。
3 以物聯(lián)網(wǎng)帶動信息發(fā)展的壁壘
物聯(lián)網(wǎng)作為一項(xiàng)具有重要意義的國家戰(zhàn)略,但目前未有廣泛的應(yīng)用,面臨標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)鏈、法律法規(guī)和安全等方面的問題有待解決,還有協(xié)議統(tǒng)一問題、IP地址缺乏和兼容的問題、終端多樣化需求的問題還需改善。
標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,影響物聯(lián)網(wǎng)推進(jìn)?,F(xiàn)有各行各業(yè)的管理信息系統(tǒng)中,對物品的編碼結(jié)構(gòu)形式各異,對構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)形成較大障礙。2009年9月,傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組正式成立了國際標(biāo)準(zhǔn)化、協(xié)同信息處理、標(biāo)識、安全和接口行業(yè)應(yīng)用調(diào)研等八個(gè)專項(xiàng)組,開展具體的國家標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。
技術(shù)欠成熟,影響物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模。衛(wèi)星定位技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)相對已較為成熟,商業(yè)化程度比較高,但RFID和傳感器技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)核心,尚未全面進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化,如國內(nèi)的RFID技術(shù)仍以低頻為主,高頻RFID剛進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化初期,中間件、應(yīng)用解決方案等還需進(jìn)一步完善。
法律法規(guī)不完善,物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展處處碰壁。物聯(lián)網(wǎng)涉及到交通、環(huán)境、政府工作、公共安全、消防、個(gè)人健康、水系監(jiān)測、食品溯源和情報(bào)搜集等多個(gè)領(lǐng)域,需要多種力量的整合。這就需要國家的產(chǎn)業(yè)政策和立法上要走在前面,政府必須要有專門構(gòu)來研究,物聯(lián)網(wǎng)才能有真正意義的發(fā)展。
潛在安全問題,物聯(lián)網(wǎng)普及受質(zhì)疑。當(dāng)今信息化需要信息的開放,而安全性要求信息獨(dú)立,因此需要做好信息化應(yīng)用與安全性之間的統(tǒng)籌兼顧。物聯(lián)網(wǎng)強(qiáng)調(diào)對物體的智能管理和控制,這是一個(gè)潛在的重大安全問題。此外隱私方面也存在問題,
在RFID系統(tǒng)中,標(biāo)簽需要預(yù)先被嵌入物品中,比如人們的衣服,該物品預(yù)先已嵌入有電子標(biāo)簽以及自身可能不受控制地被掃描、定位和追蹤,這勢必會使個(gè)人的隱私受到侵犯。
無完整的產(chǎn)業(yè)鏈,難以形成商業(yè)模式。建立一個(gè)龐大的、綜合的業(yè)務(wù)管理平臺,把各種傳感信息進(jìn)行處理,這就是一個(gè)艱難的問題。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中,傳感、傳輸、應(yīng)用控制等各個(gè)方面會關(guān)系到社會各個(gè)領(lǐng)域。如果各行其是,沒有一個(gè)巨大的商業(yè)平臺,只能低效率、高成本的閉門造車,發(fā)展起來舉步維艱。
4 信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展思索
我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn),技術(shù)創(chuàng)新時(shí)代,誰能看清自己的現(xiàn)狀,誰就是贏家。由于美國掌握了互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)并率先推廣應(yīng)用,成為互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代最大的贏家?,F(xiàn)在,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展機(jī)遇來到了中國的面前,我們應(yīng)強(qiáng)化管理、改革創(chuàng)新、與時(shí)俱進(jìn)。
對于當(dāng)前的信息發(fā)展,必須要有政府的政策支持和經(jīng)濟(jì)投入,物聯(lián)網(wǎng)才能快速的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)不僅需要技術(shù),它更是牽涉到各個(gè)行業(yè)、各個(gè)產(chǎn)業(yè),需要政府的干預(yù),保證行業(yè)的正常發(fā)展。
加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一及技術(shù)協(xié)調(diào),物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)有的RFID射頻技術(shù)、短距離無線傳輸技術(shù)尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)整合相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),盡早推動國家標(biāo)準(zhǔn)的建立。
加強(qiáng)安全體系研究,這小至關(guān)系到個(gè)人隱私,大至國家安全,需要形成一套強(qiáng)大的安全體系?,F(xiàn)在更應(yīng)該考慮哪會有安全隱患,如何應(yīng)對這些安全問題。
加強(qiáng)未來管理,通過預(yù)測和管理新事物發(fā)展以達(dá)到一定的目的。制定詳細(xì)的戰(zhàn)略規(guī)劃,通過關(guān)鍵計(jì)術(shù)設(shè)置日程表和里程碑事件點(diǎn),讓所有的工作按計(jì)劃執(zhí)行。有效利用規(guī)劃的資源,特別是科研所、高校和企業(yè)等部門使用。處理好社會各層關(guān)系,物聯(lián)網(wǎng)普及以后,設(shè)備商、運(yùn)營商、服務(wù)商等之間的關(guān)系變得很復(fù)雜,應(yīng)建立起吻合時(shí)代的互惠關(guān)系。
物聯(lián)網(wǎng)不是一蹴而就的,發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)也就是讓全社會的人都能從中受益。因此,應(yīng)該在政府的引導(dǎo)下,由企業(yè)來主導(dǎo),把握好市場的導(dǎo)向,才能發(fā)揮出物聯(lián)網(wǎng)潛在的巨大的應(yīng)用價(jià)值。