物聯(lián)網促進經濟發(fā)展向信息化轉型的研究
物聯(lián)網的本質是什么——物聯(lián)網研究報告連載(一)
2009年起,智慧地球、物聯(lián)網、RFID、傳感網等幾個概念在中國談得非?;馃幔芏嗥笫聵I(yè)單位也都紛紛自稱是物聯(lián)網企業(yè),但要說起這些概念是什么意思,概念之間是什么關系,可能只有少數(shù)人能說上一些,并且這些人之間各自觀點也不一樣,由此造成了“物聯(lián)網是什么,是不是炒作”等大量疑惑。筆者在此以連載的形式推出關于物聯(lián)網的研究結果,包括物聯(lián)網的本質、特征、結構等,盡可能地增進大眾對物聯(lián)網等的認識。
本篇先介紹筆者對于物聯(lián)網本質的認識。
關于物聯(lián)網的概念,很多專家、學者都提出了各自的定義,很多企業(yè)也宣稱自己的產品是物聯(lián)網產品,現(xiàn)在的一些標準也被稱作是物聯(lián)網標準,一些機構宣稱自已是物聯(lián)網機構。下面試舉幾例說明。
“物聯(lián)網是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網連接起來,進行信息交換和通訊,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡?!?
“物聯(lián)網是未來互聯(lián)網的一部分,能夠被定義為基于標準和交互通信協(xié)議的具有自配置能力的動態(tài)全球網絡設施,在物聯(lián)網內物理和虛擬的“物件”具有身份、物理屬性、擬人化等特征,它們能夠被一個綜合的信息網絡所連接?!?
“物聯(lián)網是指各類傳感器和現(xiàn)有的互聯(lián)網相互銜接的一個新技術?!?
“很多物體不一定非要連到網上,而且物聯(lián)網不是網絡而是應用和業(yè)務?!?BR>
“我國物聯(lián)網標準體系框架已經初步形成,向國際標準化組織提交的多項標準提案也已經被采納,這說明中國在傳感領域走在世界前列,正與德國、美國、英國等一起成為“物聯(lián)網”國際標準制定的主導國?!?“同方股份、中國移動、大唐移動、中科院軟件所、清華大學、北京大學、北京郵電大學等物聯(lián)網產業(yè)鏈上的40余家企業(yè)和研發(fā)機構,共同組建了中關村物聯(lián)網產業(yè)聯(lián)盟?!?
“廈門用物聯(lián)網構建無線城市?!?
“中國移動的手機支付業(yè)務是典型的物聯(lián)網概念應用?!?
“2010年1月份,海爾集團推出世界首個“物聯(lián)網冰箱”。”
“RFID關系物聯(lián)網成敗?!?
上面的陳述,反應了目前物聯(lián)網處于概念導入期,對其的原理、本質等的認識還沒有權威的認定,各相關方都提出自己的看法,并努力與自身的原有業(yè)務結合,形成百家爭鳴的局面。筆者也在此奉上自己對物聯(lián)網的認識,以供各位參考。
筆者認為:物聯(lián)網,本質上是國民經濟和社會的深度信息化。
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物聯(lián)網概念的演進歷程——物聯(lián)網研究報告連載(二)
深度體現(xiàn)在“信息與通信技術水平更高,信息技術、通信技術與其他技術(如傳感技術等)的融合更深入,信息化涉及的領域、對象更多(從計算機、手機擴展到輪胎、牙刷等),信息基礎設施更完善,數(shù)據更海量,信息互聯(lián)互通更廣泛深入,信息處理能力更高,信息化為人類生產、生活做出的貢獻更大”。
也就是說,物聯(lián)網不是全新的內容,它只不過是信息化推進到某一階段而已,在這個階段里,很多特征比此前的信息化更加顯著、更加深入。
下篇,筆者將詳細闡述為什么認為物聯(lián)網的本質是深度信息化。
在連載(一)中,筆者認為物聯(lián)網的本質是國民經濟和社會的深度信息化。筆者做此理解,主要是從物聯(lián)網概念的演進歷程和理論分析的結果得出的。本篇先從物聯(lián)網概念的演進歷程講起。
物聯(lián)網是一個不斷演進的概念,一開始并不等同于信息化,它從早期的普適計算思想發(fā)展到如今的智慧地球構想,使這一概念內涵不斷清晰,并從思想走向實踐。
1、普適計算思想
1988年,美國施樂公司Palo Alto研究中心(PARC)的Mark Weiser開創(chuàng)性地提出普適計算(ubiquitous computing,也譯為無所不在的計算)的思想,認為普適計算的發(fā)展將使技術無縫地融入日常生活。Mark Weiser博士認為“電腦在我們沒有意識到它存在的時候,已經融入了我們的生活中”,而他認為這樣的時代即將到來。此時的“物聯(lián)網”更多的是作為一種思想出現(xiàn),在這種思想中,人類擁有無所不在的計算能力。
2、EPC系統(tǒng)
1998年,在UCC(Uniform Code Council, 美國統(tǒng)一代碼委員會)支持下,美國麻省理工學院的研究人員創(chuàng)造性地提出將Internet與RFID技術有機地結合,利用EPC作為物品標識,實現(xiàn)物品與Internet的聯(lián)接,即可在任何時間、任何地點,實現(xiàn)對任何物品的識別與管理。這就是早期“物聯(lián)網”的概念。此后,他們聯(lián)合大學、企業(yè),對基于EPC的物聯(lián)網相關研究實行分工工作,系統(tǒng)地開展研究,提出最初的由射頻標簽(RFID)、閱讀器、Savant軟件、對象名稱解析服務(ONS)、物品標記語言服務器(PML-Server)五部分組成的EPC系統(tǒng)雛形。此時的“物聯(lián)網”,已經從思想走向實踐,主要是指利用EPC體系對物流系統(tǒng)進行數(shù)字化管理。
3、u-Japan和u-Korea戰(zhàn)略
2004年,日本和韓國都推出了目標非常相似的國家信息化戰(zhàn)略,分別稱作u-Japan和u-Korea。此時的“物聯(lián)網”,已經上升為國家信息化戰(zhàn)略,側重的是從人的角度出發(fā),建立無所不在的網絡社會和應用服務,但也包含了物的網絡建設。
韓國的“U-korea”戰(zhàn)略,是要建立由智能網絡、最先進的計算技術以及其它領先的數(shù)字技術基礎設施武裝而成的技術社會形態(tài)。在這樣一個無所不在的網絡社會中,所有人可以在任何地點、任何時刻享受現(xiàn)代信息技術帶來的便利。為了實現(xiàn)“U-korea”計劃,韓國選擇了實現(xiàn)計劃的技術路線——IT839戰(zhàn)略。“IT839戰(zhàn)略”指的是,培育8項通信廣播服務、3個先進基礎設施(網絡)和9個IT新增長引擎有機地連接在一起的IT戰(zhàn)略。2004年推出之時,這8項通信廣播服務包括無線寬帶服務(WiBro)、數(shù)字多媒體廣播服務(DMB)、家庭網絡服務、遠程信息處理服務(Telematics)、無線射頻識別服務(RFID)、W-CDMA服務、地面數(shù)字電視服務、網絡電話(VoIP);3個基礎設施包括BcN、U-傳感器網絡以及作為韓國電信廣播服務領域基礎方式的IPv6;9個IT新增長引擎是指,增強下一代移動電信、家庭網絡和數(shù)字電視等9種新技術產品的競爭力。
4、ICT新模式
2005年11月17日,在突尼斯舉行的信息社會世界峰會(WSIS,World Summit on the Information Society)上,國際電信聯(lián)盟發(fā)布了《ITU互聯(lián)網報告2005:物聯(lián)網》,該報告指出,“無所不在的‘物聯(lián)網’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互聯(lián)網主動進行數(shù)據交換?!ㄟ^在各種日常使用的設備中嵌入移動無線電收發(fā)器,實現(xiàn)了人與物之間以及物與物之間的通信?!璉CT世界呈現(xiàn)出新模式:任何時間、任何地點、來自任何人的連接,都是物與物的連接。這種連接將創(chuàng)造網絡中新的動態(tài)網絡——物聯(lián)網?!?nbsp;此時的“物聯(lián)網”,不僅將人,也將物之間的無所不在的通信同等地考慮在內,描繪出ICT廣泛應用后的新模式。
《ITU互聯(lián)網報告2005:物聯(lián)網》報告中提到的ICT新模式
5、智慧地球
2009年1月,IBM首席執(zhí)行官彭明盛提出“智慧地球”構想。智慧地球的核心是以一種更智慧的方法通過利用新一代信息技術來改變政府、公司和人們相互交互的方式,以便提高交互的明確性、效率、靈活性和響應速度。智慧方法具體來說包括三個方面的特征:更透徹的感知,更廣泛的互聯(lián)互通,更深入的智能化。此時的“物聯(lián)網”,不僅重視人與物的網絡社會建設和信息的處理,更重要的是從深度信息化的角度出發(fā),通過在各領域廣泛利用新的信息技術來建設智慧的社會。
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物聯(lián)網本質的理論分析——物聯(lián)網研究報告連載(三)
在連載(一)中,CNNIC分析師李長江認為物聯(lián)網的本質是國民經濟和社會的深度信息化。在連載(二)中,CNNIC分析師從物聯(lián)網概念的演進歷程探討其是如何一步步演進到深度信息化的,本篇則從理論分析物聯(lián)網的這一本質,并與現(xiàn)實結合,從廣義和狹義兩方面完整地認識物聯(lián)網。
為什么說物聯(lián)網的本質是深度信息化?
根據《2006━2020年國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略》的定義,信息化是充分利用信息技術,開發(fā)利用信息資源,促進信息交流和知識共享,提高經濟增長質量,推動經濟社會發(fā)展轉型的歷史進程。信息化是一個長期的、漸進的、復雜的過程,目前總體上仍處于發(fā)展中的初中級階段,主要是對人類世界的信息化。
物聯(lián)網是充分利用不斷創(chuàng)新發(fā)展的計算機技術、網絡技術、軟件技術、傳感技術、通信技術等多種信息技術,廣泛開發(fā)利用人類世界與物理世界的各種信息資源,促進人與人、人與物、物與物之間的信息交流,深化全社會的知識共享程度,以信息和知識含量更高的處理方式提高經濟社會的發(fā)展質量,推動無所不包、無所不在、無所不能的信息社會的形成。因此,物聯(lián)網仍然包含信息化的各要素,并沒有脫離信息化的范疇。
與當前人類世界的信息化相比,直觀上,物聯(lián)網是信息化向物理世界的進一步推進,此“進一步推進”,將使得當前主要由PC、服務器、手機等需要由人操作的電子產品組成的互聯(lián)網絡,延伸和擴展到包括無需由人操作的更多的物品聯(lián)通在內的網絡,這一網絡將成為未來信息化的承載網絡,正因為物聯(lián)網給人的這一直觀感受,社會上也有眾多專家學者將物聯(lián)網理解為僅指此網絡。
在此,CNNIC分析師李長江綜合對物聯(lián)網的理論分析和與當前信息化的直觀區(qū)別兩方面,將物聯(lián)網從廣義和狹義兩方面來完整地理解。從廣義上來看,物聯(lián)網本質上就是國民經濟和社會的深度信息化,狹義上則可理解為此深度信息化的承載網絡,具體來說,就是指通過信息傳感設備,按照約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網連接起來,進行信息交換和通訊,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤監(jiān)控和管理的一種網絡。
將物聯(lián)網分別從廣義和狹義來理解,一方面是從信息化的高度來看待物聯(lián)網,使我們能夠更加重視物聯(lián)網在各行各業(yè)中的應用,不至于只注重“物物相連”而忽視了物聯(lián)網對人類社會帶來的深刻變革,另一方面也是為了與現(xiàn)實情況結合,使物聯(lián)網概念具體化,并先從基礎設施層面落地,推動物聯(lián)網技術研發(fā)和產業(yè)發(fā)展。
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物聯(lián)網的顯著特征——物聯(lián)網研究報告連載(四)
在此前的連載中,CNNIC分析師李長江認為物聯(lián)網的本質是深度信息化,是當前信息化的進一步推進,那么此深度信息化有別于當前信息化的特征都有哪些呢?本篇將詳細闡述此問題。
作為深度信息化的體現(xiàn),CNNIC分析師李長江認為,物聯(lián)網的以下三個特征是最顯著區(qū)別于當前信息化的。
第一,接入對象更為廣泛,獲取信息更加豐富。當前的信息化,接入對象雖也包括PC、手機、傳感器、儀器儀表、攝像頭、各種智能卡等,但主要還是需要人工操作的PC、手機、智能卡等,所接入的物理世界信息也較為有限。未來的物聯(lián)網接入對象包含了更豐富的物理世界,不但包括了現(xiàn)在的PC、手機、智能卡,而且傳感器、儀器儀表、攝像頭等更為普及應用,輪胎、牙刷、手表、工業(yè)原材料、工業(yè)中間產品等物體也因嵌入微型感知設備而被納入,所獲取的信息不僅包括人類社會的信息,也包括更為豐富的物理世界信息,包括壓力、溫度、濕度、體積、重量、密度等。
第二,網絡可獲得性更高,互聯(lián)互通更為廣泛。當前的信息化,雖然網絡基礎設施已日益完善,但離“任何人、任務時候、任何地點”都能接入網絡的目標還有一定的距離,并且,即使是已接入網絡的信息系統(tǒng)很多也并未達到互通,信息孤島現(xiàn)象較為嚴重。未來的物聯(lián)網,不僅基礎設施非常完善,網絡的隨時、隨地可獲得性大為增強,接入網絡的關于人的信息系統(tǒng)互聯(lián)互通性也更高,并且人與物、物與物的信息系統(tǒng)也達到了廣泛的互聯(lián)互通,信息共享和互操作性達到了很高的水平。
第三,信息處理能力更強大,人類與周圍世界的相處更為智慧。當前的信息化,由于數(shù)據、計算能力、存儲、模型等的限制,大部分信息處理工具和系統(tǒng)還停留在提高效率的數(shù)字化階段,一部分能起到改善人類生產、生活流程的作用,但是能夠為人類決策提供有效支持的系統(tǒng)還很少。未來的物聯(lián)網,不僅能提高人類的工作效率,改善工作流程,并且通過運用云計算等思想,借助科學模型,廣泛采用數(shù)據挖掘等知識發(fā)現(xiàn)技術整合和深入分析收集到的海量數(shù)據,以獲取更加新穎、系統(tǒng)且全面的觀點和方法來看待和解決特定問題,使人類能更加智慧地與周圍世界相處。
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物聯(lián)網發(fā)展的關鍵因素 ——物聯(lián)網研究報告連載(五)
在此前的連載中,CNNIC分析師李長江認為物聯(lián)網的本質是深度信息化,是當前信息化的進一步推進,那么推動當前信息化不斷發(fā)展到物聯(lián)網階段的關鍵因素是什么呢?本篇將詳細闡述該問題。
如何實現(xiàn)物聯(lián)網,或者說信息化進程如何發(fā)展到物聯(lián)網階段,以及物聯(lián)網如何不斷發(fā)展,CNNIC分析師李長江認為,關鍵在于以下六大因素。
首先,數(shù)據采集技術的突破和融合應用。物聯(lián)網能獲取世間萬物的信息以進一步處理,關鍵在于傳感技術等數(shù)據采集技術的突破,以及這些數(shù)據采集技術與信息技術的融合應用。特別是智能傳感器、智能儀器儀表等設備的性能指標的提高。
其次,通信技術的發(fā)明和完善。物聯(lián)網的發(fā)展還有賴于各種通信技術和手段的紛紛發(fā)明。這些技術包括短距離無線通信技術、短距離有線通信技術、長距離有線傳輸技術、長距離無線傳輸技術等,尤其是短距離無線通信技術的出現(xiàn)和不斷完善,使得物聯(lián)網前端的信息通信有了技術上的可靠保證。
再次,標準的協(xié)調和統(tǒng)一。物聯(lián)網要達到無所不包、無所不在、無所不能的程度,必須協(xié)調處理所涉及的多個層面的技術標準和運行規(guī)則,以達成各自設備和系統(tǒng)運行的不沖突和相互之間的互通。這些包括無線電頻率、通信協(xié)議、編碼體系、應用程序接口等。
然后,規(guī)模生產和規(guī)模應用。網絡的價值在于規(guī)模的應用,特別是對于物聯(lián)網來說,只有更多的應用才能將物聯(lián)網的特征和優(yōu)勢更加明顯地表現(xiàn)出來,并且,以規(guī)模應用帶動規(guī)模生產,才能降低物聯(lián)網所需的大量設備的成本,反過來促進規(guī)模應用。
接著,海量數(shù)據處理能力和科學模型。物聯(lián)網中的數(shù)據每時每刻都在大量產生,這其中既有對決策有很大貢獻的數(shù)據,也有幫助較小的數(shù)據,還有噪聲數(shù)據,對如此海量數(shù)據的處理,需要有超級計算能力,并且在科學模型的指導下,才能高效地發(fā)現(xiàn)有用的決策信息,并智能地處理。
最后,信息安全環(huán)境的建立和不斷完善。聯(lián)通包括人之內的世間萬物的物聯(lián)網,使人類信息暴露在外的可能性大為增加??萍家匀藶楸?,只有建立和不斷完善相應的信息安全方面的法律法規(guī)、管理制度等環(huán)境,物聯(lián)網才能得到健康的發(fā)展。
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物聯(lián)網系統(tǒng)的理論架構——物聯(lián)網研究報告連載(六)
在此前的連載中,CNNIC分析師李長江從理論上分析了物聯(lián)網的本質、特征、發(fā)展的關鍵因素。從本連載開始,將從技術角度分析物聯(lián)網的架構。
根據對物聯(lián)網的理論探討和技術、產業(yè)的實踐觀察,CNNIC分析師李長江將物聯(lián)網系統(tǒng)劃分為三個層次:感知層、網絡層、應用層,并依此概括地描繪物聯(lián)網的系統(tǒng)架構。
物聯(lián)網的系統(tǒng)構架
感知層解決的是人類世界和物理世界的數(shù)據獲取的問題。可進一步劃分為兩個子層,首先是通過傳感器、數(shù)碼相機等設備采集外部物理世界的數(shù)據,然后通過RFID、條碼、工業(yè)現(xiàn)場總線、藍牙、紅外等短距離傳輸技術傳遞數(shù)據。也可以只有數(shù)據的短距離傳輸這一層,特別是當僅傳遞物品的唯一識別碼的情況。在實際上,這兩個子層有時很難以明確區(qū)分開。感知層所需要的關鍵技術包括檢測技術、短距離有線和無線通信技術等。
網絡層解決的是感知層所獲得的數(shù)據在一定范圍內,通常是長距離的傳輸問題。這些數(shù)據可以通過移動通信網、國際互聯(lián)網、企業(yè)內部網、各類專網、小型局域網等網絡傳輸。特別是當三網融合后,有線電視網也能承擔物聯(lián)網網絡層的功能,有利于物聯(lián)網的加快推進。網絡層所需要的關鍵技術包括長距離有線和無線通信技術、網絡技術等。
應用層解決的是信息處理和人機界面的問題。網絡層傳輸而來的數(shù)據在這一層里進入各類信息系統(tǒng)進行處理,并通過各種設備與人進行交互。這一層也可按形態(tài)直觀地劃分為兩個子層。一個是應用程序層,進行數(shù)據處理,它涵蓋了國民經濟和社會的每一領域,包括電力、醫(yī)療、銀行、交通、環(huán)保、物流、工業(yè)、農業(yè)、城市管理、家居生活等,包括支付、監(jiān)控、安保、定位、盤點、預測等,可用于政府、企業(yè)、社會組織、家庭、個人等。這正是物聯(lián)網作為深度信息化的重要體現(xiàn)。另一個是終端設備層,提供人機界面。物聯(lián)網雖然是“物物相連的網”,但最終是要以人為本的,最終還是需要人的操作與控制,不過這里的人機界面已遠遠超出現(xiàn)時人與計算機交互的概念,而是泛指與應用程序相連的各種設備與人的反饋。
在各層之間,信息不是單向傳遞的,可有交互、控制等,所傳遞的信息多種多樣,這其中關鍵是物品的信息,包括在特定應用系統(tǒng)范圍內能唯一標識物品的識別碼和物品的靜態(tài)與動態(tài)信息。此外,軟件和集成電路技術都是各層所需的關鍵技術。
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唯一識別碼——物聯(lián)網研究報告連載(七)
在連載(六)中,CNNIC分析師李長江介紹了對物聯(lián)網系統(tǒng)的理論架構的認識。通過對該架構的分析,我們不難發(fā)現(xiàn)該架構與現(xiàn)有的信息系統(tǒng)架構大體上是一致的。不過,在未來的物聯(lián)網中,接入網絡的大量物品能否被唯一標識顯得越來越重要,傳感器在數(shù)據采集中的作用也越來越大,在物品自動識別中將越來越多地采用RFID。因此,重點對唯一識別碼、傳感器、RFID三個關鍵點進行詳細介紹。本篇先介紹唯一識別碼。
?。ㄕf明:接下來的若干篇連載主要是對社會上所關心的物聯(lián)網的若干具體細節(jié)的詳細介紹,以更加充分、完整地闡述物聯(lián)網系統(tǒng)的特點,主要內容來自于各方面資料的匯總整理,屬于本作者自己的研究成果的內容不多,在此感謝各位業(yè)內人士。)
在物聯(lián)網中,首要問題是要能給物品設置唯一識別碼。目前,這種唯一識別碼隨處可見,如GTIN(全球貿易項目標識代碼)、EPC、SSCC(系列貨運包裝箱代碼)、公民身份號碼、IMEI(國際移動設備識別碼,即手機串號)、MAC地址(網絡適配器物理地址)、ISBN(國際標準書號)、ISSN(國際標準連續(xù)出版物號)、INS(食品添加劑國際編號系統(tǒng))、IP地址、學號、員工號、互聯(lián)網域名、郵政編碼、手機號等。這些編碼有些只能在本企業(yè)內部使用,有些能行業(yè)通用;有些只能在本行業(yè)內使用,有些能在多個行業(yè)通用;有些只在本國有效,有些具有全球統(tǒng)一標準;有些只能標識一類物品,有些能標識具體的單個物品;有些編碼不具有未來可擴展性,有些可以擴展而無需改動已有編碼;有些只能含有數(shù)字,有些可含有數(shù)字、字母、符號等;有些編碼長度固定,有些長度可變。由于EPC編碼具有較強的優(yōu)勢,可能在未來的物品識別中占有較為重要的地位,因此,下面詳細介紹EPC編碼結構。
EPC(Electronic Product code,產品電子代碼)目標是為所有實體提供唯一標識,除了物理實體,還可用來標識服務、組織等非物理實體。它具有號碼數(shù)量幾乎無窮大、科學性、兼容性、全面性、合理性、國際性、無歧視性等特性。EPC編碼是由一個版本號和另外三段數(shù)據(依次為域名、對象種類、序列號)組成的一組數(shù)字。其中版本號標識EPC的版本號,它使得以后的EPC可有不同的長度或類型;域名管理是描述與此EPC相關的生產廠商的信息,例如“可口可樂公司”;對象種類記錄產品精確類型的信息,例如:“美國生產的330ml罐裝減肥可樂(可口可樂的一種產品)”;序列號唯一標識貨品,能夠具體地指明哪一罐330ml罐裝減肥可樂。至今已經推出EPC-96Ⅰ型,EPC-64Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型,EPC-256Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型等編碼方案。下面給出EPC-96Ⅰ型的編碼結構示例,包含96個二進制位,表中所示為十六進制表示法。
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傳感器與RFID——物聯(lián)網研究報告連載(八)
如連載(七)所述,本篇文章是對傳感器、RFID的具體介紹,大部分內容屬于當前熱點的相關知識的介紹,其目的在于對連載(六)所說的系統(tǒng)架構做進一步詳細闡述。從下篇開始,將更多地闡述作者的觀點。
在未來的物聯(lián)網中,傳感器及其組成的傳感器網絡將在數(shù)據采集前端發(fā)揮重要的作用。傳感器是指“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉換成可用信號的器件或裝置,通常由敏感元件和轉換元件組成”。傳感器是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,并能將檢測感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。
目前對傳感器尚無一個統(tǒng)一的分類方法,但比較常用的可按傳感器的物理量、工作原理、輸出信號的性質這三種方式來分類。
此外,按照是否具有信息處理功能來分類的意義越來越重要,特別是在未來的物聯(lián)網時代。按照這種分類方式,傳感器可分為一般傳感器和智能傳感器。一般傳感器采集的信息需要計算機進行處理;智能傳感器帶有微處理器,本身具有采集、處理、交換信息的能力,具備數(shù)據精度高、高可靠性與高穩(wěn)定性、高信噪比與高的分辨力、強的自適應性、低的價格性能比等特點。
RFID(Radio Frequency Identification,無線電射頻識別)是一種短距離無線通信技術,依據的是電磁感應定律,通常與唯一識別碼結合用于自動識別,是物聯(lián)網廣泛受關注的識別技術之一。
最基本的RFID系統(tǒng)包括標簽、閱讀器、天線三部分。標簽由耦合元件及芯片組成,每個標簽具有唯一的電子編碼,附著在物體上標識目標對象,可根據是否有電源分為有源標簽和無源標簽。對于無源標簽,閱讀器(手持式或固定式)不斷發(fā)出無線電波,在周圍形成磁場,標簽進入磁場后,接收閱讀器發(fā)出的射頻信號,憑借感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產品信息;對于有源標簽,則可以主動發(fā)送某一頻率的信號。閱讀器讀取信息并解碼后,送至后臺信息系統(tǒng)進行有關數(shù)據處理。在這其中,射頻信號的傳遞是通過兩方的天線完成的。
RFID具有無需接觸、自動化程度高、耐用可靠、識別速度快、適應各種工作環(huán)境、可實現(xiàn)高速和多標簽同時識別等優(yōu)勢,使其可用于廣泛的領域,如物流和供應鏈管理、門禁安防系統(tǒng)、道路自動收費、航空行李處理、文檔追蹤/圖書館管理、電子支付、生產制造和裝配、物品監(jiān)視、汽車監(jiān)控、動物身份標識等??梢赃@樣說,RFID將是用途最廣泛的自動識別技術。不過,RFID系統(tǒng)目前成本較高,這是它與條碼等識別技術相比的顯著劣勢。
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物聯(lián)網發(fā)展現(xiàn)狀的總結——物聯(lián)網研究報告連載(九)
連載(九)和連載(十)是CNNIC分析師李長江對中國物聯(lián)網發(fā)展現(xiàn)狀的總結。
總體上,我國信息化進程尚未完成人與人廣泛互聯(lián)互通的階段,離物聯(lián)網的顯著特征還具有很長的距離。
1、政府部門積極推動物聯(lián)網發(fā)展
2009年8月溫家寶總理在考察無錫高新微納傳感網工程技術研發(fā)中心時指出,要積極創(chuàng)造條件,在無錫建立中國的傳感網中心(“感知中國”中心),發(fā)展物聯(lián)網。11月在首都科技界大會再次提出發(fā)展物聯(lián)網。各部門、各地區(qū)積極響應,紛紛出臺各項舉措,推動物聯(lián)網發(fā)展?!秶抑虚L期科學與技術發(fā)展規(guī)劃(2006-2020年)》和“新一代寬帶移動無線通信網”重大專項中均將傳感網列入重點研究領域。工業(yè)和信息化部開展物聯(lián)網的調研,將從技術研發(fā)、標準制定、推進市場應用、加強產業(yè)協(xié)作四個方面支持物聯(lián)網發(fā)展。無錫市大力建設國家傳感網創(chuàng)新示范區(qū)(國家傳感信息中心),在物聯(lián)網人才引進、資金、稅收、土地等方面對相關企業(yè)進行大力支持,吸引了中科院、清華大學、北京郵電大學、中國移動、中國聯(lián)通、中國電信等企事業(yè)單位在無錫設立機構。北京著手啟動物聯(lián)網的規(guī)劃工作,市經濟和信息化委員會與中關村管委會成立中關村物聯(lián)網產業(yè)聯(lián)盟。其它地區(qū)也從制定規(guī)劃、設立相應機構等方面著手推動物聯(lián)網的發(fā)展。
2、國內形成了RFID、M2M、傳感網等豐富的物聯(lián)網應用
雖然物聯(lián)網的概念在我國最近才得到廣泛關注,但物聯(lián)網的應用很早就在我國開展,目前主要以RFID、M2M、傳感網三種形態(tài)為主。在RFID方面,2009年中國RFID產業(yè)市場規(guī)模達110億元,相比2008年增長36.8%,已用于物流、城市交通、工業(yè)生產、食品追溯、移動支付等方面,特別是隨著3G網絡開始運營,各運營商推出了移動支付方式,如中國移動于11月宣布采用RFID技術的SIM卡,在星巴克和上海世博園園區(qū)內將可以通過手機近端刷卡消費。在M2M方面,電信運營商積極開展M2M應用。如中國移動從2004年開始發(fā)展M2M業(yè)務,2008年M2M終端數(shù)量發(fā)展了229萬,目前已超過300萬部,預計未來年增長率將超過60%,在智能樓宇、路燈監(jiān)控等方面得到廣泛應用。國內在傳感器網絡方面則處于發(fā)展初級階段,基本上還是依托于科研項目、科研成果的示范,使用的協(xié)議也還是專用協(xié)議。
3、全社會對物聯(lián)網的內涵尚未取得共識
雖然物聯(lián)網受到全社會的普遍關注,但目前物聯(lián)網的概念和技術架構缺乏統(tǒng)一的清晰描述,全社會對物聯(lián)網的內涵尚未取得共識。有的認為物聯(lián)網就是傳感網;有的認為物聯(lián)網必然與RFID相關;有的認為EPC網絡就是物聯(lián)網;有的認為物聯(lián)網不是網絡,而是應用;還有的,認為物聯(lián)網太過遙遠,只是一個概念。本報告所提出的觀點:物聯(lián)網從廣義上認為是深度信息化,狹義上認為是此深度信息化的承載網絡,這其中的“深度”體現(xiàn)在與當前信息化的三大顯著不同特征上,僅是一家之言,還需要與業(yè)內人士共同探討,不斷發(fā)展完善。