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物聯(lián)網(wǎng)

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1.物聯(lián)網(wǎng)簡介

物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of Things)的概念是在1999年提出的,它的定義很簡單:把所有物品通過射頻識別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,實現(xiàn)智能化識別和管理。物聯(lián)網(wǎng)通過智能感知、識別技術(shù)與普適計算、泛在網(wǎng)絡(luò)的融合應(yīng)用,被稱為繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)被視為互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用拓展,應(yīng)用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心,以用戶體驗為核心的創(chuàng)新2.0是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的靈魂。

國際電信聯(lián)盟2005年一份報告曾描繪“物聯(lián)網(wǎng)”時代的圖景:當(dāng)司機(jī)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(jī)對顏色和水溫的要求等等。物聯(lián)網(wǎng)把新一代IT技術(shù)充分運用在各行各業(yè)之中,具體地說,就是把感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(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,然后將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來,實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合,在這個整合的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中,存在能力超級強(qiáng)大的中心計算機(jī)群,能夠?qū)φ暇W(wǎng)絡(luò)內(nèi)的人員、機(jī)器、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施實施實時的管理和控制,在此基礎(chǔ)上,人類可以以更加精細(xì)和動態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活,達(dá)到“智慧”狀態(tài),提高資源利用率和生產(chǎn)力水平,改善人與自然間的關(guān)系。

毫無疑問,如果“物聯(lián)網(wǎng)”時代來臨,人們的日常生活將發(fā)生翻天覆地的變化。然而,不談什么隱私權(quán)和輻射問題,單把所有物品都植入識別芯片這一點現(xiàn)在看來還不太現(xiàn)實。人們正走向“物聯(lián)網(wǎng)”時代,但這個過程可能需要很長很長的時間。

2.“中國式”物聯(lián)網(wǎng)定義

物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)這個詞,國內(nèi)外普遍公認(rèn)的是MIT Auto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID時最早提出來的。在2005年國際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布的同名報告中,物聯(lián)網(wǎng)的定義和范圍已經(jīng)發(fā)生了變化,覆蓋范圍有了較大的拓展,不再只是指基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)。

自2009年8月溫家寶總理提出“感知中國”以來,物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一,寫入“政府工作報告”,物聯(lián)網(wǎng)在中國受到了全社會極大的關(guān)注,其受關(guān)注程度是在美國、歐盟、以及其他各國不可比擬的。

物聯(lián)網(wǎng)的概念與其說是一個外來概念,不如說它已經(jīng)是一個“中國制造”的概念,他的覆蓋范圍與時俱進(jìn),已經(jīng)超越了1999年Ashton教授和2005年ITU報告所指的范圍,物聯(lián)網(wǎng)已被貼上“中國式”標(biāo)簽。

“中國式”物聯(lián)網(wǎng)定義:

物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)指的是將無處不在(Ubiquitous)的末端設(shè)備(Devices)和設(shè)施(Facilities),包括具備“內(nèi)在智能”的傳感器、移動終端、工業(yè)系統(tǒng)、樓控系統(tǒng)、家庭智能設(shè)施、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等、和“外在使能”(Enabled)的,如貼上RFID的各種資產(chǎn)(Assets)、攜帶無線終端的個人與車輛等“智能化物件或動物”或“智能塵埃”(Mote),通過各種無線和/或有線的長距離和/或短距離通訊網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互聯(lián)互通(M2M)、應(yīng)用大集成(Grand Integration)、以及基于云計算(牛計算)的SaaS營運等模式,在內(nèi)網(wǎng)(Intranet)、專網(wǎng)(Extranet)、和/或互聯(lián)網(wǎng)(Internet)環(huán)境下,采用適當(dāng)?shù)男畔踩U蠙C(jī)制,提供安全可控乃至個性化的實時在線監(jiān)測、定位追溯、報警聯(lián)動、調(diào)度指揮、預(yù)案管理、遠(yuǎn)程控制、安全防范、遠(yuǎn)程維保、在線升級、統(tǒng)計報表、決策支持、領(lǐng)導(dǎo)桌面(集中展示的Cockpit Dashboard)等管理和服務(wù)功能,實現(xiàn)對“萬物”的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)?!钡摹肮?、控、營”一體化。

3.物聯(lián)網(wǎng)的原理

物聯(lián)網(wǎng)是在計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,利用RFID、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù),構(gòu)造一個覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”。在這個網(wǎng)絡(luò)中,物品(商品)能夠彼此進(jìn)行“交流”,而無需人的干預(yù)。其實質(zhì)是利用射頻自動識別(RFID)技術(shù),通過計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品(商品)的自動識別和信息的互聯(lián)與共享。

而RFID,正是能夠讓物品“開口說話”的一種技術(shù)。在“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)想中,RFID標(biāo)簽中存儲著規(guī)范而具有互用性的信息,通過無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把它們自動采集到中央信息系統(tǒng),實現(xiàn)物品(商品)的識別,進(jìn)而通過開放性的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息交換和共享,實現(xiàn)對物品的“透明”管理。

“物聯(lián)網(wǎng)”概念的問世,打破了之前的傳統(tǒng)思維。過去的思路一直是將物理基礎(chǔ)設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施分開:一方面是機(jī)場、公路、建筑物,而另一方面是數(shù)據(jù)中心,個人電腦、寬帶等。而在“物聯(lián)網(wǎng)”時代,鋼筋混凝土、電纜將與芯片、寬帶整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施,在此意義上,基礎(chǔ)設(shè)施更像是一塊新的地球工地,世界的運轉(zhuǎn)就在它上面進(jìn)行,其中包括經(jīng)濟(jì)管理、生產(chǎn)運行、社會管理乃至個人生活。

4.物聯(lián)網(wǎng)的特征

一是全面感知,即利用RFID,傳感器,二維碼等隨時隨地獲取物體的信息;

二是可靠傳遞,通過各種電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合,將物體的信息實時準(zhǔn)確地傳遞出去;

三是智能處理,利用云計算,模糊識別等各種智能計算技術(shù),對海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理,對物體實施智能化的控制。

5.物聯(lián)網(wǎng)起源及背景

簡而言之,物聯(lián)網(wǎng)是通過在物品上嵌入電子標(biāo)簽、條形碼等能夠存儲物體信息的標(biāo)識,通過無線網(wǎng)絡(luò)的方式將其即時信息發(fā)送到后臺信息處理系統(tǒng),而各大信息系統(tǒng)可互聯(lián)形成一個龐大的網(wǎng)絡(luò)。從而可達(dá)到對物品進(jìn)行實施跟蹤、監(jiān)控等智能化管理的目的。通俗來講,物聯(lián)網(wǎng)可實現(xiàn)人與物之間的信息溝通。

實際上,物聯(lián)網(wǎng)概念起源于比爾蓋茨1995年《未來之路》一書,在《未來之路》中,比爾蓋茨已經(jīng)提及物聯(lián)網(wǎng)概念,只是當(dāng)時受限于無線網(wǎng)絡(luò)、硬件及傳感設(shè)備的發(fā)展,并未引起重視。隨著技術(shù)不斷進(jìn)步,國際電信聯(lián)盟于2005年正式提出物聯(lián)網(wǎng)概念,而今年奧巴馬就職演講后對IBM提出的“智慧地球”積極響應(yīng)后,物聯(lián)網(wǎng)再次引起廣泛關(guān)注。而我國官方近期對傳感網(wǎng)(物聯(lián)網(wǎng)的另一稱謂)的多次提議表示我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也正是提上議事日程,同時也表明我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將加快。目前,我國傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系已形成初步框架,向國際標(biāo)準(zhǔn)化組織提交的多項標(biāo)準(zhǔn)提案被采納。

從推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展角度來講,作為計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、移動通信后的又一次信息化產(chǎn)業(yè)浪潮,從長遠(yuǎn)來看,物聯(lián)網(wǎng)有望成為后金融危機(jī)時代經(jīng)濟(jì)增長的引擎。90年代克林頓政府的“信息高速公路”發(fā)展戰(zhàn)略使美國經(jīng)濟(jì)走上了長達(dá)10年左右的繁榮。出于信息技術(shù)對經(jīng)濟(jì)的拉動作用,奧巴馬政府的“智慧地球”構(gòu)想旨在找出美國經(jīng)濟(jì)新的增長點,在此背景下,物聯(lián)網(wǎng)概念應(yīng)運而生。

6.物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展

(第二屆國際epc與物聯(lián)網(wǎng)高層論壇)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)》,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。

2008年11月在北京大學(xué)舉行的第二屆中國移動政務(wù)研討會“知識社會與創(chuàng)新2.0”提出移動技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展代表著新一代信息技術(shù)的形成,并帶動了經(jīng)濟(jì)社會形態(tài)、創(chuàng)新形態(tài)的變革,推動了面向知識社會的以用戶體驗為核心的下一代創(chuàng)新(創(chuàng)新2.0)形態(tài)的形成,創(chuàng)新與發(fā)展更加關(guān)注用戶、注重以人為本?。而創(chuàng)新2.0形態(tài)的形成又進(jìn)一步推動新一代信息技術(shù)的健康發(fā)展。[1]

2009年2月24日消息,IBM大中華區(qū)首席執(zhí)行官錢大群在2009IBM論壇上公布了名為“智慧的地球”的最新策略。針對中國經(jīng)濟(jì)的狀況,錢大群表示,中國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)空間廣闊,而且中國政府正在以巨大的控制能力、實施決心、和配套資金對必要的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行大規(guī)模建設(shè),“智慧的地球”這一戰(zhàn)略將會產(chǎn)生更大的價值。

在策略發(fā)布會上,IBM還提出,如果在基礎(chǔ)建設(shè)的執(zhí)行中,植入“智慧”的理念,不僅僅能夠在短期內(nèi)有力的刺激經(jīng)濟(jì)、促進(jìn)就業(yè),而且能夠在短時間內(nèi)為中國打造一個成熟的智慧基礎(chǔ)設(shè)施平臺。

錢大群表示,當(dāng)今世界許多重大的問題如金融危機(jī)、能源危機(jī)和環(huán)境惡化等,實際上都能夠以更加“智慧”的方式解決。在全球經(jīng)濟(jì)形勢低迷的同時,也孕育著未來的發(fā)展機(jī)遇,中國不僅能夠籍此機(jī)遇開創(chuàng)新樂觀產(chǎn)業(yè)和新的市場,加速發(fā)展,擺脫經(jīng)濟(jì)危機(jī)的影響。

互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢IBM希望“智慧的地球”策略能掀起了“互聯(lián)網(wǎng)”浪潮之后的又一次科技革命。IBM前首席執(zhí)行官郭士納曾提出一個重要的觀點,認(rèn)為計算模式每隔15年發(fā)生一次變革。這一判斷像摩爾定律一樣準(zhǔn)確,人們把它稱為“十五年周期定律”。1965年前后發(fā)生的變革以大型機(jī)為標(biāo)志,1980年前后以個人計算機(jī)的普及為標(biāo)志,而1995年前后則發(fā)生了互聯(lián)網(wǎng)革命。每一次這樣的技術(shù)變革都引起企業(yè)間、產(chǎn)業(yè)間甚至國家間競爭格局的重大動蕩和變化。而互聯(lián)網(wǎng)革命一定程度上是由美國“信息高速公路”戰(zhàn)略所催熟。20世紀(jì)90年代,美國克林頓政府計劃用20年時間,耗資2000億 -4000億美元,建設(shè)美國國家信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益

而今天,“智慧的地球”戰(zhàn)略被不少美國人認(rèn)為與當(dāng)年的“信息高速公路”有許多相似之處,同樣被他們認(rèn)為是振興經(jīng)濟(jì)、確立競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵戰(zhàn)略。該戰(zhàn)略能否掀起如當(dāng)年互聯(lián)網(wǎng)革命一樣的科技和經(jīng)濟(jì)浪潮,不僅為美國關(guān)注,更為世界所關(guān)注。

時間 物聯(lián)網(wǎng)議題
1995 年比爾蓋茨在其《未來之路》一書中已提及物聯(lián)網(wǎng)概念
2005年11月國際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布了《ITU 互聯(lián)網(wǎng)報告2005:物聯(lián)網(wǎng)》報告,正式提出了物聯(lián)網(wǎng)概念
2008年11月第二屆中國移動政務(wù)研討會“知識社會與創(chuàng)新2.0”在北京大學(xué)召開,提出物聯(lián)網(wǎng)及移動泛在技術(shù)推動社會變革,催生面向知識社會的創(chuàng)新2.0形態(tài)
2009年1月IBM 首席執(zhí)行官彭明盛提出“智慧地球”構(gòu)想,其中物聯(lián)網(wǎng)為“智慧地球”不可或缺的一部分,而奧巴馬在就職演講后已對“智慧地球”構(gòu)想提出積極回應(yīng),并提升到國家級發(fā)展戰(zhàn)略。
2009 年8月7日溫家寶在無錫視察中科院物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)中心時指出,要盡快突破核心技術(shù),把傳感技術(shù)和TD的發(fā)展結(jié)合起來。
2009年8月24日王建宙訪臺期間解釋了物聯(lián)網(wǎng)概念
2009年9月11日“傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組成立大會暨”感知中國’高峰論壇”在北京舉行,會議提出傳感網(wǎng)發(fā)展相關(guān)政策。
2009年9月14日在中國通信業(yè)發(fā)展高層論壇上,中國移動總裁王建宙高調(diào)表示:物聯(lián)網(wǎng)商機(jī)無限,中國移動將以開放的姿態(tài),與各方竭誠合作。
《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)”重大專項中均將傳感網(wǎng)列入重點研究領(lǐng)域

7.物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)

目前,物聯(lián)網(wǎng)還沒有一個被廣泛認(rèn)同的體系結(jié)構(gòu),但是,我們可以根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)對信息感知、傳輸、處理的過程將其劃分為三層結(jié)構(gòu),即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層,具體體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

Image:物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu).jpg

感知層:主要用于對物理世界中的各類物理量、標(biāo)識、音頻、視頻等數(shù)據(jù)的采集與感知。數(shù)據(jù)采集主要涉及傳感器、RFID、二維碼等技術(shù)。

網(wǎng)絡(luò)層:主要用于實現(xiàn)更廣泛、更快速的網(wǎng)絡(luò)互連,從而把感知到的數(shù)據(jù)信息可靠、安全地進(jìn)行傳送。目前能夠用于物聯(lián)網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)主要有互聯(lián)網(wǎng)、無線通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)與有線電視網(wǎng)。

應(yīng)用層:主要包含應(yīng)用支撐平臺子層和應(yīng)用服務(wù)子層。應(yīng)用支撐平臺子層用于支撐跨行業(yè)、跨應(yīng)用、跨系統(tǒng)之間的信息協(xié)同、共享和互通。應(yīng)用服務(wù)子層包括智能交通、智能家居、智能物流、智能醫(yī)療、智能電力、數(shù)字環(huán)保、數(shù)字農(nóng)業(yè)、數(shù)字林業(yè)等領(lǐng)域。

8.物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系

物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別與聯(lián)系可以從以下兩方面討論:

1)從系統(tǒng)的接人角度看

互聯(lián)網(wǎng)接入分有線接人和無線接入。有線接人分為:計算機(jī)一網(wǎng)卡一局域網(wǎng)一企業(yè)/校園網(wǎng)一地區(qū)主干網(wǎng)一國家/國際主干網(wǎng)一互聯(lián)網(wǎng);計算機(jī)一ADSL設(shè)備一電話交換網(wǎng)一互聯(lián)網(wǎng);計算機(jī)一Cable Modem設(shè)備一有線電視網(wǎng)一互聯(lián)網(wǎng)等3種方式。無線接入有:計算機(jī)一無線城域網(wǎng)一互聯(lián)網(wǎng);計算機(jī)一無線局域網(wǎng)一互聯(lián)網(wǎng)等2種方式。

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)運行于互聯(lián)網(wǎng)核心交換結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,并根據(jù)自身需要選擇RFID或無線傳感網(wǎng)絡(luò)的接人方式。

2)從網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集方式與傳輸內(nèi)容角度看

互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通過人工方法獲取數(shù)據(jù)信息,而物聯(lián)網(wǎng)則是通過RFID、傳感器自動獲取?;ヂ?lián)網(wǎng)傳輸內(nèi)容主要為Telnet、E-mail、FTP、Web、IP11v、P2P、電子政務(wù)、網(wǎng)絡(luò)多媒體、搜索引擎、即時通信等,而物聯(lián)網(wǎng)的傳輸內(nèi)容主要為RFID數(shù)據(jù)信息,包括物品名、物品編碼、物品制造商、制造時間等。

9.物聯(lián)網(wǎng)與M2M的關(guān)系

M2M是machine-to-machine的簡稱,即“機(jī)器對機(jī)器”的縮寫,也有人理解為人對機(jī)器(man.to.ma.chine)、機(jī)器對人(machine-to—man)等,旨在通過通信技術(shù)來實現(xiàn)人、機(jī)器和系統(tǒng)三者之問的智能化、交互式無縫連接 。M2M設(shè)備是能夠回答包含在一些設(shè)備中的數(shù)據(jù)的請求或能夠自動傳送包含在這些設(shè)備中的數(shù)據(jù)的設(shè)備。M2M通信與物聯(lián)網(wǎng)的核心理念一致,不同之處是物聯(lián)網(wǎng)的概念、所采用的技術(shù)及應(yīng)用場景更寬泛。而M2M則聚焦在無線通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用上,是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的一種主要方式。

10.物聯(lián)網(wǎng)與CPS的關(guān)系

信息物理系統(tǒng)(cyber physical system,CPS)是計算、通信與物理過程的綜合,如下圖所示。CPS的目標(biāo)是使物理系統(tǒng)具有計算、通信、精確控制、遠(yuǎn)程合作和自治等能力,通過互聯(lián)網(wǎng)組成各種相應(yīng)自治控制系統(tǒng)和信息服務(wù)系統(tǒng),完成現(xiàn)實社會與虛擬空問的有機(jī)協(xié)調(diào)。CPS與物聯(lián)網(wǎng)有類似的能力,但CPS更強(qiáng)調(diào)循環(huán)反饋,要求系統(tǒng)能夠在感知物理世界之后通過通信與計算再對物理世界起到反饋控制作用。

Image:信息物理系統(tǒng).jpg

lnternet將朝著可信、移動、物聯(lián)到泛在發(fā)展,即注重信息接入的高可用性與可信性的可信互聯(lián)網(wǎng)、具有移動性的普適計算并實現(xiàn)隨時隨地的無縫接入的移動互聯(lián)網(wǎng) 、實時接人物理世界信息并跨越物理與Cyber空間的物聯(lián)網(wǎng),以及動態(tài)信息接入自治連網(wǎng)的泛在網(wǎng)。Intemet正朝著寬帶化、移動化、泛在化發(fā)展,同時注重網(wǎng)絡(luò)的安全性、可用性和可信性 。

歐洲智能系統(tǒng)集成技術(shù)平臺(European platformon smart systems,EPoSS)于2008年在報告《Internetof Things in 2020》中預(yù)測了4個發(fā)展階段:

1)2010年前,基于RFID技術(shù)實現(xiàn)低功耗、低成本的單個物體間的互聯(lián),并在物流、零售、制藥等領(lǐng)域進(jìn)行局部應(yīng)用。

2)2010-2015年,利用傳感器網(wǎng)絡(luò)及無所不在的RF1D標(biāo)簽實現(xiàn)物與物之間的廣泛互連,針對特定產(chǎn)業(yè)制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),并完成部分網(wǎng)絡(luò)融合。

3)2015-2020年,具有可執(zhí)行指令的標(biāo)簽被廣泛應(yīng)用,物體進(jìn)入半智能化,完成網(wǎng)間交互標(biāo)準(zhǔn)制定,網(wǎng)絡(luò)具有超高速傳輸能力。

4)2020年后,物體具有完全智能的響應(yīng)行為,異質(zhì)系統(tǒng)能夠協(xié)同交互,強(qiáng)調(diào)產(chǎn)業(yè)整合,實現(xiàn)人、物、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的深度融合。同時各個國家和地區(qū)都出臺了對物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)劃。

美國國家智能理事會將物聯(lián)網(wǎng)作為2025年對美國潛在影響最重要的6項技術(shù)之一。2009年,歐盟執(zhí)委會發(fā)表《Internet of Things-An action plan for Europe),提出要加強(qiáng)對物聯(lián)網(wǎng)的管理、完善隱私和個人數(shù)據(jù)保護(hù)、提高物聯(lián)網(wǎng)的可信度、推廣標(biāo)準(zhǔn)化、推廣物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等行動建議。韓國通信委員會于2009年出臺了《物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建基本規(guī)劃》。2009年,日本政府IT戰(zhàn)略本部制定了日本新一代的信息化戰(zhàn)略《i-Japan戰(zhàn)略2015》,該戰(zhàn)略旨在到2015年讓數(shù)字信息技術(shù)如同空氣和水一般融入每一個角落。

11.物聯(lián)網(wǎng)案例分析

案例一:物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景分析[2]

  1)物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

 ?、俎r(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)監(jiān)測:是將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最關(guān)鍵的溫度、濕度、二氧化碳含量、土壤溫度、土壤含水率等數(shù)據(jù)信息實時采集,實時撐握農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各種數(shù)據(jù)。②動物標(biāo)識溯源:實現(xiàn)各環(huán)節(jié)一體化全程監(jiān)控、達(dá)到動物養(yǎng)殖、防疫、檢疫、和監(jiān)督的有效結(jié)合,對動物疫情和動物產(chǎn)品的安全事件進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的溯源和處理。③水文監(jiān)測:包括傳統(tǒng)近岸污染監(jiān)控、地面在線檢測、衛(wèi)星遙感和人工測量為一體,為水質(zhì)監(jiān)控提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)發(fā)布平臺,為湖泊觀測和成災(zāi)機(jī)理的研究提供實驗與驗證途徑。

  2)物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)中的應(yīng)用

 ?、匐娞莅卜拦芾斫y(tǒng):該系統(tǒng)通過安裝在電梯外圍的傳感器采集電梯正常運行、沖頂、蹲底、停電、關(guān)人等數(shù)據(jù),并經(jīng)無線傳輸模塊將數(shù)據(jù)傳送到物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)平臺。②輸配電設(shè)備監(jiān)控、遠(yuǎn)程抄表:基于移動通信網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)所有供電點及受電點的電力電量信息、電流電壓信息、供電質(zhì)量信息及現(xiàn)場計量裝置狀態(tài)信息實時采集,以及用電負(fù)荷遠(yuǎn)程控制。③企業(yè)一卡通:基于RFID—SIM卡,大中小型企事業(yè)單位的門禁、考勤及消費管理系統(tǒng);校園一卡通及學(xué)生信息管理系統(tǒng)等。

  3)物聯(lián)網(wǎng)在服務(wù)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用

 ?、賯€人保?。喝松砩峡梢园惭b不同的傳感器,對人的健康參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控,并且實時傳送到相關(guān)的醫(yī)療保健中心,如果有異常,保健中心通過手機(jī)提醒體檢。②智能家居:以計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ),包括各類消費電子產(chǎn)品、通信產(chǎn)品、信息家電及智能家居等,完成家電控制和家庭安防功能。③智能物流:通過GPRS/3G網(wǎng)絡(luò)提供的數(shù)據(jù)傳輸通路,實現(xiàn)物流車載終端與物流公司調(diào)度中心的通信,實現(xiàn)遠(yuǎn)程車輛調(diào)度,實現(xiàn)自動化貨倉管理。④移動電子商務(wù):實現(xiàn)手機(jī)支付、移動票務(wù)、自動售貨等功能。⑤機(jī)場防入侵:鋪設(shè)傳感節(jié),覆蓋地面、柵欄和低空探測,防止人員的翻越、偷渡、恐 襲擊等攻擊性入侵。

  4)物聯(lián)網(wǎng)在公共事業(yè)中的應(yīng)用

 ?、僦悄芙煌ǎ和ㄟ^cPs定位系統(tǒng),監(jiān)控系統(tǒng),可以查看車輛運行狀態(tài),關(guān)注車輛預(yù)計到達(dá)時間及車輛的擁擠狀態(tài)。②平安城市:利用監(jiān)控探頭,實現(xiàn)圖像敏感性智能分析并與110、l19、l12等交互,從而構(gòu)建和諧安全的城市生活環(huán)境。③ 城市管理:運用地理編碼技術(shù),實現(xiàn)城市部件的分類、分項管理,可實現(xiàn)對城市管理問題的精確定位。④環(huán)保監(jiān)測:將傳統(tǒng)傳感器所采集的各種環(huán)境監(jiān)測信息,通過無線傳輸設(shè)備傳輸?shù)奖O(jiān)控中心,進(jìn)行實時監(jiān)控和快速反應(yīng)。⑤醫(yī)療衛(wèi)生:遠(yuǎn)程醫(yī)療、藥品查詢、衛(wèi)生監(jiān)督、急救及探視視頻監(jiān)控。

  從推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展角度來講,作為計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、移動通信后的又一次信息化產(chǎn)業(yè)浪潮,物聯(lián)網(wǎng)有望成為后金融危機(jī)時代經(jīng)濟(jì)增長的引擎,被稱為是下一個萬億級的通信業(yè)務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展給運營商帶來了巨大的機(jī)遇與挑戰(zhàn), 可以預(yù)見,隨著物聯(lián)網(wǎng)市場的進(jìn)一步發(fā)展和成熟,電信運營商的優(yōu)勢將完全體現(xiàn),而話音市場的飽和等因素也促使電信運營商向物聯(lián)網(wǎng)方向轉(zhuǎn)移。

案例二:物聯(lián)網(wǎng)在物流產(chǎn)業(yè)應(yīng)用分析[3]

  一、物聯(lián)網(wǎng)對物流產(chǎn)業(yè)的影響

  物流領(lǐng)域是物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)最有現(xiàn)實意義的應(yīng)用領(lǐng)域之一。物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè),會進(jìn)一步提升物流智能化、信息化和自動化水平。推動物流功能整合。對物流服務(wù)各環(huán)節(jié)運作將產(chǎn)生積極影響。具體地講,主要有以下幾個方面:。

  1.生產(chǎn)物流環(huán)節(jié)

  基于物聯(lián)網(wǎng)的物流體系可以實現(xiàn)整個生產(chǎn)線上的原材料、零部件、半成品和產(chǎn)成品的全程識別與跟蹤。減少人工識別成本和出錯率 通過應(yīng)用產(chǎn)品電子代碼(Electronic Product Code,簡稱EPC)技術(shù)。就能通過識別電子標(biāo)簽來快速從種類繁多的庫存中準(zhǔn)確地找出工位所需的原材料和零部件。并能自動預(yù)先形成詳細(xì)補(bǔ)貨信息。從而實現(xiàn)流水線均衡、穩(wěn)步生產(chǎn)。

  2.運輸環(huán)節(jié)

  物聯(lián)網(wǎng)能夠使物品在運輸過程中的管理更透明。 可視化程度更高 通過在途運輸?shù)呢浳锖蛙囕v貼上EPC標(biāo)簽。運輸線的一些檢查點上安裝上RFID接收轉(zhuǎn)發(fā)裝置。企業(yè)能實時了解貨物目前所處的位置和狀態(tài)。實現(xiàn)運輸貨物、線路、時間的可視化跟蹤管理。此外。還能幫助實現(xiàn)智能化調(diào)度。提前預(yù)測和安排最優(yōu)的行車路線??s短運輸時間,提高運輸效率。

  3.倉儲環(huán)節(jié)

  將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(如EPC技術(shù))應(yīng)用于倉儲管理,可實現(xiàn)倉庫的存貨、盤點、取貨的自動化操作,從而提高作業(yè)效率。降低作業(yè)成本。入庫儲存的商品可以實現(xiàn)自由放置。提高了倉庫的空間利用率;通過實時盤點,能快速、準(zhǔn)確地掌握庫存情況。及時進(jìn)行補(bǔ)貨。提高了庫存管理能力。降低了庫存水平: 同時按指令準(zhǔn)確高效地揀取多樣化的貨物,減少了出庫作業(yè)時間4.配送環(huán)節(jié)。

  在配送環(huán)節(jié)。采用EPC技術(shù)能準(zhǔn)確了解貨物存放位置。大大縮短揀選時間,提高揀選效率,加快配送的速度。通過讀取EPC標(biāo)簽,與揀貨單進(jìn)行核對,提高了揀貨的準(zhǔn)確性 此外??纱_切了解目前有多少貨箱處于轉(zhuǎn)運途中、轉(zhuǎn)運的始發(fā)地和目的地。以及預(yù)期的到達(dá)時間等信息。

  5.銷售物流環(huán)節(jié)

  當(dāng)貼有EPC標(biāo)簽的貨物被客戶提取,智能貨架會自動識別并向系統(tǒng)報告 通過網(wǎng)絡(luò)。物流企業(yè)可以實現(xiàn)敏捷反應(yīng)。并通過歷史記錄預(yù)測物流需求和服務(wù)時機(jī)。從而使物流企業(yè)更好地開展主動營銷和主動式服務(wù)。

  二、物聯(lián)網(wǎng)在物流產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中出現(xiàn)的問題

  雖然物聯(lián)網(wǎng)會給物流產(chǎn)業(yè)帶來很多積極的影響。但總體來說,物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用還是處于初級階段,離我們的期望還有不少差距,存在很多問題,具體主要體現(xiàn)在以下幾方面:

  1.技術(shù)方面

  物聯(lián)網(wǎng)促進(jìn)物流智能化,物聯(lián)網(wǎng)屬于通用技術(shù)。而物流業(yè)是個性需求最多、最復(fù)雜的行業(yè)之一,甚至在一些領(lǐng)域,應(yīng)用要求比技術(shù)開發(fā)難度還大。因此,要充分考慮物聯(lián)網(wǎng)通用技術(shù)如何滿足物流產(chǎn)業(yè)個性需求。此外,信息如何及時、準(zhǔn)確地采集,如何使信息實現(xiàn)互聯(lián)互通,如何及時處理海量感知信息并把原始傳感數(shù)據(jù)提升到信息,進(jìn)而把信息提升到知識。這都是物聯(lián)網(wǎng)需重點研究的問題。

  2.標(biāo)準(zhǔn)化方面

  物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)需要一個標(biāo)準(zhǔn)體系的支撐,這樣才能夠做到物品檢索的互通性。但是,目前所制定的標(biāo)準(zhǔn)并沒有形成一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系,由于在標(biāo)準(zhǔn)制定過程中各領(lǐng)域獨立進(jìn)行,使所制定的標(biāo)準(zhǔn)之間缺乏溝通和協(xié)調(diào),沒有采用統(tǒng)一制式的編碼,這給物聯(lián)網(wǎng)各種技術(shù)的融合造成了難度,阻礙了物聯(lián)網(wǎng)在物流業(yè)的推廣。

  3.安全方面

  作為物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù),RFID還存在著很多技術(shù)上的不成熟和設(shè)計缺陷:首先是隱私問題。RnD技術(shù)存在的最大問題就是信息的泄露,由于RFID的基本功能要保證任意一個標(biāo)簽的標(biāo)識fID1或識別碼都能在遠(yuǎn)程被任意的掃描,且標(biāo)簽自動地,不加區(qū)別地回應(yīng)閱讀器的指令并將其所存儲的信息傳輸給閱讀器 這一特性可用來追蹤和定位某個特定用戶或物品,從而獲得相關(guān)的信息。但是也存在未經(jīng)授權(quán)的機(jī)構(gòu)或個人對RFID標(biāo)簽的讀取和寫入,甚至進(jìn)行非法追蹤、盜取貨物或機(jī)密信息,以謀求利益或蓄意破壞。此外,由于物聯(lián)網(wǎng)離不開互聯(lián)網(wǎng)的支持,因此也會面臨互聯(lián)網(wǎng)存在的安全隱患,也會面臨病毒和黑客的攻擊,導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。企業(yè)商業(yè)機(jī)密的泄露,使企業(yè)喪失市場機(jī)會,給企業(yè)造成重大經(jīng)濟(jì)損失

  4.成本方面

  當(dāng)前制約物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用的一大障礙就是成本價格 當(dāng)前可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離掃描的標(biāo)簽每個成本要1美元左右,一個解讀器成本大約為1000美元左右,而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用成本還包括接收設(shè)備、系統(tǒng)集成、計算機(jī)通訊、數(shù)據(jù)處理平臺等綜合系統(tǒng)的建設(shè)等,這給物流產(chǎn)業(yè),尤其是低利潤率的物流產(chǎn)業(yè)帶來沉重的負(fù)擔(dān)。所以,若沒有急迫需求,企業(yè)很少會去主動應(yīng)用電子標(biāo)簽。而目前即使有應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的,也主要集中在行業(yè)利潤較高和單件物品價值較高的領(lǐng)域      

     三、基于物聯(lián)網(wǎng)的物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展對策分析

  1.加快物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃,使之與物流產(chǎn)業(yè)規(guī)劃協(xié)調(diào)統(tǒng)一

  要從國家戰(zhàn)略規(guī)劃層面對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向、重點領(lǐng)域、關(guān)鍵技術(shù)等做出明確的界定和規(guī)劃。結(jié)合國家的“十二五規(guī)劃”,明確物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖,對其所涉及的行業(yè)應(yīng)用、傳感感知、傳輸通信、運算處理等各相關(guān)領(lǐng)域的架構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵技術(shù)等給予明確的方向和資源投人部署,推動物流產(chǎn)業(yè)的升級變革。

  2.加快標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

  現(xiàn)在國家對物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)也非常重視,2010年6月8日,為了推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究和標(biāo)準(zhǔn)的制訂,中國物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合工作組在北京成立。聯(lián)合工作組由全國l1個部委及下屬的工信部電子標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)工作組、全國信標(biāo)委傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組、全國智標(biāo)委等19家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化組織自愿聯(lián)合組成 但是物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)工作涉及各個方面,需要在原有工作的基礎(chǔ)上整合相關(guān)資源,進(jìn)行跨部門、跨地區(qū)合作,加強(qiáng)協(xié)調(diào),傾全國之力聯(lián)合推進(jìn)。要高度重視共性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定,如統(tǒng)一編碼規(guī)則、基礎(chǔ)應(yīng)用平臺的中間件接口標(biāo)準(zhǔn)等 同時。在物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作中應(yīng)采取開放的態(tài)度,廣泛與國際領(lǐng)先的研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)充分交流合作,并積極吸納已經(jīng)具有廣泛國際市場基礎(chǔ)的相關(guān)應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),實現(xiàn)中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)與世界物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的對接,推動物流產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

  3.加強(qiáng)安全保障

  RFID技術(shù)存在的問題對物流安全最大的威脅在于信息的泄露,為此需進(jìn)行技術(shù)改進(jìn),可根據(jù)需要,終止標(biāo)簽服務(wù), 即在商品完成交易進(jìn)入消費環(huán)節(jié)的過程中,通過信息加密或?qū)懭虢K止指令,使得未授權(quán)閱讀器無法識別RFID標(biāo)簽,進(jìn)而無法獲取相關(guān)信息:而對于需要售后服務(wù)的產(chǎn)品,則可通過客戶服務(wù)中心進(jìn)行解碼,待服務(wù)終止,恢復(fù)保護(hù)狀態(tài)。另外,要嚴(yán)格控制網(wǎng)絡(luò)的訪問權(quán)限,除安裝防火墻、查殺病毒軟件外。還應(yīng)該建立和完善技術(shù)加密通信渠道。此外,國家應(yīng)該出臺有效的法律法規(guī)對蓄意盜取他人或企業(yè)數(shù)據(jù)的行為給予懲戒,促進(jìn)物流產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

  4.積極降低成本

  在物聯(lián)網(wǎng)受到追捧之前,不少從事運輸和倉儲的物流大企業(yè)采用了RFID技術(shù) 但是,RFID初期投資較大,一般中小企業(yè)較難承受。而隨著物聯(lián)網(wǎng)成為通用技術(shù),處于產(chǎn)業(yè)鏈上下游的制造業(yè)和零售業(yè)對RFID技術(shù)的推廣應(yīng)用,將迫使每個物流企業(yè)引入這種技術(shù)。通過規(guī)模的擴(kuò)大,供應(yīng)鏈上、中、下游共同承擔(dān)費用,同時伴隨著用戶的擴(kuò)增,每只標(biāo)簽的成本甚至能控制在1美分,這樣就能突破成本瓶頸,促進(jìn)RnD在物流產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。

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