物聯網

　　

基本概念　 　　物聯網的概念是在1999年提出的。物聯網的英文名稱叫“The Internet of things”，顧名思義，簡而言之，物聯網就是“物物相連的網際網路”。這有兩層意思：第一，物聯網的核心和基礎仍然是網際網路，是在網際網路基礎上的延伸和擴充套件的網路；第二，其使用者端延伸和擴充套件到了任何物品與物品之間，進行資訊交換和通訊。嚴格而言，物聯網的定義是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、鐳射掃描器等資訊感測裝置，按約定的協議，把任何物品與網際網路連線起來，進行資訊交換和通訊，以實現智慧化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網路。
　　物聯網中非常重要的技術是RFID電子標籤技術。以簡單RFID系統為基礎，結合已有的網路技術、資料庫技術、中介軟體技術等，構築一個由大量聯網的閱讀器和無數移動的標籤組成的，比Internet更為龐大的物聯網成為RFID技術發展的趨勢。物聯網用途廣泛，遍及智慧交通、環境保護、政府工作、公共安全、平安家居、智慧消防、工業監測、老人護理、個人健康等多個領域。預計物聯網是繼計算機、網際網路與行動通訊網之後的又一次資訊產業浪潮。有專家預測１０年內物聯網就可能大規模普及，這一技術將會發展成為一個上萬億元規模的高科技市場。
　　國際電信聯盟2005年一份報告曾描繪“物聯網”時代的圖景：當司機出現操作失誤時汽車會自動報警；公文包會提醒主人忘帶了什麼東西；衣服會“告訴”洗衣機對顏色和水溫的要求等等。
　　物聯網把新一代IT技術充分運用在各行各業之中，具體地說，就是把感應器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋樑、隧道、公路、建築、供水系統、大壩、油氣管道等各種物體中，然後將“物聯網”與現有的網際網路整合起來，實現人類社會與物理系統的整合，在這個整合的網路當中，存在能力超級強大的中心計算機群，能夠對整合網路內的人員、機器、裝置和基礎設施實施實時的管理和控制，在此基礎上，人類可以以更加精細和動態的方式管理生產和生活，達到“智慧”狀態，提高資源利用率和生產力水平，改善人與自然間的關係。 
　　物聯網是利用無所不在的網路技術建立起來的，是繼計算機、網際網路與行動通訊網之後的又一次資訊產業浪潮，是一個全新的技術領域。早在1999年，在美國召開的移動計算和網路國際會議就提出，“感測網是下一個世紀人類面臨的又一個發展機遇”；2003年，美國《技術評論》提出感測網路技術將是未來改變人們生活的十大技術之首；2005年，在突尼西亞舉行的資訊社會世界峰會（WSIS）上，國際電信聯盟（ITU）釋出了《ITU網際網路報告2005：物聯網》，正式提出了“物聯網”的概念。
　　毫無疑問，如果“物聯網”時代來臨，人們的日常生活將發生翻天覆地的變化。然而，不談什麼隱私權和輻射問題，單把所有物品都植入識別晶片這一點現在看來還不太現實。人們正走向“物聯網”時代，但這個過程可能需要很長很長的時間。

原理 　　物聯網是在計算機網際網路的基礎上，利用RFID、無線資料通訊等技術，構造一個覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”。在這個網路中，物品(商品)能夠彼此進行“交流”，而無需人的干預。其實質是利用射頻自動識別(RFID)技術，通過計算機網際網路實現物品(商品)的自動識別和資訊的互聯與共享。
　　而 RFID，正是能夠讓物品“開口說話”的一種技術。在“物聯網”的構想中，RFID標籤中儲存著規範而具有互用性的資訊，通過無線資料通訊網路把它們自動採集到中央資訊系統，實現物品(商品)的識別，進而通過開放性的計算機網路實現資訊交換和共享，實現對物品的“透明”管理。
　　“物聯網”概念的問世,打破了之前的傳統思維。過去的思路一直是將物理基礎設施和IT基礎設施分開：一方面是機場、公路、建築物,而另一方面是資料中心，個人電腦、寬頻等。而在“物聯網”時代，鋼筋混凝土、電纜將與晶片、寬頻整合為統一的基礎設施，在此意義上，基礎設施更像是一塊新的地球工地，世界的運轉就在它上面進行，其中包括經濟管理、生產執行、社會管理乃至個人生活。

步驟 　　（1）對物體屬性進行標識，屬性包括靜態和動態的屬性，靜態屬性可以直接儲存在標籤中，動態屬性需要先由感測器實時探測；
　　（2）需要識別裝置完成對物體屬性的讀取，並將資訊轉換為適合網路傳輸的資料格式；
　　（3）將物體的資訊通過網路傳輸到資訊處理中心（處理中心可能是分散式的，如家裡的電腦或者手機，也可能是集中式的，如中國移動的IDC），由處理中心完成物體通訊的相關計算。

發展 　　2005年11月17日，在突尼西亞舉行的資訊社會世界峰會（WSIS）上，國際電信聯盟（ITU）釋出了《ITU網際網路報告2005：物聯網》，報告指出，無所不在的“物聯網”通訊時代即將來臨，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主動進行交換。射頻識別技術（RFID）、感測器技術、奈米技術、智慧嵌入技術將到更加廣泛的應用。
　　2009年2月24日訊息，IBM大中華區執行長錢大群在2009IBM論壇上公佈了名為“智慧的地球”的最新策略。針對中國經濟的狀況，錢大群表示，中國的基礎設施建設空間廣闊，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設施進行大規模建設，“智慧的地球”這一戰略將會產生更大的價值。
　　在策略釋出會上，IBM還提出，如果在基礎建設的執行中，植入“智慧”的理念，不僅僅能夠在短期內有力的刺激經濟、促進就業，而且能夠在短時間內為中國打造一個成熟的智慧基礎設施平臺。
　　錢大群表示，當今世界許多重大的問題如金融危機、能源危機和環境惡化等，實際上都能夠以更加“智慧”的方式解決。在全球經濟形勢低迷的同時，也孕育著未來的發展機遇，中國不僅能夠籍此機遇開創新樂觀產業和新的市場，加速發展，擺脫經濟危機的影響。
　　IBM希望“智慧的地球”策略能掀起了“網際網路”浪潮之後的又一次科技革命。IBM前執行長郭士納曾提出一個重要的觀點，認為計算模式每隔15年發生一次變革。這一判斷像摩爾定律一樣準確，人們把它稱為“十五年週期定律”。1965年前後發生的變革以大型機為標誌，1980年前後以個人計算機的普及為標誌，而1995年前後則發生了網際網路革命。每一次這樣的技術變革都引起企業間、產業間甚至國家間競爭格局的重大動盪和變化。而網際網路革命一定程度上是由美國“資訊高速公路”戰略所催熟。20世紀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,建設美國國家資訊基礎結構，創造了巨大的經濟和社會效益。
　　而今天，“智慧的地球”戰略被不少美國人認為與當年的“資訊高速公路”有許多相似之處，同樣被他們認為是振興經濟、確立競爭優勢的關鍵戰略。該戰略能否掀起如當年網際網路革命一樣的科技和經濟浪潮，不僅為美國關注，更為世界所關注。

下一個經濟增長點 　　“物聯網”被稱為繼計算機、網際網路之後，世界資訊產業的第三次浪潮。業內專家認為，物聯網一方面可以提高經濟效益，大大節約成本；另一方面可以為全球經濟的復甦提供技術動力。目前，美國、歐盟、中國等都在投入巨資深入研究探索物聯網。我國也正在高度關注、重視物聯網的研究，工業和資訊化部會同有關部門，在新一代資訊科技方面正在開展研究，以形成支援新一代資訊科技發展的政策措施。
　　中國移動總裁王建宙反覆提及，物聯網將會成為中國移動未來的發展重點。他表示將會邀請臺灣生產RFID、感測器和條形碼的廠商和中國移動合作。據他介紹，運用物聯網技術，上海移動已為多個行業客戶度身打造了集資料採集、傳輸、處理和業務管理於一體的整套無線綜合應用解決方案。最新資料顯示，上海移動目前已將超過１０萬個晶片裝載在計程車、公交車上，形式多樣的物聯網應用在各行各業大顯神通，確保城市的有序運作。在上海世博會期間，“車務通”將全面運用於上海公共交通系統，以最先進的技術保障世博園區周邊大流量交通的順暢；面向物流企業運輸管理的“ｅ物流”，將為使用者提供實時準確的貨況資訊、車輛跟蹤定位、運輸路徑選擇、物流網路設計與優化等服務，大大提升物流企業綜合競爭能力。
　　此外，在“物聯網”普及以後，用於動物、植物和機器、物品的感測器與電子標籤及配套的介面裝置的數量將大大超過手機的數量。物聯網的推廣將會成為推進經濟發展的又一個驅動器，為產業開拓了又一個潛力無窮的發展機會。按照目前對物聯網的需求，在近年內就需要按億計的感測器和電子標籤，這將大大推進資訊科技元件的生產，同時增加大量的就業機會。
　　據介紹，要真正建立一個有效的物聯網，有兩個重要因素。一是規模性，只有具備了規模，才能使物品的智慧發揮作用。例如，一個城市有１００萬輛汽車，如果我們只在１萬輛汽車上裝上智慧系統，就不可能形成一個智慧交通系統；二是流動性，物品通常都不是靜止的，而是處於運動的狀態，必須保持物品在運動狀態，甚至高速運動狀態下都能隨時實現對話。
　　美國權威諮詢機構FORRESTER預測，到2020年，世界上物物互聯的業務，跟人與人通訊的業務相比，將達到30比１，因此，“物聯網”被稱為是下一個萬億級的通訊業務。
　　物聯網熱浪為什麼在中國會迅速壯大呢？物聯網在中國迅速崛起得益於我國在物聯網方面的幾大優勢。
　　第一，我國早在1999年就啟動了物聯網核心感測網技術研究，研發水平處於世界前列；第二，在世界感測網領域，我國是標準主導國之一，專利擁有量高；第三，我國是目前能夠實現物聯網完整產業鏈的國家之一；第四，我國無線通訊網路和寬頻覆蓋率高，為物聯網的發展提供了堅實的基礎設施支援；第五，我國已經成為世界第三大經濟體，有較為雄厚的經濟實力支援物聯網發展。
　　

中國發展 　　2009年10月24日，在中國第四屆中國民營科技企業博覽會上，西安優勢微電子公司宣佈：中國的第一顆物聯網的中國芯——“唐芯一號”晶片研製成功，中國已經攻克了物聯網的核心技術。唐芯一號晶片是一顆2.4G超低功耗射頻可程式設計片上系統PSoC，可以滿足各種條件下無線感測網、無線個域網、有源RFID等物聯網應用的特殊需要，為我國的物聯網產業的發展奠定了基礎。左圖是“唐芯一號”的顯微照片。
　　“與計算機、網際網路產業不同，中國在‘物聯網’領域享有國際話語權！”中科院上海微系統與資訊科技研究所副所長、中科院無錫高新微納感測網工程中心主任劉海濤自豪的說。
　　目前，我國的無線通訊網路已經覆蓋了城鄉，從繁華的城市到偏僻的農村，從海島到珠穆朗瑪峰，到處都有無線網路的覆蓋。無線網路是實現“物聯網”必不可少的基礎設施，安置在動物、植物、機器和物品上的電子介質產生的數字訊號可隨時隨地通過無處不在的無線網路傳送出去。“雲端計算”技術的運用，使數以億計的各類物品的實時動態管理變得可能。
　　而在“物聯網”這個全新產業中，我國的技術研發水平處於世界前列，具有重大的影響力。中科院早在１９９９年就啟動了感測網研究，與其它國家相比具有同發優勢。該院組成了２０００多人的團隊，先後投入數億元，在無線智慧感測器網路通訊技術、微型感測器、感測器終端機、移動基站等方面取得重大進展，目前已擁有從材料、技術、器件、系統到網路的完整產業鏈。在世界感測網領域，中國與德國、美國、韓國一起，成為國際標準制定的主導國之一。
　　業內專家表示，掌握“物聯網”的世界話語權，不僅僅體現在技術領先，更在於我國是世界上少數能實現產業化的國家之一。
　　中科院無錫微納感測網工程技術研發中心（以下簡稱‘無錫感測網中心’），是國內目前研究物聯網的核心單位。2009年８月７日，溫家寶總理在江蘇無錫調研時，對微納感測器研發中心予以高度關注，提出了把感測網路中心設在無錫、輻射全國的想法。溫家寶總理指出“在感測網發展中，要早一點謀劃未來，早一點攻破核心技術”，“在國家重大科技專項中，加快推進感測網發展”，“儘快建立中國的感測資訊中心，或者叫‘感知中國’中心”。江蘇省委省政府接到指示後認真落實總理的要求，熱情擁抱“物聯網”，突出抓好平臺建設和應用示範工作，並迅速形成了研發安全感與產業突破的先發優勢。無錫市則作出部署：舉全市之力，搶佔新一輪科技革命制高點，把無錫建成感測網資訊科技的創新高地、人才高地和產業高地。
　　2009年，無錫感測網中心的感測器產品在上海浦東國際機場和上海世博會被成功應用，首批價值１５００萬元的感測安全防護裝置銷售成功，這套裝置由１０萬個微小的感測器組成，散佈在牆頭牆角牆面和周圍道路上。感測器能根據聲音、影象、震動頻率等資訊分析判斷，爬上牆的究竟是人還是貓狗等動物。
　　多種感測手段組成一個協同系統後，可以防止人員的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵。由於效率高於美國和以色列的防入侵產品，國家民航總局正式發文要求，全國民用機場都要採用國產感測網防入侵系統。至2009年8月，僅浦東機場直接採購感測網產品金額為４０００多萬元，加上配件共５０００萬元。劉海濤稱，若全國近２００家民用機場如果都加裝防入侵系統，將產生了上百億的市場規模。

高校研究 　　物聯網在中國高校的研究，當前的聚焦點在北京郵電大學和南京郵電大學。作為“感知中國”的中心，無錫市2009年9月與北京郵電大學就感測網技術研究和產業發展簽署合作協議^[4]，標誌中國“物聯網”進入實際建設階段。協議宣告，無錫市將與北京郵電大學合作建設研究院，內容主要圍繞感測網，涉及光通訊、無線通訊、計算機控制、多媒體、網路、軟體、電子、自動化等技術領域，此外，相關的應用技術研究、科研成果轉化和產業化推廣工作也同時納入議程。
　　為積極參與“感知中國”中心及物聯網建設的科技創新和成果轉化工作，保持、擴大學校在物聯網研究領域的優勢，近日，南京郵電大學召開物聯網建設專題研討會，及時調整科研機構和專業設定，新成立了物聯網與感測網研究院、物聯網學院。9月10日，全國高校首家物聯網研究院在南京郵電大學正式成立。^[3]新華日報記者探訪了南郵的“無線感測器網路研究中心”，這裡的研究者與“物聯網”打交道已有五六年。在實驗室，一些“物聯網”產品已經初見雛形。此外，南郵還有系列舉措推進物聯網建設的研究：設立物聯網專項科研專案，鼓勵教師積極參與物聯網建設的研究；啟動“智慧南郵”平臺建設，在校園內建設物聯網示範區等。

待解決問題 　　

(一)國家安全問題

　　1。如果所謂“智慧地球”在中國實施，如何保證涉及中國國家安全的資訊不被洩漏？
　　2。中國大型企業、地方政府，如果與IBM“智慧地球”，進行專案合作，如何保證企業商業機密、地方政府甚至國家機密不被洩漏？
　　

（二）隱私問題

　　在物聯網中，射頻識別技術是一個很重要的技術。在射頻識別系統中，標籤有可能預先被嵌入任何物品中，比如人們的日常生活物品中，但由於該物品（比如衣物）的擁有者，不一定能夠覺察該物品預先已嵌入有電子標籤以及自身可能不受控制地被掃描、定位和追蹤，這勢必會使個人的隱私問題受到侵犯。因此，如何確保標籤物的擁有者個人隱私不受侵犯便成為射頻識別技術以至物聯網推廣的關鍵問題。而且，這不僅僅是一個技術問題，還涉及到政治和法律問題。這個問題必須引起高度重視並從技術上和法律上予以解決。造成侵犯個人隱私問題的關鍵在於射頻識別標籤的基本功能：任意一個標籤的標識（ID）或識別碼都能在遠端被任意的掃描，且標籤自動地，不加區別地迴應閱讀器的指令並將其所儲存的資訊傳輸給閱讀器。這一特性可用來追蹤和定位某個特定使用者或物品，從而獲得相關的隱私資訊。這就帶來了如何確保嵌入有標籤的物品的持有者個人隱私不受侵犯的問題。
　　

（三）標準體系和商業模式

　　 當前物聯網發展存在的主要問題是缺乏完整的標準體系與成熟的商業模式。
　　標準體系缺乏原因：“關鍵技術有待突破、研發力量比較分散、體系架構尚未建立。”
　　物聯網商用模式有待完善
　　中國行動通訊研究所所長於蓉蓉表示，“要發展成熟的商業模式，必須打破行業壁壘、充分完善政策環境，並進行共贏模式的探索。”
　　華為戰略規劃部部長朱廣平指出“應用物聯網技術讓企業面臨改造成本問題，新的商業模式將改變改造成本高的現狀。”

 

 

 

 

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