物聯(lián)網(wǎng)掀起信息技術(shù)新浪潮

本刊編輯部

在機(jī)場的邊界隔離網(wǎng)裝上傳感器,一旦有人靠近,監(jiān)控室的網(wǎng)絡(luò)就立刻顯示“有入侵傾向”;有人攀爬,顯示“一級入侵”;繼續(xù)攀爬,顯示“二級入侵”;爬到最高處,則發(fā)出“三級入侵”警告。這是中科院無錫高新微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心進(jìn)行的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)演示。前不久,上海世博會(huì)與該中心簽下首份訂單,購買1500萬元的防入侵微納傳感網(wǎng)產(chǎn)品。

傳感網(wǎng)又稱物聯(lián)網(wǎng),指的是將各種信息傳感設(shè)備,如射頻識(shí)別(RFID)裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。其目的,是讓所有的物品都與網(wǎng)絡(luò)連接在一起,方便識(shí)別和管理。據(jù)介紹,物聯(lián)網(wǎng)是信息技術(shù)的前沿和交叉領(lǐng)域。繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后,物聯(lián)網(wǎng)掀起了世界信息產(chǎn)業(yè)新浪潮,近來受到業(yè)界的廣泛關(guān)注。

物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of Things),把新一代IT技術(shù)充分運(yùn)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(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與物理系統(tǒng)的整合,在這個(gè)整合的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中,存在能力超級強(qiáng)大的中心計(jì)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(shí)施實(shí)時(shí)的管理和控制。在此基礎(chǔ)上,人類可以以更加精細(xì)和動(dòng)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。

物聯(lián)網(wǎng)概述

“物聯(lián)網(wǎng)”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(shí)別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。國際電信聯(lián)盟2005年一份報(bào)告曾描繪“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代的圖景:當(dāng)司機(jī)出現(xiàn)操作失誤時(shí)汽車會(huì)自動(dòng)報(bào)警;公文包會(huì)提醒主人忘帶了什么東西;衣服會(huì)“告訴”洗衣機(jī)對顏色和水溫的要求等等。

毫無疑問,如果“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)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(shí)別芯片這一點(diǎn)現(xiàn)在看來還不太現(xiàn)實(shí)。人們正走向“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代,但這個(gè)過程可能需要很長很長的時(shí)間。

物聯(lián)網(wǎng)原理

物聯(lián)網(wǎng)是在計(jì)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(gè)覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”。在這個(gè)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(shí)質(zhì)是利用射頻自動(dòng)識(shí)別(RFID)技術(shù),通過計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物品(商品)的自動(dòng)識(shí)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(chǔ)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(dòng)采集到中央信息系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)物品(商品)的識(shí)別,進(jìn)而通過開放性的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息交換和共享,實(shí)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(gè)人電腦、寬帶等。而在“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)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(yùn)轉(zhuǎn)就在它上面進(jìn)行,其中包括經(jīng)濟(jì)管理、生產(chǎn)運(yùn)行、社會(huì)管理乃至個(gè)人生活。

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

2005年11月17日,在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)(WSIS)上,國際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005:物聯(lián)網(wǎng)》,報(bào)告指出,無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時(shí)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(dòng)進(jìn)行交換。射頻識(shí)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。

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(shí)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(huì)產(chǎn)生更大的價(jià)值。

在策略發(fā)布會(huì)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(shí)間內(nèi)為中國打造一個(gè)成熟的智慧基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)。

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(shí)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(shí),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,而且能夠加速發(fā)展,擺脫經(jīng)濟(jì)危機(jī)的影響。

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(gè)重要的觀點(diǎn),認(rèn)為計(jì)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(gè)人計(jì)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(dòng)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(jì)劃用20年時(shí)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(huì)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。

物聯(lián)網(wǎng)的三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)

首先,物聯(lián)網(wǎng)需要協(xié)議。物聯(lián)網(wǎng)既然是一個(gè)網(wǎng)絡(luò),那自然需要一個(gè)統(tǒng)一的協(xié)議基礎(chǔ),就像是互聯(lián)網(wǎng)需要TCP/IP一樣。但現(xiàn)實(shí)情況是:在核心層面,由于物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸,同樣基于TCP/IP;但在接入層面,協(xié)議類別就變得五花八門,GPRS、短信、傳感器、TD-SCDMA、有線等多種通道,協(xié)議多得數(shù)不清。賣設(shè)備不如賣標(biāo)準(zhǔn),因此中國移動(dòng)應(yīng)該牢牢掌握協(xié)議這個(gè)話語權(quán),這才能為中國移動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

其次,物聯(lián)網(wǎng)需要地址,每個(gè)物品都需要在物聯(lián)網(wǎng)中被尋址,就需要一個(gè)地址。在IPv4資源即將耗盡的背景下,物聯(lián)網(wǎng)需要更多的IP地址,那就需要IPv6來支撐了。但由于IPv4網(wǎng)絡(luò)的龐大規(guī)模導(dǎo)致IPv4向IPv6過渡必定存在一個(gè)漫長的過程,因此物聯(lián)網(wǎng)一旦使用IPv6地址,就必然會(huì)存在與 IPv4的兼容性問題。雖然現(xiàn)在有了很多解決方法,但畢竟是一個(gè)痛苦、漫長的過程。中國移動(dòng)在IPv4時(shí)代吃盡了地址匱乏的苦頭,在IPv6時(shí)代能否搶占先手是中國移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的決定性的保障因素,也是一個(gè)重大的不確定因素。

最后,物聯(lián)網(wǎng)需要產(chǎn)業(yè)鏈。其實(shí),物聯(lián)網(wǎng)所需要的自動(dòng)控制、信息傳感、射頻識(shí)別等上游技術(shù)和產(chǎn)業(yè)早已成熟或基本成熟,而下游的應(yīng)用也已單體形式存在。不得不說,在物聯(lián)網(wǎng)中,中國移動(dòng)做的又是通道。通道的作用不僅是聯(lián)系上下游,實(shí)現(xiàn)上下游產(chǎn)業(yè)的聯(lián)動(dòng),也要橫向聯(lián)系,實(shí)現(xiàn)跨專業(yè)的聯(lián)動(dòng)。比如,智能家庭需要的不僅僅是自動(dòng)控制,也有信息傳感。物聯(lián)網(wǎng)不是中國移動(dòng)一家就能搞定的,要建好物聯(lián)網(wǎng),中國移動(dòng)必須帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈或者說推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈的共同發(fā)展,這是物聯(lián)網(wǎng)成功的重要保證。

物聯(lián)網(wǎng)是否是下一個(gè)經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)

“物聯(lián)網(wǎng)”被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后,世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)一方面可以提高經(jīng)濟(jì)效益,大大節(jié)約成本;另一方面可以為全球經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇提供技術(shù)動(dòng)力。目前,美國、歐盟、中國等都在投入巨資深入研究探索物聯(lián)網(wǎng)。今年美國總統(tǒng)奧巴馬就職以后,在他和工商領(lǐng)袖舉行的圓桌會(huì)議上,“智慧地球”的概念被提出,其中包括美國要形成智慧型基礎(chǔ)設(shè)施“物聯(lián)網(wǎng)”,其被美國人認(rèn)為是振興經(jīng)濟(jì)、確立競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵戰(zhàn)略,奧巴馬政府對此給予積極回應(yīng)。

5月7、8兩日,來自歐洲信息業(yè)、商業(yè)領(lǐng)域的科研人員、官員和企業(yè)負(fù)責(zé)人齊聚歐盟總部所在地布魯塞爾,就物聯(lián)網(wǎng)這種新科技的發(fā)展前景做了廣泛討論?？梢哉f,在全球經(jīng)濟(jì)衰退的背景下,這一會(huì)議已不僅僅限于對有關(guān)新科技的討論,更是歐盟尋找危機(jī)解決之道、保持經(jīng)濟(jì)長期發(fā)展的嘗試。

我國也正在高度關(guān)注、重視物聯(lián)網(wǎng)的研究,工業(yè)和信息化部會(huì)同有關(guān)部門,在新一代信息技術(shù)方面正在開展研究,以形成支持新一代信息技術(shù)發(fā)展的政策措施。

中國移動(dòng)總裁王建宙反復(fù)提及,物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)成為中國移動(dòng)未來的發(fā)展重點(diǎn)。8月24日,在王建宙訪問我國臺(tái)灣的首場公開演講上,他再次對物聯(lián)網(wǎng)大加闡釋,并表示將會(huì)邀請臺(tái)灣生產(chǎn)RFID、傳感器和條形碼的廠商和中國移動(dòng)合作。運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),上海移動(dòng)已為多個(gè)行業(yè)客戶度身打造了集數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和業(yè)務(wù)管理于一體的整套無線綜合應(yīng)用解決方案。

最新數(shù)據(jù)顯示,上海移動(dòng)目前已將超過10萬個(gè)芯片裝載在出租車、公交車上,形式多樣的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在各行各業(yè)大顯神通,確保城市的有序運(yùn)作。在上海世博會(huì)期間,“車務(wù)通”將全面運(yùn)用于上海公共交通系統(tǒng),以最先進(jìn)的技術(shù)保障世博園區(qū)周邊大流量交通的順暢;面向物流企業(yè)運(yùn)輸管理的“e物流”,將為用戶提供實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的貨況信息、車輛跟蹤定位、運(yùn)輸路徑選擇、物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與優(yōu)化等服務(wù),大大提升物流企業(yè)綜合競爭能力。

中科院無錫微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心,是國內(nèi)目前研究物聯(lián)網(wǎng)的核心單位。8月7日國務(wù)院總理溫家寶曾來這里視察過,并提出“在傳感網(wǎng)發(fā)展中,要早一點(diǎn)謀劃未來,早一點(diǎn)攻破核心技術(shù)”,“在國家重大科技專項(xiàng)中,加快推進(jìn)傳感網(wǎng)發(fā)展”,“盡快建立中國的傳感信息中心,或者叫‘感知中國中心”。他們剛剛向上海世博園和浦東機(jī)場銷售了一批價(jià)值1500萬元的傳感安全防護(hù)設(shè)備,這套設(shè)備由10萬個(gè)微小的傳感器組成,散布在墻頭墻角墻面和周圍道路上。傳感器能根據(jù)聲音、圖像、震動(dòng)頻率等信息分析判斷,爬上墻的究竟是人還是貓狗等動(dòng)物。

標(biāo)準(zhǔn)和安全瓶頸仍待突破

物聯(lián)網(wǎng)將給我們的生活帶來一個(gè)更加舒適、便捷、安全的時(shí)代,但目前物聯(lián)網(wǎng)還有一些瓶頸問題亟待解決,其中之一就是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。由于各國存在不同的標(biāo)準(zhǔn),因此需要加強(qiáng)國家之間的合作,“全球射頻識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同論壇”得到歐盟的資助,不僅在歐洲設(shè)有相關(guān)機(jī)構(gòu),還在中國、日本和美國舉辦研討會(huì)、加強(qiáng)國際合作,以尋求一個(gè)能被普遍接受的標(biāo)準(zhǔn)。

除上述標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的問題外,Analysys Mason的合伙人邁克·格蘭特(MikeGrant)表示,物聯(lián)網(wǎng)在商業(yè)應(yīng)用方面“業(yè)務(wù)模式還不是很明朗”。另外,目前生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)所需的芯片等組件的費(fèi)用也比較高,把所有物品都植入識(shí)別芯片這一點(diǎn)現(xiàn)在看來還不太現(xiàn)實(shí)。還有一個(gè)難題是如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù),在物聯(lián)網(wǎng)中,由于物體之間的聯(lián)系更緊密,甚至物體和人也被連接起來,因此大量的數(shù)據(jù)及用戶隱私如何得到保護(hù),就成為亟待解決的問題。

也有業(yè)內(nèi)人士分析,面向普通用戶的物聯(lián)網(wǎng),短期內(nèi)仍然只會(huì)是一個(gè)“概念”,在技術(shù)發(fā)展、商業(yè)模式、利益博弈等諸多問題的限制下,它絕大部分的業(yè)務(wù)仍然會(huì)是數(shù)據(jù)采集應(yīng)用的擴(kuò)展,難以實(shí)現(xiàn)更加“智能”,很難實(shí)現(xiàn)“物與物對話”的“真正物聯(lián)網(wǎng)”。

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展還需要產(chǎn)業(yè)鏈的共同努力。目前,物聯(lián)網(wǎng)需要的自動(dòng)控制、信息傳感、射頻識(shí)別等上游技術(shù)和產(chǎn)業(yè)都早已成熟或基本成熟,而下游的應(yīng)用也已廣泛存在。實(shí)現(xiàn)上下游產(chǎn)業(yè)的聯(lián)動(dòng),跨專業(yè)的聯(lián)動(dòng),還需包括移動(dòng)運(yùn)營商在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)形成產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,共同推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。

不管怎樣,作為一個(gè)智能項(xiàng)目,物聯(lián)網(wǎng)已被世界各國當(dāng)作應(yīng)對國際金融危機(jī)、振興經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn)領(lǐng)域。相信隨著各方面的共同努力,新一代信息技術(shù),包括物聯(lián)網(wǎng)在內(nèi),都會(huì)對整個(gè)經(jīng)濟(jì)起到積極的推動(dòng)作用。