用標準筑起物聯(lián)網(wǎng)門檻

物聯(lián)網(wǎng)系列專欄文章7

物聯(lián)網(wǎng)標準的關(guān)鍵點和大有作為之處是物物相連的數(shù)據(jù)表達、交換和處理標準以及相應(yīng)的軟件體系架構(gòu)，這次物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)我國有機會和世界同步，像TD-SCDMA那樣做出一批標準，不說引領(lǐng)潮流，至少也能有機會與發(fā)達國家坐到同一個桌子上參與博弈。

標準化之路任重道遠

“一流企業(yè)做標準”，這是“地球人都知道”的業(yè)界共識，也是很多企業(yè)乃至一個國家戰(zhàn)略層面想達到的制高點，但標準往往是在產(chǎn)業(yè)競爭和利益的博弈中產(chǎn)生的，沒有足夠的實力，包括財力物力和在業(yè)界領(lǐng)導潮流的影響力做支撐，很難做成。 標準有時和專利的作用一樣，對于入圍的企業(yè)來說，它的作用是給后來者設(shè)置了一個門檻以保持其在業(yè)界的領(lǐng)先地位。對于一個國家來說，他往往靠標準給外來者設(shè)置一個“壁壘”， 以合法的方式來保護本國企業(yè)利益或搶占先機。

標準有開放標準和事實標準，做標準的組織有官方的和非官方的、盈利的和非盈利的。開放標準往往由地方、國家、區(qū)域乃至國際的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟來制定，圖1(來自筆者曾任職的ORNL)展示了與IT產(chǎn)業(yè)相關(guān)的一些標準組織。 事實標準往往由盈利性質(zhì)的企業(yè)來主導，通常是私有的，然而事實標準的擁有者往往無一例外都聲稱他們的標準是開放的。

有些企業(yè)靠做標準和配套的產(chǎn)品來生存，例如美國的Echelon和Qualcomm公司，Echelon是LonWorks標準的擁有者，他們成功地把LonWorks推廣成為中國的國標(GB/T 20299.4-2006)，Qualcomm 是CDMA等一系列無線通信標準和專利的擁有者，據(jù)說他們雇用的律師團隊比工程師還多。這兩個公司的標準都和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)。

有些事實標準體現(xiàn)在產(chǎn)品中，看不見、摸不著，沒有規(guī)范的文字描述，例如微軟的Windows系統(tǒng)，靠既有的壟斷地位獨霸一個產(chǎn)業(yè)。Apple目前以移動應(yīng)用為主的“開放”(對開發(fā)者的確是開放的，但技術(shù)和平臺是不開放的)軟件平臺有可能是下一個趕超微軟的有力競爭者。Salesforce基于云計算的SaaS平臺也試圖達到類似目標。由此可見，軟件的力量是無窮的，筆者認為，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)也有可能催生這樣規(guī)模的平臺，Apple和Salesforce的技術(shù)和業(yè)務(wù)模式值得物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)借鑒，前期文章中提到過的國內(nèi)外的幾家MMO(包括中國移動基于WMMP標準的M2M營運平臺)其實已經(jīng)采用了SaaS和云計算技術(shù)。

物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在2010年的兩會上成為熱點話題，國務(wù)院總理溫家寶在十一屆全國人大三次會議上作政府工作報告時指出，今年要大力培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，加快物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應(yīng)用，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。許多代表都在呼吁物聯(lián)網(wǎng)國家標準的建立，中國物聯(lián)網(wǎng)標準聯(lián)合工作組已在籌備成立中。

面對國家對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)寄予的厚望以及目前轟轟烈烈、如火如荼的景象，物聯(lián)網(wǎng)從業(yè)者們?nèi)沃囟肋h，但這也許是應(yīng)該冷靜下來深入反思的時候了，切不可急于求成大躍進，需要扎扎實實做好各項工作。不過，面對厚望和機遇，我們也應(yīng)該“趁熱打鐵”。

標準化的確是占領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)制高點的關(guān)鍵，然而目前業(yè)界對物聯(lián)網(wǎng)本身的認識還不統(tǒng)一，眾說紛紜，還只是停留在戰(zhàn)略性的粗線條層面，甚至是一些不切合實際的空頭口號，實質(zhì)性內(nèi)容還遠遠不夠。 哪些是物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)， 哪些是關(guān)鍵應(yīng)用，哪些關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)該先突破，哪些關(guān)鍵應(yīng)用應(yīng)該先發(fā)展，目前業(yè)界還沒有一致的觀點，這些東西不統(tǒng)一，標準的制定必然會操之過急，即使定出來了可能也無實際意義。

數(shù)據(jù)交換標準是大集成的關(guān)鍵

物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)是M2M，即機器和機器之間的通信，這里所講的“機器”是廣義的，它可以小到是一個“智能塵?！?，如RFID芯片或嵌入人體的生物傳感器;大到是一列高速列車或航天飛機。M2M可以是P2P(一對一)的，也可以是多對一的——把所有末端連接到一個云計算中心的超級計算機上，實現(xiàn)大集成(Grand Integration)。

物聯(lián)網(wǎng)的核心是實現(xiàn)大集成的軟件和中間件，物聯(lián)網(wǎng)在各行業(yè)的應(yīng)用早已開始并普遍存在，如環(huán)保監(jiān)測、安防消防聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)信息化等，目前的挑戰(zhàn)在于按標準化的M2M軟件技術(shù)實現(xiàn)這些已存在的和新建系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通，通過“管控營一體化” 和泛在的物物相連，實現(xiàn)高效、安全、節(jié)能、環(huán)保的和諧社會。

物聯(lián)網(wǎng)標準的關(guān)鍵是基于軟件和中間件的數(shù)據(jù)交換和處理標準。在物聯(lián)網(wǎng)DCM三層體系中，感知層基于物理、化學、生物等技術(shù)和發(fā)明的傳感器，標準多成為專利。而傳輸層的有線和無線網(wǎng)絡(luò)屬于通用網(wǎng)絡(luò)，有線長距離通信基于成熟的IP協(xié)議體系，有線短距離主要以10多種現(xiàn)場總線標準為主，無線長距離通信基于GSM和CDMA等技術(shù)的2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)標準也基本成熟，無線短距離通信針對頻段的不同也有10多種標準，如RFID、Bluetooth等，建立新的物聯(lián)網(wǎng)通信標準難度較大，可行性較小。

因此物聯(lián)網(wǎng)標準的關(guān)鍵點和可以大有作為之處是物物相連的數(shù)據(jù)表達、交換和處理標準(如圖2)以及相應(yīng)的軟件體系架構(gòu)，很多人都看到了這次物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)我國有機會和世界潮流同步，我們有機會像TD-SCDMA那樣做出一批標準，不說引領(lǐng)潮流，至少也能有機會和發(fā)達國家坐到同一個桌子上參與博弈。筆者認為，物聯(lián)網(wǎng)的最大瓶頸既不是一些人說的IP地址不夠問題，也不是一定要攻克下什么關(guān)鍵技術(shù)才能發(fā)展。三網(wǎng)合一、IPv6固然重要，但物聯(lián)網(wǎng)的很多底層通信介質(zhì)根本不能運行IP Stack，可以通過UID等軟件標準解決。一些傳感器和傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)也很重要，但那是“點”的問題，不是“面”的問題。大面上的問題還是數(shù)據(jù)表達、交換與處理的標準以及應(yīng)用支撐的中間件架構(gòu)問題。

數(shù)據(jù)交換標準主要落地在物聯(lián)網(wǎng)DCM三層體系的應(yīng)用層和感知層，配合傳輸層通道，目前國外已提出很多標準， 如EPCGlobal的ONS/PML標準體系，還有Telematics行業(yè)推出的NGTP標準協(xié)議及其軟件體系架構(gòu)，以及EDDL、FDT/DTM、 M2MXML、BITXML、oBIX等，傳感層的數(shù)據(jù)格式和模型也有TransducerML、SensorML、IRIG、CBRN、EXDL、TEDS等等，目前的挑戰(zhàn)是把這些現(xiàn)有標準融合，實現(xiàn)一個統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換大集成應(yīng)用標準。同方從2004年就開始研發(fā)這方面的產(chǎn)品和標準，推出了M2M物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)基礎(chǔ)中間件產(chǎn)品和oMIX數(shù)據(jù)交換標準(產(chǎn)品中還實現(xiàn)了中國移動的WMMP標準)。但是一個企業(yè)的力量是有限的，既然物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)被提到國家戰(zhàn)略的高度，筆者認為，如果國家能夠整合資源，這個標準的建立就具備較大的可行性。在溫總理號召下，如果以國家戰(zhàn)略高度來推動物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換標準和中間件標準，一定能夠很快(比制定其他通信層和傳感器的技術(shù)攻關(guān)見效快)發(fā)揮整體效果，引領(lǐng)世界潮流，占領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)制高點。不過由于其涉及面廣、整體協(xié)調(diào)難度大，只有受到監(jiān)管層和高層領(lǐng)導的高度重視，委托國家級的綜合性物聯(lián)網(wǎng)標準委員會具體實施才有可能實現(xiàn)這個目標。遺憾的是，目前的一些標準組織多半還是更多地關(guān)注于傳輸層標準，或行業(yè)應(yīng)用標準，如RFID等，統(tǒng)籌能力不夠，視野也不夠?qū)挕?/p>

基于數(shù)據(jù)交換標準的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用框架

在新聞聯(lián)播或一些企業(yè)網(wǎng)站上，我們經(jīng)常會看到某領(lǐng)導人在視察某研究所或企業(yè)時手里拿著一個新產(chǎn)品或指著一個新設(shè)備，鼓勵大家要堅持自主創(chuàng)新，攻克關(guān)鍵技術(shù)。這種場景和影響導致的結(jié)果是，如果被參觀的企業(yè)拿不出幾件“硬”設(shè)備放在那兒就臉上無光，更談不上取得了什么成果，大部分做軟件的企業(yè)因為拿不出“硬”設(shè)備而備受冷落，因為沒有領(lǐng)導會耐心去聽你的PPT介紹。這是一個巨大的誤區(qū)，目前國際國內(nèi)都在提“軟實力”，對高新企業(yè)來說，軟實力就是軟件和其領(lǐng)導潮流的標準和理念，這是一場沒有硝煙的戰(zhàn)爭，這里的“硝煙”不是指戰(zhàn)場上的，而是指工廠冒出的“硝煙”。

在操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫等基礎(chǔ)軟件領(lǐng)域，我們早已經(jīng)失去了參與競爭的機會，在我國國土上運行的機器的“大腦”基本上都不是自己的。我們同樣失去了參與中間件標準制定和市場競爭的最佳時間，從最早的Corba開放標準和系統(tǒng)，到微軟的.Net DNA， 再到Java EE技術(shù)標準，這些都成了造就微軟、IBM、Oracle、SAP等國外軟件巨頭統(tǒng)治地位的有力武器。 就算是大家眼里的“硬件”企業(yè)，Cisco等公司最值錢的東西不是我們看得見的路由器“硬盒子”，而是盒子里面的軟件，華為是中國最大的軟件公司，最值錢的也是它的軟件和看不見、摸不著的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議“stack”。

智慧地球、泛在計算、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、SaaS、SOA等理念也是由IBM等一批軟件公司首先提出和倡導的，同樣充分說明了“軟實力”的重要性。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支撐力量是應(yīng)用，而應(yīng)用的核心是軟件，應(yīng)用軟件要做大做強的關(guān)鍵是中間件和數(shù)據(jù)交換標準及其支撐架構(gòu)。軟件和中間件在中國一直不受重視，也許并不是領(lǐng)導層不知道它的重要性，而是業(yè)界和監(jiān)管層沒有讓領(lǐng)導層知道如何重視、如何抓。 我們不知道如何做軟件標準，主要還是因為沒有做大做強的軟件企業(yè)，在中間件標準、SOA/ESB、SaaS、云計算、OpenDoc等重要標準中，我們都沒有能夠像TD-SCDMA、 WAPI那樣影響到巨大市場優(yōu)勢，失去了做出實質(zhì)性貢獻的機會，多半都是跟在別人后面“替人吆喝”。

前文談到的物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)表達、交換、預(yù)處理標準的建立，首先需要定義一批XML數(shù)據(jù)表達與接口標準，然而更重要的是要開發(fā)出支撐這個標準的配套運行環(huán)境和中間件業(yè)務(wù)框架，使用戶能夠快速開發(fā)出垂直應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)，讓標準落到實處，推動產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展。

如果不能制定出上述的統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換標準，一個完整的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)基礎(chǔ)中間件平臺將被迫支持所有的數(shù)據(jù)交換標準，或只支持相關(guān)行業(yè)的標準，專注特定的行業(yè)業(yè)務(wù)。如RFID中間件只支持ONS/PML等相關(guān)標準，這將重蹈以往“信息孤島”的覆轍，是實現(xiàn)真正的物物相連物聯(lián)網(wǎng)的巨大障礙。

作者簡介

周洪波 1993年獲瑞士蘇黎世大學計算機科學博士學位，現(xiàn)任北京同方軟件股份有限公司常務(wù)副總經(jīng)理兼CTO，中國中間件協(xié)會副理事長，北京交通大學等校兼職教授。曾任美國橡樹嶺國家實驗室研究員，并曾在美國IBM、BEA等公司擔任高級技術(shù)和管理職務(wù)。

聯(lián)聯(lián)看

歐洲標準化組織

關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)

CCBN2010期間，歐洲標準化組織的專家Klaus Ziegler表示，標準化是全球需要的，目前歐洲標準化組織關(guān)注的主要領(lǐng)域是未來的互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)以及智能電網(wǎng)的發(fā)展。

Klaus Ziegler表示，標準化不僅是歐洲或中國需要的，也是全球需要的。特別是在數(shù)字化領(lǐng)域，必須找到在標準上協(xié)調(diào)統(tǒng)一的全球的解決方案。因為我們需要全球的合作、全球的貿(mào)易、全球的專利，所以我們需要一個全球化的解決方案。

三峽庫區(qū)將投資

243億建智能電網(wǎng)

為從根本上解決供電能力不足和安全可靠性低的問題，重慶市電力公司為加快電網(wǎng)建設(shè)，保障庫區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和城鄉(xiāng)居民的用電需求，精心編制了《重慶三峽庫區(qū)十年電網(wǎng)規(guī)劃》。據(jù)了解，《重慶市三峽市庫區(qū)十年電網(wǎng)規(guī)劃》主要內(nèi)容包括重慶市三峽庫區(qū)國民經(jīng)濟情況、電網(wǎng)概況、中長期電力負荷需求預(yù)測、重慶主網(wǎng)規(guī)劃介紹，以及2010～2020年重慶市三峽庫區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃情況、逐年項目、投資需求等，并提出結(jié)論和建議。未來10年庫區(qū)將投資243億元用于電網(wǎng)建設(shè)，能夠為庫區(qū)經(jīng)濟發(fā)展、移民安穩(wěn)致富提供可靠的電力保障。

下期預(yù)告

本期專欄概述了物聯(lián)網(wǎng)標準化問題，分析論證了物聯(lián)網(wǎng)DCM三個層面標準制定的必要性和可行性，指出數(shù)據(jù)交換標準的欠缺是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大障礙，同時也是最有可能獲得成功、見效最快的突破口。在下一期專欄中，周洪波將探討物聯(lián)網(wǎng)與云計算、SaaS技術(shù)的相關(guān)性以及信息安全等問題。