物聯網:現狀.動向.瓶頸

物聯網是繼計算機、互聯網與移動通信網之后的又一次信息產業浪潮。它對促進互聯網發展、帶動人類的進步發揮著重要的作用，并將成為未來經濟發展的新增點。目前，國外對物聯網的研發、應用主要集中在美、歐、日、韓等少數國家。在中國，物聯網日益受到重視，物聯網產業被正式列為國家重點發展的五大戰略性新興產業之一。未來，物聯網亟待解決的關鍵問題主要有國家安全問題、標準體系問題、信息安全問題以及商業模式完善問題等。

從互聯網到物聯網

隨著信息通信技術(ICT)的不斷進步，通信網絡作為信息通信技術的重要基礎，已經從人到人的通信發展到人與物以及物與物(M2H)，并逐漸趨向于從縱向的局部物物相連過渡到橫向的跨應用、跨地域的物聯網(Internetof Things，IOT)。

物聯網是指物品通過各種信息傳感設備如射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。其目的是讓所有的物品都與網絡連接在一起，方便識別和管理。“物聯網”的概念是在1999年提出的。

“物聯網”就是“物物相連的互聯網”。物聯網有兩層意思：第一，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎之上的延伸和擴展的一種網絡；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。如果說互聯網實現了人與人之間的交流，那么物聯網可以實現人與物體的溝通和對話，也可以實現物體與物體互相問的連接和交互。

2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會(WSIS)上，國際電信聯盟(ITU)發布了《ITU互聯網報告2005：物聯網》，正式提出了“物聯網”的概念，包括了所有物品的聯網和應用。報告指出，無所不在的“物聯網”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因特網主動進行交換。射頻識別技術(RFID)、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術將到更加廣泛的應用。

根據ITU的描述，在物聯網時代，通過在各種各樣的日常用品上嵌入一種短距離的移動收發器，人類在信息與通信世界里將獲得一個新的溝通維度，從任何時間任何地點的人與人之間的溝通連接擴展到人與物和物與物之間的溝通連接。

那么物聯網有怎樣的表現形態和存在形式呢?形象地說，有了物聯網，當司機駕駛中出現誤操作時，汽車會自動報警，公文包會提醒主人：忘帶了什么東西，衣服會告訴洗衣機其對顏色和水溫的要求，排放口會對污染物超標發出告警等等。

具體來說，物聯網就是把感應器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、工廠排放口、大氣監測點、流域斷面、水庫浮臺、生態監測點、大壩、供水系統、油氣管道等人們日常工作、生活、娛樂、學習、活動的各種對象(物體)中，然后將它們與互聯網整合起來，實現人類社會與物理系統的融合。物聯網顛覆了人類之前物理基礎設施和IT基礎設施截然分開的傳統思維，使得政府管理、生產制造、社會管理以及人們的個人生活全面實現互聯互通。

物聯網的發展分為信息感知、智慧物聯、智慧交互三個階段。物聯網的信息互聯，是以物理對象的信息建設為標志，如標簽信息、有效證件信息、物聯交易平臺的建設，具有靜態，非實時、非智慧的物聯。物聯網的感識是以嵌入式系統入網為標志，如智能傳感器、智能芯片、無線傳感網絡普及、嵌入式系統各種形式的網絡接入等，具有動態、實時、智慧的物聯。

物聯網的管控階段以物、聯、網、智、管、控全過程整合為標志，以云計算(CloudComputing)服務為起點，是物聯網的完善階段，有控制行為、有實時需求、無限時空、無限網絡，能夠實現人、物、網的混合交互，為云計算服務提供全方位的物質基礎。

云計算概念是由Google提出的，這是一個美麗的網絡應用模式。狹義云計算是指IT基礎設施的交付和使用模式，指通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需的資源；廣義云計算是指服務的交付和使用模式，指通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需的服務。這種服務可以是IT和軟件、互聯網相關的，也可以是任意其他的服務，它具有超大規模、虛擬化、可靠安全等獨特功效。云計算(Cloud Computing)是網格計算(Grid Computing)、分布式計算(DistributedComputing)、并行計算(ParallelComputing)、效用計算(UtilityComputing)、網絡存儲(NetworkStorage Technologies)、虛擬化(Vi rtualization)、負載均衡(Load Balance)等傳統計算機技術和網絡技術發展融合的產物。它旨在通過網絡把多個成本相對較低的計算實體整合成一個具有強大計算能力的完美系統，并借助SaaS、PaaS、laaS、MSP等先進的商業模式把這強大的計算能力分布到終端用戶手中。云計算的一個核心理念就是通過不斷提高“云”的處理能力，進而減少用戶終端的處理負擔，最終使用戶終端簡化成一個單純的輸入輸出設備，并能按需享受“云”的強大計算處理能力。

物聯網不是另起爐灶的新網，擁有悠久歷史的互聯網是物聯網最重要的網絡基礎。雖然要有芯片技術、微型傳感技術、智能技術、納米技術作為其發展的前提，但沒有互聯網便沒有物聯網是千真萬確的。由計算機網、通信網、信息網、到數字化虛擬世界的通用計算機互聯網和CAN總線、現場總線、無線傳感網絡等組成的各種總線的嵌入式系統局域網以及各種類型的物聯單體相互融合，共同構成了物聯網的網絡源頭。因而沿著“網而下、網而上”的思路研究其體系結構是可行的，是說得清楚的，也是合理科學的；這樣的思路是綱舉目張的思路，也是創新的思路。

“網而下、網而上”所說的“網”是互聯網。在物聯網體系結構中，互聯網處于“中軸”的位置，當然，以這種“中軸”分界的上下兩部分并不幾何對稱，也不內容對稱，而是邏輯分界，或者說是邏輯的、抽象的對稱。“網而下”部分涉及單元結構，或者說單元體，“網而上”部分涉及解析定向、鏈接綁定、內容提供等導航管控功能，簡稱為導控部分；把前者比喻成“經濟基礎”、把后者比喻成“上層建筑”是形象恰當的。這樣，三層模式便構成物聯網體系結構的總框架，這里的“分界線”便是互聯網，稱之為“馱載網”。

當然，物聯網又不同于互聯網，它是互聯網的高級發展。從本質上講，物聯網是互聯網在形式上的一種延伸，但是它絕對不是互聯網的翻版。互聯網本質上是通過簡單的數字代碼、人機交互實現人與人中間的交流，構建了一個特別的電子社會，而“物聯網”則是多學科高度交叉的前沿研究領域，綜合了傳感器、嵌入式計算、網絡及通信、分布式信息處理等技術。

物聯網建立了人與物、人與人、物與物之間的信息自由交流，每一個物體都是一個信息終端，構建了一個更為復雜的信息網絡系統。在這個網絡中，系統可以自動地、實時地對物體進行識別、定位、追蹤、監控并觸發相應事件。大家知道，通過互聯網了解某個對象，必須由人去收集這個對象的相關信息，處理后放到網上才能供人們瀏覽，人要在其中做很多工作，且難以了解其動態變化。物聯網則不需要，它是對象(物體)自己“說話”，通過在對象(物體)上植入各種微型感應芯片，借助無線通信網絡，與現在的互聯網相連，就可以讓其“開口”。

這樣來，人們不僅可以和對象(物體)“對話”，對象(物體)和對象(物體)之間也能“交流”。所以說，互聯網實現的是虛擬世界網絡，物聯網實現的是物理的、真實的世界網絡。

通過物聯網，未來我們可以將世界上所有的物品都連接起來，并對遠程物體加以識別與管理，從而對經濟社會發展產生重大影響。毫無疑問，物聯網將成為繼計算機、互聯網與移動通信網之后的又一次信息產業浪潮。物聯網用途廣泛，遍及智能交通、環境保護、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業監測、老人護理和個人健康等多個領域。

根據2008年3月歐洲智能系統集成技術平臺(EPOSS)在《Internet of Tnings in 2020》報告中分析預測，未來物聯網的發展將經歷四個階段，2010年之前RFID被廣泛應用于物流、零售和制藥領域；2010～2015年物體互聯；2015～2020年物體進入半智能化；2020年之后物體進入全智能化。據美國權威咨詢機構Forrester預測，到2020年，物物互聯業務將是現有人人互聯業務的30倍，成為一個極具吸引力的萬億級信息產業。

在“物聯網”普及以后，用于動物、植物、機器和物品的傳感器與電子標簽及配套的接口裝置的數量將大大超過手機的數量，“物聯網”將會發展成為一個上萬億元規模的高科技市場。物聯網正在引發新一輪的生活方式變革，而且已經成為個發展迅速、規模巨大的市場，被視為通信產業的巨大藍海。