物聯(lián)網(wǎng)讓“物品開口說話”

物聯(lián)網(wǎng)是在計算機互聯(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。

2010年3月5日，在十一屆全國人大三次會議上，國務(wù)院總理溫家寶作政府工作報告時指出，2010年要“積極推進新能源汽車、三網(wǎng)融合取得實質(zhì)性進展，加快物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應(yīng)用”。

溫總理的這段講話表明物聯(lián)網(wǎng)進入了我國最高決策層的視野，也被稱為是“引爆”了中國物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)志性事件。2010年物聯(lián)網(wǎng)進入了人代會的政府工作報告，中國的“物聯(lián)網(wǎng)元年”由此開始了。

而早在2009年8月，溫家寶總理在江蘇無錫訪問微納傳感器研發(fā)中心時即指出:“在國家重大科技專項中，加快推進傳感網(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”。

有專家估計，到2020年世界上“物-物”互聯(lián)的業(yè)務(wù)，跟人與人通信的業(yè)務(wù)相比，將達到30比1，因此物聯(lián)網(wǎng)是IT產(chǎn)業(yè)寄予厚望的新時代。

亦有專家預(yù)測10年內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)就可能大規(guī)模普及，發(fā)展成為上萬億規(guī)模的高科技市場。屆時，在個人健康、交通控制、環(huán)境保護、公共安全、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、老人護理等幾乎所有領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)都將發(fā)揮作用。有專家表示，只需三到五年時間，物聯(lián)網(wǎng)就會全面進入人們的生活，改變?nèi)藗兊纳罘绞健?/p>

“智慧地球”受各方重視

“物聯(lián)網(wǎng)”概念的問世，打破了之前人們的傳統(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)就在它上面進行，其中包括經(jīng)濟管理、生產(chǎn)運行、社會管理乃至個人生活。

而“物聯(lián)網(wǎng)”的基礎(chǔ)RFID技術(shù)，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，進而通過開放性的計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息交換和共享，實現(xiàn)對物品的“透明”管理。

值得注意的是，目前我國產(chǎn)業(yè)界對“物聯(lián)網(wǎng)”熱潮卻比較冷靜，所以在討論或爭論中，無論是內(nèi)容還是參與者多集中在技術(shù)層面。而物流的應(yīng)用驅(qū)動可以概括為“物聯(lián)網(wǎng)促進物流智能化”。

這里包含三個基本要點:一是如何部署更加廣泛、及時、準(zhǔn)確的信息采集技術(shù)，如射頻識別(RFID)、各類傳感器、地理定位系統(tǒng)、視頻采集系統(tǒng)等;二是如何把這些信息實現(xiàn)互聯(lián)互通，既滿足專用的要求，也能實現(xiàn)方便的開放和共享;三是信息如何管理、加工、應(yīng)用，解決各種現(xiàn)實問題，把虛擬世界的信息轉(zhuǎn)化到實體世界的應(yīng)用中來，在物流領(lǐng)域來看，物聯(lián)網(wǎng)只是技術(shù)手段，目標(biāo)是物流的智能化。

而回顧歷史可知，二戰(zhàn)后，美國在經(jīng)濟上一度并不特別強大，但是到了上世紀(jì)90年代，美國的信息高速公路計劃，不但是政府進行投資，并在產(chǎn)業(yè)政策上給予了很多支持，導(dǎo)致美國的信息產(chǎn)業(yè)高速度發(fā)展，現(xiàn)在全世界基于PC和互聯(lián)網(wǎng)的信息產(chǎn)業(yè)完全控制在美國人手中，不但獲得了巨大利益，甚至政治利益、文化的傳播、價值觀的傳播都起了巨大作用。

在相當(dāng)長時期內(nèi)，物聯(lián)網(wǎng)的概念還只是在技術(shù)界受到關(guān)注，情況的變化出現(xiàn)在奧巴馬就任美國總統(tǒng)后。2009年初，奧巴馬與美國工商業(yè)領(lǐng)袖舉行了一次會議，在此次會議上，IBM首席執(zhí)行官彭明盛提出“智慧地球”的概念，并建議新政府投資新一代的智慧型基礎(chǔ)設(shè)施。從此物聯(lián)網(wǎng)的概念進入了國家的戰(zhàn)略層，世界各國也紛紛效仿，提出相應(yīng)的戰(zhàn)略對策，加速占領(lǐng)這一戰(zhàn)略制高點。

“物聯(lián)網(wǎng)”的應(yīng)用難題

在發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的進程中會存在許許多多的困難，在采集信息、互聯(lián)互通、智能應(yīng)用三個環(huán)節(jié)中，各有其主要矛盾。

首先在采集信息的環(huán)節(jié)中，一般認為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和投資成本是主要矛盾，這方面技術(shù)界有較多的發(fā)言權(quán)，也是目前討論最多的部分。但是從應(yīng)用角度來看，成本和標(biāo)準(zhǔn)在特定的應(yīng)用目標(biāo)面前可能都不是問題。

其次在互聯(lián)互通的環(huán)節(jié)中碰到的矛盾是具有挑戰(zhàn)性的，即在信息的整合中既要滿足開放性要求，是各種信息很方便、成本很低地互聯(lián)互通，又要滿足安全性要求，這樣才能用于商務(wù)、管理、控制，也就是要解決好專網(wǎng)與公網(wǎng)的關(guān)系。

物聯(lián)網(wǎng)必須身兼二職，作為公網(wǎng)具有交換信息，互聯(lián)互通的職能，開放、低成本、便利為方向;作為專網(wǎng)是為特定功能服務(wù)的，要安全，要固化管理職能，要體現(xiàn)所有者的目標(biāo)。處理開放性和安全性之間的矛盾，在以往的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實踐中已經(jīng)有過許多探索，大體上會涉及技術(shù)和管理兩個方面。但是物聯(lián)網(wǎng)的引入，提高了問題的復(fù)雜性，主要是沖擊了公共服務(wù)與商業(yè)服務(wù)的邊界。

在射頻識別系統(tǒng)中，標(biāo)簽有可能預(yù)先被嵌入任何物品中，比如人們的日常生活物品中，但由于該物品(比如衣物)的擁有者，不一定能夠覺察該物品預(yù)先已嵌入有電子標(biāo)簽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(biāo)簽物的擁有者個人隱私不受侵犯便成為射頻識別技術(shù)以至物聯(lián)網(wǎng)推廣的關(guān)鍵問題。而且，這不僅僅是一個技術(shù)問題，還涉及到政治和法律問題。而造成侵犯個人隱私問題的關(guān)鍵在于射頻識別標(biāo)簽的基本功能:任意一個標(biāo)簽的標(biāo)識(ID)或識別碼都能在遠程被任意的掃描，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。必須在技術(shù)和法律層面取得突破。

最后在智能應(yīng)用環(huán)節(jié)，情況更為復(fù)雜，難度更大，并因為在三個環(huán)節(jié)中處在核心的位置，應(yīng)用的部署和發(fā)展會直接影響到采集信息技術(shù)、互聯(lián)互通的解決方案的發(fā)展軌跡。所以有必要單獨加以說明，這樣有利于把應(yīng)用研究放在驅(qū)動力的位置上來，有利于改變目前產(chǎn)業(yè)界的旁觀態(tài)度，把物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略實實在在地推進起來。

所幸物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用不僅僅是一個概念而已，它已經(jīng)在我國很多領(lǐng)域有運用。

比如，物聯(lián)網(wǎng)傳感器產(chǎn)品已率先在上海浦東國際機場防入侵系統(tǒng)中得到應(yīng)用。系統(tǒng)鋪設(shè)了3萬多個傳感節(jié)點，覆蓋了地面、柵欄和低空探測，可以防止人員的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵。ZigBee無線路燈照明節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用是此次世博園中的一大亮點。園區(qū)所有的功能性照明都采用了ZigBee無線技術(shù)達成的無線路燈控制。

至2009年8月，僅浦東機場直接采購傳感網(wǎng)產(chǎn)品金額為4000多萬元，加上配件共5000萬元。若全國近200家民用機場如果都加裝防入侵系統(tǒng)，將產(chǎn)生了上百億的市場規(guī)模，市場容量非常可觀。

著重關(guān)注數(shù)據(jù)中心

在‘物聯(lián)網(wǎng)’產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展中，信息，尤其是原始數(shù)據(jù)，是非常寶貴的財富，是新增長方式的重要資源，物流業(yè)要想抓住‘物聯(lián)網(wǎng)’時代商機，就必須關(guān)注數(shù)據(jù)中心的價值。

何謂數(shù)據(jù)中心?數(shù)據(jù)中心是物聯(lián)網(wǎng)時代智能的主要特征，“物聯(lián)網(wǎng)”時代的“智能”應(yīng)該是基于網(wǎng)絡(luò)的，或者說是依托“基于網(wǎng)絡(luò)的集中式數(shù)據(jù)處理和服務(wù)中心”的。

而“集中”的特點，可以用一個比喻來說明，智能的網(wǎng)絡(luò)可想象為“神經(jīng)網(wǎng)”，可分為功能簡單的“末梢”、功能復(fù)雜的“中樞”和連接兩端的網(wǎng)絡(luò)三部分。

末梢相當(dāng)于傳感器、RFID等采集信息的網(wǎng)絡(luò);“中樞”相當(dāng)于集中式數(shù)據(jù)處理和服務(wù)的中心，把采集的信息經(jīng)過復(fù)雜的深加工，再反饋到系統(tǒng)的各部分，作出協(xié)調(diào)、優(yōu)化的應(yīng)對措施，這是基于網(wǎng)絡(luò)的智能發(fā)展趨勢。這樣的“智能”不同于“傻瓜相機”式的獨立智能解決方案，而一定要基于網(wǎng)絡(luò)和集中的數(shù)據(jù)處理和服務(wù)中心，簡稱數(shù)據(jù)中心。

“物聯(lián)網(wǎng)”發(fā)展有三個層次:一是如何部署更加廣泛、及時、準(zhǔn)確的信息采集技術(shù)，如射頻識別(RFID)、各類傳感器、地理定位系統(tǒng)、視頻采集系統(tǒng)等;二是如何把這些信息實現(xiàn)互聯(lián)互通，既滿足專用的要求，也能實現(xiàn)方便地開放和共享;三是信息如何管理、加工、應(yīng)用，解決各種現(xiàn)實問題，把虛擬世界的信息，轉(zhuǎn)化到實體世界的應(yīng)用中來。而數(shù)據(jù)中心的建立，就是第三個層次的事情。

而基于此，中國政府將采取四大措施支持物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用。首先是突破物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵核心技術(shù)，實現(xiàn)科技創(chuàng)新。同時結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)特點，在突破關(guān)鍵共性技術(shù)時，研發(fā)和推廣應(yīng)用技術(shù)，加強行業(yè)和領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決方案的研發(fā)和公共服務(wù)平臺建設(shè)，以應(yīng)用技術(shù)為支撐突破應(yīng)用創(chuàng)新。

其次是制訂中國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，全面布局。重點發(fā)展高端傳感器、MEMS、智能傳感器和傳感器網(wǎng)節(jié)點、傳感器網(wǎng)關(guān);超高頻RFID、有源RFID和RFID中間件產(chǎn)業(yè)等，重點發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)終端和設(shè)備以及軟件和信息服務(wù)。

再次是推動典型物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范，帶動發(fā)展。通過應(yīng)用引導(dǎo)和技術(shù)研發(fā)的互動式發(fā)展，帶動物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。重點建設(shè)傳感網(wǎng)在公眾服務(wù)與重點行業(yè)的典型應(yīng)用示范工程，確立以應(yīng)用帶動產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式，消除制約傳感網(wǎng)規(guī)模發(fā)展的瓶頸。

最后是加強物聯(lián)網(wǎng)國際國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)制定、實施和應(yīng)用。做好頂層設(shè)計，滿足產(chǎn)業(yè)需要，形成技術(shù)創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)和知識產(chǎn)權(quán)協(xié)調(diào)互動機制。面向重點業(yè)務(wù)應(yīng)用，加強關(guān)鍵技術(shù)的研究，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)驗證、測試和仿真等標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)平臺。積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)制定，整合國內(nèi)研究力量形成合力，推動國內(nèi)自主創(chuàng)新研究成果推向國際。

中國“同發(fā)”優(yōu)勢

2009年10月24日，在中國第四屆中國民營科技企業(yè)博覽會上，西安優(yōu)勢微電子公司宣布:中國的第一顆物聯(lián)網(wǎng)的中國芯——“唐芯一號”芯片研制成功，中國已經(jīng)攻克了物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)。

“唐芯一號”芯片是一顆2.4G超低功耗射頻可編程片上系統(tǒng)PSoC，可以滿足各種條件下無線傳感網(wǎng)、無線個域網(wǎng)、有源RFID等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的特殊需要，為我國的“物聯(lián)網(wǎng)”產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

與計算機、互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)不同，中國在‘物聯(lián)網(wǎng)’領(lǐng)域享有國際話語權(quán)。 目前，我國的無線通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋了城鄉(xiāng)，從繁華的城市到偏僻的農(nóng)村，從海島到珠穆朗瑪峰，到處都有無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋。

無線網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)“物聯(lián)網(wǎng)”必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施，安置在動物、植物、機器和物品上的電子介質(zhì)產(chǎn)生的數(shù)字信號可隨時隨地通過無處不在的無線網(wǎng)絡(luò)傳送出去。“云計算”技術(shù)的運用，使數(shù)以億計的各類物品的實時動態(tài)管理變得可能。

而在“物聯(lián)網(wǎng)”這個全新產(chǎn)業(yè)中，我國的技術(shù)研發(fā)水平處于世界前列，具有重大的影響力。中科院早在1999年就啟動了傳感網(wǎng)研究，與其它國家相比具有同發(fā)優(yōu)勢。該院組成了2000多人的團隊，先后投入數(shù)億元，在無線智能傳感器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、微型傳感器、傳感器終端機、移動基站等方面取得重大進展，目前已擁有從材料、技術(shù)、器件、系統(tǒng)到網(wǎng)絡(luò)的完整產(chǎn)業(yè)鏈。在世界傳感網(wǎng)領(lǐng)域，中國與德國、美國、韓國一起，成為國際標(biāo)準(zhǔn)制定的主導(dǎo)國之一。

業(yè)內(nèi)專家表示，掌握“物聯(lián)網(wǎng)”的世界話語權(quán)，不僅僅體現(xiàn)在技術(shù)領(lǐng)先，更在于我國是世界上少數(shù)能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的國家之一。這使我國在信息技術(shù)領(lǐng)域迎頭趕上甚至占領(lǐng)產(chǎn)業(yè)價值鏈的高端成為可能。(作者系浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院運管分院教師)