也談物聯網

陳仕意

[摘 要] 物聯網是當前IT界重點關注的技術。本文從物聯網的概念、實現目標等方面入手，指出了人們當前對物聯網認識上的一些誤區，提出了物聯網的基本技術要求，并列舉了兩個物聯網應用實例，以便加深對物聯網概念的理解。

[關鍵詞] 物聯網； 互聯網； 概念； 應用場景

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 03. 038

[中圖分類號] F270.7；TP393 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2014）03- 0086- 02

0 前 言

物聯網當前在IT界炒得很紅火，不僅各大IT廠商都推出了各種物聯網解決方案、物聯網產品，很多政府、企業、工業園區等也都建立了物聯網示范工程、示范社區，甚至是物聯網產業園區。可以說，物聯網在政府、企業的共同推動下，大有燎原之勢。

那么，究竟什么是物聯網？物聯網真的已經成為現實應用了嗎？

說實話，筆者在企業從事通信網絡技術工作十幾年，在通信網絡專業知識方面雖然還很淺薄，但對通信網絡的基本概念、原理還多少有些了解。物聯網概念推出之初，筆者并未予以過多關注，因為這幾年IT界新概念層出不窮，很多都是廠商的市場炒作，不值一究。直至筆者近期接觸了越來越多的物聯網應用項目時，才開始真正研究物聯網。可惜，在查閱了大量的文獻資料、請教了多位專家學者后，到現在也未弄明白，究竟什么是物聯網。

按照字面的理解，物聯網（Internet of Things，IOT）就是物與物的互聯網。目前通行的引申定義為：物聯網是通過射頻識別（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相連接，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。字面的概念雖然直白但不好理解，引申的定義雖然好理解，但更多的是描述了物聯網的外延而沒有準確定義物聯網的本質。甚至一些國際標準化組織（如ITU）、知名IT廠商和專家學者對物聯網也只是給出了一些籠統的應用前景描繪，而并沒有提出一個精確的定義。因此，導致物聯網概念泛濫，凡是與射頻識別、傳感器、無線網絡技術沾邊的都稱之為物聯網，特別是在國內，物聯網更是炒得火熱，號稱物聯網應用的案例無處不在，似乎一夜之間中國就邁入物聯網社會。果真如此嗎？筆者在研究分析了大量的物聯網應用案例之后才明白，很多所謂物聯網應用，無非是自動化技術或無線互聯網應用的拓展而已。

通過對物聯網概念、實現目標、涉及的技術的研究分析，筆者雖然仍不能給出物聯網準確的定義，但卻對物聯網有了兩點新的認識，在此提出與大家共同探討。

1 物聯網與現有網絡技術的本質區別

無論是從字面理解還是從目前主流的定義來看，物聯網都與當前的互聯網有著本質的區別。最大的區別在于聯網的主體不同，物聯網是物與物的連接和聯系，而互聯網從表面上看是計算機與計算機的連接，但聯系的主體卻是人和人，也就是說是“人”在上網。因此對應物聯網的字面概念，互聯網也可稱為“人聯網”。此外，物聯網的目標、聯網的方式、應用領域也都有很大的不同，而且涉及很多不同的技術要求。

在這里需要再次強調一下，物聯網與自動化系統也是有根本區別的，因為國內很多人往往把自動化系統與物聯網混為一談。雖然物聯網與自動化系統都涉及傳感器、無線通信、自動控制等技術，但是自動化系統是按照既定的通信模式形成一個相對固定封閉的網絡系統，通信的主體（在SCADA系統中是RTU和控制中心，在DCS系統中是下位機和上位機）通常也都是固定的。自動化系統更關注的是自動控制，通信只是其實現的基礎。而物聯網則與互聯網類似，是一個開放的系統，每一個聯網的主體——“物”可以不固定，可自主選擇需要的通信方。物聯網更關注的是通信，自動控制在大多應用場合中是必要的手段。

2 物聯網的基本技術要求

要實現物與物之間安全、可靠地通信，必須達到以下技術要求。

新的通信協議——確保物聯網安全可靠運行的基礎。物聯網特殊的應用場景要求保證物聯網通信的絕對可靠、安全。互聯網出現安全等方面的問題會導致業務中斷、信息泄密等，而物聯網大多用于一些自動化控制或交通管理等關鍵性場合，一旦出現問題將會造成災難性后果，因此要保證物與物通信的連續性、私密性和抗干擾性，而現有的互聯網通信協議不能完全滿足物聯網的這些要求，因此需要制定開發一套全新的物聯網通信協議。

身份識別與定位。物聯網通信還要確認通信主體（物）的身份和位置，即要解決“我是誰”“我在哪里”的問題，這樣才能確保物聯網的安全。這也是物聯網應用的基本需求。

智能終端。要實現物與物的通信，還要有一個必要的條件，即通信主體（物）要具備自主通信的能力，也就是說物聯網里的“物”要有智能，每一個通信的“物”都是一個智能的通信終端，物要會自己“上網”，根據所承擔的任務自主從網上獲取相關信息或通過網絡相互協調。這里所講的智能終端不同于智能手機等所謂的智能終端，這些所謂智能終端只是有了操作系統而已，而物聯網的智能終端不僅要有智能操作系統，還要有針對特定應用場合的智能分析處理能力，類似于人工智能。

3 物聯網的應用場景

為了進一步理解物聯網的概念，在此列舉兩個物聯網的應用的場景：一是車輛智能自動駕駛系統，二是智能自動化廚房系統。

車輛智能自動駕駛系統（以下簡稱“自駕系統”）實現的目標是使汽車能夠按照駕車人的要求自動行駛到指定的地點。這里我們假定要從A城市達到B城市，自駕系統需要完成行駛路線規劃、安全行駛控制、后勤保障等內容。對道路交通來說，可分為區間交通干線（A城市到B城市之間的交通主干線）和城市道路（A城市和B城市城區內的道路）。行駛路線規劃過程中，自駕系統首先可以自動上互聯網獲取最新的交通地圖，同時上物聯網了解從A城市到B城市的各條干線的交通狀況（在此線路上行駛的汽車都可通過物聯網通告自己的位置等信息），根據道路的距離、公路等級、交通繁忙程度等信息綜合平衡后選取合適的線路（類似于網絡路由器選路徑）。在安全行駛過程中要根據道路情況控制車速，保持前后車的車距，根據交通控制信號啟停等。比如前后車的車距控制，可由自駕系統與前后車的自駕系統通過物聯網通信，相互通告各自的車速、間距、即將進行的操作等參數，從而控制車輛的駕駛行為，保障安全。自駕系統還可與道路管理控制系統通過物聯網來獲取道路控制信號，比如限速、紅綠燈等信息。在后勤保障過程中主要是自駕系統要通過物聯網或互聯網獲取加油站、餐飲等信息，從而根據駕車人要求或車輛自身情況到相應地點泊車。

智能自動化廚房系統（以下簡稱“智能廚房”）實現的目標是可根據主人的要求自動完成餐飲制作。智能廚房涉及食譜、食材配送、烹制過程控制等內容。食譜是根據主人的點菜要求可自動從互聯網上獲取烹制方案，包括所需原料、烹制步驟等，智能廚房還可通過物聯網獲取廚房中現有的原料情況，從而為主人提出建議食譜，或提醒主人及時采購（更完善的系統可自動進行配送）。智能廚房在烹制過程中可根據主人預定的時間要求或通過物聯網獲取指令來啟動相應的烹制設備（原料加工裝置、微波爐等），并通過物聯網對烹制過程進行全面監控，確保烹制質量和安全。

從這兩個應用場景可以看出，物聯網的“物”一定要能夠自主聯網，“物”與“物”之間不僅要能相互通信，而且還要能夠相互協商。這就要求針對不同的應用場景制定統一的控制法則。

總之，物聯網是一個全新的領域，應用前景非常廣闊，將會對社會帶來巨大的變革。但從上面的應用場景描述中我們也可看出，要真正實現物聯網的應用目標，還有很多關鍵技術要突破，還有很長的路要走。因此需要我們潛心研究，全面創新，讓物聯網為人們創造更美好的生活。