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物联网

物联网

又名:物物相连的互联网
分类: 光通讯
属性: 技术
最后修改时间: 2024年12月12日
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物联网(The Internet of things)的定义是:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

       物联网的概念是在1999年提出的。物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通讯。

       在物联网应用中有三项关键,分别是感知层、网络传输层和应用层。

定义

       物联网的英文名称为"The Internet of Things” 。由该名称可见,物联网就是“物物相连的互联网”。

       这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础之上的延伸和扩展的一种网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。因此,物联网的定义是通过射频识别(RFID)装置、红外感应器、 全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

       这里的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围:

       1、要有相应信息的接收器;

       2、要有数据传输通路;

       3、要有一定的存储功能;

       4、要有CPU

       5、要有操作系统

       6、要有专门的应用程序;

       7、要有数据发送器;

       8、遵循物联网的通信协议;

       9、在世界网络中有可被识别的唯一编号。

       2009年9月,在北京举办的物联网与企业环境中欧研讨会上,欧盟委员会信息和社会媒体司RFID部门负责人Lorent Ferderix博士给出了欧盟对物联网的定义:物联网是一个动态的全球网络基础设施,它具有基于标准和互操作通信协议的自组织能力,其中物理的和虚拟的“物”具有身份标识、物理属性、虚拟的特性和智能的接口,并与信息网络无缝整合。物联网将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一道,构成未来互联网。 

背景

       物联网的概念是在1999年提出的。过去在中国,物联网被称之为传感网。中科院早在1999年就启动了传感网的研究,并已取得了一些科研成果,建立了一些适用的传感网。

       1999年,在美国召开的移动计算和网络国际会议提出了,“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。

       2003年,美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。

       2005年11月17日,在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005:物联网》,正式提出了“物联网”的概念。报告指出,无所不在的“物联网”通信时代即将来临,世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。射频识别技术(RFID)传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的应用。

       根据ITU的描述,在物联网时代,通过在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发器,人类在信息与通信世界里将获得一个新的沟通维度,从任何时间任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物和物与物之间的沟通连接。物联网概念的兴起,很大程度上得益于国际电信联盟(ITU)2005 年以物联网为标题的年度互联网报告。然而,ITU的报告对物联网缺乏一个清晰的定义。

       2009年1月28日,奥巴马就任美国总统后,与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”,作为仅有的两名代表之一,IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念,建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。

       2009年2月24日消息,IBM大中华区首席执行官钱大群在2009IBM论坛上公布了名为“智慧的地球”的最新策略。

       此概念一经提出,即得到美国各界的高度关注,甚至有分析认为IBM公司的这一构想极有可能上升至美国的国家战略,并在世界范围内引起轰动。IBM认为,IT产业下一阶段的任务是把新一代IT技术充分运用在各行各业之中,具体地说,就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,并且被普遍连接,形成物联网。

       针对中国经济的状况,钱大群表示,中国的基础设施建设空间广阔,而且中国政府正在以巨大的控制能力、实施决心、和配套资金对必要的基础设施进行大规模建设,“智慧的地球”这一战略将会产生更大的价值。

       在策略发布会上,IBM还提出,如果在基础建设的执行中,植入“智慧”的理念,不仅仅能够在短期内有力的刺激经济、促进就业,而且能够在短时间内为中国打造一个成熟的智慧基础设施平台。

       钱大群表示,当今世界许多重大的问题如金融危机、能源危机和环境恶化等,实际上都能够以更加“智慧”的方式解决。在全球经济形势低迷的同时,也孕育着未来的发展机遇,中国不仅能够籍此机遇开创新乐观产业和新的市场,加速发展,摆脱经济危机的影响。

       IBM希望“智慧的地球”策略能掀起了“互联网”浪潮之后的又一次科技革命。IBM前首席执行官郭士纳曾提出一个重要的观点,认为计算模式每隔15年发生一次变革。这一判断像摩尔定律一样准确,人们把它称为“十五年周期定律”。1965年前后发生的变革以大型机为标志,1980年前后以个人计算机的普及为标志,而1995年前后则发生了互联网革命。每一次这样的技术变革都引起企业间、产业间甚至国家间竞争格局的重大动荡和变化。而互联网革命一定程度上是由美国“信息高速公路”战略所催熟。20世纪90年代,美国克林顿政府计划用20年时间,耗资2000亿-4000亿美元,建设美国国家信息基础结构,创造了巨大的经济和社会效益。

       而今天,“智慧的地球”战略被不少美国人认为与当年的“信息高速公路”有许多相似之处,同样被他们认为是振兴经济、确立竞争优势的关键战略。该战略能否掀起如当年互联网革命一样的科技和经济浪潮,不仅为美国关注,更为世界所关注。

       “物联网前景非常广阔,它将极大地改变我们目前的生活方式。”南京航空航天大学国家电工电子示范中心主任赵国安说。业内专家表示,物联网把我们的生活拟人化了,万物成了人的同类。在这个物物相联的世界中,物品(商品)能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。物联网利用射频自动识别(RFID)技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。可以说,物联网描绘的是充满智能化的世界。在物联网的世界里,物物相连、天罗地网。

       2008年11月在北京大学举行的第二届中国移动政务研讨会“知识社会与创新2.0”上,专家们提出移动技术、物联网技术的发展带动了经济社会形态、创新形态的变革,推动了面向知识社会的以用户体验为核心的下一代创新(创新2.0)形态的形成,创新与发展更加关注用户、注重以人为本。

       有研究机构预计10年内物联网就可能大规模普及,这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场,其产业要比互联网大30倍。

       据悉,物联网产业链可以细分为标识、感知、处理和信息传送四个环节,每个环节的关键技术分别为RFID、传感器、智能芯片和电信运营商的无线传输网络。EPOSS在《Internet of Things in 2020》报告中分析预测,未来物联网的发展将经历四个阶段,2010年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域,2010~2015年物体互联,2015~2020年物体进入半智能化,2020年之后物体进入全智能化。

       作为物联网发展的排头兵,RFID成为了市场最为关注的技术。数据显示,2008年全球RFID市场规模已从2007年的49.3亿美元上升到52.9亿美元,这个数字覆盖了RFID市场的方方面面,包括标签、阅读器、其他基础设施、软件和服务等。RFID卡和卡相关基础设施将占市场的57.3%,达30.3亿美元。来自金融、安防行业的应用将推动RFID卡类市场的增长。易观国际预测,2009年中国RFID市场规模将达到50亿元,年复合增长率为33%,其中电子标签超过38亿元、读写器接近7亿元、软件和服务达到5亿元的市场格局。

       MEMS是微机电系统的缩写,MEMS技术是建立在微米/纳米基础之上的,市场前景广阔。MEMS传感器的主要优势在于体积小、大规模量产后成本下降快,目前主要应用在汽车和消费电子两大领域。根据ICInsight最新报告,预计在2007年至2012年间,全球基于MEMS的半导体传感器和制动器的销售额将达到19%的年均复合增长率(CAGR),与2007年的41亿美元相比,五年后将实现97亿美元的年销售额。 

经济增长点

       业内专家认为,物联网一方面可以提高经济效益,大大节约成本;另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。目前,美国、欧盟、中国等都在投入巨资深入研究探索物联网。我国也正在高度关注、重视物联网的研究,工业和信息化部会同有关部门,在新一代信息技术方面正在开展研究,以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。

       中国移动总裁王建宙反复提及,物联网将会成为中国移动未来的发展重点。他表示将会邀请台湾生产RFID、传感器和条形码的厂商和中国移动合作。据他介绍,运用物联网技术,上海移动已为多个行业客户度身打造了集数据采集、传输、处理和业务管理于一体的整套无线综合应用解决方案。最新数据显示,上海移动目前已将超过10万个芯片装载在出租车、公交车上,形式多样的物联网应用在各行各业大显神通,确保城市的有序运作。在上海世博会期间,“车务通”将全面运用于上海公共交通系统,以最先进的技术保障世博园区周边大流量交通的顺畅;面向物流企业运输管理的“e物流”,将为用户提供实时准确的货况信息、车辆跟踪定位、运输路径选择、物流网络设计与优化等服务,大大提升物流企业综合竞争能力。

       此外,在“物联网”普及以后,用于动物、植物和机器、物品的传感器与电子标签及配套的接口装置的数量将大大超过手机的数量。物联网的推广将会成为推进经济发展的又一个驱动器,为产业开拓了又一个潜力无穷的发展机会。按照目前对物联网的需求,在近年内就需要按亿计的传感器和电子标签,这将大大推进信息技术元件的生产,同时增加大量的就业机会。

       据介绍,要真正建立一个有效的物联网,有两个重要因素。一是规模性,只有具备了规模,才能使物品的智能发挥作用。例如,一个城市有100万辆汽车,如果我们只在1万辆汽车上装上智能系统,就不可能形成一个智能交通系统;二是流动性,物品通常都不是静止的,而是处于运动的状态,必须保持物品在运动状态,甚至高速运动状态下都能随时实现对话。

       美国权威咨询机构FORRESTER预测,到2020年,世界上物物互联的业务,跟人与人通信的业务相比,将达到30比1,因此,“物联网”被称为是下一个万亿级的通信业务。

       物联网热浪为什么在中国会迅速壮大呢?物联网在中国迅速崛起得益于我国在物联网方面的几大优势。

       第一,我国早在1999年就启动了物联网核心传感网技术研究,研发水平处于世界前列;第二,在世界传感网领域,我国是标准主导国之一,专利拥有量高;第三,我国是目前能够实现物联网完整产业链的国家之一;第四,我国无线通信网络和宽带覆盖率高,为物联网的发展提供了坚实的基础设施支持;第五,我国已经成为世界第三大经济体,有较为雄厚的经济实力支持物联网发展。

用途

       物联网用途广泛,遍及智能交通环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。

       国际电信联盟于2005年的一份报告曾描绘“物联网”时代的图景:当司机出现操作失误时汽车会自动报警;公文包会提醒主人忘带了什么东西;衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。亿博物流咨询生动的介绍物联网在物流领域内的应用,例如一家物流公司应用了物联网系统的货车,当装载超重时,汽车会自动告诉你超载了,并且超载多少,但空间还有剩余,告诉你轻重货怎样搭配;当搬运人员卸货时,一只货物包装可能会大叫“你扔疼我了”,或者说“亲爱的,请你不要太野蛮,可以吗?”;当司机在和别人扯闲话,货车会装作老板的声音怒吼“笨蛋,该发车了!”

       物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中,具体地说,就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合,在这个整合的网络当中,存在能力超级强大的中心计算机群,能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制,在此基础上,人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活,达到“智慧”状态,提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然间的关系。

       毫无疑问,如果“物联网”时代来临,人们的日常生活将发生翻天覆地的变化。然而,不谈什么隐私权和辐射问题,单把所有物品都植入识别芯片这一点现在看来还不太现实。人们正走向“物联网”时代,但这个过程可能需要很长的时间。 

       物联网(Internet of Things,简称IoT)的用途广泛且多样化,涵盖了家庭、城市、工业、农业、医疗等各个领域。以下是对物联网主要用途的详细归纳:

一、智能家居

       定义与特点:通过物联网技术,家庭设备如灯光、空调、电视等可以连接到互联网,并通过智能手机或其他智能设备进行远程控制和监控。这提高了家庭生活的便捷性和舒适度。

       具体应用:包括智能门锁、智能窗帘、智能照明智能安防系统等。用户可以通过手机APP随时随地控制家中的设备,设置各种场景模式,如回家模式、离家模式、睡眠模式等。

二、智慧城市

       定义与特点:利用物联网、云计算大数据等技术,对城市基础设施、公共服务、市民生活等方面进行综合管理的新型城市形态。

       具体应用:包括智能交通、环境监测、公共安全等。通过收集和分析数据,城市管理者可以更有效地规划和管理城市资源,提高城市的运行效率和安全性。

三、智能交通

       定义与特点:利用物联网技术将人、车和路紧密地结合起来,改善交通运输环境、保障交通安全以及提高资源利用率。

       具体应用:包括智能公交车、共享单车、车联网充电桩监测、智能红绿灯以及智慧停车等领域。其中,车联网是物联网在交通领域的重要应用,通过车辆与车辆、车辆与道路基础设施之间的通信,实现交通信息的实时共享和智能控制。

四、工业物联网

       定义与特点:将物联网技术应用于工业领域,以提高工业生产效率、降低生产成本、改善产品质量。

       具体应用:包括设备远程监控、预测性维护、生产流程优化等。通过在设备上安装传感器和执行器,可以实现对生产过程的实时监控和优化,提高生产效率和产品质量。

五、农业物联网

       定义与特点:将物联网技术应用于农业领域,以提高农业生产效率、节约资源、改善产品质量。

       具体应用:包括智能灌溉、作物监测、养殖管理等。通过传感器和数据分析技术,农民可以实时监测农田环境、作物生长状况等信息,实现精准施肥、灌溉和防治病虫害。

六、医疗健康

       定义与特点:物联网技术可以应用于医疗设备和健康监测,为患者提供更加便捷和个性化的医疗服务。

       具体应用:包括远程医疗监护、智能穿戴设备等。智能穿戴设备可以收集患者的健康数据,并传输给医生进行分析诊断;远程医疗系统可以使患者足不出户就能接受医生的诊治。

七、其他领域

       智慧物流:利用物联网技术实现货物的实时追踪和智能调度,提高物流效率和准确性。

       环境监测:通过物联网技术对环境质量进行实时监测和预警,如空气质量监测站、水质监测站等。

       安全防范:物联网技术可以应用于安全防范领域,如智能监控系统智能门禁系统等,提高安全防范能力和响应速度

       能源管理通过物联网技术实现智能电网、智能燃气、能源监测等,提高能源利用效率和节能减排

       金融保险:物联网技术可以应用于金融保险领域,如智能支付、风险管理、反欺诈等,提高金融服务效率和安全性。

八、物联网技术的优势

       提高效率:通过自动化和智能化管理,减少人工干预,提高生产效率和管理效率。

       提升安全性:对数字和物理基础设施进行持续监控,及时发现潜在的安全风险。

       降低成本:实现设备的预测性维护,减少故障停机时间,降低维修成本;通过智能化管理优化资源配置,降低运营成本。

       改善客户体验:为客户提供更加便捷和个性化的服务,如智能家居设备可以根据用户的习惯和需求进行自动调节。

       综上所述,物联网技术具有广泛的应用前景和巨大的市场潜力,正在逐步改变我们的生产和生活方式。随着技术的不断发展和完善,物联网的应用领域将会更加广泛和深入。

应用原理 

       物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中,物品(商品)能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。

       物联网中非常重要的技术是射频识别(RFID)技术。RFID是射频识别(Radio Frequency Identification)技术英文缩写,是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术,是目前比较先进的一种非接触识别技术。以简单RFID系统为基础,结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等,构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的,比Internet更为庞大的物联网成为RFID技术发展的趋势。

       而 RFID,正是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构想中,RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息,通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统,实现物品(商品)的识别,进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享,实现对物品的“透明”管理。

       “物联网”概念的问世,打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开:一方面是机场、公路、建筑物,而另一方面是数据中心,个人电脑、宽带等。而在“物联网”时代,钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施,在此意义上,基础设施更像是一块新的地球工地,世界的运转就在它上面进行,其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。 

开展步骤

       物联网在实际应用上的开展需要各行各业的参与,并且需要国家政府的主导以及相关法规政策上的扶助,物联网的开展具有规模性、广泛参与性、管理性、技术性、物的属性等等特征,其中,技术上的问题是物联网最为关键的问题,亿博物流咨询介绍,物联网技术是一项综合性的技术,是一项系统,目前国内还没有哪家公司可以全面负责物联网的整个系统规划和建设,理论上的研究已经在各行各业展开,而实际应用还仅局限于行业内部。关于物联网的规划和设计以及研发关键在于RFID、传感器、嵌入式软件以及传输数据计算等领域的研究。

       一般来讲,物联网的开展步骤主要如下:

       (1)对物体属性进行标识,属性包括静态和动态的属性,静态属性可以直接存储在标签中,动态属性需要先由传感器实时探测;

       (2)需要识别设备完成对物体属性的读取,并将信息转换为适合网络传输的数据格式;

       (3)将物体的信息通过网络传输到信息处理中心(处理中心可能是分布式的,如家里的电脑或者手机,也可能是集中式的,如中国移动的IDC),由处理中心完成物体通信的相关计算。
关键领域

       《国家中长期科学与技术发展规划(2006-2020年)》和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中均将传感网列入重点研究领域。目前我国的技术研发技术水平已处于世界前列,中科院早在10年前就启动了传感网研究,先后投入数亿元,目前中国与德国、美国、英国、韩国等国一起,成为国际标准制定的主要国家之一。

       国信证券认为,物联网的关键在于RFID、传感器、嵌入式软件及传输数据计算等领域。从IT硬件与设备上市公司来看,能够在物联网主题中受益的领域有:(1)二维码和RFID,主要是二维码溯源的新大陆(000997.SZ)、RFID芯片、电子标签与读写器的远望谷、上海贝岭(600171.SH)及子公司阿法迪、厦门信达(000701.SZ)子公司信达汇聪;(2)传感器有关的华东科技(000727.SZ)子公司南京高华科技、MEMS封装的长电科技(600584.SH);(3)与TD—SCDMA芯片与SIM卡的有关公司大唐电信(600198.SH)、东信和平(002017.SZ)、SiP封装的长电科技。

       日信证券认为,未来3~5年相对明确受益物联网建设的首推RFID制造厂商远望谷;新大陆短期看凭借二维码的低成本优势、在供应链管理领域也将获得不错的发展机遇。中国移动出于扩张增值业务收入的考虑对发展物联网兴趣浓厚,东信和平、大唐电信有望获得超预期增长机会。除此之外,投资者可关注MEMS传感器概念厂商歌尔声学(002241.SZ)、家用电器智能控制领域的拓邦电子(002139.SZ)以及集成电路产业链相关上市公司。

       联合证券则认为,从产生物联网信息方面受益的设备公司包括远望谷和新大陆,不过IT设备制造的产业逻辑是技术和成本比拼的全球竞争。在行业向好的背景下,相关公司是否能够获得成长机会需要自下而上再次分析和确认;从传递物联网信息方面受益的设备公司包括光通信系统和光器件领域的烽火通信(600498.SH)、中兴通讯(000063.SZ)和光迅科技(002281.SZ)。通信设备制造的产业结构明显向中国的优势企业倾斜,物联网产生的需求将带动相关公司的持续成长;而在传递物联网信息方面受益的运营公司包括WIFI运营商中国联通(600050.SH)和中国电信
国信证券同时提醒,从目前国内的发展水平来看,物联网的发展仍存在瓶颈:一是RFID高端芯片等核心领域无法产业化,国内RFID以低频为主;二是国内传感器产业化水平较低,高端产品国外厂商垄断;三是实现物物互联的数据计算量庞大,更需要算法的革命。 

发展

中国拥有话语权

       2009年10月24日,在中国第四届中国民营科技企业博览会上,西安优势微电子公司宣布:中国的第一颗物联网的中国芯——“唐芯一号”芯片研制成功,中国已经攻克了物联网的核心技术。唐芯一号芯片是一颗2.4G超低功耗射频可编程片上系统PSoC,可以满足各种条件下无线传感网、无线个域网、有源RFID等物联网应用的特殊需要,为我国的物联网产业的发展奠定了基础。左图是“唐芯一号”的显微照片。

       “与计算机、互联网产业不同,中国在‘物联网’领域享有国际话语权!”中科院上海微系统与信息技术研究所副所长、中科院无锡高新微纳传感网工程中心主任刘海涛自豪的说。

       目前,我国的无线通信网络已经覆盖了城乡,从繁华的城市到偏僻的农村,从海岛到珠穆朗玛峰,到处都有无线网络的覆盖。无线网络是实现“物联网”必不可少的基础设施,安置在动物、植物、机器和物品上的电子介质产生的数字信号可随时随地通过无处不在的无线网络传送出去。“云计算”技术的运用,使数以亿计的各类物品的实时动态管理变得可能。

       而在“物联网”这个全新产业中,我国的技术研发水平处于世界前列,具有重大的影响力。中科院早在1999年就启动了传感网研究,与其它国家相比具有同发优势。该院组成了2000多人的团队,先后投入数亿元,在无线智能传感器网络通信技术、微型传感器、传感器终端机、移动基站等方面取得重大进展,目前已拥有从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链。在世界传感网领域,中国与德国、美国、韩国一起,成为国际标准制定的主导国之一。

       业内专家表示,掌握“物联网”的世界话语权,不仅仅体现在技术领先,更在于我国是世界上少数能实现产业化的国家之一。这使我国在信息技术领域迎头赶上甚至占领产业价值链的高端成为可能。

       中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心(以下简称‘无锡传感网中心’),是国内目前研究物联网的核心单位。2009年8月7日,温家宝总理在江苏无锡调研时,对微纳传感器研发中心予以高度关注,提出了把传感网络中心设在无锡、辐射全国的想法。温家宝总理指出“在传感网发展中,要早一点谋划未来,早一点攻破核心技术”,“在国家重大科技专项中,加快推进传感网发展”,“尽快建立中国的传感信息中心,或者叫‘感知中国’中心”。江苏省委省政府接到指示后认真落实总理的要求,热情拥抱“物联网”,突出抓好平台建设和应用示范工作,并迅速形成了研发安全感与产业突破的先发优势。无锡市则作出部署:举全市之力,抢占新一轮科技革命制高点,把无锡建成传感网信息技术的创新高地、人才高地和产业高地。

       2009年,无锡传感网中心的传感器产品在上海浦东国际机场和上海世博会被成功应用,首批价值1500万元的传感安全防护设备销售成功,这套设备由10万个微小的传感器组成,散布在墙头墙角墙面和周围道路上。传感器能根据声音、图像、震动频率等信息分析判断,爬上墙的究竟是人还是猫狗等动物。

       多种传感手段组成一个协同系统后,可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。由于效率高于美国和以色列的防入侵产品,国家民航总局正式发文要求,全国民用机场都要采用国产传感网防入侵系统。至2009年8月,仅浦东机场直接采购传感网产品金额为4000多万元,加上配件共5000万元。刘海涛称,若全国近200家民用机场如果都加装防入侵系统,将产生了上百亿的市场规模。 

高校的研究

       物联网在中国高校的研究,当前的聚焦点在北京邮电大学和南京邮电大学。作为“感知中国”的中心,无锡市2009年9月与北京邮电大学就传感网技术研究和产业发展签署合作协议[1],标志中国“物联网”进入实际建设阶段。协议声明,无锡市将与北京邮电大学合作建设研究院,内容主要围绕传感网,涉及光通信、无线通信、计算机控制、多媒体、网络、软件、电子、自动化等技术领域,此外,相关的应用技术研究、科研成果转化和产业化推广工作也同时纳入议程。

       为积极参与“感知中国”中心及物联网建设的科技创新和成果转化工作,保持、扩大学校在物联网研究领域的优势,近日,南京邮电大学召开物联网建设专题研讨会,及时调整科研机构和专业设置,新成立了物联网与传感网研究院、物联网学院。2009年9月10日,全国高校首家物联网研究院在南京邮电大学正式成立。[2]新华日报记者探访了南邮的“无线传感器网络研究中心”,这里的研究者与“物联网”打交道已有五六年。在实验室,一些“物联网”产品已经初见雏形。此外,南邮还有系列举措推进物联网建设的研究:设立物联网专项科研项目,鼓励教师积极参与物联网建设的研究;启动“智慧南邮”平台建设,在校园内建设物联网示范区等。 

政府的措施

       中国将采取四大措施支持电信运营企业开展物联网技术创新与应用。这些措施包括:

       1.突破物联网关键核心技术,实现科技创新。同时结合物联网特点,在突破关键共性技术时,研发和推广应用技术,加强行业和领域物联网技术解决方案的研发和公共服务平台建设,以应用技术为支撑突破应用创新。

       2.制订中国物联网发展规划,全面布局。重点发展高端传感器、MEMS、智能传感器和传感器网节点、传感器网关;超高频RFID、有源RFID和RFID中间件产业等,重点发展物联网相关终端和设备以及软件和信息服务。

       3.推动典型物联网应用示范,带动发展。通过应用引导和技术研发的互动式发展,带动物联网的产业发展。重点建设传感网在公众服务与重点行业的典型应用示范工程,确立以应用带动产业的发展模式,消除制约传感网规模发展的瓶颈。深度开发物联网采集来的信息资源,提升物联网的应用过程产业链的整体价值。

       4.加强物联网国际国内标准,保障发展。做好顶层设计,满足产业需要,形成技术创新、标准和知识产权协调互动机制。面向重点业务应用,加强关键技术的研究,建设标准验证、测试和仿真等标准服务平台,加快关键标准的制定、实施和应用。积极参与国际标准制定,整合国内研究力量形成合力,推动国内自主创新研究成果推向国际。 

未来

       物联网不是科技狂想,而是又一场科技革命。 

       物联网需要信息高速公路的建立,移动互联网的高速发展以及固话宽带的普及是物联网海量信息传输交互的基础。依靠网络技术,物联网将生产要素和供应链进行深度重组,成为信息化带动工业化的现实载体。据业内人士估计,中国物联网产业链今年就能创造1000亿元左右的产值,它已经成为后3G时代最大的市场兴奋点。

       有业内专家认为,物联网一方面可以提高经济效益,大大节约成本;另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。目前,加拿大、英国、德国、芬兰、意大利、日本、韩国等都在投入巨资深入研究探索物联网。同时,有专家认为,物联网架构建立需要明确产业链的利益关系,建立新的商业模式,而在新的产业链推动矩阵中,核心则是明确电信运营商的龙头地位。

       物联网的发展,也是以移动技术为代表的普适计算和泛在网络发展的结果,带动的不仅仅是技术进步,而是通过应用创新进一步带动经济社会形态、创新形态的变革,塑造了知识社会的流体特性,推动面向知识社会的下一代创新(创新2.0)形态的形成[3]。移动及无线技术、物联网的发展,使得创新更加关注用户体验,用户体验成为下一代创新的核心。开放创新、共同创新、大众创新、用户创新成为知识社会环境下的创新新特征,技术更加展现其以人为本的一面,以人为本的创新随着物联网技术的发展成为现实。

       作为物联网的积极推动者的欧盟则梦想建立“未来物联网”。欧盟信息社会和媒体司2009年5月公布的《未来互联网2020:一个业界专家组的愿景》报告指出,欧洲正面临经济衰退、全球竞争、气候变化、人口老龄化等诸多方面的挑战,未来互联网不会是万能灵药,但我们坚信,未来互联网将会是这些方面以及其他方面解决方案的一部分甚至是主要部分。报告谈及的未来物联网的四个特征:未来互联网基础设施将需要不同的架构,依靠物联网的新Web服务经济将会融合数字和物理世界从而带来产生价值的新途径,未来互联网将会包括物品,技术空间和监管空间将会分离。涉及物联网的就有两项。作者认为,当务之急是:摆脱现有技术的束缚,价值化频谱,信任和安全至关重要,用户驱动创新带来社会变化,鼓励新的商业模式。 

问题

1、物联网安全问题

       中国大型企业、政府机构,如果与国外机构,进行项目合作,如何确保企业商业机密、国家机密不被泄漏?这不仅是一个技术问题,而且还涉及到国家安全问题,必须引起高度重视。

2、隐私问题

       在物联网中,射频识别技术是一个很重要的技术。在射频识别系统中,标签有可能预先被嵌入任何物品中,比如人们的日常生活物品中,但由于该物品(比如衣物)的拥有者,不一定能够觉察该物品预先已嵌入有电子标签以及自身可能不受控制地被扫描、定位和追踪,这势必会使个人的隐私问题受到侵犯。因此,如何确保标签物的拥有者个人隐私不受侵犯便成为射频识别技术以至物联网推广的关键问题。而且,这不仅仅是一个技术问题,还涉及到政治和法律问题。这个问题必须引起高度重视并从技术上和法律上予以解决。造成侵犯个人隐私问题的关键在于射频识别标签的基本功能:任意一个标签的标识(ID)或识别码都能在远程被任意的扫描,且标签自动地,不加区别地回应阅读器的指令并将其所存储的信息传输给阅读器。这一特性可用来追踪和定位某个特定用户或物品,从而获得相关的隐私信息。这就带来了如何确保嵌入有标签的物品的持有者个人隐私不受侵犯的问题。

3、商业模式

       物联网商用模式有待完善

4、物联网的政策和法规。

       物联网不是一个小产品,也不是只是一个小企业可以做出来,做起来,它不仅需要技术,它更是牵涉到各个行业,各个产业,需要多种力量的整合。这就需要国家的产业政策和立法上要走在前面,要制定出适合这个行业发展的政策和法规,保证行业的正常发展。

       我们都知道,汽车业是经济发展中的一个重大行业,很长一段时间,中国汽车行业的政策制订,把持在一些利益集团手中,象一汽、上汽这些汽车制造厂,很大程度借着国有企业,重要产业的名义,影响了国家的政策制订,把持了这个行业,导致新的力量无法进入中国汽车业,这些获得利益的集团却不思进取,根本不努力进行研发,把合资作为发展的唯一一条路,结果是为外国企业赚了钱,自己的汽车业没有发展起来,而中国消费者十多年一直买远远高于国际市场的汽车。而产业政策一变,奇瑞、吉利、比亚迪这些企业进入汽车业,中国汽车业马上高速度发展起来,新车型不断推出,价格也大大降低。

       二战后,美国在经济上一度并不特别强大,但是到了上世纪90年代,美国的信息高速公路计划,不但是政府进行投资,而且在产业政策上给予了很多支持,导致美国的信息产业高速度发展,现在全世界基于PC和互联网的信息产业完全控制在美国人手中,不但获得了巨大利益,甚至政治利益、文化的传播、价值观的传播都起了巨大作用。

       因此对于复杂的物联网,必须要有政府的政策支持,政府必须要有专门人和专门的机构来研究和协调,物联网才能有真正意义的发展,否则,它只能小有成就,而不会大有作为。

5、技术标准的统一与协调。

       我们都知道互联网发展到今天,有一件事是解决的非常好,就是标准化问题解决的非常好,全球进行传输的协议TCP/IP协议,路由器协议,终端的构架与操作系统,这些都解决的非常好,因此,我们可以在全世界任何一个角落,使用每一台电脑连接到互联网中去,可以很方便的上网。物联网发展过程中,传感、传输、应用各个层面会有大量的技术出现,可能会采用不同的技术方案。如果各行其是,那结果是灾难的,大量的小而破的专用网,相互无法连通,不能进行联网,不能形成规模经济,不能形成整合的商业模式,也不能降低研发成本。因此,尽快统一技术标准,形成一个管理机制,这是物联网马上就要面对问题,开始时,这个问题解决得好,以后就很容易,开始解决不好,积重难返,那么以后问题就很难解决。

       这个问题和第一问题又是相关联,如果政府没有专门的部门来管理和协调,没有相应的政策和法规,何来标准的统一与协调?

6、管理平台的形成。

       物联网是什么?我们经常会说RFID,这只是感知,其实感知的技术已经有,虽然未必说成熟,但是开发起来并不难。但是物联网的价值在什么地方?在于网,而不在于物。传感是容易的,但是感知的信息,如果没有一个庞大的网络体系,不能进行管理和整合,那这个网络就没有意义。因此,建立一个全国性的,庞大的,综合的业务管理平台,把各种传感信息进行收集,进行分门别类的管理,进行有指向性的传输,这就是一个大问题。一个小企业甚至都可以开发出传感技术,开发出传感应用。但是一个小企业没有办法建立起一个全国性高效率的网络。没有这个平台,各自为政的结果一定是效率低,成本高,很难发展起来,也很难起到效果。

       这个平台,电信运营商最有力量与可能来建设,也可能这个过程中,会有新的管理平台建设与提供者出现。我也相信,这个平台的建设者会在未来的物联网发展中,取得较好的市场地位,甚至是最大的受益者。

7、安全体系的建立与形成。

       物联网目前的传感技术主要是RFID,植入这个芯片的产品,是有可能被任何人进行感知的,它对于产品的主人而言,有这样的一个体系,可以方便的进行管理。但是,它也存在着一个巨大的问题,其他人也能进行感知,比如产品的竞争对手,那么如何做到在感知、传输、应用过程中,这些有价值的信息可以为我所用,却不被别人所用,尤其不被竞争对手所用。这就需要在安全上下功夫,形成一套强大的安全体系。现在应该说,会有哪些安全问题出现,如何应对这些安全问题,怎么进行屏蔽都是一些非常复杂的问题,甚至是不清晰的。但是这些问题一定值得注意,尤其是这个管理平台的提供者。安全问题解决不好,有一天可能有价值的物联网会成为给竞争对手提供信息方便的平台,那么它的价值就会大大的打折扣,也不会有企业愿意和敢于去使用。

8、应用的开发。

       物联网的价值不是一个可传感的网络,而是必须各个行业参与进来进行应用,不同行业,会有不同的应用,也会有各自不同的要求,这些必须根据行业的特点,进行深入的研究和有价值的开发。这些应用开发不能依靠运营商,也不能仅仅依靠所谓物联网企业,因为运营商和技术企业都无法理解行业的要求和这个行业具体的特点。很大程度上,这是非常难的一步,也是需要时间来等待。需要一个物联网的体系基本形成,需要一些应用形成示范,更多的传统行业感受到物联网的价值,这样才能有更多企业看清楚物联网的意义,看清楚物联网有可能带来的商业价值,也会把自己的应用与业务与物联网结合起来。

       行业的要求和这个行业具体的特点。很大程度上,这是非常难的一步,也是需要时间来等待。需要一个物联网的体系基本形成,需要一些应用形成示范,更多的传统行业感受到物联网的价值,这样才能有更多企业看清楚物联网的意义,看清楚物联网有可能带来的商业价值,也会把自己的应用与业务与物联网结合起来。 

智慧城市

       智慧城市观概念,它反映了社会对未来城市的知识化、信息化、高效益的一种愿望,着眼于城市发展整体的总效果。信息化是智慧城市的重要内容,社会对智慧城市的期望并不局限于信息化,社会要求城市具有整体发展的智慧。

智慧城市的优点

       易于宣传,缺点是无法准确定义,因为“智慧”是人们早已熟悉的词汇,自会以自己的理解想象智慧城市,“智慧城市”只能是公众视角,不是信息工程学的精确定义。

挑战

       虽然物联网近年来的发展已经渐成规模,各国都投入了巨大的人力、物力、财力来进行研究和开发。但是在技术、管理、成本、政策、安全等方面仍然存在许多需要攻克的难题, 具体分析如下:

       (1)技术标准的统一与协调

       传统互联网的标准并不适合物联网。物联网感知层的数据多源异构,不同的设备有不同的接口,不同的技术标准;网络层、应用层也由于使用的网络类型不同、行业的应用方向不同而存在不同的网络协议和体系结构。建立的统一的物联网体系架构,统一的技术标准是物联网正在面对的难题。 

       (2)管理平台问题

       物联网自身就是一个复杂的网络体系,加之应用领域遍及各行各业,不可避免的存在很大的交叉性。如果这个网络体系没有一个专门的综合平台对信息进行分类管理,就会出现大量信息冗余、重复工作、重复建设造成资源浪费的状况。每个行业的应用各自独立,成本高、效率低,体现不出物联网的优势,势必会影响物联网的推广。 物联网现急需要一个能整合各行业资源的统一管理平台,使其能形成一个完整的产业链模式。  

       (3)成本问题

       各国对物联网都积极支持,在看似百花齐放的背后,能够真正投入并大规模使用的物联网项目少之又少。譬如,实现RFID技术最基本的电子标签及读卡器,其成本价格一直无法达到企业的预期,性价比不高;传感网络是一种多跳自组织网络,极易遭到环境因素或人为因素的破坏,若要保证网络通畅,并能实时安全传送可靠信息,网络的维护成本高。在成本没有达到普遍可以接受的范围内,物联网的发展只能是空谈。 

       (4)安全性问题

       传统的互联网发展成熟、应用广泛,尚存在安全漏洞。物联网作为新兴产物,体系结构更复杂、没有统一标准,各方面的安全问题更加突出。其关键实现技术是传感网络,传感器暴露的自然环境下,特别是一些放置在恶劣环境中的传感器,如何长期维持网络的完整性对传感技术提出了新的要求,传感网络必须有自愈的功能。 这不仅仅受环境因素影响,人为因素的影响更严峻。RFID是其另一关键实现技术,就是事先将电子标签置入物品中以达到实时监控的状态,这对于部分标签物的所有者势必会造成一些个人隐私的暴露,个人信息的安全性存在问题。不仅仅是个人信息安全,如今企业之间、国家之间合作都相当普遍,一旦网络遭到攻击,后果将更不敢想象。 如何在使用物联网的过程做到信息化和安全化的平衡至关重要。

就业方向及前景

       物联网专业的就业方向及前景分析如下:

一、就业方向

       物联网专业的毕业生有多个就业方向,包括但不限于:

       物联网工程师:负责设计和开发物联网系统、设备和应用程序,涵盖传感器、网络通信、数据处理等方面。

       物联网数据分析师:负责对物联网设备产生的大量数据进行分析和挖掘,以提供有价值的信息支持决策。

       物联网项目经理:负责规划、组织和管理物联网项目,确保项目按时、按质完成。

       物联网安全专家:负责保护物联网系统和设备的安全,预防黑客攻击、数据泄露等风险。

       软件开发工程师:根据产品需求进行软件设计和开发,包括嵌入式系统、应用程序和云计算平台等。

       系统集成工程师:将硬件和软件进行整合,实现设备的联网和远程控制。

       硬件设计工程师:负责物联网设备的硬件设计和开发,包括电路板设计、传感器选型等。

二、就业前景

       物联网专业的就业前景广阔,主要体现在以下几个方面:

       市场需求大:随着物联网技术的普及和应用,各行各业对物联网专业人才的需求日益增长。物联网产业规模庞大,比互联网产业大20倍以上,每年需要的物联网工程专业人才在百万人的量级。

       应用领域广泛:物联网技术应用范围几乎覆盖了各行各业,包括智能家居、智能交通、智能医疗、环保、安防、农业等,为物联网专业毕业生提供了丰富的就业机会。

       技术创新不断:物联网技术处于快速发展阶段,不断创新的技术为行业带来了新的发展机遇,也为物联网专业人才提供了更多的职业发展空间。

       综上所述,物联网专业具有广阔的就业方向和良好的就业前景。然而,也需要注意到行业内的竞争压力和不断变化的技术趋势,不断提升自己的专业技能和竞争力才能在这个行业中脱颖而出。

智能插座

       物联网智能插座是一种集成了智能控制、无线传输、电源管理和火灾保护等多种功能的新型插座。以下是关于物联网智能插座的详细介绍:

一、定义与特点

       物联网智能插座是一种可以通过手机APP、语音命令或其他智能设备远程控制电器开关的插座。它不仅具备传统插座的基本功能,还融入了物联网技术,实现了设备的智能化管理和控制。其主要特点包括:

       远程控制:用户可以通过手机APP或语音助手远程控制插座的开关状态,无需亲自走到电器旁边。

       定时功能:用户可以设定定时开关,让电器在特定时间段自动开启或关闭,方便实用。

       电量统计:部分智能插座能够实时监测并统计电器的耗电量,帮助用户更好地管理电能消耗。

       安全保护:智能插座通常具备过载保护、短路保护等安全功能,确保用电安全。

二、主要功能

       遥控开关:连接家中的Wi-Fi后,用户可以通过手机应用程序在任何地方控制家里的电器开关。

       定时功能:设定定时开关,如在每天的特定时间段自动关闭或打开电器,节省能源。

       电量统计:实时监测并统计电器的消耗电量,帮助用户更好地管理家庭用电。

       语音控制:与智能语音助手配合使用,用户只需通过语音命令就能操作电器开关。

三、适用场景

       物联网智能插座适用于多种场景,包括但不限于:

       家庭生活:用于控制电视、空调、洗衣机等家用电器的开关,提高生活便利性。

       办公环境:在办公室中控制电脑、打印机等设备的开关,节省能源并提高工作效率。

       公共场所:如图书馆、医院、学校等,用于控制照明、空调等设备的开关,实现智能化管理。

四、选购建议

       在选购物联网智能插座时,建议考虑以下几个方面:

       兼容性:确保插座与家中的智能设备兼容,以便实现远程控制等功能。

       品牌与质量:选择知名品牌和高质量的产品,以确保产品的稳定性和安全性。

       功能与需求:根据实际需求选择合适的功能,如是否需要电量统计、语音控制等。

       价格与性价比:在预算范围内选择性价比高的产品。

五、发展趋势

       随着智能家居市场的不断发展,物联网智能插座作为智能家居系统的重要组成部分,其市场需求将持续增长。未来,物联网智能插座将朝着更加智能化、无线化、便捷化的方向发展,以满足用户日益增长的需求。同时,随着技术的进步和成本的降低,物联网智能插座的价格也将更加亲民,让更多家庭能够享受到智能生活的便利。

应用技术

       物联网应用技术(Internet of Things, IoT)是指通过信息传感设备,实现物体与网络的连接,从而实现智能化识别、定位、跟踪、监管。它融合了传感器、设备、网络和云计算等技术,使物理设备和对象能够相互通信、收集和共享数据。以下是关于物联网应用技术的详细解析:

一、物联网应用技术的基本概念及原理

       物联网应用技术的基本概念是指将物品与物品相连,通过嵌入式技术、传感器技术、通信技术等手段实现信息的传输与交互。物联网应用技术的原理主要包括以下几个方面:

       1、嵌入式技术:通过将传感器、执行器等设备嵌入到物品中,实现与物品的连接和数据的采集。

       2、传感器技术:传感器是物联网设备感知周围世界的眼睛和耳朵,能够检测环境中的变化,如温度、湿度、光照强度、声音、位置等信息,并将获取的模拟信号转换成数字信号,通过内嵌的处理单元进行基本的处理。

       3、通信技术:物联网设备使用无线技术(如Wi-Fi、蓝牙Zigbee、NB-IoT等)和有线技术实现设备之间的数据传输和通信。通信技术的选择依赖于设备的应用场景、距离、电力消耗和数据传输需求。

       4、数据处理技术:利用大数据、云计算等技术对物联网数据进行处理、分析,挖掘数据背后的模式和趋势,为智能决策或用户命令提供依据。

       5、云平台提供设备管理、数据存储、数据分析等功能,是物联网数据处理和存储的核心。

       6、安全和隐私技术:保护设备和数据安全,包括身份验证、数据加密等,确保数据在传输和存储过程中的安全性。

二、物联网应用技术的应用领域

       物联网应用技术广泛应用于各个领域,包括但不限于以下几个方面:

       1、智能家居:通过联网家中的电器设备、灯光、空调、安全系统等,实现智能化自动控制。用户可以通过智能终端远程操控家中的设备,提高生活的便利性和能源利用效率。

       2、智慧城市:利用物联网、云计算、大数据等技术实现城市基础设施、公共服务、市民生活的综合管理,提高城市管理的效率和智能化水平。

       3、工业自动化将制造设备和工厂生产线连接在一起,实现生产过程的智能化和自动化,提高生产效率和产品质量。

       4、农业:通过物联网技术监测土壤湿度、光照强度等环境参数,实现精准农业管理,提高农作物产量和质量。

       5、医疗健康:将医疗设备、患者监测设备和医疗记录系统连接在一起,实现实时监测和远程医疗服务,提高医疗服务的效率和质量。

       6、物流运输:通过物联网技术实时监测货物的位置、温度、湿度等信息,确保货物在运输过程中的安全和完整,提高物流管理的效率。

       7、能源管理:通过物联网技术监测能源设备的运行状态和能源消耗情况,实现能源的智能管理和优化调度。

三、物联网应用技术的发展趋势

       随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展,物联网应用技术正朝着以下几个方向发展:

       1、标准化和互操作性提升:未来物联网设备将更加注重标准化和互操作性,实现不同设备之间的无缝连接和数据交换。

       2、数据处理和分析能力增强:物联网设备将产生更多数据,需要更强大的数据处理和分析能力来挖掘数据价值。

       3、与人工智能、大数据等技术融合:物联网技术将与人工智能、大数据等技术相结合,实现更加智能化的应用。

       4、新兴领域应用拓展:物联网技术将逐渐渗透到教育、旅游、娱乐等多个领域,为人们的生活带来更加便捷和智能的体验。

四、物联网应用技术的挑战与解决方案

       在实施物联网应用技术的过程中,企业可能面临连接性、安全性、数据处理、互操作性等挑战。为了解决这些挑战,可以采取以下措施:

       1、选择合适的网络连接方式:根据具体需求选择有线、无线或蜂窝移动连接,确保网络连接的稳定性和可靠性。

       2、加强数据安全和隐私保护:采用加密技术保护数据传输过程的安全,实施严格的数据访问控制和用户认证机制。

       3、投资数据处理和分析工具:利用大数据、云计算等技术处理和分析物联网数据,挖掘数据价值。

       4、选择兼容的物联网设备:选择彼此兼容且可以在它们之间无缝传输数据的物联网设备,提高系统的互操作性。

       综上所述,物联网应用技术正不断发展和普及,将推动社会各领域的智能化、自动化发展,为人们的生活和工作带来便利。

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