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物联网实用13篇

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篇1

联网被认为是继计算机、互联网与移动通信网络之后的第三次信息化产业浪潮,许多国家尤其是发达国家纷纷出台物联网发展计划。继美国推出“智慧地球”战略计划后,我国也提出了“感知中国”口号,并将其上升为战略地位。一时间物联网成为各国竞相发展的新的产业。

1 物联网的由来

从狭义角度看,只要是物品之间通过传感网络连接而成的网络就算是物联网范畴,与是否接入互联网没有关系。广义角度看,物联网不仅局限于物与物之间的信息传递,还将于互联网实现融合,最终形成人与物无所不在的信息交换。物联网目的是让所有物品能够远程感知和控制,并与现有的网络连接在一起,形成一个更加智慧的生产生活体系。目前较为公认的物联网定义是指通过射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等装置,按约定的协议把任何物品与互联网连接起来形成的一个巨大网络,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。

物联网的精髓是感知,感知包括传感器的信号采集、协同处理、智能组网、信息服务,以达到控制指挥的目的。其中,传感网是感知的网络,是物和物的互联;移动通信网是信息传输的网络,是人和人的互联;互联网是连接虚拟信息共享的网络,而物联网是连接现实物理世界的网络。实质上,物联网是传感网与互联网、移动通信网“三网”高效融合的产物,是信息系统与物理系统高效融合的产物。

2 物联网技术的体系架构

物联网技术是一种网络技术,物联网技术的核心和基础仍然是“互联网技术”。物联网技术是集计算机、信息、通信、网络、传感器、自动控制等多种技术的综合,按照现在业内的共识,物联网体系架构可划分为感知层、网络层、应用层3个层次。感知层是以EPC、RFID、传感器等技术为基础感知事物,实现信息采集和“物”的识别。网络层通过现有的互联网、通信网、广电网以及各种接入网和专用网,实现数据的传输与计算。应用层则是面向各种用户需求的应用,由个人计算机、手机、输入输出控制终端等终端设备以及数据中心所构成的系统或专用网络,实现所感知信息的应用服务。

2.1 感知层

信息感知为物联网应用提供了信息来源,是物联网应用的基础。感知层技术包括:统一标识技术、RFID技术、传感器技术、传感器自组网技术等。统一识别技术是解决对物体统一识别的问题,是进行数据收集的基础和前提。RFID技术需要解决超高频和微波频段的RFID芯片、天线、RFID中间件、标签防碰撞算法、安全认证协议等问题。

在传感技术方面,目前的传感器件是依赖敏感器件,而距离广泛应用要求还远远没有达到,解决传感器件朝着功耗更低、敏感度更高、稳定性更好、成本更低的方向发展是现在一个急需解决的问题。

2.2 网络层

网络层能够把感知到的信息进行传输,实现互联。感知层感知到的大量信息都需要通过网络层进行传输,才能实现对这些信息的处理,以达到智能化管理和监控的目的。因此,物联网要求能够充分利用电信网、广播电视网和互联网等各类网络。物联网的核心应是以IPV6为基础的互联网,但不排除物联网节点能通过互联网的双向翻译网关或隧道机制与传统的IPV4终端主机通信。经过十来年的快速发展,移动通信网、互联网等技术已经比较成熟,基本上能够满足物联网数据传输的需要。

2.3 应用层

伴随着物联网在不同领域中的普及,网络中的数据量将成几何倍数增长,应用层必须提高对这些数据的及时计算和反馈。如何有效的改进已有的技术和方法或提出新的技术和方法来高效地管理和处理这些海量数据将是从数据中提取信息并进一步融合、推理和决策的关键。应用层是物联网与用户的接口,根据不同用户的不同需求,在物联网感知层和网络层的基础上,我们可以开发各种不同的应用,来解决生活、生产中的各种问题,给我们的带来便利,实现更加精细和准确的智能化管理。例如:智能矿山、手机钱包、智能家电、绿色农业、智能交通等。

3 总结

物联网技术属于新兴的战略产业,是国家战略级的技术,其应用前景将非常广阔。物联网的概念由来已久,但其运用还处于起步阶段,有很多不完善的地方,如物联网中海量的各种物体信息数据的融合问题;安全和隐私也将是物联网面临的挑战之一;相关标准的制定,这些问题都需要相关部门和研究人员的继续努力研究攻克。

参考文献:

[1]工业和信息化部办公厅.2010年ICT深度观察[M].北京:人民邮电出版社,2010:139-146.

[2]胡光武,陈文龙,徐恪.一种基于IPV6的物联网分布式源地址验证方案[J].北京:清华大学计算机科学与技术系计算机学报,2012,3.

[3]贾凯,刘慧,王保松.物联网在我国医药流通中的应用研究[J].商业经济文荟,2005,5:50.

篇2

现在,很多人都在谈论物联网,企业中,学校里都经常能听到物联网一词,那么究竟什么是物联网,物联网究竟是什么,物联网都包含那些范畴,本文将简单的从这几方面探讨下。

一、物联网的概念

物联网概念的简单概括就是,通过各种传感设备或者网络设备,把任何物品都互联网连接起来,物联网可以称作是“物物相连的互联网”。这个概念当中物品的范畴也很广,比如PC机、智能手机,平板电脑可以通过无线网卡接入互联网,也可以是很现实的物体,像家用电器,也可以通过添加网络模块等方法接入互联网,我们用户只能登入到网络当中,那么都可以通过网络与其相连接,达到远程控制的目的。

因此,只需要理解2点,就能够比较好的理解物联网的概念。物联网是互联网的延伸;这个延伸已经到了任何的2个物品当中了。

二、物联网的主要应用

我们刚才讨论的物联网的概念,那么接下来将分析下物联网在当前的主要应用方向。

(一)城市管理的智能控制

物联网主要基于云计算的强大计算能力和利用传感器网络获取的大量数据,通过计算和决策,能够对对象进行智能控制,并且能够分析和反馈。

我们可以应用在智能交通,对公路,公交,停车场等场所监控,可以通过检测设备,在道路交口最繁忙的时候,根据车流量,自行计算调节红绿灯的时间;公交方面,构建智能公交系统,综合网络通信,GPS定位,完成智能调度,电子站牌,快速公交系统等多种智能管理,可以详细掌握当前的公交运行状况,计算等候时间,并能够实时的格局实际情况调整发车间隔;智能化的停车场通过传感器,摄像头的设备对停车状况进行监控,并且通过网络将临近的几个停车场信息综合处理,都可以在当前停车场的地方显示,方便停车场管理,提升提车效率。

智能建筑,智能建筑的理念是节能环保,可持续发展,因此可以在建筑物内应用感应技术,时刻掌握建筑物的管理状况,并且使得建筑物利用GPS系统实时相接,能够将建筑物内的情况反映在电子地图上,比如实时的根据外界光线总动控制建筑物的照明,通过传感器检测环境,在遇到火灾等特殊情况时,可以自动的控制安全通道等,采暖,电子锁,通风系统等等都可以通过智能来控制。

(二)数字化家庭

数字化家庭简单说起来就是将家庭内的所有电子消费产品,通过物联网连接起来,可以很容易的利用一个遥控器或者手机上的应用程序来进行控制,实现电器之间的互通,能够极大的提升居住着的舒适性。

智能家居系统可以根据季节温度的变化,自动调节室内的温度,灯光,窗帘,能够通过手机或者互联网实时对家庭进行远程监控和护理,我们可以在办公室指挥家里的各个电器,比较打开热水器,打开电视的个性化节目,自动煮饭等等。

数字家庭是未来家庭生活的趋势,提高了生活、娱乐、工作的质量。

(三)智能化办公

这一点主要是应用与企事业单位里面,通过对全公司,进行无线网络的覆盖,公司内的所有终端接入无线网络当中,包含台式电脑,笔记本电脑,智能手机,平板电脑等等,或者有一些特殊的单片机类的终端系统,这些设备都处于一个公司内部的大型局域网内,可以快捷的进行信息交互,过程控制等等。

处于不同部门之间的员工可以很快捷的视频会话,收发文件等等。而且我们可以通过对网络施行分权限管理,限制不同等级的终端的访问权限,这一点是非常重要的。比方说,公司为了来宾访客方便的了解公司,可以设立一些查询为主的终端,但是这一部分的终端只能够进行资料的查询,并不能上传或下载文件;同样,不同的部门的员工的权限也不相同,把公司的资料按照权限分类,这样能够提升安全性的级别,比如同一位员工在办公区和休息区接入公司网络,看到的就不能是完全相同的权限。这种权限的设定可以有多种方法,比如通过对每个员工分配登录号的方式对账户进行管理,还有可以对不同的场所进行不同的权限设定,我们在办公室接入网络可以正常工作,但是在会客区或者休息区接入网络后只能享受来宾访客的权限。

智能化办公除了方便本公司的员工的工作,还有一点很重要的应用,是当我们去到其他公司进行商务交流等业务的时候。不再需要携带大量的纸质文件或说明书,我们只需要带着一台能够接入无线网的终端即可,我们可以连入对方公司的网络内部,获取对方资源,还可以把我方的资料通过自己的终端,随时的共享给对方,这样在沟通交流上既可以方便很多。提升办公效率方面非常明显。

这类的网络里,最需要考虑是安全问题,需要对登入者实施监控,防止有人恶意的破坏,可以通过权限级别,认证等方式来加以控制和维护,比如可以应用MAC信息的感知;HTTP.User-Agent识别法,DHCP指纹识别法等等。还可以通过加入网络的场所来进行控制,加以黑白名单辅助管理。

(四)物联网还在医疗,军事,物流,教学,食品管理等很多场景下扮演重要的角色,在此不一一讨论。

三、物联网的认识误区

物联网还处于发展阶段,在发展上还有些误区,有时候会把传感网络与物联网搞混,或者认为在物品上加了个传感器或接入了网络就是物联网了;或者认为物联网就是互联网的延伸,物联网最大的引用是在局域网内实现智能管理。

四、物联网的发展前景

物联网是推动世界高速发展的重要生产力,物联网能够节省资源,提升效率,为全球的经济复苏提供动力。

物联网将来会越来越多的应该在公共基础设施上,将大力发展在实际的生活场景下,将广泛的应用在社会各个领域当中。

篇3

近年来,劳动力成本的逐步抬升,传统劳动密集型产业、初级加工产业逐步走向衰退,迫使我国加快工业转型升级步伐,而技术密集型产业、自动化/半自动化产业将逐步兴起。在这一过程中,传统的产业需要进一步推动技术革新,从劳动密集型产业向技术密集型产业转变需要新一轮技术革命作为引擎,物联网在工业转型方面将大有可为。

在《工业转型升级规划(2011—2015年)》中,明确提出增强电子信息产业核心竞争力,着力突破物联网的关键核心技术,统筹重点领域的物联网先导应用,加强物联网创新服务体系建设。伴随新型工业化进程的加快,物联网正在向我们大步走来,工业转型升级中的物联网应用正日渐成为提升“中国制造”的力量之源,转型之力。

一方面是智能工业,物联网应用于生产过程控制、生产环境监测、制造供应链跟踪、产品全生命周期监测,促进安全生产和节能减排等,正日益进入大中型企业。物联网的发展对工业的深入发展也有着十分重大的意义。目前,物联网技术在产品信息化、生产制造环节、经营管理环节、节能减排、安全生产等领域得到应用,例如车联网,智慧矿山,智能工厂等方面的应用已经取得了明显的经济和社会效益。从国家“十二五”规划到工业转型升级规划,国家在政策、财政等方面都大力支持物联网的发展,重视物联网在两化融合中的作用,这将使得工业化和信息化的融合逐步深入并取得良好的社会效益。

另一方面是智能化工业产品从黑电延伸到白电。国际金融危机冲击下,“中国制造”的尴尬愈加强烈,“中国制造”,创造了财富,赢得了掌声,如今却在新的发展阶段面临新的挑战:从“中国制造”向“中国创造”转型,从制造业大国向制造业强国蜕变,刻不容缓,时不我待。如今,物联网正在改变这一切,随着智能化工业产品从黑电延伸到白电,目前,以家用电器、各种传感器及家庭物联网为基础,实现各种电器的智能化操控,物联网工程机械,“云家庭”解决方案,物联网冰箱、空调等家庭智能化的生活方式令人充满期待,也正是我国工业转型推动“中国制造”走向高端的目标所在。

篇4

 

自从上世纪六十年代末互联网诞生以来,其得到了快速的发展和广泛的应用。互联网在为人类生活带来翻天覆地的影响的同时,也极大地推动了人类社会的进步。随着人类科学技术的进步以及社会发展的需要,互联网的应用对象逐渐由人向各种物体延伸,实现“物与互联网”或者“互联网与物”的结合,使物与物之间基于互联网的信息传输成为现实。如今,互联网不仅成为了人们信息交流、信息获取必不可少的纽带,更随着 “互联网+”理念的应用在传统行业升级和增值方面成为强大的推动引擎。

 

物联网是当前电子信息技术行业讨论最热烈的话题,人们普遍认为其将成为人类产业发展的全新推动力,其全面应用将推动人类社会向“智慧地球”迈进。当前,全球物联网的研究尚处于起步阶段,在概念认识上还不清晰,对于“什么是物联网”、“物联网与互联网的关系和区别”,人们也还没有统一、完整的认识。最早给出物联网定义的是麻省理工大学的Kevin Ashton教授,他在上世纪九十年代末提出,物联网是将RFID技术与传感器技术应用于日常物品所创建的一个物与物相连的网络[1];而有人认为物联网是以互联网为基础,就是互联网的应用延伸,更直接将物联网表述成“The Internet of Things”[2];也有人认为物联网是一种完全区别于互联网的全新网络等。虽然不同的人从不同的角度对物联网形成了不同的认识,且从表象上看似乎各有各的道理,但他们均未从事物的本质出发去认识物联网。

 

笔者通过对物联网的长期研究,发现物联网是由具有感知和控制能力的“物”和实现物物通信交流的“联”组成的信息网,是一种客观存在的自然现象。其中“物”是物联网的主体,它既可以是用户,也可以是对象,能够感知、控制、被感知或被控制;而“联”则是物与物之间的联系纽带,用以实现物与物之间以各种各样的关联方式进行可靠的通信与交流。物联网中“物”和“联”不能孤立存在,它们是相互依存、相互促进、辩证而又统一的整体[3]。

 

1 物联网

 

宇宙是由信息组成的,物联网是宇宙中各种具有感知和控制能力的物体相互通信形成的信息网,是道法自然的真实体现,其概念模型就是六合宇宙模型,其六合分别为用户合、对象合、感知合、控制合、管理合和服务合,表达的是物联网世界各种信息相互协调、统一而又相互制约的逻辑关系。物联网六合宇宙概念模型如图1所示。

 

图1 物联网六合宇宙概念模型[3]

 

物联网的信息体系结构体现的是物联网信息的不同存在形式,是物联网六合宇宙概念模型的延伸与扩展。其信息体系结构图如图2所示,由图2可以看到,物联网信息体系结构由用户卦、对象卦、感知信息通信卦、控制信息通信卦、感知信息管理卦、控制信息管理卦、感知信息服务卦和控制信息服务卦八个部分组成,表达的是信息在物联网体系中转化的自然现象。

 

图2 物联网信息体系结构图[3]

 

物联网的信息运行体系结构由用户域、服务域、管理域、通信域和对象域五个部分构成,不同域体现的是物联网信息存在的不同表现方式,其信息运行体系结构图如图3所示。根据信息运行规律,信息可通过通信域、管理域和服务域在对象域和用户域之间实现感知和控制的相互转化。

 

图3 物联网信息运行体系结构图[3]

 

物联网是自然界客观存在的一种现象,其信息存在的形式和运行轨迹有其特定的规律,具有如下特点:

 

(1)物联网中的“物”包括对象和用户,二者在特定条件下可以相互转化,应具有相应的感知能力和控制能力,能够对自身状态、周围环境等信息进行相应的感知和控制,即“物”是“智能的物”;

 

(2)信息传递需要路径,这就要求对象与用户之间必须有一定的信息传递模式,但是这个信息传递模式不是特定的、唯一的,根据不同的场合和需求,可以有不同的形式;

 

(3)用户与对象之间的信息传递是一个完整的闭环。用户是物联网信息运行体系的主导者,对象是感知和控制的实施者。管理域与对象域之间的闭环以及服务域与对象域之间的闭环都是在用户的授权下实现的。

 

2 自然物联网

 

自然物联网指的是自然界固有智能物体之间相互通信所形成的信息网,是物联网最原始的表现形式。自然界固有智能物体是指能够感知周围环境信息并根据信息进行行为调整的物体,如人类、动植物等。自然物联网有许多例子,比如在一个狼群中,群狼与头狼之间便形成了物联网。狼群是一个具有严密等级制度的组织,在这个组织中,所有的狼都会听从头狼的号召与指挥,它们分工明确,探路、警戒、搜寻猎物等各司其责。在狼群的物联网信息运行体系结构中,群狼作为对象,对猎物等环境信息进行感知并通过肢体、气味、声音等生物间的通信方式将其感知到的信息传递给作为用户的头狼,头狼将所接收到的信息进行分析、整理后再向整个狼群发出相应的控制信息,并组织狼群统一行动。狼群的物联网信息运行体系结构如图4所示。

 

图4 狼群的物联网信息运行体系结构

 

除了上述狼群的物联网,动物间的求偶现象也可以构成物联网,如雄孔雀与雌孔雀之间的求偶现象也是自然物联网的体现。雌雄孔雀互为对象和用户,在一定的空间范围内能够相互感知对方发出的求偶信息(生物和化学信息、行为信息等),并主动做出相互靠近的反应,实现孔雀的。在上述过程中,雌雄孔雀能够感知自身体内激素和环境信息并自动向环境发出求偶信息,例如雄性孔雀开屏、鸣叫等吸引雌性孔雀注意力的行为,雌孔雀看到或听到雄性的求偶行为后做出自动靠近雄性的行为等。

 

总之,根据物体间相互作用机制以及信息传递方式的不同,大自然中存在着各种形态的、大大小小的物联网,它们相互依存、相互影响,共同构成了绚丽多彩的,能够实现自动调节的生态系统。

 

3 人造物联网

 

相对于自然物联网,人造物联网并非自然界所固有的,而是通过人类的智慧成果在人与人、人与物以及物与物之间所建立起来的信息运行体系。人造物联网是人类社会发展的产物,主要为人类服务。本文前面已表述物联网是智能物体间的一种信息交互,是存在于自然界的一种现象,所谓人造,即在这个物联网体系中,某一组成部分并不是自然界所原本具有的,或者智能的“物”是由人创造,抑或物与物之间的“联”是由人所创造,智能的“物”及其间的“联”均由人创造而来。

 

人造物联网是为人类服务伴随着人类社会发展而产生的。在古时烽火戏诸侯的故事中,周幽王与诸侯之间通过烽火台进行相互联系,构成了一个典型的人造物联网,其信息运行体系结构如图5所示。在这个物联网中,诸侯是对象,对各边镇要塞进行守卫并监视敌军情况,而周幽王则是用户,接收诸侯传来的信息并对诸侯进行控制与指挥。烽火台则是人为建造的用于诸侯与周幽王之间传达敌军入侵信息和御敌信息的通信工具,即烽火台是组成该物联网的“联”。

 

图5 周幽王与诸侯之间的物联网信息运行体系结构

 

由于“物”与“联”的多样性,人造物联网有许多不同的类型。上述周幽王与诸侯之间通过烽火狼烟这种信息传递纽带而构成了人造物联网体系,除此之外,人与人之间还可以通过与其它人造信息“联”构成不同的人造物联网体系,而这些人造信息“联”可以是传统的飞鸽传书、孔明灯、鼓声、鞭炮声、钟声等,也可以是现代的各类通信网络,如电话通信网(移动通信网、PSTN等)、数据通信网(互联网、帧中继网等)、传真通信网、公用电报网、广播电视网等。虽然不同的“联”有不同的原理和应用特点,但它们在实现物与物的信息交流上具有统一性,能够成为相应智能物体间的信息运行纽带并与相应的智能物体组成物联网体系。

 

4 电子信息物联网

 

电子信息物联网主要是以互联网作为信息运行的纽带,在智能物体间以电子信息的方式进行相互联系的物联网体系。电子信息物联网属于人造物联网范畴,是目前人造物联网最主要的一种表现形式。

 

电子信息物联网的信息运行体系结构如图6所示,同样由对象域、通信域、管理域、服务域和用户域五个部分组成。其信息运行同样符合物联网的信息运行规律,即首先在对象域,具有感知和控制能力的对象(智能物体)将其感知单元所感知到的信息以电子信息的方式通过通信域的通信网络向管理域的运营商管理系统传输,运营商管理系统对信息进行处理后再通过服务域的服务网络将信息传送到用户域的用户,用户根据相应需求再通过服务网络发出相应的电子控制信息并依次经服务域、管理域、通信域后被对象域的对象所接收,对象再根据控制信息实现控制。

 

图6 电子信息物联网信息运行体系结构

 

当前市场上的人造物联网产品普遍是以互联网作为对象和用户之间的信息传输纽带,因此这类人造物联网产品都属于电子信息物联网的范畴,如智能家居领域的物联网智能燃气表。物联网智能燃气表通过互联网、移动通信网络以及无线传感器网络等技术,经通信平台、运营商管理平台、服务平台与用户平台连接在一起,是电子信息物联网产品的典型代表。物联网智能燃气表的信息运行体系结构如图7所示。首先在对象域,物联网智能燃气表是嵌入了相应感知单元和控制单元的具有相应感知和控制能力的智能物体,其可实现燃气使用状态、感控单元自身状态、环境状态等信息的感知,并可将感知信息通过相应的通信网络传输至燃气运营商管理系统,燃气运营商再通过相应的服务网络将燃气表感知信息传输给用户,用户根据相应的需求发出燃气表控制信息并经过服务域、管理域、通信域传输给物联网智能燃气表,物联网智能燃气表再根据控制命令进行自我控制操作。

 

图7 物联网智能燃气表信息运行体系结构

 

电子信息物联网的产生得益于人类科学技术的进步,可广泛应用到人类生产、生活的各个方面,如智慧交通、智慧社区、智慧政务、智慧农业、智能家居、智慧能源、智慧环保、智慧医疗等,其原理就是将各种类型的感知技术和控制技术融入人类活动所需要的各种物体中,使这些物体变成具有感知和控制能力的智能物体,从而优化人类生产管理、解放人类劳动、方便人类生活,拉近人与物、人与自然的关系,实现人类社会和大自然的融合。

 

5 物+互联网

 

“物+互联网”指的是将某一物体与互联网进行连接,以实现本物体的信息通过互联网传输出去或者通过互联网接收别的物体信息。“物+互联网”的主体是“物”,不仅可以是普通的非智能物体,也可以是只具有感知功能的半智能物体,抑或是具有感知和控制功能的智能物体,而互联网则是各种物所借助的信息传输工具。根据人类目的的不同,将不同类型的“物”与互联网连接后可实现不同的功能。

 

非智能物体既不具有感知功能,又不具有控制功能,必须经过人将非智能物体的信息与互联网进行连接,实现非智能物体的信息在互联网上的交流和共享。

 

半智能物体仅仅具有感知功能,不具有控制功能,只能将半智能物体的感知信息自动与互联网连接,不能通过互联网对其进行控制,必须由人控制。

 

智能物体既具有感知功能,又具有控制功能,可以将智能物体的感知信息通过互联网与用户连接,用户接收感知信息后发出控制信息,再通过互联网将控制信息传输至智能物体,智能物体通过控制功能实现智能控制。

 

总之,“物+互联网”就是物通过互联网为人类服务。

 

6 互联网

 

互联网是一个由各种不同类型和规模的、独立运行和管理的计算机网络按照约定的协议所组成的世界范围的巨大计算机网络,其网络构成简图如图8所示。组成互联网的计算机网络包括小规模的局域网(LAN)、城市规模的城域网(MAN)以及大规模的广域网(WAN),这些网络通过普通电话线、高速率专用线路、卫星、微波和光缆等线路把不同国家、不同地区、不同部门、不同组织、不同家庭等的网络终端连接起来,形成了一个全世界人类可以相互交流的信息通路。

 

图8 互联网网络构成简图

 

通过互联网,人们不仅可以实现相互间的通信和交流,还可以获取各方面的知识、信息和经验。互联网拉近了人与人之间的距离,为人类生活带了翻天覆地的变化,但其本质只是人类信息交流的一种工具。

 

7 互联网+

 

从“互联网+”的概念在2012年11月的易观第五届移动互联网博览会上被首次提出,在短短的三年时间内,“互联网+”这个词已成为风靡全中国的话题。那么什么是“互联网+”?“互联网+”加的又是什么?这是需要我们探究的问题。“互联网+”的主体是互联网,其本质就是通过“互联网+各种业务”为人类服务的一种手段。“+”代表的是一种增值,“互联网+”的含义就是希望通过互联网与各行业业务的融合,创造新的发展生态,实现各行业的升级和转型。

 

随着信息技术的发展,当前“互联网+”理念已应用到许多行业,如“互联网+金融业务”、“互联网+零售业务”、“互联网+租车业务”、“互联网+快餐业务”等。“互联网+”是人通过互联网去寻找物,利用物为人类服务。

 

8 结 语

 

物联网是自然界客观存在的,是自然界中包括人类及各种具有感知和控制能力的物体之间的一种信息交互关系;物联网的对象和用户在特定条件下可以相互转化,其信息传递模式不是特定的、唯一的,根据不同的场合和需求,可以有不同的形式;在物联网体系中,用户是信息运行体系的主导者,对象是感知和控制的实施者,信息传递在用户和对象之间形成完整的闭环;物联网分为自然物联网和人造物联网,其中自然物联网是自然界固有存在的自然现象,而人造物联网是通过人类的智慧成果在人与人、人与物以及物与物之间所建立起来的;电子信息物联网以互联网作为信息传输纽带,是现阶段人造物联网的一种最主要的表现形式。

 

“物+互联网”的主体是 “物”,并且可以是“非智能物体”、“半智能物体”以及“智能物体”,不论“物”的类型,“物+互联网”均是由人类智慧所构建起来的服务于人类的结构体系,表达的是“物”的一种信息传输方式。

 

篇5

2物联网

物联网最早于1999年提出,即把所有物体通过射频识别(RFID)等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理。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。

3物联网和互联网

物联网和互联网都是建立在分组数据技术基础之上的,它们都采用数据分组网作为它们的承载网;承载网和业务网是相分离的,业务网可以独立于承载网进行设计和独立发展。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网,通过各种有线和无线网络与互联网融合,在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的嵌入式芯片和软件,使之成为“智能物体”,并将物体的信息实时准确地传递出去。实现人和物体、物体与物体之间的沟通和对话。物联网与互联网也是有区别的。

(1)本质上,物联网是互联网在形式上的扩展,它继承了互联网所有的普遍性特征。但是,它不是互联网的翻版,也不是互联网的一个接口,而是互联网的一种较复杂的扩展。

(2)研究的范围不同。互联网由多个计算机网络相互连接而成,形成相互沟通,相互参与的互动平台。物联网就是把人和物、物和物之间进行联系和控制,协同和处理,目的就是提高生产率,使人们的生产变得更加舒适、更加和谐。

(3)体系结构存在差异。互联网体系结构是指导互联网设计的一系列抽象设计原则,内容涉及互联网的构成要素、通信协议、网络功能以及管理运营方式等。物联网体系架构主要包含以下四个层次:感知层。感知层的主要功能是信息感知与采集,实现对物理世界的感知。同时具备局部的互动性,需要一定的存储和计算能力。接入层。接入层由基站节点和接入网关组成,以有线或无线的方式实现无缝、透明、安全的接入。网络层。网络层包括各种通信网络与物联网形成的承载网络,完成物联网接入层与应用层之间的信息通信。应用层。应用层由各种应用服务器组成,主要功能包括对采集数据的汇聚、转换、分析,以及用户层呈现的适配和事件触发等。

(4)对网络的要求不同。用于承载物联网和互联网的分组数据网无论是网络组织形态,还是网络的功能和性能,对网络的要求都是不同的。基于IP架构的互联网络在根本上是一个开放和自由的网络,它的开放性和通达性,对网络性能要求是“:尽力而为”的传送能力和基于优先级的资源管理。物联网对网络的要求就会高得多,目前实际上已经存在若干孤立的物联网系统,这些系统对实时性、安全性、可信性、资源保证性等都有很高的要求。这些要求是目前IP网难以提供的。

4互联网发展趋势

(1)多样化。互联网用户对数据有不同的数据速率要求。比如说短信,只需要较低的数据速率,而高清视频等则需要较高的数据速率。对于未来的网络它必须要能够提供多种解决方案。

(2)多点的搜索方式。网络必须要支持很多的用户进行多点的搜索方式。

(3)绿色化。未来的互联网将用绿色的技术来实现互联网的应用。

(4)支持物联网。目前互联网还不能够对物联网提供很好的支持。因此需要对网络资源进行优化,逐渐完善对物联网提供更好的支持。

篇6

MIUI(米柚)是小米公司开发的以Android系统源码为基础,按照中国人习惯设计并全面改版而成的第三方手机操作系统。MIUI自2010年以来,研发团队从不足10人增加到750人,每周升级已经累计249个版本,拥有激活用户1.5亿,官方适配机型超过70款。小米公司通常先做一个体验版给几十个用户使用并收集反馈信息,然后邀请发烧友参与产品的测试、研发、体验、建议等环节,共同确定开发版和稳定版。另外工程师还通过小米社区、论坛、微博等社交平台不断收集用户反馈,及时修改Bug并加入用户想要的功能,使得这些用户成为小米了解不断变化的市场需求、吸收创新思想的信息源,并帮助小米完成价值链向消费群体的自然延伸。这种建立在开放平台上工程师加发烧友加消费者的开放迭代开发模式是一种微创新,通过和用户反复反馈互动持续地完善产品功能(图1):

图1 MIUI开放开发模式图

正如上图所示,MIUI的成功离不开谷歌开源Android之上。谷歌在2007年成立一个由34家终端和运营企业组成的全球性开放手机联盟(Open Handset Alliance),推出标准化、开放式的移动电话软件平台――Android开放源代码移动系统。开源版Android允许任何开发者以及公司下载Android系统的源代码和原生固件包并进行修改。虽然小米没有参与开放手机联盟,但是基于开放Android源代码深度加工而成的MIUI系统使小米节约了巨量的研发资金,规避了很多专利问题,投入更多精力发展其他业务来占领移动互联网市场。

二、第二步:迭代手机研发与开放复杂网络

MIUI推出后一年才面世的小米手机,继承了MIUI的发烧友参与研发模式:每一代小米都会出工程测试机让资深米粉试用两个月,并在小米论坛专门开辟一个版块收集米粉建议来对下一批订单进行改进。对外宣称“成本定价”的小米手机高配低价,这让我们想到了联发科曾繁荣一时的深圳“山寨机”现象:2010年加入开放手机联盟的联发科次年了Android智能手机平台MT6573,给众多中小智能手机制造商提供一站式解决方案(Turn-Key)模式。这种模式给手机制造商提供已经组装好主要元器件的主板实物和供参考的BOM List,缩短了手机厂商产品研发周期,降低了零部件采购成本和风险,促成了国产手机的多元低价化的“山寨机”爆发现象。虽然联发科带来了一定的规模经济,但是“芯片厂商―终端生产商―市场”这种简单的价值网络让深圳手机厂商不具备应对个性化需求的动态适应能力。基于互联网思维柔性生产的小米手机彻底颠覆了联发科主导的手机生产组织方式,使自己变成新一代平台中心并壮大起来。笔者通过追踪小米手机的八百个元器件,调研和分析所涉及的近一百五十家主要零部件供应商,完成了以小米为中心平台的价值网络图(图2)。在图中小米公司取代了过去联发科平台并建立更为复杂的网络链接,实现了小米手机在创新知识和信息、资源频繁互动中的迭代生产。分析得知,对小米手机影响最大的硬件公司便是为其提供芯片的并拥有许多通讯领域和手机芯片专利美国高通公司。鉴于高通芯片优越的性能,小米公司经过一番努力在2010年12月与高通签署合作协议,并派工程师进驻到高通总部研发中心与高通的工程师一起调试芯片。高通芯片对小米手机起到重要作用:一,高通芯片是智能手机芯片行业领头羊,成为高通芯片的首发机型能够推出高配手机;二,借助高通成熟专业的技术支持与指导来完成小米产品的整体优化设计,半合作研发还可以让高通芯片充分适配MIUI;三,小米可以享受高通在智能手机芯片行业制定的“反授权协议”(2015年取消)的保护,规避许多专利费用问题,并节省时间和资金投入其他领域。

图2 小米平台价值网络图

此外,小米手机的成本定价优势还源于其较少的研发成本、较低的知识分摊费、较高的零部件议价能力、互联网预售及时反馈机制、电商渠道以及社区化粉丝营销策略。

三、第三步:从互联网到物联网

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如果我们真的想要实现此前的承诺,必须要改变实现物联网的方式方法:正如很多大学或公司正在研究全新的通信标准的应用,并只需较低的能耗,但实际上大多数设备仍需要电池供电。

这才是需要切实填补的空白:只有应用大量不再依靠电池驱动的设备,物联网才可真正实现。就此而言,Energy Harvesing公司向前迈进了一大步,开发出了一项可真正实现物联网繁荣的创新。因为,我们并不仅仅需要那些可延长电池一年寿命的优化协议,而需要找到根本不用电池驱动的解决方案。

最近,一项由西门子子公司EnOcean开发,颇具潜力的解决方案终于问世,并逐渐标准化。

这是一套可持续扩展的能源获取解决方案,并采用无线模块与协议。比如,应用你按下按钮时产生的能量。其革命性体现在它让事物简单化,通过简单地创建频率为315/868兆赫无线协议,并不像Zigbee及其Mesh网络猜想。

他们还组建了EnOcean联盟,迄今已有300余家公司加盟,并定义了多种描述,以确保从硬件到应用转换过程中的兼容性,当然对于应用本身来说,这仅仅是一种保障。

这也正是为什么我们认为最终胜出的协议集将是TCP/IP、HTTP或更高级的协议,比如像社交网络协议。社交网络是标准化、跨平台的,但不需要开发人员具有额外的技能。

唯一的问题就在于“最后一公里”:TCP/IP不是光堆栈,仅仅对基础架构有利;至于如何连接本地网关及传感设备,则另当别论。特别是如何保持功耗,当前EnOcean科技的成果代表最终解决这一问题所取得的关键一步,至少针对家庭自动化的传感器以及小型加载器的应用如此。

OpenPicus的角色是提供一个开放式的社区,使得用户面向应用、价值实现,从本地到互联网成为可能。这将开启一个面向全新的物体互联与家庭自动化的世界。在这里,集成化及标准化是关键,如果协议可以统一,物体互联将成为现实,低成本、大众化的家庭自动化应用将逐渐推广。

我们看到社区里已有多个关于物联网和家庭自动化的项目在展开,很显然,如何将这两个基础性的应用融合到一定高度是根本,也就是我们所说的“智能家居”的概念。

过去几年内,互联网改变了很多,尤其是网络接入部分。你现在可以通过智能手机在任何地方连接到任何存储的终端设备,如手机、pad等都要归功于社交应用程序的应用。

一场新革命刚刚开始,正如Chris Anderson提到过,创新是移动的,“从电子到原子”,无可非议,“正是人类推动了互联网从电脑屏幕中解放出来,因为人们希望把它当成一种工具,使生活更加简单、快乐并有意义”。

人类必将成为开创这场革命背后的引擎。这也是为什么我们认为开放代码和对等联接P2P必会成为真正物联网爆炸的必胜法宝。

感谢经济危机以及我们所处的复杂的国际环境,人们开始重新审视我们的日常生活,那些2008年前可能还正确的东西,如今并不完全正确了。当今一项叫做MAKER的新运动很盛行,即一项由很多喜爱好创造并与他人分享知识的人所推动的。这是一个值得感谢并让我们终生受益的革命性技术,比如3D打印技术,这项运动发展日新月异,很快就会面向大众。

这也是为什么物联网迈出的第一步源于那些玩家,那些愿意从头试验和发明创造的人,他们愿意理解、创造和分享,这也是为什么在初始阶段,开放资源和开放硬件平台会成为协作优势的关键。

那些标准化的、传统型的、善于思考的投资公司就守在窗口,他们正在密切关注市场,随时寻找杀手级应用来投资。

对我来说,所谓的新闻,就是根本没有什么杀手级应用,而是一个杀手级的环境,可以保证不同应用生态系统的繁荣兴旺。

我们正在努力,争取把OpenPicus打造成一个不仅仅是开放的硬件平台,而且还是一个让人们可以互相认识、交流想法、创造应用等各种经验的社区。过些日子,你会看到更多这方面的内容。

协作创新产生的巨大能量推动我们改变工作方法:我们敞开大门,引入协同设计、团队设计,面向高级用户分享我们产品工业化的实践经验,以进一步优化产品;而且,我们尽力营造一个低成本、轻松的创新环境,以推动那些针对智能家居有意义的物联网项目顺利实施。

此外,我们认为开放代码及开放协议,可以使得在线服务在创立时就有所不同,没有人闭门造车。我们的工作方法是将提供许多原始数据,基于HTTP的实例,可以让开发人员和公司能够轻松地开发界面并定制窗口,以提升其价值。

如果这种方式能够成功,物联网将会成为主流,可以提供多种应用,供人选择,让生活变得更轻松。

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从日常生活到办公室应用,坂村所带领的日本泛在网络计算技术研究所对于泛在网络(物联网)技术的研究从简单走向复杂,由点走向面,步步深入,循序展开,他们的很多研究成果已经在日本得到了很好的应用,服务于日本社会。

而2010年春天,坂村教授则向《微电脑世界》(PCWorldChina)系统地描绘了他心中的物联网及其价值:

1 物联网服务于社会安全,从食品安全、药品安全、工业安全、建筑安全、交通安全一直到国家安全,从而使社会和人类生活更加健康安全;

2 物联网帮助节能环保,通过优化和管理货物流通流程,提升流通效率。降低流通能耗,通过建筑和城市的智能管理来降低建筑和城市的消耗,同时通过介入环境监控管理,帮助保护环境;

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在前沿技术方面,更是将智能感知技术作为信息技术的重点。2006年23个部门(行业)共同成立了国家金卡办RFID应用工作组,启动了相关RFID应用试点工作。在2006年底,中国移动物联网运营中心即在重庆成立。物联网业务开展之初主要是在交通管理、安全管理以及城市数字化管理等几个安全领域。中国移动物联网业务形成了监控类、定位类、交易类、协同类和智能类等五类重要应用。

中国电信物联网平台从2007年开始建设,目前已基本完成,并且在2008年通信展上展示了基于物联网的“智慧家居”,及与“广联”合作推动家电统一接口为未来物联网在数字家庭、智能家居领域的应用扫清障碍。2008年上半年无锡市与中科院上海微系统研究所合作成立中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心,大力推进传感网、物联网产业化进程。

2009年6月10日,中国科学院的《创新2050:科学技术与中国的未来,中国至2050年信息科技发展路线图》描述了物联网的发展路线图,指出“传感网是典型的多学科交叉的综合研究,涉及到计算机、半导体、网络、通信、光学、微机械、化学、生物,航天、医学、农业等众多领域,由于学科的交叉融合和相互影响,使得许多技术趋势成为可能。例如生物技术将极大地依赖于在芯片实验室里做分析的实验设备以及生物信息学的进步;微机电系统、智能材料和新材料将使普遍设置的低成本传感器成为可能:工程师将日益转向生物学家,理解生物体如何解决涉及自然环境的问题,这些‘仿生物’的努力,把来自天然的最好的解决办法与人造的元件结合起来,能够开发出比现存生物体更好的系统。基础支撑技术的发展又可以进一步推动传感网/物联网的进步。”

2009年8月7日,国务院总理到无锡微纳传感网工程技术研发中心视察并发表重要讲话,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”。温总理的号召进一步开启了中国全面关注和研究传感网的序幕。

2009年11月3日,总理在人民大会堂向首都科技界发表了题为《让科技引领中国可持续发展》的讲话。他提出:“要着力突破传感网、物联网关键技术,及早部署后IP时代相关技术研发,使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的‘发动机’”。这篇讲话对我国物联网的发展目标提出明确要求,把对物联网概念的研究推向了新的。2009年11月30日,总理在南京市调研时指出,当前,流通行业要大力运用网络技术,特别是物联网技术,实现流通现代化。

为推进我国物联网相关标准的制定工作,2009年9月11日,经国家标准化管理委员会批准,全国信息技术标准化技术委员会组建了“物联网”标准工作组。在国家层面,国家工业和信息化部将牵头成立一个全国推进物联网的部际领导协调小组,出台支持产业发展的系列政策,加快物联网产业化进程。

2009年9月国家发展和改革委员会和工业和信息化部《关于进一步做好电子信息产业振兴和技术改造项目组织工作的通知》,RFID、物联网等作为计算机产业及下一代互联网关键技术,被列为重点支持领域。2009年9月,无锡市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,这标志中国“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。

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。2009年10月11日,工业和信息化部李毅中部长在科技日报上发表题为《我国工业和信息化发展的现状与展望》的署名文章,首次公开提及传感网络,并将其上升到战略性新兴产业的高度,指出信息技术的广泛渗透和高度应用将催生出一批新增长点。

2009年10月24日,西安优势微电子公司宣布第一颗物联网的中国芯――“唐芯一号”芯片研制成功。“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。2009年12月上旬“乙太视讯网络信息服务系统”开发成功,该系统是物联网实现数据、语音、视讯三网合一的基础组件,也是物联网的核心架构组合的关键,这些成就为我国的物联网产业的发展奠定了基础。

2009年11月3日,无锡建设国家传感网创新示范区(国家传感信息中心)获国务院批准同意。2009年12月8日。重庆邮电大学和无锡物联网产业研究院签署了合作协议,“无锡物联网产业研究院一重庆邮电大学物联网联合研发中心”正式揭牌。中心将充分整合国内外的优质资源,进行技术研发和技术攻关工作,着手制定国内物联网标准,开展物联网关键共性技术研究、产品开发、成果转化、示范应用及产业化推进工作,并为中国物联网的整体推进培养输送人才,推动我国物联

网技术的发展,促进重庆市信息化与工业化的融合,助推“五个重庆”的建设。2009年12月16日,江苏省政府、无锡市政府与中国电子科技集团公司在滨湖区签署战略合作协议,三方合作共建国家传感网创新示范区。

回首2009年,物联网、传感网概念突发性地爆发,在“感知中国”的国家战略背景下,物联网发展引起政府、资本、产业等各个层面的高度关注。随之而来的物联网发展政策也渐渐明朗起来。一方面,工业和信息化部明确了物联网产业发展优先选择的应用示范领域。如重点工业领域、基础设施、环保监测、公共安全、工业控制、医疗卫生等领域。另一方面,国家将物联网,传感网纳入了新兴产业发展规划中,国家将在财政、信贷等多方面对物联网/传感网的发展进行大力扶持。

2009年如果是中国物联网元年,2010年则是中国物联网产业发展最关键的一年,各级政府的政策出台、各高校院所的技术研发、标准化进展以及重大专项的设立都将对未来几年中国物联网产业发展的走向产生至关重要的影响。

2010年首个工作日,无锡物联网产业研究院在iParkⅡ-江苏软件外包产业园正式揭牌,包括市民中心、机场安检等首批三个示范项目同时签约,“感知中国”中心率先走出“科研实验室”,标志着物联网正式向民用市场普及。在工信部2010年2月2日公告的62个国家新型工业化产业示范基地中,江苏无锡高新技术产业开发区已经正式获批为物联网示范基地。

2010年2月5日,北京市经济与信息化委员会和中关村管委会联合促进物联网产业发展的”感知北京”示范工程首批项目。会上的项目涉及城市安全、生态环境监测、智能交通等十个重点领域,共计二十余个。

2010年3月2日,上海物联网中心在上海市嘉定区揭牌,中心将依托中国科学院上海微系统与信息技术研究所,实施物联网中心研发基地建设。作为中国首个物联网中心,该中心将致力于打造具有国际影响力的物联网创新基地和高端物联网产业链,并引领中国物联网技术标准的制定。

2010年3月5日,总理在作政府工作报告时指出,要“大力发展新能源、新材料、节能环保、生物医药、信息网络和高端制造产业。积极推进新能源汽车、‘三网’融合取得实质性进展,加快物联网的研发应用。加大对战略性新兴产业的投入和政策支持。”这是“物联网”首次被写进政府工作报告,这也意味着物联网的发展进入了国家层面的视野。此次政府工作报告对物联网的重视,被认为将对产业发展带来积极影响,物联网的研发应用有望踏上快车道。

2010年4月1日,国家工业和信息化部科技司司长闻库在首届物联网应用高峰论坛上表示,我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:一是突破物联网关键核心技术,实现科技创新;二是制订我国物联网发展规划,全面布局;三是推动典型物联网应用示范,带动发展:四是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。

2010年5月,“中国RFID产业联盟(天津)基地”正式在空港经济区挂牌成立,中国RFID产业联盟与空港经济区将共同建设国家RFID与物联网的研发与应用示范基地和行业检测与认证中心,标志着天津在“感知中国”建设中迈出了坚实步伐。“十二五”期间,天津“物联网”产业将重点在RFID、超级计算、网络、信息安全等领域,发展智能感知设备产业链、物联网综合解决方案、物联网传输产业以及信息安全产业等,把天津打造成为国内重要的物联网产业示范基地。

2010年6月8日,中国物联网标准联合工作组在北京成立,以推进物联网技术的研究和标准的制定。联合工作组由全国11个部门及下属的工业和信息化部电子标签标准工作组、全国信标委传感器网络标准工作组、全国智标委等19家相关标准化组织自愿联合组成。联合工作组在成立倡议书中表示,要倾全国之力,联合推进中国的物联网标准体系建设。

2010年6月22日,在上海开幕的2010中国国际物联网大会上,工业和信息化部称,物联网已正式列入国家重点发展的五大战略性新兴产业之一。我国作为全球互联网大国,未来将围绕物联网产业链,在政策市场、技术标准、商业应用等方面重点突破。

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1. 1 物联网的应用研究

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、体育竞赛与体育训练、教育培训、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域[3]。

1) 物联网在社会经济与生活中的应用

杨子江 ( 2010) 提出物联网对环境保护的推动作用,认为借助物联网技术可对生产的节能减排进行全程监控。王粉花等 ( 2010) 研究以物联网中无线通信技术为基础的人体运动状态监测系统的设计方案,以满足老龄人护理需求。朱小妹( 2010) 设计了基于物联网技术的农业生产智能管理系统,通过在各农作物领域应用传感器,实现各种数据的自动采集。李卢一 ( 2010) 基于对物联网研究现状的把握,探讨物联网在构建智能化教学环境、丰富实验教学、辅助教学管理、拓展课外教学活动方面的作用。李胜广 ( 2010) 提出将物联网技术应用于城市应急预警系统中,实现感知城市的功能。王建冬 ( 2010) 提出物联网的出现催生了第四代生产业,提出生产业发展的 4 阶段模型,其技术维度依次为数字计算机、微机、互联网与物联网。物联网在企业方面的应用研究: 贾凯 ( 2005)搭建了物联网在医药流通中的应用框架。刘建生( 2007) 分析了基于物联网的药品流通流程再造措施。温平 ( 2010) 设计了基于物联网技术的新型干法水泥生产设备运行状态监测系统,监测设备的温度、振幅,实现信息的及时上报与报警。梁正平 ( 2010) 提出基于三维编码的全流程食品追溯系统,结合物联网技术,实现信息的采集与查询和追溯。朱帅 ( 2010) 在 “物联网对未来零售业的影响”一文中提出 “技术催生革命”、 “信息分析是增值点”、“机遇和挑战并存”。此外,不少学者也从不同角度就物联网自身发展进行了研究。焦泉 ( 2010) 阐明物联网与知识产权的关系,提出加快我国物联网知识产权保护创新的思路。宁焕生 ( 2010) 提出中国物联网网络管理协议结构 ( RFID - MP) ,为中国物联网的架构、信息服务系统和网络管理协议的发展和研究提供了参考。顾晶晶 ( 2010) 设计了基于无线传感器网络拓扑结构的物联网定位模型。杨斌( 2010) 提出基于面向服务架构 ( SOA) 的物联网企业应用基础框架,该框架利用射频标识构建的物联网对企业产品全流程进行监控,通过 SOA 实现海量数据资源共享和高效利用,为企业资源整合提供一种可行的解决方案。张云霞 ( 2010) 对物联网领域现有商业模式进行分析,指出适合电信运营商的物联网商业模式。这些研究都为我国当前物联网产业的发展提供了探索的思路。

2) 物联网在物流方面的应用

物联网在物流方面的应用主要集中在物联网对物流的影响以及物联网在物流操作、物流信息及供应链物流管理等方面的应用。关于物联网对物流的影响,赵昱 ( 2010) 展望了物联网对物流活动的影响。王继祥 ( 2010) 提出物联网在物流业中的应用,包括: 产品的智能可追溯网络系统、物流过程的可视化智能管理网络系统、智能化的企业物流配送中心、企业的智慧供应链。沈旭明( 2010) 提出物流属于物联网带动产业,提出智能物流的概念。左斌 ( 2010) 提出物联 网时代物流企业的转型升级为供应链网络管理组织的主导企业,物联网催生新的物流运作模式———专业化“物联网服务商”。戴定一 ( 2010) 认为物联网时代的 “智能”是基于网络的,或者说是依托 “基于网络的集中式数据处理和服务中心的”; 物联网促进物流智能化; “数据中心”是网络经济社会的一个创新的经济主体,存在 “商务模式”运作等困惑。关于物联网技术在物流操作中的应用,潘金生 ( 2007) 提出基于物联网的物流信息增值服务。朱文和 ( 2010) 提出基于物联网技术实现供应链全过程的智能化物流配送服务。李霞 ( 2010) 分析了物流信息技术与物联网的关系。薛飞 ( 2010)提出把物联网融入物流园区的建设中,利用物联网在不同物流园区间搭建一个互通互利的网络结构。王晓亮 ( 2010) 提出物联网可用于我国铁路运输的客票防伪与识别、站车信息共享、集装箱追踪管理与监控及仓库管理。物联网在物流信息系统中的应用,一方面表现为 RFID 技术在物流中的应用,另一方面为基于物联网的物流信息系统的设计。罗秋科 ( 2007)提出 EPC ( Electronic Product Code,产品电子代码) 系统及其在现代物流中的应用。余雷 ( 2006)提出基于 RFID 电子标签的物联网物流管理系统。王德玉 ( 2007) 提出 RFID 技术在军事物流领域的应用研究。Christian Decker ( 2008) 设计了 SmartItems ( 智能物料项目) 应用于供应链管理。Vin-cent ( 2009) 研究了 RFID 与物联网的关系,提出二者有助于救市。金鑫 ( 2010) 提出 RFID 发挥优势物联网助力春运,实现车票实名制管理。王烨( 2010) 提出基于 RFID 技术的物联网在物流安全领域的应用。荆心 ( 2010) 研究基于物联网的物流信息系统体系结构。俞灵 ( 2010) 提出港口口岸物联网体系结构规划设想。Antonio J 设计了基于物联网的医院智能信息系统,用于检测过敏及副作用。Reiner Jedermann 提出基于智能嵌入式标签物流中泛在计算的应用。在供应链物流管理方面,樊世清 ( 2010) 讨论物联网对供应链管理的影响。李旸 ( 2010) 提出物联网对商业银行供应链金融产品的影响。毕明光 ( 2010) 提出基于物联网技术的物流供应链研究。张佶 ( 2010) 提出物联网提升纺织供应链管理水平。周受钦 ( 2010) 提出 “物流装备物联网”的概念,即物流装备智能化加上传输网络及管理系统与运营系统。

1. 2 我国物联网应用研究现状评述

我国对物联网的发展与应用的研究非常多,这些研究丰富了物联网的理论研究领域,对我国物联网的理论体系完善起到添砖加瓦的作用,满足了当前我国物联网发展的特定需求。

1) 上述文献中提出的主要观点

本文仅对物联网应用方面的文献作梳理,未涉及大量关于物联网技术的文章。上述文献从物联网应用的各个角度展开,形成一些明确的、共识性的观点: ①物联网的广泛应用将是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息革命,或称为信息产业革命的第三次浪潮; ②互联网与物联网的整合,改变了人类的生产和生活,实现全球 “智慧”状态; ③物联网带来了新的产业革命,可利用物联网信息通信技术改变未来产业发展模式和结构; ④作为信息技术与网络技术,物联网可广泛应用于各行各业,实现信息的共享、反馈;⑤物联网将是一个新兴产业,物联网产业是具有万亿元级规模的产业; ⑥当前我国物联网发展的障碍集中于安全、成本、效率、标准化、整体规划等方面。总体而言,文献较客观地描述了我国当前物联网的发展现状,阐述了发展物联网的益处,对我国未来物联网产业的发展前景进行预测,同时探讨了物联网在各行业、各领域的应用方向。此外,关于物联网的应用研究角度非常丰富,研究人员众多,不仅限于高校、企业,还包括政府人员; 同时研究视角奇特,既包括新兴低碳经济与物联网的关联,也包括传统的科学发展观、与物联网的关系分析。

2) 研究可能存在的不足

物联网毕竟是新兴事物,因此,不可否认当前物联网理论与应用研究的作用与贡献。但是也应看到上述研究的不足,总体表现为研究内容较空、雷同,学术界对此的讨论非常热烈,但是多浮于表面,实践应用不足。部分研究仍然仅着眼于物联网的基本概念和细微的应用点,研究内容也不够深入,仅是对物联网技术的套用。部分文章文不对题,对物联网的分析、应用有些牵强附会。应用研究性的文章“为应用而应用”,缺乏应用的基础分析,提出的措施空泛。物联网应用性文章研究从点着手,但是也仅限于点,而非线、面。例如研究主题为“物联网应用于物流管理”的多数论文仅是对采购、生产、配送、销售、回收 ( 召回) 等供应链过程各个环节的监测,缺少全过程的协作,同时侧重于信息的共享,缺失物联网产业链各主题对实物智能管理的协作。研究物联网技术应用于监测,而无后续支持: 仅是安全防范,未能做到控制处理。多数论文均将物联网作为信息技术和网络技术进行分析,对物联网商业模式与产业运营的研究较少、较浅。关于物联网产业链中物流配套支持的理论研究较少。

2 对物联网的认识

关于物联网的现实存在性、必要存在性和物联网的重要性,学术界和企业界依然存在不同看法。借鉴互联网的发展,本文认同物联网存在的必要性,认为其发展大有前途。物联网的信息技术、政府关注都不再是问题或者障碍,同时随着突发事件、消费者便利性、企业的合作、智能化控制等方面的需求,物联网由此应运而生,满足基于智能物体处理与互联的网络需求。当前关注的不应该是物联网的机遇,而是如何引导、创造物联网市场需求。在一些高端领域,如军事、医药、应急体系中率先开展物联网的理论和实践研究,在技术、经济、管理等方面先行先试,从而为未来物联网的普遍实施奠定理论基础和实践经验。关于物联网的本质 ( 或者特征) ,从以下几方面进行探讨。

2. 1 物联网技术的综合性

物联网技术包括信息、网络以及 IC 技术,这些是业界公认的,同时物联网还是一项经济技术与管理技术的交叉学科。要成为真正“物物相连”的网络,前期投资非常大,在关键领域的物联网实践可能要面对高 投入低产出。此时物联网的应用研究应更多关注其适用性与实用性,而弱化其经济学效用分析。随着未来物联网呈现为 “泛在网”,物联网将涉及各行各业和千家万户,而控制区域物联网的经济运营就成为经济学者亟待解决的难题[4]。物联网 “泛在网”的万物智能管理也存在同样的问题。

2. 2 物联网是未来经济发展的外部环境

物联网的性质和运作类似电子商务,都是提供了一个经济发展的平台和商务环境。物联网具有服务 ( 应用) 功能,因此可将物联网划分为第 4 代生产业[5]。物联网开创了一种新的商业模式,主要反映为新的产业链,其实用性和盈利性必须得到关注和体现。物联网作为一种新的商业模式,其研究应侧重经济学角度,即引导、扩大规模性的需求。在当前物联网商业模式的确立与发展中,政府发挥着引导作用,可促进在国家公共领域 ( 交通控制、应急管理等) 物联网技术和管理对程序性的事务实践的应用,为未来民用、市场化的物联网实践积累经验。

2. 3 物联网表现为一种网络集合

物联网是万物相连的网络,是信息网络和实体网络的集合。其中信息网络是万物信息流的载体,物体实体网络是万物发生关联时的实物移动网络,其部分与现有物流网络重合。物联网运营的目的是万物智能处理,智能信息是手段,物体控制是过程,物体处理是结果。物联网的实质是一个网络,其信息网络和实物网络都是物联网运营的经济网络。在物联网运营中网络应发挥实物信息沟通与实务移动功能,规模经济是物联网物流的经济学原理,在未来物联网规划上应加强物联网基础设施的建设。

3 辨析物联网与物流的关系

基于上述分析,将物联网看成一种社会经济发展模式和独立的产业来看,物联网与物流的关系就较明确了。物联网与物流的关系如同电子商务与物流的关系,主要表现为物流支持物联网各种物的移动 ( 处理) 活动,同时物联网产业扩大物流的服务市场以及物联网对智能物流发展的推动。物联网对智能物流发展的推动表现为当前物联网技术在物流中的应用。

3. 1 物流管理支持物联网的运作

物流是最早接触物联网理念的行业之一,RFID、EPC 技术也都在物流领域有实践应用。在物联网这种新的信息环境、产业结构和商务模式下,物流发挥着实物流通的基础设施、派生需求与支持服务的作用。物联网借助信息技术和网络技术,将万物相连,实现对物的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。物联网中对物的智能处理要求物是移动的、流通的,而不是固定不动的,这就需要物流节点、运输线路等支持物的转移与暂存之间的协调,甚至会需要物流中心这样的大型物流节点实现区域内物联网物的智能处理的全部活动。因此由物流节点与运输线路构成的物流网络是物联网运作的基础设施。物联网的价值不是表现为可传感的网络,而是各个行业的参与和应用。物联网应用需根据行业的特点,进行深入的研究和有价值的开发,提供满足不同行业的需求,诸如平安家居、智能消防、环境监测、老人护理、食品溯源等。物的智能管理是各个行业物联网运作的本源性需求,这些智能管理相应地产生物的操作,例如转移、加工、回收或召回等活动,并继续派生出运输、储存、配送、流通加工等物流活动。物联网任务的完成派生出大量的物流活动,物流表现为物联网运作的派生需求。物流的本质是一种服务,实现物的迅速流转,物流管理在物联网运作中亦发挥服务支持的作用。随着制造业的全球化,产品的生产制造、流通扩大到了全球范围,因而基于制造产业的物联网不可避免地涉及到零部件及成品的全球化供应链物流管理。物联网与企业供应链管理的融合将成为企业信息发展的趋势,物联网的应用将进一步推动供应链各个环节间的无缝集成和产业间的整合。物流作为供应链管理的主要内容之一,其在物联网的服务支持表现为: 一是在具体节点、区域内以及区域间物流活动,支持物联网的具体物的操作,二是通过物流外包实现物流服务的专业化,三是跨区域物流的物流企业协作,以降低服务成本。

3. 2 物联网产业扩大物流的服务市场

物联网是 “物物相连的互联网”,可以理解为: 物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上延伸和扩展的网络; 物联网的用户端延伸和扩展到任何物体与物体之间,进行信息交换和通信。物联网是基于互联网的应用,其所到之处皆有可能成为物流服务的市场或者潜在市场。物联网产业扩大物流服务市场表现在 3 个方面: 1) 物联网产业本身的发展需要物流服务。物联网将成为全球信息通信行业的万亿元级新兴产业,目前物联网被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。物联网产业在发展的同时还将带动传感器、微电子、视频识别一系列产业的同步发展。随着物联网产业的芯片制造、工程实施、平台建设与系统运维的逐步推进,将形成完善的物联网产业链。物联网产业链涉及大量的物资采购、安装,随之将产生巨大的物联网工业物流服务需求。2) 物联网应用带来的物流服务需求。物联网不是孤立的网络或平台,应用是其根本,物联网的应用范围几乎覆盖了各行各业。当前物联网行业的应用需求和领域非常广泛,潜在市场规模巨大。物联网的这些应用领域都涉及物的智能处理,因此可以看成是物流服务的需求方。3) 基于物联网应用带来的新的物流服务需求。物联网的发展给人们的生活带来方便,降低了生产成本。从价值工程的角度看,物联网的 “价值”是 “对象所具有的功能与获得该功能的全部费用之比”。只有不断提高其功能,降低成本,物联网的 “价值”才能提高,该产业才能够得到更好的发展[6]。当前与未来物联网的应用主要侧重关乎国计民生的领域,例如国防军事、环境监测、智能电网等。物联网的应用需要高服务质量的物流支持。一方面需要物流附加增值活动满足特定领域的智能管理,另一方面需要跨地域的物流协作来降低物联网的运作成本。

3. 3 物联网与物流网络结合,实现物的智能化管理

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一时之间, “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,同样被其认为是振兴经济、确立竞争优势的关键战略。关于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的话题,不仅为美国关注,更为世界所关注。

国际电信联盟认为,在物联网时代,通过在各种各样的Ij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。IBM给出了物联网的近一步解释: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。

“物联网”之所以能被称为世界信息产业中继计算机、互联网之后的第三次浪潮,主要得益于业内人士普遍认为其将会带来两大好处:其一提高经济效益,大大节约成本,其二为全球经济的复苏提供技术动力。有研究机构声称,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。

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。据业内专家表示,单把所有物品都植入识别芯片这一点,现阶段看来还不太现实。目前的物联网概念还很“虚”,停留在初级研究的层面,离实质性的大规模应用还很远,远不如新能源等概念明确。

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物联网是在计算机互联网的基础上,通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统等信息传感设备按约定的协议,把任意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。在这种网络中,物品或者是商品能够彼此进行交流,而无需人的干预,其实质是利用无线射频等自动识别技术,通过计算机互联网实现物品或商品的自动识别和信息的互联与共享。

2005年,国际电信联盟在互联网报中正式提出物联网的概念,国内尤其从2009年初北京的国际通讯展上,物联网这个概念和宣传如火如荼。业界预测,物联网将是继计算机互联网之后的又一次信息产业的浪潮,也有专家预测,未来十年内,物联网将会得到大规模的应用,而且会带来上万亿元规模的科技市场。

我国政府高度关注物联网的发展。总理曾提出重视物联网至少三件事情可以尽快去做,一是把传感系统和3G中的TD技术结合起来;二是在国家重大科技专项中加快推进传感网发展;三是尽快建立中国的传感信息中心或者叫感知中国的中心。2009年11月3日,总理在人民大会堂向首都科技界发表了题为“让科技引领中国可持续发展”的讲话,首度提出发展包括新能源、新材料、生命科学、生命医药、信息网络、海洋工程、地质勘探等七大战略新兴产业的目标,并将物联网并入信息网络发展的重要内容。10月11日,工业和信息化部李毅中部长在科技日报上发表题为《我国工业和信息化发展的现状与展望》的署名文章,首次公开提及传感网络,并将其上升到战略性新兴产业的高度。

物联网作为一个新兴产业,其产业链尚在逐步完善中,它的发展需要在多个领域获得突破,但其基础应包括三个部分,一是标识感知。二是传输,三是数字处理。

商务部信息化司石伟光先生表示,物流领域是物联网相关技术最有现实意义的应用领域之一。在贸易尤其是国际贸易中,物流效率一直是制约整体效率提升的关键环节,RFID物联网技术的应用将极大地提升国际贸易流通效率。如在集装箱上使用共同标准的电子标签,装卸时可自动收集货物内容的信息,从而缩短作业时间,并实时掌握货物位置,提高运营效率,最终减少货物装卸、通关、仓储等物流成本。基于感知的货物数据可建立全球范围内货物状态监控系统,提供全面的跨境贸易信息、货物信息和物流信息跟踪,帮助中国制造商、进出口商、货代等贸易参与方随时随地掌握货物及航运信息,提高国际贸易风险的控制能力。

借力物联网

RCG是领先的生物识别产品、无线射频识别技术及监控系统解决方案的提供商,致力于为企业级用户及个人消费者群体提供更高效可靠的安全解决方案,产品应用领域主要有RFID、生物识别与安防系统。自1999年成立以来,RCG于2004年在伦敦证券交易所另类投资市场上市,2009年在香港联合交易所有限公司主板上市。RCG在电信、金融、零售、交通、娱乐、医疗、航空、物流及房地产等一系列垂直市场领域获得了丰富的实施经验。RCG先后于北京、马来西亚、香港、深圳、澳门、迪拜、泰国设立了办事处,同时在这些市场上部署了广泛的渠道网络。

作为一家专业提供RFID产品与解决方案的企业,物联网的风行无疑为RCG带来了新的发展契机。

RCG独立非执行董事Seri Mohd Azumi表示,技术将更广泛地参与入的角色,技术会帮助人们避免不必要的危险,提高人们的生活质量,并且最终构建更好的社会架构。虽然物联网的应用目前仍处于刚刚起步的阶段,但是RCG已经有可能实现更高的目标,除了保持并继续深挖在娱乐、物流、基础设施建设、医疗、金融等垂直行业的应用,还将物联网的应用拓展到更多的垂直行业中去。

据RCG销售副总裁刘昊介绍,目前RCG正致力于物联网前期的建设。正如城市的建立需要从各个角度、各个地块修建一样,物联网的建设目前就像城市的兴建阶段,包括RFID在内的涉及物联网的各个关节都在建设中直到最后每个关节都修好并融会贯通后,物联网才从概念走到现实。

目前,RCG作为企业角色主要在推广基于EPC架构的物联网应用。

其实,在2004年,基于EPC架构的物联网已在市场出现。当时产生的原因是供应链的竞争讲究整个体系的优化,即无论在谁的手里,只要客户没有买单就是体系中的库存。为了应对低效高成本的供应链困境,基于EPC架构的物联网概念被寄予了很大的希望。企业对它的期望就像救世主,希望它能够解决供应链上所有的问题。但在实施中才发现,单个企业实施基于EPC架构的物联网很难见到明显的效益,要想产生效益的话,必须是供应链上下游共同使用才行。然而各个企业的发展程度不一样,信息化程度不一样,资金实力不一样,IT程度也不一样,很难共同使用一套体系。这就遇到了困境。

发展至今,物联网的概念跟以前的物联网已经有所不同。RFID不再是唯一的识别技术,它只是传感器技术中的一种,商品也不再是唯一被管理的目标,而是众多被管理目标之一。物联网的应用范围扩大了,但是进入门槛却降低了,不再全球协同就可以使用。一个单位、一个部门、一个企业都可以应用。如果不能大面积应用,单点应用也可以产生效益。对于提供物联网技术的众多企业来说,快速发展的机会终于到来了。

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在互联网发展的早期,更确切地说是WWW(World Wide Web)在全世界普及之前,许多“内容”(Contents)也是以“Networks of Documents”(文件网)的形式存在,通过HTTP、FTP、Telnet、Gopher、WAIS等一系列网络协议实现局部共享,最终因为Mosaic/Netscape浏览器的出现才由HTTP协议一统天下。HTTP(HyperText Transmission Protocol), 顾名思义,其目标是实现“文本”的交换, 但WWW的发展和广泛应用目前早已超出了当时的想象。

互联网的处理对象是文件,这里的“文件”指的是广义的多媒体文件(包括网游和SNS等最新发展),而物联网的处理对象是“物”,文件可以拷贝,但“物”也可以租赁和借用。 互联网(包括移动互联网)产业的发展以文件的“泛在”共享和搜索为基础,滋生出许许多多早期难以想象的应用和业务模式,创造了像Google、阿里巴巴、盛大、Facebook等一批商业传奇。没有做不到,只有想不到,物联网有着同样、甚至更大的发展潜力,这早已是业界的共识。

和现有的互联网应用一样,物联网的应用同样也分B2B、B2C、G2G、G2C等等, 同样也可以通过现有的WebServices、SOA等技术实现在有安全保障条件下的互联互通。例如,前面提到的公安系统的安防摄像头可以局部地、有条件地向环保系统开放,实现局部的互联互通。反之亦然,这是G2G(Government to Government)的物联网,有利于资源整合和共享,再通过G2C向老百姓提供更好的协同服务。云计算和SaaS模式为这种物联网的“借用”或“租用”模式提供了技术基础。

“泛在的网络”其实也就是和物联网等同的普适计算(pervasive Computing或ubiquitous Computing),物联网的应用本身也就是以“云”的方式存在的,从这个意义上说,物联网也是云计算、云服务的一个重要范畴。 云计算的核心就是以虚拟化的方式提供各种服务,SaaS(软件即服务)模式是实现虚拟化服务的关键。在SaaS理念的基础上又出现了PaaS、HaaS、IaaS等理念, 如果把这个理念扩展到物联网,我们可以有TaaS(Thing as a Service)、MaaS(Machine as a Service)、DaaS(Device as a Service)等,上面提到的安防和环保系统的摄像头和污染传感器数据之间的相互借用和面向大众的查询和共享就是TaaS的例子, Google Earth和PowerMeter的MashUp等应用也基本可以算是TaaS的例子。

TaaS模式是物联网发展的最高阶段,笔者认为,物联网发展分三个阶段:

1. 初级阶段: 已存在的一些各行业基于本行业数据交换和传输标准的连网监测监控,以及两化融合等应用系统,以前不叫物联网。

2. 中级阶段: 在物联网理念推动下,基于局部统一的数据交换标准实现跨行业、跨业务的综合管理大集成系统,包括一些基于SaaS模式的M2M数据中心营运系统。

3. 高级阶段: 基于物联网统一数据标准、SOA、Web Service、云计算虚拟服务的on Demand系统, 最终实现“Thing as a Service”。

云计算支撑物联网XaaS服务

互联网和物联网的根本区别是,互联网处理的主要是“人输入的数据”,而物联网处理的主要是“机器生成的数据”。全世界几十亿双手一天能输入的数据量,可能顶不上一台机器一天自动生成的数据量,这将对云计算数据中心和云存储提出更高的要求。

物联网、云计算、SaaS是近一两年国内业界谈论最多的话题,有人说这些概念的“热炒”可能过不了多久就会消退下去。笔者认为,和前几年“热炒”的SOA、on Demand服务、网格计算等概念不一样,前者描绘的是产业发展理念,而后者描绘的是一些技术理念,前者具有更强的生命力。 在中国,两会过后,从县长到省长都在关注物联网,物联网理念已成为大众词汇,而SOA等技术理念还只局限于IT业界。

笔者把物联网、云计算、和SaaS相提并论,是因为它们之间确实有密切的内在联系。无论是物联网、云计算,还是SaaS, 都不是因为有什么全新的技术突破带来的革命,它们所包含的技术和应用早已存在,是众多软硬件技术的发展和融合演变而推动的新兴业务应用和产业链。

在物联网发展的初、中级阶段,笔者认为它对云计算的最大需求还只是其初、中级阶段(如图1),也就是数据中心,还不需要太多云计算高级阶段的虚拟化分布式技术。 对SaaS模式和技术的需求主要是要实现多租户(Multi-Tenants)模式(图2),这是一个面向大集成应用的物联网业务基础中间件平台必须实现的基本功能,只有实现了多租户功能(即图3中描绘的第三或第四种架构)的系统才能高效地实现物联网/M2M大集成应用和营运。

物联网、云计算、和SaaS都有一个共同的终极目标,就是实现TaaS(everyTHING as a Service),把基于云计算虚拟数据中心的物联网XaaS服务提供给第三方按需“调用”,实现“物物”互联互通,将是物联网产业长期的追求和期望实现的最高境界。

物联网信息安全的五大挑战

物联网的安全和互联网的安全问题一样,永远都会是一个被广泛关注的话题。由于物联网连接和处理的对象主要是机器或物,以及相关的数据,其“所有权”特性导致物联网信息安全要求比以处理“文本”为主的互联网要高,对“隐私权”(Privacy)保护的要求也更高,此外还有可信度(Trust)问题,包括“防伪”和DoS(Denial of Services,即用伪造的末端冒充替换侵入系统,造成真正的末端无法使用),由此有很多人呼吁要特别关注物联网的安全问题。

物联网系统的安全和一般IT系统的安全基本一样,主要有8个尺度(如图4):读取控制、隐私保护、用户认证、不可抵赖性、数据保密性、通信层安全、数据完整性、随时可用性。 前4项主要处在物联网DCM三层架构的应用层,后4项主要位于传输层和感知层。其中“隐私权”和“可信度”(数据完整性和保密性)问题在物联网体系中尤其受关注。如果我们从物联网系统体系架构的各个层面仔细分析,我们会发现现有的安全体系基本上可以满足物联网应用的需求,尤其在其初级和中级发展阶段。

物联网应用的特有(比一般IT系统更易受侵扰)安全问题有如下几种:

1. Skimming: 在末端设备或RFID持卡人不知情的情况下,信息被读取;

2. Eavesdropping: 在一个通道的中间,信息被中途截取;

3. Spoofing: 伪造复制设备数据,冒名输入到系统中;

4. Cloning: 克隆末端设备,冒名顶替;

5. Killing:损坏或盗走末端设备;

6. Jamming: 伪造数据造成设备阻塞不可用;

7. Shielding: 用机械手段屏蔽电信号让末端无法连接。

针对上述问题,物联网发展的中、高级阶段面临如下五大特有(在一般IT安全问题之上)的信息安全挑战:

1. 4大类(有线的长、短距离和无线的长、短距离)网路相互连接组成的异构(heterogeneous)、多级(multi-hop)、分布式网络导致统一的安全体系难以实现“桥接”和过渡;

2. 设备大小不一、存储和处理能力的不一致导致安全信息(如PKI Credentials等)的传递和处理难以统一;

3. 设备可能无人值守、丢失、处于运动状态,连接可能时断时续、可信度差,种种因素增加了信息安全系统设计和实施的复杂度;

4. 在保证一个智能物件要被数量庞大,甚至未知的其他设备识别和接受的同时,又要同时保证其信息传递的安全性和隐私权;

5. 多租户单一实例服务器SaaS模式对安全框架的设计提出了更高的要求。

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