物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。其英文名稱是“The Internet of things”。由此,顧名思義,“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這有兩層意思:第一,物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò);第二,其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間,進(jìn)行信息交換和通信。因此,物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。
一、物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)基礎(chǔ)
(一)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境和條件
首先,它是各種感知技術(shù)的廣泛應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)上部署了海量的多種類型傳感器,每個傳感器都是一個信息源,不同類別的傳感器所捕獲的信息內(nèi)容和信息格式不同。傳感器獲得的數(shù)據(jù)具有實(shí)時性,按一定的頻率周期性的采集環(huán)境信息,不斷更新數(shù)據(jù)。
其次,它是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的泛在網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要基礎(chǔ)和核心仍舊是互聯(lián)網(wǎng),通過各種有線和無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)融合,將物體的信息實(shí)時準(zhǔn)確地傳遞出去。在物聯(lián)網(wǎng)上的傳感器定時采集的信息需要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸,由于其數(shù)量極其龐大,形成了海量信息,在傳輸過程中,為了保障數(shù)據(jù)的正確性和及時性,必須適應(yīng)各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議。
還有,物聯(lián)網(wǎng)不僅僅提供了傳感器的連接,其本身也具有智能處理的能力,能夠?qū)ξ矬w實(shí)施智能控制。物聯(lián)網(wǎng)將傳感器和智能處理相結(jié)合,利用云計(jì)算、模式識別等各種智能技術(shù),擴(kuò)充其應(yīng)用領(lǐng)域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理出有意義的數(shù)據(jù),以適應(yīng)不同用戶的不同需求,發(fā)現(xiàn)新的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式。
像互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)遵循開放的原則一樣,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也必須遵循開放的原則。物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)、管理、命名、接口、公開的服務(wù)、所采用的頻譜等都決定了物聯(lián)網(wǎng)必須遵循開放的原則。如果不實(shí)行開放的原則,則不可能實(shí)現(xiàn)全球的鏈接。
(二)物聯(lián)網(wǎng)的六大基礎(chǔ)技術(shù)要素
物聯(lián)網(wǎng)的六大基礎(chǔ)技術(shù)要素包括互聯(lián)網(wǎng)、RFID、讀寫器、物聯(lián)網(wǎng)中間件、物聯(lián)網(wǎng)名稱解析系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)。這里只對其中的幾個關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行闡述。
其次,中間件技術(shù)。中間件有兩大功能,一是兩大平臺;二是通信。首先要為上層服務(wù)提供應(yīng)用,同時,要連接操作系統(tǒng),保持系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)。中間件還要支持各種標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議和接口,如要支持RFID以及配套設(shè)備的信息交互和管理,同時,還要屏蔽前端的復(fù)雜性。一般的中間件是屏蔽了系統(tǒng)軟件的復(fù)雜性,而物聯(lián)網(wǎng)的中間件主要是屏蔽了前端硬件的復(fù)雜性,特別是像RFID讀寫器的復(fù)雜性。中間件的特點(diǎn),第一是獨(dú)立于架構(gòu),第二是支持了數(shù)據(jù)流的控制和傳輸,同時支持了數(shù)據(jù)處理的功能。
再次,信息服務(wù)系統(tǒng)。國際上多采用了EPC系統(tǒng),采用PML語言來標(biāo)記每一個實(shí)體和物品,再通過RFID標(biāo)簽對實(shí)體標(biāo)記進(jìn)行分類,同時構(gòu)建數(shù)據(jù)庫,提供數(shù)據(jù)存儲,開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng),提供查詢服務(wù)。同樣,物聯(lián)網(wǎng)也有管理,類似于互聯(lián)網(wǎng)上的網(wǎng)絡(luò)管理。目前,物聯(lián)網(wǎng)大多是基于SMNP建設(shè)的網(wǎng)管系統(tǒng),和一般的網(wǎng)管系統(tǒng)雷同。
(三)其他關(guān)鍵技術(shù)
互聯(lián)網(wǎng)和電子商務(wù)的發(fā)展催生了物聯(lián)網(wǎng),物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù)還包括電子數(shù)據(jù)的交換(EDI)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、射頻識別技術(shù)(RFID)等關(guān)鍵技術(shù)。
物聯(lián)網(wǎng)起源于電子數(shù)據(jù)交換。在國際海運(yùn)運(yùn)輸過程中,必須實(shí)現(xiàn)國際化標(biāo)準(zhǔn)的電子數(shù)據(jù)標(biāo)簽的交換。我國集裝箱已經(jīng)全部實(shí)現(xiàn)了海運(yùn)運(yùn)輸?shù)碾娮訕?biāo)簽交換,但是標(biāo)箱到港口轉(zhuǎn)鐵路、公路運(yùn)輸?shù)倪^程,現(xiàn)代化管理的鏈條就斷了。目前,上海港做得最好,上海港集裝箱只有1.8%的箱可以自動接入鐵道系統(tǒng),其他只能手動錄入。
現(xiàn)在,電子標(biāo)簽成本在降低,形式在多樣化,應(yīng)用廣泛。如廣東地區(qū)很多工廠的每一個工位上都有標(biāo)簽,每一個標(biāo)簽都注釋了每一個工序,工作流都記在在標(biāo)簽上,能準(zhǔn)確定位工位出現(xiàn)的問題。
形成物聯(lián)網(wǎng)要靠商品的統(tǒng)一編碼,沒有商品統(tǒng)一的編碼,就沒有物聯(lián)網(wǎng)。歐美提出的EPC(ElectronicProductCode)電子產(chǎn)品編碼是支持物聯(lián)網(wǎng)的主要支撐。EPC系統(tǒng)由編碼體系、射頻識別系統(tǒng)及信息網(wǎng)絡(luò)組成,目前比較成功的EPC網(wǎng)絡(luò),主要是與應(yīng)用物流領(lǐng)域。我國也成立了EPC-globalChina,研究如何使這一編碼技術(shù)做到本地化兼容性、科學(xué)性、全面性、合理性,沒有歧視性。
另外的技術(shù),就是無線通信和移動互聯(lián)網(wǎng),物聯(lián)網(wǎng)離不開這些內(nèi)容。此外,物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算互相促進(jìn),為大數(shù)據(jù)量傳輸、多媒體應(yīng)用、電子政務(wù)、電子商務(wù)、電子圖書館等突破了網(wǎng)絡(luò)瓶頸,正得到快速發(fā)展。
二、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展動向
物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)用非常廣泛,大到軍事反恐、城建交通,小到家庭個人。當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)、移動通訊網(wǎng)相連時,可隨時隨地全方位“感知”對方,人們的生活方式將從“感覺”跨入“感知”的階段,從“感知”到“控制”。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用前景非常廣泛。
(一)物聯(lián)網(wǎng)成為信息社會發(fā)展的亮點(diǎn),建設(shè)分為幾個階段:
第一個階段是大型機(jī)、主機(jī)的聯(lián)網(wǎng);
第二個階段是臺式機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)相聯(lián);
第三個階段是手機(jī)等一些移動設(shè)備的互聯(lián);
第四階段是把各種嵌入式芯片,把嵌入式的東西和互聯(lián)網(wǎng)鏈接興起階段,把與人們?nèi)粘I罹o密相關(guān)的家用電器工業(yè)設(shè)備連接起來,加入互聯(lián)互通的行列,這種應(yīng)用是極為廣闊的。
(二)物聯(lián)網(wǎng)的三個應(yīng)用層次
一是傳感網(wǎng)絡(luò),即以二維碼、RFID、傳感器為主,實(shí)現(xiàn)“物”的識別。
二是傳輸網(wǎng)絡(luò),即通過現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)絡(luò)或未來的NGN網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與計(jì)算。這其中,前三項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成熟,NGN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是市場新方向。接入網(wǎng)的光纖化是整個NGN計(jì)劃中投資最大也是最重要的部分。
三是應(yīng)用網(wǎng)絡(luò),即輸入輸出控制終端,可基于現(xiàn)有的手機(jī)、PC等終端進(jìn)行。由此可以看到,“物聯(lián)網(wǎng)”的關(guān)鍵在于射頻標(biāo)簽(RFID)、傳感器、嵌入式軟件及傳輸數(shù)據(jù)計(jì)算等領(lǐng)域。這個環(huán)節(jié)涉及所有網(wǎng)絡(luò)的大連接,電子信息、電子設(shè)備都受益。物聯(lián)網(wǎng)未來將涉及能源、金融和保險(xiǎn)系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、追蹤系統(tǒng)、醫(yī)療保健系統(tǒng)和氣候系統(tǒng)、基礎(chǔ)設(shè)施等方面。
(三)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重點(diǎn)領(lǐng)域
物聯(lián)網(wǎng)最重要的應(yīng)用是現(xiàn)代物流領(lǐng)域。最近,工信部和商務(wù)部、發(fā)改委、交通部等八個部門正在制定現(xiàn)代物流的發(fā)展規(guī)劃,明確提出要把物聯(lián)網(wǎng)作為現(xiàn)代物流業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。
目前,我國物流的成本偏高,占總生產(chǎn)成本的18%-20%,有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),去年我國的物流成本由去年全年的18.6%下降至今年上半年的18.4%,下降0.2個百分點(diǎn),但仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國外水平,我國物流發(fā)展需要物聯(lián)網(wǎng)。通過物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè),形成集成化的信息平臺,實(shí)現(xiàn)物流系統(tǒng)的現(xiàn)代化,通過現(xiàn)代化管理從物流業(yè)的小外包實(shí)現(xiàn)真正的現(xiàn)代化外包。把企業(yè)的局部的物流擴(kuò)展到全社會的物流,最大限度地降低成本,實(shí)現(xiàn)物流系統(tǒng)現(xiàn)代化。如在物流通關(guān)過程中,廣東省經(jīng)濟(jì)信息化委員會與香港進(jìn)行試點(diǎn):“港澳通關(guān)一體化試點(diǎn)工程”利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢避免的雙重征稅、雙重通關(guān)的問題。所以,以物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)為抓手,來推動物流信息技術(shù)的應(yīng)用和推動標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)是下一階段的重要工作。
總之,物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用,從智慧城市到智慧地球,從感知城市到感知中國、感知世界,信息網(wǎng)絡(luò)和移動信息化開辟了人與機(jī)、機(jī)與機(jī)/傳感器網(wǎng)融合的可能,使我們的工作生活時時聯(lián)通、事事鏈接,物聯(lián)網(wǎng)將成為信息化建設(shè)的下一個機(jī)遇,也將成為世界經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的新亮點(diǎn)。
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