《曹淑敏谈物联网》word版.doc

一、物联网是信息技术发展的最新趋势物联网是信息通信技术发展总趋势的体现。信息技术发展呈现几大趋势：1.泛在化，应用正在向更广更深的领域渗透，而不是像过去只局限在很低层次的应用，比如说人的应用，小范围、低应用的应用，现在是越来越广泛的。3.同时在宽带化，同时技术业务产业在快速融合，2.智能化，跟各行各业的应用结合起来，各行各业广泛的应用。感知技术向更广的范围延伸，而且它获取信息、处理信息的能力越来越强。另外我们之所以可以做到智能化，或者是智慧，就是因为背后有非常强大的处理技术，很多物联网企业通过服务器搭建的海量信息的处理，比如说数字引擎企业、电子商务企业，背后都有大量海量数据的处理，包括下一步正在非常热的云计算技术，都是在计算和处理技术的新发展。这三层技术使得我们的信息通信技术才有这样的广泛应用空间，才能起到更大的作用，物联网是这个趋势非常典型的体现。二、物联网的概念物联网内涵和总体架构：其实物联网概念的确并不是全新的概念。追溯物联网的概念，可以看到99年美国麻省理工大学就已经提出来了，当时主要是围绕物流提出的概念，但是后来随着物联网概念的发展和变化，主要是随着它的技术和应用的发展，物联网的内涵已经有了较大变化，ITU互联网报告2005：物联网，认为移动和网络革命性的成功，由于移动网络和互联网取得如此大的成功，所以使得在这些网络技术上的延伸和扩展是一个必然的趋势，它通过什么样的技术呢？最主要是两种，一个是RFID技术，还有就是无线传感器技术，另外还涉及到智能技术和纳米技术等等。这些都是支撑性的技术，主要去延伸到物体的技术，典型的它这里提到的就是RFID和计算机网络。通过这些技术达到什么样的目的呢？就是可以检测和监控物理世界的状态，就是我们所连接到的一些物体的状态。这之后，欧盟提出物联网的行动计划、发展战略，还有很多国家关于物联网，尤其是这几年陆续出来。国际电信联盟提出的泛在网的概念，它也是在2005年4月出的一个报告，就是关于泛在网络社会的报告。这个报告里强调，通过一系列网络的通讯设施，实现任何人在任何时间，通过任何业务和任何设备实现通讯，过去说的通讯是任何人在任何时间在任何地点通过任何方式通讯，但是这里将任何人变成了任何设备，实现人与人、人与物、物与物的通讯，泛在网的概念更大，而物联网的概念里，在这个报告里我们可以看到主要是强调向物理世界的延伸和扩展。智慧地球内涵：以一种更智慧的方法，通过利用新一代信息技术来改变政府、公司和人们相互交互的方式，以便提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度。更透彻的感知，就是比过去更加的深入，采用的技术，就是将我们所说的很多嵌入式的系统和设备嵌入到社会生活的各个方面，包括电网、铁路、桥梁、隧道、建筑等等。更全面的互联互通，那就是连接的范围和广度大幅度的拓展，比如说宽带通讯网络，也包括互联网在内，史无前例将各种物体连接起来，所以连接的范围进一步的扩大。还有一个范围，就是更深入的智能化，就是通过刚才所说的计算和处理能力，进行深入分析和复杂计算，实现智慧的决策和行动，所以智慧地球就是说将地球上人类、物体，人类是以几十亿为单位，而物体是上万级的设备进行互联。综合国内外研究，物联网的定义和内涵形成了一个共识，就是是利用各种感知设备和职能装置对物理空间进行感知识别，第一层意思是感知，利用通讯网络进行传输和互联，可以看到传输或者说网络，利用计算和软件系统进行信息处理和知识挖掘，我们可以看到第三层是计算和处理，它的特征就是实现人与物、物与物的信息交互和无缝链接，达到对物理世界的实时控制、精确管理和科学决策目的。目前是这样的一个定义，三层含义，就是感知网络和应用，第二是实现人与物、物与物，第三是对物理世界的实时控制、管理和决策。 我们研究它的时候怎么看待它，希望从什么样的视觉研究它，我们现在将它分为八个纬度，首先从物联网的层次来说，就是中间的这三个，应用、网络、感知。另外它还涉及到相关的技术和标准，还有相关的产业，产业分为服务业、制造业两大类。我们可以看到物联网当中很重要的有标识和核心资源，因为要大范围的联网必须有标识系统，还有地址、资源规划等，我们连接的规模比过去呈现数量级的变化。还有很重要的，甚至会影响制约它发展最重要的因素，就是因为方面，既涉及到国家战略层面的安全，又涉及到普通用户隐私保护的问题，我都不知道有多少传感器，在我不知情的情况下已经感知和传输出去了，所以对个人隐私的保护，这些信息怎么不被滥用，也是非常核心的内容。 当然背后还要有国家相关的法律、法规、政策作为支撑，同时还要在国际层面，未来互联网连接的范围，已经不是一个国家的范畴了，现在我们可以在一个省，一个企业，一个市里去搞，联网的范围越来越大，我们希望在国际范围内进行考虑它的治理问题，现在我们把它分为八个纬度去考虑。 对物联网的认识来说，我们现在强调的是它的应用，不是强调它物理上是什么样的网络，而是强调它首先在什么行业的应用，物联网的物是为了特定目的去联网的，不管是哪一类的应用，这是强调它的应用。其次它当然也是网，它这个网只不过跟过去我们的物理网络不太一样，它是为了某种特定目的构成网络，就像是一个城市的交通监控系统、车辆管理系统，这个车在全国范围流动时，我们都可以实时监控，构成了一个特定应用的网络。在谈它的本质的时候，我认为首先是网络化的拓展和延伸，现在新技术当中很多趋势都是由于网络化引起的，物联网只不过是在现代网络化的基础上更大规模的拓展和延伸，一个是刚才说的，人与人之间变成了人与物、物与物，这可以是各种各样的物以及各类规模的物，这是数量上，还有就是从类型上，应用都是可以不一样的。 网络是怎么拓展的呢？是通过很多技术的组合，我们熟知的就是大范围、广覆盖的通信网，还有大量的新技术，比如说我们有广域的通讯网和互联网，我们还有很多的局域网，比如说无线局域网，还有就是无线接入网，再往下延伸出现了很多个域网络，比如说家庭网络，还有传感器网络，微型传感器构成的网络。还有PAN体育网，就是在人周围一米范围构成的网络。它之间和物体相联时又又很多无线通讯技术，像是蓝牙就是1米之内，或者是稍远一点，通过一层层不同技术的组合，使得网络往更微小的范围延伸。 还有一种非常重要的特征，是各种信息技术的集成和整合，所以物联网并不是说将我们过去的信息通讯里的所有技术都包含在内了，它是所有技术都涉及，但是并不是简单的叠加，而是这些技术整合应用，比如刚才说到的感知、网络和计算，我们只有这三层整合起来，才能构成好的物联网应用，如果只有一个小规模的感知，很难形成大的应用。还有就是信息化在各行各业广泛和深入的应用。这三个层次也是基本上对物联网的架构都有共识。这三个层次背后也一样涉及到大量跟它有关的技术和产业。 物联网技术体系我们可以看到，按照这三层分别有不同的技术，比如说感知层，传感器是很核心的环节，传感器加近距离无线通讯构成了传感器网络技术，识别技术比如说RFID，还有二唯码等，还有图像的获取等等，这些是我们感知层的。而且这一层的很多技术，对于物联网发展来说是比较关键和比较新的，因为这一类的技术在过去并没有特别大规模的应用。网络通信技术大家很熟悉，但是它也并不是简单的作为一个通道来传输，它要适应物联网技术的发展特点，比如说可能在很短的时间内大量的数据在网络上传输，还有可能很长一段时间才传输一个数据，还有可能是定时的传送一些小数据，比如说抄表，不同的应用所以要求网络的适应度不同，原来的互联网都是为人的使用设计的，并没有针对物来设计，所以在针对物联网的业务需求和特点来优化通讯网络。 还有就是应用，包括数据存储、数据挖掘、数据的呈现，通过云计算的平台处理海量的数据，还有SOA，就是在应用层面。我们还可以看到，前面说到的安全，特定的技术，网络管理特定的技术，还有它的架构技术。此外支撑技术，包括嵌入式系统、微机电、软件和算法等等。 物联网发展过程中，标准化也是值得注意的问题，如果要大规模的联网，一定要标准化，除非我们是专业应用，在自己内部小规模的应用，那是另外一回事了。将来联网越来越广的话，标准化是一个关键。现在物联网的标准化，可以说是是很复杂的领域，由于涉及到的领域非常多，涉及到的组织也非常多，目前在国际范围内也都是刚刚开始，组织之间的相互整合并没有形成一个清晰的格局，所以在这样的情况下，我们国家也是一样的，在我们做标准化我们产业技术规划时，也应该着眼于国际，就是说既是物联网发展的一个挑战，同时物联网发展的一个机遇，因为这个领域毕竟都是刚刚开始。 我们将标准化组织分为几类，刚才说了有整体架构类的，有感知技术层面的，有面向网络优化的，也有面向特定应用的物联网，比如说智能电网，有专门针对它进行标准化的，包括美国和欧盟，都有这样的，就是在选择典型的重要领域进行特定的标准化，它是一个跨行业、跨组织的标准化。这背后又涉及到大量的工业组织和联盟，这些我就不详细介绍了。 在谈到物联网总体的架构和技术，目前我们谈监控系统，还有RFID用于物流系统，我们可以看到物联网目前的应用处于初级阶段，它的特征就是现在主要是一个封闭的应用，或者是闭环的应用为主的，而且规模比较小，大部分是在一个企业的内部，一个公司内部的网络，或者是一个行业的局部，或者是在一个很局部的地区内，这是一个特征，就是并没有像我们描绘物联网时呈现的那几个特征，所以我们可以叫它的初级阶段，甚至可以说是雏形，因为有些并没有大规模的联网应用，而且处理也是比较简单的，并没有形成海量。目前的网络，既有电信运营商的，也有自己的专网，比如说电网和铁路网等，目前联网的规模也是比较小的，尚未应用、网络、感知三层比较完整的架构，因为都是初级的，所以都是纵向、封闭的状态，即使依托公网，也是在公网的基础上进行简单的传输，我国水利系统有一些大坝的监控系统，也使用了传感器，但是也就是租用运营商的一根线进行传输，非常简单，这样的形态是不少的，所以都是点式的，这是初级阶段。 我们再看物联网在国际、国内的总体情况，从国际上来看也是一样的，也处于一个起步阶段，它的应用水平也不是很高。国外也大数以闭环应用为主，封闭的居多，现在国外也是以点带面、以行业应用带动产业局面逐步呈现，包括美国的经济刺激计划中，电子医疗等都是含有物联网的技术在，包括最近连接美国美国宽带战略，都是带有对物联网的支持，作为很重要的组成部分。IBM提出的智慧地球，就是全面的结合。在感知层的技术里，RFID技术相对应用的成熟一些，而无线传感器应用相对规模较小一些。 现在有很多因素了，有市场的因素，也有技术发展的因素，也有成本和标准化等方面的因素，如果是成本很高的话，无法大规模应用，如果是标准化的话，又无法形成一个行业应用。发达国家在物联网的应用上还是走在了前面，美国已经在军事、电力、工业、农业、环境监测、建筑、医疗、企业管理、空间和海洋探索等领域投入应用，RFID是第一大应用国，应用案例中美国占了接近60%，传感器、MZM、智能电网加速推进。 欧盟去年公布了自己的发展战略和行动计划，包括数字欧盟等等，都是已经在围绕RFID和M2M展开，也是在医疗、智能电网、智能交通、物流、生产、零售等领域推动。日本是在移动支付领域做的比较超前，手机和RFID结合，实现近程移动支付，同时在电网、远程监控、智能家居和汽车联网等应用已初具规模，形成了全球规模最大的金融领域物联网应用Felica。 我国物联网的发展也是经过了多年的探索，有不少的试点，一个是在经济领域，包括在工业、农业、服务业领域，都有一定规模的应用，比如说RFID在物流业的应用还是比较多的，另外是在智能卡方面的应用比较多，智能卡发卡70亿张。在战略性的基础设施里也有应用，特别是智能电网国家提出了一个清晰的发展计划。还有就是在民生方面，包括智能家居、智能医疗方面也有一些探索，也有示范性的应用，北京电视台最近连续报道，北京市民民生方面推动的物联网应用，刚才看到广州的介绍也有很多。在我国物联网的应用当中，传感器这个领域的应用，在各个领域都有涉及，但是规模不是非常大，RFID我们的规模相对来说跟国际上已经是第三大了。 如果说行业应用的话，智能电网是各国包括咱们我们国家在内，也是比较重要和比较清晰的领域，一会儿刘总会做比较详细的介绍了。在M2M的应用中，各国的运营商正在起步推动，尤其是在移动网络，在一个高度普及，甚至很多国家普及率接近百分之百，这样的情况下怎么样向行业应用延伸。我这里举一个例子，全世界运营商里做物联网最成功的，挪威的一个运营商，它提供的物联网服务包括车队管理与物流、汽车信息通信、定位与跟踪、自动化与监测、移动POS、安全进测等，通过移动运营模块、RFID、GPS的结合，实现实时的监控、检测和管理，已经有很成功的探索。 日韩做的RFID手机支付做的非常好，实际上日本的3G所有手机都具有RFID的功能和GPS的功能，这个规模也是非常大的。还有就是在地区和政府推动的，智慧城市也好，刚才杨部长说了智慧比智能更高一个层面，IBM提出了智慧地球，现在新加坡干脆叫智慧国家，智慧的确在物联网的应用中的确是要达到的面向城市也好，行业也好，需求更高智能的一个处理需求，咱们国家也有很多的尝试，包括无线城市也好，数字城市也好，在城市管理、行业应用，还有面向个人方面，都有很多的尝试，比如说城市管理的智能交通、智能警务，还有面向行业的信息化应用工地监控、港区监控、企业车辆调度，还有面向公众的智能停车场、远程家居监控、实时位置查询等等。既把城市管理里的很多政府功能，加上企业、行业的应用，还有面向民生的应用，整合起来，构成了面向城市的一个大的应用。这是在区域的范围内，所以我们可以看到物联网的应用有多种，有行业、企业的，也有面向公众的、区域的，都在探索。 第三个部分就是关于物联网的产业体系了，前面我们说了技术应用，我们再看物联网的产业体系，大的方面就是服务业和制造业。服务业又分为三个层次，一个层次就是网络服务业，就是我们说的传统电信运营商做的，也包括专网做的网络基础设施，怎么样适应物联网的需要，来优化它的网络，升级它的网络。还有就是我们提出了应用基础设施的概念，在物联网未来的发展中，甚至在国家信息化中，都需要构建这样新的基础设施，就是应用层面的基础设施，以云计算为例，这个基础设施是一个非常庞大的功能强大的基础设施，它作为一个国家的共性平台基础设施，下面连接网络，上面提供各种各样的服务，我想这样的服务一般是在企业层面，以后一定会形成，以云计算为例吧，这个企业提供自己所需要的服务，同时为第三方提供计算能力和处理能力，甚至构建的平台直接就是为各行各业作为一个共性平台构建的，这是非常重要的，随着今后物联网和互联网的广泛应用，海量信息的处理既是一个瓶颈，也是一个很重要的领域。 构建物联网产业体系，在服务业的体系当中，我们觉得这几个环节是非常重要的。对它的制造业产业体系来说，相对比较容易理解，一个是我们传统的，也是按照这三层，比如说感知层，我们要构建的是传感器和传感器网络产业，RFID的产业，还有就是智能仪器仪表产业等等。面向通信网络和计算等方面，我们有网络通信设备，这个比较容易理解，还有计算机相关设备，特别是云计算背后所需要的大量的硬件和软件的相关设备。还有就是相关的支撑产业，集成电路、嵌入式系统、微纳器件、新材料、微能源、其他支撑产业，未来的物联网都是很小的体积、低功耗的，所以能源是一个非常重要的领域。 通过这些构成了物联网的产业体系，两大业，里面又有自己的层次。物联网对于传感器来说，目前的规模在全球超过600亿美元，大概是40个国家涉及这个产业，其中美日俄的实力是比较强的。当然整体来说，传感器在功能成本和可靠性方面还不够成熟，特别是低成本和低功耗方面，我们在全球的统计，有2万多个传感器，美国就有17000多个，我们国家有6000多个。RFID的规模，全球是55.6亿美元，目前主要是集中在远距离的芯片、低成本标签天线和封装。RFID目前还没有全球的统一标准，国际上的预测，今后将会达到175亿美元。智能仪表就是围绕物联网相关领域，正在快速的发展。对于物联网服务业来说，以通信网络为依托的M2M业务，特别支付业务发展特别快，云计算正在大规模的兴起，另外是软件和集成服务，大BM等大型企业在里面起主导作用，智能嵌入式系统，全球是超过了万亿美元市场，操作系统有十多家。 我国物联网技术产业发展，传感器根据我们的估计今年会达到630亿元，相对来说我们跟国外相比还是有很大的差距，而且国内使用的传感器，特别是中高档的传感器，主要依赖于进口。RFID领域相对做的比较好，一个是从市场规模来说，但是RFID的产业化水平也不是很高。我们没有形成整体的产业能力，在中间件、封装、天线设备、中间件、系统集成等方面都有比较大的差距。在物联网服务当中，刚才也说到了，就是我们的M2M也是属于起步阶段，大概在500万0亿的水平，我们大的企业阿里巴巴，还有运营商等等，都在提出自己的云计算计划，但是并没有大规模的实施。软件和集成服务比较滞后，信息处理与分析方面也相对处于低端的市场，份额也比较小。嵌入式系统也是，95%嵌入式CPU进口，所以从整体我们的技术和产业来说，物联网所涉及到的几个领域都不是非常乐观，当然了，因为整体物联网发展，我们国家和国际发达国家的差距不是那么的大，但是并不是说我们国家已经是同步发展，甚至是超前了，这个话肯定是不客观的，就是从产业的角度，它的产业体系和这个产业当中主要领域的国际和国内的发展情况，再看它的标识和资源体系，这对物联网来说至关重要，从一个几十亿到上万级的连接，标识体系是各国争夺的，包括应用标识、通信标识、物体标识。通信标识相对比较清晰，但是面临的问题是过去规划的量无法适应万亿级物体互联的，新一轮的标识体系的争夺和讨论现在正在全球不同的组织开展，但是物体标识对于物联网发展是非常关键的，现在RFID的标识，目前影响力最大的是美国EPCglobal UII。对于智能物体的标识也是一样，通信设备本身的标识系统是比较清晰的，就是标识系统来说，有这么三类，但是在国际上都需要进行协调和统一，或者说提出我们的策略，我们的标识体系会走哪一种，会采用哪一种，是我们自己，还是我们比较之后采用国际上的。 国内的拜师体系来说，一个是我们通信标识体系，地址存在严重不足，不光是不能适应物联网的发展，互联网本身的比如说IP地址的问题，在物体标识当中我们分别使用的是欧美的标准，而RFID现在主要是处于封闭应用的状态，并没有走向如果说大范围开放式联网的话，这样的标识系统并没有明确，所以现在标识系统也是作为核心的资源，是非常关键的领域，需要我们去研究和明确策略以及具体的方式。 物联网安全又是一个更重要的领域了，它会涉及到多层面，网络的应用层、感知层，涉及到国家的安全，又涉及到民生的安全，也是各国在物联网中最重要的，因为未来如果真的是国家最关键的基础设施采用物联网，而且大范围的联网，而它的设施安全性，就不光是影响设施本身了，对整个国家的政治经济都会产生巨大的影响，所以安全层面的研究，尤其是联网规模扩大之后，它的脆弱性和威胁越大。IBM给我们未来看到的物联网是广泛联网的系统，但是未来有可能我们针对不同的应用，有的应用就是相对封闭的，但不过联网的规模和范围比较大，区别于专网、行业应用和