物联网新技术.doc

物联网新技术近物联网已被列入“十二五”发展规划，成为我国战略性新兴产业之一。在“十二五”期间，物联网产业将初步形成从传感器、芯片、软件、终端、整机、网络到业务应用的完整产业链，并培育一批具有国际竞争力的产业领军企业。据悉，到2020年之前，全球接入物联网的终端将达到500亿个。在最近聆听的专业讲座物联网与新技术使我对物联网有了更多的理解。现将心得报告如下：几十年来互联网获得了极大的发展 ，已经成为人类社会和人类生活不可或缺的信息网络系统 ， 互联网下一个发展方向，除了扩大覆盖、提高速度、加大容量、增加无线接入等，向物联网发展也是一个重要的动向 ，我们可以通过互联网了解世界 ，在物联网普及以后，我们就可以感知世界上发生的事情 。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，这就是物联网时代 ，继计算机 、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。 一、物联网的定义物联网，英文名称为The Internet of Things，简称 IOT。由物联网名称可见，物联网就是物物相连的互 联网。这里面有两层意思：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。物联网通过传感器 、射频识别技术 、全球定位系统等技术，实时采集任何需要监控 、连接互动的物体或过程，采集器声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息 ，通过各类可能的网络接入 ，实现物与物、物与人的泛在链接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网通用的定义是将无处不在 （Ubiquitous）的末端设备 （Devices）和设施 （Facilities），包括具备内在智能的传感器 、移动终端 、工业系统 、楼控系统 、家庭智能设施 、 视频监控系统等 、和 外在使能 (Enabled) 的，如贴RFID的各种资产 （Assets）、携带无线终端的个人与车辆等等 智能化物件或动物或智能尘埃 通讯网络实现互联互通（M2M)、应用大集成 （Grand In- tegration/MAI)、 以及基于云计算的SaaS 营运 等 模式 ，在内网 （Intranet）、专网 （Extranet）、 和/或互联网（Inter- net）环境下 ，采用适当的信息安全保障机制 ，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测 、定位追溯、报警联 动 、调度指挥 、预案管理 、远程控制 、安全防范 、远程维保 、在线升级 、统计报表 、决策支持 、领导桌面 （集中展示的 Cockpit Dashboard)等管理和服务功能，实现对万 物(everyThing) 的 高效 、 节能 、 安全 、 环保 的 管 、 控 、 营一体化 TaaS 服务。二、物联网的发展历史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，国际电信联盟发布了ITU 互联网报 告 2005：物联网，引用了物联网的概念。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 IT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。三、物联网四大关键技术领域1. RFID: 电子标签属于智能卡的一类 ，物联网概念是1998 年 MIT Auto-ID中心主任 Ashton教授提出来的，RFID 技术在物联网中重要起 使能（Enable)作用；2.传感网 ：借助于各种传感器 ，探测和集成包括温度 、湿度 、压力 、速度等物质现象的网络 ，也是温总理 感知中国提法的主要依据之一；3. M2M：这个词国外用得较多，侧重于末端设备的互联和集控管理 ，X-Internet，中国三大通讯营运商在推 M2M 这个理念；4. 两化融合：工业信息化也是物联网产业主要推动力之一，自动化和控制行业是主力 ，但目前来自这个行业的声音相对较少四、各个国家物联网战略或计划：1.美国的智慧地球：IBM提出的智慧地球概念（建议政府投资新一代的智慧型基础设施 ）已上升至美国的国家战略。 该战略认为 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。2.欧盟的物联网行动：具体而务实，强调 RFID的广泛应用，注重信息安全。 2009 年6月，欧盟委员会向欧盟议会、理事会、欧洲经济和社会委员会及地区委员会递交了欧盟物联网行动计划（Internet of Things- An action plan for Europe），以确保欧洲在建构物联网的过程中起主导作用 。行动计划共包括 14 项内容，主要有管理 、隐私及数据保护 、 芯片沉默 的权利 、 潜在危险、关键资源、标准化、研究、公私合作、创新、管理机制 、国际对话 、环境问题 、统计数据和进展监督等一系列工作。3.日本的i-Japan 战 略： 在 u-Japan的基础上 ， 强调电子政务和社会信息服务应用 。 2004年 ，日本信息通信产业的主管机关总务省（MIC）提出20062010年间IT发展任务-u-Japan 战略。该战略的理念是以人为本，实现所有人与人、物与物、人与物之间的连接，即所谓 4U =ForYou（Ubiquitous,Universal, User -oriented, Unique），希望在2010年将日本建设成一个 实现随时 、随地 、任何物体 、 任何人 （anytime, anywhere, any- thing, anyone）均可连接的泛在网络社会。4. 韩国的u-Korea 战略 ： 继日本提出u-Japan 战略后，韩国也在2006年确立了 u-Korea 战略。 u-Korea 旨在建立无所不在的社会 （ubiquitous society），也就是在民众的生活环境里 ，布建智能型网络 （如 IPv6、BcN、 USN）、最新的技术应用（ 如 DMB、Telematics、RFID）等先进的信息基础建设 ，让民众可以随时随地享有科技智慧服务。其最终目的，除运用IT科技为民众创造食衣住行育乐各方面无所不在的便利生活服务 ，亦希望扶植IT产业发展新兴应用技术，强化产业优势与国家竞争力。5.中国的 感知中国： 2009 年8月上旬温家宝总 理在无锡视察时指出 ，要在激烈的国际竞争中 ， 迅 速建立中国的传感信息中心或 感知中国 中心。 五、物联网的应用物联网用途广泛 ，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 、环境监测 、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。应用案例一、防入侵系统：上海浦东国际机场的防入侵系统铺设了3万多个传感节点 ，覆盖了地面 、栅栏和低空探测 ，可以防止人 员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。 就在不久之前，上海世博会也与无锡传感网中心签下订单 ，购买防入侵微纳传感网1500 万元产品。应用案例二、智能交通系统(ITS)：以现代信息技术为核心 ，利用先进的通讯 、计算机 、自动控制 、传感器技术 ，实现对交通的实时控制与指挥管理。 交通信息采集被认为是 ITS 的关键子系统， 是发展 ITS 的基础，成为交通智能化的前提。 无论是交通控制还是交通违章管理系统 ，都涉及交通动态信息的采集，交通动态信息采集也就成为交通智能化的首要任务。应用案例三：电力管理江西省电网对分布在全省范围内的2万台配电变压器安装传感装置，对运行状态进行实时监测 ，实现用电检查、电能质量监测、负荷管理、线损管理、需求管理等高效一体化管理，一年来降低电损 1.2 亿千瓦时。 六、物联网面临的问题第 一 ：资金和成本问题 ， 实现物联网 ， 首先必须在所有物品种嵌入电子标签等存储体 ，并需安装众多读取设备和庞大的信息处理系统 ，而这必然导致大量的资金投入。而物品附属存储体也将导致物品成本的上升，在成本尚未降至能普及的前提下 ，物联网的发展将受到限制。第 二 ，技术标准问题 ，物联网的发展必然涉及通信的技术标准，而各类层次通信协议标准如何统一则是 一个十分漫长的过程 ，中国RFID标准已提及多年 ，但至今仍未有统一说法 ，这正是限制中国RFID发展的关键因素之一。我们认为物联网的各类技术标准有待中国、日本、美国及欧洲发达国家共同协商 ，其 发展之路仍很漫长。第三 ，产业化问题 ，物联网的产业化必然需芯片商 、传感设备商 、系统解决方案厂商 、移动运营商等上下游厂商的通力配合，而在各方利益机制及商业模式尚未成型的背景下，物联网普及仍相当漫长。保存多个时间索引。每个时间索引都对应着本文件内一个历史数据页。同一时间索引页中存放的均为相同 位号数据页的索引, 同位号诸多索引页之间通过某种 机制前后链接在一起形成索引链 。并且这个索引链是 跨文件的。如此通过对索引链的前后查找,就可以定位 到某待查询时间的历史数据所在的页, 然后再通过二 分查找或者顺序查找的方式, 定位到该数据页中那个要查找的历史数据。管理信息文件管理信息文件主要记录正在被实时数据库使用的历史数据文件。其主要目的是快速定位到某时间段对应的历史数据文件。一个实时数据库项目中一般有一个管理信息文件,另外还有很多个历史数据文件。管理信息文件与历史数据文件是一对多的关系, 但并非每一个历史数据文件都在管理信息文件中有记录。七、物联网在中国 物联网的开展具有规模性、广泛参与性、技术性等特征，需要各行业的参与，并且需要国家政府的主导以及相关法规政策上的扶植，其中政策扶植是催化剂，技术问题则是关键。一方面从中国各级政府的态度和政策来看，物联网可谓集万千宠爱于一身，仍然存在一定政策风险。在2010年两会期间，工信部和商务部等相关部门都表示要加强协调与互动，共同推动物联网的发展，而各地政府也积极规划，加大投资，全面抢滩物联网 业。商务部部长陈德铭表示要物联网和互联网相结合建设现代 流通网络；北京政协委员说物联网可助北京建世界城市；山东提出要借助物联网打造“智慧山东”；上海为领跑物联网业计划 投资8亿元对核心技术进行攻坚；江苏省无锡市正在和工信部 组建国家级物联网研发中心。在全国上下都热情高涨的关注和 投资物联网的同时，如何保证国家的产业政策和立法走在前 面，对蜂拥而至的热情和资金给予适当的引导；如何促使相关 部门和行业尽快协调统一技术标准，形成整合的商业模式和规 模经济，这些都需要各级政府和部门重视。物联网涉及到诸多行业，具有很大的交叉性，这些行业分属于不同的政府职能部门，在产业化过程中必须加强各主管部 门的协调与互动，制定合理的政策法规，才能有效的保障物联 网产业的顺利发展。曾经中国的汽车业就由于产业政策上的误 差导致外国汽车企业在中国赚了钱，而中国自己的汽车业却没有发展起来。如今政策调整后中国汽车业高速发展，新车型不 断推出，价格也大大降低，2009年中国已成为了世界第一大汽 车生产和消费国。可见制定出适合行业发展的政策对于保证行 业正常发展的重要性，政策先行也将是中国物联网产业规模化 发展的重要保障。在物联网的热潮中，其各个应用层面都会有 大量的新技术出现，可能会采用不同的技术方案。一个行业内如果不同标准各行其是，那将是灾难性的，大蹙产品无法实现 大范围的兼容，从而不能形成规模经济，难于降低研发成本提 升竞争力。例如数字电视地面国家标准由于各方争执不下，虽然最终裁定为融合标准，但目前各标准方都不愿再投入资金技术推进融合技术，造成未来地面数字电视市场将长期延续多种标准相互竞争的格局，不利于该行业的长远发展。由政府的专 门部门来管理和协调从而尽快形成统一的技术标准是发展物 联网产业的首要先决条件。另一方面从物联网相关技术积累和产业来看，中国工业和 技术基础相对薄弱，仍然拥有相当的话语权。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。这些技术涉及的行业比较广泛，其中一些领域由于我 国工业和技术基础相对薄弱仍然存在发展瓶颈。例如RFID高 端芯片等核心领域无法产业化，国内RFID仍以低端产品为主； 传感器高端产品被国外厂商垄断。建立国家级和区域物联网研究中心，掌握具有自主知识产权的核心技术将成为物联网产业 发展的重中之重。清楚地认识到这些差距，我国在2006年国 家中长期科学与技术发展规划(20062020年)中已经将物联 网的核