李伯虎院士谈物联网：前景光明任重道远

李伯虎院士谈物联网

前景光明任重道远

本刊记者：娄华东崔小永

物联网是对“人与人互联网”的延伸与发展

《中国航天》：近年来，物联网这一概念在中国风起云涌。在2010年的两会

中.物联网更是首次被写进政府报告并给予高度关注.很多人大代表及政协委

员纷纷提出物联网相关提案、议案，物联网再次成为人们关注的焦点。而对于

物联网的理解众说纷坛.作为这方面的专家请您淡谈物联网到底是什么？

李伯虎院士：粗略地讲，物联网就是“物物相连的互联网"（Internetof

Things,10T）o目前.物联网概念还没有统一的精确定义，其内涵仍在不断发

展中。

物联网概念的提出与发展：“中国计算机报”在2010年3月发表的“物联网技

术框架与标准体系”一文中.对国外在物联网概念的提出与发展方面有如下的

介绍：“1999年由美国Auto-ID中心首先正式提出物联网的概念.认为物联

网是把所有物品通过射频识别（RFID）和条码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功能的网络。2005年，国际电信联盟（I-TU）在

《TheInternetofThings》报告中对物联网概念进行扩展，提出任何时刻、

任何地点、任何物体之间的互联，无所不在的网络和无所不在计算的发展愿景.

并提出除RFID技术外、传感器技术、纳米技术、智能终端等技术将得到更加广

泛的应用。2009年9月15日.欧盟第七框架下RFID和物联网研究项目簇

(ClusterofEuropeanResearchProjectson^heInternetof

Things：CERPTOT）发布了《物联网战略研究路线图》研究报告，其中提出了新

的物联网概念.认为物联网是未来互联网的一个组成部分.可以被定义为基于

标准的可操作的通信协议且具有自配置能力的动态的全球网络基础架构。物联

网中的“物”都具有标识、物理属性和实质上的个性.使用智能接口.实现与

信息网络的无^整合。”

温家宝总理在十一届人大三次会议所作的政府工作报告中对物联网有如下的定

义：”物联网是指通过信息传感设备，按照约定的协议.把任何物品与互联网

连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化汉别、定位、跟踪、监控和管

理的一种网络。”

通过学习.我们对物联网内涵的认识：

物联网概念：物联网是通过识别、感知的技术与设备获取物体，环境的静/动

态属性信息，再由网络传输通信技术与设备进行信息/知识的交换和通信，并

最终经智能信息/知识处理技术与设备实现物体/物理世界的智能化管理与控

制的一种“人物互联、物物互联、人人互联”的高效能、智能化网络。它应该

具有“全面感知、可靠传递、智能处理”能力与特征。它是对“人与人互联

网”的延伸与发展。它将物理基础设施和信息技术基础设施融合为统一的基础

设施，给物体赋予“智能”，通过人与人的互操作.人与物的互操作，及物体

与物体的互操作，最终实现“人一机一物”三元融合一体的世界。

物联网的组成：物联网是一个系统或系统的系统。它由感知层、传输层、应用

层及这三个层面的系统集成与协调构成。

物联网的运行过程：以应用需求为导向，第一步全面感知物体有关属性：第二

步通过各种传输网.•将物体的属性信息实时、准确、可靠、安全地传输汇聚到

物联网的技术：它涉及上述三个层面及其系统集成、标准与安全等4类技术。

1.感知层技术：全面感知

该层主要任务是对物体静/动态属性信息的及时、全面感知。如二维码、射频

识别、电子代码、物理量，化学量/生物量感应器、全球定位系统、自组织传

感器网络、微机电系统(MEMS)等技术。

感知技术和设备正向多功能、低功耗、小型化、高可靠、低成本及多传感器信

息融合方向发展。

2.传输层、网络层技术：可靠传输

该层的主要任务是基于多网融合化的网络实现物联网信息的可靠传输。如基于

协议的天/地、有线/无线通信网与互联网等技术。

传输技术和设备正继续向高安全、高可靠、多媒体、高带宽、融合化方向发

展。

3.应用层技术：智能处理

该层的主要任务是通过对物联网信息的处理实现对物联网世界中物体的识别、

定位、跟踪、运算、监控、管理。如与应用领域融合的各类基于人机友好界

面、高效能计算机、云计算服务、智能科学等技术的识别、定位、跟踪、运

算、监控、管理.处理等技术。

信息处理技术与设施正向智能化、普适化、高效能方向发展。

4.集成平台技术：面向服务

该平台的主要任务是支持上述三层中各类设备/系统间信息、知识、过程的集

成协同和安全处理。如支持各类设备/系统间信息、知识、过程协同聚合处理

的集成与协同硬软件平台、标准及安全等技术。

集成平台技术正向服务化、协同化、标准化、高安全方向发展。

我国有关政策环境：

我国政府已经开始加速推动物联网的发展进程.正使之成为我国“战略性新型

产业”。物联网、传感网理念正在影响政府及企业高层对这一新兴技术领域及

产业的思考.有关部门也给予高度关注，重视物联网的研究与应用。物联网产

业在我国所处的政策环境有以下几个特点：

1.国家高层领导人积极关注物联网产业和技术的发展

2009年.国务院总理温家宝同志多次视察传感网、RFID技术研发基地.做出了

“要早日攻破物联网技术”的工作指示，对国内尚未解决UHF超高频电子标签

核心芯片做出重要指示：“一定要下大力气攻克难关”，并在《让科技引领中

国可持续发展》的讲话中，首次明确了新兴产业范围，其中，物联网、传感网

是五大领域中重要的内容。他在2010年初的十一届全国人大第三次会议上.明

确将物联网发展列入政府工作报告，指出要“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”。

2.各大相关部委联手推动物联网的应用

工业和信息化部制定了《信息产业科技发展“十一五”规划和2020年规划纲

要》、《2009~2011年电子信息产业调整和振兴规划》、《电信业务经营许

可管理办法》、《互联网信息服务管理办法》等相关规划及管理办法，为物联

网的发展提供了有力的保障。并进一步提出要对于“智慧地球”等战略应生开

展前瞻性研究，与国情紧密结合，深入推进信息化与工业化的融合，启动“传

感网络”的研发应用.积极发展战略性新型产业。还会同有关部门.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。

科技部的各项国家支持性项目中将物联网技术的研发和应用列为重点支持对

象。

国家发改委提出对于物联网等新兴产业，政府将大力培育市场需求.及时推动

相关行业的改革.建立健全新兴产业发展的投融资体系等.“要完善市场的准

人标准.银行信贷也应向其倾斜.鼓励中小企业发集合债”。

公安部、铁道部、商务部、农业部等各大部委将物联网在行业中的应用作为推

动行业发展的助力器.并明确提出要在“十二五”规划中将物联网的发展列为

一项重要的内容。

赛迪报告认为.未来两年将是物联网产业发展的瀑发期.之后会趋于平

缓.“政府政策导引是主要因素，对于物联网的政策性投资会在未来两年得以

集中投放”。

3.物联网在地方政府方面的支持力度不断加大

以北京、上海、浙江、江苏、广东等省市为代表的地方政府在物联网技术新发

和应用推广方面支持力度不断加大.同时在这些池方物联网的应用也初见成

效。如北京启动了物联网规划.成立了中关村物联网产业联盟：江苏省在2010

年4月发布了《江苏省物联网产业发展规划纲要》；上海市在2010年4月19

日发布《上海推进物联网产业发展行动方案》，并于8月17日成立了上海物联

网产业联盟等。

这些事例表明物联网产业在中央政府的支持下启动了良好的发展空间，并将不

断丰富与完善。同时随着更多的地方政府开始关注物联网产业和应用，其各项

地方性、行业性的产业扶持政策措施将逐渐出台完善。这些政策环境对物联网

产业的整体发展将起到不可低估的推动作用。

《中国航天》：无论是一个概念还是一种产品，如果要发展壮大，首先要形成

一定的规模，形成一套完整的产业链。据了解，自从物联网首次被写进政府报

告后，北京、上海、江苏、广东等城市就做出了抢占物联网产业发展高地的准

备。您认为物联网在中国的发展正处于什么样的阶段？是否已经具备了产业

规模？还存在哪些问题有待解决？

李伯虎院士：物联网的产业由产品/技术开发与制造产业、物联网系统集成产

业、系统运营与服务产业等三部分组成.

我国物联网产业的发展尚处于初创阶段。物联网发展前景光明，我们国家、区

域、地方高度重视物联网的发展，部分技术研发水平在国际上还属于先进行

列。像广东、江苏、上海等地都有了局部的建设和应用，我国也积极地加快了

物联网国家标准体系建设和加强物联网领域的相关合作.我国物联网行业发展

还比较迅猛，这都是好的方面。但总体来说物联网在国内的发展尚处于初创阶

段，表现在标准的自主制定、核心技术产品的研发和产业化以及规模化应注等

都处于起步阶段。

我国物联网的产业发展有待解决的问题:

1.制定、完善国家、省市、集团、企业等层次的发展规划与路线：

2.大力开展应用的开发、示范和推广普及工作：

3.积极加强四类技术的研究开发，特别是重视自主创新、突出重点与特色、健

全各类标准体系及安全技术的研究开发：

4.探索三类产业的商业模式：

5.出台调动各方积极哇的一系列政策：

6.加快培养技术与管浬人才队伍等。

《中国航天》：关于物联网标准的问题，有业内人士认为.不宜采用“大而

全”、“全球统一标准”的思路.对此您有什么看法？

李伯虎院士：物联网是一个由感知层、网络层、应用层共同构成的庞大的信息

系统。物联网产业是涉及国民经济各行各业、社会与生活各个领域的无所不包

的庞大产业链。因此，加快推进我国物联网国家标准体系的建设和相关国标的

制定，同时积极参与有关国际标准的制定.这是发展我国物联网的一个核心问

题。

我同意有些专家的意见：物联网技术与应用密切相关，因此，物联网标准体系

可分为共性技术基础标准和应用子集标准两个层次。共性技术基础标准包括物

联网三层有关的体系架构、协议，接口、集成与办同处理、安全.编码标识.

服务等共性技术基础规范。应用子集标准与应用领域密切相关，如军事、交

通、工业/制造业、农业、商业/服务业、教育、环境、医疗、能源、金融、公

共事业、安全等，其中.各类数据交换标准是物联网集成应用的关键。标准有

开放标准和事实标准二类，其中开放标准常由地方、国家、国际等各级产业联

盟制定，面事实标准则由被市场认可的企业制定，因此.标准的产生常是各方

利益竞争的结果。

值得指出，我国已成立一些标准工作组.但仅专注于各自的技术领域。为推进

物联网技术的研究和标准的制定，中国物联网标准联合工作组于2010年6月在

北京成立。工作组由工信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，将有力推进我国物

联网标准的研究与制定.

《中国航天》：当前，物联网综合应用技术已经成为全球的产业方向.也是我

国重点支持的信息化领域重大专项工程。那么，物联网要进一步发展成为产业,

关键的“抓手”在哪里呢？请您站在军工行业的角度谈谈自己的看法。

李伯虎院士：总体上讲，在国内物联网的产业还属初始发展阶段，其发展要

“从长计议”。军工（武器）系统与物联网系统在体系结构、技术、运行等方

面有很多相似之处。因此，军工集团发展物联网产业有良好的基础和优越条

件。具体地讲要“六抓”：

一抓规划：首先应有一个战略的发展规划，包括市场分析、指导思想、发展目

标、发展思路、发展重点、主要任务和保障措施等。

二抓应用：要选好重点应用领域服务为牵引，进而推动典型物联网应用示范及

推广。

三抓创新：要切实搞好队伍建设，按照预研一代、研制一代、生产一代的规划，

有限目标地开展“传感感知、传输通信、智能运算处理、集成协同”等有关自

主技术、产品、标准和应用的开发。

四抓融合：遵照“寓军于民、军民协同、军民融合”的国策，军民协同推进物

联网技术、业务与应民。事实上，例如军工集团本身的军民系统的信息化项目

就是典型的物联网技术、业务与应用的范例。

五抓改革：要重视同时抓好商业模式的改革、研究与实施。

六抓联合：积极参与国家与地方的计划与联盟.搞好“政产学研用”的结合。

《中国航天》：物联网作为军民融合产业发展的一项重要内容，就目前来看，

航天二院在推动物联网发展中都具体做了哪些努力，取得了哪些成效？

李伯虎院士：军民融合路线是我们国防科研单位必须坚定不移走下去的一条

路。多年来二院在信息技术产业巳经有了一定的枳累。物联网产业作为信息技

术产业的又一次发展浪潮.为二院民用产业带来了一次巨大的发展机遇.我们

的有关工作主要有：

1.规划论证

作为集团公司“十二五”民用产业中物联网产业规划论证的牵头单位.结合集

团公司“十二五”民生产业发展的思路，针对集团公司各下属单位的特点.对

物联网技术产业项目的内外部环境、技术体系、集团的产业结构、产品路线、

产业基础、产业优势以及发展目标、思路和措施等内容进行了详细的论证.为

集团公司进一步明确“十二五”物联网产业的重点发展方向等提供了依据。

2.在产品开发、承担工程、应用服务等方面已取得一定成效

在感知层技术中，二院大力推动了RFID技术、高清视频传感技术、雷达传感技

术的研究。在网络层技术中.二院的无线传感网技术也具备了相当的成果。在

应用层技术中.数个大型工程项目的牵引带动了集成应用技术的发展。另外在

云计算技术方面.我们也成立了专门的技术队伍进行预先研究。

目前.在应用成效上，结合科工集团大安全、大防务的理念，在智能安防领域,

我们成功中标了北京奥运会、广州亚运、深圳大运会等多个大型赛会活动的电

子票证系统.取得了良好的经济效益和社会效益。另外在智能交通、智能农

业、食品安全等领域我们都取得了一定的成绩。

《中国航天》：云计算和物联网都是IT下一步发展的趋势，您认为二者有怎样

的关系？其中，物联网的发展对我国制造业的信息化有怎样的影响？

李伯虎院士：云计算是一种新计算模式。它用虚拟化技术与服务化技术将信息

技术的软硬件资源、数据、应用管理起来，组成一个大的虚拟化资源服务池.

然后通过网络和云计算平台将资源作为服务，快速、按需、安全可靠地提供给

用户。云计算的服务内容包括“基础设施为服务UaaS）,平台为服务（PaaS）,

软件为服务（SaaS）,过程为服务（PaaS）”等。云计算技术是分布式处理、并行

处理和网络计算技术的进一步发展。

不难看出.物联网运行过程中的各类活动（感知层全面感知：传输/网络层可

靠传输；应用层智能处理等）都需要利用各类高效、智能化计算技术对数据/

信息/知识进行分析处理,实现对物体/物理世界的智能化管理与控制。因此,

云计算提供的各类服务将是物联网运行过程中的关键支撑技术与运行模式。

我对我国制造业信息化的内涵的理解是“以信息（采集、传递、加工、处理、

应用）技术为核心，将信息技术、建模与仿真技术、系统工程技术与管理/没计

/生产/实验等制造技术及产品研制有关的领域专业技术融合运用于企业（或

集团）产品研制的全系统、全生命周期活动中，熨其中的人/组织、经营管

理、技术等要素及信息流、物流、价值流、知识流等集成优化，进而改善企业

（或集团）产品及其开发的时间、质量、成本、服务、环境清洁和知识含量.

以达到增强我国企业（或集团）的市场竞争能力，实现跨越式发展，走出一条

新型的工业化道路”。因此，云计算与物联网技术的运用必将有力推进我国制

造业信息化向“集成化、协同化、智能化、敏捷化、网络化、绿色化、服务

化”发展.从而将我国制造业信息化提高到又一个新的高度和水平。实际上，

近年来我所在的团队已提出一种“智慧云制造”的理念、方法与技术。它是一

种面向服务的、高效低耗和基于知识的网络化敏捷制造新模式。它融合现有信

息化制造技术（包括信息化管理/设计/生产/实验等技术）及云计算、物联

网、语义Web、高性能计算等热点信息技术，将各类制造资源和制造能力虚拟

化、服务化，构成制造资源和制造能力池，并进行统一的、集中的智能化管理

和经营.支持智能化、多方共赢、普适化和高效的资源与能力的共享和协同.

达到通过网络和“智慧云制造”系统为制造全生命周期过程提供可随时（快

速）获取的、按需使用的、安全可靠的、优质廉价的智慧服务。我们在“云设

计”和“云仿真”等方面已取得了初步的成果.希望能进一步得到多方的支

持。

《中国航天》：如今，RFID技术作为物联网的一个重要支撑.在安保领域乜有

了一定的应用。能否请您对RFID技术在安保领域的应用给出一些宝贵的建叹？

李伯虎院士：李伯是RadioFrequencyIdentification的缩写,即射频识别,

俗称电子标签。1950—1960年处于技术的探索阶段.1980—1990年进入商业应

用阶段.1990—2000年，射频识别产品得到广泛采用。RFID是一项利用射频信

号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信

息达到识别目的的技术。RFID是一种简单的无线系统，由阅读器（Reader）与

电子标签（TAG）、也就是所谓的应答器（Transponder）及应用软件系统三部分

组成.其工作原理是阅读器发射一特定频率的无爱电波能量给应答器.用以驱

动应答器的电路，使其内部的数据送出，此时阅渎器便依序接收解读数据,并

送给物联网中的应用程序做相应的处理。根