物聯網掀起信息技術新浪潮

本刊編輯部

在機場的邊界隔離網裝上傳感器,一旦有人靠近,監控室的網絡就立刻顯示“有入侵傾向”;有人攀爬,顯示“一級入侵”;繼續攀爬,顯示“二級入侵”;爬到最高處,則發出“三級入侵”警告。這是中科院無錫高新微納傳感網工程技術研發中心進行的物聯網技術演示。前不久,上海世博會與該中心簽下首份訂單,購買1500萬元的防入侵微納傳感網產品。

傳感網又稱物聯網,指的是將各種信息傳感設備,如射頻識別(RFID)裝置、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等種種裝置與互聯網結合起來而形成的一個巨大網絡。其目的,是讓所有的物品都與網絡連接在一起,方便識別和管理。據介紹,物聯網是信息技術的前沿和交叉領域。繼計算機、互聯網與移動通信網之后,物聯網掀起了世界信息產業新浪潮,近來受到業界的廣泛關注。

物聯網(The Internet of Things),把新一代IT技術充分運用在各行各業之中,具體地說,就是把感應器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統、大壩、油氣管道等各種物體中,然后將“物聯網”與現有的互聯網整合起來,實現人類社會與物理系統的整合,在這個整合的網絡當中,存在能力超級強大的中心計算機群,能夠對整合網絡內的人員、機器、設備和基礎設施實施實時的管理和控制。在此基礎上,人類可以以更加精細和動態的方式管理生產和生活,達到“智慧”狀態,提高資源利用率和生產力水平,改善人與自然間的關系。

物聯網概述

“物聯網”的概念是在1999年提出的,它的定義很簡單:把所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯網連接起來,實現智能化識別和管理。國際電信聯盟2005年一份報告曾描繪“物聯網”時代的圖景:當司機出現操作失誤時汽車會自動報警;公文包會提醒主人忘帶了什么東西;衣服會“告訴”洗衣機對顏色和水溫的要求等等。

毫無疑問,如果“物聯網”時代來臨,人們的日常生活將發生翻天覆地的變化。然而,不談什么隱私權和輻射問題,單把所有物品都植入識別芯片這一點現在看來還不太現實。人們正走向“物聯網”時代,但這個過程可能需要很長很長的時間。

物聯網原理

物聯網是在計算機互聯網的基礎上,利用RFID、無線數據通信等技術,構造一個覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”。在這個網絡中,物品(商品)能夠彼此進行“交流”,而無需人的干預。其實質是利用射頻自動識別(RFID)技術,通過計算機互聯網實現物品(商品)的自動識別和信息的互聯與共享。

而RFID,正是能夠讓物品“開口說話”的一種技術。在“物聯網”的構想中,RFID標簽中存儲著規范而具有互用性的信息,通過無線數據通信網絡把它們自動采集到中央信息系統,實現物品(商品)的識別,進而通過開放性的計算機網絡實現信息交換和共享,實現對物品的“透明”管理。

“物聯網”概念的問世,打破了之前的傳統思維。過去的思路一直是將物理基礎設施和IT基礎設施分開:一方面是機場、公路、建筑物;而另一方面是數據中心、個人電腦、寬帶等。而在“物聯網”時代,鋼筋混凝土、電纜將與芯片、寬帶整合為統一的基礎設施,在此意義上,基礎設施更像是一塊新的地球工地,世界的運轉就在它上面進行,其中包括經濟管理、生產運行、社會管理乃至個人生活。

物聯網發展

2005年11月17日,在突尼斯舉行的信息社會世界峰會(WSIS)上,國際電信聯盟(ITU)發布了《ITU互聯網報告2005:物聯網》,報告指出,無所不在的“物聯網”通信時代即將來臨,世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網主動進行交換。射頻識別技術(RFID)、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術將到更加廣泛的應用。

2009年2月24日消息,IBM大中華區首席執行官錢大群在2009IBM論壇上公布了名為“智慧的地球”的最新策略。針對中國經濟的狀況,錢大群表示,中國的基礎設施建設空間廣闊,而且中國政府正在以巨大的控制能力、實施決心、和配套資金對必要的基礎設施進行大規模建設,“智慧的地球”這一戰略將會產生更大的價值。

在策略發布會上,IBM還提出,如果在基礎建設的執行中,植入“智慧”的理念,不僅僅能夠在短期內有力的刺激經濟、促進就業,而且能夠在短時間內為中國打造一個成熟的智慧基礎設施平臺。

錢大群表示,當今世界許多重大的問題如金融危機、能源危機和環境惡化等,實際上都能夠以更加“智慧”的方式解決。在全球經濟形勢低迷的同時,也孕育著未來的發展機遇,中國不僅能夠籍此機遇開創新樂觀產業和新的市場,而且能夠加速發展,擺脫經濟危機的影響。

IBM希望“智慧的地球”策略能掀起了“互聯網”浪潮之后的又一次科技革命。IBM前首席執行官郭士納曾提出一個重要的觀點,認為計算模式每隔15年發生一次變革。這一判斷像摩爾定律一樣準確,人們把它稱為“十五年周期定律”。1965年前后發生的變革以大型機為標志,1980年前后以個人計算機的普及為標志,而1995年前后則發生了互聯網革命。每一次這樣的技術變革都引起企業間、產業間甚至國家間競爭格局的重大動蕩和變化。而互聯網革命一定程度上是由美國“信息高速公路”戰略所催熟。20世紀90年代,美國克林頓政府計劃用20年時間,耗資2000億-4000億美元,建設美國國家信息基礎結構,創造了巨大的經濟和社會效益。

而今天,“智慧的地球”戰略被不少美國人認為與當年的“信息高速公路”有許多相似之處,同樣被他們認為是振興經濟、確立競爭優勢的關鍵戰略。該戰略能否掀起如當年互聯網革命一樣的科技和經濟浪潮,不僅為美國關注,更為世界所關注。

物聯網的三個關鍵點

首先,物聯網需要協議。物聯網既然是一個網絡,那自然需要一個統一的協議基礎,就像是互聯網需要TCP/IP一樣。但現實情況是:在核心層面,由于物聯網是互聯網的延伸,同樣基于TCP/IP;但在接入層面,協議類別就變得五花八門,GPRS、短信、傳感器、TD-SCDMA、有線等多種通道,協議多得數不清。賣設備不如賣標準,因此中國移動應該牢牢掌握協議這個話語權,這才能為中國移動的物聯網戰略打下堅實的基礎。

其次,物聯網需要地址,每個物品都需要在物聯網中被尋址,就需要一個地址。在IPv4資源即將耗盡的背景下,物聯網需要更多的IP地址,那就需要IPv6來支撐了。但由于IPv4網絡的龐大規模導致IPv4向IPv6過渡必定存在一個漫長的過程,因此物聯網一旦使用IPv6地址,就必然會存在與 IPv4的兼容性問題。雖然現在有了很多解決方法,但畢竟是一個痛苦、漫長的過程。中國移動在IPv4時代吃盡了地址匱乏的苦頭,在IPv6時代能否搶占先手是中國移動物聯網戰略的決定性的保障因素,也是一個重大的不確定因素。

最后,物聯網需要產業鏈。其實,物聯網所需要的自動控制、信息傳感、射頻識別等上游技術和產業早已成熟或基本成熟,而下游的應用也已單體形式存在。不得不說,在物聯網中,中國移動做的又是通道。通道的作用不僅是聯系上下游,實現上下游產業的聯動,也要橫向聯系,實現跨專業的聯動。比如,智能家庭需要的不僅僅是自動控制,也有信息傳感。物聯網不是中國移動一家就能搞定的,要建好物聯網,中國移動必須帶動整個產業鏈或者說推動產業鏈的共同發展,這是物聯網成功的重要保證。

物聯網是否是下一個經濟增長點

“物聯網”被稱為繼計算機、互聯網之后,世界信息產業的第三次浪潮。物聯網一方面可以提高經濟效益,大大節約成本;另一方面可以為全球經濟的復蘇提供技術動力。目前,美國、歐盟、中國等都在投入巨資深入研究探索物聯網。今年美國總統奧巴馬就職以后,在他和工商領袖舉行的圓桌會議上,“智慧地球”的概念被提出,其中包括美國要形成智慧型基礎設施“物聯網”,其被美國人認為是振興經濟、確立競爭優勢的關鍵戰略,奧巴馬政府對此給予積極回應。

5月7、8兩日,來自歐洲信息業、商業領域的科研人員、官員和企業負責人齊聚歐盟總部所在地布魯塞爾,就物聯網這種新科技的發展前景做了廣泛討論。可以說,在全球經濟衰退的背景下,這一會議已不僅僅限于對有關新科技的討論,更是歐盟尋找危機解決之道、保持經濟長期發展的嘗試。

我國也正在高度關注、重視物聯網的研究,工業和信息化部會同有關部門,在新一代信息技術方面正在開展研究,以形成支持新一代信息技術發展的政策措施。

中國移動總裁王建宙反復提及,物聯網將會成為中國移動未來的發展重點。8月24日,在王建宙訪問我國臺灣的首場公開演講上,他再次對物聯網大加闡釋,并表示將會邀請臺灣生產RFID、傳感器和條形碼的廠商和中國移動合作。運用物聯網技術,上海移動已為多個行業客戶度身打造了集數據采集、傳輸、處理和業務管理于一體的整套無線綜合應用解決方案。

最新數據顯示,上海移動目前已將超過10萬個芯片裝載在出租車、公交車上,形式多樣的物聯網應用在各行各業大顯神通,確保城市的有序運作。在上海世博會期間,“車務通”將全面運用于上海公共交通系統,以最先進的技術保障世博園區周邊大流量交通的順暢;面向物流企業運輸管理的“e物流”,將為用戶提供實時準確的貨況信息、車輛跟蹤定位、運輸路徑選擇、物流網絡設計與優化等服務,大大提升物流企業綜合競爭能力。

中科院無錫微納傳感網工程技術研發中心,是國內目前研究物聯網的核心單位。8月7日國務院總理溫家寶曾來這里視察過,并提出“在傳感網發展中,要早一點謀劃未來,早一點攻破核心技術”,“在國家重大科技專項中,加快推進傳感網發展”,“盡快建立中國的傳感信息中心,或者叫‘感知中國中心”。他們剛剛向上海世博園和浦東機場銷售了一批價值1500萬元的傳感安全防護設備,這套設備由10萬個微小的傳感器組成,散布在墻頭墻角墻面和周圍道路上。傳感器能根據聲音、圖像、震動頻率等信息分析判斷,爬上墻的究竟是人還是貓狗等動物。

標準和安全瓶頸仍待突破

物聯網將給我們的生活帶來一個更加舒適、便捷、安全的時代,但目前物聯網還有一些瓶頸問題亟待解決,其中之一就是技術標準。由于各國存在不同的標準,因此需要加強國家之間的合作,“全球射頻識別標準協同論壇”得到歐盟的資助,不僅在歐洲設有相關機構,還在中國、日本和美國舉辦研討會、加強國際合作,以尋求一個能被普遍接受的標準。

除上述標準統一的問題外,Analysys Mason的合伙人邁克·格蘭特(MikeGrant)表示,物聯網在商業應用方面“業務模式還不是很明朗”。另外,目前生產物聯網所需的芯片等組件的費用也比較高,把所有物品都植入識別芯片這一點現在看來還不太現實。還有一個難題是如何實現數據安全與隱私保護,在物聯網中,由于物體之間的聯系更緊密,甚至物體和人也被連接起來,因此大量的數據及用戶隱私如何得到保護,就成為亟待解決的問題。

也有業內人士分析,面向普通用戶的物聯網,短期內仍然只會是一個“概念”,在技術發展、商業模式、利益博弈等諸多問題的限制下,它絕大部分的業務仍然會是數據采集應用的擴展,難以實現更加“智能”,很難實現“物與物對話”的“真正物聯網”。

物聯網的發展還需要產業鏈的共同努力。目前,物聯網需要的自動控制、信息傳感、射頻識別等上游技術和產業都早已成熟或基本成熟,而下游的應用也已廣泛存在。實現上下游產業的聯動,跨專業的聯動,還需包括移動運營商在內的產業鏈企業形成產業聯盟,共同推動物聯網發展。

不管怎樣,作為一個智能項目,物聯網已被世界各國當作應對國際金融危機、振興經濟的重點領域。相信隨著各方面的共同努力,新一代信息技術,包括物聯網在內,都會對整個經濟起到積極的推動作用。