40年前,當美國西南部四所大學的計算機被聯接起來時,沒有人能夠想到互聯網會對人們的生活以及工作起到如此深遠的影響。如今,“物聯網”異軍突起,有誰能預測它將產生多大的影響?
早在1999年,在美國召開的移動計算和網絡國際會議就提出,“物聯網是下一個世紀人類面臨的又一個發展機遇”;2003年,美國《技術評論》提出物聯網絡技術將是未來改變人們生活的十大技術之首;2005年,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》,正式提出了“物聯網”的概念。物聯網所涉及的技術非常廣泛,包括RFID、傳感器網絡、無線數據通信等一系列高新技術,是繼計算機、互聯網與移動通信網之后的又一次信息產業浪潮,終極目標是構造一個覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”。在這個網絡中,物品能夠在無需人干預的情況下通過傳感器網絡彼此感知和識別,利用無線數據通信進行“交流”, 實現信息的互聯與共享。業內專家認為,物聯網可以為全球經濟復蘇提供技術動力。目前,美國、歐盟都投入巨資研究“物聯網”技術。我國也正在高度關注、重視物聯網的研究,工信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。其實早在1999年中科院就啟動了物聯網研究,與其它國家相比具有同發優勢。該院組成了2000多人的團隊,先后投入數億元,在無線智能傳感器網絡通信技術、微型傳感器、傳感器終端機、移動基站等方面取得重大進展,目前已擁有從材料、技術、器件、系統到網絡的完整產業鏈。在世界的物聯網領域,中國與德國、美國、韓國一起,成為國際標準制定的主導國之一。美國咨詢機構FORRESTER預測,到2020年,世界上物物互聯的業務,跟人與人通信的業務相比,將達到30比1。
物聯網與互聯網是一個相對應的概念。互聯網是通過網絡信息,將遍布在世界每一個角落的計算機聯接起來,以實現彼此之間的交流和信息共享。而它只是一個虛擬的世界,只能被動的知道或者看到一些信息,無法改變真實世界中的物體。然而物聯網卻可以突破這一瓶頸,它能夠通過現有網絡實現世界各地真實物品或機械設備的遠程控制和自動化之間的信息交流。例如,當人們進入汽車時,只需輸入目的地,即可通過無線網絡或者衛星系統,尋找出最佳行進路線,并可通過中央交通調度平臺實現無人駕駛,這樣不但可以避免車禍的發生,而且車主也可以充分利用行程中的寶貴時間。因此,物聯網的推出將提高現有機械設備運行的安全性和有效性,進而提高人們工作的效率以及生活品質。
物聯網將實現“智慧地球”
物聯網(The Internet of things)的概念是在1999年提出的,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、激光掃描器等各種裝置與互聯網結合起來而形成的一個巨大的網絡。其最終目的是讓所有的物品都能夠與網絡連接起來,更加方便的識別和管理。其實物聯網早已悄悄地進入我們的生活,在我們身邊“初露鋒芒”,RFID、傳感器技術的應用,已經構成了物聯網的雛形。
我國第二代身份證——最大的RFID行業應用;我國第二代身份證使用了最先進的無線射頻識別(RFID)技術,在身份證內嵌入了RFID邏輯加密芯片,具有高可靠性、高安全性、高性價比等特點,正是運用這一技術,使得第二代身份證成為一張智能卡,截至2008年計劃完成9億張IC卡身份證的換發工作。
北京市300萬輛城市汽車環保檢測RFID系統項目;2007年,北京市城市汽車環保檢測RFID系統項目涉及汽車總容量達300萬輛,采用RFID標簽作為汽車的信息卡管理,以RFID技術手段引入車輛環保控制。系統開創性將RFID標簽與安裝在車輛上的尾氣檢測系統結合,電子標簽實時獲取檢測信息,車輛在行駛過程中,通過超高頻遠距離RFID讀寫設備就可讀取電子標簽內的尾氣排放檢測信息,高效地管理北京市機動車輛的尾氣排放,對全城車輛環保實際情況全程進行測控,減少城市污染,對打造北京“綠色奧運”這一主題有著實質性意義。
我國高速公路電子不停車收費系統(ETC)建設加快;ETC(Electronic Toll Collection) 即電子不停車收費系統,是目前世界上最先進的路橋收費方式。通過安裝在車輛擋風玻璃上的車載電子標簽與在收費站ETC車道上的微波天線之間的微波專用短程通訊,利用計算機聯網技術與銀行進行后臺結算處理,從而達到車輛通過路橋收費站不需停車而能交納路橋費的目的,加快路橋收費站車輛通車速度,加快效率,減輕或避免車輛在收費用站口擁堵壓力。據悉,交通運輸部正按照國家統一部署,正在大力推廣智能交通技術,是交通運輸部組織實施的“十一五”國家科技支撐計劃重大專項課題“國家高速公路聯網不停車收費和服務系統”重大成果的應用。特別是在組織實施京沈高速公路跨區聯網收費后,又以京津冀和長三角地區為示范,在全國范圍內全面推廣聯網不停車收費系統。在該示范工程的帶動下,各地按照國家和行業標準建設的電子不停車收費系統已廣泛普及,據統計,目前全國開通的ETC車道400余條。
傳感器技術應用;傳感器技術已參與到上海世博會防入侵微納傳感網工程之中,目前浦東機場傳感網防入侵系統已實現了對入侵目標的探測識別、目標定位、軌跡跟蹤、設備設施破壞盜竊、職能視頻復核等功能要求的全天候、全天時的入侵報警。
國內RFID、傳感器技術的典型應用,射頻識別(RFID)應用已逐步進入成熟期,3G和GPRS技術已在全球范圍內應用,計算機、互聯網及數據庫的應用已相當成熟,物聯網的基礎建設深入人們生活近在咫尺。
物聯網下一個目標還有多遠
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。作為一個智能項目,它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。就目前國內科技技術的水平,物聯網實現下一個目標還有多遠?
物聯網的幾個發展階段:一般而言,一個事物從誕生到被世人所熟知,都將經歷四個階段:第一個為幻想階段。這個時期為事物發展的最初期,人們只有先去設想、幻想,然后才能朝這個方面去努力。第二個為技術研發階段,目前世界各國正處這個階段,美國、歐盟等都在投入巨資深入研究探索物聯網。我國工業和信息化部會同有關部門,也在開展新一代信息技術研究,以形成支持新一代信息技術發展的政策措施。第三個為實驗階段。屆時將進行小范圍的試用和檢測,這是從理論走向實踐的第一步,由于將進行大量數據的比對和分析,因此無數次的反復將耗費較大的時間和精力。第四為全面推廣階段。這也是投入資金最大的時期。只有當RFID技術的應用具備了一定的規模,才能使物聯網充分發揮作用,因此大量基礎設施的建設和終端產品的全面推廣勢必將推動眾多相關企業的生產規模,那時物聯網也將成為世界經濟新的增長點。據悉,2020年之前我國已經規劃了3.86萬億的資金用于物聯網研發。
在某種意義上,“物聯網”是將原來的商品“條碼網”進行了一次大升級,雖然這個過程比最初RFID電子標簽剛開始應用時預計得要慢些。然而,如果你理解一下“條碼網”,就可以理解其本身的管理核心是物流行業,只不過現在的“物聯網”比“條碼網”多了RFID標簽,如果有中國移動之類的電信運營商參與,則還利用了RFID-SIM卡進行與手機識別與支付相關聯。
從目前國內的發展水平來看,物聯網的發展仍存在瓶頸:一是RFID核心領域還未全面進入產業化,國內RFID以低頻為主,超高頻RFID剛進入產業化應用的初期,如中間件、應用解決方案等產業鏈還需要加強完善。要實現物聯網構想中物品與計算機之間的自動化溝通和交流,其關鍵就是RFID技術,也就是射頻自動識別技術。RFID標簽中存儲著識別信息和信號接收器,通過無線數據通信網絡把它們自動發送到中央信息系統,進而通過計算機網絡實現信息的交換和共享,以及對設備的統一管理。這樣不但可以實現資源的優化配置,還能大大提高設備的自動化程度。如出門時公文包會及時提醒主人忘帶了什么東西;衣服會告訴洗衣機適合的洗滌強度和水溫等等。在物聯網時代,RFID可稱為一種能讓物品自己開口說話的技術。二是國內傳感器產業化水平較低,高端產品國外廠商壟斷;三是實現物物互聯的數據計算量龐大,對數據庫的研究更需要算法和架構的革命。
雖然物聯網目前還存在一些技術瓶頸,但在智能交通、食品安全管理、環保監測、人員出入管理、倉儲與供應鏈管理、健康護理等應用已在國內外推廣應用,物聯網的雛形已初見端倪,物聯網的發展是一個循序漸進的技術完善與市場推廣的過程,就目前的國內發展形勢及國家政策支持角度分析,物聯網將在三年內進入高速發展期。其中國內有先施科技、中科院等企業、研究機構已逐步掌握超高頻RFID、傳感器核心領域的核心技術,產業鏈也將通過推廣應用日趨完善;甲骨文、微軟、IBM等公司將是數據庫的研究中堅力量。近幾年,大型跨國企業對信息處理能力的需求不斷提高,還有互聯網搜索引擎的熱點,加大了數據庫廠商的競爭,加速了數據庫的技術發展,滿足物聯網的大型數據庫指日可待。2006年科技部等十五部委頒布的《中國射頻識別(RFID)技術政策白皮書》,2006年科技部將RFID納入 863計劃,中辦、國辦印發《2006—2020年國家信息化發展戰略》,國務院關于實施《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》若干配套政策的通知等一系列國家規劃政策的陸續出臺,為科技發展及信息化基礎建設提供了政策支持,加速了物聯網的發展。
“物聯網”已在我們身邊開始,它將像互聯網、3G網一樣,改變我們思想,改變我們的生活方式,將會給我們再一次帶來“零距離”的信息時代。可以說物聯網時代會讓人類感覺到“一切皆有可能”,帶給人類巨大的想象空間。