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關鍵詞:物聯網;應用;智能家居;智能化辦公
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2013) 18-0000-01
現在,很多人都在談論物聯網,企業中,學校里都經常能聽到物聯網一詞,那么究竟什么是物聯網,物聯網究竟是什么,物聯網都包含那些范疇,本文將簡單的從這幾方面探討下。
一、物聯網的概念
物聯網概念的簡單概括就是,通過各種傳感設備或者網絡設備,把任何物品都互聯網連接起來,物聯網可以稱作是“物物相連的互聯網”。這個概念當中物品的范疇也很廣,比如PC機、智能手機,平板電腦可以通過無線網卡接入互聯網,也可以是很現實的物體,像家用電器,也可以通過添加網絡模塊等方法接入互聯網,我們用戶只能登入到網絡當中,那么都可以通過網絡與其相連接,達到遠程控制的目的。
因此,只需要理解2點,就能夠比較好的理解物聯網的概念。物聯網是互聯網的延伸;這個延伸已經到了任何的2個物品當中了。
二、物聯網的主要應用
我們剛才討論的物聯網的概念,那么接下來將分析下物聯網在當前的主要應用方向。
(一)城市管理的智能控制
物聯網主要基于云計算的強大計算能力和利用傳感器網絡獲取的大量數據,通過計算和決策,能夠對對象進行智能控制,并且能夠分析和反饋。
我們可以應用在智能交通,對公路,公交,停車場等場所監控,可以通過檢測設備,在道路交口最繁忙的時候,根據車流量,自行計算調節紅綠燈的時間;公交方面,構建智能公交系統,綜合網絡通信,GPS定位,完成智能調度,電子站牌,快速公交系統等多種智能管理,可以詳細掌握當前的公交運行狀況,計算等候時間,并能夠實時的格局實際情況調整發車間隔;智能化的停車場通過傳感器,攝像頭的設備對停車狀況進行監控,并且通過網絡將臨近的幾個停車場信息綜合處理,都可以在當前停車場的地方顯示,方便停車場管理,提升提車效率。
智能建筑,智能建筑的理念是節能環保,可持續發展,因此可以在建筑物內應用感應技術,時刻掌握建筑物的管理狀況,并且使得建筑物利用GPS系統實時相接,能夠將建筑物內的情況反映在電子地圖上,比如實時的根據外界光線總動控制建筑物的照明,通過傳感器檢測環境,在遇到火災等特殊情況時,可以自動的控制安全通道等,采暖,電子鎖,通風系統等等都可以通過智能來控制。
(二)數字化家庭
數字化家庭簡單說起來就是將家庭內的所有電子消費產品,通過物聯網連接起來,可以很容易的利用一個遙控器或者手機上的應用程序來進行控制,實現電器之間的互通,能夠極大的提升居住著的舒適性。
智能家居系統可以根據季節溫度的變化,自動調節室內的溫度,燈光,窗簾,能夠通過手機或者互聯網實時對家庭進行遠程監控和護理,我們可以在辦公室指揮家里的各個電器,比較打開熱水器,打開電視的個性化節目,自動煮飯等等。
數字家庭是未來家庭生活的趨勢,提高了生活、娛樂、工作的質量。
(三)智能化辦公
這一點主要是應用與企事業單位里面,通過對全公司,進行無線網絡的覆蓋,公司內的所有終端接入無線網絡當中,包含臺式電腦,筆記本電腦,智能手機,平板電腦等等,或者有一些特殊的單片機類的終端系統,這些設備都處于一個公司內部的大型局域網內,可以快捷的進行信息交互,過程控制等等。
處于不同部門之間的員工可以很快捷的視頻會話,收發文件等等。而且我們可以通過對網絡施行分權限管理,限制不同等級的終端的訪問權限,這一點是非常重要的。比方說,公司為了來賓訪客方便的了解公司,可以設立一些查詢為主的終端,但是這一部分的終端只能夠進行資料的查詢,并不能上傳或下載文件;同樣,不同的部門的員工的權限也不相同,把公司的資料按照權限分類,這樣能夠提升安全性的級別,比如同一位員工在辦公區和休息區接入公司網絡,看到的就不能是完全相同的權限。這種權限的設定可以有多種方法,比如通過對每個員工分配登錄號的方式對賬戶進行管理,還有可以對不同的場所進行不同的權限設定,我們在辦公室接入網絡可以正常工作,但是在會客區或者休息區接入網絡后只能享受來賓訪客的權限。
智能化辦公除了方便本公司的員工的工作,還有一點很重要的應用,是當我們去到其他公司進行商務交流等業務的時候。不再需要攜帶大量的紙質文件或說明書,我們只需要帶著一臺能夠接入無線網的終端即可,我們可以連入對方公司的網絡內部,獲取對方資源,還可以把我方的資料通過自己的終端,隨時的共享給對方,這樣在溝通交流上既可以方便很多。提升辦公效率方面非常明顯。
這類的網絡里,最需要考慮是安全問題,需要對登入者實施監控,防止有人惡意的破壞,可以通過權限級別,認證等方式來加以控制和維護,比如可以應用MAC信息的感知;HTTP.User-Agent識別法,DHCP指紋識別法等等。還可以通過加入網絡的場所來進行控制,加以黑白名單輔助管理。
(四)物聯網還在醫療,軍事,物流,教學,食品管理等很多場景下扮演重要的角色,在此不一一討論。
三、物聯網的認識誤區
物聯網還處于發展階段,在發展上還有些誤區,有時候會把傳感網絡與物聯網搞混,或者認為在物品上加了個傳感器或接入了網絡就是物聯網了;或者認為物聯網就是互聯網的延伸,物聯網最大的引用是在局域網內實現智能管理。
四、物聯網的發展前景
物聯網是推動世界高速發展的重要生產力,物聯網能夠節省資源,提升效率,為全球的經濟復蘇提供動力。
物聯網將來會越來越多的應該在公共基礎設施上,將大力發展在實際的生活場景下,將廣泛的應用在社會各個領域當中。
參考文獻:
1互聯網
互聯網通過TCP/IP網絡協議將各種不同類型、不同規模、位于不同地理位置的物理網絡聯接成一個整體,從而構成網上用戶共享的信息資源網。隨著社會、科技、文化和經濟的發展,特別是計算機網絡技術和通信技術的大發展,互聯網也得到了快速發展。
2物聯網
物聯網最早于1999年提出,即把所有物體通過射頻識別(RFID)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。物聯網是一個動態的全球網絡基礎設施,它具有基于標準和互操作通信協議的自組織能力,其中物理的和虛擬的“物”具有身份標識、物理屬性、虛擬的特性和智能的接口,并與信息網絡無縫整合。
3物聯網和互聯網
物聯網和互聯網都是建立在分組數據技術基礎之上的,它們都采用數據分組網作為它們的承載網;承載網和業務網是相分離的,業務網可以獨立于承載網進行設計和獨立發展。物聯網技術的重要基礎和核心仍舊是互聯網,通過各種有線和無線網絡與互聯網融合,在物理世界的實體中部署具有一定感知能力、計算能力和執行能力的嵌入式芯片和軟件,使之成為“智能物體”,并將物體的信息實時準確地傳遞出去。實現人和物體、物體與物體之間的溝通和對話。物聯網與互聯網也是有區別的。
(1)本質上,物聯網是互聯網在形式上的擴展,它繼承了互聯網所有的普遍性特征。但是,它不是互聯網的翻版,也不是互聯網的一個接口,而是互聯網的一種較復雜的擴展。
(2)研究的范圍不同。互聯網由多個計算機網絡相互連接而成,形成相互溝通,相互參與的互動平臺。物聯網就是把人和物、物和物之間進行聯系和控制,協同和處理,目的就是提高生產率,使人們的生產變得更加舒適、更加和諧。
(3)體系結構存在差異。互聯網體系結構是指導互聯網設計的一系列抽象設計原則,內容涉及互聯網的構成要素、通信協議、網絡功能以及管理運營方式等。物聯網體系架構主要包含以下四個層次:感知層。感知層的主要功能是信息感知與采集,實現對物理世界的感知。同時具備局部的互動性,需要一定的存儲和計算能力。接入層。接入層由基站節點和接入網關組成,以有線或無線的方式實現無縫、透明、安全的接入。網絡層。網絡層包括各種通信網絡與物聯網形成的承載網絡,完成物聯網接入層與應用層之間的信息通信。應用層。應用層由各種應用服務器組成,主要功能包括對采集數據的匯聚、轉換、分析,以及用戶層呈現的適配和事件觸發等。
(4)對網絡的要求不同。用于承載物聯網和互聯網的分組數據網無論是網絡組織形態,還是網絡的功能和性能,對網絡的要求都是不同的。基于IP架構的互聯網絡在根本上是一個開放和自由的網絡,它的開放性和通達性,對網絡性能要求是“:盡力而為”的傳送能力和基于優先級的資源管理。物聯網對網絡的要求就會高得多,目前實際上已經存在若干孤立的物聯網系統,這些系統對實時性、安全性、可信性、資源保證性等都有很高的要求。這些要求是目前IP網難以提供的。
4互聯網發展趨勢
(1)多樣化。互聯網用戶對數據有不同的數據速率要求。比如說短信,只需要較低的數據速率,而高清視頻等則需要較高的數據速率。對于未來的網絡它必須要能夠提供多種解決方案。
(2)多點的搜索方式。網絡必須要支持很多的用戶進行多點的搜索方式。
(3)綠色化。未來的互聯網將用綠色的技術來實現互聯網的應用。
(4)支持物聯網。目前互聯網還不能夠對物聯網提供很好的支持。因此需要對網絡資源進行優化,逐漸完善對物聯網提供更好的支持。
(5)支持云計算。目前沒有一個網絡可以真正實現云計算。因為對云計算來說,需要非常高速的網絡,而且沒有堵塞,沒有斷點。
坂村教授算是《微電腦世界》(PC World China)的物聯網啟蒙老師,2004年春天的“中國IT技術趨勢大會”上,坂村教授用一大包類似于蘿卜、白菜和藥瓶之類的道具第一次對國內的技術界進行了RFID技術應用的啟迪教育,讓我們認識了RFID對于食品、藥品等關乎人身安全和健康的應用價值,同時讓我們對于未來的物聯網有了初步的理解和憧憬。
2007年春天。坂村教授再次來到了《微電腦世界》(PC World China)舉辦的“未來辦公技術趨勢大會”上,向我們介紹了RFID傳感網絡在未來辦公室的應用,描繪了基于RFID傳感網絡的未來智能化辦公室和辦公場景,他所勾勒的未來辦公場景同樣令人向往。
從日常生活到辦公室應用,坂村所帶領的日本泛在網絡計算技術研究所對于泛在網絡(物聯網)技術的研究從簡單走向復雜,由點走向面,步步深入,循序展開,他們的很多研究成果已經在日本得到了很好的應用,服務于日本社會。
而2010年春天,坂村教授則向《微電腦世界》(PCWorldChina)系統地描繪了他心中的物聯網及其價值:
1 物聯網服務于社會安全,從食品安全、藥品安全、工業安全、建筑安全、交通安全一直到國家安全,從而使社會和人類生活更加健康安全;
2 物聯網幫助節能環保,通過優化和管理貨物流通流程,提升流通效率。降低流通能耗,通過建筑和城市的智能管理來降低建筑和城市的消耗,同時通過介入環境監控管理,幫助保護環境;
3 更好地服務于人,無論是人的工作還是生活,讓人感覺更貼心、更愉悅,讓社會更智能,提升工作效率、社會服務能力和個人生活體驗。
物聯網并非橫空出世的概念,早在1999年,在美國召開的移動計算和網絡國際會議便已提出, “傳感網是下一個世紀人類面臨的又一個發展機遇”。國際電信聯盟2005年的一份報告則描繪了“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。
普遍觀點認為,在每次大的危機之后,都會催生新的技術。此次適逢席卷全球的金融危機,相關國家試圖通過“物聯網”走出經濟的泥淖。故此,2009年2月,當IBM大中華區首席執行官錢大群在20091BM論壇上公布名為“智慧的地球”的最新策略,立刻得到美國各界的高度關注,甚至有分析認為IBM公司的這一構想極有可能上升至美國的國家戰略,并在世界范圍內引起轟動。
一時之間, “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,同樣被其認為是振興經濟、確立競爭優勢的關鍵戰略。關于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的話題,不僅為美國關注,更為世界所關注。
國際電信聯盟認為,在物聯網時代,通過在各種各樣的Ij常用品上嵌入一種短距離的移動收發器,人類在信息與通信世界里將獲得一個新的溝通維度,從任何時間任何地點的人與人之間的溝通連接,擴展到人與物和物與物之間的溝通連接。IBM給出了物聯網的近一步解釋:IT產業下一階段的任務是把新一代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,并且被普遍連接,形成物聯網。
“物聯網”之所以能被稱為世界信息產業中繼計算機、互聯網之后的第三次浪潮,主要得益于業內人士普遍認為其將會帶來兩大好處:其一提高經濟效益,大大節約成本,其二為全球經濟的復蘇提供技術動力。有研究機構聲稱,預計10年內物聯網就可能大規模普及,這一技術將會發展成為一個上萬億元規模的高科技市場,其產業要比互聯網大30倍。
物聯網產業鏈可以細分為標識、感知、處理和信息傳送四個環節,每個環節的關鍵技術分別為RFID、傳感器、智能芯片和電信運營商的無線傳輸網絡。據業內專家表示,單把所有物品都植入識別芯片這一點,現階段看來還不太現實。目前的物聯網概念還很“虛”,停留在初級研究的層面,離實質性的大規模應用還很遠,遠不如新能源等概念明確。
業內分析師表示,物聯網普及需要三個必備條件:首先,網絡設施需要無線寬帶網絡的成熟和普及,其次,消費者的使用習慣需要升級;再次,物聯網的推廣需要明確產業鏈的利益關系,并建立新的商業模式。
繼2011年第十三屆中國高交會舉辦“感知中國”技術產品專題展后,中國科學院今年再次以“感知中國——協同創新支撐服務我國戰略性新興產業發展”為主題參會。
來自中科院物聯網研究發展中心的小吳負責安防展臺的講解,雖然第一次來到中國高交會,還沒有機會到處逛逛,卻明顯感覺到中科院館內明星臉相似度比對的超高人氣。
基于智能視頻技術,中科院館內現場搭建了6×6的窄縫拼接大屏,通過視頻采集(攝像頭)后,到云存儲的數據庫進行處理,為觀眾實時呈現明星臉相似度比對。
中科院物聯網發展研究中心副主任王匯聯告訴本刊記者,自2009年中科院物聯網中心成立以來,物聯網中心每年重點參加2次高科技展會,即無錫的物聯網博覽會與深圳的中國高交會。
但小吳感覺來這里的商家比無錫要多多了。一套嵌入式的人臉識別系統,僅僅開展一天,就有很多安防企業表示感興趣。與往年有所不同的是,今年中科院館內的互動更多、項目更實、人氣更旺。如此實際操作可行的物聯網產品,在中科院館內俯拾皆是。
概念落地
中國科學院物聯網發展研究中心副主任王匯聯告訴本刊記者,今年的參展無論從規模、內涵、項目組織質量較去年均有很大的提升。本次中國科學院共組織了130多個參展項目,均以系統解決方案、行業應用整體解決方案為主,針對民生科技、國家安全、戰略性新興產業培育等內容進行重點組織。其他涉及到的物聯網行業應用(領域)包括:國家安全(安防)、農業(農資物聯網)、智慧社區(社區醫療)、工業、環境監測、云計算、智慧城市、智能視頻、智能建筑、導航(北斗云)等14個展區。
農資物聯網的展臺上有一個顯示屏,上面顯示無錫的農運貨車車牌,只要點擊查詢,就能在深圳了解到江蘇的車輛運行以及車內的溫度、濕度等情況。物聯網中心的工作人員告訴本刊記者,“農資物聯網是與中華供銷合作總社合作,將物聯網的技術應用在農資行業,主要致力于解決以下幾個問題:一,解決種子、農藥及化肥的產品溯源與防偽問題,應用RFID與隱形二維碼技術,建立一個信息查詢系統,保證這些農資是正規的產品。二,為運輸企業研發了一套農資調度系統,降低農資的運輸成本。由于農資的點分散在各個鄉鎮,種子對運輸過程中的溫度與濕度要求比較高,需要實時監控運輸過程中的一些情況,來保證最終售賣的種子的質量合格。三,農民買到種子之后,還可以知道怎么用它,如何實施科學種植,這就需要一個知識服務系統。四,種植取決于對田間土地營養結構的了解,比如土里氮、磷、鉀的含量。這就需要土壤檢測感應系統,對土里情況進行快速的檢測。”
據悉,這套系統已經在無錫幾大農資集團應用。農民可以從鄉鎮的農藥種子經銷站,在那里會有系統終端,提供查詢和咨詢服務。
為更好地詮釋物聯網發展和應用現狀,結合展會現場活動特點,基于傳感器技術、無線傳輸技術、定位技術、智能處理技術、云存儲與軟件等核心技術,中科院還在展會現場集成了面向展會活動的系統解決方案,包括現場環境參數采集處理、人流統計、能耗、視頻監控等信息采集,通過無線傳輸到云計算平臺進行智能處理,以多媒體呈現的視頻手段支撐展會現場的安防、監控、高人流監控、環境控制等業務。
此外,為體現基于物聯網技術在百姓日常生活中的應用,基于中國科學院自主研發的物聯網智能視頻技術、定位與跟蹤技術,在第十四屆高交會期間為參觀中國科學院展區的觀眾免費提供現場視頻拍照服務。通過在高交會5號館6個區域布設了智能化的高清攝像機,可實現智能化的現場拍照。
中科院館內的130多個物聯網項目,是對中國物聯網三年來從概念到技術,再到產品開發與應用的產業化成果與最高水平的集中展示。
瓶頸待解
物聯網產業尚處于培育階段,我國的起步與國際發達國家基本同步,我國的市場規模、特點具備了引領物聯網發展的基礎和產業優勢。不過,在很多專家眼里,從物聯網的概念落地到產業化發展并非易事。中國科學院物聯網研究發展中心主任葉甜春表示,盡管物聯網是不少高科技企業熱推的一個概念,但目前來看這些技術的大規模應用要5年到10年,甚至更長時間。
物聯網是一項龐大的系統工程,涉及芯片、天線、綁定、印刷包裝、讀寫器、打印機、自動化控制等多項技術領域,需要多個行業參與。
王匯聯認為,中國高交會作為一個國家層面的高新技術展示、交易和對外合作平臺,自舉辦以來,逐步發揮著國家高技術產業政策、產業導向、開展國際合作的窗口作用。他希望,中科院能通過這個平臺,構建多層次、多渠道科技與我國經濟發展、區域經濟與科技的需求對接機制,進一步加強與行業、工業界、學術界的交流與合作。
物聯網屬于典型的以應用與商業模式驅動的產業,應用需求、業務模式構建需要行業、技術、市場、商業模式的協同與合作,同時物聯網規模化應用將面臨諸多問題。
王匯聯告訴本刊記者,下一步發展的瓶頸突出在以下幾方面,“一是,國家層面的科技資源、導向性資源分散,對物聯網未來發展未形成統一的認識。尚未制定國家層面的布局和規劃,部分區域地方政府的積極性較高,但往往不考慮本地區現有的產業基礎和能力,缺乏整體性的布局和發展思路,造成資源浪費;二是,信息化基礎及對信息服務業的認識偏差,以及現有工業技術基礎薄弱、產業鏈不完善直接影響了物聯網的應用和推廣。市場資源、產業資源尚未真正開始投入,市場調配資源的機制尚未形成,缺乏具有引領、帶動作用的龍頭企業,導致物聯網的市場主體多為中小型企業、市場規模不大而且分散,行業資源整合、跨行業應用難度較大。”
合作共贏
“雖然瓶頸很多,但也是我國培育創新型產業的重要機遇,加強合作與交流是推動物聯網發展的主要抓手之一。”王匯聯對中國物聯網的前景信心滿滿,“事實證明,通過物聯網概念的牽引,對信息服務業、信息技術、集成電路、軟件、傳感器等領域及產業鏈的拉動非常明顯。”