冯海燕

作者： 老许 来源： PCWORLD中国 更新时间：2010/7/7

　　几乎每一个人都知道：地球是圆的，世界是平的。然而在电影《阿凡达》中，潘多拉星球庞大的生物神经网络仍然让我们惊奇：每一个生物，每一件物体，都与整个星球的生存息息相关，并息息相通。

　　在我们的真实世界中，这样的互联感知网络也正在被编织着：物联网(Internet of Things)，一个无所不在，包容一切的网络，正在把整个世界彻底连接起来。

　　5月18日，在APEC智慧地球智能产业高端会议期间，廊坊市政府联合中国信息产业商会举办了“物联网产业发展与合作”专题会议，邀请了包括工信部领导、中国金卡办领导以及无锡物联网研究院、中国电信、北京大学、中国邮电大学、IBM、NEC、诺基亚等物联网领域的官、产、学、研等各领域领导、专家和代表率先探讨物联网产学研一体化产业基地的建设。

　　十问物联网

RFID手持接收终端

　　提起物联网，很多人都很陌生，其实物联网的一些基础应用应用服务于我们的日常工作和生活，在这里我们总结了有关物联网的10个基础问题，帮助广大读者朋友系统地了解物联网，理解物联网概念。

RFID在加油站

　　1、物联网是什么?

　　物联网是在现有的基于计算设备和信息的连接的互联网的基础上，利用RFID等各种传感设备，感知物体，并同时利用数据通信等技术，将物体及其所感知的信息连接到包括互联网在内的网络中，构造一个覆盖世界上所有物体的物体网络，英文名称为“Internet of Things”。

　　从其定义可以看出物联网的基础是感知、识别和网络，在所有物体及其信息接入网络后，就可以使网络与所有的物理系统整合，然后利用已经具有的强大的计算和信息处理能力，对物体进行管理和智能控制，使之更好地服务于人类，改善人类与自然的关系。

RFID在超市货架

　　2、物联网的基本原理?

　　物联网的基本原理是感知物体，利用各种传感手段感知物体，将物体信息化，然后通过通过网络将物体和信息连接。所以我们在理解物联网的时候，不应该将信息网络与实际的基础设施、物体等物理系统分离，而应该看成是通过信息与物理基础设施的一体化，从而使物体接入网络成为可能，虽然网络中接入的是嵌入在物体中的传感器感知的信息，但实际上就是将该物体接入了网络，并因此可以实现对该物体的管理和控制，也就实现了人类对于该物体的感知和交互。

　　所以在物联网时代，钢筋混凝土、汽车、水源、空气等物体基础设施与PC、数据中心、手机、网络设备等IT基础设施是完全融合的统一整体。

2010上海世博会门票内置了RFID

　　3、 物联网系统的构成

　　完整的物联网是一个包容世界的大网络，受制于不同的政治、国家、文化和利益，短时间这个大网络还很难成为成为现实，但基于物联网概念的局部或者小的应用早已经开始。

　　一个完整的物联网系统包括了了：末端设备或子系统、通信连接系统、管理和应用系统，分别对应物联网中的感知层、网络层、管理和应用层。感知层实现全面感知，就是让“物”会“说话”，成为“智能物件”，将其进行识别或数据采集;网络层实现识别和采集到的信息的可靠传递，就是通过现有的五花八门的有线和无线通信网络将信息进行可靠传输;而管理和应用层对应智能处理，对感知采集上来的数据进行处理和展示，进而进行控制和管理。

　　4、物联网发展历程

　　·1995年，比尔盖茨在其《未来之路》一书中已提及物联网概念。

　　·2005年11月，国际电信联盟(ITU)发布了《ITU 互联网报告2005：物联网》报告，正式提出了物联网概念。并对物联网概念进行了准确定义：一种基于标准和可互操作通信协议、具有自配置能力的动态全球网络基础设施。在这个网络里，物理世界和虚拟世界的“物”具有身份、物理属性和虚拟个性，通过智能接口无缝地集成到信息网络之中。

　　?2009年1月，IBM首席执行官彭明盛提出“智慧地球”，其中物联网不可或缺，而奥巴马在就职演讲后对“智慧地球”构想积极回应，并将其作为美国的重要国家战略之一。

　　?2009年中国国家主席胡锦涛、国务院总理温家宝等领导在不同场合多次强调要依靠科技创新，引领经济发展;要注重经济结构调整和发展模式转变，重视新兴产业的发展等问题;明确提出了“感知中国”的理念，自此“物联网”提到国家议事日程。

　　5、 物联网在国外的发展状况

　　美国：在“2025年对美国利益潜在影响最大的关键技术中”，物联网被列入六大关键之一。 “智能电网”投资110亿美元;卫生医疗信息技术应用投190亿美元;与物联网相关的“智慧地球”、“智能微尘”等项目提升了创新能力。

　　日本：提出“U社会”战略，制定了从E-Japan、U-Japan到I-Japan 战略目标。009年3月提出“数字日本创新计划”;2009年7月提出“I-Japan战略2015”，其中交通、医疗、智能家居、环境监测和物联网是重点。

　　韩国：2004年提出“U-Korea战略”，为期10年;2006年推出的U-IT839，建宽带网、IPV6网、泛在传感网、发展RFID/USN等8项业务，并在食品/药品、航空行李、军火管理、道路设施应用试点。2009年6月开始物/物/人实现智能通信、建设智能福利娱乐城。

　　欧盟：推动ICT在欧盟经济、社会、生活各领域的应用，提高综合竞争力，在RFID/物联网方面进行了大量研究，大力推RFID应用，着力解决安全和隐私、国际治理、无线频率和标准等问题。2009年6月推出《欧盟物联网行动计划报告》14项行动计划，力夺主导地位; 2009年10月推出“物联网战略研究路线图”，力推物联网在航空航天、汽车、医疗、能源等18个主要领域应用，明确12项关键技术，首推智能汽车和智能建筑。

　　6、 我国的物联网发展状况

　　我国早在20世纪90年代，就开始了物联网产业的相关研究和应用试点的探索，国家金卡工程非接触式智能卡已广泛用于不停车收费，路桥管理，铁路机车识别管理，以及电子证照身份识别等方面，开展了成功试点和规模应用。

　　特别是电信智能卡整合了电子钱包功能推出的移动支付应用，以及手机做为RFID的读写器开展的食品，药品安全管理与贵重物品的识别防伪等，以及遍布30个试点城市的“一卡通”工程应用，形成了一系列利民惠民工程，推动了社会信息化进程，并取得了明显成效。

　　在此基础上于2004年就启动了物联网的重要应用——无线射频识别RFID的行业应用试点工作。主要涉及农业领域的生猪、肉年的饲养及食品加工的实时动态，可追溯的管理;工业领域的煤矿安全生产，对矿工的安全监护;工业生产的托盘管理;药品及烟酒的动态可追溯监管;物流领域的邮政包裹、民航行李、铁路货车调度监管等、远洋运输集装箱等;军用物资供给、军械及电子伤票动态管理等;在城市交通、公路、水运等交通管理以及涉车涉驾的智能交通综合应用等RFID应用初见成效，市场规模已居全球第三位。

　　2008年的北京奥运会和2010年的上海世博会上，基于物联网的应用得到了很大的发展，从门票、安保、物品运输管理到食品安全、公交管理、环境管理等多个方面都有相应的物联网应用。

　　7、物联网已有的应用有哪些?

　　目前物联网正在渗透到社会的很多领域，对改善人们生活质量、提高企业效益、加强公共安全产生着重要影响。目前在食品安追踪、危险品管理、智能交通系统、物流领域、电子支付、安保、高速不停车收费、环境监测和资产追踪管理等行业和领域都已经有成熟应用。

　　美国是全球第一大物联网应用国，应用案例占全球59%、五大通信运营商共推“智能电网”新市场;欧盟统一行动计划，重点推动RFID/M2M应用，而以药品监管、物流、零售、远程控制应用最多;日本物联网在移动支付、电网、远程监测、智能家居、汽车联网等方面都有成功应用;韩国的货运港口管理、停车管理系统和服装供应链管理系统的物联网应用非常成功。

　　国内在典型的应用就是目前的上海世博会门票和机场安全管理系统，其次还有中小城市局域性年费车辆识别与监控系统、中国移动厦门e卡通手机支付、智能交通、环境监测、智能医疗等系统。

　　8、 传感器网、物联网和泛在网的关系

　　在物联网概念的驱动下，传感、泛在、物联网络得到了很多关注，虽然传感网、物联网、泛在网虽然不是新名词，但很容易让人迷糊。

　　传感器就是指能够把外部物理信号转化为电信号的装置，传感器可以通过有线或者无线方式接入网络，传感器网目前通常强调是无线传感器网络。

　　泛在网，Ubiquitous Network，泛在网络，强调智能在周边的部署，以及自然人机交互和异构网络融合。泛在，也有翻译为无处不在。

　　物联网的概念最宽泛，应该包含了传感器网和泛在网，传感器网和泛在网是物联网得以实现的基础。

RFID标签

　　9、什么是RFID技术?

　　物体标识和感知是物联网的基础，而RFID就是物体感知和标识的重要基础技术之一， RFID是射频识别(Radio Frequency Identification)技术英文缩写，也被称为电子标签，是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，是目前比较先进的一种非接触识别技术。　在“物联网”的构想中，RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品(商品)的识别，进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。

　　10、物联网需发展中面临哪些问题

　　一项技术在服务于世界的同时，也会对世界产生一些负面影响，而在今天这些负面影响的存在一定程度上会阻碍物联网称为一个全球性物体大网的实现。

　　1)安全问题

　　所有物体接入网络，不可避免的会带来安全问题，如同互联网一样，国家、地区、企业、组织都会有一些涉及安全和利益的物体和信息，如果完全物联网化，安全问题将是必然要考虑的问题。

　　2)隐私问题

　　与安全问题一样，在一个所有物体都接入的大的网络中，如果物体被感知和标识的信息完全对网络开放，必然会涉及隐私被侵犯等问题，这个问题不仅仅是一个技术问题，还涉及到政治和法律问题。

　　3)标准化问题

　　物联网的基础还应该是标准化，信息格式的标准化、网络接口和传输的标准化、数据的标准化等等，所以连接过程每个环节的标准化，才能使物体被无缝感知，信息无缝利用，这是一个大难题，因为不同的国家、组织和企业都会在物联网发展中有相应的利益，而标准就是争取利益最大的砝码。　RFID应用是物联网的重要基础

　　工业和信息化部电子科技委副主任、国家金卡工程协调领导小组办公室主任、中国信息产业商会会长、中国RFID产业联盟理事长张琪女士，对于物联网产业的发展有用权威的了解和第一手的资料。在本次会议上，张琪女士为现场嘉宾做了题为“物联网RFID应用的探索与实践”的主题演讲，在她看来，物联网是一个由感知层、网络层、应用层共同构成的庞大的社会信息系统，是一个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。物联网结构复杂，主要包括三大部分：首先是感知层，承担着信息的采集(通过智能卡、RFID电子标签、识别码、传感器等);其次是网络层，承担信息的传输(无线网、移动网、固网、互联网、广电网等)、第三是应用层，完成信息的分析处理和控制与决策，以及实现或完成特定的智能化应用和服务任务，以实现物/物，人/物之间的识别与感知，发挥智能作用。

　　对于大多数普通公众，甚至是专业人士来说，物联网都是一个新鲜的词汇。许多人第一次听到这个词，总以为自己听错了，以为说的是互联网。物联网和互联网，这两者名称很相似，而两者背后的联系也的确存在。从物联网的英文名称(Internet of Things)可以初见端倪，但物联网连接范围远远大于互联网，它扩大连接到物品，实现物物(也包括人)相连，形成一个连接万亿个物品(设备)和数亿人的无比庞大的数据库，采集和存储着物理与虚拟的海量信息，通过分析处理与决策，完成从信息到知识、再到控制指挥的智能演化，实现处理和解决问题的能力。因此物联网绝非一个单纯的网络概念，它更像一个融合着各种应用与服务的庞大社会信息化系统。如果一定谈网络的话，它是一个基于感知技术，融合了各类应用的服务型网络系统。由于它的基础与重点是信息的采集、感知与信息的处理决策和应用服务，网络层可以利用现有各类网，通过自组网能力，无缝连接融合形成物联网。

　　张琪女士认为，RFID应用是物联网的重要基础。我国早在20世纪90年代，就开始了物联网产业的相关研究和应用试点的探索，国家金卡工程非接触式智能卡已广泛用于不停车收费，路桥管理，铁路机车识别管理，以及电子证照身份识别等方面，开展了成功试点和规模应用。特别是电信智能卡整合了电子钱包功能推出的移动支付应用，以及手机做为RFID的读写器开展的食品，药品安全管理与贵重物品的识别防伪等，以及遍布30个试点城市的“一卡通”工程应用，形成了一系列利民惠民工程，推动了社会信息化进程，并取得了明显成效。在此基础上于2004年就启动了物联网的重要应用——无线射频识别RFID的行业应用试点工作。主要涉及农业领域的生猪、肉年的饲养及食品加工的实时动态，可追溯的管理;工业领域的煤矿安全生产，对矿工的安全监护;工业生产的托盘管理;药品及烟酒的动态可追溯监管;物流领域的邮政包裹、民航行李、铁路货车调度监管等、远洋运输集装箱等;军用物资供给、军械及电子伤票动态管理等;在城市交通、公路、水运等交通管理以及涉车涉驾的智能交通综合应用等RFID应用初见成效，市场规模已居全球第三位。

　　2004年参与中国金卡工程建设的各相关部门(23个)及试点省市(30多个)成立了RFID应用工作组，并已启动的大量RFID应用试点工程是物联网发展的重要基础。目前RFID应用正逐渐从闭环应用向开环应用过渡，必将推动物联网完整产业链的创建。六年来我们重点强调RFID等标准的自主制定、核心技术产品的研发和产业化、重视RFID应用与市场的开拓，以及公共服务平台建设和现代服务业的发展。

从泛在计算到物联网

　　2004年春天，在《微电脑世界》主办的中国信息技术趋势大会上，我们曾邀请东京大学的坂村健教授通过直观的演示向观众介绍什么叫做泛在(普适)计算(Ubiquitous Computing)，当时坂村健教授用了一大包类似于萝卜、白菜、酒瓶之类的道具，第一次对国内的技术界进行了RFID技术应用的启蒙教育，让我们认识了RFID对于食品药品安全等关键领域的应用价值。

　　时隔6年，物联网的概念已经在中国开始升温，很显然，RFID、泛在计算就是物联网的应用模式之一，在本次“物联网产业发展与合作”专题会议上，来自北京大学软件与微电子学院嵌入式系统系主任柳翔教授，向我们进一步阐述了从泛在计算到物联网的发展和联系。

　　根据柳翔教授的介绍，泛在计算的概念出现非常早。早在1988年,有一位科学家，他也是泛在计算或者是普适计算的奠基人，Mark Weiser，他有一篇非常重要的文章，他在文章中预见了计算的泛在，就是指计算日益增长的可用性伴随着的是日益减少的计算的可见性。许多计算设备变成了嵌入式的，从外表上看，它完全不是一个计算机的样子，你会把它当做一件普通的物品、设备来使用。这种在你周围无处不在、不可见的计算最终将取代PC，故称为泛在计算。在上个世纪90年代，已经有许多人开始了这方面的研究。对应的中文名称，有的地方叫做泛在计算，有的地方叫做普适计算。

　　按照柳翔教授的理解，泛在计算的根本含义在于支持一种自我发起的无所不在的服务。只有达到了这种境界，计算才是真正地做到了不可见，因为这种不可见并不是指物理上的不可见，而是指人的意识中的不可见。

　　“当某一个人来了，比如说我今天来讲演，这里嵌入到空间里面的物品就会自发地为我提供所需要的服务。比如说我需要打出我的某个PPT，我不再需要靠人来设置这些东西。另外它还能够自动调节空间里面的温度、湿度，让参会的观众感觉到很舒适。” 柳翔教授向大家举了一个生动的例子。

　　在1999年，MIT(麻省理工学院)提出了的Auto-ID Center，第一次明确提出了物联网。不过MIT的物联网概念与现在我们所说的稍有区别。MIT提出来是基于RFID的应用，把RFID技术作为关键性技术，把物理世界的物品接入到网络里。

　　ITU(国际电信联盟)在2005年发表了一个报告，第一次正式地把物联网作为新的连接性的纬度。ITU把连接性扩展到了任何物的连接上。这种物的连接性实际上是指人与人、人与物和物与物。当然，实际上还应该包括PC和PC。

　　随后的智慧地球、智慧城市等等理念，也都与上述概念密不可分。

　　最后，柳翔教授为这一主题作了总结：

　　第一，物联网是一个连接物的网络。它是未来互联网不可分割的一部分。因为它还叫互联网而不叫NetWork。我觉得它跟未来互联网的发展是有密不可分的关系的。

　　第二，物联网所要建立的关系并不是我们简单意义上的一种数据或者是信息，实际上它在三个世界、物理世界、数字世界、人类社会之间建立一种语义的连接和交流，并不是说今天的温度是多少。比如说我们今天会议室的温度是不是舒适啊?它具有一定的语义，不是简单的数字。我们早就有数据采集和传达了。所以它是在更高层次上的连接和交互。第二，它提供的是实施的信息和服务。

　　最后，物联网的应用很广，你可以把很多应用到发展里面。但物联网发展初期是在社会发展、环境保护产业发展具有共性的基础上，来推动物联网建成一个具有标准化的平台。

　　在技术层面，物联网主要涉及六个方面的技术：硬件技术、软件技术、网络技术、通讯技术、IoT架构技术、标识技术，就标识技术来讲，应该建立一个开放、统一的唯一的架构，这是物联网可以推广的基础，因为没有安全的标识就谈不到后面的应用。

　　而在非技术层面上，因为物联网牵扯到很多领域和方面，所以非技术层面对于物联网的推广和应用是具有很重要的意义的，可以说成败在于此。如果不解决非技术层面的问题，物联网的产业发展也可能停滞。它不是传统意义上的创新，更多是开放式的而且是自下而上的创新的模式。

　　“首先物联网和泛在计算是有很深的渊源的，它的内涵将会随着我们在泛在计算以及物联网上的研究和应用的深入得到进一步的深化。第二，物联网是作为未来互联网不可分割的一部分需要与未来互联网进行协调发展。第三，物联网的涉及面积广需要建立一个多方参与的、合作平台，应该就共性的问题来推动物联网产业的发展。”柳翔教授最后总结道。

M2M机器网络将成为物联网的基础

　　在本次大会上，中国电信的副总工程师靳东滨先生向我们介绍了在庞大的物联网产业链中，运营商能够扮演的角色。

　　IBM的智慧地球概念是很超前、很宏大的，但是与国内现阶段的应用现状相比，还有很大的距离。靳东滨先生认为，目前需要做的第一件事是把物体通过信息化连接起来，也就是所谓的M2M(机器网络)。根据欧美的公司来统计，全球2009年M2M通讯模块的市场总量为122亿欧元。它在预测2013年市场最规模会达到295亿欧元，四年复合增长率为24.7%。

　　还有一个电信方面的咨询公司统计数据更有代表性：机器客户的比例。在瑞典，这一数字是40%，在美国是10%，而在看中国，机器客户只占据0.6%。可以说，机器对机器的应用在中国的发展潜力巨大。

　　靳东滨先生还与现场的观众一起分享了一些中国电信的实践经验：“我们看到了产业的机会。这主要有三个方面：第一网络布局上，大家讲物联网更多是依托在互联网上的应用。我觉得它不是单独的网络，今后的网称之为泛在网，会有更多的应用。泛在网的特点是通过窄带走向了宽带，通过移动结构的网络走向了协同的网络。作为运营商在物联网三个层面中做的一些事情主要集中在网络层，一个是做M2M的平台集群，通过一个M2M平台把传感网要接上。第二个要做的是M2M的终端，这个终端是把那些传感器通过通讯模块能连接到物联网或者是互联网上来。第三，针对行业应用开发行业网、物联网的网关，另外建立家庭网关。另外要把现有的通讯网络，包括3G、WiFi、光纤接入从窄带过渡到宽带，所以2G和3G的不同是3G的带宽更宽了。”

　　靳东滨先生向大家介绍了M2M这个平台。M2M是一个逻辑框架，它把物体的通讯终端通过这个平台经过移动网络和固定网络接到这个平台来，而这个平台则把用户或者是企业连接起来。有了这个平台，可以获得如下优势：第一，降低了物联网M2M应用用户自己的接入成本。因为传感网的标准不统一，要连到互联网上去很难。现在通过一个统一的标准平台可以把它接应下来，第一是降低的平台的成本，用户的成本。第二是降低了技术门槛。有一些搞物联网应用的企业不用再研究怎么样把一个传感器接到物联网上去，通过一个标准的接口就可以连接上，这样可以推动物联网更广泛的应用，这个平台在逐渐地建立起来。这样推动了物联网的。

　　M2M的平台不等于物联网运营的平台，只解决了物与物的通讯，解决不了物联网智能化的应用。所以今后随着软件的发展，特别是应用软件的发展和中间软件的发展，就会把M2M平台逐渐过渡到物联网的应用平台上。

　　第二就是终端模块，这对我们很多电子产品制造商来说是一个机会。因为我们现在要把传感器和智能终端拿到网上来一定有一个标准的模块，这个过去没有现在大家逐渐开始制造了。这中间也出现了一些标准。我们举例，有了终端模块就可以把它插在终端设备上使它智能化，比如说车载终端。现在开车有一些传感器应用已经在车上了，但这些信息传送不出去。

　　最近，包括中国移动、中国电信和中国联通在内都和汽车制造厂商密切结合，把各种各样的M2M模块加到汽车上，这样汽车在行驶时，其行驶状况、导航的情况都可以通过模块发送出来。而像POS型终端等加了这样一个模块就可以在移动状态下进行传输了。

　　第三个是3G网络，由于物联网的应用引入，对3G网也提出了一些挑战，以前是小数据流量，从环境监控来看，传递数据的流量和语音相比是很小的，一天下来可能就传递几分钟，或者是连1分钟都不到。这样对信道的占用要有特殊的处理。所以在3G网络布局中既要考虑宽带问题，也要考虑动态的信带的问题。

　　第四个是宽带接入网，其实按照ITUG的定义是，无线、有线加在一起共同构成的网络来支持物联网的应用。在光网络，光纤接入到户、到楼为互联网特别是高清视觉技术应用有了更好的支撑。

　　第五个是云计算，物联网大量的信息搜集上来以后如何应用就要靠云计算来解决。网络布局大概就是这些。

　　一切皆可感知，这是靳东滨先生的结束语。依靠移动通信网络无所不在的覆盖，才使这一切成为可能。