時間:2022-07-18 10:53:51
序論:速發表網結合其深厚的文秘經驗,特別為您篩選了11篇物聯網范文。如果您需要更多原創資料,歡迎隨時與我們的客服老師聯系,希望您能從中汲取靈感和知識!
然而,世界末日沒那么容易到來,而修建“避難所”也不是物聯網技術應用的惟一專利。在日常生活中,物聯網的影子更是屢見不鮮:超市的掃碼器、公交車上的刷卡機、身份證的識別儀……這只是冰山一角。此外,在城市安監、軌道交通、機場安保、醫療檢驗、動物溯源、身份識別等領域,物聯網又給人們的生活帶來了無限的遐想。
推及經濟領域,經濟危機后,世界各國都將物聯網作為拉動經濟增長的重要創新舉措。去年1月,美國總統奧巴馬將“智慧地球”提升為國家戰略。2009年底,IBM公司首次拋出“智慧的地球”這一概念時,其戰略核心就是“云計算+物聯網”的結合。
在中國,物聯網也被提到了戰略的高度。去年8月,溫總理在視察無錫中國物聯網產業研究院時,對物聯網寄以希望;今年的全國兩會上,溫總理在政府工作報告中首次提出物聯網,明確提出要加快物聯網的研發應用,物聯網首度被列入五大新興戰略性產業。
研究表明,物聯網可能是全球下一個萬億元級規模的新興產業之一。而賽迪顧問研究也顯示:2010年中國物聯網產業市場規模將達到2000億元,至2015年,中國物聯網整體市場規模將達到7500億元,年復合增長率超過30.0%。呈現在面前的是一塊巨大的蛋糕。
然而,中國已經進入了物聯網時代了嗎?在物聯網技術標準尚未出臺,更多企業仍在小心翼翼地探索,大規模應用主要靠政府采購,產業的投融資渠道尚未打通,而在信息安全、電磁污染、無線頻譜資源等問題尚沒有完備的解決方案之前,沒有比抱歉更合適的答案。
值得欣慰的是,國家發改委、工業和信息化部、科技部等相關部門都在醞釀出臺相關產業扶持政策來加速促進中國物聯網產業發展。同時,地方政府和產業園區也在相繼出臺相關的配套政策。而在技術與標準化方面,北郵、中科院、南郵、無錫中國物聯網產業研究院以及中國物聯網標準化組織有望在物聯網標準和關鍵技術方面取得突破性進展。
誠可見,產業界已經走在物聯網技術應用的第一線。上海世博會場館、上海浦東機場、北京星光影視園、中遠集運、國家電網、宅急送……產業界的應用早已山雨欲來:而中國移動、中國電信、海爾等也紛紛摩拳擦掌,向物聯網產品的研發發起了沖鋒。
此外,當無錫啟動中國第一個物聯網城市;成都計劃用數十億元打造“天府智能互聯新城”:南京以“智慧南京”來實現經濟結構轉型和城市環境提升;北京市東城區在公共安全、食品安全、樓宇等領域應用示范物聯網時……各大城市已吹響進軍物聯網的集結號。
解構產業鏈
國際電聯對物聯網的定義是:通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
而南京郵電大學校長楊震的理解更為形象。他認為,物聯網是互聯網的拓展和延伸。而兩者的最大區別在于,互聯網是虛擬信息之間形成的網絡,它需要人去采集物質世界的信息;而物聯網則通過射頻識別技術、智能嵌入技術等能讓物與物之間相互感知,再通過高速數據通信網絡,將信息自動傳輸到互聯網上形成一個更大的網絡。
清科研究中心研究總監符星華指出,物聯網產業鏈大致可以分三個層面:首先是傳感網絡,以二維碼、RFID(射頻識別技術)、傳感器、芯片及智能卡為主,實現“物”的識別;其次是傳輸網絡,通過現有的互聯網、廣電網絡、通信網絡等實現數據的傳輸與計算:三是應用網絡,即輸入輸出控制終端,可基于現有的手機、PC等終端進行。
符星華告訴記者,在信息生成方面,物聯網會利用RFID、傳感器、二維碼、北斗或GPS定位等隨時隨地獲取物體的信息;在信息傳遞方面,各種電信網絡與互聯網將進一步融合;在信息的集中處理及應用方面,即通過綜合信息平臺接收、處理、反饋并應用信息,大量軟件企業將從中受益。
清科研究中心數據顯示,近年來,在信息生成層面,投融資活動則較為積極。以二維碼、RFID(射頻識別技術)、傳感器、芯片及智能卡等產品研發制造的企業備受投資機構的偏愛。據清科研究中心統計,從2003年至2009年,已有十幾家相關公司獲得投資。
遠望谷和鼎識科技就是其中的典型代表。作為RFID制造商的領跑者,遠望谷從2003年到2006三年間先后獲得來自深圳創新投、上海仕博和上海聯創三輪融資,之后于2007年成功上市。而成立于2005年的深圳鼎識科技識別有限公司以其在識別技術的領先地位也被多家投資機構看好,先后獲得上海永宣、德同資本、漢世紀、達晨創投等的風險投資。
產業化挑戰
2005年,當國際電信聯盟正式提出物聯網概念時,它就已經預見到無所不在的物聯網通信時代即將來臨。然而,它并沒有預見到的是,物聯網產業發展是如此之慢。可以說,除了少數成功案例外,物聯網行業前景并不明朗。
物聯網產業化到底出了什么問題?
符星華說,所有市場的起步和發展都需要經過個階段。由于物聯網進入快速發展的條件即需要基于識別或傳感裝置的應用,例如二維碼、RFID(射頻識別技術)、傳感器、芯片及智能卡等市場的快速發展,同時需要傳輸網絡的大面積覆蓋和用戶使用,同時相應的應用終端需要大量普及并能夠實現交互,因此面臨的挑戰并不是物聯網企業自身的發展問題。
首先,似乎創新過程中遇見的問題總能歸結到體制上。在相關人士看來,“三網融合沒有突破性的進展,物聯網產業鏈的信息傳遞環節不暢,勢必影響整個物聯網產業鏈的打通。而標準的遲遲未能出臺,政府與企業心中都有一本難念的經?!狈侨A表示,在信息傳遞方面,各種電信網絡、互聯網與廣電網絡的融合尚需國家做進一步的調控。
其次,技術的瓶頸也尚未完全解決。在楊震看來,“我們還沒有完全掌握物聯網的發展規律和技術體系則是又一障礙。物聯網不是簡單的虛擬世界,要涉及國家安全等許多問題。比如無線頻譜資源夠不夠用?電磁污染怎么解決?此外,還有信息安全問題。”他說。
除此之外,產業的投融資渠道尚未完全打通,不只是久遠新方向這一家企業的煩惱。能否在產業形成的初期就抓住先機,則是鼎識科技的啟示。而成熟度較高的智能交通、城市安防、智能電網等主要依靠政府采購,是否說明物聯網并沒有形成大規模商用的氛圍?
新經濟之王
對于物聯網這一已提出整整10年的老話題,但質
疑聲始終不絕于耳。相關人士甚至直言,“真正的物聯網企業并不多,不要說成型的企業,現在連像樣的創業團隊都難找。而即便有些上市公司,其主營業務,也只是物聯網產業鏈中的一個小環節。”
在達晨創投投資總監梁國智看來,很多企業都在打著物聯網的概念,而實際項目運營過程中卻小心翼翼?!艾F在,物聯網的標準各國都在緊張推進,但國外的標準都是以市場決定的,比如微軟的操作系統使用得多,它就能成為標準。而中國不同?!毖酝庵獠谎远?。
梁國智理解政府的擔心?!叭绻l現中國目前還沒有能夠生產核心芯片的公司,中國企業的水平還沒達到這個程度的話,物聯網則又變成外國人的天下。移動終端就是前車之鑒。手機上最值錢的,也最核心的芯片基本被外國公司壟斷,中國企業只是加工外殼,做些軟件,頂多做個電路板。這樣,大把的錢都被外國人掙去了。”
符星華同意梁國智的觀點,“以往在通信電信及互聯網領域的經驗告訴我們,如果沒有關鍵的核心技術,就不能形成產業核心競爭力,在未來的競爭中就會受制于人。因此,掌握具有自主知識產權的核心技術將成為物聯網產業發展的重中之重?!?/p>
所有產業的發展都是雙向的,既要有政府的支持,也需要有企業的響應。然而,現實的狀況是:體制癥結的痊愈并非蹴而就,而物聯網產業的車輪仍繼續前行。要么成為先驅,要么成為先烈,因噎廢食不應成為明智企業的選擇。
權衡風險與機遇,誰能夠抓住新經濟的機遇,誰就將成為新經濟的王者。然而,本刊的疑問是:在中關村出現的計算機中心,成就了聯想;在深圳出現的路由器中心,成就了華為、中興,現在,在無錫又出現了一個物聯網中心,它將成就誰?
物聯網產業發展路線圖
長城戰略咨詢預測“中國物聯網產業10年3階段發展路線圖,形成三大細分市場”。結合對物聯網產業鏈的分析和中國市場情況的判斷,長城戰略咨詢(GEI)初步預測中國物聯網產業未來十年(2010至2020年)將經歷應用創新、技術創新、服務創新三個主要發展階段,形成公共管理和服務、企業應用、個人和家庭應用三大細分市場。
應用創新
未來1~3年
公共管理和服務市場應用帶動產業鏈形成。未來1至3年。中國物聯網產業處于產業的形成期。物聯網將以政府引導促進、重點應用示范為主導,帶動產業鏈的形成和發展。產業發展初期將在公共管理和服務市場的政府管理、城市管理、公共服務等重點領域,結合應急安防、智能管控、節能降耗、綠色環保、公眾服務等具有迫切需求的應用場景,形成一系列的解決方案。隨著應用方案的創新、成熟和推廣,帶動產業鏈的傳感感知、傳輸通信和運算處理環節的發展。
技術創新
未來3~5年
行業應用標準和關鍵環節技術標準的形成。在公共管理和服務市場應用示范形成一定效應之后,隨著下一代互聯網的發展以及移動互聯網的初步成熟,企業應用、行業應用將成為物聯網產業發展的重點。各類應用解決方案逐漸穩定成熟,產業鏈分工協作更明確、產業聚集、行業標準初步形成。隨著產業規模的逐漸放大,傳感感知等關鍵環節的技術創新進一步活躍。物聯網各環節的標準化體系逐步形成。
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。
據了解,天津鋼廠原料場安防系統是在航天信息基于RFID的散裝物料稱重管理軟件的基礎上設計、開發的,主要運用兩方面的關鍵技術。
1 基于RFID的散裝物料稱重管理軟件
基于RFID的散裝物料稱重管理軟件可以通過網絡實現多個地磅房的無人值守自動稱重和集中化管理,各地磅房可以自由選配欄桿機、地感線圈、紅外對射、LED屏、語音提示、紅綠燈等設備;系統可支持地磅房雙向上車稱重。此外,本系統中使用的車輛標簽是900MHz無源標簽,使用玻璃標簽設計方案,貼到貨車擋風玻璃上之后具有更優的讀取性能;并采用防撕設計和高強度3M背膠,實現車輛標簽的防更換。
2 RFID中間件
航天信息RFID中間件是為支持RFID應用軟件而開發的基礎性軟件,用于底層讀寫器管理,為應用軟件屏蔽RFID讀寫器差異并提供數據過濾服務。航天信息RFID中間件產品包括大型應用系統專用RFID中間件平臺和輕量級RFID中間件。
該系統采用900MHz頻段RFID標簽對天津鋼廠原料運輸車輛進行唯一標識,實現車輛防偽,并在大門、地磅房和卸料場布置讀寫器,對車輛進廠、過毛、卸料,回皮、出廠等全過程進行監控,實現原料場車輛稱重的閉環管理。還對全系統使用18個讀寫器和36個天線進行統一管理,并實現大規模RFID數據的并發處理、數據過濾,數據防沖突等功能。
目前,天津鋼廠原料場安防系統的實施實現了對廠內原料運送車輛的有效管理,杜絕了車輛套牌稱重、二次過毛、非法廠外卸料等稱重作弊行為;通過系統自動化運行,減少了人為參與,避免內外勾結的作弊行為。
“感知礦山”提升安全管理
煤礦的安全生產關系到人民的生命和財產安全,如何加強煤礦安全生產管理模式,實現管理的現代化、信息化成為煤礦企業關心的問題。基于礦區信息化和智能化的“感知礦山”就是物聯網技術成功應用在煤炭行業很好的例證。
“感知礦山”通過全面感知。對礦區的人(人員定位、無線通信)、設備(綜合自動化)、環境(安全監控、礦壓監控等)全面感知,并通過高速網絡實現全面覆蓋,同時還具有直觀形象的應用。通過3DGIS礦區全息展示,來全面感知礦山。
烽火通信所提供的IMS解決方案主要基于IMS網絡架構,在IMS層上可構建開放式的固定移動融合應用平臺,支持固定和移動客戶端的接入,可面向企業、家庭和個人用戶提供包括融合語音在內的豐富的IMS多媒體融合應用業務,為中國移動向全業務網絡轉型提供了強有力的支持。依托礦井工業以太環網的高速控制網絡,通過推進煤礦礦井生產過程控制,促進企業綜合信息化,即實現數據采集自動化、業務信息集成化,信息管理網絡化,最終實現煤礦管理決策科學化、現代化和智能化。
針對煤礦的實際情況,烽火通信在汝箕溝礦建立了一套完整的感知礦山系統。隨著該系統的建設,逐步實現全礦信息化管理,最終全面提升煤礦安全生產和運營管理水平。
納入集中監控的主要生產環節覆蓋生產、安全整個過程,包括主煤流運輸,井下供排水、35kV變電所、地面變電所、井下變電所、礦井通風、壓風系統、給排水、水處理、主井提升等。需要納入集中蠊測的主要生產環節有礦井環境監測、火災束管監測預報、綜掘工作面、注氮、注漿等。
礦井綜合信息化系統通信網絡平臺為吉比特工業以太網,分為地面吉比特光纖環網和井下吉比特光纖環網,地面和井下的環網以太網交換機分別掛接在環網上,并為監控分站接入提供10Mbit/s和100Mbit/s的下聯接口。經過處理的數據發送給信息中心,信息中心服務器做統一處理或存儲。
該方案技術起點高、針對性強。一方面充分利用煤礦現有自動化設備,將不同時期、不同廠商、不同自動化水平的設備綜合在一起,實現統一管理;另一方面實現了煤礦綜合自動化、綜合信息化的目標,達到了國內先進技術水平,將為其他老礦的綜合信息化、自動化改造提供示范和借鑒意義。
傳感器基礎解決檢測難題
目前,正處于物聯網應用的初期階段,對物聯網產業的理解也各有千秋。西安中星測控有限公司(以下簡稱西安中星)總經理谷榮祥對物聯網產業有著獨到的看法,他認為作為一個整體系統的物聯網概念,在感知、傳輸和應用三個層次中,一定是你中有我,我中有你,但無論如何描述物聯網都離不開傳感器,不管是物理量還是化學量、是開關量還是線性量、是有線的還是無線的,是昂貴的還是廉價的,其目的都只有一個,就是把自然的參量變成可應用的電訊號,因而傳感器是物聯網的基礎。
西安中星測控有限公司作為重點產品為壓力傳感器/變送器、慣性傳感器,環境傳感器以及傳感器的解決方案及咨詢服務,公司壓力傳感器已廣泛應用于軍工、船舶,天然氣、石油、化工、制冷、工程機械,汽車、節水等近四十個行業。
以導線舞動檢測為例,目前國內對導線舞動監測多采用視頻圖像采集和運動加速度測量兩種主要技術方案。前者在野外高溫、高濕、嚴寒、濃霧、沙塵等天氣條件下,不僅對視頻設備的可靠性、穩定性要求很高,而且拍攝的視頻圖像的效果也會受到影響,在實際使用中只能作為輔助監測手段,無法定量分析導線運動參數;而采用加速度傳感器監測導線舞動情況,雖可定量分析輸電導線某一點上下振動和左右擺動的情況,但只能測出導線直線運動的振幅和頻率,而對于復雜的圓周運動,則無法準確測量。
為此,西安中星一直致力于MEMS技術的慣性傳感器的研究與開發,利用MEMS三軸陀螺儀和三軸加速度計組合測量技術,成功解決了導線舞動橢圓運動軌跡測量的難點問題。
“智慧水利”防洪防災
我國地質地貌復雜,在相對偏僻的山區,因暴雨、臺風等引發的山洪、滑坡、泥石流災害更為嚴重。將物聯網的泛在感知、可靠傳送、智能處理等特點應用到山洪災害防治領域,帶動具備共性的關鍵技術的創新與實施,能非常有效地解決上述各類難題。
泛在感知:應用物聯網感知層的RFID、傳感器、攝像控制、定位授時等技術,通過網絡層的無線和有限傳輸技術,將信息定時采集上來,從而解決了覆蓋面廣、地形復雜的問題。
精準監測:通過感知層的信息感知采集,網絡層的數據傳輸收集,提高了監測效率和頻度,解決了監測困難的問題。
可監可控借助物聯網應用層提供的業務功能,借助手持終端、系統等設備,可以對工程設施、監測設備等進行遠程的控制,也可通過應用服務實現業務的上下級管理和指導。
科學決策應用層根據對感知層、網絡層收集數據的處理、分析,以圖表、GIS等形式為決策者提供信息和分析結果,同時可以將復雜的水文模型、水利模型、數學模型用計算機模擬實現,快速、便捷地為決策提供數據支持和科學評估。
山洪災害監測預警系統作為“智慧水利”,尤其是防汛抗旱信息化支持的重要組成部分,大唐電信山洪災害監測預警系統將大唐自主知識產權的聲學駐波數字水位計及無線接力傳輸系統等專利產品和技術運用其中,挖掘了基于陸氣耦合的小流域洪水預報方法及系統等兩項專利。
系統以數據采集監測為基礎,借助通信網絡設施,以山洪災害監測預警系統軟件為核心,以多種信息手段為窗口,主要括水雨情監測,通訊網絡、災害預警平臺和信息平臺四部分。具有以下特點:信息采集及獲取方式多樣,提供多種信息的自動采集、手工或簡易采集、系統接口接入、手工錄入。批量導入等多手段的收集感知:數據匯集平臺向下提供標準的信息采集協議,可與包括大唐自主專利產品在內的各種采集設備兼容,向上對數據進行數據容錯分析、數據排重、邏輯錯誤分析、格式化等處理,保證入庫數據的完整性,正確性和標準化統一資源數據庫基于國家水利標準數據庫建立,具有很強的兼容性和擴展性;依托先進的GIS平臺,提供綜合便捷操作;嵌入小流域徑流預報模型,為決策者提供未來24小時內水雨情預報服務提供多選擇手段。為水利行業用戶尋求更為深遠的發展規劃。
條碼解決方案實現可視化管理
如今,諸如平板電腦、微博等新的聯網設備與應用層出不窮。我深深地感受到傳統互聯網正向物聯網演進,真正萬物互聯互通的物聯網時代正在快速到來。
互聯計算是物聯網的第一步
隨著各種移動聯網設備不斷涌現,人們越來越習慣于使用智能手機、上網本、平板電腦等設備,在近乎無處不在的無線網絡中進行聯網計算,這將首先帶我們進入互聯計算時代。而在這個過程中,設備的創新與網絡技術的提高正在改變“計算”本身的定義。比如現在你可以使用智能手機隨時隨地實現許多功能,而以前只能在辦公室電腦上才能完成;未來你將可以利用ATM機、車載信息系統甚至所有生產設備,瞬間打造一個移動的、連續的、個性化的互聯網空間。到那時,“計算”將變得無處不在,但卻無形無象。
同時,各種基于“計算”的應用也在演進。多核、并行化計算、運算加速器、傳感器以及嵌入式技術的出現,將幫助人們實現各種通信、數據和服務在隨手觸及的IO設備之間進行輕松移動。這就是互聯計算的魅力!
IDC的最新數據預測,截至2020年,全球將有310億個互聯設備聯網工作。屆時,人們將體驗到連續的、無處不在的互聯計算。然而,在科學家眼里,這只是物聯網中的很小一部分,他們估計未來地球上將有大約500,000 億個“物”,每個人身邊都將有數以千計的物體通過物聯網進行連接。
可以預見,未來的互聯網在規模、形態等各方面都將遠遠超出互聯計算的范疇,最終進入萬物互通互聯的物聯網時代。在這個演進的過程中,我們將面臨很多困難。數以億計的設備不僅會產生海量的數據,對 IP地址的需求也將遠遠超過現有的存量,而這僅僅是諸多可預見的技術難題之一。
因此,我們相信互聯計算只是實現物聯網的第一步,但卻至關重要。
三大技術推進物聯網的實現
現在我們可預見的物聯網應用已經涵蓋交通、醫療、工業自動化等30多個行業,未來它將滲透到人們生產與生活的每一個角落,為IT產業的發展帶來巨大的發展機會。
事實上,物聯網在某些領域已經得到運用并產生了顯著的效益。比如智能電網不僅可以很好地控制大型發電廠發電所需要的大規模計算,還能對個人家庭電耗、采光以及在用電高峰期的電力供應進行非常精準的控制。科學家們正在努力創造并延伸諸如此類計算技術,用于連接地球上的每個人與物,從而使地球上的萬物變得更加智慧。我認為有三項技術最為關鍵:
1. IPv6:手能觸及的設備都將擁有IP地址
網絡中每臺設備的連接都需要一個IP地址,目前我們使用的是IPv4技術。IPv4協議下的網絡地址資源大約只有40億個,目前95%的IP地址已被用盡。如果沒有足夠多的IP地址為未來的聯網設備編號,物聯網將成為空談。作為下一代互聯網地址結構,IPv6可提供多達2128個IP地址,諸如家用電器、汽車、生產機器等設備都將擁有自己獨有的IP地址,可以實現常年在線。
而對中國這樣的新興國家來說,IPv6將顯得更為重要。因為在計算機發展史上,率先創造技術并使用技術的公司通常都會占有長期的優勢。在IPv4地址的分配上,北美大約占有近3/4,而人口最多的亞洲只有不到4億個。這大大限制了當地互聯網的應用和發展。因此,中國如想在未來物聯網發展中占有領先優勢,首先就應該搶得IPv6的技術先機。
當然,在由IPv4向 IPv6遷移的過程中將碰到很多問題。比如如何在不停止現有網絡正常運行的前提下,實現由IPv4在向 IPv6的遷移?我認為我們應該利用市場的力量并結合內容創新,驅使人們向IPv6的遷移。
2. 傳感器:讓設備變得更加聰明
傳感器是一種探測、感受、轉化外界信號的裝置,它能把自然界的模擬信息轉化成可由計算機處理的數字信息,已在工業生產、海洋探測、環境保護、醫學診斷等各種領域的計算設備中得到廣泛的運用。物聯網時代的設備將變得更加聰明,能夠擁有遠遠超過我們熟悉的溫度、光線、重力、地點等指標的感應能力。
傳感器在工作過程中,本身會產生大量的數據,但這些數據并不會自動被作為有意義的信息處理。換言之,如果物聯網中的設備僅僅只是互相連接起來,而沒有額外的性能、功能的添加,那么把它們連接起來也就變得沒有意義了。
因此,科學家們正努力在這些傳感設備上實現自我學習、推導的功能,讓物聯網中的各種設備因為擁有了傳感器而變得更具價值。以智能交通為例,在對交通狀況進行分析時,我們要讓設備能夠對通過安裝在街道、公路等處的監控攝像頭、車載GPS等記錄下來的海量信息,自動進行有意義的分析與處理。
3. 云:實現數據的智能存儲、調用與管理
在物聯網下,所有聯網設備都將產生大量數據,只能集中存儲在異地的大型數據庫中,這正是云計算產生的前提。云計算將確保個人計算體驗的連續性,它不僅幫我們存儲海量的數據,還為我們匯集了大量的計算潛能,幫助我們進行復雜的運算。
但僅有云端還遠遠不夠,我們必須有響應速度非常快的本地計算形式。它比我們以前所談的簡單的大型數據中心的高性能計算要復雜得多。因為它不光需要具有我在前面談到的推導、推理這樣的計算能力,同時還需要有實時的、對現實物理世界仿真模擬的能力,以實現在無需或極少需要人為干預的情況下,就可指定、發現和安全部署自動化云計算服務和資源。
邁入物聯網的棘手問題
以上三項措施將確保物聯網的順利實現,但要讓人們更加方便、安全地使用物聯網,真正發揮它的價值,我們還需要解決以下幾個問題。
首先就是由誰來制造未來大量的可無縫互聯的計算設備。應用于物聯網的設備大多基于嵌入式技術,更新周期短、專用度也比較高,沒有哪家公司能夠制造滿足所有需求的嵌入式設備。只有通過與硬件、軟件、內容提供商、運營商等生態系統中的伙伴開展緊密有序的合作,才能實現計算設備的創新與應用。
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?;ヂ摼W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?;贗P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?;ヂ摼W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。
中圖分類號:TN711 文獻標識碼:A 文章編號:
1物聯網概述
所謂物聯網就是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
1999年,美國的Auto-ID首先提出“物聯網”這一概念,當時的物聯網是建立在物品編碼、RFID 技術和互聯網的基礎上,以美國麻省理工學院Auto—ID中心研究的產品電子代碼EPC(Electronic Product Code)為核心,利用射頻識別、無線數據通信等技術,基于計算機互聯網構造的實物互聯網。
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)了《ITU互聯網報告2005:物聯網》,提出了“物聯網”的新概念。國際電信聯盟(ITU)在《The Internet of Things》報告中對物聯網概念進行擴展,提出任何時刻、任何地點、任意物體之間的互聯,無所不在的網絡和無所不在計算的發展愿景。
2009年8月7日,國務院總理來到中科院無錫高新微納傳感網工程技術研發中心考察并發表重要講話后,“物聯網”這一概念在中國迅速走紅。各地相繼成立了各種與物聯網有關的組織,例如于2009年11月1日成立的中關村物聯網產業聯盟,]除此之外,2009年9月,無錫市與北京郵電大學就傳感網技術研究和產業發展簽署合作協議, 2009年9月10日,全國高校首家物聯網研究院在南京郵電大學正式成立。
2物聯網技術
在物聯網中涉及到以下幾個方面的公共技術:編碼技術、標識技術、解析技術、信息服務、安全技術和中間件。
2.1 編碼技術
所謂的編碼技術其實就是給每個對象物一串唯一的數字符號,用于區分不同的對象物,例如人的身份證號碼。在這里既要對每家生產廠商進行編碼,還需要對每個產品進行編碼。只有對他們進行了唯一的編碼,才能實現對他們的唯一識別。
2.2 標識技術
所謂標識技術就是指用不同的載體來承載這些編碼。如果這些編碼失去了載體,那么這些編碼就不能被讀取到,這些編碼所代表的信息就不能被獲取,要想在整個供應鏈中實現產品追蹤等功能就只能是空中樓閣。我們通常所說的對物品信息的載體主要有一/二維條碼、射頻識別技術(RFID)等。
2.3 解析技術
中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2011)11-2528-03
Brief Introduction of M2M Security
SONG Yong-guo
(IT Department of Lucent Technologies Qingdao Telecommunications Systems, Ltd. Qingdao 266101, China)
Abstract: With gradual recognition and application of Internet of things, people and items around are being linked, so that goods are becoming part of the network and much convenience are being brought to people. However, while we enjoy the convenience, there exists some limitations on information security. This article elaborates the basic concepts, principles, safety standards, and the specific issues about Internet of things and brings forward the system architecture of security middleware of Internet of things, so as to provide positive suggestions to contribute to the security construction for it.
Key words: internet of things; security; middleware; system architecture
物聯網產業的熱潮正在席卷全球,它被譽為繼計算機、互聯網、移動通信網之后的又一次信息產業浪潮。早在1999年,物聯網(The Internet of things)的概念就被提出來,它是指通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。2005年,在突尼斯舉行世界峰會上,國際電信聯盟(ITU) 給出了物聯網的定義 , 物聯網主要解決物品到物品 (Thing to Thing, T2T), 人到物品 (Human to Thing, H2T), 人到人 (Human to Human, H2H) 之間的互連。
中國高度重視物聯網的發展,2009年8月7日,視察無錫并指示,要迅速在無錫建立中國的“感知中國”中心;同年底,國務院正式批復,在無錫建設國家傳感網創新示范區方案;2010年1月4日,無錫物聯網產業研究院揭牌成立,這是繼中國物聯網發展研究中心之后,在國家傳感網創新示范區內建設的又一重要戰略平臺。政府和社會對物聯網發展的重視再次成為產業發展創新的強烈指向信號。
物聯網用途廣泛,遍及智能家居、智能交通、智能消防、環境保護、公共安全、工業監測、個人健康等多個領域。就目前來看,行業應用將成為未來幾年物聯網產業發展的主要動力。在政府的大力扶持下,物聯網產業發展機會巨大,市場前景廣闊。然而,和互聯網一樣,物聯網讓一切變得更加智能化的同時,也更加危險,特別是當這個網絡由別人掌控。這也意味著,在規?;茝V之前,安全問題是必須解決的一個重要環節。
為了增強安全性,在物聯網的三層基本結構的基礎上,增加了密碼服務、認證服務等安全機制。傳統的網絡中,網絡層的安全和業務層的安全是相互獨立的,而物聯網的特殊安全問題很大一部分是由于物聯網是在現有移動網絡基礎上集成了感知網絡和應用平臺帶來的,因此,移動網絡中的大部分機制仍然可以適用于物聯網并能夠提供一定的安全性,如認證機制、加密機制等。但還是需要根據物聯網的特征對安全機制進行調整和補充。目前,物聯網的發展還是初級階段,更多的時候只是一個概念。本文將分析物聯網安全方面存在的問題,進而提出物聯網安全中間件的架構,為物聯網安全方面的設計提供參考。
1 物聯網的相關問題
1.1 物聯網架構
可以將物聯網分為四個部分,包括感知層、網絡層、應用層和公共技術,如圖1所示。
1) 感知層―識別物體,信息采集:感知層包括二維碼、RFID讀寫器、攝像頭、GPS、傳感器網絡等,主要用于采集現實世界中發生的事件和數據。
2) 網絡層―信息傳遞和處理:網絡層需要傳感器網絡與移動通信技術、互聯網技術相融合,實現廣泛的互連功能,把感知到的信息安全高效的傳遞到應用層。
3) 應用層―與行業需求結合,實現廣泛智能化:應用層主要包含應用支撐平臺子層和應用服務子層。其中應用支撐平臺子層用于支撐跨行業、跨應用、跨系統之間的信息協同、共享、互通的功能。應用服務子層包括工業監控、公共安全、城市管理、遠程醫療、智能交通、智能家居等行業應用。應用層是物聯網與行業的深度融合,與行業需求結合,實現智能化。
4) 公共技術―優化服務:公共技術不屬于物聯網技術的某個特定層面,但是與物聯網技術架構的三層都有關系,它包括標識與解析、安全技術、網絡管理和服務質量(QoS)管理。
1.2 物聯網信息安全
1.2.1 安全尺度
物聯網系統的安全主要有八個尺度:讀取控制、隱私保護、用戶認證、不可抵賴性、數據保密性、通信層安全、數據完整性、隨時可用性。其中前4項主要處在物聯網架構的應用層,后4項主要位于網絡層和感知層。參照以上的八個安全尺度,我們可以發現,現有的安全體系基本上可以滿足物聯網的應用需要,尤其是在初級和中級發展階段。
“隱私權”和“可信度”(數據完整性和保密性)問題在物聯網系統中尤其受關注。首先個人數據的隱私保護是當今的互聯網安全的一個不變的優先度非常高的話題,所以物聯網如果想要發展,就必須面臨使普通用戶如何避免風險這個問題。安全尺度的一個重要基礎標準就是如何避免人們在物聯網使用過程當中所承受的風險。其次,物聯網是一種虛擬網絡與現實世界實時交互的新型系統,其無處不在的數據感知、以無線為主的信息傳輸、智能化的信息處理所組成的整個過程對于數據完整性和保密性有相當高的依賴性。物聯網的發展,是基于海量數據的收集,傳輸和處理的基礎上的,因此“可信度”也是物聯網安全尺度的重要標準之一。
1.2.2 特有安全問題
由于物聯網在多種情況下需要無線傳輸,無線信號很容易被竊取和干擾,這將直接影響到物聯網體系的安全,因此有如下幾種特有安全問題。
1) 感知層本地安全問題―由于物聯網應用設備多數情況都部署在無人監守的環境下,攻擊者很容易接觸到設備,并進行破壞,例如在不知情的情況下,讀取信息;用機械手段屏蔽信號讓終端無法連接;克隆終端設備,冒名頂替;損壞或盜走終端設備。
2) 感知網絡傳輸與信息安全問題―感知節點功能簡單,能量有限,無法擁有復雜的安全保護能力,使得信息可能被中途截取。
3) 核心網絡傳輸和信息安全問題―核心網絡具有相對完整的保護能力,但是由于物聯網中節點數量龐大,大量節點發送數據使網絡擁塞,產生拒絕服務攻擊。
物聯網還可能帶來許多個人隱私泄露。在未來的物聯網中,每個人包括每件擁有的物品都將隨時隨地連接在這個網絡上,隨時隨地被感知,在這種環境中如何確保信息的安全性和隱私性,防止個人信息、業務信息丟失或被他人盜用,將是物聯網推進過程中需要突破的重大障礙之一,因此研究物聯網安全中間件十分必要。
2 物聯網安全中間件體系架構
由于物聯網特有的安全問題所致,在硬件層面上進行較復雜的安全保護實現起來非常困難,因此在體系中增加安全中間件就是一種較為易實現的安全策略。安全中間件是一類中間件的技術,它采用許多成熟的中間件技術和安全技術來屏蔽安全的復雜性,如算法復雜性,模塊間和模塊內部的安全,體系結構安全,基于組件的安全機器效率等等,從而使安全技術真正易用,易普及,將物聯網真正實用化。安全中間件是實施安全策略,實現安全服務的基礎架構。
如果物聯網的設計沒有健全的安全機制,會降低公眾對此信任。因此,在物聯網中間件的設計之初就要考慮到安全問題,筆者提出了物聯網安全中間件的體系架構,如圖2所示。
圖2中,在物聯網的三層架構中,均增加了安全機制,包括密碼服務、認證服務和安全應用。其中,密碼服務和認證服務中又包含了各種加密算法和認證方式。省略號表示其他可能有效的安全機制,可以對應加入到該架構中。
通過在架構中增加安全中間件,屏蔽了安全技術的復雜性,向用戶提供統一的安全接口標準,滿足各種級別的安全應用需求,能與其他中間件一起無縫地整合于物聯網應用平臺。安全中間件貫穿于物聯網的三層架構中,將信息安全與各個層面中的業務功能分離開來,提供單獨的安全驗證服務,從而使物聯網體系中的安全機制變得更加靈活,可以根據情況的變化滿足不同的安全需求。同時,安全中間件可以作為物聯網體系中的一個單獨模塊,由專門的有實力的專業企業或者團隊來實現,提供標準接口。這樣就可以將信息安全與物聯網的業務分離,使專注于物聯網的企業不用再為專業的信息安全問題考慮解決方案。
物聯網是一個廣大的市場,在其發展過程中,必然會有無數的團體和個人參加進來。由此使信心安全的復雜程度提高到了一個前所未有的高度。安全中間件針對這個問題,將新鮮全問題分離出來,作為物聯網三層架構共有的一個中間件。同時,也將從事物聯網的團體和個人從信息安全的困惑中解脫出來。按照公共標準制定的安全中間件,將可以加入到物聯網的各層架構中,與物聯網體系無縫融合在一起。
2.1 密碼服務
密碼服務是整個安全中間件的核心,它以應用密碼學為基礎,能夠實現數據的加密、解密、數字簽名和認證等。密碼服務是上層認證服務的基礎,同時提供了統一的密碼服務接口,能夠滿足特定的安全服務需求。密碼服務的底層是一個加密庫,主要有以下幾個模塊。
1) 隨機數算法模塊:采用偽隨機數序列設計,支持RC4算法,增強偽隨機數的安全,同時,為密鑰的產生提供保障。
2) 對稱加密算法模塊:支持高強度的分組加密算法,且支持各種加密模式,主要用于加密傳輸的信息,可以使在中途攔截的感知網絡傳輸信息不可用。
3) 公鑰模塊:提供了DiffieHellman、RSA和ECC三種可選的系統,是安全認證、數字簽名和證書服務的基礎。RSA既能用于數據加密也能用于數字簽名的算法,對冒名頂替可以有效的識別;ECC算法是計算資源有限移動終端的首選。
4) 單向Hash算法模塊:帶有秘密密鑰的單向Hash函數又稱消息鑒別碼(MAC),用于消息完整性校驗,可以防止消息被篡改。
密碼服務是保障信息安全的基礎。通過提供多種算法模塊以供用戶選擇,并且根據所選擇的算法生成相應的密碼,以求達到最適合當前實際情況的安全認證手段。由于物聯網的應用可以取代人來完成一些復雜、危險和機械的工作,所以物聯網機器/感知節點多數部署在無人監控的場景中。密碼服務將會避免攻擊者可以輕易地接觸到這些設備,從而對它們造成破壞,甚至通過本地操作更換機器的軟硬件。又因為智能傳感終端、RFID電子標簽相對于傳統TCP/IP網絡而言是“”在攻擊者的眼皮底下的,再加上傳輸平臺是在一定范圍內“暴露”在空中的,“竄擾”在傳感網絡領域顯得非常頻繁、并且容易。所以,傳感器網絡中的假冒攻擊是一種主動攻擊形式,它極大地威脅著傳感器節點間的協同工作。通過密碼服務明確使用者的身份信息,確認其角色是否可以接受,將可以識別絕大部分的假冒攻擊。
同時,物聯網最終將會與現在的互聯網一樣,深入到世界的每個角落,參與到人們生活得每個細節中。因此,每個人的個人信息,業務信息以及個人物品等等隱私信息都將會連接到物聯網上。密碼服務從用戶方向為物聯網的安全性提供了第一層保障。
密碼服務是解決數據保密性和通信層安全的基礎。傳統的網絡加密機制是逐跳加密,即信息在發送過程中,雖然在傳輸過程中是加密的,但是需要不斷地在每個經過的節點上解密和加密,即在每個節點上都是明文的。而業務層加密機制則是端到端的,即信息只在發送端和接收端才是明文,而在傳輸的過程和轉發節點上都是密文。密碼服務可以為以上的兩種加密方式提供算法支持。根據不同的安全策略,提供相應的密碼服務。
2.2 認證服務
認證服務主要完成數據認證的一種機制,確保協議雙方數據的可靠性。本架構采用的認證方式有以下幾種。
1) 開放式認證:允許任何物聯網設備訪問,只要其符合預先設置的標識過濾規定,在認證過程中和認證后的所有通訊均以明文方式傳輸,沒有任何加密技術來保護。
2) 基于共享密鑰的認證:它是以WEP算法為基礎的共享密鑰認證。物聯網通訊設備間共享同一公共密鑰,通過私鑰來進行認證。
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;
同時作為科室之間的聯絡人,針對基礎業務價值轉型的需求,通過聯合網絡部、DICT中心、其他科室將物聯網業務向云管端一體化轉型,推動政企業務高質量發展。
本職位也是科室內部工作作風的建設者、號召者,是釘釘子精神的傳承者,引導科室內部員工攻堅克難。
2. 對此崗位外部職責認識
本職位代表公司向客戶宣傳公司基本業務資費政策、風險管理規定,探查行業趨勢,把握行業客戶需求,在保證不存在信安風險的基礎上洽談業務、發展業務。
同時也是是物聯網行業合作伙伴的牽頭人,需要做好物聯網業務商機共享,引領合作伙伴健康有序的參與到物聯網項目建設中,以此來實現“卡+模組+平臺+應用”強融合模式。
3. 自身的競聘優劣勢
優勢:
目前從事工作與物聯網業務緊密相關
自從入職以來一直從事物聯網產品、資費、號卡終端資源的業務支撐以及建設省內物聯網業務支撐系統,而系統恰恰是業務的載體,是物聯網業務售前售中售后的見證者,因此本人對物聯網業務發展方向、業務管理要求有清晰的認識。
物聯網技術的特點是通過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,實現智能管理。那么,農業物聯網在解決農業問題上的優勢在哪里呢?
據了解,農業物聯網主要依靠RFID(射頻識別)、GPS(全球定位系統)、GIS(地理信息系統)、紅外傳感器等技術和設備對食品全生命周期的生長環境、運輸過程、加工條件等進行全方位信息搜集,并對農產品的生產、運輸、加工等環節進行全程監控。利用農業物聯網,可以對農業生產過程中種子、化肥、土壤、氣溫、濕度、光度、化學成分、物理成分、空氣組成、pH值、各種養分等進行監測,再結合圖像、視頻等的采集,有利于全面提升農業的科學生產水平。
例如,借助于物聯網技術的發展,美國越來越多的生態農業的經營者們開始采用“精確耕種”技術,利用全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)、連續數據采集傳感器(CDS)、遙感(RS)、變率處理設備(VRT)和決策支持系統(DSS)等現代高新技術,獲取農田小區作物產量和影響作物生長的環境因素(如土壤結構、地形、植物營養、含水量、病蟲草害等)實際存在的空間及時間差異性信息,使每平方米的土地都能夠得到最準確的分析,并對其進行最佳耕種。
除提高農業生產效率和節約資源外,保障食品安全也是物聯網技術的一項重要功能。長期以來,我國農業自動化水平低,對勞動力的需求量高,食品安全保障機制不完善,生產、運輸、加工等環節難以有效監控,亟待通過新技術來提高生產效率和提高信息收集和處理水平。國家農業信息化工程技術研究中心相關負責人說,采用物聯網技術,可以監控食品在被消費者食用前所經歷的諸多環節,一旦發生安全問題,可以回溯確定是哪一個環節出了問題,因而也就更容易追查到責任人,從這一點上說,食品安全問題將更容易解決。
此外,物聯網技術也有助于提高農業科研水平?!稗r業物聯網是一個重要的服務系統,它不僅可以推動農業本身、農機、農藝、農技服務的進步,對于農業科學研究也有促進作用。”河北省農村信息化工程技術研究中心主任崔文順認為,農業物聯網不僅僅是農業監測控制系統,它更是人機結合的橋梁。
構建中國農業信息化的大格局
“農業信息化、農業物聯網建設的研究成果將使農民獲得可觀的經濟效益,推進農業發展方式的轉變,真正讓農民受益?!痹?013中國農業網站發展論壇暨農業物聯網技術與應用峰會上,農業部信息中心主任李昌建談到我國農業物聯網技術的發展前景時表示。
而為了把農業物聯網公共性平臺建設好,以此為契機構建中國農業信息化的大格局,國家開始加強農業物聯網標準的研究與制定,并開始大力探索正確的商業模式,促進農業物聯網技術的可持續發展,以達到共建、共享、互聯、互通、協作、協同的目的。
2013年5月,農業部表示,為深入貫徹落實黨的十精神及《國務院關于推進物聯網有序健康發展的指導意見》要求,要加快推進農業物聯網應用發展,促進農業生產方式轉變,支撐農業現代化建設,農業部印發了《農業物聯網區域試驗工程工作方案》。
該工作方案中設立了我國農業物聯網初始發展的內容,主要包括:開展農業物聯網應用理論研究,探索農業物聯網應用主攻方向、重點領域、發展模式及推進路徑;開展農業物聯網技術研發與系統集成,構建農業物聯網應用技術、標準、政策體系;構建農業物聯網公共服務平臺;建立中央與地方、政府與市場、產學研和多部門協同推進的創新機制和可持續發展的商業模式;適時開展成功經驗模式的推廣應用。
與此同時,農業部也在2013年啟動了農業物聯網區域試驗工程,組織天津、上海、安徽開展試點試驗工作,為全國農業物聯網發展積累經驗。天津、上海、安徽三省市率先開展試點試驗工作。天津是設施農業與水產養殖物聯網試驗區,上海是農產品質量安全監管試驗區,安徽是大田生產物聯網試驗區。
在天津,農業部、中科院、天津市人民政府在2013年9月就共同推進天津市農業物聯網建設簽署合作協議。協議明確了由農業部負責農業物聯網建設指導,組織專家團隊提供技術支撐,及時總結推廣天津農業物聯網發展經驗;中科院負責農業物聯網重大技術攻關和全面技術支撐,重點在農業普適化感知、云計算、大數據處理等方面進行關鍵技術研發、集成及示范,組建專業化團隊,開發適合天津本地需求的農業物聯網平臺。而天津市作為農業物聯網區域試驗的實施主體,負責已經建成的農業物聯網區域試驗平臺的營運、管理,并以此為依托,組織全市農業物聯網發展整體規劃設計,組織各項技術研發、試驗,為全國農業物聯網建設積累經驗、示范推廣。
在上海,上海市農業委員會和上海市經濟和信息化委員會了《市農委等關于上海農業物聯網發展的實施意見》,拉開了上海農業物聯網區域試驗大幕。據了解,到“十二五”末,上海將以實施農業物聯網示范工程為載體,建設10個農業物聯網示范基地、10家農業物聯網的應用示范企業、3個市級以上重點實驗室或工程技術中心;力爭在農業物聯網應用核心技術上有突破,在感知、傳輸、處理、控制、管理和應用等技術領域取得具有自主知識產權的研究成果;扶持和推動物聯網技術在農產品電子商務中的應用,農產品電子商務貿易額實現快速增長。
在安徽,由省農委牽頭,省農科院和科技廳共同制訂了安徽省農業物聯網工程建設方案,并由技術攻關組制訂了省農業物聯網工程總體技術方案、傳感器關鍵技術研究與系統集成工作方案。在具體實施過程中,安徽省農委制訂了小麥“四情”(苗情、墑情、病蟲情、災情)監測指揮系統建設方案、農業種子物聯網項目方案。安徽省在各示范縣都制定了農業物聯網發展工作領導小組,普遍提出建設農業物聯網綜合服務平臺或政府決策指揮中心,在有條件的規?;B殖業、特色農業、高效農業和設施農業,選擇3~5個產業開展農業物聯網應用試點示范。
在新疆,物聯網技術和新疆移動大通信網結合的新科技已在全疆遍地開花。新疆移動發揮移動通信“實時性、個性化、交互性、廣泛性”的優勢,積極推進“農業移動物聯網”應用,開通溫室大棚無線監控、自動化滴灌等多種農村信息化應用,幫助實現精準化的農業生產管理。同時,通過農信通服務、多種資費優惠,為農民提供“用得上、用得起、用得好”的通話和信息服務,幫助農民增收致富。據了解,全疆23個農牧團場、5個地州市的農田實現了田間數據自動采集、全自動滴灌控制。新疆移動物聯網技術,正以信息化助力新疆“傳統農業”向“現代農業”轉變。
企業先導進入
自從物聯網被正式列為國家七大戰略性新興產業之一以來,農業物聯網由于可以實現農業生產、運輸、加工等環節中人與人、人與物、物與物之間的感知和監控而獲得了發展的良機。隨著國家對農業物聯網公共性平臺的建設的重視,一大批企業發揮各自優勢,積極布局農業物聯網領域,攜手打造具備專業影響力的交流與分享平臺。
其中在農業物聯網的基礎設施領域,扮演著重要角色的網絡供應商正在不遺余力地用網絡專線對農業物聯網的建設提供支持。
如自安徽省渦陽縣被確定為省農業物聯網工程首批13個試驗示范縣后,安徽移動渦陽縣公司為農業園區引入2條百兆互聯網專線,并提供多媒體箱、綜合機柜、光纖收發器、交換機等設施設備。安徽移動設計的移動網絡專線和專用數據SIM卡,可實時監控大棚室內溫度、濕度和工人作業等實地情況,并實現自動灑水、調溫等田間作業。與此同時,移動網絡專線還可以時時傳遞、終端備份留存,使得蔬菜種植從育苗、成長到成熟的各階段信息和視頻資料得到保留。
在農業物聯網基礎平臺建設中,由羅克佳華、中國優農協會、太原、朔州、運城等試點城市正式簽訂的“中國優質農產品信任系統及智慧電子商務基礎(云)平臺”已經開始運行。據悉,該平臺是羅克佳華與世界500強公司Intel(英特爾)、IBM(國際商業機器)、EMC2(易安信)開展技術、資金合作共建的一項平臺,該云數據平臺的建立,將成為我國北方地區專業為農業等行業物聯網應用服務的云數據中心。
借助于此平臺,羅克佳華也將進一步加強農業信息化技術研發與應用,利用物聯網技術實現農業生產中的自動化控制、監測、預報等功能。在農產品溯源方面,羅克佳華表示可以通過二維碼應用,實現在農產品流通過程中對產地、品種、采摘、存儲、加工、運輸等各類信息的查詢,充分提升監管機構的管理效率,保障食品安全。羅克佳華還計劃通過實施全程監管、全程溯源,以遠距離通信、動態定位、調度管理等技術結合云計算中心實時數據處理與服務能力,構建智慧電子商務基礎(云)平臺,促進農產品流通。
在設施農業的研究領域,由物聯網結合設施農業的研究正逐漸深入。目前,物聯網技術平臺與建筑結構、配套系統、新能源與工廠化裝備已經成為智慧溫室的四大組成之一。據了解,智能化監控、自動化管理溫室目前在北京已經建成了示范工程。國家科技部863項目《植物工廠化生產低碳設施與裝備的研究》以及北京市科委“十二五”重點課題《盆花生產關鍵技術和裝備的研發示范》由北京市農業機械研究所承擔,這兩項課題的核心即構建智慧溫室的核心組成之一的物聯網技術平臺。
北京京鵬環球科技股份有限公司相關負責人表示,目前物聯網技術已應用到智慧溫室生產的不同階段。在溫室準備投入生產階段,通過在溫室里布置各類傳感器,可實時分析溫室內部環境信息,從而更好地選擇適宜種植的品種;在生產階段,從業人員可用物聯網技術采集溫室內溫度、濕度等多類信息,來實現精細管理,例如遮陽網開閉的時間,可根據溫室內溫度、光照等信息來傳感控制,加溫系統啟動時間,可根據采集的溫度信息來調控等;在產品收獲后,還可利用物聯網采集的信息,把不同階段植物的表現和環境因子進行分析,反饋到下一輪的生產中,從而實現更精準的管理,獲得更優質的產品。
農業物聯網終端用戶中,多個地區的電子標簽已經應用于生產和流通環節。比如上海市200多家蔬菜標準園的6萬多畝蔬菜種植基地內,蔬菜就用了這樣的“身份”——每一包蔬菜的采收、施肥、用藥、灌溉、農藥檢測等信息都被記錄在電子標簽中,消費者只需要掃描包裝上的二維碼,就能了解到蔬菜生產的所有信息。在內蒙古錫林郭勒盟,每一塊牛羊肉都有自己的二維碼“身份證”,通過層層追溯,可查到牛羊出生、飼養、病疫、屠宰、加工、物流、銷售等各個環節的信息。消費者用手機掃描二維碼,即可以看到這塊牛羊肉從繁育到上餐桌所有環節的信息。
多利農莊是上海最大的有機蔬菜種植基地,中歐國際工商學院也正在與多利農莊聯手打造中國首個農業物聯網示范基地。多利農莊莊主張同貴表示,公司正通過生產體系和運輸體系的信息化管理,實現全程智能化,使消費者可以通過產品的條形碼完全了解其生產、來源和運輸等相關信息,同時還可減少農產品的消耗,提高農民的收入。
農業物聯網產業發展還需加力
隨著我國農業由傳統生產模式向信息化、智能化方向的發展,國家高度重視物聯網技術在農業領域示范與應用。近兩年,通過科技支撐計劃、中小企業創新資金、科技型企業周轉金等多個項目的支持,我國正在努力開展農業領域物聯網關鍵技術的研發、示范與應用。
但是我國的農業物聯網產業是一個弱勢產業,無論是自動化、智能化,還是遠程控制,相比發達國家都存在很大的差距。目前,我國尚未形成一套符合國情的、合理的、具有針對性和開放性的物聯網架構體系。另外,由于我國農業一直處于“做貢獻”的地位,農業產業化程度低、農產品流通市場化程度低、農業現代化水平低、農村金融不完善、農業科技普及不完善等眾多問題也限制了我國農業物聯網的發展。
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。