物聯(lián)網是互聯(lián)網的繼承和發(fā)展
引言
物聯(lián)網概念最早出現(xiàn)在比爾蓋茨1995年《未來之路》一書。在《未來之路》中,比爾蓋茨幾經提及物物互聯(lián),只是當時受限于無線網絡,硬件及傳感設備的發(fā)展,并未引起重視。1998年美國麻省理工學院(MIT)創(chuàng)造性的提出了當時被稱為EPC系統(tǒng)的物聯(lián)網構想。1999年,建立在物品編碼、RFID技術和互聯(lián)網基礎上的美國AutblD中心首先提出了物聯(lián)網的概念。
物聯(lián)網的基本思想雖然于20世紀90年代就已經出現(xiàn),但真正引起人們的關注還是近幾年。2005年11月17日在信息社會世界峰會(WSIS)上,國際電信聯(lián)盟(TTU)發(fā)布了《TTU互聯(lián)網報告2005:物聯(lián)網》。報告指出,無所不在的“物聯(lián)網通信時代"即將到來。歐洲智能系統(tǒng)集成技術平臺(EPOSS)于2008年在《物聯(lián)網在2020》(Internet of Things in 2020)報告中預測了未來物聯(lián)網發(fā)展階段。
奧巴馬就任美國總統(tǒng)后,于2009年1月28日與美國工商業(yè)領袖舉行了一次“圓桌會議”。當時IBM首席執(zhí)行官彭明盛首次提出“智慧地球”這一概念,美國總統(tǒng)奧巴馬給予積極回應,此概念一出,即得到美國各界高度關注,甚至有分析認為,IBM公司的這一構想有可能上升至美國的國家戰(zhàn)略,并在世界范圍內引起轟動。
我國政府也高度重視物聯(lián)網的研究和發(fā)展。2009年8月7日,溫家寶總理到無錫視察中科院物聯(lián)網技術研發(fā)中心,總理高度關注微納傳感器研發(fā)中心,提出了把“感知中國"中心設在無錫,輻射全國的想法。2010年1月19日,全國人大常委會委員長吳邦國參觀無錫物聯(lián)網產業(yè)研究院表示要培育發(fā)展物聯(lián)網新型產業(yè),確保我國在新一輪國際經濟競爭中立于不敗之地。我國政府一系列的重要講話、報告和相關政策措施表明:大力發(fā)展物聯(lián)網產業(yè)將成為今后一項具有國家戰(zhàn)略意義的重要政策。
1 物聯(lián)網的定義
物聯(lián)網目前還沒有一個比較精確且公認的定義。這主要歸因于:第一,物聯(lián)網是新型產業(yè),它的理論體系沒有完全建立,對其了解還不夠深入,還不能透過現(xiàn)象看本質;第二,由于物聯(lián)網與互聯(lián)網、傳感網、移動通信網等都有密切關系,不同領域的學者對物聯(lián)網的定義也還各有差異,短期內無法達成共識。筆者查閱了一些資料,對物聯(lián)網的定義概括如下:物聯(lián)網的英文名稱叫“The Internet of things",是一個基于互聯(lián)網、通信網等信息承載體,通過射頻識別(RFID),紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協(xié)議,把任何能夠被獨立尋址的普通物理對象與互聯(lián)網連接起來,進行信息交換和通信,以實現(xiàn)智能識別,定位,跟蹤,監(jiān)控和管理的一種網絡。圖1所示是所定義的一種物聯(lián)網結構框圖。其物聯(lián)網的概念示意圖如圖2所示。
2 物聯(lián)網與互聯(lián)網的聯(lián)系與區(qū)別
2.1 物聯(lián)網與互聯(lián)網的聯(lián)系
互聯(lián)網對于一般人來說,都早已經不再陌生。它是指將兩臺或者兩臺以上的計算機終端、客戶端、服務端通過計算機信息技術的手段互相聯(lián)系起來的結果,人們可以與遠在千里之外的朋友相互發(fā)送郵件、共同完成一項工作、共同娛樂。
對于物聯(lián)網與互聯(lián)網的聯(lián)系,互聯(lián)網是連接人,而物聯(lián)網不只是連接人也可連接物,互聯(lián)網連接的是虛擬世界,物聯(lián)網連接的是物理世界。物聯(lián)網是互聯(lián)網的下一代,物聯(lián)網要取代互聯(lián)網,也可以進一步說物聯(lián)網是傳統(tǒng)互聯(lián)網的自然延伸。因為物聯(lián)網的信息傳輸基礎仍然是互聯(lián)網,只不過其用戶端延伸到了物品與物品之間,人與物之間,而不再是單純的人與人的相連。從某種意義上說,物聯(lián)網是互聯(lián)網更廣泛的應用。物聯(lián)網與互聯(lián)網之間的聯(lián)系還可以更形象地比喻成“果汁'‘和“白開水"的關系,物聯(lián)網這杯“果汁”無論味道怎么變,顏色怎么變,它還是以互聯(lián)網這杯“白開水”為載體,而且要比“白開水”更加豐富,也更加“好喝”。
2.2 物聯(lián)網與互聯(lián)網的區(qū)別
物聯(lián)網和互聯(lián)網的最大區(qū)別在于前者把互聯(lián)網的觸角延伸到了物理世界?;ヂ?lián)網是以人為本,是人在操作互聯(lián)網的運作,信息的制造,傳遞,編輯都是由人完成的。而物聯(lián)網則也可以以物為核心,讓物來完成信息的制造,傳遞和編輯。
與互聯(lián)網相比,物聯(lián)網是一種非常復雜,形式多樣的系統(tǒng)技術,其基本框架包括感知層、網絡層、應用層。對應的技術體系包括感知層技術、網絡層技術、應用層技術。圖3所示是基于層次結構的物聯(lián)網結構圖。
感知層是物聯(lián)網三層架構的最底層,是物聯(lián)網發(fā)展和應用的基礎,是物聯(lián)網感知外界的中心。它一般主要包括外界的數(shù)據(jù)采集。其中主要實現(xiàn)的技術有傳感器技術、RFID技術、二維碼技術、ZigBee、藍牙等。
網絡層是能夠把感知層得到的數(shù)據(jù)無障礙、高可靠、高安全性地進行傳遞。網絡層主要依托Inter-net、移動通信網、無線傳感網等3種主要的網絡形態(tài)。
應用層是物聯(lián)網發(fā)展的驅動力和目的。其主要功能是對感知和傳輸來的信息進行分析和處理,做出正確決策和控制,實現(xiàn)智能化的管理、應用和服務。實現(xiàn)這一層功能主要涉及云計算,人工智能,數(shù)據(jù)挖掘等相關技術。
總的來說,相比互聯(lián)網,物聯(lián)網還具有以下諸多特征:
首先是終端的多樣化。在互聯(lián)網時代,主要是電腦的互聯(lián),除此之外,可能還有一些手機,游戲機之類的東西。而在物聯(lián)網,這是遠遠不夠的。我們會發(fā)現(xiàn)很多東西都在互聯(lián)網之外的,比如空調,冰箱等。當物聯(lián)網時代來到后,我們可以利用它把身邊的東西都連接起來,小到手機,耳環(huán),大到家電等等。無論有生命,還是無生命都可進入物聯(lián)網網絡。
其次是感知的自動化。物聯(lián)網應在各種物體上插入感應芯片。這樣,任何物品都會有“知覺”。例如,空調可以通過物聯(lián)網感知器知道現(xiàn)在房間的溫度是偏高還是偏低并提醒人們。當我們出門時,物聯(lián)網會提示我們是否帶上手機等等。其實這主要是靠一種名為(RFID)射頻識別的技術,借助這種特殊的“語言”,人與物,物與物就可以相互“對話”和“交流”。
再次是智能化。物聯(lián)網通過感應芯片和RFID時時刻刻地獲取人和物的最新特征狀態(tài)和信息。利用這些信息,人們可以開發(fā)更高級的軟件,使網絡像人一樣變得“聰明”和“智能”。
3 物聯(lián)網的應用和發(fā)展趨勢
3.1 物聯(lián)網的應用
物聯(lián)網的應用前景十分廣闊,典型應用包括智能物流,智能交通,綠色建筑,環(huán)境監(jiān)測等。以環(huán)境監(jiān)測為例,傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測是以人工為主的環(huán)境監(jiān)測模式,往往會受測量手段、采樣頻率、取樣數(shù)量、分析效率、數(shù)據(jù)處理等諸方面的限制而不能及時的反應環(huán)境變化和預測變化的趨勢。而物聯(lián)網應用于環(huán)境監(jiān)測,就可以對有影響的各種物質含量、排放量及狀態(tài)參數(shù)進行測量,跟蹤環(huán)境變化,為污染治理,防災減災等工作提供保證。
3.2 物聯(lián)網的發(fā)展趨勢
物聯(lián)網的發(fā)展一方面是物理世界的聯(lián)網需求;另一方面是信息世界的擴展需求。通過物理世界信息化和網絡化,對傳統(tǒng)上分離的物理世界和信息世界實現(xiàn)互聯(lián)和整合。當前,物聯(lián)網在全世界范圍內正在如火如荼地開展和研究中,它的前景可謂無可限量。對于我國來說,更具有特別的戰(zhàn)略意義。一直以來,美國引領著互聯(lián)網的發(fā)展。面對新興的物聯(lián)網,我國與其他國家都處于同一起跑線上,這無疑是為我國擺脫發(fā)達國家在網絡技術上的壟斷提供了一次良機。因此,在未來的物聯(lián)網浪潮之中,我國完全有能力,有潛力站在世界之巔。
4 結語
物聯(lián)網已被公認為是繼計算機、因特網與移動通信網之后的世界信息產業(yè)第三次革命。它正在向我們走來。對我國來說是充滿挑戰(zhàn)和機遇的。我國可以借物聯(lián)網發(fā)展之機,攻克關鍵技術,取得國際標準制定的話語權,打破發(fā)達國家的壟斷。但是,在發(fā)展物聯(lián)網的過程中,也出現(xiàn)了一些瓶頸,特別是在標準規(guī)范、核心技術等方面出現(xiàn)了一些問題。對此,應盡快建立物聯(lián)網建設的步伐,盡快掌握市場的主動權,加強國際合作與交流。正如溫總理所說:“早日謀劃未來,早日突破核心技術”,使我國物聯(lián)網又好又快地向前發(fā)展。