40年前,當(dāng)美國(guó)西南部四所大學(xué)的計(jì)算機(jī)被聯(lián)接起來(lái)時(shí),沒(méi)有人能夠想到互聯(lián)網(wǎng)會(huì)對(duì)人們的生活以及工作起到如此深遠(yuǎn)的影響。如今,“物聯(lián)網(wǎng)”異軍突起,有誰(shuí)能預(yù)測(cè)它將產(chǎn)生多大的影響?
早在1999年,在美國(guó)召開(kāi)的移動(dòng)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)國(guó)際會(huì)議就提出,“物聯(lián)網(wǎng)是下一個(gè)世紀(jì)人類面臨的又一個(gè)發(fā)展機(jī)遇”;2003年,美國(guó)《技術(shù)評(píng)論》提出物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是未來(lái)改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首;2005年,在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)(WSIS)上,國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005:物聯(lián)網(wǎng)》,正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。物聯(lián)網(wǎng)所涉及的技術(shù)非常廣泛,包括RFID、傳感器網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線數(shù)據(jù)通信等一系列高新技術(shù),是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮,終極目標(biāo)是構(gòu)造一個(gè)覆蓋世界上萬(wàn)事萬(wàn)物的“Internet of Things”。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中,物品能夠在無(wú)需人干預(yù)的情況下通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò)彼此感知和識(shí)別,利用無(wú)線數(shù)據(jù)通信進(jìn)行“交流”, 實(shí)現(xiàn)信息的互聯(lián)與共享。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為,物聯(lián)網(wǎng)可以為全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇提供技術(shù)動(dòng)力。目前,美國(guó)、歐盟都投入巨資研究“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)。我國(guó)也正在高度關(guān)注、重視物聯(lián)網(wǎng)的研究,工信部會(huì)同有關(guān)部門(mén)在新一代信息技術(shù)方面正在開(kāi)展研究,以形成支持新一代信息技術(shù)發(fā)展的政策措施。其實(shí)早在1999年中科院就啟動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)研究,與其它國(guó)家相比具有同發(fā)優(yōu)勢(shì)。該院組成了2000多人的團(tuán)隊(duì),先后投入數(shù)億元,在無(wú)線智能傳感器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、微型傳感器、傳感器終端機(jī)、移動(dòng)基站等方面取得重大進(jìn)展,目前已擁有從材料、技術(shù)、器件、系統(tǒng)到網(wǎng)絡(luò)的完整產(chǎn)業(yè)鏈。在世界的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,中國(guó)與德國(guó)、美國(guó)、韓國(guó)一起,成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定的主導(dǎo)國(guó)之一。美國(guó)咨詢機(jī)構(gòu)FORRESTER預(yù)測(cè),到2020年,世界上物物互聯(lián)的業(yè)務(wù),跟人與人通信的業(yè)務(wù)相比,將達(dá)到30比1。
物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)相對(duì)應(yīng)的概念?;ヂ?lián)網(wǎng)是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息,將遍布在世界每一個(gè)角落的計(jì)算機(jī)聯(lián)接起來(lái),以實(shí)現(xiàn)彼此之間的交流和信息共享。而它只是一個(gè)虛擬的世界,只能被動(dòng)的知道或者看到一些信息,無(wú)法改變真實(shí)世界中的物體。然而物聯(lián)網(wǎng)卻可以突破這一瓶頸,它能夠通過(guò)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)世界各地真實(shí)物品或機(jī)械設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)化之間的信息交流。例如,當(dāng)人們進(jìn)入汽車時(shí),只需輸入目的地,即可通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或者衛(wèi)星系統(tǒng),尋找出最佳行進(jìn)路線,并可通過(guò)中央交通調(diào)度平臺(tái)實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛,這樣不但可以避免車禍的發(fā)生,而且車主也可以充分利用行程中的寶貴時(shí)間。因此,物聯(lián)網(wǎng)的推出將提高現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的安全性和有效性,進(jìn)而提高人們工作的效率以及生活品質(zhì)。
物聯(lián)網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)“智慧地球”
物聯(lián)網(wǎng)(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(shè)備,如射頻識(shí)別(RFID)裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等各種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)而形成的一個(gè)巨大的網(wǎng)絡(luò)。其最終目的是讓所有的物品都能夠與網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái),更加方便的識(shí)別和管理。其實(shí)物聯(lián)網(wǎng)早已悄悄地進(jìn)入我們的生活,在我們身邊“初露鋒芒”,RFID、傳感器技術(shù)的應(yīng)用,已經(jīng)構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)的雛形。
我國(guó)第二代身份證——最大的RFID行業(yè)應(yīng)用;我國(guó)第二代身份證使用了最先進(jìn)的無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)技術(shù),在身份證內(nèi)嵌入了RFID邏輯加密芯片,具有高可靠性、高安全性、高性價(jià)比等特點(diǎn),正是運(yùn)用這一技術(shù),使得第二代身份證成為一張智能卡,截至2008年計(jì)劃完成9億張IC卡身份證的換發(fā)工作。
北京市300萬(wàn)輛城市汽車環(huán)保檢測(cè)RFID系統(tǒng)項(xiàng)目;2007年,北京市城市汽車環(huán)保檢測(cè)RFID系統(tǒng)項(xiàng)目涉及汽車總?cè)萘窟_(dá)300萬(wàn)輛,采用RFID標(biāo)簽作為汽車的信息卡管理,以RFID技術(shù)手段引入車輛環(huán)保控制。系統(tǒng)開(kāi)創(chuàng)性將RFID標(biāo)簽與安裝在車輛上的尾氣檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)合,電子標(biāo)簽實(shí)時(shí)獲取檢測(cè)信息,車輛在行駛過(guò)程中,通過(guò)超高頻遠(yuǎn)距離RFID讀寫(xiě)設(shè)備就可讀取電子標(biāo)簽內(nèi)的尾氣排放檢測(cè)信息,高效地管理北京市機(jī)動(dòng)車輛的尾氣排放,對(duì)全城車輛環(huán)保實(shí)際情況全程進(jìn)行測(cè)控,減少城市污染,對(duì)打造北京“綠色奧運(yùn)”這一主題有著實(shí)質(zhì)性意義。
我國(guó)高速公路電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)(ETC)建設(shè)加快;ETC(Electronic Toll Collection) 即電子不停車收費(fèi)系統(tǒng),是目前世界上最先進(jìn)的路橋收費(fèi)方式。通過(guò)安裝在車輛擋風(fēng)玻璃上的車載電子標(biāo)簽與在收費(fèi)站ETC車道上的微波天線之間的微波專用短程通訊,利用計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與銀行進(jìn)行后臺(tái)結(jié)算處理,從而達(dá)到車輛通過(guò)路橋收費(fèi)站不需停車而能交納路橋費(fèi)的目的,加快路橋收費(fèi)站車輛通車速度,加快效率,減輕或避免車輛在收費(fèi)用站口擁堵壓力。據(jù)悉,交通運(yùn)輸部正按照國(guó)家統(tǒng)一部署,正在大力推廣智能交通技術(shù),是交通運(yùn)輸部組織實(shí)施的“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃重大專項(xiàng)課題“國(guó)家高速公路聯(lián)網(wǎng)不停車收費(fèi)和服務(wù)系統(tǒng)”重大成果的應(yīng)用。特別是在組織實(shí)施京沈高速公路跨區(qū)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)后,又以京津冀和長(zhǎng)三角地區(qū)為示范,在全國(guó)范圍內(nèi)全面推廣聯(lián)網(wǎng)不停車收費(fèi)系統(tǒng)。在該示范工程的帶動(dòng)下,各地按照國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)已廣泛普及,據(jù)統(tǒng)計(jì),目前全國(guó)開(kāi)通的ETC車道400余條。
傳感器技術(shù)應(yīng)用;傳感器技術(shù)已參與到上海世博會(huì)防入侵微納傳感網(wǎng)工程之中,目前浦東機(jī)場(chǎng)傳感網(wǎng)防入侵系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)了對(duì)入侵目標(biāo)的探測(cè)識(shí)別、目標(biāo)定位、軌跡跟蹤、設(shè)備設(shè)施破壞盜竊、職能視頻復(fù)核等功能要求的全天候、全天時(shí)的入侵報(bào)警。
國(guó)內(nèi)RFID、傳感器技術(shù)的典型應(yīng)用,射頻識(shí)別(RFID)應(yīng)用已逐步進(jìn)入成熟期,3G和GPRS技術(shù)已在全球范圍內(nèi)應(yīng)用,計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)及數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用已相當(dāng)成熟,物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)建設(shè)深入人們生活近在咫尺。
物聯(lián)網(wǎng)下一個(gè)目標(biāo)還有多遠(yuǎn)
物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后,世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。作為一個(gè)智能項(xiàng)目,它已被世界各國(guó)當(dāng)作應(yīng)對(duì)國(guó)際金融危機(jī)、振興經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn)領(lǐng)域。就目前國(guó)內(nèi)科技技術(shù)的水平,物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)下一個(gè)目標(biāo)還有多遠(yuǎn)?
物聯(lián)網(wǎng)的幾個(gè)發(fā)展階段:一般而言,一個(gè)事物從誕生到被世人所熟知,都將經(jīng)歷四個(gè)階段:第一個(gè)為幻想階段。這個(gè)時(shí)期為事物發(fā)展的最初期,人們只有先去設(shè)想、幻想,然后才能朝這個(gè)方面去努力。第二個(gè)為技術(shù)研發(fā)階段,目前世界各國(guó)正處這個(gè)階段,美國(guó)、歐盟等都在投入巨資深入研究探索物聯(lián)網(wǎng)。我國(guó)工業(yè)和信息化部會(huì)同有關(guān)部門(mén),也在開(kāi)展新一代信息技術(shù)研究,以形成支持新一代信息技術(shù)發(fā)展的政策措施。第三個(gè)為實(shí)驗(yàn)階段。屆時(shí)將進(jìn)行小范圍的試用和檢測(cè),這是從理論走向?qū)嵺`的第一步,由于將進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的比對(duì)和分析,因此無(wú)數(shù)次的反復(fù)將耗費(fèi)較大的時(shí)間和精力。第四為全面推廣階段。這也是投入資金最大的時(shí)期。只有當(dāng)RFID技術(shù)的應(yīng)用具備了一定的規(guī)模,才能使物聯(lián)網(wǎng)充分發(fā)揮作用,因此大量基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和終端產(chǎn)品的全面推廣勢(shì)必將推動(dòng)眾多相關(guān)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模,那時(shí)物聯(lián)網(wǎng)也將成為世界經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。據(jù)悉,2020年之前我國(guó)已經(jīng)規(guī)劃了3.86萬(wàn)億的資金用于物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)。
在某種意義上,“物聯(lián)網(wǎng)”是將原來(lái)的商品“條碼網(wǎng)”進(jìn)行了一次大升級(jí),雖然這個(gè)過(guò)程比最初RFID電子標(biāo)簽剛開(kāi)始應(yīng)用時(shí)預(yù)計(jì)得要慢些。然而,如果你理解一下“條碼網(wǎng)”,就可以理解其本身的管理核心是物流行業(yè),只不過(guò)現(xiàn)在的“物聯(lián)網(wǎng)”比“條碼網(wǎng)”多了RFID標(biāo)簽,如果有中國(guó)移動(dòng)之類的電信運(yùn)營(yíng)商參與,則還利用了RFID-SIM卡進(jìn)行與手機(jī)識(shí)別與支付相關(guān)聯(lián)。
從目前國(guó)內(nèi)的發(fā)展水平來(lái)看,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展仍存在瓶頸:一是RFID核心領(lǐng)域還未全面進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化,國(guó)內(nèi)RFID以低頻為主,超高頻RFID剛進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的初期,如中間件、應(yīng)用解決方案等產(chǎn)業(yè)鏈還需要加強(qiáng)完善。要實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)想中物品與計(jì)算機(jī)之間的自動(dòng)化溝通和交流,其關(guān)鍵就是RFID技術(shù),也就是射頻自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。RFID標(biāo)簽中存儲(chǔ)著識(shí)別信息和信號(hào)接收器,通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把它們自動(dòng)發(fā)送到中央信息系統(tǒng),進(jìn)而通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息的交換和共享,以及對(duì)設(shè)備的統(tǒng)一管理。這樣不但可以實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置,還能大大提高設(shè)備的自動(dòng)化程度。如出門(mén)時(shí)公文包會(huì)及時(shí)提醒主人忘帶了什么東西;衣服會(huì)告訴洗衣機(jī)適合的洗滌強(qiáng)度和水溫等等。在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,RFID可稱為一種能讓物品自己開(kāi)口說(shuō)話的技術(shù)。二是國(guó)內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)化水平較低,高端產(chǎn)品國(guó)外廠商壟斷;三是實(shí)現(xiàn)物物互聯(lián)的數(shù)據(jù)計(jì)算量龐大,對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的研究更需要算法和架構(gòu)的革命。
雖然物聯(lián)網(wǎng)目前還存在一些技術(shù)瓶頸,但在智能交通、食品安全管理、環(huán)保監(jiān)測(cè)、人員出入管理、倉(cāng)儲(chǔ)與供應(yīng)鏈管理、健康護(hù)理等應(yīng)用已在國(guó)內(nèi)外推廣應(yīng)用,物聯(lián)網(wǎng)的雛形已初見(jiàn)端倪,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是一個(gè)循序漸進(jìn)的技術(shù)完善與市場(chǎng)推廣的過(guò)程,就目前的國(guó)內(nèi)發(fā)展形勢(shì)及國(guó)家政策支持角度分析,物聯(lián)網(wǎng)將在三年內(nèi)進(jìn)入高速發(fā)展期。其中國(guó)內(nèi)有先施科技、中科院等企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)已逐步掌握超高頻RFID、傳感器核心領(lǐng)域的核心技術(shù),產(chǎn)業(yè)鏈也將通過(guò)推廣應(yīng)用日趨完善;甲骨文、微軟、IBM等公司將是數(shù)據(jù)庫(kù)的研究中堅(jiān)力量。近幾年,大型跨國(guó)企業(yè)對(duì)信息處理能力的需求不斷提高,還有互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎的熱點(diǎn),加大了數(shù)據(jù)庫(kù)廠商的競(jìng)爭(zhēng),加速了數(shù)據(jù)庫(kù)的技術(shù)發(fā)展,滿足物聯(lián)網(wǎng)的大型數(shù)據(jù)庫(kù)指日可待。2006年科技部等十五部委頒布的《中國(guó)射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)政策白皮書(shū)》,2006年科技部將RFID納入 863計(jì)劃,中辦、國(guó)辦印發(fā)《2006—2020年國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略》,國(guó)務(wù)院關(guān)于實(shí)施《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》若干配套政策的通知等一系列國(guó)家規(guī)劃政策的陸續(xù)出臺(tái),為科技發(fā)展及信息化基礎(chǔ)建設(shè)提供了政策支持,加速了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。
“物聯(lián)網(wǎng)”已在我們身邊開(kāi)始,它將像互聯(lián)網(wǎng)、3G網(wǎng)一樣,改變我們思想,改變我們的生活方式,將會(huì)給我們?cè)僖淮螏?lái)“零距離”的信息時(shí)代??梢哉f(shuō)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代會(huì)讓人類感覺(jué)到“一切皆有可能”,帶給人類巨大的想象空間。