物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展及應用前景

王成初

（中共太原市委黨校，山西太原 030012）

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展及應用前景

王成初

（中共太原市委黨校，山西太原 030012）

信息產(chǎn)業(yè)經(jīng)過多年的高速發(fā)展，經(jīng)歷了計算機、互聯(lián)網(wǎng)兩次浪潮。2008年的全球經(jīng)濟危機讓世界不得不面臨選擇，需要新興技術來推動經(jīng)濟增長。物聯(lián)網(wǎng)、智慧地球概念的提出立即得到全球的響應，其最大的動因就在于政府、企業(yè)各方都從中遠望到新一輪經(jīng)濟的快速增長的美好前景。物聯(lián)網(wǎng)被稱為信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，代表了下一代信息發(fā)展技術?？梢灶A見，在未來五至十年內，物聯(lián)網(wǎng)將快速發(fā)展，并深刻影響我們的工作生活。

物聯(lián)網(wǎng)；信息；智能

一、物聯(lián)網(wǎng)概念

物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of things），顧名思義，就是“實現(xiàn)物物相連的互聯(lián)網(wǎng)絡”。其內涵包括兩個方面：一是物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎仍是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎之上延伸和擴展的一種網(wǎng)絡；二是其用戶延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信，達到“讓物品開口說話”的目的。

物聯(lián)網(wǎng)的定義是：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，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。

物聯(lián)網(wǎng)有三個特征，一是全面感知，即利用RFID、二維碼、傳感器等對物體屬性進行標識，物體的靜態(tài)屬性可以直接存儲在標簽（RFID、二維碼）中，動態(tài)屬性需要先由傳感器實時探測，再用識別設備完成對物體屬性的讀取，隨時隨地獲取物體的信息；二是可靠傳遞，通過傳感網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體當前的信息轉換為適合網(wǎng)絡傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式，實時準確地傳遞出去；三是智能處理，利用云計算、模糊識別等各種智能計算技術，對海量數(shù)據(jù)和信息進行分析和處理，從而對物體實施智能化的控制。

物聯(lián)網(wǎng)把新一代IT技術充分應用到各行各業(yè)的基礎設施中。具體地說，就是將傳感器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、大壩、供水系統(tǒng)、油氣管道等各種物體中，然后將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來，讓所有的物品都能夠遠程感知和控制，從而形成一個更加智慧的生產(chǎn)和生活體系，實現(xiàn)人類社會與物理世界的整合。在這個整合的網(wǎng)絡當中，存在能力超級強大的中心計算機群，能夠對整合網(wǎng)絡內的人員、機器、設備和基礎設施進行實時的管理和控制，以更加精細和動態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活，達到“智慧”狀態(tài)，提高資源利用率和生產(chǎn)力水平，改善人與自然的關系。毫無疑問，如果“物聯(lián)網(wǎng)”時代來臨，我們的日常生活將發(fā)生翻天覆地的變化。

物聯(lián)網(wǎng)的本質就是讓地球上的物品能“說話”。讓人們通過網(wǎng)絡聽見物品說話，看見物品的行為。同時又能讓物品智能地聽話，智能地動作，達到讓物質世界與人智能對話的目的。

二、物聯(lián)網(wǎng)的起源與背景

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展可追溯到1995年，微軟總裁比爾·蓋茨先生在《未來之路》一書中首次提出物聯(lián)網(wǎng)，但受限于無線網(wǎng)絡、硬件及傳感器的發(fā)展，當時并沒有引起太多關注。1998年，美國麻省理工學院（MIT）創(chuàng)造性地提出了當時被稱作EPC（電子產(chǎn)品代碼）系統(tǒng)的“物聯(lián)網(wǎng)”構想。1999年，美國Auto-ID中心首先提出“物聯(lián)網(wǎng)”概念，主要是建立在物品編碼、RFID技術和互聯(lián)網(wǎng)基礎上。同年在美國召開的移動計算和網(wǎng)絡國際會議上提出“傳感網(wǎng)是下一個世紀人類面臨的又一個發(fā)展機遇”。中科院早在1999年就啟動了傳感網(wǎng)的研究，并取得一些科研成果。2003年，美國《技術評論》雜志提出傳感網(wǎng)絡技術將是未來改變人們生活的十大技術之首。2005年11月27日，在突尼斯舉行的信息社會峰會上，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，正式提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念。報告指出，無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時代即將來臨，射頻識別技術（RFID）、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術將得到更加廣泛的應用。報告曾描繪“物聯(lián)網(wǎng)”時代的圖景：當司機出現(xiàn)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。2009年1月，奧巴馬曾與美國工商業(yè)領袖舉行了一次“圓桌會議”，IBM首席執(zhí)行官彭明盛首次提出“智慧地球”這一概念，建議新政府投資新一代的智慧型基礎設施，隨后得到美國各界的高度關注。同時，美國奧巴馬政府將物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展上升為美國國家發(fā)展戰(zhàn)略。同年，歐盟推出“物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究路線圖”，并力推物聯(lián)網(wǎng)在航空航天、汽車、醫(yī)療、能源等18個主要領域的應用。

2009年，我國領導人提出了“感知中國”的理念。2010年，我國政府把包含物聯(lián)網(wǎng)在內的新一代信息技術列入到國務院重點培育和發(fā)展的七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中，同時延伸到國家的“十二五”發(fā)展規(guī)劃。

全球主要發(fā)達國家都在積極發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)，日本早在2004年就提出了“u-Japan”戰(zhàn)略，后來又制訂了“i-Japan戰(zhàn)略2015”，韓國在2006年提出了“u-Korea”戰(zhàn)略，新加坡正在推進“智慧國2015”計劃。澳大利亞、英國、法國等國政府都提出了信息化發(fā)展目標，將科技引領國家經(jīng)濟社會的發(fā)展作為應對經(jīng)濟危機的重要戰(zhàn)略決策。

三、物聯(lián)網(wǎng)的應用前景

物聯(lián)網(wǎng)的應用從技術上可分為監(jiān)控型（物流監(jiān)控、污染監(jiān)控）、查詢型（智能檢索、遠程抄表）、控制型（智能交通、智能家居、路燈控制）和掃描型（手機錢包、高速公路不停車收費）等。

物聯(lián)網(wǎng)的應用涵蓋了國民經(jīng)濟和社會的各個領域，包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)、電力、城市管理、交通、銀行、環(huán)保、物流、醫(yī)療、家居生活等，其功能可包括定位、監(jiān)控、支付、安保、盤點、預測等，可用于政府、企業(yè)、社會組織、家庭、個人等，物聯(lián)網(wǎng)的普及和推廣，將給整個物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈帶來豐厚的利潤。

“十二五”期間，我國物聯(lián)網(wǎng)建設將重點投資智能電網(wǎng)、智能交通、智能物流、智能家居、環(huán)境與安全檢測、工業(yè)與自動化控制、醫(yī)療健康、精細農(nóng)牧業(yè)、金融與服務業(yè)、國防軍事等十大領域。

智能電網(wǎng)的總投資位居十大領域之首，到2016年我國將建成一個統(tǒng)一、強大的智能電網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)在整個電網(wǎng)的發(fā)、出、變、配、調、用都可以得到極大的應用。比如用電環(huán)節(jié)，智能電網(wǎng)的電價是實時變動的，電廠、電力公司根據(jù)用電的高峰期和低谷期來定制電價。智能變電站通過物聯(lián)網(wǎng)技術建立傳感測控網(wǎng)絡，實現(xiàn)真正意義上的“無人值守和巡檢”。不久的將來，人們熟悉的水、電、氣抄表員這一職業(yè)將成為歷史，各種計量表上跳動的數(shù)字，都可以自動傳送到一個數(shù)據(jù)采集器中，通過3G無線網(wǎng)絡，將數(shù)據(jù)傳送到水、電、氣公司。只要登錄網(wǎng)絡，各家各戶的用量便一目了然。

智能家居方面，物聯(lián)網(wǎng)可以將洗衣機、電視、碎紙機、電燈、微波爐等家用電器連接成網(wǎng)，并能通過網(wǎng)絡對這些電器進行遠程操作。比如，在炎熱的夏天，到家之前，只要發(fā)一條簡單的短信，家中的空調收到短信指令，就能提前開啟，讓你進門就能享受到?jīng)鏊母杏X；走出家門，只要拿著手機撥弄一下，就將屋內所有的照明和電器全部關閉；人在上班過程中，可通過手機或者電腦實時查看家里的安防狀況，只要有人非法闖入，就會傳來照片和提示短信；下班駕車回家時，在小區(qū)門口，地下車庫就會徐徐開啟，騰出停車位……

智能醫(yī)療方面，人體佩戴的小型傳感器可收集心電圖、腦電波、心率、體溫、血壓、呼吸以及脈搏等各種健康相關數(shù)據(jù)，通過無線通信將數(shù)據(jù)傳給數(shù)據(jù)中心，從而達到實時監(jiān)測的目的。醫(yī)生還能據(jù)此分析一個人的健康狀況，并建議其采取有針對性的預防措施。傳感網(wǎng)還可將鄉(xiāng)村醫(yī)院的CT、MRI等電子診斷結果無線傳輸至千里之外的大型醫(yī)療中心，以便專家進行會診。將腕式RFID標簽佩戴于工作人員和病人手腕上，可實現(xiàn)對手術病人、精神病人和智障患者等的24小時實時狀態(tài)監(jiān)護。

智能交通方面，可以為交通參與者提供多樣性的服務。在該系統(tǒng)中，車輛靠自己的智能在道路上自由行駛，公路靠自身的智能將交通流量調整至最佳狀態(tài)，借助于這個系統(tǒng)，管理人員對道路、車輛的行蹤將掌握得一清二楚。

智能物流方面，借助電子識別系統(tǒng)，使配送中的物資可被跟蹤、監(jiān)控，為用戶提供貨物的全程實時跟蹤查詢，貨運車輛全部安裝GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，調度中心可實時掌握車輛及貨物的情況，車輛在什么地方，離商店還有多遠，還有多長時間能運達商店等。

畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖方面，大量使用RFID標簽和動物身體微型傳感器，對養(yǎng)牛場、養(yǎng)豬場等進行養(yǎng)殖精細化管理。RFID標簽用于動物身份識別，對它們每天的飲水量、進食量、運動量、健康特征、發(fā)情期等重要信息進行記錄與遠程傳輸，同時還可用于動物疫情預警、疾病防治等精細化養(yǎng)殖管理。

農(nóng)業(yè)精細管理方面，傳感器節(jié)點被布設在農(nóng)田內，每隔一定時間檢測一次信息，以開展有效的灌溉和噴灑農(nóng)藥工作，降低成本和提高收益。

肉禽類食品溯源方面，以各類動物耳標為追溯標志，利用信息網(wǎng)絡技術把動物養(yǎng)殖、防疫、檢疫、物流和監(jiān)督各個環(huán)節(jié)貫穿起來，全程記錄并跟蹤，消費者可以在超市通過掃描標志碼，查詢動物食品的來源。目前全國已有超過10億存欄動物貼上了二維碼，并納入統(tǒng)一管理。

此外，通過關鍵技術研究，在手機SIM卡中集成RFID、天線及安全芯片，從而達到無需更換手機即可使用移動電子商務相關業(yè)務，如手機現(xiàn)場支付、遠程支付、手機票、手機一卡通等功能。

理論上講，我們身邊的任何物品（包括人、動物、植物、非生物物品等）只要嵌入傳感器、貼上RFID標簽，這件物品的任何信息都能被探測到，我們可以根據(jù)這些信息做出各種各樣的處理；這些物品也能接收各種命令，做出各種動作。目前，由于技術、標準、成本、安全等因素，還沒達到這樣高級的程度，這個時間表有多個機構和專家認為到2020年能達到。那時，我們的社會和生活將會發(fā)生翻天覆地的變化，很多在科幻片中出現(xiàn)的場景，將成為人們現(xiàn)實生活的一部分。

F72

A

1008-8431（2011）04-0054-03

2011-06-15

王成初（1956-），女，中共太原市委黨?，F(xiàn)代科技教研室副主任、高級工程師。

（責編：李莉）