(物联网)物联网定义
物联网定义
物联网(InternetofThings)指的是将无处不于(Ubiquitous)的末端设备
(Devices)和设施(Facilities),包括具备“内于智能”的传感器、移
动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外于
使能”(Enabled)的,如贴上 RFID 的各种资产(Assets)、携带无线终端的
个人和车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”(Mote),通过各种
无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网
:物联网
络实现互联互通(M2M)、应用大集成(GrandIntegration/MAI)、以及基于
云计算的 SaaS 营运等模式,于内网(Intranet)、专网(Extranet)、和/
或互联网(Internet)环境下,采用适当的信息安全保障机制,提供安全可
控乃至个性化的实时于线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、
远程控制、安全防范、远程维保、于线升级、统计报表、决策支持、领导桌
面(集中展示的 CockpitDashboard)等管理和服务功能,实现对“万
物”(everyThing)的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”壹体化
TaaS 服务。
笔者预计,物联网及其关联的 TaaS 业务,于基于 SemanticWeb 技术的
基础上,将构成 的主体[1]。
物联网发展三个阶段
1.初级阶段:已存于的壹些各行业基于各种行业数据交换和传输标准的连网
监测监控,俩化融合[2]引等 MAI 应用系统;
2.中级阶段:于物联网理念推动下,基于局部统壹的数据交换标准实现的跨
行业、跨业务综合管理大集成系统,包括壹些基于 SaaS 模式和“私有云”
的 M2M 营运系统;
3.高级阶段:基于物联网统壹数据标准,SOA,WebService,云计算虚拟服务
的 onDemand 系统,最终实现基于“公有云”TaaS:“ThingasaService”。
DCM 三层架构
物联网 DCM 三层架构
Devices—末端设备,资产,或子系统
Connect—有线或无线通讯连接系统
Manage—总控管理和应用系统
物联网四大支柱业务群
:电子标签属于智能卡的壹类,物联网概念是 1998 年 MITAuto-ID 中
心主任 Ashton 教授提出来
物联网 4 大业务群
的,RFID 技术于物联网中重要起“使能”(Enable)作用;
2.传感网:借助于各种传感器,探测和集成包括温度、湿度、压力、速度等
物质现象的网络,也是温总理“感知中国”提法的主要依据之壹;
:这个词国外用得较多,侧重于末端设备的互联和集控管理,
X-Internet,中国三大通讯营运商于推 M2M 这个理念;
4.俩化融合:工业信息化也是物联网产业主要推动力之壹,自动化和控制行
业是主力,但目前来自这个行业的声音相对较少。
物联网四大支撑网络
因“物”的所有权特性,物联网应用于相当壹段时间内均将主要于内网
(Intranet)和专网(Extranet)中运行,形成分散的众多“物连网”,但最
终会走向互联网(Internet),形成真正的“物联网”,如
GooglePowerMeter。
物联网 4 大网络群
1.短距离无线通讯网:包括 10 多种已存于的短距离无线通讯(如 Zigbee、
蓝牙、RFID 等)标准网络以及组合形成的无线网状网(MeshNetworks);
2.长距离无线通讯网:包括 GPRS/CDMA、3G,4G,5G 等蜂窝(伪长距离通讯)
网以及真正的长距离 GPS 卫星移动通信网;
3.短距离有线通讯网:主要依赖 10 多种现场总线(如 ModBus、DeviceNet
等)标准,以及 PLC 电力线载波等网络;
4.长距离有线通讯网:支持 IP 协议的网络,包括计算机网,广电网,和电
信网(三网融合)以及国家电网的通讯网。
物联网数据交换标准
没有统壹的 HTML 式的数据交换标准是物联网发展的壹大瓶颈,物联网的最
大瓶颈既不是 IP 地址不够问题,也不是壹定要攻克下什么关键技术才能发
展。寻址问题能够通过多种方式解决,包括三网合壹通过发放统壹 UID 等方
式解决,IPv6 或 IPv9 固然重要,但传感网的很多底层通讯介质可能很难运
行 IPStack。壹些传感器和传感器网络关键技术的攻关也很重要,但那是“点”
的问题,不是“面”的问题。大面的问题仍是数据表达、交换,和处理的标
准以及应用支撑的中间件架构问题。同方从 2004 年起就推出了 ezM2M 物联
网业务基础中间件产品和 oMIX 数据交换标准(产品中仍实现了中国移动的
WMMP 标准),中国电信也推出了 MDMP 标准,可是壹个或几个企业的力量是
有限的,既然物联网产业已经被提到国家战略的高度,如果以国家层面的高
度来推物联网数据交换标准和中间件标准,壹定能够发挥整体效果,而且要
比制定其他通讯层和传感器的技术攻关见效快。
数据交换标准主要落地于物联网 DCM 三层体系的应用层和感知层,配合传输
层通道,目前国外已提出很多标准,如 EPCGlobal 的 ONS/PML 标准体系,仍
有 Telematics 行业推出的 NGTP 标准协议及其软件体系架构,以及
EDDL,M2MXML,BITXML,oBIX 等,传感层的数据格式和模型也有
TransducerML,SensorML,IRIG,CBRN,EXDL,TEDS 等等,目前的挑战是把这些
现有标准融合,实现壹个统壹的 HTML 式物联网数据交换大集成应用标准,
如果国家能够整合资源,这个标准的建立具备壹定的可行性。不过由于其涉
及面广,整体协调难度大,只有受到监管层和高层领导的高度重视,委托国
家级的综合性物联网标准委员会(目前的壹些标准组织多半仍是更多的关注
于传输层标准,或行业应用标准,如 RFID 和 WSN 无线通讯标准等,统筹能
力不够,视野不够宽)具体实施才有可能实现这个目标[3]。
千面物联网—智慧城市是靶心
物联网应用版图——智慧城市是靶心
目前全国各地正于进行的"物联 XX"、"感知 XX"、"智慧 XX"等物联网建设、
规划、及示范工程,往往均是前期各地规划的"数字城市二期工程"建设的延
续和提升。
传统的数字城市建设壹般包括智能建筑、楼宇自控、安防消防、市政热网、
轨道交通(TCC)、节能管理(EPC/EMC)、智能交通、城市壹卡通、市政网格
管理、环境监测、应急指挥、质监安检、各类园区综合管理等等。这些均属
于核心的物联网应用领域,因此我们认为数字(智慧)城市是物联网应用的
靶心。
物联网和云计算及 SaaS
物联网的俩种存于形式:
物联网和云计算及 SaaS
(内网和专网)
(外网或公网)
对应俩种业务模式:
(M2MApplicationIntegration),内部 MaaS
(M2MAsAService),MMO,Multi-Tenants(多租户模型)
随着业务量的增加,对数据存储和计算量的需求将带来对“云计算”能力的
要求:
1.云计算:从计算中心到数据中心于物联网的初级阶段,COWs(牛计算[4])
即可满足需求
2.于物联网高级阶段,可能出现 MVNO/MMO 营运商(国外已存于多年),需
要虚拟化云计算技术,SOA 等技术的结合实现物联网泛于服务:TaaS
(everyTHINGAsAService)[5]。
物联网安全问题
物联网的安全和互联网的安全问题壹样,永远均会是壹个被广泛关注的话题。
由于物联网连接和处理的对象主要是机器或物以及关联的数据,其“所有权”
特性导致物联网信息安全要求比以处理“文本”为主的互联网要高,对“隐
私权”(Privacy)保护的要求也更高(如 ITU 物联网方案中指出的),此外
仍有可信度(Trust)问题,包括“防伪”和 DoS(DenialofServices)(即用
伪造的末端冒充替换(eavesdropping 等手段)侵入系统,造成真正的末端
无法使用等),由此有很多人呼吁要特别关注物联网的安全问题。
物联网系统的安全和壹般 IT 系统的安全基本壹样,主要有 8 个尺度:读取
控制,隐私保护,用户认证,不可抵耐性,数据保密性,通讯层安全,数据
完整性,随时可用性。前 4 项主要处于物联网 DCM 三层架构的应用层,后 4
项主要位于传输层和感知层。其中“隐私权”和“可信度”(数据完整性和
保密性)问题于物联网体系中尤其受关注。如果我们从物联网系统体系架构
的各个层面仔细分析,我们会发现现有的安全体系基本上能够满足物联网应
用的需求,尤其于其初级和中级发展阶段。
物联网应用的特有(比壹般 IT 系统更易受侵扰)的安全问题有如下几种:
:于末端设备或 RFID 持卡人不知情的情况下,信息被读取
:于壹个通讯通道的中间,信息被中途截取
:伪造复制设备数据,冒名输入到系统中
:克隆末端设备,冒名顶替
:损坏或盗走末端设备
:伪造数据造成设备阻塞不可用
:用机械手段屏蔽电信号让末端无法连接
主要针对上述问题,物联网发展的中、高级阶段面临如下五大特有(于壹
般 IT 安全问题之上)的信息安全挑战:
大类(有线长、短距离和无线长、短距离)网路相互连接组成的异构
(heterogeneous)、多级(multi-hop)、分布式网络导致统壹的安全体系难
以实现“桥接”和过度
2.设备大小不壹,存储和处理能力的不壹致导致安全信息(如
PKICredentials 等)的传递和处理难以统壹
3.设备可能无人值守,丢失,处于运动状态,连接可能时断时续,可信度差,
种种这些因素增加了信息安全系统设计和实施的复杂度
4.于保证壹个智能物件要被数量庞大,甚至未知的其他设备识别和接受的同
时,又要同时保证其信息传递的安全性和隐私权
5.多租户单壹 Instance服务器 SaaS模式对安全框架的设计提出了更高的要
求
对于上述问题的研究和产品开发,目前国内外均仍处于起步阶段,于 WSN
和 RFID 领域有壹些针对性的研发工作,统壹标准的物联网安全体系的问题
目前仍没提上议事日程,比物联网统壹数据标准的问题更滞后。这俩个标准
密切关联,甚至合且到壹起统筹考虑,其重要性不言而喻。
每壹次危机,均会催生壹些新技术,而新技术也是使经济,特别是工业走出危机的巨大推动力。2008
年度,席卷全球的金融危机也于催生新的经济驱动力诞生,物联网就是众人最为推崇的动力。
根据字面意思解释,物联网又名传感网,是指将各种信息传感设备和互联网结合起来而形成的壹个巨
大网络,可使所有的物品和网络连接,方便识别和管理。因其具有全面感知、可靠传递、智能处理的特点,它
被众人认为是继计算机、互联网、移动通信网之后的又壹次信息产业浪潮。
那么,面对即将到来的浪潮,我们有什么商机可挖掘?
本期嘉宾:
方正平杭州家和智能控制有限公司董事长
田宁浙江盘石信息技术有限公司董事长兼首席执行官
莫凌飞杭州物网科技公司总经理
物联网
会如何影响我们的生活?
轻触壹下电脑或者手机的按钮,即使千里之外,你也能了解到某件物品的情况、某个人的活动情况。
发壹个短信,你就能打开风扇;如果有人非法入侵你的住宅,你仍会收到自动电话报警。如此智能的场景,
已不是好莱坞科幻大片中才有的情形了,物联网正于步步逼近我们的生活。
实现这壹切是因为“物联网”里有壹个存储物体信息的关键技术叫射频识别(RFID)。比如于手机里嵌
入 RFID-SIM卡,手机内的“信息传感设备”就能和移动网络相连,这种手机,不仅能够确认使用者的身份,
仍能进行费用支付、预约参观、实现查询及缴纳手机话费、水电燃气费缴纳、彩票投注、航空订票等多种支
付服务。
可见,“物联网”于个人健康、智能电网、公共交通等方面的应用范围极其广泛。只要将特定物体嵌
入射频标签、传感器等设备,和互联网相连后,就能形成壹个庞大的联网系统,于这个网上,即使远于千里
之外,人们也能轻松获知和掌控物体的信息。
有专家预测 10年内物联网就可能大规模普及,发展成为上万亿规模的高科技市场。届时,于个人健
康、交通控制、环境保护、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理等几乎所有领域,物联网
均将发挥作用。有专家表示,只需三到五年时间,物联网就会全面进入人们的生活,改变人们的生活方式。
方正平:物联网的本质是无线传感网,无线传感网是技术,物联网是经济。这壹点就像英特网是技术,
互联网是经济壹样。也能够说,物联网是动脉和静脉,无线传感网是信息化的毛细血管。互联网对于生活的
影响是架起人和人的沟通,从而改变了人们的生活方式。而物联网是架起物和物之间的沟通,这项技术对于
生活的影响是多方面的,甚至能够说是无处不于的。想像壹下,如果把物联网和互联网共融起来,那是怎么
样壹种结果,所以说,将来,物联网对于生活的影响是无处不于的。
田宁:网络的发展壹日千里,互联网、移动通信网、电视网甚至是电网的“多网融合时代”已经来临,
成为新世纪又壹个发展机遇。物联网是多网融合时代的必然产物,它将人和人之间的沟通连接扩展到了人和
物、物和物之间的沟通连接,智能化、网络化的生活将让人们工作、生活更加便捷和人性化。
莫凌飞:物联网技术将极大地改变我们生活的方式和效率,我们能随时随地的把握我们感兴趣的“物
体”的信息,做出更合理的决定和控制。
物联网产业
杭州企业正于做什么?
杭州这座城市正于向智能城市、低碳城市转变,离不开传感技术、物联网的应用。杭州物联网技术研
究和应用研究总体走于全国的前列,于无线传感网、射频识别、物联网技术应用等方面形成了壹批核心技术,
于工业控制、电子安全监控、区域入侵防范、建筑能耗监测、智能交通、环境监测等方面的产业化工作取得
了较好的进展,为物联网产业化应用打下良好基础。
据杭州市信息办关联工作人员介绍,信息办从 2005年开始就对关联企业、产业动态进行了跟踪、扶
持、培育。杭州市物联网的发展概括起来就是三句话“起步早、起点高、起动快”。2005年,市信息办于编
制《杭州市电子信息产业“十壹五”发展规划》时,就已经把传感网产业列为产业重点发展方向,且编入产
业发展导向目录中进行扶持。
比如,杭州图书馆新馆是目前全球壹次性建成的最大的 RFID图书馆。去过图书馆的市民惊喜地发现,
除了老的读者证,第二代身份证、市民卡均能够充当读者证,通过市民卡的信用体系保障,读者能够真正全
免费办证(免年费、免押金)。据统计,新馆开馆 30天内,图书馆就为读者办证 3万张,其中于开馆最初的
五天半,就办证 万张,借仍图书 8万册。于这之前,杭州图书馆于 50年内才为读者办证 5万张。且且
通过 RFID系统,杭州图书馆于不闭馆的情况下,顺利实施新馆搬迁。
方正平:1998年,杭州家和智能控制有限公司创立,借着北京奥运会申办成功和国家西气东输工程
建设的东风,家和智能迅速发展,从 5万元起步的“小作坊”,发展成为拥有 100多名员工、部门齐全的正
规公司。家和智能的产品成为国内煤改气工程招标项目优先推荐产品。2004年公司转型发展物联网产业,
成为我国最早从事无线传感网技术研究的企业。
目前,我们公司是国内物联网做得最好的公司之壹。我们和中国科学院等机构均有合作。我们公司物
联网的发展有三个方面。壹是和中国三大通信运营商的合作,我们将和几大通信运营网共建平台。二是我们
是国内第壹家利用无线传感网技术,和国家电网、南方电网合作,率先开发智能电网产品的公司;三是我们
公司于杭州东部软件园进行技术研发工作,我们已用无线传感网技术,完成了多个为节能和低碳经济服务的
数据平台。
田宁:杭州作为国内惟壹的电子商务之均,宽带和无线通信网络覆盖率高,为物联网的发展提供了坚
实的基础设施支持。如今,于杭州,物联网已不再只是个概念,而是实实于于的得到了应用,但仅仅应用是
远远不够的,仍要从材料、技术、器件、系统到网络的物联网产业高度出发,抢占新壹轮科技革命制高点,
把杭州建成物联网信息技术的创新高地、人才高地和产业高地。
莫凌飞:对于物联网产业,杭州的企业正于做的是确定各自于物联网行业中的地位,明确各自的商业
模式及核心竞争优势,把握时机快速发展,争取从同行中脱颖而出。
物联网的未来
会有哪些掘金之道?
物联网不是科技狂想,而是又壹场科技革命。
物联网使物品和服务功能均发生了质的飞跃,这些新的功能将给使用者带来进壹步的效率、便利和安
全,由此形成基于这些功能的新兴产业。
物联网需要信息高速公路的建立,移动互联网的高速发展以及固话宽带的普及是物联网海量信息传输
交互的基础。依靠网络技术,物联网将生产要素和供应链进行深度重组,成为信息化带动工业化的现实载体。
据业内人士估计,中国物联网产业链今年就能创造 1000亿元左右的产值,它已经成为后 3G时代最大的市场
兴奋点。
有业内专家认为,物联网壹方面能够提高经济效益,大大节约成本;另壹方面能够为全球经济的复苏
提供技术动力。目前,加拿大、英国、德国、芬兰、意大利、日本、韩国等均于投入巨资深入研究探索物联
网。同时,有专家认为,物联网架构建立需要明确产业链的利益关系,建立新的商业模式,而于新的产业链
推动矩阵中,核心则是明确电信运营商的龙头地位。
那么,对于即将到来的物联网商机,杭州的企业界人士又是如何见待的呢?
方正平:我们能够利用先进技术带动先进制造业,解决传统制造行业的转型和升级问题。利用先进产
品带动先进服务业,将来这种新的技术,对未来信息服务业的内容、商业模式,均会生产深刻的变革和影响。
如果将来把互联网、物联网联合起来,进行信息化服务,那这个变革就太大了。
田宁:有研究机构预计 10年甚至更短的时间,物联网就会大规模普及,这将会发展成为壹个上万亿
元规模的高科技市场,其产业要比互联网大 30倍。物联网的推广将会成为推进经济发展的又壹个驱动器,
为产业开拓了又壹个潜力无穷的发展机会。
莫凌飞:物联网行业是壹个巨大的行业,如同互联网壹样,其中存于着各种各样的值得开发和创新的
商业模式,不管是现代物流、智能交通,仍是智能楼宇、医疗卫生、资产管理,只要是存于“物联网”需求
的地方,均存于着巨大的商机。
关联链接:
物联网:不是树上的桃子
物联网离我们仍有多远?它会给我们的生活带来怎样的改变?我们连续走访发现,其实,物联网技术
已经于不知不觉中进入我们的生活。智能鱼缸、智能电表、智能楼宇所应用的均是物联网技术。
目前,杭州物联网技术已经走于了全国前列。国内物联网技术和产业化的领先企业就于杭州,物联网
于杭州已不再只是个概念,而是实实于于的应用技术。
物联网:超级泡沫仍是新技术革命?
如果说你仍没有听说过“物联网”,那么你就 OUT了。10月 10日,杭州市多位领导壹起考察了杭州
家和智能控制有限公司等 4家企业;而真正吸引大家的,其实就是这些企业的“物联网”概念。
于谷歌搜索引擎上输入“物联网”三个字,马上能够跳出 730多万条查询结果。对于这个热词,有人
说,它是继互联网之后的又壹次技术革命;也有人又说,物联网“有毒”。
物联网到底是什么?它是超级泡沫仍是技术革命?物联网离普通市民仍有多远?它会给我们的生活
带来怎样的改变?我们带着这些疑问进行采访,试图拨开物联网的重重疑云。
高校物联网专业课程设置
年初教育部下达了高校设置物联网专业申报通知,众多高校争相申报。由于物联网涉及
的领域非常广泛,从技术角度,主要涉及的现有高校院系和专业有:计算机科学和工程,电
子和电气工程,电子信息和通讯,自动控制,遥感和遥测,精密仪器,电
年初教育部下达了高校设置物联网专业申报通知,众多高校争相申报。由于物联网涉及
的领域非常广泛,从技术角度,主要涉及的现有高校院系和专业有:计算机科学和工程,电
子和电气工程,电子信息和通讯,自动控制,遥感和遥测,精密仪器,电子商务等等。笔者
认为,物联网专业可能会于上述这些院系中开设。和物联网应用关联的专业,如建筑和智能
化,土木工程,交通运输和物流,节能和环保等等,可能会考虑开设选修课或于研究生、博
士生阶段设置关联交叉学科的学位。
物联网能够是壹个“专业”,但不壹定是壹个“学科”。国内有些专家反对设置“物联
网专业”,因为定位不清,壹个学校往往有好几个院系争夺“物联网专业“的申报,又不是
壹个明确的学科,难以培养出真正的专业人才,培养出来的人可能是“万精油”,懂得多可
是不精,尤其是本科阶段,建议只作为研究生专业,像 MBA壹样的模式。和目前许多高校设
置的“电子商务”专业壹样,“电子商务”也有同样的定位不清问题,笔者认为,只要高校
设置的物联网专业能够培养出社会需要的专业人才,尤其是跨专业复合型人才,就应该能够
设置,不必拘泥于它究竟属于哪个现有的“学科”。下表列出了壹个高校物联网专业课程设
置的初步建议,算是抛砖引玉。
课程 1、物联网产业和技术导论使用电子工业出版社《物联网:技术、应用、标准、安
全和商业模式》等等课件。于学完高等数学,物理,化学,通信原理,数字电路,计算机原
理,程序设计原理等课程后开设本课程,全面了解物联网之 RFID、M2M、传感网、俩化融合
等技术和应用。
课程 2、C语言程序设计使用清华大学出版社《C语言程序设计》等课件。物联网涉及
底层编程,C语言为必修课,同时需要了解 OSGi,OPC,Silverlight等技术标准
课程 3、Java程序设计,使用机械工业出版社《Java语言程序设计教程》等课件。物
联网应用层,服务器端集成技术,开放Java技术也是必修课,同时需要了解Eclipse,SWT,Flas
h,HTML5,SaaS等技术
课程 4、无线传感网络概论,使用无线龙通讯科技出版社《现代无线传感器网络概论》、
北京航空航天大学出版社《短距离无线通讯入门和实战》等课件。学习各种无线 RF通讯技
术和标准,Zigbee,蓝牙,WiFi,GPRS,CDMA,3G,4G,5G等等
课程 5、TCP/IP网络和协议,《TCP/IP网络和协议》,清华大学出版社,等课件。TCP/IP
以及 OSI网络分层协议标准是所有有线和无线网络协议的基础,Socket编程技术也是基础技
能,为必修课
课程 6、嵌入式系统技,《嵌入式系统技术教程》,人民邮电出版社等课件。嵌入式系
统是物联网感知层和通讯层重要技术,为必修课
课程 7、传感器技术概论,《传感器技术》,中国计量出版社,等课件。物联网专业学
生需要对传感器技术和发展,尤其是于应用中如何选用有所了解,但不壹定需要了解传感器
的设计和生产,对关联的材料科学,生物技术等有深入了解
课程 8、RFID技术概论,《射频识别(RFID)技术原理和应用》,机械工业出版社,等
课件。RFID作为物联网主要技术之壹,需要了解,它本身(和智能卡技术融合)能够是壹个
细分专业或行业,也能够是研究生专业选题方向。
课程 9、工业信息化及现场总线技术,《现场总线技术及应用教程》,机械工业出版社,
等课件。工业信息化也是物联网主要应用领域,需要了解,它本身也能够是壹个细分专业或
行业,也可作为研究生专业选题方向。
课程 10、M2M技术概论,《M2M:TheWirelessRevolution》,TSTCPublishing,等课件。
本书是美国“TexasStateTechinicalCollege”推出的 M2M专业课件,于美国首次提出了 M2M
专业教学大纲,M2M也是物联网主要领域,需要了解,建议直接用英文授课。
课程 11、物联网软件、标准、和中间件技术,《中间件技术原理和应用》,清华大学
出版社,《物联网:技术、应用、标准、安全和商业模式》,电子工业出版社,等课件。物
联网产业发展的关键于于应用,软件是灵魂,中间件是产业化的基石,需要学习和了解,尤
其是对毕业后有志于物联网技术发展的学生
物联网系列报道之 :“中国式”物联网定义
作者:同方泰德国际科技有限公司 CTO周洪波
“物联网”(InternetofThings)这个词,国内外普遍公认的是 MITAuto-ID中心主任
KevinAshton教授 1999年于研究 RFID时最早提出来的。
于 2005年国际电信联盟(ITU)以及欧盟 2008年发布的
《theEuropeanTechnologyPlatformonSmartSystemsIntegration,EPoSSIoT2020》方案中,
物联网的定义和范围已经发生了变化,覆盖范围有了较大的拓展,不再只是指基于 RFID技
术的物联网。
定义物联网
目前于国内被最普遍引用的物联网定义是:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球
定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品和互联网连接起来,进
行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的壹种网络。
于 ITU方案提交 5年后的 2010年,这个定义显然没有和时俱进,既不全面,也不严谨,
仍存于错误。例如,物联网能够存于于内网和专网之中,而且目前仍占大部分,“把任何物
品和互联网连接起来”,这个说法显然是不准确的。这个定义的不全面和不严谨也是显而易
见的。
这个定义被普遍引用的主要原因是因为它最早出当下“百度百科”和“互动百科”的关
联词条中,于网上大量传播,而这俩个百科的内容基本上均是没有经过任何官方或权威机构
审批认证的,可是它的传播能力很强,影响力很大。
同样也是“以讹传讹”,国内很多人均相信和引用“物联网”这个词最早是 1995年微
软的比尔·盖茨于其《未来之路》(TheRoadAhead)壹书中首先提出来的,以及美国总统奥
巴马提出的“智慧地球”(Thesmarterplanetinitiative)已成为美国的国家战略。据笔者
考证,于比尔·盖茨的书中且未提到“InternetofThings”这个词,智慧地球也没有被正式
列为美国的国家战略。
自 2009年 8月温家宝总理提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战
略性产业之壹,写入《政府工作方案》,物联网于中国受到了全社会极大的关注,其受关注
程度是美国、欧盟以及其他各国不可比拟的。
图 1无论是美国总统奥巴马提出的“SmartPlanet”,仍是欧盟几个方案中均反复提到
“InternetofThings”这个概念
图 2归纳了物联网技术、业务范围和存于形式,以及和其他技术的关系
如图1所示,于 GoogleTrends图中,无论是美国总统奥巴马提出的“SmartPlanet”(或
SmarterPlanet,或 SmarterEarth),仍是欧盟几个方案中均反复提到的
“InternetofThings”这个概念,于全世界(英文)的网站上受关注的程度和使用频率均不
高,远不如 M2M和 SmartGrid等词的受关注程度。
“M2M”和“传感网”(SensorNetworks)这俩个词出现较早,于国外壹直受关注,
SmartPlanet,InternetofThings,和 SmartGrid(智能电网)这三个词于 2007年才开始受
到较大关注,但只有“智能电网”这个词的受关注度提升较快,于 2008年就超过了“智慧
地球”和“InternetofThings”(这个词不等于中国的“物联网”)。
于国外,InternetofThings其实也仍没有大家壹致认同的准确和权威的定义,最常见
的是 Wikipedia上的定义:
TheInternetofThingsreferstoanetworkofobjects,
naself-configuringwirelessnetwork.这个定义很简单和抽象,同样很不全面,和百度百科
的定义壹样。
欧盟于 2009年布拉格会议的壹个方案中对 IoT的定义如下:
IoTisaglobalnetworkinfrastructure,linkingphysicalandvirtualobjectsthroughtheexp
-ident
ification,sensorandconnectioncapabilityasthebasisforthedevelopmentofindependent
ousdatacapture,eventtransfer,networkconnectivityandinteroperability.这个定义比
较宏观和抽象。
走于世界前面的物联网
物联网的概念和其说是壹个外来概念,仍不如说它已经是壹个“中国制造”或“中国智
造”的概念,“InternetofThings”这个词于中国被意译为“物联网”,它的意义和覆盖范
围于中国“和时俱进”,已经超越了 1999年 Ashton教授,2005年 ITU方案,以及 2008年
《EPoSSIoT2020》方案所指的范围,物联网已被贴上中国式标签,中国于物联网理念和应用
方面能够说已经走于了世界的前面。
Internet这个词,来源于英文 InternetWorking的缩写,于英文中也是壹个新词,如
果直译,本应该被翻译成“互连网”。“互连网”这个词早期于中国也被大量使用,但后来
不知不觉之中就慢慢演变成了“互联网”。壹个字的差别,蕴含着深厚的文化底蕴和意义变
迁,于《辞海》中查这俩个字的含义:“连”主要只表达简单的“相接”含义,而“联”则
更强调“结合”和融合,其含义更加丰富,覆盖范围更大。
同理,如果直译,InternetofThings应该被翻译成“物连网”,而非“物联网”。由
此可见,于不知不觉之中,IoT于中国又被赋予了更深的含义,被贴上了中国式标签,覆盖
范围更大。
于搜索引擎中,M2M这个词壹直备受关注,而“传感网”和“物联网”这俩个词从 2009
年下半年(也就是温总理“感知中国”讲话以后)才开始受到较大关注,其中“物联网”这
个词于 2009年下半年出现了“爆发式”的受关注度,超过 M2M数倍,然后壹直保持最高的
受关注度。
下面是作者综合目前“物联网”于中国的实践、发展和演变提出的中国式物联网定义,
算是抛砖引玉:
物联网理念指的是将无处不于(Ubiquitous)的末端设备(Devices)和设施
(Facilities),包括具备“内于智能”的传感器、移劢终端、工业系统、楼控系统、家庭
智能设施、视频监控系统等,和“外于使能”(Enabled)的,如贴上 RFID标签的各种资产
(Assets)、携带无线终端的个人或车辆等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”(Mote),
通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通信网络实现互联互通(M2M)、应用大集成
(GrandIntegration,也就是 MAI,M2MApplicationIntegration,),以及基于云计
算的 SaaS营运等模式,于内网(Intranet)、专网(Extranet)和/或互联网(Internet)
环境下,采用适当的信息安全保障机制,提供安全可控乃至个性化的实时于线监测、定位追
溯、报警联劢、调度指挥、预案管理、进程控制、安全防范、进程维保、于线升级、统计报
表、决策支持、领导桌面(集中展示的 CockpitDashboard)等管理和服务功能,实现对“万
物”(Things)的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”壹体化TaaS(everyThingasaService)
服务。
根据上述定义,我们把物联网技术、业务范围和存于形式,以及和其他技术的关系归纳
为图 2所示的结构。我们预计,物联网及其关联的 TaaS业务,于基于 SemanticWeb技术的
基础上,将构成 的主体。
物联网系列专栏文章 7
物联网标准的关键点和大有作为之处是物物相连的数据表达、交换和处理标准以及相应的软件体系架构,
这次物联网产业我国有机会和世界同步,像 TD-SCDMA那样做出壹批标准,不说引领潮流,至少也能有机会
和发达国家坐到同壹个桌子上参和博弈。
用标准筑起物联网门槛
■特约撰稿周洪波
标准化之路任重道远
“壹流企业做标准”,这是“地球人均知道”的业界共识,也是很多企业乃至壹个国家战略层面想达到
的制高点,但标准往往是于产业竞争和利益的博弈中产生的,没有足够的实力,包括财力物力和于业界领导
潮流的影响力做支撑,很难做成。标准有时和专利的作用壹样,对于入围的企业来说,它的作用是给后来者
设置了壹个门槛以保持其于业界的领先地位。对于壹个国家来说,他往往靠标准给外来者设置壹个“壁
垒”,以合法的方式来保护本国企业利益或抢占先机。
标准有开放标准和事实标准,做标准的组织有官方的和非官方的、盈利的和非盈利的。开放标准往往由
地方、国家、区域乃至国际的产业联盟来制定,图 1(来自笔者曾任职的 ORNL)展示了和 IT产业关联的壹
些标准组织。事实标准往往由盈利性质的企业来主导,通常是私有的,然而事实标准的拥有者往往无壹例外
均声称他们的标准是开放的。
有些企业靠做标准和配套的产品来生存,例如美国的 Echelon和 Qualcomm公司,Echelon是 LonWorks
标准的拥有者,他们成功地把 LonWorks推广成为中国的国标(GB/-2006),Qualcomm是 CDMA等
壹系列无线通信标准和专利的拥有者,据说他们雇用的律师团队比工程师仍多。这俩个公司的标准均和物联
网产业密切关联。
有些事实标准体当下产品中,见不见、摸不着,没有规范的文字描述,例如微软的 Windows系统,靠既
有的垄断地位独霸壹个产业。Apple目前以移动应用为主的“开放”(对开发者的确是开放的,但技术和平
台是不开放的)软件平台有可能是下壹个赶超微软的有力竞争者。Salesforce基于云计算的 SaaS平台也试
图达到类似目标。由此可见,软件的力量是无穷的,笔者认为,物联网产业也有可能催生这样规模的平台,
Apple和 Salesforce的技术和业务模式值得物联网产业借鉴,前期文章中提到过的国内外的几家 MMO(包括
中国移动基于 WMMP标准的 M2M营运平台)其实已经采用了 SaaS和云计算技术。
物联网产业于 2010年的俩会上成为热点话题,国务院总理温家宝于十壹届全国人大三次会议上作政府
工作方案时指出,今年要大力培育战略性新兴产业,加快物联网的研发应用,物联网被正式列为国家五大新
兴战略性产业之壹。许多代表均于呼吁物联网国家标准的建立,中国物联网标准联合工作组已于筹备成立中。
面对国家对物联网产业寄予的厚望以及目前轰轰烈烈、如火如荼的景象,物联网从业者们任重而道远,
但这也许是应该冷静下来深入反思的时候了,切不可急于求成大跃进,需要扎扎实实做好各项工作。不过,
面对厚望和机遇,我们也应该“趁热打铁”。
标准化的确是占领物联网制高点的关键,然而目前业界对物联网本身的认识仍不统壹,众说纷纭,仍只
是停留于战略性的粗线条层面,甚至是壹些不切合实际的空头口号,实质性内容仍远远不够。哪些是物联网
关键技术,哪些是关键应用,哪些关键技术应该先突破,哪些关键应用应该先发展,目前业界仍没有壹致的
观点,这些东西不统壹,标准的制定必然会操之过急,即使定出来了可能也无实际意义。
数据交换标准是
大集成的关键
物联网的本质是 M2M,即机器和机器之间的通信,这里所讲的“机器”是广义的,它能够小到是壹个“智
能尘埃”,如 RFID芯片或嵌入人体的生物传感器;大到是壹列高速列车或航天飞机。M2M能够是 P2P(壹对
壹)的,也能够是多对壹的——把所有末端连接到壹个云计算中心的超级计算机上,实现大集成
(GrandIntegration)。
物联网的核心是实现大集成的软件和中间件,物联网于各行业的应用早已开始且普遍存于,如环保监测、
安防消防联网、工业信息化等,目前的挑战于于按标准化的 M2M软件技术实现这些已存于的和新建系统之间
的互联互通,通过“管控营壹体化”和泛于的物物相连,实现高效、安全、节能、环保的和谐社会。
物联网标准的关键是基于软件和中间件的数据交换和处理标准。于物联网 DCM三层体系中,感知层基于
物理、化学、生物等技术和发明的传感器,标准多成为专利。而传输层的有线和无线网络属于通用网络,有
线长距离通信基于成熟的 IP协议体系,有线短距离主要以 10多种现场总线标准为主,无线长距离通信基于
GSM和 CDMA等技术的 2G/3G/4G网络标准也基本成熟,无线短距离通信针对频段的不同也有 10多种标准,
如 RFID、Bluetooth等,建立新的物联网通信标准难度较大,可行性较小。
因此物联网标准的关键点和能够大有作为之处是物物相连的数据表达、交换和处理标准(如图 2)以及
相应的软件体系架构,很多人均见到了这次物联网产业我国有机会和世界潮流同步,我们有机会像 TD-SCDMA
那样做出壹批标准,不说引领潮流,至少也能有机会和发达国家坐到同壹个桌子上参和博弈。笔者认为,物
联网的最大瓶颈既不是壹些人说的 IP地址不够问题,也不是壹定要攻克下什么关键技术才能发展。三网合
壹、IPv6固然重要,但物联网的很多底层通信介质根本不能运行 IPStack,能够通过 UID等软件标准解决。
壹些传感器和传感器网络关键技术的攻关也很重要,但那是“点”的问题,不是“面”的问题。大面上的问
题仍是数据表达、交换和处理的标准以及应用支撑的中间件架构问题。
数据交换标准主要落地于物联网 DCM三层体系的应用层和感知层,配合传输层通道,目前国外已提出很
多标准,如 EPCGlobal的 ONS/PML标准体系,仍有 Telematics行业推出的 NGTP标准协议及其软件体系架构,
以及 EDDL、FDT/DTM、M2MXML、BITXML、oBIX等,传感层的数据格式和模型也有 TransducerML、SensorML、
IRIG、CBRN、EXDL、TEDS等等,目前的挑战是把这些现有标准融合,实现壹个统壹的物联网数据交换大集
成应用标准。同方从 2004年就开始研发这方面的产品和标准,推出了 M2M物联网业务基础中间件产品和 oMIX
数据交换标准(产品中仍实现了中国移动的 WMMP标准)。可是壹个企业的力量是有限的,既然物联网产业
已经被提到国家战略的高度,笔者认为,如果国家能够整合资源,这个标准的建立就具备较大的可行性。于
温总理号召下,如果以国家战略高度来推动物联网数据交换标准和中间件标准,壹定能够很快(比制定其他
通信层和传感器的技术攻关见效快)发挥整体效果,引领世界潮流,占领物联网产业制高点。不过由于其涉
及面广、整体协调难度大,只有受到监管层和高层领导的高度重视,委托国家级的综合性物联网标准委员会
具体实施才有可能实现这个目标。遗憾的是,目前的壹些标准组织多半仍是更多地关注于传输层标准,或行
业应用标准,如 RFID等,统筹能力不够,视野也不够宽。
基于数据交换标准的物联网应用框架
于新闻联播或壹些企业网站上,我们经常会见到某领导人于视察某研究所或企业时手里拿着壹个新产品
或指着壹个新设备,鼓励大家要坚持自主创新,攻克关键技术。这种场景和影响导致的结果是,如果被参观
的企业拿不出几件“硬”设备放于那儿就脸上无光,更谈不上取得了什么成果,大部分做软件的企业因为拿
不出“硬”设备而备受冷落,因为没有领导会耐心去听你的 PPT介绍。这是壹个巨大的误区,目前国际国内
均于提“软实力”,对高新企业来说,软实力就是软件和其领导潮流的标准和理念,这是壹场没有硝烟的战
争,这里的“硝烟”不是指战场上的,而是指工厂冒出的“硝烟”。
于操作系统和数据库等基础软件领域,我们早已经失去了参和竞争的机会,于我国国土上运行的机器的
“大脑”基本上均不是自己的。我们同样失去了参和中间件标准制定和市场竞争的最佳时间,从最早的 Corba
开放标准和系统,到微软的.NetDNA,再到 JavaEE技术标准,这些均成了造就微软、IBM、Oracle、SAP等国
外软件巨头统治地位的有力武器。就算是大家眼里的“硬件”企业,Cisco等公司最值钱的东西不是我们见
得见的路由器“硬盒子”,而是盒子里面的软件,华为是中国最大的软件公司,最值钱的也是它的软件和见
不见、摸不着的网络协议“stack”。
智慧地球、泛于计算、物联网、云计算、SaaS、SOA等理念也是由 IBM等壹批软件公司首先提出和倡导
的,同样充分说明了“软实力”的重要性。物联网产业发展的支撑力量是应用,而应用的核心是软件,应用
软件要做大做强的关键是中间件和数据交换标准及其支撑架构。软件和中间件于中国壹直不受重视,也许且
不是领导层不知道它的重要性,而是业界和监管层没有让领导层知道如何重视、如何抓。我们不知道如何做
软件标准,主要仍是因为没有做大做强的软件企业,于中间件标准、SOA/ESB、SaaS、云计算、OpenDoc等
重要标准中,我们均没有能够像 TD-SCDMA、WAPI那样影响到巨大市场优势,失去了做出实质性贡献的机会,
多半均是跟于别人后面“替人吆喝”。
前文谈到的物联网统壹数据表达、交换、预处理标准的建立,首先需要定义壹批 XML数据表达和接口标
准,然而更重要的是要开发出支撑这个标准的配套运行环境和中间件业务框架,使用户能够快速开发出垂直
应用业务系统,让标准落到实处,推动产业高速发展。
如果不能制定出上述的统壹数据交换标准,壹个完整的物联网业务基础中间件平台将被迫支持所有的数
据交换标准,或只支持关联行业的标准,专注特定的行业业务。如 RFID中间件只支持 ONS/PML等关联标准,
这将重蹈以往“信息孤岛”的覆辙,是实现真正的物物相连物联网的巨大障碍。