第十五章 物联网基础

第十五章物联网基础主要内容：15.1物联网概述15.2物联网的应用与发展15.1物联网概述■15.1.1什么是物联网物联网（TheInternetofThings）的标准定义是：通过射频识别RFID（RadioFrequencyIdentification，俗称电子标签）、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，把任何物体与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。由物联网名称可见，物联网就是“物物相连的互联网”。这里有两层意思，第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围：1、要有相应信息的接收器；2、要有数据传输通路；3、要有一定的存储功能；4、要有CPU；5、要有操作系统；6、要有专门的应用程序；7、要有数据发送器；8、遵循物联网的通信协议；9、在世界网络中有可被识别的唯一编号。2009年9月，在北京举办的物联网与企业环境中欧研讨会上，欧盟委员会信息和社会媒体司RFID部门负责人LorentFerderix博士给出了欧盟对物联网的定义：物联网是一个动态的全球网络基础设施，它具有基于标准和互操作通信协议的自组织能力，其中物理的和虚拟的“物”具有身份标识、物理属性、虚拟的特性和智能的接口，并与信息网络无缝整合。物联网将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一道，构成未来互联网。在中国，物联网的概念是在1999年提出的，物联网被称之为传感网。中科院早在1999年就启动了传感网的研究，并已取得了一些科研成果，建立了一些适用的传感网。1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议提出了，传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇。2003年，美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会WSIS（WorldSummitontheInformationSociety）上，国际电信联盟ITU（InternationalTelecommunicationUnion）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出了“物联网”的概念。物联网概念的兴起，很大程度上得益于国际电信联盟(ITU)2005年以物联网为标题的年度互联网报告。2009年１月２８日，奥巴马就任美国总统后，与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议，”作为仅有的两名代表之一，IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施建设。■15.1.2物联网的产业链物联网的产业链大致可以分三个层面：首先是传感网络，以二维码、RFID（射频识别技术）、传感器、芯片及智能卡为主，实现“物”的识别，这将为传感器、二维码、红外设备、射频生产商带来机会。其次是传输网络，通过现有的互联网、广电网络、通信网络等实现数据的传输与计算，这将促使各种电信网络与互联网进一步融合，通过综合信息平台接收、处理、反馈并应用信息，大量软件企业将从中受益。三是应用网络，即输入输出控制终端，可基于现有的手机、PC等终端进行，将给相关设备制造商带来机会。■15.1.3物联网的研究现况2009年2月24日，IBM大中华区首席执行官钱大群在2009IBM论坛上公布了名为“智慧的地球”的最新策略。此概念一经提出，即得到美国各界的高度关注，甚至有分析认为IBM公司的这一构想极有可能上升至美国的国家战略，并在世界范围内引起轰动。IBM认为，IT产业下一阶段的任务是把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成物联网。针对中国经济的状况，钱大群表示，中国的基础设施建设空间广阔，而且中国政府正在以巨大的控制能力、实施决心、和配套资金对必要的基础设施进行大规模建设，“智慧的地球”这一战略将会产生更大的价值。在策略发布会上，IBM还提出，如果在基础建设的执行中，植入“智慧”的理念，不仅仅能够在短期内有力的刺激经济、促进就业，而且能够在短时间内为中国打造一个成熟的智慧基础设施平台。钱大群表示，当今世界许多重大的问题如金融危机、能源危机和环境恶化等，实际上都能够以更加“智慧”的方式解决。在全球经济形势低迷的同时，也孕育着未来的发展机遇，中国不仅能够籍此机遇开创新产业和新的市场，加速发展，摆脱经济危机的影响。IBM希望“智慧的地球”策略能掀起“互联网”浪潮之后的又一次科技革命。IBM前首席执行官郭士纳曾提出一个重要的观点，认为计算模式每隔15年发生一次变革。这一判断像摩尔定律一样准确，人们把它称为“十五年周期定律。”1965年前后发生的变革以大型机为标志，1980年前后以个人计算机的普及为标志，而1995年前后则发生了互联网革命。每一次这样的技术变革都引起企业间、产业间甚至国家间竞争格局的重大动荡和变化。而互联网革命一定程度上是由美国“信息高速公路”战略所催熟。20世纪90年代，美国克林顿政府计划用20年时间，耗资2000亿～4000亿美元,建设美国国家信息基础结构，创造了巨大的经济和社会效益。有研究机构预计，10年内物联网就可能大规模普及，这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场，其产业要比互联网大30倍。■15.1.4物联网的研究内容物联网产业链可以细分为标识、感知、处理和信息传送四个环节，每个环节的关键技术分别为RFID、传感器、智能芯片和电信运营商的无线传输网络。EPOSS在《InternetofThingsin2020》报告中分析预测，未来物联网的发展将经历四个阶段，2010年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域，2010～2015年物体互联，2015～2020年物体进入半智能化，2020年之后物体进入全智能化。作为物联网发展的排头兵，RFID成为了市场最为关注的技术。要真正建立一个有效的物联网，有两个重要因素。一是规模性，只有具备了规模，才能使物品的智能发挥作用。例如，一个城市有100万辆汽车，如果我们只在１万辆汽车上装上智能系统，就不可能形成一个智能交通系统；二是流动性，物品通常都不是静止的，而是处于运动的状态，必须保持物品在运动状态，甚至高速运动状态下都能随时实现对话。美国权威咨询机构弗雷斯特（Forrester）研究公司预测，到2020年，世界上物物互联的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30比１，因此，“物联网”被称为是下一个万亿级的通信业务。15.2物联网的应用与发展■15.2.1物联网的应用条件■15.2.2物联网在我国的发展物联网为什么在中国会迅速壮大呢？物联网在中国迅速崛起得益于我国在物联网方面的几大优势。1．我国早在1999年就启动了物联网核心传感网技术研究，研发水平处于世界前列；第2．在世界传感网领域，我国是标准主导国之一，专利拥有量高；3．我国是目前能够实现物联网完整产业链的国家之一；4．我国无线通信网络和宽带覆盖率高，为物联网的发展提供了坚实的基础设施支持；5．我国已经成为世界第三大经济体，有较为雄厚的经济实力支持物联网发展。物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。国际电信联盟于2005年的一份报告曾描绘“物联网”时代的图景：当司机出现操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。例如一家物流公司应用了物联网系统的货车，当装载超重时，汽车会自动告诉你超载了，并且超载多少，告诉你轻重货怎样搭配。■15.2.3物联网的应用物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。第十五章习题：1．什么是物联网，它与互联网的区别和关系是什么？2．“物”要满足什么条件才能够被纳入“物联网”的范围？3．在中国，物联网的概念是在哪一年提出的，物联网又被称之为什么网？4．物联网产业链可以细分为几个环节？5．IT产业下一阶段的任务是什么？6．要真正建立一个有效的物联网，有几个重要因素？都是什么？7．物联网为什么在中国会迅速壮大呢？8．举例说明物联网用途有哪些。