邬贺铨:物联网是互联网应用拓展重点

2015-06-24 23:06 来源:国脉物联网
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  6月29日消息,2010中国物联网大会今天在北京举行,中国电子学会副理事长、中国工程院院士、中国物联网专家委员会主任委员邬贺铨在大会上做演讲时对物联网做了概要的总结。

  邬贺铨表示,物联网是互联网应用拓展重点,物联网是泛在网的起点,物联网是信息化与工业化融合的切入点,物联网应用推广种突破行业进入壁垒是难点,物联网是低碳经济的支撑点,物联网是战略性新兴产业的增长点,物联网是民生服务的新亮点,物联网是国际竞争的新热点。

  胡锦涛总书记在两院院士大会上讲话说物联网支持智能服务发展,为个性化制造服务创新提供有利的工具和环境。互联网现在已经走了四十年了,在今年提名诺贝尔和平奖的时候,有人说互联网是候选人。互联网从七十年代走到九十年代到现在又是新世纪第二个十年,互联网到公众互联网、全球互联网主要技术从TCIP、到WEB、2.0,互联网从一个联系平台到一个浏览平台到交互平台现在成为工作平台,互联网上传输的内容、数据、话音、视频,从有线接入到宽带拨号视频,从研究性网络到商业性网络,现在又走到宽带网络,最有代表意义的说下一代互联网是美国GENI计划,具有安全性与鲁棒性,具有移动性的普适计算,跨越物理与Cyber空间,自制联网。互联网的发展,从物联网角度来看互联网现在往下延伸,要使用泛在化的传感单元和网络,最常用的互联网提供更全面的互联互通,在这之上还需要提供普适性的数据分析与服务,以便深入服务智能化。IBM公司将此称之为智慧地球,应该说这是IBM运用新技术构件新的世界模型的远景。温总理用感知中国来概括物联网的泛在和效用。

  RFID我们最常见的标签是进门门槛,它通过电磁波转换能源使得芯片工作,电磁波本身也传递一些信息,可以读取模块里头的编码。这些编码是比现有使用物体二维跳马内容丰富的多。物联网里头最主要单元是传感器,单纯的传感器没法使用,必须变成传感器接点,传感器接点IQ定义是由传感器和可院的能够检测数据处理及联网的执行元件组成的设备。传感器网络功能是区分的,中间有协调其,它负责管理一堆传感器,提供捆绑和传感器地址表接入,它带有IO接口穿到网关。起接力作用的传感器也可以带IO接口,最基本的传感器就是一个终端,它具有物理量等等感知功能,通常还需要被供电。传感器工作原理,传感器平时是睡眠状态,一有突发可以唤醒工作状态,需要通过传感器之间的接力,每个传感器可靠性并不是很高,传感器本身有可能出问题,这时候需要重新改变路由。因此也就是说传感器需要具有邻居发现和选路功能,某个传感器出问题了需要绕开这个传感器实现新路由来传递消息。

  传感器与传感器之间联网需要有一定的协议,物理层需要有一定规定,需要注意传输距离和传输功率是2—4次方关系,它传输距离比较短需要接力。通常用的数据是MAC协议,它并不是对网络传感器优化,传感器网络首先需要节能,要开发一些新的适合传感器的MAC协议。TCP也一样不见得是最优的协议。传感器有电源管理平面,需要实现对传感器节点电源使用,单个节点电量低时告诉邻居不能帮助转发消息,传感器本身由于可能是飞机随便洒下去位置不固定,需要有移动管理邻居发现功能。在一个特定区域内均衡及调度传感器任务,在一个区域内并非所有的传感器节点都要同时执行传感任务。

  一般来讲传感器网络可以是ADhoc网络,他本身节点数量大,配置非常密集,节点位置不一定需要预先设计和计算,网络拓扑的变成十分频繁,通信方式也有所不同。现在有说传感网、物联网,我是这样认识的,传感网使用传感器作为感知元件,大楼里有传感器管理大楼的能源和温度,这时候不需要连到公网上。物联网需要有一个通信网络,传感单元已经不限于传感器了。泛在网使用二维条码作为感知条件,通过多种院落实现物与物、物与人、人与人的信息获取、传递、储存等服务,这三者有所关联,但也互相有包含的关系。很多人说物联网是把世界上任何东西都连在一起,我认为这个表述不是非常准确,把任何能够连起来的而且连起来有用有好处的东西连起来。世界上存在的物体多的很,每一样东西都把它连网吗,没有必要。只要是连起来有用的才连起来。

  物联网的概念十年前就有了,几年前IQ提的是互联为特征,现在以智能服务为特征,这就说明侧重点和希望解决的问题已经有所不同。关于物联网现在大家都觉得有点迷茫,欧盟说物联网是未来互联网的一部分,能够定义为基于标准和交互通信协议具有自配置能力的动态全球网络设施,在物联网内物理和虚拟的物件具有身份、物理属性拟人化使用智能接口并且无缝综合到信息网络中。但是这个定义限制的太死了,其好处是把物理属性、智能接口点出来了。今年国家政府工作报告的附录列的第三个注释解释物联网,说物联网是指通过信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网连起来,进行信息交换啊和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪监控和管理的一种网络,它是在互联网基上延伸和扩展的网络。但是如果是我我会改变,我刚才说把需要联网的物品连接起来,我会写跟网络连接起来,它是在网络基础上的延伸和扩展应用。当然这些定义大家可以探讨。

  我感觉物联网应该有这样几个特征,连网对每一个物件都是可以寻址,连网每一个物件都可以控制,连网每一个空间都是可以通信的。物联网的组成有很多种划分方法,我认为有三大块,底层应该是信息获取,中间需要有通信网络,最上层要有信息处理。

  物联网和互联网的关系,物联网可用的基础网络有很多,根本应用需要可以用公网也可以用专网,没有说一定是什么网络。通常互联网是最适合作为物联网的基础网络,特别是当物物互联范围超出局域网的时候已经需要公众网来传送信息处理的时候互联网是最常用的。物联网是全球性的,但往往是行业性和区域性,尽管架构在物联网上可以连到全世界,但是所建设的物联网不是谁都可以接入的。物联网相当于互联网上面向特定任务来组织的专用网络,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用,它应该是通信网络里头的一个应用拓展,底层传感网是原来通信网不包含的。物联网行业应用多样性与承载平台通用性之间需要有中间件来适配。现有通信联网都是支持物联网的,一般并不需要专门为物联网改造最基础网络,底层是需要另外配置,上层智能信息处理传统通信网络不一定需要的功能,物联网上比较增加这些能力。物联网支撑系统很多,有感知层技术、通信层技术、应用层技术等等。现在M2M是一种机器终端智能交互为核心的网络化应用与服务,它是物联网的一部分,不同是物联网的概念采用技术更广泛,M2M更窄一点,它是物联网应用的一种模式,支持其有很多种模式,远端监视、传感网、智能服务、遥测等等。除了M2M以外现在还有CPS,它实际上把计算、通信和控制关联在一起,主要应在工业生产过程,它跟物联网的区别是物联网强调连通,它强调反馈,通过通信与啊计算对物理世界起到反馈的作用,它更强调控制的功能。从概念上来说它也是物联网的范畴。

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  物联网在工业领域里应用,制造业供应链、生产环境检测、生产过程用料与工艺优化、设备管理、以及对员工管理,智能交通也有很大应用,汽车上的传感器、雷达可以感知防止交通事故,还有智能收费系统也是物联网的功能。汽车本身是一个计算机网络,从另一个角度汽车又是网络里头的一个节点,利用网络很多监控视频传感器可以发现优化交通流量。智慧物流,在货物上面可以装入传感器,每个环节都可以通过传感器实现在途货品跟踪。智能电网,时时监控用电量,实施发电、配电、用电平衡。还有建筑节能,不同房间在不同时间由于人量不一样,需要空调不同,集中空调不能识别这些地方,日本在建筑物中安装两万个传感器并使用IPV6,节约运动能耗30%。互联网可以应用生态环境监控、环保检测,美国统计过每16000个病人输血会发生一个输血错误,利用物联网传感器可以存到网上识别人与血浆的对应性,这样有效地避免了医疗上的很多差错。安全监控,现在很多轨道交通是用视频监控,还有很多司法对象监外执行利用GPS手机可以实现对其监控。在很多机场也利用传感器系统,前不久发生了一些变态分子杀小孩的,现在对学校和幼儿园监控也成为一个重要环节。家庭安保也是一个重要方面,在上班时间如果有人进入,通过家里的摄象头可以拍摄及时传到手机上,也可以通知小区保安及时解决。

  物联网接下来还要应对什么挑战,其应用范围很宽,物联网制造业、设备、感知器件、支撑产业还有服务业,这个产业很大,有上亿元产值规模,他的标准化我们一方面说不好,不是没有人做标准化,而是很多部门组织都在做标准化,物联网软件市场竞争非常激烈,这确实是一个很热的领域。

  物联网应用并不只是优点,也可能带来意想不到的问题,智能电网投资回报很长,智能电网可以调节发电以便和用电负荷匹配,我们国家才刚刚关闭了一些小发电网,随便关掉几个发电机就影响很大,电网调节可能带来点网不收敛和非线性而使电网瘫痪。安保监视性能也可能发生误报误判,这都需要专家系统支持,如果专家系统没有这个能力还没有合适的判断。

  物联网对中国是新概念,但其应用早就存在,大家的进门卡、北京无处不在的摄象头都是物联网,物联网产业链很长缺乏龙头企业,产业规模很大,每一种产品在市场上又难以上规模,物联网应用领域几乎无处不在,但又似乎切入无从下手。物联网看上去技术门槛不高,但核心器件和软件方面做不到自主可控。物联网标准化组织很多,但又缺乏权威可遵循标准。与物联网有关的传播和地区产业联盟很多,但产业界无所适从不知道跟谁好。

  目前物联网国内比国外热、政府比市场热、产业与应用热、股市比投资热,教育比科研热,硬件比软件热。物联网行业性太强,公众性和公用性不足,重数据收集、轻数据挖掘与智能处理,产业链长但分散,每一环节规模效益不够,行业进入门槛高,市场规模预期很大,部门利益格局分割市场,无法体现规模化,商业模式不清晰,安全性、可靠性可管理性薄弱,信息共享与隐私保护的矛盾未得到重视。中国推动物联网是不是完全跟国外一样?中国智能交通交通是着重车还是着重路?智能电网目的是提供电网效率, 适应峰巅、广伏发电等不稳定电影的介入,是为了居民节省电费还是看重节能减排。中国智能电网首先考虑提供用户控制还是注重网络坚强?物联网在医疗卫生领域的应用首先着眼降低医疗成本还是减少医疗事故?是方便群众还是减少政府负担?是首先推动电子医疗记录还是医院信息化?是着重医疗还是预防或全社会卫生管理?农业领域的物联网应用是面向农业企业还是农民?所以说中国物联网应用应该考虑中国国情,要有不同出发点。

  刚才讲了这么多问题,但是物联网还是我们值得抓住的一个机遇,胡锦涛总书记说抓住新一代信息网络技术发展的机遇,创新信息产业技术,以信息化带动工业化,发展和普及互联网技术,加快发展故联网技术,重视网络计算机和信息存储技术开发,加快相关基础设施建设,积极研发和建设新一代互联网,改变我国信息资源行业分割,核心技术受制于人的局面,促进信息共享保障信息安全。要积极发展智能宽带无线网络,先进传感和现实,先进可靠软件技术,建设由传感网络、通信设施,网络超算、智能软件构成的智能基础设施,按照可靠低成本信息化的需求,构建泛在的信息网络体系,使基于数据和知识的产业成为重要新兴支柱产业,推进国民经济与社会发展。

  物联网是互联网应用拓展重点,物联网是泛在网的起点,物联网是信息化与工业化融合的切入点,物联网应用推广种突破行业进入壁垒是难点,物联网是低碳经济的支撑点,物联网是战略性新兴产业的增长点,物联网是民生服务的新亮点,物联网是国际竞争的新热点。

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