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傳感器

無(wú)與倫比的物聯(lián)網(wǎng)

2025China.cn   2009年09月27日

  編者語(yǔ):2008年底美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬就職以后,在他和工商領(lǐng)袖舉行的圓桌會(huì)議上,提出了“智慧地球”的概念,“智慧地球”被美國(guó)人認(rèn)為是振興經(jīng)濟(jì)、確立全球競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵戰(zhàn)略。2009年8月7日,國(guó)務(wù)院總理溫家寶視察了中科院無(wú)錫微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心,也提出盡快建立中國(guó)的傳感信息中心,并形象地稱(chēng)為“感知中國(guó)”中心。由此,物聯(lián)網(wǎng)的概念迅速流行開(kāi)來(lái)。那么,物聯(lián)網(wǎng)到底是一個(gè)什么東西呢?

  物聯(lián)網(wǎng)的概念

  物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of Things)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)、激光掃描器等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。其中非常重要的技術(shù)是RFID電子標(biāo)簽技術(shù)。以簡(jiǎn)單RFID系統(tǒng)為基礎(chǔ),結(jié)合已有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、中間件技術(shù)等,構(gòu)筑一個(gè)由大量聯(lián)網(wǎng)的閱讀器和無(wú)數(shù)移動(dòng)的標(biāo)簽組成的,比互聯(lián)網(wǎng)更為龐大的物聯(lián)網(wǎng)成為RFID技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。

  物聯(lián)網(wǎng)把新一代IT技術(shù)充分運(yùn)用在各行各業(yè)之中,即把感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、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(lái),實(shí)現(xiàn)人類(lèi)社會(huì)與物理系統(tǒng)的整合,在這個(gè)整合的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中,存在能力超級(jí)強(qiáng)大的中心計(jì)算機(jī)群,能夠?qū)φ暇W(wǎng)絡(luò)內(nèi)的人員、機(jī)器、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)施實(shí)時(shí)的管理和控制。在此基礎(chǔ)上,人類(lèi)可以以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活,達(dá)到“智慧”狀態(tài),提高資源利用率和生產(chǎn)力水平,改善人與自然間的關(guān)系。

  “物聯(lián)網(wǎng)”概念的問(wèn)世,打破了之前將物理基礎(chǔ)設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施分開(kāi)的傳統(tǒng)思維。在“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代,鋼筋混凝土、電纜將與芯片、寬帶整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施,基礎(chǔ)設(shè)施更像是一塊新的地球工地,世界的運(yùn)轉(zhuǎn)就在它上面進(jìn)行,其中包括經(jīng)濟(jì)管理、生產(chǎn)運(yùn)行、社會(huì)管理乃至個(gè)人生活。

  物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展

  “物聯(lián)網(wǎng)”的概念最早于1999年提出,當(dāng)時(shí)的定義比較簡(jiǎn)單。

  2005年11月17日,在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)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。報(bào)告指出:無(wú)所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時(shí)代即將來(lái)臨,射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用。

  2009年1月28日,奧巴馬就任美國(guó)總統(tǒng)后,與美國(guó)工商業(yè)領(lǐng)袖舉行了一次圓桌會(huì)議,作為僅有的兩名代表之一,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(chǔ)設(shè)施,闡明其短期和長(zhǎng)期效益。奧巴馬對(duì)此給予了積極的回應(yīng):“經(jīng)濟(jì)刺激資金將會(huì)投入到寬帶網(wǎng)絡(luò)等新興技術(shù)中去,毫無(wú)疑問(wèn),這就是美國(guó)在21世紀(jì)保持和奪回競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的方式?!?/FONT>

  2009年8月7日,溫家寶總理考察中科院無(wú)錫高新微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心后,指示“盡快建立中國(guó)的傳感信息中心,或者叫‘感知中國(guó)’中心”。其后,在全省領(lǐng)導(dǎo)干部學(xué)習(xí)會(huì)上,江蘇省委書(shū)記梁保華把傳感網(wǎng)列為全省重點(diǎn)培育和發(fā)展的六大新興產(chǎn)業(yè)之一,并提出“要努力突破核心技術(shù),加快建立產(chǎn)業(yè)基地”。

  2009年8月24日,中國(guó)移動(dòng)總裁王建宙首度在臺(tái)灣公開(kāi)演講中提及,通過(guò)裝置在各類(lèi)物體上的電子標(biāo)簽(RFID)、傳感器、二維等,經(jīng)過(guò)接口與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相連,從而給物體賦予智能,可以實(shí)現(xiàn)人與物體的溝通和對(duì)話,也可以實(shí)現(xiàn)物體與物體互相間的溝通和對(duì)話。這種將物體聯(lián)接起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)被稱(chēng)為“物聯(lián)網(wǎng)”。

  2009年9月11日,經(jīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn),全國(guó)信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)組建了傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組。標(biāo)準(zhǔn)工作組聚集了中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)移動(dòng)等國(guó)內(nèi)傳感網(wǎng)主要的技術(shù)研究和應(yīng)用單位,將積極開(kāi)展傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制訂工作,深度參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng),旨在通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化為產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)。

  目前,我國(guó)傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系已形成初步框架,向國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織提交的多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)提案被采納,傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作已經(jīng)取得積極進(jìn)展。

  下一個(gè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)

  “物聯(lián)網(wǎng)”被稱(chēng)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。業(yè)內(nèi)專(zhuān)家認(rèn)為,物聯(lián)網(wǎng)一方面可以提高經(jīng)濟(jì)效益,大大節(jié)約成本;另一方面可以為全球經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇提供技術(shù)動(dòng)力。目前,美國(guó)、歐盟、中國(guó)等都在投入巨資深入研究探索物聯(lián)網(wǎng)。

  中國(guó)移動(dòng)總裁王建宙反復(fù)提及,物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)成為中國(guó)移動(dòng)未來(lái)的發(fā)展重點(diǎn)。他表示將會(huì)邀請(qǐng)臺(tái)灣生產(chǎn)RFID、傳感器和條形碼的廠商和中國(guó)移動(dòng)合作。據(jù)他介紹,運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),上海移動(dòng)已為多個(gè)行業(yè)客戶度身打造了集數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和業(yè)務(wù)管理于一體的整套無(wú)線綜合應(yīng)用解決方案。

  工信部的一份內(nèi)部材料也認(rèn)為,隨著傳感器、軟件、網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵技術(shù)迅猛發(fā)展,傳感網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模快速增長(zhǎng),應(yīng)用領(lǐng)域廣泛拓展,帶來(lái)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新機(jī)遇。

  在“物聯(lián)網(wǎng)”普及以后,用于動(dòng)物、植物和機(jī)器、物品的傳感器與電子標(biāo)簽及配套的接口裝置的數(shù)量將大大超過(guò)手機(jī)的數(shù)量。物聯(lián)網(wǎng)的推廣將會(huì)成為推進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的又一個(gè)驅(qū)動(dòng)器,為產(chǎn)業(yè)開(kāi)拓了又一個(gè)潛力無(wú)窮的發(fā)展機(jī)會(huì)。按照目前對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的需求,在近年內(nèi)就需要按億計(jì)的傳感器和電子標(biāo)簽,這將大大推進(jìn)信息技術(shù)元件的生產(chǎn),同時(shí)增加大量的就業(yè)機(jī)會(huì)。

  美國(guó)權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu)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,因此,“物聯(lián)網(wǎng)”被稱(chēng)為是下一個(gè)萬(wàn)億級(jí)的通信業(yè)務(wù)。

  中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所副所長(zhǎng)、中科院無(wú)錫高新微納傳感網(wǎng)工程中心主任劉海濤稱(chēng),若全國(guó)近200家民用機(jī)場(chǎng)如果都加裝防入侵系統(tǒng),將產(chǎn)生了上百億的市場(chǎng)規(guī)模。

  中國(guó)領(lǐng)跑世界

  目前,我國(guó)傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系已形成初步框架,向國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織提交的多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)提案被采納,傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作已經(jīng)取得積極進(jìn)展。業(yè)內(nèi)專(zhuān)家表示,掌握“物聯(lián)網(wǎng)”的世界話語(yǔ)權(quán),不僅僅體現(xiàn)在技術(shù)領(lǐng)先,更在于我國(guó)是世界上少數(shù)能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的國(guó)家之一。中科院無(wú)錫微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心,是國(guó)內(nèi)目前研究物聯(lián)網(wǎng)的核心單位。

  據(jù)了解,我國(guó)的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋了城鄉(xiāng),從繁華的城市到偏僻的農(nóng)村,從海島到珠穆朗瑪峰,到處都有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)“物聯(lián)網(wǎng)”必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施,安置在動(dòng)物、植物、機(jī)器和物品上的電子介質(zhì)產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)可隨時(shí)隨地通過(guò)無(wú)處不在的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳送出去?!霸朴?jì)算”技術(shù)的運(yùn)用,使數(shù)以億計(jì)的各類(lèi)物品的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理變得可能。

  在“物聯(lián)網(wǎng)”這個(gè)全新產(chǎn)業(yè)中,我國(guó)的技術(shù)研發(fā)水平處于世界前列,具有重大的影響力。中科院早在1999年就啟動(dòng)了傳感網(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。在世界傳感網(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。

  物聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)

  物聯(lián)網(wǎng)用途廣泛,可運(yùn)用于城市公共安全、工業(yè)安全生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)控、智能交通、智能家居、公共衛(wèi)生、健康監(jiān)測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域,讓人們享受到更加安全輕松的生活。其應(yīng)用可分三個(gè)層次:一是傳感網(wǎng)絡(luò),即以二維碼、射頻標(biāo)簽、傳感器為主,實(shí)現(xiàn)物的識(shí)別;二是傳輸網(wǎng)絡(luò),即通過(guò)現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)絡(luò)等,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與計(jì)算;三是應(yīng)用網(wǎng)絡(luò),即利用現(xiàn)有的手機(jī)、PC等終端實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。

  南京郵電大學(xué)校長(zhǎng)、博士生導(dǎo)師楊震教授表示, “如果物聯(lián)網(wǎng)再搭上互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)橋梁,在世界任何一個(gè)地方我們都可以即時(shí)獲取萬(wàn)事萬(wàn)物的信息??梢赃@么說(shuō),物聯(lián)網(wǎng)加上互聯(lián)網(wǎng)等于智慧地球。一旦物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模普及,無(wú)數(shù)的日常生活用品需要加裝小巧智能的傳感器,或者直接升級(jí)換代,給市場(chǎng)帶來(lái)的商機(jī)將大得難以估量。有人預(yù)測(cè),如果物聯(lián)網(wǎng)全部構(gòu)成,其產(chǎn)業(yè)要比互聯(lián)網(wǎng)大30倍。”

  互聯(lián)網(wǎng)之父瑟夫在近期也表示,之后的網(wǎng)絡(luò)上會(huì)連接更多的傳感器,成為一個(gè)傳感器的互聯(lián)網(wǎng)。在他看來(lái),全球互聯(lián)網(wǎng)又來(lái)到了一個(gè)轉(zhuǎn)折的階段,完成人的上網(wǎng)后,要為電腦外的每一個(gè)物體都分配一個(gè)IP地址,因此整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)、管理、運(yùn)營(yíng)和創(chuàng)新能力都會(huì)來(lái)到一個(gè)新的階段。

  然而,“物聯(lián)網(wǎng)”不同于互聯(lián)網(wǎng),因?yàn)槠錉可婷嫣珡V,不僅是技術(shù)問(wèn)題,建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)的過(guò)程中將涉及產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、管理、協(xié)調(diào)以及個(gè)人隱私保護(hù)等方面的問(wèn)題,需要政府制定一系列配套政策和規(guī)范,而且很多基礎(chǔ)設(shè)施需要重新建設(shè),這些都需要時(shí)間。目前看來(lái)“物聯(lián)網(wǎng)”還僅僅是一個(gè)概念,只是對(duì)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)提出的一個(gè)方向,還停留在很初級(jí)的層面,需要科學(xué)引導(dǎo)、可持續(xù)發(fā)展,而不是過(guò)度的“吹棒”。

   隨著我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系的逐步確立和完善,我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用將很快展開(kāi),預(yù)計(jì)在不遠(yuǎn)的將來(lái),物聯(lián)網(wǎng)的效益將逐步體現(xiàn)出來(lái)。但目前物聯(lián)網(wǎng)仍需標(biāo)準(zhǔn)的制定及后續(xù)的大量研發(fā)投入,短期內(nèi)獲益的可能性不大。此外,考慮到之前國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)和IBM 也曾提出過(guò)類(lèi)似的標(biāo)準(zhǔn),因此,我國(guó)能否主導(dǎo)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定尚存在較大的不確定性。

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