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全解物联网现状与未来

[日期:2014-05-15] 来源:北极星电力网  作者: [字体: ]

  随着物联网时代的到来,一系列创新的应用和服务也随着产生,催生了由需求方,供应方、研究机构和政府等利益群体相关行业产业链的产生。近些年,随着政府和业界的共同努力,我国物联网产业实力不断提升,在关键技术、半导体、软件等方面取得了一定的成果。物联网的逐步应用,众多行业的运行模式和人类生活方式发生了翻天覆地的变化。在不久的将来,随着物联网技术的不断成熟和应用发展,物联网在我国创新型国际以及和谐社会建设中发挥巨大作用。物联网是信息技术发展到一定程度的必然产物,也是经济社会发展到一定阶段的新要求,因此受到全世界关注是一种必然。我国已经具备物联网发展的政策、经济和技术环境,微型传感器、超高频芯片、云计算和信息安全等条件,将成为技术发展重点,安防、交通、物流、家居、环保、电力等领域将成为应用重点。

  一、物联网技术的原理和特点物联网是通过各种信息传感的设备,如传感器、射频识别(RFID)技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息,与互联网结合行车的一个巨大网络。在这个网络中,物品能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别技术,通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联共享。其目的是实现物与物、物与人,所有物品与网络的连接,方便识别、管理和控制。射频识别技术,是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构思中,RFID标签中存储着规范而具有互动性的信息,通过无线数据、网络把它们自动采集到中央信息系统,实现物品的识别,进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享,实现对物品的“透明”管理。物联网的特征:和传统的互联网相比,物联网有其鲜明的特征。首先,它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器,每个传感器都是一个信息源,不同类别的传感器所捕获的信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性,按一定的频率周期性的采集环境信息不断更新数据。其次,它是一种建立在互联网上泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍然是互联网,通过各种有线和无线网络与互联网融合,将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集信息需要通过网络传输,由于其数量极其庞大,形成了海量信息,在传输过程中,为了保障数据的正确性和即时性,必须适应各种异构网络和协议。还有,物联网不仅仅提供了传感器的连接,其本身也具有智能处理的能力,能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合,利用云计算、模式识别等各种智能技术,扩充应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理有意义的数据,以适应不同的需求,发现新的应用领域和应用模式。

  二、物联网技术近年来的最新发展应用情况物联网应用广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公安安全、智能电网、智能家居、智能家居、智能消防、工业检测、环境监测、物流监测、定位跟踪、老人护理、个人健康、花卉栽培、食品溯源、敌情侦查和情报搜索等多个领域。其实是一个为我们服务,让我们去感知物理世界、控制物理世界的网络,它为我们提供了服务以及对物理世界的控制。物联网的应用主要可分为监控型(如物流监控和环境监控)、查询型(如智能检索和远程抄表)、控制型(如智能交通和智能家居),扫描性(如手机钱包和动态收费等管理和服务功能),实现对万物的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营” 一体化。

  三、物联网技术在安防领域的具体应用情况物联网作为新一代互联网信息技术,在安防行业中起到了很好的作用。例如: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、个人健康等多个领域。这其中的任何一个概念,似乎都与“安防”两个字有着密切的关联。物联网必将给安防行业带来无穷的商机,这是毋容置疑的。专家预计,物联网技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场。然而安防领域是互联网应用的重要领域之一,随着上海浦东国际机场的物联网安防工程的全面投入使用,让我们看到了物联网进入安防领域的步伐正在加快。物联网安防是指:终端产品具有智能化、一体化,能够连接多种无线传感器,具有网络平台监控报警服务功能,并且同时能够通过互联网传输报警图像和信息的安防系统。新一代物联网安防产品,具有体积小巧,造价低廉,集监控、图像分析、智能处理、前端存储、警笛讯响、主动报警等多种功能于一体,物联网可连接多个传感器,能脱离电脑主机单独运行。物联网技术在安防领域的运用,无处不在。当你在外面,一个短信就可以让家中自动煮饭,或者自动打开空调以及热水器;而身处智能家居环境中,当你回到家里,随着门锁被开启,家中的安防系统自动解除室内警戒,廊灯缓缓点亮,空调、新风系统自动启动,你最喜欢的背景交响乐轻轻奏起。在家中,只需一个遥控器就能控制家中所有的电器。每天晚上,所有的窗帘都会定时自动关闭,入睡前,床头边的面板上,你触动“晚安”模式,就可以控制室内所有需要关闭的灯光和电器设备,同时安防系统自动开启处于警戒状态。

  四、物联网技术目前存在的问题当物联网技术在大展身手的同时,也面临着一系列的待解的难题。在国内甚至全球,我们尚未看到物联网大规模建设的案例,此外,行业壁垒和地域壁垒也限制着物联网的规模发展。总体来看,物联网技术的发展主要面临着一些挑战:

  1、工业基础。中国尚未形成物联网应用条件下,物联网的内容取决于现有产业的发展,和国内行业信息基础设施不完善,许多企业与西方发达国家相比仍然落后,所以国内相关产业的信息基础发达程度和水平,短期内很难有新的突破。

  2、技术水平。物联网的产业链很长,与正处于发展阶段的核心技术、产业化应用还有很大的距离,特别是在传感器网络,没有工业化规模应用条件,传感90%核心技术主要是在发达国家手中。作为物联网的发源地,西方确实拥有较大的技术优势。

  3、标准化工作。无论在国际还是国内,物联网的核心架构,每一层的技术接口、协议都不规范,与各行业的互联网应用和基本标准化工作相比,缺乏标准化的网络应用的普及规模。另外,物联网的建设成本较高,所以短期内,国内不存在大规模的应用环境。

  4、安全性问题。在推进互联网产业发展的同时,要特别注意其可靠性,安全性和隐私保护。物联网社会活动,战略资源基础设施和居民居住在整个结构在全程相互联系的网络上,所有的活动和设施的理论透明度,一旦遭到攻击,安全和隐私将面临巨大的威胁。因为国内物联网发展环境也具有一定的挑战,因此短期互联网应用主要集中在外地。应用并促进物联网技术也需要创新,另外,这不是仅仅靠少数企业就可以完成,更多的是建立一个涉及产学研用产业联盟,共同突破,产业联盟不仅是对物联网技术包装,而且还要选择应用程序的切入点,通过物联网实现价值提升。

  五、物联网技术未来的市场应用前景和发展趋势

  1、物联网出现的必然性信息获取、传输和处理是信息产业领域的三大支柱。信息产业的第一次浪潮是个人电脑产业的发展,其关键技术是数据处理技术;第二次信息产业浪潮出现的标志是互联网技术走向实用化,其关键技术是信息传输。经历两次信息技术的大发展后,以计算机采集与处理终端,互联网为信息传输渠道的信息化格局基本形成,科学研究、工业生产、社会管理等诸多方面出现了方式的改变和效能的提高。但不可否认一点的是,目前过多的信息资源需要人工采集,通过网络对计算机以外的终端的控制与管理能力还很弱,还不能在信息世界里实现对物理世界的精确管控,还没有将信息技术的最大效能发挥出来。究其原因,主要是信息获取的手段不够丰富,信息不够全面,还缺少对现实世界信息的即时精确把握。而物联网技术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,按约定的协议,把这些物体连接起来,形成一种新型的网络,进行信息交换和通讯,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。在这个网络当中,存在能力超级强大的中心计算机群,能够对网络内的人员、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。因此它是互联网发展的新阶段,是信息产业的又一次浪潮。从此,世界将从互联网时代进入物联网时代。发展到物联网时代,信息产业的三大支柱领域都已经得到了充分的发展。

  2、 物联网受到各国政府、企业和学术界高度重视物联网被看作是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。美国独立市场研究机构Forrester预测,到2020年物联网业务与现有互联网业务之比将达到30:1,各国政府和企业纷纷看好其产业前景,包括中美国家在内的多国将其提升到国家战略层面。我国在这次信息化浪潮中与世界保持了同步发展,迅速将物联网提升到国家战略地位,国家五大战略性新兴产业中物联网排在第二位。美国总统奥巴马就职后,积极回应IMB提出的“智慧地球”战略;欧盟“物联网行动计划”、日本“U-Japan”、韩国“U-Korea”计划等都是利用各种信息技术来突破互联网的物理限制,以实现无处不在的物联网;新加坡、中国台湾等在内的国家和地区都已制定了“U”社会发展计划。保千里电子安防系列产品助力物联网物联网已经成为学术界、企业研究的热点,国内外知名研究机构、高校和大型企业都纷纷加入到物联网研究队伍中来。在国内,中科院上海微系统所、中国移动研究院、公安部第三研究所等研究机构,清华大学、中国科技大学、上海交通大学、北京邮电大学等知名高校,中国移动、中国电信、华为、中芯微电子、南京三宝、远望谷、新大陆、大唐电信等大型企业,都将物联网作为发展方向,投入了大量的人力物力进行技术攻关。在国外,美国加州大学洛杉矶分校、麻省理工大学、奥本大学、俄亥俄州大学等很多大学都在开展相关研究工作,GE、IBM、Google、Intel、西门子、诺基亚、阿尔卡特、霍尼韦尔、博世公司等信息产业龙头和传感器设备巨头等也加入物联网研究与应用行列。“物联网”概念的引入,打破了之前的传统思维,过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开:一方面是机场、公路、建筑物,而另一方面是数据中心,个人电脑、宽带等。而在“物联网”时代,钢筋混凝土、电缆将于芯片、宽带整合为统一的基础设施,在此意义上,基础设施更像是一块新地球工地,世界的运转就在它上面进行,其中包括经济管理、经营、社会管理和个人生活。物联网可以提高经济、降低了成本,物联网将会广泛用于智能家居、智能交通、环保监控、智能电网、智能金融、智能消防、工业检测、智能医疗、个人健康和其他领域的应用。物联网的出现是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。有专家预测在未来10年内,物联网就可能大规模普及,这项技术将会成为一个上万亿元规模的高科技市场。目前国内物联网总体还处于起步阶段,为推进物联网产业发展未来5年将集中资源攻关共性关键技术,探索行业应用模式,实现科技创新。关键共性技术主要集中在无线传感器网络节点与传感器网关、系统微型化技术、超高频RFID、智能无线技术、通信与异构网组网、网规划与部署技术、综合性感知信息处理技术、中间件平台、编码解析、检索与跟踪以及信息分发等。结合物联网特点,在突破关键共性技术时,研发和推广应用技术,加强行业和领域物联网技术解决方案的研发和公共服务平台建设,以应用技术为支撑突破应用创新。从推广应用行业来看,公共安全、智能电网、物流产业、智能家居、远程医疗、环境监测、精细农业等行业将成为率先应用的领域。

  六、 结束语

  在现实生活中已可见物联网的具体应用,如远程防盗、高速公路不停车收费、智能图书馆、远程电力抄表等,只不过这些仅是物联网技术的邹形,还尚未形成一个庞大的网络。物联网固然给我们构建了一个十分美好的蓝图,在未来,我们可以想象通过物物相连的庞大网络实现智能交通、智能安防、智能监控、智能物流以及家庭电器的智能化控制。但从目前全球状况来,物联网的发展仍有众多问题需得到解决。目前智能电网、智能交通、智能物流、智能家居、环境与安全检测、工业自动化、医疗健康、精细农牧业、金融与服务业、国防军事等各个行业均有物联网应用的尝试。

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