早在10年之前就已提出的物聯網概念,由于受限于網絡通信、傳感、信息識別技術的發展水平,并未受到業界的重視。但今天,它正在全球尤其是中國掀起一股產業化的熱潮。由于物聯網融合了傳感器、計算機、通信網絡、半導體等多種技術,它即將成為電子信息產業發展的新制高點。
物聯網應用悄然推進
物聯網究竟是什么?它將給人類生活帶來什么樣的影響?這些是最近以來業界對物聯網提出的最多疑問。
由于技術和應用層面的出發點不同,業界對物聯網的定義也有所不同。但不論何種解釋其核心都離不開“物物互聯”這4個字,即利用先進的傳感技術、網絡通信技術實現的物與物之間的互聯通信,而應用則是在此基礎上產生。如果說互聯網互聯的是虛擬的世界,物聯網則連接的是物理的、真實的世界。
上海浦東國際機場的“圍界防入侵系統”就是物聯網一個典型的應用。它通過采用傳感技術在機場圍欄外面設置了一道無形的網,一旦有人靠近,系統就會自動發出信號。“這樣的網絡由埋設在地下的傳感器組成,這些傳感器不僅能夠分辨出是人還是動物在靠近圍欄,而且能夠精確地進行定位,它實際上是一個電子圍界防入侵系統。”無錫物聯網產業研究院研究部總監沈杰告訴《中國電子報》記者。
天地互連公司總裁劉東則為記者舉了一個精細化農業管理的例子。他們與中國電信合作將IPv6平臺與傳感技術相結合,開發了一個農業化智能控制平臺,通過部署在田間地頭和溫室大棚中的傳感器,實現信息的采集和匯總,可以遠程智能控制溫室大棚中的天窗、加濕器、加溫器等,為農業的規模化和集約化種植提供了條件。
物聯網技術已經應用在公共安全、城市管理、環境監測、節能減排、交通監管等領域。信息化建設走在前列的北京市在很多領域采用了物聯網技術。北京市經濟和信息化委員會科技標準處處長林紹福告訴記者:“在北京奧運會籌辦和舉辦過程中,比較廣泛地應用了RFID、傳感器、二維碼、攝像頭、無線傳輸等物聯網技術,在城市網格管理、視頻監控、智能交通、食品溯源、水質監測等方面有全國領先的成功典型應用。而現在我們正在開展在公共安全、城市環境、社區綜合服務、綜合管理等更多領域的應用。比如正在朝陽區做一個一氧化碳監測的技防系統試點,采用傳感器技術,對一氧化碳濃度實時監測,如果超標會實時報警。這個系統的采用可以有效防止事故的發生,此項目將首先在部分平房區域試點建設。”
可以預見,物聯網即將在智能家居、生物制藥、個人健康等領域迅速實現應用。盡管這些應用局限于某個領域,還達不到全面的物物互聯的理想境界,但我們完全可以想象到物聯網今后廣闊的發展空間。
需三大技術支撐平臺
因為早期的物聯網概念主要基于物流應用,因此提起物聯網技術,大家首先想起的就是RFID,但是現在所說的物聯網涉及的技術遠不止于此。北京自動化技術研究院院長趙力行告訴記者,總體上說物聯網的關鍵技術包括網絡通信技術和傳感器技術,涉及非常廣泛,如各種有線/無線網絡通信技術、紅外感應、全球定位、激光掃描技術以及各種類型的傳感器技術等,RFID只是其中電子標簽的實現技術。他認為,在這些技術當中,傳感器技術是物聯網應用的基礎。近些年,新型的傳感器技術不斷出現,比如光纖傳感和MEMS技術,這些技術使傳感器體積更小、重量更輕、功耗更低。趙力行表示,物聯網發展將帶來大量的傳感器需求,將促進這一領域的發展。
無錫尚詣納米技術有限公司總經理許曉椿認為,傳感器技術已經很成熟,但微型無線傳感器的供電問題是物聯網要解決的核心技術之一。他們公司正在致力研發一種叫做納米發電機的產品,這種產品可以解決微型傳感器的供電問題,裝備了這種納米發電機的傳感器將不再需要外部電源供電。他表示,目前納米發電機的原型機已經做出來了,預計3-5年內可以實現量產。
專家指出,其應該有三大支撐平臺,即感知、傳輸和處理平臺。在傳感、傳輸技術之外,處理層面的云計算等技術也將是關鍵技術之一。因此,可以說物聯網技術是傳感器技術、計算機技術、通信網絡技術、電子技術的結合。
需突破標準瓶頸和行業壁壘
有專家形象地把現在的物聯網比喻為互聯網早期的形態——— 局域網,因為它只是獨立的一個一個的小型網絡,分散應用在某個特定領域或行業中,還沒有實現廣泛的連接。而互聯網真正的廣泛互聯,是通過把通信協議標準化之后才得以實現的。現在的物聯網或者說傳感網缺乏專業的協議標準。“我們現在能看到的是在多個領域各自發展的行業應用和閉環應用,在這些行業的成功案例中,物品的信息已經被采集并聯網,管理效率大幅提升,但要從‘局域’到‘廣域’還有很長的路要走,需要標準、政策、技術、資本等多方面的推動。同時,從初期發展到應用以及整個產業鏈的逐漸成熟,也需要經歷一段時間的發展。”恩智浦半導體智能識別事業部大中華區市場與銷售總監呂寧這樣認為。
目前,國際上傳感網的標準正在研究制定之中。而我國在傳感網的標準化研究方面已經有10多年的積累,走在了世界前列。從1999年至今,相關研究機構和企業已攻克了大量關鍵技術,取得了在國際標準制定上的話語權。更為可喜的是,傳感網國家標準工作組已于9月正式成立,相關標準工作正在進行中。沈杰博士是工作組標準體系和系統架構項目組的召集人,他告訴記者,中國的標準研究工作和世界同步,甚至在有些方面還居于領先地位,參與了國際上JTC1傳感網工作組的工作,而且成為其主要的推動力量之一。針對物聯網的復雜性,他們提出了一個共性平臺加應用子集的標準體系和應用模式,得到了JTC1的認可和業界的肯定。
而且,相對虛擬的通過計算機互聯的互聯網,物聯網涉及的技術標準也更為廣泛。據沈杰介紹,標準的內容涵蓋網絡通信、接口、安全、標識、中間件、術語、系統架構等多個方面,標準的構建相對復雜。他表示,解決共性與特性的矛盾是對物聯網標準制定的一個挑戰。由于物聯網涉及的應用類別非常復雜多樣,必須把這些共性與個性理清楚,才能實現其兼容性。因此物聯網發展的難點也在于此,共性平臺架構的建立是關鍵一環。除此之外,由于它應用在不同的行業,而各種行業都有進入的門檻,如何解決行業的壁壘也是主要的難點之一。
但盡管如此,企業進入該領域的熱情仍是高漲的。在上周舉辦的無線技術世界暨物聯網國際高峰會議上,記者發現,三大運營商都提出了自己的觀點,來自IT、通信領域的企業也已經積極投入其中。近日,西安優勢微電子公司宣布已經完成了用于物聯網的“2.4G超低功耗、射頻、可編程片上系統PSoC”芯片“唐芯一號”的設計并一次流片成功。
部分城市開始產業化布局
隨著物聯網概念的逐漸明朗,我國已有部分城市在物聯網產業布局上先行一步。據悉,去年無錫建立了以“微納技術”為核心的微納國際創新園,引入了中科院無錫高新微納傳感網工程技術研發中心,全面打造基于微納技術的傳感網產業,并于近期向國務院申報建設“國家傳感網創新示范區”,將在環保、交通等領域率先展開傳感網應用示范工程,力爭建成中國首個“感知城市”。目前無錫從事物聯網產業領域的研發企業已達53家,集聚了無錫物聯網產業研究院等一批國家級團隊和美新半導體、海鷹集團等一批領軍型企業。
而北京是在物聯網應用上發展較快的城市。在北京市經濟和信息化委員會的支持下,由40余家企業、機構發起的中關村物聯網產業聯盟本月正式成立。該聯盟聚集了IT、通信、基礎平臺、傳感等領域的眾多知名企業和科研機構。“產業聯盟的成立將形成產學研用聯合的產業鏈合作關系,可以發揮北京在高端市場應用方面的優勢和中關村的資源優勢,在物聯網的關鍵應用、技術路線研究、關鍵設備攻關、上下游產業化配套合作、技術和產品標準創制等方面起到積極的作用。”林紹福告訴記者,“針對物聯網產業的規劃,北京市提出了建設物聯網示范工程、以示范工程帶動整體發展的思路,目前產業布局的重點在芯片、核心元器件、儀器儀表裝備、移動通信、嵌入式軟件、M2M服務等產業,并計劃借示范工程推特色產業園區建設。”
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