物聯(lián)網(wǎng)是信息技術(shù)發(fā)展到一定程度的必然產(chǎn)物,也是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展到一定階段的新要求,因此受到全世界關(guān)注是一種必然。我國(guó)已經(jīng)具備物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的政策、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)環(huán)境,微型傳感器、超高頻芯片、云計(jì)算和信息安全等條件,將成為技術(shù)發(fā)展重點(diǎn),安防、交通、物流、家居、環(huán)保、電力等領(lǐng)域?qū)⒊蔀閼?yīng)用重點(diǎn)。
一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的原理和特點(diǎn)
物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)各種信息傳感的設(shè)備,如傳感器、射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等各種裝置與技術(shù),實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體或過(guò)程,采集其聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等各種需要的信息,與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合行車的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中,物品能夠彼此進(jìn)行“交流”,而無(wú)需人的干預(yù)。其實(shí)質(zhì)是利用射頻自動(dòng)識(shí)別技術(shù),通過(guò)計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物品的自動(dòng)識(shí)別和信息的互聯(lián)共享。其目的是實(shí)現(xiàn)物與物、物與人,所有物品與網(wǎng)絡(luò)的連接,方便識(shí)別、管理和控制。
射頻識(shí)別技術(shù),是能夠讓物品“開(kāi)口說(shuō)話”的一種技術(shù)。在“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)思中,RFID標(biāo)簽中存儲(chǔ)著規(guī)范而具有互動(dòng)性的信息,通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)把它們自動(dòng)采集到中央信息系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)物品的識(shí)別,進(jìn)而通過(guò)開(kāi)放性的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息交換和共享,實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的“透明”管理。
物聯(lián)網(wǎng)的特征:和傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)相比,物聯(lián)網(wǎng)有其鮮明的特征。
首先,它是各種感知技術(shù)的廣泛應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)上部署了海量的多種類型傳感器,每個(gè)傳感器都是一個(gè)信息源,不同類別的傳感器所捕獲的信息格式不同。傳感器獲得的數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性,按一定的頻率周期性的采集環(huán)境信息不斷更新數(shù)據(jù)。
其次,它是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上泛在網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要基礎(chǔ)和核心仍然是互聯(lián)網(wǎng),通過(guò)各種有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)融合,將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去。在物聯(lián)網(wǎng)上的傳感器定時(shí)采集信息需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸,由于其數(shù)量極其龐大,形成了海量信息,在傳輸過(guò)程中,為了保障數(shù)據(jù)的正確性和即時(shí)性,必須適應(yīng)各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議。
還有,物聯(lián)網(wǎng)不僅僅提供了傳感器的連接,其本身也具有智能處理的能力,能夠?qū)ξ矬w實(shí)施智能控制。物聯(lián)網(wǎng)將傳感器和智能處理相結(jié)合,利用云計(jì)算、模式識(shí)別等各種智能技術(shù),擴(kuò)充應(yīng)用領(lǐng)域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理有意義的數(shù)據(jù),以適應(yīng)不同的需求,發(fā)現(xiàn)新的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式。
二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)近年來(lái)的最新發(fā)展應(yīng)用情況
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用廣泛,遍及智能交通、環(huán)境保護(hù)、政府工作、公安安全、智能電網(wǎng)、智能家居、智能家居、智能消防、工業(yè)檢測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、物流監(jiān)測(cè)、定位跟蹤、老人護(hù)理、個(gè)人健康、花卉栽培、食品溯源、敵情偵查和情報(bào)搜索等多個(gè)領(lǐng)域。其實(shí)是一個(gè)為我們服務(wù),讓我們?nèi)ジ兄锢硎澜?、控制物理世界的網(wǎng)絡(luò),它為我們提供了服務(wù)以及對(duì)物理世界的控制。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用主要可分為監(jiān)控型(如物流監(jiān)控和環(huán)境監(jiān)控)、查詢型(如智能檢索和遠(yuǎn)程抄表)、控制型(如智能交通和智能家居),掃描性(如手機(jī)錢包和動(dòng)態(tài)收費(fèi)等管理和服務(wù)功能),實(shí)現(xiàn)對(duì)萬(wàn)物的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)保”的“管、控、營(yíng)” 一體化。
目前智能電網(wǎng)、智能交通、智能物流、智能家居、環(huán)境與安全檢測(cè)、工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療健康、精細(xì)農(nóng)牧業(yè)、金融與服務(wù)業(yè)、國(guó)防軍事等各個(gè)行業(yè)均有物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的嘗試。
三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在安防領(lǐng)域的具體應(yīng)用情況
物聯(lián)網(wǎng)作為新一代互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù),在安防行業(yè)中起到了很好的作用。例如:物聯(lián)網(wǎng)用途廣泛,遍及智能交通、環(huán)境保護(hù)、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測(cè)、老人護(hù)理、個(gè)人健康等多個(gè)領(lǐng)域。這其中的任何一個(gè)概念,似乎都與“安防”兩個(gè)字有著密切的關(guān)聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)必將給安防行業(yè)帶來(lái)無(wú)窮的商機(jī),這是毋容置疑的。專家預(yù)計(jì),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將會(huì)發(fā)展成為一個(gè)上萬(wàn)億元規(guī)模的高科技市場(chǎng)。然而安防領(lǐng)域是互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一,隨著上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)的物聯(lián)網(wǎng)安防工程的全面投入使用,讓我們看到了物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入安防領(lǐng)域的步伐正在加快。
物聯(lián)網(wǎng)安防是指:終端產(chǎn)品具有智能化、一體化,能夠連接多種無(wú)線傳感器,具有網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)監(jiān)控報(bào)警服務(wù)功能,并且同時(shí)能夠通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸報(bào)警圖像和信息的安防系統(tǒng)。
新一代物聯(lián)網(wǎng)安防產(chǎn)品,具有體積小巧,造價(jià)低廉,集監(jiān)控、圖像分析、智能處理、前端存儲(chǔ)、警笛訊響、主動(dòng)報(bào)警等多種功能于一體,物聯(lián)網(wǎng)可連接多個(gè)傳感器,能脫離電腦主機(jī)單獨(dú)運(yùn)行。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在安防領(lǐng)域的運(yùn)用,無(wú)處不在。當(dāng)你在外面,一個(gè)短信就可以讓家中自動(dòng)煮飯,或者自動(dòng)打開(kāi)空調(diào)以及熱水器;而身處智能家居環(huán)境中,當(dāng)你回到家里,隨著門鎖被開(kāi)啟,家中的安防系統(tǒng)自動(dòng)解除室內(nèi)警戒,廊燈緩緩點(diǎn)亮,空調(diào)、新風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng),你最喜歡的背景交響樂(lè)輕輕奏起。在家中,只需一個(gè)遙控器就能控制家中所有的電器。每天晚上,所有的窗簾都會(huì)定時(shí)自動(dòng)關(guān)閉,入睡前,床頭邊的面板上,你觸動(dòng)“晚安”模式,就可以控制室內(nèi)所有需要關(guān)閉的燈光和電器設(shè)備,同時(shí)安防系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)啟處于警戒狀態(tài)。
四、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)目前存在的問(wèn)題
當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在大展身手的同時(shí),也面臨著一系列的待解的難題。在國(guó)內(nèi)甚至全球,我們尚未看到物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模建設(shè)的案例,此外,行業(yè)壁壘和地域壁壘也限制著物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模發(fā)展??傮w來(lái)看,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展主要面臨著一些挑戰(zhàn):
1、工業(yè)基礎(chǔ)。中國(guó)尚未形成物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用條件下,物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)容取決于現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,和國(guó)內(nèi)行業(yè)信息基礎(chǔ)設(shè)施不完善,許多企業(yè)與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍然落后,所以國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的信息基礎(chǔ)發(fā)達(dá)程度和水平,短期內(nèi)很難有新的突破。
2、技術(shù)水平。物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈很長(zhǎng),與正處于發(fā)展階段的核心技術(shù)、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用還有很大的距離,特別是在傳感器網(wǎng)絡(luò),沒(méi)有工業(yè)化規(guī)模應(yīng)用條件,傳感90%核心技術(shù)主要是在發(fā)達(dá)國(guó)家手中。作為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)源地,西方確實(shí)擁有較大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
3、標(biāo)準(zhǔn)化工作。無(wú)論在國(guó)際還是國(guó)內(nèi),物聯(lián)網(wǎng)的核心架構(gòu),每一層的技術(shù)接口、協(xié)議都不規(guī)范,與各行業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和基本標(biāo)準(zhǔn)化工作相比,缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的普及規(guī)模。另外,物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)成本較高,所以短期內(nèi),國(guó)內(nèi)不存在大規(guī)模的應(yīng)用環(huán)境。
4、安全性問(wèn)題。在推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí),要特別注意其可靠性,安全性和隱私保護(hù)。物聯(lián)網(wǎng)社會(huì)活動(dòng),戰(zhàn)略資源基礎(chǔ)設(shè)施和居民居住在整個(gè)結(jié)構(gòu)在全程相互聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)上,所有的活動(dòng)和設(shè)施的理論透明度,一旦遭到攻擊,安全和隱私將面臨巨大的威脅。
因?yàn)閲?guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展環(huán)境也具有一定的挑戰(zhàn),因此短期互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用主要集中在外地。應(yīng)用并促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也需要?jiǎng)?chuàng)新,另外,這不是僅僅靠少數(shù)企業(yè)就可以完成,更多的是建立一個(gè)涉及產(chǎn)學(xué)研用產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,共同突破,產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟不僅是對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)包裝,而且還要選擇應(yīng)用程序的切入點(diǎn),通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)價(jià)值提升。
五、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)未來(lái)的市場(chǎng)應(yīng)用前景和發(fā)展趨勢(shì)
1、物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)的必然性
信息獲取、傳輸和處理是信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的三大支柱。信息產(chǎn)業(yè)的第一次浪潮是個(gè)人電腦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,其關(guān)鍵技術(shù)是數(shù)據(jù)處理技術(shù);第二次信息產(chǎn)業(yè)浪潮出現(xiàn)的標(biāo)志是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)走向?qū)嵱没?,其關(guān)鍵技術(shù)是信息傳輸。經(jīng)歷兩次信息技術(shù)的大發(fā)展后,以計(jì)算機(jī)采集與處理終端,互聯(lián)網(wǎng)為信息傳輸渠道的信息化格局基本形成,科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)、社會(huì)管理等諸多方面出現(xiàn)了方式的改變和效能的提高。
但不可否認(rèn)一點(diǎn)的是,目前過(guò)多的信息資源需要人工采集,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)計(jì)算機(jī)以外的終端的控制與管理能力還很弱,還不能在信息世界里實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界的精確管控,還沒(méi)有將信息技術(shù)的最大效能發(fā)揮出來(lái)。究其原因,主要是信息獲取的手段不夠豐富,信息不夠全面,還缺少對(duì)現(xiàn)實(shí)世界信息的即時(shí)精確把握。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)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,按約定的協(xié)議,把這些物體連接起來(lái),形成一種新型的網(wǎng)絡(luò),進(jìn)行信息交換和通訊,實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。在這個(gè)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)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。因此它是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新階段,是信息產(chǎn)業(yè)的又一次浪潮。從此,世界將從互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。發(fā)展到物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱領(lǐng)域都已經(jīng)得到了充分的發(fā)展。
2、 物聯(lián)網(wǎng)受到各國(guó)政府、企業(yè)和學(xué)術(shù)界高度重視
物聯(lián)網(wǎng)被看作是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮。美國(guó)獨(dú)立市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Forrester預(yù)測(cè),到2020年物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)與現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)之比將達(dá)到30:1,各國(guó)政府和企業(yè)紛紛看好其產(chǎn)業(yè)前景,包括中美國(guó)家在內(nèi)的多國(guó)將其提升到國(guó)家戰(zhàn)略層面。我國(guó)在這次信息化浪潮中與世界保持了同步發(fā)展,迅速將物聯(lián)網(wǎng)提升到國(guó)家戰(zhàn)略地位,國(guó)家五大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中物聯(lián)網(wǎng)排在第二位。美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬就職后,積極回應(yīng)IMB提出的“智慧地球”戰(zhàn)略;歐盟“物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃”、日本“U-Japan”、韓國(guó)“U-Korea”計(jì)劃等都是利用各種信息技術(shù)來(lái)突破互聯(lián)網(wǎng)的物理限制,以實(shí)現(xiàn)無(wú)處不在的物聯(lián)網(wǎng);新加坡、中國(guó)臺(tái)灣等在內(nèi)的國(guó)家和地區(qū)都已制定了“U”社會(huì)發(fā)展計(jì)劃。