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物联网是什么?

一、物联网概念

物联网的英文名称为“The Internet of Things(IOT),也称为“Web of Things”。物联网,指的是运用各种信息传感设备,包括无线射频识别(RFID)设备、红外感应器、全球定位系统、激光扫描仪等各种设备与互联网链接而形成的一个巨大网络。通过各种物品上所附带的电子标签、传感器、二维码等接口连接到无线网络,从而对物品的智能操作,实现人机对话,机器互联。这种将各个不同的对象连接起来的网络被称为“物联网。”物联网广泛应用在智能交通、智能城市、智能家居、公共安全、智能医疗、智能消防、 智能监测、老人护理、个人健康等多个领域。

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物联网主要是应用智能感知、技术识别和无处不在的数据融合应用,被认为是世界信息产业发展的第三次浪潮(第一次计算机、第二次互联网)。物联网并不仅仅是互联网的一部分,它更是一个互联网的业务拓展和网络应用。在此基础上,应用创新是物联网发展的核心,注重用户体验是物联网发展的灵魂。物联网是互联网的延伸,包括在互联网上所涉及的应用和资源;另一方面,物联网包含了互联网上的所有应用和程序,并在许多方面表现出特有的个性化和私有化特点。

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通俗的讲,物联网就是“物物相连的互联网。”其中有两层含义:第一,物联网的的应用是建立在互联网的基础上的,是一个基于网络的扩展和延伸;第二,物联网的应用范围已经扩展到了任何物品和物品之间,并且有无限应用的前景。因此,物联网的定义是通过无线电频率识别(RFID)设备、红外传感器、全球定位系统、激光扫描仪等信息传感设备,按照约定的协议,连接到需要与互联网信息交流和沟通的设备,来实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的网络系统。

1)物联网“中国式”定义

物联网指的是无处不在的终端设备和设施,包括那些“内部智能”传感器、移动终端、工业系统、建筑控制系统、智能家居设施、视频监控系统和“外在使能”的,如含有RFID色彩的各种资产,便携式无线终端的个人和车辆等的“智能对象或动物,”或“智能尘埃”, 通过各种无线或有线长途或短途通信网络实现互操作性,应用大型集成,以及基于云计算的软件的服务运营模式,等等。在局域网、城域网和互联网环境中,使用适当的信息安全机制提供安全保障,提供个性化的实时在线监测、定位回顾、报警联动、调度、计划管理、 远程控制、安全、远程维护、在线升级、统计报告、决策支持、领导桌面(集中展示平台)和管理服务功能,实现操作的“高效、安全、环保”和 “管、控、营”一体化。

(2)物联网“欧盟式”定义

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2005年国际电信联盟的报告描述了一幅“物联网”的宏伟蓝图:如果司机操作错误的时候,司机的汽车会自动报警;如果主人忘了某件东西,公文包自动会提醒;如果洗衣服的时候,衣服会“告诉”洗衣机对颜色和温度要求等等。

2009 年9月,物联网与企业环境研讨会在北京举行,欧盟委员会的社交媒体司RFID部门主管Lorent Ferderix博士提出了欧盟对物联网的定义:物联网是一个动态的全球网络基础设施,它具有自组织的能力,基于标准和互操作通信协议,包括物理和虚拟“对象”身份、物理属性、功能和智能虚拟接口,并与信息网络的无缝集成。物联网将与媒体互联网、企业互联网和服务互联网共同构成未来互联网。

二、物联网概念的提出和发展

(1)萌芽期

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物联网的第一次实践可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐自动售货机——网络化的可乐机器–Networked Coke Machine,可以看做是物联网的雏形。

1991年麻省理工学院(MIT)教授凯文Ash-ton首次提出物联网的概念。

物联网理念的出现可以追溯到比尔•盖茨在1995年他写的《未来之路》。在这本书中,比尔•盖茨已经提到了物联网,但仅限于一个无线网络、硬件和传感器的发展,没有引起大家的注意。1998年,麻省理工学院(MIT)创造性地提出的一个构想EPC系统的物联网。

物联网这个词, 国内外普遍公认的是 MITAuto-ID 中心Ashton 教授1999年在研究物品编码、RFID技术和互联网的基础上最早提出来的。过去在中国,被习惯的称为传感器的一些物品应该就是现在的物联网。1999年中国科学院启动了对传感器的全面研究,并取得了一些不错的科研成果,建立起了合适的传感器网络体系。

(2)发展期

1999年,移动计算和网络国际会议在美国举行,会议一致通过了“传感器网络是下一个世纪人类面临的另一个发展的机会。”

2005年11月17日,国际电信联物联网工程物联网工程联盟,在信息社会世界峰会(WSIS)上,发布了报告《ITU互联网报告2005:物联网》。报告指出,无处不在的“物联网”通信时代即将来临,世界上所有的对象从轮胎到牙刷,从住房到组织都要通过互联网来进行信息交换。射频识别(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入式技术将更广泛使用。欧洲技术平台智能系统集成在2008年《物联网2020》的报告,分析和预测了未来的发展趋势。

根据国际电信联物联网工程物联网工程联盟的描述,在物联网阶段,人们可以通过嵌入短程移动收发器在各种生活必需品上,人类世界的信息和通信将获得一个新的沟通维度,从任何地方在任何时候,人与对象之间的通信 连接的扩张沟通和联系的事情。概念的兴起,在很大程度上要归功于国际电信联盟(ITU)2005年物联网为年度报告的标题。然而, 国际电信联物联网工程物联网工程联盟的报告缺对物联网却没有清晰的概念。

奥巴马成为美国总统,在2009年1月28日举行了一场与美国商界领袖“圆桌会议”。作为仅有的两名代表,IBM首席执行官Sam Palmisano首次提出了“智慧地球”的概念,提出了新的政府投资新一代的智能基础设施。奥巴马给予了快速的回应:“经济市场将会刺激资金投资于宽带网络的新兴技术中,毫无疑问,这是美国在21世纪保持和恢复竞争力的有效途径。”这一思路的提出,获得了国内外的关注,甚至一些分析人士认为,IBM的这一理念很有可能的上升到国家战略层面,并在全世界引起广泛关注。

2009年,欧盟委员会发布了一份执行文案《Internet of Things – An action plan for Europe》。该文案描绘了物联网技术应用的前景,并提出了加强管理,保护隐私和个人信息的保护和提高可信度的事情,促进其标准化,建立一个开放的创新环境,建议采取行动促进网络应用程序。

韩国通信委员会在2009年发布了《物联网基础设施构建基本规划》,该规划的基础是曾经提出的一系列韩国政府RFID/USN(传感器网络)相关的计划,目标是在现有的RFID/USN应用程序和实验网络环境建设世界上最先进的网络基础设施,促进网络服务的发展,网络技术的研究和开发,创新网络环境。

2009年,日本政府IT战略总部公布了日本信息战略的新一代战略《i-Japan战略2015》,这一战略的目标是使数字信息技术在2015年能像空气和水一样进入电子政务的每一个角落, 激活卫生保健和教育人才产业和培育新产业,以及数字基础设施整合。

中国政府近年也积极关注物联网的研究和开发。2009年8月7日,中国总理温家宝在无锡考察时发表重要讲话,“感知中国”的概念由此提出,并表示,中国应该抓住机遇,加速物联网的探索。2009年11月3日,国务院总理温家宝发表了《让科技引领中国可持续发展》的演讲,强调科学选择新兴战略产业是迫在眉睫的,又要求重点突破在传感器网络等物联网的关键技术。2010年1月19日,全国人大常委会委员长吴邦国访问无锡物联网产业研究院,说着重发展物联网等新兴产业的发展,以确保我们国家在的国际经济竞争中占据绝对优势。我们的政府领导层的一系列重要讲话、报告和相关政策措施表明:发展物联网信息产业已经成为未来一个重要的国家战略决策。

三、物联网应用

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 智能家居                                             智能医疗

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智能交通                                              智能设备

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智慧城市                                               智能生活

四、物联网产品

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智能感应炊具:可精确控温            索尼发布智能个人助理 可以四处闲逛

智能家居行业发展的风生水起,一系                     智能设备,能实现的功能其实并不罕见。

列的智能产品走进我们的生活。                         类似亚马逊的Echo,当你喊「OK,Speaker!」

日前,一家名为产品名为                                 时,内置的话筒就能识别并激活系统……

Cinder Sensing Cooker感……

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五、物联网技术

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物联网是利用无所不在的网络技术建立起来的。其中非常重要的技术是RFID电子标签技术。RFID是Radio Frequency Identification的缩写,即射频识别,俗称电子标签。其实这个技术我们经常见到,到超市买东西的时候,收银员扫那个条形码用的就是这个技术。

 

RFID技术的基本工作原理并不复杂:标签进入磁场后,接收解读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息 (Passive Tag,无源标签或被动标签),或者主动发送某一频率的信号(Active Tag,有源标签或主动标签);解读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。

 

以简单RFID系统为基础,结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等,构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的,比Internet更为 庞大的物联网成为RFID技术发展的趋势。

六、物联网的实现机制

1).对物体的静态属性和动态属性进行标识,静态属性可以直接存储在标签中,动态属性需要先由传感器进行实时探测;

2).需要识别设备完成对物体属性的读取,并将信息转换为适合网络传输的数据格式;

3).将物体的信息通过网络传输到信息处理中心,由处理中心完成物体通信的相关计算。

七、物联网学科

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目前,教育部审批设置的高等学校战略性新兴产业本科专业中有“物联网工程”、“传感网技术”和“智能电网信息工程”三个与物联网技术相关的专业。此三个专业从2011年才开始首次招生,目前为止还没有毕业生。

在2012年最新颁布的普通高等学校本科专业目录中,物联网工程专业属于工学中的计算机大类,标准学制4年,毕业后授予工学学士学位。

物联网工程专业开设基础课程和专业核心课程两大类,学生主要学习研究信息流、物质流和能量流彼此作用、相互转换的方法和技术,有着很强的工程实践特点。

学生需要学习包括计算机系列课程、信息与通信工程、模拟电子技术、物联网技术及应用、物联网安全技术等几十门课程,同时还要打牢坚实的数学和物理基础。另外,优秀的外语能力也是必备条件,因为目前物联网的研发、应用主要集中在欧美等国家,学生需要阅读外文资料和应对国际交流。

物联网专业是一门交叉学科,涉及计算机、通信技术、电子技术、测控技术等专业基础知识,以及管理学、软件开发等多方面知识。作为一个处于摸索阶段的新兴专业,各校都专门制定了物联网专业人才培养方案。

物联网工程专业是信息网络产业方向重点支持的专业之一。目前全国已有100多所院校获准开设物联网相关专业。

八、发展前景

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中国移动总裁王建宙在访台过程中也频频提起“物联网”的概念。他通过实例对“物联网”进行了阐述:存栏动物贴上了二维码, 通过“动物溯源系统”,消费者可通过手机知道羊的成长历史;手机贴上电子标签,手机就有了“钱包”功能,刷手机就能乘坐轻轨;2万台配电变压器配上传感 器,一年可降低电损1.2亿千瓦时……互联网与“物联网”的结合可提高管理效率与资源使用效率。

 

估计现在大家已经知道了什么是物联网了。那么光有一个概念还是不行的,要真的走进互联网时代,我们要做的还有很多。首先物联网是一个网络,它需要协议;其 次作为网络中的定位根据,物联网需要地址;最后,物联网还需要一个产业链。这是目前“物联网”的建设需要的三个条件。

 

目前,全球物联网产业体系正在建立和完善中。据美国权威咨询机构forrester预测,2015年全球物联网市场规模将达3300亿美元,中国物联网产业产值规模将达到7500亿元,而且每年会以30%的速度快速递增。到2020年全球物联网与互联网的业务比例将达到30∶1,物联网将成为一个上万亿的产业!未来十年,物联网将会被广泛应用于交通、物流、安防、电力、家居、医疗、矿业、军事等各个领域。可以预见,它将给世界经济与社会带来巨大的变化。

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