物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展

1、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)1202王XX103061222X這是個科技日益發(fā)展的時代，計算機的發(fā)明、互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生，這些都對我們 的生活產(chǎn)生了無比巨大的影響。而在此之后出現(xiàn)的技術(shù)革新一-物聯(lián)網(wǎng)，不僅取決 于一些重要領(lǐng)域的動態(tài)技術(shù)創(chuàng)新，更代表著未來計算機與通信的發(fā)展方向.它勢必 會給我們的生活帶來更加深遠的影響。一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的起源物聯(lián)網(wǎng) “The Internet of Things（IOT），顧名思義就是“實現(xiàn)物物相連的互聯(lián)網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)概念最早出現(xiàn)于比爾蓋茨1995年未來之路 一書，在未來之路中，比爾蓋茨已經(jīng)提及物聯(lián)網(wǎng)概念只是當時受限于 無線網(wǎng)絡、硬件及傳感設備的發(fā)展，并未引起世人的重視19

2、98年，美國麻 省理工學院（MIT）創(chuàng)造性地提出了當時被稱作EPC系統(tǒng)的“物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)想。1999年，美國Auto-ID首先提出“物聯(lián)網(wǎng),的概念，主要是建立在物品編碼、 RFID技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上。過去在中國，物聯(lián)網(wǎng)被稱之為傳感網(wǎng)。中科 院早在1999年就啟動了傳感網(wǎng)的研究，并已取得了一些科研成果，建立了 一些適用的傳感網(wǎng)。同年，在美國召開的移動計算和網(wǎng)絡國際會議提出了，“傳感網(wǎng)是下一個世紀人類面臨的又一個發(fā)展機遇”。2003年，美國技 術(shù)評論提出傳感網(wǎng)絡技術(shù)將是未來改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首。2005年11月17日,在突尼斯舉行的信息社會世界峰會（WSIS）上，國際電 信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了

3、ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005:物聯(lián)網(wǎng)，正式提出了 “物 聯(lián)網(wǎng)”的概念。2009年8月7日,溫家寶總理在無錫傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心視察中指 出：在國家重大科技專項中，加快推進傳感網(wǎng)發(fā)展，盡快建立中國的傳感信 息中心,或者叫“感知中國”。物聯(lián)網(wǎng)在我國才迅速升溫，并受到業(yè)界和國 家相關(guān)部門的高度重視.當然，2009年通信展最熱門的概念無疑是“物聯(lián)網(wǎng) ，中國移動董事長王建宙在一次演講中談到了 “物聯(lián)網(wǎng)”及其應用，表明了 實力強勁的電信運營商有涉入該領(lǐng)域的計劃，“物聯(lián)網(wǎng)”概念再次掀起新一 番高潮，甚至與之相關(guān)的幾家上市公司股票都漲停了。同時，王建宙表示:“物聯(lián)網(wǎng)將會是繼互聯(lián)網(wǎng)以后的又一經(jīng)濟驅(qū)動器。”二、物聯(lián)

4、網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀目前，我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展與全球同處于起步階段，初步具備了一定的技 術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應用基礎(chǔ)，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢.產(chǎn)業(yè)發(fā)展初具基礎(chǔ)。無線射頻識別（RFID）產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模超過100億元， 其中低頻和高頻RFID相對成熟。全國有1600多家企事業(yè)單位從事傳感器 的研制、生產(chǎn)和應用，年產(chǎn)量達24億只，市場規(guī)模超過900億元，其中，微 機電系統(tǒng)（MEMS）傳感器市場規(guī)模超過150億元；通信設備制造業(yè)具有較 強的國際競爭力。建成全球最大、技術(shù)先進的公共通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)。機器到機器（M2M）終端數(shù)量接近1000萬，形成全球最大的M2M市場之一.據(jù) 不完全統(tǒng)計，我國2010年物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模接近2000億

5、元。技術(shù)研發(fā)和標準研制取得突破.我國在芯片、通信協(xié)議、網(wǎng)絡管理、協(xié)同 處理、智能計算等領(lǐng)域開展了多年技術(shù)攻關(guān)，已取得許多成果.在傳感器網(wǎng) 絡接口、標識、安全、傳感器網(wǎng)絡與通信網(wǎng)融合、物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)等方面 相關(guān)技術(shù)標準的研究取得進展，成為國際標準化組織（ISO）傳感器網(wǎng)絡標 準工作組（WG7）的主導國之一.2010年，我國主導提出的傳感器網(wǎng)絡協(xié)同 信息處理國際標準獲正式立項，同年，我國企業(yè)研制出全球首顆二維碼解碼 芯片，研發(fā)了具有國際先進水平的光纖傳感器，TDLTE技術(shù)正在開展規(guī)模 技術(shù)試驗。應用推廣初見成效.目前，我國物聯(lián)網(wǎng)在安防、電力、交通、物流、醫(yī)療、 環(huán)保等領(lǐng)域已經(jīng)得到應用，且應用模式正

6、日趨成熟.在安防領(lǐng)域，視頻監(jiān)控、 周界防入侵等應用已取得良好效果；在電力行業(yè)，遠程抄表、輸變電監(jiān)測 等應用正在逐步拓展;在交通領(lǐng)域，路網(wǎng)監(jiān)測、車輛管理和調(diào)度等應用正在 發(fā)揮積極作用;在物流領(lǐng)域，物品倉儲、運輸、監(jiān)測應用廣泛推廣在醫(yī)療領(lǐng) 域，個人健康監(jiān)護、遠程醫(yī)療等應用日趨成熟。除此之外，物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)境 監(jiān)測、市政設施監(jiān)控、樓宇節(jié)能、食品藥品溯源等方面也開展了廣泛的應 用.盡管我國物聯(lián)網(wǎng)在產(chǎn)業(yè)發(fā)展、技術(shù)研發(fā)、標準研制和應用拓展等領(lǐng)域已經(jīng) 取得了一些進展，但應清醒的認識到，我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展還存在一系列瓶頸 和制約因素。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：核心技術(shù)和高端產(chǎn)品與國外差距 較大，高端綜合集成服務能力不強

7、，缺乏骨干龍頭企業(yè)，應用水平較低， 且規(guī)?；瘧蒙?信息安全方面存在隱患等.我國的物聯(lián)網(wǎng)建設正如火如荼地進行，那么國外的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展又是什 么情況呢？日本：打造“無所不在”便利社會2004年，日本信息通信產(chǎn)業(yè)的主管機關(guān)總務省提出2006至2010年間IT發(fā) 展任務-uJapan戰(zhàn)略。該戰(zhàn)略的理念是以人為本，實現(xiàn)所有人與人、物與物、 人與物之間的連接（即4U，Ubiquitous、Universal、Useroriented、Unique），希 望在2010年將日本建設成一個“實現(xiàn)隨時、隨地、任何物體、任何人均可連接 的泛在網(wǎng)絡社會。2008年，日本總務省提出將u-Japan政策的重心從之前的單純

8、關(guān)注居民生活 品質(zhì)提升拓展到帶動產(chǎn)業(yè)及地區(qū)發(fā)展,即通過各行業(yè)、地區(qū)與ICT的深化融合，進而 實現(xiàn)經(jīng)濟增長的目的。具體說就是通過ICT的有效應用，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)變革推動新應 用的發(fā)展；通過ICT以電子方式聯(lián)系人與地區(qū)社會，促進地方經(jīng)濟發(fā)展有效應用 ICT達到生活方式變革，實現(xiàn)無所不在的網(wǎng)絡社會環(huán)境。2009年7月，日本IT戰(zhàn)略本部頒布了日本新一代的信息化戰(zhàn)略“i-Japan” 戰(zhàn)略，為了讓數(shù)字信息技術(shù)融入每一個角落。首先，將政策目標聚焦在三大公共 事業(yè)：電子化政府治理、醫(yī)療健康信息服務、教育與人才培育。提出到2015年, 透過數(shù)位技術(shù)達到“新的行政改革”，使行政流程簡化、效率化、標準化、透明 化，同時

9、推動電子病歷、遠程醫(yī)療、遠程教育等應用的發(fā)展。日本政府對企業(yè)的 重視也毫不遜色。另外，日本企業(yè)為了能夠在技術(shù)上取得突破，對研發(fā)同樣傾注 極大的心血。在日本愛知世博會的日本展廳，呈現(xiàn)的是一個凝聚了機器人、納米 技術(shù)、下一代家庭網(wǎng)絡和高速列車等眾多高科技和新產(chǎn)品的未來景象支撐這些的 是大筆的研發(fā)投入.美國：作為振興經(jīng)濟的“新武器”奧巴馬總統(tǒng)就職后，積極回應了 IBM公司提出的“智慧地球”的概念，并很 快講物聯(lián)網(wǎng)的計劃升級為國家戰(zhàn)略。該戰(zhàn)略一經(jīng)提出，在全球范圍內(nèi)得到極大的 響應，物聯(lián)網(wǎng)榮升2009年最熱門的話題之一.奧巴馬將物聯(lián)網(wǎng)作為振興經(jīng)濟的兩大武器之一,投入巨資深入研究物理網(wǎng)相 關(guān)技術(shù)。無論基礎(chǔ)

10、設施、技術(shù)水平還是產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展程度，美國都走在世界各國的 前列，已經(jīng)趨于完善的通信互聯(lián)網(wǎng)絡為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的先機.美國經(jīng)濟復蘇和再投資法提出，從能源、科技、醫(yī)療、教育等方面著手 通過政府投資、減稅等措施來改善經(jīng)濟、增加就業(yè)機會，推動美國長期發(fā)展。其 中鼓勵物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)反戰(zhàn)政策主要體現(xiàn)在推動能源、寬帶與醫(yī)療三大領(lǐng)域上。例如， 德克薩斯州的電網(wǎng)公司建立了智慧的數(shù)字電網(wǎng)。這種數(shù)字電網(wǎng)可以發(fā)生故障時自 動感知和匯報故障位置，并且自動路由，10秒鐘之內(nèi)就能恢復供電。該電網(wǎng)還可 以接入風能、太陽能等新能源，有利于新能源產(chǎn)業(yè)的生長.相配套的智能電表可以 讓用戶通過手機控制家電，給居民提供便捷的服務.歐盟

11、：引領(lǐng)世界物聯(lián)網(wǎng)“加速跑歐盟圍繞物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應用做了不少創(chuàng)新性工作。在2009年11月的全球物 聯(lián)網(wǎng)會議上，歐盟專家介紹了歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動計劃，意在引領(lǐng)世界物聯(lián)網(wǎng)的 發(fā)展。從目前的發(fā)展看，歐盟已推出的物聯(lián)網(wǎng)應用主要包括以下幾方面：各成員國 在藥品中越來越多地使用專用序列碼，確保了藥品在到達病人手中之前就可得到 認證，減少了制假、賠償、欺詐現(xiàn)象的發(fā)生和藥品分發(fā)中出現(xiàn)的錯誤。序列碼能 夠方便地追蹤用戶的醫(yī)藥產(chǎn)品,確保歐洲在對抗不安全藥品和打擊藥品制假中取 得成效。一些能源領(lǐng)域的公共性公司已經(jīng)開始設計智能電子材料系統(tǒng)，為用戶提供實 時的消費信息。這樣一來，電力供應商也可以對電力的使用情況進行遠程監(jiān)控，

12、 在一些傳統(tǒng)領(lǐng)域，比如物流、制造、零售等行業(yè)，智能目標推動了信息交換，縮 短了生產(chǎn)周期。為了加強政府對物聯(lián)網(wǎng)的管理，消除物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的障礙，歐盟制定了一系列 物聯(lián)網(wǎng)的管理規(guī)則，并建立了一個有效的分布式管理架構(gòu)，使全球管理機構(gòu)可以公 開、公平地履行管理職責。三、目前優(yōu)秀的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)國際電信聯(lián)盟講射頻識別技術(shù)（RFID）、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能 嵌入技術(shù)列為物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)。其中，RFID也被公認為是物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建基礎(chǔ)和核心。除此之外，無線通信系統(tǒng)、無線單機片技術(shù)、遠程通信技術(shù)、 智能信息處理技術(shù)等都屬于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用。我們平時所使用的Zigbee技術(shù)，藍牙技術(shù)、Wifi技術(shù)及云計算等等， 無一不

13、是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的體現(xiàn).我們舉一些事例，或許更能充分了解。無錫傳 感網(wǎng)中心的傳感器產(chǎn)品在上海浦東國際機場和上海世博會被成功 應用-首批1500萬元的傳感安全防護設備銷售成功，設備由10萬個微小傳感器組成, 散布在墻頭墻角及路面?zhèn)鞲衅髂芨鶕?jù)聲音、圖像、震動頻率等信息分析判斷，爬上墻的究竟 是人還是貓狗等動物多種傳感手段組成一個協(xié)同系統(tǒng)后，可以防止人員的翻越、偷渡等 攻擊性入侵。從運營商方面來看，中國移動表示要全面發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)。據(jù)中國移動物聯(lián)網(wǎng)基 地副總經(jīng)理謝志遠介紹，中國移動將從3個方面推動物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展：一是搭建運 營體系，主要包括專網(wǎng)專號建設，物聯(lián)網(wǎng)運營管理平臺搭建，以及開放平臺的建設。 二是發(fā)展重

14、點行業(yè)。由于物聯(lián)網(wǎng)涉及的行業(yè)太多、太分散，中國移動將從幾個大 行業(yè)切入，如家居、交通、醫(yī)療等領(lǐng)域.三是拓展行業(yè)應用。除了產(chǎn)品以外中國移 動會牽頭做一些行業(yè)應用解決方案，形成白皮書發(fā)給各個省份。據(jù)悉，中國移動 即將在4個領(lǐng)域推出4個全網(wǎng)產(chǎn)品：物聯(lián)通、智能家居、手機二維碼及移動產(chǎn)品。四、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)未來的發(fā)展趨勢及出現(xiàn)的危機那么，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國會有怎么樣的發(fā)展趨勢呢？一方面認為物聯(lián) 網(wǎng)技術(shù)目前并不能降低物流企業(yè)的經(jīng)營成本，另一方面多位接受采訪的人 士認為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是阻擋不住的。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)不管你歡不歡迎，贊不贊成，這個趨勢是阻擋不住的，就像當年 的計算機互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，再比如近幾年云計算的發(fā)展.逢

15、詩銘對記者說。逢詩銘認為，目前中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模據(jù)他個人估計已達兩三千億，很快會 上升為萬億規(guī)模,再過幾年就會到五六萬億。中國RFID產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長歐陽宇在接受記者采訪時也認為，物聯(lián)網(wǎng)是一個 寬泛的概念，目前日常生活中已經(jīng)廣泛地應用到了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，比如說門禁、高 速公路上的ETC系統(tǒng)、公交智能卡馬上要推出的智能電表等，都是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的 運用。而在物流行業(yè)中，倉儲配送、集裝箱監(jiān)控、運輸調(diào)配等多個環(huán)節(jié)都已經(jīng)運 用到了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù).“一個新技術(shù)的應用是逐步推進的，不應該糾纏于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)到底是什么， 更不能因為現(xiàn)在應用程度不高就否定這個新技術(shù)。歐陽宇說。逢詩銘認為，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)階段雖然并不能降低實際運費

16、，但是提高了整個 供應鏈和物流管理的效率，從長遠來看，必然會大面積應用到物流行業(yè)中.“換一個角度來看物流成本。舉個很簡單的例子，傳統(tǒng)物流中丟失了兩個集裝 箱，給貨主賠的錢這算不算成本？但是我們給集裝箱裝上電子封條，采用視頻識 別與監(jiān)控技術(shù)進行全程的監(jiān)控，這個貨品就不可能丟失，即使丟失了也容易追索回 來.中國物流與采購聯(lián)合會副會長戴定一說。近日，鐵道部部長盛光祖與交通運輸部部長李盛霖在北京簽署了關(guān)于共同 推進鐵水聯(lián)運發(fā)展合作協(xié)議。多名專家認為，鐵道部和交通部共同推進鐵水聯(lián)運發(fā)展，將有效改進目前我 國線性物流運輸模式，促進鐵路、公路、水路、航空的聯(lián)網(wǎng)運輸能力，提高運輸效 率和服務水平，從而降低物流

17、成本。而在多渠道聯(lián)運這個信息平臺的建設中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用將是必不可少的 手段。讓物品與物品及物品與人類之間的交流暢通無阻，實現(xiàn)理想中物聯(lián)網(wǎng) 還有很多技術(shù)需要完善。存在的問題主要有：統(tǒng)一的技術(shù)標準.由于物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，同樣基于TCP/IP , 但在接入層面，協(xié)議類別就十分繁雜，叮DSCDMA、GPRS、傳感網(wǎng)等多 種通道而標準化是大規(guī)模部署和擴展的必不可少的技術(shù)，如果沒有大規(guī)模 部署就談不上物聯(lián)網(wǎng).歐洲電信標準論壇等組織呼吁增加國際電聯(lián)來參與 統(tǒng)一 RFID協(xié)議。EPCglobal在2004年年底提出了第一個全球RFID標準的 建議，它定義了多種類型的RFID標簽及相應的工作頻率。尋址問

18、題.每個物品都會在物聯(lián)網(wǎng)中出現(xiàn)，那么每個物品都需 要一個地址。在IPv4資源即將耗盡的背景下，物聯(lián)網(wǎng)需要更多的IP地址. 需要IPv6的支持,但由于IPv4網(wǎng)絡的龐大規(guī)模導致IPv4向IPv6過渡存在 一個漫長的過程,因此物聯(lián)網(wǎng)一旦使用IPv6地址，就必然會存在與IPv4的 兼容性問題。物聯(lián)網(wǎng)的特性也使得物聯(lián)網(wǎng)中的尋址與互聯(lián)網(wǎng)不完全一樣， 文獻17解決了多種產(chǎn)品代碼標準引起的尋址沖突。（3）安全性能。RFID當初的設計是完全開放的，所以信息安全機制 存在嚴重缺陷。對RFID標簽加密將使標簽成本增加.云服務的透明度也是 安全隱患，黑客正是通過操作系統(tǒng)的漏洞來攻擊它所服務的應用程序載入 內(nèi)存中的數(shù)

19、據(jù).提供內(nèi)存數(shù)據(jù)的保護和隔離是云計算的重要安全需求之一. 目前可以通過服務級別協(xié)議向用戶擔保，但如何做到安全服務SLA的可審 計性，這是云計算必須面臨的挑戰(zhàn)19。無線傳感網(wǎng)絡受到的安全威脅與傳 統(tǒng)網(wǎng)絡不同，現(xiàn)有的網(wǎng)絡安全機制無法應用于無線傳感網(wǎng)絡，需要開發(fā)專門 協(xié)議.現(xiàn)有的思想是從維護路由安全的角度出發(fā)，尋找盡可能安全的路由以 保證網(wǎng)絡的安全，另一種思想是把著重點放在安全協(xié)議方面。目前現(xiàn)行有 效的傳統(tǒng)網(wǎng)絡安全協(xié)議例如SSL和IPSec，也存在著缺陷比如難以實施在嵌 入式設備中.因此一個完整統(tǒng)一的安全系統(tǒng)呼之欲出.（4）實時性與同步性.無所不在的物聯(lián)網(wǎng)對時鐘同步的要求明顯 高于傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡.它與實際的物理環(huán)境聯(lián)系密切，所以必須采用物理時 鐘同步，無法使用相對簡單的邏輯時鐘.但是物理時鐘的同步仍然存在著很 多問題，例如，無線傳感器要求必須采用低能耗工作，時間同步的數(shù)據(jù)交 換受到限制同時無線媒介連接方式不可靠，時鐘的不同步性將會給物聯(lián)網(wǎng) 的實現(xiàn)帶來巨大的障礙。（5）傳統(tǒng)網(wǎng)絡的協(xié)議算法局限。物聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡有明顯不同的技 術(shù)要求，前者以數(shù)據(jù)為中心，后者以傳輸數(shù)據(jù)為目的。傳統(tǒng)網(wǎng)絡的設計依照 著端到端的邊緣論思想，強調(diào)將一切與功能相關(guān)的處理都放在網(wǎng)絡的端系 統(tǒng)上，中間節(jié)點僅僅負責數(shù)據(jù)分組的轉(zhuǎn)發(fā)。對于物聯(lián)網(wǎng)，這未必是一種合理 的選擇。例如一些為自組織的Adhoc網(wǎng)絡設計的協(xié)