物联网技术及其带来的产业浪潮
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摘要 物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共系统安全、平安家居、工业与消防监测、物流管理、个人健康护理等多个领域。未来物联网的应用，不仅仅能够在短期内极大地刺激经济发展、促进就业，而且能够在短时间内为中国打造一个成熟的智慧基础设施平台。预计物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。
关键词 物联网；智慧；产业浪潮
中图分类号TP393 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）54-0164-03
物联网是一门新兴的技术与产业，它涉及到多个领域，如无线电、芯片制造、数据通信、网络互联、计算机编程、通信标准与协议等。而未来物联网的应用领域极其广泛，应该说它的应用范围将大大超过互联网。我国在这一领域的研究已取得一定的规模，部分成果已处于国际领先地位。本文从以下四个方面对相关问题加以阐述。
1 定义、起源与发展
物联网，它的英文原意是The Internet of Things，字面上理解为物品（或物体）的互联网。通俗地说是将生活中的每个物件安装芯片，再通过无线系统综合联系起来，通过一个终端就能控制包括家中和户外所有设备。其与当今流行的互联网的最大区别在于前者所互联的对象是涉及很多种类的物品，而后者互联的对象仅仅是一种物品――计算机。但是，物联网与互联网又有着密切的联系，其核心和基础离不开互联网，它是一个在互联网基础上的延伸、扩展的网络，物联网实现了用户端任何物品与物品之间的信息交换和通讯甚至对该物品的测试与控制。所以物联网可以看作是基于互联网技术的一种新型网络技术。
物联网的雏形最早诞生于上世纪末。在中国，起先把物联网称之为“传感器网络”（简称传感网）。1999年，中国科学院启动了传感网技术的研究，组成了 2000多人的合作团队，先后投入了数亿元资金，在无线智能传感器、网络通信技术、微型传感器、无线移动基站、传感终端设备、芯片开发等方面取得了重大进展，并已建立了一些实用的传感网。与欧美等国家相比，中国的技术研发水平处于世界前列，在国内与国际上都具有重大的影响力。这一阶段可以看作是物联网在我国的起始阶段。
2005年至2008年为第二阶段，即普及阶段。2005年11月27日，在突尼斯举行的国际信息社会峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出了物联网的概念。ITU 在2005年一份报告中曾描绘了“物联网”时代的几幅图景：当你拎着公文包从办公室或家中走出时，智能化的公文包会自动提醒主人忘带了什么东西；当司机驾车行驶在路上出现误操作时，装备了物联网终端的汽车会自动报警；投入洗衣机的衣服会“告诉”洗衣机对洗涤水温及漂洗时间长短的要求等等。 当年8月，中国移动总裁王建宙在台湾的公开演讲中，也曾提到了物联网概念。他表示将会邀请台湾生产射频识别（RFID）、传感器和条形码的厂商和中国移动合作。这一阶段中，国内除中国科学院以外，已有少数高校（如清华大学，北京邮电大学、南京邮电大学）开始进行相应的研发工作，不过这些研究都处于实验室阶段。
2009年起进入大发展时期。工业与信息化部总工程师朱宏任在上表示，物联网是个新概念，到现在为止还没有一个约定俗成的、大家公认的概念。他指出，总的来说，“物联网”是指各类传感器和现有的“互联网”相互衔接的一种新技术。2009年，国际商业机器制造公司（IBM）大中华区首席执行官钱大群在2009・IBM论坛上公布了名为“智慧的地球”的最新策略。针对中国经济的状况，钱大群表示，中国的基础设施建设具有广阔的空间，而且中国政府正在以巨大的控制能力、实施决心、和配套资金对必要的基础设施进行大规模建设与改造，“智慧的地球”这一战略将会产生更大的价值。IBM在其策略会上提出，如果在基础建设的执行中，植入“智慧”（即我们现在所说的智能）的理念，不仅仅能够在短期内极大地刺激经济发展、促进就业，而且能够在短时间内为中国打造一个成熟的智慧基础设施平台。
这几年，厂商大肆渲染的所谓“智能家居”其实就是把一些家用电器通过网络控制起来。当物联网技术发展到一定程度，家中的电器可以通过接入设备和外网连接起来，通过传感器传达对电器的控制信号或将电器发出的信号（例如设备是否开启，空调的温控值、汽车车门是否锁好等）传至控制者那里（控制着可以在近处也可能是远程）。一方面，用户可在外控制家中电器的开启并设置运行状态，如电饭煲开关与保温、热水器在不同季节的温度设定等。另一方面，生产厂家在本部就可以“感知”你家中电器的使用状况，也许在用户报修之前就知道其家电器的故障。如某日突然有维修工会上门告知你家中空调或冰箱有如何问题等。形式多样的物联网已在多个行业得到初步应用。据不完全统计，上海移动通信公司利用自身具有的无线网络软、硬件优势，为客户度身打造了集数据采集、传输、处理和业务管理于一体的整套无线综合应用解决方案。目前已将超过十万个芯片装载在上海市的出租车、公交车上，实现了车辆的即时定位、动态调度的实时管理。
目前，我国已形成从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链，在世界物联网领域，中国与美国、德国、韩国一起，成为国际物联网标准制定的主导国之一。
2 物联网的技术与应用
物联网概念的问世，打破了之前的传统思维。过去，人们的思路一直是将有形的物理基础设施和IT通信设施分开，即一方面是建筑物、车间厂房、公路桥梁、办公器具、车辆设备等物品。另一方面是数据计算中心，个人电脑、无线网络、有线宽带传输等通信设施。而在物联网时代， 把芯片与感应器装备嵌入到油网、电网、水网、公路网、建筑物、车辆、家用电器等物体中，通过射频识别（Radio Frequency Identification）、红外感应器（Infrared Ray Sensor）、全球定位系统（Global Positioning System）、激光扫描器（Laser Scanner）等信息传感设备，按约定的协议，进行数据传输、信息交换和通讯。这样它们与宽带传输网整合成了统一的基础设施，物品与物品联接成网，构造了一个覆盖世界上万事万物的互联网，以实现对它们的智能化识别、定位、跟踪、监控和对物品的“透明”管理。而物品（商品）在彼此进行“交流”时，也无需人的干预。
读者可从以下案例中获得对物联网技术及应用的进一步认识。案例一，某公司大院或大学校园为了实现对院内所有车辆的有序集中管理（如车辆限时出入、按指定地点停放，人员进出管理等），在所有车辆上安装了具有该车编号唯一地址的芯片和射频发射器件，并将该地址号与车主身份的对应关系存入该单位的网络管理计算中心。那么，管理者、程序员以及本区域内的局域网用户（可根据需要将其设置成不同的访问权限）就能随时查询获知某一辆车的具体停放位置、进出门时间甚至车辆的机械运行状态。这一模式还可以应用到一些具有重大比赛或大型集会活动的场馆周围的交通控制方面。在上海世博会期间，“车务通”已全面运用于上海公共交通系统，以最先进的技术保障世博园区周边大流量交通的顺畅。交管部门借助物联网平台，根据车流量与车辆种类，可及时调整不同车俩（如观众车辆、礼宾车辆、安保消防车辆、急救车辆等）进出场馆的路线、先后顺序、停放地点等等，起到了有效的监控与疏导作用。案例二，大型重要桥梁的安全管理在利用了物联网技术以后将变得快速准确。安装了传感设备的桥梁可随时将诸如梁体震动、风速、水位、水流速度、桥面路况等参数传至相关部门，以得到及时的管理与安全保障。同时，对桥梁的定期维护提供了准确系统的数据。案例三，中国电信推出的天翼手机移动支付业务，可以认为也是一项吸引眼球的物联网技术应用。目前在南京等城市通过刷天翼手机可以坐公交、地铁，今后还会引发新型的消费和应用模式（如小额支付等），利用手机可控制家电这种智能家居也开始进入人们生活。再例如：网购物品可以被我们随时跟踪确认是否已装运发出、在途运输、到达拆箱；面向物流企业运输管理的“e物流”，将为用户提供实时准确的邮政运输车辆跟踪定位、货物配载、运输路径选择、物流网络设计与优化等服务，大大提升物流企业综合竞争能力。
物联网的发展，必然带动与传感器相关的产业发展。传感器的作用是将网络中物品的各种物理或化学参数（如温度、压力、湿度、色度、光照度、机械转速等等）转换成一定格式的数据电信号，该信号经由射频电路处理后以无线电波方式发向计算机网，这就涉及到许多行业，如芯片制造、测量、无线电、地理信息服务、机械加工等。传感网属于下一代信息技术领域，它存在着很大的发展空间。中国已经成立了传感（物联）技术产业联盟。此联盟将是一个以企业为主体，由政府引导、用户需求作牵引、大学与研究机构深度参与的技术产业联盟。联盟将致力于传感网产业链相关产品的研发、制造、推广、应用以及售后服务工作，联盟还将推进一系列技术标准的制定，促进两个集群――技术创新集群与产业集群的融合，将自主创新能力转化为新的经济增长点、形成具有全球重要影响力的物联网产业链群。
通信行业与物联网的发展有着密不可分的联系，物联网对通信信息产业既有依存关系又有促进作用。网中大量的数据传输需以传输网、接入网为通路，而这又反过来促使通信网在覆盖范围、接入速度与传输质量、用户管理功能等方面进一步完善与优化。同时，对通信网在信息安全准确传输、信息量突发增加或不均匀分布等方面的处理应对提出了新的要求。
另外值得一提的是，近来股市上凡是与“物联网概念”沾边的股票，也成了A股市场上的一个热门话题，它给股市注入了新的活力。所谓“物联网概念股”就是具有物联网概念或与物联网技术、产品相关的股票。例如，东信和平（股票代码002017）、新大陆（股票代码000997）、厦门信达（股票代码000701）和远望谷（股票代码002161）等。这些公司分别涉及生产智能卡，生产、销售无线射频自动识别系统与电子标签，设计研发二维码识读技术与产品以及超高频信号识别产品。物联网的建设，为企业的新产品研发带来了动力和销售市场。而龙头企业的强劲发展也带动了一大批企业和相关配套产业的兴起。
物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共系统安全、平安家居、工业与消防监测、物流管理、个人健康护理等多个领域。随着物联网的规模范围扩大、网络功能的增加与完善，所涉及到的各类产品（包括软硬件）也将越来越丰富，涉足这些产品的设计、研发、销售的部门也随之增加。预计物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。有专家预测不到十年，物联网就可能大规模普及，这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场。可以肯定，物联网将是下一个经济增长点。
4 物联网的建设及深远意义
作为一个新兴产业，物联网的发展还存在很多问题，这些问题值得我们探讨研究。如个人隐私保护、公共信息的知情权限、技术瓶颈、行业标准等等。2009年8月，国务院总理前往位于江苏无锡的中国科学院无锡传感网工程技术研发中心调研时，表示出对该中心的高度关注。他提出把传感网络中心设在无锡、辐射全国的想法。温总理指出：在传感网发展中早一点谋划未来，早一点攻破核心技术。在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展，尽快建立中国的传感信息中心――感知中国中心。可以肯定的是，在国家大力推动工业化与信息化两化融合的大背景下，以精细动态方式管理生产、优化生活，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然的关系，物联网将会是工业乃至更多行业信息化过程中，一个比较现实的突破口。
北京市朝阳区将修建一座占地4km2的物联网应用服务产业园。这座物联网产业园区位于北京的东五环外，朝阳区政府已初步为其选定建设用地，将采取“政企共建”的模式，即政府划拨专用地块，给予政策优惠扶持，企业投入人财物力与研发力量，它将能够嵌入物联网的所有高科技产品在园内投入使用，初步划分为商业区域、企业区域、生活区域以及公共区域。园区内将实现无人驾驶节能公交车、手机刷卡付费等生活方式。朝阳区政府信息办的相关负责人表示，作为国内首个物联网示范园区，一期工程将在未来三年内建成。
在广东的东莞等地已经实现了物联网与手机技术的结合应用，它为移动用户带来更多方便。在停车场的车位上装了无线传感器，车辆只要停在车位上，系统就会立即感知，并把信息通过专门的移动系统客服电话或手机客户端，传递给移动用户，人们出门前可提前了解哪里有空余车位，甚至获得预约服务。实现这种功能的一个小小传感器由于是无线的，安装起来并不麻烦，而且除了车位信息，还能告诉用户停了多长时间的车，以达到精确收费。
作为教育、科研、人才在全国占有领先地位的江苏，也力争走在前列。江苏省委省政府认真落实温总理的指示要求，突出抓好平台建设和应用示范工作。无锡市政府已经部署：举全市之力，抢占新一轮制高点，即技术创新高地、人才高地和产业高地。物联网在中国高校的研究，当前的聚焦点在北京邮电大学和南京邮电大学。无锡市于2009年9月与北京邮电大学就传感网技术研究和产业发展签署了合作协议，标志着中国“物联网”进入实际建设阶段。为积极参与“感知中国”中心及物联网建设的科技创新和成果转化工作，保持、扩大学校在物联网研究领域的优势，今年上半年，南京邮电大学召开物联网建设专题研讨会，及时调整了科研机构设置和相关专业的研究重点与方向。全国高等院校首家物联网研究院在南京邮电大学正式成立。新华日报记者探访了南邮的“无线传感器网络研究中心”实验室，参观了一些“物联网”的雏形产品。此外，南京邮电大学也与无锡市政府签署合作协议， 划拨专用地块作为建设物联网的示范区。
对于个人或家庭来讲，物联网实现的远程、及时控制技术，造就了一个智能的生活体系，将使人们的生活方式发生极大的改变。而对于国家来说，依托物联网，对整个国家的经济社会发展和信息化水平提升，有着重大意义。也为国家处置突发性事件增添了一个有效快捷的手段。业内专家认为，物联网一方面可以提高经济与管理效益，大大节约成本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。目前，美国、欧盟、中国等都在投入巨资深入研究探索物联网。物联网开发应用前景巨大，中国不仅仅是在技术方面要处于领先地位，更在于要抢占物联网发展的先机，以掌握“物联网”的世界话语权，提高中国在这一领域的国际影响力，成为世界上少数能实现产业化的经济大国之一。
5 结论
如果我们从信息化的角度来看待物联网，那么物联网实际上就是将信息化的应用更加深入、范围更加广泛。物联网将信息化贯穿到社会公共管理、国民生产以及百姓生活的各个方面，它的大规模应用将有效促进工业化和信息化“两化融合” ，进一步提升国家的科技实力与经济实力。
如果我们从产业化的角度来看待物联网，那么物联网实际上在某种程度上可看作是一台推动产业经济腾飞的引擎。它成为经济转型期产业升级、技术进步、经济可持续发展的重要推动力。通信公司等信息化企业具备丰富的行业经验与技术领先优势和人才优势，他们有望在未来的网络社会中获得到高速增长的利益。
每一次的金融危机以后，都会有一场科技革命。与传感技术相关的物联网正是这场科技革命的主角。以物联网为代表的信息网络产业、软件服务与应用、相关设备研发与制造等将发展成一个数万亿美元的产业。相比互联网，物联网连接的是现实物理世界，其规模将会比互联网更大，涉及的层面更多。功能日趋完善的网络社会将创造众多的智能城市，由此构建一个智慧的地球。
参考文献
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