物联网的认识和思考Word格式文档下载.docx

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为了便于理解，这里对互联网、传感网、物联网、泛在网这三个概念进行比较。

类别

内涵

互联网

人与人之间交互信息的网络，利用互联网进行信息交流，实现信息资源共享

传感网

通过传感器感知信息，不强调对物体的标识，很少涉及RFID

从目标特征上看，传感网探测和判断的更多是未知的人或物，RFID是标识已知物品

传感器是传感网的基础

物联网

物-物相连，人-物相连，强调的是感知和认知

与传感网相比，物联网的范围更广，还包括通过已知的物体进行RFID等标识，并将相关数据进行传输及后期分析，以实现对物体的智能化控制

物联网不仅是互联网的延伸，也可以与电信网、广电网等公网互联

泛在网

关注的是人与人或物进行自然的交互，如自然人机交互和异构网络融合

图1：

互联网、传感网、物联网、泛在网的区别

（二）物联网产业链分析

物联网是一个由感知层、传输层、处理层共同构成的一个庞大的社会信息系统工程，拥有涉及国民经济各行各业、社会与生活各个领域的庞大产业链。

其中，感知层主要承担物体的标识和信息的采集，传输层承担各类设备的网络接入以及信息的传输，处理层完成信息的分析处理和决策，以及实现或完成特定的智能化应用和服务任务。

物联网的产业链错综复杂，从厂商或服务商的角度，我们认为物联网产业链主要包括核心感应器件提供商、设备提供商、网络提供商、软件与系统解决方案提供商、系统集成商、运营及服务提供商等六大环节。

1、核心感应器件提供商

感应器件是物联网标识、识别以及采集信息的基础和核心，感应器件主要包括RFID、传感器、智能仪器等。

拥有自主知识产权的感应器件的研发、设计和制造是当期我国物联网产业发展的重点。

2、设备提供商

感知层的末端设备具有一定独立功能，典型设备如射频识别设备、传感系统及设备、传感执行器、智能控制系统及设备、GPS设备、末端网络产品设备等。

3、网络提供商

对于物联网数据传输提供支撑和服务，包括互联网、电信网、广电网、电网、专网以及其它网络等。

4、软件与系统解决方案提供商

（1）感知层的微操作系统提供商：

对感知层采集的数据进行初步加工处理。

（2）中间件提供商：

中间件主要是对传感层采集来的数据进行初步加工，使得众多采集设备得来的数据能够统一，便于信息表达与处理、使语义具有互操作性、实现共享，便于后续处理应用。

（3）解决方案提供商：

应用和服务于各行业或各领域的系统软件企业，以及提供各种解决方案。

目前物联网的应用遍及智能电网、智能交通、智能物流、智能家具、环境保护、医疗卫生、金融服务业、公共安全、国防军事等领域。

5、系统集成商

根据用户需求，将实现物联网的硬件、软件和网络集成为一个完整解决方案提供给客户的厂商。

6、运营及服务提供商

为用户提供物联网网络连接、应用平台、行业解决方案、测试认证、信息咨询、计费等服务，实现终端接入控制、终端管理、行业应用、业务运营、平台管理等服务。

（三）物联网关键技术分析

1、感知层关键技术

（1）统一标识技术

统一标识技术主要解决对物体进行统一标识的问题。

需要攻克的是如何处理物体的组合、合成、拆分、替代、消亡带来的标识的变化；

不透明的标识与匿名机制；

虚拟物体的ID分配问题。

（2）RFID技术

目前国内RFID核心领域还未全面进入产业化，国内RFID以低频为主，超高频和微波频段的RFID芯片、天线才刚进入产业化的初期，RFID中间件、标签防碰撞算法、安全认证协议、应用解决方案等环节还需完善。

（3）传感器技术

目前传感器的发展趋势是往体积小，低功耗，自供电等方向发展。

应用新理论、新技术，采用新工艺、新结构、新材料，研发各类新型传感器，提升传感器功能与性能，降低成本。

研发系统级芯片（SoC）技术，它是将中央处理器（CPU）、微处理系统、嵌入式软件、射频、基带以及其它关键部件集成在一块芯片上。

（4）传感器自组网技术

节点组网与协同处理技术主要包括网络体系架构，自治组网技术，协同感知技术和网络安全技术。

重点是异构网络的自组网技术，无线网络的调制解调、防碰撞和防冲撞技术；

开发“网络中的网络”的基础设施，支持动态区域组网、匿名组网；

移动断续连接场景下的组网技术；

具有自感知、自学习、自配置、自修复、自管理功能的网络自治管理技术；

适用于固定、移动、有线、无线的多层次组网技术。

2、传输层关键技术

（1）传感网与通信网的融合

只有实现各种传感网络的互联、广域的数据交互和多方共享，以及规模性的应用，才能真正建立一个有效的物联网。

其中传感网与通信网融合的技术尤其重要。

目前已有一些国家，机构、组织正在研发、部署IPv6技术、网络，以实现每个被标识的物体有一个IP地址，能够顺利融入网络中。

（2）大信息量传输通信网技术

我国通信网络基础较好，现在运营商的策略是利用现有的网络先发展业务，渐进性改变，主要分为三个阶段：

混同承载阶段、区别承载阶段、独立承载阶段。

现在的网络是物联网与互联网混同承载，由于网络不具备智能判断，所以现阶段的主要目标是如何减少对现有网络的冲击。

在区别承载阶段，网络能对通信设备有些辨别，网络本身知道来自普通人与人还是物联网的数据；

到独立承载阶段，物理逻辑上单独为物联网做一个网络，以实现海量信息的传输。

与此同时，需要利用新材料研发新型传输网络，以承载海量信息传输。

（3）三网融合技术

物联网要求能够充分利用各类网络，这就将三网融合纳入议事日程。

三网融合（电信网、广电网、互联网）的核心是创新，除了体制机制创新外，技术创新是根本。

光电技术是三网合一的重要基础，因此需要重点研究。

3、处理层关键技术

（1）中间件技术

物联网中间件处于数据与应用程序之间，相当于物联网整个网络的神经系统。

中间件需要解决三个最关键的问题：

数据过滤、数据聚合和信息传递，以实现语义准确互通，以满足物联网在混合组网、异构环境下的高效运行。

由感知层采集的数据存在大量的冗余信息，并且也存在一些错误的信息，因此数据过滤技术就相当重要。

感知层采集的数据都是些简单零散的单一信息，为了给应用程序提供有意义的信息，数据聚合技术就尤为关键。

经过过滤和聚合处理后的数据需要传递给那些对它感兴趣的实体，如企业应用程序、信息服务系统或者其它中间件，这就需要研发信息传递技术。

（2）基于云计算的应用处理中心

云计算是一种基于互联网的、通过虚拟化方式共享资源的计算模式，存储和计算资源可以按需动态部署、动态优化、动态收回。

云计算是物联网海量数据处理的完美手段。

需要攻克的关键技术主要有：

云计算架构技术、快速部署技术、资源调度技术、多租户技术、海量数据处理技术、大规模消息通信技术、大规模分布式存储技术、安全技术等。

（3）系统集成技术

系统集成技术主要包括应用优化技术和支持多物联网应用的中间平台技术。

需要加强功能集成、网络集成、软硬件操作界面及智能控制、系统级软件或中间件等技术研发。

4、其它相关技术

（1）物联网架构技术

如何构架端到端的分布式开放架构，解决异构系统的互操作性；

构建非中心控制的自治架构；

边缘节点移动智能架构；

云计算架构技术，事件驱动架构，掉线和同步操作；

支持语义互操作的体系架构；

事件驱动的体系结构；

以及支持有效缓存、信息同步和分布式信息融合的体系结构。

（2）安全和隐私技术

需要攻克下列物联网安全和隐私技术：

完整性——保证信息和数据是不可伪造和篡改的；

真实性——采集到的信息和数据应反应实际情况；

机密性——传输的信息和数据对于他方是机密的；

隐私性——保证信息和数据不泄露给他方；

可用性——整个系统应该稳定可靠。

（3）共性支撑技术

加强可编程、系统测试、情境感知、稳私保护等共性技术研发，及现代信息通信、计算机及网络、先进微电子、新材料、新能源等基础支撑技术的研究与创新应用。

重点是低功耗的通用处理器和超低功耗的嵌入式微控制器，面向应用的嵌入式系统开发技术。

（四）物联网产业发展的战略意义

一是物联网产业是战略性新兴产业的重要组成部分，物联网产业也能够催生新兴产业，催生新的商业模式和新型业态，这对我国调整产业结构、转变经济增长方式带来契机；

二是推广物联网技术和发展物联网产业将会产生巨大的市场需求，能够带动包括电子信息产品制造、软件产业、信息服务业以及其它众多产业的发展，从而培育相关产业的龙头企业，有利于培育我国企业做大做强；

三是物联网产业的发展将会成为我国两化融合的切入点，带动我国传统工业的产业升级，促进工业和信息化深度融合和我国信息化的深入应用；

四是物联网产业的发展有利于提升我国电子信息产业、软件服务业及相关产业的创新能力，提升我国企业的自主创新能力；

五是物联网将改变人们生产和生活方式，促进经济和社会信息化深度发展。

（五）物联网产业发展面临的挑战

1、环保污染问题

物联网在工业、农业、城市管理、公共安全、环境监测、医疗、交通等经济和社会领域广泛应用，使得RFID、传感器等大量的部署，这些感知器件、设备等材料将带来相当程度的环境污染。

卫星、遥感设备等也会造成太空污染。

另外，无线、射频等将对人体受到一定程度的伤害。

这些是物联网产业发展面临的重要问题之一。

2、信息安全问题

物联网产业发展的另一个重要挑战是如何解决信息安全问题。

物联网的广泛部署和应用，意味着将由无所不在的信息终端和智能节点构成复杂的异构网络。

由于这些终端和节点的数量巨大，各种子网络的结构千差万别，很难对所有节点和整个网络进行完备的测试，潜在的硬件、网络、软件漏洞、缺陷将成为引发故障、灾害的不容忽视的风险源。

另外，采集信息的关键器件或电子设备如果应用的是国外的产品，那么在从物联网采集的信息源头上就存在安全问题，将危及国家安全、社会经济安全。

3、产业安全问题

物联网产业涉及信息安全问题同时，还涉及到产业安全问题。

物联网的应用很多还处于起步阶段，所涉及到的产品和技术非常之多。

如果某些企业凭借信息和技术优势，在某一领域或几个领域进行垄断，将严重阻碍物联网的发展和产业安全，损害其他企业和产业的技术创新、产品创新、商业模式创新能力，给整个产业的发展带来负面影响。

我国物联网应用的市场空间巨大，如果我国本土企业的技术和产品缺乏，或者发展过缓，我国物联网市场将被国外企业占领，对我国的物联网产业发展将构成威胁。

二、现状和存在问题

（一）发展现状

1、国际发展现状

目前，