物联网应用实例与经济效益Word文档下载推荐.docx

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本文用商业案例推理方法进行讨论，并向一些物联网方面的基本假设提出了挑战，本文的结论是，物联网的架构实际上与现在的一些假设是不同的，它更具结构性，更实用，具有金字塔式的通信能力和选择能力，它不是一堆放在一起通过RFID器件互相谈话的物体。

2物联网的概念

智能产品是一种物理的，以信息为基础的零售商品，它们

（1）具有独特的身份；

（2）能够有效地同周边环境交流；

（3）能够保留和存储自己的数据；

（4）具有能描述产品特点，生产，使用和处置需求的语言；

（5）能持续地参与或决定与产品命运相关的行为。

重要的是要注意到，MIT的研究是针对供应链的，它说的“每个东西都贴上标签”并不意味着“所有的东西”都贴上标签。

麦克法兰说的很清楚，它们是以信息为基础的零售商品。

花园里的鼹鼠，树上的知更鸟和亚马逊雨林中的树木并不在这“每样东西”的范畴之内。

他们所做的切合实际的排除表明，物联网的初始概念是很清楚的，是人为限定的，是有范围的。

它只适应于供应链上传送的东西。

全球产品电子编码管理中心和RFID产业已经认识到，这种限制会使我们错失良机，降低物联网的应用范围和影响。

这与“计算机无需人的帮助就能理解世界”的概念显然是不相符合的，因为我们不能假定每样东西都是零售商品，这种假定是不可能的，而且永远不可能。

现在是根据可能做到的事情重新评价和建立这个概念的时候了。

要建立全面的或局部的物联网，需要有投资，在很多情况下，这种投资的规模很大。

只有有了适宜的商业范例，才会有投资。

而商业范例正是目前所缺少的。

3商业范例假设

物联网不仅是一个学术概念，而且有市场需求，了解这一点是至关重要的。

这就是说，物联网是一种真正的颠覆性创新，它能对社会产生巨大影响。

但物联网要获得成功，必须要有实实在在的应用案例，不能光宣传它如何了不起，或觉得它会带来多大的股票价值。

物联网的推广目前还受限于技术，现在可用的技术是RFID。

过去在供应链和其他一些商务模型如资产管理中主要采用一维条形码，这是一种综合标识符，不能区分具体的物品。

两维条形码含有更多的数据，但一旦印刷上去，就不能更新。

RFID发射器，近场通信移动电话，采用脉冲无线电（UWB）通信技术的定位系统，蓝牙或紫峰无线传感器和其他一些无处不在的计算技术能持续地从周边环境中采集数据并进行处理，这些技术可以带来优势的商业应用案例。

虽然物联网的开发是围绕RFID的应用进行的，但构成物联网的是连续和密集的实时数据流，并不是RFID器件本身，物联网是物理世界的反映，同物理世界一样，物联网用户市场中商务案例的成功是商务推广的先决条件。

1999年开始建立物联网时，MIT预测，到2005年会出现物联网RFID标签的无处不在的应用，到2006年，标签的价格会降低到5美分。

学术界的预测总是太过乐观，从经济学的角度看，这个预测其实是靠不住的。

当然，MIT可以很有道理地指出，今天的标签，比他们当时设想的标签要复杂多了，但标签设计中任何增加的功能都是用户需要的，没有这样的进步，就没有投资的效益。

但价格毕竟决定着设计的合理性，限制着标签的普及应用。

如果没人以MIT预测的价格大量购买这些标签，就不会有用户应用案例。

MIT所描述的物联网是在超市中无处不在地使用标签，MIT预计，所有的零售商品都会贴上标签，所有的家庭用品和办公用品都会贴上标签，它们能够相互通信，至少在询问时能够应答。

2003年，威廉姆斯在《产品标识的未来》一文中指出，当商店中的商品以低于

0.5美元的价格促销时，标签的成本无论是

0.28美元还是5美分，都将是极大的成本负担，一般会使商品利润低于10%，在这个价格水平上使用RFID标签就不划算了。

现在不行，永远都不行。

把MIT所预测的标签价格下降（为达到市场普及）同预测的标签使用量相比较，可以看出，在很多年内，标签的整体商业价值很难增长。

标签厂商投入很大的资金，承担很大的风险，卖出几十亿的标签，却只能赚到很少的钱。

标签厂商以现在的价格每年只卖出几百万个标签。

这种商业模式是行不通的，而且永远行不通，因为标签制造厂商在目前商业模式的生命周期内是不会把标签的价格降低到微不足道的水平的。

业界预测，聚合物RFID标签有可能在10年内改变这种状况。

但是今天你不可能根据10年之后可能发生的事举出商业应用的例子。

这些实际因素对物联网的建立和效益的发挥有巨大的影响。

也就是说，在每件物体上贴上标签，也许只是一种空想，永远不可能成为现实（我曾经说过，皇帝是没有新衣的）。

那么物联网的概念是不是就错了，是不是就一无可取了呢?

我希望不是。

尽管人们提出的物联网的概念和架构有某些缺陷，但它还是有很大的潜在效益的。

4物联网依托的技术不仅仅是RFID

在可预见的未来建立可行的物联网架构是至关重要的。

那种认为给遍布各处的每个物体都贴上RFID标签就能形成物联网的观点是经不起实践检验的，是不会有商业应用实例的。

在目前阶段，我们必须质疑关于物联网的一些基本假设。

麦克法兰提出的物联网概念，至少有两点是站不住脚的，是经不起实践检验的。

首先，麦克法兰声称的物联网的目标是“建立一个计算机无需人的帮助就能识别世界的普遍环境”，但他没有从商业应用的角度进行考虑，也就是说，人们为什么需要这样一种环境。

我们的问题是，它的应用合理性在哪里?

难道就因为它在技术上可行就不去考虑合理和需求吗?

如前所述，不是器件，而是连续的，高密度的实时数据流形成了可行的商业应用案例，赋予了信息系统相关的、实时的、具体的数据，建立了物联网。

我们必须清楚地认识到，物联网的商业范例不是RFID器件的商业范例，而是合理获取信息的商业范例，RFID系统只是一种提供信息的手段，是一种最适宜的，成本效益最高的技术。

第二，对于早先的智能产品概念，麦克法兰虽然提出了5个特点，但缺少商业案例的支持。

麦克法兰说的5个特点是，独特的身份标识，与周边环境交流，存储数据，使用标准的语言和不断地参与或决定自己生命周期。

最后一个特点是要赋予器件智能的原因，其他一些特点是被动存储器件也具有的，只要它们能被连接。

如果你接受这种观点，那么在很多情况下，有效地与周边环境通信，可能就简单意味着使身份和数据可以被询问，而这通过被动型的数据存储就能实现。

的确，早期物联网构想中的RFID技术，全部是被动型RFID标签，这些标签只有在被询问时才能显示数据，与条形码唯一的不同是，它们的数据存储在集成电路存储器上，可以被更新，它们不能对自己的命运做出决定。

所以，麦克法兰的理论不仅没有清晰的商业案例支持，而且其初始概念在逻辑上就讲不通。

我们经过思考后得出的结论是，有些物品需要通信，而另一些物品只需要被询问，有些数据是永存的，另一些数据是变化的。

这个结论显然是毋庸置疑的。

独特的身份对于物联网来说是非常重要的，但也需要从商业效益的角度考虑问题。

多年来，条形码成功地标识了批量身份，但不能标识每个产品的身份。

把批量标识扩展到分类标识是必要的，例如标明整批货物中每一件的售出时间。

但如果没有必要，如果成本太高，就不需要总是这样做。

当然在有些情况下，是需要对每个商品做独特标识的，例如商品的重量，历史等。

所以，物联网的许多功能是可以用比较便宜的技术实现的，例如已广泛应用的条形码。

我们认为，物联网的合理结构是金字塔型的，是根据需要，合理性，局限性和商业应用案例和效益在身份标识，数据存储和能力上结构分层的。

将来许多物品的信息仍然会保存在条形码上。

现在的条形码仅仅是标识类别，例如某厂商生产的450克的烤豌豆。

如果用条形码区别标识每件产品，就不能像现在这样把条形码统一印刷在产品包装袋上，把这样的产品纳入物联网中，需要确定数量并判断投入的合理性。

在每个产品上应用RFID技术现在有很好的例子。

例如，英国著名的玛莎百货公司用这种技术减少了正品商品退货的欺诈率，在这种情况下，商品价格稍高一点是合理的。

另一个例子是在刮脸刀片上安放防盗窃的电子商品监测EAS/RFID标签，从商业效益上看也是合理的。

按日期销售的信息是非常重要的信息，新鲜食品可以在物联网世界中找到新的市场机会，可以存储在零售商的货架上，可以找到潜在的家庭和办公室最终用户，也可以找出产品的新特点和用途，让产品销售的压力不全放在既定用户身上，另外还能给冰箱制造商做广告，促进冰箱的销售。

在物联网世界中，市场营销也能产生实实在在的效益，消化RFID的成本。

例如，葡萄酒和灌装啤酒的厂商由于与销售市场更接近，可以降低价格，从而消化标签的成本。

不过我们必须做出示范例子，才能在物联网中推广。

5物联网的结构

如果你接受现在的观点，那么就会顺理成章地得出这样的结论，即只有需要通信的东西才会装上通信器件。

在上述金字塔的顶端，是人与人之间的对等机器交流，例如我的个人数字助理和你的计算机之间的交流，在采用对等设备成本上不划算的地方则布置RFID标签，因为RFID标签是满足基本通信需求的成本最低的手段，这是第二个层次，在这个层次之下，是被动型的数据存储，如条形码，它只能保存数据和身份，在这个层次，很多东西仍然是不可辨认和不可识别的。

我们定义的未来的物联网还有一点与麦克法兰的提法不同，麦克法兰认为，物体“能连续地参与和决定自己的命运”，我们则认为，只有在感知物体直接或间接地发出指令的时候（在金字塔的顶端），或智能物体发出指令的时候（在第二层次），才会有通信。

即便在第二层次，智能物体一般也是由一个感知器件控制和预先决定的（在物联网中，所有的东西，包括人，都是物体），因为只有更高的层次，才能做出判断效益的决策。

所以，物联网是在一个个案例的基础上运行的，由感知物体从成本上逐个判断，处理代价是否能适合需求，物联网是由这些案例构成和限制的。

物联网中的商务案例是靠RFID标签，智能标签或智能卡运行的。

静态信息如产品身份，重量，售出时间，产地等，可以存储在条形码上，也许是两维条形码，用移动设备和漫游设备可以阅读条形码。

我们不需要给每个物体都装上主动通信的器件，我们要做的是提高阅读器扫描被动信息的能力，如扫描条形码，使我们在询问时能获得信息，这样做是因为我们有应用案例的强大支持。

我们很多人已¾

¬

在超市使用自我扫描技术付账了，许多移动电话都能阅读条形码。

虽然让冰箱通过RFID标签自动向超市询问存货和自动付账听起来很有吸引力，但其实还有一些更为廉价的方法能达到同样的效果。

许多此类物联网可以用手动扫描条形码的方式实现，例如，用扫描器把冰箱里的食品显示在冰箱上的屏幕上。

屏幕上还可以显示食品的售出时间，发出过期报警。

如果超市的付账柜台上也储存有售出日期的信息，就可以用现在的Wi-Fi（无线保真）技术把这些信息传送到用户的个人数字助理和电话上，用户的冰箱上或家庭电脑上，也可以传送到家里各处放置的，不见得放在冰箱里的已购买的食品上。

我们所提出的物联网的架构是这样的，它并不是把世界上所有的物体都以对等的方式连接在一起，而是给有些物体贴上RFID标签，有些物体贴上条形码。

在我们的物联网架构中有些物体有询问能力，还有些物体则仍然处于未连接状态。

物联网的主要功能是处理信息，这些信息的获得并不完全靠RFID标签。

当然RFID标签将会发挥作用，但RFID提供的信息只是物联网的一个组成部分。

在物联网中，不是简单地给每件物体都做出身份标识。

我们把物品分成了若干类，这种分类构成了前述的金字塔梯级结构，每个梯级采用的信息获取和发送技术都是不同的。

也许我们可以给出这样的梯级结构：

A级：

带有一般的固定静态数据的物品（如一听西红柿）

B级：

带有分类静态数据的物品（如标有售出日期的生菜）

C级：

带有独特的固定静态数据的物品（如标有特别分量，产地和保质期的一片肉）

D级：

带有可变综合静态数据的物品（如带有温度感应器的冷冻食品综合标识包装）

E级：

带有可变分类静态数据的物品（如运载箱装商品的货盘）

F级：

带有一般临时静态数据的物品（如卡车载的货）

G级：

带有可变独特静态数据的物品（道路通行费标签；

带有温度感应器的独特标识的物品）

H级：

带有分类可变数据的物品（如车辆）

I级：

带有特殊可变数据的物品（如冰箱，音响系统，中央空调，房间报警系统，车辆等）

J级：

智能物品（如计算机，个人数字助理）

K级：

有感知的物体（例如人）

这样的分类，是按本文的思路提出的，并不能算是正式的分类。

下图所示为物联网的金字塔架构：

我们并不打算把世界上的每个物体都标识在这个金字塔架构图中。

世界上的大多数物体—田野里的树木，沙滩上的躺椅，树上的鸟儿等都是不需要通过物联网来交流的。

在可预见的未来，现实世界中的大多数物体都不会连接在一起。

在物联网中，我们可以把这些物体称为未标识类物体。

从金字塔的底部上行，我们会发现，紧邻底层A的那几个层次中的物体可以被识别，但是被动式的，这些物体被询问是可以应答，但不能主动通信。

B、C、D层次中的物体一般是用条形码标识的，B层次是简单的综合标识，例如一听西红柿。

C层次是类似瓜果梨桃一类的物品，它们往往有同样的身份，但售出日期不同。

D层次的物品是有单独特点的，例如每个产品都有不同的重量。

在物联网中，我们可以把这一层次中的物品叫做被动可标识物品。

增加的信息都不是特殊的，产品的重量是不变的。

这一层次中使用的RFID标签都是被动型标签。

E层次的数据来自传感器，传感器是被动的，在询问时可以应答，但如果某些参数（例如温度）超出了规定的限度，也能主动通信，我们把E层次的物品叫做具有激发通信能力的物品，当然只有在成本效益合理的情况下才采用这种技术。

这些物品的数据可变但也是被动的，不过与D层次中的可变被动数据（例如一公斤香肠）完全不同。

D层次和G层次的物品都有组合的数据，D层次中是综合的可标识物品，G层次中的是特殊的可标识物品。

例如，道路通行收费标签可在车辆行程的入口和出口被读出。

这两个层次的物品一般不能通信，它们往往是被询问时才做出反应，但不能排除它们具有通信功能。

我们把这种物品叫做“载有其他物品数据的物品”。

H层次的物品则不仅有独特的身份，而且有独特的寻址功能，它们能主动通信，也能对询问做出反应，可能还可以处理大量的瞬间变化数据。

智能汽车就是一个例子。

我们把这个层次的物品叫做“为其他物品服务的物品”。

在金字塔的顶端，是真正的智能器件，如计算机或有感知的物体（例如人），这些物体有能力主动通信和主动询问。

智能物体和感知物体之间的根本区别在于，智能物体的运行决定是由感知物体控制的，或者说，智能物体的行为是由感知物体（例如人）设定的。

所以，在物联网金字塔的顶端，总是感知物体在控制，不是物品自己做自己命运的决策。

这种理解与MIT最初的概念是根本不同的。

我们认为，只有采用这种梯度层次架构，物联网才能产生合理的实际效益，才能获得投资。

我们当然可以做出不同的分类，分出不同的级别，但问题的关键不在这里。

关键是物联网不会，而且永远不会成为和人与人之间的网络一样的、具有自主意识的网络（采用RFID），物联网将是一个由具有不同特性和能力的物品组成的一个梯度分层架构；

它的性质是由应用案例和实际效益决定的，采用的技术是否合理也是由实际效益决定的（有时只能用RFID）。

所以，在物联网中采用RFID的具体效益是反映在多个结构层次上的，其合理性取决于¾

济效益，其特点和行为设计的合理性也取决于实际效益（尽管可能会有额外的下游效益，或以后会发现效益，但这不属于初始的效益）。

物联网中物品能力的合理性也是由具体的效益决定的。

物联网本身是不会产生什么奇幻的¾

济效益的，世界上的许多物品将仍然处于物联网之外。

6结论

为发挥物联网的潜在效益，需要着重注意新型的因特网和已有数据的操控，而数据的传输技术，虽然很重要，却是次要的考虑因素。

需要制定物品层次之间交流的规则，需要开发数据采集/交换/交易的网络服务。

如果物联网有一天真的出现了，那么首先要关注的是数据管理、转换和处理的标准，而不是什么特殊的空间接口。

总之，尽管RFID在物联网中有重要作用，但它毕竟只是物联网中的一种数据传递技术，要形成商业市场，就要开发产品（软件系统），使因特网中的物品能动起来，我们要更多地关注使物联网具有交流功能的网络服务。

我们需要有标准化的服务。

标准制定组织，如CEN，ISO，ETSI，应发挥重要作用。