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物联网收集

物联网之阻

2010-5-11

　现在物联网的概念已经深入人心，大家都无比憧憬着一个具有变革意义的物联网时代的到来。

但是，作为一个与传感器打了数十年交道的研究者，我不得不承认，物联网之路“道阻且长”，而我们才刚刚起步，这段万里长征有许多可以预知的艰难险阻等着我们，比如以下五个方面的问题：

　　大规模——可靠的物联网意味着大量且布置合理的传感器。

从概率上来讲，成千上万个传感器中总有几个不工作，在这种情况下，如果一个系统的性能不是从100%降到0，而是可以发挥绝大部分的功能，那么这就是一个好的系统。

但是实际上现在计算机还很脆弱，一台电脑在正常运转的情况下可以保证运算从头到尾都正确，但是当把多台这样的电脑放在一起形成一个系统时，往往会出现一些预想不到的故障。

这和生物系统的原理完全不同：

生物系统有很多的细胞，可以起到替代作用，即使每天都有很多细胞死去，但在生物体的水平上我们现在都还很健康的存在着。

比如医学上发现大脑中一部分结构坏死，其附近的一些细胞可以替代它的工作，整个系统可以正常运转。

对于传感器网络来说，其最好的状态就是可以形成一个类似生物学系统的体系，一部分传感器出现故障时，有其他的传感器可以替代，这就需要大的规模来保证。

　　标准化——传感器和其他相关部分毕竟还是互联网的一部分，需要与互联网进行有效连接，那么就需要标准化的组件和I/O接口。

另外，交互界面（Interface）也需要标准化，大众最关注的是如何应用，并不需要完全熟悉传感器的复杂原理，只需要知道一个标准化的操作流程就可以了，比如在超市，只要把一个探测器放到物品上，一按开关就能够在电脑上搜索到有关该物品的所有信息，这就是交互界面的标准化——做到这种程度时也就意味着可以做大规模的普及了。

值得一提的是，标准化也有利于大规模生产，就如同中国古代木质结构中的斗拱榫卯一样，经过标准化之后大量生产，从而构成亭台楼阁。

　　数据——和任何硬件一样，传感器做到最后，终归会被大批量生产，从而变成超市里的廉价品。

但是在硬件之外，传感器收集到的数据可以有更多的应用。

例如，可通过对身体状况的感知来推荐保健品，带来的广告收入想必非常可观。

　　数据这块蛋糕自然诱人，但吃到嘴里却并不容易。

首先，获得这些数据的启动（Bootstrapping）过程并非易事：

刚开始时数据很少，需要提供很好的应用方式，才能吸引人们提供更多的数据，进而获得更多更好的应用，以至于获得更多的收益。

第二，数据的所有权（Ownership）问题不容忽视。

我以前在施乐帕克研究中心的团队中有个很聪明的成员，他后来做了一家创业公司的副总裁，这个公司专门生产一种放在停车位下面的传感器，它用光亮和磁场对周围环境进行感应。

技术完成后，他非常有成就感，并认为这将引起一场革命。

若想在美国的一些大城市的市中心找到停车位是件令人焦头烂额的事情，安装上这种传感器之后，顾客可以在网上付费查询并预定空的车位，也能提高使用效率，并带来非常可观的收益。

他的初衷是好的，但是现实却令他大失所望，因为他得到某些市政府的拒绝理由是，借由这些停车数据而获得的商业收益应该属于市政府的。

第三，隐私（Privacy）是个大麻烦。

一些传感器和我们生活的空间直接相关，比如放在我们手机里甚至身体上的传感器。

　　这就涉及到一个很重要的矛盾：

一方面，传感器可以提供个人化的服务，满足个人的独特需求；但同时个人的隐私也因此受到曝光。

互联网上已经出现了这种问题（比如搜索引擎所提供的个人化的历史提示），物联网也可能会出现类似的问题，甚至更严重，因为传感器感知的几乎完全都是个人化的内容，它会知道你每天看什么书、吃什么饭、见什么人。

因此，如果要把传感器应用到个人的日常生活中，对隐私保护的重视是非常必要的。

作者：

赵峰来源：

《IT经理世界》2010年第288期

物联网将带动互联网的新一轮创新

2010-9-15

　　近年来，物联网成为广受各界关注的一个领域。

有机构预测，到2020年，全球物物互联业务的市场规模可达到万亿美元。

物联网之所以蕴含如此巨大的市场潜力，是源于构建信息泛在化社会（U-Society）已成为全球发展的必然趋势，而物联网是信息泛在化社会的基础支撑网络。

物联网是通信网络技术演进和存储与运算技术的革新

　　从技术层面看，以3G/4G、RFID和传感器为代表的通信技术使网络完整覆盖和即时传输成为可能。

另外，逐步成熟的以

　　“云计算”为代表的存储与运算技术，可支持网络对所有信息资源进行存储和运算。

　　物联网能够实现情境智能

　　从应用层面看，物联网可实现情境判别——网络可及时了解客户使用时的环境与状况；实现智能判别——网络可了解使用者的个性与使用习惯，以实现定制化、多元化的服务提供；实现互动协同——不同的网络之间能够进行数据和流程互动，协同完成任务。

　　物联网最终将实现社会智能

　　从社会层面看，社会思维、群体智慧、个人智能与运行环境的结合，形成了整个社会的智能化资源配置，解决了跨领域和地域的问题。

　　未来，基于情境智能的个人、家庭与集团应用将深入日常生活。

例如，当用户进入—家酒吧，预装的识别器将识别用户手机号，并将信息发送至电信运营商的中央音乐平台。

中央音乐平台进行用户分析后，将客户分析信息反馈给酒吧后台信息接收器，再由酒吧工作人员播放该用户可能喜欢的音乐。

　　发展机遇和挑战并存

　　1.物联网的机遇

　　透彻的感知。

利用任何可以随时随地感知、测量、捕获和传递信息的设备或系统或流程，快速获取任何相关信息，并加以跟踪分析，以便采取即时应对措施和中长期规划。

　　全面的互联互通。

任何个人、企业、行业和政府的信息及数据都可以连接、交互和共享，从全局的角度分析形势和解决问题，并通过多方远程合作的方式完成工作和任务。

　　智能化社会。

基于及时而全面的数据信息，人们可以运用智能手段和工具整合、分析和处理复杂数据，以智能化的解决方案应对跨行业、跨地域和跨部门的问题。

　　2.物联网存在的挑战

　　隐私保护。

智能卡的信息可能被隐蔽的阅读器读取；信号传输过程中可能被窃取；在拥有高权限的社管部门面前，用户的个人信息完全显现。

　　协同机制。

社会各行业及个人信息的连接和交互，需要统一化的信息存储、识别、传输等标准，各行业协同机制的推进会是一个困难。

　　负责系统。

超大量数据的存储、复杂的计算、行业交叉的解决方案等，使整个智能化系统的构建相当复杂，这对数据库和处理中心的能力与成本都是巨大挑战。

　　电信运营商应致力子打造物联网的智能通道

　　对电信运营商来说，应根据自身业务优势和物联网基础条件的实时准备情况，有侧重地谋求自身在物联网上的发展，致力于打造物联网的智能通道。

　　第一，核心业务是运营商在物联网发展初期安身立命的法宝，挖掘现有核心业务的“物联网性”，充分利用核心功能的用户规模和运营商对用户的深刻理解，构建运营商在物联网上的桥头堡。

　　第二，运营商要在传感器应用成熟的领域谋求合作机会，例如仓储、运输等，在这些领域，运营商的通道作用比较明显，可以以此为辅。

　　第三，运营商需要增强数据计算、处理能力，加深对用户、物品运动特性和规律等方面的认识，不断提升效率和资源利用率。

　　第四，运营商能够在局部智能的基础上扩建富集“4W1H”（where、when、who、what、how）信息传输的物联网。

作者：

武威来源：

《通信企业管理》2010年第08

物联网时代，IPv6如何大显身手？

2010-9-17

　　物联网，作为继互联网之后的全球信息产业迎来的有一次科技与经济浪潮，必将对IP地址产生前所未有的需求量。

构成现今互联网技术基石的IPv4，在面临地址资源枯竭的困境的背景下，显然已无法为地球上存在的万事万物都分配一个IP地址——而这又恰恰是物联网实现的关键。

事实上，物联网应用的规模发展，必将加速IP地址的消耗，同时加速IPv6的商用化进程。

那么，面对正在到来的物联网时代，IPv6将如何充分发挥其优势而服务于物与物、人与物的通信呢？

　　物联网：

让物体变得智能并互联

　　物联网（TheInternetofthings），顾名思义就是指“物物相连的互联网”：

在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的嵌入式芯片和软件，使之成为“智能物体”，进而通过网络设施实现信息传输、协同和处理，从而实现物与物、物与人之间的通信　。

　　物联网，可广泛应用于社会生产生活的各行各业，从而大大提升整个社会的信息化水平，在提高效率的同时，实现节能减排。

物联网的魅力来源于三大关键特征：

第一，全面感知，即利用RFID、二维码、传感器等随时随地获取物体的信息；第二，可靠传递，即通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去；第三，智能处理，即利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。

　　物联网的互联对象尽管数不胜数，但却可主要分为两类：

一类是体积小、能量低、存储容量小、运算能力弱的智能小物体，如传感器节点；另一类是没有上述约束的智能终端，如无线POS机、智能家电、视频监控等。

　　这两类互联对象，从终端侧向通信网络提出了特定的需求，而支持巨大的号码/地址空间、网络可扩展、传递可靠等显然是共性需求。

通信网络不仅要能提供足够多的地址空间来满足互联对象对地址的需求；而且网络容量足够大，能满足大量智能终端、智能小物体之间的通信需求。

值得注意的是，智能小物体由于尺寸与复杂度的限制而决定了其能量、存储、计算速度与带宽是受限的，因而要求通信网络能够提供轻量级的通信协议、可靠的低速率传输，网络同时要具备自组织能力。

　　IPv6：

物体互联的必然选择

　　对于物联网而言，无论是远程通信，还是近距离通信，为了满足IP地址需求量的空前提升，都必须尽快过渡到IPv6。

　　物联网的远程通信需求，将推动现有移动或者固定网络向IPv6的商用化演进。

物联网应用，主要以公众无线网络为载体，大多使用2G、3G网络来实现远程通信，同时也有部分应用采用了固定光纤接入方式。

固定光纤接入具有传输速率高、传输信息量大、可靠稳定、保密性好等特点，需要根据不同的应用场景选择不同的接入方式。

现有的2G、3G网络，分组域核心网设备GGSN/PDSN均需要尽快升级支持给终端分配IPv6地址，同时分组域核心网设备与骨干承载网络之间需要尽快实现IPv6组网和路由。

对于固定接入方式而言，接入路由器和骨干及城域承载网络也需要尽快完成向IPv6的升级，以满足快速业务接入的要求。

　　在近距离通信领域，主流技术也开始支持IPv6。

常用的近距离无线通信技术有802.11b、802.15.4（ZigBee）、Bluetooth、UWB、RFID、IrDA等。

其中，Zigbee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，完整的协议栈只有32KB，可以嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能，因而成为构建近距离无线传感网的主流技术。

当前，Zigbee已在其智能电网的最新标准规范中加入了对IPv6协议的支持。

　　精简：

让IPv6准确适配物联网

　　作为下一代网络协议，IPv6凭借着丰富的地址资源以及支持动态路由机制等优势，能够满足物联网对通信网络在地址、网络自组织以及扩展性等诸多方面的要求。

然而，在物联网中应用IPv6，并不能简单地“拿来就用”，而是需要进行一次适配。

　　IPv6不能够直接应用到传感器设备中，而是需要对IPv6协议栈和路由机制进行相应的精简，以满足对网络低功耗、低存储容量和低传送速率的要求。

由于IPv6协议栈过于庞大复杂，并不匹配物联网中互联对象，尤其是智能小物体的特点，因此虽然IPv6可为每一个传感器分配一个独立的IP地址，但传感器网需要和外网之间进行一次转换，起到IP地址压缩和简化翻译的功能。

　　目前，相关标准化组织已开始积极推动精简IPv6协议栈的工作。

例如，IETF已成立了6LowPAN和RoLL两个工作组进行相关技术标准的研究工作。

相比较传统方式，能支持更大的节点组网，但对传感器节点功耗、存储、处理器能力要求更高，因而成本要更高。

另外，目前基于IEEE802.15.4的网络射频芯片还有待进一步的开发来支持精简IPv6协议栈。

　　总体上，物联网应用IPv6可按照“三步走”策略来实施。

首先，承载网支持IPv6；其次，智能终端、网关逐步应用IPV6；最后，智能小物体（传感器节点）逐步应用IPv6。

目前，华为的产品，包括骨干和接入路由器、移动网络分组域设备等，已经可以完全满足第一和第二阶段商用部署的要求。

华为同时在积极跟踪第三阶段智能小物体应用IPv6的要求，包括技术标准和商用产品两大领域。

我们有理由相信，在IPv6的积极适配与广泛应用下，物联网产业有望实现真正的大繁荣。

作者：

姚春鸽来源：

《人民邮电报》2010年09月16日

物联网感知任何领域、智能任何行业

2010-9-16

　　据预测，2010年，中国物联网产业市场规模将达到2000亿元；到2020年，物物互联业务与现有人人互联业务之比有望达到30比1，物物互联将成为下一个万亿元级别的产业。

物联网的光明“钱”景以及“万物相连”创造的美妙生活让与物联网相关的行业和每一个人都对未来充满了期待。

　　对于电信运营商而言，物物互联充满了智慧，要想把握甚至主导这个庞大的、商机无限的物联网市场，也要像他们推出的“智慧应用”一样，要用智慧去运作市场、去推出业务、去创造利润。

本期热点的出发点在于智慧，希望文章中阐述的观点和案例能给运营商以启迪。

　　M2M是物联网现阶段最普遍的应用

　　物联网，顾名思义是把所有物品通过互联网连接起来，实现任何物体、任何人、任何时间、任何地点（4A）的智能化识别和信息交换与管理。

物联网强调的是任何时间、任何地点、任何物品，即“泛在的网络，万物相连”，其范围比M2M更广，包含了M2M。

　　M2M狭义来讲是指机器到机器的通信；广义来讲，M2M涵盖了在人、机器之间建立的所有连接技术和手段，可以解释为机器到机器、人到机器、机器到人、人到人、移动网络到人之间的通信。

业界普遍认为M2M是物联网在现阶段最普遍的应用。

　　物联网应用浪潮涌现

　　目前，M2M已在许多行业开始应用。

譬如，在交通领域，通过在出租车及公交车上安装无线终端设备，实现对车辆的管理和调度；在电力行业，实现无线电表的远程抄送和对配电变压器的运行状态进行实时监测，实现用电检查、电能质量监测、负荷管理、线损管理、需求侧管理等高效一体化管理。

另外，M2M在智能楼宇、路灯监控、动物溯源、手机钱包、环境监测等方面也有广泛的应用。

　　1.iPhoneBreadcrumbs食品信息系统

　　2009年年底，IBM在IBMInformationonDemand会议中展示了一套以iPhone为平台的物联网初级应用系统——Breadcrumbs食品信息系统，用户可通过iPhone的摄影功能扫描食品包装上的条形码，来查询食品的成分、生产加工方式与制造日期、销售记录等信息。

与传统包装上所公布的食品信息不同的是，Breadcrumbs所显示的信息都是通过互联网在线取得的。

　　IBM指出，在这种iPhone智能手机与物联网结合的应用中，手机作为传感器或RFID接收器，将来可进一步拓展为使用者与物联网环境中其他对象连接的终端装置。

而Breadcrumbs食品信息系统的功能可以更为强大，可以扩大到所有物品的消费，用户通过此系统可以实时获得产品的最新信息。

从长远看，类似Breadcrumbs这一类的应用除提供商品信息外，还可进一步结合数据库系统，告知使用者如哪些人也曾购买过相同的产品，或提供购买高单价商品时伪造品的辨识等额外功能。

　　2.PermaSenseProject感知大自然环境的变化

　　近年来，全球暖化趋势让各界更加重视自然环境的变化。

从2006年起，瑞士巴塞尔大学、苏黎世大学与苏黎世联邦理工学院通过物联网中的无线感知技术启动了PermaSenseProject应用，长期监测阿尔卑斯山的岩床地质情况，所搜集到的数据除了可以作为自然环境研究的参考外，经过分析后的信息也可以作为提前掌握山崩、落石等自然灾害的事前警讯。

PermaSenseProject在阿尔卑斯山布置无线传感器进行大范围的监测，包括温度的变化对山坡结构的影响、气候对土质渗水的影响等。

将来，监测系统若与预警系统整合，更能帮助民众提早察觉到地质环境的变化，防患于未然。

　　3.智能电网（GridWise、Smartagrids）

　　2004年，美国能源部启动GridWise计划，并从2009年起将智能电网提升为国家战略。

欧洲则在2005年提出了智能电网的愿景，各国也开展了智能电网的建设探索。

如意大利安装、改造了3000万只智能电表，建立起智能化计量网络，法国则将2700万只正在使用的普通电表改造成智能电表。

　　物联网应用将贯穿智能电网的发、输、变、配、用、调度各环节，信息感知和传感器网络技术在智能电网的建设中发挥着不可替代的作用。

如利用声表面波传感技术，实现实时在线监测高压开关柜、断路器、电容器等关键节点的温度，保证电力系统设备运行安全和稳定；打造智能变电站，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能。

　　物联网潜在商机无限

　　物联网的应用范围与牵涉到的软件、硬件之间的整合技术层面相当广泛，遍及智能交通、环境保护、城市安全、智能家庭、智能旅游等多个领域，也将衍生出大规模的产业市场。

著名咨询公司AIB预测，中国2012年国内M2M的市场容量将达到一亿台终端的规模。

而Forrester预测，到2020年，世界上“物物互联”的业务同人与人通信（Internet）的业务比例将达到30：

1，按照全球60亿人口计算，“物联网”的业务收入将达到万亿美元级的规模。

国外有实力的运营商如Verizon的机器用户覆盖率已达到10%，瑞典运营商Telenor则达到40%，而中国移动相对偏低，目前尚不足1%，发展空间巨大。

　　面对这个即将来临的市场机会，美国、欧盟、日本、韩国及中国政府纷纷将物联网纳入国家和区域信息化战略。

如2008年，IBM向美国政府提出了“智慧的地球”战略，强调传感等感知技术的应用；欧盟于2009年6月提出的物联网行动计划具体而务实，强调RFID的广泛应用，注重信息安全；日本在2009年8月提出i-Japan战略，在u-Japan的基础上，强调电子政务和社会信息服务应用；2009年8月，中国提出“感知中国”战略，提出加快推进传感网发展，尽快建立中国的传感信息中心。

　　整体而言，2010年将是物联网快速发展的一年，尽管整个物联网产业仍然处于环境的孕育和准备阶段，离大规模的应用普及尚有一段距离，但未来不论是在技术、芯片、产品还是在解决方案上都有相当多的应用与发展机会，值得业界持续关注、做好准备。

作者：

工信部电信研究院刘衡萍来源：

《通信企业管理》2010年第08期

嵌入式技术将促进物联网建设

2010-9-13

9月7日至9日，由科技部支持的2010中国国际嵌入式大会暨展览会在上海举行。