物联网的认识和思考.docx
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物联网的认识和思考
对物联网的认识和思考
一、对物联网的认识
物联网是战略性新型产业的重要组成部分，是继计算机、互联网和移动通信之后新一轮信息技术革命，正推动信息技术在各行各业更深入应用的新一轮信息化浪潮。
（一）物联网基本概念
按照国际电信联盟（ITU）的定义，物联网主要解决物品到物品（ThingtoThing，T2T）、人到物品（HumantoThing,H2T）、人到人之间的互连（HumantoHuman,H2H）。
物联网是在计算机互联网的基础上，通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
物联网是虚拟网络与现实网络世界实时交互的一种新系统，其核心和基础仍然是互联网，是互联网基础上的延伸和扩展，可以与电信网、广电网等公网互联。
其特点是无处不在的数据感知、以无线为主的信息传输、智能化的信息处理，用户端可以延伸和扩展到任何物品和物品之间，进行信息交换和通讯。
（二）物联网关键技术
物联网技术是信息、通信、传感器、自动控制等多技术的综合，可划分为应用层、网络层、感知层三个层次。
感知层的关键技术包括传感器、RFID、近距离无线通信、自组织网络、中间件、嵌入式系统、信息协同算法等。
网络层关键技术包括M2M、认知无线电、异构融合、业务能力开发、网络环境感知等。
应用层关键技术包括软件体系结构、中间件、资源虚拟化、海量数据存储、数据共享、数据挖掘、智能计算等。
物联网还涉及标识、解析、安全、QOS、网络管理等重要共性技术。
1.感知层关键技术
感知层的技术有统一标识技术、RFID技术、传感器技术、传感器自组网技术等。
统一标识技术主要解决对物体进行统一标识的问题。
RFID技术需要解决超高频和微波频段的RFID芯片、天线、RFID中间件、标签防碰撞算法、安全认证协议等问题。
传感器技术是发展体积小、低功耗、自供电集成中央处理器，微处理系统等各类新型芯片。
传感器自组网技术主要解决移动、有线、无线的多层次组网技术。
2.网络层关键技术
首先，物联网要求能够充分利用电信网、广播电视网和互联网等各类网络。
目前国家正在积极推动三网融合，通过电信网、广播电视网和互联网融合发展，实现三网互联互通，为用户提供话音、数据和广播电视等服务，三网融合的核心是机制创新和技术创新。
光电技术是三网合一的重要基础，需要重点研究。
其次，物联网需要承载海量信息传输，所以需要利用新材料研发新型传输网络。
再次就是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。
3.应用层关键技术
主要包括中间件技术、基于云计算的应用处理中心和系统集成技术。
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，中间件需要解决数据过滤、数据聚合和信息传递三个关键问题，实现准确互通，以满足物联网在混合组网、异构环境下的高效运行。
由于感知层采集的数据存在大量冗余信息，因此数据过滤技术、数据聚合技术相当关键，经过过滤和聚合处理过的数据需要传递技术支撑。
基于云计算的应用处理中心主要包括：
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、大规模分布式存储技术等。
系统集成技术主要加强功能集成、网络集成、软硬件操作界面及功能控制、系统级软件等技术。
4.其它相关技术
主要包括物联网架构技术、安全和隐私技术等。
二、物联网的标准体系和安全问题
（一）物联网的标准
物联网涉及领域广泛，相关国际组织标准众多，包括传统的互联网、IP和通信技术，以及面向应用的各类联盟和标准组织。
主要情况如下表：
标准组织
物联网标准领域
ITU-T，ISO/IECJTC1WG7
整体框架
W3C，OASIS
互联网应用层
3GPP,ETSI
通信网络M2M增强
IEEE,ZigBee
无线传感器网络技术
IETF,IPSO
IPV6
KNX,W-MBUS,HGI
智能建筑、智能电表、家庭网关等应用
目前，物联网标准体系尚在建立，中国、美国、德国和韩国是世界物联网领域标准的重要制定国。
目前，ISO/IEC在传感网络、IUT-T在泛在网络、IEEE在近距离无线、IETF在IPV6的应用、3GPP在M2M等方面纷纷启动了相关标准研究工作，但物联网发展的关键技术标准和协议尚未统一。
我国物联网标准研究基本与国际同步，正积极参与ITU、ISO/IEC、IEEE、IETF、3GPP等国际标准组织，在ISO/IET传感网体系架构标准、3GPP移动网络优化技术研究等方面实现局部突破。
标准是推动物联网应用的保障，统一标准体系的缺乏将阻碍物联网的发展，感知层、网络层和应用层标准化工作分散在国内不同的标准组织里。
最新消息是，中国物联网标准联合工作组正在抓紧筹建。
通过各标准组织的协作，加快建立统一的物联网标准体系。
（二）物联网的安全问题
传统的网络中，网络层的安全和业务层的安全是相互独立的，而物联网的特殊安全问题很大一部分是由于互联网是在现有移动网络基础上集成了感知网络和应用平台带来的。
移动网络中大部分安全机制仍然可以适用于物联网并能够提供一定的安全性，如认证机制、加密机制等，但需要根据物联网的特征对安全机制进行调整和补充。
此外，还存在一些问题。
一是由于物联网在很多场合都需要无线传输，如果没有保护，很容易被干扰和窃取。
同时，很多物联网设备部署在无人监控的环境中，物联网的设备安全显得日益重要。
二是由于物联网中节点数量较大，以集群方式存在，大量机器的数据发送会使网络拥塞。
三是RFID系统安全问题。
一个RFID芯片如果设计不良和没有保护，有很多手段可以获取芯片的结构和数据。
为解决物联网的安全问题，首先应构建和完善我国信息安全的监管体系，有针对性、规范的进行有效管理；二是物联网的业务认可机制，根据业务由谁来提供和业务敏感程度进行设计，从网络层和业务层两个层面来考虑；三是根据业务的安全要求不同，在网络层提供逐级加密保护的前提下，可以将业务层端到端的安全作为考虑重点。
物联网技术的推广和应用，一方面将显著提高经济和社会运行效率，另一方面也对信息安全和公民隐私保护问题提出严峻挑战。
因此，在研究物联网应用推广的同时，要加强物联网安全的研究，使物联网成为一个开放、安全、可信任的网络。
三、物联网行业发展现状
近年来，在政府和业界共同努力下，我国物联网产业实力不断提升，在关键技术研究、半导体、软件等领域取得了一定成果；国内标准化步伐加快，积极参与国际标准制定；国内物联网应用开始起步。
我国高度重视物联网产业的发展，将物联网作为战略性新兴产业予以重点关注和推进。
国务院2006年发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》中关于“重要领域及其优先主题”、“重大专项”和“前沿技术”均有涉及物联网的内容。
2009年，温家宝总理在无锡考察时对物联网的发展提出了三点要求：
一是把传感系统和3G中的TD技术结合起来；二是在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展；三是尽快建立中国的传感信息中心，或者叫“感知中国”中心。
温家宝总理的重要讲话开启了中国物联网发展的新纪元。
一年来，中国物联网发展的政策环境不断改善，技术进步明显加快，市场培育持续深化，标准制定全面提速，产业投资大幅增长。
以中国在无锡设立国家传感网创新示范区为标志，中国物联网正加速发展。
目前，我国已在无线智能传感器网络通信技术、微型传感器、传感器终端机、移动基站等方面取得重大进展，已拥有从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链。
我国传感网标准体系已初步形成框架，2009年9月11日，传感器网络标准工作组成立大会在北京举行，标志传感器网络标准组正式成立。
2010年两会政府工作报告提出要培育战略性新兴产业，加快物联网的研发应用。
北京、上海、天津、无锡、深圳、成都、江苏、浙江等省市积极开展物联网规划和建设，研究制订物联网产业发展战略规划，出台扶持产业发展的优惠政策，建设和筹建物联网产业园，加大了物联网相关技术和产业化的投入，部署了一批面向政府公共服务、生产服务业的应用示范项目。
总之，经过多年的努力，我国物联网产业起步良好，具备了一定的技术、产业和应用基础。
四、物联网应用
物联网应用大致包括三个层次的理念：
底层是传感网络，在传统意义上是终端的层面，现在已经不是终端，已经衍生到其他网络当中；往上是数据传输的网络通道，这是大家熟知的接入网（如2G、3G、Wi-Fi等）；最上面的是应用层，大量的行业应用、企业应用在这个层面扩展。
目前，物联网的应用形式多种多样，而且随着技术的创新和用户壁垒的逐渐消除，应用种类不断增加。
中国物联网已经走向实际应用，进入到交通物流、环境监测、安全防护等领域，但物联网应用主要集中在信息化程度较高、综合实力强的行业小范围内。
在面向公众服务方面，包括移动一卡通、移动支付、智能家居、社区信息化、远程医疗在内的应用开始进行尝试，物联网应用逐步扩展到普通民众生活领域。
（一）电信行业的物联网应用
三大基础电信运营商对物联网高度关注，并致力于推进物联网的产业链建设，都制订了较为详细的M2M市场拓展计划和网络承载、业务提供方案，旨在通过网络的无线化、宽带化、IP化、扁平化、融合化演进，促进IPv4向IPv6的平滑演进，促进通信系统与物联网深度融合。
中国移动通过与产业链各方的合作，已开通了手机支付、物流管理、电力抄表、动物溯源、终端监控、电梯卫士、数字城管、车务通等物联网应用业务。
其车务通已在2008年奥运会实际应用。
此外，在世博会期间，中国移动在上海浦东国际机场和上海世博园区内的墙头、墙角、墙面和周围道路上，安装了10多万个微小的传感器。
传感器能根据声音、图像、震动频率等信息分析判断爬上墙的究竟是人还是猫狗等动物，而且能够精确地进行定位，一旦有人靠近栅栏，系统会自动发出善意提醒或报警，监控中心会同时显示视频。
另外，中移动还与中科院上海微系统所合作，在太湖设置采集点，获取水质相关信息，进行水文实时监测。
中国电信的“客运车辆调度与监控应用”系统，通过3G网络传输车载传感器和摄像头采集图像和数据，实现客运企业对车辆的实时监控和调度；“污染源在线监控”系统将污染源的实时监控图像、相关传感器采集的环境监测数据，与环保人员的3G手机连接起来，方便了对污染源的管理。
中国联通为内蒙古提供重点污染源自动监控服务。
另外，中国联通为济南公交总公司提供了公交车辆车载3G视频监控系统服务，济南公交监控中心可以通过3G网络实时监控车辆运行位置、运动轨迹、车厢内情况，还能接收司机触发的报警信号。
（二）广电行业的物联网应用情况
从目前来看，广电物联网的价值在于使用户可以轻松实现人与家电，家电与家电之间，家电外网络之间，家电与售后服务体系之间信息共享。
广电行业发展物联网首先要积极建设中国下一代广播电视网（NGB），NGB建设是建设物联网的基础。
2009年，国家广电总局、科技部等启动了中国下一代广播电视网（NGB）建设。
NGB的目标是以有线电视网数字化整体转移和移动多媒体广播电视的成果为基础，通过技术升级以及网络改造，实现有线和无线相结合、全程全网、能够支撑家庭物联网的新型广播电视网络技术体系。
2010年2月份，武汉市启动了下一代广播电视网（NGB）建设工作。
4月份，江苏有线与无锡国家传感信息中心签署协议，建立了江苏广电物联网研究中心，将从“智能家居”切入，全面参与“感知中国中心”建设，积极开展广电网络与物联网融合的技术研究和应用开发。
目前江苏广电网络公司开发了“智能家居”平台，主要包括“居家休闲”、“家庭保健”、“家庭教育”、“智能厨房”、“电视出行”等五大模块，用户可以轻松实现人与家电之间、家电与家电之间的信息共享，最大优势是将物联网与用户的生活实际联系起来。
5月份，在江苏开展了江苏下一代广电物联网高清互动电视平台业务。
10月份，上海率先启动了NGB示范网的建设，并积极搭建示范网络的业务平台，开通了高清互交、家庭娱乐、家庭金融、电视商务、游戏、互动教育等服务，在NGB示范网建设中积极探索物联网应用。
总之，在NGB的建设中，将重点在物联网方面做一些探索，最终NGB将为物联网建设提供一个安全、高速、宽带的平台。
五、物联网发展展望
随着物联网时代的到来，一系列应用和服务将会产生，这将催生新的产业链。
物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以为经济发展提供技术动力。
2010年物联网作为战略性新兴产业在政府的高度重视下迅速推进，首次进入政府工作报告，并被列为国家“十二五”信息化规划重大专项，各省区市积极推进物联网发展规划，物联网产业已经彰显出强大的发展潜力。
据新华社发布的《2009-2010年中国物联网发展年度报告》显示，2009年中国物联网产业市场规模达到1716亿，2010年预计将超过2000亿元。
随着相关企业和投资机构的积极介入，优秀应用案例和示范应用不断涌现，物联网将会得到更大发展。
据权威机构预测，2015年市场规模预计将达到7500亿元。
市场的前景将超过计算机、互联网、移动通信等市场。
当然，物联网的发展还处于初级阶段，全面普及将是一个十分漫长的过程，需要克服包括技术研发、产业发展、应用推广等多方面困难。
因此，在普及物联网的过程中，要在集中力量突破核心技术，着力提升自主创新能力，扎实做好技术研发和标准制定的基础上，对涉及产业融合、规划管理、协调合作、应用推广、个人隐私保护以及信息安全等方面的问题制订和完善一系列相应的配套政策和规范。
六、国际台发展物联网的建议
借助物联网平台，传统媒体能够在传播的深度和广度上大有作为，将带动传统媒体应用的生活化、移动化和感知化。
内容生产向来是传统媒体的优势，如果内容与新兴传播方式结合，将会获得更大的发展。
根据NGB战略研究报告的部署，中国下一代广播电视网的建设分为三个阶段：
2009-2011年完成骨干网建设，试点示范，3DTV先行；2012-2015年，实现无线有线结合，通过智慧家庭延伸出家庭物联网；2016-2019年实现2亿家庭用户覆盖。
国际台应做好规划，积极参与，寻找自己的方向和机遇，尽快搭建应对未来竞争的数据交换平台。
目前国际台在媒体的市场要素和功能要素都已具备，国际台已经拥有了从报刊、广播、电视到网络和手机等第一媒体到第五媒体的形态，应抓住NGB建设和物联网融合的机遇，实践物联网应用。
在这里提出三点建议：
一是借助物联网平台变革，着重发展与国际台核心业务相关的领域，通过新的传播平台，把原创的内容多层次的开发，全方位的传播；二是与相关企业合作（如江苏广电信息网络公司），开展与物联网融合的技术研究和应用开发，把国际台的各种节目、资讯以及其他服务项目传送给电视机、收音机终端用户，还要为手机、计算机、mp4等终端用户提供良好节目内容服务；三是开展NGB与物联网技术标准、规范研究；四是开展NGB与物联网新业务、新业态的研究与开发，一旦物联网传播平台成熟，就果断进入，实现国际台的业务升级。
总之，要利用物联网平台，拓展受众的空间，不断提高数字化传播能力，实现国际广播面向全终端的全方位服务，实现节目内容传播深入，突破时空的局限，实现国际台节目内容和服务应用的生活化、移动化和感知化，提高竞争优势，最终实现国际台节目资源的影响力、覆盖面的扩大以及赢利点的增加。
七、我国物联网产业现存问题分析
（一）缺乏核心技术自主知识产权
在物联网技术发展产品化的过程中，我国一直缺乏一些关键技术的掌握，所以产品档次上不去，价格下不来。
缺乏RFID等关键技术的独立自主产权这是限制中国物联网发展的关键因素之一。
（二）行业技术标准缺失
目前行业技术主要缺乏以下两个方面标准：
接口的标准化；数据模型的标准化。
虽然我国早在2005年11月就成立了RFID产业联盟，同时次年又发布了《中国射频识别（RFID）技术政策白皮书》，指出应当集中开展RFID核心技术的研究开发，制定符合中国国情的技术标准。
但是，现在我们可以发现，中国的RFID产业仍是一片混乱。
技术强度固然在增强，但是技术标准却还如镜中之月。
正如同中国的3G标准一样，出于各方面的利益考虑，最后中国的3G有了三个不同的标准。
物联网的标准最终怎样，只能等时间来告诉我们答案了。
（三）产业链发展不均衡
和美国相比，国内物联网产业链完善度上还存在着较大差距。
虽然目前国内三大运营商和中兴华为这一类的系统设备商都已是世界级水平，但是其他环节相对欠缺。
物联网的产业化必然需芯片商、传感设备商、系统解决方案厂商、移动运营商等上下游厂商的通力配合，所以要在我国发展物联网，在体制方面还有很多工作要做，如加强广电、电信、交通等行业主管部门的合作，共同推动信息化、智能化交通系统的建立。
加快电信网，广电网，互联网的三网融合进程。
产业链的合作需要兼顾各方的利益，而在各方利益机制及商业模式尚未成型的背景下，物联网普及仍相当漫长。
（四）各行业间协作困难多
物联网应用领域十分广泛，许多行业应用具有很大的交叉性，但这些行业分属于不同的政府职能部门，要发展物联网这种以传感技术为基础的信息化应用，在产业化过程中必须加强各行业主管部门的协调与互动，以开放的心态展开通力合作，打破行业、地区、部门之间的壁垒，促进资源共享，加强体制优化改革，才能有效的保障物联网产业的顺利发展。
（五）盈利模式无经验供借鉴
物联网分为感知，网络，应用三个层次，在每一个层面上，都将有多种选择去开拓市场。
这样，在未来生态环境的建设过程中，商业模式变得异常关键。
对于任何一次信息产业的革命来说，出现一种新型而能成熟发展的商业盈利模式是必然的结果，可是这一点至今还没有在物联网的发展中体现出来，也没有任何产业可以在这一点上统一引领物联网的发展浪潮。
目前物联网发展直接带来的一些经济效益主要集中在与物联网有关的电子元器件领域，如射频识别装置、感应器等等。
而庞大的数据传输给网络运营商带来的机会以及对最下游的如物流及零售等行业所产生的影响还需要相当长时间的观察。
（六）用户使用成本壁垒存在
物联网产业是需要将物与物连接起来并且进行更好的控制管理。
这一特点决定了其发展必将会随着经济发展和社会需求而催生出更多的应用。
所以，在物联网传感技术推广的初期，功能单一，价位高是很难避免的问题。
因为，电子标签贵，读写设备贵，所以，很难形成大规模的应用。
而由于没有大规模的应用，电子标签和读写器的成本问题便始终没有达到人们的预期。
成本高，就没有大规模的应用，而没有大规模的应用，成本高的问题就更难以解决。
如何突破初期的用户在成本方面的壁垒成了打开这一片市场的首要问题。
所以在成本尚未降至能普及的前提下，物联网的发展将受到限制。
八、物联网面临的机遇和挑战
（一）物联网面临的机遇
首先可以率先借助世博会国家电网馆“魔盒”经验技术，发展风能、太阳能的并网运行；其次，建立智能电网系统，提高电力的利用率，缓解目前的用电压力；第三，研发利用超高压输电网络，降低电能的损耗。
中国工业和信息化部通信发展司司长张峰指出，物联网是当前最具发展潜力的产业之一，将有力带动传统产业转型升级，引领战略性新兴产业的发展，实现经济结构和战略性调整，引发社会生产和经济发展方式的深度变革，具有巨大的战略增长潜能，是后危机时代经济发展和科技创新的战略制高点，已经成为各个国家构建社会新模式和重塑国家长期竞争力的先导力。
我国必须牢牢把握产业创新方向和机遇，加快物联网产业的发展。
（二）物联网面临的挑战
物联网的建立，将使城市生活变得更加智能、便捷，当然这也意味着对电力的依赖和要求更高。
面临的挑战：
不断完善智能化建设，提高电网的稳定性，增加清洁能源并网运行
九、物联网未来的发展前景
（一）物联网关键技术及未来发展前景展望
物联网产业链可以细分为标识、感知、处理和信息传送四个环节，每个环节的关键技术分别为RFID、传感器、智能芯片和电信运营商的无线传输网络。
EPoSS在《InternetofThingsin2020》报告分析预测，未来物联网的发展将经历四个阶段，2010年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域，2010-2015年物体互联，2015-2020年物体进入半智能化，2020年之后物体终端进入全智能化。
RFID是物联网发展的排头兵，RFID技术是一项利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术，最简单的RFID系统由电子标签（Tag）、读写器（Reader）和天线（Antenna）三部分组成，在实际应用中还需要其他硬件和软件的支持。
2009年中国RFID市场规模将达到50亿元，年复合增长率为33%，其中电子标签超过38亿元、读写器接近7亿元、软件和服务达到5亿元的市场格局。
（二）MEMS传感器市场前景广阔
MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystems）是微机电系统的缩写，MEMS技术建立在微米/纳米基础上，是对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术，完整的MEMS是由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通讯接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统。
MEMS传感器目前主要应用在汽车和消费电子两大领域。
任天堂公司的Wii无线游戏机允许使用者通过运动和点击互相沟通和在屏幕上处理一些需求，其原理是将运动（例如挥舞胳膊模仿网球球拍的运动）转化为屏幕上的游戏行为。
在苹果公司的iPhone中，通过对旋转时运动的感知，iPhone可以自动地改变其显示格式，以便消费者能够以合适的水平和垂直视角看到完整的页面或者数字图片。
根据ICInsight最新报告，预计在2007年至2012年间，全球基于MEMS的半导体传感器和制动器的销售额将达到19%的年均复合增长率（CAGR），与2007年的41亿美元相比，五年后将实现97亿美元的年销售额。
目前上市公司中歌尔声学已经掌握MEMS芯片设计、MEMS半导体封装等多项核心技术，2008年申请相关专利高达44项，主要应用在MEMS麦克风的生产制造。
我们认为公司将在物联网时代MEMS传感器领域占据竞争优势。
（三）智能终端备受期待
法国Violet公司推出了Nabaztag小兔子，通过wi-fi路由连接网络，可为主人提供所需的各类新闻等，能够讲5国语言，在主人接收到邮件或信息时，会发出语音提醒。
此外它还能识读Ztamps标签上的信息，并实时连网，随时呈现动态信息。
我们认为随着物联网推进，家用电器的智能化将是未来发展趋势。
上市公司中的拓邦电子是家电智能控制应用领域的行业先行者，未来发展值得关注。
（四）集成电路产业有望迎来发展新机遇
2005年我国集成电路市场规模达到3800亿元，占全球比重达25%，成为全球仅次于美国的第二大集成电路市场。
32位CPU芯片、网络路由交换芯片、GSM/GPRS手机基带芯片、TD-SCDMA基带芯片、数字音视频和多媒体处理芯片、第二代居民身份证芯片等一批中高端产品相继研发成功并投入市场，产品设计能力达到0.18微米，集成度超过千万门；集成电路芯片生产线工艺水平达到12英寸0.13微米，90纳米工艺技术研发取得进展，与国外先进水平之间的差距明显缩小。
（五）电信设备商最受益于物联网
当下最大的投资机会在于电信设备商，物联网的商业建设尚处于萌芽阶段。
电信运营商是物联网的积极推动者，物联网丰富电信网络的应用。
就三家电信运营商而言，包含强势固网的全业务运营商中国电信和中国联通在行业用户的ICT（信息通信技术，InformationandCommunicationsTechnology）建设中一直处于领导地位，其全业务模式十分便于将通信网络与物联网相关信息管理的企业内网实现对接，完成对物联网的全程管控。
由于资源所限以及历史原因，单纯的移动运营商中国移动目前能够实现的物联网应用还处于初级阶段。
具体而言，网络的升级换代对光纤产业将产生实质性利
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