無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一個(gè)學(xué)科交叉綜合的、知識(shí)高度集成的前沿?zé)狳c(diǎn)研究領(lǐng)域，正受到各方面的高度關(guān)注。美國(guó)國(guó)防部在2000年時(shí)就把傳感網(wǎng)定為五大國(guó)防建設(shè)領(lǐng)域之一；美國(guó)研究機(jī)構(gòu)和媒體認(rèn)為它是21世紀(jì)世界最具有影響力的、高技術(shù)領(lǐng)域的四大支柱型產(chǎn)業(yè)之一，是改變世界的十大新興技術(shù)之一。日本在2004年就把傳感器網(wǎng)絡(luò)定為四項(xiàng)重點(diǎn)戰(zhàn)略之一。
我國(guó)《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃(2006．2020年)》中把智能感知技術(shù)、自組織網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、寬帶無(wú)線移動(dòng)通信等技術(shù)列為重點(diǎn)發(fā)展的前沿技術(shù)。
因此，傳感器核心芯片和傳感器網(wǎng)接入因特網(wǎng)的技術(shù)將成為今后幾年IT前沿技術(shù)進(jìn)展中優(yōu)先攻關(guān)的瓶頸。
2物聯(lián)網(wǎng)的由來(lái)與進(jìn)展
2．1物聯(lián)網(wǎng)的由來(lái)
今年以來(lái)，“物聯(lián)網(wǎng)”(IntemetofThings)成為國(guó)內(nèi)外IT業(yè)界和社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)之一，實(shí)際上它已經(jīng)走過(guò)了l0年的發(fā)展歷程。1999年正式提出物聯(lián)網(wǎng)概念后，世界各國(guó)都在加緊物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)。我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)始于1999年，當(dāng)時(shí)中科院?jiǎn)?dòng)了傳感網(wǎng)研究，在無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、智能微型傳感器、現(xiàn)代通信技術(shù)等方面取得了重要進(jìn)展。2004年國(guó)家金卡工程把RFID應(yīng)用試點(diǎn)列為重點(diǎn)工作之一；2005年1O月原信息產(chǎn)業(yè)部批準(zhǔn)成立了“電子標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)工作組”，開(kāi)展電子標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)的研究；2006年23個(gè)部門(mén)f行業(yè))共同成立了國(guó)家金卡辦RFID應(yīng)用工作組，啟動(dòng)了相關(guān)RFID應(yīng)用試點(diǎn)工作。
據(jù)了解，國(guó)內(nèi)RFID企業(yè)數(shù)量不斷增加，在市場(chǎng)中已占據(jù)主導(dǎo)地位。目前我國(guó)RFID產(chǎn)業(yè)鏈逐步擴(kuò)大，集電子信息產(chǎn)業(yè)、軟件業(yè)、通信運(yùn)營(yíng)業(yè)、信息服務(wù)業(yè)和面向各相關(guān)行業(yè)的應(yīng)用等產(chǎn)業(yè)鏈正在逐步形成。2008年上半年無(wú)錫市與中科院上海微系統(tǒng)研究所合作成立中科院無(wú)錫微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心，大力推進(jìn)傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。目前，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)從材料、器件、技術(shù)、系統(tǒng)到無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)等方面也正在形成產(chǎn)業(yè)鏈。
截至2009年6月，我國(guó)擁有固定電話3；30億戶、移動(dòng)電話用戶6．95億戶、因特網(wǎng)用戶3．38億戶，均居世界第一。因特網(wǎng)和無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為人們獲取信息和人際溝通的基礎(chǔ)設(shè)施，這為實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。我國(guó)與德國(guó)、美國(guó)、英國(guó)、韓國(guó)等已成為物聯(lián)網(wǎng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定的主導(dǎo)國(guó)。我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用雛形已經(jīng)逐漸呈現(xiàn)，如上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)的“圍界防入侵系統(tǒng)”，它通過(guò)埋設(shè)在地下的傳感器，在機(jī)場(chǎng)圍欄外面設(shè)置了一道傳感網(wǎng)，一旦有人或動(dòng)物靠近，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)發(fā)出識(shí)別信號(hào)，并且精確地進(jìn)行定位。它實(shí)際上是一個(gè)電子圍界防入侵系統(tǒng)。歷史經(jīng)驗(yàn)表明，全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)往往孕育著新的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)革命。任何國(guó)家都需要在經(jīng)濟(jì)危機(jī)后尋找一個(gè)能夠有效拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的“引擎”，物聯(lián)網(wǎng)就在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生?！皟苫诤稀币恢笔俏覈?guó)倡導(dǎo)工業(yè)信息化的發(fā)展方向，從國(guó)家政府到企業(yè)個(gè)人都在尋找有效的解決途徑，物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)有望成為“兩化融合”的突破口。
2．2物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵
目前，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)概念，說(shuō)法不一，有的說(shuō)，它與傳感網(wǎng)是同一概念，也有的說(shuō)，兩者有區(qū)別。關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的準(zhǔn)確定義，目前國(guó)家傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作組正在從標(biāo)準(zhǔn)化的角度進(jìn)行研究，有望在不久后發(fā)布。本文僅從應(yīng)用角度闡述物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的內(nèi)涵。
眾所周知，因特網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了世界上計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)、人與計(jì)算機(jī)、人與人之間的對(duì)話與交互；而物聯(lián)網(wǎng)則正在實(shí)現(xiàn)世界上物與物、人與物、人與自然之間的對(duì)話與交互。通過(guò)裝置在各類物體上的射頻識(shí)別電子標(biāo)簽fIID)、二維碼、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等組成的智能傳感器，經(jīng)過(guò)接口與無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)、因特網(wǎng)互連，以實(shí)現(xiàn)人與物、物與物相互間智能化地獲取、傳輸與處理信息的網(wǎng)絡(luò)稱為“物聯(lián)網(wǎng)”，其核心是智能傳感網(wǎng)技術(shù)。
“物聯(lián)網(wǎng)”的精髓是感知，感知包括傳感器的信號(hào)采集、協(xié)同處理、智能組網(wǎng)、信息服務(wù)，以達(dá)到控制指揮的目的。
2．3物聯(lián)網(wǎng)面臨的主要問(wèn)題
物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展?jié)摿褪袌?chǎng)巨大。但是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)需要解決一系列問(wèn)題，主要是核心技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、產(chǎn)品研發(fā)、安全保護(hù)等技術(shù)方面問(wèn)題，和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、體制機(jī)制、協(xié)調(diào)合作、推廣應(yīng)用等管理方面的問(wèn)題。
第一，核心技術(shù)有待突破。目前，我國(guó)處于物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和規(guī)?；瘧?yīng)用的初始階段，關(guān)鍵在于盡快突破核心技術(shù)，搶占制高點(diǎn)。其中，傳感器核心芯片和傳感器網(wǎng)接入因特網(wǎng)的技術(shù)，將是今后幾年優(yōu)先攻關(guān)的瓶頸l2J。
第二，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范有待制定。制定一種能被世界各國(guó)認(rèn)可的統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，難度很大。據(jù)悉目前我國(guó)正處于研究制定物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)框架階段，需要集中力量制定標(biāo)準(zhǔn)化體系、產(chǎn)業(yè)鏈體系、研發(fā)與應(yīng)用項(xiàng)目規(guī)范等。
第三，信息安全有待解決。物聯(lián)網(wǎng)中的物與物、物與人之間互聯(lián)，使用大量的信息采集和交換設(shè)備，信息安全和保護(hù)隱私成為亟待解決的問(wèn)題Il?。
第四，統(tǒng)一協(xié)議有待制定。在物聯(lián)網(wǎng)核心層面是基于TCP／IP協(xié)議，但是在接入層面，協(xié)議種類很多，如GPRS、短信、傳感器、TD．SCDMA等，物聯(lián)網(wǎng)需要一個(gè)統(tǒng)一的協(xié)議基礎(chǔ)。
第五，IP地址有待擴(kuò)充。物聯(lián)網(wǎng)中的每個(gè)物件都需要一個(gè)唯一的IP地址，這只能依靠IPv6來(lái)支撐。由IPv4向IPv6轉(zhuǎn)型以及妥善處理與IPv4的兼容性問(wèn)題，將是一個(gè)很長(zhǎng)的過(guò)程。
2．4物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)
目前全球物聯(lián)網(wǎng)狀況尚處于概念、論證與試驗(yàn)階段，處于攻克關(guān)鍵技術(shù)、制定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與研發(fā)應(yīng)用的初級(jí)階段，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)處于與國(guó)際同步地位。但是，在核心技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模方面都還有差距。2009年國(guó)務(wù)院將傳感網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)上升為國(guó)家五大戰(zhàn)略性的新興產(chǎn)業(yè)。
當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)展中，從技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)呈現(xiàn)出融合化、嵌入化、可信化、智能化的特征，從管理應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)呈現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、服務(wù)化、開(kāi)放化、工程化的特征。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵在于應(yīng)用，只有以應(yīng)用需求為導(dǎo)向，才能帶動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。2008年底IBM首席執(zhí)行官彭明盛首次提出“智慧的地球(Smartearth)”新理念，據(jù)了解，“智慧地球”戰(zhàn)略主要是把IT前沿技術(shù)應(yīng)用到各行各業(yè)之中，把傳感器嵌入和裝置到全球的電網(wǎng)、鐵路、公路、橋梁、建筑、供水系統(tǒng)等各種物體中，井通過(guò)互連形成“物聯(lián)網(wǎng)”；而后通過(guò)超級(jí)計(jì)算機(jī)和云計(jì)算技術(shù)，對(duì)海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析與處理，將“物聯(lián)網(wǎng)”整合起來(lái)，實(shí)施智能化的控制與管理，從而達(dá)到全球的“智慧”狀態(tài)，最終實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)=智慧地球”。
IBM還進(jìn)一步推出其各種“智慧”解決方案，包括智慧能源系統(tǒng)、智慧交通系統(tǒng)、智慧金融和保險(xiǎn)系統(tǒng)、智慧零售系統(tǒng)、智慧醫(yī)療保健系統(tǒng)與智慧城市系統(tǒng)等。“智慧地球”的核心是“更透徹的感知、更全面的互聯(lián)互通和更深入的智能化”：其基礎(chǔ)是傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和因特網(wǎng)在各行各業(yè)的高效融合與綜合應(yīng)用。這種能夠?qū)崿F(xiàn)人與人、人與物乃至物與物之間隨時(shí)隨地溝通的全新網(wǎng)絡(luò)環(huán)境稱為泛在網(wǎng)(UbiquitousNetwork)。
物聯(lián)網(wǎng)、因特網(wǎng)與空間信息系統(tǒng)f基于RS／GIS／GPS的SIS：Spatialinformationsystem)的高效融合，將使數(shù)字地球、智慧地球從理念逐步轉(zhuǎn)為實(shí)際應(yīng)用。
總之，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過(guò)十年磨一劍的積累，已經(jīng)與國(guó)際同步發(fā)展，前景廣闊。但是，我國(guó)要形成規(guī)模化的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，全面進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，還需要經(jīng)歷相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)與應(yīng)用的再積累和創(chuàng)業(yè)過(guò)程。我們既需要熱情的追求，更需要理智的思考和扎實(shí)的工作，去迎接中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)春天的來(lái)臨。
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