圖說物聯網發展的幾個關鍵問題

2022-10-05 02:48:02 字數 2870 閱讀 4091

一、概念辨析

目前,關於物聯網的一般概念是:「通過射頻識別(rfid)、紅外感應器、全球定位系統、雷射掃瞄器等資訊感測裝置,按約定的協議,把任何物品與網際網路連線起來,進行資訊交換和通訊,以實現智慧型化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網路」。但是,對於物聯網的本質卻一直沒有統一明確的界定,有人說物聯網就是感測網,有人認為物聯網是網際網路的延伸,還有人說物聯網是超越現有網路的泛在網,不同人從各自不同的角度闡釋物對聯網的認識,與物聯網相關的概念不勝列舉,但是,這些概念都「是又不全是」,不能完全精準的描述物聯網。

本文通過蒐集整理,把與物聯網相關的主要概念,包括智慧型地球、無線城市、泛在網路、移動網際網路、雲計算、m2m等進行了集中、分類,形成物聯網的概念體系如圖一所示。

圖一,物聯網概念體系

圖中可以看出,與物聯網相關的概念主要可以分為三個大類,按照從小到大的順序第一類是技術層面的概念,如雲計算、ipv6、感測器等,這些是組成物聯網必不可少的「零件」;第二類是網路層面,如網際網路、泛在網、感測網等,這些是針對不同通訊主體的網路,是物聯網的實體形象;第三類是應用層面,如m2m、無線城市、智慧型地球等,是在實體網路上開展的各種應用,也是物聯網的價值所在。因此,物聯網不僅僅是某種技術、某個網路或是某種應用,而是技術、網路、應用的集合體,網聯網是一種生活方式,是融合了前述相關名詞的乙個概念體系。本文將從技術、網路、應用和產業化發展過程四方面討論物聯網發展的關鍵問題。

二、物聯網技術發展趨勢

實現完整的物聯網資訊傳播,需要以下幾個過程,如圖二所示。

第一步:首先要給所有的物體乙個標識,通過rfid等技術,給物體乙個身份,讓物體有了身份,就具備了通訊的基礎,在現有ipv4資源就要耗盡的情況下,需要盡快部署ipv6才能滿足物聯網身份標識的需要。

接下來,將開展第二步工作---感知,感知的過程是通過各類感測器採集物體相關的資訊,如溫度、濕度等等,如果物品只有身份,沒有資訊,那就沒有加入物聯網的意義了,所以,感知得到的資訊是物聯網的重要價值所在。

第三步,要將資訊通過網路進行傳輸,這包括在感測網中的資訊傳輸和通過通訊運營商實現的遠端資訊傳輸。

最後一步,在資訊處理平台實現智慧型處理,面對海量資訊,雲計算平台將大顯身手。經過幾個環節的配合,最終實現「全面感知、可靠傳輸、智慧型處理」的物聯網應用。

圖二,物聯網相關技術

從技術層面看,我國當前物聯網發展的主要瓶頸是感測器技術存在差距,一方面是感測器國產化程度不高,90%依靠進口,影響了資訊的低成本採集,另一方面是物聯網應用與感測器的結合度不夠,具有產業主導地位的通訊運營商應當大力發展與感測器相結合的各類融合性應用業務。

三、物聯網網路演進過程

獲取資訊、交流資訊是人類社會必須的活動,所有的通訊網路、通訊技術都是為了解決人們對資訊自由的追求。回顧人類通訊的歷史,從最初的烽火狼煙到後來的電報**,再到現代通訊的程式控制交換、網際網路絡等等,不論是有線方式還是無線方式,不論是電路交換傳遞語音還是資料交換傳遞資料資訊,解決的都是人與人之間的資訊互動,「烽火狼煙」與「移動網際網路」只是從物理手段、傳輸資訊的容量、傳輸速度等方面發生了提公升、進步,本質上沒有太大的區別,如今,物聯網概念的提出,使人們周圍的沒有生命的物品也納入到人類通訊的網路之中來,是一次革命性的進步,也使我們重新審視通訊網路的結構與趨勢,如圖三所示。

圖三,物聯網網路演進

我們常說的電信技術是遠端通訊技術(tele communication),而與之相對應的是物與物之間的近場通訊技術(near field communication),物品之間通過rfid、藍芽、zigbee等短距離無線通訊技術組成感測網路,實現物體之間的通訊,這就是狹義的物聯網的概念。隨著物聯網技術的逐步成熟,感測網與通訊網將更緊密無縫的融合,最終形成無所不在的泛在網路,這就是廣義的物聯網概念。總而言之,物聯網是在人與人通訊基礎上,把物品作為主體加入到人類的通訊網路中,是人類社會通訊自由的一次飛躍。

四、物聯網應用的層次結構

物聯網是一種無所不在的網路,其外在的表現形式是各種各樣的應用。從使用者的角度出發,能感覺到物聯網存在的途徑就是在日常生活中體驗這些應用。物聯網發展之初,ibm提出了智慧型地球的概念,從金融、交通、電力等多個方面提出物聯網的應用;我國的許多省市制定了物聯網發展規劃,建立了產業園區,如火如荼的開展物聯網建設;通訊運營商則把m2m作為物聯網的切入點,逐步推出了面對各個行業的物聯網應用,希望物聯網能帶來轉型的契機。

但是,物聯網快速發展的今天,為什麼使用者感覺不到物聯網的存在,覺得物聯網離自己的生活仍然很遙遠呢?這是因為物聯網應用的發展是分階段分層次的過程,如圖四所示。

圖四,物聯網應用發展趨勢

物聯網發展的初級階段是「建網」,這個時期往往以**為主導,企業主要的目標是解決關鍵的技術問題,使網路可用。這個時期,物聯網是作為一種基礎建設進行投入,因此還走不到百姓的身邊,使用者能感受到的只是些m2m的應用如**監控等應用。

第二階段,隨著基礎設施的逐步完善,物聯網應用進入規模應用階段,**努力協調各方資源,構建無線城市,物聯網的網路環境逐步完善,主要的行業和企業大量使用物聯網的應用。

第三階段,當物聯網的網路足夠成熟、感測器、通訊網、雲計算平台等相關技術能夠實現密切配合,物聯網開始進入普及應用階段,這時,使用者才能真正感受到物聯網的應用帶來的便捷,物聯網必將改變人們的生活方式,生活在智慧型的地球之上。

五、小結

綜上所述,物聯網是乙個集技術、網路和應用於一身的概念體系,它從人與人交換資訊的「通訊網」和物與物交換資訊的「感測網」兩條主線出發,最終融合歸於「泛在網路」。演進過程的關鍵問題如圖五所示。

圖五,物聯網產業化發展趨勢

當前的發展階段,通訊運營商處於戰略儲備期,需要積累網路、碼號和業務等資源,而感測網則處於關鍵技術攻關期,物聯網的低成本、高效能、國產化生產是技術的發展瓶頸。目前的主要應用仍然是**監控為主的m2m類應用,應用的重點應當轉向通過感測器採集到更多的資訊,因此,開發感測器與通訊產業相融合的應用是物聯網應用的關鍵所在,

通訊運營商面對物聯網這一戰略轉型機遇,應當充分發揮產業主導優勢,積極參與「無線城市」等物聯網應用的建設,並關注感測器產業的發展,以感測器帶動新應用的產生,穩步推進物聯網產業的成熟發展。

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