物聯網的業務及關鍵技術
英文摘要:This article describes the development status of the Internet of Things, analyses the background of its development, and the factors that may cause resistance. Based on application type and the different development stages of the Internet of Things, this article categorizes the services of the Internet of Things into four types: identity related services, information aggregation services, collaborative-aware services and ubiquitous services. The first two parts of the business type and architecture are introduced, and we believe that collaborative sensing services and ubiquitous services will be future development trends of Internet of Things. We also believe that services provided by the Internet of Things will gradually be integrated into the whole of society and life. With the gradual development of the Internet of Things, physical networking applications will move from relatively simple identity-based convergence applications and information-based services perception, to those that are collaboratively-aware, and eventually ubiquitous in the service stage. It will then be possible for the Internet of Things to be fully integrated with Internet and telecommunications networks.
1 物聯網的發展
物聯網的概念由MIT(美國麻省理工學院)的Kevin Ashton 1999年提出,它的定義很簡單:把所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯網連接起來,實現智能化識別和管理。而在這之前,1995年出版的《未來之路》[1]中,就金融、物流、零售、能源、軍事等方面首次描述物聯網的應用場景。
而最近,隨著美國、歐洲、日本、韓國等國在“物聯網”相關項目上的進一步投入,物聯網在全球迅速發展。美國的智慧地球計劃準備在智能電網和信息化醫療項目上投入300億美元;歐洲提出i2010的政策,旨在通過更廣泛的使用來提高經濟效率并促進信息與通信技術(ICT)的發展。通過實施i2010,歐盟希望提高經濟競爭力,并使歐盟各國的生活質量得到提高,減少社會問題,幫助民眾建立起對未來泛在社會的“智能環境”的信任感;日本在EJapan和U-Japan計劃基礎上又提出i-Japan計劃;韓國也提出了新的物聯網[FS:PAGE]計劃。在中國,2009年8月,溫家寶總理提出“感知中國”概念,在中國政府推動下,物聯網產業在中國也得到極大發展。
1.1 物聯網發展的推動力
首先,物聯網的發展是使用信息技術更好的為服務社會的一種必然。現代社會發展在能源、交通、物流、金融等方面都遇到了發展的“瓶頸”,又在健康、醫療、服務等方面面對著人們的直接需求。選擇信息技術,通過更智能的終端、覆蓋更全面的網絡、提供更良好的服務來解決經濟發展、社會發展問題,提高人民生活水平,是人們對信息技術普遍信任的自然選擇。
其次,物聯網也是政府尋找新的經濟增長點的努力方向,克林頓時代提出的“信息高速公路計劃”,克林頓的10年是美國經濟高速發展的10年,奧巴馬的“智慧地球”很難說和“信息高速公路計劃”沒有瓜葛。在中國,物聯網是信息化促進工業化的具體實施方式;再看看歐洲、日本、韓國,其物聯網計劃都有政府的影子。
第三,物聯網的發展也是電信行業發展逐漸飽和后,尋求新突破點的方向。在國際上,很多歐洲國家的移動用戶覆蓋率已經達到100%了,要進一步發展,必須有進一步發展的土壤,當人與人之間的通信基本達到飽和,人與物的通信、物與物的通信就必然被提出,物聯網是電信行業發展的新舞臺。
物聯網發展具有強大的推動力的同時,也面臨著一些影響因素。
1.2 影響物聯網發展的因素
首先,影響物聯網發展的重要因素應該是行業的壁壘,現在物聯網的主要推動者是電信服務運營商,電信服務運營商紛紛制訂雄心勃勃的物聯網發展計劃,中國移動認為:物聯網應用將在:電力、交通、企業安防、智能家居等方面吸引1億用戶。俗話說:隔行如隔山。不同行業之間存在的技術壁壘,不同行業在各自發展的歷史中形成了各自產業鏈上的各個環,打破這種鏈條環非常困難。
其次,在技術層面上也存在著一定的困難,現在各個應用差別巨大,很難形成統一的業務提供平臺;同時,不同的行業和不同的應用對終端、服務的要求差別很大,例如:工業控制上對終端有更多要求;另外,現在涉及的標準眾多,規范不一致,例如:在接入部分就涉及有線、無線的差別,無線又有電路交換(CS)和分組交換(PS)的差別,又存在不同的標準體系的差別。在物聯網終端和傳感器,或者傳感器網絡對接中,情況將更為復雜。
第三,規模是否能夠支撐[FS:PAGE]整個產業鏈,現在物聯網服務的使用行業對物聯網的熱情還沒有起來,整個產業規模是否能夠支撐整個產業鏈的發展,也是一個疑問。
2 物聯網的主要業務
目前可以納入物聯網范圍的應用很多,分類方式也很多,大致按照技術特征可以大致把物聯網的業務分為4類,分別是:身份相關業務[2]、信息匯聚型業務、協同感知類業務、泛在服務[3]。
現在業界有一種認識,認為從信息匯聚,到協同感知,再到泛在聚合是物聯網的必然發展趨勢,但是并不是所有物聯網的業務都會發展到泛在聚合的階段。很多應用和服務只要求信息匯聚,但是這些信息是封閉的、機密的、只對小部分群體有效,這種服務和應用在現實中很難實現泛在匯聚。
2.1 身份相關業務
身份相關業務類應用主要是利用射頻標志(RFID)、二維碼、條碼等可以標志身份的技術,并基于身份所提供的各類服務,如圖1所示。

按照終端是去識別其他身份信息,還是被識別可以分為主動模式和被動模式,按照服務是提供給個人還是提供給企業,又可以分為個人應用和企業業務兩大類。
對于不同的應用實現的方式可能各有不同,圖2所示是基于標簽的信息獲取類服務的一個基本原理圖。

一般方法是:在物上貼上RFID標簽,讀寫設備通過讀取RFID標簽中的信息,尤其是ID信息,通過這個ID信息向物聯網名稱解析服務器請求以獲取該ID所對應的進一步詳細信息的統一資源標志符(URI),讀寫設備通過這個統一資源標志符進行進一步的信息獲取。
2.2 信息匯聚型業務
信息匯聚型業務主要是有物聯網終端采集、處理、經通信網絡上報數據,由物聯網平臺處理,提交給具體的應用和服務,由物聯網平臺統一對物聯網終端、數據、應用和服務,以及第三方進行統一管理。具體的應用類型,如自動抄表、電梯管理、物流、交通管理等。
信息匯聚型業務的具體架構如圖3所示[4]。

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