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物聯網技術
名詞解釋
物聯網技術(英文:Internet of Things,縮寫:IoT)起源於傳媒領域,是信息科技產業的第三次革命。物聯網是指通過信息感測設備,按約定的協議,將任何物體與網路相連接,物體通過信息傳播媒介進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監管等功能。
在物聯網應用中有兩項關鍵技術,分別是感測器技術和嵌入式技術。
物聯網(Internet of Things)指的是將無處不在(Ubiquitous)的末端設備(Devices)和設施(Facilities),包括具備“內在智能”的感測器、移動終端、工業系統、數控系統、家庭智能設施、視頻監控系統等、和“外在使能”(Enabled)的,如貼上RFID的各種資產(Assets)、攜帶無線終端的個人與車輛等等“智能化物件或動物”或“智能塵埃”(Mote),通過各種無線和/或有線的長距離和/或短距離通訊網路實現互聯互通(M2M)、應用大集成(Grand Integration)、以及基於雲計算的SaaS營運等模式,在內網(Intranet)、專網(Extranet)、和/或網際網路(Internet)環境下,採用適當的信息安全保障機制,提供安全可控乃至個性化的實時在線監測、定位追溯、報警聯動、調度指揮、預案管理、遠程控制、安全防範、遠程維保、在線升級、統計報表、決策支持、領導桌面(集中展示的Cockpit Dashboard)等管理和服務功能,實現對“萬物”的“高效、節能、安全、環保”的“管、控、營”一體化。
1999年 誕生,2005年 普及,2009年 大發展。
物聯網(Internet of Things)這個詞,國內外普遍公認的是MIT Auto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID時最早提出來的。在2005年國際電信聯盟(ITU)發布的同名報告中,物聯網的定義和範圍已經發生了變化,覆蓋範圍有了較大的拓展,不再只是指基於RFID技術的物聯網。
自2009年8月溫家寶總理提出“感知中國”以來,物聯網被正式列為國家五大新興戰略性產業之一,寫入“政府工作報告”,物聯網在中國受到了全社會極大的關注,其受關注程度是在美國、歐盟、以及其他各國不可比擬的。
物聯網的概念與其說是一個外來概念,不如說它已經是一個“中國製造”的概念,他的覆蓋範圍與時俱進,已經超越了1999年Ashton教授和2005年ITU報告所指的範圍,物聯網已被貼上“中國式”標籤。
“The Internet of things”是物聯網的英文名稱。在中國把物聯網稱之為“感測網”。中科院早在1999年,就啟動了感測網的研究,並已建立了一些實用的感測網。與其它國家相比,我國技術研發水平處於世界前列,具有同發優勢和重大的影響力。在世界感測網領域,中國、德國、美國、韓國等國成為國際標準制定的主導國之一。
2005年,11月27日,在突尼西亞舉行的信息社會世界峰會(WSIS)上,國際電信聯盟(ITU)發布了《ITU網際網路報告2005:物聯網》的報告,正式提出了物聯網的概念。
IBM大中華區首席執行官錢大群在2009IBM論壇上公布了名為“智能的地球”的最新策略。IBM希望“智能的地球”策略能掀起網際網路浪潮之後的又一次科技革命。
“智慧地球”的概念是美國IBM2008年提出的。2008年11月初,在紐約召開的外國關係理事會上,IBM董事長兼CEO彭明盛發表了《智慧的地球:下一代領導人議程》。2005年在中國誕生了智慧的鑰匙(Withey)和2007年誕生了“網際網路虛擬大腦”的概念。
M2M, 感測網路,智慧地球(Smart Planet),兩化融合(Digital Convergence),Pervasive Computing(普適計算), Ambient Intelligence,Haptic和Ubiquitous Computing、X-internet(可執行的網際網路),Building2.0,Smart Grid(智能電網)。。。
“Internet of Things”這個組合詞不符合英文縮寫習慣,在美國或國外並未成為一個像中國的“物聯網”一樣“家喻戶曉”的“buzzword”,美國更關注一些具體行業應用,如M2M, Smart Grid, Telematics, Telehealth等等。
把 網路技術 運用於 萬物,組成“物聯網”
如把 感應器 嵌入 裝備 到 油網、電網、路網、水網、建築、大壩、等 物體中
然後將“物聯網”與“網際網路”整合起來,實現 人類社會 與物理系統的整合
超級計算機群 對“整合網”的 人員、機器設備、基礎設施 實施 實時管理控制
以精細動態方式 管理生產生活,提高資源利用率和生產力水平,改善人與自然關係
簡單講,物聯網是物與物、人與物之間的信息傳遞與控制。在物聯網應用中有三項關鍵技術。
1、感測器技術,這也是計算機應用中的關鍵技術。大家都知道,到目前為止絕大部分計算機處理的都是數字信號。自從有計算機以來就需要感測器把模擬信號轉換成數字信號計算機才能處理。
2、RFID標籤也是一種感測器技術,RFID技術是融合了無線射頻技術和嵌入式技術為一體的綜合技術,RFID在自動識別、物品物流管理有著廣闊的應用前景。
3、嵌入式系統技術:是綜合了計算機軟硬體、感測器技術、集成電路技術、電子應用技術為一體的複雜技術。經過幾十年的演變,以嵌入式系統為特徵的智能終端產品隨處可見;小到人們身邊的MP3,大到航天航空的衛星系統。嵌入式系統正在改變著人們的生活,推動著工業生產以及國防工業的發展。如果把物聯網用人體做一個簡單比喻,感測器相當於人的眼睛、鼻子、皮膚等感官,網路就是神經系統用來傳遞信息,嵌入式系統則是人的大腦,在接收到信息后要進行分類處理。這個例子很形象的描述了感測器、嵌入式系統在物聯網中的位置與作用。
4、政府應該加大對產業的投入,這個投入可以不是資金,而是給企業更多的政策,特別是在操作系統、開發工具、IC設計等產業鏈中高端領域上從政策到資金都要加大投入。在管理上引入重大資金投向問責制,對長期投入資金不能市場化、產業化的項目,定期論證評估,不能達標的關停並轉甚至要追究責任。
5、減少盲目引進項目,在嵌入式與物聯網的發展中,核心技術堅持鼓勵國產化,從資金上、稅收上加大力度向自主研發產品傾斜。杜絕盲目引進產業鏈的中高端技術,特別是不能出現像其他行業一樣,重複引進同一個外國品牌多條生產線的狀況。
6、《物聯網“十二五”發展規劃》中提出二維碼作為物聯網的一個核心應用,物聯網終於從“概念”走向“實質”。二維碼(2-dimensional bar code)是用某種特定的幾何圖形按一定規律在平面(二維方向上)分佈的黑白相間的圖形記錄數據符號信息的;在代碼編製上巧妙地利用構成計算機內部邏輯基礎的“0”、“1”比特流的概念,使用若干個與二進位相對應的幾何形體來表示文字數值信息,通過圖象輸入設備或光電掃描設備自動識讀以實現信息自動處理:二維條碼/二維碼能夠在橫向和縱向兩個方位同時表達信息,因此能在很小的面積內表達大量的信息。
1. RFID: 電子標籤屬於智能卡的一類,物聯網概念是1999年MIT Auto-ID中心主任Ashton教授提出來的,RFID技術在物聯網中主要起“使能”(Enable)作用;
物聯網4大支撐技術與業務群
3. M2M:這個詞國外用得較多,側重於末端設備的互聯和集控管理,X-Internet,中國三大通訊營運商在推M2M這個理念;
4. 兩化融合:工業信息化也是物聯網產業主要推動力之一,自動化和控制行業是主力,但來自這個行業的聲音相對較少。
物聯網典型體系架構分為3層,自下而上分別是感知層、網路層和應用層。感知層實現物聯網全面感知的核心能力,是物聯網中關鍵技術、標準化、產業化方面亟需突破的部分,關鍵在於具備更精確、更全面的感知能力,並解決低功耗、小型化和低成本問題。網路層主要以廣泛覆蓋的移動通信網路作為基礎設施,是物聯網中標準化程度最高、產業化能力最強、最成熟的部分,關鍵在於為物聯網應用特徵進行優化改造,形成系統感知的網路。應用層提供豐富的應用,將物聯網技術與行業信息化需求相結合,實現廣泛智能化的應用解決方案,關鍵在於行業融合、信息資源的開發利用、低成本高質量的解決方案、信息安全的保障及有效商業模式的開發。
物聯網體系主要由運營支撐系統、感測網路系統、業務應用系統、無線通信網系統等組成。
通過感測網路,可以採集所需的信息,顧客在實踐中可運用RFID讀寫器與相關的感測器等採集其所需的數據信息,當網關終端進行匯聚后,可通過無線網路運程將其順利地傳輸至指定的應用系統中。此外,感測器還可以運用ZigBee與藍牙等技術實現與感測器網關有效通信的目的。市場上常見的感測器大部分都可以檢測到相關的參數,包括壓力、濕度或溫度等。一些專業化、質量較高的感測器通常還可檢測到重要的水質參數,包括濁度、水位、溶解氧、電導率、藻藍素、pH值、葉綠素等。
運用感測器網關可以實現信息的匯聚,同時可運用通信網路技術使信息可以遠距離傳輸,並順利到達指定的應用系統中。我國無線通信網路主要有3G、WLAN、LTE、GPRS,而4G仍為試點階段。
M2M平台具有一定的鑒權功能,因此可以為顧客提供必要的終端管理服務,同時,對於不同的接入方式,其都可順利接入M2M平台,因此可以更順利、更方便地進行數據傳輸。此外,M2M平台還具備一定的管理功能,其介意對用戶鑒權、數據路由等進行有效地管理。而對於BOSS系統,其由於具備較強的計費管理功能,因此在物聯網業務中得到廣泛的應用。
業務應用系統主要提供必要的應用服務,包括智能家居服務,一卡通服務,水質監控服務等,所服務的對象,不僅僅為個人用戶,也可以為行業用戶或家庭用戶。在物聯網體系中,通常存在多個通信介面,對通信介面未實施標準化處理,而在物聯網應用方面,相關的法律與法規並不健全,這不利於物聯網的安全發展。
在網際網路基礎上,利用RFID、數據通信技術
組成一個 覆蓋世界 萬事萬物 的 整合網路
網中萬物 自動識別,信息共享,按照人們預先制定的規範彼此“交流”。
突破傳統思維---過去是將 物理設施 和 IT設施 分開
一路是 機場、公路、建築物 等等 現實的 世間萬物
另一路 是 數據 電腦、寬頻 等等 虛擬的“網際網路”
而在“物聯”時代,“現實的世間萬物”將與“虛擬的網際網路”
整合為 統一的“整合網路”,全球全世界的運轉 以此 為基礎
經濟管理 生產運行 社會管理 乃至 個人生活---全球世界---互聯物聯---整合大同
1999年,物聯網概念由麻省理工學院提出,早期是指依託射頻識別(Radio Frequency Identification ,RFID)技術和設備,按約定的通信協議與網際網路的結合,使物品信息實現智能化管理。而醫學物聯網,就是將物聯網技術應用於醫療、健康管理、老年健康照護等領域。
醫學物聯網中的“物”,就是各種與醫學服務活動相關的事物,如健康人、亞健康人、病人、醫生、護士、醫療器械、檢查設備、藥品等等。醫學物聯網中的“聯”,即信息交互連接,把上述“事物”產生的相關信息交互、傳輸和共享。醫學物聯網中的“網”是通過把“物”有機地連成一張“網”,就可感知醫學服務對象、各種數據的交換和無縫連接,達到對醫療衛生保健服務的實時動態監控、連續跟蹤管理和精準的醫療健康決策。
那麼什麼是“感”、“知”、“行”呢?“感”就是數據採集和信息獲得,比如,連續監測高血壓患者的人體特徵參數、周邊環境信息、感知設備和人員情況等。“知”特指數據分析,如,高血壓患者連續的血壓值測到之後,計算機會自動分析出他的血壓狀況是否正常,如果不正常,就會生成警報信號,通知醫生知曉情況,調整用藥,加以處理,這就是“行”。
無錫感測網中心的感測器產品在上海浦東國際機場 和上海世博會被 成功應用---首批1500萬元的 感測安全防護設備銷售成功,設備由10萬個微小感測器組成,散布在牆頭牆角及路面感測器能根據聲音、圖像、震動頻率 等 信息 分析判斷,爬上牆的 究竟是人 還是 貓狗 等 動物多種 感測手段 組成 一個 協同系統 后,可以防止 人員的翻越、偷渡、恐怖襲擊 等 攻擊性入侵由於 效率 高於 美國 和以色列的“防入侵 產品”。
國家民航總局 正式發文要求,全國民用機場 都要採用 國產感測網 防入侵系統。
浦東機場直接採購 感測網產品金額為4000多萬元,加上配件共5000萬元。
若全國 近200家 民用機場 都 加裝 防入侵系統,將產生 上百億 的 市場規模。
基於物聯網、雲計算的城市污水處理綜合運營管理平台為污水運營企業安全管理、生產運行、水質化驗、設備管理、日常辦公等關鍵業務提供統一業務信息管理平台,對企業實時生產數據、視頻監控數據、工藝設計、日常管理等相關數據進行集中管理、統計分析、數據挖掘,為不同層面的生產運行管理者提供即時、豐富的生產運行信息,為輔助分析決策奠定良好的基礎,為企業規範管理、節能降耗、減員增效和精細化管理提供強大的技術支持,從而形成完善的城市污水處理信息化綜合管理解決方案。
武漢市污水處理綜合運營管理平台,依託雲計算技術構建、利用網際網路將各種廣域異構計算資源整合,以形成一個抽象的、虛擬的和可動態擴展的計算資源池,再通過網際網路向用戶按需提供計算能力、存儲能力、軟體平台和應用軟體等服務。系統可以對污水處理企業的進、產、排三個主要環節進行監控,將下屬提升泵站和污水處理廠的水量、水位、水質、電耗、葯耗、設備狀態等信息通過雲計算平台進行收集、整合、分析和處理,建立各個環節的相互規約模型,分析生產環節水、電、葯的消耗與處理水排水、生產、排放之間的隱含關係找出污水處理廠的優化生產過程管理方案,實現對污水處理企業生產過程的實時控制與精細化管理,達到規範管理、節能降耗、減員增效的目的。
物聯網把新一代IT技術充分運用在各行各業之中,具體地說,就是把感應器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋樑、隧道、公路、建築、供水系統、大壩、油氣管道等各種物體中,然後將“物聯網”與現有的網際網路整合起來,實現人類社會與物理系統的整合,在這個整合的網路當中,存在能力超級強大的中心計算機群,能夠對整合網路內的人員、機器、設備和基礎設施實施實時的管理和控制,在此基礎上,人類可以以更加精細和動態的方式管理生產和生活,達到“智慧”狀態,提高資源利用率和生產力水平,改善人與自然間的關係。
毫無疑問,如果“物聯網”時代來臨,人們的日常生活將發生翻天覆地的變化。然而,不談什麼隱私權和輻射問題,單把所有物品都植入識別晶元這一點現在看來還不太現實。人們正走向“物聯網”時代,但這個過程可能需要很長很長的時間。
物聯網技術應用的話可以去移動M2M中心的網站上看看..各行各業的應用都有。還有很多的產品的。
物聯網在中國迅速崛起得益於我國在物聯網方面的幾大優勢。第一,我國早在1999年就啟動了物聯網核心感測網技術研究,研發水平處於世界前列;第二,在世界感測網領域,我國是標準主導國之一,專利擁有量高;第三,我國是能夠實現物聯網完整產業鏈的國家之一;第四,我國無線通信網路和寬頻覆蓋率高,為物聯網的發展提供了堅實的基礎設施支持;第五,我國已經成為世界第二大經濟體,有較為雄厚的經濟實力支持物聯網發展。
物聯網在中國高校的研究,當前的聚焦點在南郵。作為“感知中國”的中心,無錫市2009年9月與北京郵電大學就感測網技術研究和產業發展簽署合作協議,標誌中國“物聯網”進入實際建設階段。協議聲明,無錫市將與北京郵電大學合作建設研究院,內容主要圍繞感測網,涉及光通信、無線通信、計算機控制、多媒體、網路、軟體、電子、自動化等技術領域,此外,相關的應用技術研究、科研成果轉化和產業化推廣工作也同時納入議程。
為積極參與“感知中國”中心及物聯網建設的科技創新和成果轉化工作,保持、擴大學校在物聯網研究領域的優勢,南京郵電大學召開物聯網建設專題研討會,及時調整科研機構和專業設置,新成立了物聯網與感測網研究院、物聯網學院。2009年9月10日,全國高校首家物聯網研究院在南京郵電大學正式成立。新華日報記者探訪了南郵的“無線感測器網路研究中心”,這裡的研究者與“物聯網”打交道已有五六年。在實驗室,一些“物聯網”產品已經初見雛形。此外,南郵還有系列舉措推進物聯網建設的研究:設立物聯網專項科研項目,鼓勵教師積極參與物聯網建設的研究;啟動“智慧南郵”平台建設,在校園內建設物聯網示範區等。
我國第一家高校物聯網工程學院 2010年6月10日,江南大學為進一步整合相關學科資源,推動相關學科跨越式發展,提升戰略性新興產業的人才培養與科學研究水平,服務物聯網產業發展,江南大學信息工程學院和江南大學通信與控制工程學院合併組建成立“物聯網工程學院”,也是全國第一個物聯網工程學院。
2012年6月,教育權威數據在物聯網愛好者論壇建立開設物聯網工程專業的物聯網學校查詢系統,專為物聯網工程專業學生服務,方便大家查詢開設物聯網工程專業院校。
年初教育部下達了高校設置物聯網專業申報通知,眾多高校爭相申報。由於物聯網涉及的領域非常廣泛,從技術角度,主要涉及的現有高校院系與專業有:計算機科學與工程,電子與電氣工程,電子信息與通訊,自動控制,遙感與遙測,精密儀器,電子商務等等。物聯網專業可能會在上述這些院系中開設。與物聯網應用相關的專業,如建築與智能化,土木工程,交通運輸與物流,節能與環保等等,可能會考慮開設選修課或在研究生、博士生階段設置相關交叉學科的學位。
物聯網可以是一個“專業”,但不一定是一個“學科”。國內有些專家反對設置“物聯網專業”,因為定位不清,一個學校往往有好幾個院系爭奪“物聯網專業“的申報,又不是一個明確的學科,難以培養出真正的專業人才,培養出來的人可能是“萬精油”,懂得多但是不精,尤其是本科階段,建議只作為研究生專業,像MBA一樣的模式。和許多高校設置的“電子商務”專業一樣,“電子商務”也有同樣的定位不清問題,只要高校設置的物聯網專業能夠培養出社會需要的專業人才,尤其是跨專業複合型人才,就應該可以設置,不必拘泥於它究竟屬於哪個現有的“學科”。下表列出了一個高校物聯網專業課程設置的初步建議,算是拋磚引玉。
課程1、物聯網產業與技術導論使用電子工業出版社《物聯網:技術、應用、標準和商業模式》等等教材。在學完高等數學,物理,化學,通信原理,數字電路,計算機原理,程序設計原理等課程后開設本課程,全面了解物聯網之RFID、M2M、感測網、兩化融合等技術與應用。
課程2、C語言程序設計使用清華大學出版社《C語言程序設計》等教材。物聯網涉及底層編程,C語言為必修課,同時需要了解OSGi,OPC,Silverlight等技術標準。
課程3、Java程序設計,使用機械工業出版社《Java語言程序設計教程》等教材。物聯網應用層,伺服器端集成技術,開放Java技術也是必修課,同時需要了解Eclipse,SWT, Flash, HTML5,SaaS等技術。
課程4、無線感測網路概論,使用 無線龍通訊科技出版社《現代無線感測器網路概論》、北京航空航天大學出版社《短距離無線通訊入門與實戰》等教材。學習各種無線RF通訊技術與標準,Zigbee, 藍牙,WiFi,GPRS,CDMA,3G, 4G, 5G等等。
課程5、 TCP/IP網路與協議,《TCP/IP網路與協議》,清華大學出版社,等教材。 TCP/IP以及OSI網路分層協議標準是所有有線和無線網路協議的基礎,Socket編程技術也是基礎技能,為必修課。
課程6、嵌入式系統技術,《嵌入式系統技術教程》,人民郵電出版社等教材。嵌入式系統(包括TinyOS等IoT系統),是物聯網感知層和通訊層重要技術,為必修課。
課程7、感測器技術概論,《感測器技術》,中國計量出版社,等教材。物聯網專業學生需要對感測器技術與發展,尤其是在應用中如何選用有所了解,但不一定需要了解感測器的設計與生產,對相關的材料科學,生物技術等有深入了解。
課程8、RFID技術概論,《射頻識別(RFID)技術原理與應用》,機械工業出版社,等教材。 RFID作為物聯網主要技術之一,需要了解,它本身(與智能卡技術融合)可以是一個細分專業或行業,也可以是研究生專業選題方向。
課程9、工業信息化及現場匯流排技術,《現場匯流排技術及應用教程》,機械工業出版社,等教材。工業信息化也是物聯網主要應用領域,需要了解,它本身也可以是一個細分專業或行業,也可作為研究生專業選題方向。
課程10、M2M技術概論,《M2M: The Wireless Revolution》,TSTC Publishing,等教材。本書是美國“Texas State Techinical College”推出的M2M專業教材,在美國首次提出了M2M專業教學大綱,M2M也是物聯網主要領域,需要了解,建議直接用英文授課。
課程11、物聯網軟體、標準、與中間件技術,《中間件技術原理與應用》,清華大學出版社,《物聯網:技術、應用、標準和商業模式》,電子工業出版社,等教材。物聯網產業發展的關鍵在於應用,軟體是靈魂,中間件是產業化的基石,需要學習和了解,尤其是對畢業後有志於物聯網技術發展的學生。
教育部審批設置的高等學校戰略性新興產業本科專業中有“物聯網工程”、“感測網技術”和“智能電網信息工程”三個與物聯網技術相關的專業。此三個專業從2011年才開始首次招生,目前為止還沒有畢業生,所以,無法從往年的就業率來判斷未來的就業情況,但可從行業的整體發展趨勢和人才市場的需求等方面了解該專業未來的就業形勢。
作為國家倡導的新興戰略性產業,物聯網備受各界重視,並成為就業前景廣闊的熱門領域,使得物聯網成為各家高校爭相申請的一個新專業,主要就業於與物聯網相關的企業、行業,從事物聯網的通信架構、網路協議和標準、無線感測器、信息安全等的設計、開發、管理與維護,也可在高校或科研機構從事科研和教學工作。
中科院院士、華東師大軟體學院院長何積豐表示,未來的物聯網技術要得到發展,需要在信息收集、改進、晶元推廣、程序演演算法設計等方面有所突破,而做到這些的關鍵是如何培養人才。柏斯維也指出,從整體來看,物聯網行業是非常需要人才。
其實,從人才市場的需求來看,無論是物聯網專業還是雲計算專業的人才是炙手可熱的,但企業對人才的要求也是相當高的。很多單位和企業不但要求應聘者須是碩士以上學歷,還要求有幾年的相關工作經驗。對此,企業紛紛表示,做核心的研發工作或核心的基礎架構是需要一些經驗積累的,本科應屆生一般不具備這些經驗。
因為物聯網是個交叉學科,涉及通信技術、感測技術、網路技術以及RFID技術、嵌入式系統技術等多項知識,但想在本科階段深入學習這些知識的難度很大,而且部分物聯網研究院從事核心技術工作的職位都要求碩士學歷,因此本科畢業生可從與物聯網有關的知識著手,找准專業方向、夯實基礎,同時增強實踐與應用能力。
面對大學生畢業就業難的情況下,物聯網領域卻急需相關專業的人才,同時物聯網行業內前景大好,這也是成為高校熱門專業的一個重要原因。從工信部以及各級政府所頒布的規劃來看,物聯網在未來十年之內必然會迎來其發展的高峰期。而物聯網技術人才也勢必將會“迎娶”屬於它的一個美好時代。
2011年4月,長安大學為加快建設特色鮮明的大學,推動陝西省(國家物聯網中心)相關學科跨越式發展,推動地方經濟,服務物聯網產業發展,長安大學和西安滻灞生態區共建長安大學科技園”,也是全國第一個擁有直接服務於物聯網板塊的國家級大學科技園。
項目描述:佔地面積80畝,建築面積130000平方米,長安大學聯合具有較強技術轉化實力的企業打造物聯網產業園區,依託西安地區科研綜合實力和人才優勢,重點發展超高頻RFID、高端感測器的研發及技術轉換轉讓,打造物聯網器件集散、物聯網行業應用解決方案集聚、物聯網產品展示以及研發辦公、商業配套。目標招商企業(項目):項目主要吸引物聯網集成技術、軟體開發及產品銷售企業入區經營;吸引智能物流、環保、交通、電網、安防、家居等六個主要門類的研發服務類企業和項目入園。
開源軟體無線電技術對無線電的行行業業影響頗深,對網聯網的研究也不例外。GNU Radio 是免費的軟體開發工具套件。它提供信號運行和處理模塊,用它可以在易製作的低成本的射頻(RF)硬體和通用微處理器上實現軟體定義無線電。這套套件廣泛用於業餘愛好者,學術機構和商業機構用來研究和構建無線通信系統。GNU Radio 的應用主要是用 Python 編程語言來編寫的。但是其核心信號處理模塊是C++在帶浮點運算的微處理器上構建的。因此,開發者能夠簡單快速的構建一個實時、高容量的無線通信系統。儘管其主要功用不是模擬器,GNU Radio 在沒有射頻 RF 硬體部件的境況下支持對預先存儲和(信號發生器)生成的數據進行信號處理的演演算法的研究。
中國將採取四大措施支持電信運營企業開展物聯網技術創新與應用。這些措施包括:
1.突破物聯網關鍵核心技術,實現科技創新。同時結合物聯網特點,在突破關鍵共性技術時,研發和推廣應用技術,加強行業和領域物聯網技術解決方案的研發和公共服務平台建設,以應用技術為支撐突破應用創新。
2.制訂中國物聯網發展規劃,全面布局。重點發展高端感測器、MEMS、智能感測器和感測器網節點、感測器網關;超高頻RFID、有源RFID和RFID中間件產業等,重點發展物聯網相關終端和設備以及軟體和信息服務。
3.推動典型物聯網應用示範,帶動發展。通過應用引導和技術研發的互動式發展,帶動物聯網的產業發展。重點建設感測網在公眾服務與重點行業的典型應用示範工程,確立以應用帶動產業的發展模式,消除制約感測網規模發展的瓶頸。深度開發物聯網採集來的信息資源,提升物聯網的應用過程產業鏈的整體價值。
4.加強物聯網國際國內標準,保障發展。做好頂層設計,滿足產業需要,形成技術創新、標準和知識產權協調互動機制。面向重點業務應用,加強關鍵技術的研究,建設標準驗證、測試和模擬等標準服務平台,加快關鍵標準的制定、實施和應用。積極參與國際標準制定,整合國內研究力量形成合力,推動國內自主創新研究成果推向國際。
權威人士日前向記者表示,首批5億元物聯網專項基金申報工作已啟動,共有600多家企業申報。工信部已篩選出100多家符合條件的企業。物聯網專項基金總計50億元,預計5年內發放完畢。
工信部、財政部4月聯合出台物聯網專項基金相關管理辦法。該基金將重點支持技術研發類、產業化類、應用示範與推廣類和標準研製與公共服務類四大項目。已形成基本齊全的物聯網產業體系,網路通信相關技術和產業支持能力與國外差距相對較小,但感測器、RFID (無線射頻技術)等感知端製造產業、高端軟體與集成服務與國外差距相對較大。如目前我國大陸共有450餘家從事敏感元件及感測器生產廠家,但外資企業佔67%。據透露,申請首批物聯網專項基金企業多為中資企業。通過物聯網專項基金引導,有關部門希望培育技術創新能力強,具有自主知識產權、自主品牌和國際競爭力的大企業,加快產業培育和發展。
2012年2月14日,中國的第一個物聯網五年規劃——《物聯網“十二五”發展規劃》由工信部頒布。
《規劃》公布不久,工信部批複廣東順德創建“裝備工業兩化深度融合暨智能製造試點”,順德提出在智能產品方面將打造一批“無人工廠”。
製造業的無人化或許將為中國製造業的升級提供一條路徑。李廣乾認為,智能化是信息化與工業化“兩化融合”的必然途徑,其技術核心無疑就是物聯網,但要權衡好投入與產出,量力而行。
鄔賀銓則指出,以前提“兩化融合”還比較泛泛,而物聯網是“兩化融合”的切入點,可以大大促進信息化的應用。物聯網大量的應用是在行業中,包括智能電網、智能交通、智能物流、智能醫療、智能家居等等。國家發展物聯網的目的,不僅是產生應用效益,更要帶動產業發展。有了物聯網,每個行業都可以通過信息化提高核心競爭力,這些智能化的應用就是經濟發展方式的轉變。
中科院無錫微納感測網 工程技術 研發中心 (無錫感測網中心) 是 國內 研究 物聯網 的 核心單位
09.8.7 溫總理 調研無錫時,對該中心 高度關注,提出 把感測網路中心設在無錫、輻射全國的想法
溫家寶指出:在 感測網發展中 早一點 謀划未來 --- 早一點攻破核心技術
在國家 重大科技專項中,加快推進感測網發展,儘快建立 中國的感測信息中心--感知中國中心
江蘇省委省政府 落實 溫總理指示,熱情擁抱“物聯網”,突出抓好 平台建設 和應用示範工作
迅速 形成“研發 安全感”與“產業 突破”的“先發優勢”
無錫作出部署:舉全市之力搶佔新1輪科技革命制高點--把無錫建成--感測技術創新高地--人才高地--產業高地
如果軟體是物聯網的核心和靈魂,中間件(Middleware)就是這個靈魂的核心。中間件與操作系統和資料庫並列作為三足鼎立的“基礎軟體”的理念經過多年的探討已經被國內業界和政府主管部門認可,但在國內長期“重硬輕軟”的大環境下,中間件產業並未受到足夠的重視,或更確切地說可能是不知道如何抓。
除OS,資料庫,和直接面向用戶的客戶端軟體以外,凡是能批量生產,高度可復用的軟體都可以算是中間件。中間件有很多種類,如通用中間件,嵌入式中間件,數字電視中間件,RFID中間件,和M2M物聯網中間件等等,中間件無處不在。IBM, Oracle, 微軟等軟體巨頭都是引領潮流的中間件生產商。 SAP等大型(ERP)應用軟體廠商的產品也是基於中間件架構。國內的用友,金蝶等軟體廠商也都有中間件部門或分公司。在OS和資料庫市場格局早已確定的情況下,中間件,尤其是面向行業的業務基礎中間件,也許是各國軟體產業發展唯一的機會。可以毫不誇張地說,能否做大做強中間件,是整個中國IT產業能否做大做強的關鍵。物聯網中間件處於物聯網的集成伺服器端和感知層、傳輸層的嵌入式設備中。伺服器端中間件稱為物聯網業務基礎中間件,一般都是基於傳統的中間件(應用伺服器,ESB/MQ等)構建,加入設備連接和圖形化組態展示等模塊(如同方的ezM2M物聯網業務中間件)。嵌入式中間件是一些支持不同通訊協議的模塊和運行環境。中間件的特點是它固化了很多通用功能,但在具體應用中多半需要“二次開發”來實現個性化的行業業務需求,因此所有物聯網中間件都要提供快速開發(RAD)工具。
在物聯網概念被大眾理解和接受以後,大家早已發現,物聯網並不是什麼全新的東西,上萬億的末端“智能物件”和各種應用子系統早已經存在於工業和日常生活中。物聯網產業發展的關鍵在於把現有的智能物件和子系統鏈接起來,實現應用的大集成(Grand Integration)和“管控營一體化”,為實現“高效、節能、安全、環保”的和諧社會服務,要做到這一點,軟體(包括嵌入式軟體)和中間件將作為核心和靈魂起至關重要的作用。這並不是說發展感測器等末端不重要,在大集成工程中,系統變得更加智能化和網路化,反過來會對末端設備和感測器提出更高的要求,如此循環螺旋上升推動整個產業鏈的發展。因此,要佔領物聯網制高點,軟體和中間件的作用至關重要,應該得到國家層面決策和扶持政策的高度重視。
在包括物聯網軟體在內的軟體領域,美國長期引領潮流,基本上壟斷了世界市場,歐盟(世界級的軟體廠商只有SAP一家在歐洲)早已看到了軟體和中間件在物聯網產業鏈中的重要性,從2005年開始資助了HYDRA項目,這是一個研發物聯網中間件和“網路化嵌入式系統軟體”的組織,已取得不少成果。在中國有很多感測器,感測網,RFID研究中心及產業(生產)基地,也有很多人呼籲建立物聯網標準,唯獨沒有物聯網軟體和中間件研發基地和組織,這種本末倒置的現象很讓人擔心。如果我們的軟體不夠強,制定物聯網標準也一定是紙上談兵,物聯網產業基地一定是低層次重複建設造成生產過剩,我們在物聯網產業永遠不會有話語權,更談不上佔領什麼制高點。
物聯網的安全和網際網路的安全問題一樣,永遠都會是一個被廣泛關注的話題。由於物聯網連接和處理的對象主要是機器或物以及相關的數據,其“所有權”特性導致物聯網信息安全要求比以處理“文本”為主的網際網路要高,對“隱私權”(Privacy)保護的要求也更高(如ITU物聯網報告中指出的),此外還有可信度(Trust)問題,包括“防偽”和DoS(Denial of Services)(即用偽造的末端冒充替換(eavesdropping等手段)侵入系統,造成真正的末端無法使用等),由此有很多人呼籲要特別關注物聯網的安全問題。
物聯網系統的安全和一般IT系統的安全基本一樣,主要有8個尺度:讀取控制,隱私保護,用戶認證,不可抵賴性,數據保密性,通訊層安全,數據完整性,隨時可用性。前4項主要處在物聯網DCM三層架構的應用層,后4項主要位於傳輸層和感知層。其中“隱私權”和“可信度”(數據完整性和保密性)問題在物聯網體系中尤其受關注。如果我們從物聯網系統體系架構的各個層面仔細分析,我們會發現現有的安全體系基本上可以滿足物聯網應用的需求,尤其在其初級和中級發展階段。
物聯網應用的特有(比一般IT系統更易受侵擾)的安全問題有如下幾種:
1. Skimming:在末端設備或RFID持卡人不知情的情況下,信息被讀取
2. Eavesdropping: 在一個通訊通道的中間,信息被中途截取
3. Spoofing:偽造複製設備數據,冒名輸入到系統中
4. Cloning: 克隆末端設備,冒名頂替
5. Killing:損壞或盜走末端設備
6. Jamming: 偽造數據造成設備阻塞不可用
7. Shielding: 用機械手段屏蔽電信號讓末端無法連接
主要針對上述問題,物聯網發展的中、高級階段面臨如下五大特有(在一般IT安全問題之上)的信息安全挑戰:
1. 4大類(有線長、短距離和無線長、短距離)網路相互連接組成的異構(heterogeneous)、多級(multi-hop)、分散式網路導致統一的安全體系難以實現“橋接”和過度
2. 設備大小不一,存儲和處理能力的不一致導致安全信息(如PKI Credentials等)的傳遞和處理難以統一
3. 設備可能無人值守,丟失,處於運動狀態,連接可能時斷時續,可信度差,種種這些因素增加了信息安全系統設計和實施的複雜度
4. 在保證一個智能物件要被數量龐大,甚至未知的其他設備識別和接受的同時,又要同時保證其信息傳遞的安全性和隱私權
5. 多租戶單一Instance伺服器SaaS模式對安全框架的設計提出了更高的要求
對於上述問題的研究和產品開發,國內外都還處於起步階段,在WSN和RFID領域有一些針對性的研發工作,統一標準的物聯網安全體系的問題還沒提上議事日程,比物聯網統一數據標準的問題更滯后。這兩個標準密切相關,甚至合併到一起統籌考慮,其重要性不言而喻。
物聯網信息安全應對方式:
首先是調查。企業IT首先要現場調查,要理解當前物聯網有哪些網路連接,如何連接,為什麼連接,等等。
其次是評估。IT要判定這些物聯網設備會帶來哪些威脅,如果這些物聯網設備遭受攻擊,物聯網在遭到破壞時,會發生什麼,有哪些損失。
最後是增加物聯網網路安全。企業要依靠能夠理解物聯網的設備、協議、環境的工具,這些物聯網工具最好還要能夠確認和阻止攻擊,並且能夠幫助物聯網企業選擇加密和訪問控制(能夠對攻擊者隱藏設備和通信)的解決方案。