基于物联网通信的研究调查报告

基于现代物联网通信技术的研究调查报告 通信0804通信专业学术论文阅读与写作基于现代物联网通信技术的研究调查报告团队成员：余 慧 20084965 通信0804刘红莲 20084955 通信0804周炳红 20084960 通信0804杜 龑 20084961 通信0804梁 丹 20084958 通信0804邓白洁 20084957 通信0804陶 阳 20084956 通信0804基于现代物联网技术的研究调查报告摘要：物联网作为新一代的信息技术，在全世界范围内掀起了它的应用高潮。“物联网”技术迅猛的发展速度却是前所未有的。在我国,物联网的概念正逐步被人们所认识和接受,家居智能化技术也正逐步深入和推广,加上国家的宏观政策对物联网市场的倾斜,物联网势必将引领一次革命。 但是，物联网作为一种新兴的产业，它的发展对于中国的价格意味着什么呢，本文将带领读者从零开始了解物联网，了解他的中国之路。关键词： 物联网 中国 发展 Strauct KeywordAbstract: Internet of Things ,as a new generation of information technology, setting off a worldwide application of its climax. "Internet of Things"technology is the rapid pace of development is unprecedented. In China, the concept of things is gradually being recognized and accepted by people, home automation technology is gradually in-depth and extension, and the country's macro policies on the market, the tilt of things, of things is bound to lead a revolution. However, things as a new industry, it means the development of the price for what the Chinese, this will lead the reader to understand things from scratch, and understand the Chinese Way 目录基于现代物联网技术的研究调查报告- 1 -引言- 3 -1.联网技术简介- 3 -1.1 物联网概念- 3 -1.2 物联网技术发展概述- 3 -2.物联网不可估量的前途- 4 -2.1 物联网的用途概况- 4 -2.2 物联网在现代生活的重要性- 4 -2.2.1 现实生活的发展趋势- 4 -2.2.2 物联网的特点- 5 -3.物联网在中国的发展现状- 5 -3.1 全球各大经济、科技大国对物联网的投资浏览- 5 -3.1.1 美国- 5 -3.1.2 欧盟- 7 -3.1.3 日本- 9 -3.1.4 韩国- 10 -3.2 物联网:中国在行动- 11 -4.在中国影响物联网发展及应用的主要因素分析- 15 -4.1 技术方面- 15 -4.1.1 物联网的关键技术- 15 -4.2 物联网在行动的障碍- 17 -4.3 我国物联网发展对策与措施- 18 -5. 发展趋势- 20 -6. 结语- 21 -7. 参考文献- 21 -引言物联网是通过给每一个对象赋予唯一的标示符,智能地将物与物、人与物联系起来的新型网络。目前社会各界对物联网广泛关注。这个理想网络的实现还需要一套完整的方案,包括体系和协议标准等。介绍了物联网的发展过程和物联网几种常用的关键技术:无线射频识别技术、电子产品码系统、传感技术、认知技术、云计算,探讨了这些技术对物联网实现的重要性及各自的技术特点。提出物联网有待解决的问题和存在的隐患,并分析了可能的解决方案。1.联网技术简介1.1 物联网概念物联网的概念最初是美国麻省理工学院(MIT)的自动识别中心(Auto- ID Labs)在1999年提出的,它的定义很简单:把所有物品通过射频识别(RF ID)等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理。物联网( Internet of Things)是将各种信息传感设备,如无线射频识别(RF ID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。作为一种最能体现新一代信息技术的网络模型,物联网必将在不远的将来展示出强大的生命力,让所有的物品都与网络连接在一起,从多个方面改变我们的工作和生活。1.2 物联网技术发展概述早期的物联网是涵盖射频识别(RFID)技术的也物流网络为主的技术, 然而随着技术以及应用的不断发展, 物联网的内涵也逐渐的发生了转变。物联网一般情况下指的是把RFID、红外感应器、GPS、激光扫描器等传感技术嵌入到物理设备中去,并且按照一定的协议在网络上进行信息的传输、协同以及处理,从而达到物与物、物与人之间的信息通信和控制,最终实现智能化识别、定位、监控以及管理的技术。物联网传感技术、通信技术以及计算技术的一个集合。物联网包括传感设备层、网络层以及应用层。应用层运用现代的信息技术来对信息进行处理最终实现识别、控制、监测等功能。而对于通信运营商来说,物联网的网络层将是关键的控制点。因此能与物理网相融合的网络必须有如下的特性:(1)可控性;(2)安全性;(3)可扩展性。2.物联网不可估量的前途2.1 物联网的用途概况2.2 物联网在现代生活的重要性2.2.1 现实生活的发展趋势现今计算机在我们生活中所占的比例是越来越大，它无处不在，所以智能化是我们生活发展的必然方向，然而，物联网就是通过各项通信技术将我们生活各方面连接在一起，打造的一套智能化生活趋势. 1) 社会经济效益随着各国“泛在网络社会”计划的推出, 特别是美国“智慧地球”等概念的提出,物联网将成为各国综合国力竞争的重要因素, 成为衡量一个国家科技发展水平的标志, 并引发国际信息产业重新洗牌的机遇。物联网一方面可以提高经济效益、大大节约成本, 另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。权威机构预测, 到2020 年,物物互联业务与现有人人互联业务之比将达到301, 下一个万亿级的信息产业将是物物互联。目前物联网发展具备了一定产业基础, 在电力、交通、安防等相关领域的应用也初见成效。把物联协议的标准作为技术的高端, 加速物联网标准化工作, 对促进物联网技术进步和推广起着至关重要的作用; 同时,促进经济结构调整和转型升级, 提高我国的可持续发展能力和国际竞争能力。2) 智能家居应用家用传感网同样“耳聪目明”, 空调和窗帘上以及卫生间与厨房里, 到处都可布点, 它们感受温度、湿度、亮度、烟雾及角度等信息, 与家电、门窗、炊具等联动, 合力将居家环境控制在一个最为适宜和安全的状态。地板上的传感器还能辨析脚步的频率、幅度、轻重等参数, 绝不会混淆家中小狗与入室小偷的区别, 一旦发现不速之客, 立即向上层传感网报警。3) 智能物流管理目前上海移动已为多个行业客户量身打造了集数据采集、传输、处理和业务管理于一体的整套无线综合应用解决方案。最新数据显示, 上海移动目前已将超过10 万个芯片装载在出租车和公交车上, 形式多样的物联网应用在各行各业大显神通, 确保城市的有序运作。上海世博会期间,“车务通”全面运用于上海公共交通系统, 以最先进的技术保障了世博园区周边大流量交通的顺畅; 面向物流企业运输管理的“e 物流”, 将为用户提供实时准确的货况信息、车辆跟踪定位、运输路径选择、物流网络设计与优化等服务, 大大提升物流企业综合竞争能力。4）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。2.2.2 物联网的特点物联网是一种带有传感标识器的智能感知信息网络系统，促进了世界上物与物、人与物、人与自然之间的对话与交流。它是继计算机、因特网和移动通信网之后发展的一门新技术，是全球信息化发展的新阶段，实现了数字化向智能化的过渡与提升该技术将促进IT业突破性进展，引发世界第三次产业化浪潮，有着重大的科学意义和应用价值。3.物联网在中国的发展现状3.1 全球各大经济、科技大国对物联网的投资浏览3.1.1 美国作为物联网发展排头兵的RF ID技术,早在二战时期就出现了,后来在美国对伊拉克战争中得到大量使用,用于管理军需后勤物资。1991年由美国提出普适计算的概念,它具有两个关键特性:一是随时随地访问信息的能力,二是不可见性,通过在物理环境中提供多个传感器、嵌入式设备,在用户不察觉的情况下进行计算和通信。美国国防部的研究机构资助了多个相关科研项目,美国国家标准与技术研究院也专门针对普适计算制定了详细的研究计划。普适计算总体来说是概念性和理论性的研究,但首次提出了感知、传送、交互的三层结构,是物联网的雏形。在1995年,比尔·盖茨就在其著作未来之路中提出物联网的概念,只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展,并未引起重视。1998年,美国麻省理工学院创造性地提出当时被称作EPC系统的“物联网”概念。他们认为,物联网就是将所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理的网络。1999年,在美国召开的移动计算和网络国际会议提出了传感网的概念,认为“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。美国国防部在2000年时把传感网定为五大国防建设领域之一,仅在美墨边境“虚拟栅栏”(即防入侵传感网)上就投入了470 亿美元。2003 年, 美国技术评论将传感网络技术看作是未来改变人们生活的十大技术之首。2008年7月,美国国家情报委员会发表2025年对美国利益潜在影响的6 种关键技术报告将“物联网”技术列入其中,认为物联网技术存在裂变性的影响能力,将对人类社会的生产和生活带来巨大的影响。美国IBM公司2008年11月对外公布了“智慧地球( Smarter Planet) ”战略,其中提到,在信息文明的下一个发展阶段,人类将实现智能基础设施与物理基础设施的全面融合,实现IT与各行各业的深度融合,从而以科学和智慧的方式对社会系统和自然系统实施管理。“智慧地球”提出“把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,并且被普遍连接,形成所谓“物联网”,并通过超级计算机和云计算将“物联网”整合起来,实现人类社会与物理系统的整合。“智慧地球”其本质是以一种更智慧的方法,利用新一代信息通信技术来改变政府、公司和人们相互交互的方式,以便提高交互的明确性、效率、灵活性。该战略预言,“智慧的地球”战略能够带来长短兼顾的良好效益,尤其是在当前的局势下,对于美国经济甚至世界经济走出困境具有重大意义。在短期经济刺激方面,该战略要求政府投资于诸如智能铁路、智能高速公路、智能电网等基础设施,能够刺激短期经济增长,创造大量的就业岗位;其次,新一代的智能基础设施将为未来的科技创新开拓巨大的空间,有利于增强国家的长期竞争力;第三,能够提高对于有限的资源与环境的利用率,有助于资源和环境保护;第四,计划的实施将能建立必要的信息基础设施。2008年12月,奥巴马向IBM咨询了智慧地球的有关细节,并共同就投资智能基础设施对于经济的促进效果进行了研究。2009年1月7日, IBM与美国智库机构信息技术与创新基金会( ITIF)共同向奥巴马政府提交了“The Digital Road to Recover:A Stimulus Plan to Create Jobs,Boost Productivity andRevitalize America”,提出通过信息通信技术( ICT)投资可在短期内创造就业机会,美国政府只要新增300亿美元的ICT投资(包括智能电网、智能医疗、宽带网络三个领域) ,便可以为民众创造出9419万个就业机会。2009年1月28日与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”。奥巴马在会议上发表讲话,肯定了这一思路:“经济刺激资金将会投入到宽带网络等新兴技术中去,毫无疑问,这就是美国在21世纪保持和夺回竞争优势的方式。”并进一步将问题上升到美国国家政策层面。2009年2月17日奥巴马签署生效的恢复和再投资法案(Recoveryand Reinvestment Act) (即美国的经济刺激计划) ,批准推进“智慧地球”中两个领域的发展智慧的电网和智慧的医疗,前者批准投资为110亿美元,后者为190亿美元;同时批准宽带网络投资72亿美元。“智慧的地球”得到美国各界的高度关注,并上升至美国的国家战略,由此引发了世界各国对物联网的追捧。3.1.2 欧盟2000年3月在葡萄牙的里斯本举行的欧洲首脑特别会议上,欧洲理事会提出了一个未来十年的战略目标使欧盟成为世界上最有竞争力、经济最活跃的知识经济体。为了实现这个目标,需要一个全球性的战略,即建设“为所有人的信息社会( Information Society for all) ”。在这个过程中,欧盟具体实施了一个行动计划“e - Europe”行动计划,旨在充分利用欧洲的整个电子潜力、依靠电子业务和互联网技术及其服务,使欧洲在核心技术领域例如移动通讯方面保持领头羊的地位。2005年6月1日,欧盟委员会在比利时的布鲁塞尔公布了一个新的战略计划 Initiative“i2010: EuropeanInformation Society 2010”,其目的在于促进欧盟经济增长和创造就业。i2010 - Initiative是一个全面的战略计划和目标,是继2000年欧洲理事会制定的里斯本战略目标“到2010年把欧洲建设成世界上经济最活跃、最有竞争力的知识经济体”后,提出的又一个重要的战略计划,是欧盟为了应对现代信息社会的巨大挑战的一个产物。i2010 - Initiative包括一系列措施和政策,计划在2005 - 2010年之间实现。在该战略计划中,欧盟最注重的是ICT(信息通讯技术)的创新和研发投入及其对国民经济发展的影响,关心ICT产业信息服务业的发展所带来的巨大经济前景。2006年3月,欧盟召开会议“From RF ID to theInternet of Things”,对物联网做了进一步的描述。2008年在法国召开的欧洲物联网大会的重要议题包括未来互联网和物联网的挑战、物联网中的隐私权、物联网在主要工业部门中的影响等内容。欧盟委员会和欧洲技术专家们则将目光重点放在EPCglobal网络架构在经济、安全、隐私和管理等方面的问题上,他们希望能够建立一套公平的、分布式管理的唯一标识符。2009年,欧盟发布了下一代全欧移动宽带长期演进与超越以及ICT ( information and communica2tions technology)研发与创新战略,欧盟计划在未来10年将欧洲ICT研究与创新投资加倍。为确保欧洲在物联网发展过程中起到主导作用, 2009年6月18日,欧盟委员会发布了世界第一个物联网发展战略欧盟物联网行动计划( Internet of Things Anaction p lan for Europe) ,描绘了物联网技术应用的前景,并提出要加强欧盟政府对物联网的管理,消除物联网发展的障碍。欧盟提出物联网的三方面特性:第一,不能简单地将物联网看做互联网的延伸,物联网是建立在特有的基础设施基础上的一系列新的独立系统,当然部分基础设施要依靠已有的互联网;第二,物联网将与新的业务共生;第三,物联网包括物与人通信、物与物通信的不同通信模式。物联网可以提高人们的生活质量,产生新的更好的就业机会、商业机会,促进产业发展,提升经济的竞争力。欧盟物联网行动计划提出了以下政策建议: (1)加强物联网管理,包括:制定一系列物联网的管理规则;建立一个有效的分布式管理( de2centralised management)架构,使全球管理机构可以公开、公平、尽责的履行管理职能。(2)完善隐私和个人数据保护,包括:持续监测隐私和个人数据保护问题,修订相关立法,加强相关方对话等;执委会将针对个人可以随时断开联网环境( the silence ofthe chip s)开展技术、法律层面的辩论。(3)提高物联网的可信度( Trust) 、接受度(Accep tance) 、安全性( Security) 。(4)推广标准化,执委会将评估现有物联网相关标准并推动制定新的标准,持续监测欧洲标准组织( ETSI、CEN、CENELEC) 、国际标准组织( ISO、ITU)以及其它标准组织( IETF、EPC global等)物联网标准的制定进度,确保物联网标准的制定是在各相关方的积极参与下,以一种开放、透明、协商一致的方式达成。(5)加强相关研发,包括:通过欧盟第7期科研框架计划项目( FP7)支持物联网相关技术研发,如微机电、非硅基组件、能量收集技术( energy harvesting technologies) 、无所不在的定位( ubiquitous positioning) 、无线通信智能系统网( net2works of wirelessly communicating smart systems) 、语义学( Semantics) 、基于设计层面的隐私和安全保护(p rivac - and security - by design) 、软件仿真人工推理( software emulating human reasoning )以及其它创新应用,通过公私伙伴模式( PPP)支持包括未来互联网( Future Internet)等在内项目建设,并将其作为刺激欧洲经济复苏措施的一部分。(6)建立开放式的创新环境,通过欧盟竞争力和创新框架计划(CIP)利用一些有助于提升社会福利的先导项目推动物联网部署,这些先导项目主要包括e - health、e- accessibility、应对气候变迁、消除社会数字鸿沟等。(7)增强机构间协调,为加深各相关方对物联网机遇、挑战的理解,共同推动物联网发展,欧盟执委会定期向等欧洲议会、欧盟理事会、欧洲经济与社会委员会、欧洲地区委员会、数据保护法案29工作组等相关机构通报物联网发展状况。(8)加强国际对话,加强欧盟与国际伙伴在物联网相关领域的对话,推动相关的联合行动、分享最佳实践经验。(9)推广物联网标签、传感器在废物循环利用方面的应用。(10)加强对物联网发展的监测和统计,包括对发展物联网所需的无线频谱的管理、对电磁影响等管理。该行动计划系统地提出了物联网发展的管理设想,在世界范围内尚属首次。其中,管理体制的制定、安全性保障和标准化是行动计划的重点。从该计划可以看出,欧洲联盟力图掌握未来信息社会竞争的主动权,希望借助物联网的发展,实现“弯道超车”,改变互联网的发展上落后于美国的局面。2009年11 月,欧洲联盟发布了未来物联网战略,提出要让欧洲在基于互联网的智能基础设施发展上领先全球,除了通过信息与通信技术研发计划投资4亿欧元、90多个研发项目提高网络智能化水平,欧盟委员会还将于201120 l3年间每年新增2亿欧元进一步加强研发力度,同时拿出3亿欧元专款,支持物联网相关公私合作短期项目建设。2009年12月15日,欧洲物联网项目总体协调组发布了物联网战略研究路线图,将物联网研究分为感知、宏观架构、通信、组网、软件平台及中间件、硬件、情报提炼、搜索引擎、能源管理、安全等10个层面,系统地提出了物联网战略研究的关键技术和路径。3.1.3 日本2000年7月,日本政府召开了IT战略会议,创立了IT战略总部,将其作为国家信息化的集中研究组织。2001年1月,这个成立不到一年的IT战略总部便喊出了推行“e - Japan”战略的响亮口号,其中的“e ”是“electronic ”(电子的) 的首字母。2004年5 月,日本提出了u - Japan 战略计划,用“u”( ubiquitous,意指“无所不在的”)取代“e”,虽然只有一个字母之差,却蕴含了战略框架的转变。“u - Japan”战略的理念是以人为本,实现所有人与人、物与物、人与物之间的连接(即4U, Ubiquitous、Universal、User - oriented、Unique) ,希望在2010 年将日本建设成一个“实现随时、随地、任何物体、任何人均可连接的泛在网络社会”。2008年,日本总务省提出“u - Japan xICT”政策。“x”代表不同领域乘以ICT的含义,一共涉及三个领域“产业xICT”、“地区xICT”、“生活(人) xICT”。将u - Ja2pan政策的重心从之前的单纯关注居民生活品质提升拓展到带动产业及地区发展,即通过各行业、地区与ICT的深化融合,进而实现经济增长的目的。“产业xICT”也就是通过ICT的有效应用,实现产业变革,推动新应用的发展;通过ICT以电子方式联系人与地区社会,促进地方经济发展;有效应用ICT达到生活方式变革,实现无所不在的网络社会环境。2009年2月,日本为应对日渐疲软的经济环境,紧急出台了宏观性的指导政策“ ICT新政”。2009年4月,日本总务省公布了“新政”的实施性文件“数字日本创新计划( ICT Hatoyama Plan,亦称ICT鸠山计划) ”纲要,将其作为未来3年中优先实施的政策。“数字日本创新计划”的目的是在数万亿日元的ICT行业创造新的市场,并在未来3年内增加30万至40万个就业机会(以累积方式计算) ,通过鼓励基于新增长策略的ICT投资行为,向ICT产业投入资金。通过这些措施,该计划还希望达到在2015至2020年使信息通信产业总值翻倍的中期目标(产业总值届时将高达百万亿日元) 。该项目包括9个行动项目。通过实施这些行动项目,所有ICT领域的投资将加速进行,国内用户也将体验到一个通过ICT手段实现的真正繁荣、安全的应用环境。深入应用ICT也将引发全国工业结构的创新和国际竞争力的加强。要复兴, ICT应从以下几个方面切入: (1)挖掘产业潜力:创造新的数字化产业, ( 2)挖掘政府潜力:创建“霞关云计算”系统, ( 3)构建先进的数字网络, ( 4)挖掘地区潜力:推进无所不在的城镇理念, (5)培育和强化创意产业, (6)开发和实施无所不在的绿色ICT, ( 7)加强ICT业的国际竞争力:促进全球发展, (8)培养高技能的ICT技术人才, (9)创建安全可靠的网络。2009年7月6日,日本IT战略本部发表了“ I- Japan战略2015”,目标是“实现以国民为主角的数字安心、活力社会”。I - Japan战略中提出重点发展的物联网业务包括:通过对汽车远程控制、车与车之间的通信、车与路边的通信,增强交通安全性的下一代ITS应用;老年与儿童监视、环境监测传感器组网、远程医疗、远程教学、远程办公等智能城镇项目;环境的监测和管理,控制碳排放量。通过一系列的物联网战略部署,日本针对国内特点,有重点地发展了灾害防护、移动支付等物联网业务。从“e - Japan”到“u - Japan”再到“i - Japan”,随着时代的变化,日本的信息化建设也实现了“三级跳”。3.1.4 韩国韩国是目前全球宽带普及率最高的国家,同时它的移动通信、信息家电、数字内容等也居世界前列。自1997年起,韩国政府出台了一系列推动国家信息化建设的产业政策(见表2) ,包括IFRD先导计划、IFRD 前面推动计划、USN 领域测试计划等。实现建设u化社会的愿景,韩国政府持续推动各项相关基础建设、核心产业技术发展, RF ID /USN(传感器网)就是其中之一。1999 年,韩国信息通信部出台了2000年国家社会信息化推进计划,围绕“十大知识信息强国”的目标,提出了“网络韩国21 世纪”的核心课题和近期实施计划。2003年,韩国政府启动了旨在使韩国科技产业保持竞争力的“IT839”计划。韩国于2002年4月提出了e -Korea (电子韩国)战略,其关注的重点是如何加紧建设IT基础设施,使得韩国社会的各方面在尖端科技的带动下跨上一个新的发展台阶。在e - Ko2rea实施不久后,韩国信息通信基础设施水平得到了大幅提升。其后,韩国国内方方面面都希望借助已有的先进硬件提高生产效率、生活质量等。在这样的背景下, 2004年,韩国信息通讯产业部(M IC)主导成立了u - Korea策略规划小组,并于2006年确立了u - Korea的政策方针。u - Korea旨在建立无所不在的社会( ubiquitous society) ,即通过布建智能网络(如IPv6、BcN、USN) 、推广最新的信息技术应用(如DMB、Telematics、RF ID)等信息基础环境建设,让韩国民众可以随时随地享有科技智能服务。其最终目的,除运用IT科技为民众创造食、衣、住、行、体育、娱乐等各方面无所不在的便利生活服务之外,也希望通过扶植韩国IT产业发展新兴应用技术,强化产业优势与国家竞争力。为实现上述目标, u - Korea包括了四项关键基础环境建设以及五大应用领域的研究开发。四项关键基础环境建设是平衡全球领导地位、生态工业建设、现代化社会建设、透明化技术建设,五大应用领域是亲民政府、智慧科技园区、再生经济、安全社会环境、u生活定制化服务。u - Korea主要分为发展期与成熟期两个执行阶段。发展期( 2006 至2010 年)的重点任务是基础环境的建设、技术的应用以及u社会制度的建立;成熟期(2011至2015年)的重点任务为推广u化服务。在具体实施过程中, 2005年韩国信通部推出U- IT839战略以具体呼应u - Korea。韩国信息通讯产业部发布的数字时代的人本主义: IT839战略(Humanism in the DigitalWorld: IT839 Strategy)报告指出,无所不在网络社会将是由智能网络、最先进的计算技术,以及其它领先的数字技术基础设施武装而成的技术社会形态。在无所不在的网络社会中,所有人可以在任何地点、任何时刻享受现代信息技术带来的便利。u - Korea意味着信息技术与信息服务的发展不仅要满足于产业和经济的增长,而且在国民生活中将为生活文化带来革命性的进步。2008年12 月,韩国新政府国家信息化基本计划出炉,韩国将在2012年年底前,把上网速度提高到目前的10倍,并建立10处产学研汇集的信息科学技术中心区。2009年6月,韩国通信委员会(KCC)决定促进未来物体通信网络建设,实现用户随时随地安全方便的进行人与物、物与物之间的智能通信。2009年10月13日,韩国出台了物联网基础设施构建基本规划,将物联网市场确定为新增长动力,提出到2012年实现“通过构建世界最先进的物联网基础实施,打造未来广播通信融合领域超一流信息通信技术强国”目标,并确定了构建物联网基础设施、发展物联网服务、研发物联网技术、营造物联网扩散环境等4大领域、12项详细课题。从2010年年初开始,韩国政府陆续出台了推动RF ID发展的相关政策,为使其成为RF ID 和传感网行业世界前三强进行努力。韩国政府称,为了加强对于行业全面情况的掌握,将在钢铁、电子和医药产品行业内应用高科技识别标签。韩国知识经济部表示,此举旨在推广RFID标签,并建立相关的传感器网系统,以维持对各种产品进行实时的、准确的监测。此项目将获得国家约450万美元的支持。韩国政府从近期开始启动为期一年的支持计划,并联合其他8家公司开始在实际商业环境中试行。2010年1月,韩国首尔市表示将耗资27亿韩元,建设RF ID公共自行车系统示范项目。而韩国的其他国家部门也相继推出一系列关于RFID的项目:韩国海洋研究院出台了构建RF ID资产管理系统的政策,韩国警察厅宣布试行第四次RF ID基础档案管理系统扩大项目,韩国国土海洋部推出了关于构建顺天地区USN 海洋群及融合服务的项目,韩国行政安全部推出2010年视频档案RFID运用安全扩大项目。目前,韩国的RF ID发展已经从先导应用开始全面推广,而USN 也进入实验性应用阶段。2010年9月,韩国通信委员会(KCC)确立了到2012年“通过构建世界最先进的传感器网基础实施,打造未来广播通信融合领域超一流ICT强国”的目标。 3.2 物联网:中国在行动在中国,“物联网”最早被称为“传感网”,中国的传感网发展起步较早,中科院早在1999年就启动了传感网研究,先后投入数亿元,在无线传感网络、智能微型传感器、现代通信技术等方面取得了重要进展。2004年,国家金卡工程办公室把RFID产业发展与行业应用列入国家金卡工程的重点工作,启动RF ID的试点,并强调RF ID应用的一个终极结果就是要形成一个物与物、人与物之间互通互联的物联网。2005年4月27日,中国RF ID产业联盟正式宣布成立。其业务范围,将围绕射频识别技术进行技术规范的制定、推广与完善以及产业的发展和协调,促进分会成员之间的资源共享和互惠互利,推动与协助政府制定有利于射频识别发展的重大产业政策,提升分会成员的群体竞争。2005 年10月原信息产业部批准成立了“电子标签标准工作组”,开展电子标签标准的研究。2005年发布的国家中长期科学和技术发展规划纲要( 2006 2020) (国发 2005 第044号) 就早已明确将传感网作为重点领域和优先主题,明确信息产业及现代服务业领域重点、优先支持传感器网络及智能信息处理:重点开发多种新型传感器及先进条码自动识别、射频标签、基于多种传感信息的智能化信息处理技术,发展低成本的传感器网络和实时信息处理系统,提供更方便、功能更强大的信息服务平台和环境。在前沿技术方面更是将智能感知技术作为信息技术的重点。2006年23个部门(行业)共同成立了国家金卡办RF ID应用工作组,启动了相关RF ID应用试点工作。在2006年底,中国移动物联网运营中心即在重庆成立。物联网业务开展之初主要是在交通管理、安全管理以及城市数字化管理等几个安全领域。中国移动物联网业务形成了监控类、定位类、交易类、协同类和智能类等五类重要应用。中国电信物联网平台从2007 年开始建设,目前已基本完成,并且在2008年通信展上展示了基于物联网的“智慧家居”,及与“广联”合作推动家电统一接口为未来物联网在数字家庭、智能家居领域的应用扫清障碍。2008年上半年无锡市与中科院上海微系统研究所合作成立中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心,大力推进传感网、物联网产业化进程。2009年6 月10 日,中国科学院发布的“创新2050:科学技术与中国的未来,中国至2050年信息科技发展路线图”描述了物联网的发展路线图,指出:“传感网是典型的多学科交叉的综合研究,涉及到计算机、半导体、网络、通信、光学、微机械、化学、生物,航天、医学、农业等众多领域,由于学科的交叉融合和相互影响, 使得许多技术趋势成为可能,例如生物技术将极大地依赖于在芯片实验室里做分析的实验设备以及生物信息学的进步;微机电系统、智能材料和新材料将使普遍设置的低成本传感器成为可能;工程师将日益转向生物学家,理解生物体如何解决涉及自然环境的问题;这些仿生物的努力,把来自天然的最好的解决办法与人造的元件结合起来,能够开发出比现存生物体更好的系统。基础支撑技术的发展又可以进一步推动传感网/物联网的进步。”2009年8月7日,国务院总理温家宝到无锡微纳传感网工程技术研发中心视察并发表重要讲话,指出“在传感网发展中,要早一点谋划未来,早一点攻破核心技术”;“在国家重大科技专项中,加快推进传感网发展”;“尽快建立中国的传感信息中心,或者叫感知中国中心”。温总理的号召进一步开启了中国全面关注和研究传感网的序幕。2009年11月3日,温家宝总理在人民大会堂向首都科技界发表了题为让科技引领中国可持续发展的讲话。他提出:“要着力突破传感网、物联网关键技术,及早部署后IP时代相关技术研发,使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的发动机”。这篇讲话对我国物联网的发表目标提出明确要求,把对物联网概念的研究推向了新的高潮。2009年11月30日. 温家宝总理在南京市调研时指出,当前,流通行业要大力运用网络技术,特别是物联网技术,实现流通现代化。为推进我国物联网相关标准的制定工作, 2009年9月11日,经国家标准化管理委员会批准,全国信息技术标准化技术委员会组建了“物联网”标准工作组。在国家层面,国家工业和信息化部将牵头成立一个全国推进物联网的部际领导协调小组,出台支持产业发展的一系列政策,加快物联网产业化进程。2009年9月国家发展和改革委员会和工业和信息化部发布关于进一步做好电子信息产业振兴和技术改造项目组织工作的通知, RF ID、物联网等作为计算机产业及下一代互联网关键技术,被列为重点支持领域。2009年9月,无锡市与北京邮电大学就传感网技术研究和产业发展签署合作协议,这标志中国“物联网”进入实际建设阶段。协议声明,无锡市将与北京邮电大学合作建设研究院,内容主要围绕传感网,涉及光通信、无线通信、计算机控制、多媒体、网络、软件、电子、自动化等技术领域,此外,相关的应用技术研究、科研成果转化和产业化推广工作也同时纳入议程。2009 年9 月10日,全国高校首家物联网研究院在南京邮电大学正式成立。2009年10月11日,工业和信息化部李毅中部长在科技日报上发表题为我国工业和信息化发展的现状与展望的署名文章,首次公开提及传感网络,并将其上升到战略性新兴产业的高度,指出信息技术的广泛渗透和高度应用将催生出一批新增长点。2009年10月24日,西安优势微电子公司宣布第一颗物联网的中国芯“唐芯一号”芯片研制成功,“唐芯一号”芯片是一颗214G超低功耗射频可编程片上系统PSoC,可以满足各种条件下无线传感网、无线个域网、有源RFID等物联网应用的特殊需要,为我国的物联网产业的发展奠定了基础。2009年12月上旬“乙太视讯网络信息服务系统”开发成功,该系统是物联网实现数据、语音、视讯三网合一的基础组件,也是物联网的核心架构组合的关键,这些成就为我国的物联网产业的发展奠定了基础。2009年11月3日,无锡建设国家传感网创新示范区(国家传感信息中心)获国务院批准同意。2009年12月8日,重庆邮电大学和无锡物联网产业研究院签署了合作协议,“无锡物联网产业研究院一重庆邮电大学物联网联合研发中心”正式揭牌。中心将充分整合国内外的优质资源,进行技术研发和技术攻关工作,着手制定国内物联网标准,开展物联网关键共性技术研究、产品开发、成果转化、示范应用及产业化推进工作,并为中国物联网的整体推进培养输送人才,推动我国物联网技术的发展,促进重庆市信息化与工业化的融合,助推“五个重庆”的建设。2009年12月16日,江苏省政府、无锡市政府与中国电子科技集团公司在滨湖区签署战略合作协议,三方合作共建国家传感网创新示范区。回首2009年,物联网、传感网概念突发性地爆发,在“感知中国”的国家战略背景下,物联网发展引起政府、资本、产业等各个层面的高度关注。随之而来的物联网发展政策也渐渐明朗起来。一方面,工业和信息化部明确了物联网产业发展优先选择的应用示范领域。如重点工业领域、基础设施、环保监测、公共安全、工业控制、医疗卫生等领域。另一方面,国家将物联网,传感网纳入了新兴产业发展规划中,国家将在财政、信贷等多方面对物联网/传感网的发展进行大力扶持。2009年如果是中国物联网元年, 2010 年将是中国物联网产业发展最关键的一年,各级政府的政策出台、各高校院所的技术研发、标准化进展以及重大专项的设立都将对未来几年中国物联网产业发展的走向产生至关重要的影响。2010年首个工作日,无锡物联网产业研究院在iPark - 江苏软件外包产业园正式揭牌,包括市民中心、机场安检等首批三个示范项目同时签约,“感知中国”中心率先走出“科研实验室”,标志着物联网正式向民用市场普及。在工信部2010年2月2日公告的62个国家新型工业化产业示范基地中,江苏无锡高新技术产业开发区已经正式获批为物联网示范基地。2010年2月5日,北京市经济与信息化委员会和中关村管委会联合发布促进物联网产业发展的“感知北京”示范工程首批项目。会上发布的项目涉及城市安全、生态环境监测、智能交通等十个重点领域,共计二十余个。2010年3月2日,上海物联网中心在上海市嘉定区揭牌,中心将依托中国科学院上海微系统与信息技术研究所,实施物联网中心研发基地建设。作为中国首个物联网中心,该中心将致力干打造具有国际影响力的物联网创新基地和高端物联网产业链,并引领中国物联网技术标准的制定。2010年3月5日,温家宝总理在作政府工作报告时指出,要“大力发展新能源、新材料、节能环保、生物医药、信息网络和高端制造产业。积极推进新能源汽车、三网融合取得实质性进展,加快物联网的研发应用。加大对战略性新兴产业的投入和政策支持。”这是“物联网”首次被写进政府工作报告,这也意味着物联网的发展进入了国家层面的视野。此次政府工作报告对物联网的重视,被认为将对产业发展带来积极影响,物联网的研发应用有望踏上快车道。2010年4月1日,国家工业和信息化部科技司司长闻库在首届物联网应用高峰论坛上表示,我国将采取四大措施支持电信运营企业开展物联网技术创新与应用。这些措施包括:一是突破物联网关键核心技术,实现科技创新;二是制订我国物联网发展规划,全面布局;三是推动典型物联网应用示范,带动发展;四是加强物联网国际国内标准,保障发展,做好顶层设计,满足产业需要,形成技术创新、标准和知识产权协调互动机制。2010年5月,“中国RF ID产业联盟(天津)基地”正式在空港经济区挂牌成立,中国RF ID产业联盟与空港经济区将共同建设国家RF ID与物联网的研发与应用示范基地和行业检测与认证中心,标志着天津在“感知中国”建设中迈出了坚实步伐。“十二五”期间,天津“物联网”产业将重点在RFID、超级计算、网络、信息安全等领域,发展智能感知设备产业链、物联网综合解决方案、物联网传输产业以及信息安全产业等,把天津打造成为国内重要的物联网产业示范基地。2010年6月8日,中国物联网标准联合工作组在北京成立,以推进物联网技术的研究和标准的制定。联合工作组由全国11个部门及下属的工业和信息化部电子标签标准工作组、全国信标委传感器网络标准工作组、全国智标委等19家相关标准化组织自愿联合组成。联合工作组在成立倡议书中表示,要倾全国之力,联合推进中国的物联网标准体系建设。2010年6月22日,在上海开幕的2010中国国际物联网大会上,工业和信息化部称,物联网已正式列入国家重点发展的五大战略性新兴产业之一。我国作为全球互联网大国,未来将围绕物联网产业链,在政策市场、技术标准、商业应用等方面重点突破。2010年7月,中国电信物联网应用和推广中心等60多家单位加入国内首个物联网联盟,此举将推进物联网产业链各方价值创新与共同发展。联盟将协调成员各方的技术、产业资源及社会资源,协助会员共同申请物联网领域的专利、标准及项目,推广物联网标准及其成功的行业应用解决方案,协调物联网共性技术开发平台和公共技术服务平台,促进技术与产业资源的有效利用,通过构建诚信、自律、互惠的合作交流平台,共同推进物联网标准应用和大规模产业化。物联网的旋风将无锡推向历史舞台的中央。随后,北京、上海、福州、深圳、广州、重庆、昆山、成都、杭州等城市也迅速加入物联网发展的队伍中,中国物联网产业城市首发阵容日渐清晰。工业和信息化部已经将物联网规划纳入到“十二五”的专题规划,现在正在积极研究和推进。物联网在中国迅速崛起得益于我国在物联网方面的几大优势:第一,我国早在1999年就启动了物联网核心传感网技术研究,研发水平处于世界前列;第二,在世界传感网领域,我国是标准主导国之一,专利拥有量高;第三,我国是目前能够实现物联网完整产业链的少数几个国家之一;第四,我国无线通信网络和宽带覆盖率高,为物联网的发展提供了坚实的基础设施支持;第五,我国已经成为世界第三大经济体,有较为雄厚的经济实力支持物联网发展。4.在中国影响物联网发展及应用的主要因素分析 4.1 技术方面4.1.1 物联网的关键技术物联网是继互联网后又一次技术的革新,代表着未来计算机与通信的发展方向。这次革新也取决于一些重要领域的动态技术创新,从RFID、EPC、传感技术到认知网络、云计算等。4.1.1.1 RFID, EPC,传感技术RFID( Radio Frequency Identification)是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据信息。RFID 系统一般由标签、读写器、应用接口等硬件设备与中间件软件、传输网络、业务应用、管理系统等构成。标签是一个内部保存数据的无线收发装置,负责发送数据给读写器。读写器是一个捕捉和处理标签数据的装置,同时还负责与后台处理系统接口。软件包括RFID 系统软件、RFID 中间件、后台应用程序。RFID 系统软件是在标签和读写器之间进行通信所必需的功能集合。RFID中间件是在读写器和后台处理系统之间运行的一组软件,它将标签和读写器上运行的RFID 系统软件和在后台处理系统上运行的应用软件联系起来。后台应用程序接收由标签发出,经过读写器和RFID 中间件处理过滤后的标准化的数据。这样的RFID 系统可以实时自动地对物体进行识别、定位、监控、追踪。EPC ( Electronic ProductCode) 是一种编码及接口标准,专用于RFID。传统的观点认为EPC 是RFID 中的一种技术标准,也就是说EPC的载体是RFID 电子标签。现今提到的EPC 系统是在互联网、射频技术与计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术构造一个物品信息实时共享的网络。传感器在弥合物理和虚拟世界差距方面发挥了关键作用,使得物体对可以自身环境的改变做出反应。一般认为短距离的无线低功率通信技术最适合传感网络使用,称为无线传感网络(WSN) 。无线传感网络具有无需固定设备支撑的特点,可以快速部署,同时具有易于组网,不受有线网络的约束。在无线传感器系统中, 单个节点能够感应其环境, 然后在本地处理信息,或者通过无线链路将信息发送到一个或多个集结点。由于RF发射功率低, 所以每个节点的传输距离比较近。短距离传输使传输信号被窃听的可能性降到最小, 同时还延长了电池的寿命,适用于物于物之间的联系。4.1.1.2 物联网的认知技术 物体本身加入智能化,通过下放信息处理能力给网络边缘来增强网络的功能,这样为数据处理和增加网络弹性提供了更大的可能性。赋予网络边缘的事物独立处理和决定的能力。智能意味着机器能对外界的刺激信息做出反应并通过学习和规划做出决策来应付外界的变化,即能够模拟人类的一些智能活动,能感知当前网络条件,然后依据这些条件做出规划、决策和采取动作。 这里说的认知必须是自感知的:应该能知道内部发生了什么,必须做什么;必须能确定适当行动去达到目标和学习这些过程。通过感知,规划,决策,学习,行动,策略这六个步骤结合传感技术完成对事物的智能认知。通过传感器感知周围环境。由传感器捕捉到的观测结果将被用于规划,然后学习和记忆有用的观测结果,这有助于之后的决策模块做出决策。规划模块基于存储在策略模块的观测数据和策略决定了将来可能采取的行动,决策模块根据可能采取的行动和经验来决定当下行动。最后行动模块负责执行重配置。学习模块在某种意义上有着最好连接性,它可以来源于:传感器的数据,战略,决策和执行器并从这些讯息中进行联合和推断。通过一系列完整的认知过程对物联网增加智能化。4.1.1.3 云计算物联网要求每个物体都与它唯一的标示符相关联,这样就可以在数据库中检索信息。因此需要一个海量的数据库和数据平台把数据信息转换成实际决策和行动。若所有的数据中心都各自为阵,数据中心的大量有价值的信息就会形成信息孤岛,无法被有需求的用户有效使用。云计算试图在这些孤立的信息孤岛之间通过提供灵活、安全、协同的资源共享来构造一个大规模的、地理上分布的、异构的资源池,包括信息资源和硬件资源,再结合有效的信息生命周期管理技术、节能技术。云计算是由软件、硬件、处理器加存储器构成的复杂系统。它按需进行动态部署、配置、重配置以及取消服务。在云计算平台中的服务器可以是物理的服务器或者虚拟的服务器,其本质是由远程运行的应用程序( 在云中) 驻留在个人电脑和局部服务器。物联网的实现还需要很多关键技术的支持,例如接入网技术,体系结构,纳米技术,PAI 技术,公共服务软件技术,寻址技术,路由技术等等。迄今为止这些技术还不完善,仍存在着很多问题,文中将在下一节对此进行阐述。4.2 物联网在行动的障碍现阶段我国的“物联网”在发展及应用中还存在着以下6 个方面的问题。1) 物联网的政策和法规。物联网不是一个小产品, 也不只是一个小企业可以做起来的。它不仅需要技术, 更牵涉到各行各业, 需要多种力量的整合。国家的产业政策和立法需要走在前面, 制定出适合行业发展的政策和法规, 以保证其正常发展。因此对于复杂的物联网, 必须要有政府的政策支持, 更要有专门的人和机构来研究和协调, 物联网才能真正发展起来。2) 技术标准的统一与协调。互联网发展到今天, 有一件解决得非常好的事情, 就是标准化问题, 全球进行传输的协议TCP/ IP 协议、路由器协议、终端的构架与操作系统等都解决得很好, 可方便地实现上网。物联网发展过程中, 传感、传输、应用各个层面会有大量的技术出现, 会采用不同的技术方案。因此, 尽快统一技术标准, 形成一个管理机制, 这是物联网马上就要面对的问题。如果大量的专用网相互无法联网, 各行其是, 就不能形成规模经济、不能形成整合的商业模式、更不能降低研发成本, 其结果将是灾难性的。3) 管理平台的形成。我们常说到感知, 其实感知的技术由来已久, 虽然未必成熟, 但是开发起来并不难。物联网的价值在于网, 而不在于物。传感是容易的, 但是感知的信息, 如果没有一个庞大的网络体系,就不能进行管理和整合, 这个网络就没有意义。因此, 建立一个全国性、庞大的、综合的业务管理平台, 收集各种传感信息, 进行分门别类地管理和有指向性地传输, 才是一个大问题。一个小企业可以开发出传感技术、传感应用, 但是它没有办法建立起一个全国性、高效率的网络。没有这个管理平台, 各自为“网”的结果一定是效率低、成本高、难发展、无前途。4) 安全体系的建立与形成。物联网目前的传感技术主要是RF ID, 植入这个芯片的产品, 有可能被任何人进行感知, 对于产品的主人而言, 有这样一个体系, 可以方便地进行管理。但也存在着巨大的隐患, 其他人也能进行感知, 比如产品的竞争对手。那么如何做到在感知、传输、应用过程中, 这些有价值的信息可以为我所用, 却不被别人所用, 尤其是不被竞争对手所利用, 这就需要在