《電子技術應用》
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中國物聯網的現狀及其發展因素分析

2010-08-10
作者:房 夏
來源:來源:電子技術應用2010年第6期
關鍵詞: 無線網絡 物聯網 RFID

    2009年,一個幾乎被遺忘的概念——“物聯網”正悄然火起來。8月7日,國務院總理溫家寶在無錫微納傳感網工程技術研發中心視察并發表重要講話時表示,中國要抓住機遇,大力發展物聯網技術。8月26日,工信部總工程師朱宏任在中國工業經濟運行2009年夏季報告會上指出,我國正在高度關注、重視物聯網方面的研究。9月11日,工信部傳感器網絡標準工作組的成立,標志著我國將加快制定符合我國發展需求的傳感網技術標準,力爭主導制定傳感網國際標準。11月3日,溫家寶總理在人民大會堂向首都科技界發表了題為“讓科技引領中國可持續發展”的講話,再次強調科學選擇新興戰略性產業非常重要,并指示要著力突破傳感網、物聯網關鍵技術。
    2010年“兩會”上,溫家寶總理首次將物聯網寫入政府工作報告,眾多代表委員聚焦物聯網,并建議將其作為國家戰略來抓,可見其對于我國在今后奪取全球產業鏈制高點的重大意義。
    對于很多人來說,物聯網似乎是一夜之間冒出來的新概念,但實際上早在1999年物聯網的概念就已經提出。所謂物聯網,即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。2005年11月17日,在突尼斯舉行的信息社會世界峰會(WSIS)上,國際電信聯盟(ITU)發布了《ITU互聯網報告2005:物聯網》。報告指出,無所不在的“物聯網”通信時代即將來臨,世界上所有的物體從輪胎到牙刷,從房屋到紙巾,都可以通過互聯網主動進行交換。射頻識別技術(RFID)、 傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術將得到更加廣泛的應用。專家認為,該報告的發布標志著世界范圍的物聯網時代正式來臨。
    美國麻省理工大學的研究人員最早提出“物聯網”概念時指出,所謂“物聯網”是指通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網是在計算機互聯網的基礎上,利用RFID、無線數據通信等技術,構造一個覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”。在這個網絡中,物品(商品)能夠彼此進行“交流”,而無需人的干預。其實質是利用射頻自動識別(RFID)技術,通過計算機互聯網實現物品(商品)的自動識別和信息的互聯與共享。在“物聯網”的構想中,RFID標簽中存儲著規范而具有互用性的信息,通過無線數據通信網絡把它們自動采集到中央信息系統,實現物品(商品)的識別,進而通過開放性的計算機網絡實現信息交換和共享,實現對物品的“透明”管理。
    “物聯網”概念的問世,打破了之前的傳統思維。過去的思路一直是將物理基礎設施和IT基礎設施分開:一方面是機場、公路、建筑物,而另一方面是數據中心、個人電腦、寬帶等。而在“物聯網”時代,鋼筋混凝土、電纜將與芯片、寬帶整合為統一的基礎設施。具體地說,就是把感應器嵌入、裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統、大壩、油氣管道等各種物體中,然后將“物聯網”與現有的互聯網整合起來,實現人類社會與物理系統的整合。在這個整合的網絡當中,配置有能力超級強大的中心計算機群,能夠對整合網絡內的人員、機器、設備和基礎設施實施實時的管理和控制。從而使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系。
    經過了近幾年的市場及大環境的培育,隨著技術的創新及互聯網和信息產業的快速發展,“物聯網”已經形成一定的市場規模。Forrester Research從市場的角度指出,“物聯網”有關的技術、產品和應用的全球市場價值將會從2008年的20億美元增長到2012年的115億美元。應該說,“物聯網”的發展前景非常樂觀,市場潛力也十分巨大。但是這些并非一朝一夕就能夠實現,它需要政府、企業、行業協會、媒體乃至公眾共同努力。同時,有專家預測,“物聯網”將是繼計算機互聯網之后的第三次信息產業的浪潮。也有專家預測,未來十年內,“物聯網”將會得到廣泛的應用,而且會帶來上萬億規模的科技市場。
    國外及歐美國家對于“物聯網”也非常重視,2008年底,IBM首席執行官彭明盛首次提出“智慧地球”的概念,即把感應器嵌入和裝備到全球每個角落的電網、鐵路等各種物體中,普遍連接形成物聯網,然后通過超級計算機和“云計算”將物聯網整合,最終實現“互聯網+物聯網=智慧的地球”。這一概念提出后受到美國各界的高度關注,甚至有分析認為這一構想極有可能上升至美國的國家戰略,并在世界范圍內引起轟動。IBM前首席執行官郭士納曾提出一個重要的觀點,認為計算模式每隔15年發生一次變革。這一判斷像摩爾定律一樣準確,人們把它稱為“十五年周期定律”。1965年前后發生的變革以大型機為標志;1980年的變革則以個人計算機的普及為標志;1995年前后則發生了互聯網革命。每一次這樣的技術變革都引起企業間、產業間甚至國家間競爭格局的重大動蕩和變化。而互聯網革命在一定程度上是由美國“信息高速公路”戰略所催熟。20世紀90年代,美國克林頓政府計劃用20年時間,耗資2 000億~4 000億美元,建設美國國家信息基礎結構,由此創造了巨大的經濟和社會效益。而今天,“智慧的地球”戰略被不少美國人認為與當年的“信息高速公路”有許多相似之處,同樣被他們認為是振興經濟、確立競爭優勢的關鍵戰略。該戰略能否掀起如當年互聯網革命一樣的科技和經濟浪潮,不僅為美國所關注,更為世界所關注。
    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。我們正走向“物聯網”時代,但這個過程可能還很漫長。
    一個新興產業從誕生到被世人所熟知通常經歷四個階段:
    第一個階段為幻想階段,這個時期為產業發展的最初期,人們只有先去設想、幻想,然后才能朝這個方面努力。
    第二個階段為技術研發階段,目前美國、歐盟等都在投入巨資深入研究探索物聯網。而工業和信息化部總工程師朱宏任表示,我國也高度關注、重視物聯網的研究,工業和信息化部會同有關部門在新一代信息技術方面開展研究,以形成支持新一代信息技術發展的政策措施。據悉,我國已經規劃2020年之前投入3.86萬億元資金用于物聯網研發。
    第三個階段為實驗階段,此時將進行小范圍的試用和檢測,這是從理論走向實踐的第一步,目前一些企業已開始嘗試物聯網商用,如IBM的“智慧地球”。在商用領域我國相關企業也開始了探索,在2009中國國際信息通信展覽會上,三大電信運營商不約而同地開始試水物聯網。
    此次展會上,中國移動的手機錢包和手機購電業務非常吸引眼球。據了解,該業務可被應用于超市、餐廳等小額支付場合,無需更換手機,只需更換一張SIM卡即可。同時,中國移動的物聯網展臺還展示了物流信息化、企業一卡通、公交視頻、校訊通、手機購電等主題。中國聯通則以“無線環保檢測平臺”展位亮出物聯網招牌。該業務通過3G網絡,既可實時對水表、灌溉、水文、水質等動態數據進行監測,又可對空氣質量、碳排放和噪音進行監測。
    第四個階段為全面推廣階段,這也是投入資金最大的時期。專家指出,一但大規模商用,大量基礎設施的建設和終端產品的全面推廣勢必將推動電信、信息存儲處理、IT服務整體解決方案市場等眾多相關市場的發展。因此,物聯網被視為比互聯網大30倍的產業,是下一個萬億級的信息技術產業,其或將成為未來經濟發展的重要增長點。
    雖然目前物聯網剛從理論走向實踐,但已經初步形成了一個產業鏈,現在最大的問題在于,人們把焦點更多地放在了下游,而不是上游。上游企業由于技術標準、成本以及規模等方面的問題,還處于起步階段。物聯網的核心技術在于RFID,國內相關產業目前的狀況是缺乏核心技術,不具備規模效應。其實RFID并不是一項復雜的技術,最重要的問題是標準。美國起步較早,在該領域占有的專利數已經達到全世界的50%;歐盟、日本的RFID技術也相對成熟;中國由于起步較晚,到2005年專利數僅為美國的6.5%。缺乏核心技術的后果就是國內企業必須高價引進技術或產品,這就會進一步拉高成本。
    物聯網發展的另一個瓶頸是規模。物聯網與3G相似,關鍵在于數據處理和整合,僅僅一臺終端沒有任何意義,大面積地覆蓋既可以降低成本,又具有海量信息供分析和篩選,從而得到有價值的信息。有專家表示,影響物聯網規?;囊蛩赜泻芏?,比如上游企業缺乏技術優勢,中下游企業應用開發程度不夠以及消費者接受度不足等,這一切都導致覆蓋成本相對較高,很容易形成一個死循環:無規模導致成本高,成本高又加大規?;y度。有推斷稱,3G要在3~5年后才能迎來爆發期,由此可以看出,物聯網還需要走很長的路。目前我們需要做的是上游產業建設,以技術推動下游的應用,同時積極探索下游的應用模式,以應用拉動上游的產業建設。
 

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