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1、1 物联网展望物联网展望 上海市计算技术研究所上海市计算技术研究所 研发三部 无线传感器网络 研发三部 无线传感器网络 20092009年年8 8月月 王王 漫漫 1 1 物联网定义物联网定义 2 2 美国美国 3 3 日本日本 4 4 欧洲欧洲 5 5 美日欧技术发展的规律美日欧技术发展的规律 6 6 相关名词相关名词 7 7 技术基础技术基础 8 8 应用实例展望应用实例展望 4 5 物联网定义物联网定义 n n 物联网物联网 的概念是在的概念是在19991999年提出的 年提出的 n n定义 把所有物品通过定义 把所有物品通过射频识别射频识别等信息传等信息传 感设备与互联网连接起来 实现
2、智能化识感设备与互联网连接起来 实现智能化识 别和管理 别和管理 n n国际电信联盟国际电信联盟20052005年一份报告曾描绘年一份报告曾描绘 物联物联 网网 时代的图景 当司机出现操作失误时汽时代的图景 当司机出现操作失误时汽 车会自动报警 公文包会提醒主人忘带了车会自动报警 公文包会提醒主人忘带了 什么东西 衣服会什么东西 衣服会 告诉告诉 洗衣机对颜色和洗衣机对颜色和 水温的要求等等 水温的要求等等 n n机器联网了 人也联网了 下一步就是物机器联网了 人也联网了 下一步就是物 体与物体之间要联网了 于是 物联网来体与物体之间要联网了 于是 物联网来 了了 The Internet o
3、f things The Internet of things n nThe concept of the internet of things is The concept of the internet of things is attributed to the original Auto ID Center attributed to the original Auto ID Center founded in 1999 and based at the time in founded in 1999 and based at the time in MITMIT 6 n n具体地说
4、就是把传感器嵌入和装备到电具体地说 就是把传感器嵌入和装备到电 网 网 铁路铁路 桥梁桥梁 隧道隧道 公路公路 建筑建筑 供 供 水系统 大坝 油气管道等各种物体中 水系统 大坝 油气管道等各种物体中 n n然后将然后将 物联网物联网 与现有的与现有的互联网互联网整合起来整合起来 实现人类社会与物理系统的整合 实现人类社会与物理系统的整合 n n在这个整合的网络当中 存在能力超级强在这个整合的网络当中 存在能力超级强 大的中心计算机群 能够对整合网络内的大的中心计算机群 能够对整合网络内的 人员 机器 设备和基础设施实施实时的人员 机器 设备和基础设施实施实时的 管理和控制 管理和控制 7 物
5、联网物联网 概念的问世概念的问世 打破了打破了 之前的传统思维 之前的传统思维 n n过去的思路一直是将物理基础设施和过去的思路一直是将物理基础设施和ITIT基基 础设施分开础设施分开 一方面是机场 公路 建筑物一方面是机场 公路 建筑物 而另一方面是数据中心而另一方面是数据中心 个人电脑 宽带等个人电脑 宽带等 n n而在而在 物联网物联网 时代时代 钢筋混凝土 电缆将与钢筋混凝土 电缆将与 芯片 宽带整合为统一的基础设施芯片 宽带整合为统一的基础设施 在此意在此意 义上义上 基础设施更像是一块新的地球工地基础设施更像是一块新的地球工地 世世 界的运转就在它上面进行界的运转就在它上面进行 其
6、中包括经济管其中包括经济管 理 生产运行 社会管理乃至个人生活 理 生产运行 社会管理乃至个人生活 8 RFIDRFID标签相当重要标签相当重要 n n在在 物联网物联网 的构想中 的构想中 RFIDRFID标签中存储着标签中存储着 规范而具有互用性的信息 通过无线数据规范而具有互用性的信息 通过无线数据 通信网络把它们自动采集到中央信息系统通信网络把它们自动采集到中央信息系统 实现物品 实现物品 商品商品 的识别 进而通过开放的识别 进而通过开放 性的计算机网络实现信息交换和共享 实性的计算机网络实现信息交换和共享 实 现对物品的现对物品的 透明透明 管理 管理 9 新旧思路的对比新旧思路的
7、对比 n n 物联网物联网 概念的问世概念的问世 打破了之前的传统思打破了之前的传统思 维 过去的思路一直是将物理基础设施和维 过去的思路一直是将物理基础设施和 ITIT基础设施分开 一方面是机场 公路 基础设施分开 一方面是机场 公路 建筑物建筑物 而另一方面是数据中心 个人电脑而另一方面是数据中心 个人电脑 宽带等 宽带等 n n而在而在 物联网物联网 时代 时代 钢筋混凝土钢筋混凝土 电缆电缆将将 与与芯片芯片 宽带整合为统一的基础设施 在 宽带整合为统一的基础设施 在 此意义上 基础设施更像是一块新的地球此意义上 基础设施更像是一块新的地球 工地 世界的运转就在它上面进行 其中工地 世
8、界的运转就在它上面进行 其中 包括经济管理 生产运行 社会管理乃至包括经济管理 生产运行 社会管理乃至 个人生活 个人生活 10 美国美国 n nEPCEPC n n奥巴马就任美国总统后奥巴马就任美国总统后 1 1月月2828日与美国工日与美国工 商业领袖举行了一次商业领袖举行了一次 圆桌会议圆桌会议 作为仅有作为仅有 的两名代表之一的两名代表之一 IBM IBM首席执行官彭明盛首首席执行官彭明盛首 次提出次提出 智慧的地球智慧的地球 这一概念这一概念 建议新政府建议新政府 投资新一代的智慧型基础设施投资新一代的智慧型基础设施 阐明其短期阐明其短期 和长期效益 奥巴马对此给予了积极的回和长期效
9、益 奥巴马对此给予了积极的回 应应 经济刺激资金将会投入到宽带网络等经济刺激资金将会投入到宽带网络等 新兴技术中去新兴技术中去 毫无疑问毫无疑问 这就是美国这就是美国 n n在在2121世纪保持和夺回竞争优势的方式 世纪保持和夺回竞争优势的方式 11 智慧的地球智慧的地球 对经济的意义对经济的意义 n n在短期经济刺激方面在短期经济刺激方面 该战略要求政府投资该战略要求政府投资 于诸如智能铁路 智能高速公路 智能电于诸如智能铁路 智能高速公路 智能电 网等基础设施网等基础设施 能够刺激短期经济增长能够刺激短期经济增长 创造创造 大量的就业岗位大量的就业岗位 n n新一代的智能基础设施将为未来的
10、科技创新一代的智能基础设施将为未来的科技创 新开拓巨大的空间新开拓巨大的空间 有利于增强国家的长期有利于增强国家的长期 竞争力竞争力 n n能够提高对于有限的资源与环境的利用率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有助于资源和环境保护 n n计划的实施将能建立必要的信息基础设施计划的实施将能建立必要的信息基础设施 12 智能交通智能交通 n n现有的城市交通管理基本是自发进行的现有的城市交通管理基本是自发进行的 每每 个驾驶者根据自己的判断选择行车路线个驾驶者根据自己的判断选择行车路线 交交 通信号标志仅仅起到静态的 有限的指导通信号标志仅仅起到静态的 有限的指导 作用 这
11、导致城市道路资源未能得到最高作用 这导致城市道路资源未能得到最高 效率的运用效率的运用 由此产生不必要的交通拥堵甚由此产生不必要的交通拥堵甚 至瘫痪 至瘫痪 n n而智能的城市交通基础设施可以将整个城而智能的城市交通基础设施可以将整个城 市内的车辆和道路信息实时收集起来市内的车辆和道路信息实时收集起来 并通并通 过超级计算中心动态地计算出最优的交通过超级计算中心动态地计算出最优的交通 指挥方案和车行路线指挥方案和车行路线 13 智能电网智能电网 n n现有的电力输送网络缺少动态调度 从而现有的电力输送网络缺少动态调度 从而 导致电力输送效率低下 据美国能源部的导致电力输送效率低下 据美国能源部
12、的 统计统计 使用传统电网使用传统电网 大量上网电力被消耗在大量上网电力被消耗在 输送途中 输送途中 n n智慧电网通过先进信息系统与电网的整合智慧电网通过先进信息系统与电网的整合 把过去静态的 低效的电力输送网络转变把过去静态的 低效的电力输送网络转变 为动态可调整的智能网络为动态可调整的智能网络 对能源系统进行对能源系统进行 实时监测实时监测 根据不同时段的用电需求根据不同时段的用电需求 将电力将电力 按最优方案予以分配 按最优方案予以分配 14 十五年周期定律十五年周期定律 n nIBMIBM前首席执行官郭士纳提出一个重要的前首席执行官郭士纳提出一个重要的 观点 计算模式每隔观点 计算模
13、式每隔1515年发生一次变革 年发生一次变革 n n19651965年前后发生的变革以大型机为标志 年前后发生的变革以大型机为标志 n n19801980年前后以个人计算机的普及为标志 年前后以个人计算机的普及为标志 n n19951995年前后则发生了互联网革命 年前后则发生了互联网革命 n n每一次这样的技术变革都引起企业间 产每一次这样的技术变革都引起企业间 产 业间甚至国家间竞争格局的重大动荡和变业间甚至国家间竞争格局的重大动荡和变 化 而互联网革命一定程度上是由美国化 而互联网革命一定程度上是由美国 信信 息高速公路息高速公路 战略所催熟 战略所催熟 n n20102010年前后 物
14、联网 年前后 物联网 15 Cambridge University Press Henry Holt and Company http cba mit edu neilg Basic Books ITU Internet Reports 2005 ITU Internet Reports 2005 The Internet of ThingsThe Internet of Things 18 n n无所不在的无所不在的 物联网物联网 通信时代即将来临 通信时代即将来临 世界上所有的物体从轮胎到牙刷 从房屋世界上所有的物体从轮胎到牙刷 从房屋 到纸巾都可以通过因特网主动进行交换 到纸巾都可以通
15、过因特网主动进行交换 射频识别技术 射频识别技术 RFIDRFID 传感器技术 纳 传感器技术 纳 米技术 智能嵌入技术将到更加广泛的应米技术 智能嵌入技术将到更加广泛的应 用 用 19 20 21 欧洲欧洲 n n先做哲学思考与探索 先做哲学思考与探索 n n第一阶段项目 第一阶段项目 20082008年年1 1月月 2009 2009年年1010月月 22 23 物联网的关键开放事务物联网的关键开放事务 物联网物联网 n n 体系结构体系结构 端设备端设备 服务器服务器 发现服务发现服务 安全安全 私人权利私人权利 等等等等 n n 管理管理 命名命名 一致一致 接口接口 n n 公开服务
16、公开服务 互用性互用性 n n 频谱频谱 HF UHF ISM etc HF UHF ISM etc n n 标准标准 24 下一步下一步 物联网物联网 IOT IOT n n 考虑到积极的参与和考虑到积极的参与和信息内容的创新信息内容的创新 以及由人民产生的服务 以及由人民产生的服务 人人 民不仅作为最终的用户者同时也是创新者民不仅作为最终的用户者同时也是创新者 发布者发布者 n n 为所有成员为所有成员提高生活质量提高生活质量 也包括残疾人 老人和小孩 也包括残疾人 老人和小孩 n n 使世界变成使世界变成更安全的地方更安全的地方 抵制假货抵制假货 减少浪费减少浪费 等等等等 n n 为将来的下一代和市民在变化迅速的世界中面临多样的难点建立一为将来的下一代和市民在变化迅速的世界中面临多样的难点建立一 个交互式和教育式的个交互式和教育式的 全球档案全球档案 做出贡献做出贡献 RFID RFID 应用是物联网第一个例子应用是物联网第一个例子 物理无缝集成到信息网络 连接对象和信息 真实世界向信息 向互联网 25 普遍深入和可信赖的网络以及普遍深入和可信赖的网络以及 基础下层网络的服务基
