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1、物联网概念落地 智能地球业务达万亿级 据美国权威咨询机构预测，到2020年，物联网产业要比互联网大30 倍。在中国，物联网已被正式列 为国家新兴战略性产业，相关的研发应用有望进入快车道。发展物联网关键在于射频标签、传感器、嵌入式软件及传输数据计算等领域。专家预测，早期阶段， 基础设施提供商面临较大机会，投资者可密切关注物联网领域掌握核心技术的公司。“智能地球”通信业务达万亿级对于大多数人来说，物联网还是一个较为新鲜的概念。物联网的英文名称为“ThelnternetofThings”，就 是“物物相连的互联网”。根据专家的解释，物联网概念是指通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激
2、光扫描器等 信息传感设备，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。物联网也被称为“智能地球”，物与物之间实现智能化，相当于遥控。你可以通过网络进行设置而“一劳 永逸”。若建筑物使用了物联网，空调、电灯等都可用电脑来精确地调控、开关，从而实现节能；你设置每 周一吸尘器自动吸尘后，每周一，你在办公室上班，你的吸尘器就会在家中自动干活，将你的屋子打扫得 一尘不染；你也可以在办公室里，通过电脑打开家里的窗户透气.1995年，比尔盖茨在未来之路中提及“物联网”，但当时这个新概念没有引起太多的关注。1999 年，在美国召开的移动计算和网络国际会
3、议提出，传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇，这是 物联网概念的雏形。2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会上，国际电信联盟（ITU）发布了ITU互联网报 告2005：物联网，正式提出了物联网的概念，指出无所不在的物联网通信时代即将来临。根据ITU的报 告，物联网意味着世界上所有的物体，从轮胎到牙刷，从房屋到纸巾都可以通过互联网主动进行“交流”， 而无须人的干预。美国权威咨询机构FORRESTER预测，到2020年，世界上物物互联的业务，跟人与人通信的业务相 比，将达到30比1，意味着物联网产业要比互联网大30倍。因此， “物联网”被称为是下一个万亿级的通信 业务。对于物
4、联网在国内的发展前景，中科院上海微系统与信息技术研究所所长封松林指出，物联网将渗透 到每个行业和社会生活的各个角落，改变产业格局和经济增长方式，受其影响，行业间渗透、融合也将不 断出现。物联网三大应用架构将实现智慧地球理念物联网和智慧地球理念能够得以实现的原因，是因为世界早已经迈入了 3I时代（IBM提法），即Instrumented （工具植入化，40亿手机用户，300亿RFID，庞大的传感网络和工业信息化系统等），Interconnected （互联化），和Intelligent （智能化），我们只需要百尺竿头，更上一步”就可以实现5A化（anywhere-任何地点,anything-任何
5、事物,anytime-任何时间,anyway-任何方式,anyhow-任何原因）的物联网世界。图1 中描述的这个宏观的应用场景对三大类物联网应用都适用，但从更深层的技术架构来说，三大 类应用存在业务细节上的差别，下面分别细述。T”代表客户端，可以是PC, PDA等，坐落在美洲；“2”代表运行在“云”服务器上 的SaaS或非SaaS 信息系统，坐落在非洲； “3”代表末端，可以是任何智能物件，坐落在亚洲。基于 RFID 的物联网应用架构 电子标签可能是三类技术体系中最灵活的能够把“物”改变成为智能物件的，它的主要应用是把移动和 非移动资产贴上标签，实现各种跟踪和管理。按瑞士 ETH Fleisc
6、h教授的划分，RFID是穿孔卡、键盘和条 码等应用技术的延伸，它比条码等技术自动化程度高，但它们都属于提高“输入”效率的技术，也都应该属 于物联网应用技术范畴。 Auto-ID 中心的 EPCGlobal 体系就是针对所有可电子化的编码方式的，而不只是 针对RFID。RFID只是编码的一种载体，此外还有其他基于物理、化学过程的载体，例如同方试金石公司 的防伪技术。EPCglobal提出了 Auto-ID系统的五大技术组成，分别是EPC （电子产品码）标签、RFID标签阅读器、 ALE中间件实现信息的过滤和采集、EPCIS信息服务系统，以及信息发现服务（包括ONS和PML）。由 于从一开始就让世
7、界各大洲的从业人员充分参与，EPCGlobal标准（架构图如下）得到了较广泛认同，这里不再对其标准体系架构赘述。A.LE FI&CTmo Dm讣 TfAriiila n&n r MimaMJrsen tH4ddlen-iii !Pr梅H Z 2戢W彳*玉3 Ah- InbbetanT /匸上兰JS L三VG血【楼准聚枸刼ONEApolutkiiiI TKprrM t fiutprn碎：4.*MLiddk!t-K. amlikJmW尸址RuDir 上伯JONS （即对象命名服务Object Name Service）主要处理电子产品码与对应的EPCIS信息服务器地址的 查询和映射管理（如图3）,
8、类似于互联网络中已经很成熟的域名解析服务（DNS）。在设计ONS规范时， EPCGlobal组织要求必须结合现有互联网基础设施和相关规范进行，这显然是一个正确的决定。于是ONS 基本上按DNS的原理实现，甚至采用了 DNS的现有基础设施，现今全球ONS服务也是EPCglobal委由世 界最大的 DNS 营运商 VeriSign 营运。EPC 产品电子码识别只是“标签”，所有关于产品有用的信息都用一种新型的标准的 XML 语言实 体标识语言（Physical Markup Language ）来描述，PML的作用就像互联网的基本语言HTML 样。有了 ONS 和 PML，以 RFID 为主的 E
9、PC 系统才真正从 Network of Things 走向了 Internet of Things（物 联网）。基于ONS和PML，企业对RFID技术的应用将由企业内部的闭环应用过渡到供应链的开环应用上， 实现真正的“物联网”。ONS和PML作为物联网框架下的关键技术，有着广泛的应用前景。相比之下，传感网和M2M从业群 体的技术架构还没有完全上升到ONS/PML这样同等的“物联网”技术体系高度,这大概也就是Auto-ID人群 认为物联网概念是他们首创的主要原因吧。笔者认为，在走向物联网的道路上，传感网和M2M群体应该 借鉴和直接采用 ONS/PML 技术体系。基于传感网络的物联网应用架构当人
10、们谈论传感网络的时候，一般主要是指无线传感网络（WSN, Wireless Sensor Networks），此外还 有视觉传感网（VSN, Visual Sensor Networks）以及人体传感网（BSN， Body Sensor Networks）等其他传 感网，这里我们也主要讨论WSN。WSN由分布在自由空间里的一组“自治的”无线传感器组成，共同协作完成对特定周边环境状况，包括 温度、湿度、化学成分、压力、声音、位移、振动、污染颗粒等的监控oWSN中的一个节点（或叫Mote） 一般由一个无线收发器、一个微控制器和一个电源组成oWSN 一般是自治重构（Ad-Hoc或Self-Confi
11、guring） 网络，包括无线网状网（Mesh Networks ）和移动自重构网（MANET ）等。无线传感网目前还是计算机和通信专业的学者们一个非常活跃的研究领域。10多年前IBM （苏黎世研 究中心）、微软等大企业就开始投入巨资研究传感网，但商业收效甚微，所以大企业已经基本不再投入做 纯WSN研究（哈佛大学Welsh教授语），目前WSN的研究主要还是在大学和国立研究机构。笔者听过Welsh教授最近关于WSN的主题发言，他认为目前企业和研究机构对WSN的关注点完全不 一样，企业能赚钱的WSN技术对研究人员来说太简单，算不上成果，而研究机构做的东西离实用差距又 太远，波士顿市的基于哈佛WSN
12、先进技术的CitySense计划（“感知波士顿”）的失败就是例子，而美国 Oklahoma 市采用了更简单成熟技术的 MicroCAST 计划却获得了成功。到目前为止，WSN研究最成功的成果可能要数加州大学伯克利分校Culler教授研究小组提出的Mote 的概念和他们研制成功的Mote节点产品，相关成员2003年在硅谷成立了一个名为MotelV的公司，销售 Mote产品和推广WSN应用，但后来因经营状况不好而改名为Sentilla，不再以WSN业务为主。笔者对 WSN没有深入的研究，但15年前笔者在美国做并行计算时，年轻的Culler教授也在做并行计算系统的研 究，而且也算是当时顶级的并行计算
13、专家，现在发现他老先生又成了领导潮流的WSN专家，而且已经桃 李满天下，Welsh教授就是Culler教授的学生。难怪笔者觉得“曾似相识”，现在WSN的研究就好象15年 前学术圈里对并行计算系统架构的研究一样，提出了很多种技术架构，到头来超级并行计算机还是“返朴归 真”，采用了最简单通用的网络连接技术。WSN的研究大多还专注于网络底层（包括非IP协议的ZigBee、TinyOS和基于IP的6LoWPAN等）， 以及电源的持久性等问题，按照其目前的发展，笔者认为WSN离真正的“物联网”还很有一定距离，对像 EPCGlobal中ONS和PML等物联网层面的问题研究还不够。另外，笔者认为，WSN的研
14、究者们太热衷于无线技术，忽略了感知层用有线现场总线和传输层用长距 离无线通信的组合。从实用和商业推广的角度，这个组合早已经达到稳定和大规模应用的水平。基于 M2M 的物联网应用架构业界认同的M2M理念和技术架构覆盖的范围应该是最广泛的,包含了 EPCGlobal和WSN的部分内容， 也覆盖了有线和无线两种通信方式，一个典型的M2M系统由图4所示的几个部分组成。M2M 也覆盖和拓展了工业信息化（两化融合）中传统的 SCADA（Supervisory Control And DataAcquisition）系统。SCADA系统在工业，建筑，能源，设施管理等领域和现在的M2M系统一样，行使设备 数据
15、收集和远程监控监测的工作。乍一看，M2M和SCADA似乎是一样的，但由于M2M基于互联网等新 技术，有很多标准化的东西（如XML,WebServices/SOA等）做基础，它和传统的SCADA是有区别的，好 多SCADA系统基本上还基于陈旧的C/S架构。M2M有如下图所示的两种业务模式。MVNO （移动虚拟网络运营商）业务模式在中国还未形成（或政 策不允许）,但在美国早已经存在,JasperWireless、Aeris等公司一直在做基于SaaS营运的M2M业务MVNO, 也就是MMO（M2M Mobile Operator）o由于M2M/智慧地球最近的发展催生了许多新的机遇，美国各大 营运商如Verizon、ATT等以前都不直接做M2M业务，最近都纷纷成立了 M2M业务部门，直接开展M2M 业务，例如AT&T和Amazon合作直接支撑其Kindle电子阅读器无线接入服务。结果迫使一些原来的MVNO 成了 MVNE， JasperWireless 就是例子， ATT&T 正好采用了 JasperWireless 平台。在中国，三大营运商从一开始就直接做M2M业务，一开始就没有MVNO生存的机会，同方软件专业 做M2M软件已有很多年，凭借多年M2M业务积累的优势成为了中
