盛雪鋒 郭博文 韓筱韻
曾經有人用簡潔而生動的語言來描述物聯(lián)網,稱其為E時代的金蛋“E-eggs”——Easy(便捷),Efficient(高效),Green(綠色),Global(全球化),Safe(安全)。也就是說,物聯(lián)網正在為人們提供便捷、高效、綠色、安全和全球化的生活方式。而移動物聯(lián)網的出現(xiàn),更是將物聯(lián)網的典型特質發(fā)揮到極致。
如今,物聯(lián)網技術在智能交通、健康工程、平安城市、環(huán)境保護等與現(xiàn)代城市管理、市民生活息息相關的領域,實現(xiàn)了規(guī)模發(fā)展和品牌經營,為城市精心打造智慧化的生活。隨著物聯(lián)網時代的開啟,當人與物、物與物之間建立起廣泛的信息溝通網絡后,人們的生活將隨時隨刻享受著信息帶來的便捷。
移動物聯(lián)網應運而生
物聯(lián)網(Internet of Things)是一個基于互聯(lián)網、傳統(tǒng)電信網等信息承載體,讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現(xiàn)互聯(lián)互通的網絡。它具有普通對象設備化、自治終端互聯(lián)化和普適服務智能化三個重要特征。
物聯(lián)網是新一代信息技術的重要組成部分,它包含兩層意思:首先,物聯(lián)網的核心和基礎仍然是互聯(lián)網,是在互聯(lián)網基礎上延伸和擴展的網絡;其次,其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間,進行信息交換和通信。因此,物聯(lián)網是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網相連接,進行信息交換和通信,以實現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡。
從技術架構上來看,物聯(lián)網可分為三層:感知層、網絡層和應用層。感知層由各種傳感器以及傳感器網關構成,包括二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、二維碼標簽、RFID 標簽和讀寫器、攝像頭、GPS等感知終端。感知層的作用相當于人的眼耳鼻喉和皮膚等神經末梢,它是物聯(lián)網識別物體,采集信息的來源,其主要功能是識別物體,采集信息。網絡層由各種私有網絡、互聯(lián)網、有線和無線通信網、網絡管理系統(tǒng)和云計算平臺等組成,相當于人的神經中樞和大腦,負責傳遞和處理感知層獲取的信息。應用層是物聯(lián)網和用戶(包括人、組織和其他系統(tǒng))的接口,它與行業(yè)需求結合,實現(xiàn)物聯(lián)網的智能應用。
圖1物聯(lián)網技術體系框架
所謂移動物聯(lián)網,簡而言之,就是基于移動手持設備的物聯(lián)網技術和應用。移動物聯(lián)網是移動通信、移動終端、物聯(lián)網三大領域碰撞和融合的結果,是物聯(lián)網發(fā)展的重要模式和途徑。
早在2004年,歐洲相關學者就為移動物聯(lián)網提出了建設架構和早期模型,即通過移動技術將移動設備作為物聯(lián)網的接入媒介,使得移動設備成為物聯(lián)網通用終端,由移動設備獲得物聯(lián)網目標端的信息,并通過移動網絡傳輸到服務器端,由此完成服務。
圖2移動物聯(lián)網技術體系框架
市場效應如日中天
移動物聯(lián)網作為物聯(lián)網的重要應用模式和發(fā)展途徑,目前在國際上尚未有明確的定義和發(fā)展指向。但從全球物聯(lián)網的發(fā)展中,可以看到移動物聯(lián)網正在經歷著爆發(fā)式增長,尤其是隨著智能終端(如智能手機、平板電腦)的普及和智慧城市建設的加速,移動化的物聯(lián)網系統(tǒng)在世界范圍內越來越成為重要的發(fā)展方向。從物聯(lián)網發(fā)展的情況看,目前,物聯(lián)網已經成為各國正在加大投入和快速發(fā)展的重要戰(zhàn)略性產業(yè)領域。
在戰(zhàn)略規(guī)劃方面,各國都出臺了和物聯(lián)網、智慧城市等密切相關的規(guī)劃和計劃,并為之投入大量財力。如日本在2004年提出了“U-Japan”,旨在推進日本ICT建設,發(fā)展無所不在的網絡和相關產業(yè),2009年又推出“i-Japan(智慧日本)戰(zhàn)略2015”;歐盟出臺了系列政策促進物聯(lián)網技術研發(fā)和應用,發(fā)布了《歐盟物聯(lián)網戰(zhàn)略研究路線圖》,提出歐盟到2010、2015、2020三個階段物聯(lián)網研發(fā)路線圖,并提出物聯(lián)網在航空航天、汽車、醫(yī)藥、能源等18個主要應用領域和識別、數據處理、物聯(lián)網架構等12個方面需要突破的關鍵技術。
在網絡基礎方面,移動網絡是各國重點建設的網絡基礎內容,已不僅是固定網絡(光纖)的配套和補充,在一定程度上,移動網絡已經成為和固定網絡并行甚至更為流行的網絡。例如,新加坡啟動了iN2015計劃,目標是“利用無處不在的信息通信技術將新加坡打造成一個智慧的國家、全球化的城市”,“無線@新加坡”項目通過7500余個熱點提供速度高達1Mbps的無線WiFi上網服務;日本通過實施“U-Japan”,建設無處不在的網絡;芬蘭已經提出了網絡是公民基本權利,并在公共場所提供不低于2M的無線網絡接入。
在技術研發(fā)方面,物聯(lián)網核心技術及核心標準的研發(fā)已經在各國快速展開,其中很多涉及移動化的技術。ISO/IEC(國際標準化組織及國際電工委員會)在傳感器網絡、ITU-T(國際電信聯(lián)盟遠程通信標準化組)在泛在網絡、ETSI(歐洲電信標準化協(xié)會)在物聯(lián)網、IEEE(美國電氣和電子工程師協(xié)會)在近距離無線、IETF(互聯(lián)網工程任務組)在IPv6(下一版本的互聯(lián)網協(xié)議)的應用、3GPP(第三代合作伙伴計劃)在M2M(機器與機器)等方面,紛紛啟動了相關標準研究工作,國內大唐電信主導的TD-LTE等技術研發(fā),也加入了日益激烈的國際競爭。
在應用模式方面,物聯(lián)網的發(fā)展正在演化出越來越多的應用和運營模式,其中移動化的發(fā)展模式顯得較為突出,在部分領域已經取得了市場認可和積極回應。如以車載終端為核心的車聯(lián)網發(fā)展,2010年全球汽車電子市場規(guī)模達到1400億美元,其中很多部分可納入(或未來將納入)車聯(lián)網范疇,以通用Onstar為代表的車聯(lián)網系統(tǒng)正在越來越多的車輛上使用;以智能手機為終端娛樂、商務等,如美國目前流行的手機查詢商品價格等(國內有“我查查”),受到了廣大消費者的熱愛,AppStore的形式讓大眾化的移動物聯(lián)網應用得以快速傳播;在醫(yī)療領域,越來越多的產品可以實現(xiàn)移動化的檢測和信息傳輸,如可以實時測量心跳血壓并傳回數據中心的腕表,可以實時檢測血樣并實現(xiàn)無線傳輸的便攜式測血儀器等。
從國外的物聯(lián)網發(fā)展情況可以看出,物聯(lián)網正在受到越來越大的重視,尤其是移動化的理念正在快速滲透到社會管理和產業(yè)發(fā)展的各個方面。移動物聯(lián)網順應著移動化、無線化、網絡化的發(fā)展趨勢,在應用模式上正快速受到社會各界的認可和接受,并在很多領域醞釀著巨大的市場機會。
中國表現(xiàn)可圈可點
我國在物聯(lián)網領域的布局較早,中科院10年前就啟動了傳感網研究,中科院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所、南京航空航天大學、西北工業(yè)大學等科研單位,目前正加緊研發(fā)“物聯(lián)網”技術。2009年10月,中國研發(fā)出首顆物聯(lián)網核心芯片——“唐芯一號”。2010年工信部和發(fā)改委出臺了系列政策支持物聯(lián)網產業(yè)化發(fā)展,到2020年之前我國已經規(guī)劃了3.86萬億元的資金用于物聯(lián)網產業(yè)化的發(fā)展。目前,國內物聯(lián)網(包括移動物聯(lián)網)主要有以下發(fā)展特點:
發(fā)展熱情空前,市場前景看好。隨著國家出臺戰(zhàn)略性新興產業(yè)的發(fā)展決定,以及溫家寶總理關于物聯(lián)網的重要講話,國內在物聯(lián)網領域發(fā)展熱情高漲,幾乎大部分一線城市和基礎較好的二線城市都將物聯(lián)網發(fā)展作為區(qū)域經濟轉型升級的重要領域,并在多個領域,如交通、醫(yī)療、教育、環(huán)保、物流等提出了物聯(lián)網應用示范的項目。在這種舉國上下大力發(fā)展、大量投入的背景下,物聯(lián)網技術和產品將面臨著巨大的應用市場,以市場帶動產業(yè)發(fā)展的格局和路徑,將成為國內比較有特色的發(fā)展道路。
技術研發(fā)相對較強,處于世界前列。我國的技術研發(fā)水平目前處在世界前列,并擁有多項專利。傳感網標準體系已形成初步框架,向國際標準化組織提交的多項標準已被采納。對于這個全新產業(yè),我國和其他國家相比具有同發(fā)優(yōu)勢,在傳感領域目前走在世界前列,與德國、美國、英國等一起,成為國際標準制定的主導國之一。其中包括移動物聯(lián)網所需的相關技術,如TD-LTE、短距離自組網技術等等。
移動化發(fā)展路徑受到青睞。移動化的物聯(lián)網發(fā)展模式具有便捷、效率高等特點,在國內各種資源(如醫(yī)療資源、教育資源、道路資源等)供應緊張的情況下,更容易受到市場的接受和青睞。例如,在國內的醫(yī)療檢測領域,傳統(tǒng)的到醫(yī)院做檢測使得醫(yī)院人滿為患,移動式醫(yī)療物聯(lián)網改變了到醫(yī)院做檢測的傳統(tǒng)模式,可以利用移動檢測設備實時檢查并傳回數據,目前類似產品已經在市場上頻繁出現(xiàn);在商品信息查詢方面,將數據庫和終端應用軟件實行分離,將應用模塊和手機等終端進行綁定,實時查詢和調用商品信息資料。
物聯(lián)網的發(fā)展有目共睹,其市場前景已為大眾所接受。作為物聯(lián)網的重要發(fā)展模式,移動物聯(lián)網的發(fā)展也有著廣闊的市場前景。研究表明,未來移動物聯(lián)網將呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢:
首先,應用規(guī)模將迅速擴張。目前,業(yè)界對物聯(lián)網應用規(guī)模的預測已經基本趨同,2010中國國際物聯(lián)網大會指出,物聯(lián)網將成為全球信息通信行業(yè)的萬億美元級新興產業(yè)。到2020年之前,全球接入物聯(lián)網的終端將達到500億個。其中,移動物聯(lián)網將以更加便捷、更加實用的優(yōu)勢,占據物聯(lián)網市場份額中的重要一塊。
其次,支撐環(huán)境將更加成熟。移動物聯(lián)網和物聯(lián)網的區(qū)別之一,就在于其依托更加快速、更加便捷的無線網絡以及更加智能的終端。目前,我們常規(guī)使用的網絡主要包括2G、3G、WiFi、WLAN等,未來4G等更快速、更安全的網絡應用,將為移動物聯(lián)網提供重要支撐;另外,更加智能化的終端,也將推動物聯(lián)網真正成為人們身邊最實用、最便捷的應用。
最后,應用領域將更加廣泛。以智能手機為例,目前手機如何與物聯(lián)網終端融合,更好地發(fā)揮手機的利用率是運營商在物聯(lián)網信息化應用中的重要發(fā)展趨勢。例如,新的電子錢包如iPhone、iPad將采用NFC技術即傳感網技術發(fā)展手機替代支付系統(tǒng),英國MoCo公司幫助用戶采用NFC手機追蹤人員和資產,將手機和家庭電器互聯(lián),實現(xiàn)智能化的家居應用等等。
移動物聯(lián)網作為物聯(lián)網發(fā)展的重要模式,已經悄然滲透進人們生活的各個方面,從最初的概念期到如今的逐步應用,在全球范圍內已經有越來越多的政府和企業(yè)將移動物聯(lián)網納入戰(zhàn)略規(guī)劃中。移動物聯(lián)網開放的平臺為客戶、運營商與開發(fā)者提供了更具包容性的合作模式,其產業(yè)和應用的聯(lián)動發(fā)展更是為未來市場的快速增長做了良好鋪墊。在當前智慧城市發(fā)展戰(zhàn)略已經成為共識之際,移動物聯(lián)網必將在未來的城市發(fā)展、產業(yè)升級、民眾生活改善中,發(fā)揮著越來越重要的作用。