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物联网的发展趋势--与移动互联网相结合发展

08/28

武汉邮电科学研究院烽火科技学院

《现代通信网概论》课程论文

物联网的发展趋势分析:

与移动互联网的融合发展

Analysis of Development of

Internet of Things:

Integrated Developing with

Mobile Internet

姓名 唐雨果

学号 20140043

本文首先对物联网的概念及内涵进行分析;综述了全球物联网发展现状, 包括美国、欧盟、日本和中国对物联网发展的战略规划和应用概况;然后详细探讨了当前物联网发展的若干关键技术、体系架构和标准化;最后分析了物联网与移动互联网融合发展的趋势,并介绍了几个已经实用化的应用实例。

关键词:物联网;移动互联网;融合发展;体系架构

Abstract

This paper interprets the Internet of Things (IoT) definitions and gives our

understanding for the IoT concept in terms of Sensor network of Things, and

describes the global developments and international strategic plans towards this

technology in US, Europe, Japan and China. Key technologies are further discussed in detail, with a focus on Architecture Technology and Standardization. Last analyzes of the integrated development of Internet of things and the mobile Internet, and

introduces several examples of practical application.

Key Words:Internet of Things; mobile Internet; integrated development;

Architecture

第1章 引言.......................................................................................................... 1

1.1 物联网的概念......................................................................................... 1

1.2 国内外的发展现状................................................................................. 2

第2章 物联网的体系架构与标准化.................................................................. 3

2.1 物联网与M2M 和CPS 的关系 ............................................................ 3

2.2 USN体系框架......................................................................................... 4

2.3 技术体系................................................................................................. 5

1. 感知与标识技术............................................................................... 6

2. 网络与通信技术............................................................................... 7

3. 计算与服务技术............................................................................... 7

4. 管理与支撑技术............................................................................... 8

2.4 标准化..................................................................................................... 8

第3章 物联网与移动互联网融合发展的趋势与要素...................................... 9

3.1 物联网与移动互联网融合发展的趋势................................................. 9

3.2 物联网和移动互联网融合的关键技术............................................... 10

3.3 几个应用实例....................................................................................... 14

1. 可穿戴设备.................................................................................... 14

2. 智慧城市停车诱导系统................................................................ 14

3. 智慧园区........................................................................................ 14

第4章 结束语.................................................................................................... 16

参考文献.............................................................................................................. 17

第1章 引言

1.1 物联网的概念

物联网(Internet of Things ,IoT) 从字面理解是物物相连的互联网,是在互联网基础上延伸和扩展的网络,物联网的核心和基础仍然是互联网,其用户端延伸和扩展到了任何物品,在物品之间进行信息交换和通信。物联网,自被提出至今,还没有统一的文字概念,对它的定义都偏重在对功能和特点的描述上,主要有以下几种定义:

(1)目前比较常用的表述:

通过RFID 、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。

这种定义有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通讯。

(2)2005年ITU 发布了《ITU 互联网报告2005:物联网》给出的定义如下。 “物联网包括人与物、物与物之间的连接,即在任何时间,任何地点,任何物品间都可以进行通信”。即随时随地实现人与人(通过PC 和非PC) ,人与物,物与物之间的交互。

(3)基于RFID 技术应用的定义如下:

物联网是基于互联网和RFID 技术发展的网络,是在计算机互联网的基础上利用RFID 技术,无线通信等技术构成一个覆盖世界万物的网络,实现自动识别,信息互联与实时共享。

(4)基于传感网应用的定义如下:

传感器、数据处理单元和通信单元等节点通过自组织的方式构成的无线网络。

(5)1999年美国麻省理工学院(MIT)提出物联网的概念,是指把所有物品通过射频识别(RFID)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。

(6)2009年通过对物联网的跟踪研究,中国移动提出的物联网定义是:对物

体具有全面感知能力,对信息具有可靠传送和智能处理能力的连接物体与物体的信息网络。全面感知、可靠传送、智能处理是物联网的特征。

物联网所涉及的关键技术,比如分布式计算、无线射频技术、传感器、嵌入式智能、无线传输及实时一数据交换和互联网都是目前较为成熟的技术,并在相关领域已得到广泛的应用。物联网的新颖之处在于利用这些技术的交叉与融合,建立一个“物”与“物”相连的网络,从而完成远程实时数据交换与控制,方便人们生产生活。

因此,物联网是互联网(包含移动互联网) 的拓展与深化。物联网不是重新建设一套平行于互联网的系统,而是充分利用互联网所提供的信息高速公路,完成自身所具备的实时数据读取、信息交换、远程控制等特色功能。同时,物联网除了交互以外更重要的是通过基于这些交互信息之后提供的智能决策。

1.2 国内外的发展现状

2005年ITU 报告的推出,使得物联网的发展被看作信息领域一次重大的发展和变革机遇,在全球范围内得到了重视。一些发达国家纷纷将物联网作为新兴产业,并出台战略措施予以落实。

发达国家加快物联网相关技术和产业的前瞻布局。

美国物联网已在军事、智能电网、智能工业、农业、环境监测、建筑、医疗、企业管理、空间和海洋探索等领域投入应用,成为RFID 应用第一大国,并不断向交通、车辆管理、身份识别和仓储管理等领域延伸,应用案例占全球59%。

欧盟应用大多围绕RFID 和M2M 展开,如智能电网、智能交通、智能医疗、智能物流、生产以及零售等领域。德国、英国、法国和荷兰的RFID 产业发展水平领先其他国家,在交通、身份识别、物资跟踪等领域也有了比较广泛的应用。

日本智能交通、移动支付、电网、远程监测、智能家居等应用已初具规模,形成了全球规模最大的金融领域物联网应用Felica (RFID 手机支付)。

2009年6月18日,欧盟执委会发表了《Internet of things——a nation plan for Europe 》[1],描述了物联网的发展前景,在世界范围内首次系统地提出了物联网发展和管理设想,并提出了12项行动保障物联网加速发展,标志着欧盟已经将物联网的实现提上日程。

2009年10月13日,韩国通信委员会通过了《物联网基础设施构建基本规划》[2],将物联网市场确定为新增长动力,提出了“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”的目标,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4大领域和12项详细课题。

2) 我国将物联网作为战略性新兴产业予以重点关注和推进

2009年8月7日,温家宝总理视察无锡时提出“感知中国”理念,由此推动了物联网概念在国内的重视,成为继计算机、互联网和移动通信之后引发新一轮信息产业浪潮的核心领域。2010年3月5日,温家宝总理在《政府工作报告》将“加快物联网的研发应用”明确纳入重点产业振兴。国务院、发展和改革委员会、工业和信息化部、科学技术部等都在研究制定促进物联网产业发展的扶持政策,由此,推动了中国物联网建设从概念推广、政策制定、配套建设到技术研发的快速发展。

宏观层面来看,新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化,以及现代服务业发展等将为中国物联网的快速发展提供广阔的市场空间。相关数据显示,我国物联网产业规模从2009年的1700亿元跃升至2012年的3650亿元,2013年突破5000亿元,年复合增长率接近30%,预计至2020年将达到5万亿元人民币。

[3]

第2章 物联网的体系架构与标准化

2.1 物联网与M2M 和CPS 的关系

在讨论物联网时,常常提到机对机通信(M2M)和信息物理融合系统(CPS)的概念,下面也做一简述。

1) M2M

从狭义上说,M2M [4]仅代表机器与机器(machine to machine)之间的通信,广义来讲也包括人与机器(man to machine)的通信,是以机器智能交互为核心、网络化的应用与服务。目前,业界提到M2M 时,更多的是指非信息技术(IT)机器设备通过移动通信网络与其他设备或IT 系统的通信。自2002年起,M2M 技术

在世界各地开始得到快速推动,M2M 应用遍及电力、交通、工业控制、零售、公共事业管理、医疗、水利、石油等多个行业。欧洲电信标准化协会(ETSI)和第三代合作伙伴计划(3GPP)等国际标准化组织都启动了针对快速成长的M2M 技术进行标准化的专项工作。

2) CPS

CPS [5-6]是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统,通过3C ——计算(computation)、通信(communication)和控制(control)——技术的有机融合与深度协作,实现大型系统的实时感知和动态控制。CPS 基本特征是构成了一个能与物理世界交互的感知反馈环,通过计算进程和物理进程相互影响的反馈循环,实现与实物过程的密切互动,从而给实物系统增加或扩展新的能力。

近年来,CPS 正在逐渐成为国际信息技术领域的研究热点[7]。2006年2月,美国科学院发布的《美国竞争力计划》将CPS 列为重要的研究项目。美国总统科学与技术顾问委员会(PCAST)于2007年把CPS 作为网络与信息技术领域的第1项提案。2008年成立的美国CPS 指导小组在《CPS 执行概要》中,把CPS 应用放在交通、国防、能源、医疗、农业和大型建筑设施等方面。除此之外,美国国家科学基金会(NSF)和欧洲第7框架(FP7)的大型科研资助计划,也都投入了大量经费。我国对CPS 也相当重视,国家自然科学基金项目、国家重点基础研究发展计划项目和国家高技术研究发展计划项目都把其作为重点。[8]

3) M2M、CPS 与物联网的关系

通过前面的分析,可以认为M2M 和CPS 都是物联网的表现形式。从概念内涵角度,物联网包含了万事万物的信息感知和信息传送;M2M 则主要强调机器与机器之间的通信;而CPS 更强调反馈与控制过程,突出对物的实时、动态的信息控制与信息服务。M2M 偏重于实际应用,得到了工业界的重点关注,是现阶段物联网最普遍的应用形式;CPS 更偏重于研究,吸引了学术界的更多目光,是将来物联网应用的重要技术形态。

2.2 USN体系框架

USN 即无所不在(ubiquitous )的网络社会。ITU-T 在Y .2002建议中描述的USN 高层架构如图2.1所示,自下而上分为底层传感器网络、泛在传感器网络接

入网络、泛在传感器网络基础骨干网络、泛在传感器网络中间件、泛在传感器网络应用平台5个层次。

USN 分层框架的一个最大特点是依托下一代网络(NGN)架构,各种传感器网络在最靠近用户的地方组成无所不在的网络环境,用户在此环境中使用各种服务,NGN 则作为核心的基础设施为USN 提供支持。

实际上,在ITU 的研究技术路线中,并没有单独针对物联网的研究,而是将人与物、物与物之间的通信作为泛在网络的一个重要功能,统一纳入了泛在网络的研究体系中。ITU 在泛在网络的研究中强调2点,一是要在NGN 的基础上,增加网络能力,实现人与物、物与物之间的泛在通信;二是在NGN 的基础上,增加网络能力,扩大和增加对广大公众用户的服务[9]。因此在考虑泛在网络的架构和网络能力时,一定要考虑这2点最基本的需求。

图2.1 USN体系框架

2.3 技术体系

ITU 在2005年的物联网报告中重点描述了物联网的4个关键性应用技术——标签事物的RFID 技术、感知事物的传感器技术、思考事物的智能技术、微缩事物的纳米技术。目前,国内物联网技术的关注热点主要集中在传感器、RFID 、云计算及普适服务等领域。

物联网技术涉及多个领域,这些技术在不同的行业往往具有不同的应用需求和技术形态。参照如图2.1所示的体系框架,对物联网涉及的核心技术进行归类和梳理,可以形成如图2.2所示的物联网技术体系模型。在这个技术体系中,物联网的技术构成主要包括感知与标识技术、网络与通信技术、计算与服务技术及管理与支撑技术四大体系。

[10]

图2.2 物联网的技术体系模型

1. 感知与标识技术

感知和标识技术是物联网的基础,负责采集物理世界中发生的物理事件和数据,实现外部世界信息的感知和识别,包括多种发展成熟度差异性很大的技术,如传感器、RFID 、二维码等。

1) 传感技术。传感技术利用传感器和多跳自组织传感器网络,协作感知、采集网络覆盖区域中被感知对象的信息。传感器技术依附于敏感机理、敏感材料、工艺设备和计测技术,对基础技术和综合技术要求非常高。目前,传感器在被检测量类型和精度、稳定性可靠性、低成本、低功耗方面还没有达到规模应用水平,是物联网产业化发展的重要瓶颈之一。

2) 识别技术。识别技术涵盖物体识别、位置识别和地理识别,对物理世界的识别是实现全面感知的基础。物联网标识技术是以二维码、RFID 标识为基础的,对象标识体系是物联网的一个重要技术点。从应用需求的角度,识别技术首先要解决的是对象的全局标识问题,需要研究物联网的标准化物体标识体系,进一步

融合及适当兼容现有各种传感器和标识方法,并支持现有的和未来的识别方案。

2. 网络与通信技术

网络是物联网信息传递和服务支撑的基础设施,通过泛在的互联功能,实现感知信息高可靠性、高安全性传送。

1) 接入与组网。物联网的网络技术涵盖泛在接入和骨干传输等多个层面的内容。以互联网协议版本6(IPv6)为核心的下一代网络,为物联网的发展创造了良好的基础网条件。以传感器网络为代表的末梢网络在规模化应用后,面临与骨干网络的接入问题,并且其网络技术与需要与骨干网络进行充分协同,这些都将面临着新的挑战,需要研究固定、无线和移动网及Ad-hoc 网技术、自治计算与连网技术等。

2) 通信与频管。物联网需要综合各种有线及无线通信技术,其中近距离无线通信技术将是物联网的研究重点。由于物联网终端一般使用工业科学医疗(ISM)频段进行通信(免许可证的2。4GHzISM 频段全世界都可通用) ,频段内包括大量的物联网设备以及现有的无线保真(WiFi)、超宽带(UWB)、ZigBee 、蓝牙等设备,频谱空间将极其拥挤,制约物联网的实际大规模应用。为提升频谱资源的利用率,让更多物联网业务能实现空间并存,需切实提高物联网规模化应用的频谱保障能力,保证异种物联网的共存,并实现其互联互通互操作。

3. 计算与服务技术

海量感知信息的计算与处理是物联网的核心支撑。服务和应用则是物联网的最终价值体现。

1) 信息计算。海量感知信息计算与处理技术是物联网应用大规模发展后,面临的重大挑战之一。需要研究海量感知信息的数据融合、高效存储、语义集成、并行处理、知识发现和数据挖掘等关键技术,攻克物联网“云计算”中的虚拟化、网格计算、服务化和智能化技术。核心是采用云计算技术实现信息存储资源和计算能力的分布式共享,为海量信息的高效利用提供支撑。

2) 服务计算。物联网的发展应以应用为导向,在“物联网”的语境下,服务的内涵将得到革命性扩展,不断涌现的新型应用将使物联网的服务模式与应用开

发受到巨大挑战,如果继续沿用传统的技术路线必定束缚物联网应用的创新。从适应未来应用环境变化和服务模式变化的角度出发,需要面向物联网在典型行业中的应用需求,提炼行业普遍存在或要求的核心共性支撑技术,研究针对不同应用需求的规范化、通用化服务体系结构以及应用支撑环境、面向服务的计算技术等。

4. 管理与支撑技术

随着物联网网络规模的扩大、承载业务的多元化和服务质量要求的提高以及影响网络正常运行因素的增多,管理与支撑技术是保证物联网实现“可运行-可管理-可控制”的关键,包括测量分析、网络管理和安全保障等方面。

1) 测量分析。测量是解决网络可知性问题的基本方法,可测性是网络研究中的基本问题。随着网络复杂性的提高与新型业务的不断涌现,需研究高效的物联网测量分析关键技术,建立面向服务感知的物联网测量机制与方法。

2) 网络管理。物联网具有“自治、开放、多样”的自然特性,这些自然特性与网络运行管理的基本需求存在着突出矛盾,需研究新的物联网管理模型与关键技术,保证网络系统正常高效的运行。

3) 安全保障。安全是基于网络的各种系统运行的重要基础之一,物联网的开放性、包容性和匿名性也决定了不可避免地存在信息安全隐患。需要研究物联网安全关键技术,满足机密性、真实性、完整性、抗抵赖性的四大要求,同时还需解决好物联网中的用户隐私保护与信任管理问题。

2.4 标准化

物联网涉及技术较多,应用形式多样,其标准化工作也分散在不同的标准组织。不同标准组织的工作侧重点不同,也有少量重叠和交叉。例如,ITU-T 的标准化集中在泛在总体框架、标识、应用3个方面;国际标准化组织(ISO)、美国电气及电子工程师学会(IEEE)主要侧重于传感器网的标准化工作;EPC Global 主要侧重于RFID 的标准化工作。毫无疑问,这些组织需要携手才可能完成物联网的整个标准化工作。当前,无论是国内还是国外都已出现这种趋势。

2010年3月9日,中国物联网标准联合工作组筹备工作启动,目标是整合

国内物联网相关标准化资源,联合产业各方共同开展物联网技术的研究,积极推进物联网标准化工作,加快符合中国发展需求的物联网技术标准。2014年9月3日,经33个成员国投票表决,国际标准组织ISO/IECJTC1已正式通过了由中国技术专家牵头提交的物联网参考架构国际标准项目。

第3章 物联网与移动互联网融合发展的趋势与要素

3.1 物联网与移动互联网融合发展的趋势

在波浪式前行的信息通信业发展进程中,移动互联网与物联网被认为是两大产业发展浪潮:移动互联网主要面向个人用户,较为侧重于大众消费性、全球性服务;而物联网主要面向社会生产和社会管理,较为侧重于行业性、区域性服务。当前,移动互联网正在进入高速普及期时,用户规模、数据流量、智能终端出货量、应用服务等方面均呈迅猛发展态势,而物联网的发展也开始起步,并有可能成为下一个万亿级的产业。两大产业周期出现交叠,带来物联网与移动互联网融合发展的重大机遇。

从移动互联网的需求角度来看,当前移动互联网虽发展迅猛,但发展瓶颈也已开始显现:首先,移动互联网应用服务的广度与深度不足,主要局限在休闲娱乐类应用,生产性服务应用不多,对生产、生活的支撑能力还很有限;其次,赢利模式未获取得突破,广告、游戏、电子商务等传统互联网赢利模式均未在移动互联网领域得到有效验证;最后,产业持续高速增长乏力,当公众用户市场面临饱和后,产业需要寻找新的增长点。例如,当前苹果股价已从最高点的700美元跌至300美元以下,反映了资本市场对产业持续快速增长的信心不足。在这种情况下,移动互联网融合物联能力将成为新的发展方向,通过在移动智能终端上集成传感器、新型人机交互等技术来支撑融合类应用。当前,新型智能终端包括集成传感器和人机交互技术的智能手机或平板电脑,以智能眼镜、智能手表、智能鞋等为代表的可穿戴设备,以及以终端为中心的多屏互动、智能家居等。

从物联网的需求角度来看,物联网的发展尚处于起步阶段,发展中存在种种问题:首先,物联网中闭环应用居多,行业壁垒重重;其次,物联网技术庞杂、标准化程度低;第三,产业缺乏主导的推动力量,且商业模式不清晰等。这些问

题造成物联网应用难以实现规模化发展。因此,一些物联网企业通过与移动互联网巨头合作,融合产业力量,吸纳移动互联网能力,借助其商业模式(应用程序商店、能力开放运营等),形成融合移动互联网的物联网应用,例如苹果、谷歌、微软等巨头介入车联网,环境监测应用中增加面向用户的短信预警功能,应用程序商店中销售智慧城市应用客户端等。图3.1为物联网与移动互联网融合的两大方向。[11]

通过对以上融合应用形态的分析,可以归纳出物联网与移动互联网融合的两大方向:一是移动互联网的能力延伸,是以移动互联网架构为主干在移动智能终端环节融合物联能力,是移动互联网信息系统的自然延伸;二是物联网的功能延展,是以物联网应用为主干向移动互联网信息系统进行拓展,是多个信息系统的整合。从两大融合方向可以看出,融合的本质特征包括:物联网与移动互联网能力的集成与混搭、跨行业数据信息的开放与利用、感知与网络等基础设施的共建共享。同时,融合发展还将引发产业力量的整合和业务模式的重构。

图3.1 物联网与移动互联网的融合方向

3.2 物联网和移动互联网融合的关键技术

融合创新是未来物联网发展的重要方向,首先是物联网技术的融合创新和产业的融合应用。物联网的传输融合了通信技术、移动通信、光纤通信、卫星通信、电力通信等各种通信网络技术;其感知层融合了各种传感技术和感知技术;物联

网的处理中融合了大数据处理虚拟化、海量存储信息安全和各种中间件等技术。

近年来,随着LTE 网络在全球的迅速普及,云计算和大数据处理技术的发展推动了大规模数据聚合、动态事件触发和在线分析等技术的发展,为物联网和移动互联网业务的融合扫清了障碍。

在现阶段各种形式的物联网业务,以人为本的个人应用领域中,物联网和移动互联网相结合的业务应用日益普及,如手机支付业务的快速发展。手机支付与传统的现金、银行卡等支付手段最大的不同就是,将基于NFC 、RFID 技术的支付方式与移动通信相结合,真正发挥出手机支付的优势,进而实现手机支付的快速发展。借助NFC 、RFID 等物联网技术和应用,通过与移动互联网应用的深度融合,远程支付摆脱了多年的发展困境,开始步入快速发展的轨道。虽然手机支付这种新的消费模式还未被大家所接受,安全性也受到了一定的质疑,短期内这些应用成果的市场份额并不被看好,不过从长期看,这将是物联网与移动互联网业务融合的一个重要应用领域。

在以物与物为交流核心的工业和公共应用领域中,像智能交通、工业自动化等一样,手机终端还有很大的研究空间。此外,车联网、物联网家电、智能医疗也处于快速发展阶段,由于业务推广尚处于起步阶段,这些应用价格相对较高,普通消费者无法承受,未来随着各种技术的进步,此类业务应用也将成为重要应用领域。

总体来看,移动互联网与物联网相结合肯定会成为一大趋势。移动互联网是互联网被寄予厚望的下一个增长领域,创新应用和创新产品将呈爆发式增长,这从当前智能手机及应用即可看出。移动互联网及移动终端设备是物联网实现智能控制的重要通道和关键机体。物联网的系统运行需求将会激发移动互联网的创新灵感。

(1)技术与标准

物联网与移动互联网融合发展的技术架构主要涉及终端的感知延伸、网络的优化改造和跨行业应用支撑平台的构建3个部分。

在终端层面,通过在移动智能终端上集成物联能力(对物)和人机交互能力(对人)极大拓展了应用空间。其中,物联能力主要包括传感器、RFID 、二维码、微处理器、执行器等,人机交互能力包括图形识别、语音识别、体感识别、

增强现实、3D 显示等。多种人机交互与物联技术在终端上的高度集成和综合应用,一方面极大提升了手机、平板电脑等通用终端上的物联与交互能力,另一方面通过终端与应用的深度整合形成了新型终端形态,例如可穿戴设备等。

新型融合终端的关键技术涉及系统软件和硬件两方面:在系统软件方面,苹果iOS 、谷歌Android 、微软WindowsPhone8等主流操作系统不断提升对物联、人机交互等新特性的支持,开放物联与人机交互应用编程接口(API ),并加强相关专利申请。同时,W3C 大力推进HTML5技术路线的物联和交互能力API 标准,并获得浏览器企业、Web 操作系统企业的大力支持。在终端硬件方面,融合趋势拉动面向移动智能终端的微型智能化传感器、超高频或微波RFID 、融合通信模组等技术不断发展,新型人机交互与识别技术不断推陈出新。

在网络层面,移动网络面向融合型应用进行升级优化成为重要发展方向,目前的热点技术包括802.15、802.11ah (面向物联网的无线局域网技术)、低功耗蓝牙、6LoWPAN 等。当前,6LoWPAN 、ROLL 、COAP 等核心标准基本已经制定完成;802。11ah 产业化优势明显,与802.15形成竞争;ZigbeeSmartEnergy2.0开发IP 协议扩展模块;ISA100.11a 定义网络层协议与6LoWPAN 协议兼容;由Cisco 发起成立IPSO 产业联盟,积极推动IPv6技术在无线传感器网中的应用。

在应用支撑层,基于云计算与大数据构建跨行业的应用支撑平台,整合不同信息系统的能力与数据,成为泛在网应用生态形成的基础。在传统范式下,众多供应商提供私有化协议和封闭式解决方案,物联网往往被传统行业作为现行体系内的一种补充功能。而融合发展推动在标准的、可扩展的公共支撑平台上接入各行业平台的数据与能力,促进感知、网络等设施的共建共享。为接入公共支撑平台,物联网化成为发展方向,首先通过协议IP 化解决异构网络协同问题;其次通过Web API 方式实现业务能力开放与混搭集成,第三是通过语义化信息模型实现数据的智能处理。

(2)产业推动力量

通过对物联网和移动互联网产业基础的对比,当前移动互联网产业基础明显好于物联网,已经形成雄厚的技术、产业、市场基础,并产生龙头企业。苹果、谷歌、微软等移动互联网巨头通过为各种产品内置操作系统和芯片为各种终端产品注入“智能”,催生了新兴智能化产品市场,并在摩尔定律与安迪比尔定律主导

下快速增长。同时,公共应用支撑平台的构建催生新兴泛在网应用服务市场,但主要产业推动者并不明确,移动互联网企业、电信运营企业、解决方案提供商都有可能成为共用应用支撑平台的主角。此外,融合发展还将对传感器、嵌入式系统、云计算、二维码等已有产业进行提升和扩展,加速产品更新换代,扩展新的市场需求。

在产业竞争格局方面,移动互联网产业的生态系统之争将延续至各个融合领域。在新兴智能消费产品市场,移动互联网巨头以操作系统为核心划分市场版图。如同手机产业一样,各个消费产品行业都将随“智能化”趋势被操作系统厂商裹挟,被迫加入到生态系统竞争之中。在新兴泛在应用服务市场,谷歌、亚马逊、Facebook 等大型云计算企业将在公共支撑平台构建方面暂居优势,而电信运营企业也在与系统集成厂商合作打造M2M 应用平台。

(3)商业模式与社会效益

物联网与移动互联网的融合将塑造新的商业模式,提高交通、医疗、零售等行业的运行效率,提升社会管理与服务水平。例如,增强现实使终端显示摆脱屏幕限制,其结合图像识别、位置、推送服务等将颠覆移动广告、游戏、电子商务等模式。二维码的使用连接了物理世界与网络世界,是形成O2O 闭环模式的关键环节。此外,跨行业应用支撑平台的构建将实现对行业能力与数据的开放与运营,加速行业价值的充分释放。

(4)安全与隐私保护

物联网与移动互联网的融合发展极大提升了感知能力和数据汇聚程度,因此也将引发前所未有的安全问题。首先,用户隐私收集威胁空前,移动互联网巨头将用户账号系统与海量感知信息相结合,空前挖掘、释放用户的数据信息,终端所感知到的一切信息都有可能泄露;此外,可穿戴设备带来的偷拍、偷录将无处不在。其次,行业数据泄露风险加大,行业数据在数据开放、公网传输、用户终端存储过程中均存在泄露风险。

最后是信息主权问题更加凸显,通过感知层获取的各种数据传输并存储在境外应用平台上,将直接影响国家的信息主导权及经济社会安全。

3.3 几个应用实例

1. 可穿戴设备

可穿戴设备多以具备部分计算功能、可连接手机及各类终端的便携式配件形式存在,主流的产品形态包括以手腕为支撑的watch 类(包括手表和腕带等产品),如PS-500智能手表、PS-100智能手环;以脚为支撑的shoes 类(包括鞋、袜子或者将来的其他腿上佩戴产品),如耐克智能运动鞋;以头部为支撑的Glass 类(包括眼镜、头盔、头带等),如谷歌眼镜;以及智能服装、书包、拐杖、配饰等各类非主流产品形态。

2. 智慧城市停车诱导系统

城市停车诱导系统(Paring Guidance Information System,简称PGIS )是指通过智能探测技术,与分散在各处的停车场实现智能联网数据上传,实现对个停车场停车数据进行实时发布,引到司机实现便捷停车,解决城市停车难问题的智能系统。

该系统包括大型停车场停车智能引导系统与城市停车诱导系统,它是以多级信息发布为载体,实时地提供停车场(库)的位置、车位数、空满状态等信息,指引驾驶员停车的系统。它对于调节停车需求在时间和空间分布上的不均匀、提高停车设施使用率、减少由于寻找停车场而产生的道路交通、减少为了停车造成的等待时间、提高整个交通系统的效率、改善停车场的经营条件以及增加商业区域的经济活力等方面均有重要的作用。

智能停车与诱导系统可提高驾驶员停车的效率,减少因停车难而导致的交通拥堵、能源消耗的问题,包括两方面内容:一是对出行市民发布相关停车场、停车位、停车路线指引的信息,引导驾驶员抵达指定的停车区域;二是停车的电子化管理,实现停车位的预定、识别、自动计时收费等。

3. 智慧园区

智慧园区平台主要包含包括智能化应用系统、绿色节能管理系统、政务办公服务信息平台、感知园区、园区对内服务、园区日常管理、园区应急管理、园区

外部服务。

智慧园区智能化应用系统是针对园区管理推出的,通过研究各类企事业单位的运行现状和管理需求,所研发的综合智能化管理系统,主要包括考勤、门禁、停车场、电梯控制、访客登记、消费管理、电子巡更、资产管理等园区综合服务应用。

绿色节能管理系统。调查显示,建筑能耗占国民经济总能耗的1/3,空调和照明则占总耗能的80%以上。如何有效解决能源浪费对于园区耗能管理具有十分重大的意义。智慧园区信息服务平台绿色节能管理系统是针对园区能源管控推出的,通过研究各类园区和企事业单位的能源消耗和节能控制需求,所研发的综合节能管理系统,主要包含智能照明管理、空调节能自控和节水控制等系统。政务服务云计算平台同时满足政务办、办公、信息流通和对外展示等需求,并对企业提供包括:(1)业务受理、开通、计费功能;(2)网络节点配置和控制功能;

(3)需求信息采集、存储、计算、服务信息展示功能;(4)公共服务平台的应用集成。

感知园区实现对园区内,人、车、财、物的位置、流向、状态、以及环境参数、生产信息的全面掌握、智能预警和敏捷控制,从而真正实现物联网在园区内的普及应用,为园区智慧化打下坚实的基础。

智慧园区对内服务主要包含如下内容:

1、园区内物流服务与追溯服务:针对园区内的企业与商户,提供整体的一站式物流服务,可以形成对园区内任何产品的快速、精确的溯源机制,从而为产品质量、事件应急等提供强大的支持,从而帮助企业的经营与管理,促进企业的发展。

2、园区内金融服务:通过对园区内的企业、个人等进行授信、担保、消费、LC 、贷款以及相关的征信服务,实现金融与园区管理、产业化等方面的紧密结合与相互促进,共同进步。

3、推广活动与跟踪:借助园区的招商与推广平台,促进园区企业进行各类宣传、推广、促销等市场营销活动,并对活动的效果以及后续的跟踪、服务等提供支持,从而帮助企业的经营与管理,促进企业的发展。

4、商业综合服务:支持一卡通在园区内的各类消费、抵押、透支,同时建

立电子商务服务平台,为企业和员工建立配套的商业服务平台,从而帮助企业的经营与管理,促进企业的发展。

5、桌面云服务:为园区内企业提供桌面云服务,使得企业不必再购买大量的桌面计算机,而只需租用园区的云终端即可,不仅节省采购成本,更可以节省大量的运维成本、能源成本等,从而帮助企业的经营与管理,促进企业的发展。

6、虚拟资源租用服务:提供虚拟服务器、虚拟存储、虚拟安全、虚拟空间等一系列新型服务,从而帮助企业的经营与管理,促进企业的发展。

7、中小企业软件云服务:为园区内的各类企业提供SaaS 服务,从而降低企业的采购、维护、升级的成本,同时也帮助企业避免陷入由于知识产权纠纷、软件质量、服务质量引起的一系列风险,从而帮助企业的经营与管理,促进企业的发展。

8、网络资源服务:帮助园区内企业更快捷、更安全、更低成本地使用网络资源,从而帮助企业的经营与管理,促进企业的发展。

园区资源管理:对人力、物资、设备、物料、车辆、房屋等进行管理。 园区应急管理对园区内的各类突发事件进行全方位的监测、预警、判断、决策、调度和处置,以预案为核心,立足日常管理与感知园区,形成统一的应急协调、应急指挥体系。

第4章 结束语

物联网把传统的信息通信网络延伸到了更为广泛的物理世界。虽然“物联网”仍然是一个发展中的概念,然而,将“物”纳入“网”中,则是信息化发展的一个大趋势。物联网将带来信息产业新一轮的发展浪潮,必将对经济发展和社会生活产生深远影响。

随着智能终端的快速发展,智能终端操作系统应用范畴早已超越传统手机并延伸至平板电脑、游戏机、车载设备、电视甚至照相机等终端领域,成为跨整个ICT 产业的通用基础设施。除智能手机和平板电脑外,智能眼镜、智能手表、智能医疗盒、车载终端都广泛受到开源操作系统的影响,发展空间有所不同。一般来说,便携式应用终端要与智能手机竞跑,部分便携应用终端特有的输入输出设备,如测速、血糖仪、小额支付等都将可以插件的形式在移动智能终端上实现,

替代已有的传统物品特别是可穿戴物品(如手表等)具有巨大的发展空间。通过移动互联网与物联网的深度融合,物联网将更深刻地改变人类的社会生活。

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