1物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷史
概念的產(chǎn)生
1999年，美國
麻省理工學(xué)院(MIT)自動識別中心(Auto-ID Labs)提出
網(wǎng)絡(luò)化無線射頻
識別(RFID)系統(tǒng)，利用信息傳感設(shè)備將物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實(shí)現(xiàn)智能化識別和管理。
2005年，
國際電信聯(lián)盟(ITU)在
突尼斯舉行的信息社會世界峰會(WSIS)上提出“物聯(lián)網(wǎng)IoT”的概念，并發(fā)布《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》。自此，物聯(lián)網(wǎng)正式走入人們的視野。
2009年，6月18日，歐盟執(zhí)委會發(fā)表《物聯(lián)網(wǎng)：歐洲行動計劃》，系統(tǒng)提出發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)劃和行動藍(lán)圖。8月7日，溫家寶總理視察無錫，提出“感知中國”計劃，拉開中國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的帷幕。
[1]
2物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)概念解析
基本特征
一、全面感知
通過射頻識別、傳感器、二維碼、GPS衛(wèi)星定位等相對成熟技術(shù)感知、采集、測量物體信息;
二、可靠傳輸
通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、短距無線網(wǎng)絡(luò)、移動通信網(wǎng)絡(luò)等信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)物體信息的分發(fā)和共享;
三、智能處理
通過分析和處理采集到的物體信息，針對具體應(yīng)用提出新的服務(wù)模式，實(shí)現(xiàn)決策和控制智能。
[1]
相較于傳感網(wǎng)、泛在網(wǎng)
無線傳感器網(wǎng)絡(luò) Wireless Sensor Networks
包含傳感器節(jié)點(diǎn)，按計算能力可分為普通節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)等;
傳感器節(jié)點(diǎn)包含了具有采集環(huán)境數(shù)據(jù)功能的感應(yīng)器和具有聯(lián)網(wǎng)功能的電子元件;
節(jié)點(diǎn)間能夠通過特有無線通信方式互聯(lián)(如：ZigBee)。
泛在網(wǎng)絡(luò)Ubiquitous Networking
在現(xiàn)有電子通信范疇內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，提出無處不在網(wǎng)絡(luò)，即，任何人無論何時、何地都可以何種方式實(shí)現(xiàn)通信和服務(wù)的接入;
泛在網(wǎng)絡(luò)支持人與人、人與物、物與物之間的通信;
區(qū)別與聯(lián)系
泛在網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和傳感網(wǎng)是依次包容的關(guān)系。
傳感器網(wǎng)絡(luò)專注于物與物之間的末端聯(lián)系，它專注于物理世界信息的感知和采集，專注于網(wǎng)絡(luò)的分發(fā)和匯聚效率;專注于低速高效，低功低耗。
物聯(lián)網(wǎng)是面向物與物和人與物的網(wǎng)絡(luò)，它包含多種感知單元(傳感器、RFID等等)，同時支持一種或幾種網(wǎng)絡(luò)通信方式，為現(xiàn)實(shí)世界提供服務(wù)和應(yīng)用。
泛在網(wǎng)涵蓋并高于物聯(lián)網(wǎng)，講求多網(wǎng)絡(luò)和多技術(shù)融合，探索通信和服務(wù)的無縫連接，探索人與人之間新的通信和服務(wù)方式。
[1]
相較于M2M、CPS
機(jī)對機(jī)通信Machine-to-Machine
機(jī)器與機(jī)器之間的通信;研究機(jī)器的智能交互和機(jī)器的網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用;
主要驅(qū)動力來自工業(yè)和自動化行業(yè)，M2M連接的機(jī)器多是非IT設(shè)備，通過無線或有線通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)通信。
信息物理融合系統(tǒng)Cyber Physical Systems
CPS是一個綜合物理環(huán)境、信息環(huán)境和智能計算的系統(tǒng)集合;
從工業(yè)角度提出大型系統(tǒng)的實(shí)時感知和動態(tài)控制;
美國CPS指導(dǎo)小組將CPS應(yīng)用主要放在交通、國防、能源、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)和大型建筑設(shè)施上面。
區(qū)別與聯(lián)系
M2M和CPS可以被認(rèn)為是工業(yè)界對物聯(lián)網(wǎng)的理解、表達(dá)和展望;
M2M偏重實(shí)際應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)機(jī)器之間的通信并因此實(shí)現(xiàn)智能動作和智能聯(lián)動，是典型的車間派;
CPS偏重系統(tǒng)化，注重理論聯(lián)系實(shí)際，由上至下解決問題并有理論支撐，是典型的高工派;
從工業(yè)角度來講，CPS就是物聯(lián)網(wǎng)。
[1]
3標(biāo)準(zhǔn)與體系結(jié)構(gòu)
基于USN架構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)感知環(huán)節(jié)的異構(gòu)特性決定了它的開放、分層和可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。研究人員在描述物聯(lián)網(wǎng)的
體系框架時，多采用國際電信聯(lián)盟ITU-T的泛在感應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)，如幻燈片所示。該體系結(jié)構(gòu)自下而上分為5個層次，分別為傳感器網(wǎng)絡(luò)層、泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)接入層、骨干網(wǎng)絡(luò)層、網(wǎng)絡(luò)中間件層和USN網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層。在談到具體的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用時，一般傳感器網(wǎng)絡(luò)層和泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)接入層合并成為物聯(lián)網(wǎng)的感知層，主要負(fù)責(zé)采集現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的信息數(shù)據(jù)。當(dāng)今的骨干網(wǎng)絡(luò)層在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用當(dāng)中是互聯(lián)網(wǎng)，那么將被下一代網(wǎng)絡(luò)NGN所取代。而物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層則包含了泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)中間件層和應(yīng)用層，主要實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能計算和管理。
[1]
基于M2M架構(gòu)
除了國際電信聯(lián)盟以外，其他的國際標(biāo)準(zhǔn)化組織也從不同的側(cè)面對物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)有所涉及和研究。比如歐洲
電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會M2M技術(shù)委員會給出的簡單M2M架構(gòu)，就是USN的一個簡化版本。在這個架構(gòu)當(dāng)中，從左至右網(wǎng)絡(luò)就分為了應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層和感知層三層體系結(jié)構(gòu)，與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)相對應(yīng)。在每一層當(dāng)中，都有不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來定義物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。比如在感知層，它就包括了IEEE的Zigbee標(biāo)準(zhǔn)802.15.4，CeneLec的智能儀表標(biāo)準(zhǔn)。在網(wǎng)絡(luò)層，有ETSI的M2M通信標(biāo)準(zhǔn)，Cen的智能儀表網(wǎng)絡(luò)層標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。應(yīng)用層有Zigbee聯(lián)盟協(xié)議，W3C標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議等等。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)Y.2060.。Y.2060物聯(lián)網(wǎng)概述(Y.IoT-overview)是由我國工信部電信研究院牽頭立項(xiàng)，多家國內(nèi)外高校、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)和標(biāo)準(zhǔn)組織共同協(xié)商制定完成的第一份物聯(lián)網(wǎng)總體性標(biāo)準(zhǔn)草案。
該概述標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了物聯(lián)網(wǎng)的概念、術(shù)語、技術(shù)視圖、特征、需求、參考模型、商業(yè)模式等基本內(nèi)容。
該草案2012年2月17日已經(jīng)通過國際電信聯(lián)盟ITU-T第13研究組的審議。現(xiàn)今已進(jìn)入研究組草案制定階段，這意味著該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)草案距正式成為國際標(biāo)準(zhǔn)僅一步之遙。
[1]
4物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用
平臺與接口
Pachube：實(shí)時網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺
Pachube的最大貢獻(xiàn)是通過提供基于互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺，在業(yè)務(wù)上將感知層和應(yīng)用層邏輯分離開來;
Pachube為IoT感知設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供了統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)開發(fā)接口;
2011年P(guān)achube被云服務(wù)提供商LogMeIn收購;
商業(yè)應(yīng)用是與CurrentCost合作，形成一套完整的家用電力能源感知、采集、監(jiān)測、分析和決策方案 較為典型。
ArcGIS：專業(yè)地理信息處理引擎
地理信息系統(tǒng)(GIS，Geographic Information System)是以采集、存儲、管理、分析、描述和應(yīng)用整個或部分地球表面(包括大氣層在內(nèi))與空間和地理分布有關(guān)數(shù)據(jù)的計算機(jī)系統(tǒng)。
ArcGIS作為專業(yè)的地理信息系統(tǒng)，不僅能夠提供地圖可視化查詢和定位，更能夠通過空間分析，尋找到不同的地理因素之間的內(nèi)在聯(lián)系，從而幫助決策者在更加全面、系統(tǒng)地把握信息的基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)的決策。
隨著感知數(shù)據(jù)類型和容量的快速增長，ArcGIS在專業(yè)地理信息處理方面的優(yōu)勢逐步顯現(xiàn)，成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不可或缺的一部分。
美國猶他州鹽湖城市中心WiFi熱點(diǎn)信號強(qiáng)度云。數(shù)據(jù)采集自該城市中心約1700個WiFi連接點(diǎn)。
家庭應(yīng)用
健康與健身
Nike+智能運(yùn)動鞋
通過嵌入鞋內(nèi)的感知設(shè)備采集跑步數(shù)據(jù);
通過IPod接收、存儲并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù);
通過Nike+網(wǎng)站備份、分析數(shù)據(jù)，設(shè)置目標(biāo)，并能夠與朋友分享成績。
XBox360 Kinect
利用3D體感攝像技術(shù)捕捉玩家動作;
通過相應(yīng)游戲軟件達(dá)到健身目的。
智能電器
惠而浦的智能家電計劃
全球家電巨頭惠而浦在年初表示年內(nèi)將推出可聯(lián)網(wǎng)(connected)的電器;在未來18個月將陸續(xù)推出四種電器，包括冰箱、洗碗機(jī)、洗衣機(jī)和烘干機(jī)。
真正意義上的智能電器可能要到2015年末。
Ubuntu智能電視
年初在2012CES大會上推出;
運(yùn)行Ubuntu 12.04 LTS版本;
支持Ubuntu One云存儲服務(wù);
能源的智能使用
工業(yè)應(yīng)用
倉儲管理
當(dāng)今RFID技術(shù)正在為供應(yīng)鏈領(lǐng)域帶來一場巨大的變革，以識別距離遠(yuǎn)，快速，不易損壞，容量大等條碼無法比擬的優(yōu)勢，簡化繁雜的工作流程，有效改善供應(yīng)鏈的效率和透明度。
托盤是供應(yīng)鏈中最基礎(chǔ)也是最主要的貨物單元，它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、倉儲、物流、零售等各個供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)。
智能運(yùn)輸
近幾年來, 被原油價格不斷上漲所困擾的石油化工行業(yè),重新把提高物流效率作為現(xiàn)實(shí)的研究課題。其中, 散雜貨物流的大型化和大量化的改進(jìn)工作一直在探討之中。
日本著名物流公司山九股份有限公司擁有陸路和海上的物流業(yè)務(wù), 還包括設(shè)備管理及服務(wù)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)。該公司攜手三井股份有限公司, 用RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)集裝箱的智能化管理。
2011年12月29日，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會與交通運(yùn)輸部聯(lián)合宣布，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)已投票通過并頒布由中國專家領(lǐng)銜制定的《ISO 18186：貨物集裝箱-RFID貨運(yùn)標(biāo)簽系統(tǒng)》國際標(biāo)準(zhǔn)。
該標(biāo)準(zhǔn)是物流、物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域第一個由中國專家發(fā)起和主導(dǎo)的國際標(biāo)準(zhǔn)，是中國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新成果最終上升為國際標(biāo)準(zhǔn)的成功探索，也是我國交通運(yùn)輸系統(tǒng)首次登上領(lǐng)銜制定國際標(biāo)準(zhǔn)的舞臺。
醫(yī)學(xué)應(yīng)用
1999年，物聯(lián)網(wǎng)概念由麻省理工學(xué)院提出，早期是指依托射頻識別（Radio Ferquency Identification ,RFID）技術(shù)和設(shè)備，按約定的通信協(xié)議與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，使物品信息實(shí)現(xiàn)智能化管理。而醫(yī)學(xué)物聯(lián)網(wǎng)，就是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療、健康管理、老年健康照護(hù)等領(lǐng)域。
[2]
醫(yī)學(xué)物聯(lián)網(wǎng)中的“物”，就是各種與醫(yī)學(xué)服務(wù)活動相關(guān)的事物，如健康人、亞健康人、病人、醫(yī)生、護(hù)士、醫(yī)療器械、檢查設(shè)備、藥品等等。醫(yī)學(xué)物聯(lián)網(wǎng)中的“聯(lián)”，即信息交互連接，把上述“事物”產(chǎn)生的相關(guān)信息交互、傳輸和共享。醫(yī)學(xué)物聯(lián)網(wǎng)中的“網(wǎng)”是通過把“物”有機(jī)地連成一張“網(wǎng)”，就可感知醫(yī)學(xué)服務(wù)對象、各種數(shù)據(jù)的交換和無縫連接，達(dá)到對醫(yī)療衛(wèi)生保健服務(wù)的實(shí)時動態(tài)監(jiān)控、連續(xù)跟蹤管理和精準(zhǔn)的醫(yī)療健康決策。
那么什么是“感”、“知”、“行”呢？“感”就是數(shù)據(jù)采集和信息獲得，比如，連續(xù)監(jiān)測高血壓患者的人體特征參數(shù)、周邊環(huán)境信息、感知設(shè)備和人員情況等?！爸碧刂笖?shù)據(jù)分析，如，高血壓患者連續(xù)的血壓值測到之后，計算機(jī)會自動分析出他的血壓狀況是否正常，如果不正常，就會生成警報信號，通知醫(yī)生知曉情況，調(diào)整用藥，加以處理，這就是“行”。
其它應(yīng)用
安全管理
隨著識別技術(shù)的發(fā)展，人們對智能化系統(tǒng)的要求在不斷的提高。
采用先進(jìn)的RFID射頻識別技術(shù)，對進(jìn)出單位大門、危險區(qū)域的人員和車輛實(shí)現(xiàn)自動讀卡識別。
只要身上帶卡就可以實(shí)現(xiàn)免掏卡自動識別、自動開門，把卡放車上可以自動開啟道閘。同時還可以支持自動進(jìn)行人數(shù)(車輛數(shù))統(tǒng)計、行動軌跡跟蹤和定位。
2010年5月份開始的上海世博會的門票系統(tǒng)將全部采用RFID技術(shù)，每張門票內(nèi)都含有一顆自主知識產(chǎn)權(quán)“世博芯”，通過采用特定的密碼算法技術(shù)，確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性，外界無法對數(shù)據(jù)進(jìn)行任何篡改或竊取。
2010年交通運(yùn)輸部、發(fā)改委、財政部發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)高速公路應(yīng)用聯(lián)網(wǎng)電子不停車收費(fèi)技術(shù)的若干意見》。國家從政策層面上大力發(fā)展電子不停車收費(fèi)(ETC)。
到“十二五”末，全國高速公路ETC平均覆蓋率將達(dá)到60%，ETC車道數(shù)達(dá)到6000條，ETC用戶量達(dá)到500萬個，非現(xiàn)金支付使用率達(dá)到40%。
環(huán)境保護(hù)
物聯(lián)網(wǎng)與環(huán)保設(shè)備的融合能夠?qū)崿F(xiàn)對生活環(huán)境中各種污染源及污染治理各環(huán)節(jié)關(guān)鍵指標(biāo)的實(shí)時監(jiān)控。
在重點(diǎn)排污企業(yè)排污區(qū)域安裝無線傳感設(shè)備，可以實(shí)時監(jiān)測企業(yè)排污數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)污染源，防止突發(fā)性環(huán)境污染事故的產(chǎn)生。
江蘇省太湖流域水環(huán)境信息共享平臺采用物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)理念，運(yùn)用先進(jìn)的虛擬實(shí)境、視頻監(jiān)控、通訊組網(wǎng)等信息化技術(shù)，覆蓋流域內(nèi)282家重點(diǎn)污染源、75個水質(zhì)自動站、53個國家考核斷面、21個湖體監(jiān)測點(diǎn)位和太湖藍(lán)藻遙感預(yù)警監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)流域水環(huán)境全方位、一體化監(jiān)控，在太湖流域水環(huán)境管理與決策中發(fā)揮了重要的支撐作用。
