关于工业物联网的深度思考

物联网0149

关于工业物联网的深度思考,第1张

工业物联网是指在工业中应用物联网技术,实现工业特有的价值增值的技术模式。

所有物联网都是为了实现万物互联,特别是物与物的互联,但是工业物联网又有其专有属性,原因是与工业物联网相对的消费物联网本身的联网密度、联网的实时性、联网物的异质化要求都不高,而工业物联网的要求主要表现在联网密度、联网实时性及联网异质化三个方面。

思考所有问题都需要从宏观到微观的细化过程,工业物联网也不能例外,我认为对工业物联网进行深度思考,需要从以下五个维度进行分析,否则将会要么带来一叶障目,要么带来好高骛远。

首先需要我们思考的问题是,工业物联网的价值、意义和目的是什么;第二个是工业物联网需要连什么的问题,这是一个范围的概念;第三个需要我们思考的是连入物联网的物的层级问题,也就是深度的问题;第四个需要我们思考的是实现物联的价值成本分析;第五个需要我们思考的是如何建设工业物联网。

互联网实现了计算机与计算机的连接,或者说实现了人与人的连接,这个连接带来了人的交互的便利,在这个基础上涌现出很多全新的、颠覆性的商业模式,例如,电子商务、即时通讯,社交媒体等等;而物联网将实现人与物、物与物的连接,同样我们也期望带来全新的、颠覆性的商业模式,甚至更进一步,期望带来人类生活、生产方式的全新的颠覆性的模式。

作为物联网主战场的工业物联网,人们对其的期许是在工业设计、制造、流通环节带来革命性的变革,为传统工业注入新的活力,提供新的势能,驱动工业在更高维度上发展、创新、乃至变革。随着计算、存储能力的提升,特别是大数据、人工智能的发展,任何行业对数据获取手段都提出了前所未有的要求。对数据获取手段的要求主要表现在四个特征,第一是高效性;第二是准确性;第三是实时性;第四是经济型;在当前技术能力下,能够同时满足这四个特征的就是工业物联网,首先,芯片技术已经发展到一个具有较强计算能力的MCU在美元以下,RFID芯片价格甚至已经到美分这个量级,使得工业物联网有了物质基础,同时满足了经济性要求;近三十年的通讯技术的发展,从模拟到数字,从简单调制到复杂调制技术的商用化,使无线通讯可以很廉价地覆盖几百米甚至数公里的范围,满足了数据获取的密集部署要求,同时由于工业物联网的永久在线的特征,使工业物联网满足数据获取的高效性、实时性要求;微电子技术在近年也发生了突飞猛进的发展,不论在价格上还是在进度上都有了长足的突破,满足了数据获取的准确性。

总而言之,工业物联网的出现是在以下几个条件成熟时涌现出来的不可逆转的趋势:

1、快速变化的市场需要数据支撑,产生了市场对数据获取的急切要求;

2、MCU的发展使得计算能力快速提升;

3、以调制技术为核心的通讯技术发展为联网建立的管道基础;

4、传感技术,特别是以MEMS为标志的微电子技术的发展给予感知世界提供的保证;

工业物联网不是规划出来的,是各种技术与需求发展进化的产物,是生活、生产、经济发展到一定高度后自然而然出现的,是在需求的驱动下,众多行业创新带了的自然产物。

通过工业物联网,可以把传统经济中不可数字化之物数字化,可以把传统不可数字化之行为数字化,可以把传统不可能变为可能,甚至变为容易获得、解决的方案。

这个问题是第一个问题的延续,如果不考虑经济性,那么我们可以说工业物联网连接一切可连接之物,但是,当我们在做一个务实的、有价值的方案时就不能不考虑可行性及经济性,那么工业物联网连什么呢?我们认为这是一个从哪里来到哪里去的问题,我们通过上面对价值、意义和目的分析可知,我们应该从目的反推,一切从目的出发,时刻盯紧企业需要弥补的最关键环节,例如,如果对量化OEE有需求,那么我们就要连接设备状态;如果要减少在制品,那么我们就要对在制品进行追踪;如果能源消耗对企业是重中之重,那么我们就要把能效物联化,等等。世界上不存在同样的两片树叶,同样地,世界上也不存在同样的两个企业,我们只能对企业本身进行深入分析,紧紧聚焦于企业价值,在保证经济性的基础上,确定工业物联网的实施范围方案。联网范围一个核心点是连入物的属性,也就是说我们通过分析连入物的属性与企业建设工业物联网目标的耦合度,决定需要实施工业物联网的广度。

通过分析工业物联网连什么后,我们得到了连入物的内容,接下来需要我们决定是对每个/每类连入物我们该数字化哪些属性,这里遇到工业物联网特有的一个障碍,需要连入工业物联网的物的可连通性问题, 特别是在设备互联时,可连通性表现的特别突出,例如,有的设备具有开放的通讯协议和可用的通讯接口,有的设备不开放协议等等,那么可连通性就是对方案供应商的很大的考验,我们的经验是有四种方案可供选择:

1、使用设备开放的协议;

2、使用设备自带的传感器;

3、添加新的传感器;

4、改变观察侧面及维度,使用全新的采集模式;

其中第四条,改变观察的侧面和维度,使用全新的连接方式是使用第一性原理,避开设备不开放协议或接口的阻碍,避开被设备供应商牵着鼻子走的方向,从本质上获取数据。例如:通过能效检测获得设备的使用状态,通过震动传感分析设备部件的故障、甚至是转速等,只要通过第一性原理从你需要的信息入手,而不是被动地从设备可以提供的数据入手来提供物联解决方案的方式。直接把我们需要的信息做为目标,观察除了直接连接设备外,我们还能够如何获得需要的信息,因为只有我们获得的数据能够与设备提供的数据在信息上能够“同构”即可。例如,我们可以在我们的物联设备上安装一个震动传感器,从传感器获得的数据中,我们即得到了设备是否开机,又得到了是否启动工作,同时还得到设备的转速。如果不用第一性原理,而是硬要跟设备互联,那至少要采集三个数据,并且未必设备能够给你。这就是典型的边缘计算的案例,边缘计算的计算规则一定要具有定制能力,可以说边缘计算一定是一个知识容器,可以方便地把客户、厂家,甚至是第三方的知识融入的容器,我们开发的支持脚本的设备已经具有了初步的边缘计算的功能,我们需要在这个方面继续加大支持力度。

所以,通过分析企业价值和物的可连通性,我们就可以明确定义需要连入物层级,也就明确了连入物的连接深度;

在连入物联网的物的层级中一个重要的概念是管理粒度,对于制造业来说,连入物的管理粒度大概分为如下几个层级:

1、传感级;

2、设备级;

3、产线级;

4、车间级;

5、企业级;

也就是说我们要在经济性可行的前提下定义数据获取的粒度。理论上讲,细粒度一定比粗粒度更好,更有价值,但是当加入成本分析后,可能并不一定粒度越细越好,需要按照各种制约因素找到一个平衡点。

价值成本永远在企业行为中持有权值最高的赞同或者否决的一票,通过前三项分析,我们仅剩下最后一个问题没有解决,这也是关乎价值成本的关键:管理粒度问题,我们到底需要在多细的粒度下进行管理?这带来了一个哲学问题:世界是不是需要黑盒子。什么意思呢?当我们确定一个管理粒度后,比管理粒度更细的信息将被隐藏在黑盒子中,这个黑盒子将成为我们分析深度或者认知深度的制约因素和约束条件。我们可以通过价值成本分析来找到这个平衡点,从而明确黑盒子的大小,并最终确定连入工业物联网的物的特性。

我们的期许是工业物联网建设的价值观,其他一起都是方法论。首先,我们在规划物联网时要本着既要有高瞻远瞩,又要有务实可行的精神。在思考黑盒子的大小时我们要高瞻远瞩,设计方案尽可能地以黑盒子尽量小为目标,而实施方案则按照价值成本分析选择合适的黑盒子的大小,也就是选择合适的管理粒度,从而保证投入收益的平衡,甚至我们可以把黑盒子尽量定义的大些,用以验证工业物联网的可行性,最大可能地降低工业物联网实施的风险。

总之,我们应该从以几个方案来确定工业物联网的建设原则:

1、期望获得什么结果?

2、期望用什么方式获得想要的结果?

3、需要信息基础提供什么?

4、工业物联网是否能够获得这些信息?

5、工业物联网如何获得这些信息?

6、获得这些信息的性价比如何?

7、回归分析,评估预期结果是否符合经济利益?

8、落地实施。

楼上一些回答太形而上学了,都是理论,简单的事情整复杂了,非常容易把人往沟里带。

本人从事物联网专业(说实话做了不少产品,但目前OSI七层协议都背不全),分享下自己的答案,希望能给题主一些帮助。

物联网其实是互联网的一个延伸,互联网的终端是计算机(PC、服务器),我们运行的所有程序,无非都是计算机和网络中的数据处理和数据传输,除了计算机外,没有涉及任何其他的终端(硬件)。

物联网的本质还是互联网,只不过终端不再是计算机(PC、服务器),而是嵌入式计算机系统及其配套的传感器。这是计算机科技发展的必然结果,为人类服务的计算机呈现出各种形态,如穿戴设备、环境监控设备、虚拟现实设备等等。只要有硬件或产品连上网,发生数据交互,就叫物联网。

不过物联网的概念目前被炒到过热。鄙人大概十年前开始学习嵌入式,那个时候还没物联网、智能硬件这么高大上的字眼。相信很多前辈那时跟我一样,学的是单片机编程,大家都用“单片机”来概括这个行业。大概2012年左右,很多热钱从房市涌出,投入资本市场。正是这个时候,一大波高大上词汇来袭。服务器技术叫“云”,单片机叫“智能硬件”,网络单片机应用叫“物联网”,车载单片机应用叫“车联网”。。。呵呵。这种现象是商业进展的必要性,我们搞技术的只能跟着改头换脸,谁叫发薪水的是老板呢,呵呵。

不过受限于技术上的瓶颈,物联网的发展,其实无法像当初互联网那样爆发。或者换通俗一点的说法,大家有没有发现很多物联网的应用,其实是锦上添花的东西,需求性并没有那么强,这也就是为什么很多智能硬件卖得并不是很好的根本原因;正是因为需求性原因,所以商业上也不会出现滴滴打车那样的持续性投入,又一定钳制了技术的进一步发展。

到今年,这一波的投资热潮冷却了很多,但是在这波浪潮里,我们的社会还是发生了很多变化。首先是关注物联网的人越来越多,从业者也越来越多。而且很多大学也开设了相关课程,政府也出台了行业鼓励政策。前面我们说过物联网的概念被炒得有点过热,所以在物联网的大群体里,有两类人最为迷茫。其一就是专注物联网的创业者,其二就是物联网专业的学生。鄙人也曾经属于第一类人。

物联网的技术前景是广阔的,近些年上市的一些空气净化器产品,穿戴设备,家庭环境监控设备,在过去是不曾有的,在目前的消费背景下,正服务着大众。未来还会有更多的新式设备出现,这些正是物联网技术发展的必然结果,所以投身于物联网的技术研发,是很有前景的一件事。

然而物联网的商业前景却是复杂的,特别是对于创业者而言,这不是一个好消息。既然创业,目的肯定是赚钱,然而放眼人类社会,最赚钱的事情,其实归类起来就那么几样。首先是资源、再就是获取资源的工具,以及信息。每个企业,想要活得好,目标只有一个,就是垄断。然而社会上的大部分资源,都是垄断在大企业手里,小企业参与的,往往是跟民生有关的门槛低的行业,竞争激烈,赚钱辛苦。回到计算机行业,虽然计算机行业开放程度很高,然而垄断的存在并不亚于其他行业。英特尔、ARM等公司,基本垄断了处理器行业。微软、Google(Android)、苹果垄断了操作系统。物联网是新兴市场,虽然目前容量不大,但各家各户都盯着,对于创业者而言,无法创造垄断,很难存活。创业者大部分都是小公司,你无论多么牛逼的技术,一旦有市场,大公司都可以迅速投入数倍于你的资金,在非常短的时间内模仿你,超过你,压垮你。你是小公司,宣传推广,也不可能投入像大公司那样的资金及影响力,所以产品再好,也不一定卖得好,这是每个技术型创业者,不得不面对的事实。

正是因为上述压力,很多创业者非常迷茫。本人过去四年间一直从事物联网行业,因此结识了很多同行,其中大部分都是创业者。这些创业者非常勤奋,对自己的想法充满热情,也往往敢于坚持。然而这些并没有什么用,大部分创业者,都没有走到今天,因为投资人的钱总是会烧完的。

我觉得想走向成功,物联网行业的创业者应该处理好两个问题。首先,应该认识到,计算机行业想突破垄断,对于大企业而言,是技术积累。然而对于个人或小团队而言,唯一的方法是缩小用户群体。就是我们应该专注于一个领域一项技术去解决一个问题。如果你说你的客户是大众每一个人,那你的东西基本一个都卖不出去。但是如果你的客户是“捷达轿车车主”+“装过电子导航系统”,那你的东西会比较好卖。缩小用户群体的好处,是大企业不会来跟你抢饭吃,而你又非常容易精准的找到你的客户并说服他们买你的东西。其次,个人或小团队,不应该有任何一刻在亏本,否则你终会难以坚持。最好的状态,应该是大家都有正职工作(收入),但是比较闲,一起来维护一款小产品,这样的情形,往往容易成功(最后团队或项目被大公司收购,实现财务自由,或职位上升)。

对于在大企业进行物联网方向研发的人员,自然不用担心收入问题,然而可能大部分时间,都要接受来自上层的任务分配。作为物联网技术从业者,我们应该认识到,这个行业的技术,还是有很多方面需要突破的,个人将一些觉得需要突破的技术陈列如下,希望在物联网方向的研发人员,可以在闲暇之余,做一下这么几方面的技术积累:

1目前国内低功耗网络技术都做得不好,包括zigbee,其实也被过分夸大宣传。

2传感器和传感输入部分,其实有很大的空间,人之所以聪明,跟手、眼、口、鼻、耳有很大关系,然而计算机的手眼口鼻耳,没一项可以跟人比。由于个人很难在芯片技术上积累,所以只能做做算法,对于视觉识别技术,各个领域,都有非常大的潜力,可以研究积累。

3降低研发难度的工具,可以关注下,目前物联网还属于教学推广阶段,能够快速帮助从业者提高研发效率的工具,可以研究积累。(鄙人正是做这一块)

4特定环境下的语音对话算法,可以研究下。目前所有的语音识别,几乎都不过是语音转文字而已,然后计算机通过词汇分析来执行任务,基本都做不了上下文对话。非特定环境下的语音对话,估计国外的苹果、google,国内的讯飞、腾讯、百度都在研究,个人技术者基本没有必要也没有机会。不过在特定环境下(比如自动导航这个环境,人的指令,只会围绕“导航”这个主题),语音对话是非常有效率的输入输出工具,值得个人研究积累。

说完创业者,再来说说各大高校的物联网专业的学习者。

其实我个人是不建议在本科搞物联网专业的,因为物联网专业不是基础学科,在本科开设,没能力的学校,也就是一个幌子,会坑不少人。有点能力的学校,也无法指望在当前的教学构架下,能让学生学到点什么。其原因就是,物联网涵盖的内容太多,随便列举列举:

1数电模电、单片机编程技术:要做物联网产品,起码,你能看得懂电路板吧,你得能给单片机写几行代码,点个流水灯什么的吧。要知道,这过去是放到自动化专业四年要学的东西啊。电路板画得好,就算在内陆省会城市,月薪也随便上万的啊,单片机写得好,月薪也一样上万的啊。打什么物联网的幌子啊!

2网络技术:光给单片机编单机程序还不行,你还得能让单片机上网吧,否则叫什么物联网。既然上网,最简单的“客户端-服务器”模型,你好歹得在云端放个服务器吧。且不说服务器程序你要自己写,到阿里云买个服务器,绑定个域名,估计你都得折腾一个礼拜。写服务器程序,那在本科也是一门专业啊,起码VC要学吧(时髦点学java)。你即会上位机,又会单片机,那你是全栈工程师啊,这工资不是更高?

3无线技术:很多产品,光一个单片机还不行,你还得整多个单片机,然后多个单片机互相整个网络,这就涉及到组网。用wifi,功耗太高。用zigbee,光协议就看死你。用蓝牙,人家构架就没这么整过。那只好自己写吧,从驱动到组网协议,你要能写全,还不出问题,那以后还有什么软件构架你整不了啊?

4传感器技术:就目前而言吧,很多传感器都是数字型的,直接丢数值出来,单片机只需连上去就可以用,难到不难。但问题是量多,测温度吧,有温度传感器;测光照吧,有光照传感器;测空气吧,有空气质量传感器;还有加速度传感器、心率传感器、颜色传感器、分贝传感器。。。大学也就四年,学单片机编程估计都要三年,你看你剩下的时间能整几个吧。

5终端技术(App):物联网物联网,你把用户搁哪啊,总要给用户丢个App来看看产品状态吧,那就得学习App怎么做。iOS和Android你还得都学了,不然用户就得减少一半,呵呵。

所以本科开设的物联网专业真的是坑啊,明摆着学校不可能教全的嘛,就算学校愿意教,学生也学不过来啊。给点可行性建议吧:

1明确正确的技术观,物联网是一个行业,而不是一个专业。学好物联网里任何一项技术,都可以独当一面,迅速实现个人价值积累(收入很赞的哦)。如果贪多贪快,除了给自己带来无尽的失望和打击,没什么好处。

2明确正确的发展方向,物联网涉及软硬件、互联网、App等多个领域,作为个人而言,只可能精其一样。如果是做硬件,那就好好学数电模电、应用电路、布线画板、传感器特性等等。如果是做软件,明确方向,一般建议本科阶段学好单片机编程、熟悉一两种传感器或应用,做一两款小产品即可。毕业后,可逐步过渡,学会和其他工程师配合,学会组网应用,多出作品练手。

3实践大于理论,学物联网或者嵌入式一定要勤上手,多出作品。多出作品,不仅可以增长技术能力、了解物联网构架,最重要的是可以提高自信心。人与人的区别,大部分都在教育,而教育成功与否,自信是非常重要的评估法则。当然,由于物联网一般都是系统产品,建议学习者可以基于成熟的构架去做产品,这样容易成功做出完整产品。可以用我们酷享物联系统,也是选择之一。

4毕业后,尽量不要去初创公司,不过初创公司也很少招应届生。一定要去中型企业或大企业的核心团队,哪怕打杂都行。无论未来是打算做市场还是做技术,一定要记得毕业招工作的时候,要想办法进企业的核心研发团队,大公司进不了,就进小一点的,再进不了,就再小一点。可能有人会问,人家不一定要我啊。对,人家不一定要你,你本科期间作出的物联网作品,就是敲门砖。

5就业后,不要急于成功,闷下心思,跟着团队技术带头人做技术。有什么做什么,尽多培养不同领域的应用,多结实靠谱的技术朋友。三五年后,某一天,你会发现你自己有技术、有团队,可以做任何产品的时候,你的路也会宽阔起来。

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好了,广告时间到了,来说说我这两年从事的项目:

酷享物联系统,是开源、开放的物联网系统,以主机+设备的方式,原生支持常见家电控制,提供可以嵌入到设备里的无线物联模块(万纳模块)给研发者,研发者可以基于万纳模块,快速实现自己的Idea。万纳模块8个IO无需编程,就可以被配置为数字输入输出、按键、模拟采样(ADC),PWM等各种方式,极大的降低了设备的接入门槛。

由于酷享物联系统是开源系统,学习者使用酷享系统学习物联网构架的同时,还可以看到酷享物联系统的实现代码,以及诸多应用案例,以最高的效率,提升自己对物联网的理解。

案例:

植物栽培助手(不编程案例)

双向开关、智能插座(不编程案例)

情景面板(不编程案例)

LED调光器(不编程案例)

空气质量监测仪(开源案例)

补充:(2016420)

本来不想上照片的,有评论说我做的这几个作品根本没有联网,那我就发几张照片出来打脸,呵呵。

请问?系统中所有设备,都可以通过app远程联网查看,控制,怎么不是物联网????????????????

请问?系统中所有设备,可以脱离手机,通过网络互为关联,互相触发,怎么不是物联网?????????????????

对,说的就是你,让我看论文的那位!!!!!!!!!!!!!

好了,希望诸多物联网从业者也好,初学者也好,都能戒骄戒躁,努力积累,实现中国梦!哈哈哈哈

2006至2020年,物联网应用从闭环、碎片化走向开放、规模化,智慧城市、工业物联网、车联网等率先突破。中国物联网行业规模不断提升,行业规模保持高速增长,江苏、浙江、广东省行业规模均超千亿元。

截至到2019年,我国物联网市场规模已发展到15万亿元。未来巨大的市场需求将为物联网带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。

近年来,我国政府出台各类政策大力发展物联网行业,不少地方政府也出台物联网专项规划、行动方案和发展意见,从土地使用、基础设施配套、税收优惠、核心技术和应用领域等多个方面为物联网产业的发展提供政策支持。在工业自动控制、环境保护、医疗卫生、公共安全等领域开展了一系列应用试点和示范,并取得了初步进展。

目前我国物联网行业规模已达万亿元。中国物联网行业规模超预期增长,网络建设和应用推广成效突出。在网络强国、新基建等国家战略的推动下,中国加快推动IPv6、NB-IoT、5G等网络建设,消费物联网和产业物联网逐步开始规模化应用,5G、车联网等领域发展取得突破。

政策推动我国物联网高速发展

自2013年《物联网发展专项行动计划》印发以来,国家鼓励应用物联网技术来促进生产生活和社会管理方式向智能化、精细化、网络化方向转变,对于提高国民经济和社会生活信息化水平,提升社会管理和公共服务水平,带动相关学科发展和技术创新能力增强,推动产业结构调整和发展方式转变具有重要意义。

以数字化、网络化、智能化为本质特征的第四次工业革命正在兴起。物联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,通过对人、机、物的全面互联,构建起全要素、全产业链、全价值链全面连接的新型生产制造和服务体系,是数字化转型的实现途径,是实现新旧动能转换的关键力量。

我国物联网行业呈高速增长状态 未来将有更广阔的空间

自2013年以来我国物联网行业规模保持高速增长,增速一直维持在15%以上,江苏、浙江、广东省行业规模均超千亿元。中国通信工业协会的数据表明,随着物联网信息处理和应用服务等产业的发展,中国物联网行业规模已经从2013年的4896亿元增长至2019年的15万亿元。

虽然我国物联网发展显著,但我国物联网行业仍处于成长期的早中期阶段。目前中国物联网及相关企业超过3万家,其中中小企业占比超过85%,创新活力突出,对产业发展推动作用巨大。

物联网作为中国新一代信息技术自主创新突破的重点方向,蕴含着巨大的创新空间,在芯片、传感器、近距离传输、海量数据处理以及综合集成、应用等领域,创新活动日趋活跃,创新要素不断积聚。

物联网在各行各业的应用不断深化,将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式。未来巨大的市场需求将为物联网带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。

在政策、经济、社会、技术等因素的驱动下,2020年GSMA移动经济发展报告预测,2019-2025年复合增长率为9%左右,2020年中国物联网行业规模目标16亿元,按照目前物联网行业的发展态势,十三五规划的目标有望超预期完成;预计到2025年,中国物联网行业规模将超过27万亿元。

未来物联网行业将向着多元方向发展

标准化是物联网发展面临的最大挑战之一,它是希望在早期主导市场的行业领导者之间的一场斗争。目前我国物联网行业百家争鸣,还未有一个统一的标准出现。因此在未来可能通过不断竞争将会出现限数量的供应商主导市场,类似于现在使用的Windows、Mac和Linux操作系统。

合规化同样是当下物联网面临的问题之一,特别是数据隐私问题。目前数据隐私已成为网络社会的一个关键词,各种用户数据泄露或被滥用的事件频发,特别是Facebook的丑闻引发了全球担忧。

因此在未来,我国各种立法和监管机构将提出更加严格的用户数据保护规定,,用户的敏感数据可能会随着时间的推移而受到更严格的监管。

安全化是指预防物联网软件遭受网络黑客攻击,在未来,以安全为重点的物联网设施将受到更多的关注,特别是某些特定的基础行业,如医疗健康、安全安防、金融等领域。

多重技术推动物联网技术创新

从技术创新趋势来看,物联网行业发展的内生动力正在不断增强。连接技术不断突破,NB-Iot、eMTC、Lora等低功耗广域网全球商用化进程不断加速;物联网平台迅速增长,服务支撑能力迅速提升;

区块链、边缘计算、人工智能等新技术题材不断注入物联网,为物联网带来新的创新活力。受技术和产业成熟度的综合驱动,物联网呈现“边缘的智能化、连接的泛在化、服务的平台化、数据的延伸化”等特点。

—— 以上数据来源于前瞻产业研究院《中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》

一、感知层——感知信息

作为物联网的核心,承担感知信息作用的传感器,一直是工业领域和信息技术领域发展的重点,传感器不仅感知信号、标识物体,还具有处理控制功能。

目前,在发达国家,其发展已芯片化、集成化和智能化。如最早提出泛在网的加州大学(伯克利分校),已将压力、磁、光等传感单元集成在一个芯片中,而且芯片具备无线接入和自组网功能。

然而,传感器国产化程度较低,其成本、性能和寿命尚不能满足交通运输物联网信息感知的需求。据了解,交通运输部正在和其他部门合作,研制满足交通需求、具有自主知识产权的传感器,并对市场产生了影响。如专业生产感知气象信息设备的维萨拉公司,得知交通运输部正在组织相关研究后,主动要求加入,其产品在国内也应声降价。

二、网络层——传输信息

传感器感知到基础设施和物品信息后,需要通过网络传输到后台进行处理。

目前,传输信息应用的网络先进技术包括第6版互联网协议(IPv6)、新型无线通信网(3G、4G、ZIGBEE等)、自组网技术等,正在向更快的传输速度、更宽的传输带宽、更高的频谱利用率、更智能化的接入和网络管理发展。

据专家介绍,我国在道路建设中,沿路铺设了大量光纤,但利用程度不高。物联网采集到的海量数据,可以使这些道路光纤物尽其用。

三、应用层——处理信息

物联网概念下的信息处理技术有分布式协同处理、云计算、群集智能等。

信息处理的目的是应用,交通物联网的信息处理是为了分析大量数据,挖掘对百姓出行和交通管理有用的信息。此外,还需要建立信息处理和发送机制体制,保证信息发送到需要的人手中。比如,把宏观的路网信息发送给管理决策人员,把局部道路通行情况发送给公众,把某条具体路段的事故信息发送给正行驶在上面的车辆。

物联网的概念是在1999年提出的。物联网就是“物物相连的互联网”其英文名Internet of Things。这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;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。因此,物联网的定义是通过射频识别(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相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮,它是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是互联网基础上的业务和应用。

“中国式”物联网

定义

最简洁明了的定义:物联网(Internet of Things)是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化3个重要特征 。

其它的定义:物联网指的是将无处不在(Ubiquitous)的末端设备(Devices)和设施(Facilities),包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”(Enabled)的,如贴上RFID的各种资产(Assets)、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”(Mote),通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通(M2M)、应用大集成(Grand Integration)、以及基于云计算的SaaS营运等模式,在内网(Intranet)、专网(Extranet)、和/或互联网(Internet)环境下,采用适当的信息安全保障机制,提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面(集中展示的Cockpit Dashboard)等管理和服务功能,实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。

“一句式”理解物联网

把所有物品通过信息传感设备与互联网连接起来,进行信息交换,即物物相息,以实现智能化识别和管理。

泛在聚合

全球范围内物联网的产业实践主要集中在三大方向。

何为数据“泛在聚合”意义上的物联网?

第一个实践方向被称作“智慧尘埃”,主张实现各类传感器设备的互联互通,形成智能化功能的网络。

第二个实践方向即是广为人知的基于RFID技术的物流网,该方向主张通过物品物件的标识,强化物流及物流信息的管理,同时通过信息整合,形成智能信息挖掘。

第三个实践方向被称作数据“泛在聚合”意义上的物联网,认为互联网造就了庞大的数据海洋,应通过对其中每个数据进行属性的精确标识,全面实现数据的资源化,这既是互联网深入发展的必然要求,也是物联网的使命所在。

比较而言,“智慧尘埃”意义上的物联网属于工业总线的泛化。这样的产业实践自从机电一体化和工业信息化以来,实际上在工业生产中从未停止过,只是那时不叫物联网而是叫工业总线。这种意义上的物联网将因传感技术、各类局域网通信技术的发展,依据其内在的科学技术规律,坚实而稳步地向前行进,并不会因为人为的一场运动而加快发展速度。

RFID意义上的物联网,所依据的EPCglobal标准在推出时,即被定义为未来物联网的核心标准,但是该标准及其惟一的方法手段RFID电子标签所固有的局限性,使它难以真正指向物联网所提倡的智慧星球。原因在于,物和物之间的联系所能告知人们的信息是非常有限的,而物的状态与状态之间的联系,才能使人们真正挖掘事物之间普遍存在的各种联系,从而获取新的认知,获取新的智慧。

“泛在聚合”即是要实现互联网所造就的无所不在的浩瀚数据海洋,实现彼此相识意义上的聚合。这些数据既代表物,也代表物的状态,甚至代表人工定义的各类概念。数据的“泛在聚合”,将能使人们极为方便的任意检索所需的各类数据,在各种数学分析模型的帮助下,不断挖掘这些数据所代表的事务之间普遍存在的复杂联系,从而实现人类对周边世界认知能力的革命性飞跃。

感知为核心。

在2011年召开的中国国际物联网大会上,我国学者定义物联网是指以感知为核心,实现物理空间和信息空间互动融合的综合信息系统。按约定的协议,将任何物体与网络相连接,物体通过信息传播媒介进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能。

历史溯源

物联网这个概念,中国在1999年提出来的时候叫传感网。中科院早在1999年就启动了传感网的研究和开发。与其它国家相比,我国的技术研发水平处于世界前列,具有同发优势和重大影响力。

2005年11月27日,在突尼斯举行的信息社会峰会上,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。

2009年8月24日,中国移动总裁王建宙在台湾公开演讲中,也提到了物联网这个概念。

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