物联网技术及其应用的思考39

物联网技术及其应用的思考陈志峰2012.12广义的物联网含义利用条码、射频识别（RFID）、传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，实现人与人、人与物、物与物的在任何时间、任何地点的连接（anything、anytime、anywhere），从而进行信息交换和通讯，以实现智慧化识别、定位、跟踪、监控和管理的庞大网络系统。普适计算泛在网络物联网RFID传感器网络统一的物联网概念提出的意义物联网的应用形式已经存在用网络连接和传送物的信息的形式由来已久军事上的卫星、雷达侦测、遥控武器等各个行业的自动控制等应用提出物联网的意义之一：形成规模效应巨大的聚合产业10年内“物联网”可能大规模普及，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30:1，物联网被称为是下一个万亿级的信息技术产业提出物联网的意义之二：在统一标准和架构体系下快速形成成熟的产业链随着“物联网”概念的提出和各种标准组织的成立，物联网的各种协议和体系架构正在迈向统一标准的方向。而在统一的标准和架构体系下，才可能尽快推进物联网产业链的成熟和大规模商用提出物联网的意义之三：基于统一网络和应用平台，形成感知泛在聚合效应当前已存在的各种物联网应用雏形最大的局限就是行业类型单一，网络范围局限物联网的概念提出了统一网络和应用平台，行业交叉的泛在聚合效应，才是物联网概念的精髓所在感知层是物联网全面感知的基础RFID标签和读写器M2M终端和传感器传感器网络和网关感知层实现方式摄像头和监控GPS定位智慧家居网关感知层作用感知层突破方向感知和识别物体采集和捕获信息更敏感和全面的感知能力解决低功耗的问题解决小型化和低成本问题RFID读写智慧家居网关M2M终端传感器网络摄像头GPS传感器网关感知层是实现物的世界连接和感知的基础，必须考虑感知层的全面布局和发展重点产品策略无线连接&有线连接网络层是物联网无处不在的前提接入网：无线/光纤各种类型的接入形式核心网：统一IP协议上的大带宽的可靠网络业务支撑平台：业务统一管理部署和运营支撑网络层主要层次网络层作用网络层突破方向连接感知层和应用层随时随地的连接实现当前最成熟的部分扩展规模，以实现无处不在业务可扩展的管理运营能力简化结构，上下层面融合IP统一协议有效降低实现成本规模扩展带来IPv6的发展动力接入网络无线接入：2G/3G/LTE/WLAN/WiMax有线接入：光纤（PON）和铜线（xDSL）汇集承载：IP化传输网络（PTN/CE）核心网络&业务网关统一IP协议的高效率的核心网络/设备/接口针对海量流量和高可靠性要求的拓扑和机制边缘业务控制实现业务感知、控制和策略转发CPE业务平台鉴权平台计费平台经营分析平台业务支撑平台提供终端和业务的通道和联动控制逻辑实现不同终端和业务统一管理、部署和扩展针对客户提供用户自定义业务环境和接口网络层是物联网成为普遍服务前提，必须关注规模扩展机遇，重点是接入网络和业务支撑平台应用层是物联网智慧处理的中枢智慧家居智慧交通智慧城市应用层主要应用方向应用层作用应用层突破方向信息技术与行业专业技术结合实现广泛智慧化应用的解决方案集合信息技术与行业的深度融合信息的社会化共享和安全保障基于云计算的应用整体架构智慧电力智慧医疗智慧通信服务云计算是应用大规模部署关键云计算资源云计算业务计算能力存储能力全局控调SaaSPaaSIaaS云计算的意义适应业务量增长不确定性的弹性架构体系适应海量数据计算和存储的低成本曲线的架构适应开放式的应用提供和部署环境IT架构和商业模式转变的关键物联网应用发展六热点大领域智慧家居智慧电力智慧交通智慧医疗智慧城市智慧通信服务六大热点涵盖了主要应用和投资方向应用层是物联网的智慧中枢，必须关注云计算新架构应用和聚焦方向的应用方案集合的提供物联网发展的演进路线信息汇聚协同感知泛在聚合主要特征泛在的感知服务将海量信息进行聚合，产生出新的有应用价值的信息，即物联网广泛应用于各个领域，实现任何人、任何物体、任何时间、任何地点的互联互通，引发新的应用和服务模式。关键技术信息聚合理论、模糊控制技术、泛在异构网络、人工智慧、仿生传感器、纳米材料、生物芯片等。主要特征将分布于多区域的、利用多种感知技术手段所采集信息进行汇聚，通过通信网络将感知信息汇聚到业务应用系统，集中进行信息的处理与共享，并提供信息应用服务。关键技术传感器设计与实现、短距离无线传输技术、低功耗技术、电磁兼容技术等，以实现相关信息采集、汇聚设备的小型化、低功耗、低成本、国产化和绿色环保。主要特征以事件、任务和目标为驱动进行感知、网络和应用各个层面的协同工作，系统具备分布式、跨层次、自学习的协同处理能力，提供智慧、精确的多元化信息服务。关键技术任务驱动的大规模自治组网技术、上下文感知技术、移动通信网络与无线传感器网络无缝融合技术、海量信息处理技术等。物联网最关注以人为中心统一的物联网概念核心关注点是：以人为中心，建立为人服务的物的基础架构和应用体系E社会模型智慧地球模型强调以人为中心的任意可达的网络强调以人为中心的按需可用的服务强调为人服务的生产生活各个方面强调为人服务的智慧处理能力提升智慧城市智慧电力智慧医疗智慧水源智慧电信智慧零售智慧交通智慧石油智慧银行智慧食品SmartPlanet智慧地球物联网不是包含一切的连接物的网络，其核心是以人为中心的物的网络和为人服务的应用物联网产业链现状分析感知层网络层应用层网络设备业务支撑平台最终用户行业用户商业用户家庭用户应用集成商终端提供商模块提供商软件提供商芯片提供商设备提供商芯片提供商系统集成商软件提供商硬件提供商软件提供商硬件提供商网络服务提供商（运营商/专网）服务提供商个人用户物联网是一个产业链非常长和构成很复杂的产业，标准化、开放和协同是关键标准化：标准的协议和标准的价值链模式产业链各环节进行联合的基础，精确分工和联合的前提开放：核心是产业利益之争既有行业专业领域的封闭性将是物联网模式的最大挑战协同：各环节厂商竞争力各有所长，只有各环节强强联合，优势互补，才能提供完整的解决方案政府支持物联网发展要点125634应用服务导向关键技术突破试点示范带动产业联盟推进基础设施先行产业园区辐射传感器技术和部件移动通信技术和芯片数字信号处理技术政府事务应用社会公共服务应用行业和企业专业应用公共安全、交通、环境生活服务、医疗卫生安全溯源、电网、物流通过产业联盟的成立，推进产业快速发展争取科技重大专项，支持关键技术成果产业化通过产业园区建设，聚焦和强化产业力量物联网受到高度关注，“试点项目与投资趋向”和“参与产业联盟与争取重大专项”是关键国际著名厂商物联网布局规划要点感知层网络层应用层华为移动通信模块M2M终端传感器网络移动网络&宽带接入网络M2M业务平台智慧家居中兴RFID设备和系统集成移动通信模块M2M终端移动网络&宽带接入网络M2M业务平台智慧交通智慧医疗电力抄表爱立信传感器和传感网移动网络&宽带接入网络M2M业务平台诺西移动网络M2M业务平台CiscoIP核心网络IPv6和µIPv6协议栈IBM云计算架构智慧地球战略10大应用方向Intel微处理器芯片WiMax移动通信芯片Google云计算架构各厂商都处于起始布局阶段，国内厂商“全面布局起步”，国际厂商“从优势出发布局起步”M2M应用是当前重要的市场机遇行业应用系统Internet业务支撑平台WMMP-A接入网络通信网关M2M终端M2M网关和M2M模组无线连接有线连接WMMP-TM2M应用是当前重要的规模化的市场机遇，运营商客户和行业客户都存在重要的拓展机会电信运营商主导范围行业客户主导范围运营商主导的天然前提：大规模M2M应用需要大范围的网络覆盖M2M应用是当前重要的市场机遇，市场规模巨大（CMCC统计到2010年累计规模）：交通2300万电力物流金融其他行业3000万1000万1000万环保、汽车智慧家居2500万企业安防1000万M2M终端机遇：M2MSIM卡，M2M移动通信模块，M2M终端都有很大市场空间接入网络机遇：IP化承载网络（如PTN，CE），光纤宽带接入（如xPON）M2M业务平台机遇：三大运营商都处在M2M业务平台大规模建设的上升初期承载网络行业客户最核心利益部分，多为自主运营不同行业的信息化水平参差不齐，投入差异明显行业应用系统机遇：电力、交通、城市公共服务等领域是当前热点运营支撑平台M2M业务平台RFID技术和应用的市场前景巨大人财物应用领域：身份识别、签名认证应用要求：身份认证、签名、交易要求具备法律效力，不可抵赖、篡改及假冒应用领域：财富管理、商业交易应用要求：构建虚拟“围墙”，确保数字财富、数字物品的安全应用领域：识别防伪、记录管理应用要求：与实体社会映射通道分布广泛、方便快捷，映射关系一致RFID广阔的应用前景移动支付不停车收费物流仓储RFID技术具有广阔的应用前景和乐观的市场空间，应该及早掌握相关技术和实现产品化商品防伪自动导航食品追溯药品追溯自动导游校园一卡通传感网应用是未来感知层的主要形式农业生产监控城市环境监控生产安全监控易观国际预测数据中国传感网市场规模将于2015年超过200亿元2010年和2011年市场增长速度显著提升传感网市场开始规模启动传感网具有广阔的应用前景和乐观的市场空间当前传感网发展还存在关键技术突破和协议统一等问题传感网是当前物联网技术突破的主要方向手机集成传感器平台是发展趋势手机发展趋势是“移动互联网服务+移动传感服务”，这是值得关注和研究的方向内置传感网关集成式传感器分布式传感器手机传感器平台TitleinhereGPS定位应用TitleinhereTitleinhere体征传感器TitleinhereRFID识读应用Titleinhere内置传感网关Titleinhere重力传感器移动支付类业务医疗交通类业务游戏类业务（手柄）基于定位类业务（搜索）感知类业务（防盗）随时性、随地性+高带宽、智慧化=便捷和强大的传感平台物联网产业特点与机遇分析物联网行业特点物联网产业特点：产业链非常长，构成复杂物联网产业发展关键词：标准化、开放和协同物联网行业参与者物联网当前重要机遇物联网未来潜在机遇国家和地方政府：高度关注，积极投入和促进发展三大运营商：视频监控应用已初具规模，积极布局拓展M2M应用国内著名厂商：产业链全面布局起步国际著名厂商：从优势出发布局起步众多小厂商：定位于感知层，具有某项技术的先发优势M2M架构和应用：当前重要的规模化的市场机遇视频监控应用：当前另一个重要的市场机遇政府示范项目：有利于实现行业突破和提升内部产业化能力RFID技术和应用：广阔的应用前景，应掌握技术和实现产品化传感网技术和应用：广阔的应用前景，初期合作和适时并购手机集成传感器平台：“移动互联网服务+移动传感服务”新趋势主导商业模式和行业利益竞争的挑战物联网当前主流商业模式运营商网络行业客户自建架构和应用运营商提供网络M2M终端传感网关行业应用系统运营商行业客户带宽租用透明通道优点：最符合行业特点的应用体系缺点：最初级的应用形式缺乏扩展能力的架构阻碍实现泛在聚合运营商主导的商业模式开放式均衡发展的商业模式运营商行业客户带宽+应用租用提供通道+应用运营商网络运营商提供网络、架构和应用M2M终端传感网关行业应用系统业务支撑平台优点：可扩展的架构和应用体系有利于实现泛在聚合缺点：复杂的架构和应用体系无法满足所有应用的需求产业唯一核心阻碍产业发展优点：可扩展的架构和应用体系有利于实现泛在聚合可满足所有应用需求缺点：产业链、架构应用体系复杂运营商行业客户带宽+应用/带宽通道/通道+应用服务提供商独立/依附提供应用独立/依附提供应用运营商网络运营商提供网络和架构开放式提供应用M2M终端传感网关行业应用系统业务支撑平台物联网商业模式有待确定，核心是行业利益的竞争