徐 鑫

（黑龍江省科學(xué)院石油化學(xué)研究院，黑龍江哈爾濱150040）

根據(jù)《2009年國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》［1］數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)人數(shù)3.8億人，其中寬帶上網(wǎng)人數(shù)3.5億人；互聯(lián)網(wǎng)普及率達(dá)到28.9%。隨著互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展，新一代信息技術(shù)的發(fā)展被人們所認(rèn)知--物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of things）逐漸成為人們所關(guān)注的事物。本文就物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別進(jìn)行簡要概述。

1 物聯(lián)網(wǎng)的概念與其發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念

物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things）簡單的說就是像電腦插上上網(wǎng)卡、WIFI等上網(wǎng)設(shè)備一樣，要讓所有的“物品（家電、設(shè)備、貨物等）”都能通過RFID(Radio Frequency Identification)電子標(biāo)簽等技術(shù)聯(lián)系在一個(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò)之中(如圖1所示)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的監(jiān)控和管理。物聯(lián)網(wǎng)與其說是一種技術(shù)，不如說是云計(jì)算理念［2］在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的延伸和拓展，是一種移動(dòng)化動(dòng)態(tài)資源管理的理念。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Internet of things system structure

1.2 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生與國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀［3］

物聯(lián)網(wǎng)的概念早在1999年就已經(jīng)提出。1999年在美國召開的＂移動(dòng)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)國際會(huì)議＂提出了，＂傳感網(wǎng)是下一個(gè)世紀(jì)人類將面臨的又一個(gè)發(fā)展機(jī)遇＂。這樣人們就開始了物聯(lián)網(wǎng)的研究。2003年，美國《技術(shù)評(píng)論》提出傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是未來改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首。

2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)（WSIS）上，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。報(bào)告指出，無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時(shí)代即將來臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網(wǎng)主動(dòng)進(jìn)行交換。射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用。

根據(jù)ITU的描述，在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，通過在各種各樣的日常用品上嵌入一種短距離的移動(dòng)收發(fā)器，人類在信息與通信世界里將獲得一個(gè)新的溝通維度，從任何時(shí)間任何地點(diǎn)的人與人之間的溝通連接擴(kuò)展到人與物之間和物與物之間的溝通連接。

2009年1月28日，美國總統(tǒng)上任后，與美國工商業(yè)領(lǐng)袖舉行了一次“圓桌會(huì)議”，作為僅有的兩名代表之一，IBM首席執(zhí)行官首次提出“智慧地球”這一概念，建議新政府投資新一代的智慧型基礎(chǔ)設(shè)施。此概念一經(jīng)提出，即得到美國各界的高度關(guān)注，甚至有分析認(rèn)為IBM公司的這一構(gòu)想極有可能上升至美國的國家戰(zhàn)略，并在世界范圍內(nèi)引起轟動(dòng)。IBM認(rèn)為，IT產(chǎn)業(yè)下一階段的任務(wù)是把新一代IT技術(shù)充分運(yùn)用在各行各業(yè)之中，具體地說，就是把感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，并且被普遍連接，形成物聯(lián)網(wǎng)（如圖2所示）。

圖2 物聯(lián)網(wǎng)在各行業(yè)中的典型應(yīng)用示意圖Fig 2.Internet of things in all sectors of the typical application diagram

在我國，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展處于世界領(lǐng)先水平。從1999年物聯(lián)網(wǎng)的概念被提出，當(dāng)時(shí)在中國叫做傳感網(wǎng)，中科院就啟動(dòng)了傳感網(wǎng)的研究并取得了一些科研成果，并建立了一些適用的傳感網(wǎng)。先后投入數(shù)億元，在無線智能傳感器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、微型傳感器、傳感器終端機(jī)、移動(dòng)基站等方面取得重大進(jìn)展，目前已擁有從材料、技術(shù)、器件、系統(tǒng)到網(wǎng)絡(luò)的完整產(chǎn)業(yè)鏈。在世界傳感網(wǎng)領(lǐng)域，中國與德國、美國、韓國一起，成為國際標(biāo)準(zhǔn)制定的主導(dǎo)國之一。2008年11月，并與無錫傳感網(wǎng)中心合作，共同在無錫成立微納傳感網(wǎng)工程中心。

2009年，無錫傳感網(wǎng)中心的傳感器產(chǎn)品在上海浦東國際機(jī)場(chǎng)和上海世博會(huì)被成功應(yīng)用，首批價(jià)值1500萬元的傳感安全防護(hù)設(shè)備銷售成功，這套設(shè)備由10萬個(gè)微小的傳感器組成，散布在墻頭墻角墻面和周圍道路上。傳感器能根據(jù)聲音、圖像、震動(dòng)頻率等信息分析判斷，爬上墻的究竟是人還是貓狗等動(dòng)物。

多種傳感手段組成一個(gè)協(xié)同系統(tǒng)后，可以防止人員的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵。由于效率高于美國和以色列的防入侵產(chǎn)品，國家民航總局正式發(fā)文要求，全國民用機(jī)場(chǎng)都要采用國產(chǎn)傳感網(wǎng)防入侵系統(tǒng)。至2009年8月，僅浦東機(jī)場(chǎng)直接采購傳感網(wǎng)產(chǎn)品金額為4000多萬元，加上配件共5000萬元。業(yè)內(nèi)專家稱，若全國近200家民用機(jī)場(chǎng)如果都加裝防入侵系統(tǒng)，將產(chǎn)生了上百億的市場(chǎng)規(guī)模。

但是目前，物聯(lián)網(wǎng)還停留在很初級(jí)的層面，離實(shí)質(zhì)性的大規(guī)模應(yīng)用還很遠(yuǎn)。

2 互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)聯(lián)系

互聯(lián)網(wǎng)［4］（Internet）都被大家所熟知，它可譯為“網(wǎng)際”網(wǎng)絡(luò)，又音譯因特網(wǎng)或者英特爾網(wǎng)。在1990年發(fā)展初期，因其跨國際性連接之特性，是指在ARPA網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展出的世界上最大的全球性互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。即是“連接網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)”，可以是任何分離的實(shí)體網(wǎng)絡(luò)之集合，這些網(wǎng)絡(luò)以一組通用的協(xié)定相連，形成邏輯上的單一網(wǎng)絡(luò)。這種將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互相聯(lián)接在一起的方法稱為“網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)”。

互聯(lián)網(wǎng)指的是全球性的信息系統(tǒng)，是通過三方面實(shí)現(xiàn)：

第一、通過全球唯一的網(wǎng)絡(luò)邏輯地址在網(wǎng)絡(luò)媒介基礎(chǔ)之上邏輯的鏈接在一起。這個(gè)地址是建立在“互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議”（IP）或今后互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代其它協(xié)議基礎(chǔ)之上的。

第二、可以通過“傳輸控制協(xié)議”和“互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議”（TCP/IP），或者今后其它接替的協(xié)議或與“互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議”（IP）兼容的協(xié)議來進(jìn)行通信。

第三、以讓公共用戶或者私人用戶享受現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息技術(shù)帶來的高水平、全方位的服務(wù)。這種服務(wù)是建立在上述通信及相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施之上的。

從物聯(lián)網(wǎng)的概念可以分出兩層含義［5］：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通訊。因此，物聯(lián)網(wǎng)是在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用RFID、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)造一個(gè)覆蓋世界上萬事萬物的“Internet ofThings”。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，物品(商品)能夠彼此進(jìn)行“交流”，而無需人的干預(yù)。其實(shí)質(zhì)是利用射頻自動(dòng)識(shí)別(RFID)技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物品(商品)的自動(dòng)識(shí)別和信息的互聯(lián)與共享（如圖3所示）。

圖3 物聯(lián)網(wǎng)示意圖Fig.3 Internet of things diagram

而RFID，正是能夠讓物品“開口說話”的一種技術(shù)。在“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)想中，RFID標(biāo)簽中存儲(chǔ)著規(guī)范而具有互用性的信息，通過無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把它們自動(dòng)采集到中央信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物品(商品)的識(shí)別，進(jìn)而通過開放性的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息交換和共享，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的“透明”管理。

RFID技術(shù)是通過PML語言實(shí)現(xiàn)［6］。PML語言是物理標(biāo)示語言，EPCglobal是由美國統(tǒng)一代碼協(xié)會(huì)（UCC）和國際物品編碼協(xié)會(huì)（EAN）于2003年9月共同成立的，其前身是1999年10月1日在美國麻省理工學(xué)院成立的非營利性組織Auto-ID中心（如圖4所示），是目前物聯(lián)網(wǎng)的主要推廣者與標(biāo)準(zhǔn)制定者。由其組織并協(xié)調(diào)各應(yīng)用方共同制定的產(chǎn)品電子編碼(EPC)體系是目前物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)中最主要的組成部分。因此。使用EPC編碼標(biāo)準(zhǔn)的物聯(lián)網(wǎng)也被稱為EPC網(wǎng)絡(luò)。其構(gòu)成見表1。

圖4 早期EPC網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)服務(wù)流程示意圖Fig 4.Early EPC network discovery service process diagram

PML語言是物理標(biāo)示語言，又稱實(shí)體標(biāo)示語言。PML是一種用于描述物理對(duì)象、過程和環(huán)境的通用語言，其主要目的是提供通用的標(biāo)準(zhǔn)化詞匯表，來描繪和分配Auto－ID激活的物體的相關(guān)信息。PML核心提供通用的標(biāo)準(zhǔn)詞匯表來分配直接由Auto-ID的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)獲得的信息，如位置、組成以及其他遙感勘測(cè)的信息。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)就是靠這個(gè)語言來實(shí)現(xiàn)，并能通過射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)來真正實(shí)現(xiàn)物與物相聯(lián)。

毫無疑問，如果“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代來臨，人們的日常生活將發(fā)生翻天覆地的變化。然而，不談什么隱私權(quán)和輻射問題，單把所有物品都植入識(shí)別芯片這一點(diǎn)現(xiàn)在看來還不太現(xiàn)實(shí)。人們正走向“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代，但這個(gè)過程可能需要很長的時(shí)間。

3 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨問題

物聯(lián)網(wǎng)在實(shí)際應(yīng)用上的開展需要各行各業(yè)的參與，并且需要國家政府的主導(dǎo)以及相關(guān)法規(guī)政策上的扶助，才能全面的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)的開展具有規(guī)模性、廣泛參與性、管理性、技術(shù)性、物的屬性等等特征，其中，技術(shù)上的問題是物聯(lián)網(wǎng)最為關(guān)鍵的問題，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)，是一項(xiàng)系統(tǒng)，目前國內(nèi)還沒有哪家公司可以全面負(fù)責(zé)物聯(lián)網(wǎng)的整個(gè)系統(tǒng)規(guī)劃和建設(shè)，理論上的研究已經(jīng)在各行各業(yè)展開，而實(shí)際應(yīng)用還僅局限于行業(yè)內(nèi)部。因此它所面臨的困難很多，根據(jù)我國的實(shí)際情況，簡單的說分為以下幾點(diǎn)：

第一：資金及成本問題

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展可以作為世界經(jīng)濟(jì)的下一個(gè)增長點(diǎn)，它的發(fā)展可以帶動(dòng)多個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此，開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)需要在多個(gè)物品上實(shí)現(xiàn)RFID技術(shù)，建立安裝多個(gè)讀取設(shè)備，并開發(fā)出多個(gè)信息處理系統(tǒng)，這必然導(dǎo)致大量的資金及成本的投入。在物聯(lián)網(wǎng)并未普及的情況下，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展受到很大程度的限制。

第二：與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的政策法規(guī)

物聯(lián)網(wǎng)所覆蓋的范圍很廣，它需要每個(gè)行業(yè)的合作來帶動(dòng)其發(fā)展，這就需要國家的產(chǎn)業(yè)政策和立法上要走在前面，要制定出適合這個(gè)行業(yè)發(fā)展的政策和法規(guī)，保證行業(yè)的正常發(fā)展。借鑒互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，來促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)健康穩(wěn)定的發(fā)展。

第三：技術(shù)與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一與協(xié)調(diào)

互聯(lián)網(wǎng)的建立不僅是由HTML語言來實(shí)現(xiàn)，它還需要很多的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)（TCP/IP）、路由器協(xié)議，終端的構(gòu)架與操作系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。同樣，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)是互聯(lián)網(wǎng)的話，那么它也同樣需要多個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來實(shí)現(xiàn)。如此一來，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中，傳感、傳輸、應(yīng)用各個(gè)層面會(huì)有大量的技術(shù)出現(xiàn)，可能會(huì)采用不同的技術(shù)方案。如果各行其是，那結(jié)果是災(zāi)難的，大量的小而破的專用網(wǎng)，相互無法連通，不能進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，不能形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)，不能形成整合的商業(yè)模式，也不能降低研發(fā)成本。因此，盡快統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，形成一個(gè)管理機(jī)制，這是物聯(lián)網(wǎng)馬上就要面對(duì)問題，開始時(shí)，這個(gè)問題解決得好，以后就很容易，開始解決不好，積重難返，那么以后問題就很難解決。

第四：安全體系的建立與形成

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，人們的生活方便起來。但是，方便的同時(shí)網(wǎng)絡(luò)安全成為不可忽視的問題，在互聯(lián)網(wǎng)安全問題還沒有完全解決好的情況下，物聯(lián)網(wǎng)的安全更成為人們首先解決的問題。

物聯(lián)網(wǎng)目前的傳感技術(shù)主要是RFID，植入這個(gè)芯片的產(chǎn)品，是有可能被任何人進(jìn)行感知的，它對(duì)于產(chǎn)品的主人而言，有這樣的一個(gè)體系，可以方便的進(jìn)行管理。但是，它也存在著一個(gè)巨大的問題，其他人也能進(jìn)行感知，比如產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，那么如何做到在感知、傳輸、應(yīng)用過程中，這些有價(jià)值的信息可以為我所用，卻不被別人所用，尤其不被競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手所用。這就需要在安全上下功夫，形成一套強(qiáng)大的安全體系。現(xiàn)在應(yīng)該說，會(huì)有哪些安全問題出現(xiàn)，如何應(yīng)對(duì)這些安全問題，怎么進(jìn)行屏蔽都是一些非常復(fù)雜的問題，甚至是不清晰的。但是這些問題一定值得注意，尤其是這個(gè)管理平臺(tái)的提供者。安全問題解決不好，有一天可能有價(jià)值的物聯(lián)網(wǎng)會(huì)成為給競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手提供信息方便的平臺(tái)，那么它的價(jià)值就會(huì)大大的打折扣，也不會(huì)有企業(yè)愿意和敢于去使用。

4 結(jié)束語

物聯(lián)網(wǎng)具有全面感知性，可靠傳遞性，智能處理等特點(diǎn)，它被譽(yù)為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮。因此，我們對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的研究更應(yīng)該深入，以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇。

綜上所述每一次經(jīng)濟(jì)危機(jī)都會(huì)有一些新技術(shù)的出現(xiàn)，而這些技術(shù)的誕生也使經(jīng)濟(jì)特別是工業(yè)走出危機(jī)的巨大動(dòng)力，相信隨著各產(chǎn)業(yè)的共同努力，物聯(lián)網(wǎng)會(huì)對(duì)全球經(jīng)濟(jì)起到積極作用，為其產(chǎn)業(yè)開拓一個(gè)又一個(gè)無限的發(fā)展機(jī)會(huì)。

［1］中華人民共和國國家統(tǒng)計(jì)局.《2009年國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》

［2］MICHAELMILLER.云計(jì)算理念［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009,4.

［3］王建宙.＂物聯(lián)網(wǎng)＂將成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的又一驅(qū)動(dòng)器［J］.IT時(shí)代周刊，2009，10：20.

［4］張成海，孔洪亮.EPC引領(lǐng)物流新技術(shù)發(fā)展［M］.北京：中國物品編碼中心，2005.

［5］ITUInternet RePorts 2005：The Internet ofThings.2005，11，2.

［6］Klaus Finkenzeiler.陳大才譯.射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)-無線電感應(yīng)得應(yīng)答器和非接觸IC卡的原理與應(yīng)用［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2001：232～236.