“泛在聚合”物联网

1.3　人类将进入物联网时代

物联网概念的问世，打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开，一方面是机场、公路、建筑物，另一方面是数据中心、个人电脑、宽带等。而在物联网时代，钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施，在此意义上，基础设施更像是一个新的地球。故也有业内人士认为物联网与智能电网均是智慧地球的有机构成部分。

不过，也有观点认为，物联网迅速普及的可能性有多大，尚难以轻言判定。毕竟RFID早已为市场所熟知，但部分拥有RFID业务的相关上市公司定期报告显示出业绩的高成长性尚未显现出来，所以，对物联网的普及速度存在着较大的分歧。但可以肯定的是，在国家大力推动工业化与信息化两化融合的大背景下，物联网会是工业乃至更多行业信息化过程中，一个比较现实的突破口。而且，RFID技术在多个领域多个行业已进行了一些闭环应用，在这些先行的成功案例中，物品的信息已经被自动采集并上网，管理效率大幅提升，有些物联网的梦想已经部分地实现了。所以，物联网的雏形就像互联网早期的形态局域网一样，虽然发挥的作用有限，但昭示的远大前景已经不容质疑。

这几年推行的智能家居其实就是把家中的电器通过网络监控起来。可以想象，物联网发展到一定阶段，家中的电器可以和外网连接起来，通过传感器传达电器的信号，厂家可以远程知道你家中电器的使用情况。

物联网的发展，必然带动传感器的发展，传感器发展到一定程度，“变形金刚”会真的出现在人们的面前。

1.3.1　应用案例

物联网已不仅仅是一个概念，它已经在很多领域有所运用，只是并没有形成大规模的运用。常见的运用案例有：

①物联网传感器产品已率先在上海浦东国际机场防入侵系统中得到应用。机场防入侵系统铺设了3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空范围，可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。浦东机场周界防入侵系统一期工程的系统组成如图1.2所示。机场周界防入侵系统的一期工程包括了前端周界防入侵探测分系统、联动控制分系统、视频监控分系统、指控中心分系统、网络及供电分系统等。主体方案中前端周界防入侵探测分系统采用了中科院全新的传感器网络防入侵设备，根据机场对周界布防的要求，将周界布防设定为双层、单层、砖墙等三种基本类型，建立了三级三维的布防体系，画地为牢，排除外界干扰，虚警、漏警率极低。

图1.2　浦东机场周界防入侵系统一期工程的系统组成

物联网传感器还广泛用于加气站安防监控系统中，该系统主要由视频监控系统、气体燃料储存容器液位和压力监测系统、压缩机高压和低压监测报警系统、可燃气体泄漏监测报警系统、火焰探测报警系统等子系统组成，如图1.3所示。

②ZigBee路灯控制系统点亮济南园博园。ZigBee无线路灯照明节能环保技术的应用是此次园博园中的一大亮点。园区所有的功能性照明都采用了ZigBee无线技术实现路灯控制。ZigBee路灯控制系统（见图1.4）的功能及优势：

图1.3　系统整体布局

●数据采集、统计管理、数据查询功能；

●报警功能；

●满足道路亮化要求，提高路灯系统的管理水平；

●实现智能化的按需、节能照明、单个路灯测控应用；

●对城市路灯设施进行线控、点控、点测等多种科学有效的控制管理；

●满足远程控制、实时监控、数据搜集、适时调光、灯具保护、动态节电等功能需求。

图1.4　ZigBee路灯控制系统

③智能交通系统（ITS）是利用现代信息技术为核心，利用先进的通信、计算机、自动控制、传感器技术，实现对交通的实时控制与指挥管理。

智能交通解决方案包括基于浮动车技术的实时交通信息生成和发布系统、推定补全系统、实时预测系统、统计预测系统，为驾驶者、交管机构等提供实时交通路况及短长期预测路况信息，如图1.5所示。

图1.5　智能交通解决方案

④我国首家高铁物联网技术应用中心于2010年6月18日在苏州科技城启用。该中心建立的高铁检票入站系统如图1.6所示。刷卡购票、手机购票、电话购票等新技术的集成使用，可以让旅客摆脱拥挤的车站购票；与地铁类似的检票方式，则可实现持有不同票据旅客的快速通行。

图1.6　高铁检票入站系统

⑤2011年1月3日，国家电网首座220 kV智能变电站——无锡市惠山区西泾变电站投入运行，并通过物联网技术建立传感测控网络，实现了真正意义上的“无人值守和巡检”。西泾变电站利用物联网技术，建立传感测控网络，将传统意义上的变电设备“活化”，实现自我感知、判别和决策，从而完成自动控制。完全达到了智能变电站建设的前期预想，设计和建设水平全国领先。智能变电站如图1.7所示。

图1.7　智能变电站

（6）首家手机物联网落户广州，这种将移动终端与电子商务相结合的模式，让消费者可以与商家进行便捷的互动交流，即通过手机扫描条形码、二维码等方式，实现购物、比价、鉴别产品等功能。

有分析表示，预计2013年手机物联网占物联网的比例将过半，至2015年手机物联网市场规模将达6 847亿元，手机物联网的应用正伴随着电子商务大规模兴起，如图1.8所示。

图1.8　2010—2015年中国物联网、手机物联网市场规模及增长状况研究

1.3.2　“泛在聚合”物联网

目前，全球范围内物联网的产业实践主要集中在三大方向。

第一个实践方向被称为“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，但是该标准及其唯一的方法手段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地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物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。

1.3.3　物联网的十大应用领域

从智能家居到智能交通、智能电网、智能物流、环境与安全检测、工业与自动化控制、金融与服务业、精细农牧业、医疗健康、国防军事，从幕后到台前，物联网正迅速地改变着世界，如图1.9所示。

图1.9　物联网的应用

技能练习

搜索查看当地物联网应用案例，并简述其主要内容。

本章小结

物联网的发展是随着互联网、传感器等技术的发展而发展的。其核心是在计算机互联网的基础上，利用射频识别技术、无线数据通信等技术，构造一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网。

物联网的显著特点是技术高度集成，学科复杂交叉，综合应用广泛，目前的发展应用主要在智能电网、智能交通、智能物流、智能家居等领域。

通过本章的学习，能够理解物联网的核心问题、本质特色以及最高目标，应对物联网的概念定义、关键技术、发展和应用领域有一个基本了解，建立物联网整体概念，为后续各章节的学习打下良好的基础。

自测题

一、不定项选择题

1.你所了解的物联网是（　　）。

A.一种传感网或射频识别网

B.所有物完全开放、互联、共享的互联网平台

C.物物互联无所不在的网络

D.能够互动、通信的产品或嵌入传感器的电子产品都是物联网的应用

2.你认为物联网的出现（　　）。

A.多此一举，浪费物力劳力

B.新兴事物，有存在的价值

C.是互联网的发展，有更好发展前景

D.不清楚物联网是什么东西，不作评论

3.物联网的核心技术是（　　）。

A.传感控制技术　　　　　　

B.无线射频识别技术（RFID）

C.无线网络技术　　　　　　

D.人工智能技术

4.如果物联网的相关产品被广泛地使用，在使用之前，你最关注其产品的（　　）。

A.收费方式　　　　

B.技术高低　　　　

C.产品服务　　　

D.其他

5.你认为当前物联网发展哪两个方面最重要？（　　）

A.扩大规模　

B.物品流动性　

C.传感技术　

D.标准体系

6.你认为当前物联网发展遇到的主要困难和问题有那些？（　　）

A.国家安全问题　

B.个人隐私问题

C.商业模式　

D.商品流动性差

E 传感技术不完善　

F 技术标准的统一

G 物联网的政策与法规　

H 投入大，资金不足

7.你认为物联网的发展最需要政府哪些方面的支持？（　　）

A.政策

B.资金

C.法规

D.教育

8.你对物联网的未来持什么样的态度？（　　）

A.物联网是一场科技革命，值得关注

B.物联网从起步到真正运作发展起来还是存在很多问题，不能急于求成

C.物联网技术不够成熟，很难推广，不会做大

D.物联网将迅速发展，成为下一个万亿元产业

二、问答题

1.简述物联网的定义，分析物联网的“物”的条件。

2.简述物联网应具备的三个特征。

3.分析物联网的关键技术。

4.简述互联网和物联网的区别及联系。

5.简述物联网技术的发展历程（从1995年开始）。

6.请举出身边1或2个物联网应用实例，并谈谈你对物联网发展趋势的看法（需要给出一些理由）。