物联网

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物联网(Internet of Things,缩写IOT)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。[1]物联网一般为无线网,而由于每个人周围的设备可以达到一千至五千个,所以物联网可能要包含500兆至一千兆个物体。在物联网上,每个人都可以应用电子标签将真实的物体上网联结,在物联网上都可以查找出它们的具体位置。通过物联网可以用中心计算机机器设备人员进行集中管理控制,也可以对家庭设备、汽车进行遥控,以及搜尋位置、防止物品被盗等。

物联网将现实世界数位化,应用范围十分广泛。物联网的应用领域主要包括以下几个方面:运输和物流领域、健康医疗领域、智能环境(家庭、办公、工厂)领域、个人和社会领域等,[2]具有十分广阔的市场和应用前景。

定义[编辑]

Ashton最初的定义是: “就是当今的电脑以及互联网几乎完全依赖于人类来提供信息。互联网上大约有50 petabytes (一个petabyte为1,024 terabytes) 的数据,其中大部分最初由人来获取和创建的,通过打字、录音、照相或扫描条码等方式。传统的互联网蓝图中忽略了为数最多并且最重要的节点——人。 而问题是,人的时间、精力和准确度都是有限的,他们并不适于从真实世界中截获信息。这是一个大问题。我们生活于一个物质世界中,我们不能把虚拟的信息当做粮食吃,也不能当做柴火来烧。想法和信息很重要,但物质世界是更本质的。当今的信息技术如此依赖于人产生的信息,以至于我们的电脑更了解思想而不是物质。如果电脑能不借助我们的帮助,就获知物质世界中各种可以被获取的信息,我们将能够跟踪和计量那些物质,极大地减少浪费、损失和消耗。我们将知晓物品何时需要更换、维修或召回,他们是新的还是过了有效期。物联网有改变世界的潜能,就像互联网一样,甚至更多。”[2]

起源[编辑]

比尔·盖茨在1995年出版的《未来之路》一书中提及物物互联。1998年麻省理工学院提出了当时被称作EPC系统的物联网构想。1999年,在物品编码(RFID)技术的基础上Auto-ID公司提出了物联网的概念。2005年11月17日,信息世界峰会上,国际电信联盟发布了《ITU互联网报告2005:物联网》,其中指出“物联网”时代的来临。[1]

相关技术[编辑]

地址资源[编辑]

物联网的实现需要给每个物体分配唯一的标识或地址。最早的可定址性想法是基于RFID标签和电子产品唯一编码来实现的。

另一个来自语义网[3]的想法是,用现有的命名协议,如统一资源标志符来访问所有物品(不仅限于电子产品,智能设备和带有RFID标签的物品)。这些物品本身不能交谈,但通过这种方式它们可以被其他节点访问,例如一个强大的中央服务器。

下一代互联网将使用IPv6协议,它拥有极大数量的地址资源,使用IPv6的程序能够和几乎所有接入设备进行通信。这个系统将能够识别任何一种物品[4]

GS1/EPCglobal EPC Information Services[5] (EPCIS) 是这些想法的一个综合实践。 这个系统被用来标识从航天、交通到消费电子领域的物品[6]

人工智能[编辑]

环境智能自主控制并不是物联网最初概念的一部分。环境智能和自主控制也并不依赖于网络架构。但目前的研究趋势是将自主控制和物联网结合在一起[7] 在未来物联网可能是一个非决定性的、开放的网络,其中自组织的或智能的实体和虚拟物品能够和环境交互并基于它们各自的目的自主运行。

嵌入式智能[8]是一种基于人工智能视角对物联网的解释,可以被粗略定义为:借助于广泛部署的智能设备来取得关于人类、环境和社会的更多信息,来强化人工智能收集和分析人类生活轨迹的能力。

架构[编辑]

物联网系统很可能是一个事件驱动的架构[9],由下而上进行构建,并囊括各种子系统。因此,模型驱动和功能驱动的方式将会共存,系统能够较容易地加入新的节点,并能够处理意外(Multi-agent systems, B-ADSc, etc.).

在物联网中,一个事件信息很可能不是一个预先被决定的,有确定句法结构的消息,而是一种能够自我表达的内容,例如语义网[10] 。相应地,信息也不必要有着确定的协议来规范所有可能的内容,因为不可能存在一个“终极的规范”能够预测所有的信息内容。那种自上而下进行的标准化是静态的,无法适应网络动态的演化,因而也是不切实际的。在物联网上的信息应该是能够自我解释的,顺应一些标准,同时也能够演化那种标准。

子系统[编辑]

物联网中并不是所有节点都必须运行在全球层面上,比如TCP/IP层。举例来讲,很多末端传感器和执行器没有运行TCP/IP协议栈的能力,它们通过ZigBee现场总线等方式接入。这些设备通常也只有有限的地址翻译能力和信息解析能力,为了将这些设备接入物联网,需要某种代理设备和程序实现以下功能:在子网中用“当地语言”与设备通信;将“当地语言”和上层网络语言互译;补足设备欠缺的接入能力。因此该类代理设备也是物联网硬件的重要组成之一。

此外,出于安全考量,家庭、办公室、工厂等環境可能採用一个自治的物联网子网,有限制地与全球网互連。

定位技术[编辑]

陳豊贊科技公司於2013年ESR2014技术大會正初步研發定位技术。

M2M[编辑]

Machine To Machine, 以雙方或是所遵循的共通標準,以訊息文字進行互動的一種機制。

与互联网关系[编辑]

物联网的核心和基础仍将是互联网。但互联网需要一系列技术升级才能满足物联网的需求,例如IPv6、Web_3.0

應用[编辑]

  • 智能門鎖。
  • 智能機器人。
  • 監控冰箱、與冰箱裡的食物。
  • 智能汽車。
  • 智能运动检测程序。

发展动态[编辑]

Technology Roadmap: Internet of Things

中国大陆[编辑]

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。系统铺设了3万多个传感节点,覆盖了地面、栅栏和低空探测,可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。上海世博会向中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心采购了一系列微纳传感器产品。济南园博园园区所有的功能性照明都采用了ZigBee无线技术达成的无线路灯控制。

但以上应用缺乏对全网的开放性,信息交换参照预先规定的封闭协议,而不是语义式的可扩展协议,因而称为物联网子网更为合适。

参考资料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 刘云浩 编. 物联网导论. 北京: 科学出版社. 2010-12: 4. ISBN 9787030292537 (简体中文). 
  2. ^ 2.0 2.1 Luigi Atzori, Antonio Iera, Giacomo Morabito. The Internet of Things: A survey (PDF). Computer Networks. 2010. 
  3. ^ Dan Brickley et al., c. 2001
  4. ^ Waldner, Jean-Baptiste. Nanocomputers and Swarm Intelligence. London: ISTE. 2008: p227–p231. ISBN 1-84704-002-0. 
  5. ^ http://www.gs1.org/gsmp/kc/epcglobal/epcis
  6. ^ Miles, Stephen B.. RFID Technology and Applications. London: Cambridge University Press. 2011: 6–8. ISBN 978-0-521-16961-5. 
  7. ^ Uckelmann, Dieter; Isenberg, Marc-André; Teucke, Michael. An integrative approach on Autonomous Control and the Internet of Things. (编) Ranasinghe, Damith; Sheng, Quan; Zeadally, Sherali. Unique Radio Innovation for the 21st Century: Building Scalable and Global RFID Networks. Berlin, Germany: Springer. 2010: 163–181 [28 April 2011]. ISBN 978-3-642-03461-9.  已忽略文本“author1-link吗” (帮助)
  8. ^ Living with Internet of Things, The Emergence of Embedded Intelligence (CPSCom-11). Bin Guo. [6 September 2011]. 
  9. ^ Philippe GAUTIER, « RFID et acquisition de données évènementielles : retours d'expérience chez Bénédicta », pages 94 à 96, Systèmes d'Information et Management - revue trimestrielle N°2 Vol. 12, 2007, ISSN 1260-4984 / ISBN 978-2-7472-1290-8, éditions ESKA. [1]
  10. ^ "3 questions to Philippe GAUTIER, by David Fayon, march 2010"

外部链接[编辑]