日本對信息技術的重視程度有目共睹,發(fā)展物聯(lián)網也比其他國家起步較早。2000年公布的五年信息技術計劃“e-japan”就為日后物聯(lián)網的發(fā)展做好了準備,之后又相繼頒布了“u-japan”國家物聯(lián)網戰(zhàn)略以及“ict維新愿景2.0”計劃,這些政策都大大促進了物聯(lián)網的發(fā)展。時至今日,全日本總計發(fā)展了317萬多物聯(lián)網用戶,其中ntt docomo現(xiàn)有超過150萬物聯(lián)網用戶,主要分布在交通、監(jiān)控、遠程支付(包括自動販賣機)、物流輔助、抄表等九個領域;近期在2013東京interop展上,物聯(lián)網也是最熱點話題之一,現(xiàn)場演示以華為ar530為物聯(lián)網網關的ami解決方案,模擬智能抄表過程,讓客戶切身感受到物聯(lián)網的存在。
一、愿景:互聯(lián)網時代,有夢真好
前方數(shù)百米處道路發(fā)生擁堵,小王今天又要遲到了,別無他法。小張的父親患有高血壓,每天忙于工作的小張心里總是很忐忑,擔心父親的身體狀況?;加袕娖劝Y的小林總是擔心自己沒有關煤氣和門窗……,這些和人們生活息息相關的物體和信息如果能夠聯(lián)動起來,實時傳遞和分享,那生活該有多美好啊!
物聯(lián)網又稱傳感網,顧名思義,就是“物物相連的網絡”。世界上第一個it入門程序起名為“hello world”,可以看出那時人們多么渴望與世界交流?,F(xiàn)今我們可以和世界上任何一個人說hello,但人類已不再局限于人與人的交流,物物相連是人類對互聯(lián)網的另一個夢想。世界上的萬事萬物,小到手表、鑰匙,大到汽車、樓房,只要嵌入一個微型感應芯片,就可以“自動開口說話”。如果再借助無線網絡技術,人們就可以和物體“對話”,物體和物體之間也能“交流”,這就是物聯(lián)網。
在物聯(lián)網時代,車載設備會及時提醒司機減速換道行駛;老人如遇意外跌倒、生病或異常狀態(tài)都可以通過遠程網絡,傳遞給社區(qū)或子女;智能化樓宇中的傳感器檢測到主人離開后,能自動通知控制器關閉水電氣和門窗,并對住宅內的安全情況進行監(jiān)控,實時向主人的手機發(fā)送異常情況報告……。這些不是科幻電影中的場景,不久的將來都會成為現(xiàn)實。
二、困難:“文化”不同,“網友”難以溝通
在過去很長時間內,一談到物聯(lián)網,大家腦海中想到的就是rfid, nfc, zigbee 等物聯(lián)網熱門技術。我們都知道,物聯(lián)網在網絡層次上可以大致分為感知層、傳輸層和應用層。不可否認,感知對物聯(lián)網來說是最重要的,沒有感知,物聯(lián)網就是無源之水。所以在過去很長時間內,物聯(lián)網的鎂光燈都聚焦在感知層技術。正是這個原因,物聯(lián)網很多時候被稱為m2m。感知層技術顧名思義,其目的在于感知和接入,它無法勝任大范圍的聯(lián)網,因此m2m網絡往往是一種局域性的網絡。真正的物聯(lián)網不僅僅局限于物物相連的m2m網絡,人們夢想中的物聯(lián)網是可以長距離、跨區(qū)域實現(xiàn)的,比如深圳和北京,中國和美國之間的物物相連。那就是說,一定要將物體與wan互聯(lián)網絡聯(lián)系起來。真正意義上的物聯(lián)網不應該局限在m2m上,而應該是廣域連接的矩陣(matrix),即m2m to matrix,簡稱m3。在m3時代,傳輸層網絡管道將發(fā)輝越來越重要的作用,讓物聯(lián)網不再止步于m2m。通過物聯(lián)網,我的車和你的車也是“網友”,我家里的冰箱和你家里的冰箱甚至彩電、空調也是“網友”。
然而物聯(lián)網跨越的行業(yè)及用戶需求千差萬別,物聯(lián)網現(xiàn)場傳感器網絡制式繁多,既有各種短距離無線網絡,如zigbee、藍牙、wi-fi、無線hart等,又有以有線方式連接的多達十幾種的現(xiàn)場總線網絡,如modbus、foundation fieldbus、can、profinet等。相比之下,互聯(lián)網相對簡單,主要是傳統(tǒng)的tcp/ip網絡。一邊是適配多種制式終端的傳感網絡,另一邊是傳統(tǒng)的互聯(lián)網和移動通信網,如何實現(xiàn)他們之間的良好溝通,成為m3時代互聯(lián)網發(fā)展的首要問題。
要實現(xiàn)物聯(lián)網,首先要實現(xiàn)傳感網絡和互聯(lián)網的融合,如何將多儀表,多制式傳感器和控制器接入移動網絡和互聯(lián)網絡是實現(xiàn)物聯(lián)網的關鍵,即客觀上需要有一種融合的物聯(lián)網網關:
1、支持多種網絡制式,具備多種行業(yè)接口,例如rs485、plc、zigbee等;能直接與傳感網絡的終端通信,匯聚各種采用不同技術的異構傳感網,將傳感網的數(shù)據(jù)通過通信網絡遠程傳輸。
2、在上行通信層,應該具備普通互聯(lián)網路由器的基本功能,通過有線無線多種連接方式連接3g移動網絡、互聯(lián)網,以便靈活適配互聯(lián)網;與遠程運營平臺對接,為用戶提供可管理、有保障的服務,從而更方便地對生產、生活進行管理。
此外物聯(lián)網上的數(shù)據(jù)報文類型眾多,即有對時延敏感度很高的控制報文,又有常見的采集信息上送報文,還有大量的,對實時性要求不高的監(jiān)控視頻信息。各種數(shù)據(jù)報文對實時性及優(yōu)先級的要求各不相同,如果不加以區(qū)分,網絡帶寬很容易被大量的監(jiān)控信息填滿。因此,互聯(lián)網通信網關應該具有豐富的服務質量qos (quality of service)功能, 使每個區(qū)域或者每中應用對應一個單獨的隊列,保證實時調度應用的實時性,為更高優(yōu)先業(yè)務提供包括專用帶寬、優(yōu)先轉發(fā)等保護措施,以確保重要的控制業(yè)務的質量。
對物聯(lián)網關的實踐,已經有很多科研單位和廠商在進行相應研究和開發(fā)工作。據(jù)了解,思科和恩智浦(nxp,前身是歷史悠久的飛利浦半導體公司)已經對汽車無線通信設備制造商cohda wireless進行一項戰(zhàn)略投資,共同開發(fā)的硬件設備可以讓汽車之間以及汽車與設施(如紅綠燈)之間搭建起無線通訊系統(tǒng),從而共同營造出一個更加安全的行車環(huán)境,讓汽車變得更智能、更具連接性。此外,全球最大的網絡設備供應商之一的華為公司,依托網絡和終端技術,正在推出一系列ami系列產品和解決方案。近期在2013東京interop展上,現(xiàn)場演示以華為ar530為物聯(lián)網網關的ami解決方案,模擬智能抄表過程,讓客戶切身感受到物聯(lián)網的存在。世界萬物,紛紛擾擾,華為首先選擇人們生產和生活中比較重要的物件進行接入和承載,他們是儀表(meter)、傳感(sensor)和控制(controller),簡稱為msc,將msc承載到ip網絡中的解決方案稱為mscoip。華為mscoip 解決方案提供了一個ip管道,使得物聯(lián)網廣域連接變得簡單易用、經濟可靠,是一種即插即用的解決方案,其全系列產品可滿足企業(yè)建設m3 網絡的需求。
三、展望:物聯(lián)網時代,恰逢其時
武漢某家物聯(lián)網超市已經開始啟用網絡選菜,網上下單配送,將人們與超市中的物品菜通過網絡聯(lián)系起來。
工信部2012年物聯(lián)網專項資金3.5億元,這個數(shù)字在2013年還有增加的趨勢。
埃森哲認為,經過過去幾年的技術和市場的培育,物聯(lián)網即將進入高速發(fā)展期,它是繼計算機、互聯(lián)網與移動通信網之后的又一次信息產業(yè)浪潮,是一個全新的技術領域,同時也給it和通信帶來了廣闊的新市場。
ipv6是業(yè)界公認解決ip地址枯竭問題的“良藥”,有一句廣為流傳的話形容ipv6:“可以為地球上的每粒沙子都分配一個ip地址”。ipv6上線為物聯(lián)網產業(yè)的爆發(fā)解決了基本的“尋址”(身份識別)問題,為物聯(lián)網產業(yè)的發(fā)展解決了基礎問題,意味著物聯(lián)網真正從概念步入實踐。
種種跡象表明,物聯(lián)網經過前幾年的炫耀和沉淀后,將迎來快速發(fā)展的時代。
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