关键词:物联网 射频识别 M2M
中图分类号:TN91 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(b)-0023-01所谓物联网,就是利用射频自动识别技术,实现物体和物体之间能够识别的网络。EPC global的Auto-ID中心的提出的定义是:把所有物品通过射频识别等信息窗设备与互联网连接起来,实现智能化识别与管理。从本质上来说物联网是互联网技术的一种延伸,涵盖信息主要包含了射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等传感设备。设备之间按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。其中主要包括了两种概念:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通讯。
1 物联网涉及关键技术
11射频识别技术(RFID)
RFID射频识别技术是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签, *** 作快捷方便。在物联网中重要起“使能”(Enable)作用。
射频识别技术应用非常广泛,目前产品:RFID读写器、RFID标签等已经广泛应用了,典型应用范围:门禁控制、航空包裹识别、文档追踪管理、包裹追踪识别、畜牧业、产品防伪、票证管理、汽车晶片防盗器、停车场管制、生产线自动化等。
12传感器技术
传感器是一种物理装置或生物器官,能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学组成(如烟雾),并将探知的信息传递给其他装置或器官。因此可以说,传感器是人类五官的延长,又称之为电五官。在我们生活中声控灯、自动门、遥控器等都是传感器的典型应用。
传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化,它不仅促进了传统产业的改造和更新换代,而且还可能建立新型工业,从而成为21世纪新的经济增长点。
13M2M
M2M是机器对机器(machine-to-machine)通信的简称。是多种不同类型的通信技术有机的结合在一起实现机器之间通信、机器控制通信、人机交互通信以及移动互联通信等。M2M让机器、设备、应用处理过程与后台信息系统共享信息,并与 *** 作者共享信息;它提供了设备实时的在系统之间、远程设备之间或和个人之间建立无线连接,实现数据传输。
14其他技术
物联网还包含了其他如纳米技术、智能潜入技术以及工业化和信息化的融合技术等等在此就不一一详述了。
2 物联网应用领域
21城市管理
通过物联网可以实现智能交通,物联网技术可以自动检测并报告公路、桥梁的“健康状况”,还可以避免过载的车辆经过桥梁。在交通控制方面,可以通过检测设备,在道路拥堵或特殊情况时,系统自动调配红绿灯,并可以向车主预告拥堵路段、推荐行驶最佳路线。
22公共安全
通过物联网与摄录技术综合起来,我们可以实现人脸自动识别技术、车牌自动识别技术、指纹识别技术等可以有效增加公安机关的办案效率,增强社会安全保障。
23家电行业
将家庭所有家电家具实现物联网连接,可以实现真正的智能化家庭。典型的例子是海尔曾经通过物联网网桥(WSNBridge),实现了用户通过手机、互联网、固话与家中灯光、窗帘、报警器、电视、空调、热水器等电器设备的沟通,将物联概念与用户的生活实际紧密联系起来,使之成为了一种像水、电、气一样的用户居家生活的基础应用服务;海尔的全球首款“物联网冰箱”具有网络可视电话功能、浏览资讯、播放视频等多项生活与娱乐功能,让原本属于生活电器的冰箱成为一个娱乐中心。
24医护行业
医护领域的物联网应用主要在人体的监护和生理参数的测量等方面,利用传感器可以对人体的各种状况进行监控,将数据传送到各种通信终端上。在美国曾经实现了在鞋垫上设置传感器对有特殊病情老人通过物联网进行监控,最终获得有效数据实现最佳治疗效果。
25物流行业
物流行业是使用物联网技术比较早的行业,由RFID等技术和移动手持设备组成物联网后,基于感知的货物数据便可在全球范围内监控货物的流通状态,可以提供全面的货物信息以及物流跟踪信息,能够实时的获得货物以及航运信息,降低物流风险并提高风险的控制能力。
3 物联网技术存在问题
31物联网跟风较多,应用较小
物联网的价值不是一个可传感的网络,而是必须各个行业参与进来进行应用,不同行业,会有不同的应用,也会有各自不同的要求,这些必须根据行业的特点,进行深入的研究和有价值的开发。现阶段的物联网同样现处于跟风这一种现象,很多的企业盲目的炒作物联网,而没有形成具体的应用。物联网的体系基本形成需要一些应用形成示范,更多的传统行业感受到物联网的价值,这样才能有更多企业看清楚物联网的意义。
32物联网标准难以统一
互联网能够快速发展很大原因取决于互联网标准的成功,现阶段的物联网没有形成统一的标准,很难形成产业的规模的应用,对于推动物联网的普及起到很大的阻碍。因此,标准的建立至关重要。
33大规模应用普及需要较长时间
没有标准,整个行业的发展就要受到制约,同样,对于物联网的普及也需要经过很长的时间,而时间的成本,对于快速发展的企业来讲还是有非常大的影响。
34物联网大企业部署较快
从现状来看,提到物联网都是比较高端的人群或者是企业,对于物联网的部署,只有具有一定的实力的企业能做或者承接物联网项目,如中电信、中移动等,对于小企业来讲,物联网的应用还没有具体的涉及到,以至于出现可望可及的现象。
35技术环境不成熟
虽然互联网的发展为物联网迈进了重要的一步,物联网不仅仅需要互联网的支撑,还需要许多如通信、企业应用软硬件的支撑,对于如何实现这些网络的融合,从技术的角度来讲,需要涉及到大量跨行业、跨企业的协条,导致了物联网在技术方面还存在很大方面的缺
36全社会对物联网的内涵尚未取得共识
虽然物联网受到全社会的普遍关注,但目前物联网的概念和技术架构缺乏统一的清晰描述,全社会对物联网的内涵尚未取得共识。物联网从广义上认为是深度信息化,狭义上认为是此深度信息化的承载网络,这其中的“深度还需要业内人士共同探讨,不断发展完善。物联网的发展前景很不错，具体如下：
1更安全的保护措施。在新技术出现之初，它的技术力量几乎都集中在创新上，导致监管水平低下，这就使业界的兴奋、激进和政策、监管的滞后常常形成鲜明的对比。由于物联网设备和基础设施的价格下降，企业在物联网设备上的应用也越来越普遍，这种创新和应用一旦普及，各种新技术的风险也突显出来。
2更普遍使用智能消费品设备。IoT所覆盖的行业人群广泛，从智慧交通、智能物流、医疗、农业、能源等行业应用，到私人智能家居、个人、智能汽车等应用，无论是降低成本，还是提高中国居民的生活质量，都将是中国居民生活质量的巨大提升。我们都知道物联网 (IoT) 正在快速发展。走过任何一家超市、家居装修中心或电子产品商店你都会看到各种各样的互联智能设备。
物联网设备的数量在 2017 年增长了 31%，达到了 84 亿。2020 年，全球物联网设备连接数量高达 126 亿。预计到 2025 年将有 246 亿设备！
物联网设备的正常运行依赖于快速、可靠和持续的通信，因此连接设备使用的网络至关重要。网络出现带宽有限、延迟过大、网络硬件不可靠等问题，会对设备性能产生重大影响。
IoT 开发人员需要了解这些问题对 IoT 产品性能产生的影响，以确保产品可以正确响应，不丢失数据。
例如：显示 3G 连接的 iPhone 的流量速率可能会低至 384 Kbps 或快至 144 Mbps 。流量的速率取决于环境、服务供应商和可用带宽。流量速率不稳定可能会导致用户与其物联网设备的连接性不佳。
其他网络条件（例如延迟和数据包丢失）也会显着影响应用程序的性能。
所以网络约束是影响物联网连接的主要风险因素。开发人员需要衡量应用程序在各种网络条件下的影响，以确保程序能正确运行。
与在真实的网络环境中测试物联网设备相比，在实验室环境的局域网中测试是不够的。因为在实际情况中，像用户数量、用户与平台的传感器连接方式、最终用户与互联网连接的可靠性这些因素都会影响物联网平台的稳定性。
开发人员需要了解 IoT 平台在不同的网络条件下做出的处理。如果设备在使用期间出现连接问题时用户与移动应用程序的交互是否会断开、传感器是否会将敏感数据发送到物联网平台。
不同类型的网络性能都会有所不同，使用移动网络、广域网、卫星、Wi-Fi 和其他网络连接物联网平台会给用户带来不同的体验。
但是可以构建具有所有这些不同条件的网络的工具很少而且大部分都很昂贵。因此许多企业使用网络损伤仪来模拟不同的网络条件。
在 IoT 平台和设备部署到现实世界网络之前使用网络损伤仪进行测试，是最准确、可扩展最强且成本最低的方式。
使用网络损伤仪测试使物联网开发人员能够了解到物联网设备在多种网络条件以及混合网络环境下的行为。
在不同的网络条件下测试物联网设备，可以使测试人员的使用体验接近最终用户体验，从而可以快速验证物联网部署。
报废，是所有设备都逃不过的命运，但是我们应该长远规划，让设备服务更稳定，时间更长久。
由于多种原因，物联网设备特别容易发生故障甚至报废。Ubi开机时蓝色LED指示灯亮起，在两分钟后又莫名重启，然后不断重复这个过程，直到用户失去耐心。有时，蓝环Ubi在重启时发出嘶嘶或爆裂声，或者从扬声器中发出微弱的尖叫声。
Ubi是UCIC在2012年在Kickstarter上推出的一款消费类物联网智能硬件，它是一款声控助理设备，可以直接通过声音来控制智能灯泡、恒温器、智能小家电等等，工作方式类似于Amazon Echo，但比Amazon Echo早两年推出。作为第一次开发物联网智能硬件的公司，我们面临许多困难需要克服，我们不仅要设计开发、构建和发布产品，而且还要指导用户第一次安装调试，我们本应该第一时间了解硬件设备出现的故障，以便快速找出故障原因并制定解决方案。
物联网设备对使用者都带来一些风险。随着家里添置的设备越多，出故障的设备也就会越多。这些物联网设备缺少简单的 *** 作界面，安装过程复杂，在出故障之前也没有什么警告信息。物联网设备需要持续连网才能发挥作用，很容易受到网络或硬件问题影响，从而让其变成板砖。设备制造商必须确保其产品在安装后能够长时间持续满足客户需求。
UBI
设备报废的两种方式
物联网设备有多种报废方式，但通常发生在两个周期中的一个：工作周期或生命周期，后者其实相当于晚年死亡。在某种程度上，即使是最好的互联网服务也有厌倦的时候，当我们厌倦了某个产品，就会将它从插座上拔掉，停止使用。设备使用的最高境界在于持续使用到生命周期末尾(看看最老的摄像头目前仍然可以使用)。然而，在产品生命周期结束之前，工作周期可能会结束，对于物联网设备，硬件或软件都可能导致设备故障。设备在报废之前通常会有一些故障的迹象。对于启动设备，如开关、插头、灯和恒温器等，这些设备的故障形式主要体现在比平时延迟更长、完成部分指令(例如恒温器能够提供热量、但没有达到要求的温度)、成功后缺乏确认、或完全出错。对于语音助理设备，故障可以表现为语音缓慢或不清晰，不能正确地回应或无法理解用户指令。对于WiFi扬声器，播放中通常会出现啪啪声、爆音或嗡嗡声等杂音。一般而言，所有的物联网设备，随着时间推移，工作周期的终点可能会通过无功能的LED闪烁、开机时不同LED颜色闪烁、设备物理变色以及不稳定的网络连接等体现出来。
设备报废的原因
将物联网设备推向市场需要承担更多义务，您需要在用户第一次接触产品后就要不断改进、调整并添加新功能。如果没有这些改进，产品将提前结束使命。物联网设备报废的原因有很多，它可能因为连网服务故障，要么从本地运行到设备的软件崩溃，或者设备硬件老化。IOT中的"I"意味着设备需要幕后运维支持服务。物联网旨在远程驱动设备，收集传感器数据，或者两者都有;随着产品功能的迭代延伸，服务器也需要不断更新;如果幕后的运维支持服务出现问题、或者更改优先级，那么设备服务就可能会终止，如果物联网设备依赖于此服务，它将变得毫无用处。
语音交互功能是由Google和Android语音识别软件组成。如果Google对此服务进行了更新，则要求Android同样能够支持更新，因此我们不得不持续推送新的更新以使设备继续运行，这是一个不断进行的无限循环任何物联网设备在需要更新的 *** 作系统上运行应用程序则都会遇到麻烦，尤其设备 *** 作依赖 *** 作系统注册的情况下(例如Android版Google Play服务)，在某种程度上，应用服务可能被终止，有触摸屏幕的物联网设备，用户可能不得不手动停止运行或程序更新。最难管理的设备报废原因是组件发生物理故障。在工作周期，这可能是由于磨损、热力因素或其他机械故障;插头和连接器对电缆的插拔次数有限制，电池充放电次数也有限的，热量也会导致器件过早老化。
为什么物联网设备更容易报废
由于多种原因，物联网设备特别容易发生故障甚至报废。首先，物联网是新产品类型，与电器或车辆相比，积累的产品迭代经验教训更少;许多创业公司都涉足物联网，这些创业公司也是第一次生产消费品设备，为了改变这个行业普遍缺乏经验现状，需要学习质量保证和产品测试有关的经验。物联网设备报废的另一个主要因素是使用模式。通常这些设备始终处于开启状态，等待接收命令或传输数据，非物联网设备可以进入休眠模式，但是物联网设备(如网络摄像头)始终处于打开状态并产生热量，组件容易受热损害。此外，设备可能安装在密闭空间，热量难以散发。很多时候，设备在没有显示任何故障症状的情况下就报废了。物联网设备背后的基础架构也需要不断维护和更新，许多第一代智能硬件公司可能不考虑保持服务活力的成本和努力，并最终导致服务关闭。除此之外，安全协议的改变或安全漏洞修补，设备制造商需要时刻保持警惕，确保设备不被黑客利用。
设备制造商能做什么？
设备报废预防应该从产品设计阶段开始。产品经理可以提供设备生命周期的预期目标，然后设计人员依据目标进行设计及选择BOM(物料清单)。测试设备对预防报废至关重要，这包括在生产后(在装运之前将设备开启并运行多个测试循环)、在极端环境(高/低湿度和温度)下进行测试以及故障检验。
UBI测试中
预警系统提醒故障也有帮助。如监测设备的内部温度、测量启动的延迟时间，或者一旦设备断开就提醒用户和维护团队。同样，用户可以访问官方网站及时沟通设备存在的问题，并获得诊断和修复工具。对于任何物联网产品来说，通过无线更新可以快速缓解任何可能出现的软件或固件问题。对于需要安装的设备，具有可替换模块(例如计算模块)，如计算模块，可以由用户移除，这样导致更好用户体验。我们在产品设计阶段考虑10/10 iFixit评级可能会是什么样，然后反向推出设计阶段应该进行的工作。
处理不可避免的问题
如果用户喜欢的设备过早报废，制造商可以通过以下方式应对：◆为喜欢产品的用户提供替代方案◆提前告知使用寿命年限◆升级到下一代设备给与折扣◆组建或支持为用户修复或翻新产品的团队◆监控并报告不仅是单个用户设备的健康状况，而是报告所有设备和系统的健康状况◆在用户没有意识到问题之前，提前发送可能出现故障的提醒所有设备最终都会被淘汰，没有设备能保证100%不出问题，也没有设备会永远有用。由于物联网设备已经成为家庭和工作中的一部分，我们应该长远规划，让设备服务更稳定，时间更长久。
2006至2020年，物联网应用从闭环、碎片化走向开放、规模化，智慧城市、工业物联网、车联网等率先突破。中国物联网行业规模不断提升，行业规模保持高速增长，江苏、浙江、广东省行业规模均超千亿元。
截至到2019年，我国物联网市场规模已发展到15万亿元。未来巨大的市场需求将为物联网带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。
近年来，我国政府出台各类政策大力发展物联网行业，不少地方政府也出台物联网专项规划、行动方案和发展意见，从土地使用、基础设施配套、税收优惠、核心技术和应用领域等多个方面为物联网产业的发展提供政策支持。在工业自动控制、环境保护、医疗卫生、公共安全等领域开展了一系列应用试点和示范，并取得了初步进展。
目前我国物联网行业规模已达万亿元。中国物联网行业规模超预期增长，网络建设和应用推广成效突出。在网络强国、新基建等国家战略的推动下，中国加快推动IPv6、NB-IoT、5G等网络建设，消费物联网和产业物联网逐步开始规模化应用，5G、车联网等领域发展取得突破。
政策推动我国物联网高速发展
自2013年《物联网发展专项行动计划》印发以来，国家鼓励应用物联网技术来促进生产生活和社会管理方式向智能化、精细化、网络化方向转变，对于提高国民经济和社会生活信息化水平，提升社会管理和公共服务水平，带动相关学科发展和技术创新能力增强，推动产业结构调整和发展方式转变具有重要意义。
以数字化、网络化、智能化为本质特征的第四次工业革命正在兴起。物联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物，通过对人、机、物的全面互联，构建起全要素、全产业链、全价值链全面连接的新型生产制造和服务体系，是数字化转型的实现途径，是实现新旧动能转换的关键力量。
我国物联网行业呈高速增长状态 未来将有更广阔的空间
自2013年以来我国物联网行业规模保持高速增长，增速一直维持在15%以上，江苏、浙江、广东省行业规模均超千亿元。中国通信工业协会的数据表明，随着物联网信息处理和应用服务等产业的发展，中国物联网行业规模已经从2013年的4896亿元增长至2019年的15万亿元。
虽然我国物联网发展显著，但我国物联网行业仍处于成长期的早中期阶段。目前中国物联网及相关企业超过3万家，其中中小企业占比超过85%，创新活力突出，对产业发展推动作用巨大。
物联网作为中国新一代信息技术自主创新突破的重点方向，蕴含着巨大的创新空间，在芯片、传感器、近距离传输、海量数据处理以及综合集成、应用等领域，创新活动日趋活跃，创新要素不断积聚。
物联网在各行各业的应用不断深化，将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式。未来巨大的市场需求将为物联网带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。
在政策、经济、社会、技术等因素的驱动下，2020年GSMA移动经济发展报告预测，2019-2025年复合增长率为9%左右，2020年中国物联网行业规模目标16亿元，按照目前物联网行业的发展态势，十三五规划的目标有望超预期完成;预计到2025年，中国物联网行业规模将超过27万亿元。
未来物联网行业将向着多元方向发展
标准化是物联网发展面临的最大挑战之一，它是希望在早期主导市场的行业领导者之间的一场斗争。目前我国物联网行业百家争鸣，还未有一个统一的标准出现。因此在未来可能通过不断竞争将会出现限数量的供应商主导市场，类似于现在使用的Windows、Mac和Linux *** 作系统。
合规化同样是当下物联网面临的问题之一，特别是数据隐私问题。目前数据隐私已成为网络社会的一个关键词，各种用户数据泄露或被滥用的事件频发，特别是Facebook的丑闻引发了全球担忧。
因此在未来，我国各种立法和监管机构将提出更加严格的用户数据保护规定，，用户的敏感数据可能会随着时间的推移而受到更严格的监管。
安全化是指预防物联网软件遭受网络黑客攻击，在未来，以安全为重点的物联网设施将受到更多的关注，特别是某些特定的基础行业，如医疗健康、安全安防、金融等领域。
多重技术推动物联网技术创新
从技术创新趋势来看，物联网行业发展的内生动力正在不断增强。连接技术不断突破，NB-Iot、eMTC、Lora等低功耗广域网全球商用化进程不断加速;物联网平台迅速增长，服务支撑能力迅速提升;
区块链、边缘计算、人工智能等新技术题材不断注入物联网，为物联网带来新的创新活力。受技术和产业成熟度的综合驱动，物联网呈现“边缘的智能化、连接的泛在化、服务的平台化、数据的延伸化”等特点。
—— 以上数据来源于前瞻产业研究院《中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》
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