说起物联网(Internet of Things, IoT),估计很多人都耳熟能详,因为我们早就在各种各样的媒体中看到过好多次这个名词了。
按照中国传统观点,万物实际上是有着天然的联系的,那么人类为何又要画蛇添足般地再把他们连接起来呢?原因很简单, 万物的天然联系是依靠的自然规律,而人类并不能控制他们,而物联网让万物以人类的意愿进行连接,从而让人类可以控制他们 。物联网,无非是又一个人类征服和控制自然的尝试而已。只要万物能够互联并且通过有效的手段在需要的时候知道他们的状态,从而采用有效的手段进行干预,那么人类就有了对万物的相当程度的控制权。
这给了人们很大的想象空间,因此,也吸引了大量的淘金者,试图分享这样一块看起来巨大无比的蛋糕。 但这么多年来,现实并不乐观。
根据我的了解——可能并不准确——我感觉物联网现在处于一个比较尴尬的阶段。 一方面,物联网的呼声很大,人们寄予很大的期望;但另一方面,市场的反响并不热烈,本来应该跟人们的生活息息相关的物联网,似乎在现实中并没有被人们所感知。我观察到的现实就不很乐观。 算得上物联网的智能家居曲高和寡,国内力推的NB-IoT雷声大雨点小,LoRa使用的主流频段在国内被事实上禁用, Zigbee等覆盖范围过小……
在这里,我想梳理一下物联网在国内发展的现状,以便于更好地定位和找出问题所在。
物联网可以看做是互联网的升级版本,传统的互联网连接的是人;物联网不光连接人,还要连接物,除了人类的互动外,还需要让人能够更好地把控物。 人是自带智能的,所以传统的互联网的重点在于连接,只要有连接,人们就会互动,产生内容等,对网络的智能要求就不高;但物联网连接的是物,物本身不具备智能, 需要通过人来控制或者智能系统来自动控制。
物联网也是近十年来出现频率很高的智慧某某(例如智慧城市,智慧楼宇,智慧园区,智慧安防等)的基础设施。 什么是智慧?我认为就是能够根据某个特定的需求和目标,自主动态调节现有状态的能力 。这需要至少有两个部分构成,一是要有数据分析和处理的“大脑”部分,二是要有数据收集和指令执行的“躯体”部分。 我们往往把狭义的躯体部分作为狭义的物联网, 也可以称为物联网10, 实现了物体的初步连接和数据收集和反馈能力,但这套系统要想实用,实际上离不开人,因为数据的分析和控制指令的下达还是需要人来做;而大脑+躯体才是真正智慧的物联网,在我看来这才是能够给人类带来很大便利的物联网,才具备大范围应用的技术基础, 可以把这称为物联网20。
现阶段的物联网还是停留在由人控制的阶段,也就是10时代,这个阶段对数据的处理存在瓶颈,因此,并不适合复杂的应用,也不适合大范围使用。因此我们可以看到,应用比较广泛的应用也就是那少数的简单应用,如抄表、环境监测、家电控制等。云计算、大数据、机器学习、人工智能等技术是近几年的IT领域的热点,进展也非常迅速,他们的发展为物联网向20阶段进化提供了坚实的基础。
我们日常生活,现有的已经足够很好地满足人们的需求了;物联网,只是人们对更高生活水平的追求的产物,并且不是必需的;对于非必需品来说,要想普及需要足够的性价比或者就索性走高端路线。但从目前的物联网市场看,由于缺少比较成熟的家用物联网方案,因此并不能大规模使用,这导致物联网应用起来成本比较高,在家居中只有高端住宅才可能会使用,占比很少,家居物联网在这种初级阶段必须得要走高端路线,当然这也符合很多新事物的初始状况特征。
物联网在工商业中也有一些应用,例如RFID领域,我们已经可以在一些商店中看到。其他还有很多物联网项目,多数隐藏在智慧某某的名头之下,现阶段,只要是冠以智慧的项目,其造价一般会令人咂舌。 因此,在性价比不高的情况下,人们使用他的积极性自然不高了。
中国运营商去年决定要大力推广NB-IoT,他们试图提升性价比,因此希望设备和解决方案提供商们能够以较低的价格提供相关产品,由于其体量,确实有部分供应商愿意以接近成本价的价格向其提供产品;但即使是这样,愿意使用的用户也不多,这让供应商的积极性大大降低,因为根本就无利可图。也因为此,NB-IoT的这一波推广活动实际上到目前看来是比较失败的。
从连接介质来看,物联网分为有线和无线两种,考虑到实际部署的难度,无线方式显然更有机会会成为主流的连接方式。
从终端和因特网连接关系来看,物联网也可以划分为两种方式:一种是直接和因特网连接,例如NB-IoT、2/3/4G蜂窝网络、eMTC等; 另一种是通过网关间接和因特网连接,例如LoRa、SigFox、ZigBee、BLE、WiFi等。不同的协议都是针对不同的应用场景设计的,因此在实际使用中都有其优缺点。例如我们常用的WiFi,要保证速率和可靠性,因此覆盖距离不够长,连接不可靠; NB-IoT主要用于低速率物联网应用,能够直接联网,但速率低, 用户连接数少; LoRa的覆盖比较广,但速率低,用户连接数也有限制……
因此,实际部署时需要根据不同的应用场景选择不同的技术、标准以及相应的设备,而在现场实施的时候又会有很多意想不到的困难。无线部署也需要做网优等工作,对实施人员的要求比较高。 这些都增大了物联网的部署难度。
由于物联网一般使用无线技术,那么频谱资源就是物联网的一个非常核心的资源。频谱资源时稀缺的,因为有太多的地方需要这类资源。例如我们的移动电话、微波通信、卫星通信、应急通信、无线WiFi等等。这些资源由于其稀缺性,需要统一的规划。而这在不同的国家也面临着不同的状况。
例如现在比较火热的LoRa,阿里巴巴、腾讯等互联网企业刚刚加入该标准联盟,结果国家的新的频谱规划就给予他们致命一击,LoRa所使用的sub-1G的频谱资源实际上是不开放的。
目前在全球,唯一明确的民用频段就是24GHz,也就是WiFi、蓝牙等使用的频段。但这个频段的问题是与低频段的无线电波相比,越障能力比较差,因此覆盖能力不强。而又由于太多的民用无线设备都是用这个频段,导致这个频段的信号比较“脏”,收到的干扰比较大。 现有的使用这个频段的蓝牙、WiFi协议本身也是为了IP宽带连接而设计的,专注于速率,所以也导致覆盖范围一般不超过100米,并且连接数量有着很大的限制。 因此,要想避免频谱资源的政策风险,就只能使用24GHz这个频段 ,那么如何在这样的情况下增加无线覆盖的范围,提升覆盖距离,就是物联网公司需要解决的一个大问题。
比较有实际应用意义的物联网的规模需要达到一定的程度,也就是终端要足够多,很多地方并不具备电源接入的条件,那么就需要终端的功耗要足够低或者索性无源。
无源当然是最佳的方式,目前的解决方案是要加储能电路,但这种电量非常微小,在现有的技术条件下,覆盖范围和传输能力都受到严重的制约,只能适应很少的一部分场景。因此,大多数情况还是需要有源的终端,这就需要功耗尽可能地低了。 功耗问题可能是目前物联网面临的主要问题之一。
例如在智慧停车之类的项目中,有部分方案是用NB-IoT实现的。这个标准由于使用了蜂窝技术,只有运营商具备掌控的能力,所以电信运营商和设备商都非常有热情去推广,也号称一块电池可以用十年,看起来功耗似乎很低,但那是有前提条件的,就是它平时处于睡眠状态,每天主动醒来一次上传一次数据,在这样的情况下才可能坚持十年。 但用于停车就得频频被唤醒,因此在这个场景中使用就非常耗电。根据实际使用的经验,差不多5个月左右就得去更换电池了。这带来极大的维护工作量,而且电池的成本本身也非常高。因此,至少在停车这种方案中,NB-IoT并不是一个好的选择。如果用LoRa呢?在停车中也有应用,表现好一点,能够达到一年多的使用时间而不用换电池。而一般里面模块和芯片的寿命在5年以上,也就是说,在终端设备的生命周期里,需要更换多次电池,每一次更换电池实际上跟新开工一个项目工作量差不多多少。因此,我们不能说这种状况是令人满意的。
所以,如果能够解决有源终端的功耗难题,不光可以大大减轻日后的维护工作量,还可以大大降低终端的成本,这是因为在实际应用中,电池是物联网终端的主要成本之一。
技术本身是没有国界的,但遗憾的是我们并不生存在一个理想的世界里,我们的现实世界依然存在着各种各样的利益群体,有的时候出于自身利益的考虑,作为体现现代竞争力的物联网技术就要受到一些因素的制约。国家就是一个典型的利益群体,而国家安全往往是这个群体的最高利益之一。信息安全是国家安全的一个重要方面,物联网搜集各种各样的信息,这些信息有的时候就是非常机密的情报,不方便被其他利益团体所获知,因此,在物联网标准方面,在一开始就要注意这个方面。
LoRa是美国公司Semtech所提出的一个物联网标准,也是目前比较主流的标准。这个标准对标的是SigFox——一个欧洲的私人公司封闭的物联网标准,但SigFox用自己的标准建了一个覆盖很广的网络,对外运营物联网业务,可以叫做物联网供应商;而LoRa是半开放的标准,允许用户使用这种技术进行模块和终端产品的开发,并用这些产品组建自己的LoRa物联网,虽然相比于市场上主流的其他方案,看起来价格并不贵,但标准、芯片等核心部分过分集中于美国的供应商Semtech上,在特定的时候这就是一个很大的风险。
因此,无论是物联网方案提供商、物联网产品开发商,还是用户,在选择物联网标准的时候要考虑到这个问题。当然,对于小规模的民用应用,采用什么标准问题不大,但对于军用、大规模应用来说,不考虑这个因素将可能让投资全部打水漂。 最近的无线电频谱的一个征求意见的文件就让某国外标准被判了死刑,即使我们最大的两个互联网公司刚刚加入了这个阵营也是无可奈何。
NB-IoT是中国特别是运营商和设备提供商力推的标准,但它的问题在于功耗较高、用户容量有限,所以,在很多场景里并不适合。因此,中国还需要更多的物联网标准,来补充NB-IoT的不足。
01
物联网标准
传感器、软件、网络的迅速发展,这也就使得我们对于传感网产业的发展得到了快速的发展,物联网标准里面,使得我们的生活中将无处不在的末端设备和设施,使得我们的生活逐渐的智能化。
物联网
物联网是国际上的称谓,在我们国家,它是传感器的代名词。物联网的最终目的是将我们生活中的物品和网络连接起来,使得我们的生活更加的便捷、高效。
物联网标准和平台合作标准中,首先就是要求我们的物联网平台具备良好的稳定性,在选择上,我们就需要让他们拿出他们的稳定性检测报告,没有稳定性,我们的投入就有可能打水漂,这是重点。
04接着我们就要看平台的可扩展性和灵活性了,可扩展性指的是平台小的时候,我们可以使用这个平台,平台大了,我们同样可以使用。灵活性指的是能够适应快速变化的技术、协议及功能,平台可以与多个外部的重要技术、系统集成和合作。
05 接着我们就要看平台的安全预防报告以及平台是否能够提供具体的上市时间,上市的时候,平台可以提高什么样的技术支持。
最后就是看平台是否能够提供给我们定价模式和提高之前的业务案例。
关键词:物联网,RFID
一、概念
物联网(Internet of Things)这个概念最早由麻省理工的Auto-ID中心在1999年提出,其基本想法是将RFID和其他传感器相互连接,形成RFID架构的分布式网络。
欧洲委员会[1]提出“物联网是未来因特网的综合部分之一,可以被定义为一个动态的全球网络基础。基于标准的和互 *** 作的通信协议,无论物理的还是虚拟的“物”均有身份、物理属性和虚拟特质,具备自配置能力且使用智能接口,可以无缝地集成到信息网络中去。”
本文认为,物联网实质上是将真实世界映射到虚拟世界的过程:真实世界中的事物,通过传感器采集一定的数据,在虚拟世界中形成与之对应的事物。“相关物体可能在虚拟电子空间中被创造出来,源于物理物体空间,且与物理空间的物体有关联。”[2]传感器采集到数据的详细程度,将影响到该事物在虚拟世界中的抽象程度。在虚拟世界中,对该事物最简单也最重要的描述是物体提供了一个ID用于识别(如使用RFID标签),最详细的描述则是真实世界中该事物的所有属性和状态均可在虚拟世界中被观察到。进一步的,在虚拟世界中对该物体做出控制,则可通过物联网改变真实世界中该物体的状态。对于一个真实的事物,其所需的各种应用与 *** 作,只需在虚拟世界中对与之对应的虚拟事物进行应用和 *** 作,即达到目的。
这样将会对世界带来巨大的改变:实地实时监测和控制一个事物的成本是高昂的,通过物联网,所有事物都将在虚拟世界中被找到,以较低的成本被监测和控制,从而实现4A(anytime, any place, anyone, anything)[3]连接。虚拟世界提供了对所有事物的实时追踪的可能,所有的信息都不是孤立的,这将为各种海量运算和分析提供了最基础和最重要的信息源。真实世界存在于某一时刻,而当物联网发展到能将真实世界中的所有事物都映射到虚拟世界中时,无数个某一时刻的世界汇集起来,在虚拟世界中将形成一个可以追溯的历史,如同过去以纸质保存历史事件的发生,将来将以电子数据对所有事物进行全息描述的形式存储世界的历史。
二、体系架构
目前, 物联网还没有一个广泛认同的体系结构,最具代表性的物联网架构是欧美支持的EPCglobal和日本的UID物联网系统。EPC系统由EPC 编码体系、射频识别系统和信息网络系统3 部分组成。UID 技术体系架构由泛在识别码(uCode)、泛在通信器、信息系统服务器、和ucode 解析服务器等4部分构成。EPCglobal 和UID上只是RFID 标准化的团体,离全面的“物联网”体系架构相去甚远。
美国的IBM公司在2008年提出“智慧的地球”这一与物联网概念相近的概念,并提出通过INSTRUMENTED,INTERCONNECTED和INTELLIGENT这三个层面来实现智慧地球。在文献基础上,本文提出了物联网体系架构。
1、智能物体层:通过传感器捕获和测量物体相关数据,实现对物理世界的感知。同时具备局部的互动性,需要一定的存储和计算能力。
2、数据传输层:以有线或无线的方式实现无缝、透明、安全的接入,提供并实施编码、认知、鉴权、计费等管理。
3、信息关联层:通过云计算实施对海量数据的存储和管理、数据处理与融合,屏蔽其异质性与复杂性,形成一个与真实世界对应的虚拟世界。
4、应用服务层:从虚拟世界中提取信息,提供丰富的面向服务的应用。如智能交通、智能电网、智能医疗等等。
需要指出的是,数据由底部的传感器通过网络到达应用服务层面,而实际上,在服务应用层面,各个中心、用户可以反向的通过网络由执行器对物体进行控制。
在该体系结构中,感知层面的各种传感器、执行器都是具体的,随着技术的发展会不断升级,新设备不断引入物联网。而服务应用层的各种需求也是不断提出的,并不是一层不变的。若是每个具体的服务应用和传感设备都形成一个独立的网络,最后可能形成许多套特殊的网络,这不利于推广和不便于维护。因此这需要物联网的网络层有一定前瞻性,物体设备层可以变化,服务应用层可以变化,但它们都是通过一个普适的网络进行连接,这个网络可以在一定的时间内保持稳定。
三、面临的挑战
1、统一标准
物联网其实就是利用物体上的传感器和嵌入式芯片,将物质的信息传递出去或接收进来,通过传感网络实现本地处理,并联入到互联网中去。由于涉及到不同的传感网络之间的信息解读,所以必需有一套统一的技术协议与标准,而且主要是集中在互联上,而不是传感器本身的技术协议。现在很多所谓的物联网标准,实际上还是将物联网作为一种独立的工业网络来看待的具体技术标准,而应对互联需要的技术协议,才是真正实现物联网的关键。
2、安全、隐私
在物联网中所有“事物”都连接到全球网络,彼此间相互通信,这也带来了新的安全和隐私问题,例如可信度,认证,以及事物所感知或交换到的数据的融合。人和事物的隐私应该得到有效保障,以防止未授权的识别和攻击。安全与隐私这个问题,是人类社会的问题,不论是物联网还是其他技术,都是面临这两个问题。因此,不仅要从物联网内部的技术上做出一定的控制,而且要从外部的法规环境上作出一定的司法解释和制度完善。
参考文献
1 Commission, IDE, Internet of things Strategic Research Roadmap 2009
2 CASAGRAS Final Report: RFID and the inclusive model for the Internet of things 2010
3 ITU Internet Reports 2005: The Internet of Things 2005, ITU2022年12月物联网大会的意义
物联网大会的意义在于共同制定物联网数字经济行业团体通用标准,建立全球物联网数字经济生态体系市场,推动物联网支撑的数字化新经济发展,减小数字鸿沟,助力联合国可持续发展目标,开放合作,携手构建万物互联的智慧世界。来源: 科技 日报
图集
为做好“六稳”工作,落实“六保”任务,进一步推动物流业制造业深度融合和创新发展,保持产业链、供应链稳定,推动形成以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局,国家发改委9月8日公布了《推动物流业制造业深度融合创新发展实施方案》(以下简称《实施方案》)。
9月9日召开的中央 财经 委员会第八次会议也强调,党的十八大以来,我国流通体系建设取得明显进展,国家骨干流通网络逐步健全,流通领域新业态新模式不断涌现,全国统一大市场加快建设,商品和要素流通制度环境显著改善。同时,我国流通体系现代化程度仍然不高,还存在不少堵点亟待打通。
物流已成制造业提高竞争力的重要因素
《实施方案》由国家发改委、工信部和公安部等13个部门联合出台。中国物流与采购联合会副会长贺登才说,在我国 社会 物流总额中,工业品物流占90%以上,工业品从原材料采集、生产制造到消费端的整个流程中,90%以上的时间处于物流环节。物流业与制造业的融合程度,决定着物流业、制造业“两业”发展水平和国民经济的综合竞争力。
物流业是支撑国民经济发展的基础性、战略性、先导性产业。2019年,我国 社会 物流总额达到298万亿元, 社会 物流总费用与GDP的比率为147%,比上年同期下降01个百分点。当前,我国物流业制造业融合发展趋势不断增强,随着市场竞争日趋激烈,物流已从附属服务转变为提高制造企业市场竞争力,降低成本挖掘利润空间的重要因素,物流与制造企业间风险共担、利益共享的联动融合发展格局正在形成。
天津大学管理与经济学部教授刘伟华说,我国制造业具有全球最完整的产业体系,有超大规模的市场优势和内需潜力。然而,在当前深化供给侧结构性改革、推动经济高质量发展的背景下,两业融合发展仍然存在融合层次不够高、范围不够广、程度不够深,与促进形成强大国内市场,构建现代化经济体系的总体要求还不相适应等问题。
国家发改委表示,物流业与制造业融合发展存在的问题,具体表现在物流企业专业化服务能力和水平不高,不能有效适应制造业发展需求;物流枢纽、物流园区与产业园区统筹布局不够,不能实现有机衔接和协同联动;制造业领域存量物流资源整合和开放程度不足,制造企业内部物流成本相对较高。特别是应对新冠肺炎疫情和推动复工复产期间,供应链d性不足、产业链协同不强、两业联动不够等问题凸显,直接影响到产业平稳运行和正常生产生活秩序。
从关键环节到重点领域深度融合
国家发改委表示,按照“紧扣关键环节、突出重点领域”的总体思路,《实施方案》系统提出了11方面的发展任务。从企业主体、设施设备、业务流程、标准规范、信息资源等5个关键环节,对促进两业全方位融合提出明确要求,推动解决制约两业深度融合的主要障碍;聚焦大宗商品物流、生产物流、消费物流、绿色物流、国际物流、应急物流6大重点领域,明确了推动两业深度融合、创新发展的主攻方向。
刘伟华说,在打通堵点方面,两业在设施设备融合联动、业务流程融合与标准规范协同上存在较大差距,已成为制约其深度融合的堵点。《实施方案》提出,在国土空间规划和产业发展规划中加强物流业制造业有机衔接、推动制造企业与第三方物流、快递企业密切合作,在生产基地规划、厂内设施布局、销售渠道建设等方面引入专业化物流解决方案,建立跨部门工作沟通机制,结合实际研究制定物流业制造业融合发展的团体标准。
在连接断点方面,两业在建立互利共赢的长期战略合作关系、双方信息资源融合互通等方面存在明显的断点。《实施方案》提出,推动将物流业制造业深度融合信息基础设施纳入数字物流基础设施建设,夯实信息资源共享基础等。这些措施将有效链接两业的关键断点,有助于激发市场主体活力,鼓励企业释放创新动能。《实施方案》还明确围绕市场环境、金融支持、政策支撑、示范引领和组织保障等角度,帮助两业融合建立高效循环的外部环境,有利于消除供应链“梗阻”,确保物流畅通。
“《实施方案》提出,促进工业互联网在物流领域融合应用, 探索 和推进区块链、第五代移动通信技术(5G)等新兴技术在物流信息共享和物流信用体系建设中的应用等。这些新提法,将助推新基建与两业融合发展,促进传统行业智能化改造。”贺登才说。
新技术颠覆传统生产物流运作方式
“在新一轮 科技 革命与产业变革的背景下,大数据、云计算、物联网、人工智能、区块链、5G技术等新一代信息技术的出现颠覆了传统生产物流的运作方式。这对我国制造业智能化、高端化、精细化的发展水平提出了更高要求,也需要物流业与上下游制造、商贸企业实现深度融合,加快优化供应链、延伸产业链、进而提升价值链。”刘伟华说,因此,《实施方案》提出,鼓励制造业企业适应智能制造发展需要,开展物流智能化改造,推广应用物流机器人、智能仓储、自动分拣等新型物流技术装备,提高生产物流自动化、数字化、智能化水平。
科技 部公示的2018年度国家重点研发计划“智能机器人”重点专项中,菜鸟牵头联合产学研单位研发未来物流机器人是其中的重点项目。杨开封说,该项目旨在打造新一代物流机器人系统,形成关键技术、设备和工艺流程的突破,实现大批量、多种智能机器人集成作业。
“国家层面正在推动建立现代流通体系,而《实施方案》的出台,将进一步促进研究机构、自动化设备制造企业、智能系统开发企业及应用企业等全产业链的融合与发展,从而建立起成体系的产业标准、行业规范,加速物流数字化与智能化发展进程,实现与制造业的深度融合。”杨开封表示。
回答如下:
智享单车吧,首次免费骑车1元30分钟,下载智享单车APP就可以用了,第二次需要交押金500元。
共享单车
共享单车是指企业在校园、地铁站点、公交站点、居民区、商业区、公共服务区等提供自行车单车共享服务,是一种分时租赁模式。共享单车是一种新型环保共享经济。
共享单车实质是一种新型的交通工具租赁业务-自行车租赁业务,其主要依靠载体为(单车)自行车。可以很充分利用城市因快速的经济发展而带来的自行车出行萎靡状况;最大化的利用了公共道路通过率。同时起到健康身体的作用。[1]
2016年底以来,国内共享单车突然就火爆了起来,最近一张手机截屏蹿红网络。在这张截图上,24个共享单车应用的图标霸满了整个手机屏幕,真的是“一图说明共享单车的激烈竞争”。而在街头,仿佛一夜之间,共享单车已经到了“泛滥”的地步,各大城市路边排满各种颜色的共享单车。[1]
共享单车已经越来越多地引起人们的注意,由于其符合低碳出行理念,政府对这一新鲜事物也处于善意的观察期。[2]
2017年5月7日,在沪召开共享单车专业委员会成立大会,宣布成立中国自行车协会共享单车专业委员会。[3] 2017年8月3日,交通运输部等10部门联合发布了《关于鼓励和规范互联网租赁自行车发展的指导意见》。新政明确了规范停车点和推广电子围栏等,并提出共享单车平台要提升线上线下服务能力。[4]2017年11月6日,中国通信工业协会发布团体标准《基于物联网的共享自行车应用系统总体技术要求》[5]。
中文名
共享单车
外文名
Bicycle-sharing
地点
校园、地铁站点、公交站点等
特点
方便出行,经济实惠
方式
短期出租自行车
其他名称
共享自行车、公共自行车
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