物联网技术的应用举例 物联网技术发展与分析

物联网技术的应用举例 物联网技术发展与分析,第1张

摘 要:随着信息技术的不断发展,在互联网技术上又延伸和扩展出了物联网技术,物联网技术具有十分重要的经济和社会前景,引起了很多国家和政府的重视。本文就是在这个背景下首先讨论了物联网的概念和基本技术,然后描述了其应用领域,最后并对物联网发展的问题做了分析。
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。

楼上一些回答太形而上学了,都是理论,简单的事情整复杂了,非常容易把人往沟里带。
本人从事物联网专业(说实话做了不少产品,但目前OSI七层协议都背不全),分享下自己的答案,希望能给题主一些帮助。
物联网其实是互联网的一个延伸,互联网的终端是计算机(PC、服务器),我们运行的所有程序,无非都是计算机和网络中的数据处理和数据传输,除了计算机外,没有涉及任何其他的终端(硬件)。
物联网的本质还是互联网,只不过终端不再是计算机(PC、服务器),而是嵌入式计算机系统及其配套的传感器。这是计算机科技发展的必然结果,为人类服务的计算机呈现出各种形态,如穿戴设备、环境监控设备、虚拟现实设备等等。只要有硬件或产品连上网,发生数据交互,就叫物联网。
不过物联网的概念目前被炒到过热。鄙人大概十年前开始学习嵌入式,那个时候还没物联网、智能硬件这么高大上的字眼。相信很多前辈那时跟我一样,学的是单片机编程,大家都用“单片机”来概括这个行业。大概2012年左右,很多热钱从房市涌出,投入资本市场。正是这个时候,一大波高大上词汇来袭。服务器技术叫“云”,单片机叫“智能硬件”,网络单片机应用叫“物联网”,车载单片机应用叫“车联网”。。。呵呵。这种现象是商业进展的必要性,我们搞技术的只能跟着改头换脸,谁叫发薪水的是老板呢,呵呵。
不过受限于技术上的瓶颈,物联网的发展,其实无法像当初互联网那样爆发。或者换通俗一点的说法,大家有没有发现很多物联网的应用,其实是锦上添花的东西,需求性并没有那么强,这也就是为什么很多智能硬件卖得并不是很好的根本原因;正是因为需求性原因,所以商业上也不会出现滴滴打车那样的持续性投入,又一定钳制了技术的进一步发展。
到今年,这一波的投资热潮冷却了很多,但是在这波浪潮里,我们的社会还是发生了很多变化。首先是关注物联网的人越来越多,从业者也越来越多。而且很多大学也开设了相关课程,政府也出台了行业鼓励政策。前面我们说过物联网的概念被炒得有点过热,所以在物联网的大群体里,有两类人最为迷茫。其一就是专注物联网的创业者,其二就是物联网专业的学生。鄙人也曾经属于第一类人。
物联网的技术前景是广阔的,近些年上市的一些空气净化器产品,穿戴设备,家庭环境监控设备,在过去是不曾有的,在目前的消费背景下,正服务着大众。未来还会有更多的新式设备出现,这些正是物联网技术发展的必然结果,所以投身于物联网的技术研发,是很有前景的一件事。
然而物联网的商业前景却是复杂的,特别是对于创业者而言,这不是一个好消息。既然创业,目的肯定是赚钱,然而放眼人类社会,最赚钱的事情,其实归类起来就那么几样。首先是资源、再就是获取资源的工具,以及信息。每个企业,想要活得好,目标只有一个,就是垄断。然而社会上的大部分资源,都是垄断在大企业手里,小企业参与的,往往是跟民生有关的门槛低的行业,竞争激烈,赚钱辛苦。回到计算机行业,虽然计算机行业开放程度很高,然而垄断的存在并不亚于其他行业。英特尔、ARM等公司,基本垄断了处理器行业。微软、Google(Android)、苹果垄断了 *** 作系统。物联网是新兴市场,虽然目前容量不大,但各家各户都盯着,对于创业者而言,无法创造垄断,很难存活。创业者大部分都是小公司,你无论多么牛逼的技术,一旦有市场,大公司都可以迅速投入数倍于你的资金,在非常短的时间内模仿你,超过你,压垮你。你是小公司,宣传推广,也不可能投入像大公司那样的资金及影响力,所以产品再好,也不一定卖得好,这是每个技术型创业者,不得不面对的事实。
正是因为上述压力,很多创业者非常迷茫。本人过去四年间一直从事物联网行业,因此结识了很多同行,其中大部分都是创业者。这些创业者非常勤奋,对自己的想法充满热情,也往往敢于坚持。然而这些并没有什么用,大部分创业者,都没有走到今天,因为投资人的钱总是会烧完的。
我觉得想走向成功,物联网行业的创业者应该处理好两个问题。首先,应该认识到,计算机行业想突破垄断,对于大企业而言,是技术积累。然而对于个人或小团队而言,唯一的方法是缩小用户群体。就是我们应该专注于一个领域一项技术去解决一个问题。如果你说你的客户是大众每一个人,那你的东西基本一个都卖不出去。但是如果你的客户是“捷达轿车车主”+“装过电子导航系统”,那你的东西会比较好卖。缩小用户群体的好处,是大企业不会来跟你抢饭吃,而你又非常容易精准的找到你的客户并说服他们买你的东西。其次,个人或小团队,不应该有任何一刻在亏本,否则你终会难以坚持。最好的状态,应该是大家都有正职工作(收入),但是比较闲,一起来维护一款小产品,这样的情形,往往容易成功(最后团队或项目被大公司收购,实现财务自由,或职位上升)。
对于在大企业进行物联网方向研发的人员,自然不用担心收入问题,然而可能大部分时间,都要接受来自上层的任务分配。作为物联网技术从业者,我们应该认识到,这个行业的技术,还是有很多方面需要突破的,个人将一些觉得需要突破的技术陈列如下,希望在物联网方向的研发人员,可以在闲暇之余,做一下这么几方面的技术积累:
1目前国内低功耗网络技术都做得不好,包括zigbee,其实也被过分夸大宣传。
2传感器和传感输入部分,其实有很大的空间,人之所以聪明,跟手、眼、口、鼻、耳有很大关系,然而计算机的手眼口鼻耳,没一项可以跟人比。由于个人很难在芯片技术上积累,所以只能做做算法,对于视觉识别技术,各个领域,都有非常大的潜力,可以研究积累。
3降低研发难度的工具,可以关注下,目前物联网还属于教学推广阶段,能够快速帮助从业者提高研发效率的工具,可以研究积累。(鄙人正是做这一块)
4特定环境下的语音对话算法,可以研究下。目前所有的语音识别,几乎都不过是语音转文字而已,然后计算机通过词汇分析来执行任务,基本都做不了上下文对话。非特定环境下的语音对话,估计国外的苹果、google,国内的讯飞、腾讯、百度都在研究,个人技术者基本没有必要也没有机会。不过在特定环境下(比如自动导航这个环境,人的指令,只会围绕“导航”这个主题),语音对话是非常有效率的输入输出工具,值得个人研究积累。
说完创业者,再来说说各大高校的物联网专业的学习者。
其实我个人是不建议在本科搞物联网专业的,因为物联网专业不是基础学科,在本科开设,没能力的学校,也就是一个幌子,会坑不少人。有点能力的学校,也无法指望在当前的教学构架下,能让学生学到点什么。其原因就是,物联网涵盖的内容太多,随便列举列举:
1数电模电、单片机编程技术:要做物联网产品,起码,你能看得懂电路板吧,你得能给单片机写几行代码,点个流水灯什么的吧。要知道,这过去是放到自动化专业四年要学的东西啊。电路板画得好,就算在内陆省会城市,月薪也随便上万的啊,单片机写得好,月薪也一样上万的啊。打什么物联网的幌子啊!
2网络技术:光给单片机编单机程序还不行,你还得能让单片机上网吧,否则叫什么物联网。既然上网,最简单的“客户端-服务器”模型,你好歹得在云端放个服务器吧。且不说服务器程序你要自己写,到阿里云买个服务器,绑定个域名,估计你都得折腾一个礼拜。写服务器程序,那在本科也是一门专业啊,起码VC要学吧(时髦点学java)。你即会上位机,又会单片机,那你是全栈工程师啊,这工资不是更高?
3无线技术:很多产品,光一个单片机还不行,你还得整多个单片机,然后多个单片机互相整个网络,这就涉及到组网。用wifi,功耗太高。用zigbee,光协议就看死你。用蓝牙,人家构架就没这么整过。那只好自己写吧,从驱动到组网协议,你要能写全,还不出问题,那以后还有什么软件构架你整不了啊?
4传感器技术:就目前而言吧,很多传感器都是数字型的,直接丢数值出来,单片机只需连上去就可以用,难到不难。但问题是量多,测温度吧,有温度传感器;测光照吧,有光照传感器;测空气吧,有空气质量传感器;还有加速度传感器、心率传感器、颜色传感器、分贝传感器。。。大学也就四年,学单片机编程估计都要三年,你看你剩下的时间能整几个吧。
5终端技术(App):物联网物联网,你把用户搁哪啊,总要给用户丢个App来看看产品状态吧,那就得学习App怎么做。iOS和Android你还得都学了,不然用户就得减少一半,呵呵。
所以本科开设的物联网专业真的是坑啊,明摆着学校不可能教全的嘛,就算学校愿意教,学生也学不过来啊。给点可行性建议吧:
1明确正确的技术观,物联网是一个行业,而不是一个专业。学好物联网里任何一项技术,都可以独当一面,迅速实现个人价值积累(收入很赞的哦)。如果贪多贪快,除了给自己带来无尽的失望和打击,没什么好处。
2明确正确的发展方向,物联网涉及软硬件、互联网、App等多个领域,作为个人而言,只可能精其一样。如果是做硬件,那就好好学数电模电、应用电路、布线画板、传感器特性等等。如果是做软件,明确方向,一般建议本科阶段学好单片机编程、熟悉一两种传感器或应用,做一两款小产品即可。毕业后,可逐步过渡,学会和其他工程师配合,学会组网应用,多出作品练手。
3实践大于理论,学物联网或者嵌入式一定要勤上手,多出作品。多出作品,不仅可以增长技术能力、了解物联网构架,最重要的是可以提高自信心。人与人的区别,大部分都在教育,而教育成功与否,自信是非常重要的评估法则。当然,由于物联网一般都是系统产品,建议学习者可以基于成熟的构架去做产品,这样容易成功做出完整产品。可以用我们酷享物联系统,也是选择之一。
4毕业后,尽量不要去初创公司,不过初创公司也很少招应届生。一定要去中型企业或大企业的核心团队,哪怕打杂都行。无论未来是打算做市场还是做技术,一定要记得毕业招工作的时候,要想办法进企业的核心研发团队,大公司进不了,就进小一点的,再进不了,就再小一点。可能有人会问,人家不一定要我啊。对,人家不一定要你,你本科期间作出的物联网作品,就是敲门砖。
5就业后,不要急于成功,闷下心思,跟着团队技术带头人做技术。有什么做什么,尽多培养不同领域的应用,多结实靠谱的技术朋友。三五年后,某一天,你会发现你自己有技术、有团队,可以做任何产品的时候,你的路也会宽阔起来。
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好了,广告时间到了,来说说我这两年从事的项目:
酷享物联系统,是开源、开放的物联网系统,以主机+设备的方式,原生支持常见家电控制,提供可以嵌入到设备里的无线物联模块(万纳模块)给研发者,研发者可以基于万纳模块,快速实现自己的Idea。万纳模块8个IO无需编程,就可以被配置为数字输入输出、按键、模拟采样(ADC),PWM等各种方式,极大的降低了设备的接入门槛。
由于酷享物联系统是开源系统,学习者使用酷享系统学习物联网构架的同时,还可以看到酷享物联系统的实现代码,以及诸多应用案例,以最高的效率,提升自己对物联网的理解。
案例:
植物栽培助手(不编程案例)
双向开关、智能插座(不编程案例)
情景面板(不编程案例)
LED调光器(不编程案例)
空气质量监测仪(开源案例)
补充:(2016420)
本来不想上照片的,有评论说我做的这几个作品根本没有联网,那我就发几张照片出来打脸,呵呵。
请问?系统中所有设备,都可以通过app远程联网查看,控制,怎么不是物联网????????????????
请问?系统中所有设备,可以脱离手机,通过网络互为关联,互相触发,怎么不是物联网?????????????????
对,说的就是你,让我看论文的那位!!!!!!!!!!!!!
好了,希望诸多物联网从业者也好,初学者也好,都能戒骄戒躁,努力积累,实现中国梦!哈哈哈哈

首先这是一个很宏观的问题,我认为物联网在各方面都会有很大的发展前景的。

物联网使商业系统、社会系统与物理系统融合,形成一个个全新的、智慧的基础设施和设备网络群,应用可遍及工业监测、交通管理、物流管理、电力管理、环境保护、军事、公共安全、平安家居、老人护理、个人健康等许许多多个领域。物联网的发展将对世界经济、政治、文化、军事等各个方面产生无比巨大的影响,并使人们的生活方式发生翻天覆地的变革。

有国外知名研究机构 预测,未来物联网的发展将经历四个阶段,2010年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域,2010-2015年物体互联,2015-2020年物体进入半智能化,2020年之后物体进入全智能化。

尽管目前的物联网尚处初级阶段,在成本、标准及规模化方面还有待完善,仍有国内专家乐观预计,三五年之内,物联网的应用就可能在中国有突破性进展,十多年以后,物联网就会像现在互联网一样高度普及。

物联网的发展还是很迅速的。未来世界是万物互联的,人和人相连、人和机器相连、有电的地方都有计算,有计算机的地方都可以相连。越来越多的传感器、摄像头将被广泛部署,并由无处不在的网络联接起来,物理世界得以更准确地在数字世界中呈现。而且有越来越多的企业关注物联网与移动互联网领域的点滴发展,致力于帮助传统行业加速智慧转型升级。所以说物联网在各个方面还是有很大的市场前景。

前段时间,马云的无人商店在各大社交朋友圈刷屏,人们在新奇物联网走入生活的同时,开始真正认识物联网所带来的奇妙体验。在不久前召开的世界移动大会上,智慧家居、智能停车、智慧楼盘等物联网的应用已经慢慢渗透到人们生活的方方面面。
国际上也会将物联网称为传感网,这是继计算机技术、互联网技术以及移动通讯技术之后的又一次信息技术产业浪潮,专家也定义物联网为信息技术的第三次浪潮,是确立未来信息社会竞争有事的关键。我们可以设想一下,未来的物联网就是通过一个小型的数据处理中心进行初级加工,然后传输到大的数据中心中进行深加工,这样的过程,在降低成本,提高效率的同时,充分发挥了物联网的优势,让大数据处理更加的快捷,方便。
和远智能智慧用电安全管理系统是基于物联网的用电安全系统。通过三层结构------数据采集层、通讯管理层、中心监控层将探测器获取的数据分析处理,传输到云平台,使用者可以通过手机、电脑实时监控这些数据,即使无人现场监控,也能保证线路的故障及时发现。
智慧用电安全管理系统应用于各个行业之中,为人们的用电安全保驾护航。越来越多的人使用和认可“智慧用电”所带来的便利。物联网技术的发展,也将推动“智慧用电”变得更加“智慧”。

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。

说到物联网,肯定是要与当今发展迅速的信息技术关联到一块,物联网是新一代信息技术的重要组成部分之一,同时也是当前快速发展的信息化时代的重要发展内容及阶段,它的英文名字是:Internet of things(IoT),解释也可以通俗易懂点,就是物物相连的互联网组成了物联网。物联网凭借着只能感知、部分识别技术、通信感知技术等等技术广泛的应用于各种网络应用中,这样的发展也被称为世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网的核心是应用创新能力。所以把握好了用户的感受,以用户为核心那么物联网技术必定会有非常好的前景。
其实物联网技术不是对现在的技术加以翻新革命,而是通过对现有相关技术的综合运用,目前有很多大学已经开设了物联网相关专业,其实物联网专业是一个比较混杂的学科,涉及到计算机课程、通信技术课程、电子技术课程、测控技术课程等专业性较强的专业基础知识,可能有的学校会开设一些管理学和软件开发等方面的课程知识。相关专业也开设了有6-7年左右了,很多学校也专门制定了物联网人才培养方案,学生需要学习包括基础课程、计算机系列课程、信息与通信技术、数模电技术、物联网技术及应用、物联网安全、嵌入式等等相关技术,另外做物联网开发、IT开发的人员,都需要对外语能力有一定要求,因为很多产品芯片资料都是外文的,需要保证可以读得懂才行。另外,因为物联网专业是们交叉学科,涉及到的技术非常多,所以在本科阶段如果想深入学习这些知识的话难度很大,所以面对找工作来说不仅要求学历,而且技术深度专业方向、应用能力都是企业用人的标准。
物联网将是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”,是继通信网之后的另一个万亿级市场。业内专家认为,物联网一方面可以提高经济效益,大大节约成本。我国也正在高度关注、重视物联网的研究,工业和信息化部会同有关部门,在新一代信息技术方面正在开展研究,以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。
随着物联网技术的不断发展和市场规模的不断扩大,其已经成为全球各国的技术及产业创新的重要战略。美国提出“智慧地球”概念,引发全球物联网关注热潮,将物联网上升为国家创新战略的重点之一。先进的硬件设计制造技术,已经趋于完善的通信互联网络均为物联网的发展创造了良好的条件。目前,美国已经开始在工业、农业、军事、医疗、环境监测、建筑、空间和海洋探索等领域开展物联网应用积累。
我国就物联网发展也做出了多项国家政策及规划,推进物联网产业体系不断完善。《物联网“十二五”发展规划》、《关于推进物联网有序健康发展的指导意见》、《关于物联网发展的十个专项行动计划》,以及近期颁发的《中国制造2025》等多项政策不断出台,并指出“掌握物联网关键核心技术,基本形成安全可控、具有国际竞争力的物联网产业体系,成为推动经济社会智能化和可持续发展的重要力量。”在物联网发展热潮以及相关政策的推动下,我国物联网产业将持续保持高速增长态势,虽然增长率近年略有下降,但仍保持在23%以上的增长速度,到2015年,我国物联网产业规模已经超过7500亿元。预计未来几年,我国物联网产业将呈加速增长态势,预计到2020年,我国物联网产业规模超过15000亿元。
我国目前在物联网应用中的工业、医疗、交通、金融以及安防等方面都得到了相应的发展。当今很多的产品其实都离不开物联网技术,比如我们身边的共享单车、进出地铁站需要刷卡的射频技术、手机移动端的考勤管理软件、小米的智能家居产品等等都是物联网技术的产品。物联网产品就在我们身边,未来只要有人生存的地方就必定会有嵌入式产品、物联网产品存在,这些产品与人类是脱离不了的。
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物联网是通过传感器和物联化、互联化、智能化的网络相连接以全面感知、可靠传送和智能处理,将人、物品和网络全面连接。对于低成本可控的技术整合,通过全面的数据收集联网、分析和优化,更好的支撑和管理一个城市或者一个区域。在我国的战略性新兴产业中,包括物联网在内的新一代信息技术产业具有资源消耗少、环境影响少等广泛特点,呈现出迅速发展的势头。据测算,随着以智能服务为核心的智能交通、智能电网、智能医疗、智能家居、智能工业等物联网重点应用的局部展开,到2020年中国物联网产能市值将达到2万亿以上,物联网产业的发展对加快转变我国经济发展方式的转变、建设智能城市,推动产业结构战略性调整,增强我国自我创新能力、提升社会和公共服务能力具有重要的意义。

 大数据泛指巨量的数据集,因可从中挖掘出有价值的信息而受到重视。《华尔街日报》将大数据时代、智能化生产和无线网络革命称为引领未来繁荣的三大技术变革。麦肯锡公司的报告指出数据是一种生产资料,大数据是下一个创新、竞争、生产力提高的前沿。世界经济论坛的报告认定大数据为新财富,价值堪比石油。因此,发达国家纷纷将开发利用大数据作为夺取新一轮竞争制高点的重要抓手。
大数据时代的来临
互联网特别是移动互联网的发展,加快了信息化向社会经济各方面、大众日常生活的渗透。有资料显示,1998年全球网民平均每月使用流量是1MB(兆字节),2000年是10MB,2003年是100MB,2008年是1GB(1GB等于1024MB),2014年将是10GB。全网流量累计达到1EB(即10亿GB或1000PB)的时间在2001年是一年,在2004年是一个月,在2007年是一周,而2013年仅需一天,即一天产生的信息量可刻满188亿张DVD光盘。我国网民数居世界之首,每天产生的数据量也位于世界前列。淘宝网站每天有超过数千万笔交易,单日数据产生量超过50TB(1TB等于1000GB),存储量40PB(1PB等于1000TB)。百度公司目前数据总量接近1000PB,存储网页数量接近1万亿页,每天大约要处理60亿次搜索请求,几十PB数据。一个8Mbps(兆比特每秒)的摄像头一小时能产生36GB数据,一个城市若安装几十万个交通和安防摄像头,每月产生的数据量将达几十PB。医院也是数据产生集中的地方。现在,一个病人的CT影像数据量达几十GB,而全国每年门诊人数以数十亿计,并且他们的信息需要长时间保存。总之,大数据存在于各行各业,一个大数据时代正在到来。
信息爆炸不自今日起,但近年来人们更加感受到大数据的来势迅猛。一方面,网民数量不断增加,另一方面,以物联网和家电为代表的联网设备数量增长更快。2007年全球有5亿个设备联网,人均01个;2013年全球将有500亿个设备联网,人均70个。随着宽带化的发展,人均网络接入带宽和流量也迅速提升。全球新产生数据年增40%,即信息总量每两年就可以翻番,这一趋势还将持续。目前,单一数据集容量超过几十TB甚至数PB已不罕见,其规模大到无法在容许的时间内用常规软件工具对其内容进行抓取、管理和处理。
数据规模越大,处理的难度也越大,但对其进行挖掘可能得到的价值更大,这就是大数据热的原因。首先,大数据反映舆情和民意。网民在网上产生的海量数据,记录着他们的思想、行为乃至情感,这是信息时代现实社会与网络空间深度融合的产物,蕴含着丰富的内涵和很多规律性信息。根据中国互联网络信息中心统计,2012年底我国网民数为564亿,手机网民为42亿,通过分析相关数据,可以了解大众需求、诉求和意见。其次,企业和政府的信息系统每天源源不断产生大量数据。根据赛门铁克公司的调研报告,全球企业的信息存储总量已达22ZB(1ZB等于1000EB),年增67%。医院、学校和银行等也都会收集和存储大量信息。政府可以部署传感器等感知单元,收集环境和社会管理所需的信息。2011年,英国《自然》杂志曾出版专刊指出,倘若能够更有效地组织和使用大数据,人类将得到更多的机会发挥科学技术对社会发展的巨大推动作用。
大数据应用的领域
大数据技术可运用到各行各业。宏观经济方面,IBM日本公司建立经济指标预测系统,从互联网新闻中搜索影响制造业的480项经济数据,计算采购经理人指数的预测值。印第安纳大学利用谷歌公司提供的心情分析工具,从近千万条网民留言中归纳出六种心情,进而对道琼斯工业指数的变化进行预测,准确率达到87%。制造业方面,华尔街对冲基金依据购物网站的顾客评论,分析企业产品销售状况;一些企业利用大数据分析实现对采购和合理库存量的管理,通过分析网上数据了解客户需求、掌握市场动向。有资料显示,全球零售商因盲目进货导致的销售损失每年达1000亿美元,这方面的数据分析大有作为。
在农业领域,硅谷有个气候公司,从美国气象局等数据库中获得几十年的天气数据,将各地降雨、气温、土壤状况与历年农作物产量的相关度做成精密图表,预测农场来年产量,向农户出售个性化保险。在商业领域,沃尔玛公司通过分析销售数据,了解顾客购物习惯,得出适合搭配在一起出售的商品,还可从中细分顾客群体,提供个性化服务。在金融领域,华尔街“德温特资本市场”公司分析34亿微博账户留言,判断民众情绪,依据人们高兴时买股票、焦虑时抛售股票的规律,决定公司股票的买入或卖出。阿里公司根据在淘宝网上中小企业的交易状况筛选出财务健康和讲究诚信的企业,对他们发放无需担保的贷款。目前已放贷300多亿元,坏账率仅03%。
在医疗保健领域,“谷歌流感趋势”项目依据网民搜索内容分析全球范围内流感等病疫传播状况,与美国疾病控制和预防中心提供的报告对比,追踪疾病的精确率达到97%。社交网络为许多慢性病患者提供临床症状交流和诊治经验分享平台,医生借此可获得在医院通常得不到的临床效果统计数据。基于对人体基因的大数据分析,可以实现对症下药的个性化治疗。在社会安全管理领域,通过对手机数据的挖掘,可以分析实时动态的流动人口来源、出行,实时交通客流信息及拥堵情况。利用短信、微博、微信和搜索引擎,可以收集热点事件,挖掘舆情,还可以追踪造谣信息的源头。美国麻省理工学院通过对十万多人手机的通话、短信和空间位置等信息进行处理,提取人们行为的时空规律性,进行犯罪预测。在科学研究领域,基于密集数据分析的科学发现成为继实验科学、理论科学和计算科学之后的第四个范例,基于大数据分析的材料基因组学和合成生物学等正在兴起。
麦肯锡公司2011年报告推测,如果把大数据用于美国的医疗保健,一年产生潜在价值3000亿美元,用于欧洲的公共管理可获得年度潜在价值2500亿欧元;服务提供商利用个人位置数据可获得潜在的消费者年度盈余6000亿美元;利用大数据分析,零售商可增加运营利润60%,制造业设备装配成本会减少50%。
大数据技术的挑战和启示
目前,大数据技术的运用仍存在一些困难与挑战,体现在大数据挖掘的四个环节中。首先在数据收集方面。要对来自网络包括物联网和机构信息系统的数据附上时空标志,去伪存真,尽可能收集异源甚至是异构的数据,必要时还可与历史数据对照,多角度验证数据的全面性和可信性。其次是数据存储。要达到低成本、低能耗、高可靠性目标,通常要用到冗余配置、分布化和云计算技术,在存储时要按照一定规则对数据进行分类,通过过滤和去重,减少存储量,同时加入便于日后检索的标签。第三是数据处理。有些行业的数据涉及上百个参数,其复杂性不仅体现在数据样本本身,更体现在多源异构、多实体和多空间之间的交互动态性,难以用传统的方法描述与度量,处理的复杂度很大,需要将高维图像等多媒体数据降维后度量与处理,利用上下文关联进行语义分析,从大量动态而且可能是模棱两可的数据中综合信息,并导出可理解的内容。第四是结果的可视化呈现,使结果更直观以便于洞察。目前,尽管计算机智能化有了很大进步,但还只能针对小规模、有结构或类结构的数据进行分析,谈不上深层次的数据挖掘,现有的数据挖掘算法在不同行业中难以通用。
大数据技术的运用前景是十分光明的。当前,我国正处在全面建成小康社会征程中,工业化、信息化、城镇化、农业现代化任务很重,建设下一代信息基础设施,发展现代信息技术产业体系,健全信息安全保障体系,推进信息网络技术广泛运用,是实现四化同步发展的保证。大数据分析对我们深刻领会世情和国情,把握规律,实现科学发展,做出科学决策具有重要意义,我们必须重新认识数据的重要价值。
为了开发大数据这一金矿,我们要做的工作还很多。首先,大数据分析需要有大数据的技术与产品支持。发达国家一些信息技术(IT)企业已提前发力,通过加大开发力度和兼并等多种手段,努力向成为大数据解决方案提供商转型。国外一些企业打出免费承接大数据分析的招牌,既是为了练兵,也是为了获取情报。过分依赖国外的大数据分析技术与平台,难以回避信息泄密风险。有些日常生活信息看似无关紧要,其实从中也可摸到国家经济和社会脉搏。因此,我们需要有自主可控的大数据技术与产品。美国政府2012年3月发布《大数据研究与发展倡议》,这是继1993年宣布“信息高速公路”之后又一重大科技部署,联邦政府和一些部委已安排资金用于大数据开发。我们与发达国家有不少差距,更需要国家政策支持。
中国人口居世界首位,将会成为产生数据量最多的国家,但我们对数据保存不够重视,对存储数据的利用率也不高。此外,我国一些部门和机构拥有大量数据却不愿与其他部门共享,导致信息不完整或重复投资。政府应通过体制机制改革打破数据割据与封锁,应注重公开信息,应重视数据挖掘。美国联邦政府建立统一数据开放门户网站,为社会提供信息服务并鼓励挖掘与利用。例如,提供各地天气与航班延误的关系,推动航空公司提升正点率。
大数据的挖掘与利用应当有法可依。去年底全国人大通过的加强网络信息保护的决定是一个好的开始,当前要尽快制定“信息公开法”以适应大数据时代的到来。现在很多机构和企业拥有大量客户信息。应当既鼓励面向群体、服务社会的数据挖掘,又要防止侵犯个体隐私;既提倡数据共享,又要防止数据被滥用。此外,还需要界定数据挖掘、利用的权限和范围。大数据系统本身的安全性也是值得特别关注的,要注意技术安全性和管理制度安全性并重,防止信息被损坏、篡改、泄露或被窃,保护公民和国家的信息安全。
大数据时代呼唤创新型人才。盖特纳咨询公司预测大数据将为全球带来440万个IT新岗位和上千万个非IT岗位。麦肯锡公司预测美国到2018年需要深度数据分析人才44万—49万,缺口14万—19万人;需要既熟悉本单位需求又了解大数据技术与应用的管理者150万,这方面的人才缺口更大。中国是人才大国,但能理解与应用大数据的创新人才更是稀缺资源。
大数据是新一代信息技术的集中反映,是一个应用驱动性很强的服务领域,是具有无穷潜力的新兴产业领域;目前,其标准和产业格局尚未形成,这是我国实现跨越式发展的宝贵机会。我们要从战略上重视大数据的开发利用,将它作为转变经济增长方式的有效抓手,但要注意科学规划,切忌一哄而上。


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