三、物联网的应用与发展
下面详细讨论一下物联网的过去、现在与未来。
1、物联网发展的阶段划分
物联网发展的几个重要阶段可以归纳为如图5所示的五个阶段。根据有据可查的资料,物联网(Internet of Things)最早出现在1999年10月1日美国麻省理工学院(MIT)成立的一个Auto ID Center组织时推出的新概念,与此相伴的还有(全球)产品电子代码(EPC-Electronic Product Code)概念。而“物联网”与“EPC”概念的产生则可前推到1998年,这是对图5中灵感触发阶段的解说。
图5 物联网发展的几个重要阶段
在图5中的“灵感触发”阶段产生了一个“超想”,其基本含义是利用RFID技术的电子标签,对全球所有的物品进行惟一性编码,再将物品从生成到消亡的过程 中,尤其是物流过程中途经各节点时将其电子标签中的代码采集下来,再基于互联网的传输、加工与处理等技术为每件物品构建起从生到死且随时可查的过程档案。 这一“超想”,经过2000~2004年的发酵,曾以物流信息新技术的名义于2003年12月在国内首次引起官方重视,并于2003年12月22~23日 在中国物品编码中心,由国家标准委主持召开了国内首次物联网联席会议。2008~2009年,在金融危机的背景下,物联网再次以“智慧地球”与“感知中 国”等主题提出,引起热议,并最终回归到“物联网”。可以说,2009~2010年,人们对“物联网”的深入讨论与理性归纳,搭建了将“物联网”概念由 “超想”到落地的阶梯,可以预计,2011~2019年,将是物联网概念逐步落地具体实施的主要时段。
2、物联网的技术特征
物联网的技术特征可以归纳如下:
(1)物联网是信息技术(IT-Information Technology)发展走向高级阶段的象征。信息技术的发展一路走过单元IT技术(电报、电话、广播、电视、雷达、导航、中继、等等)的发展、网络 IT技术(移动通信、互联网、等等)的发展,走到物物互联IT技术(物联网)发展的系统阶段。
(2)物联网的分层技术已获得相对独立的发展,典型包括:
(3)系统特征(分层技术融合,目标应用导向)更加明显:
(4)集成设计与分布应用特征(网特征:节点+分布)更加突出:
3、物联网的纵向发展
物联网的纵向发展可以从跨地域,覆盖全行业角度归纳。国内和国际方面的关注侧重点略有不同。
(1)国内方面跨地域的行业应用有:
(2)国际行业应用有:
4、物联网的横向发展
物联网的横向发展可以从地域为特征的区域内的绿色城市、数字城市与智慧城市方面来归纳。典型的发展方向包括:
(1)区域智慧城市应用试点:
(2)智慧/数字/生态城市建设项目起动:上海、广州、深圳、南京、昆明、无锡、昆山、宁波、沈阳、佛山、等等。
(3)旅游景点应用:门票、导览、定位、食宿、交通、天气、等等。
5、物联网的纵横交织发展
物联网的纵横交织发展,用简单的归纳法已难以概括。一种抽象的归纳可能更有意义。基于物联网三要素的概括,可能更能说明问题,如图6所示。其中:
(1)物的因素。包括:物质、商品,离散物、连续物,等等。
(2)网的因素。包括:与物接口,互联网功能的延伸(针对物信息的采收、储存、加工与传输,等等。
(3)人的需要:包括:眼耳鼻舌身意感官的视听嗅味触意需要。
图6 物联网纵横编织的要素关系
四、RFID的应用与发展
RFID技术大规模走向民用领域最早可以追溯到20世纪80年代与90年代前后,在此之前,则更多的是军事应用与民用探索性研究阶段。时值2010年前 后,可以说RFID技术的民用发展获得了初步成熟,也取得了一些应用成效,如铁路车号自动识别系统应用已有十年,第二代身份证开始规模化应用也有5~6年 左右的历史。但从宏观角度以及RFID技术与物联网技术发展的空间来看,RFID技术的应用也才刚刚走出朦胧期,未来的规模化应用发展潜力巨大,空间巨大。
1、RFID规模应用的路径
RFID技术是一种代码自动识别技术,通过代码方式的抽象,可将具体的识别问题大大简化。这样的代码识别就象电话号码、员工编号、病床编号、身份证编码、组织机构代码、货单编号一样。规模化应用RFID技术的系统考虑可以归纳为如图7所示的解决流程。
图7 RFID技术规模化应用的途径
如图7所示,通过代码标识物品、采用无接触识别技术、进入RFID世界、结合应用特征选择并制定合适的RFID应用解决方案、经过试点应用进行检验,最后走到规模应用阶段。
2、RFID的技术特征
RFID技术是一种利用磁场与电磁场耦合实现的无接触识别技术,其技术特征可由宏观到微观概括,或由粗到细概括为以下几个方面:
(1)供电方式灵活、工作频段多样、通用专用并存:
(2)单芯片化电子标签技术:
(3)多样性电子标签读写器技术
(4)全方位满足应用需求
3、RFID技术的发展
RFID技术的发展走过了技术原创突破的概念阶段,正在走向应用驱动的产业化发展途经的通道中。进一步的发展可以概括为:
(1)多频段、多样化、有重点地突破与发展
(2)电子标签芯片技术的发展
(3)由技术标准为重心向应用标准为重心方向发展
(4)RFID技术发展离不开应用推动。
4、RFID的简单应用
RFID的简单应用可以归纳为RFID单技术的独立应用。解决好RFID的简单应用是基础,通过大量的简单应用,可以为RFID的复杂应用积累经验。简单RFID应用的情况可以概括如下:
(1)RFID独立应用可定位于RFID的简单应用
(2)应用需求分析需要考虑的几个问题
(3)基于应用需求分析考虑产品选择与解决方案
5、RFID的复杂应用
RFID的复杂应用可以归结为与其它技术相结合的综合应用,具体情况可以概括如下:
(1)复杂RFID应用的特征
(2)复杂RFID应用的案例
6、RFID的物联网应用
RFID的物联网应用可以从两个方面来考虑,一个方面是对既有应用的总结与梳理,另一个方面是发展新的物联网应用。一些抽象的概括大致包括以下几方面的内容:
(1)物联网感知层相关技术
(2)RFID技术的基本定位
(3)RFID技术的扩展定位
五、小结
RFID技术的应用刚刚走出朦胧期,正在由技术突破产生的应用激性向着应用需求驱动的产业化方向的通道上发展。大量的规模化RFID应用正在酝酿之中,图8列出了一些目前有影响的应用。
物联网是当前信息技术发展的主要方向,其概念涵盖的范围基本上覆盖了信息技术发展的各个方面,归纳起来可以分为感知层技术与应用、传输层技术与应用、应用层技术与应用三个基本层次。
图8 部分RFID典型应用
物联网的发展为RFID技术的发展提供了广阔天地,RFID技术的发展又为物联网的发展提供着最有力的支持。可以预期,RFID技术即将进入一个规模化应用发展的快车道,物联网的概念落地通过纵横交织的应用促进,会越来越坚实和清晰。
事物发展具有其自身的规律,做好我们份内的工作是当前最重要的事情。