传感网与物联网的进展与趋势

　　无线传感器网络系统是一个学科交叉综合的、知识高度集成的前沿热点研究领域，正受到各方面的高度关注。美国国防部在2000年时就把传感网定为五大国防建设领域之一；美国研究机构和媒体认为它是21世纪世界最具有影响力的、高技术领域的四大支柱型产业之一，是改变世界的十大新兴技术之一。日本在2004年就把传感器网络定为四项重点战略之一。

　　我国《国家中长期科学与技术发展规划(2006．2020年)》中把智能感知技术、自组织网络与通信技术、宽带无线移动通信等技术列为重点发展的前沿技术。

　　因此，传感器核心芯片和传感器网接入因特网的技术将成为今后几年IT前沿技术进展中优先攻关的瓶颈。 

　　2物联网的由来与进展

　　2．1物联网的由来

　　今年以来，“物联网”(IntemetofThings)成为国内外IT业界和社会关注的焦点之一，实际上它已经走过了l0年的发展历程。1999年正式提出物联网概念后，世界各国都在加紧物联网的研发。我国物联网研发始于1999年，当时中科院启动了传感网研究，在无线传感网络、智能微型传感器、现代通信技术等方面取得了重要进展。2004年国家金卡工程把RFID应用试点列为重点工作之一；2005年1O月原信息产业部批准成立了“电子标签标准工作组”，开展电子标签标准的研究；2006年23个部门f行业)共同成立了国家金卡办RFID应用工作组，启动了相关RFID应用试点工作。

　　据了解，国内RFID企业数量不断增加，在市场中已占据主导地位。目前我国RFID产业链逐步扩大，集电子信息产业、软件业、通信运营业、信息服务业和面向各相关行业的应用等产业链正在逐步形成。2008年上半年无锡市与中科院上海微系统研究所合作成立中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心，大力推进传感网、物联网产业化进程。目前，我国物联网从材料、器件、技术、系统到无线通信网络等方面也正在形成产业链。

　　截至2009年6月，我国拥有固定电话3；30亿户、移动电话用户6．95亿户、因特网用户3．38亿户，均居世界第一。因特网和无线通信网络已经成为人们获取信息和人际沟通的基础设施，这为实现物联网奠定了物质基础。我国与德国、美国、英国、韩国等已成为物联网国际标准制定的主导国。我国物联网的典型应用雏形已经逐渐呈现，如上海浦东国际机场的“围界防入侵系统”，它通过埋设在地下的传感器，在机场围栏外面设置了一道传感网，一旦有人或动物靠近，系统就会自动发出识别信号，并且精确地进行定位。它实际上是一个电子围界防入侵系统。历史经验表明，全球经济危机往往孕育着新的技术与产业革命。任何国家都需要在经济危机后寻找一个能够有效拉动经济复苏的“引擎”，物联网就在这种背景下应运而生。“两化融合”一直是我国倡导工业信息化的发展方向，从国家政府到企业个人都在寻找有效的解决途径，物联网的出现有望成为“两化融合”的突破口。

　　2．2物联网的内涵

　　目前，对物联网概念，说法不一，有的说，它与传感网是同一概念，也有的说，两者有区别。关于物联网的准确定义，目前国家传感网标准化工作组正在从标准化的角度进行研究，有望在不久后发布。本文仅从应用角度阐述物联网技术的内涵。

　　众所周知，因特网实现了世界上计算机与计算机、人与计算机、人与人之间的对话与交互；而物联网则正在实现世界上物与物、人与物、人与自然之间的对话与交互。通过装置在各类物体上的射频识别电子标签fIID)、二维码、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等组成的智能传感器，经过接口与无线通信网络、因特网互连，以实现人与物、物与物相互间智能化地获取、传输与处理信息的网络称为“物联网”，其核心是智能传感网技术。

　　“物联网”的精髓是感知，感知包括传感器的信号采集、协同处理、智能组网、信息服务，以达到控制指挥的目的。

　　2．3物联网面临的主要问题

　　物联网的发展潜力和市场巨大。但是实现物联网需要解决一系列问题，主要是核心技术、标准规范、产品研发、安全保护等技术方面问题，和产业规划、体制机制、协调合作、推广应用等管理方面的问题。

　　第一，核心技术有待突破。目前，我国处于物联网关键技术研发和规模化应用的初始阶段，关键在于尽快突破核心技术，抢占制高点。其中，传感器核心芯片和传感器网接入因特网的技术，将是今后几年优先攻关的瓶颈l2J。

　　第二，标准规范有待制定。制定一种能被世界各国认可的统一的物联网国际标准，难度很大。据悉目前我国正处于研究制定物联网标准框架阶段，需要集中力量制定标准化体系、产业链体系、研发与应用项目规范等。

　　第三，信息安全有待解决。物联网中的物与物、物与人之间互联，使用大量的信息采集和交换设备，信息安全和保护隐私成为亟待解决的问题Il?。

　　第四，统一协议有待制定。在物联网核心层面是基于TCP／IP协议，但是在接入层面，协议种类很多，如GPRS、短信、传感器、TD．SCDMA等，物联网需要一个统一的协议基础。

　　第五，IP地址有待扩充。物联网中的每个物件都需要一个唯一的IP地址，这只能依靠IPv6来支撑。由IPv4向IPv6转型以及妥善处理与IPv4的兼容性问题，将是一个很长的过程。

　　2．4物联网的发展趋势

　　目前全球物联网状况尚处于概念、论证与试验阶段，处于攻克关键技术、制定标准规范与研发应用的初级阶段，我国物联网处于与国际同步地位。但是，在核心技术和生产规模方面都还有差距。2009年国务院将传感网和物联网上升为国家五大战略性的新兴产业。

　　当前物联网进展中，从技术发展趋势呈现出融合化、嵌入化、可信化、智能化的特征，从管理应用发展趋势呈现标准化、服务化、开放化、工程化的特征。物联网发展的关键在于应用，只有以应用需求为导向，才能带动物联网技术与产业的蓬勃发展。2008年底IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧的地球(Smartearth)”新理念，据了解，“智慧地球”战略主要是把IT前沿技术应用到各行各业之中，把传感器嵌入和装置到全球的电网、铁路、公路、桥梁、建筑、供水系统等各种物体中，井通过互连形成“物联网”；而后通过超级计算机和云计算技术，对海量的数据和信息进行分析与处理，将“物联网”整合起来，实施智能化的控制与管理，从而达到全球的“智慧”状态，最终实现“互联网+物联网=智慧地球”。

　　IBM还进一步推出其各种“智慧”解决方案，包括智慧能源系统、智慧交通系统、智慧金融和保险系统、智慧零售系统、智慧医疗保健系统与智慧城市系统等。“智慧地球”的核心是“更透彻的感知、更全面的互联互通和更深入的智能化”：其基础是传感网、物联网和因特网在各行各业的高效融合与综合应用。这种能够实现人与人、人与物乃至物与物之间随时随地沟通的全新网络环境称为泛在网(UbiquitousNetwork)。

　　物联网、因特网与空间信息系统f基于RS／GIS／GPS的SIS：Spatialinformationsystem)的高效融合，将使数字地球、智慧地球从理念逐步转为实际应用。

　　总之，我国物联网经过十年磨一剑的积累，已经与国际同步发展，前景广阔。但是，我国要形成规模化的物联网产业，全面进入物联网时代，还需要经历相当长时间的技术与应用的再积累和创业过程。我们既需要热情的追求，更需要理智的思考和扎实的工作，去迎接中国物联网春天的来临。