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物联网带我们进入“智慧生活”

作者:RFID世界网 收编
来源:新华日报
日期:2010-07-28 09:18:17
摘要:未来的物联网将广泛应用在电网、物流、家居、医疗、农业、国防军事等众多领域,将呈现广泛感知、海量聚合、智能处理、高效流通、及时调节等特点。从社会发展的角度,要对物联网提供的众多微观数据进行宏观化发掘、梳理和整合,为市场运行、政府决策、社会科学发展提供数据和知识支撑。
  主讲人 中国工程院副院长 潘云鹤

  坛主小传  潘云鹤,1946年11月生,浙江杭州人。中国工程院党组副书记、常务副院长,中国工程院院士。长期从事人工智能研究,是中国智能CAD和计算机美术领域的开拓者之一,将人工智能引入计算机图形学和CAD技术,并研制成功了轻纺花型、图案创作等多个新颖实用的智能CAD/CAM系统,产生了显著经济效益和社会效益。曾获得国家、省、部级科技进步奖12项。

  核心提示

  物联网被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。进入物联网时代,智能医疗、环境监控、智能电梯、动物标识、电子钱包、智能电网等都将慢慢渗透应用到我们生活的各个领域。有专家预测,10年内物联网就可能大规模普及,发展成为一个上万亿元规模的高科技市场,其产业要比互联网大30倍。届时,很多以前只在科幻片中出现的场景,将成为人们现实生活的一部分。

  去年8月温家宝总理考察无锡物联网发展后,在今年3月份的《政府工作报告》中就明确提出:“加快物联网的研发应用。加大对战略性新兴产业的投入和政策支持”。眼下,国内物联网产业发展速度之快是“很少见的”,各有关高等院校和科研院所在加紧科技研究,国家发改委、工信部、工程院在进行相关规划,各路商家企业也都在着手或准备投资物联网。

  物联网尚无统一定义

  把任何物品通过信息传感设备(比如说RFID射频标识器,常用于超市扫描商品价格)和互联网连接起来,进行信息交往和通信,就可以实现对这些物品智能化的识别、定位、跟踪、监控和管理,物联网可看作是互联网的延伸……这是目前比较常见的关于“物联网”的定义。

  在这一概念下,物联网技术结构分为感知层→网络层→应用层,通过将互联网和传感设备联系起来,感知物体的移动、定位和识别,人和人、人和物就通过这一网络来联系。

  不过,我有不同的看法。

  事实上,从1999年“物联网”概念初步被提出,一直到2005年国际电信联盟一份有关物联网的报告引发全世界大范围的关注,尽管很多专家已对物联网有初步的认识,却又一致公认,到现在对于物联网还没有统一明确的定义。

  不同行业,如通信行业和控制、计算机行业、传感器行业等,都从各自的角度提出了有关物联网的概念,且相互之间很不同。可以用大象的图形打比方,这个大象就是物联网,不同行业从不同的“部位”,也就是自己的行业角度得出不同的结论,就好比“盲人摸象”,只及一处,看不到全貌。而通过10年的概念发展,我认为可以用“C3SD”来总括物联网,也就是包含通讯系统、感知系统、计算系统、控制系统和数据海等五大技术支撑系统共同组成了“物联网”的含义。

  生活中升起的一朵“云”

  水流速度的变化会产生浪。信息流也是这样,信息流的剧烈变化会产生大浪。而这个大浪对社会经济的发展和社会的发展,有非常重要的影响。尽管尚无明确统一的概念,发展也处于初步阶段,但物联网正在成为继印刷、广播、电视、互联网等五大技术时代之后,推动人类历史上第三次信息流形成的大浪潮。

  物联网就像是生活中升起的一朵“云”,自动照看着你的工作和生活,而这“云”里面包含了云计算、云识别等各种模式,它可以代替人,或者协助人进行判断和管理。

  “云计算”概念是由Google(谷歌)提出的,这是一个美丽的网络应用模式。狭义云计算是指IT基础设施的交付和使用模式,广义云计算是指服务的交付和使用模式,涵盖通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关的,也可以是任意其他的服务,它具有超大规模、虚拟化、可靠安全等独特功效。

  “云”用户不需购买昂贵的大型计算机或服务器群,而代之以租用。因为每一个用户去购买服务器,买的时候花费很大,但是实际使用到的功能只有买来计算机的5%到20%,虽然有一部分时间在运行,而实际上大部分时间都用不了那么多。另外,每个单位中心服务器都是按峰值需求配置的,是可以错开使用的。因此租用“云”服务器可充分利用公共资源,节约自己的开支。

  “云”用户也不须购买所用软件,同样可代之以租用。这非常符合互联网上的“软件即服务”,也就是SaaS(Software as a Service)理念,SaaS的用户和供应商可以实现双赢。

  同时,由于计算机硬软件在不断升级,而且病毒猖狂,使用与维护均需要大量的人力与空间,而“云”用户就省去这些麻烦,只需要提供信用卡即可在租用的机器上运转起来。

  正因为云计算存在这些优点,现在的IT巨头纷纷宣传与布局云计算。搞得比较早的除了谷歌还有亚马逊,IBM也在大力推广云计算。除了商家很努力,各个国家的政府也很支持,像美国、日本等等。中国当然在这个领域也不会落后。2008年,我们联手IBM在无锡建立了第一个云计算中心,然后在北京、南京都分别建了云计算中心。2009年,广东、成都等地也开始建设云计算中心。

  数据海安全有“隐忧”

  物联网时代,将是一个“数据为王”的时代。在这个时代,可以把一切的物质进行数字化、信息化,比如说物品的位置、大小乃至物质的生命成长过程,都可以通过传感器网络转化为信息进行储存,人们再通过信息的重组、融合,对事物进行识别、控制。

  而无疑,这一涵盖天地万物的信息收集,转化成数字进行的储存是非常“海量”的,远远超出了我们现在理解的“数据库”的容量。这一海量数据,也就是我上面所说的物联网五大技术支撑系统的“数据海”,数据的收集和分析将至关重要。

  我以数字图书馆为例做一个详细的说明。数字图书馆对所存图书形成一个数据海以后,可以产生很多新的功能。如主动性信息服务功能,只需把你的研究内容告诉数字图书馆,它就可以就你感兴趣的领域为你建立一个个人图书馆,一旦数字图书馆得到这个领域里的新书,就会自动送到你的信息库里。这么一来,以前你家里存放大量书籍的空间就可以节约下来,而且可以得到最新的信息。

  数字图书馆还可以进行知识的挖掘与新的归类,有利于研究和理解,也就是说利用它不但可以搜集相关图书,而且可以自己生成一些新的图书。另外,数字图书馆也使阅读模式发生很大的转变:阅读一本书的时候,可以由这个词联想到和这个词有关的很多东西,一个文字媒体也可以转换到其他的图形媒体,比如视频等,因而读书就像是阅读一本多媒体的百科全书。

  除了数字图书馆,还可以创建更多的数据海:商业数据中心、遥感数据中心、银行数据中心、证券数据中心、铁路数据中心……毫无疑问,这种“海量”,远远超出了我们现在所理解的“数据库”的容量。更重要的是,物联网比之互联网,其信息将更为真实、可靠和有价值。

  值得注意的是,由于“数据海”的这些特征和用途,决定它将是物联网最为重要的核心信息资源,未来甚至可以影响到一个国家的宏观决策。因此,“数据海”应该尽量通过政府或公营机构进行控制,而不能放任垄断大公司的采集和处理,否则将是“危险的”。各地政府对这个问题要有足够的预见和布局。

  为人类带来“智慧生活”

  物联网将会深刻地改变人类的生活。

  未来的物联网将广泛应用在电网、物流、家居、医疗、农业、国防军事等众多领域,将呈现广泛感知、海量聚合、智能处理、高效流通、及时调节等特点。

  ★农业生态环境监测。如美国加州从上世纪80年代起,建设了百余个农业气象站,监测太阳辐射、地下水、大气温度、大气湿度、降雨量、风速、土壤温湿度等信息。通过测定不同区域的基础蒸发量,并通过互联网发布,使农民随时可以获得不同地区合理灌溉农田的建议,年节水1.3亿立方米,效益达到0.65亿美元。

  ★大田粮食作物。如法国2008年建立了农业区域监测网络,对作物的苗情、长势信息、与作物生长直接相关的环境信息进行获取,并将相关数据发送到农业综合决策网进行处理,以指导施肥、施药、收获等生产全过程。

  ★畜禽水产养殖。欧美大量使用RFID标签和动物身体微型传感器,对养牛场、养猪场等进行养殖精细化管理。RFID标签用于动物身份识别,对它们每天的饮水量、进食量、运动量、健康特征、发情期等重要信息进行记录与远程传输,同时还可用于动物疫情预警、疾病防治等精细化养殖管理。

  ★果园精细管理。如英特尔公司2002年在俄勒冈建立了世界上第一个葡萄园无线传感器网络,传感器节点被布设在葡萄园内,每隔一分钟检测一次信息,以开展有效的灌溉和喷洒农药工作,降低成本和提高收益,效果明显:与2004年的葡萄产量相比,2005到2007的产量逐年翻一番。

  ★农产品与食品安全管理。1998~2001年,法国、德国、意大利、荷兰、葡萄牙和西班牙联合实施了家畜电子标识项目,实现对畜肉产品生产过程的追溯。举例来说,比如对养猪场的生猪,可以利用猪耳朵上的传感设备对生猪从生产到屠宰、销售等整个环节的信息进行收集,包括猪每天吃的什么饲料,有没有生病,品种从哪来的等等,这些信息都可以储存供给消费者识别判断。

  ★智慧医疗。过去医院接受一名病人,仅入院登记就需要15分钟左右;而采用RFID医疗卡,只需2分钟。RFID标签还可具有快速账务结算的功能,经机器识别身份后,3秒钟办卡机就会自动派出一张电子就诊卡,在卡上存入500元以上的备用金后,病人就可以直接持卡去就诊和配药。

  人体佩戴的小型传感器可收集心电、心率、脑电波、体温、呼吸以及脉搏等各种健康相关数据,通过无线通信将数据传给数据中心,从而达到实时监测的目的。医生还能据此分析一个人的健康状况,并建议其采取有针对性的预防措施。

  无线传感器(佩带式、嵌入式)可使社区医生随时了解到他负责病人的心脏、血糖、血压情况。传感器网还可将乡村医院的CT、MRI等电子诊断结果无线传输至千里之外的大型医疗中心,以便专家进行会诊。将腕式RFID标签佩戴于工作人员和病人手腕上,可实现对手术病人、精神病人和智障患者等的全天实时状态监护。

  在我国,不合格用药人数占用药人数的11%~26%,日常急救病例的10%是因用药失误引起的。而使用“智慧型药柜”即可避免“吃错药”事件的发生。患者的药配有专属的RFID标签,当吃药时间到,智慧药柜就会发出语音通知,同时药柜上的荧屏也会播出要服用的药品照片及名称。

  ★影响经济运行。根据物联网相关信息,可分析市场是否短缺、股市是否会下跌,从而帮助政府更好地调控市场,修改企业生产和经营方式,对经济运行产生重大影响。

  也就是说,数据将贯穿我们生活的方方面面,信息决定着我们的行动。

  建言江苏物联网发展

  在用市场和政府两只手运行经济的时候,物联网提供了“明亮的眼睛”。在此基础上,人类文明的发展将会更加理性,更加精确,更加有效,更加可持续。

  我们正处在信息流变化的一次新的大浪潮面前。我们必须抓住物联网这个重大机遇,以推动中国的新发展。

  江苏在物联网产业发展中已经一马当先,物联网产业发展空间很大,值得我们好好去做。从技术的角度,江苏要抓好有关物联网技术核心C3SD的科技创新及传感器、通讯网络、数据海、计算机、自动控制五大产业,其中通讯网络和数据海要尽量由公共机构掌握,以保证其安全、可靠、公正地为全局服务。

  从经济的角度,江苏要抓好物联网与一、二、三产业的融合,促进信息在其中的高效流通,激发各行各业的创新活力和促进产业结构升级调整。

  从社会发展的角度,要对物联网提供的众多微观数据进行宏观化发掘、梳理和整合,为市场运行、政府决策、社会科学发展提供数据和知识支撑。

  此外,还要大力培养C3SD+X的综合型创新人才,其中X是指工业、农业、服务业、军事、政治等各领域。只有拥有愈来愈多的综合型创新人才,才能在新一轮信息化浪潮中占得先机。(根据潘云鹤院士在江苏科协第八次代表大会上的演讲整理,未经本人审阅) 本报记者吴红梅整理,潘云鹤照片由余萍摄

  链接

  有业内专家认为,物联网一方面可以提高经济效益,大大节约成本;另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。因此,世界各国对物联网技术都非常重视和关注。目前,美国、加拿大、英国、德国、芬兰、意大利、日本、韩国等都在投入巨资深入研究探索物联网。

  美国总统奥巴马就职以后,在他和工商领袖举行的圆桌会议上,“智慧地球”的概念被提出,其中包括美国要形成智慧型基础设施“物联网”,这被美国人认为是振兴经济、确立竞争优势的关键战略,奥巴马政府对此给予积极回应。

  同样对物联网积极推动的欧盟则梦想建立“未来物联网”。欧盟信息社会和媒体司2009年公布的《未来互联网2020:一个业界专家组的愿景》报告指出,欧洲正面临经济衰退、气候变化、人口老龄化等诸多方面的挑战,未来互联网不会是万能灵药,但我们坚信,未来物联网将会是这些方面以及其他方面解决方案的一部分甚至是主要部分。

  在我国,物联网已被正式列为国家战略,并被纳入国家重点基础研究发展计划(即973计划)。同时工信部门也表示,中国正在高度关注、重视物联网的研究,工业和信息化部将会同有关部门,在新一代信息技术方面开展研究,以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。