[Paper Say]一文了解什么是物联网?

作者: 云中布衣   分类:  课题研究    热度: (244℃)   时间: 2019-9-23 16:28   标签: #PaperSay  #物联网    

物联网被看做是信息领域一次重大的发展和变革机遇。

早在2010年,欧盟委员会就认为物联网的发展应用将在未来5-15年未解决现代社会问题带来极大的贡献。【待查证】该文综述了物联网领域目前的研究状况,从物联网概念、发展历程、体系架构、关键技术和标准化工作等角度,对物联网研究的现实基础以及关键问题进行论述。

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#01 物联网:概念、架构与关键技术研究综述(孙其博) 收稿2010-05-14 整理2019-09-19

源起
物联网的概念最初来源于美国麻省理工学院(MIT)在1999年建立的自动设备中心(Auto-ID Labs)提出的网络无线射频识别(RFID)系统,把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理。
不过,早期的物联网是以物流系统为背景提出的,以射频识别技术作为条码识别的替代品,实现对物流系统进行智能化管理。
2005年ITU在突尼斯举行的信息社会世界(WSIS)上正式确定了“物联网”的概念,并随后发布了《ITU Internet reports 2005-The Internet of things》,介绍了物联网的特征、相关技术、面临的挑战和未来的市场机遇。
从在任何时间、任何地点,连接任何人,扩展到连接任何物品,万物的连接就形成了物联网。

现状
2009年6月18日,欧盟执委会发表了《Internet of things-an action plan for Europe》,描述了物联网发展前景,在世界范围内首次系统地提出了物联网发展和管理设想,并提出了12项行动保障物联网加速发展,标志着欧盟已经将物联网的实现提上日程。【国外】
2009年10月13日,韩国通信委员会通过了《物联网基础设施构建基本计划》,将物联网市场确定为新增长动力,提出了“通过构建世界最先进的物联网基础设施,打造未来广播通信融合领域超一流信息通信技术强国”的目标,并确定了构建物联网基础设施、发展物联网服务、研发物联网技术、营造物联网扩散环境4大领域和12项详细课题。【国外】
2009年8月7日,温家宝总理视察无锡市提出“感知中国”理念,由此推动物联网概念在国内的重视,成为继计算机、互联网和移动通信之后引发新一轮信息产业浪潮的核心领域。【国内】
国家层面需尽快制定物联网发展战略和路线图。【建议】(对标:2018年由中国信息通信研究院主导的工业互联网国家战略)
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20190920由笔者新增
德国工业4.0
美国先进制造、工业物联网
中国的工业互联网等

概念
至今仍没有提出一个权威、完整和精确的物联网定义。
物联网是未来网络的整合部分,它是以标准、互通的通信协议为基础,具有自我配置能力的全球性动态网络设施,在这个网络中,所有实质和虚拟的物品都有特定的编码和物理特性,通过智能界面,实现信息共享。定义1】
物联网指通过信息传感设备,按照约定协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络,它是在互联网基础上的延伸和扩展的网络。【定义2】

综上,狭义上的物联网是指连接物品到物品的网络,实现物品的智能化识别和管理;广义上的物联网则可以看作是信息空间与物理空间的融合,将一切事物数字化、网络化,在物品之间、物品与人之间、人与现实环境之间实现高效信息交互方式,并通过新的服务模式使各种信息技术融入社会行为,是信息化在人类社会综合应用达到的更高境界。

物联网的基本特征可概括为全面感知、可靠传送和智能处理
传感器网络 <包含于> 物联网,物联网 <包含于>泛在网。【三个易混淆的概念】
M2M,从狭义上说仅代表机器与机器(Machine to Machine)之间的通信,广义来讲也包括人与机器(Man to Machine)的通信,是以机器智能交互为核心、网络化的应用于服务。【M2M】
CPS是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统,通过3C-计算(Computation)、通信(Communication)和控制(Control)-技术的有机融合和深度协作,实现大型系统的实时感知和动态控制。CPS的基本特征是构成了一个能与物理世界交互的感知反馈环,通过计算进程物理进程的相互影响的反馈循环,实现与实物过程的密切互动,从而给实物系统增加或扩展新的能力。【CPS】

综上,可以认为M2M和CPS都是物联网的表现形式,从概念内涵角度,物联网包含了万事万物的信息感知和信息传送;M2M则主要强调机器与机器之间的通信;而CPS更强调反馈与控制过程,突出对物的实时、动态的信息控制与信息服务。M2M偏重于实际应用,得到了工业界的重点关注,是现阶段物联网最普遍的应用形式;CPS更偏重于研究,吸引了学术界更多的目光,是将来物联网应用的重要技术形态。


架构
目前国内研究人员在描述物联网的体系框架时,多采用ITU-T在Y.2002建议中描述的USN高层架构作为基础,自下而上分为底层传感器网络、泛在传感器网络接入网络、泛在传奇网络基础骨干网络、泛在传感器网络接入网络、泛在传感器网络基础骨干网络、泛在传感器网络中间件、泛在传感器网络应用平台5个层次。
除ITU外,其他的国际标准化组织也从不同的侧面对物联网的架构有所涉及研究,如欧洲电信标准化协会对机器技术委员会(ETSI M2M TC),才能够端到端的全景角度研究机器对机器通信,给出了一个简单的M2M架构,该体系架构可以看做是USN体系架构的一个简化版本。
为进一步,推进物联网系统的产业化,需要提取物联网系统实现的关键技术和方法,设计一个通用的物联网系统架构模型。【建议】

技术
ITU在2005年的物联网报告中重点描述了物联网的4个关键性应用技术-标签事物的RFID技术、感知事物的传感器技术、思考事物的智能技术、微缩事物的纳米技术。目前,国内物联网技术的关注热点主要集中在传感器、RFID、云计算及普适服务等领域。

参考体系框架,物联网的技术构成主要包括感知与标识技术、网络与通信技术、计算与服务技术及管理与支撑技术四大体系。
1)感知与标识技术。即传感器技术、标识技术……
2)网路和通信技术。即接入与组网、通信与频管……
3)计算机与服务技术。即信息计算、服务计算……
4)管理与支撑技术。即测量分析(测量解决网络可知性问题的基本方法)、网络管理、安全保障……

标准
物联网涉及到的标准化组织有很多,如EPC Global GS1、HGI、IEEE(802.15.4)、ETSI M2M TC、ZigBeeAlliance、W3C、ITU-T等
不同标准组织的工作侧重点不同,也有少量的重叠和交叉。
其中ITU-T的标准化集中在泛在总体框架、标识、应用3个方面;国际标准化组织(ISO)、美国电气及电子工程师学会(IEEE)主要侧重于传感器网的标准化工作;EPCGlobal主要侧重于RFID的标准化工作。
物联网标准体系是一个渐进发展成熟的过程,针对物联网的标准化工作,可首先分离各行业的共性技术特点和应用特殊需求,形成相应的基础技术标准,保证必要的统一。然后依托共性技术标准,根据不同行业成熟度和特点,构建各行业应用标准,并统一面向公众用户的应用标准。

尾声

物联网的研究和开发既是机遇也是挑战。通过对物联网相关技术领域发展现状的归纳总结,可以发现,一方面,目前对于物联网的研究尚处于起步阶段,研究成果匮乏;另一方面,近年来相关信息网络领域(特别是泛在传感器网络)的研究成果不断涌现,能为物联网的发展提供借鉴。

<完,由云中布衣整理于2019年9月19日>

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评论:

淄博电脑培训 Say:
谢谢分享

2019-11-01 13:45


云中布衣
2019-11-01 14:06
@淄博电脑培训:谢谢,常来逛逛!

发表评论:

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