制(zhì)圖:蔡華偉
“物聯網”(Internet of Things,縮寫IoT)一詞誕生(shēng)于15年前,最近幾年,這個(gè)“高(gāo)大(dà)上(shàng)”的事物逐漸走進我們的生(shēng)活。物聯網能夠将特定空(kōng)間(jiān)環境中的所有(yǒu)物體(tǐ)連接起來(lái),進行(xíng)拟人(rén)化信息感知和(hé)協同交互,而且具備自我學習、處理(lǐ)、決策和(hé)控制(zhì)的行(xíng)為(wèi)能力,從而完成智能化生(shēng)産和(hé)服務。當前,物聯網正在推動人(rén)類社會(huì)從“信息化”向“智能化”轉變,促進信息科技(jì)與産業發生(shēng)巨大(dà)變化。不久的将來(lái),物聯網将有(yǒu)力改變我們生(shēng)活與工作(zuò)的環境,把我們帶進智能化世界。
物聯網技(jì)術(shù)思想是“按需求連接萬物”
在2005年信息社會(huì)世界峰會(huì)上(shàng),國際電(diàn)信聯盟正式提出“物聯網”概念,提出無所不在的“物聯網”通(tōng)信時(shí)代即将來(lái)臨,世界上(shàng)所有(yǒu)物體(tǐ),從輪胎到牙刷、從房(fáng)屋到紙巾都可(kě)以通(tōng)過因特網主動進行(xíng)信息交換。
物聯網的技(jì)術(shù)思想是“按需求連接萬物”。具體(tǐ)而言,就是通(tōng)過各種網絡技(jì)術(shù)及射頻識别(通(tōng)過無線電(diàn)進行(xíng)數(shù)據交換以達到信息識别)、紅外感應器(qì)、全球定位系統、激光掃描器(qì)等信息傳感設備,按照約定協議将包括人(rén)、機、物在內(nèi)所有(yǒu)能夠被獨立标識的物端(包括所有(yǒu)實體(tǐ)和(hé)虛拟的物理(lǐ)對象及終端設備)無處不在地按需求連接起來(lái),進行(xíng)信息傳輸和(hé)協同交互,以實現對物端的智能化信息感知、識别、定位、跟蹤、監控和(hé)管理(lǐ),構建所有(yǒu)物端之間(jiān)具有(yǒu)類人(rén)化知識學習、分析處理(lǐ)、自動決策和(hé)行(xíng)為(wèi)控制(zhì)能力的智能化服務環境。
信息社會(huì)正在從互聯網時(shí)代向物聯網時(shí)代發展。如果說互聯網是把人(rén)作(zuò)為(wèi)連接和(hé)服務對象,那(nà)麽物聯網就是将信息網絡連接和(hé)服務的對象從人(rén)擴展到物,以實現“萬物互聯”。二者在需求滿足上(shàng)也有(yǒu)所區(qū)别:互聯網時(shí)代,信息網絡的任務是滿足公共信息傳輸需求;物聯網時(shí)代,信息網絡的任務是滿足特定智能服務需求,二者相互支撐,不可(kě)或缺。
物聯網環境下未來(lái)的智能服務系統,将成為(wèi)未來(lái)社會(huì)重要的基礎設施。智能服務系統作(zuò)為(wèi)物聯網科技(jì)創新的關鍵,将真實環境物理(lǐ)空(kōng)間(jiān)與虛拟環境信息空(kōng)間(jiān)進行(xíng)映射協同,實現通(tōng)信、計(jì)算(suàn)和(hé)控制(zhì)的融合。智能服務系統使物與物、人(rén)與物之間(jiān)能夠以新的方式進行(xíng)主動的協同交互,從而鈎織一張物理(lǐ)世界內(nèi)生(shēng)互聯的智能協同網絡。
重塑生(shēng)産組織方式,推動産業革命
物聯網已成為(wèi)全球新一輪科技(jì)革命與産業變革的重要驅動力。曆經概念興起驅動、示範應用引領、技(jì)術(shù)顯著進步和(hé)産業逐步成熟,物聯網正加快轉化為(wèi)現實科技(jì)生(shēng)産力。如果說影(yǐng)響生(shēng)産工具和(hé)産品的技(jì)術(shù)會(huì)帶來(lái)量變,那(nà)麽物聯網技(jì)術(shù)将帶來(lái)質變,因為(wèi)它将重塑生(shēng)産組織方式。物聯網科技(jì)産業在全球範圍內(nèi)快速發展,正與制(zhì)造技(jì)術(shù)、新能源、新材料等領域融合,步入産業大(dà)變革前夜,迎來(lái)大(dà)發展時(shí)代。
随着物聯網應用的普及,不同應用需求如智能可(kě)穿戴設備、智能家(jiā)電(diàn)、智能網聯汽車(chē)、智能機器(qì)人(rén)、智慧醫(yī)療、農田水(shuǐ)利、市政建築等數(shù)以萬億計(jì)的新設備将接入網絡。這些(xiē)應用正在爆發性增長并将形成海量數(shù)據,促進生(shēng)産生(shēng)活和(hé)社會(huì)管理(lǐ)方式進一步智能化、網絡化和(hé)精細化,推動經濟社會(huì)發展更加智能高(gāo)效。
與其他高(gāo)新技(jì)術(shù)融合發展是物聯網技(jì)術(shù)的重要特性。當前,物聯網正促進5G、窄帶物聯網、雲計(jì)算(suàn)、大(dà)數(shù)據、人(rén)工智能、區(qū)塊鏈和(hé)邊緣計(jì)算(suàn)等新一代信息技(jì)術(shù)向各領域滲透,引發全球性産業分工格局重大(dà)變革。在組網方面,全球範圍內(nèi)低(dī)功率廣域網技(jì)術(shù)正快速興起并逐步商用,面向物聯網廣覆蓋、低(dī)時(shí)延場(chǎng)景的5G技(jì)術(shù)标準化進程加速。同時(shí),工業以太網、短(duǎn)距離通(tōng)信等相關通(tōng)信技(jì)術(shù)快速發展,為(wèi)人(rén)、機、物的智能化按需組網互聯提供良好技(jì)術(shù)支撐。在信息處理(lǐ)方面,信息感知、知識表示、機器(qì)學習等技(jì)術(shù)迅速發展,極大(dà)提升物聯網的智能化數(shù)據處理(lǐ)能力。在物聯網虛拟平台、數(shù)字孿生(shēng)與操作(zuò)系統方面,基于雲計(jì)算(suàn)及開(kāi)源軟件的廣泛應用,有(yǒu)效降低(dī)企業構建生(shēng)态門(mén)檻,推動全球範圍內(nèi)物聯網公共服務平台和(hé)操作(zuò)系統的進步。
物聯網帶來(lái)數(shù)字化和(hé)智能化變革,可(kě)以改變許多(duō)行(xíng)業。其中最具代表性的概念,莫過于“工業互聯網”。2011年,“工業4.0”概念由德國首次提出後,至今已有(yǒu)多(duō)個(gè)國家(jiā)跟進。美國通(tōng)用電(diàn)氣公司提出的“工業互聯網”概念是全球工業系統與高(gāo)級計(jì)算(suàn)、分析、傳感技(jì)術(shù)及互聯網的高(gāo)度融合,意思是在物聯網基礎上(shàng)将人(rén)、數(shù)據和(hé)機器(qì)連接起來(lái),讓設備、生(shēng)産線、工廠、供應商、産品和(hé)客戶相互間(jiān)緊密地按需協同,綜合應用大(dà)數(shù)據分析技(jì)術(shù)和(hé)遠程控制(zhì)技(jì)術(shù),優化工業設施和(hé)機器(qì)的運行(xíng)維護,通(tōng)過網絡化智能化手段提升工業制(zhì)造智能化水(shuǐ)平,形成跨設備、跨系統、跨廠區(qū)、跨地區(qū)的互聯互通(tōng)産業鏈,從而提高(gāo)效率,推動整個(gè)制(zhì)造服務體(tǐ)系智能化。工業互聯網作(zuò)為(wèi)中國智能制(zhì)造業發展的重要支撐,已經得(de)到我國政府高(gāo)度重視(shì),“十三五”規劃、《國務院關于積極推進“互聯網+”行(xíng)動的指導意見》、《關于深化制(zhì)造業與互聯網融合發展的指導意見》都明(míng)确提出發展工業互聯網。
由于前景可(kě)觀,世界各國都在加速搶占物聯網産業發展先機。在産業層面,相關大(dà)型公司紛紛制(zhì)定物聯網發展戰略,并通(tōng)過合作(zuò)、并購等方式快速進行(xíng)重點行(xíng)業和(hé)産業鏈關鍵環節布局,提升在整個(gè)産業中的地位。阿裏巴巴、騰訊、百度、亞馬遜、蘋果、英特爾、高(gāo)通(tōng)等全球知名企業,均從不同環節和(hé)層面布局物聯網。
智能生(shēng)産、智慧生(shēng)活正在開(kāi)啓
物聯網的發展為(wèi)人(rén)類社會(huì)描繪出智能化世界的美好藍(lán)圖。那(nà)麽,從抽象概念回到具體(tǐ)應用上(shàng)來(lái),物聯網究竟怎樣與我們的生(shēng)産、生(shēng)活發生(shēng)聯系?
目前,物聯網的實際應用,已在制(zhì)造業、農業、家(jiā)居、交通(tōng)和(hé)車(chē)聯網、醫(yī)療健康等多(duō)個(gè)領域取得(de)顯著成果。目前全球活躍的物聯網終端設備數(shù)量已超過500億個(gè),萬億級垂直行(xíng)業市場(chǎng)正在興起。
生(shēng)産方面,物聯網對工業、農業影(yǐng)響深遠。工業互聯網環境目前可(kě)以從網絡連接的終端設備處獲取和(hé)分析數(shù)據,結合遠程監視(shì)和(hé)控制(zhì)設備監控工業系統,可(kě)以實現各種具有(yǒu)傳感、識别、處理(lǐ)、通(tōng)信、驅動和(hé)聯網功能的制(zhì)造設備的無縫集成。通(tōng)過射頻識别等技(jì)術(shù)對相關生(shēng)産資料進行(xíng)電(diàn)子化标識,實現生(shēng)産過程及供應鏈的智能化管理(lǐ),利用傳感器(qì)等技(jì)術(shù)加強生(shēng)産狀态信息的實時(shí)采集和(hé)數(shù)據分析,提升效率和(hé)質量,促進安全生(shēng)産和(hé)節能減排。
在智慧農業領域,物聯網助力“精耕細作(zuò)”。通(tōng)過收集種植環境的溫度、降雨量、濕度、風速、病蟲害和(hé)土壤含量的數(shù)據,實現耕種智能處理(lǐ)和(hé)決策。甚至可(kě)以将物聯網獲得(de)的數(shù)據應用于精确施肥計(jì)劃,最大(dà)程度地減少(shǎo)風險和(hé)浪費,同時(shí)減少(shǎo)管理(lǐ)農作(zuò)物所需的工作(zuò)量。
在生(shēng)活中,家(jiā)居、交通(tōng)、醫(yī)療健康等都是物聯網的用武之地。智能家(jiā)居将信息技(jì)術(shù)與室內(nèi)物品設施、人(rén)的室內(nèi)生(shēng)活、安全防護等各方面融合協同,推進家(jiā)居、安防服務信息化、智慧化。比如語音(yīn)控制(zhì)可(kě)以幫助視(shì)力不佳或行(xíng)動不便的用戶,警報系統可(kě)以連接到用戶佩戴的人(rén)工耳蝸,監控系統還(hái)可(kě)以對跌倒或癫痫等健康事故進行(xíng)報警。智能交通(tōng)和(hé)車(chē)聯網也離不開(kāi)物聯網技(jì)術(shù)。在不同要素間(jiān)無縫連接,能夠實現車(chē)內(nèi)和(hé)車(chē)外通(tōng)信、智能交通(tōng)控制(zhì)、智能停車(chē)、電(diàn)子收費系統、車(chē)輛(liàng)管理(lǐ)控制(zhì)等多(duō)種場(chǎng)景應用。比如在物流車(chē)隊管理(lǐ)中,通(tōng)過無線傳感器(qì)查看貨物的位置和(hé)狀況,并在異常時(shí)發送警報。智慧醫(yī)療利用物聯網技(jì)術(shù),可(kě)以實現對藥品保健品的快速跟蹤和(hé)定位,降低(dī)監管成本;通(tōng)過建立臨床數(shù)據應用中心,可(kě)以開(kāi)展基于物聯網智能感知和(hé)大(dà)數(shù)據分析的精準醫(yī)療應用;也可(kě)以充分運用智能穿戴設備(智能手環、智能指環等)和(hé)射頻識别等技(jì)術(shù)采集居民健康信息,建立健康大(dà)數(shù)據創新管理(lǐ)雲服務平台。
物聯網已經成為(wèi)全球信息科技(jì)發展的重要趨勢之一,它的出現和(hé)興起為(wèi)我國科技(jì)和(hé)經濟發展帶來(lái)難得(de)機遇。我們應當抓住機遇創造未來(lái),建設好智能化數(shù)字中國。
(作(zuò)者為(wèi)中國通(tōng)信學會(huì)物聯網委員會(huì)主任)
推薦讀物:
1.《物聯網導論(第3版)》:劉雲浩著;科學出版社出版。
2.《物聯網:現在與未來(lái)》:王志(zhì)良主編;機械工業出版社出版。
3.《圖解物聯網》:[日]NTT DATA集團著,丁靈譯;人(rén)民郵電(diàn)出版社出版。
《 人(rén)民日報 》( 2020年03月17日 20 版)
(責編:易潇、畢磊)