物联网:三大技术三道坎、6大领域唱大戏

作者: admin 分类: 娱乐 发布时间: 2019-09-19 15:12

  OFweek物联网综合报道:随着物联网概念的炒热,物联网开始由概念走向实际,在2014年,4G等热门技术催生了物联网产业的发展。物联网普遍被认为只是一个想象中的乌托邦,但物联网开始真正走进人们生活,这张难以临摹的蓝图开始栩栩如生展现在人们面前,其中智能家居、车联网、可穿戴设备等子行业更是掀起一阵阵浪潮。科技在进步,物联网也有拦路虎,但在多行业应用中亟需物联网技术的支持,所以物联网一直是人们关注的焦点。

  1、影响未来物联网产品设计的3大技术

  在这个消费者或多或少都有些“外貌协会”的时代,越是优秀的科技产品想要获得成功就必须具备与其相符的制造工艺,像物联网这种略带未来感的产品,在设计制造时势必将会用到一些新型的技术。

  一.传感器技术

  不管是苹果、谷歌、微软等设备巨头企业,还是其他最近兴起的一些小的硬件创业公司,几乎所有的设备制造商都在为提高用户体验而绞尽脑汁,未来的用户体验趋势在于人机交互,而人机交互的桥梁就是传感器。

  传感器的普遍应用,使得环境和人通过设备得以连接和互动,自动控温的空调和自动控光的灯泡都是应用传感器之后才得到的实现,而传感器更重要的意义,在于让穿戴式设备成为我们身体的延伸,并且是我们成为移动的物联网节点。

  二.人工智能技术

  人工智能已经开始成为智能设备必不可少的一项技术,虽然目前还在发展当中,它的成熟应用可以大大提高用户的操作体验,作为物联网系统的控制中心,可以整个系统实现真正的智能化和自动化。

  在大数据分析中,传统的计算机没有学习和容错的能力,很不擅长灵活地处理问题,而人工智能技术的应用可以大幅度地提高大数据技术的数据处理能力。

  三.3D打印技术

  3D打印被称为制造业的革命性技术,在材料充足的条件下,可以更高效地实现物品的制造,它的重要意义在于使生产工具变得更容易得到,生产制造变得分布式和民主化,或许大家还没明白这意味着什么,其实只需设想一下:我们有数以十亿计的人口,如果大部分人(哪怕一小部分)能拥有3D打印机这样的设备,那么将被创造出的产品种类会是一个惊人的量,其神奇程度,是我们现在所想象不到的。

  2、健康物联网“有看头”还需迈过标准、商业模式和芯片三道坎  在苹果的App应用市场中,现在增量最多的是健康应用,包括测心率的、测体温的、测血脂的等等,这是一个重要的趋势——把诊疗室装进口袋,基于传感形成个人、家庭和社会的健康网络。但是手机上这些应用测出来的结果基本上都不太准,这在很大程度上是因为相关的传感技术和标准规范还没有全面完善,包括计步、心率、血氧、体温等,健康物联网要真正引发全球诊疗模式的革命,还需要迈过标准、商业模式和芯片三道坎。

  正如中国工程院院士邬贺铨所说,物联网现在还是婴儿阶段,物联网的发展还有不少问题亟待解决,包括标识问题、体系模型、语音交互、数据挖掘、安全隐私、商业模式等,还有行业的进入门槛对成本的影响等。目前还没有大规模的测试和验证环境,可靠性、可用性不尽如人意,法律法规还有不完备的地方,产业统计边界不清晰,我们还有很多问题需要解决,还面临一些行业和安全的壁垒。物联网还有很多有待攻克的技术,例如硬件怎么做到低成本,数据信号处理、发现与搜索引擎、关系网络、电源与能量存储等问题有待解决。

  目前,健康物联网的标准化工作已经启动,ITU-T已经就移动健康方面提出了相应的规范和标准,世界卫生组织等也已经作出了很多标准和规范。同时陈奕泉还认为,健康物联网的发展必然带来健康管理模式的变化,包括居家健康管理、社区健康管理以及社区养老管理。健康物联网的下一步发展不能仅仅看传感技术,而是要看到商业模式的变化。他提出,健康物联网的商业模式,其后端必须整合健康专家,形成从用户到健康管理师、到健康专家的一体化的有序服务,而实现这个有序服务要依靠健康数据的搜集和远程视频技术。这样的尝试已经在国内出现,康康血压就与中国高血压联盟合作,利用其建立的高血压病例数据采集模型,进行更大范围的数据采集分析,从而提供更专业的健康管理建议。据曾明发透露,康康下一步将打造以智能设备为依托,将部分专业医疗设备民用化的一站式管理平台,以服务于大众。由于有康康血压的基础,他们会以心脑血管疾病防治为核心展开,逐步深入扩大辐射,除了硬件端对数据的收集外,也将更注重大数据平台的分析及优化软件端所能提供的服务,而这一体系的核心也在于服务。

  最大的挑战还是在于芯片方面。作为产业上游的芯片制造或将成为物联网快速发展的“短板”,芯片产业可能难以消化物联网发展带来的利好。工信部数据显示,2013年我国芯片的进口额高达2313亿美元,同比增长20.5%,高于我国同期2196亿美元的原油进口额。据多家芯片制造商反映,目前国内芯片研发设计能力相对有限,国内芯片至今仍大量依赖进口,国内芯片设计制造将难以跟上物联网的发展势头。如果芯片瓶颈无法得到突破,未来健康物联网的发展或还将继续产业化应用得到突破,但上游基础产业严重依赖国外技术的“老局面”。

  3、未来物联网发展6个重要领域

  物联网并不是单一的产业,其最终体现在每个具体的应用行业中。在第五届中国物联网大会上,中国电子学会物联网专委会王桓说,未来物联网发展有6个重要领域。

  一是智能交通。车联网是一个发展重点,它的市场前景很好,但发展过程肯定很曲折。因为目前车联网的行业应用主要是以政府意志推动,比如装在危险运营车辆或者长途客车的北斗系统,政府为主导肯定发展顺利。但真正的民用市场,如合资企业的汽车,甚至大品牌的汽车,真正装人车交互系统的也不多,再加上每年上千元的服务费,没有多少人接受继续付费的服务,因此按中国国情来分析,车联网真正在民用市场上发展起来,还有很长的路要走。

  二是智能工业。尤其是指工业和智能管理,智能管理主要是指智能生产流程的管理和智能物流的管理。

  三是智能环保。空气、自来水的质量需要通过物联网技术了解污染情况。

  四是智能家居。包括家居安防或者家用机器人,深圳一些企业每年可以向欧美国家出口家用机器人。现在扫地家用机器人每年出口达到了几十万台的规模。面向民用的物联网应用一定是未来最有希望、最有前途的领域。

  五是智能医疗保健。主要领域是两个,一个是可穿戴设备,另一个是社区的便携医疗服务。

  六是城市治理体系的现代化。城市治理体系现代化是在最近刚刚结束的全国“两会”上提出的概念。

  发展物联网还面临着许多挑战,其中既有技术、标准的原因,也有市场和商业模式的原因。

  4、物联网为3G+WLAN组网模式提供了巨大机遇

  3G+WLAN是随着3G的建设与运营而兴起的网络运行模式。无独有偶,在物联网日益火爆的今天,再审视3G+WLAN的模式与内涵,其特有的潜质非常适合物联网业务的承载。

  3G+WLAN是承载物联网较佳模式

  物联网的发展需经历机器互连(M2M)阶段、局域感知阶段和广域感知阶段。目前处于机器互连(M2M)阶段,在通信过程中以离散的终端节点为主,运营商也将连网的机器视为同等的3G用户。此时,WLAN仅起到提升运营商网络覆盖与数据处理能力的作用。

  当物联网进入局域感知阶段,“物”的范围不断扩大,但传感网仍主要用作局域组网。此时,运营商认为传感网是通信网终端节点向下延伸的毛细网络,而传感网所采用的低功率短距离无线技术种类繁多(如RFID、蓝牙、ZigBee、NFC等),协议不一,使无线传感网的异构性十分突出,实现异构协同是必然的选择,物联网网关的概念应运而生。但是,以3G广域网实现局域物联网的承载与传输,将对3G传输网的带宽和控制形成较大压力;而以WLAN在局域范围内实现对异构传感网数据的汇聚、处理与传输,将发挥WLAN传输速率高、组网结构简单、建设方便快捷等特点,会使物联网用户获得高速、方便与丰富的使用体验。

  未来物联网进入广域感知阶段,传感网开始用于广域组网,遍布各处的无线传感节点将构成全新的广域网络。此时,会产生一些基于无线传感网技术的公共节点,这些公共节点作为物联网基础设施的基本组成部分,必然要实现广域管理,这时3G/4G将发挥其广域网的统一协议、寻址、鉴权、认证等优势。但是,要实现无线传感网公共节点,WLAN是不可或缺的环节。

  物联网时代面临的挑战

  当然,3G+WLAN是为人与人的通信而设计的,其中WLAN的功能主要是解决笔记本或智能手机的高速上网。所以,WLAN要承担起物联网传输与承载的重任必然面临许多新的挑战。首先,WLAN要实现技术创新。一方面,WLAN要向更高速率演进,802.11n的320Mbps速率是必需的要求,业界甚至提出在60GHz频段实现7Gbps的传输速率的设想。另一方面,实现WLAN网络技术的升级,在天线技术、服务质量(QoS)保障技术、多点传播软件技术以及无线信号收发技术方面不断改进,进一步提高可靠性和传输质量。

  对WLAN的第二个挑战是频谱资源的紧缺。按照预测,我国到2020年,在设定的小区内150人同时使用WLAN,其速率为200kbit/s,每用户忙时呼叫次数为0.15,每户平均呼叫时长为3000s的情况下,上下行共需2516MHz频率。而WLAN用于物联网,在一个小区内的物品或设备数量可能远远多于150个,而且在承载某些视频业务时其实时在线的比例更高,频谱需求也将超过2516MHz,成为名符其实的用频“大户”。而我国至今在非授权的2.4GHz和5.8GHz频段为WLAN分配了208.5MHz频率,与到2020年WLAN人与人通信所需频率尚存巨大缺口,如果加上物联网的频谱需求,其频率缺口更大。

  第三个挑战是安全隐患。由于WLAN使用非授权频谱,特别是目前的2.4GHz频段,集中了大量无线电业务,WLAN要与点对点或点对多点扩频微波系统、蓝牙、RFID、无绳电话,甚至微波炉共享频谱,而没有频率保护的规定。试验证明,无绳电话、蓝牙设备,特别是微波炉对WLAN的干扰最大,常使WLAN数据传输出现丢码、错码,不但速率下降,严重时甚至中断几秒及数分钟,当然QoS保证也无从谈起。

  3G+WLAN的出现是为3G人与人的通信而设计和存在的,但其特有的组网模式却可在物联网的承载与传输中大显优势。在WLAN技术演进和逐步解决频谱需求的过程中,物联网无疑为3G+WLAN的发展增添了新动力。

  “发展物联网大有前途。” 在第五届中国物联网大会上,中国电子学会咨询与技术评测服务中心副主任王桓一语道破了这些会议“扎堆”举办的幕后深意。

  5、行业长期向好

  当前,快速发展的物联网为企业开发新设备、系统和服务,提高运营和生产效率,改善实时决策,解决关键问题或提供全新消费体验带来了新机遇。麦肯锡全球研究中心的一项研究显示,在过去5年里互联设备的数量增长了300%,预计到2025年,各种物联网应用带来的经济规模将会超过10万亿美元。

  与此同时,随着越来越多的设备彼此相连,企业所面临的挑战与日俱增,如碎片化、互操作性。此外,现有部署的系统85%并不相连,彼此之间或与云之间并不分享数据。这是亟待改变的现实。

  “尽管我国物联网产业的发展面临很多困难和障碍,但从长远来看物联网是一个长期向好的产业。” 王桓表示。

  据悉,2013年我国物联网产业规模已突破6000亿元。物联网行业正在由概念转变为刺激信息消费的重要组成部分。业内人士预测,到2015年物联网产业规模有望接近万亿元,年均复合增长率达到35%。物联网相关技术在未来3年内将在智能电网、智能家居、数字城市、智能医疗、车用传感器等领域率先普及,预计将实现3万亿元的总产值。

  6、总结:专家观点

  中国工程院院士邬贺铨

  三元数据综合才能得出有价值内容

  大数据、智慧城市、智能化、移动互联网、云计算合起来叫大智移云,现在大数据、云计算等等已经作为新一轮的创新的平台。

  物联网也是产生大数据的来源,目前有各种各样的传感器搜集到很多数据,为了解释这些大数据,需要用到云计算、数据挖掘等技术。作为大数据分析往往需要来自三个层面的数据,第一个是网络层面,就是从网上搜集;第二个是物理层面,从传感器物联网搜集;第三个是社会层面,比如政府通过体系推动来实现。把这三元数据综合起来,我们才能得出有价值的东西。可穿戴终端实际上是物联网与便携式终端的结合,可以直接连接到移动通信网,有的是通过蓝牙连接到随身携带的移动手机上,通过手机连接到网上,传感器设备成为随身的物联网。

  中国物品编码中心主任张成海

  编码需要统一标准

  近几年,物联网的内涵、外延发生了比较大的变化,但是涉及的最基本技术没有变,标识的要求没有变,对标准化的要求没有变。一般标识的时候就是标识几个位置,比如在物流行业,一个车的物品送到了需要识别标识,包括位置、时间、原因等。以后物联网里面要识别七个要素之一或者更多的要素,我们国内推动编码过程中都给标识提出了要求。物品编码中心承担了有关国家发改委物联网项目的一部分,包括标准制定、编码设计、平台建设和示范工程。我们首先要做的,就是要做统一物联网的标识,这个标识的特点就是统一、兼容、创新,尤其是物品编码的标识。

  物联网的编码标识标准很重要,物品编码的统一是物联网发展的必然趋势。小范围的时候不用编码,但是在公共领域打电话的时候要统一语言,翻译的过程是一个复杂的过程,是一个容易产生歧异费时费力的过程,所以一定要有统一的标准。另外,编码的兼容也是有内在要求的,不能过去有的编码都不用了,这也是不可能的,所以我们要建立统一的标识。另外,物联网应用中的感知、认知,都会涉及条码,如二维条码、身份识别等,这些识别技术和IT技术的提升融合也是物联网应用的一个显着的特征。

(本文综合物联中国、中国电子报、CIO时代网等媒体报道)

如果觉得我的文章对您有用,请随意打赏。您的支持将鼓励我继续创作!