導讀:物聯(lián)網(wǎng)雖然是一個新興的高科技產(chǎn)業(yè),但其發(fā)展仍離不開產(chǎn)業(yè)鏈的繁榮,離不開一大批企業(yè)的參與和投入。運營商將把握機遇,開拓創(chuàng)新,為物聯(lián)網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展做出應有的貢獻。
物聯(lián)網(wǎng)雖然是一個新興的高科技產(chǎn)業(yè),但其發(fā)展仍離不開產(chǎn)業(yè)鏈的繁榮,離不開一大批企業(yè)的參與和投入。運營商將把握機遇,開拓創(chuàng)新,為物聯(lián)網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展做出應有的貢獻。
眾所周知,物聯(lián)網(wǎng)將成為通信業(yè)下一個戰(zhàn)略增長級領域。物聯(lián)網(wǎng)雖然是一個新興的高科技產(chǎn)業(yè),但其發(fā)展仍離不開產(chǎn)業(yè)鏈的繁榮,離不開一大批企業(yè)的參與和投入。運營商將把握機遇,開拓創(chuàng)新,為物聯(lián)網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展做出應有的貢獻。
物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展瓶頸
雖然物聯(lián)網(wǎng)在中國的發(fā)展初期勢頭兇猛,但總體還處于初級發(fā)展階段,存在以下問題和瓶頸。
一是目前國內(nèi)以物為互聯(lián)的應用需求呈現(xiàn)出層次低、規(guī)模小、個性化的特征,難以激發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)積極參與和資金投入熱情。
二是物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)研發(fā)速度慢,還不能完全滿足應用需求。相對于互聯(lián)網(wǎng),物聯(lián)網(wǎng)的應用要復雜很多,千變?nèi)f化。在面對復雜的需求環(huán)境時,我們的芯片、敏感器件等基礎技術(shù)特別是高精度技術(shù),與國際先進水平還存在一定差距。
三是國內(nèi)還缺乏物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)范和技術(shù)標準的指引,沒有標準就沒有規(guī)模化。物聯(lián)網(wǎng)將是一個多設備、多網(wǎng)絡、多應用、互聯(lián)互通、互相融合的一個大網(wǎng)。在物聯(lián)網(wǎng)建設中,傳感器、計算機、接口標準、通信協(xié)議等方面都需要有國家標準的指引,才能整合和節(jié)約資源,降低成本。
四是需要破除跨行業(yè)的壁壘。物聯(lián)網(wǎng)將推動傳統(tǒng)工業(yè)的信息化改造,實現(xiàn)行業(yè)信息化、部門信息化,從而推動社會整體的信息化。信息的共享和信息服務,就意味著要破除跨行業(yè)間的壁壘,建立新的共享與協(xié)同型的管理體系和生產(chǎn)流程。目前,我國整體信息化水平還比較低,各行業(yè)發(fā)展不均衡,因此要實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)時代的互聯(lián)互通,還有很長的路要走。
物聯(lián)網(wǎng)并非空穴來風,利用現(xiàn)有的信息技術(shù)確實能實現(xiàn)許多不同類型的物聯(lián)網(wǎng)應用,如手機支付、視頻監(jiān)控、節(jié)能減排等。盡管現(xiàn)階段的應用規(guī)模小,智能化程度不高,但是通過這些應用也足以看到其廣闊的發(fā)展前景。伴隨信息技術(shù)的快速發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)將結(jié)合云計算、IPv6、高速移動通信技術(shù)、智能識別等新興的信息技術(shù),并將得到更加廣泛的應用,呈現(xiàn)出向智能化、低碳化、人性化、泛在化的方向發(fā)展趨勢。
物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)中運營商的關注點
國內(nèi)外各大運營商紛紛致力于拓展物聯(lián)網(wǎng)應用業(yè)務,把物聯(lián)網(wǎng)作為未來突破業(yè)務增長極限、實施藍海戰(zhàn)略的重要方向,積極開展物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)研發(fā),加速成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)孵化、應用開發(fā)等工作,在物聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)業(yè)務相結(jié)合發(fā)展方面積累了大量經(jīng)驗。
雖然運營商在物聯(lián)網(wǎng)領域有所建樹,有所發(fā)展,但基本還是圍繞網(wǎng)絡這條主線開展工作。認同信息產(chǎn)業(yè)鏈的分工,以網(wǎng)絡為核心向外拓展與物聯(lián)網(wǎng)有關的產(chǎn)品和服務,是運營商的共識,也是物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)所決定的。
根據(jù)ITU-T發(fā)布的定義,物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)主要包括三個層面感知層、網(wǎng)絡層和應用層,這已在業(yè)界達成了共識,如圖1所示。感知層主要用于識別物體、采集信息。網(wǎng)絡層主要用于信息傳遞,以現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡為基礎,包括有線無線、寬帶窄帶在內(nèi)的各種通信技術(shù)。應用層是指各種豐富的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務,種類繁多,同時包括可以提供給多種應用使用的通用能力,如定位能力等。
運營商重點關注的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),首先應該是網(wǎng)絡層本身的發(fā)展,是否滿足物聯(lián)網(wǎng)類業(yè)務的需要;其次是感知層和應用層以什么方式、什么技術(shù)與網(wǎng)絡層緊密相連接,以保證信息流通(如接入網(wǎng)關與管理平臺);再其次是信息的采集、匯聚方式,以及信息的分析處理方法;最后才是關注如何利用由網(wǎng)絡資源所獲得的信息,提供面向物聯(lián)網(wǎng)的綜合型信息服務。
感知層的接入能力:感知層處于物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)的最底層,負責各類應用相關數(shù)據(jù)的采集,主要包括有線/無線傳感器網(wǎng)絡、各類傳感器設備、RFID、視頻采集設備等。感知層基礎技術(shù)主要包括傳感器和控制器技術(shù),以及短距離傳輸技術(shù)(如無線傳感網(wǎng)、RFID等)兩大部分。感知層的接入能力對物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)起著基礎性作用,運營商開展各類行業(yè)應用,也都依賴于這類感知信息的準確獲取。
網(wǎng)絡層的泛在能力:網(wǎng)絡層是基于現(xiàn)有的通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)基礎上建立起來的,其關鍵技術(shù)既包含了現(xiàn)有的通信技術(shù)(如2G/3G移動通信技術(shù)、有線寬帶技術(shù)、PSTN技術(shù)、Wi-Fi技術(shù)等),也包含終端技術(shù)(如連接傳感網(wǎng)與通信網(wǎng)結(jié)合的網(wǎng)關設備),為各種行業(yè)終端提供通信能力的通信模塊等。泛在的網(wǎng)絡能力不僅使得用戶能隨時隨地獲得服務,更重要的是通過有線與無線技術(shù)的結(jié)合,和多種網(wǎng)絡技術(shù)的協(xié)同,為用戶提供智能選擇接入網(wǎng)絡的模式。
應用層的承載和快速開放能力:豐富的應用層是物聯(lián)網(wǎng)的最終目標,目前物聯(lián)網(wǎng)應用的種類雖然已經(jīng)比較豐富,然而呈現(xiàn)煙囪式結(jié)構(gòu),不能共享資源,必須重復建設,不利于物聯(lián)網(wǎng)應用規(guī)模的進一步擴大。因此,對應用層的關注不能僅停留在簡單的應用推廣和普及上,而要重點關注能為不同應用提供服務的共性能力平臺的構(gòu)建,如基礎通信能力調(diào)用、統(tǒng)一數(shù)據(jù)建模、目錄服務、內(nèi)容服務、通信通道管理等。這些共性的能力平臺具備快速開放性,基于這些開放能力,運營商可以方便地開發(fā)出各類豐富的個性化應用。
物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術(shù)
目前涉及物聯(lián)網(wǎng)運營的關鍵技術(shù)是終端接入和平臺服務。終端是直接與用戶接觸的使用界面,而平臺則是承載服務的核心系統(tǒng)。終端接入和平臺服務保障了物聯(lián)網(wǎng)應用端到端的服務質(zhì)量,是可運營、可管理的物聯(lián)網(wǎng)涉及網(wǎng)絡層面的兩大關鍵技術(shù)。
終端接入技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)終端的種類非常多,包括物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關、通信模塊以及大量的行業(yè)終端,其中尤以行業(yè)終端的種類最為豐富。從終端接入的角度來看,物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關、通信模塊和智能終端是目前關注的重點。
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關:它是連接傳感網(wǎng)與通信網(wǎng)絡的關鍵設備,其主要功能有數(shù)據(jù)匯聚、數(shù)據(jù)傳輸、協(xié)議適配、節(jié)點管理等。物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下,物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關是一個標準的網(wǎng)元設備,它一方面匯聚各種采用不同技術(shù)的異構(gòu)傳感網(wǎng),將傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù)通過通信網(wǎng)絡遠程傳輸;另一方面,物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關與遠程運營平臺對接,為用戶提供可管理、有保障的服務。
通信模塊:它是安裝在終端內(nèi)的獨立組件,用來進行信息的遠距離傳輸,是終端進行數(shù)據(jù)通信的獨立功能塊。通信模塊是物聯(lián)網(wǎng)應用終端的基礎。物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)終端種類繁多,體積、處理能力、對外接口等各不相同,通信模塊將成為物聯(lián)網(wǎng)智能服務通道的統(tǒng)一承載體,嵌入各種行業(yè)終端,為各行各業(yè)提供物聯(lián)網(wǎng)的智能通道服務。
智能終端:它滿足了物聯(lián)網(wǎng)的各類智能化應用需求,具備一定數(shù)據(jù)處理能力的終端節(jié)點,除數(shù)據(jù)采集外,還具有一定運算、處理與執(zhí)行能力。智能終端與應用需求緊密相關,比如在電梯監(jiān)控領域應用的智能監(jiān)控終端,除具備電梯運行參數(shù)采集功能外,還具備實時分析預警功能,智能監(jiān)控終端能在電梯運行過程中對電梯狀況進行實時分析,在電梯故障發(fā)生前將警報信息發(fā)送到遠程管理員手中,起到遠程智能管理的作用。
平臺服務技術(shù)
一個理想的物聯(lián)網(wǎng)應用體系架構(gòu),應當有一套共性能力平臺,共同為各行各業(yè)提供通用的服務能力,如數(shù)據(jù)集中管理、通信管理、基本能力調(diào)用(如定位等)、業(yè)務流程定制、設備維護服務等。
M2M平臺:它是提供對終端進行管理和監(jiān)控,并為行業(yè)應用系統(tǒng)提供行業(yè)應用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等功能的中間平臺。平臺將實現(xiàn)終端接入控制、終端監(jiān)測控制、終端私有協(xié)議適配、行業(yè)應用系統(tǒng)接入、行業(yè)應用私有協(xié)議適配、行業(yè)應用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、應用生成環(huán)境、應用運行環(huán)境、業(yè)務運營管理等功能。M2M平臺是為機器對機器通信提供智能管道的運營平臺,能夠控制終端合理使用網(wǎng)絡,監(jiān)控終端流量和分布預警,提供輔助快速定位故障,提供方便的終端遠程維護操作工具。
云服務平臺:以云計算技術(shù)為基礎,搭建物聯(lián)網(wǎng)云服務平臺,為各種不同的物聯(lián)網(wǎng)應用提供統(tǒng)一的服務交付平臺,提供海量的計算和存儲資源,提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲格式和數(shù)據(jù)處理及分析手段,大大簡化應用的交付過程,降低交付成本。隨著云計算與物聯(lián)網(wǎng)的融合,將會使物聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)出多樣化的數(shù)據(jù)采集端、無處不在的傳輸網(wǎng)絡、智能的后臺處理的特征。
中國電信的探索和實踐
近年來,中國電信積極響應國家號召,夯實基礎,勤練內(nèi)功,以應用為導向,初步樹立了中國電信在物聯(lián)網(wǎng)領域的地位。截至2010年底,中國電信已在十一大類行業(yè)提供了30多項物聯(lián)網(wǎng)融合行業(yè)應用,包括交通物流、能源、城市基礎設施、政務監(jiān)管、金融服務、安防、工業(yè)制造、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)等,物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)已突破300萬個。
智能全球眼
智能全球眼將是中國電信物聯(lián)網(wǎng)的重點開發(fā)應用之一,目前全球眼已發(fā)展40萬個監(jiān)控點,是視頻傳感的最成功應用。在全球眼的基礎之上,智能全球眼更好地銜接了物聯(lián)網(wǎng),它利用智能圖像識別、智能化數(shù)據(jù)分析技術(shù),對視頻圖像資源中的對象和事件信息進行充分挖掘,并利用這些信息為用戶提供更高價值的服務,具備行為分析、數(shù)據(jù)獲取、畫面異常分析三大類功能。
行為分析類功能目前可實現(xiàn)針對視頻畫面中人、車輛、其它任意物體的行為分析;數(shù)據(jù)獲取類功能目前可實現(xiàn)針對車牌、集裝箱號等的號碼識別、人或車的流量計數(shù)等;畫面異常類功能目前可實現(xiàn)對視頻圖像出現(xiàn)的畫面凍結(jié)、增益失衡等常見監(jiān)控點故障的分析、判斷和報警。
智能交通
智能交通是物聯(lián)網(wǎng)領域最熱門的一個應用。中國電信在智能交通領域的多個層面開展了應用,如“車輛調(diào)度管理”應用已經(jīng)在濟南公交、江蘇泰興市汽車運輸總公司、常熟市長途汽車客運公司等項目投入使用,提供全球眼視頻監(jiān)控、人員車輛定位業(yè)務、綜合調(diào)度臺系統(tǒng)等多項應用和服務,幫助客戶提高運營效率,降低管理成本,提升客戶業(yè)務響應速度和服務感知。
汽車信息服務是另一個智能交通應用,它利用無線通信技術(shù)和GPS衛(wèi)星導航技術(shù)給乘車人提供所需的各類信息服務,主要包括位置、交通、娛樂、互聯(lián)網(wǎng)、車輛診斷、安保等服務,并可通過設置門戶網(wǎng)站及與內(nèi)容提供者合作的方式,從事移動電子商務等增值服務,現(xiàn)已與通用Onstar合作且已發(fā)展12.45萬部,豐田G-BOOK發(fā)展4.7萬部。
智能農(nóng)業(yè)
中國電信的“智能農(nóng)業(yè)大棚”應用,通過傳感技術(shù),實時采集溫室內(nèi)溫度、濕度、光照、土壤含水量等環(huán)境參數(shù),并通過CDMA無線方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綉帽O(jiān)控平臺,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)綜合生態(tài)信息的自動感知,讓從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)實時監(jiān)控并做出決策。
在必要情況下,該應用能通過手機對大棚配套設備進行遠程控制,包括控制風機、天窗、外遮陽、水簾、灌溉設施等,還可根據(jù)客戶需求靈活布置視頻傳感器,實時采集到大棚內(nèi)的視頻信號,實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)與視頻數(shù)據(jù)的融合。該應用目前已在湖南省農(nóng)科院、黑龍江農(nóng)墾等商用,為農(nóng)業(yè)研究和生產(chǎn)提供了基于信息化技術(shù)的有效工具,提升育種效率高達50%以上,因此智能農(nóng)業(yè)大棚項目得到中央有關部門的高度認可。