物联网概述第6篇：物联网的前沿技术与国家工程建设

2012-03-30何立民

单片机与嵌入式系统应用 2012年3期

关键词：电子化联网医疗

何立民

（北京航空航天大学，北京 100191）

1 物联网时代的机遇

物联网／云计算时代是一个无人化的普适服务时代。超高水平、超高速发展的社会生产力与无人化的普适服务，给全人类带来极大机遇。

（1）知识生产力的机遇

知识平台基础上高度发展的社会生产力，可以在大幅度减少劳动岗位的基础上，提高社会生产、服务能力。社会生产力的增长不再依靠劳动人口的增长，从根本上缓解了人口老龄化的社会经济发展问题。在劳动人口数量绝对下降的老龄化社会，平均财富的增加速度足以满足社会全体的需求。

（2）无人化体系的安全性机遇

物联网／云计算时代，无论是生产体系，还是服务体系都逐渐进入到无人化状态。高可靠的集成电路、软件技术基础上的无人化体系，大大降低了原先有人体系中的人为失误概率。十多年前，一些先进的医疗机构就已经实行医生处方的计算机复核，消除了医生处方的人为错误。台大医院错将艾滋病人器官移植给五名健康病人，系人为信息传递出错，如果采用无人化信息服务系统便可杜绝此类事故发生。物联网／云计算时代无人化体系的普及，提高了社会总体安全性。

（3）无人化服务的结构性清廉机遇

一个完整的物联网系统，是一个无人化服务系统，系统中具有完善的全流程监管体系。这些电子化流程与监管体系都实现了无缝连接的一站式服务，另外，物联网系统还实现了无歧视的平等与公正的普适服务，彻底根除了有人化系统中的结构性腐败土壤。

（4）全民平等的普适服务机遇

互联网技术的普适性，使物联网／云计算的计算服务也带有普适服务的特点，使全民的物联网／云计算服务资源平等与公正地服务于全体人民。物联网／云计算应用系统中软件的巨大扇出能力（即无成本限制的复制能力），使系统中单个服务费用降至最低，人人都用得起。

2 物联网时代的挑战

物联网／云计算极大地改变了社会的生产方式与生活方式，在充满机遇的同时，也带来巨大的挑战。例如，无人化系统的广泛普及使大量工作岗位丧失，虚实交互的运营方式成为法律的空白区，智慧地球的广泛智力替代会产生人类个体知识与智力的边缘化。所有这些都构成了物联网／云计算对人类社会的巨大挑战。

（1）无人化系统普及的劳动岗位丧失

服务业兴起，是现代化社会的重要特征，衍生出大量的工作岗位。传统产业由于生产效率的不断提高导致就业岗位数量绝对下降，服务业兴起，在一定程度上缓和了这种下降趋势。物联网／云计算的无人化服务体系，无情地吞噬了大量的服务工作岗位。由于全球化扇出效应，物联网／云计算产业所能产生的新兴工作岗位极为有限，并集中在知识产业国家，普通劳动者的岗位会急剧减少。

（2）虚实世界交互的法律建设

虚拟世界不透明的运营环境与快速变化的特点，使真实世界原有的法律体系很难移植到虚拟世界，虚拟世界成为法律与道德的薄弱地区。物联网／云计算是虚实交互的社会经济体系与社会生活体系，恶意软件的入侵成为新兴的罪恶土壤，急需开展新形势下的法律、法规建设，例如物联网／云计算中的时空定位标准体系建设、有效证券电子化的公证体系制度、物联网系统中的公平性评估等，以及物联网／云计算运营中的安全、隐私、公平、可靠性的法律保障。

（3）智能化社会生活方式的挑战

集成电路诞生以前，人类的个体的知识力量，体现在知识的占有与知识到能力的转化中。集成电路诞生以后，情况发生了变化。物联网／云计算时代，人类实现了智慧地球的智慧生活方式。在这种生活方式中，人人依靠物联网与云计算中存储的知识，以及知识到能力的转化，展现出自己巨大的知识力量。这是一种外部条件下的知识力量，这种知识力量不再依靠人类个体对知识的占有，以及从知识到行为的转化，必然会冲击现行的知识教育体系与人类智力的正常进化。

3 物联网时代的前沿技术

物联网是多个强势学科交叉融合的产物，物联网时代是IT产业、科技的总动员时代，许多前沿技术都体现了这种发展趋势。

（1）RFID的智能化与普适化

物联网中，RFID是物理信息感知的重要途径。RFID的智能化，使RFID从单向信息识别扩展到双向信息交互。例如，物联网超市中，顾客可以用智能手机与货架中安放的智能卡实现双向交互，了解商品源头、品质、技术特点、价格、有无价格优惠等信息，随后顾客告知购买量、可接受价位，继而确定是否成交。随着智能电子标签成本不断下降、智能手机的普及和RFID技术水平的不断提高，这种双向信息交互与信息管理技术会逐渐成为重要的普适服务内容。

（2）智能手机的归一化交互

在物联网／云计算的无人化服务体系中，唯一的服务对象是人。人与服务环境的交互必须有一个法定的交互手段。服务体系、服务环境的多样性、复杂性、实时性，要求有与之匹配的归一化、便携式的人机交互平台。从2G时代到3G时代，手机已从通信领域走向商务（交易、支付、信息查询等）领域，4G时代的智能手机将成为物联网／云计算的无人化服务体系中唯一的人机交互平台。这种人机交互平台不仅是物联网／云计算时代服务对象本人的需求，也将成为国家对社会成员个体特殊服务的重要渠道。届时，智能手机可能成为国家认定的、唯一具有公证效能的服务平台。

（3）专家系统的软件集成

1997年IBM的深蓝电脑战胜世界棋王卡斯帕罗夫，2011年沃森电脑挑战智力竞答成功，表明人工智能领域专家系统的软件集成技术已进入成熟时期。随着计算机智力平台硬件技术的进步，各种专家系统软件会成为物联网／云计算中的人工大脑。依靠医疗专家海量的医疗信息，集成出顶级医疗专家系统，可以承担物联网医院顶级全科医生的疾病问诊、咨询、诊断、处方等工作。专家系统软件（含专家知识库）低成本的无限复制，使人人都能享受顶级的专家服务。

（4）智能电网的物联技术

电力网有悠久的历史，电力载波通信在攻克诸多技术难关后，已成为智能电网的重要通信手段。由于所有电器设备在电网中形成天然的用电网络，构成了智能电网得天独厚的物联条件。例如，通过智能电网，可以控制家居中的所有家用电器。家用电表可从通过电源线釆集用电数据，上传到变电站信息中心，直接完成电表的抄表任务；变电站信息中心可以给家用电器设定应用模式，提供最佳运行、控制算法，供用户选用。嵌入式系统的物联技术在智能电网中将开辟出一个新的天地。

4 物联网时代的国家工程建设

物联网时代是社会生活方式发生巨大变化的时代，必须有一些重大的国家工程项目与之配套。其中，有一些是物联网应用中必须解决的重大技术项目，如GPS时空参数的国家公证工程建设、有效证券电子化的国家认证工程建设；有些是关于国计民生的法律体系建设与重大公共工程建设，如物联网医院、物联网图书馆、物联网教育体系建设等项目。

（1）标准时空参数的国家工程建设

物联网事件中有两个重要的事件参数，即时间、空间参数。在物联网无人化的服务体系中，必须有一个对物联网事件发生的时间、地点进行客观、公正的认定。有了准确、可靠、具有法律公证身份的时空参数，才能确定物联网事件的真实、可靠。目前，GPS时空定位技术已经成熟，足以满足物联网事件对时空参数标定的精度要求。在物联网时代，政府应及时做好时间、空间定位标准的国家工程建设。

在时间标准建设上，应统一时间标准，普及标准计时工具，使标准时间具有法律公证效能。目前，广播电台整点授时、天文台天文授时、GPS时空定位都能满足标准时间的精度要求；半导体产业部门也能提供相应低价位的计时模块。政府应及时制定标准时空工具以及法律认证的相应法规。

智能手机中，GPS功能是一项重要的技术内容。在以智能手机为唯一交互手段的物联网应用系统中，智能手机能提供准确的标准时空数据。届时，智能手机还须提供与持有者的耦合状态信息。

（2）有效证券电子化的国家工程建设

电子化是物联网／云计算应用的重要手段，电子化云存储是云计算应用的重要内容。有效证券电子化已无技术障碍，身份证的远程认定技术已在银行系统中使用，人们可在网上查找相关学历证书，网上交易可使用电子化货币等，都是有效证券电子化的应用，但目前在实际生活中仍以介质性证券为主要使用方式。

有效证券电子化，是有效证券的未来发展方向。有效证券电子化，以及安全的云存储环境，有望消除滋生罪恶的土壤。有效证券电子化国家认证工程建设包括：有效证券电子化手段，有效证券的国家数据库（云存储、云私密、云安全），有效证券云存储的输入、认证、安全系统，以及有效证券持有者的身份验证体系、电子化有效证券的法律认证体系建设等。

（3）物联网应用中的法律体系建设

物联网是虚实交互的经济体系、社会体系、产业体系，虚拟世界的黑箱性造就了滋生罪恶的土壤。许多的物联网事件都是具体的经济行为、社会行为、产业行为，必须有法律制度加以约束，物联网法律体系的建设刻不容缓。物联网法律体系的建设有虚拟世界的行为规范、物联网事件时空公证、有效证券认证的法律制度建设，实名制诚信体制与监管体系的建设等。

（4）物联网的重大公共工程建设

在物联网基础上，可兴建起众多大型的国家工程公共工程建设项目。由于物联网系统的普适服务的特点、公共工程资源的巨大扇出效应，这些公共资源可供全民平等享用，如物联网教育体系、医疗体系、云存储工程、无商业利益的公共数据库建设等。政府出资建设的公共服务体系可以免受市场经济干扰，提供真实、客观、公正的普适服务。