也谈物联网

陈仕意

[摘 要] 物联网是当前IT界重点关注的技术。本文从物联网的概念、实现目标等方面入手，指出了人们当前对物联网认识上的一些误区，提出了物联网的基本技术要求，并列举了两个物联网应用实例，以便加深对物联网概念的理解。

[关键词] 物联网； 互联网； 概念； 应用场景

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 03. 038

[中图分类号] F270.7；TP393 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2014）03- 0086- 02

0 前 言

物联网当前在IT界炒得很红火，不仅各大IT厂商都推出了各种物联网解决方案、物联网产品，很多政府、企业、工业园区等也都建立了物联网示范工程、示范社区，甚至是物联网产业园区。可以说，物联网在政府、企业的共同推动下，大有燎原之势。

那么，究竟什么是物联网？物联网真的已经成为现实应用了吗？

说实话，笔者在企业从事通信网络技术工作十几年，在通信网络专业知识方面虽然还很浅薄，但对通信网络的基本概念、原理还多少有些了解。物联网概念推出之初，笔者并未予以过多关注，因为这几年IT界新概念层出不穷，很多都是厂商的市场炒作，不值一究。直至笔者近期接触了越来越多的物联网应用项目时，才开始真正研究物联网。可惜，在查阅了大量的文献资料、请教了多位专家学者后，到现在也未弄明白，究竟什么是物联网。

按照字面的理解，物联网（Internet of Things，IOT）就是物与物的互联网。目前通行的引申定义为：物联网是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，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。字面的概念虽然直白但不好理解，引申的定义虽然好理解，但更多的是描述了物联网的外延而没有准确定义物联网的本质。甚至一些国际标准化组织（如ITU）、知名IT厂商和专家学者对物联网也只是给出了一些笼统的应用前景描绘，而并没有提出一个精确的定义。因此，导致物联网概念泛滥，凡是与射频识别、传感器、无线网络技术沾边的都称之为物联网，特别是在国内，物联网更是炒得火热，号称物联网应用的案例无处不在，似乎一夜之间中国就迈入物联网社会。果真如此吗？笔者在研究分析了大量的物联网应用案例之后才明白，很多所谓物联网应用，无非是自动化技术或无线互联网应用的拓展而已。

通过对物联网概念、实现目标、涉及的技术的研究分析，笔者虽然仍不能给出物联网准确的定义，但却对物联网有了两点新的认识，在此提出与大家共同探讨。

1 物联网与现有网络技术的本质区别

无论是从字面理解还是从目前主流的定义来看，物联网都与当前的互联网有着本质的区别。最大的区别在于联网的主体不同，物联网是物与物的连接和联系，而互联网从表面上看是计算机与计算机的连接，但联系的主体却是人和人，也就是说是“人”在上网。因此对应物联网的字面概念，互联网也可称为“人联网”。此外，物联网的目标、联网的方式、应用领域也都有很大的不同，而且涉及很多不同的技术要求。

在这里需要再次强调一下，物联网与自动化系统也是有根本区别的，因为国内很多人往往把自动化系统与物联网混为一谈。虽然物联网与自动化系统都涉及传感器、无线通信、自动控制等技术，但是自动化系统是按照既定的通信模式形成一个相对固定封闭的网络系统，通信的主体（在SCADA系统中是RTU和控制中心，在DCS系统中是下位机和上位机）通常也都是固定的。自动化系统更关注的是自动控制，通信只是其实现的基础。而物联网则与互联网类似，是一个开放的系统，每一个联网的主体——“物”可以不固定，可自主选择需要的通信方。物联网更关注的是通信，自动控制在大多应用场合中是必要的手段。

2 物联网的基本技术要求

要实现物与物之间安全、可靠地通信，必须达到以下技术要求。

新的通信协议——确保物联网安全可靠运行的基础。物联网特殊的应用场景要求保证物联网通信的绝对可靠、安全。互联网出现安全等方面的问题会导致业务中断、信息泄密等，而物联网大多用于一些自动化控制或交通管理等关键性场合，一旦出现问题将会造成灾难性后果，因此要保证物与物通信的连续性、私密性和抗干扰性，而现有的互联网通信协议不能完全满足物联网的这些要求，因此需要制定开发一套全新的物联网通信协议。

身份识别与定位。物联网通信还要确认通信主体（物）的身份和位置，即要解决“我是谁”“我在哪里”的问题，这样才能确保物联网的安全。这也是物联网应用的基本需求。

智能终端。要实现物与物的通信，还要有一个必要的条件，即通信主体（物）要具备自主通信的能力，也就是说物联网里的“物”要有智能，每一个通信的“物”都是一个智能的通信终端，物要会自己“上网”，根据所承担的任务自主从网上获取相关信息或通过网络相互协调。这里所讲的智能终端不同于智能手机等所谓的智能终端，这些所谓智能终端只是有了操作系统而已，而物联网的智能终端不仅要有智能操作系统，还要有针对特定应用场合的智能分析处理能力，类似于人工智能。

3 物联网的应用场景

为了进一步理解物联网的概念，在此列举两个物联网的应用的场景：一是车辆智能自动驾驶系统，二是智能自动化厨房系统。

车辆智能自动驾驶系统（以下简称“自驾系统”）实现的目标是使汽车能够按照驾车人的要求自动行驶到指定的地点。这里我们假定要从A城市达到B城市，自驾系统需要完成行驶路线规划、安全行驶控制、后勤保障等内容。对道路交通来说，可分为区间交通干线（A城市到B城市之间的交通主干线）和城市道路（A城市和B城市城区内的道路）。行驶路线规划过程中，自驾系统首先可以自动上互联网获取最新的交通地图，同时上物联网了解从A城市到B城市的各条干线的交通状况（在此线路上行驶的汽车都可通过物联网通告自己的位置等信息），根据道路的距离、公路等级、交通繁忙程度等信息综合平衡后选取合适的线路（类似于网络路由器选路径）。在安全行驶过程中要根据道路情况控制车速，保持前后车的车距，根据交通控制信号启停等。比如前后车的车距控制，可由自驾系统与前后车的自驾系统通过物联网通信，相互通告各自的车速、间距、即将进行的操作等参数，从而控制车辆的驾驶行为，保障安全。自驾系统还可与道路管理控制系统通过物联网来获取道路控制信号，比如限速、红绿灯等信息。在后勤保障过程中主要是自驾系统要通过物联网或互联网获取加油站、餐饮等信息，从而根据驾车人要求或车辆自身情况到相应地点泊车。

智能自动化厨房系统（以下简称“智能厨房”）实现的目标是可根据主人的要求自动完成餐饮制作。智能厨房涉及食谱、食材配送、烹制过程控制等内容。食谱是根据主人的点菜要求可自动从互联网上获取烹制方案，包括所需原料、烹制步骤等，智能厨房还可通过物联网获取厨房中现有的原料情况，从而为主人提出建议食谱，或提醒主人及时采购（更完善的系统可自动进行配送）。智能厨房在烹制过程中可根据主人预定的时间要求或通过物联网获取指令来启动相应的烹制设备（原料加工装置、微波炉等），并通过物联网对烹制过程进行全面监控，确保烹制质量和安全。

从这两个应用场景可以看出，物联网的“物”一定要能够自主联网，“物”与“物”之间不仅要能相互通信，而且还要能够相互协商。这就要求针对不同的应用场景制定统一的控制法则。

总之，物联网是一个全新的领域，应用前景非常广阔，将会对社会带来巨大的变革。但从上面的应用场景描述中我们也可看出，要真正实现物联网的应用目标，还有很多关键技术要突破，还有很长的路要走。因此需要我们潜心研究，全面创新，让物联网为人们创造更美好的生活。