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坎坷与机遇物联网将如何改变我们的生活

2014-10-16贾鹏

计算机与网络 2014年14期
关键词:电子标签联网传感器

物联网的辐射范围很广,除了公共领域之外,针对用户的个性化产品也是主要的研发方向,企业如能抓住机会,必将有良好的发展前景。

中国物联网产业两大优势

物联网的潜力在于较高的普及率,鉴于这一特性,我国在物联网发展中有两大天然优势。

第一,规模优势。当前制约物联网产业规模的一个重要因素是高昂的成本,一般而言,只有规模上去了,成本才能降下来,这是一对相互制约的关系。中国拥有13 亿人口,是世界第二大经济体,在经济实力和消费实力两方面,都有得天独厚的优势。目前我们要做的是继续加大政策、投资支持,鼓励企业创新,等到形成规模效应后,自然能突破价格瓶颈。

第二,产业化优势。物联网可以推动经济发展模式由粗放型向集约型转变,在经济发展转型期,这正是我们所需要的。物联网的产业链主要包括传感器制造、芯片制造、设备制造、网络服务、软件开发等环节,而利用现有的广阔市场、原材料储备、技术专利、发达的传感网络等优势,我们可以实现物联网全产业链的覆盖,这是世界上许多国家望尘莫及的。

当前物联网发展困境

(一)行业标准不统一

由于发展水平和地域的限制,世界范围内物联网的行业标准并不统一,不同国家生产的设备,有时候互不兼容。这种情况对我国的物联网发展很不利,由于缺乏专利技术,很多物联网设备诸如芯片和读写器核心模块,我们都依赖国外进口,如果标准问题得不到解决,不仅影响物联网在行业内、行业间的互联互通,还将造成不必要的成本增加。

(二)信息安全受威胁

大数据时代,信息安全备受关注,作为采集分析物品信息的物联网,更易遭到恶意攻击。互联网是物联网建设的基础,因此物联网的安全威胁包括两方面。首先,互联网中遇到的安全问题,都会出现在物联网中;其次,物联网系统自身及相关应用也容易遭到攻击。随着物联网技术的愈加进步,威胁信息安全的因素也在增加。

(三)IP 地址面临挑战

数据显示,中国网民数量已经超过5 亿,位列全球第一,为物联网的发展打下了坚实基础。同时,如此大的基数也给IP地址带来挑战,人与人、人与物以及物与物之间建立连接,需要庞大的IP 地址数量,继IPv4 之后,IPv6 的出现似乎解决了这一问题,但鉴于IPv6 诞生的时间尚短,在实际应用过程中,它的安全性和服务质量还要历经考验。

(四)各自为战,分散经营

物联网包括感知层、网络层和应用层,每一层级又各自包括一个体系,是一项综合性的技术。在中国,尽管理论研究已经广泛展开,但在应用领域,还没有一个企业能够独立承担构建物联网整体系统的任务,现有企业一般都是根据自己的优势,在某个下分领域进行业务拓展。总体情况是很多“小头目”各占山头,但缺乏行业“大佬”。

中国物联网产业发展机遇

(一)冷门行业待开拓

从国内外的应用情况来看,物联网已深入人们生活的方方面面,智能交通、智慧医疗、智能安防、车联网等都是物联网应用热点领域,在切实服务人民的同时,产生了可观的市场规模,带动经济高速发展。

除了以上热点领域,物联网还在环境监测、工程监督等领域有所应用,这些看似与物联网毫不相关的“冷门”行业,蕴藏着巨大的市场潜力,有待进一步挖掘,主要体现在以下几方面:

第一,对高风险工种的工作环境进行监测,例如针对煤矿、油田,核电等工作场所进行智能感知,通过上传数据、电脑分析判断工作环境是否安全,保障工作人员安全作业,减少不必要的损伤。

第二,重大工程的安全系数监测。铁路事故是世界范围内的难题,近年来,国内常有铁路、桥梁坍塌事故,对人民群众的生命安全造成威胁,通过引入物联网技术,可以对已有工程和待建工程的安全系数进行测试,力争问题在源头上得到解决,确保工程的坚固度。

第三,生态环境的监测。森林火灾、泥石流、洪涝灾害等不容易被人为监控,一旦发生,将造成不可挽回的损失,物联网技术可以弥补这一不足,通过传感设备对生态环境进行感知,能有效防止灾害发生,并且可帮助制定事故应急预案。

第四,对物流产品的实时跟踪。物联网对物流产业的推动作用非常明显,通过对物品的实时跟踪,物联网可帮助物流企业将配送各环节连成一体,优化资源配置,提高配送效率。

(二)高效利用RFID 技术

物联网主要涉及传感器、电子标签、芯片及智能卡等三大领域,在传感网技术的开发和市场推广中,RFID 是非常关键的技术之一。RFID 技术结合已有的网络、数据库等技术,构筑了一个由大量联网的阅读器和电子标签组成的庞大物联网体系,其规模甚至超过了互联网,从这种意义上来讲,RFID技术无疑是物联网发展的“排头兵”。

在中国,RFID 技术受政府的需求和推动,拥有良好的市场前景。本土化企业占“天时地利人和”各项优势,同时,近年来也吸引了大量国外企业在中国发展技术、开拓市场。尽管如此,将RFID 技术普及到日常生活中的成本问题,仍然是制约物联网大规模发展的难题。

RFID 成本对中小供货商的影响最为明显。对于供货商来说,不论商品价值大小,都必须配备相应的电子标签,譬如一台电脑和一支牙刷,价格差距悬殊,但是附加的电子标签都是一样的,那么对于数量庞大、价值低的商品,付出的将是与之价值不符的巨额费用。

对于如何降低成本,业内也有一些观点,如“RFID 的价值大小与其被使用的次数成正比”,这是根据RFID 价值特性得出的结论。这一结论认为,如果在同一个RFID 技术应用系统中,电子标签被使用的环节越多,读写器被使用的功能越充分,其成本被分解、稀释和认同度就越高。反之,价值链被设计得越短,或供价值表达的环节越少,成本问题就越突出。根据这一结论,增加电子标签的使用频率,或可成为降低RFID 成本的捷径。

(三)传感器的持续发展

物联网的基本要求是物物相连,每一个需要识别和管理的物体上,都需要安装与之对应的传感器。因此,传感器的升级换代成为物联网能否快速发展的关键。随着物联网技术的进步,不仅仅要求传感器具备基础的信息收集处理功能,高度智能化也成为衡量其性能高低的基本依据。

所谓智能传感器,就是指传感器在基本的功能之外,具有自动调零、自校准、自标定功能,同时具备逻辑判断和信息处理能力,能对被测量信号进行信号调理或信号处理。

与国外相比,我国智能传感器的研究主要集中在以下几方面:

一是采用先进的微电子技术、计算机技术,研究开发出将传感器和微处理器结合、具有各种功能的单片集成化智能传感器,这是当前智能传感器的主要发展方向之一;

二是针对传感器的材料,利用生物工艺和纳米技术,开发分子和原子生物传感器,这将为以后智能传感器的发展奠定基础;

三是整合国内外芯片技术,结合敏感电子元件,研发出混合型集成智能传感器,这种传感器精度更高、成本更低、稳定性更好。我国在集成智能传感器领域已经取得了重大突破,国产传感器逐步打开了智能传感器的市场份额。

就市场占有率来讲,微型传感器是目前最为成功并最具实用性的微型机电器件,目前,微型传感器已在汽车应用和提高员工效率等方面积累了良好的应用经验。其次,由于微型传感器具有体积小、功能新、便于大批量生产、单件成本低等优势,其未来市场前景也非常光明。

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