透析物联网大时代的愿景、困难和展望

    日本对信息技术的重视程度有目共睹，发展物联网也比其他国家起步较早。2000年公布的五年信息技术计划“e-Japan”就为日后物联网的发展做好了准备，之后又相继颁布了“u-Japan”国家物联网战略以及“ICT维新愿景2.0”计划，这些政策都大大促进了物联网的发展。时至今日，全日本总计发展了317万多物联网用户，其中NTTDOCOMO现有超过150万物联网用户，主要分布在交通、监控、远程支付（包括自动贩卖机）、物流辅助、抄表等九个领域；近期在2013东京Interop展上，物联网也是最热点话题之一，现场演示以华为AR530为物联网网关的AMI解决方案，模拟智能抄表过程，让客户切身感受到物联网的存在。

　　愿景：互联网时代，有梦真好

　　前方数百米处道路发生拥堵，小王今天又要迟到了，别无他法。小张的父亲患有高血压，每天忙于工作的小张心里总是很忐忑，担心父亲的身体状况。患有强迫症的小林总是担心自己没有关煤气和门窗……，这些和人们生活息息相关的物体和信息如果能够联动起来，实时传递和分享，那生活该有多美好啊！

　　物联网又称传感网，顾名思义，就是“物物相连的网络”。世界上第一个IT入门程序起名为“helloworld”，可以看出那时人们多么渴望与世界交流。现今我们可以和世界上任何一个人说Hello，但人类已不再局限于人与人的交流，物物相连是人类对互联网的另一个梦想。世界上的万事万物，小到手表、钥匙，大到汽车、楼房，只要嵌入一个微型感应芯片，就可以“自动开口说话”。如果再借助无线网络技术，人们就可以和物体“对话”，物体和物体之间也能“交流”，这就是物联网。

　　在物联网时代，车载设备会及时提醒司机减速换道行驶；老人如遇意外跌倒、生病或异常状态都可以通过远程网络，传递给社区或子女；智能化楼宇中的传感器检测到主人离开后，能自动通知控制器关闭水电气和门窗，并对住宅内的安全情况进行监控，实时向主人的手机发送异常情况报告……。这些不是科幻电影中的场景，不久的将来都会成为现实。[page]

 

    困难：“文化”不同，“网友”难以沟通

　　在过去很长时间内，一谈到物联网，大家脑海中想到的就是RFID，NFC，Zigbee等物联网热门技术。我们都知道，物联网在网络层次上可以大致分为感知层、传输层和应用层。不可否认，感知对物联网来说是最重要的，没有感知，物联网就是无源之水。所以在过去很长时间内，物联网的镁光灯都聚焦在感知层技术。正是这个原因，物联网很多时候被称为M2M。感知层技术顾名思义，其目的在于感知和接入，它无法胜任大范围的联网，因此M2M网络往往是一种局域性的网络。真正的物联网不仅仅局限于物物相连的M2M网络，人们梦想中的物联网是可以长距离、跨区域实现的，比如深圳和北京，中国和美国之间的物物相连。那就是说，一定要将物体与WAN互联网络联系起来。真正意义上的物联网不应该局限在M2M上，而应该是广域连接的矩阵（Matrix），即M2MtoMatrix，简称M3。在M3时代，传输层网络管道将发辉越来越重要的作用，让物联网不再止步于M2M。通过物联网，我的车和你的车也是“网友”，我家里的冰箱和你家里的冰箱甚至彩电、空调也是“网友”。

　　然而物联网跨越的行业及用户需求千差万别，物联网现场传感器网络制式繁多，既有各种短距离无线网络，如ZigBee、蓝牙、Wi-Fi、无线HART等，又有以有线方式连接的多达十几种的现场总线网络，如Modbus、FoundationFieldbus、CAN、ProfiNet等。相比之下，互联网相对简单，主要是传统的TCP/IP网络。一边是适配多种制式终端的传感网络，另一边是传统的互联网和移动通信网，如何实现他们之间的良好沟通，成为M3时代互联网发展的首要问题。

　　要实现物联网，首先要实现传感网络和互联网的融合，如何将多仪表，多制式传感器和控制器接入移动网络和互联网络是实现物联网的关键，即客观上需要有一种融合的物联网网关：

　　1、支持多种网络制式，具备多种行业接口，例如RS485、PLC、Zigbee等；能直接与传感网络的终端通信，汇聚各种采用不同技术的异构传感网，将传感网的数据通过通信网络远程传输。

　　2、在上行通信层，应该具备普通互联网路由器的基本功能，通过有线无线多种连接方式连接3G移动网络、互联网，以便灵活适配互联网；与远程运营平台对接，为用户提供可管理、有保障的服务，从而更方便地对生产、生活进行管理。[page]

 

    此外物联网上的数据报文类型众多，即有对时延敏感度很高的控制报文，又有常见的采集信息上送报文，还有大量的，对实时性要求不高的监控视频信息。各种数据报文对实时性及优先级的要求各不相同，如果不加以区分，网络带宽很容易被大量的监控信息填满。因此，互联网通信网关应该具有丰富的服务质量QoS(QualityofService)功能，使每个区域或者每中应用对应一个单独的队列，保证实时调度应用的实时性，为更高优先业务提供包括专用带宽、优先转发等保护措施，以确保重要的控制业务的质量。

　　对物联网关的实践，已经有很多科研单位和厂商在进行相应研究和开发工作。据了解，思科和恩智浦(NXP，前身是历史悠久的飞利浦半导体公司)已经对汽车无线通信设备制造商CohdaWireless进行一项战略投资，共同开发的硬件设备可以让汽车之间以及汽车与设施(如红绿灯)之间搭建起无线通讯系统，从而共同营造出一个更加安全的行车环境，让汽车变得更智能、更具连接性。此外，全球最大的网络设备供应商之一的华为公司，依托网络和终端技术，正在推出一系列AMI系列产品和解决方案。近期在2013东京Interop展上，现场演示以华为AR530为物联网网关的AMI解决方案，模拟智能抄表过程，让客户切身感受到物联网的存在。世界万物，纷纷扰扰，华为首先选择人们生产和生活中比较重要的物件进行接入和承载，他们是仪表（Meter）、传感（Sensor）和控制（Controller），简称为MSC，将MSC承载到IP网络中的解决方案称为MSCoIP。华为MSCoIP解决方案提供了一个IP管道，使得物联网广域连接变得简单易用、经济可靠，是一种即插即用的解决方案，其全系列产品可满足企业建设M3网络的需求。

　　展望：物联网时代，恰逢其时

　　武汉某家物联网超市已经开始启用网络选菜，网上下单配送，将人们与超市中的物品菜通过网络联系起来。

　　工信部2012年物联网专项资金3.5亿元，这个数字在2013年还有增加的趋势。

　　埃森哲认为，经过过去几年的技术和市场的培育，物联网即将进入高速发展期，它是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮，是一个全新的技术领域，同时也给IT和通信带来了广阔的新市场。

　　IPv6是业界公认解决IP地址枯竭问题的“良药”，有一句广为流传的话形容IPv6：“可以为地球上的每粒沙子都分配一个IP地址”。IPv6上线为物联网产业的爆发解决了基本的“寻址”(身份识别)问题，为物联网产业的发展解决了基础问题，意味着物联网真正从概念步入实践。

　　种种迹象表明，物联网经过前几年的炫耀和沉淀后，将迎来快速发展的时代。