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物联网学习中需了解的几个关系

1.物联网和互联网的关系

物联网并不是一个新的独立的网络,它只是过去我们在互联网解决了人与人之间的交互关系之后,要进一步解决物与物、人与物之间联系的一种扩展和延伸应用,是互联网应用能力的一种放大,是互联网更加生活化、实用化、人性化的一种体现。

就互联网而言,它是物联网的基础网络,是物联网接收感知信息的承载载体,又是把获取的感知信息进行集成和整合,赋予其商务智能的一种支撑技术。本质上是使互联网由信息传输网络向“通人性”网络发展和过渡的一种扩展应用。

物联网的这种发展和延伸,是互联网通信能力、信息获取能力、沟通交互能力、远程管理能力、末端控制能力的一种增值应用能力的提升,是把决策指令转化为实施和执行能力的一种传递和转化、一种落实和体现。

物联网可用的基础网络有很多种。其中,有自组网、公众通信网络、行业专网和专用于物联网的自建通信网等。这既反映了物联网具有极强的普适性和泛在依存性特征,也反映了物联网作为一种新技术能得以快速发展的生存优势,更展现了物联网由自组网发展到进网入云,信息增值能力无限扩大的发展脉络和生态历程。

利用物联网的感知能力,可以实现对简单生产过程、物资流转过程、汽车胎压变化过程、危险气体运输过程等进行动态监控。但是,由于单点感知,其信息资源量不足,不具有动态的、复杂的、多点的控制能力,也不足以支撑复杂的、连续的、需要验证的和智能化的控制过程。因此,这样的应用只是物联网的简单应用和低端应用。

只有将若干不同节点的信息进行集成、整合和最佳资源配置,才能获取更多的支撑元素和增值能量,构成增值信息团组,甚或开掘出商务智能,再将这种具有商务智能的决策信息转化为实际控制能力时,才能使物联网具有动态控制优势和整合增值能量。

在物联网的发展进程中,互联网具有作为物联网承载网络的独有优势和整合资源能力。不仅具有把分散感知信息变成整合信息的能力,还具有对感知信息进行智能分析,并相应进行决策的处理能力;不仅可以一般地利用互联网的集成能力进行整合集成,还可以利用云计算之中的丰富资源进行云集成。这就获得了资源承载能力最强、集成信息量最大、承载网基础资源最丰富的优势。有鉴于此,互联网当仁不让地成为物联网的最佳资源配置选择,成为最适合作为物联网承载载体的基础网络。必须指出的是,自组网的传感网络不具有这样的优势和能量。

因此,研究物联网和互联网的关系,我们既要看到他们之间的依存性,也要看到他们之间的区别。物联网尽管是以互联网为基础网络平台的,但是,物联网应用和互联网应用是根本不同的。这表现在以下几方面:

(1)从应用的需求分析看

互联网是信息资源的集聚地和蓄水池,是汇集信息资源、提升信息资源、整合信息资源、开发信息资源的阵地。其面对的是信息的一般需求者和接收者。

而物联网的信息来源是节点感知的,其基本信息来源不是从外在网络上获取,而是对若干感知节点信息的接收、上传、集成和整合的。物联网信息是鲜活的、动态的,其处理流程是规范有序的。其主要是要对鲜活信息及时作出动态反应的特定需求者和接收者。

(2)从应用的特征看

互联网是全球性的、普适的、开放的,而物联网往往是区域性的、局部的、特指的,或以完成特定任务为主的专用网络。这种特指性和特定性决定了物联网只有这个任务群的人,才可以互相连接。这种专用性往往需要中间件来适配,才能满足其对承载平台的需求。

(3)从对网络平台的功能要求看

互联网要求平台资源的丰富、网络的稳定、安全、便捷和开放。

物联网要求对特指信息的收集、集成安全和稳定。更要求上传信息或返回信息的安全可靠,不被外人发现或截获。并需要对信息传输,具有无线接收能力,能进行智能处理和数据挖掘,给节点以决策支撑。

2.物联网和传感网的关系

当前有人说:“物联网是从产业和应用角度去表述,传感网则是从技术角度去表述。这两个名称是从不同的角度对同一事物做出的不同表述,其实质是相同的。”其实应该说:社会上这种把传感网应用等同于物联网的说法是不完全、不准确的;是只看到了物联网和传感网之间的同一性,忽略了物联网和传感网之间的差异性。

物联网和传感网主要有三个差异。

其一,当年的传感网所指的主要标的器件是传感器,而当今的物联网所指的主要标的器件是电子标签。

其二,当年的传感网所指的应用范围较窄,主要指的是在零售和物流行业的应用;而今物联网的应用范围已经扩展到众多的行业和十分广泛的领域。

其三,最根本的差异在于信息的存储方式和系统的开放性不同。早期的和当前的大量传感器,大都是在特定领域的应用,其本质上大都是利用传感器的自组网特征的一种闭环应用。由于分属于不同领域的应用,有着不同的协议和标准,因此这种闭环应用、标准和协议很难兼容,信息也难以共享。

而物联网其本质特征,是基于通用协议和标准的开环应用。其数据可以存放在RFID芯片中,也可以集成在云端,从而在更大范围内,可以按照权限实现对标的物品和关键环节的自动控制和远端管理,还可以实现云端的信息共享[2]。这种物联网的云存储模式,不仅简化了RFID的标签和读写设备的功能,降低了成本,还使跨领域信息共享成为了可能。

3.物联网和移动互联网的关系

当前有人说:“物联网发展以后,不出十年将替代互联网和移动互联网。”这是不懂得互联网和物联网关系的一种典型表现。

我们知道,物联网大量感知的节点信息,没有承载载体形不成整合感知能力,从而也就不能形成科学的决策能力。单点感知的信息需要经过无线传输进行交集,没有了无线传输能力,也就没有了互联网的承载载体。每一个节点都是一支无控制的单线放飞风筝,不仅其能量和作用是有限的,而且会产生大量的交合和碰撞,其感知信息的准确性就将削弱,优势就将淡化,可用性就会缩水。因此,取代一说是根本站不住脚的。

物联网的快速发展,是以移动互联网的快速发展为基础、为支撑、为前提的。正是由于移动互联网的快速发展,物联网才有了信息多维传输的可能,才有了动态传输的渠道,才找到节点信息接收的载体,才有了智能控制和处理的能力,才能得到这样广泛的应用。

实践运用中,电子标签要发挥作用,首先需要获得一个互联网的码址资源。有了码址,才有了准确的节点位置,才具有了信息传输的渠道和可能。离开了互联网和移动互联网的支撑,物联网自身的电子标签就成了一叶孤舟,是很难行船的。

4.物联网和泛在网的关系

泛在网即广泛存在的网络。它以无所不在、无所不包、无所不能为基本特征,以实现在任何时间、任何地点、任何人、任何物都能顺畅地通信为目标。目前,随着经济发展和社会信息化水平的日益提高,构建“泛在网络社会”,带动信息产业的整体发展,已经成为一些发达国家和城市追求的目标。泛在网打破了物联网应用的行业界限,倡导在不同的行业之间共享传感器信息和应用,并为公共需求提供服务。但是,它一般被认为是一种低速率、短距离、低功耗的网络。

泛在网与传感网和物联网的不同点之一,表现在应用包容的泛在性。就其地域和空间而言,物联网指的是整个地球的范围,而泛在网则指的是更广义的地域范围,包括卫星通信、宇航通信等宇宙领域,如图1-7所示。不仅如此,泛在网还十分注重“人机的普遍交互和异构的网络融合”,更强调和注重人的智能化思考及对周边环境部署的作用。

泛在网与物联网的不同点之二,表现在内涵上。从泛在的内涵上看,它关注的不仅是人与物的交互,还包括了人与物交互中与周边关系的和谐。泛在网强调了在人机交互中,注重与自然的融合,更注重和强调了应用的普遍性和广泛性。而物联网强调的只是物联网向末端和节点延伸的可能性。这种延伸还并不具有普遍性的特征。关于这一点,我们从它们两者技术与应用上的比较中可以看得很清楚,如表1-1所示。

[1] 入云检测:是指对于某些需要进行验证性检测的数据,可直接登录到定向的云计算平台,进行检测。

[2] 云端的信息共享:指为了在更大范围内,按权限实现对标的物品和关键环节的自动控制和远端管理,可以利用云存储模式,把相关可以共享的资料和数据放在签约的云服务平台上,用以进行资源共享。其存放的模式可以放在共有云上,也可以放在私有云上。放在私有云上的共享信息,是一种受控的共享、有限度的共享。进入私有云上查询共享信息的人,必须得到信息主体的授权,而且只能进行有限度的共享查询。

末梢及关键技术 网络设施与应用 连接对象 物到人 物到物 物到人 物到物 人到人 物到人 传感网 传感器、近距离无线通信 不包括 物联网 传感器、RFID、二维码、前期一个或多个网络;后近距离无线通信、摄像头 期包括多网络协作 传感器、RFID、二维码、网络具有更强的协同、应泛在网 近距离无线通信、摄像头、用处理能力 GPS等 从以上四个方面的分析中,我们可以看到:

传感网、物联网和泛在网具有某些同一性,但又各自具有独有的个性化特征,不能把它们等同起来。看不到它们的同一性,就看不清它们之间的生态发展脉络和关联;漠视了它们之间的差别性,把它们都当作同一个东西,就漠视了它们不同的市场环境和应用需求,就不能正确地确定产品开发战略和市场发展战略。

总之,物联网技术的研发经过了近十年的历程,正在走向大规模的推广应用。特别是当前无线技术得到了快速发展,激活了大量物联网应用的消费需求、引领和带动了软件和中间件的快速发展,这就为物联网快速发展提供了众多的商业机会和广阔的市场前景。

汉语1001班 06 袁满