物联网的机遇、挑战与实践

物联网时代的机遇

    物联网的产业发展将经历典型应用示范期、规模成长期和全面发展期三个阶段。

    在典型应用示范期，通过整合价值链，将物联网业务支撑平台与现有的物联网应用相结合，提供端到端的物联网解决方案，切实解决目前经济社会生活中存在的一些困难以及老百姓关注的一些热点问题，例如环境治理、智能交通、智能电力、公共安全、灾害防控、智能农业等。同时在这个阶段，能有效地探索出一个可复制的价值链合作模式和物联网产业规模化的发展模式，为物联网的规模应用做好探索和准备。

    在规模成长期，根据第一阶段的物联网典型应用，不断丰富和完善物联网业务支撑平台的架构和功能。通过价值链合作，不断实践一些新的物联网应用，加大物联网应用的深度和广度。通过物联网业务支撑环境，提供面向大众的普适化的应用。通过物联网技术，快速提升我国的经济发展水平，节能减排，使我国的信息化在物联网技术的推动下科学、高效、快速发展。

    在全面发展期，物联网技术将渗透到各行各业，借助良好的产业链模式，实现物联网应用的全面发展。各种物体都通过物联网进行连接，实现全面的互联互通，实现Anytime、Anywhere、Anyone、Anything的物联网世界。

    现阶段，物联网的普遍形式是M2M，M2M本身指的就是machine to machine、machine to man、man to machine，在ITU的2005年物联网报告里，认为“对电信业而言，物联网不仅是扩大现在移动通信和无线通信领域成功的机遇，也是开拓新领域的机遇。在这样一个日益增长的技术化世界，我们必须确保以人为主作为指导我们举措的宗旨。在通往物联网的路上，只有面向人的战略才能获得成功。”因此我们除了关注机器到机器，更应该关注机器到人，人到机器的通信，充分利用人的体验，充分利用庞大的手机用户群的资源优势，充分发挥电信运营商的电信能力，实现机器和机器，机器和人的充分的互联互通，促进物联网的应用的成功。

    目前，业界对物联网普遍具有良好的预期，预计2012年M2M市场容量达到600亿美元。面对如此庞大的市场，海内外运营商也投入大量技术力量进行M2M的实践。例如，Orange在欧洲有超过100万张SIM卡用于M2M业务；Vodafone在2002年开始推出M2M业务，包括车队管理、自动抄表、安全监控等；Telenor在1997年开始研究并推出业务，范围涵盖物流、安防、定位等。

当前物联网产业发展中的问题

    近几年，我国的物联网应用发展非常迅速，并在一定程度上领先于全球整体发展水平。但由于缺乏统一的标准，目前很多物联网应用仍处于厂家各自为阵的状态，终端厂商、应用厂商、集成商无法有效分工协作，产业分工不能细化，影响整个产业规模化的发展。

    另一方面，物联网表面上看是物理事物的通信连接，但其核心是信息的互联和融合，这是物联网的另一个主要特征和核心理念。但是，由于不同行业之间的行业壁垒，不同领域中的信息孤岛是客观存在的，他们阻隔了信息的互联，给信息融合造成了很多困难，使得物联网所要求的“普遍互联”难以真正得以实现。

    物联网产业的成功，亟需从整个产业链的横向分工上进一步明确，从标准化、开放性、互通性方面进一步规范和加强，才能实现物联网产业的规模化发展。目前我国相关标准化组织、科研机构、高校、运营商、通信设备厂商、行业应用厂商、终端厂商正在合作制定相关规范和标准，从信息感知、数据传送、物联网业务平台和应用等多个层次进行标准化的工作。

    从物联网产业结构角度来看，物联网产业结构也异常复杂，涉及终端制造商、系统集成商、网络运营商等诸多环节。在上万亿产值的物联网产业中，各个环节、各个厂家各有所长，只有强强联合才能提供面向客户的完整产品解决方案。标准化是产业联合的重要条件，它是系统集成的基础，没有标准化就无法实现联合。

物联网业务支撑平台

    分析国内外M2M应用实践我们可以看到，目前的M2M应用都比较零散，距离规模化的应用还有差距。要实现规模化的应用，要实现不同系统之间的信息互联和共享必须有新的平台，即物联网业务支撑平台。

    从图1中可以看到，无线传感网、RFID读写器、M2M终端设备，构成物联网的感知层；运营商提供的网络资源，包括GSM、CDMA以及3G网络和有线网络，构成网络传输层，实现感知层信息的上传以及应用层信息的下达。

图1 物联网业务支撑系统总体架构

    由物联网运营支撑平台，结合运营商的业务运营支撑环境，构成物联网的运营管理层。物联网运营支撑平台通过标准化协议接入终端和应用，并提供鉴权、计费、业务管理、业务受理等功能，使运营商统一运营物联网应用成为可能。

    各种行业应用构成物联网的应用层，他们通过物联网运营支撑平台调用各种能力，满足业务需求。

    物联网的应用会用到大量的电信能力，比如短信、彩信、定位、呼叫中心等，也可能用到第三方的服务和资源。图2为ETSI的M2M架构，通过业务能力的汇聚和开放，大大降低开发难度，为物联网的飞速发展奠定基础，是物联网未来实现信息智能化处理的普遍架构形式。在此基础上，实现机器到机器、机器到人、人到机器的互动与协作，实现物联网应用的融合。

   
    云计算则解决了利用运营商大量闲置的计算和存储能力的问题，为适应业务量的弹性增长、降低应用部署成本提供了重要的技术手段。

通信网络针对物联网的优化

    随着物联网的应用逐渐扩大，行业间的信息开放和整合程度加大，现有的通信系统必然要针对物联网的业务模型使用做适当的优化，主要有三方面：

    其一，为了满足庞大的“物”数量而对号码体制的优化。

    其二，为满足“物”的低功耗、低移动特性而对无线资源管理进行优化。比如，物与物之间的通信与人与人之间的通信对上下行带宽要求截然相反。

    其三，为满足“物”的安全性而对通信的安全体制进行优化。

    当然，这种优化将随着通信网的演进而同步进行。我国当前的发展正处在典型应用示范期，尚未大规模应用，物联网产生的信息流量在通信网中比较小，且多是行业内的应用，现有的通信网络除了必须引入物联网业务支撑平台外，不需要发生太大的变化。

应用与实践

    中兴通讯已经在物联网方面有了一些应用实践。中兴通讯在天津设立了一个专门进行RFID产品研发的部门。现在提供的RFID解决方案包括城市一卡通、校园信息化、路径识别、物流仓储等一系列的产品方案。同时中兴通讯也提供M2M的模块：龙牙系列M2M模块在车载终端、无线抄表等领域有大量的应用；形影系列则广泛应用于交通、家用、工业摄像头等相关领域。

    以下是中兴通讯与合作伙伴一起提供的一些端到端智能物联网的应用案例。
   

    ● 交通应用解决方案，可以通过雷达交通流量计数器在经常拥堵的路段进行检测，信息会聚和处理以后，通过短信或彩信的方式，通知3km或5km以外的用户择道行驶，从而缓解交通压力。

    ● 停车场智能应用，在每一个停车位安装传感器，通过无线网络传递到信息系统，并向车辆发布信息。车辆可在停车场入口得到空闲车位的位置图片，以导引车辆到空闲车位或预定车位。

    ● 远程医疗监护。中国目前大约有8000万的心脏病病人，由于医院设备资源及医护人员资源有限，病人的监护问题给医院带来巨大压力。物联网应用于远程医疗，病人在医院以外的地方可以使用测量仪自行测量心跳、血压、脉搏等方面的情况，将自身健康状况的数据随时收集下来，再将这些生命指标数据通过M2M平台传输给专家系统。 

    ● 智能电力抄表也是很典型的应用，可以提升电力企业自动化程度。系统可按用户期望的周期，及时掌握用电情况，以帮助用户节约用电。通过智能电表，对长期欠费用户可实施自动断电。

    ● 通过农业的温室监控，实现现场环境参数的采集以及对温度、土壤湿度等环境指标的控制。通过这个系统，农场主就不需要留在大棚，可以在家里通过电视或者手机获得植物生长情况，使我们有机会在无锡种植哈密瓜，在新疆种植芒果。

    物联网的价值链非常长，中兴通讯将致力于构建一个标准化、开放的物联网智能平台，使应用开发商可以快速方便调用行业能力，快速实现和部署一个能够满足个性化要求的物联网应用。