RFID能否挑起物联网的脊梁

2010-01-16 21:05:43来源: EEWORLD


      受访者简介:赖晓铮博士,副研究员,华南理工大学计算机科学与工程学院。主要研究方向:RFID物联网关键技术研究。发表相关论文33篇,主持国家“863”计划重大专项等科研课题6项。

2009年物联网在中国兴起
      2009年“物联网”在中国的确是个很热话题,也体现出了国家对下一代IT技术革命上的战略思考。众所周知,IT技术已经经历了互联网和移动通讯的两次革命浪潮。那么,下一代IT技术发展的方向在哪里?

      2009年8月,国务院总理温家宝视察中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心时,给出的答案是“传感网”,也被称为“物联网”。 简单来说,“物联网”就是把在一定地理范围内的所有物体通过RFID及无线传感网络实现“物物互联”,进行智能化识别和管理。“感知中国”和IBM提出的“智慧地球”的概念只是地理范围不同,其核心理念都是以智能化方式管理整个社会的生产和生活,而其支撑基础就是“物联网”。
 
RFID技术被广为关注
      长期以来,RFID技术一直存在于人们的生活中,不过之前只是作为一种“工具型”技术被人们所认识的。人们普遍认为:RFID和条码、文字识别一样,只是众多自动识别工具中的一种。因此,只有相关专业人员才会关注。

      在“物联网”之前,RFID技术的应用都是一个个封闭、离散的应用,彼此数据是不交互的。自从提出物联网的概念后,人们发现就像互联网把许多台计算机上孤立的数据信息联系到一起一样,物联网也把一个个封闭的RFID系统连通起来,大量RFID数据的信息传送到网络上,产生了爆炸性的影响。RFID技术不再是一种“工具”了,而是变成一种跟计算机技术一样的“资源”。你只要在一个应用里使用了RFID技术,就可以跟所有已经使用RFID技术的应用共享RFID数据信息,所有RFID标识的物品都“联网”了。这个变化可以与互联网的出现相媲美,所以RFID技术迅速被人们所关注。将来的RFID技术,将像现在的互联网那样无所不在,成为一种信息数据“资源”。

      RFID和智能卡技术是目前应用最广泛,人们接触最多的技术,所以媒体提及得较多。其实,支撑“物联网”的软硬件技术非常广泛,远不止这两项技术。“物联网”产业的技术支撑体系主要分为三个层次:感知层,网络层和应用层。感知层是物联网的底层基础,包括了RFID、智能卡、微电子机械加工(MEMS)、传感器等等数据采集和感知技术;网络层是“物联网”互联互通关键,包括无线传感网络,WiFi自组网、机器间通信(M2M)的移动通讯网络等通信技术;应用层是具体应用的系统集成技术,包括数据融合、数据挖掘、商业智能、地理信息系统(GIS)等等软件技术。  

谁将在物联网中受益
     目前来看,“物联网”产业的最大受益者是移动通讯运营商。移动通讯运营商是物联网产业链的中间环节,也是最重要的环节。首先,所有物联网的终端设备,包括RFID标签、读写器和无线传感器终端都必须通过网络来“互联互通”,终端采集的数据必须通过无线的方式传送到互联网上共享才有价值。而移动运营商提供了一个现成的无线通信网络,具有覆盖面广,技术成熟,可维护的优势,无可争议地成为“物联网”网络支撑体系。另一方面,物联网的行业应用对物联网的发展至关重要,在金融、现代服务业、旅游、能源等行业方面都蕴藏着大量发展的空间。而移动通讯网络的运营支撑系统,包括由各种类型的管理软件构成的管理平台和业务平台,可以为“物联网”行业客户提供个性化订制的服务,满足各种层次的应用需求。例如:面向个人的手机支付系统,工业生产过程管控、城市管理的平安城市监测系统、环境保护监测系统、物流管理系统、智能安全围栏以及大棚农作物环境自动管理系统等等。长远来看,“物联网”数据业务将会成为继短信以后移动运营商最有潜力的增值服务模式。

      RFID行业主要扮演的是物联网产业链的上游,是“物联网”产业链条的技术核心。RFID行业既包括计算机类、通信类和网络类的RFID设备厂商,也包括RFID标签和读写器芯片、RFID传感器等IC和元器件。

与国外相比还存在差距
      目前,物联网行业应用方面国内外的差距表现在以下三个方面:

      首先,“物联网”的行业应用需要社会及行业具备良好的信息化基础,而我国社会和企业整体信息化水平还较低,难以激发企业参与和投入的热情。如果企业本身没有ERP管理系统,或者原来连条码应用的习惯都没有,一下子过渡到“物联网”是不现实的。在这方面,美国和欧洲国家工业化时间长,信息化起步早,很容易选择物联网应用的行业切入点,并知道如何去操作。因此,要想推进物联网的行业应用,首先就必须摈弃单纯为追求“物联网”而建设“物联网”的思路,而是把“物联网”应用作为企业信息化的整体规划来考虑。把“物联网”应用与企业ERP管理系统建设,甚至是企业管理制度改革联系起来统筹考虑。同时,国家应在“物联网”发展的初期阶段对重点行业和大中型企业给以有效的资金和政策扶持,把“物联网”纳入国家工业信息化的大战略中。
  
      其次,国内核心技术研发能力低,特别是在芯片IC领域。就以支撑物联网的RFID技术和无线传感网络技术来说,现实的情况是:国内无线传感网络使用的射频IC和MEMS传感器IC几乎100%都是国外产品;除了近距离识别的HF频段外,远距离应用的UHF频段RFID标签IC和读写器IC基本上也都是用国外的产品。国内同类替代IC不是没有,但是在技术指标和稳定性上跟国际水平还是有相当的差距。未来,国家应该像推动“3G”和龙芯那样,把核心芯片IC国产化作为“物联网”发展的重点来抓,大力推进高校科研机构的研发和组织集成电路企业来实现“物联网”相关芯片IC的产业化工作。

      最后,国内“物联网”应用缺乏规范和技术标准的指引。物联网是一个多设备、多网络、多应用、互联互通、互相融合的一个大网,既有RFID标签、RFID读写器、无线传感器,又有各种通信网络融合,所有的接口,标准,通信协议都需要有国家标准指引。我国的“物联网”标准必须加快制订,如果没有国家标准,各成体系,未来建设的大量“物联网”应用项目将很难做到互联互通、信息共享;而一旦最终制订了国家标准,之前建设的大量“物联网”项目又面临需要改造的问题,造成极大浪费。

2009年RFID技术发展
      在即将过去的2009年,在中国RFID产业最令人振奋的发展大致包括以下几个方面:中国制订的首个RFID国际标准——集装箱电子标签国际标准提案投票获得通过;国家十大产业调整振兴规划,特别是物流产业振兴规划惠及RFID产业发展;移动通讯产业三大运营商跑马圈地,各自推动手机支付标准和产业链;福建省、武汉市、深圳市等地RFID产业联盟相继成立;RFID技术列入了国家发改委、工信部《电子信息产业技术进步和技术改造投资方向》重点名录;中国RFID蓝皮书(中国射频识别技术与应用发展报告)正式公布;国务院总理温家宝亲自指导“物联网”发展,“物联网”上升为国家战略。

      中国RFID产业最突出的应用包括:五粮液在高端名酒上率先启动RFID电子防伪和追溯管理;文化部在全国推广深圳“城市街区24小时自助图书馆”;中国首家使用RFID技术的商店——世博会“未来商店”在上海正式开业;香港国际机场行李系统继续使用超高频RFID技术,并且全部改用符合ISO18000-6C标准的RFID标签;国内首次的RFID光盘门票系统项目——2009深圳国际RFID技术与应用展。

2010年物联网的发展方向与挑战
      在2010年,北京、上海、广东、江苏和浙江等省市将初步展开物联网的典型应用,中国物联网产业将在智能电网、智能家居、数字城市、智能医疗、智能汽车这五大领域率先取得突破性进展,中国三大移动营运商:中国移动、中国联通和中国电信将是“物联网”建设的主要推动力量。比如在智能汽车方面,中国电信把车辆管理,把GPS、导航、定位、车辆保修、车辆防盗等服务的功能集成在一起,形成一个集多种服务于一体的个人交通“物联网”服务体系。在智能电网方面,中国移动正在与南方电网集团合作。这样的例子有很多,目前中国移动宣称已发展的物联网用户已达到300万个节点,推进的势头很好。

      我们国家的战略部署基本上可以归纳为三点:一、通过国家立项引导科研机构和高校攻克“物联网”关键技术,并且制订“物联网”标准,争夺“物联网”产业的国际话语权;二、鼓励地方政府提供资金、土地和优惠政策,支持“物联网”产业的发展;三、支持三大移动营运商和大中型国企率先开展大规模的“物联网”行业应用,形成资源整合和示范效应。

      第一,物联网的概念还有待进一步清晰。目前物联网、传感网、泛在网这些概念及彼此间的关系并没有准确的界定,实际应用中主要有三个“物联网”阵营:一是原来做RFID技术的阵营;二是无线传感网阵营,即物与物之间通过信号中继实现信息的多跳和自动组网;三是做传感、跟踪、监测技术的阵营,即通过传感技术监测物体,以通讯技术实现数据的远程传输,最后在后台系统下实现物品的可视化。上述三个阵营提到的“物联网”都不是一回事,虽然里面存在技术的互相利用。如果没有清晰的概念,必将导致“物联网”产业内部的混乱。

      第二,如前面所述,“物联网”产业的技术支撑体系分为三个层次:感知层,网络层和应用层。与传统电信网或互联网不一样,物联网在每一个层面上,都将有多种选择。在未来“物联网”的建设过程中,实现技术的选择变得异常关键,直接影响到“物联网”研究的方向。特别值得注意的是,技术的选择要从实际应用出发。例如无线传感网络的多跳和自主网,早期由美国军方提出,主要针对战场环境下网络的不稳定性和快速重建需要。在和平时期遍布移动通讯网络的城市和乡村,有多少机会用到那么复杂的技术?除了军事用途外,民用“物联网”最好的网络架构选择就是“无线局域网+2G/3G移动通讯网络”,成本低,而且成熟可靠。因此,在选择“物联网”产业支撑技术的时候,一定要慎重权衡,一切从实用出发,充分利用已有的基础设施和成熟技术。

      第三,在国家规划层次上应该注重关键技术突破,特别是芯片IC国产化。在“物联网”行业应用的过程中,如果没有国产化的相关芯片IC做支撑,“物联网”建设成本肯定下不来,而且日后的维护和升级都是问题。

      第四、“物联网”产业不是3G、龙芯和大飞机这样的产业,它的意义更大,甚至可以跟互联网的出现相提并论。如果从大历史的格局来看,互联网和物联网有异曲同工之妙:互联网的出现降低了个人获取社会资源和信息的成本,使人与人的信息交互成本更低;而物联网的出现则是降低了国家机器(政府部门)管理社会的成本,使中央政府绕过了一层层地方官员体系,直接把触角延伸到社会生产和生活的每一个角落。互联网是从下而上的革命,而物联网则是从上而下的革命,最终结果都是使社会结构扁平化,管理体制数字化。如果能占到这个高度上理解“物联网”的意义,那“物联网”就不仅仅只是一个产业发展的问题,而是一个打破行业、地区、部门之间行政壁垒分割的问题,是一个社会形态和体制改革方面的问题,将会对后世产生深远的影响。

     

关键字:RFID  物联网  2010

编辑:于丽娜 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/wltx/2010/0116/article_351.html
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