透析物聯(lián)網(wǎng)大時代的愿景、困難和展望

日本對信息技術(shù)的重視程度有目共睹，發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)也比其他國家起步較早。2000年公布的五年信息技術(shù)計劃“e-Japan”就為日后物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展做好了準備，之后又相繼頒布了“u-Japan”國家物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略以及“ICT維新愿景2.0”計劃，這些政策都大大促進了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。時至今日，全日本總計發(fā)展了317萬多物聯(lián)網(wǎng)用戶，其中NTTDOCOMO現(xiàn)有超過150萬物聯(lián)網(wǎng)用戶，主要分布在交通、監(jiān)控、遠程支付（包括自動販賣機）、物流輔助、抄表等九個領(lǐng)域；近期在2013東京Interop展上，物聯(lián)網(wǎng)也是最熱點話題之一，現(xiàn)場演示以華為AR530為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的AMI解決方案，模擬智能抄表過程，讓客戶切身感受到物聯(lián)網(wǎng)的存在。

愿景：互聯(lián)網(wǎng)時代，有夢真好

前方數(shù)百米處道路發(fā)生擁堵，小王今天又要遲到了，別無他法。小張的父親患有高血壓，每天忙于工作的小張心里總是很忐忑，擔心父親的身體狀況�；加袕娖劝Y的小林總是擔心自己沒有關(guān)煤氣和門窗……，這些和人們生活息息相關(guān)的物體和信息如果能夠聯(lián)動起來，實時傳遞和分享，那生活該有多美好啊！

物聯(lián)網(wǎng)又稱傳感網(wǎng)，顧名思義，就是“物物相連的網(wǎng)絡(luò)”。世界上第一個IT入門程序起名為“helloworld”，可以看出那時人們多么渴望與世界交流�，F(xiàn)今我們可以和世界上任何一個人說Hello，但人類已不再局限于人與人的交流，物物相連是人類對互聯(lián)網(wǎng)的另一個夢想。世界上的萬事萬物，小到手表、鑰匙，大到汽車、樓房，只要嵌入一個微型感應(yīng)芯片，就可以“自動開口說話”。如果再借助無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，人們就可以和物體“對話”，物體和物體之間也能“交流”，這就是物聯(lián)網(wǎng)。

在物聯(lián)網(wǎng)時代，車載設(shè)備會及時提醒司機減速換道行駛；老人如遇意外跌倒、生病或異常狀態(tài)都可以通過遠程網(wǎng)絡(luò)，傳遞給社區(qū)或子女；智能化樓宇中的傳感器檢測到主人離開后，能自動通知控制器關(guān)閉水電氣和門窗，并對住宅內(nèi)的安全情況進行監(jiān)控，實時向主人的手機發(fā)送異常情況報告……。這些不是科幻電影中的場景，不久的將來都會成為現(xiàn)實。

困難：“文化”不同，“網(wǎng)友”難以溝通

在過去很長時間內(nèi)，一談到物聯(lián)網(wǎng)，大家腦海中想到的就是RFID，NFC，Zigbee等物聯(lián)網(wǎng)熱門技術(shù)。我們都知道，物聯(lián)網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)層次上可以大致分為感知層、傳輸層和應(yīng)用層。不可否認，感知對物聯(lián)網(wǎng)來說是最重要的，沒有感知，物聯(lián)網(wǎng)就是無源之水。所以在過去很長時間內(nèi)，物聯(lián)網(wǎng)的鎂光燈都聚焦在感知層技術(shù)。正是這個原因，物聯(lián)網(wǎng)很多時候被稱為M2M。感知層技術(shù)顧名思義，其目的在于感知和接入，它無法勝任大范圍的聯(lián)網(wǎng)，因此M2M網(wǎng)絡(luò)往往是一種局域性的網(wǎng)絡(luò)。真正的物聯(lián)網(wǎng)不僅僅局限于物物相連的M2M網(wǎng)絡(luò)，人們夢想中的物聯(lián)網(wǎng)是可以長距離、跨區(qū)域?qū)崿F(xiàn)的，比如深圳和北京，中國和美國之間的物物相連。那就是說，一定要將物體與WAN互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來。真正意義上的物聯(lián)網(wǎng)不應(yīng)該局限在M2M上，而應(yīng)該是廣域連接的矩陣（Matrix），即M2MtoMatrix，簡稱M3。在M3時代，傳輸層網(wǎng)絡(luò)管道將發(fā)輝越來越重要的作用，讓物聯(lián)網(wǎng)不再止步于M2M。通過物聯(lián)網(wǎng)，我的車和你的車也是“網(wǎng)友”，我家里的冰箱和你家里的冰箱甚至彩電、空調(diào)也是“網(wǎng)友”。

然而物聯(lián)網(wǎng)跨越的行業(yè)及用戶需求千差萬別，物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)場傳感器網(wǎng)絡(luò)制式繁多，既有各種短距離無線網(wǎng)絡(luò)，如ZigBee、藍牙、Wi-Fi、無線HART等，又有以有線方式連接的多達十幾種的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，如Modbus、FoundationFieldbus、CAN、ProfiNet等。相比之下，互聯(lián)網(wǎng)相對簡單，主要是傳統(tǒng)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)。一邊是適配多種制式終端的傳感網(wǎng)絡(luò)，另一邊是傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)和移動通信網(wǎng)，如何實現(xiàn)他們之間的良好溝通，成為M3時代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的首要問題。

要實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)，首先要實現(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)的融合，如何將多儀表，多制式傳感器和控制器接入移動網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵，即客觀上需要有一種融合的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)：

1、支持多種網(wǎng)絡(luò)制式，具備多種行業(yè)接口，例如RS485、PLC、Zigbee等；能直接與傳感網(wǎng)絡(luò)的終端通信，匯聚各種采用不同技術(shù)的異構(gòu)傳感網(wǎng)，將傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù)通過通信網(wǎng)絡(luò)遠程傳輸。

2、在上行通信層，應(yīng)該具備普通互聯(lián)網(wǎng)路由器的基本功能，通過有線無線多種連接方式連接3G移動網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)，以便靈活適配互聯(lián)網(wǎng)；與遠程運營平臺對接，為用戶提供可管理、有保障的服務(wù)，從而更方便地對生產(chǎn)、生活進行管理。

此外物聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)報文類型眾多，即有對時延敏感度很高的控制報文，又有常見的采集信息上送報文，還有大量的，對實時性要求不高的監(jiān)控視頻信息。各種數(shù)據(jù)報文對實時性及優(yōu)先級的要求各不相同，如果不加以區(qū)分，網(wǎng)絡(luò)帶寬很容易被大量的監(jiān)控信息填滿。因此，互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)應(yīng)該具有豐富的服務(wù)質(zhì)量QoS(QualityofService)功能，使每個區(qū)域或者每中應(yīng)用對應(yīng)一個單獨的隊列，保證實時調(diào)度應(yīng)用的實時性，為更高優(yōu)先業(yè)務(wù)提供包括專用帶寬、優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)等保護措施，以確保重要的控制業(yè)務(wù)的質(zhì)量。

對物聯(lián)網(wǎng)關(guān)的實踐，已經(jīng)有很多科研單位和廠商在進行相應(yīng)研究和開發(fā)工作。據(jù)了解，思科和恩智浦(NXP，前身是歷史悠久的飛利浦半導(dǎo)體公司)已經(jīng)對汽車無線通信設(shè)備制造商CohdaWireless進行一項戰(zhàn)略投資，共同開發(fā)的硬件設(shè)備可以讓汽車之間以及汽車與設(shè)施(如紅綠燈)之間搭建起無線通訊系統(tǒng)，從而共同營造出一個更加安全的行車環(huán)境，讓汽車變得更智能、更具連接性。此外，全球最大的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商之一的華為公司，依托網(wǎng)絡(luò)和終端技術(shù)，正在推出一系列AMI系列產(chǎn)品和解決方案。近期在2013東京Interop展上，現(xiàn)場演示以華為AR530為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的AMI解決方案，模擬智能抄表過程，讓客戶切身感受到物聯(lián)網(wǎng)的存在。世界萬物，紛紛擾擾，華為首先選擇人們生產(chǎn)和生活中比較重要的物件進行接入和承載，他們是儀表（Meter）、傳感（Sensor）和控制（Controller），簡稱為MSC，將MSC承載到IP網(wǎng)絡(luò)中的解決方案稱為MSCoIP。華為MSC