物联网创新空间Word格式.docx
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物联网创新空间Word格式.docx
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智尘的技术关键包括:
1.微型化。
尘网公司的“无线传感器网”SOC,微尘的芯片已做到1平方毫米。
2.简便。
采用了TSMP(TimeSynchronizedMeshProtocal)网络协议技术,不再需要路由器,使信息以链式在无线节点间传递。
3.省电。
微操作系统每秒钟苏醒一次,只用60微秒从传感器上收集数据与交换数据,其余99%的时间都处于休眠。
4.灵活。
智尘之间的无线网结构关系可以跳过和重组。
智尘中的任务程序可以被无线重新编写,从而用于新的任务。
传感器网络正是智尘的发展。
是改变世界的重要感知技术。
由上述可知,物联网是一个由几种领域平行研究而正在逐步成形的概念。
这种过程可以比喻为下图:
(图见PPT2)
经过了一个阶段的摸索,上述各方面的感受可以综合如下:
(图见PPT3)
已经有一些学者在综合这些概念。
如:
葡萄牙A.Koubaa和B.Andersson在2009年提出CPI(cyber-physicalInternet)、IBM的CEO彭明盛提出“智慧地球”。
并得到奥巴马的积极回应。
但以上概念或不完整或不精确。
中国不再需要新的名称,只是要给物联网一个精确而富有远见的定义。
问题:
C3S的视野是否完整?
——回答:
不!
(图见PPT4)
还有第五个瞎子,他是谁?
是一朵飘来的云。
1.云和海
(一)云计算
云计算是拥有的大规模的软硬件设施(称为“云”)的公司通过互联网向用户提供分时或分空间服务的一种技术。
云计算是一种新技术,更是一种新商机。
1.云计算有3大优点:
云用户不需购买昂贵的大型计算机或服务器群。
而代之以租用。
这可节约开支,因为每个单位中心服务器都是按峰值需求配置的,其平均利用率仅为5%-20%之间。
云用户也不须购买所用软件,而代之以租用。
这非常符合互联网上的“软件即服务”SaaS(SoftwareasaService),SaaS的用户和供应商可以双赢。
由于计算机硬软件在不断升级,而且病毒猖狂,使用与维护均需要大量的人力与空间,而云用户省去这些麻烦,只需要提供信用卡。
2.IT巨头纷纷宣传与布局云计算。
Amazon:
为企业提供存储服务器、CPU资源和带宽的月租服务,称为弹性计算云(Elastic),注册开发人员已达40余万。
IBM:
07年推出用户即买即用的“蓝云”(BlueCloud)平台。
08年、09年已在十几个国家投资8亿美元建15个云计算中心。
微软:
08年推出“蓝天”(Azure)操作系统,让几亿个PC上的Windows直接可连微软的云计算中心。
Google:
利用该公司分布在200多个地点的100万台服务器,允许客户运行自身的应用程序(通过GoogleAppEngine)。
3.各国政府积极推动。
美国:
奥巴马政府09年9月宣布云计算计划。
推动云计算在政府部门中的应用。
英国:
09年6月宣布建设政府云(G-Cloud),即建设为公共部门服务的安全、高效、有可靠性的ICT服务设施。
日本:
智能云。
中国:
08年05月
无锡太湖科技产业园:
IBM的中国首个云
计算中心。
08年06月
北京:
IBM大中华云计算中心。
08年11月
东莞:
广东电子工业研究院云计算中心。
08年12月
南京:
阿里巴巴电子商务云计算机中心。
09年在广州、东莞、天津、成都都开始建设云计算中心。
4.云计算的瓶颈:
1)数据的安全性:
用户的数据如果存放在云公司,如何保障其安全性和所有权?
如何保障不被IT巨头控制?
2)数据传输的瓶颈:
由于云公司是数据密集存取中心,使其周围的互联网必定拥堵而传输效率下降,以至于不得不退到硬盘快递的原始方法。
3)云服务的不兼容:
在IBM、微软、亚马逊、谷歌等多个云服务公司之间,用户无法将自己的数据与专用软件从一个公司无缝迁移到另一个。
(二)云起于海
云计算之瓶颈在于海量数据。
云计算的商机之关键在于数据中心。
因为计算之云,实起于数据之海。
Google因数据的集成而胜出为IT巨头。
各IT巨头也准备走数据集成之路。
云计算公司的服务,对中小企业将是双赢的服务。
但大单位未必肯就范。
因为“数据海”将会成为IT产业界的另一波浪潮。
(三)聚焦数据海
1.越来越多的数据海:
商业数据中心
遥感数据中心:
气象,海洋,国土,通讯,GPS
新华数据中心
银行数据中心
证券数据中心
铁路数据中心
数据海和物联网将有密切关系。
2.物联网的数据特征。
1)物联网创造出的数据将远多于互联网,因此物联网将创造出更多的数据海。
2)物联网所创造出的数据更加真实、可靠、有价值,可以从其中挖掘出更丰富更有用的知识。
3)物联网数据将对经济运行产生重大影响。
可用以控制与管理物质对象的运行;
把握市场需求,修改企业生产和经营方式;
研究趋势,操作行业的股票、期货和证券;
预测发展,影响或决策国家的宏观经济。
3.数据海(中心)将是物联网的重要元素。
和互联网的通讯数据不同,物联网的数据将涉及全部第一、二、三产业中物与企业的运行数据。
如果全部数据海都掌握在商业公司之手中,很不安全,甚至是危险的。
对此,政府应当有预见地进行布局。
1.物联网的创新空间
(一)物联网的技术创新空间:
到此,开始形成物联网概念的全貌,物联网由五大技术系统支撑。
可简记为C3SD:
通讯系统
Communication
计算系统
Computation
控制系统
Control
感知系统
Sensornetwork
数据海
DataOcean
C3SD之间的关系如图。
其中通讯和数据海两模块具有关系全局的作用。
(图见PPT5)
(二)C3SD技术模块
1.感知系统包括:
1)传感器:
分为十大类。
(表见PPT6)
传感器要求感知类型齐全,精度和可靠性高,成本和功耗低。
我国现有6000品种,美国有17000,差距较大。
2)标识器:
如射频标识RFID、条形码标识等等。
3)定位系统:
如GPS、手机+蜂窝网基站等等。
4)多媒体信息输入设备:
如照相机、摄像机、话筒等等。
2.通讯系统包括:
1)下一代互联网:
要求安全、高效、节能、移动泛在、……
2)传感器网:
要求低成本、低功耗,可自组织等特点,常用简单的(非IP)无线通讯技术。
3)通讯和接口的标准化.
3.计算系统包括:
1)超级计算机硬件系统
2)嵌入式计算机支撑系统
3)云计算服务
4)共性服务软件中间件和一体化开发平台
5)硬件和软件的I/O等标准化
4.数据海系统包括:
1)海量多媒体数据存取系统
2)跨媒体搜索
3)数据融合与知识发掘
4)安全和保密技术
5)数据格式和标准化
5.控制系统包括:
新型调节与执行机构:
电机,开关,阀门等等
MEMS(MicroElectromechanicalSystem)
机器人:
智能机器人,家用机器人,医用机器人,生物机器人
无人装备:
无人飞机、坦克、汽车、……
管道系统控制技术:
水,气,油,……
上述五大模块中各种技术的发展和技术之间的综合集成,将会向工程科技创新提供巨大的空间。
(三)物联网的应用创新空间
在C3SD的支撑下,在各行各业都将建起物联网。
这将不但大大促进我国信息化和工业化的融合,且对整个经济、社会的发展都有促进作用。
(图见ppt7)
图:
C3SD和应用系统之间的关系
目前暂对十个方面进行产业调研和规划:
1.智能电网
2.智能物流
3.智能家居
4.精细农牧业
5.智慧医疗
6.智能交通
7.环境保护
8.工业自动控制
9.金融服务业
10.国防军事
四、信息流的变化趋势
我们经常被告之,人类经历了三次科技浪潮,它们的代表是蒸汽机技术、电力技术和计算机与信息技术。
这三次浪潮大大推动了人类经济的发展。
我们也知道,人类科技发展的两大盛世是文艺复兴时期和20世纪。
这是否包含着另一种规律呢?
水流速度的大变化会产生大浪,信息流也一样。
如果回顾历史,我们可以看到信息大浪和人类文明的发展密切相联。
物联网将使得信息流发生巨大变化,并将激起新一轮的信息流大浪,推动经济和社会的发展。
(一)信息流的第一次巨变
1450从欧洲开始的一百余年间,人类对自然界、社会和人类自身的认识都发生了一次全面变革和升华,史称文艺复兴。
文艺复兴时代,人类文明得到一次大发展。
文艺复兴为何会发生?
很多学者研究指出:
印刷技术是其最重要的推动力。
彼得·
惠特菲尔德在《世界科技史》中指出:
“如果说蒸汽机象征了工业革命,那么印刷术象征了文艺复兴。
蒸汽机是物质动力的新来源,而印刷书籍是智慧能力的新来源,是全世界储存和传播知识和思想的新途径。
”
(图见PPT8)
医学——(比利时)维萨里(AndreasVesalius)的著作《人体的构造》(1543年)
(图见PPT9)
测量——(德)阿尔希莱特·
丢勒《测量论》(1525年)。
(图见PPT10)
冶金——(德)鲍尔(GeorgBauer)《冶金学》(1555年)
(图见PPT11)
天文——(波兰)哥白尼(NiklasKoppernigk)《天体运行论》(1543年)
雕版印刷始于隋文帝开皇十三年(593年)。
现存世界最早的印刷品是唐代印的《妙法莲华经》(690年-705年)。
活字印刷是北宋毕昇发明(1041年-1048年)。
唐和宋,正是中国古代最快速发展的两大朝代。
中国发明的印刷术,最早通过中亚、埃及传到欧洲。
欧洲最早的印刷品是1377年德国印的扑克牌。
1450年,德国金匠古登堡制作了铅字印刷。
印刷术大大提高了信息传播的速度,造就了1450-1550年欧洲的“文艺复兴”运动,印刷术正是文艺复兴运动的基石。
历史上信息流的第一大浪潮的动力源于中国,我们应当为之自豪。
(二)信息流的第二次大浪潮发生在20世纪
1.17世纪以后,人类社会的信息流已有了很大的发展,如交通水平提高(轮船、汽车(1885年)、铁路(1830年)),世界博览会(1851年)、国际贸易、电话(1876年)、电报(1844年)的出现,报刊的发行,等等,都不同程度地推动了信息流的加大加快。
但一直到20世纪五类技术开始成熟实用,才共同形成了信息流的第二次大浪。
2.
无线广播:
发明于1906年(美费森登)。
1920年美西屋公司在匹兹堡建成首座广播电台,播新闻、音乐、广告。
1930年美国收音机达1300万台。
电视:
其原理发明于19世纪下半叶的欧洲,1928年美籍俄国人兹沃里金(V.K.Zwovykin)发明电子显像管。
1950年美国已年产TV达746万台。
计算机:
1945年首台计算机ENIAC(ElectronicNumericalIntegrator&
Computer)在美诞生。
到2007年,中国年产微型计算机已达1.2亿台。
互联网:
1969年美国防部始建阿帕网(ARPANET),1982年,开放而成互联网。
到1995年,Internet上的用户已达到4000万。
手机:
20世纪70年代,贝尔实验室提出蜂窝式系统覆盖小区的模型。
1983年,美国移动电话投入商用。
1987年,中国首个移动电话局在广东开通。
到2007年,我国生产手机已达5.4857亿台。
3.产生第二轮大潮的信息流特点是:
多媒体(声音,图像,文字)、高速度(光、电速度)、网络化使20世纪成为人类社会高速发展的时代。
(三)在21世纪物联网将引导信息流和物质流的全面融合。
因此将成为信息流新的巨变。
1.信息流将会出现五大新特征:
1)广泛感知(人,物,环境,能源,……)
2)高效流通(传感器网、下一代互联网的互通)
3)海量聚合(数据海)
4)智能处理(知识挖掘,人机交互,脑机交互)
5)及时调节(远程、快速调节,无人设备)
2.信息技术将和第1、2、3产业的全面融合,造成经济和社会新的巨大发展空间。
由此会激发出宏大的创新活动,产生突破。
例:
诊断医学→预防医学
拥堵交通→有序交通
粗放农业→精细农业
3.经济运行数据可以全面而系统地聚集。
因此,经济的科学发展便成为现实。
企业和行业可以根据全局经济,避免盲目投资、重复建设、过度生产,政府可以更加及时而准确地调节和指导。
在用市场和政府两只手运行经济的时候,物联网提供了明亮的眼睛。
人类文明的发展将会更加理性,更加精确,更加有效,更加可持续。
五、几点建议
1.我们正处在信息流变化的一次新的大浪潮面前。
我们必须抓紧物联网这个重大机遇,以推动中国的新发展。
2.从技术的角度,要抓好有关物联网技术核心C3SD的科技创新及五大产业:
(1)传感器产业
(2)通讯网络产业
(3)数据海产业
(4)计算机产业
(5)自动控制产业
其中通讯网络和数据海要保证在公共机构的掌握,以保证其安全、可靠、公正地为全局服务。
3.从经济的角度,要抓好物联网与1、2、3产业的融合,促进信息在其中的高效流通,激发各行各业的创新活动和结构升级调整。
4.从社会发展的角度,要抓好物联网的提供多种微观数据的宏观化,发掘和梳理、整合,为市场的运行和政府的决策、为中国的科学发展,提供数据和知识的支撑。
5.不管从什么角度,创新人才都是关键。
我们要大力培养C3SD+X的综合型创新人才;
其中X是指工、农、服、军、政等各领域,以促进即将到来的创新大潮。
谢谢!
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