摘要:文章基于物聯(lián)網(wǎng)的特征、技術(shù)思想及其與新興產(chǎn)業(yè)的關(guān)系,重點研究了實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵——泛在無線技術(shù),主要包括末梢感知層、網(wǎng)絡(luò)融合層、無線資源管理以及對數(shù)據(jù)進行綜合處理的信息處理等關(guān)鍵技術(shù)。文章指出物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)是利用“泛在網(wǎng)絡(luò)”實現(xiàn)“泛在服務(wù)”,是一種更加廣泛深遠的未來網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用形態(tài)。物聯(lián)網(wǎng)正催生一場戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)革命,將帶來千載難逢的機遇,全面推動社會的經(jīng)濟振興和社會進步。
1 物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)思想
物聯(lián)網(wǎng)作為全球戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)已經(jīng)受到國家和社會的高度重視。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用標志著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)開始進入一個新的歷史階段,而基于互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用和智慧化服務(wù)將成為下一代互聯(lián)網(wǎng)的重要時代特征。物聯(lián)網(wǎng)將充分發(fā)揮新一代信息通信技術(shù)的發(fā)展優(yōu)勢,與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)服務(wù)深度融合,促進傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的革命性轉(zhuǎn)型,研究滿足國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的信息化解決方案,推動信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與建設(shè),實現(xiàn)戰(zhàn)略信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)的智慧化;將形成以新興信息服務(wù)業(yè)為龍頭,網(wǎng)絡(luò)運營業(yè)為支撐,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造業(yè)為補充的完善的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。
物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)思想可以定義為利用“ 泛在網(wǎng)絡(luò)”實現(xiàn)“ 泛在服務(wù)”,是一種更加廣泛深遠的未來網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用形態(tài);其原意是用網(wǎng)絡(luò)形式將世界上的物體都連接在一起,使世界萬物都可以主動上網(wǎng)。它的基本方式是將射頻識別設(shè)備(RFID)、傳感設(shè)備、全球定位系統(tǒng)或其他信息獲取方式等各種創(chuàng)新的傳感科技嵌入到世界的各種物體、設(shè)施和環(huán)境中;把信息處理能力和智能技術(shù)通過互聯(lián)網(wǎng)注入到世界的每一個物體里面,令物質(zhì)世界被極大程度的數(shù)據(jù)化,并賦予生命;物聯(lián)網(wǎng)希望世界萬物能夠智慧化地上網(wǎng),使物體會“ 說話”、會“ 思考”、會“行動”。
物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)就是借助于網(wǎng)絡(luò)智慧化的實現(xiàn),把各種事物以信息化的方式通過網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出來;物品能夠利用RFID 等傳感技術(shù)彼此進行智慧“交流”,而無需人的干預(yù);通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品的自動識別和信息的互聯(lián)與共享。
物聯(lián)網(wǎng)最為明顯的特征是物物相連,而無需人為干預(yù),從而極大程度地提升效率,同時降低人工帶來的不穩(wěn)定性。因此,物聯(lián)網(wǎng)在行業(yè)應(yīng)用中將發(fā)揮無窮的潛力。比如,將感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中,然后將“ 物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來,實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合。
在一個網(wǎng)絡(luò)物理平臺上提供多種業(yè)務(wù),這才是多域資源和服務(wù)融合
的真正內(nèi)涵。真正的多域融合以后,將會提供一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)平臺,所有的業(yè)務(wù)就都可以在這個網(wǎng)絡(luò)平臺上實現(xiàn),當然,接入方式是多種多樣的,但整個網(wǎng)絡(luò)將會是一個統(tǒng)一、融合的網(wǎng)。融合后的網(wǎng)絡(luò),將能夠為用戶的使用帶來極大的方便。
物聯(lián)網(wǎng)是一個多設(shè)備、多網(wǎng)絡(luò)、多應(yīng)用、互聯(lián)互通、互相融合的一個大網(wǎng),相關(guān)的接口、通信協(xié)議等都需要有一個統(tǒng)一標準來指導(dǎo)。而目前,各地的物聯(lián)網(wǎng)都各有自己的標準。
標準很多,又缺乏權(quán)威性,這就導(dǎo)致不同的物聯(lián)網(wǎng)項目難以互通,成為一個個“孤島”。僅僅RFID 在全球就有幾十個標準化組織出臺了250 個標準,而全球兩萬多種傳感器的標準化現(xiàn)狀可想而知。因此統(tǒng)一的標準對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展顯得至關(guān)重要。
不僅可以讓各地正開展的示范應(yīng)用的成功案例在其他地區(qū)進行有效復(fù)制,推而廣之,并且能讓一個個信息“孤島”有效融合,整合資源鏈,在一定程度上避免重復(fù)建設(shè)帶來的資源耗費從而提高效率。
廣泛的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求必將積極推進物聯(lián)網(wǎng)標準體系的構(gòu)建,建立跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)標準化協(xié)作機制,鼓勵和支持企業(yè)積極參與國際標準化工作,推動中國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)成為國際標準。國家將圍繞物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)業(yè),開展技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化推進工程,著力突破傳感器網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù),加快通信網(wǎng)、傳感網(wǎng)絡(luò)以及物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合,推動形成完整產(chǎn)業(yè)鏈和自主發(fā)展的規(guī)模產(chǎn)業(yè)化能力,提升整體產(chǎn)業(yè)層級和在國際分工體系的位置,推動形成具有國際競爭力的物聯(lián)網(wǎng)制造和運營產(chǎn)業(yè)體系。國家將大力支持自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)造和應(yīng)用,鼓勵企業(yè)建立專利聯(lián)盟,加大對物聯(lián)網(wǎng)知識產(chǎn)權(quán)保護和管理。
物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)思想正在催生一場戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)革命[1-3],物聯(lián)網(wǎng)時代的到來將給我們帶來千載難逢的機遇。
物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心價值是傳促使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)在這場新興產(chǎn)業(yè)革命的新一輪競爭中占領(lǐng)制高點,搶占先機,掌握主動權(quán),引領(lǐng)世界信息化的發(fā)展與建設(shè),全面推動社會的經(jīng)濟振興和社會進步。
2 泛在無線技術(shù)是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵
物聯(lián)網(wǎng)可以理解為是泛在網(wǎng)的應(yīng)用形式[4],而不是傳統(tǒng)意義上的網(wǎng)絡(luò)概念。
泛在網(wǎng)是在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合和頻譜資源共享基礎(chǔ)上實現(xiàn)無所不在的網(wǎng)絡(luò)覆蓋,是一種基于個人和社會的需求。
泛在網(wǎng)利用現(xiàn)有的和新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實現(xiàn)人與人、人與物、物與物之間無所不在并且按需進行的信息獲取、傳遞、存儲、認知、決策、使用等綜合服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)體系[5]。
泛在無線技術(shù)是泛在網(wǎng)在連接物質(zhì)世界過程中實現(xiàn)末梢效應(yīng)和邊緣價值的核心技術(shù),也是促進物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵。
泛在網(wǎng)通過泛在無線技術(shù)完成與物質(zhì)世界的連接,并且實現(xiàn)環(huán)境感知、內(nèi)容感知以及智慧性,為個人和社會提供泛在的、無所不含的信息服務(wù)和應(yīng)用。泛在網(wǎng)具有比物聯(lián)網(wǎng)更廣泛的內(nèi)涵。
作為泛在無線技術(shù)重要組成部分的傳感網(wǎng)可以看作是物聯(lián)網(wǎng)的一種末梢網(wǎng)絡(luò)和感知延伸網(wǎng)。傳感網(wǎng)是多個由傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信單元組成的節(jié)點,通過自組織方式構(gòu)成范圍受限的無線局域網(wǎng)絡(luò)。傳感網(wǎng)為物聯(lián)網(wǎng)提供事物的連接和信息的感知。
目前,與物聯(lián)網(wǎng)緊密相關(guān)的無線通信技術(shù)已滲透到社會各領(lǐng)域,成為很多行業(yè)的支撐,并形成新的經(jīng)濟增長點。隨著無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展所呈現(xiàn)出的高速化、寬帶化、異構(gòu)化、泛在化趨勢,由于泛在網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的關(guān)鍵就在于泛在無線技術(shù),泛在無線通信成為近年來無線通信領(lǐng)域關(guān)注的熱點之一。
作為泛在無線通信的一個重要應(yīng)用,無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時代即將來臨,從長遠來看,物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用有望成為后互聯(lián)網(wǎng)時代經(jīng)濟增長的引擎。
通信網(wǎng)絡(luò)正在朝著泛在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展,而泛在無線接入是泛在網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)的核心和關(guān)鍵技術(shù)。泛在網(wǎng)絡(luò)能夠隨時隨地提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù),泛在網(wǎng)絡(luò)中用戶通過智能終端可以從網(wǎng)絡(luò)上獲得除傳統(tǒng)的話音、短信、視頻業(yè)務(wù)外的各種各樣的服務(wù)。泛在網(wǎng)絡(luò)是一個無處不在的網(wǎng)絡(luò),人們可以在任意時間任意地點接入網(wǎng)絡(luò)。泛在網(wǎng)絡(luò)幫助人類實現(xiàn)在任何時間、任何地點,任何人、任何物都能順暢地通信。通信對象可以是機器對機器、機器對人、人對機器和人對人。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和社會信息化水平的日益提高,泛在網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為國內(nèi)外政府、學(xué)術(shù)界、運營商、社會團體、設(shè)備廠商關(guān)注的重要話題。
3 泛在無線通信技術(shù)研究進展
在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中,關(guān)于泛在無線通信技術(shù)的研究進展已經(jīng)在業(yè)界引起了廣泛的關(guān)注,所涉及的關(guān)鍵無線技術(shù)主要包括:末梢感知層的關(guān)鍵技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)融合層的關(guān)鍵技術(shù)、無線資源管理的關(guān)鍵技術(shù)以及對數(shù)據(jù)進行綜合處理的信息處理等關(guān)鍵技術(shù)。
3.1 末梢感知層
末梢感知層的關(guān)鍵技術(shù)主要涉及數(shù)據(jù)的感知、采集和傳輸技術(shù),其中無線技術(shù)主要集中在數(shù)據(jù)傳輸部分。物聯(lián)網(wǎng)的末梢網(wǎng)絡(luò)主要是以無線傳感器為代表的大規(guī)模自組織網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部署了海量的多種類型傳感器,每個傳感器都是一個信息源,不同類別的傳感器對不
同的環(huán)境和信息進行感知并捕獲數(shù)據(jù)。傳感器按一定周期采集不同類型的數(shù)據(jù),所采集的信息內(nèi)容和信息格式也不同。數(shù)據(jù)采集需要采用短距離低功率的無線通信技術(shù),之后要將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行幕蛘咛幚砥脚_,經(jīng)過處理后,由應(yīng)用平臺控制實現(xiàn)不同的系統(tǒng)應(yīng)用。因為本文主要探討物聯(lián)網(wǎng)與無線技術(shù),因此,以下著重說明短距離無線通信技術(shù)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。
3.1.1 短距離無線通信技術(shù)
鑒于物聯(lián)網(wǎng)的無線連通方式有部署靈活、移動性、滲透性強等特點,近年來,世界眾多站在技術(shù)前沿的國家和企業(yè)在制訂標準、研究新技術(shù)和應(yīng)用解決方案方面紛紛予以關(guān)注,以期掌握市場主動。國家近期也通過一系列措施支持和鼓勵中短距離無線通信、與無線傳感技術(shù)相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。
短距離無線通信尤其適合物聯(lián)網(wǎng)的感知延伸層的組網(wǎng)和應(yīng)用,尤其以無線個域網(wǎng)(WPAN) 為主的無線通信網(wǎng)絡(luò)為主要內(nèi)容。目前,主流的微功率短距離的無線通信技術(shù)如WLAN、UWB、RFID[6]、Bluetooth、Zigbee、60 GHz 毫米波的WPAN 等,其中大部分技術(shù)的工作頻率都集中在了2.3~2.4 GHz 頻段上。2.4 GHz 頻段無線系統(tǒng)主要有Bluetooth、Wi-Fi、Wireless USB、Zigbee 以及無繩電話和微波爐等系統(tǒng)與設(shè)備。如此密集的系統(tǒng)分布,必然造成該頻段的資源緊缺,頻譜日益擁擠,電磁兼容問題日益凸現(xiàn)。
藍牙(Bluetooth) 技術(shù)[7-8] 是一種適用于短距離無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球規(guī)范。目前,藍牙技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了艱難的醞釀階段,進入了全面起飛階段。藍牙越來越多地嵌入到中高檔產(chǎn)品中,如PDA、移動電話、無繩電話、臺式計算機、筆記本計算機、MP3 播放機、數(shù)字相機和便攜式上網(wǎng)設(shè)備等,并從移動信息電器逐步拓展到汽車、工業(yè)控制、醫(yī)療設(shè)備等新的領(lǐng)域。
Wi-Fi[9-10] 是一種可以將個人電腦、手持設(shè)備( 如PDA、手機) 等終端以無線方式互相連接的技術(shù)。其技術(shù)標準采用IEEE802.11b 標準。
Wi-Fi 可以幫助用戶訪問電子郵件、Web 和流式媒體。它為用戶提供了無線的寬帶互聯(lián)網(wǎng)訪問。同時,它也是在家里、辦公室或在旅途中上網(wǎng)的快速、便捷的途徑。在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中,Wi-Fi 將作為無線和有線相連接、短距離與長距離通信相銜接的橋梁,發(fā)揮更大的作用。
Zigbee[11] 使用IEEE 802.15.4 標準作為媒體訪問控制(MAC) 和物理(PHY) 層規(guī)范,并在此基礎(chǔ)上定義了應(yīng)用層(APL)、網(wǎng)絡(luò)層以及用戶應(yīng)用框架。
Zigbee 之所以能在自動控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,是由于它自身具備的多種優(yōu)點,包括低功耗、低成本、低速率、近距離、短時延、高容量、高安全、免執(zhí)照頻段。
總之,除了底層的傳感器技術(shù)、海量的IPv4/IPv6地址資源、自動控制、智能嵌入等配套技術(shù)之外,實現(xiàn)真正的無所不在的、大規(guī)模的物與物聯(lián)網(wǎng),更為重要的是在傳輸層實現(xiàn)統(tǒng)一協(xié)作的通信協(xié)議基礎(chǔ),而這其中,各種無線電通信技術(shù),將起到特別關(guān)鍵作用。
WPAN、WLAN、NGBWA 等無線通信技術(shù),以及基于這些無線技術(shù)相結(jié)合的融合應(yīng)用將是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中,最為重要的組成部分。
3.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)[12-13]將以其網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、自組織性強、網(wǎng)絡(luò)拓撲動態(tài)變化強、以數(shù)據(jù)為中心等優(yōu)勢成為物聯(lián)網(wǎng)不可或缺的主要部分。
ITU架構(gòu)中泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)、基礎(chǔ)骨干網(wǎng)絡(luò)和泛在傳感器接入網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中可能采用無線傳輸技術(shù)的部分,也是物聯(lián)網(wǎng)頻譜需求的主要來源。
傳感器網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)骨干網(wǎng)絡(luò)以傳統(tǒng)的公共移動通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)為代表,泛在傳感器接入網(wǎng)絡(luò)則以短距離無線傳輸技術(shù)為代表。
物聯(lián)網(wǎng)在各個行業(yè)( 如智能家居、智能安全、動物溯源、智能醫(yī)院、智能交通、智能物流等)領(lǐng)域應(yīng)用中,末端設(shè)備和設(shè)施,包括具備“ 內(nèi)在智能”的( 如傳感器、移動終端、工業(yè)系統(tǒng)、樓控系統(tǒng)、家庭智能設(shè)施、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等) 和“ 外在使能”的( 如貼上RFID 的各種資產(chǎn)、攜帶無線終端的個人與車輛甚至“智能塵埃”等)物理界實體,都需要通過各種傳感器設(shè)備、無線、有線的通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互聯(lián)互通,以實現(xiàn)其“智能化物件或動物”的特質(zhì),這其中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求最為強烈。
目前,我們在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)方面研發(fā)的技術(shù)包括:
•無線傳感網(wǎng)接入技術(shù),內(nèi)容包括基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的多網(wǎng)絡(luò)融合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和多種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)的比較。
•無線傳感網(wǎng)路由技術(shù),內(nèi)容包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議設(shè)計。
•無線傳感網(wǎng)拓撲控制技術(shù),內(nèi)容包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)功率控制技術(shù)和典型的拓撲控制方法。
•無線傳感網(wǎng)中數(shù)據(jù)聚合與管理,內(nèi)容包括無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)聚合技術(shù),無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)管理技術(shù)以及無線傳感網(wǎng)安全技術(shù)。
3.2 無線頻譜資源應(yīng)用與管理策略
我們對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用過程中對無線資源特別是無線頻譜資源的需求做了分析。
在末梢網(wǎng)絡(luò)中,以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的頻譜需求為例,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)所能提供的無線通信帶寬是十分有限的,特別是在2.4 GHz 的通信頻段上,聚集了藍牙、Wi-Fi、ZigBee 等無線網(wǎng)絡(luò),使得該頻段的信道變得十分擁擠。
從全局的觀點考慮,根據(jù)ITU-RM.2078 等國際報告[14],4G還需要352~1 152 MHz 的頻率,這些頻譜都是按照4G 的用戶流量模型為人與人的通信而設(shè)計的,并不包括物聯(lián)網(wǎng)的頻譜需求,因此解決物聯(lián)網(wǎng)的頻譜需求的難度遠遠大于4G。
無線頻譜資源緊張可能成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的“瓶頸”問題。同時,我們發(fā)現(xiàn),可以通過有效的資源管理機制實現(xiàn)頻譜的合理和高效再利用,從而解決頻譜資源緊張問題,使資源的供需達到平衡。
無線資源管理可以從國家政策和規(guī)劃角度得到很好的再配置,我們也對該方面提出了相關(guān)的建議。例如對物聯(lián)網(wǎng)頻譜的合理規(guī)劃與管理、物聯(lián)網(wǎng)頻率劃分調(diào)整及頻率保護政策、參照國際慣例對物聯(lián)網(wǎng)頻譜進行規(guī)劃、建立物聯(lián)網(wǎng)的流量模型及常見應(yīng)用模型、為典型的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用制訂頻譜標準、借鑒頻譜拍賣機制適當實施頻譜開放計劃等等。
目前,我們主要從技術(shù)方面提出了適合于物聯(lián)網(wǎng)無線資源管理的各種措施,包括:從空時頻能復(fù)用角度,開發(fā)頻譜池、頻譜聚合、智能天線、軟件無線電、多點協(xié)作等技術(shù);在授權(quán)頻段開發(fā)D2D 直通技術(shù),在非授權(quán)頻段,開發(fā)多種短距離通信技術(shù)共存技術(shù)等;從系統(tǒng)級角度開發(fā)頻譜分析、頻譜決策、頻譜監(jiān)視、頻譜搬移和頻譜共享等頻譜管理技術(shù);從頻譜二次利用角度開發(fā)可見光通信、太赫茲通信、白色空間通信以及開發(fā)2.5 GHz、3.3~3.4 GHz、3.5 GHz、5 GHz、5.15~5.725 GHz 等新頻段業(yè)務(wù);此外,在無線資源管理方面,著重開發(fā)無線技術(shù)的電磁兼容和電磁干擾技術(shù),為無線資源的有效復(fù)用、多種技術(shù)和系統(tǒng)的高效共存提供保障。
3.3 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合與協(xié)同技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
•不同的無線頻段特性導(dǎo)致的頻譜資源使用的異構(gòu)性。
•不同的組網(wǎng)接入技術(shù)所使用的空中接口設(shè)計及相關(guān)協(xié)議在實現(xiàn)方式上的差異性和不可兼容性。
•業(yè)務(wù)的多樣化。
•終端的多樣化。
不同運營商針對異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)所實施的相應(yīng)的運營管理策略不同。
以上幾個方面交叉聯(lián)系,相互影響構(gòu)成了無線網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性。這種異構(gòu)性對網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、可靠性和高效性帶來了挑戰(zhàn),同時給移動性管理、聯(lián)合無線資源管理、服務(wù)質(zhì)量保證等帶來了很大的問題。
網(wǎng)絡(luò)融合的主要策略可以理解為各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間,在基礎(chǔ)性網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的公共通信平臺之上,實現(xiàn)共性的融合與個性的協(xié)同。
所謂“ 融合”是在技術(shù)創(chuàng)新和概念創(chuàng)新的基礎(chǔ)上對不同系統(tǒng)間共性的整合,具體是指各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)與作為公共通信平臺的移動通信網(wǎng)或者下一代網(wǎng)絡(luò)的融合,從而構(gòu)成一張無所不在的大網(wǎng)。
所謂“ 協(xié)同”則是在技術(shù)創(chuàng)新和概念創(chuàng)新的基礎(chǔ)上對不同系統(tǒng)間個性的整合,具體是指大網(wǎng)中的各個接入子網(wǎng)通過彼此之間的協(xié)同,實現(xiàn)共存、競爭與協(xié)作的關(guān)系以滿足用于的業(yè)務(wù)和應(yīng)用需求。
不同通信網(wǎng)絡(luò)的融合是為了更好地服務(wù)于異構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同。
協(xié)同技術(shù)是實現(xiàn)多網(wǎng)互通及無線服務(wù)的泛在化、高速化和便捷化的必然選擇,也是未來的物聯(lián)網(wǎng)頻譜資源共享亟待解決的問題。
具體來說,異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合的實現(xiàn)分為兩個階段:一是連通階段,二是融合階段。
連通階段指各種網(wǎng)絡(luò)如傳感器網(wǎng)絡(luò)、RFID 網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)等都能互聯(lián)互通,感知信息和業(yè)務(wù)信息傳送到網(wǎng)絡(luò)另一端的應(yīng)用服務(wù)器進行處理以支持應(yīng)用服務(wù)。
融合階段是指在網(wǎng)絡(luò)連通層面的網(wǎng)絡(luò)平臺上,分布式部署若干信息處理的功能單元,根據(jù)應(yīng)用需求而在網(wǎng)絡(luò)中對傳遞的信息進行收集、融合和處理,從而使基于感知的智能服務(wù)實現(xiàn)得更為精確。從該階段開始,網(wǎng)絡(luò)將從提供信息交互功能擴展到提供智能信息處理功能乃至支撐服務(wù),并且傳統(tǒng)的應(yīng)用服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)向可管、可控、可信的集中智慧參與的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進。因此,異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合不是對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的革命與顛覆,而是對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)分階段的演進、有效地規(guī)劃異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合的研究與應(yīng)用。
3.4 海量信息處理技術(shù)與云計算
在物聯(lián)網(wǎng)中,從末梢網(wǎng)絡(luò)采集了大量的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)需要進行處理才能實現(xiàn)各種不同的應(yīng)用需求。于是,海量信息智能處理與云計算技術(shù)應(yīng)運而生。根據(jù)泛在無線網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)信息的特點,可以采用諸如數(shù)據(jù)時間對準技術(shù)、集中式數(shù)據(jù)融合算法及分布式數(shù)據(jù)融合算法等技術(shù)進行數(shù)據(jù)融合,采用分類、估值、預(yù)言、相關(guān)性分組或關(guān)聯(lián)規(guī)則、聚集、描述和可視化、復(fù)雜數(shù)據(jù)類型(Text、Web、圖形圖像、視頻、音頻等)挖掘等進行數(shù)據(jù)挖掘。
目前,我們針對海量信息處理和云計算方面,建立了相應(yīng)的實驗平臺,涵蓋網(wǎng)絡(luò)信息處理等領(lǐng)域的應(yīng)用,圍繞機器翻譯、語言信息處理、海量信息存儲與搜索、網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容技術(shù)、語義計算、Web 挖掘與服務(wù)、云計算、網(wǎng)絡(luò)通信及安全等若干領(lǐng)域的理論技術(shù)與應(yīng)用開展研究。
4 結(jié)束語
如今,物聯(lián)網(wǎng)正越來越多地運用到人們的生活中。全中國的力量都被發(fā)動起來迎接物聯(lián)網(wǎng)時代的到來,作為科研力量之一的學(xué)校和科研團隊一直努力在物聯(lián)網(wǎng)研究方面做出有價值的工作,目前,我們研發(fā)了智慧校園系統(tǒng)、校園環(huán)境控制系統(tǒng)、云計算開發(fā)平臺,將各種信息與服務(wù)孤
島融合成為一個統(tǒng)一的平臺,統(tǒng)一了門戶,統(tǒng)一了用戶的身份,實現(xiàn)了全校資源、服務(wù)和用戶的融合共享;采用云計算和新一代信息技術(shù)使校園服務(wù)逐步實現(xiàn)智慧化。將人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、服務(wù)社會融為一體。需要融合、需要創(chuàng)新、需要共享,這是物聯(lián)網(wǎng)的方向。還有一個是面向服務(wù)、面向應(yīng)用,而云計算就是基礎(chǔ)。相信,我們會繼續(xù)為物聯(lián)網(wǎng)時代做出更多有意義的成果。
在后互聯(lián)網(wǎng)時代的國家物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展和技術(shù)應(yīng)用策略中應(yīng)當高度重視泛在無線通信技術(shù)的研發(fā),并加快推進與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的深度融合,以新興信息服務(wù)業(yè)為龍頭優(yōu)先發(fā)展基于網(wǎng)絡(luò)的新興智慧服務(wù)產(chǎn)業(yè),以社會發(fā)展的服務(wù)需求為導(dǎo)向發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)。
物聯(lián)網(wǎng)不僅需要技術(shù)革命,它更是牽涉到新興經(jīng)濟領(lǐng)域各個行業(yè)、各個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,需要多種力量的整合。這就需要國家的新興經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)政策和立法上要走在前面,要制訂出適合新興產(chǎn)業(yè)革命和發(fā)展的政策與法規(guī),保證新興經(jīng)濟的正常發(fā)展。
對于物聯(lián)網(wǎng)時代的新興產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展,必須要有政府的政策支持,必須要有專門人員和專門機構(gòu)來研究和協(xié)調(diào),這樣物聯(lián)網(wǎng)才能真正帶動新興經(jīng)濟的發(fā)展而大有作為。
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