把握物聯(lián)網(wǎng)四層架構(gòu)建設(shè)智慧城市

全球信息化發(fā)展分為三次浪潮，第一次是以信息處理為核心的個(gè)人計(jì)算機(jī)時(shí)代;第二次是以信息傳輸為核心的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代;第三次則就是現(xiàn)在的以信息獲取為核心的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。

信息技術(shù)一直都是提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵領(lǐng)域。以物聯(lián)網(wǎng)為代表的新一代的信息技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)中，中國(guó)的狀況既樂(lè)觀又令人擔(dān)憂。物聯(lián)網(wǎng)可以分為四層架構(gòu)：應(yīng)用層，系統(tǒng)層，模組層，以及元器件，這實(shí)際上就是產(chǎn)業(yè)鏈不同的組成部分。在它的最高端，也就是最靠近用戶的這一端，有很多知名的企業(yè)，比如中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通——我國(guó)通訊領(lǐng)域的三大巨頭。中國(guó)人能自己經(jīng)營(yíng)信息產(chǎn)業(yè)是非常值得自豪的。這些運(yùn)營(yíng)商使用的設(shè)施從哪里來(lái)呢?是從制造方購(gòu)買的，我們中國(guó)也有幾個(gè)知名企業(yè)，比如華為、中興，他們的產(chǎn)品也延伸到世界的各個(gè)角落，所以在系統(tǒng)層，我國(guó)也已經(jīng)在世界占有一席之地。但是到了模組層及元器件層就會(huì)發(fā)現(xiàn)，中國(guó)本土的領(lǐng)頭企業(yè)十分缺乏。元器件就相當(dāng)于計(jì)算機(jī)的CPU，是信息產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)，卻一直被美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家的企業(yè)所把持，所以缺乏關(guān)鍵技術(shù)的獨(dú)立自主產(chǎn)權(quán)是限制中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。

開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代核心技術(shù)有兩種來(lái)源，一是市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，由市場(chǎng)中出現(xiàn)的問(wèn)題產(chǎn)生出解決問(wèn)題的創(chuàng)新方案;二是在進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上，瞄準(zhǔn)某些前沿科技，產(chǎn)生原創(chuàng)性的技術(shù)方案。中國(guó)之前的問(wèn)題，一是只單純引進(jìn)成熟的技術(shù)，當(dāng)此技術(shù)過(guò)時(shí)后就不得不再去引進(jìn)更新的技術(shù)，缺乏自我創(chuàng)新和技術(shù)的延續(xù);二是只研究國(guó)外先進(jìn)技術(shù)本身，卻不與國(guó)內(nèi)的需求相結(jié)合，因此一些技術(shù)研究成果并不能在中國(guó)本土落地，轉(zhuǎn)化成產(chǎn)業(yè)。建設(shè)智慧城市一定不能再走這樣的路子，要把握契機(jī)進(jìn)入核心技術(shù)領(lǐng)域，而現(xiàn)在，就是一個(gè)機(jī)遇。

為什么這么說(shuō)呢?1965年，世界出現(xiàn)大型計(jì)算機(jī);1980年，出現(xiàn)蘋果電腦;1995年，形成互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通訊網(wǎng);基本上是以15年為一個(gè)周期，那么在2010年，正好是現(xiàn)在這個(gè)時(shí)代，一項(xiàng)新的技術(shù)(物聯(lián)網(wǎng))很可能成形。所以把握這個(gè)重大契機(jī)，就有可能出現(xiàn)中國(guó)的英特爾，中國(guó)的IBM，中國(guó)的蘋果。

物聯(lián)網(wǎng)英文是IOT(InternetofThing)，是物物相連的網(wǎng)絡(luò)，因此物聯(lián)網(wǎng)可以簡(jiǎn)單的描述為將各種信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接以方便識(shí)別與管理。其發(fā)展目標(biāo)就是無(wú)所不在的感知、通信、計(jì)算，及友善(無(wú)縫)的人機(jī)界面。物聯(lián)網(wǎng)可以給我們的生活帶來(lái)極大的便利。

物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)非常寬泛的概念，涉及到計(jì)算機(jī)，涉及到人，涉及到各種各樣的物體，在不同的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行互聯(lián)互通。物聯(lián)網(wǎng)也是一個(gè)不斷發(fā)展的概念，一開(kāi)始的物聯(lián)網(wǎng)主要是指一些基礎(chǔ)設(shè)施的連通，現(xiàn)在認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)就是要任何物體，任何時(shí)間無(wú)所不在的互聯(lián)互通。那么物聯(lián)網(wǎng)未來(lái)的發(fā)展趨向呢?應(yīng)該是一個(gè)非常友善的，乃至于無(wú)縫的人機(jī)界面。

自2009年8月時(shí)任國(guó)家總理溫家寶提出“感知中國(guó)”以來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)在中國(guó)受到了全社會(huì)極大的關(guān)注，2010年，國(guó)務(wù)院印發(fā)《關(guān)于加快培育發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》。什么叫戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，我的理解就是對(duì)國(guó)計(jì)民生有重大促進(jìn)的產(chǎn)業(yè)，就是說(shuō)這塊事情如果不做，就可能會(huì)對(duì)國(guó)家未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)能力產(chǎn)生消極影響。其中就包括物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算等新一代信息技術(shù)。

在物聯(lián)網(wǎng)及新一代信息技術(shù)的推動(dòng)下，在一個(gè)無(wú)縫銜接、人機(jī)界面友好的狀態(tài)下，智慧城市才真正有可能實(shí)現(xiàn)。我們生活中有很多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的例子。從智能家居，智慧醫(yī)療與養(yǎng)老，智能電網(wǎng)到智能的交通管理、城市管理、物流管理，物聯(lián)網(wǎng)在居民城市生活的各個(gè)方面都得到了廣泛的應(yīng)用。比如說(shuō)，在社會(huì)停車場(chǎng)的車位上安裝無(wú)線傳感器，車輛只要停在車位上，系統(tǒng)就能感知，并把信息通過(guò)專門的客服電話或手機(jī)客戶端傳遞給用戶，這樣，人們駕車出門前就可提前了解哪里有空車位，甚至獲得預(yù)約服務(wù)。用戶泊車后，系統(tǒng)也可以根據(jù)停車時(shí)長(zhǎng)精確收費(fèi)。

總之，物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代會(huì)使社會(huì)生活及城市管理各方面都發(fā)生革命性的變化。射頻識(shí)別、無(wú)線傳感、行業(yè)應(yīng)用軟件等等，都是物聯(lián)網(wǎng)不同層次的核心技術(shù)，需要我們了解、研發(fā)、掌握。

城市“智慧”，說(shuō)到底是人類智慧

下面針對(duì)這些專業(yè)技術(shù)做一點(diǎn)簡(jiǎn)單的介紹，首先是FRID即無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)，這是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。

FRID感知的信息很多，對(duì)所感知對(duì)象的信息進(jìn)行采集，就離不開(kāi)各種各樣的傳感器，需要傳感器把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)計(jì)算機(jī)才能處理。如力敏傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器、氣體傳感器、光電傳感器、磁敏傳感器、微波和超聲波傳感器等都可以運(yùn)用于生活的方方面面。

采集的信息需要在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，比如目前的3G移動(dòng)通訊，未來(lái)還會(huì)進(jìn)入到第四代移動(dòng)通訊，傳輸數(shù)據(jù)會(huì)超過(guò)100兆，是目前3G的50倍，那時(shí)候你的手機(jī)就可以實(shí)時(shí)傳遞高清圖像;并且4G時(shí)代，還有可能集成任何模式的無(wú)線通訊，使得室內(nèi)室外，各種各樣的通訊方式聯(lián)通，可以自由的從一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)蔓延到另外一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，我們的生活將更加便利、高效。這一點(diǎn)中國(guó)目前的發(fā)展是很不錯(cuò)的，中國(guó)的TD—LTE技術(shù)，已經(jīng)被國(guó)際電聯(lián)確定為兩大候選國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)之一，這是中國(guó)在新一代移動(dòng)通信技術(shù)革命中一個(gè)重要的里程碑。

移動(dòng)通訊會(huì)導(dǎo)致人隨時(shí)隨地都能產(chǎn)生出很多的數(shù)據(jù)，帶寬越寬，數(shù)據(jù)量越大，這就需要一個(gè)網(wǎng)絡(luò)承載層，即光纖網(wǎng)絡(luò)。業(yè)界有這樣一個(gè)論斷：“有線的帶寬是無(wú)限的，無(wú)線的帶寬是有限的”，由于光在光導(dǎo)纖維的傳導(dǎo)損耗比電在電線傳導(dǎo)的損耗低得多，光纖被用作長(zhǎng)距離的信息傳遞，有線的光纖網(wǎng)絡(luò)的帶寬幾乎是無(wú)限的。目前，各種新穎的光纖器件層出不窮，不僅在光通信和光傳感中占據(jù)著越來(lái)越重要的地位，而且在工業(yè)、電力、軍事、航空航天、生物醫(yī)學(xué)等方面也發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

海量數(shù)據(jù)的梳理、判斷，大規(guī)模的集成計(jì)算，這就需要靠云計(jì)算，云計(jì)算將計(jì)算任務(wù)分布在大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計(jì)算力、存儲(chǔ)空間和各種軟件服務(wù)，這意味著計(jì)算能力也可以作為一種商品進(jìn)行流通，就像煤氣、水電一樣，取用方便，費(fèi)用低廉，這也是當(dāng)前很熱的話題。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)總體說(shuō)來(lái)就是感、傳、知、控四個(gè)核心模塊。感就是信息的感知，包括RFID，傳感器等信息采集技術(shù);傳就是信息的速遞，包括光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等;知就是對(duì)各種信息的分析、處理、判斷，主要包括云計(jì)算技術(shù);控就是實(shí)際應(yīng)用的智能控制過(guò)程，包括前面提到的智能交通、智慧家居等。物聯(lián)網(wǎng)將令數(shù)以億計(jì)的各類物品的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理變?yōu)榭赡?，從而才能真正?shí)現(xiàn)“智慧城市”。

智慧城市建設(shè)是一項(xiàng)需多方協(xié)作的龐大創(chuàng)新工程。目前國(guó)內(nèi)仍正處于智慧城市的初級(jí)階段，沒(méi)有成熟的模式和可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)，許多理論和實(shí)踐都需要進(jìn)一步豐富完善。

由政府推動(dòng)的智慧城市計(jì)劃，有藍(lán)圖，但其內(nèi)涵和目標(biāo)仍十分模糊，大多處于探索和試驗(yàn)階段，在這個(gè)過(guò)程中還要特別注意物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代可能出現(xiàn)的隱私泄露、數(shù)據(jù)安全等問(wèn)題。智能城市建設(shè)不可能一蹴而就，可從當(dāng)前城市建設(shè)當(dāng)中最緊迫的、關(guān)切到老百姓安全的一些問(wèn)題著手。智能城市建設(shè)要有遠(yuǎn)景、總體規(guī)劃和實(shí)施步驟，而且要結(jié)合當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境和條件來(lái)實(shí)施。城市的“智慧”歸根結(jié)底是人類的智慧，堅(jiān)持把“以人為本”作為智慧城市建設(shè)的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，以開(kāi)放創(chuàng)新的心態(tài)，整合協(xié)同的理念，系統(tǒng)化的原則發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，把人的智慧與物的智能充分融合，實(shí)現(xiàn)智慧化的社會(huì)管理，從而改變城市面貌，創(chuàng)造更美好的城市生活。