ITU互联网报告2005:物联网

2021年07月27日 111 本文共5829字,预计阅读时间17分钟


《ITU互联网报告2005:物联网》是ITU(国际电信联盟)在2005年Tunis举办的信息社会世界峰会上发布的。报告深入探讨了物联网的技术细节及其对全球商业和个人生活的影响。报告着重呈现了新兴技术、市场机会和政策问题等信息。报告由ITU战略与政策部撰写。 

 报告主要分七个章节,分别介绍了如下内容: 

  • 第一章,物联网简介,探索了物联网下的关键技术远景,如全域网络(Ubiquitous Networks,又译泛在网络)、下一代网络(NGN)和全域计算。  
  • 第二章,可用技术,检视了那些能够引导未来物联网发展的技术,包括无线射频识别(RFID)、传感网技术、智能器件、纳米技术和小型化技术。  
  • 第三章,市场机会,探索了这些技术的市场潜力和抑制市场增长的因素。文章选取了部分行业的新商业模型作为范例,描绘了物联网如何做到改变产业基石。  
  • 第四章,潜在挑战,思考了阻碍物联网标准化和广泛部署的障碍,如日益增长的隐私关注。
  • 第五章,发展中国家的机遇,提出了一些物联网技术能够给发展中国家带来的益处,这些益处将能使这些国家成为先锋用户和市场催化剂。  
  • 第六章,美好前景,将上述内容融合到一起,总结了在未来十年我们的生活方式将会被如何改变。  
  • 第七章,新生态系统,总结了物联网带来的影响社会发展、人类生活和电信行业的全新生态系统。  统计附件则展示了世界200多个经济体ICT使用情况的数据和图表。 

一、什么是物联网? 

我们正处在一个新的全域计算和全域通讯的世纪,我们的组织、社区和我们自己都将在这样变革的世纪里受影响发生变化。早期的全域信息通讯网络的形式就是移动电话:截至2005年6月底全球有超过20亿台移动电话。这些小玩意已经成为无数人日常生活中不可缺少的一部分,甚至比因特网都贴近人们的生活。 

在今天,全域信息通讯的发展已经开始使这种现象进行到更深刻的阶段,从短距离的移动收发器开始扩展到长距离的器件和日常用品。人和物之间、物和物之间的新通讯形式诞生了。信息技术和通讯技术(ICT)的世界加入了新的维度:过去有任何人之间在任何时间任何地点的信息交换,现在加入了任何物体。 

各种连接会因此翻番增加,并创造出一个全新的动态的网络的网络——物联网。物联网既非科幻小说,亦非商业骗局。它是建立在坚实的技术优势和广受认可的全域网络前景之上的

二、物联网技术 

物联网是一次技术的革命,它揭示了计算和通讯的未来,它的发展也依赖于一些重要领域的动态技术创新:从无线传感技术到纳米技术。 

首先,为了连接日常用品和设备并导入至大型数据库和网络,尤其是网络的网络(即因特网),一套简单易用并有效的物体识别系统是至关重要的。只有那样,物体的数据才能够被收集和处理。无线射频识别(RFID)提供了这样的功能。 

其次,数据收集受益于探测物体物理状态改变的能力,使用传感器技术就能满足这一点。物体中的嵌入式智能能够通过在网络边界转移信息处理能力而增强网络的威力。 

最后,小型化技术和纳米技术的优势意味着体积越来越小的物体能够进行交互和连接。 所有这些技术融合到一起,形成了物联网,将世界上的物体从感官上和智能上连接到一起。 

事实上,借助集成化信息处理的帮助,工业产品和日常物件将会获得智能化的特征和性能。它们还能满足远程查询的电子识别需要,并能通过传感器探测周围物理改变。就这样,甚至于像灰尘这样的微粒都能被标记并纳入网络。这样的发展将使现今的静态物体变成未来的动态物件,在我们的环境中处处嵌入智能,刺激更多创新产品和服务的诞生。 

使用无线电波来识别物体的无线射频识别技术是物联网的中枢之一。尽管某些时候,人们把它贴上“下一代二维码”的标签,但是RFID能够提供更多的功能,比如实时追踪物体以便获得关于位置和状态的重要信息。早期的RFID应用包括自动化高速公路收费,大型零售商的供应链管理,药剂防伪和电子医疗中的病人看护。一些更新的应用包括更多内容,从运动休闲(滑雪入场券)到个人安全(学童防走失)。RFID甚至被植入到人体皮肤之下来完成医疗目的,或者作为黄金海岸俱乐部的VIP入场券。电子政务上将RFID植入驾驶执照、护照和现金之中。RFID阅读器也被植入到移动电话中,例如诺基亚就在2004年发布了支持RFID的商务手机,并计划在2006年底发布消费级头戴式耳麦。 

除了无线射频识别,探测物体物理状态改变的能力也对记录周围环境变化必不可少。从这个角度看,传感器在连接物理世界和虚拟世界上起到了关键的桥梁作用,它使得物体能够对周围物理环境的改变做出反应。传感器从环境中收集数据,生成信息,并提高对周围环境的意识。例如,电子夹克中的传感器能够收集外部气温的变化从而夹克的参数能随之修正。 

物体中的嵌入式智能则能把处理能力分发到网络边界,提供更高的数据处理能力和网络弹性。这还能帮助物体和设备在网络边界做出独立决定。“智能物体”是很难定义的,但是这个词意味着对外部激励一定的处理能力和反应。智能家庭、智能车辆和个人机器人是嵌入式智能成功应用的一些领域。对可穿戴计算机(包括可穿戴移动车辆)研究也正在逐步进行中。科学家们正在展开自己的想象力来开发新的设备和应用,如可通过手机和因特网控制的烤箱和在线电冰箱。 

物联网将会融合上面各种技术和功能,来实现一个完全可交互的、可反馈的网络环境的搭建。 

三、市场机遇

物联网技术给消费者、制造商和各类企业都带来了巨大的潜力。然而,对这些震撼的创新而言,从想法到面向大众市场的特定产品和应用需要艰难的商业化运作,包括标准化组织、国家研究中心、服务提供商、网络运营商和种子用户。

需要注意的是,从一开始并贯穿研发始终的是,新想法和技术必须要找到支持者引领它们进入生产过程。进入市场的时机也很重要,需要那些能够推进创新的“种子用户”的帮助。到目前为止,物联网的驱动技术并没有在非公开场合造成很大影响,从产业论坛到行业协会看都是这样。但是公共领域的关注正在日益增长,从技术发展的国家战略到医疗、国防和教育领域的投资者都已经 逐步关注。 

RFID是这些相关技术中最成熟的一个了,已经建立了标准协议和针对更广阔市场的商业应用。全球的RFID产品和服务市场正在飞速发展,到2004年底已经达到了可观的15至18亿美元的收入。而在未来中长期发展之后,随着各种消费产品(尤其是移动电话)中的智能卡和RFID的扩散,这些收入将相形见绌。 

无线传感器网络被广泛使用在汽车、家庭安保、医疗、航天、远程监控、地质环境监测等行业。这些行业的市场潜力估值是有差别的,但是分析师们预测随着单价的下跌,部署量将会显著上升。这其中,机器人就正在向新市场渗透。当前,工业用机器人的市场份额大于个人用和服务机器人,但是情况正在发生变化,个人用机器人有望引领未来市场增长。 

改变商业战略的游戏正在进行着,尤其在零售业、汽车业和电信业。各公司正在使用部署物联网技术来优化内部处理,拓展传统市场,进入新兴商业领域。 

四、挑战和关注 

伴随着物联网的巨大潜力的是大量的挑战。在很多地区物联网的标准化还处在初期,甚至还在孕育之中。很显然,管理和培育快速创新对很多国家和产业而言是一种挑战。标准化对任何技术的面向大众的大规模部署而言都是必要的。几乎所有商业上成功的技术都经历过几次重要的标准化进程来渗透到大众市场。如果没有TCP/IP和IMT-2000,今天的因特网和移动电话不可能取得如此成就。 

成功的RFID标准化逐步被以前的Auto-ID Center和现在的EPC Global推进。然而不同组织(ETSI、ISO等)的贡献也在施展作用。ITU针对日益增长的RFID创新也曾号召进行RFID协议融合。无线传感器网络则被ZigBee Alliance和其他一些组织推进。与此不同的是,纳米技术和机器人技术的标准化则因为共识和广泛协商的缺失而遥遥无期。 

妨碍用户采用新兴技术的一个重要挑战是对数据和隐私的保护。对隐私和数据安全的关注是广泛的,在追踪用户位置变化,收集用户兴趣和喜好的传感器和智能标记这样的方面更甚。当日常物件能够拥有五种感觉(如视觉和嗅觉)中的几种时,再加上计算和通讯能力,数据请求和数据应答的概念会为之焕然一新。物和人之间、物和物之间不可见而持续的数据交换,很有可能给数据所有者和数据接触者带来未知隐患。技术的大范围铺开更是能加剧这个问题。谁将能够最大权限地控制我们周围嵌入的成千上万的“眼睛”和“耳朵”呢? 

公共关注和激进消费者运动已经阻碍了两家知名零售商的RFID商业试用。要向更广范围推广物联网相关技术的部署,必须要确保用户的知悉应允和数据机密和安全。而且隐私保护不能仅局限在技术解决方案上,市场和社会伦理上都要贯彻实行。如果和政府、市民团体和隐私关注者的协商不能达成一致,物联网的发展会受到阻碍乃至终结。只有通过广泛宣传物联网的技术优势并保证解决这些敏感问题,我们所有人才能从未来公平的以用户为中心的物联网中受益。

五、发展中世界的机遇 

这篇报告中讨论的技术不只是工业化国家的私人领地。这些技术将有益于发展中世界,给它们带来方方面面的应用,医疗诊断、水源洁净、能源产业、食品安全,不一而足。 

与千年发展目标的全球共识相契合,信息社会全球峰会关注ICT技术在各个方面发挥的作用:政府的国家电子战略,通用的全范围的公平的可承受的技术获取保证,更广范围的信息知识共享和传播。信息社会全球峰会不但关注技术传播的问题,还在通过通讯技术和其他新兴技术以求缓解贫穷、促进人类潜力发展和整体进步等方面进行了努力。从这个意义上讲,物联网下的各种技术带来了很多潜在的好处。 

我们很容易就能在周围找到范例。在日用品生产和出口领域,传感器网络技术用来检测不同产品的质量和纯度,从巴西的咖啡到纳米比亚的牛肉。RFID已经被用来追踪运输到欧盟的牛肉来确认其来源。这些应用能够帮助发展中国家确保日用品的品质,以便开拓市场。 

物联网用到的技术能够给发展中国家提高生活质量带来很大帮助。孟加拉的纳米过滤器被用来除去水中的杂质,保证饮水安全。纳米传感器能以更低的成本检测水质,纳米薄膜能够帮助处理废水。与此同时,纳米技术在病症诊断和治疗上的应用正在有条不紊进行当中:从HIV和AIDS的诊断到纳米药物的开发。新兴技术还能提高发展中国家传统药物的质量和可靠性,例如RFID就能追踪药物的来源以防假药。 

传感器技术能够检测细微的环境变化,防止自然灾害。我们需要建立广泛而高效的系统来保证早期预报,进而减少自然灾害带来的人身财产伤害。例如,一些特制的机器人被用来进行矿产探测,以防出现战争区域的采矿人员人身伤害。这样的一些商业化应用已经在印度、泰国和土耳其等国家展开。 下一代通讯技术在发展中国家(尤其是中国和印度)会引起更大的市场增长。在这些发展中巨头的相关研究表明,未来物联网将会被广泛应用在本地市场和国际贸易中。沃尔玛现在已经要求它的供应商能够适配RFID技术。不必惊讶的是,中国正在迅速成为RFID部署上的领导者。发展中国家在物联网上不是消极的跟随者,而已经对这些新兴技术的应用和传播产生重要的影响。 

六、2020年一天的生活 

物联网对未来的居民有什么特别的意义呢?让我们想象一下2020年一位居住在西班牙的23岁学生Rosa一天的生活吧。 

Rosa刚刚结束和男友的争吵,需要一段时间自己一个人静一静。她打算开自己的智能Toyota汽车到法国Alps,并在一个滑雪胜地度过周末。但是好像她得在汽修厂停留一会儿了。她的爱车依法安装的RFID传感器在告警可能的轮胎故障。当她经过她喜爱的汽修厂入口处的时候,使用无线传感技术和无线传输技术的诊断工具对她的汽车进行了检查,并要求其驶向指定的维修台。这个维修台是由全自动的机器臂装备的。Rosa离开自己的爱车去喝点咖啡。Orange Wall饮料机知道Rosa对加冰咖啡的喜好,当她利用自己的Internet手表安全付款之后立刻倒出饮料。等她喝完咖啡回来,一对新的轮胎已经安装完毕,并且集成了RFID标记以便检测压力、温度和形变。

这时机器向导要求Rosa注意轮胎的隐私相关选项。汽车控制系统里存储的信息本来是为汽车维护准备的,但是在有RFID阅读器的地方,旅程的线路也能被阅读。因为Rosa不希望任何人(尤其是男友)知道自己的动向,这样的信息太敏感了,不能不保护。所以她选择隐私保护来防止未授权的追踪。 

然后Rosa去了最近的购物中心购物。她想买一款新的嵌入媒体播放器和具有气温校正功能的新滑雪衫。那个滑雪胜地使用了无线传感器网络来监控雪崩的可能性,这样Rosa就能保证舒适安全。在法国-西班牙边境,Rosa没有停车,因为她的汽车里包含了她的驾照信息和护照信息,已经自动传送到边检相关系统了。 

忽然Rosa在自己的太阳镜上接到了一个视频电话请求。她选择了接听,看到她男友正在请求她的原谅,询问她是否愿意共度周末。她喜从中来,马上发布指令要求导航系统禁用隐私保护,这样男友就能找到她的位置直接过来了。 

瞧,即使是在这样一个充斥着智能互联系统的世界,人类情感还依然是主宰。 

七、新的生态系统

正如我们知道的那样,因特网正在迅速演变。一开始面向小众的学术网络,已经演变为现在面向大众的面向消费者的网络。现在,它又要变得更加普适、更加可交互和更加智能。实时通讯不仅对人类而言是可能的,对任何时间任何地点的物体也将是可能的。物联网的出现能够创造出很多创新性的应用和服务,这样会带来生活质量的提升和不平等的减少,同时为现存的商业也带来了新的收益途径。 物联网的发展将会伴随一个由各方面巨头驱动的新生态系统的诞生而进行。

这些巨头必须操作出一系列持续发展的经济和法律系统,这样就能为他们的最终盈利努力提供框架。但是,人本身依旧是全景当中的核心,因为他(她)的需求对未来的领域创新的影响才是关键。事实上,技术和市场不可能脱离社会和伦理体系而独立存在。物联网将从很多方面改变我们的日常生活,影响我们的行为,甚至价值观。 

对电信业而言,物联网不仅是扩大现在在移动通讯和无线通讯领域成功的机遇,也是开拓新领域的机遇。在这样一个日益增长的技术化世界,我们必须确保以人为主作为指导我们举措的宗旨。在通往物联网的路上,只有面向人的战略才能获得成功。从这个意义上说,我们电信业要更好装备自己,迎接现代生活抛给我们的挑战。