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周受钦:物联网相关问题及装备物联网


作者:周受钦 来源:RFID世界网 2009-11-19 17:11:24

摘要:本文分析了基于RFID的EPC物联网存在的问题,提出了实现物联网要解决的几个基本要素,介绍了正在实施的装备物联网。

关键词:物联网[317篇]  RFID[5201篇]  EPC[401篇]  周受钦[0篇]  

作者简介:  

  周受钦,博士、教授级高级工程师、研究员,ISO TC104/SC4委员会注册中国专家、欧盟第七研究框架计划(7th Framework Programme of Research of the EU)SMART-CM项目顾问,全国集装箱标准化技术委员会委员、全国自动识别与数据采集技术技术工作组(对口ISO/IEC JTC1 SC31)射频识别工作组(对口ISO/IEC JTC1 SC31 WG4)专家委员,《智能卡与电子标签》编委、《交通信息与安全》编委。 



1、    基于RFID的EPC概念的物联网存在的问题 

  04年回国的时候,RFID风起云涌,EPC的物联网概念大有明日即至的感觉。国内RFID高峰论坛接二连三。所谓标准之争、频率之争、成本之争也喧嚣尘上。传说中沃尔玛也是信誓旦旦某年某月某日谁的物品要再不贴上要求的RFID标签就不收货了,国内国际很是热闹了一回。 

  06年在北京的高峰论坛上提过,RFID的应用不是没有国际统一的标准问题、不是没有国际统一的频率问题,更不是标签成本高的问题,而是商务模式的问题。有没有有效成熟的商务模式,谁来买单的问题。只要有有效的商务模式,有人愿意买单,一切都将不是问题。即使标签最贵,只要能满足应用要求,产出远大于投入,则最贵的标签也会有人要。如果没有有效的商务模式,即使标签免费,也不会有人用,毕竟要增加工序和人工成本去标贴标签。 

  所以,谈基于RFID的EPC概念的物联网也好,还是现在近段时间中国热炒的物联网也好,说实在的,我还真不知道中国现在热炒的所谓物联网是什么东西,好象远程抄表、出租车GPS监控就是物联网的一个实现,那这个是多少年前就实现了的东西。 

  说到底,谈物联网,要解决一个问题就是物联网到底“联什么?”“为谁联?”。否则就会如同当年RFID一样头脑发热,RFID是拿来做什么用的,给谁用都没弄清楚,请一头扎进去做RFID了。记得当时一位朋友给我推荐,说他做出来了目前世界最小型的RFID阅读器,我说你东西不错,准备卖给谁?给谁用?他说没想好。东西都没想好,就扑腾扑腾去做,是典型的技术人员的心态,玩出最先进的、最小巧的、功能最齐备的,结果是没用的东西。 

  当年基于RFID概念的EPC物联网出来就有一个问题,EPC物联网干什么用?物联起来干什么?说点哲学,其实人类只是地球上的一种生物而已,人类的一切行为都是为了人类本身服务的,人类的视觉和视野不可能离开人类本身。无论是发探测器到外太空也好,那是为了研究人类是否在外星球能发现机会。无论人类去研究蚂蚁也好,那是去看人类生存的地球微生态是否会对人类有影响。人类的一切行为都是为了人类,集中在人类本身,“人”作为一个物种,超越不了自己。 

  既然如此,人类个体的一切行为,归功到底就是为了自己的生存,包括物质的、精神的。说简单点,就是衣食住行、生老病死,人类的一切活动都是为了这几个字。看似说得远了点,其实想说的一点是“物联网是为人的需求服务的”,那么物联网联起来,能否产生价值,能否实现应用价值,就是看能否满足人的需求,能否实现人类活动的需求。否则,唯物联的物联网是没有意义的。 

  就如同当年EPC物联网所描绘的,要给每粒沙子分配一个ID号,要给世间万物的每个物品一个ID号,有意义吗?没有意义的,因为这不是人类活动所需要的。我们不需要知道哪粒沙子是谁,我们不需求知道所有物品的身份。一个苹果,吃完就完了,你需要花那么大成本去给它一个身份号干什么? 

  当时描绘的另外一点是,通过每个物品的ID号,通过EPC的物联网,所有物品都可以在Internet of Things上找到身份和记录,这个ID号相关的全寿命周期的清单。但关键是,谁需要这张清单?谁对你现在吃完的这个苹果的这个全寿命周期清单感兴趣?谁又能知道你现在吃掉的这个苹果的ID?另外一点,这样网络上至少充斥的99%的数据,时间长点,甚至是99.99%的数据都是冗余的,没用的数据。这样,即使是云计算都是解决不了问题的,得不偿失的。 

  所以,说到底,物联网是为人类的需求服务的,那么人类活动的需求是什么,有效需求是什么,你物联网才去服务什么。而不是把世间万物给个身份,能够检索到,这所谓的物联网并不是人类需求的,是唯物联的物联网,是没有意义的物联网。 

  我想,基于RFID的EPC概念的物联网,一直没有多大的推进,其中一个原因就是它的有效商务模式是什么。如果商务模式不清楚,一切都是空想。 

2、    到底哪里需要物联网 

  基于RFID的EPC概念的物联网至少有两个软肋:一是RFID技术本身的技术适应性问题,它与物体材质、包装、和使用环境有很大关系。金属标签要用金属标签,液体表面要用液体标签。标签与被依附物体存在很大的关系,而不象条码那样,什么东西都是一样的,没有差异,也不受风雨潮湿等环境的影响。 

  另外一个软肋就是开环应用的问题。很多生产企业生产完的物品出去了,就基本与自己无关了。如一箱苹果出去,最后卖给了谁,被谁吃了,果农是并不会关心的。所以,物品生产企业对物品成品上花成本贴电子标签是没有多大兴趣的。而物品上有电子标签是受惠供应链的下游,这样,付出成本的一方没有获得多少实惠,而没有付出成本的多方却受惠了。这种开环应用,很难寻找到合适的有效商务模式,除非是政府强制。这也就是为什么目前RFID的应用,无论是国外还是国内,都基本集中在政府监管行业的应用的原因。 

  与RFID开环应用相关联的,如果应用是开环的,不能寻找到有效的商务模式,则我们要反过来从技术上寻找符合开环应用的技术闭环,可惜没有,其实技术上是有的。即通过技术的闭环来实现应用的开环,即通过闭环的网络来支持开环的应用,降低成本,实现效益。这点在下面的内容中有所涉及。 

  话说回来,到底哪里需要物联网。前面所说的,理想中的把世间万物联起来的物联网只是一个泡沫,是没有多少价值和意义的,也是不大可能会有人去实现它的。现在互联网对人与社会的隐私已经压缩到相当狭窄的空间了,再一个物联网,就更没有空间了。所以,那种开放的物联网,不可避免会涉及到商业隐私,商业秘密的问题。所以,不大会存在开放的,涵盖万物的物联网。相反,专业的,解决问题的物联网,则要实际的多。就如同RFID,专业的、某一领域的应用,很成功,但对于零售百货业,即所谓万物皆有RFID是应用不起来的是一个道理。 

  将需要关联的东西关联起来,为需求服务,我想这是物联网应用的基本点。物与物之间基本是不需要关联的,需要关联的,应该是物与人的关联,物与需求的关联。如果这样看,将来物联网又会如同RFID物联网一样,最早成功应用的还是政府监管领域。如对于人的身份的识别的身份证物联网系统,解决人类通讯问题的移动网络的手机网络系统,解决运输监管用的公共运输车辆联网系统,前面提到的远程抄表联网系统等。仔细想想,物联网其实不是物与物的相联,而是物与人的联,与需求的联。这也就是物联网的商务模式的问题,解决需求的物联网才是有生命力的物联网。 

3、    实现物联网的几个要素 

  最近物联网和感知中国联系在了一起,的确,作为一个物品,RFID只是解决了其身份识别的问题。虽然EPC的RFID的体系中包括了与传感器的接口,但目前大家谈的RFID主要还是集中在身份识别上,即每个物体上有个RFID标签,可自动识别出其身份。但对于物体的属性,特别是活动的属性,是没有办法识别出来的。这也是EPC物联网的软肋。而在人类活动和需求中,物体的属性比物体本身的身份号要重要得多。比如你要知道你注射的疫苗是不是一直处在要求的冷藏环境,比起你只知道这个疫苗的ID编号要重要得多。你想知道这个航班或者这个车辆现在处在什么位置,比你只知道这个航班的航班号或车次号要重要得多。所以,要知道这个物体的属性比仅仅知道这个物体的ID号码往往重要得多。 

  所以,真正实现有价值和意义的物联网,物体的身份和属性同时获得是至关重要的,而物体的属性,特别是动态属性的获得就必须通过传感器来完成。对于真正的物联网,要实现真正的物联网,需要满足几个基本的要素: 

  一是首先被联接的物体或者设备必须要智能化,无论是基本智能化也好还是高级智能化也好,首先你至少要有RFID电子标签或者带有传感器和数据传输功能的终端,实现数据的识别、采集和上传,所以设备、或者装备的智能化是实现物联网的基础。
 
  二是要有良好的开放式网络环境支撑。基于RFID的EPC概念的开放式物联网之所以推动缓慢,其中一个原因就是缺少开放式网络环境的支撑。要把所有仓库、超市、运输车辆等等所有物品供应链环节的各个节点连接起来,各个系统都是异样的,都涉及到数据保密和商业机密问题,所以不大可能把物品供应链各个节点的数据联结起来而形成物联网。没有一个网络系统来支撑将封闭的子系统智能联结成开放式物联网,Internet做不到,也没有成熟的技术和引擎支撑。所以,对于物联网,要真正实现物联网,特别是要实现开放式,具有相当规模的物联网,一定要有开放式网络环境来支撑,即解决数据的通道问题,存储问题、和传输问题。否则,基于EPC概念的传统物联网是实现不了的,或者很难实现的,只能花大成本实现小价值。 

  而这一点,开放式网络环境的支持给了中国移动和中国电信很好的机会,其实在中国,要实现真正开放式的物联网,非专业领域的物联网,只有中国移动或者中国电信这类企业可以实现,特别是在3G时代,在3G寻找内容服务的时代。在这点上,中国电信携带WLAN和3G,甚至具有更多的优势。 

  首先,EPC物联网传统模式的不可行是如一个卖场它的RFID阅读器是自己的,网络是自己架构的,RFID阅读器+WLAN或Internet构成了自己的数据采集网,形成了自己的数据库,这些数据共享与否,共享多少,是卖场自己的事,数据基本上不会开放出来,如此,如何可能形成含有产品全寿命周期信息的物联网? 

  而物联网,开放式、非专业领域的物联网,给了中国移动或中国电信以极大的商机,类似以前的SP。中国移动或中国电信可以解决支撑物联网的开放式网络环境问题。中国移动或中国电信在物联网中是一个中立的,负责数据采集和管理的中立商,而且在中国是被认可的。即使不被认可也没有办法,如所有手机的通讯的所有记录,包括语音和短信都是一清二楚的,只要跟踪和查,这部手机没有任何隐私可言,包括你的位置。但,你认可也罢,不认可也罢,你只能接受。 

  对于物联网也是如此,中国移动或中国电信最大的商机在于它有先天优势形成中国的开放式物联网数据池。它可以投资所有的阅读器,所有的数据采集终端,如同给大家免费发手机一样,这样数据全部采集到中国移动或中国电信的数据库平台,各用户(如卖场)再依据自己所属于的阅读器或数据采集终端的ID号去获取该ID号读取到的物品的信息,用户(如卖场)根据这些信息再建立自己的如仓储管理系统等。这是一种低成本的、可实施的、解决开环物联网问题的最佳模式,即前面我所说的通过技术的闭环来实现物联网应用的开环。由于中国移动或中国电信基础网络的完备性,数据通道的成熟性,对于应用商来说的数据中立性,对于用户数据和商业机密的数据保密性都注定中国移动或中国电信是未来少数几家能支持物联网,特别是开放式物联网的解决方案提供商。 

  对于实现物联网的几个基本要素的第三点是,满足需求的物联网,即有效的商务模式,即有应用需求的物联网,解决问题的、某一领域的专业物联网。实现物联网,一定要把商务模式研究清楚,目的是什么,解决的问题是什么,成本分摊,利益分配等问题,否则,纯技术的物联网是没有多少现实价值的。 

  另外一点,除了以上三个要素之外,还需要有完善的产业链支持。包括传感技术、RFID技术、通讯技术、网络技术、应用技术等等。其实RFID技术在我们用286计算机的时候就已经有几个ISO标准了,只是当时人家不知道这就是后来的RFID技术。但那时候计算机都很少,更谈不上互联网,自然那个时候RFID技术没有很好的应用起来。只有到了网络非常发达、廉价的时代,RFID才重新挖掘出来。其实EPC更多的不是在做技术,而是在做架构、做模式,RFID技术本身是早已有之。同样,物联网也需要产业链的支持,如果你现在在做的、或者准备做的物联网,没有整个产业链的支持,包括技术、商务、应用的全面支持,成功的风险就要多很多了。 

  所以,物联网成功的几个要素至少有:物品和装备的智能化、良好的开放式网络环境支持、满足需求者要求的有效商务模式、完善的产业链支持。 

4、    装备物联网Internet of Equipments 

  其实,我在写这篇文章时,我都没有去网上搜索下到底什么是物联网,到底人家在谈论的物联网是否与我所理解的物联网是一回事。我在形成文章之前也不想去搜索,以免影响或者改变了目前的思路。这里,谈谈我们在做的“装备物联网Internet of Equipments”,也就是基于前面谈到的四个基本要素的思路而展开工作。 
 
  首先是需求问题,商务模式问题。其实在这个世界上,除了人,就是物,而人类关心的物,其实是移动的物,包括汽车、飞机、货运车辆,而给大家带来问题或者危险的也是移动的物,货物到位不及时、车辆晚点、库存数据不准确等,大家更多关心的是变动的、移动的东西。所以,从需求来说,就要满足和服务于满足人类需求的活动。我们在做的“装备物联网Internet of Equipments”,就依托我们的行业优势,实现集装箱、货运车辆等的物联网,即所谓的装备物联网Internet of Equipments。这样,箱子、车子在什么位置,它的状态是什么对于装备物联网来说一清二楚,从而有效服务于配送、管理、调度,通过智能化的装备(智能集装箱、智能货运车辆等)实现设备位置和状态的自动采集和上传,实现装备在装备物联网下的完全可视,服务于整个供应链,包括政府监管部门等(如危化品车辆)。 

  而对于“装备物联网Internet of Equipments”来说,有完全成熟的开放式基础网络支持,如中国移动和中国电信的2G和3G网络。对于专业领域的闭环式应用装备物联网Internet of Equipments来说,可以采用专网光纤的模式,对于开放式应用装备物联网Internet of Equipments来说,可以采用LBMP或类似基础服务平台的数据传输模式。 

  对于物联网来说,首先要实现装备的智能化,而装备物联网Internet of Equipments里面最大,也是最核心的部分,即是装备的智能化,把需要传感的、需要采集的数据通过传感器采集出来传送给物联网平台,而不仅仅只是一个设备的ID身份号码。所以,装备的智能化是装备物联网的核心,而智能化的核心即是传感与控制技术。目前,装备物联网Internet of Equipments对所涉及的装备,如集装箱(国际货运总量的90%由集装箱完成)、道路运输车辆(中国货物运输72%由道路运输车辆完成)、危险品运输车辆(运输车辆事故对社会危害最大的运输工具)、危险品储藏装备、食品运输车辆、冷链运输车辆(因为缺乏有效的监管手段,中国有80%的食品需要采用冷链运输车而没有采用),等涉及国际和国家主要货物运输装备都实现了不同程度的智能化,采用包括无源RFID技术、有源RFID技术、MEMS技术、以及其它传感与PLC控制技术等,从而为装备物联网的实现提供了基础。而且,作为全球和中国最大的交通运输装备的生产商,我们实现的智能化装备可以实现前装,具有很好的前装基础,从而克服了非装备生产商开发的智能化设备不能上车和装车的问题。 

  目前,对于装备物联网Internet of Equipments来说最大的问题还是中国的传感技术相对落后的问题。许多需要采集的参数并不能提供有效的传感监测手段,即使是简单的温湿度、加速度等传感器也往往是采用国外的产品,包括从成本和可靠性的角度来考虑。这也是整个中国产业的特点,传感方面的产业相对集中在低端或者制造端,而研发和高端传感技术的产业化能力相对薄弱,这也是整个产业链在技术方面需要加强的。 

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