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赵壮:物联网核心技术的培育和掌握是关键中的关键


作者:RFID世界网 收编 来源:IOTer 2010-08-20 09:28:12

摘要:2010中国数字电视产业高峰论坛在北京召开。中国物联网研究发展中心副总工程师赵壮参加了本次论坛并发表主题演讲。

关键词:物联网核心技术[0篇]  赵壮[0篇]  三网融合[60篇]  传感器[367篇]  

 2010年8月18日消息消息。2010中国数字电视产业高峰论坛在北京召开。中国物联网研究发展中心副总工程师赵壮参加了本次论坛并发表主题演讲。 



中国物联网研究发展中心副总工程师赵壮 

      赵壮: 大家早上好!非常感谢《中国数字电视》给我这个机会给大家介绍一下物联网,我是昨天看到有一篇文章说“三网融合指向与价值——物联网”。我感觉物联网跟三网融合肯定有关系,会相互促进,但是我们物联网对三网融合的贡献应该没有这么大的程度。今天我代表中国物联网研究发展中心主任叶田春做这个报告,PPT是他准备的,但是是我的解读,我不代表他的观点。

  我今天这个报告分四部分内容,首先是物联网发展背景,从去年8月7号以后,物联网逐步在国内升温,大家越来越重视,国家也把它提到了国家战略的地步。为什么要做物联网?过去曾经面对五六百个一级、二级市场的金融行业人员,在不断问我这个问题,我们的胡总书记、温总理去年、今年多次提到。为什么要做物联网?我是这样理解的,物联网是中国信息技术产业一次难得的机遇,有了物联网中国的信息产业就有了可能,因为过去我们的信息技术还是用市场环技术,演变成了一个制造大国,但是还不是制造强国。我们制造大国,据报道我们的信息产业制造这块纯利是3.5%,还赶不上普通行业。

  物联网有了这种机会,为什么物联网有了这个机会呢?第一,中国是愿意用新东西,国外已经习惯于他们推出来新的技术都是在中国这样的国家使用。对于物联网又回到了原点,是应用驱动技术,如果物联网是这样的话,中国是一个庞大的市场,对于中国是难得的机遇。另外一点我是这样理解,为什么中国物联网有机会呢?比如对于我们的财务软件一样,用友、金蝶为什么有机会?因为中国财务体系和国外不一样,还是受到一定保护。对于物联网而言,它和物理世界相连,牵涉到国家安全,我们中国人做的物联网相关的设备和产品美国人不会用,中国也会很慎重的使用国外产品,这样就会给信息产业带来机会,做物联网的企业带来机会。对于物联网而言,在中国而言,最重要的一点就是产业转型升级的机会,我们怎么从制造大国向制造强国迈进。物联网现在已经成为世界的热点,我们可以看到不管是美国、欧洲、日本,甚至包括中国台湾地区都在做类似规划。像以美国、欧盟、日本为代表的发达国家物联网和未来网络提高到国家战略高度,部署相应国家级研究计划,并将之作为发展战略新兴产业的重要方向,实际上也是应对国际金融危机的利器。我们国家实际上也在抓住机遇做出中长远期的部署。

  对于物联网现在最大的困惑是不同人有不同想法,实际上搞传感的,搞通信的,搞网络的,搞处理的各个领域都在自己的角度阐述和放大,这是合理的,因为物联网是一个综合学科,涉及到的学科比较多,和它相关的这些学科都会有自己的理解,大家共同推动物联网发展是好事。但是,另一方面屁股决定脑袋,大家有不同理解,也有混淆。最初MIT、ITU、欧盟都有一些定义,我觉得大同小异,本质是一样的,都是为了综合利用各种各样的技术,特别是信息技术去感知物理世界,为人类服务。这是2010年政府工作报告的注释,也是一个阐述,我就不说了。 

      物联网的发展历程可以这样理解,早期的传感网,演变到传感网和物联网的融合,到现在物联网概念的扩展深化。我们先看第一部分,物联网第一部分可以追溯到早期的军用传感网,像二战期间的雷达网,1980年提出分布式传感网,也是我们感知物理世界的需要,军事上的应用带来的需求。当时最早的传感网和某一种类型的遥感、遥测,把传感器加上网络连到远端后台,用简单的软件把采集到的数据展现出来,这是物联网的早期形式。随着信息技术高速发展,物联网已经从有限范围信息感知扩展到各个信息网络系统的智能感知,像1999年以后得到快速发展,实际上跟信息技术发展密切相关。我们国家科学院1999年已经开始布局这个事情,我们在研究上和国外是同步的。现在的物联网可以说是传感网和电子标签,或者是泛载网的发展,这些东西会聚成了物联网,由于有了需求驱动,因为需求逐步的出现。

  这是国际上主要相关组织做的工作,包括国际电信联盟、IBM、欧洲、日本,中国科学院在2009年发布2050年技术发展路线图中也提出传感网未来发展预测,大家都有同样的想法,殊途同归。现在物联网的内涵已经远远超出了最初的定义,科学院的解读是这样的,它是全球信息化发展的新阶段,是人类社会从信息化向智能化的提升。比如目前公众说的物联网就带有传感标识器的智能感知的系统,涵盖了最开始的概念,最开始提出物联网是FID的概念,但是大家殊途同归,都是演变到了物联网。这张图是科学院早期对信息化社会的一个解读,他实际上和现在物联网的核心内涵是紧密相关的,他是信息化的一个新阶段。

  物联网时代和过去信息处理和通信网络之间的关系到底是什么?实际上信息化浪潮,第一次大的浪潮是个人计算机的出现,他产生了英特尔、IBM、微软这样的巨型企业。第二次90年代互联网、移动通信的发展,产生了思科、中兴、华为、中国移动这样的企业。但是,经过多年发展以后,无论是从信息处理还是信息传输,都演变成了技术驱动,大的IT寡头通过技术在不断驱动,在推动这个产业的发展。但是,从另外一方面讲,我们在信息获取层面反而是非常薄弱,信息处理和信息获取是作为一个重要的组成部分,非常薄弱,所以衍生出来了传感网、物联网这样的领域。在物联网这个领域,从1999年开始,国外和国内研究基本上同步,即便到了现在,物联网目前国内外基本上我认为也还是处于同等水平,差别不是特别大,因为都刚刚开始,但是各个国家包括欧洲、美国各个国家都在说物联网,因为大家处于信息化程度不一样,各个国家在信息产业的水平也不一样,所以大家侧重点不一样,有些侧重于FID,比如美国应用主要侧重于工业控制、自动化这块,原因是他们装备技术比较发达,像中国怎么样做,也是需要深入思考的。但是,不管怎么说,物联网对于中国来说是一次难得的机遇,因为我们有一个庞大的市场,政府推动行业应用的示范可能为我们带来很大机会。因为物联网又像计算机网络一样回到了最初发展的开始点,需求驱动。

  物联网的技术特点,我们是这样总结的,与一般领域纵向划分不同,物联网是一个横向延伸的领域,它具有学科综合性强、产业链条强、渗透范围广的特点。特点之一就是学科综合性强,他会通过互联网、云计算、网络应用使信息产品、获取、传输、存储处理形成有机全过程。物联网技术涉及到的学科不仅仅是信息技术,涉及到计算机、半导体、网络通信、光学、微机械、化学、生物、航天、医学农业等众多领域,发展物联网将对相关学科发展起到极强的带动作用。物联网还有一个解读是什么呢?他更是面向业务的智能应用和服务,我们为什么说他是信息化的新阶段?现在我们提的物联网是和我们应用和业务相关的,所以说是信息化的新阶段。

  物联网第二个特点是产业链条长,他会涉及到传感器的产业,芯片业,设备制造业,软件业,系统集成业,网络运营业,内容提供业和服务业。它有点像建筑行业里面的房地产,带动性非常强,它是一个龙头,会带动其他链条上部分的发展。这是我们和北京市经信委拿出的战略报告,包括感、传、知、用各部分内容,也是一种解读。

  物联网第三个特点是渗透范围广,他实际上会渗透到我们这个社会,还有老百姓生活各个方面。这是包含的主要应用,我们这样分类,一部分是经济发展,经济发展涉及到能源、电力、物流、零售、公共事务管理、安防、市政管理领域。还有公众社会服务,我认为物联网的发展应该是先从高端行业应用,成本相对不敏感,对效率、服务、安全更高的,先是高端行业应用,再扩展到一般行业应用,成本进一步降低,扩展到公众社会服务,但是不排除近期有可能在运营商推动下和部门推动下,一些功能应用浮出水面。

      物联网和现有的传感网和信息技术差异在什么地方?是更加大规模的结点覆盖,更加智能的信息处理。有人问物联网的核心到底是什么?物联网在某些关键点上肯定有核心技术,而且物联网的应用一定不是把过去信息技术简单叠加,他包括了在某个点上的创新,也包括集成创新,甚至也包含了和我们业务系统的集成。这张图是我们中心叶主任总结的,物联网到底是怎么回事,为什么一夜之间就热了,物联网和早期的遥感、遥测到底区别是什么?首先我们看到纵向一个一个垂直封闭的专网,垂直专网,信息孤岛,哪规模化,管理困难。还有一个特点就是感知网络的感知手段比较落后,精度比较差,成本比较高,现在我们技术发展以后,有了物联网以后,有了什么可能的?我们形成一个开放的物联网架构,是横向的互联,协同感知,大规模运营,泛载智能,有感知、传输、处理、交互控制形成一个闭环,再加上决策支持。如果把这一套整个完整描述出来的话,大家会看到实际上是我们信息化的一个新阶段,这张图做的是非常漂亮的。但是这里面要注意一点,就是闭环控制这块,因为物联网不是人工智能,而且做人工智能可能会带来很多问题。虽然说有闭环控制,但是现在物联网应用会加上人工复合,大家觉得这个不完美,但是我觉得非常重要,他反而给我们目前现在这个社会的状态带来了物联网可以产业化推动的可能性。

  下面是中国物联网发展态势与面临挑战。现在物联网已经热到了不敢想象的地步,工信部奚国华部长的说法是90%以上省份都在说自己要做物联网,大家都在做信息产业,当然也会做物联网,这是合理的。现在我国江苏、北京、上海、广东等十几个省市也推出了自己的发展规划。科学院的总体判断,叶所有一个判断是这样的,现阶段信息技术在三到五年内尚可以支持物联网的集成和应用,但随着五年甚至十年以后,物联网进入大规模应用,未来十到二十年的发展将给各种信息技术带来质的改变,催生新的技术方案。这里面有一个解读,就是如果未来有数万亿终端,我们现在信息技术还能不能支撑?这是一个问题。这一天会不会到来呢?我觉得是可以预期的,为什么这样说?1994年我大学毕业的时候,我们段长让我去买两个大哥大,一万四一个,当时坐着公共汽车,心里直多所,当时我一个月工资是一百七八十块钱,现在才多少年,我们移动通信已经演变成这个样子了。所以物联网未来会有很大前景,很多投资者问我物联网到底值得不值得投?物联网有没有机会?物联网有机会,但是现在刚刚起步,在刚刚起步过程中很多人会成为烈士,如果眼光准的话可能会找对点。

  这是科学院把物联网分成几个部分,有信息获取,网络传输,信息处理,安全新技术和架构与基础资源管理等等。在信息获取与识别这块是薄弱环节,传感器的智能化,芯片与传感器集成制造,这些都是薄弱环节。我记得有一次研讨会上我自己说传感器至少落后国外十年,马上一个老专家站起来说不对,很多领域落后20年以上。传感器不是简单制约了物联网的发展,传感器和物联网是相辅相成,我一直在阐述这样一个观点。为什么呢?物联网更重要的还是应用传感器,怎么样用好传感器,因为物联网可以用多种传感器协同,可以降低对传感器精度要求,精度要求降低以后对传感器成本要求也降低。比如传感器精度稍微提升一点,价格是指数上升的,甚至这种传感器根本不具备。但是有了物联网,他会带动传感器的发展,完全有这种可能性。对于传感层这块,信息获取识别,一种是在传感器这块深入做下去,做出更智能的传感器,另外就是把传感器更高的应用。而且在物联网发展初期,对于信息获取与识别这块帮助是最大的,对于产业化的贡献最大,反而其他领域弱一点。在网络传输领域,我们技术比较好的是中兴、华为,特别是华为。但是新问题,因为物联网也带来一些新问题,毕竟和传统网络不一样,异构性和以前不一样,而且成本怎么控制。我还有一个观点,如果回答物联网为什么现在叫物联网以前不叫物联网?物联网规模一定要达到可以预互联网和移动通信网可比拟,他才能称得上物联网,如果想达到这个,成本一定要降低,只有低成本才能大规模推广,才能叫物联网,要么就是遥感、遥测、传感网。还有一个薄弱环节就是信息处理,信息处理在中国是比较弱的,因为物联网本身的信息处理也有他自己的特殊性,这个带来一些问题,一些分析。还有一部分行业应用,我们已经有的是信息化的基础,但是在信息化基础上向智能化提升还是有难度的,我们信息化的水平,中国和国外还是有差距。但是中国的优点是什么呢?我们敢于用新东西,我们敢于做第一个吃螃蟹的人。但是,中国物联网的发展,特别是对于企业而言,想做好就是怎么找到第一个敢吃螃蟹的人,而这个敢吃螃蟹的人是有能力跟你共同把这个业务需求搞清楚,能承受这种风险。科学院在浦东机场的成功也是这个原因,浦东机场敢吃螃蟹,敢做白老鼠,而且这个白老鼠很智慧,信息化水平很高,提出很多宝贵的需求,和你共同把这个产品做出来。还有系统架构和基础资源管理,物联网不仅是跟国家经济发展、安全、民生都是密切相关,他的系统机构和基础资源都掌握在国外手里面不可想象。还有一块就是安全,物联网与现实世界相连,你敢想象吗?如果安全问题得不到解决会怎么样?还有如果他所有系统都掌握在敌国手里面会怎么样?不用像伊拉克那样打仗,敲几条命令,把你的电网、自来水设置都破坏了,国家就瘫痪了。所以,物联网有可能像用友金蝶一样,有可能这个产业的企业发展起来的一个原因,因为过去信息化的时代,包括我本人也愿意用OFFICE,不愿意用WPS,我们没有给中国企业机会。但是,现在物联网有了这种机会。

      物联网带来挑战是包括网络安全、计算机病毒,以后计算机病毒造成的危害可能超过我们想象。过去计算机病毒把你计算机搞坏了,未来可能让我们三峡大坝瘫痪,很有可能。还有就是个人权益保护和相应法律法规健全的问题,随着大规模的推广以后,我们个人权益怎么保护,这也是一个问题。中国物联网产业发展需要重点解决的问题,一个是物联网概念不统一,需要规范,因为这个涉及的学科非常多,屁股决定脑袋,有不同解读。怎么样做一个科学定义和规范能够引导产业发展,这是一个非常重要的事情。物联网产业发展的战略尚不明晰,需要加强顶层设计和战略规划,这是中国的老问题,物联网如果说是中国能够真正发展起来,我觉得这一点是非常重要的。虽然说现在我们因为前些天科技部领导在问我们,就是我们物联网也有其他人也问,中国的物联网是不是有同发优势?同发优势确实有,但是它是建立在信息化基础上,一定不能脱离信息产业基础,国外在这块综合实力很强,一旦同步,大家都开始了,如果我们唤醒了西方的雄师,他一旦起来了,恐怕会超出我们想象,他会发展很快。所以,这个引出第三条,就是核心技术还待突破,需要高度重视知识产权和产业标准化,我们早期在国内外做了很多标准化工作,大多集中在框架上,真正深入到核心技术上,中国是有缺失的,只有核心技术突破了,才能在标准和知识产权掌握。产业链需要健全和掌握,需要培育龙头企业,如果中国出现像华为这样巨型企业,有自己的自主知识产权,有核心技术,中国物联网也就发展起来了。商业模式尚不明晰,有待积极探索,但是有一点,但凡是需求驱动,而不是完全政府强制命令的示范应用一定会有商业模式,一定是改进了服务质量,提升效益,用户才会去使用。随着物联网的进一步发展,需要加快法律法规和相关配套政策的制定,还有网络信息安全问题。

  最后介绍一下科学院物联网的情况,科学院在知识创新过程中对传感网领域进行了战略性的前瞻布局已经开始了近十年,1999年我们将无线传感网及其应用列入知识创新工程重点,2001年成立中国科学院微系统中心,传感网包括两部分,五五开,50%系统,50%器件,这是科学院十年前做这个布局,非常前瞻性的。全院开展相关研究工作很多,微系统所是牵头,也包括中科院研究生院。科学院为什么十年做的比其他领域强呢?他是采用总体制,集成了大量的研究所共同公关做这项工作,而且我们自己投入科研经费超过五亿元,正因为这种大投入才有现在局面。核心技术方面,包括传感器与芯片、信息网络与传输、信息存储、能源、软件等等,做了一些设备已经产品化了,一些大型应用示范,灾害监测、还有大气监测,奥运会、世博会、亚运会都用了这个设备,还有边防安全、生态环境等等。这时2008年唐家山堰塞湖的情况。还有公共安全领域的机场防入侵系统,轨道交通安放系统等等。生态监测也是很重要的领域,科学院资环领域和搞信息技术结合做了很多相关工作。现在我们有一些工作基础,做了公共支撑平台体系。去年8月7号以后,总理视察了我们中科院传感网总体部在无锡的点,作出在无锡做出感应中国中心的指示,中科院与无锡签署协议共建中国物联网研究发展中心。

  最后总结一下,实际上物联网工作又是刚刚开始,物联网概念现在也正在进一步清晰深化和拓展,本质是信息化向新阶段迈进,将我们能够带入更理想、更智能、更高效、更边界的信息社会,其影响深远。作为战略新兴产业更需要战略性眼光,物联网培育和发展不可能一蹴而就,需要相当长时间的过程,其中核心技术的培育和掌握是关键中的关键,这都是大家忽略的,现在大家都在抓示范,抓GDP,但是只有GDP只是一个制造大国,不是制造强国,我们产业转型升级一定要有核心技术。因为在这我也想问一个问题,如果像富士康这样的企业,现在已经搬到郑州了,下一步还搬到什么地方?还有地方搬吗?这个问题我要问,中国不发展自己的核心技术就没有机会,以后制造大国也做不了。战略和布局的时候需要从长计议,冷静布局,没有掌握核心技术的时候,没有重点的一哄而上可以推进信息化,用市场换来了示范,没有换来技术,做不成物联网,或者又成为一个缺乏核心竞争力的打工产业。

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