物联网概念的蝶变:从M2M到智慧地球

M2M
物联网作为一个术语,字面意思并不难理解,即物联网就是由物连接起来的网络。这个概念和M2M(Machine to Machine)非常相似。M2M是一个比物联网要早很多的概念,因最初侧重于机器到机器的通信而得名。早期的M2M方案中设备还是通过线缆直接连接起来的,接着也包括了用无线方式连接设备。现如今,M2M方案中,设备之间不仅进行相互通信,也都连接成网络,并且直接或者间接连接到互联网中。SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)系统是M2M方案的一个典型的例子,至今依然广泛应用于电力、冶金、石油、化工、燃气、铁路等等领域的数据采集,监视控制以及过程控制等等领域。

无线传感器网络
另外一个高度相关且非常活跃的概念是无线传感器网络(Wireless sensor network,WSN),这个名词最早起源于1978年美国国防部高级研究计划局资助卡耐基梅隆大学进行分布式传感器网络的研究项目。无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息,并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素。WSN技术在环境监测,工业,农业以及军事上都有重要的应用。

信息物理融合系统
信息物理融合系统(Cyber-physical system, CPS)起源于美国2006年2月发布的《美国竞争力计划》,在该计划中,CPS被列为重要研究项目。CPS是指集成计算、通信与控制于一体的下一代智能系统。CPS强调通过3C(Computation、Communication、Control)技术将信息世界和物理世界的深度融合,尽量减少了人的参与,它可以自动的收集需要的信息,并传递给控制中心进行分析处理,再根据所作的决策,指挥传感器终端,做出响应,从而对物理环境进行改变。这就是CPS区别于现有的系统的一个主要特点:反馈控制,接受物理世界的信息,经过处理后,再影响或改变物理世界。

物联网概念的蝶变:从M2M到智慧地球

融合+发展
M2M技术,WSN技术,CPS技术以及所有类似的技术的研究成果相互交叉,相互融合,逐渐形成了应用更广泛,更深刻的概念,这就是物联网的概念。在2005年11月17日,在信息设备世界峰会(WSIS,)上,国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005:物联网》白皮书,引用并扩展了“物联网”的概念。报告对物联网做了如下定义:通过二维码识读设备、射频识别(RFID) 装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络

2008年11月初,在纽约召开的外国关系理事会上,IBM董事长兼CEO彭明盛发表了《智慧的地球:下一代*议程》,正式提出了智慧地球(Smart Planet)战略。智慧地球战略包括三个步骤:

  1. 能够更透彻地感应和度量世界的本质和变化;
  2. 促进世界更全面地互联互通;
  3. 在上述基础上,所有事物、流程、运行方式都将实现更深入的智能化。

从智慧地球的实现步骤上,我们能清楚地看到,智慧地球概念以互联网和物联网为主要载体,以整个地球的高度,以百年的长远视角,跨越了国家的界限,战略地勾画出物联网的发展方向。智慧地球概念提出以后,受到了广泛的关注,不久,美国,欧盟,日本,中国等多个国家和地区都将智慧地球或物联网列为战略发展方向。智慧城市,智慧乡村等等以智慧开头的许多概念都是从这里引申出来的。

从有线连接到无线连接,从“物物相连”到“网网相连”,从连接,到网络,到智能,物联网的概念不断地被扩充,不断地被赋予新时代的内容。如今,物联网这一概念拥有丰富的内涵,它已经发展成包含了感知技术,控制技术,交互技术,通信技术,互联网,大数据,人工智能等等多种技术的综合领域,物联网的应用领域也从机器到机器通信扩展到了人们生活相关的各个领域,各个行业。