位置: 注册送38元体验金 财经 我国谋划加快开发物联网 力求掌握核心技术

我国谋划加快开发物联网 力求掌握核心技术

author:虎伏 来源:本站原创 时间:2019-06-16

  在浦东国际机场围栏的外有一道无形的网,这个网由埋设在地下的传感器组成,这些传感器不仅能够分辨出是人还是动物在靠近栅栏,而且能够精确地进行定位,一旦有人靠近栅栏,系统就会自动发出善意提醒。

  刘海涛告诉记者,随着传感网技术的发展与成熟,未来传感网将和目前的互联网、通信网组成一个更加庞大、复杂的网络,那时候我们的生活方式也会发生翻天覆地的变革。

   江苏省委常委、无锡市委书记杨卫泽告诉记者,他们准备把无锡打造成一个传感网的示范城市,就是一个智慧的城市,一个感知的城市,而不是一个冷冰冰的城市。

  (主编:孟庆海     记者:康敬锋     摄像:景延)

  物联网来了 中国欲成第三次信息革命引领者

  今天我要带领大家来认识一种新兴的技术,传感网。去年底美国总统奥巴马就职以后,在他和工商领袖举行的圆桌会议上,提出了“智慧地球”的概念,“智慧地球”被美国人认为是振兴经济、确立全球竞争优势的关键战略。今年8月7日,国务院总理温家宝视察了中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心,也提出尽快建立中国的传感信息中心,并形象地称为“感知中国”中心。而支撑“智慧地球”和“感知中国”战略的就是目前被广为推崇的“传感网”技术。那么传感网究竟是什么东西?

   传感网:“一切事物都是可以感知的”

  “机场禁区,请迅速离开,机场禁区,请迅速离开。”

  当记者刚刚接近浦东国际机场的围栏时,栏杆上的高音喇叭就提醒记者迅速离开。

  浦东国际机场周界防入侵项目高级项目经理谭小军:“这是个预警区,在预警区里人走动的话,它那边就会通知你,友善的提醒你,这个是禁区,你不要进来。”

  原来在机场围栏的外面有一道无形的网,这个网由埋设在地下的传感器组成,这些传感器不仅能够分辨出是人还是动物在靠近栅栏,而且能够精确地进行定位,一旦有人靠近栅栏,系统就会自动发出善意提醒。如果来者不听警告,继续靠近栅栏,那么第二道防线就会报警。

  谭小军:“在围栏上面我们布了传感器,就是一种倾角的,一种是挂壁的,就是它是记住了这个围栏的一种姿态,和围栏的一个振动,就是只要你一动的话,你拍一下的话,它其实已经感知你了,当你两下之后,你看我爬的时候,它感觉就不一样,它就是声音很大的响,它两下之后,它无论如何都会报的。”

  在铁栅栏里面,还有第三道电子传感围界,只要人员进入到机场的铁栅栏里面,报警系统也就相应提高到最高级别。这些传感器结点与机场控制大厅紧密相连。正是通过这些无形的传感网络,机场控制大厅就能够迅速对出现的报警情况进行处理。

  谭小军:“它可以通过几个传感器的协同感知,知道你具体在哪里,像那个报警区我们是分片区的,你这个地方一响,机场里面显示屏上的红块马上就亮,闪烁闪烁,当你一点击进去的时候,它就有个视频,视频马上出来,知道能干什么。”

  谭小军告诉记者,他们将在20多公里长的浦东机场围栏及其周围安装10万多个传感器,通过这些传感器,这些没有生命的铁栅栏就能够主动地防止非法侵入。表面看这是一堵普通的砖墙,但是里面却布置着传感器,只要你一拍打墙体,控制大厅就能够感受到。

  中科院上海微系统与信息技术研究所副所长刘海涛:“这个系统应用以后,它最大特点在什么地方,它能告诉你目标是什么,在哪里、干什么,那么再报警,它不仅是识别目标是什么,同时识别出你的行为方式,你比如说接近栅栏的时候,你是人还是车辆,那么我能知道你是人在爬栅栏,还是风在吹栅栏,还是鸟停在上面的晃动,把它加以区分。”

  互联网我们都知道,但传感网是什么,说实话,在今天之前,我和大家一样,也不太清楚。不过,看了前面的节目,我感觉传感网就是把无数个智能传感器布成网络就成了传感网,这个玄之又玄的东西听起来好象距离我们的生活远了点,很难想象这个东西会对我们产生什么影响。但是负责中国传感网研究的中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心刘海涛主任,给我们描绘了一幅未来传感网在我们生活当中的应用图景。

  中科院上海微系统与信息技术研究所副所长刘海涛:“那么将来如果身上带着很多传感器结点,我能对你的体温、心电、脑电,对心跳、脉搏等身体参数进行监测,那么有没有病情隐患,我把参数直接传到你私人医生的计算机里,他随时监测你,到底会不会有问题,那么提前告知,你会有什么前期的病灶、先兆。”

  刘海涛告诉记者,随着传感网技术的发展与成熟,未来传感网将和目前的互联网、通信网组成一个更加庞大、复杂的网络,那时候我们的生活方式也会发生翻天覆地的变革。

  刘海涛:“今后我坐在家里头,我通过计算机,通过手机我就能看到,我想去的这些旅游景点大致的风景怎么样,我还能看到瀑布,听到瀑布的水声,我能感觉到那个地方温度是多少,湿度是多少,氧气浓度是多少,是不是空气很新鲜。”

  你用传感网以后,你布在农田里头,我就知道这些农民施了农药没有,用了化肥没有,用了多少,是不是在安全系数之内的,那我看到这个东西以后,我能够追踪我这块菜的历史,从种下去到一直成熟,到放在我家里饭桌上。

   传感网是一个怎样的网络?

  “一切事物都是可以感知的”,这是刘海涛说的最多的一句话,他告诉我们,在未来的智能家庭里,会大量使用传感网。比方说家里煤气泄露了、电器发生故障了,或者有外人进入家里了,通过传感网就可以将这些信息发送到我们的手机上,而且我们也可以通过这个手机,在办公室就可以提前把家里的空调、电饭褒打开。在未来的智慧地球中,汽车可以实现无人驾驶,公文包会提醒主人忘带了什么东西,衣服会告诉洗衣机对颜色和水温的要求。说了这么多,确实挺让人向往的。那这个传感网到底是一个什么样的网络呢?

  传感网也被称为“物联网”,是指将各种信息传感设备,比如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。其目的是让所有的物品都能够远程感知和控制,并与现有的网络连接在一起,形成一个更加智慧的生产生活体系。

  中科院上海微系统与信息技术研究所副所长刘海涛:“那么传感网和物联网的关系是,物联网是从产业和用户角度来说叫物联网,从技术支撑角度来说,它叫传感网,我觉得最恰当的叫物物互联、感知世界,你反过来也行,感知世界,物物互联,那么这两个是最能够代表传感网的一个特点和它的定义的。”

  传感网和目前的互联网有着本质的区别。比如我们想在互联网上了解一个物品,必须要通过人去收集这个物品的相关信息,然后放置到互联网上供人们浏览,人在其中要做很多的工作,且难以动态了解其变化。传感网则不需要,它是物体自己“说话”,通过在物体上植入各种微型感应芯片、借助无线通信网络,与现在的互联网相互联接,让其“开口说话”。可以说,互联网是连接的虚拟世界,传感网则是连接物理的、真实的世界。

  刘海涛:“比如说我坐在这个地方,我能把我的眼睛、鼻子、耳朵、皮肤,把它延伸到我网络覆盖的地方,我从北京延伸到上海,我从上海我可以延伸到全球,是这个意思,你坐在这里能感知世界发生什么事情,现在互联网的时候坐在家里头,通过看新闻,看消息知道世界发生了什么,那么今后我是通过这种传感网感知到世界发生了什么,它是个本质差别。”

  不过目前在世界各国,传感网还处在研究和示范应用阶段,一些关键技术还在研发过程中。目前主要在智能交通、公共安全、环境监测、绿色农业和工业监测等行业应用,针对家庭的还仅限于健康监测和智能家居等方面。

  刘海涛:“传感网你比方现在我们的应用,在机场也好、公安也好、交通也好,都是局部的应用,那么这个局部的应用,今后肯定会走向一个广域的应用,广域应用以后,它真正把传感网的信息服务,包括了感知、传输和计算于一体的综合信息服务,真正地把它推向大众化应用,像手机一样的,成为无所不在的网络。”

   未来的物联网或将影响一个国家在未来全球中的格局

  看来以后我们这个演播室也可以实现智能化了,当我坐在这里的时候,传感器就会告诉摄象机、灯光,应该使用什么样的光圈、景别和亮度,一个人就可以把好几个人的工作完成了。说了半天,可能有些人还是不明白传感网到底是什么东西,我们来看这个图,这是埋设在马路上的传感器,它们能感知马路上汽车的速度,当全部马路上都有了这些传感器之后,我们就能知道在哪里拥堵、在哪里畅通,这些传感器形成的局部网络如果和互联网、通信网连接在一起的话,就形成了未来的物联网。其实它不但会改变我们的生活,而且他会影响一个国家在未来全球中的格局。

  以传感网为代表的信息获取技术,被很多国家称为信息技术革命的第三次浪潮,我们和世界保持着同步的研发水平,这将改变我们在前两次信息革命浪潮中落后的局面。

  中科院上海微系统与信息技术研究所副所长刘海涛:“那么传感网这块,因为它都是刚刚开始,中国应该说是跟国际基本同步的,传感网的发展,或者物联网的发展,给咱们国家带来新的机遇,也被称为就是由于物联网和传感网的发展,可能会引发整个信息领域一个重新洗牌的机会,那么这一点给咱们中国下一步信息产业发展带来了前所未有的历史机遇。”

  目前国家已经把传感网明确列入《国家中长期科学技术发展规划(2006-2020年)》和2050年国家产业路线图。今年9月1日,国家发改委派出工作组,专门来到无锡高新区,听取关于传感网的相关汇报。会后国家发改委高技术产业巡视员綦成元接受了记者的采访。

  国家发改委高技术产业司巡视员綦成元:“那么大力推动这项技术的发展和应用,我想的话,对于我们国家落实中央、国务院提出的关于建设创新国家,转变发展方式,以及在国际上经济发展当中占有重要的一席之地,都具有非常重要的意义。”

  美国权威咨询机构forrester预测,到2020年,世界上物物互联的业务,跟人与人通信的业务相比,将达到30比1,仅仅是在智能电网和机场防入侵系统方面的市场就有上千亿元。因此,“物联网”被称为是下一个万亿级的信息技术产业。

  刘海涛:“因为传感器它是一个非常综合的学科,你很难想象,就说哪个信息领域里面跟它没关系,因此它的快速发展,它大规模的运用,它一定会带动着当前信息产业各个领域的一个飞速发展。”

  前面我们了解了物联网的由来,其实,在IT产业里有个“十五年周期律”,就是说信息技术每隔10-15年会发生一次重大变革,催生出新的市场、新的业务模式和新的产业规律。2000年前后互联网掀起了新经济热潮,如果按照这个周期算,我们此刻正站在下一次技术革命的门槛上。现在包括中国、美国、欧洲、日本、韩国在内的世界各国都在加紧制定相应计划,希望抓住物联网这个战略机遇,刺激经济复苏、占据竞争优势。我们就来看看中国最先进的物联网技术现在走到了哪一步?

  无锡美新半导体公司是一家专门生产加速度传感器和地磁传感器的微电子公司,也是全球首家将微电子系统和微处理电路集成于单一芯片的惯性传感器公司,记者看到,基于微纳技术的传感器已经小如米粒。

  美新半导体(无锡)有限公司董事长赵阳:“这个是3个毫米乘3个毫米,这个是磁的传感器,其实里头的传感器本身不到一个毫米,里头传感器在制造的限宽也是在0.18毫米的线宽里头,相当于我们头发丝的1%的这个线宽。”

  目前美新公司的传感器广泛应用于手机、汽车等产品,在传感网技术的带动下,他们正在研制成本更低、性能更高、体积更小的传感器。

  赵阳:“我们正在研发的是把几种不同的传感器,单片集成在一个芯片里头,以后就是在3乘3这么小的一个芯片里头,我们可以集成加速度传感器、磁的传感器、数字信号处理,然后再加上无线的传送电路,所以它本身是一个完全聪明的系统。”

  去年11月,中科院上海微系统与信息技术研究所与无锡市签定了技术合作协议,共同在无锡高新区成立一个高新微纳传感网工程中心,这里成熟的微电子和半导体产业集群将为传感网的发展提供好的平台。

  无锡国家高新技术产业开发区工委书记周谦:“我们已经通过引进和培育,在无锡高新区已经集聚和培育了超过40家的具有自主知识产权的,在这一领域的创业团队和创业企业,他们包括基于微纳米技术的传感器,包括行为网络架构和嵌入式的软件,包括无线射频技术传输等等。”

  目前江苏省和无锡市正在制定“感知中国”中心建设的总体方案和产业规划,力争通过5年的时间,建成引领中国传感网技术发展和标准制订的中国物联网产业研究院,实现产值500亿元。

  江苏省委常委、无锡市委书记杨卫泽:“无锡要建设好感知中国中心,使得无锡成为中国乃至世界上,传感信息技术的创新高地、人才高地,产业高地,从而带动整个中国,乃至全球的传感产业的发展、应用和技术上的创新。”

  杨卫泽书记告诉记者,在建设物联网产业园的同时,他们准备把无锡打造成一个传感网的示范城市。

  杨卫泽:“就是一个智慧的城市,一个感知的城市,而不是一个冷冰冰的城市,比如说可能我们经过,晚上半夜经过一个黑暗的一个胡同,但是这个胡同,你走到那就变成亮灯,等你过去了,它就灭灯。”

   半小时观察:“谋划”物联网

  温家宝总理在中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心考察时指出,当计算机和互联网产业大规模发展时,我们因为没有掌握核心技术而走过一些弯路。在传感网发展中,要早一点谋划未来,早一点攻破核心技术,特别是与我国自主知识产权的TD-SCDMA技术相融合。

  温总理这番话里,我注意到最核心的关键词就是谋划。回顾信息产业的每一次跨越都不是技术上的偶然发明,而是国家发展战略结出的硕果。如果没有里根时代的星球大战计划,就不会诞生英特网,如果没有克林顿时代的信息高速公路,就不会有互联网经济的繁荣。在信息产业发展的历程中,这条规律比摩尔定律、十五年周期律更具有决定意义。透过表面的技术进步、产业升级,我们应该看到它背后真正隐含的是一个国家寻求战略优势的集体意志,这才是一个国家竞争力的核心。现在,无论美国提出的智慧地球,还是中国提出的感知中国,都把物联网或者说传感网产业放到一个宽广的坐标系中来考量。我们在憧憬着未来世界美好前景的同时,更应该思考自己在其中的地位和角色,把宏伟的目标转化为细致的规划、积极的行动。

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