首页:星空娱乐平台:首页要将数字技术转变为经济增长,中国需要营造物联网拉动增长的必要条件,并将这些技术整合到各个行业中去。然而,中国物联网产业发展受到我国具体国情的影响和限制,在其发展的不同层面上出现了各种制约因素,为此,下文针对中国物联网产业发展中出现的问题,从政府层面提出以下建议:
一、厘清政府和市场的角色,发挥市场主导作用,形成物联网自循环的内生发展动力。
首先,针对物联网发展顶层设计缺位,各地各自为战的局面,相关部门应推出物联网发展的顶层设计,加快制定出各省市《物联网产业发展规划》及其相关子规划,避免盲目跟风、重复建设;其次要缩小物联网发展地区差距。通过比对发达国家物联网发展经验,我国物联网发展的重中之重仍是物联网基础设施建设,应全力在最短时间内使物联网达到全国范围内平衡发展,解决因地区差距过大导致的物联网无法稳定发展问题。中国物联网产业要扩大发展,必须破除行业壁垒,使区域内物联网产业链的各个环节加快整合,促使区域间物联网产业分工协作格局逐步建立起来。最后,在政府的政策方面,要明确物联网产业发展的方向,制定出相关的发展规划和措施,进一步健全物联网发展相关的政策支持,建立物联网企业技术中心和交流平台,提供资金扶持和研发成本。对物联网应用示范工程、信息服务平台建设、核心技术开发项目、标准制定等产业链发展的核心环节应重点予以资金支持。
在厘清政府定位的同时,要充分发挥市场主导作用,形成物联网自循环的内生发展动力。依托科技创新体制改革,建立以企业为主体、市场为导向、产学研用相结合的创新体系,增强物联网发展的内生动力。加强产业链上下游的多方协作,推动商业模式和服务模式等方面的创新,形成互利共赢的局面。商业模式的发展应顾全到产业链中的多方需求,加强对设备商、集成商等积极性的充分挖掘,与此同时还应考虑到客户的潜在互动价值。
标准化将是物联网挑战下一个阶段的重要议题。物联网产业的标准将是一个涵盖面很广的标准体系,将随着市场的逐渐发展而发展和成熟。在物联网产业发展过程中,单一技术的先进性并不一定保证其标准一定具有活力和生命力,标准的开放性和所面对的市场的大小是其持续下去的关键和核心问题。随着物联网应用的逐步扩展和市场的成熟,哪一个应用占有的市场份额更大,该应用所衍生出来的相关标准将更有可能成为被广泛接受的事实标准。
随着物联网信息的推进,我国要不断认识到物联网产业的重要性,最大限度地调动相关的力量,建立起与我国国情相吻合的物联网技术的标准,构建起具有开放性的物联网的标准体系。在国际上的发展中,要不断呈现自身的竞争力,重视核心技术的开发,积极扩大国际领域,让我国融入到其他国家物联网发展中。还需要主导制定物联网的国际标准,把握住物联网产业发展的主动权,以不断提高我国在国际科技领域的话语权和在物联网领域的竞争力。
在中国,制定新兴领域发展相关的法律、法规是相对滞后的,这就在一定程度上阻碍了市场经济的健康发展并带来不确定性因素,将会造成相应的外部成本。在应用物联网技术过程中,如保障个人的隐私权、信息采集的合法性等问题,对物联网推行的通畅设置了障碍。因为物联网系统将会产生的数据爆炸,可能会引起隐私以及数据使用方式方面的担忧。有许多采集数据的形式,如车牌扫描仪捕捉超速者,无需征得同意就可直接运行,那么谁有权访问和控制数据将成为一个重要的问题。因此,安全性的问题不仅要在技术上提供保障,同时也需要政府及时制定相关的法律、法规,去约束信息的使用权限,让用户的隐私得到保障,从而在不同方面保证和维护物联网产业的发展。
对物联网产业来说最大的竞争就是高新技术的研发创新能力,掌握了核心技术就具备了市场上的重要竞争力。这需要政府把握国际物联网的发展方向,研发出物联网产业发展的核心技术,不断引进或者借鉴国际上物联网的先进技术,并根据我国物联网发展的实际需要,对技术进行再创新。
首先是要积极鼓励相关企业与国内外高校、科研机构加大合作,实现关键技术突破,提升安全性能,参与标准制定;其次要进一步加大物联网公共技术服务平台建设力度,加强对短距离无线通信技术、无线传感节点操作系统、产品的第三方测试认证以及传感器共性技术等方面的研究;最后,需要通过实施物联网发展专项行动计划,加大对重点领域技术研发的投入力度,进一步推动产、学、研、用相结合,提高科技成果转化率,助推企业做大做强。
基金项目:2013年保定市社科基金项目“高等院校物联网教育探究”(项目编号:201301039)
物联网的概念最早于1999年由麻省理工学院的Ashton教授提出,是指利用传感器技术、RFID标签、嵌入式系统技术等,将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。其目的是将所有物品都与网络连接在一起以用于识别和管理。物联网应用广泛,遍布智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业检测等多个领域。近年来,美国已将物联网上升为国家创新战略重点之一,欧盟制定了促进物联网发展的十四点行动计划,日本的U-Japan计划将物联网作为四项重点战略领域之一,韩国的IT839战略将物联网作为三大基础建设重点之一,发达国家紧紧抓住稍纵即逝的发展机遇,积极提升物联网的战略地位,在物联网领域取得了令人瞩目的研究成果和技术运用,物联网在世界范围内的发展可以说是一日千里。
我国于2009年8月提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一,在中国受到了极大的关注。据预测,2020年前全球物联网产值将是因特网的30倍,仅中国物联网产业的整体产值将超过5万亿元,目前我国已经形成拥有从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链,物联网产业规模已经达到数千亿的规模。物联网已经成为政府积极研究与推进的产业,工信部有关人士表示,因各地政府均需开展物联网项目,物联网人才非常缺乏。
物联网相关产业的飞速发展以及其所带来的信息产业化革命已经越来越多地被人们所了解,但是高等院校物联网教育却非常混乱。一部分学者认为物联网产业虽然已经提升到了国家发展的高度,但也只是属于交叉学科,可利用多学科融合实现,没有必要形成专门的专业。另有持不同观点的学者认为,应随着国家产业结构的调整,根据社会对人才的需求来设置新的专业,不必拘泥于传统的专业结构。
在高等教育领域,国内多所知名高校、沿海经济发达地区的高等院校和具有战略眼光的个别高等院校都适时地抓住了这个时机,纷纷研究、筹备、申请开设物联网教学,推进在我国高等教学领域的物联网研究。2010年7月9日,教育部公布了新一批大学专业,其中就包括物联网工程。据统计,2010年共有700多所本科院校申报物联网相关专业,最终30所获批;2011年又增加30多所高校。
尽管高等院校开办物联网相关专业的热情高涨,但是目前大多数高校的物联网专业不但课程未形成体系,师资力量比较匮乏,实验条件建设也需要进一步规范。
并且,物联网这个早已经诞生并走过17年历程的“旧的新概念”在高等教育领域还远远没有深入人心。我国物联网普及教育水平目前处于初级阶段,只限于政府的相关部门、物联网相关的企业、部分知名院校和开设物联网专业的院校、沿海发达地区和为数不多的学者中间。这种物联网教育力度必然导致我国物联网人才教育培训的滞后,导致我国在今后国际间物联网领域的激烈竞争中后劲不足甚至明显下降,进而影响到全国经济发展的后劲。
物联网在我国发展时间不长,涉及电子信息、通信、自动控制、计算机等学科,大量高等院校盲目开设物联网工程专业,目的性和社会导向性都还不是很清晰,无论从实践还是理论研究上,物联网专业目前都还处于探索阶段。
我学院结合专业特色,考虑多年教育教学实际情况,在进行物联网专业教育时,重点会考虑以下三个问题:第一,平衡人才培养目标与人才培养需求之间的关系:物联网属于交叉学科,知识体系还不清晰,边界难以界定,社会对该类人才知识技能的需求也不甚明确,因此必须谦虚谨慎的开展物联网教育,从社会需求的体系结构和专业技能出发,仔细审定培养计划和方案,使毕业生能和社会接轨;第二,平衡学生书面学习和学生个人发展的问题:物联网知识面宽、跨学科广,在构建物联网教学知识体系和培养学生个人能力的同时,不能只考虑知识的宽度,还要考虑到专业知识的深度,根据区域定位、行业发展、企业需求来分方向、有重点的培养人才;第三,平衡原有学科与物联网教育的关系:高等院校在进行物联网教育时,不能仅仅追求潮流,要结合原有学科办学基础,充分发挥原有学科办学优势。在计算机科学与技术、电子信息等原有学科的基础上,深入开展物联网专业教学。所以,我学院根据未来物联网的发展趋势,整合校内现有的师资和实验设备,在日常的教学活动中,融入进了物联网相关教学科目,为区域物联网产业发展提供了人才支持。为了使学生能系统的掌握物联网的相关理论、方法和技能,具备通信技术、网络技术、传感技术等专业知识,我院在发展初期,开展了网络工程、软件工程相关专业,开设程序设计语言、数据结构、操作系统、数据库系统、电路分析基础、模拟电子技术、数字电路与逻辑设计、微机原理与接口技术、计算机网络、嵌入式系统、计算机控制系统、单片机等课程。学生毕业之后,可以就业于与物联网相关的企业,从事物联网网络协议、通信架构、信息安全等方向的设计、开发、管理维护工作,也可以在高校或者科研机构从事科研和教学工作。
高等院校的大学生是将来国家发展的主要力量和动力源泉,除了在高等院校中开展物联网专业教育外,还要大力推进物联网网络科普教育。通过网络科普促进学生主动的去了解物联网,提升广大学生对物联网的兴趣,帮助学生认识到物联网在身边的应用,从而促使物联网在学生中的推广和普及,使更多的学生投入到物联网的建设和发展中,从而有效促进各个行业的物联网发展,进而促进中国科技、经济、政治、社会、文化的发展,提高人民的生活水平。
在互联网技术飞速发展的今天,以科普网站的形式对大众进行物联网应用的普及更具有广阔性和灵活性。因此,为大众提供一个具有时效性并能呈现出个性化的物联网网络体验成为对物联网科普体验的一个挑战,同时对提升大众对物联网的认识和了解具有非常重要的时代意义。传统的科普模式对物联网普及来说具有很大的局限性,缺乏时效性,所以在新一代物联网普及的体验中,需采用一系列物联网体验新形式,如视频纪录片、趣味实验室、交互体验馆、发展时间轴等。
面对高等校园的物联网普及教育,我们主要通过以下四个方面进行物联网的网络普及工作:通过建立网站进行了视频纪录片、趣味实验室、交互体验馆、发展时间轴,将物联网的发展历史、目前发展状况、将来应用前景全面的展现出来,普及给高等院校的广大学生群体,使高校学生的素质得到全面提高。
(一)物联网科普认知形式――视频纪录片。视频纪录片,顾名思义是指通过动态视频的方式对所需内容进行写实记录,纪录片的核心为真实,力求以真实事件为落脚点,并进行适当的艺术加工,以展现真实为本质,并以此增加人们的相应知识,引发其思考。
在物联网科普网站增加视频纪录片的科普形式,主要依赖于现有的物联网知识。首先,整理互联网中现有的物联网技术相关知识的视频,对其进行细致的分类整理,以“树”图的形式将相应知识视频归类放置。这将极大地增加网站知识划分的清晰度,同时相较于以时间顺序放置相应视频纪录片,“树”图的形式更有利于学习者对知识的分块学习,使其能够轻松找到自己所需知识,并发现自己的知识漏洞;其次,整理理论知识库中相关零散内容,制作成视频上传,并将其补充到相关模块中。
通过视频纪录片的形式增加学习者对于物联网技术相关知识的视觉认知,可以帮助学习者增加对于视频中相应知识的记忆程度,有效的帮助其培养良好的记忆能力。而相较于一般文字内容,视频纪录片包含了图像、声音、文字等多重内容,能够使学习者大脑的视觉、听觉等中枢都处于记忆的兴奋状态,这样,相关知识在大脑中就会留下更加深刻的印象。同时,视频纪录片能够引起学习者对于新知识的兴趣,有效增加其好奇度,从而产生主动学习的渴望,并能够很好地避免传统学习过程中的单一、无趣。
由此可见,视频纪录片的科普形式将有效并极大地促进人们对于相关知识的学习能力,在物联网技术科普网站中是必要,也是必然包含的。
(二)物联网科普体验形式――趣味实验室。在传统的物联网普及过程中,我们往往过于重视知识的给予量,而忽视学习者对于所学知识的掌握程度。浇灌式的普及方式虽然能在一定程度上增加学习者所得知识的宽度及广度,但盲目地增加量,只能让知识如云烟,一瞬即逝,根本无法达到学习的目的。既是物联网科普知识,就应更加注重知识的学习成果,只有真正帮助学习者记住知识,了解其内容及原理,体会其本质,才能使学习者真正记住所学,并将其应用到日后的学习生活中。
在物联网技术科普网站增加趣味实验室的科普形式,主要是通过对一些简单的知识提供一些相应的实验方法、环境与成果,向学习者展示相应知识的应用方法与结果,同时鼓励其亲自动手尝试,在此,可以通过增加学习者在网站中的经验值等方式达到鼓励其参与趣味实验室的目的。此外,趣味实验室还着重于实验的趣味性,所提供的实验在保证对物联网体验的练习与体会的基础上,适当增加了与实际生活的联系,以及与时下热点元素的融合,增加了学习者的学习兴趣。
(三)物联网科普交流形式――交互体验馆。网站的交互性是网站与用户交流互动的关键所在,对于物联网技术科普网站,交互体验更是重中之重。
物联网的交互体验是形式多样的,主要设计为:(1)科普互动游戏,提升公众对科学的兴趣;(2)虚拟现实技术,带给人直观的体验感受;(3)远程观测技术,拉近用户与科学的距离。以此为基础,并结合物联网技术的特性,推陈出新,才能够让用户对物联网的体验效果更好。
交互体验馆的设计在物联网技术中最热门、最具前景、最前沿三个方向上开展,让大众在交流与互动中体验物联网技术为生活提供的方便,并在接近真实的体验中学习、理解科普知识。
除此之外,交互体验馆设计是在以下几点基础之上进行的:(1)专业人员对相关技术进行实现。制作人员的技术水平决定了交互体验馆的效果,所以专业的技术人员进行视频、flash、3D动画的制作将交互体验馆的创意发挥到了极致;(2)物联网技术相关内容的正确性。科普网站保证了物联网知识的专业性和正确性,没有出现专业性的错误,给大众传播错误的科普信息,达到了科普工作的基本要求;(3)人性化的设计。交互体验馆以人性化的设计完成物联网技术的宣传,大众在人性化的交互体验中,更加轻松地体验到了物联网技术在生活中具有的重要意义。
(四)物联网科普记录形式――发展时间轴。物联网技术是一门新兴的科学,它兴起时间不长,却以惊人的速度发展,网站以时间作为轴线,进行物联网知识的普及,以此提出并设计了发展时间轴的概念,为科普知识的记录与传播带来新的色彩。
1、形式的简述。以时间轴为主线,以物联网技术发展的重大变革时间为分割点,进行重大事件标注,点击查看物联网技术发展详情,为大众带来按时间顺序排列信息技术发展史的全新体验。
2、展现形式。以3D动画+flash形式制作时间轴,炫丽的动画、新颖独特的3D效果,使大众得到全新的感官体验,在这种多层次的体验中了解物联网技术发展过程中的伟人和重大变革实践,体会一种全新的物联网技术科普盛宴。
3、内容的设计形式。发展时间轴汇集了大量物联网技术科普内容,囊括了物联网技术发展史中所有重大事件,将物联网发展过程中的各类信息传播给大众,使大众对物联网技术有一个全面且详细的认识,克服了发展内容与时间上联系的障碍。
综上所述,新时期的物联网网站科普工作将以新的形式展开,如果一直沿袭科普网站的传统形式,则大众在浏览网站的过程中得不到深刻的印象,那么他们的科学素养就得不到真正的提高。因此,广大科普工作者在新时期的科普工作中应当以创新的形式、开放的内容以及特色的人性化体验来促进大众进入一个全新的科普新环境,全面提升大众对物联网的科学文化素养。
物联网目前发展势头强劲,有着良好的发展趋势,受到国家高度重视。虽然物联网产业有着庞大的发展空间,但是就目前而言物联网还是一个处于研究发展的概念产品,属于交叉学科,在高等院校中物联网教育混乱,没有形成自己的知识体系与结构。我院根据多年教育教学工作经验,融合全校师资力量,在学生中开展了物联网专业教育与物联网普及教育,得到了良好的效果。在今后的教育教学实践工作中,应更加用心的探索物联网教育的方法与对策,加大力度在高等院校中进行物联网教育,推进高等院校中物联网教育的发展。
[1]王红旭,孙玉宝.论物联网在高校的发展前景[J].现代计算机,2011.1.
[2]江昆.高职院校物联网专业建设方向与定位探析[J].现代商贸工业,2011.3.
物联网产业是目前我国重点扶持与发展的高新技术产业,开辟了信息化产业新阶段,它具有递进式、拼图式的特点。物联网由传感网络、信息传输网络和信息服务与应用等环节组成,传感网络主要实现智能感知功能,包括信息采集、获取与识别功能。信息传输网络主要实现信息传送与通信,将传感网获得的信息通过物联网网关、终端及相关通信网络,最终实现信息传递和汇聚。信息服务与应用包括信息共享与管理、智能处理、业务整合等,具体体现为信息管理平台、中间件平台、智能计算平台等。其产业链相比于其他高新技术产业更长,它是由物联网芯片与技术提供商、应用设备提供商、软件与应用开发商、系统集成商、网络提供商、运营及服务商以及物联网用户构成的企业集合。
目前我国物联网产业链主要以产业联盟的形式存在,比如上海物联网产业联盟,成都物联网发展联盟等。联盟中各环节除运营商外,其他厂商整体综合实力较弱,运营商是产业联盟的主导,扮演集成商和服务商角色,通过产品和服务购买的形式向产业链下游渗透。向上可制约上游设备供应商,向下通过合作提高控制能力。但是目前向下的合作还处于初级形态,主要是由运营商发起,以市场为导向,以买卖形式来实现运营商与软硬件集成商的合作。
当前国内物联网产业发展仍处于起步阶段,产业联盟的搭建也才见雏形,所以任何对于影响产业联盟整体利益的行为都会对物联网产业联盟的运作产生影响,特别是当联盟中有的企业会受短期利益驱使,不惜损害产业联盟的共同利益而实现自身企业利益最大化,从而破坏产业联盟的融洽关系,造成联盟中其他成员的不满。所以为了提高联盟企业的效率,必须对合作伙伴的执行情况进行监督,以防止合作伙伴的虚假行为。由于联盟中企业多为高新技术企业,特别是属于不同行业或不同背景的企业,其面临的竞争条件不同,因而导致各自优先考虑的问题不同,意见难以统一,监督机制难以运行。目前的监督体系尚未形成一个分工明确、有序严密、高效运行、互动协调的有机整体,构建科学的监督体系结构,可以防止在监督过程中出现重复监督和监督遗漏,各个监督部门在各自履行职责过程中,加强监督协同配合,形成严密的监督网络,提高物联网产业联盟监督的整体效能,更好地拓宽监督渠道、增强监督时效性,建立信息互通、协调配合、监督到位的监督体系。
(1)提高物联网产业联盟监督效率。物联网产业以市场为导向,以创新为动力,需要物联网产业联盟要以效率为核心,保质保量的完成物联网产品的研发与生产。根据物联网产业联盟的这个特点,要求监督过程也要保持一定的高效率。物联网产业联盟中的企业多是高新技术企业,整个联盟也具有高新技术产业的风险性,所以低效率与滞后的监督将会严重影响物联网产业联盟的整体利益,甚至可能导致联盟的最后解散,所以提高物联网产业联盟的监督效率至关重要。
(2)降低物联网产业链监督难度。物联网产业联盟不是物联网相关企业的简单合作,而是物联网产业以核心企业为主导,以技术研发、投入产出为纽带链接而成的复杂系统,实质是各物联网相关企业投入产出、优势互补,超越个体属性而展现群体特性的系统。而对物联网产业联盟中企业进行监管又不光是简单的对个体企业的监督控制,其中涉及到诸多的相关工作,所以监督过程也是相对复杂与漫长的,物联网产业联盟监督体系可以帮助监督主体明确监督目标、监督方向,使其有效地降低监督难度。
(3)节约物联网产业链监督成本。对物联网产业联盟的监督需要投入大量的人力、物力和时间资源,所以复杂的监督过程需要大量的监督成本支撑,并且其成本直接决定监督有效性。目前对于监督机制的研究都将监督成本作为重要因素考虑进去,防止出现因监督成本偏高而无法采取监督行为的情况。物联网产业联盟监督体系结构可以将基础性、事务性的监督工作进行集中处理,合理分配单位工作量的监督费用,降低人工监督预算,同时高质量的完成监督工作。
(4)保证物联网产业联盟监督质量。物联网产业联盟监督工作是一项具有强制性的管理工作,其中涉及到多监督主体下的交叉监督,这种多重监督因其复杂性很可能影响到监督质量,很可能会出现高期望投入下的低质量产出,必然会破坏监督的连续性,过多的间断过程会直接影响监督效率。物联网产业联盟监督体系结构将会协调不同监督主体行为,形成监督合力,提出切实可行的监督方法,保证物联网产业联盟的监督质量。
对于物联网产业联盟的监督是一个系统工程,它涉及到整个监督系统内部各构成要素之间的相互作用及其监督运行过程和方式。它需要明确物联网产业联盟的组织结构及各种监督主体之间的关系,监督的程序、方式、手段,只有这种协同效果发生了作用,才能实现符合客观规律的动态监督过程。本文设计采用了三维立体监督体系结构,如图1所示。
建立监督层次维的目的是明确监督范围,反映监督层次,确定监督信息交互的方式。监督层次维分为3个层次:盟员内部监督、盟员相互监督和联盟全局监督,如图2所示。
(1)盟员内部监督。盟员内部监督是物联网产业联盟中企业为了完成所在联盟的任务,履行其责任,在企业内部进行监督工作,从而保证各部门快速稳定的运作,实现联盟局部监督协同,这是监督体系结构的基础环节。物联网产业联盟中的企业多是高新技术企业,其中的员工多是知识型员工,所以在提高企业内部监督效率的同时,也要避免影响企业的创新能力。为了使企业内部监督效率达到最优,组织内要尽量控制监控成本,可以通过一些措施加以实现,比如降低监督控制力度,但是降低监控力度的同时往往会影响监督效果,所以相对有效的方法是选择符合企业自身的监督方式。物联网产业联盟中的企业应多采用基于阶段式的考核方式或基于结果的惩罚方式来保证企业自身的正常运作,这样不但可以降低监督成本,而且符合物联网产业联盟企业的特点,不单单可以提高企业的竞争力,还有利于提高对联盟的整体监督能力。
(2)盟员相互监督。这是物联网产业联盟中企业基于利益冲突的相互监督过程。虽然物联网产业联盟中的企业不是监督的主体,没有权利对其它盟员进行监查控制,但当发现联盟中其它企业的行为影响到自身利益或联盟整体利益,甚至是整个产业联盟的发展,那么企业有权利向联盟主导企业或是监督部门反映相关情况,并可以申请监督部门进行进一步监督调查。盟员间监督与监督主体的监督形成了一个物联网产业联盟监督网络,拓宽监督视野,增大监督范围,避免监督中出现“死角”。
(3)联盟全局监督。联盟全局监督是在一定的监督体制与监督制度下,不同监督主体根据各自的监督任务,对整个物联网产业联盟进行监督的行为。目前由于物联网产业联盟的形式比较固定,所以主要的监督主体是由联盟中的主导企业或者政府来担任,但是只由主导企业或者政府独自作为监督主体都有其局限性,所以需要不同类型的监督部门支持。不同监督主体的工作能力、思维视野、知识水平是不同的,并且时间与精力都是有限的,所以在监督机制的设计中所以不管是何种形式的物联网产业联盟,都需要主导企业、政府和其他监督组织的密切合作,明确核心监督主体,各监督主体加强沟通与协调,避免重复监督或遗漏监督,使这些监督主体在履行各自的职责中有合作、有分工,增强监督效果,使之成为一个严密的监督网络。
监督策略维的主要作用是为物联网产业联盟的监督过程提供信息与策略上的服务,根据物联网产业联盟的整体组织结构,在保证监督信息准确及时的同时,针对不同的监督客体与监督内容,提供不同的监督方式、方法,实现科学监督,保持监督的可持续化发展。其内部关系,如图3所示。
(1)监督信息层。在对物联网产业联盟进行监督的过程中,存在着大量的监督信息交互,这些监督信息是监督主体识别盟员行为的合理性和采取监督措施的基础,其信息不仅来自各监督主体内部,同时也来自联盟内盟员的协助。然而在实际监督中,由于异构系统和异构平台的存在,各监督主体的信息模型往往不一致,监督信息交互存在障碍,再加之监督信息及监督组织的动态变化,监督信息的获取速度和时效性都直接影响到监督计划的制订和实施。所以根据不同物联网产业联盟的实际情况和监督主体间的协同方式,建立符合自身需求的监督信息系统平台,确保监督信息的准确性和时效性,加强监督主体间的协同效应。
(2)监督方式层。物联网产业联盟中的盟员之间多为研发合作与生产合作的关系,作为联盟的组织者,主导企业或政府为保证联盟企业之间的合作顺利进行,促进物联网产业中相关企业群体的合作,需要对企业群体合作过程及其行为表现进行监督,从而需要选择不同的监督方式,保证监督过程的柔性化,注重全局性原则,提高合作效率。目前国内存在许多监督方式,比如全程监督,抽样监督,间隔监督等,但是对于物联网产业联盟的监督是一项极其复杂的系统工程,单一的监督方式无法保证监督效率,增加了监督成本,所以需要多种监督方式的协同运作。分析不同监督方式的优缺点,对于不同周期的不同阶段,根据不同企业的特点,选择适合目前情况的监督方式,加强监督方式的转换,尽量减少转换过程中的时间消耗。将不同的监督方式有机的结合,可以提高监督的智能化,避免监督资源浪费,在提高监督效率的同时降低监督成本。
(3)监督模型层。监督模型层为监督活动提供可靠的理论支撑,根据物联网产业联盟的实际情况,选择一定的参考模型并进行适当的改动,为解决监督过程中容易出现的问题提供相应的模型方法,从理论方面深层次的验证监督行为的可行性。
(1)质量监督。物联网产业联盟不是盟员企业的简单组合,而是以盟员企业为节点,以投入产出为纽带链接而成的复杂链状式联盟,实质是各盟员企业投入产出、优势互补,超越个体属性而展现群体特性的系统。处在物联网产业上游企业的产出是其下游企业的投入,环环相扣,如果一方企业的产品出现质量问题,将影响整个后期产品的产出,最终影响到物联网产品的质量,所以对于物联网产业联盟中各环节产品的质量监督便显得尤为重要。目前对于产品质量监督主要存在两种方式:行政监督与消费者监督。行政监督是相关的监督主管部门对产品质量进行抽查检验,或在接到举报后对违法经营者进行查处;消费者监督是消费者在使用产品时发现产品存在质量问题,举报产品质量违法。但是以上两种方式都不适用于物联网产业联盟的监督,首先,仅仅依靠政府主管部门的质量检查无法保证监督的时效性,由于抽查检验将会花费一定的时间,导致联盟中企业无法进行正常运作,造成联盟整体利益的损失。其次,物联网产品是高新技术产品,当消费者发现产品质量问题时,产品无法及时改良,最终无法满足市场需求。所以针对物联网产业联盟的产品质量问题,物联网产业联盟的各盟员企业应当与联盟主导企业、相关监督部门密切合作,对于各环节产品应严格把关,盟员内部监控,盟员之间相互监督,发现问题及时向联盟组织者与相关监督机构进行汇报,解决问题,避免损害物联网产业联盟的整体利益。
(2)技术监督。对于物联网产业联盟而言,技术是高新技术企业赖以生存的根本,技术监督是物联网产业联盟运作的重要内容。对于物联网产业联盟的技术监督需要相关技术管理机构按照现有的标准、技术规范、具有指导意义的文件与各盟员企业开展技术监督工作,主要任务是定时、定量、定质地对生产设备、技术研发进程、生产运作进行监督,开展好分析工作,解决生产过程中出现的重大技术问题。针对物联网产业联盟的特点,盟员企业技术监督控制应按节点和阶段进行,根据研发与生产的不同时期,企业内部进行定期检查,并向联盟组织者汇报监督情况。
(3)信息监督。物联网产业联盟成立以后,有些盟员企业从自身利益出发,利用信息优势而采取以为违背联盟整体利益或者其它盟员利益的利益行动,或者是没有按照合作协议的要求采取行动,出现联盟信息泄露等问题。保证信息共享下的信息安全是监督中的主要工作,需要监督主体与联盟组织者共同协商,通过有效的激励与监督完成监督工作。
(4)利益分配监督。物联网相关企业之间形成联盟为的是获得更好的经济利益,公平合理的利益分配是物联网产业联盟持久性的保证,只有实现物联网产业联盟的利益合理分配,才能对盟员企业起到激励作用,从而实现物联网产业联盟整体利益最大化。产业联盟所获得的利益会根据合作协议进行分配,其中还存在共享部分,但是各别盟员会受到短期利益的驱使,为实现自身企业的利益最大化而不惜损害物联网产业联盟的整体利益,破坏联盟协作关系。所以为了保证利益分配的合理化、公平化,需要对物联网产业联盟的利益分配进行监督。利益分配监督不能只靠联盟自身的监控需要不受联盟限制的第三方的监督机构进行监督,保证监督效率和产业联盟监督体制的正常运转。
计算机技术的飞速发展为物联网的进步提供了软硬件方面前所未有的支持,使其在近几年获得了突破性的进展。已经研发并实施的物联网方案,为人民群众的生产和生活提供了极大的便捷。但是任何技术的发展都是一个渐进的过程,在这个过程中,安全问题的发现和解决显得尤为重要。所以说,通过对物联网技术的深入研究,发现其中的安全漏洞,打造一套行之有效的安全防御体系,使得物联网内的信息等内容得到保全,在此基础之上才能推动物联网技术健康、持续的发展。
目前物联网的普遍结构主要有感知层、安全层、网络层以及应用层。下面就针对各个层的安全问题进行细化分析,逐层发现其中存在的安全问题,并进行总结。
在物联网中分布了大量的感知节点,它们缺乏自主防御的保护能力,由于数量巨大,安全机制缺乏其的控制,是外来攻击的重点位置。受到外来破坏的形式主要有被窃听、被控制,造成物联网内信息的混乱。如果被窃听或者控制的数量过多,则会导致网络瘫痪的情况发生,进而导致全网信息的外泄。
受到节点防御能力较差的影响,黑客可以通过多变的网络拓扑结构来分析节点信息,从而对物联网系统内部的软硬件进行修改,黑客伪装为正常用户开展破坏活动,造成网络安保机制的失效。
物联网内部的感知节点在正常状态下缺少专人管理和监控,且节点的分布情况非常复杂,这就极容易受到周边环境影响而遭受到人为破坏,无论是故意还是无意的破坏行动,都会对整个物联网安全造成负面的影响。
通信网络先天就存在较多的安全问题,这非物联网所独有。虽然随着信息网络技术的不断发展,通信网络安全问题得到了较好的处理,但是一直存在安全机制和黑客破坏之剑的博弈,物联网因为与通信网络互联互通,导致其本身的通信安全也受到持续的考验。
目前物联网在接入通信网络时往往有多种方式,这种异构型的网络连接方式大大降低了安全防御极致的作用,成为了物联网安全体系同的薄弱部分。
物联网代表了庞大的信息连接体系,往往呈现出集群化的系统特点,这种特点带来的安全问题是,一旦网络安全出现问题,大量的体系内用户将会受到波及,影响范围巨大。
物联网内众多的安全节点导致了对网络系统处理能力的较高要求,如果物联网内信息处理能力不足,则会导致服务堵塞和网络终端。
物联网内设计大量的用户敏感信息,如果物联网内的信息通道安全性能不足,则极有可能导致用户数据的丢失,如果信息涉及关键信息,则可能对整个系统造成毁灭性的破坏。数据的容灾和恢复能力,决定了物联网发展的程度和预期。
在应用称重,用户通过系统对自身身份的验证来获取信息。必须从用户资格认证方面加强管理,杜绝黑客利用认证漏洞来伪装用户窃取和破坏信息。
物联网目前已经深入到了用户生产和生活的方方面面,如果用户信息泄露,将会对用户隐私造成破坏,这是互联网发展需要解决的最敏感问题。
在目前的物联网环境中,身份认证与蜜月的管理是被大量运用的重点安全技术,也是安全机制打造的过程中必须具备的条件。当前通信网络的认证与密钥协商机制为AKA机制,AKA是较成熟的认证机制,下一代网络也将继续沿用并改进AKA机制。目前的物联网感知层的网络连接过程中必须要强调认证机制的兼容性和统一性。受到物联网信息内通信网络原有安全机制的影响,我们在构建物联网安全机制时要高度重视认证统筹,使物联网的通信连接能够与原有安全机制有机融合。
物联网路由器承担的责任与传统通信网络相比更重,分别要从异构化的网络中介入协议,同时又要接入感知层的协议。在解决相关问题时,可以将感知层将节点的身份标志映射成IPv6地址的方式,接入IPv6通信网络,实现基于IPv6的统一路由体系。
强化对于感知点的关键信息收集,并进行全面的分析,过滤接入信息的合法性,跟踪接入用户的系统内操作是否对系统安全造成安全影响。打造一套能够对接入信息进行数据筛选、入侵分析、响应处理3部分能力在内的入侵检测系统。目前针对网络攻击的多种形式,物联网的入侵检测系统一般具备了验证防御、成员组防御、用户信誉对比防御、受攻击节点的防御等手段。我们反复提到物联网节点数多,数据量大,所以急需加强入侵检测技术的处理功能和全面性防御功能。
在物联网层面上,信息安全有两个方面的内涵,首先是信息自身的安全,为了维护信息安全,网络和防御体系一般采用主动防护的手段,通过添加密码算法来确保物联网内信息的安全;其次就是信息防护的安全,一般来说,目前常用的信息防护手段,主要是通过进行数据备份后异地安置,形成容灾减灾的能力。而对于信息的隐私性,则是为了保护物联网内用户不愿意被外界知晓的信息进行有效加密,避免被外界获取和内部的泄露。
数据在物联网内通过感知点感知、转化、加密、传递、接受、识别、储存、利用和控制等流程,期间不只信息本身的安全需要受到控制,整个流程进行的过程都需要全程的安全机制实时进行外部入侵和内部泄露的防御,要避免物联网内的信息被窃取和破坏,又要保证物联网具有可用性和安全性。
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物联网是当前智能化社会发展的一个重要显示,近几年随着科研事业的快速进展下,物联网以及从一个概念存在逐渐融入到现实生活中。物联网的出现实现了人们生活与工作的智能化,极大的改变的了生活与工作方式,提升了办事效率。而物联网的实现依靠中的技术的支持,其中数据挖掘技术便是其中一个重要支撑条件,数据挖掘实现了海量信息的获取与挖掘,而这种信息能够支撑物联网在实际操作中的智能化实现。文中在云计算平台的基础上分析物联网数据挖掘的相关研究,其中包括物联网数据挖掘所面临的挑战、在云计算平台中物联网数据挖掘的相关技术以及实际应用。
1)云计算理论云计算是一种依赖于互联网技术,经由互联网服务为用户提供依据需求而明确服务的计算方式。而云计算命名的由来是由于整个服务资源的选自源互联网内的数据,且互联网多会应用云状图案对资源进行显示,因此被称之为与计算。云计算基于其应用技术的先进性具备了以下几大特征:第一,规模大。云计算中的云所显示的便是差大的规模,当前就谷歌云计算来看已经拥有了100多万台服务器,而其他较大型的搜索引擎也具备了数十万台服务器。第二,虚拟化。云计算能够支持用户在任意位置或任意终端进行服务器的登录,所有操作在云空间进行运行,由此也便形成了虚拟性特征。第三,可靠性。云计算应用数据多副本绒促以及计算节点同构可互换等措施来确保服务的可靠性。第四,通用性。云计算不会针对特定的应用,在云支持下能够创造出海量的应用。第五,可延伸性。云计算的超大规模能够支持其进行动态的伸缩,由此满足各类应用与用户规模的增长需求[1]。2)物联网理论物联网属于全新信息技术的主要构成部分,同时也是信息化时展的重要阶段。物联网实际上所指的是经由多种技术的应用实现物与物之间的连接,而这种连接形成了一个局域网络,实现远程与集中操控。物联网雏形的出现可追溯到1990年,后期随着各项理论与技术的不断研发下,在近几年已经能够实现在现实生活中,且被广泛的应用。其实际意义在于,经由各项技术将多种物品与互联网进行连接,实现信息交换与通信,由此实现了物品的智能化,用户可经由远程终端进行操控,便捷了人们的生活,同时也提升了各物品应用的安全性。与互联网对比物联网具备了以下几大特征:一方面表现在物联网应用到多种感知技术;第二方面表现在物联网属于建立在互联网基础上的泛在网络;第三方面表现在物联网的核心价值是提供不限定任何场合与时间的应用场景与用户的自由互换[2]。3)物联网的建设物联网在应用过程中需要多个行业的参与,且需要政府方面所提供的支持,物联网具备多种优势,可广泛地应用在社会各个领域中,但是在实际应用过程中技术建设始终是一大难题。就常规上来讲,物联网的建设需要经由以下几个步骤:第一,对需要建设物联网的物体属性进行识别,包括静态与动态的属性,其中静态属性可直接进行存储,而动态属性则需要应用传感器进行探测;第二,对识别完成后的物体属性进行读取,将读取信息转换为网络识别数据;第三,将物体的信息经由网络传输至信息处理中心,由处理中心实现物体与互联网之间的通信[3]。
数据挖掘技术出现在二十世纪后期,虽然其出现时间不长,但是对社会中各领域的发展形成了巨大的影响,也引起自有优势得到了广泛的应用。数据挖掘从广泛意义上来讲所指的是从大量数据中经由可靠的算法搜索隐藏其中信息的整个过程。数据挖掘与计算机科学存在着紧密的联系,利用计算机技术经由统计、分析、情报检索、机器学习等多种手段实现其实际价值。当前数据挖掘在应用到不同领域后,也被赋予了不同的概念。但就其应用价值可从三个方面进行概述,第一个方面为提供海量可靠信息;第二个方面为经由数据挖掘所获取的信息对人们具有较高的应用价值;第三个方面为所获取的信息能够被人们理解与分析,并以此为根据做出决策[4]。
数据挖掘技术具备了分布广、规模大、节点资源有限、安全性复杂等特征。其中分布广主要是数据挖掘是物联网技术中的一个构成部分,而物联网本身就具备的分布广泛的特点,由此数据挖掘基于需要将数据存储在不同的地方,也便具备了分布广的特点;规模大方面主要是物联网中具有海量数据的传输与应用,而数据挖掘作为数据分析与处理环节自然具备了规模大特点;节点资源有限方面是给予物联网较为庞大的数据链,需要设置多个传感器节点,因此需要有能够快速解决处理数据的中央节点,而节点资源并非无限,中央节点通常不需要所有的数据,但需要数据参数,由此对需求数据进行输出[5]。
基于物联网技术自身所具备的特征,在数据挖掘中也具备了一定的优势,但是新技术在数据挖掘中应用较多,物联网技术在数据挖掘中也面临着一定的挑战,具体表现为以下几个方面。第一,物联网数据具有一定的规则,但是由于其规则过多也相对较为繁杂,经由中央模式对分布式数据进行挖掘的方式效果并不理想。第二,物联网数据规模较大,需要及时给予可靠的处理,而当前处理模式对硬件要求较高,若硬件不能够符合要求则可能无法实现。第三,数据需求的节点不断增加,需求与供给之间存在着一定的矛盾。第四,给予物联网数据存在着诸多外在影响因素,包括数据传输安全性、数据传输的隐私性、法律约束等因素。将所有数据集中存储在相同的数据仓库中这一渠道显然不具备可靠性。基于上述几点问题充分显示出,对物联网进行数据挖掘过程中,当前所具备的以及应用的多种技术与手段存在着一定的弊端,针对此需要不断地进行更为深入的研究,以寻找到更为有效的解决方案。
物联网感知层也就是实现感知作用,具体是依赖于目标区域范围内设置大量数据采集点予以实现。也就是说节点是经由传感器与摄像头以及其他相关设备实现数据的采集,所采集到的数据需要依赖于物联网感知层所具备的网络通信设备进行集中处理,将所需要的数据传递至各节点,再经由集中储存后再次通过传输层传递至云计算平台的数据处理中心,实现整个感知层的职能。
物联网传输层是所有数据传递的中间环节,其中涵盖着传感器、无限网络等设备与技术,经由多种网络设备的连接,形成高效率无缝数据的传输系统,能够更为有效地将物联网感知层所收集到的数据经由网络传输到数据处理中心,由此实现全方位的互通互联目标。就其实际工作内容来分析,所指向的是将多种属性的监测处理设备进行联网,实现传输功效,对各设备与节点之间的数据信息进行传播。
数据层是物联网云计算平台中数据挖掘技术的核心环节,物联网自身具有一定的异构性与海量性特点,由此在数据层内将物联网设备所收集到的所有数据信息进项储存处理与分析的能力是基于云计算的物联网数据挖掘平台的重点。数据层内部涵盖了数据源转化与存储两个主要部分,其中数据源转化所指的是对物联网异构性的数据化进行转化,存储方面所指向的是应用Hadoop所构建的平台中HDFS系统进行分布式存储,由此将物联网中大量的数据能够可靠的存储在各个数据节点中。在物联网平台内部,针对不同的目标需要收集不同的数据类型对其进行显示,在特定环境下,同一种目标同样会选择不同的数据类型进行表现,基于此数据源转化的作用主要为表现保持数据的完整性,同时避免异构性的物联网数据在转化中基于其他不确定因素有所损坏,由此实现确保数据挖掘可靠性的目的。数据源转化在整个系统中的价值主要是作为数据层与感知层之间的连接线角色存在,经由数据包的解码与转换将不同属性的数据转换为所需要的数据类型,同时将其以分布式手段存储在数据处理中心。
数据挖掘服务层内部涵盖数据准备模块、数据挖掘引擎模块、用户模块几个部分。其中数据准备模块中涵盖着对数据的情况、转变、数据规等环节;数据挖掘引擎模块中涵盖着数据挖掘算法集、模式评估等环节;用户模块中涵盖着数据挖掘知识的可视化展现技术。基于知识挖掘类型的差异性,数据挖掘引擎模块具备了区分、关联、聚类、趋势分析、偏差分析、类似性分析等特征。而提供以上所述的功能核心环节为数据挖掘模块中的算法集所具备的多种功能算法,在Hadoop平台中数据挖掘算法需要对传统所应用的数据挖掘算法进行一定程度的调整,也就是实现算法并行化的处理。用户模块是应用物联网数据挖掘平台用户的直接接触端,基于其担负着将系统显示转化为用户可识别显示的重要责任,需要具备一定的友好性,也就是一定的人性化,使用户能够便捷的应用用户界面进行操作,实现数据挖掘的目的,同时也能够获取到能够理解的知识。为提升数据挖掘平台的可移植性,在用户服务底层模块加入了一个开放接口模块,由此能够使得第三方调用物联网数据挖掘平台的功能,使物联网具备更为丰富的应用,同时提升其实际应用价值。
云计算与物联网均属于信息化社会的先进产物,是社会发展的一大表现,物联网引起自身的多种优势被广泛地应用在社会各个领域中。但是,当前物联网在我国发展进程较为缓慢,主要是由于物联网的建设需要应用到多种技术,而技术建设始终是一个难题,为此,在本文中对基于云计算平台的物联网数据挖掘技术应用与实现效果进行了全面分析,为进一步推动基于云计算基础物联网的建设提供理论参考。
[1]张虎.基于云计算的物联网数据挖掘模式的构建[J].无线]陈达峰.基于云计算的物联网数据挖掘关键技术研究[J].中国新技术新产品,2014,5(23):20.
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[4]李哲青,周毅.基于云计算的物联网数据挖掘模式的构建[J].信息与电脑,2013,1(6):122-123.
4G时代提出连接全球50亿个物品,而5G时代更要构建1000亿海量连接世界,绝大多数消费产品、工业品、物流等都可以与网络连接,通过5G网络支撑海量的“物体”无线G物联网云还将与云计算和大数据技术结合在一起,使得整个社会充分智能化。分析了5G的关键技术和发展现状,物联网的体系架构、国际和国内发展现状和未来趋势,以及5G和物联网二者的融合。
从上世纪80年代第一代移动通信商业化以来,每十年移动通信会出现新一代技术,通过关键技术的引入,实现频谱效率和容量的成倍提升,推动新的业务类型的不断涌现。近几年随着4G在全球范围内规模商用,以及应对未来移动数据流量增长、海量的设备连接、不断涌现的各类新业务和应用场景,第五代移动通信(5G)系统应运而生。与前4代不同的是,5G的应用十分多样化。峰值速率和平均小区频谱效率,体验速率、连接数、低延时、高可靠、低功耗等都将成为系统设计的重要因素。应用场景也不只是广域覆盖,还包括密集热点、机器间通信、车联网、大型露天集会、地铁、快速路、高铁等具有超高海量密度、超高连接数密度、超高移动性特征的场景,也可以为用户提供超高清视频、虚拟现实、增强现实、在线游戏等极致业务体验,这也决定了5G中的技术是多元的。
5G关键技术主要集中在无线技术和网络技术两方面。无线技术领域主要包括大规模MIMO技术、新兴的多址接入技术、超高密集度组网技术、新型多载波技术、高级调制编码技术等;网络技术领域主要有网络切片技术、移动边缘计算技术、控制平面/用户平面分离技术、网络功能重构技术等。
国际标准组织ITU将于2018年正式公布首个全球统一的5G标准。业内认为,由我国提出的相关技术标准IMT-2020(5G)将在整个5G标准中占据相当大比重,这也意味着在未来5G和相关各类信息技术产业的发展上,我国企业可获得更大的全球产业竞争力和市场份额。我国5G技术研发试验第一阶段于2015年开始启动,在2016年9月15日结束第一阶段――无线关键技术的试验,接下来将进行第二阶段试验――5G技术方案验证和第三阶段试验――5G系统验证。
5G已成为当前全球业界的研发重点。作为面向2020年及未来的战略性新兴产业,5G将会推动移动通信技术和产品的重大飞跃,并带动相关芯片、器件、材料、软件、应用等基础产业的同步快速发展。同时,5G将会与互联网、物联网等行业更加紧密融合,从而引发新一轮ICT技术创新和产业革命。
物联网又称为传感网,这是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。物联网,顾名思义即是万物互连,任何物体只要嵌入一个微型感应芯片,使其智能化,再借助无线网络技术,人和物、物和物之间都能“交流”。物联网用途广泛,可运用于城市公共安全、工业安全生产、环境监控、智能交通、智能家居、公共卫生、健康监测等多个领域,让人们享受到更加安全和舒适的生活。
物联网的体系架构由感知层、网络层、应用层组成。感知层主要实现感知功能,包括信息采集、捕获和物体识别,利用射频识别、二维码、传感器等感知、捕获、测量技术随时随地对物体进行信息采集和获取;网络层主要实现信息的传送和通信,通过将物体接入信息网络,依托各种通信网络,随时随地进行可靠的信息交互和共享;应用层则主要包括各类应用,如监控服务、智能电网、工业监控、绿色农业、智能家居、环境监控、公共安全等。物联网核心技术包括以RFID为代表的物品识别技术、传感与传动技术、网络和通信技术、数据处理与存储、以3C融合为代表的智能物体技术等。
自2009年以来,美国、欧盟、日本、韩国和新加坡等纷纷推出本国的物联网相关发展战略。美国2015年宣布投入1.6亿美元推动智慧城市建设,将物联网应用试验平台的建设作为首要任务。欧盟已将物联网正式确立为欧洲信息通信技术的战略性发展计划,2009年欧盟委员会正式出台多项权威文件,重点了《欧盟物联网行动计划》。日本成立物联网升级制造模式工作组,跟踪全球制造业发展趋势的科技情报,通过政府与民营企业的同心通力合作,实现物联网技术对日本制造业的变革。韩国的“U-korea”战略,是要建立由智能网络、最先进的计算技术以及其它领先的数字技术基础设施武装而成的技术社会形态。新加坡政府近期推出关于传感器网络、物联网以及特定领域产品的标准,为迈向“智慧国”的目标做准备。
物联网的发展要具备两大关键性条件:一是要有完整的标准和网络体系,必须有网络覆盖支持物的互联与移动。当4G网络全面覆盖之后,推出的NB-IoT、eMTC等这些物联网技术,才能在其基础上形成真正支撑市场需求的全覆盖网络,满足物联网高可靠、低速率、低功耗等需求。二是安全性,移动通信网络天然对安全性有很高的要求,有QOS的保障机制,再加上行业安全机制的要求来保障其安全性,物的互联才有了可靠的安全保障,物联网才具备了大规模发展的条件。而此前的一些技术尚不具备这种安全性保障的条件。
移动通信网络与物联网融合的优势在于移动通信网络有多大,物联网覆盖就有多大,不需要客户单独去建网,这对物联网的应用提供了非常大的便利,而且大幅度地降低了建网的成本。随着4G演进中的NB-IoT、eMTC的成熟,物联网的发展开始起步。
未来物联网的需求不断增长,支持未来万物互联的两个最重要的核心需求是海量的连接和1毫秒左右的时延,现在的网络无法给予支撑,但未来5G网络由于其低时延、广域覆盖、超密集组网、海量链接等技术特点将可满足物联网的需求。
目前5G 的标准尚未最后形成,真正商用还需要几年时间,物联网也正处在起步阶段。但是在未来,5G网络的高灵活性能够处理物联网产生的多样化数据,同时物联网也提供优化的5G网络有效配置满足终端用户的需求。5G和物联网将协同发展,共同促进,促使物联网真正迎来井喷式发展。
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[2]赵国锋等.5G移动通信网络关键技术综述[J].重庆邮电大学学报,2015(08):442-444.
赵玉霞(1973-),北京市人。现为北京市电子科技情报研究所产业研究员。研究方向为移动通信及互联网产业发展。
统,运用无标度网络的自增长?开放性和自组织临界态特性,对物联网社会风险网络进行了
抽象和模型描述?研究揭示出物联网社会风险网络具有择优选择和自增长规则,管理者和相
关行业引领者可通过绘制社会风险网络的拓扑结构图,厘清社会风险的表现类型及演变机制
物联网(Internet of Things,IoT)是继个人计算机?互联网之后的又一次重大的技
术创新,将极大地渗透到社会生活的各个领域[1],引领社会经济的发展,推动社会
继美国政府将物联网和新能源视为摆脱经济危机的“双引擎”之后,世界各国纷纷跟进,出
台了诸多激励和扶持物联网发展的产业政策,以抢占物联网产业制高点,提升各国自主发展
和国际竞争能力?在中国,2009年被视为“物联网元年”,2010年物联网产业更是被中国政
在政策?技术及需求三驾马车的多重推动下,物联网时代的到来已经势不可挡?物联网目前
的发展情况与互联网发展之初非常相似,加之物联网更加强大的感知能力,其正在引发和可
能引发的社会风险较之互联网将更为严重,影响也将更为深远?当前,物联网所引发的社会
风险问题已引起政府和研究者的重视,目的是为了尽早部署和应对物联网对社会的冲击,并
吸取互联网发展之初的切肤之痛,以规避无序发展可能带来的各类社会风险问题?
在物联网研究领域,近几年的研究主要聚焦于物联网产业发展的产业应用?商业模式?技术
研发?发展路径?政策监管等方面,研究目的是将物联网健康地引领为下一代战略性支柱产
业?这些研究成果和结论为我国实现快速发展物联网产业,抢占物联网发展制高点的目标提
供了必不可少的智力支持?值得强调的是,少数研究者前瞻性地关注了物联网发展所引发的
现有的研究表明[2],互联网作为一个庞大的非线性的复杂系统,具有非常典型的
复杂网络的特性?其本质特征主要表现在其网络拓扑结构在整体进化和发展过程中产生了无
标度和幂律特征;互联网业务量具有的自相似业务特性表现出小世界中的群聚特性;互联网
呈现既鲁棒又脆弱的特性?由此,复杂网络理论被广泛应用到互联网复杂的整体现象和群体
从广义上来讲,物联网是互联网发展受阻的产物,并不是独立于互联网的新兴事物,而是互
联网的拓展应用和创新业务?表现在物联网是通过传感设备按照约定的协议,把各种网络(
包括互联网?移动通信网?其他专网等)连接起来,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?物联网的主要特征是突破了互联网的人——人通信,实现了
物——物通信?其与互联网的关系可以通过图1表示:由图1可见,物联网并非是互联网的颠覆性应用,只是在规模上更具复杂性?作为互联网发
风险是现代社会的主要特征之一,朔其本源,风险并不等同于“灾难”,灾难已经造成损害
,风险却是未来相对可能出现的损害?亏损或伤害?Kevin Ashton(1999)[3]是
物联网名词的提出者,他在开创性地提出物联网概念的同时也指出,物联网改变世界的潜力
甚至比互联网更大,会放大互联网引致的社会风险?对于这一论点,即使是技术保守论者也
具体来讲,物联网复杂性体现在其整体性与非线性,不确定性和模糊性等方面,这些特性会
加剧社会风险的产生和扩散?一方面,物联网规模巨大,具有多层次性,是一个全面感知的
自反馈体系架构?在这相对完整的感知?传输?智能应用的层次架构中,系统各部分间复杂
的相互作用方式将导致系统存在不确定性,甚至有可能出现所谓的“突现”现象,即出现意
想不到的?与直觉相反的整体特性?比如,物联网产业的发展在政府的主导和推动下,正出
现产业集群的现象?但这种产业集群的风险很可能会产生涌现现象,即一旦某个节点上出现
问题,可能会导致整个产业链的崩溃?另一方面,物联网产业发展的不确定性和模糊性会加
剧社会风险的产生?自物联网概念问世以来,得到了世界各国政府的重视?我国政府更是在
推动物联网产业发展中倾注了大量的资源,包括财政补贴和税收优惠,也吸引了部分民间资
本和风险投资的进入?但有研究表明,政府的直接财政补贴和风投资本的进入反而抑制了物
联网企业生产效率的提高[5]?这种由于产业发展的不确定性和模糊性带来的各种
复杂网络观点认为大量社会?自然和技术等系统可以用节点和边构成的网络进行抽象,节点
表示系统中的个体,边表示个体之间的联系或相互作用?作为复杂网络的一种重要结构——
无标度网,因其能够较好的拟合众多真实网络,如互联网?科学合作网?基因网等具有网络
自增长开放性,连接具有偏好性,即少数节点拥有大量连接,多数节点的邻接节点很少,而
且网络的度分布具有幂函数形式,而得到大范围的研究和应用?从物联网发展迄今的历程来
看,自2009年无锡物联网产业研究院成立后,我国物联网发展无论在政策市场?技术标准还
从地域上看,目前物联网产业主要以园区形式聚集相关产业链节点企业加入,主要集中在无
锡和以广州?天津为中心的沿海产业带;从核心企业的形成上看,目前每个园区也存在少量
的核心节点企业;从投入资金上看,主要是以国有资本规模投资方式进行投资;从标准制定
现状来看,目前主要集中在底层技术标准,如接口和数据标准的制定上,对核心关键技术和
标准体系的创建上关注度仍不够;从应用上看,目前的物联网应用主要集中在小范围的简单
应用?这些区域?资金?核心企业?标准?应用的集聚性又使得新进入的节点与原有的节点
进行连接时具有择优连接性?可见,物联网网络结构具有无标度特性?物联网初期的社会风
险往往集中在技术领域,但随着产业的不断发展,上述产业发展的伴生风险便会越来越显现
通过上述分析可知,物联网继承了互联网的复杂网络的特征,由于其复杂性所诱导的社会风
险也具有巨大的复杂性,所以可采用复杂网络理论与方法研究物联网社会风险的演化过程,
物联网社会风险网络实际上是一个耦合网络,耦合网络是指由物联网所引起的产业集群风险
?经济风险?投资风险?政治风险?文化风险?技术风险?道德风险等节点为主体,彼此间
相互作用形成的巨大风险网络,这一网络的不同主体?不同关系在某些环节?机制上相互交
定义1:用S表示耦合网络,Nk表示耦合网络S所包含的网络(k=1,2,…,tBFQ〗),则S=(N1,N2,…,Nt)
定义3:耦合网络S在外界驱动和内部节点的共同作用下,通过漫长的自组织过程可演化到
一个动力学临界状态?此时,系统的一个微小的扰动可能会使系统向雪崩一样产生连锁反应
为简单起见并不失一般性,本文仅讨论由两个网络构成的物联网风险耦合网络(物联网领域
初期发展风险更多表现为产业集群风险和投资风险)?如图2所示?假设耦合网络系统由网
络A和B组成,在初始时刻(t=0),A?B中各含有m0个互不连接的节点?在任意时刻,耦
其中,wij表示i节点和j节点的动力学变量和,nn表示所有i节点的最近邻节点?这种
风险传递模式一直进行,直到网络中所有节点的变量Fi都小于阈值,即达到稳定状态?这
3 物联网社会风险网络演化规则综上可见,物联网社会风险网络演化是一个动态复杂的过程,物联网社会风险网络结构将呈
现出实时变化的形态,使物联网社会风险网络演化的形态具有多样性?本文通过对物联网风
险网络的抽象和演化模型的简单分析,认为物联网社会风险网络演化具备复杂网络演化的3
物联网早期发展所带来的市场风险?技术安全风险?技术创新风险?隐私保护风险?伦理道
德风险等节点已经引起了研究者们的广泛关注,但随着政府政策导向的倾斜,风投的涌入,
产业集聚的现象已经较为明显,此时,物联网产业集聚所致的投资风险?创新衰退风险等必
物联网社会风险新节点进行风险网络内现有节点连接时遵循择优连接的规则:一方面,新风
险节点趋向与物联网社会风险内拥有较多合作关系的核心网络成员进行合作;另一方面,风
险的聚集性及对社会的冲击力将使新节点更加趋向与网络节点度较高的物联网社会风险成员
进行连接?这种择优连接规则,容易产生社会风险的涌现现象,比如,物联网产业集聚风险
作为新节点加入时,会更倾向与投资风险节点首先连接,其次才是与政治?安全等风险节点
物联网引起复杂的异构性,所致的社会风险网络内节点间的关系及相互传递比较密切?在物
联网社会风险发展过程中,依据择优连接规则,网络节点间的合作关系将会随时发生,物联
雪崩演化规则适用于物联网社会风险的自组织临界态的表示,雪崩大小分布满足幂律分布?
但是当模型中的参量超出一定范围时,则出现由自组织临界到超临界状态的转变[10
在物联网社会风险网络演化增长与择优连接规则作用下,物联网社会风险网络将逐渐演化为
无标度网络,其网络结构形态分布不均,网络内具有较大危害的风险节点拥有大量连接,并
成为物联网社会风险网络的集散节点?这些集散节点所代表的风险类型必须得到管理者的重
视?在物联网社会风险网络演化规则与内?外部环境的共同影响下,物联网社会风险网络最
本研究基于复杂网络相关理论,论述了物联网社会风险网络的复杂性,视物联网社会风险网
络为一个复杂系统,运用复杂系统的相关度量参数,对物联网社会风险网络进行了抽象和模
型描述?研究揭示了物联网社会风险网络具有择优选择和自增长规则,管理者和相关行业引
领者可通过绘制社会风险网络的拓扑结构图,关注其自组织临界态,从而厘清社会风险的表
以上研究具有积极的现实意义?对于物联网这一新兴产业而言,关注其可能产生的社会风险
,寻找各类风险的连接机制及增长机制,从而规避物联网所致的各类社会风险的涌现现象,
另外,由于复杂网络的仿真通常需要大样本数据,由于物联网产业尚处发展初期,其所致的
社会风险原始数据较难以获得,因此本文仅在此做了概念上的分析,而未做进一步的实证检
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物联网(InternetofThings)是通过多个不同应用领域的进展而逐步形成的,麻省理工大学的KevinAshton最先提出了这一概念,国际电联(ITU)在2005年明确说明:物联网是通过类似于RFID以及智能计算等技术,实现将全球设备互接起来的网络,这标志着其正式在公众的视线中出现。之后人们对于物联网的认识不断提高,对于物联网的定义也不断随之修改,从看重技术因素到增加人的因素等更为全面和完整的方面进化,2011年由Internet工程任务组(InternetEngineeringTaskForce,IETF)给出的定义则强调了标准的Internet协议和人-物及物-物间的互联[1]。之后各国开始逐步发展物联网产业,如美国于2008年底将“智慧地球”做为国家战略,而2009年“感知中国”被作为我国的战略新兴产业。
物联网在物的层面延伸了互联网,在人-人和人-机间实现跨越时空间的互联之外,增加了物-物、人-物这两个维度间跨时空的互联。物联网具有连通性、全面感知性、智能性、互动性、范在性等显著特征,能实现人类社会与物理世界之间更紧密的结合,人们得以用动态和准确的手段管理社会生活的更多方面,社会的整体信息化能力将得到大幅度的提升。
当然,物联网推动社会发展和进步的同时,也会不可避免的带来一定的负面效应,这是需要正视并值得深入研究的课题。
谷歌公司商务发展部的副总裁MeganSmith于2010年1月28日提出:“21世纪的发展中一个最重要的主题就是互联――特别是人和数据之间的互联。这将改变我们看待这个世界的方式、世界如何看待我们以及我们如何协同工作。在我看来,这将给予个人及群体改善自己生活质量并减少我们对于这个星球的影响方面更大的能力。”由此,可见连通性的重要性。而ITU则具体提出了三个方面的连通性,即:时间、任意地点和任意物体。同时提供上述特征所必须具备的前提是:强大的网络基础设施、大量物件的传感化以及将所感知到信息的接入网络等。
物联网是人们眼睛、耳朵、鼻子、舌头和触觉的延伸。通常人们的感知能力受到人类感官的限制,只能在有限的时间和空间范围内感知外部的世界,但通过物联网则可以使人类具备直接感知所不能获取的观察能力,扩展人类的感知能力。通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,则能感知细微的温度、压力、位置等的变化,产生对红外视觉、X光视觉、超声听觉,以此扩展和延伸了人类的感知。
此外,将传感器和感应设备嵌入物件并实现联通,以此使得物件本身能主动感知外部环境、输出有关信息,接受并积极响应指令,甚至能感知并自动获取所需能源。因而,嵌入RFID物件的感知和智能性大幅提高,一定程度上具备了感知性、判断能力并能采取行动[2]。
这是由物联网所具备的连通性和感知性的融合带来的,环境信息被智能化处理方式有效关联后,传统的网络服务就能突破以往单纯信息化的模式,实现智能化。由此可最大限度地帮助人们更好地把握和利用各种环境资源以便做出正确的决策。
物联网所涉及的对象从信息世界延伸到物理世界,因此物联网不仅改变了包括信息产生、传播、处理、利用、反馈以及控制等在内的人与人之间的信息活动,还改变了人-物、物-物之间的关系。例如在智能家居应用中,在远程可以通过手机或其它终端来设置诸如家中的吸尘器清洁电、饭煲煮饭、空调启动等工作,此类应用将成为典型的物联网应用。在将来的更高层次的应用中,无须人的主动参与,接入物甚至可以通过感知外界的状态后自行响应,这些都是通过智能性来是实现的[3]。
物联网环境下,物与人和物与物之间可以实现双向互动,物不仅可以发送自身状态或检测到信息,也可以接收控制指令或者利用自身的智能性来改变自身状态,比如:人可以远程遥控家里的空调,车库大门可以感知主人汽车的位置变化情况并自动打门等。这不同于仅局限在人人和人机之间较小范围内交互的互联网。
也可被描述为无处不在,它源自拉丁语,意为存在于任何场所。物联网不仅在连通的广度上超过了互联网,而且能够以更全面、更深层次地实现个体、群体乃至全世界之间的信息沟通。从理论上说,物联网可以将所有的物和人都接入进来;从时间上看,物联网的接入是实时、持续和动态的,任何时候物及其所在外部环境的与状态信息都可以通过物联网实时获取;从空间上看,物联网的接入物能够分布任何地方,利用日益发达的移动通信,任何地点、移动或固定的状态下都可以被利用。总之,互联网的连通和影响的范围要远小于物联网[4]。
技术是人类在精神文明与物质文明进步历程中所有方法和手段,包括非物质与物质两个层面。做为一种将科学技术转化为社会生产力的中介,其发展与社会进步密切相关。反观物联网这种社会存在,它不仅仅是一种同时包含物质和非物质层面的新技术,而且具有重大的社会意义。在当前对提升社会生产力和劳动生产率方面起到重要推动作用的同时,对于日常生活、生产活动、文化、思想乃至于上层建筑等诸多方面都会产生重大的影响。
在人类的历史上,科学技术取得进步并在一定范围内得到普及和应用后总是会导致人类社会形态的变迁。科技变化对人类社会而言,属于一种人与自然的矛盾,而其中人则是矛盾的主要方面。科学技术的改变对人和自然所带来影响远远超过了自然对人的影响;而后人又是基于前人所造就的“新的自然”舞台上来开展活动,因此技术的发展对社会而言具有迭加性或加速性。当然科学技术本身是不具备好与坏的属性的,这种判断的结论来自于评价所依据的独特视角,因而具有相当的主观性。此外,某一特定历史时期的社会形态是受到来自众多领域及诸多不同形态的多种因素共同作用的结果,而且这些因素间还存在相互的作用、反作用以及连锁反应等复杂情况,特别是同一社会存在在不同的社会历史时期又往往导致截然不同的历史影响,故单一的根据某一个或几个方面做出简单推论则往往引起误差乃至于得到完全相反的结论。因此,实际上希望通过一种社会存在(如物联网)来分析其对于社会的影响和作用,是具有相当的复杂性的。
但是对于物联网这种社会存在,通过尽量全面的、结合当前社会历史形态并理性地进行调查、发现、思考和分析,还是可以得出相对有益的结论的。正如互联网的出现导致了重大的社会变化一样,物联网将之拓展到更大的社会范围,也必将引起广泛的社会变化。以下试图从物联网对于社会发展所具有的积极和负面两个方面的影响分别进行剖析。
物联网时代的到来必将引起社会生态的变化,打破和改变原有构成要素或者各要素之间的关系。当然,新型的社会生态中,人依旧会是整个生态系统的关键,如何更好地满足人这个关键要素的各种需求将成为推动物联网进步的最重要力量。
首先,生产方式是一定的社会生活形态下所需生产资料的谋得方式,在生产过程中所形成的人与自然界之间和人与人之间的相互关系的体系。马克思在论述关于生产力和生产关系之间关系时,曾说明:“随着新的生产力的获得,人们便改变自己的生产方式,而随着生产方式的改变,他们便改变所有不过是这一特定生产方式的必然关系的生产关系[5]。”也即生产力的变化引起生产方式的变化,进而引起生产关系的改变。
物联网不仅体现了一种技术上的创新,它还表征了新的生产力,为新兴生产力的进步创造了良好的基础。生产力进步必将导致生产方式乃至生产关系的变化。正如互联网对社会造成了重大的影响一样,物联网将带来更多的经济形态和产业,促使传统产业产生融合与变迁。在当今高度信息化的时代,物联网大大拓展了信息化的应用层面。正如物流业提供物件跟踪服务带来服务品质提升的同时,引发了物流业生产方式变化,也创造了巨大的发展空间一样。物联网也必将在更大的范围和产业中带来新兴的产业、导致格局的变化并促使经济出新新的增长方式。总之,关注人、引起生产力、生产方式以及社会关系的改变,这些将成为物联网时代显著的发展特征。
一项在英国关于“200年以来对人类影响最大的是什么工业产品”的评选结果的第一名并不是,而是抽水马桶,这从一个侧面反应了社会日常生活在人们心目中的重要性。正如目前装备了NFC(NearFieldCommunication)电子支付系统的手机能提供诸如:目标性广告、文本翻译、公共交通支付、照片分析、定位和支付等服务一样,近期NFC正积极筹划向物联网领域拓。