u-Korea包括四项关键基础环境建设以及五大应用领域的研究开发。四项关键基础环境建设是平衡全球领导地位、生态工业建设、现代化社会建设、透明化技术建设,五大应用领域是亲民政府、智慧科技园区、再生经济、安全社会环境、u生活定制化服务。u-Korea主要分为发展期与成熟期两个执行阶段。发展期(2006至2010年)的重点任务是基础环境的建设、技术的应用以及u社会制度的建立;成熟期(2011至2015年)的重点任务为推广u化服务。
目前,韩国的RFID发展已经从先期应用开始全面推广;而USN也进入实验性应用阶段。2009年,韩通信委员会通过了《物联网基础设施构建基本规划》,计划到2012年“通过构建世界最先进的物联网基础实施,打造未来广播通信融合领域超一流ICT强国”的目标,为实现这一目标,确定构建物联网基础设施、发展物联网服务、研发物联网技术、营造物联网扩散环境等4大领域、12项详细课题。
1.3.2 国内现状
总体而言,在物联网这个全新产业中,我国的技术研发和产业化水平已经处于世界前列,掌握物联网世界话语权。政府主导、产学研相结合共同推动发展的良好态势正在形成。
1999年,中国科学院启动传感网研究,目前已拥有从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链。2009年8月,温家宝总理在无锡视察中科院物联网技术研发中心时指出,“在传感网发展中,要早一点谋划未来,早一点攻破核心技术”。2009年8月,中国移动总裁王建宙访台期间解释了物联网概念。同年,工业和信息化部长李毅中在科技日报上发表《我国工业和信息化发展的现状与展望》的文章,首次公开提及传感网络,将其上升到战略性新兴产业高度。
2009年11月,国务院总理向北京科技界发表《让科技引领可持续发展》的讲话,指出将物联网并入信息网络发展的重要内容。在《国家中长期科学与技术发展规划(2006-2020年)》和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项均将传感网列入重点研究领域,列入国家高技术研究发展计划(863计划)。
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2009年11月,无锡市国家传感网创新示范区(传感信息中心)正式获得国家批准。计划2012年完成传感网示范基地建设,产业规模达到1000亿元,较大规模各类传感网企业500家以上,2015年产业规模达2500亿。
物联网在高校的研究,当前的聚焦点在北京邮电大学和南京邮电大学。2009年9月北京邮电大学与无锡市合作建设研究院,围绕传感网进行研究,涉及光通信、无线通信、计算机控制、多媒体、网络、软件、电子、自动化等技术领域。2009年9月10日,南京邮电大学正式成立全国高校首家物联网研究院,设立物联网专项科研项目,并在校园内建设物联网示范区。
2009年10月,西安优势微电子公司宣布:中国第一颗物联网芯片——“唐芯一号”研制成功,攻克物联网核心技术。“唐芯一号”是超低功耗射频可编程片上系统PSOC,可满足各种条件下无线传感网、无线个域网、有源RFID等物联网应用的特殊需要,为物联网产业发展奠定基础。
2009年9月,经国家标准化管理委员会批准,全国信息技术标准化技术委员会组建传感器网络标准工作组。目前,传感网标准体系已形成初步框架,将在2011年正式向国标委提交传感网络标准制定方案。
目前我国物联网产业、技术还处于概念和科研阶段,物联网整个产业模式还没有彻底形成,处于起步阶段,但物联网的发展趋势是令人振奋的,未来的产业空间是巨大的。
1.3.3 现状分析
作为一个新兴产业,物联网的发展受到很多因素的制约,有观念、体制、机制、技术、安全等等方面的因素。目前制约物联网亟待解决的主要问题包括以下八个方面:
1) 技术障碍有待突破
纵观全球产业,我国已在RFID高频应用领域占据世界第一的位置,形成从芯片设计、制造、封装和读写机具设计、制造到应用的成熟的产业链。但在超高频领域与国际先进水平相比,还存在着以下瓶颈: ? 投入物联网研究多为中小型企业,研发水平薄弱; ? RFID标签成本过高,限制物联网应用范围的扩大和推广;
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? 一些关键领域缺乏国家标准,沿用国际标准需支付大量专利费用; ? 物联网发展时间较短,技术创新人才相当匮乏; 2) 隐私保护有待解决
在物联网中,射频识别系统标签预先被嵌入物品中,物品拥有者不一定能觉察该物品可能不受控制地被扫描、定位和追踪,势必会使个人隐私受到侵犯。而且,这不仅是技术问题,还涉及政治和法律问题,须引起高度重视并从技术上和法律上予以解决。 3) 商用模式有待完善
要发展成熟的物联网商业模式,必须打破行业壁垒、充分完善政策环境,并进行共赢模式的探索。应用物联网技术让企业面临改造成本问题,需完善新的商业模式,以改变成本高的现状。 4) 政策法规有待先行
物联网的普及不仅需要相关技术的提高,更牵涉各行业、各产业,需多种力量整合。因此需产业政策和立法上先行,制定出适合行业发展的政策和法规,保证行业正常发展。 5) 技术标准有待统一
物联网发展历程中,传感、传输、应用各层面会有大量技术出现,急需尽快统一技术标准,形成一个管理机制。目前,IP4协议已不能满足发展需求,IP6的开发已成为发展必然,此外,大量无线设备的使用,势必带来频谱拥挤问题,需尽快出台频谱管理办法。 6) 管理平台有待开发
物联网时代大量信息需传输和处理。如无与之匹配的网络体系,就不能进行管理与整合,物联网将是空中楼阁。因此,建立全国性的、庞大的、综合的业务管理平台,把各种传感信息进行收集,进行分门别类的管理,进行指向性传输,是物联网能否推广的关键问题。 7) 安全体系有待形成
物联网传感技术主要是RFID,但存在着安全问题,即除所有者外其他人也能感知,如产品竞争对手,如何实现感知、传输、应用过程中,有价值的信息的安全,需形成强大的安全体系。
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8) 应用开发有待加强
物联网应用普及各行各业,必须根据行业特点,进行深入的研究和有价值的开发。需要一些应用形成示范,让更多的传统行业感受到物联网的价值,了解物联网可能带来经济和社会效益,推动物联网的发展。
1.4 发展阶段
根据2008年3月欧洲智能系统集成技术平台(EPOSS)在《Internet of Things in 2020》报告中分析预测,未来物联网的发展将经历四个阶段,2010年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域,2010-2015年物体互联,2015-2020年物体进入半智能化,2020年之后物体进入全智能化。就目前而言,许多物联网相关技术仍在开发测试阶段,离不同系统之间融合、物与物之间的普遍链接的远期目标还存在一定差距。EPOSS提出的各阶段物联网技术研发、产业化、标准化等工作的重点见下表。
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2 基于物联网的智能交通系统的必要性
2.1 提高交通智能化管理的需要
物联网作为融合无线通讯技术、微电子传感器、嵌入式系统的新技术,逐渐被用于智能交通系统等需要数据采集与检测的相关领域,从而给城市智能交通带来一次全新的升级。
现有城市交通管理基本是自发进行的,交通信号、标志仅仅起到静态、有限的指导作用,导致道路资源未能得到最高效率运用,而基于物联网的智能交通系统可将整个城市内的车辆和道路信息实时收集起来,通过智能化动态地计算出最优指挥调度方案和车行路线。据专家研究,采用智能交通技术提高道路管理水平后,每年仅交通事故死亡人数就可减少30%以上,并能提高交通工具的使用效率50%以上。
近年随着智能交通系统的升级以及道路规划的日益完善,许多大中城市交通已经得到了很大的改观。随着经济的发展、人民生活水平的提高,机动车保有量不断攀升,而道路不可能无限拓宽,智能交通称为改善交通的不二选择,物联网及RFID技术、非接触式IC卡、GNSS终端等成为智能交通的发展趋势。例如,北京许多街道均埋设有感应线圈,只要有车辆轧过,线圈就有电磁感应,并向计算机系统传达这一信息,计算机根据两个方向的车流量对红绿灯进行实时配时。
在行驶车辆信息采集方面,智能交通可使用非接触式地磁传感器来定时收集和感知区域内车辆的速度、车距等信息,为车流的监控、分流提供智能化管理。当车辆进入传感器的监控范围后,终端节点通过磁力传感器来采集车辆的行驶速度等重要信息,并将信息传送给下一个定时醒来的节点。多个终端节点将各自采集并初步处理后的信息通过汇聚节点汇聚到网关节点,获得道路车流量与车辆行驶速度等信息,从而为路口交通信号控制提供精确的输入信息。
此外,通过给终端节点安装温湿度、光照度、气体检测等多种传感器,还可以进行路面状况、能见度、车辆尾气污染等检测。
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