物聯(lián)網(wǎng)技術應用標準和商業(yè)模式

1、物聯(lián)網(wǎng):技術、應用、標準和商業(yè)模式目錄展開圖書信息書 名：物聯(lián)網(wǎng)：技術、應用、標準和 商業(yè)模式作者：出版時間：2010年7月1日開本：16開 定價:35.00 元內(nèi)容簡介物聯(lián)網(wǎng)：技術、應用、標準和商業(yè)模式全面、客觀、公正、系統(tǒng)地描述了物 聯(lián)網(wǎng)理念和產(chǎn)業(yè)興起的歷史淵源、相關技術及其共性、應用和業(yè)務模式等內(nèi)容，是作 者多年研發(fā)實戰(zhàn)經(jīng)驗的總結。同時對云計算、SaaS SOA等熱點技術和產(chǎn)業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)的關系做了較詳細的描述，有助于理清物聯(lián)網(wǎng)理念、技術和產(chǎn)業(yè)覆蓋范圍，有助于促 進物聯(lián)網(wǎng)知識的普及和產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)：技術、應用、標準和商業(yè)模式不僅適合作為高校物聯(lián)網(wǎng)相關專業(yè)教學參考書，也適合其他對物聯(lián)

2、網(wǎng)有興趣的讀者閱讀。作者簡介周洪波，同方股份有限公司首席軟件專家，同方泰德國際科技公司CTO董事。1993年獲瑞士蘇黎世大學計算機科學博士學位，美國德州大學 EMBA北京交通大學、電子科技大學兼職教授，2009年獲“中關村高端領軍人才”稱號并受聘為“北京市政府特聘專家”。作為中國物聯(lián)網(wǎng)/M2M產(chǎn)業(yè)的先行者和倡導者之一，2003年以來帶領100多人的研發(fā)團隊開發(fā)出國際先進的“ ezM2M物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務基礎平臺”，以及 30多個物聯(lián)網(wǎng)行 業(yè)應用套件，獲各類獎勵 20多項，產(chǎn)生了較大的社會和經(jīng)濟效益，獲“同方十年十 大突出貢獻標兵”稱號。作為云計算和中間件等領域的資深軟件專家，早年曾任美國橡樹嶺國家實驗

3、室博士后/研究員和美國IBM，BEA等企業(yè)高級工程師和技術經(jīng)理；是目前仍被全世界高性能和超級計算機廣泛使用的核心軟件PVM/MPI開發(fā)組（ORNL早期成員；參與了 1996年IBM公司打造的當時世界上最快的超級計算機的研發(fā)，負責調(diào)度子系統(tǒng)；曾在美國硅谷創(chuàng)業(yè)型公司創(chuàng)新性地采用并行計算系統(tǒng)實現(xiàn)了當時世界首例“人類基因組”全面注釋，并參與創(chuàng)建了以此為（云計算）后臺的首例生物計算服務（SaaS）門戶，被舊金山紀事報、CNN TIME等媒體廣泛報道。圖書目錄第0章序曲0.1物聯(lián)網(wǎng)生活暢想0.2物聯(lián)網(wǎng)概念股0.3小結第1章物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與機遇1.1物聯(lián)網(wǎng)萬億蛋糕的誘惑1.2 IT革命第三次浪潮1.3物聯(lián)網(wǎng)

4、與相關術語1.3.1 "中國式“物聯(lián)網(wǎng)定義1.4互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)與物連網(wǎng)1.5物聯(lián)網(wǎng)給中國帶來的新機遇1.5.1蛙跳模式與慣性定律1.5.2 基于四大技術的物聯(lián)網(wǎng)支柱產(chǎn)業(yè)群1.6物聯(lián)網(wǎng)與數(shù)字城市1.7小結第2章兩大最古老的物聯(lián)網(wǎng)技術與應用2.1 Telematics 和 Telemetry 與物聯(lián)網(wǎng)2.2 神行太保：Telematics2.3千里眼與順風耳：Telemetry2.4小結第3章物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈 DCM三駕馬車3.1 DCM :物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈全景縮影3.2物聯(lián)網(wǎng)之Devices （設備或資產(chǎn)）3.3物聯(lián)網(wǎng)之 Connect （連接與通信）3.3.1 有線通信3.3.2 無線通信3

5、.3.3 AII-IP 融合與 IPv6 以及 IPv93.4物聯(lián)網(wǎng)之Manage （管理和應用軟件）3.5小結第4章“千面”物聯(lián)網(wǎng)：“點”與“面”4.1物聯(lián)網(wǎng)應用全景圖4.2物聯(lián)網(wǎng)應用技術的“水平”和“垂直”產(chǎn)業(yè)分工4.3小結第5章典型應用場景及技術架構5.1物聯(lián)網(wǎng)四大產(chǎn)業(yè)群的典型應用場景5.2基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)應用和架構521 RFID主要應用：貨物跟蹤與移動支付5.2.2 RFID 與智能卡5.3基于傳感網(wǎng)絡的物聯(lián)網(wǎng)應用和架構5.3.1 RTLS 實時定位5.4基于M2M的物聯(lián)網(wǎng)應用和架構5.5 “兩化融合”物聯(lián)網(wǎng)應用和架構5.6四大產(chǎn)業(yè)群與通信層的關系5.7小結第6章物聯(lián)網(wǎng)之感知層和

6、傳輸層6.1物聯(lián)網(wǎng)DCM之感知層6.1.1 傳感器及其分類6.1.2 感知層之M2M模組市場6.2物聯(lián)網(wǎng)DCM之傳輸層6.2.1物聯(lián)網(wǎng)之有線通信傳輸層6.2.2 物聯(lián)網(wǎng)之無線通信傳輸層6.3小結第7章物聯(lián)網(wǎng)軟件和中間件7.1軟件和中間件是物聯(lián)網(wǎng)的靈魂和關鍵7.2中間件是物聯(lián)網(wǎng)軟件的核心7.3物聯(lián)網(wǎng)之服務器端軟件7.4物聯(lián)網(wǎng)之嵌入式軟件7.5物聯(lián)網(wǎng)門戶與數(shù)據(jù)挖掘7.6廣電系統(tǒng)與機頂盒中間件7.7小結第8章數(shù)據(jù)標準是物聯(lián)網(wǎng)大集成應用的關鍵8.1互聯(lián)網(wǎng)革命的兩大推動力8.1.1 HTML/HTTP 數(shù)據(jù)交換標準8.1.2 應用服務器中間件8.2物聯(lián)網(wǎng)標準化之路任重道遠8.3數(shù)據(jù)交換標準是物聯(lián)網(wǎng)大集成

7、應用的關鍵8.4基于數(shù)據(jù)交換標準的物聯(lián)網(wǎng)應用框架是支撐8.5小結第9章物聯(lián)網(wǎng)與云計算、SaaS及信息安全問題9.1 TaaS 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“最高境界”9.2云計算支撐物聯(lián)網(wǎng)XaaS服務9.3 SODA:物聯(lián)網(wǎng)與 SOA及 EAI9.4物聯(lián)網(wǎng)信息安全的五大挑戰(zhàn)9.5小結第10章物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務模式探討10.1物聯(lián)網(wǎng)將使世界變得更加“平坦”10.2物聯(lián)網(wǎng)之紅海和藍海戰(zhàn)略10.3物聯(lián)網(wǎng)之長尾10.4物聯(lián)網(wǎng)MAI和MaaS業(yè)務模式10.5小結第11章我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀和產(chǎn)業(yè)格局11.1各國對物聯(lián)網(wǎng)的關注11.2中國物聯(lián)網(wǎng)格局和協(xié)同作戰(zhàn)11.3物聯(lián)網(wǎng)之風險投資11.4物聯(lián)網(wǎng)教育體系和后備力量培養(yǎng)11.5打

8、造中國物聯(lián)網(wǎng)國家“夢之隊”11.6小結附錄A從“牛計算”到云計算附錄B作者相關文獻附錄C ezM2M物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務基礎中間件及oMIX標準簡介社會影響周洪波博士的這本專著，全面、客觀、公正、系統(tǒng)地描述了物聯(lián)網(wǎng)理念和產(chǎn)業(yè)興 起的歷史淵源、相關技術及其共性，以及應用和業(yè)務模式等內(nèi)容提出物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈可分為"RFID、傳感網(wǎng)、M2M和兩化融合”四大支柱產(chǎn)業(yè)群，這一觀點對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn) 業(yè)的發(fā)展具有一定的指導意義。陳偉工業(yè)和信息化部軟件服務業(yè)司司長本書在系統(tǒng)性和全面性方面，在理論和實踐的結合方面，尤其在和中國具體國情的結合方面都比較到位，并有獨到的見解有助于理清物聯(lián)網(wǎng)理念、技術和產(chǎn)業(yè)覆蓋范圍，它適合作為

9、高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學參考書。本書將為我國物聯(lián)網(wǎng)知識的普及和產(chǎn)業(yè)健康有序的發(fā)展做出應有的貢獻！倪光南中國工程院院士本書內(nèi)容豐富，視角敏銳，唯有具備宏觀的國際化思維、同時又在技術第一線上 的專家才能在第一時間奉獻這樣的精品！敖然 電子工業(yè)出版社社長“After reading Dr. Zhou' s book, “Deciphering Internet of Things ” , Ifind the book to be a very in formative in troductio n to Internet of Thi ngs.Dr. Zhou has done a great j

10、ob distilli ng the most pert inent con cepts into a comprehensive and practical guide.I would strongly recommend it. ” August11,2010Branden Chen , Vice Preside nt, Sr. Research An alyst, Asia Tech no logy ,Piper Jaffray書中要點物聯(lián)網(wǎng)定義物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)指的是將無處不在( Ubiquitous )的末端設備(Devices )和設施(Faciliti

11、es )，包括具備“內(nèi)在智能”的傳感器、移動終端、工業(yè)系統(tǒng)、樓控系統(tǒng)、家庭智能設施、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等、和“外在使能”(En abled)的，如貼上RFID的各種資產(chǎn)(Assets )、攜帶無線終端的個人與車輛等等“智能化 物件或動物”或“智能塵埃”( Mote)，通過各種無線和/或有線的長距離和/或短距 離通訊網(wǎng)Web4.0:物聯(lián)網(wǎng)絡實現(xiàn)互聯(lián)互通(M2M)應用大集成(Grand Integration/MAI)、以及基于云計算的SaaS營運等模式， 在內(nèi)網(wǎng)(Intranet )、專網(wǎng)(Extra net )、和/或互聯(lián)網(wǎng)(I nternet ) 環(huán)境下，采用適當?shù)男畔踩Ｕ蠙C制，提供安全可控乃

12、至個性化的實時在線監(jiān)測、 定位追溯、報警聯(lián)動、調(diào)度指揮、預案管理、遠程控制、安全防范、遠程維保、在線 升級、統(tǒng)計報表、決策支持、領導桌面(集中展示的Cockpit Dashboard) 等管理和服務功能，實現(xiàn)對“萬物” (everyThing)的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)?！钡摹肮?、控、營” 一體化TaaS服務。筆者預計，物聯(lián)網(wǎng)及其相關的TaaS業(yè)務，在基于 Semantic Web技術的 Web 3.0基礎上，將構成 Web 4.0的主體？。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展三個階段1. 初級階段：已存在的一些各行業(yè)基于各種行業(yè)數(shù)據(jù)交換和傳輸標準的連網(wǎng)監(jiān)測 監(jiān)控，兩化融合2引等MAI應用系統(tǒng)；2. 中級階段：在物聯(lián)網(wǎng)理

13、念推動下，基于局部統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換標準實現(xiàn)的跨行業(yè)、跨業(yè)務綜合管理大集成系統(tǒng)，包括一些基于 SaaS模式和“私有云”的M2Mg運系統(tǒng)；3. 高級階段：基于物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準，SOA,Web Service,云計算虛擬服務的on Dema nd 系統(tǒng)，最終實現(xiàn)基于“公有云” TaaS: “ Th ing as a Service ”。DCM三層架構物聯(lián)網(wǎng)DCM三層架構Devices 末端設備，資產(chǎn)，或子系統(tǒng)Conn ect 有線或無線通訊連接系統(tǒng)Man age 總控管理和應用系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)四大支柱業(yè)務群1. RFID:電子標簽屬于智能卡的一類，物聯(lián)網(wǎng)概念是1998年MIT Auto-ID中心主任Ash

14、ton教授提出來物聯(lián)網(wǎng)4大業(yè)務群的，RFID技術在物聯(lián)網(wǎng)中重要起“使能” （Enable）作用；2. 傳感網(wǎng)：借助于各種傳感器，探測和集成包括溫度、濕度、壓力、速度等物質(zhì) 現(xiàn)象的網(wǎng)絡，也是溫總理“感知中國”提法的主要依據(jù)之一；3. M2M這個詞國外用得較多，側重于末端設備的互聯(lián)和集控管理，X-Internet ，中國三大通訊營運商在推M2M這個理念；4. 兩化融合：工業(yè)信息化也是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)主要推動力之一，自動化和控制行業(yè) 是主力，但目前來自這個行業(yè)的聲音相對較少。物聯(lián)網(wǎng)四大支撐網(wǎng)絡因“物”的所有權特性，物聯(lián)網(wǎng)應用在相當一段時間內(nèi)都將主要在內(nèi)網(wǎng)（Intran et） 和專網(wǎng)（Extra net）

15、中運行，形成分散的眾多“物連網(wǎng)”，但最終會走向 互聯(lián)網(wǎng)（In ternet），形成真正的“物聯(lián)網(wǎng)”，如 Google PowerMeter 。物聯(lián)網(wǎng)4大網(wǎng)絡群1. 短距離無線通訊網(wǎng)：包括10多種已存在的短距離無線通訊（如Zigbee、藍牙、RFID等） 標準網(wǎng)絡以及組合形成的無線網(wǎng)狀網(wǎng)（Mesh Networks）；2. 長距離無線通訊網(wǎng)：包括GPRS/CDMA3G, 4G,5G等蜂窩（偽長距離通訊）網(wǎng)以及真正的長距離 GPS衛(wèi)星移動通信網(wǎng)；3. 短距離有線通訊網(wǎng)：主要依賴10多種現(xiàn)場總線（如 ModBus DeviceNet等）標準，以及PLC電力線載波等網(wǎng)絡；4. 長距離有線通訊網(wǎng)：支持I

16、P協(xié)議的網(wǎng)絡，包括計算機網(wǎng)，廣電網(wǎng)，和電信網(wǎng)（三網(wǎng)融合）以及國家電網(wǎng)的通訊網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換標準沒有統(tǒng)一的HTML式的數(shù)據(jù)交換標準是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一大瓶頸，物聯(lián)網(wǎng)的最大瓶頸既不是IP地址不夠問題，也不是一定要攻克下什么關鍵技術才能發(fā)展。尋址問題可以通過多種方式解決，包括三網(wǎng)合一通過發(fā)放統(tǒng)一UID等方式解決，IPv6或IPv9固然重要，但傳感網(wǎng)的很多底層通訊介質(zhì)可能很難運行IP Stack。一些傳感器和傳感器網(wǎng)絡關鍵技術的攻關也很重要，但那是“點”的問題，不是“面”的問題。大面的問題還是數(shù)據(jù)表達、交換，與處理的標準以及應用支撐的中間件架構問題。同方從2004年起就推出了 ezM2M物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務基礎中

17、間件產(chǎn)品和oMIX數(shù)據(jù)交換標準（產(chǎn)品中還實現(xiàn)了中國移動的WMM標準），中國電信也推出了MDM標準，但是一個或幾個企業(yè)的力量是有限的，既然物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)被提到國家戰(zhàn)略的高度，如果以國家層面的高度來推物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換標準和中間件標準，一定能夠發(fā)揮整體效果，而且要比制定其他通訊層和傳感器的技術攻關見效快。數(shù)據(jù)交換標準主要落地在物聯(lián)網(wǎng)DCM三層體系的應用層和感知層，配合傳輸層通道，目前國外已提出很多標準，女口 EPCGlobal的ONS/PMLB準體系，還有Telematics行業(yè)推出的 NGTP標準協(xié)議及其軟件體系架構，以及EDDL, M2MXML, BITXML, oBIX等，傳感層的數(shù)據(jù)格式和模型

18、也有TransducerML, SensorML, IRIG, CBRN,EXDL, TEDS等等，目前的挑戰(zhàn)是把這些現(xiàn)有標準融合，實現(xiàn)一個統(tǒng)一的HTML式物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換大集成應用標準，如果國家能夠整合資源，這個標準的建立具備一定的可行性。不過由于其涉及面廣，整體協(xié)調(diào)難度大，只有受到監(jiān)管層和高層領導的高度重視，委托 國家級的綜合性物聯(lián)網(wǎng)標準委員會（目前的一些標準組織多半還是更多的關注于傳輸層標準，或行業(yè)應用標準，如RFID和WSN無線通訊標準等，統(tǒng)籌能力不夠，視野不夠?qū)挘┚唧w實施才有可能實現(xiàn)這個目標。千面物聯(lián)網(wǎng)一智慧城市是靶心物聯(lián)網(wǎng)應用版圖一一智慧城市是靶心目前全國各地正在進行的 "

19、物聯(lián)XX"、"感知XX"、"智慧XX"等物聯(lián)網(wǎng)建設、規(guī)劃、及 示范工程，往往都是前期各地規(guī)劃的"數(shù)字城市二期工程"建設的延續(xù)和提升。傳統(tǒng)的數(shù)字城市建設一般包括智能建筑、樓宇自控、安防消防、市政熱網(wǎng)、軌道交通（TCC）、節(jié)能管理（EPC/EMC）智能交通、城市一通、市政網(wǎng)格管理、環(huán)境監(jiān) 測、應急指揮、質(zhì)監(jiān)安檢、各類園區(qū)綜合管理等等。這些都屬于核心的物聯(lián)網(wǎng)應用領域，因此我們認為數(shù)字（智慧）城市是物聯(lián)網(wǎng)應用的靶心。物聯(lián)網(wǎng)與云計算及 SaaS物聯(lián)網(wǎng)的兩種存在形式：物聯(lián)網(wǎng)與云計算及 SaaS1. Networks of Thi ngs

20、 （ 內(nèi)網(wǎng)和專網(wǎng)）2. I nternet of Thi ngs （外網(wǎng)或公網(wǎng)）對應兩種業(yè)務模式：1. MAI （ M2M Application Integration）,內(nèi)部 MaaS2. MaaS （ M2M As A Service）, MMO, Multi-Tenants（多租戶模型）隨著業(yè)務量的增加，對數(shù)據(jù)存儲和計算量的需求將帶來對“云計算”能力的要求：1. 云計算：從計算中心到數(shù)據(jù)中心在物聯(lián)網(wǎng)的初級階段，COW（牛計算）即可滿足需求2. 在物聯(lián)網(wǎng)高級階段，可能出現(xiàn)MVNO/MM營運商（國外已存在多年），需要虛擬化云計算技術，SOA等技術的結合實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)泛在服務：TaaS （ ev

21、eryTHING As AService）呵?。物聯(lián)網(wǎng)安全問題物聯(lián)網(wǎng)的安全和互聯(lián)網(wǎng)的安全問題一樣，永遠都會是一個被廣泛關注的話題。由于物聯(lián)網(wǎng)連接和處理的對象主要是機器或物以及相關的數(shù)據(jù)，其“所有權”特性導致物聯(lián)網(wǎng)信息安全要求比以處理“文本”為主的互聯(lián)網(wǎng)要高，對“隱私權”（Privacy）保護的要求也更高（如ITU物聯(lián)網(wǎng)報告中指出的），此外還有可信度（Trust）問題，包括“防偽”和 DoS （ Denial of Services）（即用偽造的末端冒充替換（eavesdroppi ng等手段）侵入系統(tǒng)，造成真正的末端無法使用等），由此有很多人 呼吁要特別關注物聯(lián)網(wǎng)的安全問題。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全和

22、一般IT系統(tǒng)的安全基本一樣，主要有8個尺度：讀取控制，隱私保護，用戶認證，不可抵耐性，數(shù)據(jù)保密性，通訊層安全，數(shù)據(jù)完整性，隨時可 用性。前4項主要處在物聯(lián)網(wǎng)DCM三層架構的應用層，后4項主要位于傳輸層和感知層。其中“隱私權”和“可信度”（數(shù)據(jù)完整性和保密性）問題在物聯(lián)網(wǎng)體系中尤 其受關注。如果我們從物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)體系架構的各個層面仔細分析，我們會發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的安全體系基本上可以滿足物聯(lián)網(wǎng)應用的需求，尤其在其初級和中級發(fā)展階段。物聯(lián)網(wǎng)應用的特有（比一般IT系統(tǒng)更易受侵擾）的安全問題有如下幾種：1. Skimming :在末端設備或 RFID持卡人不知情的情況下，信息被讀取2. Eavesdropp in g:在一個