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物联网:无处不在的智能互联

时间:2023-10-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:无线传感器网络和物联网在网络化和智能化的背景下应运而生!“物联网”通过物与物之间的智能互联,将人们认识自然界的水平提升到一个崭新的阶段。传统的互联网和移动通信网均是以信息为中心,仍然是信息网络;而物联网是直接以人的需求为中心的网络,通过各种“神经末梢”与物理世界相连,从而达到了无时无处不在的感知,是一种更为体贴、更为友好的网络。物联网是人类认识世界理想化的新境界。

物联网:无处不在的智能互联

人类自诞生之日起,就在不断地认识世界和改造世界,而工具的使用是其发展水平的显著标志。随着社会生产力的发展,人类不断通过提升科学技术的水平来拓展自己的视野,这集中表现为创造出越来越多的工具,并有效地利用这些工具为人类社会服务。随着近几十年来信息技术,特别是网络技术的飞速发展,人类获取、保存、处理及传播信息的能力获得了迅猛的提升,从此目光变远了,触觉更灵敏了,地球也变“小”了。人类的生理功能获得了大幅度延伸,开始更从容地去面对自然。

以计算机为代表的计算世界(Cyber World)在物理世界(Physical World)和人类社会(Human Society)当中扮演着重要角色,它们已经被合称为三元世界(Ternary Universe)。第一台电子计算机ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer)诞生时,计算机是一个庞然大物,是极少数人能享用的“奢侈品”。随着CMOS半导体电路技术按摩尔定律的速度发展,计算机系统正在朝着功能不断增强,可靠性、集成度、能源效率、信息密度不断提高,用户界面更加友好的方向演进。一方面出现了具有超强计算能力和存储能力的超级计算机,另一方面也开始出现体积小、成本低、便于人机交互的各种便捷计算设备,信息技术开始进入社会生产和日常生活,开始为传统产业提供更方便快捷的强大支撑。

借助计算机这一有力工具,人类对客观物理世界的认知和利用大概经历了以下几个阶段。

1)数字化阶段。随着传感器的规模化应用,物理世界的信息通过采样、量化、编码,可以变成在计算机中表示、存储和处理的数据,传感器拉近了人们和物理世界的距离。

2)信息化阶段。随着处理和存储能力的增强,人们所积累的原始数据及加工数据逐步增多、种类更加丰富、数据更加实时,信息开始逐步脱离客观的物理世界,并成为人们生产和生活中的重要资料,计算世界开始独立于物理世界而形成。

3)网络化阶段。随着大量信息日复一日地被创造出来,信息也开始成为人们交互的不可或缺的物质资料,甚至开始成为重要的商品。网络化不但为人们相互交换信息、实现信息共享提供了便利,更通过大量分布式的信息采集和处理,进一步扩展了信息获取的途径。网络化让更多人加入到了信息的交互中,与信息相关的产品和服务也越来越多。(www.xing528.com)

4)泛在化阶段。随着信息和网络不断发展成人类社会生活中必不可少的物质基础,人们随时随地都需要和大量数字化信息打交道,网络化达到无时无处不在的程度,人们再也无法回避信息化的生活方式,人类社会也将迈入知识信息的泛在化阶段,而海量的信息也为计算世界的智能化提供了可能,智能化让人类社会和物理世界融为一体。无线传感器网络和物联网在网络化和智能化的背景下应运而生!

无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)简称传感网,它在人类与自然界之间架起了一座桥梁,是人类借助信息化工具认知物理世界的新式武器。传感网综合了信息感知、信息处理、信息传输等功能的分布式自组织的计算系统,传感网节点自组织地以多跳的方式完成互联与协同传输处理,并通过网关节点与互联网、移动通信网等公网连接,从而实现远程信息的获取和计算。传感网的出现,使信息获取的能力得到大幅度提高,多传感器协同感知和传感数据的信息融合则帮助人们克服了传统传感器感知区域小等缺陷,可视为人类感官的延伸,因而被称为“神经末梢”。

2009年8月7日,温总理在江苏无锡谈到太湖水质监测时,首次提出了“感知中国”的概念,从此“物联网”开始为普通百姓所熟知。“物联网”通过物与物之间的智能互联,将人们认识自然界的水平提升到一个崭新的阶段。传统的互联网和移动通信网均是以信息为中心,仍然是信息网络;而物联网是直接以人的需求为中心的网络,通过各种“神经末梢”与物理世界相连,从而达到了无时无处不在的感知,是一种更为体贴、更为友好的网络。物联网并不仅仅是一项技术,也是人类自身认识世界的需要,它不但拥有射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)标签、传感器以及传感网等载体的感知触角,而且拥有互联网、移动通信网等传输中枢,还拥有海量信息存储与处理的云计算及智能信息处理等系统支撑,通过综合使用各种信息技术手段,完成对物理世界真正意义上的智能感知,从而最大限度地丰富和提高了人类通过技术手段对于自然界的认知能力、分析综合判断能力和决策支持能力。

物联网是人类认识世界理想化的新境界。这与IBM公司在2009年初提出的“智慧的地球(Smart Planet)”以及Nokia公司所提出的“情境感知计算(Context-aware Computing)”等概念有着异曲同工之妙。虽然是从不同的角度出发提出的,但殊途同归,都是将简单的信息处理提升到人类社会与物理世界的融合上,而不再是纯粹的以具体技术升级为背景。“物联网”的提出给了我们一个重要的信号,技术水平的提升最终是为人类自身服务,其最高境界是让人不再察觉到信息技术手段的介入过程,信息技术“潜移默化”地融入人们的生活中,在丝毫不被察觉的情况下完成使命,从而在真正意义上实现了人类对自然界丰富信息的随心所欲的感知,从最大程度上消除了人与自然的距离,达到人与自然的和谐共生。

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