霧里看花物聯(lián)網(wǎng) 

      人類歷史上經(jīng)歷過數(shù)次重大的技術革命創(chuàng)新，它帶來了文明的發(fā)展，但同時也帶來了毀滅文明的更有效手段，現(xiàn)在輪到了物聯(lián)網(wǎng)。席卷全球的金融風暴過后，大家把產(chǎn)業(yè)復蘇的希望寄托到它身上，因為，物聯(lián)網(wǎng)被稱為是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，世界各國爭相制定發(fā)展戰(zhàn)略。去年11月，物聯(lián)網(wǎng)被確定為中國今后7大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。 

      在中國，有業(yè)內(nèi)專家預測：“物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將是下一個萬億元級規(guī)模的產(chǎn)業(yè)，甚至超過互聯(lián)網(wǎng)30倍，潛力無窮?！比欢?，一個新的泡沫也在形成之中。一篇科技戰(zhàn)略分析報告中有如下一段分析：“首先，引進技術的便利在一定程度上造成了我國缺乏核心基礎技術的積累；其次，行政性分權造成的條塊分割，削弱了戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)協(xié)作攻關的能力；再次，戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)技術路線界定模糊，導致產(chǎn)業(yè)投資一哄而上。”這恰恰就是對目前中國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展狀況的描述。 

      各地都在爭先恐后地發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)，北京已啟動物聯(lián)網(wǎng)五年規(guī)劃：“到2012年，規(guī)劃建成首個物聯(lián)網(wǎng)應用資源共享服務、信息交換、傳感信息網(wǎng)絡、超級計算和云計算中心等共性基礎支撐平臺，完成政府、社會、企業(yè)三方面幾十個示范應用園區(qū)?！蓖瑫r，上海、杭州、成都、南京等市，山東、廣東、河南、東北三省、福建等地政府也表示，將全力進軍物聯(lián)網(wǎng)。再以長三角為例，不少城市都在試點物聯(lián)網(wǎng)，包括國家級示范基地的無錫，但都局限在應用領域，如高鐵物聯(lián)網(wǎng)應用等。有些城市并沒有很好地對物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)化進行梳理。 

      如果大家都一窩蜂而上，那么也極有可能出現(xiàn)一窩蜂而下的結(jié)果，現(xiàn)在全國是一片物聯(lián)網(wǎng)熱，一頭是政府熱，各地政府紛紛上馬物聯(lián)網(wǎng)項目；一頭是小企業(yè)熱，趁機出售傳感設備。中國工程院副院長鄔賀銓說：“在低碳概念的號召下，我國風電、光伏等產(chǎn)業(yè)一哄而上，重復建設、產(chǎn)能迅速過剩。物聯(lián)網(wǎng)是信息化發(fā)展的大勢所趨，但是物聯(lián)網(wǎng)項目的上馬要注意避免重蹈覆轍，避免泡沫化?！?nbsp;

      物聯(lián)網(wǎng)是從英語（Internet of Things，IoT）直譯過來的，其譯法通俗、但在科學上并不準確。表面上，它是把物與物聯(lián)接起來，是把物接入到原來的信息互聯(lián)網(wǎng)中。加入到物聯(lián)網(wǎng)的物可分為兩大類：僅能提供自身信息的和同時可以收集其他信息的物，后一類就是技術上所稱的“傳感器”?，F(xiàn)在人們所討論的物聯(lián)網(wǎng)，實質(zhì)上是把僅能提供自身信息的物及電子科技領域已研究多時的“傳感網(wǎng)”加入到互聯(lián)網(wǎng)物體，這樣的聯(lián)接使整個網(wǎng)絡具備“獲取信息的能力”，從而也就起了質(zhì)的變化，使它在組成結(jié)構上增加了成為智能網(wǎng)絡的條件。  

      許多人在談到物聯(lián)網(wǎng)時都會狹隘地想到物流行業(yè)的貨物追蹤系統(tǒng)或保安監(jiān)視報警系統(tǒng)。其實，這只是兩個非常普遍的低層次應用案例。真正的意義在于，將傳感器網(wǎng)絡融合到信息互聯(lián)網(wǎng)，使物聯(lián)網(wǎng)獲得極高的功能與智能潛力。 

      基于物聯(lián)網(wǎng)的功能，學術界在上世紀末提出過一個新概念：“環(huán)境智能”（或曰智能環(huán)境）（Ambient Intelligence ，AmI）。在一個具備環(huán)境智能的世界，隱藏于物聯(lián)網(wǎng)的各種器件與設備非常協(xié)調(diào)地工作著，提供信息與智能來支持并幫助人類輕松地生活和完成各種工作。這就是物聯(lián)網(wǎng)的目標。 

      要發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)，首先需要明確物聯(lián)網(wǎng)的準確定義。遺憾的是，現(xiàn)在各行業(yè)好像還沒有統(tǒng)一的認識。 

     傳感器網(wǎng)絡實現(xiàn)“泛在計算” 

      傳感器網(wǎng)絡是當前國際上備受關注的、由多學科高度交叉的新興前沿研究領域。傳感器網(wǎng)絡綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、現(xiàn)代網(wǎng)絡及無線通信技術、分布式信息處理技術等，能夠通過各類集成化的微型傳感器協(xié)作地實時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息；通過嵌入式系統(tǒng)對信息進行處理，并通過隨機自組織無線通信網(wǎng)絡，以多跳中繼方式將所感知信息傳送到用戶終端，從而真正實現(xiàn)“泛在計算”的理念。 

     傳感器網(wǎng)絡的研究采用系統(tǒng)發(fā)展模式，因而必須將先進微電子技術、微細加工技術、系統(tǒng)級芯片SoC(System-on-Chip)設計技術、納米材料與技術、現(xiàn)代信息通信技術、計算機網(wǎng)絡技術等融合，以實現(xiàn)其微型化、集成化、多功能化及系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化，特別是實現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡特有的超低功耗系統(tǒng)設計。 

      傳感器網(wǎng)絡具有十分廣闊的應用前景，在軍事、國防、工農(nóng)業(yè)、城市管理、生物醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測、搶險救災、防恐反恐、危險區(qū)域遠程控制等許多領域都有重要的科研價值和巨大實用價值，已經(jīng)引起了世界許多國家軍界、學術界和工業(yè)界的高度重視，并成為進入21世紀以來公認的新興前沿熱點研究領域，被認為是將對21世紀產(chǎn)生巨大影響力的技術之一。這也是為何許多工業(yè)發(fā)達國家將傳感器技術作為未來科學研究與發(fā)展重點的一個重要原因。 

      過去，互聯(lián)網(wǎng)上的信息是人放上去的，而“物”的加入，特別是傳感器網(wǎng)絡的加入使得信息來源一下擴大到非常廣闊的范圍，并且網(wǎng)絡一經(jīng)建立，信息更新就無需再依賴于人，可隨時反映信息收集對象的歷史及即時狀況。更重要的是，所有這些信息都是有針對性需求的特定信息，因此就像極高品位的礦藏一樣有價值。 

      “人工智能”再靠近 

     從信息到思維再到輸出結(jié)果，整個過程就是智能。數(shù)學大師萊布尼慈曾大膽預言：“通過計算可以達到智能?！边@種期望，一直在推動著人類的科學探索歷程。我們可以造出人工智能嗎？ 

     上個世紀五十年代中期，科學家發(fā)明了第一代真空管計算機，緊接著在五十年代末期，科學家們發(fā)明了第二代晶體管計算機，在六十年代中期又發(fā)明了第三代集成電路計算機，六十年代末期有了第四代的大規(guī)模集成電路計算機。 

      1981年10月，日本率先開始研制“智能計算機”，并于1982年4月制訂了為期10年的“第五代計算機技術開發(fā)計劃”，總投資為1000億日元。 

      按照設想，第五代計算機是為適應未來社會信息化的要求而提出的，與前四代計算機有著本質(zhì)區(qū)別，堪稱計算機發(fā)展史上的一次重要變革。該“智能計算機”將信息采集、存儲、處理、通信同人工智能結(jié)合在一起，主要面向知識處理，具有形式化推理、聯(lián)想和理解的能力，能夠幫助人們進行判斷、決策、開拓未知領域和獲取新的知識。 

      第四代及之前的電子計算機雖然已具有一些相當幼稚的“智能”，但它不能進行聯(lián)想（即根據(jù)某一信息，從記憶中取出其他有關信息的功能）、推論（針對所給的信息，利用已記憶的信息對未知問題進行推理得出結(jié)論的功能）、學習（對新問題的內(nèi)容高度靈活地加以運用并進行記憶的功能）等人類頭腦最普通的思維活動，也不能真正聽懂人的說話，讀懂人的文章。 

       第五代計算機的研究領域主要包括人工智能、系統(tǒng)結(jié)構、軟件工程和支援設備以及對社會的影響等。日本通產(chǎn)省全力支持了該項計劃，組織富士通、NEC、日立、東芝、松下、夏普等8大著名企業(yè)配合首席科學家淵一博的研究所共同開發(fā)。然而到1992年，因最終沒能突破關鍵性的技術難題，無法實現(xiàn)自然語言人機對話、程序自動生成等目標，導致該計劃最后階段研究的流產(chǎn)。 

      應該說，“五代機”計劃不能算做完全失敗，它在前兩個階段基本上達到了預期目標。1992年6月，日本展示了它研制的五代機原型試制機，由64臺處理器實現(xiàn)了并行處理，已初步具備類似人左腦的先進功能，可以對蛋白質(zhì)進行高精度分析，已經(jīng)在基因研究中發(fā)揮出作用。1992年，日本重新開始實施“現(xiàn)實世界計算機”計劃，接著研制具有類似于人類右腦功能的計算機。 

      對人類思維認知的研究從來都是科學界的熱點，目前，人們主要從三個方面來研究思維科學：“邏輯思維”（左腦）、“形象思維”（右腦），以及“頓悟”（靈感）。人工智能的研究，從最初“基于法則推理”的簡單專家系統(tǒng)開始，已經(jīng)進入到運用人腦結(jié)構及運行仿生學的“人工智能神經(jīng)系統(tǒng)”，正朝著真正的人工智能逼近。 

      與第五代計算機不同，物聯(lián)網(wǎng)超出了單計算機的范圍，從量變走向了質(zhì)變。云計算給它提供了巨大的計算能力，互聯(lián)網(wǎng)給它提供了海量的信息，傳感網(wǎng)給了它“主動”收集所需信息的能力——傳感器網(wǎng)絡中具有計算能力的各個網(wǎng)絡節(jié)點，就能夠模仿人腦神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)元，提供經(jīng)過智能加工的信息給整個大智能系統(tǒng)，進行更深層次的綜合加工利用。 

      因此，物聯(lián)網(wǎng)使我們進一步靠近人工智能。從事物聯(lián)網(wǎng)研究的人，都應當對思維科學有所熟悉，才能夠充分認識到從物聯(lián)網(wǎng)到智能網(wǎng)的潛力，才能夠引導自己的思路，從而得出創(chuàng)新性的成果。 

      政府：探索新型舉國體制 

      科技部部長萬鋼指出，科技重大專項投入強度大、實施周期長、涉及范圍廣，是一項極具挑戰(zhàn)性的復雜系統(tǒng)工程，需著重推進五方面工作。 

       其中，第一條即“著力探索新型舉國體制”?！敖M織實施重大專項，就要借鑒‘兩彈一星’、載人航天的經(jīng)驗，不斷完善市場經(jīng)濟條件下的新型舉國體制，形成強大的科技攻堅合力，以科技發(fā)展的重點跨越帶動產(chǎn)業(yè)競爭能力的整體提升?！?nbsp;
 
      科技部政策法規(guī)司司長梅永紅提出，美國在實施曼哈頓計劃、登月計劃、核能計劃、導彈防御系統(tǒng)等重大科研項目時，都采取了舉國體制。最近，日本為攻克電池方面的關鍵性技術，建立了開發(fā)高性能電動汽車動力蓄電池的最大新能源汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，也是一種舉國體制。我國科學技術水平相對落后，尖端和領軍人才匱乏，更要在重點領域形成協(xié)調(diào)統(tǒng)一的舉國體制。特別是在實施重大科技專項中，能不能把舉國體制與市場經(jīng)濟體制有機結(jié)合起來，將直接決定最終的成敗。 

      在物聯(lián)網(wǎng)領域，我國主要的差距是在硬件方面，如傳感器、微電子機械系統(tǒng)（MEMS）及傳感器網(wǎng)絡領域的基礎技術創(chuàng)新；至于物聯(lián)網(wǎng)相關標準，只要投入人力，難度是不大的；物聯(lián)網(wǎng)應用方案及軟件，也不會是問題。 

      因此，工信部最迫切的任務應該是匯同科技部、廣電總局、發(fā)改委及財政部，按照舉國體制，計劃、組識、安排物聯(lián)網(wǎng)相關硬件的攻關。硬件基礎問題的自主知識產(chǎn)權創(chuàng)新解決了，一切都會變得順利。 

      前段時間，由工信部電子標簽標準工作組、全國信標委傳感器網(wǎng)絡標準工作組、全國智標委等19家相關標準化組織自愿聯(lián)合組成的中國物聯(lián)網(wǎng)標準聯(lián)合工作組在北京成立，以推進物聯(lián)網(wǎng)技術研究和標準制定，這是非常及時的。 

      不過，與3G研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的歷程不同，物聯(lián)網(wǎng)沒有“牌照”發(fā)放作為調(diào)控的手段。目前各地雨后春筍般地成立物聯(lián)網(wǎng)“同盟”、“中心”的態(tài)勢，及很多關于物聯(lián)網(wǎng)的市場推廣宣傳，很可能會形成一個非常有害的泡沫。在這個泡沫中，第一批積極性高而又未認真受過有關物聯(lián)網(wǎng)知識教育的客戶，很可能就成為別人推銷劣質(zhì)或高價硬件及不成熟解決方案的對象。經(jīng)濟、時間及其他資源的損失不用說，更嚴重的是，“領頭羊”的失敗將會影響到整個物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的信譽。因此，一種冷靜、謹慎與踏實的態(tài)度是重要的。 

      在盈利與競爭的驅(qū)動下，不可能指望推銷物聯(lián)網(wǎng)商品及服務的廠商及它們的推銷員有多大的“良心”。此時，政府主管部門要負起教育和培育市場健康發(fā)展的責任，包括建設提供充分資信的官方網(wǎng)站，提供客觀、中立的第三方咨詢、權威的產(chǎn)品測試實驗室，以幫助沒有經(jīng)驗的用戶在購買物聯(lián)網(wǎng)服務前充分了解情況和潛在問題，并持續(xù)總結(jié)已實施項目的經(jīng)驗教訓。 

     “科技舉國體制”正當時 

      有記者曾問美國前總統(tǒng)克林頓，“為什么政府放松出口一些高科技產(chǎn)品到中國？”克林頓的回答是，“這樣，他們就不會尋求自己去開發(fā)?！比绻覀儗Υ诉M行逆向思維，就不難得出答案。開放、進口與引進，是以自主研發(fā)與創(chuàng)新為前提的，否則就會成為奴隸的枷鎖、成為隨時受人威脅欺負的繩索。 

      回顧歷史，國內(nèi)大飛機項目遭遺棄及重新上馬的過程，痛苦地向我們展現(xiàn)了一條曾經(jīng)走過的險惡歧途。值得慶幸，最終中國大飛機成功試航，靠的還是舉國體制。 

      2006年，中國政府頒布《國家中長期科學和技術發(fā)展綱要》，明確提出“選擇具有一定基礎和優(yōu)勢、關系國計民生和國家安全的關鍵領域，集中力量，重點突破?！边@些關鍵領域的代表，就演化為16個重大專項。 

      2008年10月，國務委員劉延東在科技重大專項組織實施推進會上指出，要完善和創(chuàng)新舉國體制，發(fā)揮政府主導作用，在國家層面建立多部門協(xié)作機制和合作大平臺，以支持重大專項研發(fā)。 

      國務院總理溫家寶去年11月在題為《讓科技引領中國可持續(xù)發(fā)展》的講話中指出：“各國正在進行搶占科技制高點的競賽，全球?qū)⑦M入空前的創(chuàng)新密集和產(chǎn)業(yè)振興時代。我們必須在這場競爭中實現(xiàn)跨越式發(fā)展，縮小與發(fā)達國家在經(jīng)濟和科技方面的差距?！薄拔覀円呀?jīng)作出并將繼續(xù)完善戰(zhàn)略部署。制定了國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要，把建設創(chuàng)新型國家作為戰(zhàn)略目標，把可持續(xù)發(fā)展作為戰(zhàn)略方向，把爭奪經(jīng)濟科技制高點作為戰(zhàn)略重點，逐步使戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)成為經(jīng)濟社會發(fā)展的主導力量。”這些前瞻性、戰(zhàn)略性和全局性安排，體現(xiàn)了我國自主創(chuàng)新、重點跨越、支撐發(fā)展、引領未來的科技發(fā)展戰(zhàn)略方針。 

      “科技創(chuàng)新舉國體制”的重新提出，也非常有助于補強市場經(jīng)濟條件下中國科學研究領域存在的多處“軟肋”?？萍紕?chuàng)新需要的巨額成本往往使中國企業(yè)望而卻步。據(jù)統(tǒng)計，2008年中國企業(yè)的研發(fā)投入僅占企業(yè)銷售總收入的0.84%，而發(fā)達國家至少在3%以上，差距十分明顯。 

      “在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領域，能不能把中國的制度優(yōu)勢與市場經(jīng)濟有機結(jié)合起來，將直接決定著我們能不能最終取得成功。”中國科學院科技政策與管理科學研究所研究員段異兵說，“在市場經(jīng)濟環(huán)境下，與科研相關的各個主體的利益關系都發(fā)生了變化，如果以利潤最大化為原則，科研人員就很難按照國家的戰(zhàn)略需求來參與科研。” 

      因此，在市場經(jīng)濟環(huán)境下，由國家領導的科技創(chuàng)新舉國體制鐵定是戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)取得迅速趕超突破的最佳（甚至是唯一的）途徑。 

      Linux的教訓不可忘卻 

      推動物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，政府應積極作為，利用新型舉國體制，但不可忘卻傷痕猶在的歷史教訓！比如Linux，雖然從民間到政府，中國都較早引入以Linux為代表的免費開源軟件，但并沒有從中獲益，大量資金還在源源不斷地用做操作系統(tǒng)及辦公軟件的支出，而這兩類軟件都已經(jīng)有非常實用的免費產(chǎn)品。另一方面，我們卻看到谷歌基于Linux推出移動設備操作系統(tǒng)Android，并風靡全球，還將進一步推出網(wǎng)絡操作系統(tǒng)Chrome OS。 

      國家也曾撥了不少款項支持Linux的發(fā)展，但資助的方法欠妥，因為一些公司或機構拿到了錢，就一心想著如何造出自己控制產(chǎn)權的產(chǎn)品以獲取利益。筆者認為，政府的撥款應注重于建立公共技術機構，開發(fā)面向全國的免費或低收費的各種典型的物聯(lián)網(wǎng)基本解決方案，這樣，可以避免重復研發(fā)，大量的物聯(lián)網(wǎng)應用集成公司可以在這些基本解決方案的基礎上針對具體客戶項目的需要進行二次開發(fā)。作為交換條件，這些實施項目要讓國家了解其實施過程所獲取的經(jīng)驗教訓（但保護其商業(yè)機密），以便獲得改進的幫助，同時讓整體獲益。這樣，從全國整體來看，就能達到“多快好省”。這應該是國家扶持推動的最佳方法。為了能招募到、留住人才在這樣的非營利研究機構中工作，為了激勵多出好成果，應當制訂相應的報酬制度措施，同時也應有合同條文防止競爭企業(yè)間的惡性挖角?！?nbsp;

      5月６日發(fā)布的《中國RFID與物聯(lián)網(wǎng)2009年度發(fā)展報告》稱，中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈初步形成，物聯(lián)網(wǎng)應用逐步推進。應當說，這個報告的內(nèi)容只限于物聯(lián)網(wǎng)射頻識別領域，完全沒有涉及其他傳感器的應用。報告稱：“中國已在上海、天津、無錫、深圳、沈陽、武漢、成都等地建立RFID產(chǎn)業(yè)園區(qū)。統(tǒng)計顯示，2009年，中國RFID市場規(guī)模已達85.1億元人民幣，同比增長29.3%，在全球僅次于英國、美國。” 

      目前，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在中國發(fā)展迅速，已具有自主開發(fā)生產(chǎn)低頻、高頻與微波電子標簽與讀寫器的技術及系統(tǒng)集成能力，在芯片設計與制造、標簽封裝、讀寫器設計與制造、系統(tǒng)集成與管理軟件、應用開發(fā)等方面取得了較大進步，市場培育和應用示范初見成果，目前中國物聯(lián)網(wǎng)相關企業(yè)總數(shù)已有數(shù)百家。 

       報告說，中國RFID的應用領域不斷拓展，正在從以身份識別、電子票證為主，向資產(chǎn)管理、食品藥品安全監(jiān)管、電子文檔、圖書館、倉儲物流等物品識別拓展；從低高頻的門禁、二代身份證應用逐步向高速公路不停車收費、交通車輛管理等超高頻、微波應用拓展。 

      射頻識別技術是一個較容易攻克的突破口，這符合先易后難的創(chuàng)新原則。但即便是在這個領域，中國的超高頻及微波射頻器件也還是完全受制于國外。如果不掌握關鍵技術，中國物聯(lián)網(wǎng)元器件制造商就會被局限于低端射頻識別應用，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將要付出極高的價錢去進口高頻、微波器件及其他傳感器，最終嚴重影響整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。這個現(xiàn)狀，凸顯出運用科技舉國體制攻克物聯(lián)網(wǎng)器件關鍵技術的緊迫性！