一、物聯(lián)網(wǎng)的概念

(一）眾說(shuō)紛紜的物聯(lián)網(wǎng)概念

1995年，比爾蓋茨在《未來(lái)之路》一書(shū)中曾 經(jīng)提及物聯(lián)網(wǎng)的概念。不過(guò)，“物聯(lián)網(wǎng)”概念在 1999年被正式賦予了一個(gè)定義，Cambridge Au-to-ID Lad提出，物聯(lián)網(wǎng)定義應該是把所有物品 通過(guò)射頻識別等信息傳感設備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)， 實(shí)現智能化識別和管理。

但是物聯(lián)網(wǎng)沒(méi)有統一的定義，至今還是眾說(shuō) 紛紜的局面。有的認為RFID(射頻識別)互聯(lián)就是 物聯(lián)網(wǎng)，有的認為傳感網(wǎng)絡(luò )就是物聯(lián)網(wǎng)。筆者認 為一種M2M派系的物聯(lián)網(wǎng)概念還是較為先進(jìn)的， 它認為machine to machine就是物聯(lián)網(wǎng)，但這也僅 僅是一種停留在工業(yè)生產(chǎn)層面的概念。

更具時(shí)代進(jìn)步意義的一種物聯(lián)網(wǎng)概念認為：物 聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)RFID即射頻識別技術(shù)、紅外感應器、 全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約 定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，來(lái)進(jìn)行 信息傳感和通信，以實(shí)現智能化識別、定位、跟 蹤、監控和管理的一種網(wǎng)絡(luò )。這種物聯(lián)網(wǎng)的概念一 般稱(chēng)為 Internet of Things(IOT)或者 Web of Things (WOT)，是目前主流的思想，較為大眾接受。

(二）物聯(lián)網(wǎng)的組成

暫且不去理會(huì )物聯(lián)網(wǎng)定義的內容是什么，只 看物聯(lián)網(wǎng)的名字The Internet of things，直接翻譯過(guò)來(lái)的意思就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。物物相連 的互聯(lián)網(wǎng)當然包含兩層功能：其一，物聯(lián)網(wǎng)的核 心和基礎仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上的延 伸和擴展的網(wǎng)絡(luò )，互聯(lián)網(wǎng)本身已經(jīng)覆蓋了全球的 每個(gè)角落所有在此基礎上的展開(kāi)的物聯(lián)網(wǎng)自然 就覆蓋了全球每個(gè)角落。其二，其用戶(hù)端延伸和 擴展到了任何物體與物體之間，進(jìn)行信息交換和 通信，要實(shí)現這個(gè)功能就必須有兩個(gè)系統一傳 感器網(wǎng)絡(luò )系統和物品識別系統。

現在公認的比較實(shí)用的識別系統就是上面說(shuō) 到的射頻識別系統(RFID)，所以物聯(lián)網(wǎng)的基本組成 就分成了四塊：主體的物品、互聯(lián)網(wǎng)、傳感器網(wǎng) 絡(luò )、射頻識別(RFID)。四個(gè)基本組成部分中的信息 傳輸，如圖1所示。

(三）制約物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的瓶頸 互聯(lián)網(wǎng)是人類(lèi)又一個(gè)信息存儲與傳播的偉大 創(chuàng )造，稱(chēng)為第五次信息革命?；ヂ?lián)網(wǎng)自人類(lèi)歷史 上出現被稱(chēng)為發(fā)展到現在已經(jīng)有一百多年歷史， 其最初的功用、覆蓋面、使用的人群到現在已經(jīng) 完全改變?，F在的互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)是全球性的，這就 意味著(zhù)我們目前使用的這個(gè)網(wǎng)絡(luò )，不管是誰(shuí)發(fā)明 的，它是屬于全人類(lèi)的，越來(lái)越多的人加入到互 聯(lián)網(wǎng)中、越來(lái)越多地使用互聯(lián)網(wǎng)的過(guò)程中，也會(huì ) 不斷地從社會(huì )、文化的角度對互聯(lián)網(wǎng)的意義、價(jià) 值和本質(zhì)提出新的理解?；ヂ?lián)網(wǎng)在地域覆蓋面很 廣，使用人群也非常普及，正是這兩個(gè)先決條件 促成了立足于工業(yè)生產(chǎn)、面向消費人群的物聯(lián)網(wǎng)以互聯(lián)網(wǎng)為基礎發(fā)展起來(lái)。

RFID是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的又一個(gè)重要基石。RFID 是 Radio Frequency Identification 的縮寫(xiě)，即射頻識別技術(shù)。RFID技術(shù)實(shí)現的基礎是利用電磁能量 實(shí)現AIDC，電磁能量是自然界存在的一種能量形 式。RFID技術(shù)將微芯片嵌入到產(chǎn)品當中，微芯片 會(huì )向掃描器自動(dòng)發(fā)出產(chǎn)品的序列號等信息，而這 個(gè)過(guò)程不需要像條形碼技術(shù)那樣進(jìn)行人工掃描。 相比之下，RFID可以降低生產(chǎn)成本、提高零售效 率，正被越來(lái)越多的人認為是條形碼技術(shù)的取代 者。RFID最早出現在20世紀80年代，直接繼承 了雷達的概念，成為那個(gè)時(shí)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展最重 要的成就之一，時(shí)至今日RFID產(chǎn)品越來(lái)越完善， 也越來(lái)越得到廣泛采用，不管是運用于工業(yè)領(lǐng)域 還是民用領(lǐng)域，RFID產(chǎn)品逐漸成為人們生活中非 常重要、非常普遍的一部分，最為重要的是其技 術(shù)已經(jīng)相當成熟。

隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展，文明的不斷進(jìn)步，作為物 聯(lián)網(wǎng)主體的人類(lèi)所創(chuàng )造的物質(zhì)品種呈幾何狀態(tài)的 不斷豐富。在這種情況下，物聯(lián)網(wǎng)重要組成部分 的互聯(lián)網(wǎng)和RFID技術(shù)尚且跟得上不斷膨脹的實(shí)際 需求，而本身就匱乏的傳感器網(wǎng)絡(luò )顯得力不從心。 不管是基于哪種類(lèi)型傳感器組成的網(wǎng)絡(luò )，還是基 于多種類(lèi)型傳感器組成的網(wǎng)絡(luò )，現實(shí)的情況是大 多還停留在工業(yè)領(lǐng)域，其原因是特定功用的傳感 器網(wǎng)絡(luò )正是某些工業(yè)生產(chǎn)能正常進(jìn)行的先決條件， 在民用領(lǐng)域中對傳感器網(wǎng)絡(luò )的需求還是比較少的。 在所有的傳感器網(wǎng)絡(luò )中由稱(chēng)重技術(shù)組成的傳感器網(wǎng) 絡(luò )是在工業(yè)領(lǐng)域和民用領(lǐng)域發(fā)展都比較完善的，但 還是無(wú)法滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)不斷擴大的需求，傳感器網(wǎng)絡(luò ) 的匱乏形成了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的瓶頸。

正是傳感器網(wǎng)絡(luò )的這種現狀決定了當今物聯(lián) 網(wǎng)的幾個(gè)特性：其一，物聯(lián)網(wǎng)還停留在比較狹小 的幾個(gè)領(lǐng)域，而且各個(gè)領(lǐng)域中的物聯(lián)網(wǎng)被割裂成 幾個(gè)獨立的體系。其二，物聯(lián)網(wǎng)基本停留在工業(yè) 領(lǐng)域，最大的作為是提高生產(chǎn)效率。其三，當今 物聯(lián)網(wǎng)所提取的信息還是十分匱乏。

二、工業(yè)領(lǐng)域中初具雛形的物聯(lián)網(wǎng)

(一）基于人工的流水線(xiàn)作業(yè)

人工的流水線(xiàn)作業(yè)非常直觀(guān)，筆者不舉實(shí)際 的例子，以一個(gè)電影的鏡頭來(lái)解釋。讀者一定都 知道卓別林的《摩登時(shí)代》這部黑白無(wú)聲電影， 電影中的一個(gè)重要場(chǎng)景就是三個(gè)工人在流水線(xiàn)上 拼命干活，如果讀者對這個(gè)鏡頭有影像就非常容 易理解一人工的流水線(xiàn)作業(yè)有兩個(gè)要點(diǎn)：分工、 重復勞動(dòng)。

(二）基于自動(dòng)化的流水線(xiàn)作業(yè) 流水線(xiàn)本身大大提高了生產(chǎn)效率，而且流水 線(xiàn)一旦剔除人工實(shí)現自動(dòng)化，效率就進(jìn)一步提高 了，但是流水線(xiàn)本身簡(jiǎn)單的流程就變得非常復雜。 不管是哪一種功能流水線(xiàn)，要實(shí)現自動(dòng)化生產(chǎn)就 或多或少的都提出了對傳感器網(wǎng)絡(luò )的需求。

假設一個(gè)自動(dòng)化流水線(xiàn)：產(chǎn)品包裝自動(dòng)化流 水線(xiàn)，其生產(chǎn)的過(guò)程完全是按照固定的程序，那 么在最后區分合格品與不合格品也是要通過(guò)不同 的傳感器來(lái)識別，最常見(jiàn)的區分合格不合格品的 方式，就是在流水線(xiàn)的最后加上基于稱(chēng)重技術(shù)的 分選流程。這個(gè)假設中，僅僅還是以稱(chēng)重傳感識 別為基礎組成的傳感器網(wǎng)絡(luò )，還不足以和物聯(lián)網(wǎng) 有關(guān)系，但是如果在流水線(xiàn)的包裝過(guò)程中加入更 多的傳感器組成基于多種類(lèi)型傳感器的傳感器網(wǎng) 絡(luò )，將原料到成品過(guò)程的各種數據匯總到工控機， 由工控機控制整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，整個(gè)系統就有了物 聯(lián)網(wǎng)的雛形，如果再將所有數據和產(chǎn)品匹配并上 傳到互聯(lián)網(wǎng)，那么就真正意義上的在工業(yè)生產(chǎn)部 分達到了物聯(lián)網(wǎng)的所有要求。

(三）基于地磅的無(wú)人值守系統

的無(wú)人值守系統 在稱(chēng)重領(lǐng)域，我司針對不同行業(yè)的特殊需求 開(kāi)發(fā)過(guò)多個(gè)無(wú)人值守系統，在這些產(chǎn)業(yè)的上游搭 建起完善的傳感器網(wǎng)絡(luò )，并且具備射頻識別系統 和在系統內部做到數據采集交換功能，實(shí)現在系 統內部的物聯(lián)網(wǎng)功能。同時(shí)系統中有專(zhuān)門(mén)的數據 集控中心，將數據傳送到企業(yè)數據庫中，系統留 有連接互聯(lián)網(wǎng)的端口，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成熟的前提 下可以和互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數據交換，從而實(shí)現真正意 義上的連接物聯(lián)網(wǎng)。

筆者在這里對我司開(kāi)發(fā)的無(wú)人值守系統做一 個(gè)簡(jiǎn)要的介紹。

我司作為稱(chēng)重領(lǐng)域內的領(lǐng)軍企業(yè)，開(kāi)發(fā)的無(wú) 人值守系統已經(jīng)符合物聯(lián)網(wǎng)的基本要素，在小范 圍內已經(jīng)實(shí)現物聯(lián)網(wǎng)的功用。系統主要是由地磅、計算機、打印機、自動(dòng)車(chē)牌識別系統、 視頻監控系統、射頻讀卡器系統、信號燈、道閘 及稱(chēng)重系統管理軟件等組成的一套綜合管理系統，在傳統的地磅的基礎上，加裝硬件和軟件 管理系統來(lái)實(shí)現其功能。

整個(gè)系統由四部分組成，分別是空車(chē)除皮管 理系統、裝料管理、出廠(chǎng)結算管理系統和集控管 理中心，其中集控管理中心又與企業(yè)數據庫鏈接。 整個(gè)銷(xiāo)售環(huán)節可實(shí)現除進(jìn)廠(chǎng)制卡和結算等環(huán)節需 要人員在集控中心操作，系統維護需要人員外， 其余全部由系統自動(dòng)完成，無(wú)需人員干預。這樣 可以減少很多操作人員，而且可靠性和稱(chēng)量效率 可得到很大的提升，具體流程如圖2所示。

集控中心負責入廠(chǎng)的制卡、發(fā)卡、出廠(chǎng)結算 時(shí)的發(fā)出卡回收以及現金收取外以及整個(gè)系統運 行狀態(tài)的監控外，其余環(huán)節均實(shí)現無(wú)人值守的自 動(dòng)化運行。通過(guò)集控中心的計算機管理系統實(shí)現 系統實(shí)時(shí)數據的采樣、存儲和送監視系統顯示； 實(shí)現銷(xiāo)售記錄的存儲和和統計，并與企業(yè)數據庫 連接實(shí)現數據的備份和共享。

集控室的布局，如圖3所示。

(1）系統各個(gè)部分的功能 空車(chē)除皮管理?？哲?chē)經(jīng)除皮管理系統排隊除 皮，并其他相關(guān)的皮重、車(chē)號、貨號和裝載量信息錄入集控中心的計算機管理系統；計算機系統根 據這些信息設定裝載量和指派裝載點(diǎn)去裝載貨物。

裝料管理。裝載點(diǎn)接受的從集控室發(fā)來(lái)的數 據，對數據進(jìn)行保存，等待車(chē)輛裝料。

已除皮車(chē)輛到指定裝載點(diǎn)，經(jīng)裝料系統身份 核對和其他相關(guān)信息確認后，自動(dòng)或經(jīng)集控中心 發(fā)命令啟動(dòng)裝貨，到設定的裝載量后自動(dòng)關(guān)閉， 停止裝載，并記錄最終裝載重量，數據回傳集控 中心。

出廠(chǎng)結算管理。出場(chǎng)結算要求對已裝載的車(chē) 輛過(guò)集控室，進(jìn)行身份識別，磅號等信息進(jìn)行核 對，裝載量復秤核對。核對無(wú)誤后進(jìn)行結算，結 算完畢，收款放行。對于信息不符和的不給予結 算放行，查明原因后再給予處理。但對于任何處 理，均要有明確的存底，有經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò )上傳公司。

集控中心。集控管理中心主要完成各分支點(diǎn) 的監控、管理、控制、調試和最終的數據管理和 處理，并將所得的數據傳送到企業(yè)的數據庫中， 實(shí)現此處的數據共享。

數據的管理和處理是集控管理中心的一項很 重要的工作，包括將數據分類(lèi)進(jìn)行存儲、統計。 并實(shí)現把各類(lèi)型的數據生成報表，方便查閱和管 理。預留互聯(lián)網(wǎng)數據端口，隨時(shí)可以和互聯(lián)網(wǎng)交 換數據，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成熟的前提下可以隨時(shí)成為 廣域物聯(lián)網(wǎng)的一部分。

(2） 系統的工作流程

空車(chē)除皮具體操作：空車(chē)磅的信號燈指示為 綠燈時(shí)，空車(chē)可以上秤，信號燈由綠變?yōu)榧t，報 警器開(kāi)始報警。等車(chē)輛完全上秤（車(chē)輛完全通過(guò) 紅外光幕）報警器停止報警。管理人員開(kāi)始制卡， 儀表把空車(chē)的重量數據發(fā)給上位機，上位機把此 車(chē)的皮量自動(dòng)錄入皮重單元。車(chē)牌自動(dòng)識別系統 對車(chē)號進(jìn)行識別后，自動(dòng)把車(chē)號錄入系統的車(chē)號 單元。然后司磅員在把預裝載重量、貨號等相關(guān) 的信息錄入相應的單元，完成錄入后司磅員可以 點(diǎn)擊軟件完成制卡，發(fā)給過(guò)磅人員，把數據發(fā)給 集控中心。這時(shí)上位機控制道干打開(kāi)，對車(chē)輛進(jìn) 行放行。等車(chē)輛完全下秤，信號燈變綠，等待下 一輛車(chē)的到來(lái)。

裝料管理具體操作。車(chē)輛上秤報警開(kāi)始，儀 表開(kāi)始檢測車(chē)輛是否完全上秤（車(chē)輛是否完全通 過(guò)紅外光幕），檢測通過(guò)，報警停止。過(guò)磅人員進(jìn)行刷卡操作，把卡中的信息讀入稱(chēng)重儀表。車(chē)牌 識別系統對車(chē)牌進(jìn)行識別，并把車(chē)號數據發(fā)稱(chēng)重 儀表。稱(chēng)重儀表兩個(gè)車(chē)號信息進(jìn)行核對，核對正 確，儀表控制啟動(dòng)裝料。

這樣做可以防止在加料之前有人調換車(chē)輛， 或調換卡片等舞弊情況的產(chǎn)生，如果數據核對不能 通過(guò)，則不能裝料，在整個(gè)過(guò)程中都有視頻監控。

儀表控制裝料完成，停止全部料斗。并把最 終的裝載重量上傳給集控管理中心，方便結算時(shí) 進(jìn)行復查。這時(shí)儀表控制道閘打開(kāi)、放行。車(chē)輛 完全下秤，道干自動(dòng)關(guān)閉，等待下一輛車(chē)的到來(lái)。

出廠(chǎng)結算管理具體操作。當重車(chē)磅信號燈綠 燈亮時(shí)，重車(chē)可以上秤，等車(chē)輛完全上秤（車(chē)輛 完全通過(guò)紅外光幕）信號燈紅燈亮，過(guò)磅人員交 還卡片。車(chē)牌自動(dòng)識別系統對車(chē)號進(jìn)行識別，司 磅員對交還的卡進(jìn)行刷卡操作，對卡中存的車(chē)號 數據和剛剛識別的車(chē)號進(jìn)行核對，除此以外還要 對裝載的重量進(jìn)行復查，同時(shí)對貨號等數據進(jìn)行 核對。以上信息核對無(wú)誤后，計算機提示可以進(jìn) 行結算收款，并打印出相關(guān)的單據。結算完成以 后，司磅員控制計算機打開(kāi)道閘放行。車(chē)輛完全 下秤后，重車(chē)磅信號指示燈亮綠，道干關(guān)閉，等 待下一輛車(chē)的到來(lái)。對于核對不能通過(guò)的車(chē)輛， 不予結算放行，要查明原因后在做處理，同時(shí)要 有存底和視頻監控錄像。

三、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景

物聯(lián)網(wǎng)立足于互聯(lián)網(wǎng)又是未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè) 組成部分，未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)中的“物”都具有標識、 物理屬性和實(shí)質(zhì)上的個(gè)性，使用智能接口，實(shí)現 與信息網(wǎng)絡(luò )的無(wú)縫整合。隨著(zhù)稱(chēng)重技術(shù)以及各種 傳感技術(shù)的發(fā)展，傳感器網(wǎng)絡(luò )會(huì )不斷的普及，從 而支持著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)的逐步完善、逐步的向民用領(lǐng)域 發(fā)展，真正的做到服務(wù)人類(lèi)，極大地改變我們目 前的生活方式。

成熟的物聯(lián)網(wǎng)在企業(yè)和政府之間發(fā)揮橋梁作 用，協(xié)助政府對行業(yè)進(jìn)行指導、協(xié)調、咨詢(xún)和服 務(wù)，幫助會(huì )員向政府反映企業(yè)要求；協(xié)調企業(yè)與 企業(yè)之間的關(guān)系，加強技術(shù)合作、產(chǎn)品流通，消 除惡性競爭；監督會(huì )員正確執行國家的法規制度， 規范行業(yè)發(fā)展；通過(guò)會(huì )員單位間的信息溝通交流、 技術(shù)產(chǎn)品合作、資源共享、資本運作等，推進(jìn)物 聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)品的應用，推動(dòng)中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規 ?；?、協(xié)同化發(fā)展。

物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)方面是可以提高經(jīng)濟效益，大 大節約成本。另一方面可以為全球經(jīng)濟的復蘇提 供技術(shù)動(dòng)力。目前，美國、歐盟等都在投入巨資 深入研究探索物聯(lián)網(wǎng)。我國也正在高度關(guān)注、 重視物聯(lián)網(wǎng)的研究，工業(yè)和信息化部會(huì )同有關(guān)部 門(mén)，在新一代信息技術(shù)方面正在開(kāi)展研究，以形 成支持新一代信息技術(shù)發(fā)展的政策措施。