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邬贺铨:物联网是下一代互联网应用特征
中国电子学会副理事长、中国工程院院士、中国电子学会物联网专家委员会主任邬贺铨
2014第五届物联网大会4月1日在北京国际会议中心举行,中国电子学会副理事长、中国工程院院士、中国电子学会物联网专家委员会主任邬贺铨在发言中提到,物联网时代是“大智移云”时代重要标志。
邬贺铨提到,大数据、智慧城市、移动互联网和云计算合称为“大智移云”。
谈到互联网和物联网的关系,邬贺铨提到国际电信联盟曾定义:物联网是基于现有的可互操作的信息通信技术,通过互联、物理的、虚拟的物件提供先进服务的全球信息社会基础设施。他表示,物联网是下一代互联网的特征。
中国有200多个城市要建智慧城市,邬贺铨表示,互联网实际上是智慧城市的基础,智慧城市也是“大智移云”所有技术的综合体。
邬贺铨指出,物联网发展现在处于婴儿阶段,仍有不少问题亟待解决,包括标识问题,包括体系模型和语音交互,包括数据挖掘和安全隐私,包括商业模式,包括行业的进入门槛对成本的影响等;也有很多技术需要攻克,体系技术软件的服务、云计算,硬件怎么做到低成本,还有数据信号处理,发现与搜索引擎,关系网络,电源与能量存储等。
对于物联网的产业规模,邬贺铨提到IDC的预测,各个垂直行业的物联网产业跟服务市场之和,早在前年就达到4.8万亿美元,预计2020年有望接近9万亿美元,邬贺铨指出,在物联网规模总量来讲,中国是仅次于美欧的第三大物联网应用的领域的地区。
邬贺铨表示,国家在大力推动物联网的发展,出台了物联网健康有序发展的指导意见,去年9月份国家发改委牵头8个部委联合出台了10个物联网发展的专项计划;今年2月国务院马凯副总理召开了物联网的工作会议;最近发改委即将启动物联网的重大工程项目2014—2016,其中有物联网应用示范的专项,物联网的传感器和N2N的专项,互联网的信息处理专项,还有物联网的开放体系架构专项。
以下为中国电子学会副理事长、中国工程院院士、中国电子学会物联网专家委员会主任邬贺铨发言实录:
邬贺铨:尊敬的吴部长、周经济师、各位来宾,大家上午好!很高兴来到2014(第五届)中国物联网大会,我的报告题目是“大智移云与物联时代”。会讲两个方面的问题,一个是大智移云助力物联网,一个是物联网发展的进行时。先说第一个问题,“大智移云助力物联网”。
为什么说“大智移云”呢?我们看看我们现在所处的环境,云计算、移动互联网、下一代互联网大数据、吴基传网络深化都在发展,所以我把大数据、智慧城市、移动互联网、云计算合起来叫“大智移云”。05年以前我们是以计算机作为创新平台,05年是以互联网作为创新平台,现在用大数据、云计算等等作为新一轮的创新的平台。
大智移云跟互联网是什么关系呢?物联网是互联网应用的拓展,是下一代互联网的特征,移动智能终端本身就是多功能的互联网节点,所以互联网是物联网的重要应用,云计算本身来支撑海量互联网数据,所以互联网是智慧城市的必要条件,智慧城市是互联网效能得到充分体现,互联网产生大数据,反过来通过大数据挖掘完成互联网从感知到认知的全过程,我们走过了以计算机为中心,以图形作为主要界面的PC时代,走到以软件为中心的网络时代,走到了以云计算时代,现在又是一个以应用为中心、以互联网为基础的物联网时代,当然我们现在正在大家议论的以用户价值为中心、以数据挖掘作为主流技术的大数据时代,所以物联网是跟我们的大数据、移动互联网、云计算这些是密切相关的。
互联网跟物联网什么关系呢,国际电信联盟曾经给过一个定义,就是说物联网是基于现有的可互操作的信息通信技术,通过互联、物理的、虚拟的物件提供先进服务的全球信息社会基础设施。物联网里头我们现在在这个图上可以看到,物联网上我们叫IOT,在IOT里头,这个跟M2M是常用的,这里面有物理的,有识别符号的,有非识别符号的,这个TOT只是物联网的一部分,物联网没有包括虚拟的,所以把WEB和物联网放在一起未来发展愿景就是我们叫做泛在网,物联网未来进一步演进到泛在网络。物联网也是下一代互联网的特征,下一代物联网希望是安全的,具有移动性普适计算,下一代互联网应该说是移动的互联网,走上泛在的的互联网。
另外,互联网上的一些技术也会用到我们物联网上,像现在基于IPV6的6LoWPAN协议在物联网上得到应用,早期的物联网协议可能还是比较多的还是比较杂散的,现在很多人认为未来应该整合是基于IPV6来发展的,IPV6不是基于物联网应用的,所以只有把IPV6简化,进行压缩,基于IPV6的低功耗的网络协议。
另外,我刚才说了,移动互联网跟物联网是并行发展的,我们移动终端早年是没有物联网功能的,只能听我讲,后来我们可以触摸了,现在在移动终端上,我们可以加上很多导航、位置服务,实际上已经把互联网的功能加上去了,而移动终端上嵌入了很多互联网节点的能力。你们可以看到,早年移动终端为MP3,加上彩屏,可以看电视,可以上WIFI,触摸屏,有二维码,有各种各样的功能,手机上面有光线感应器,白天手机不会发亮,晚上会自动发亮,像我老花眼,把手机放在前面,就会感知你这个位置把字变大,重新编排屏幕会跑出来,现在我们说我们手机往往都是触摸的,可以手写输入,有的公司避免不侵犯别人公司的专利改成这个触摸的,手机上有摄像头,能够感知到我们观看的人,你眨一下左眼、眨一下右眼,点一下上发就自动翻译了,里面装了很多互联网的功能,比如里面装了陀螺仪,如果摔跤以后,他可以通过手机定位判断你的位置,通过连到医院可以查到机主有没有什么疾病。所以现在各种各样的家用电器功能都装在手机上,当然未来可能还有更多更多的传感器会嵌入到我们的手机上,所以移动终端成为重要的物联网的节点。
我们可以看到移动互联网的应用里面,有很多是跟物联网有关的应用。最上面这张图是2005年梵蒂冈演说的场景,底下的图同样是梵蒂冈的演说,只不过是2013年,差了8年,所有的人都拿起了手机、平板,都有照相功能,照相本身也是一种互联网的传感的功能,当然这些互联网功能的出现使我们移动通讯流量也增长了很快。
另外,现在都在谈论可穿戴终端,可穿戴终端实际上是一种互联网跟便携式终端的结合,有些可以直接连到移动通讯网,有的是通过蓝牙连到我们随身携带的移动手机上,通过手机连到网上,传感器设备成为随身的互联网。
我们说本身互联网也是产生大数据的来源,这里以环保为例,我们有各种各样的传感器,搜集很多数据,而由于互联网使我们的数据量更大,IDC曾经统计,目前来看,所有的数据量里,将近一半由互联网产生。解释这些大数据,需要用到云计算、数据挖掘。
在处理互联网数据的时候,有些数据量很大,这个时候需要有云计算来支撑的一个大数据平台,因为它是像摄像头的数据,一天到晚都在拍,没有停止的时候,因此我们不太可能像过去一样,我们说把数据带进城市,当时数据是静止的,这个数据是活的,所以我们要带进数据。
往往我们作为大数据分析有三个层面的数据,一个是网络层面,这是从网上搜集,一个是物理层面,从传感器互联网搜集的,当然还有社会层面,比如政府体系来推动的,把三元的数据综合,我们才能得出有价值的东西。
我们现在都在谈中国有200多个城市都说要建智慧城市,互联网实际上是智慧城市的基础,加上我们的分析能力,所以无线城市、数据城市、感知城市、宽带城市是我们的智慧城市,我们需要建设宜居、健康、幸福等,这才是我们智慧城市的应有之意,所以智慧城市也是“大智移云”所有技术的综合体。
我们刚才说,政府的数据在智慧城市里头是一个巨大的数据,这也是IDC提供的,你可以看绿色是监控,监控的数据占了整个数据的一半以上,我们一个城市有几十万个摄像头,一个摄像头一小时产生很多数据,现在我们还有像北京政府,2003年就63TB数据,2012年就95TB的数据。
这个数据是很大量的,飞机里面装有传感器,飞行过程中每隔一段时间通过卫星把信息发给引擎公司,从伦敦到纽约每一个飞行一个小时产生640个TB数据,我们说马航飞机失联,在上个8日早上1点钟就把通信关掉了,可是在其后所飞行的7个小时里头,他不断的搜集传感器的数据,每个小时通过卫星发送给发动机公司,所以美国能够根据发动机公司搜集到马航飞机发动机的数据,判断马航飞机转向,跑到了印度洋南边。美国实际上每个月搜集360万次飞行的记录,监视2500个引擎。
现在企业的数据很大,全球的数据达到2.2个ZB,10KB相当于一张AW纸。
服务器的数据更大了,中国联通每秒上网用户83万条,对应的沃数据量是3.6PB,农夫山泉规定它的市场人员要到每个超市,拿照相机拍下这个超市农夫产权的矿泉水落有多高,竞争对手的矿泉水落有多高。
公交一卡通,每天拿着公交卡上公交车的4千万人次,地铁一千万人次,每天搜集的数据量达到30GB,存储量达到20TB。农业银行,统计的非结构化的数据的量比结构化数据量还要大。
医疗里面,有病例,有大量的数据,中国是大量的病人到医院做CT,实际上一做可能做几千,CT的一次扫描可能就几十个GB,现在中国的病人数量是全世界最多的,北京大学每天门诊1万人,北京301医院每天门诊1万人,我到河南郑州大学说,我每天门诊13000人,住院1万人。按照医院的规定,一个患者的数据要保存。这个图是广州中山大学第一附属医院,08年数据超过了100TB,到2010年可能1000个TB。当然医疗的大量数据也是从传感器搜集起来的。
网站的数据,淘宝,现在服务器上超过100个PB已经处理的数据,百度存储的网页接近一万亿,数据总量接近1000个PB,腾讯压缩以后的数据是100个PB,新浪微博晚上高峰期每秒接收100万次。大家网站的数据跟互联网什么关系?数据的网站上面的一些数据也是我们感知的数据,这里边也是感知来的数据。
这些互联网的流量,左边这个图,1998年全球每一个网民一个月才下载1兆,到2008年到了1个GB,可是到今年有10个G,如果在座的每个月下载不到10个T这么大的容量,没达到全世界平均水平。
我们用全世界的互联网流量达到1GB要多长时间,2001年要一年,去年只有一天,1个EB是1000个PB,1个TB是1000个GB。一本《红楼梦》是1.74个MB,全世界新产生的数据量年增40%,每两年全世界存储的数据量翻番,2013年和2014年全世界新产生的数据量历史以来,一直到2012年产生数据量的总和,每2年翻一番这个叫做新摩尔定律。2011年全世界新产生的数据量1.8个ZB,如果装到一个iPad上要装575亿,把iPad专用,可以用的iPad是两座中国的长城。2020年40ZB,等于424艘航母的重量。
所以我们说大智移云成就了互联网,我们感知搜集的数据,通过我们的通信网络宽带化更新我们的数据,通过大数据分析完成了感知到认知的整个过程。
下面讲一下物联网发展的进行时。物联网现在还是婴儿阶段,从概念到现实至少还要五年,Gartner公司去年7月发布的物联网理论,再一个技术出发期到希望期时间,可能过若干年,他是蓝色的,就是说至少有5到10年,可能可以走到普遍推广,也就是说我们看物联网必须要放眼亮,就是不是马上就能见效的。
物联网的发展还有不少问题亟待解决,包括标识问题,包括体系模型和语音交互,包括数据挖掘和安全隐私,包括商业模式,包括行业的进入门槛对成本的影响,目前还没有大规模的测试和验证环境,还有我们监控还不够丰富,可靠性、可用性不尽人意,法律法规还有不完备的地方,产业统计边界不清晰。就是说我们还有很多问题需要解决,还面临一些行业不安全的壁垒,比如说我们说从需求上来看,车联网可能是需求很高的,但是从应用门槛看,车联网是应用门槛也是很高的,它有安全问题,不是说你想有需求它就能很快进入。上什么东西,需求应用门槛低呢?房间里的LED照明的控制,这部分既有需求,应用门槛也不高,这些可能是需要的。就是说,物联网的应用还面临很多行业和安全的壁垒。
物联网有待攻克的很多技术,体系技术软件的服务、云计算,硬件怎么做到低成本,还有数据信号处理,发现与搜索引擎,关系网络,电源与能量存储,很多技术有待解决,无论如何物联网的前景很满了,跟大智移云是并行发展的,特别是移动互联网的发展带动的智能终端的普及,在智能终端里内置的这种传感器,在丰富物联网应用的同时,也开拓了物联网的应用空间。可穿戴终端的兴起,是机器到机器,和机器到眼、人到机器更紧密的结合。移动应用促进了物联网更快的发展,大数据的发展也提升了物联网的价值。另外硬件技术、集成电路的进步,使物联网变得更加容易了。
1946年,半个多世纪以前,当时计算机刚刚发明,占地170平米,现在相当于会计手上拿的一个计算器。1975年,美国国防部门用500万美元购买了一台当时全世界最前进的超级计算机,相当于我们现在手上拿的苹果4,1985年美国再次购买一台最新的计算机,相当于我们现在的iPad2,1997年我们买一个GB的闪存价格大概是8千美元,现在25美分,由于集成电路技术的进步,使得我们物品联网变得越来越容易,像一颗盐那么大的一个立方毫米的计算机包含了太阳能电视、薄膜电视、传感器、存储起,像一颗盐那么大的摄像头,有250×250象素的分辨率,像灰尘那么大的传感器,0.05×0.005毫米大小的传感器,具有温度、压力和运动检测和通信能力。因此,集成电路技术的进步,使得我们嵌入到物品里头的东西越来越多,当然可联网的消费者家居发展很快,像思科、IDC等公司,2015年会有150亿个物品联网,到2020年这个数据达到500个亿,如果回看2010年我们才20亿,也就是10年增加了20倍。目前来看,虽然已经不少的东西联网了,但是联网的物品只占所有物品的1%,就是说还有99%的没有联网,因此可以看出未来的潜力是很大的,我们可以看到所有的设备量,绿色的是计算机通信,浅蓝色是移动和媒体,浅绿是家居,底下是空调,实际底下这两部分都是物联网的部分,可以看到这个量是非常之大的。
当然,物联网产品是碎片化了,不同的产品它的规模相差很大,规模最大的是室内的LED照明的控制,还有智能电表,还有烟雾报警器,最近谷歌公司拿了30亿美元收购了美国一个恒温器和烟雾报警器的公司,就是做物联网,这个公司人不多,但是谷歌拿32亿美元去买他们,有人说谷歌马上要进入物联网的领域了,我们现在中国大量的是安防,当然在全球来看这个比例应该不是最高的,但是后面还有一些其他的应用。
物联网的产业规模,IDC认为,各个垂直行业的物联网产业跟服务市场之和,在前年就达到4.8万亿美元,到2020年有望接近9万亿美元,这里可以看到,中国应该说在规模总量来讲,在物联网来讲中国是仅次于美欧的第三大物联网应用的领域的地区。
全世界物联网的经济增加值,左边这个曲线可以看到2020年大概预计是1.9万亿美元,而且这个增长还是保持了比较高的速度,右边这个图,是增加值1.9万亿里面怎么造成的,制造业占15%,保健医疗站15%,保险占了11%,银行竞争占了11%,后面包括零售批发、计算机服务等等。工业的应用,还有我们医疗上的应用,将来是物联网很大的一个运动空间。很多公司将物联网列为影响今后3—10年的颠覆性技术,Gartner公司提出,2014年发布影响今后3年的10大技术,很多都是跟物联网有关的技术。麦肯锡公布,2025年12中颠覆性技术,物联网排在第三位。
国家在大力推动物联网的发展,国家出台了物联网健康有序发展的指导意见,去年9月份国家发改委牵头8个部委联合出台了10个物联网发展的专项计划,今年2月国务院马凯副总理召开了物联网的工作会议,全面部署物联网的推广应用工作,最近发改委即将启动物联网的重大工程项目2014—2016,其中有物联网应用示范的专项,物联网的传感器和N2N的专项,互联网的信息处理专项,还有物联网的开放体系架构专项。
最后,物联网的发展跟大数据、智慧城市、移动互联网和云计算技术是相辅相成的,物联网时代是大智移云时代的重要标志,是信息技术应用深化的重要体现。物联网是制造业,但更是服务业,物联网既支撑经济发展,又服务于社会管理、人民生活。物联网目前尚处于起步阶段,在技术、商业模式、行业准入等方面仍面临重大的挑战,但应用广阔、市场规模大、前景明朗。国家重视物联网的发展。
谢谢大家!