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物联网系列专栏文章7
物联网标准的关键点和大有作为之处是物物相连的数据表达、交换和处理标准以及相应的软件体系架构,这次物联网产业我国有机会和世界同步,像TD-SCDMA那样做出一批标准,不说引领潮流,至少也能有机会与发达国家坐到同一个桌子上参与博弈。
标准化之路任重道远
“一流企业做标准”,这是“地球人都知道”的业界共识,也是很多企业乃至一个国家战略层面想达到的制高点,但标准往往是在产业竞争和利益的博弈中产生的,没有足够的实力,包括财力物力和在业界领导潮流的影响力做支撑,很难做成。 标准有时和专利的作用一样,对于入围的企业来说,它的作用是给后来者设置了一个门槛以保持其在业界的领先地位。对于一个国家来说,他往往靠标准给外来者设置一个“壁垒”, 以合法的方式来保护本国企业利益或抢占先机。
标准有开放标准和事实标准,做标准的组织有官方的和非官方的、盈利的和非盈利的。开放标准往往由地方、国家、区域乃至国际的产业联盟来制定,图1(来自笔者曾任职的ORNL)展示了与IT产业相关的一些标准组织。 事实标准往往由盈利性质的企业来主导,通常是私有的,然而事实标准的拥有者往往无一例外都声称他们的标准是开放的。
有些企业靠做标准和配套的产品来生存,例如美国的Echelon和Qualcomm公司,Echelon是LonWorks标准的拥有者,他们成功地把LonWorks推广成为中国的国标(GB/T 20299.4-2006),Qualcomm 是CDMA等一系列无线通信标准和专利的拥有者,据说他们雇用的律师团队比工程师还多。这两个公司的标准都和物联网产业密切相关。
有些事实标准体现在产品中,看不见、摸不着,没有规范的文字描述,例如微软的Windows系统,靠既有的垄断地位独霸一个产业。Apple目前以移动应用为主的“开放”(对开发者的确是开放的,但技术和平台是不开放的)软件平台有可能是下一个赶超微软的有力竞争者。Salesforce基于云计算的SaaS平台也试图达到类似目标。由此可见,软件的力量是无穷的,笔者认为,物联网产业也有可能催生这样规模的平台,Apple和Salesforce的技术和业务模式值得物联网产业借鉴,前期文章中提到过的国内外的几家MMO(包括中国移动基于WMMP标准的M2M营运平台)其实已经采用了SaaS和云计算技术。
物联网产业在2010年的两会上成为热点话题,国务院总理温家宝在十一届全国人大三次会议上作政府工作报告时指出,今年要大力培育战略性新兴产业,加快物联网的研发应用,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一。许多代表都在呼吁物联网国家标准的建立,中国物联网标准联合工作组已在筹备成立中。
面对国家对物联网产业寄予的厚望以及目前轰轰烈烈、如火如荼的景象,物联网从业者们任重而道远,但这也许是应该冷静下来深入反思的时候了,切不可急于求成大跃进,需要扎扎实实做好各项工作。不过,面对厚望和机遇,我们也应该“趁热打铁”。
标准化的确是占领物联网制高点的关键,然而目前业界对物联网本身的认识还不统一,众说纷纭,还只是停留在战略性的粗线条层面,甚至是一些不切合实际的空头口号,实质性内容还远远不够。 哪些是物联网关键技术, 哪些是关键应用,哪些关键技术应该先突破,哪些关键应用应该先发展,目前业界还没有一致的观点,这些东西不统一,标准的制定必然会操之过急,即使定出来了可能也无实际意义。
数据交换标准是大集成的关键
物联网的本质是M2M,即机器和机器之间的通信,这里所讲的“机器”是广义的,它可以小到是一个“智能尘埃”,如RFID芯片或嵌入人体的生物传感器;大到是一列高速列车或航天飞机。M2M可以是P2P(一对一)的,也可以是多对一的——把所有末端连接到一个云计算中心的超级计算机上,实现大集成(Grand Integration)。
物联网的核心是实现大集成的软件和中间件,物联网在各行业的应用早已开始并普遍存在,如环保监测、安防消防联网、工业信息化等,目前的挑战在于按标准化的M2M软件技术实现这些已存在的和新建系统之间的互联互通,通过“管控营一体化” 和泛在的物物相连,实现高效、安全、节能、环保的和谐社会。
物联网标准的关键是基于软件和中间件的数据交换和处理标准。在物联网DCM三层体系中,感知层基于物理、化学、生物等技术和发明的传感器,标准多成为专利。而传输层的有线和无线网络属于通用网络,有线长距离通信基于成熟的IP协议体系,有线短距离主要以10多种现场总线标准为主,无线长距离通信基于GSM和CDMA等技术的2G/3G/4G网络标准也基本成熟,无线短距离通信针对频段的不同也有10多种标准,如RFID、Bluetooth等,建立新的物联网通信标准难度较大,可行性较小。
因此物联网标准的关键点和可以大有作为之处是物物相连的数据表达、交换和处理标准(如图2)以及相应的软件体系架构,很多人都看到了这次物联网产业我国有机会和世界潮流同步,我们有机会像TD-SCDMA那样做出一批标准,不说引领潮流,至少也能有机会和发达国家坐到同一个桌子上参与博弈。笔者认为,物联网的最大瓶颈既不是一些人说的IP地址不够问题,也不是一定要攻克下什么关键技术才能发展。三网合一、IPv6固然重要,但物联网的很多底层通信介质根本不能运行IP Stack,可以通过UID等软件标准解决。一些传感器和传感器网络关键技术的攻关也很重要,但那是“点”的问题,不是“面”的问题。大面上的问题还是数据表达、交换与处理的标准以及应用支撑的中间件架构问题。
数据交换标准主要落地在物联网DCM三层体系的应用层和感知层,配合传输层通道,目前国外已提出很多标准, 如EPCGlobal的ONS/PML标准体系,还有Telematics行业推出的NGTP标准协议及其软件体系架构,以及EDDL、FDT/DTM、 M2MXML、BITXML、oBIX等,传感层的数据格式和模型也有TransducerML、SensorML、IRIG、CBRN、EXDL、TEDS等等,目前的挑战是把这些现有标准融合,实现一个统一的物联网数据交换大集成应用标准。同方从2004年就开始研发这方面的产品和标准,推出了M2M物联网业务基础中间件产品和oMIX数据交换标准(产品中还实现了中国移动的WMMP标准)。但是一个企业的力量是有限的,既然物联网产业已经被提到国家战略的高度,笔者认为,如果国家能够整合资源,这个标准的建立就具备较大的可行性。在温总理号召下,如果以国家战略高度来推动物联网数据交换标准和中间件标准,一定能够很快(比制定其他通信层和传感器的技术攻关见效快)发挥整体效果,引领世界潮流,占领物联网产业制高点。不过由于其涉及面广、整体协调难度大,只有受到监管层和高层领导的高度重视,委托国家级的综合性物联网标准委员会具体实施才有可能实现这个目标。遗憾的是,目前的一些标准组织多半还是更多地关注于传输层标准,或行业应用标准,如RFID等,统筹能力不够,视野也不够宽。
基于数据交换标准的物联网应用框架
在新闻联播或一些企业网站上,我们经常会看到某领导人在视察某研究所或企业时手里拿着一个新产品或指着一个新设备,鼓励大家要坚持自主创新,攻克关键技术。这种场景和影响导致的结果是,如果被参观的企业拿不出几件“硬”设备放在那儿就脸上无光,更谈不上取得了什么成果,大部分做软件的企业因为拿不出“硬”设备而备受冷落,因为没有领导会耐心去听你的PPT介绍。这是一个巨大的误区,目前国际国内都在提“软实力”,对高新企业来说,软实力就是软件和其领导潮流的标准和理念,这是一场没有硝烟的战争,这里的“硝烟”不是指战场上的,而是指工厂冒出的“硝烟”。
在操作系统和数据库等基础软件领域,我们早已经失去了参与竞争的机会,在我国国土上运行的机器的“大脑”基本上都不是自己的。我们同样失去了参与中间件标准制定和市场竞争的最佳时间,从最早的Corba开放标准和系统,到微软的.Net DNA, 再到Java EE技术标准,这些都成了造就微软、IBM、Oracle、SAP等国外软件巨头统治地位的有力武器。 就算是大家眼里的“硬件”企业,Cisco等公司最值钱的东西不是我们看得见的路由器“硬盒子”,而是盒子里面的软件,华为是中国最大的软件公司,最值钱的也是它的软件和看不见、摸不着的网络协议“stack”。
智慧地球、泛在计算、物联网、云计算、SaaS、SOA等理念也是由IBM等一批软件公司首先提出和倡导的,同样充分说明了“软实力”的重要性。物联网产业发展的支撑力量是应用,而应用的核心是软件,应用软件要做大做强的关键是中间件和数据交换标准及其支撑架构。软件和中间件在中国一直不受重视,也许并不是领导层不知道它的重要性,而是业界和监管层没有让领导层知道如何重视、如何抓。 我们不知道如何做软件标准,主要还是因为没有做大做强的软件企业,在中间件标准、SOA/ESB、SaaS、云计算、OpenDoc等重要标准中,我们都没有能够像TD-SCDMA、 WAPI那样影响到巨大市场优势,失去了做出实质性贡献的机会,多半都是跟在别人后面“替人吆喝”。
前文谈到的物联网统一数据表达、交换、预处理标准的建立,首先需要定义一批XML数据表达与接口标准,然而更重要的是要开发出支撑这个标准的配套运行环境和中间件业务框架,使用户能够快速开发出垂直应用业务系统,让标准落到实处,推动产业高速发展。
如果不能制定出上述的统一数据交换标准,一个完整的物联网业务基础中间件平台将被迫支持所有的数据交换标准,或只支持相关行业的标准,专注特定的行业业务。如RFID中间件只支持ONS/PML等相关标准,这将重蹈以往“信息孤岛”的覆辙,是实现真正的物物相连物联网的巨大障碍。
作者简介
周洪波 1993年获瑞士苏黎世大学计算机科学博士学位,现任北京同方软件股份有限公司常务副总经理兼CTO,中国中间件协会副理事长,北京交通大学等校兼职教授。曾任美国橡树岭国家实验室研究员,并曾在美国IBM、BEA等公司担任高级技术和管理职务。
联联看
欧洲标准化组织
关注物联网
CCBN2010期间,欧洲标准化组织的专家Klaus Ziegler表示,标准化是全球需要的,目前欧洲标准化组织关注的主要领域是未来的互联网、物联网以及智能电网的发展。
Klaus Ziegler表示,标准化不仅是欧洲或中国需要的,也是全球需要的。特别是在数字化领域,必须找到在标准上协调统一的全球的解决方案。因为我们需要全球的合作、全球的贸易、全球的专利,所以我们需要一个全球化的解决方案。
三峡库区将投资
243亿建智能电网
为从根本上解决供电能力不足和安全可靠性低的问题,重庆市电力公司为加快电网建设,保障库区产业发展和城乡居民的用电需求,精心编制了《重庆三峡库区十年电网规划》。据了解,《重庆市三峡市库区十年电网规划》主要内容包括重庆市三峡库区国民经济情况、电网概况、中长期电力负荷需求预测、重庆主网规划介绍,以及2010～2020年重庆市三峡库区电网规划情况、逐年项目、投资需求等,并提出结论和建议。未来10年库区将投资243亿元用于电网建设,能够为库区经济发展、移民安稳致富提供可靠的电力保障。
下期预告
本期专栏概述了物联网标准化问题,分析论证了物联网DCM三个层面标准制定的必要性和可行性,指出数据交换标准的欠缺是物联网产业发展的最大障碍,同时也是最有可能获得成功、见效最快的突破口。在下一期专栏中,周洪波将探讨物联网与云计算、SaaS技术的相关性以及信息安全等问题。
物联网标准的关键点和大有作为之处是物物相连的数据表达、交换和处理标准以及相应的软件体系架构,这次物联网产业我国有机会和世界同步,像TD-SCDMA那样做出一批标准,不说引领潮流,至少也能有机会与发达国家坐到同一个桌子上参与博弈。
标准化之路任重道远
“一流企业做标准”,这是“地球人都知道”的业界共识,也是很多企业乃至一个国家战略层面想达到的制高点,但标准往往是在产业竞争和利益的博弈中产生的,没有足够的实力,包括财力物力和在业界领导潮流的影响力做支撑,很难做成。 标准有时和专利的作用一样,对于入围的企业来说,它的作用是给后来者设置了一个门槛以保持其在业界的领先地位。对于一个国家来说,他往往靠标准给外来者设置一个“壁垒”, 以合法的方式来保护本国企业利益或抢占先机。
标准有开放标准和事实标准,做标准的组织有官方的和非官方的、盈利的和非盈利的。开放标准往往由地方、国家、区域乃至国际的产业联盟来制定,图1(来自笔者曾任职的ORNL)展示了与IT产业相关的一些标准组织。 事实标准往往由盈利性质的企业来主导,通常是私有的,然而事实标准的拥有者往往无一例外都声称他们的标准是开放的。
有些企业靠做标准和配套的产品来生存,例如美国的Echelon和Qualcomm公司,Echelon是LonWorks标准的拥有者,他们成功地把LonWorks推广成为中国的国标(GB/T 20299.4-2006),Qualcomm 是CDMA等一系列无线通信标准和专利的拥有者,据说他们雇用的律师团队比工程师还多。这两个公司的标准都和物联网产业密切相关。
有些事实标准体现在产品中,看不见、摸不着,没有规范的文字描述,例如微软的Windows系统,靠既有的垄断地位独霸一个产业。Apple目前以移动应用为主的“开放”(对开发者的确是开放的,但技术和平台是不开放的)软件平台有可能是下一个赶超微软的有力竞争者。Salesforce基于云计算的SaaS平台也试图达到类似目标。由此可见,软件的力量是无穷的,笔者认为,物联网产业也有可能催生这样规模的平台,Apple和Salesforce的技术和业务模式值得物联网产业借鉴,前期文章中提到过的国内外的几家MMO(包括中国移动基于WMMP标准的M2M营运平台)其实已经采用了SaaS和云计算技术。
物联网产业在2010年的两会上成为热点话题,国务院总理温家宝在十一届全国人大三次会议上作政府工作报告时指出,今年要大力培育战略性新兴产业,加快物联网的研发应用,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一。许多代表都在呼吁物联网国家标准的建立,中国物联网标准联合工作组已在筹备成立中。
面对国家对物联网产业寄予的厚望以及目前轰轰烈烈、如火如荼的景象,物联网从业者们任重而道远,但这也许是应该冷静下来深入反思的时候了,切不可急于求成大跃进,需要扎扎实实做好各项工作。不过,面对厚望和机遇,我们也应该“趁热打铁”。
标准化的确是占领物联网制高点的关键,然而目前业界对物联网本身的认识还不统一,众说纷纭,还只是停留在战略性的粗线条层面,甚至是一些不切合实际的空头口号,实质性内容还远远不够。 哪些是物联网关键技术, 哪些是关键应用,哪些关键技术应该先突破,哪些关键应用应该先发展,目前业界还没有一致的观点,这些东西不统一,标准的制定必然会操之过急,即使定出来了可能也无实际意义。
数据交换标准是大集成的关键
物联网的本质是M2M,即机器和机器之间的通信,这里所讲的“机器”是广义的,它可以小到是一个“智能尘埃”,如RFID芯片或嵌入人体的生物传感器;大到是一列高速列车或航天飞机。M2M可以是P2P(一对一)的,也可以是多对一的——把所有末端连接到一个云计算中心的超级计算机上,实现大集成(Grand Integration)。
物联网的核心是实现大集成的软件和中间件,物联网在各行业的应用早已开始并普遍存在,如环保监测、安防消防联网、工业信息化等,目前的挑战在于按标准化的M2M软件技术实现这些已存在的和新建系统之间的互联互通,通过“管控营一体化” 和泛在的物物相连,实现高效、安全、节能、环保的和谐社会。
物联网标准的关键是基于软件和中间件的数据交换和处理标准。在物联网DCM三层体系中,感知层基于物理、化学、生物等技术和发明的传感器,标准多成为专利。而传输层的有线和无线网络属于通用网络,有线长距离通信基于成熟的IP协议体系,有线短距离主要以10多种现场总线标准为主,无线长距离通信基于GSM和CDMA等技术的2G/3G/4G网络标准也基本成熟,无线短距离通信针对频段的不同也有10多种标准,如RFID、Bluetooth等,建立新的物联网通信标准难度较大,可行性较小。
因此物联网标准的关键点和可以大有作为之处是物物相连的数据表达、交换和处理标准(如图2)以及相应的软件体系架构,很多人都看到了这次物联网产业我国有机会和世界潮流同步,我们有机会像TD-SCDMA那样做出一批标准,不说引领潮流,至少也能有机会和发达国家坐到同一个桌子上参与博弈。笔者认为,物联网的最大瓶颈既不是一些人说的IP地址不够问题,也不是一定要攻克下什么关键技术才能发展。三网合一、IPv6固然重要,但物联网的很多底层通信介质根本不能运行IP Stack,可以通过UID等软件标准解决。一些传感器和传感器网络关键技术的攻关也很重要,但那是“点”的问题,不是“面”的问题。大面上的问题还是数据表达、交换与处理的标准以及应用支撑的中间件架构问题。
数据交换标准主要落地在物联网DCM三层体系的应用层和感知层,配合传输层通道,目前国外已提出很多标准, 如EPCGlobal的ONS/PML标准体系,还有Telematics行业推出的NGTP标准协议及其软件体系架构,以及EDDL、FDT/DTM、 M2MXML、BITXML、oBIX等,传感层的数据格式和模型也有TransducerML、SensorML、IRIG、CBRN、EXDL、TEDS等等,目前的挑战是把这些现有标准融合,实现一个统一的物联网数据交换大集成应用标准。同方从2004年就开始研发这方面的产品和标准,推出了M2M物联网业务基础中间件产品和oMIX数据交换标准(产品中还实现了中国移动的WMMP标准)。但是一个企业的力量是有限的,既然物联网产业已经被提到国家战略的高度,笔者认为,如果国家能够整合资源,这个标准的建立就具备较大的可行性。在温总理号召下,如果以国家战略高度来推动物联网数据交换标准和中间件标准,一定能够很快(比制定其他通信层和传感器的技术攻关见效快)发挥整体效果,引领世界潮流,占领物联网产业制高点。不过由于其涉及面广、整体协调难度大,只有受到监管层和高层领导的高度重视,委托国家级的综合性物联网标准委员会具体实施才有可能实现这个目标。遗憾的是,目前的一些标准组织多半还是更多地关注于传输层标准,或行业应用标准,如RFID等,统筹能力不够,视野也不够宽。
基于数据交换标准的物联网应用框架
在新闻联播或一些企业网站上,我们经常会看到某领导人在视察某研究所或企业时手里拿着一个新产品或指着一个新设备,鼓励大家要坚持自主创新,攻克关键技术。这种场景和影响导致的结果是,如果被参观的企业拿不出几件“硬”设备放在那儿就脸上无光,更谈不上取得了什么成果,大部分做软件的企业因为拿不出“硬”设备而备受冷落,因为没有领导会耐心去听你的PPT介绍。这是一个巨大的误区,目前国际国内都在提“软实力”,对高新企业来说,软实力就是软件和其领导潮流的标准和理念,这是一场没有硝烟的战争,这里的“硝烟”不是指战场上的,而是指工厂冒出的“硝烟”。
在操作系统和数据库等基础软件领域,我们早已经失去了参与竞争的机会,在我国国土上运行的机器的“大脑”基本上都不是自己的。我们同样失去了参与中间件标准制定和市场竞争的最佳时间,从最早的Corba开放标准和系统,到微软的.Net DNA, 再到Java EE技术标准,这些都成了造就微软、IBM、Oracle、SAP等国外软件巨头统治地位的有力武器。 就算是大家眼里的“硬件”企业,Cisco等公司最值钱的东西不是我们看得见的路由器“硬盒子”,而是盒子里面的软件,华为是中国最大的软件公司,最值钱的也是它的软件和看不见、摸不着的网络协议“stack”。
智慧地球、泛在计算、物联网、云计算、SaaS、SOA等理念也是由IBM等一批软件公司首先提出和倡导的,同样充分说明了“软实力”的重要性。物联网产业发展的支撑力量是应用,而应用的核心是软件,应用软件要做大做强的关键是中间件和数据交换标准及其支撑架构。软件和中间件在中国一直不受重视,也许并不是领导层不知道它的重要性,而是业界和监管层没有让领导层知道如何重视、如何抓。 我们不知道如何做软件标准,主要还是因为没有做大做强的软件企业,在中间件标准、SOA/ESB、SaaS、云计算、OpenDoc等重要标准中,我们都没有能够像TD-SCDMA、 WAPI那样影响到巨大市场优势,失去了做出实质性贡献的机会,多半都是跟在别人后面“替人吆喝”。
前文谈到的物联网统一数据表达、交换、预处理标准的建立,首先需要定义一批XML数据表达与接口标准,然而更重要的是要开发出支撑这个标准的配套运行环境和中间件业务框架,使用户能够快速开发出垂直应用业务系统,让标准落到实处,推动产业高速发展。
如果不能制定出上述的统一数据交换标准,一个完整的物联网业务基础中间件平台将被迫支持所有的数据交换标准,或只支持相关行业的标准,专注特定的行业业务。如RFID中间件只支持ONS/PML等相关标准,这将重蹈以往“信息孤岛”的覆辙,是实现真正的物物相连物联网的巨大障碍。
作者简介
周洪波 1993年获瑞士苏黎世大学计算机科学博士学位,现任北京同方软件股份有限公司常务副总经理兼CTO,中国中间件协会副理事长,北京交通大学等校兼职教授。曾任美国橡树岭国家实验室研究员,并曾在美国IBM、BEA等公司担任高级技术和管理职务。
联联看
欧洲标准化组织
关注物联网
CCBN2010期间,欧洲标准化组织的专家Klaus Ziegler表示,标准化是全球需要的,目前欧洲标准化组织关注的主要领域是未来的互联网、物联网以及智能电网的发展。
Klaus Ziegler表示,标准化不仅是欧洲或中国需要的,也是全球需要的。特别是在数字化领域,必须找到在标准上协调统一的全球的解决方案。因为我们需要全球的合作、全球的贸易、全球的专利,所以我们需要一个全球化的解决方案。
三峡库区将投资
243亿建智能电网
为从根本上解决供电能力不足和安全可靠性低的问题,重庆市电力公司为加快电网建设,保障库区产业发展和城乡居民的用电需求,精心编制了《重庆三峡库区十年电网规划》。据了解,《重庆市三峡市库区十年电网规划》主要内容包括重庆市三峡库区国民经济情况、电网概况、中长期电力负荷需求预测、重庆主网规划介绍,以及2010～2020年重庆市三峡库区电网规划情况、逐年项目、投资需求等,并提出结论和建议。未来10年库区将投资243亿元用于电网建设,能够为库区经济发展、移民安稳致富提供可靠的电力保障。
下期预告
本期专栏概述了物联网标准化问题,分析论证了物联网DCM三个层面标准制定的必要性和可行性,指出数据交换标准的欠缺是物联网产业发展的最大障碍,同时也是最有可能获得成功、见效最快的突破口。在下一期专栏中,周洪波将探讨物联网与云计算、SaaS技术的相关性以及信息安全等问题。