一、物聯(lián)網(wǎng)的概念

(一）眾說紛紜的物聯(lián)網(wǎng)概念

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

但是物聯(lián)網(wǎng)沒有統(tǒng)一的定義，至今還是眾說 紛紜的局面。有的認(rèn)為RFID(射頻識別)互聯(lián)就是 物聯(lián)網(wǎng)，有的認(rèn)為傳感網(wǎng)絡(luò)就是物聯(lián)網(wǎng)。筆者認(rèn) 為一種M2M派系的物聯(lián)網(wǎng)概念還是較為先進(jìn)的， 它認(rèn)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。

更具時代進(jìn)步意義的一種物聯(lián)網(wǎng)概念認(rèn)為：物 聯(lián)網(wǎng)是通過RFID即射頻識別技術(shù)、紅外感應(yīng)器、 全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約 定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，來進(jìn)行 信息傳感和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟 蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。這種物聯(lián)網(wǎng)的概念一 般稱為 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

暫且不去理會物聯(lián)網(wǎng)定義的內(nèi)容是什么，只 看物聯(lián)網(wǎng)的名字The Internet of things，直接翻譯過來的意思就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。物物相連 的互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)然包含兩層功能：其一，物聯(lián)網(wǎng)的核 心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延 伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)，互聯(lián)網(wǎng)本身已經(jīng)覆蓋了全球的 每個角落所有在此基礎(chǔ)上的展開的物聯(lián)網(wǎng)自然 就覆蓋了全球每個角落。其二，其用戶端延伸和 擴(kuò)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(xiàn)這個功能就必須有兩個系統(tǒng)一傳 感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和物品識別系統(tǒng)。

現(xiàn)在公認(rèn)的比較實(shí)用的識別系統(tǒng)就是上面說 到的射頻識別系統(tǒng)(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)是人類又一個信息存儲與傳播的偉大 創(chuàng)造，稱為第五次信息革命?；ヂ?lián)網(wǎng)自人類歷史 上出現(xiàn)被稱為發(fā)展到現(xiàn)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(xiàn)在已經(jīng) 完全改變?，F(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)是全球性的，這就 意味著我們目前使用的這個網(wǎng)絡(luò)，不管是誰發(fā)明 的，它是屬于全人類的，越來越多的人加入到互 聯(lián)網(wǎng)中、越來越多地使用互聯(lián)網(wǎng)的過程中，也會 不斷地從社會、文化的角度對互聯(lián)網(wǎng)的意義、價 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，正是這兩個先決條件 促成了立足于工業(yè)生產(chǎn)、面向消費(fèi)人群的物聯(lián)網(wǎng)以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)發(fā)展起來。

RFID是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的又一個重要基石。RFID 是 Radio Frequency Identification 的縮寫，即射頻識別技術(shù)。RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)是利用電磁能量 實(shí)現(xiàn)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(dāng)中，微芯片 會向掃描器自動發(fā)出產(chǎn)品的序列號等信息，而這 個過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，正被越來越多的人認(rèn)為是條形碼技術(shù)的取代 者。RFID最早出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代，直接繼承 了雷達(dá)的概念，成為那個時代科學(xué)技術(shù)發(fā)展最重 要的成就之一，時至今日RFID產(chǎn)品越來越完善， 也越來越得到廣泛采用，不管是運(yùn)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(dāng)成熟。

隨著社會的發(fā)展，文明的不斷進(jìn)步，作為物 聯(lián)網(wǎng)主體的人類所創(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。 不管是基于哪種類型傳感器組成的網(wǎng)絡(luò)，還是基 于多種類型傳感器組成的網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)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 還是無法滿足物聯(lián)網(wǎng)不斷擴(kuò)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(xiàn)狀決定了當(dāng)今物聯(lián) 網(wǎng)的幾個特性：其一，物聯(lián)網(wǎng)還停留在比較狹小 的幾個領(lǐng)域，而且各個領(lǐng)域中的物聯(lián)網(wǎng)被割裂成 幾個獨(dú)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(dāng)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）基于人工的流水線作業(yè)

人工的流水線作業(yè)非常直觀，筆者不舉實(shí)際 的例子，以一個電影的鏡頭來解釋。讀者一定都 知道卓別林的《摩登時代》這部黑白無聲電影， 電影中的一個重要場景就是三個工人在流水線上 拼命干活，如果讀者對這個鏡頭有影像就非常容 易理解一人工的流水線作業(yè)有兩個要點(diǎn)：分工、 重復(fù)勞動。

(二）基于自動化的流水線作業(yè) 流水線本身大大提高了生產(chǎn)效率，而且流水 線一旦剔除人工實(shí)現(xiàn)自動化，效率就進(jìn)一步提高 了，但是流水線本身簡單的流程就變得非常復(fù)雜。 不管是哪一種功能流水線，要實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)就 或多或少的都提出了對傳感器網(wǎng)絡(luò)的需求。

假設(shè)一個自動化流水線：產(chǎn)品包裝自動化流 水線，其生產(chǎn)的過程完全是按照固定的程序，那 么在最后區(qū)分合格品與不合格品也是要通過不同 的傳感器來識別，最常見的區(qū)分合格不合格品的 方式，就是在流水線的最后加上基于稱重技術(shù)的 分選流程。這個假設(shè)中，僅僅還是以稱重傳感識 別為基礎(chǔ)組成的傳感器網(wǎng)絡(luò)，還不足以和物聯(lián)網(wǎng) 有關(guān)系，但是如果在流水線的包裝過程中加入更 多的傳感器組成基于多種類型傳感器的傳感器網(wǎng) 絡(luò)，將原料到成品過程的各種數(shù)據(jù)匯總到工控機(jī)， 由工控機(jī)控制整個生產(chǎn)過程，整個系統(tǒng)就有了物 聯(lián)網(wǎng)的雛形，如果再將所有數(shù)據(jù)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(dá)到了物聯(lián)網(wǎng)的所有要求。

(三）基于地磅的無人值守系統(tǒng)

的無人值守系統(tǒng) 在稱重領(lǐng)域，我司針對不同行業(yè)的特殊需求 開發(fā)過多個無人值守系統(tǒng)，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(tǒng) 和在系統(tǒng)內(nèi)部做到數(shù)據(jù)采集交換功能，實(shí)現(xiàn)在系 統(tǒng)內(nèi)部的物聯(lián)網(wǎng)功能。同時系統(tǒng)中有專門的數(shù)據(jù) 集控中心，將數(shù)據(jù)傳送到企業(yè)數(shù)據(jù)庫中，系統(tǒng)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(shù)據(jù)交換，從而實(shí)現(xiàn)真正意 義上的連接物聯(lián)網(wǎng)。

筆者在這里對我司開發(fā)的無人值守系統(tǒng)做一 個簡要的介紹。

我司作為稱重領(lǐng)域內(nèi)的領(lǐng)軍企業(yè)，開發(fā)的無 人值守系統(tǒng)已經(jīng)符合物聯(lián)網(wǎng)的基本要素，在小范 圍內(nèi)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的功用。系統(tǒng)主要是由地磅、計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、自動車牌識別系統(tǒng)、 視頻監(jiān)控系統(tǒng)、射頻讀卡器系統(tǒng)、信號燈、道閘 及稱重系統(tǒng)管理軟件等組成的一套綜合管理系統(tǒng)，在傳統(tǒng)的地磅的基礎(chǔ)上，加裝硬件和軟件 管理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)其功能。

整個系統(tǒng)由四部分組成，分別是空車除皮管 理系統(tǒng)、裝料管理、出廠結(jié)算管理系統(tǒng)和集控管 理中心，其中集控管理中心又與企業(yè)數(shù)據(jù)庫鏈接。 整個銷售環(huán)節(jié)可實(shí)現(xiàn)除進(jìn)廠制卡和結(jié)算等環(huán)節(jié)需 要人員在集控中心操作，系統(tǒng)維護(hù)需要人員外， 其余全部由系統(tǒng)自動完成，無需人員干預(yù)。這樣 可以減少很多操作人員，而且可靠性和稱量效率 可得到很大的提升，具體流程如圖2所示。

集控中心負(fù)責(zé)入廠的制卡、發(fā)卡、出廠結(jié)算 時的發(fā)出卡回收以及現(xiàn)金收取外以及整個系統(tǒng)運(yùn) 行狀態(tài)的監(jiān)控外，其余環(huán)節(jié)均實(shí)現(xiàn)無人值守的自 動化運(yùn)行。通過集控中心的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)實(shí)時數(shù)據(jù)的采樣、存儲和送監(jiān)視系統(tǒng)顯示； 實(shí)現(xiàn)銷售記錄的存儲和和統(tǒng)計(jì)，并與企業(yè)數(shù)據(jù)庫 連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的備份和共享。

集控室的布局，如圖3所示。

(1）系統(tǒng)各個部分的功能 空車除皮管理?？哲嚱?jīng)除皮管理系統(tǒng)排隊(duì)除 皮，并其他相關(guān)的皮重、車號、貨號和裝載量信息錄入集控中心的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根 據(jù)這些信息設(shè)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)來的數(shù) 據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，等待車輛裝料。

已除皮車輛到指定裝載點(diǎn)，經(jīng)裝料系統(tǒng)身份 核對和其他相關(guān)信息確認(rèn)后，自動或經(jīng)集控中心 發(fā)命令啟動裝貨，到設(shè)定的裝載量后自動關(guān)閉， 停止裝載，并記錄最終裝載重量，數(shù)據(jù)回傳集控 中心。

出廠結(jié)算管理。出場結(jié)算要求對已裝載的車 輛過集控室，進(jìn)行身份識別，磅號等信息進(jìn)行核 對，裝載量復(fù)秤核對。核對無誤后進(jìn)行結(jié)算，結(jié) 算完畢，收款放行。對于信息不符和的不給予結(jié) 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(jiān)控、管理、控制、調(diào)試和最終的數(shù)據(jù)管理和 處理，并將所得的數(shù)據(jù)傳送到企業(yè)的數(shù)據(jù)庫中， 實(shí)現(xiàn)此處的數(shù)據(jù)共享。

數(shù)據(jù)的管理和處理是集控管理中心的一項(xiàng)很 重要的工作，包括將數(shù)據(jù)分類進(jìn)行存儲、統(tǒng)計(jì)。 并實(shí)現(xiàn)把各類型的數(shù)據(jù)生成報表，方便查閱和管 理。預(yù)留互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)端口，隨時可以和互聯(lián)網(wǎng)交 換數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成熟的前提下可以隨時成為 廣域物聯(lián)網(wǎng)的一部分。

(2） 系統(tǒng)的工作流程

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

裝料管理具體操作。車輛上秤報警開始，儀 表開始檢測車輛是否完全上秤（車輛是否完全通 過紅外光幕），檢測通過，報警停止。過磅人員進(jìn)行刷卡操作，把卡中的信息讀入稱重儀表。車牌 識別系統(tǒng)對車牌進(jìn)行識別，并把車號數(shù)據(jù)發(fā)稱重 儀表。稱重儀表兩個車號信息進(jìn)行核對，核對正 確，儀表控制啟動裝料。

這樣做可以防止在加料之前有人調(diào)換車輛， 或調(diào)換卡片等舞弊情況的產(chǎn)生，如果數(shù)據(jù)核對不能 通過，則不能裝料，在整個過程中都有視頻監(jiān)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(jié)算時 進(jìn)行復(fù)查。這時儀表控制道閘打開、放行。車輛 完全下秤，道干自動關(guān)閉，等待下一輛車的到來。

出廠結(jié)算管理具體操作。當(dāng)重車磅信號燈綠 燈亮?xí)r，重車可以上秤，等車輛完全上秤（車輛 完全通過紅外光幕）信號燈紅燈亮，過磅人員交 還卡片。車牌自動識別系統(tǒng)對車號進(jìn)行識別，司 磅員對交還的卡進(jìn)行刷卡操作，對卡中存的車號 數(shù)據(jù)和剛剛識別的車號進(jìn)行核對，除此以外還要 對裝載的重量進(jìn)行復(fù)查，同時對貨號等數(shù)據(jù)進(jìn)行 核對。以上信息核對無誤后，計(jì)算機(jī)提示可以進(jìn) 行結(jié)算收款，并打印出相關(guān)的單據(jù)。結(jié)算完成以 后，司磅員控制計(jì)算機(jī)打開道閘放行。車輛完全 下秤后，重車磅信號指示燈亮綠，道干關(guān)閉，等 待下一輛車的到來。對于核對不能通過的車輛， 不予結(jié)算放行，要查明原因后在做處理，同時要 有存底和視頻監(jiān)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)又是未來互聯(lián)網(wǎng)的一個 組成部分，未來的物聯(lián)網(wǎng)中的“物”都具有標(biāo)識、 物理屬性和實(shí)質(zhì)上的個性，使用智能接口，實(shí)現(xiàn) 與信息網(wǎng)絡(luò)的無縫整合。隨著稱重技術(shù)以及各種 傳感技術(shù)的發(fā)展，傳感器網(wǎng)絡(luò)會不斷的普及，從 而支持著物聯(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，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(dǎo)、協(xié)調(diào)、咨詢和服 務(wù)，幫助會員向政府反映企業(yè)要求；協(xié)調(diào)企業(yè)與 企業(yè)之間的關(guān)系，加強(qiáng)技術(shù)合作、產(chǎn)品流通，消 除惡性競爭；監(jiān)督會員正確執(zhí)行國家的法規(guī)制度， 規(guī)范行業(yè)發(fā)展；通過會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(yùn)作等，推進(jìn)物 聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)品的應(yīng)用，推動中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī) ?；?、協(xié)同化發(fā)展。

物聯(lián)網(wǎng)的一個方面是可以提高經(jīng)濟(jì)效益，大 大節(jié)約成本。另一方面可以為全球經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇提 供技術(shù)動力。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)和信息化部會同有關(guān)部 門，在新一代信息技術(shù)方面正在開展研究，以形 成支持新一代信息技術(shù)發(fā)展的政策措施。