1、嵌入式系统联谊会物联网、云计算与嵌入式系统 (1)2011-03-23 18:56:18 来源:EEWORLD “嵌入式系统联谊会物联网、云计算与嵌入式系统和高校教育主体讨论会”实录（上午）实录日期：2010-12-04 实录时间：9:00-12:00何小庆：各位老师啊，我们先开始吧。就是因为我们今天上午安排的发言比较多，还有部分的朋友还在路上，还有三位发言人也还没看到。那个我想我们先不等了，我们开始的话，中间还有十五分钟休息。各位老师朋友们大家上午好，我是何小庆，受嵌入系统联谊会的委托，主持这次会议，感谢大家在这个寒冷的日子周末的时间参加嵌入系统联谊会 2010 年度最后一次活动。我看到来宾
2、当中许多都是很熟悉的朋友，也有不少新的面孔。这说明了联谊会已经成长了，得到许多朋友的关心，这里也离不开大家的支持。谢谢大家！2010 年很快就要过去了，在这几年当中信息产业里面最热闹的有三件事情，一件就是物联网，一件就是云计算，这两件是跟我们的会议主题相关的。还有一件事情呢就是好像没什么关系其实也是有些关系的就是iphone。最近这个 iphone 很热闹，搞得联通,工信部,海关和老百姓都关心这个事情。其实这个跟这个云计算和物联网都是相关的，因为网络吧这个手机跟我们的日常生活都联系起来了。今天呢我们讨论这个物联网和云计算是以教育科研和嵌入系统工作者的角度看待这个技术和产业，希望能够探讨如何把机
3、遇变成机会。上午我们一共邀请到七位发言人，后来又增加了一位就是电子学会，希望来介绍一下他们物联网专家委员会的一些工作，联谊会觉得跟我们的主题非常贴近。这七位给我们做一个发言。联谊会原来有一个传统就是做自我介绍。看上午可能不成了，因为像我们如果自我介绍完了呢半个小时一个小时就没有了。我想下午的话呢，就是留下来的我们进行讨论和引导发言的时候，来做自我介绍。今天的话，就是到会的话除了发言人之外，有我们联谊会的委员，有许多学校的长期支持我们联谊会的老师，也有来自于行业协会和学会的代表，还有一些知名企业的一些代表，以及支持我们联谊会的这个七家合作媒体的代表。那我们上午的主题发言就开始首先第一个发言的话就
4、请这个何立民老师发言，他的题目是关于物联网的十点看法从嵌入式系统看物联网欢迎何老师。何立民：今天在座的都是专家，那么今天跟物联网有关的这些关于教育方面的问题。我觉得物联网热闹一段以后，那么就要冷静下来思考很多问题，特别我们嵌入式系统跟物联网关系很大。怎么从嵌入式系统的角度看待物联网愿意提十点看法。二十分钟，希望主持人到二十分钟立刻让我停止。最后一个演讲的压力挺大的。物联网是一个无限大的领域，形成多学科的一个融合的情况。嵌入式系统是物联网平台的半边天，应该有自己的视角和话语权。同时也应该了解其他学科对物联网的诠释。在物联网教育里头有我们要对物联网有深层的、准确的、科学的全面的了解。所以我觉得话咱
5、们物联网教学里头，可能弄清一些观念对老师来讲是很重要的。首先第一个就是，物联网不是未来的概念也不是炒作的概念。我愿意提一个小科技大科技小概念大概念的这么概念。如果把学科领域中的某一个科技当作一个小科技。当科技突破某个学科领域进入到多学科的发展时代，就应该是大科技。所以大科技要有大概念、整体概念、领军概念，使相关学科有个统一的奋斗目标。上世纪八十年代我们知道有个“星球大战” 。 “星球大战”以后呢也引发了欧洲的尤里卡计划、中国的“863”计划、日本的技术振兴计划，这都是一种概念它带来一些效果。所以我们说在我们领域里头，比如说从互联网出“信息高速公路”到互联网到物联网到云计算，以及我们原来从单片机
6、到嵌入式程序系统，都是由一个小概念或者小科技发展到大概念大科技。这么一个过程。所以在进入一个大概念大科技的领域的话，都应该综合各个视角，来了解准确地理解这些概念。第二个就是，嵌入系统应该有这个自己的语言和话语权。嵌入系统是物联网平台的半边天，但是现在我们发现在初期的很多物联网专家都提到物物相联，这是每个人都会提到。但是很多人没有谈的是，怎么实现物联？很多人谈到电子标签这东西，甚至有些传感器专家说，没有传感器就没有物联网。但是他都没有提到中间这个环节，就我们怎么实现物联。你电子标签怎么与互联网相连，你传感器离开嵌入系统你就是孤零零的一个东西。所以要有自己的话语权，必须了解自己的历史有自己的视角，
7、才可能有自己的发言权。第三个呢，物联网不是互联网的延伸。有专家把物联网看成是互联网的延伸，这样实际上是把一个互联网到物联网的本质飞跃给掩盖了。如果把它看成是互联网的延伸，会掩盖这种本质性的变革，既不客观也不利于物联网的健康发展。所以我们应该这么理解，互联网是信息网，物联网是物理网。互联网可以不实时，物联网中很多物联网事件必须有很强的实时性要求。互联网可以没有时、空标记，物联网中很多物联网事件要求有公证效力时、空标记。第四个，我们要了解物联网的技术发展过程。我们可以把从半导体集成电路 50 年代 60 年代发展起来的，半导体集成电路一直到我们现在物联网云计算。它整个历史发展过程我们回顾一下，可以
8、用这么一个图来表示。也就是说半导体集成电路基础上，我们出现了微处理器。微处理器它是一个智慧内核，在这个基础上它出现两大分支。一大分支就是通用微处理器，它出现了通用计算机，通用计算机往互联网发展。另外一大分支就是说嵌入式处理器，然后是嵌入式系统，在嵌入式的局域网，这个局域网实际上是可以把这个理解成是局域物联网。然而在高级阶段上是互联网和局域物联网它构成了一个无处不在的物联网。那么物联网它有一些基本的元素，在物联网的基础上它实现了云计算的服务。第五个我们讲，物联网有三个源头。这三个源头它是什么？是智慧源头、网络源头、物联源头。智慧源头呢，我们可以把智慧源头看作处理器，它是一个智力内核。这个智力是归
9、一化的智力内核。2006 年有人统计全球有 500 多亿个微处理器有 8 亿多台个人电脑。2006年当然计算机个人电脑都是单核的，也就是说还有 4800 多亿个微处理器，就是嵌入式系统。IBM 把物联网诠释成智慧地球，指出了物联网一个重要的特征就是它的智慧的特征。所以物联网基础上的云计算将人类带入到一个什么时代？只有想不到没有做不到的时代。这个说法过去认为太狂妄，现在认为不狂妄了。我们会发现，很多东西只要我们能想到我们就能做到。第二个是网络源头。网络源头有两个，一个是互联网一个是局域物联网。在物联网具体运用里头，会突出局域物联网系统，比如智能家居、智能电网、城市交管、超市物流、交通票务等等。这
10、都是物联网里头的一些局域的网络，所以它网络的源头应该有两个。所以我们谈物联网的网络源头的时候，不能忽视各种嵌入式的局域网。我们过去这么多年来，一直搞的那个这种总线的局域网一直到现在的无线的传感器网络等等。物联源头呢，物联源头应该是嵌入式系统。30 多年前嵌入式系统还是在单片机的领域的时候，那么我们知道嵌入式系统它本身的诞生，就是物联需求而诞生的。所以嵌入式系统为物联提供了最完善的界面，即物理参数的感知、物理对象的控制、人与物的交互、物和物的交互。那我们用这么一个图。这个图是我 20 年前在单片机应用系统设计里头，提到的一个单片机应用系统。它有四个通道也就是前向通道、后向通道、人机通道、相互通道
11、。那么前向通道它是一个物理参数的感知。后向通道它是一个物理对象的控制。人机通道是一个人和物的交互。那么相互通道它是物和物的交互，所以物联源头。第六个概念呢是，物联网的概念应该进一步细化。我们不能老是谈物联网物联网，这个太大了。你谈物联网的时候，你必然要谈到很具体的东西。所以我们应该把物联网细化成物联网、物联网系统与物联网事件这三个概念。物联网是一个无限大的时空领域，有无限大的平台构建和平台应用领域，人们没有办法在一个无限大的概念中探讨它的发展应用。所以我 们探讨物联网的时候，必然是探讨物联网领域里具体的应用系统，比如智能家居系统、城市交管系统、交通票务系统等等。所以我们要研究的时候，都是在一个
12、具体的物联网系统里头。我们从事的也是这个领域。物联网事件是物联网系统的具体事件的进程，如某个智能家居的自动火灾报警啊，它是物联网智能家居系统里的一个具体的物联网事件。当然我们现在智能家居还有些环节还达不到物联网的要求。第七个，我们应该归纳出物联网中的一些基本元素。也就是说物联网那么大而且有很多不同的物联网系统，有很多物联网事件。那么应该把里头的普遍性的、一般性的、共同性的东西抽象出来，归纳出一些基本元素。也就是说物联网系统物联网事件都是在这些元素里头折腾来折腾去，比如说物联网存储、物联网的控制、物联网的管理、物联网的感知、物联网交互等等。第八个是，物联网的扇形产业模式。有的专家提出，我们将来物
13、联网里头应该有很明确的分工。也就是说物联网的平台构建和物联网的平台应用是分离的。少数企业从事物联网平台构建，大多数企业在系统平台上实现物联网系统的创新应用，比如物联网银行、物联网医院，它有专门的平台构建、维护、升级的精英团队，其它的实现在具体环境中的具体应用。那么过去我在文章中提出一个山寨化医院的概念，山寨化医院就是物联网医院。物联网医院有望从根本上解决看病难的问题。九，时空公证性是物联网的国家基础建设。物联网的事件的时、空公证性，是物联网的基础建设，应该有全球性的标准规范和法律认同，都是法律上认可的。我们可以找出很多物联网的基础建设。但是时空公证性是物联网应用中的重要的基础性技术要求。因为很
14、多物联网事件都要求对物联网事件发生的时间、地点提供有效的法律公证。从技术上没有什么问题，因为 GPS 提供了物联网事件的准确的时、空标记。目前就是要以法律的手段或者有些电子化的行为为时、空标记提供公证效力，这个应该是国家公共基础建设。第十，物联网和云计算的关系。可以这么来看，物联网和云计算是一个事物的两个方面。物联网是智慧地球，云计算是智慧服务；物联网是基础平台，云计算是软件服务；物联网是物质基础，云计算是上层建筑，所以云计算是物联网时代全方位、无限时空的全球化服务体系。我想将来有机会的话是不是在明年适当时机，咱们搞一次小型的有关物联网很细致具体的学术讨论会。这就是我十点看法，这有参考文献，其
15、中有两本是书，有三篇文章。大家可以找到，如果找不到的话可以从我们网站上，放到我们的网站上下载。好。谢谢大家。何小庆：谢谢何老师的发言，何老师新出了一本书，在联谊会有，谁要的话可以找我。下面欢迎马老师，马老师发言的题目是条形码、RFID 和物联网 ，马建国老师是天津大学电子信息工程学院的院长， 博士生导师，长江学者。马老师还有一个特别的工作，就是和电子协会的物联网专家委员会还有几个相关的学术部门在成立一个有关于物联网教学指导委员会的筹备组。今天到会的许多从事物联网学科建设的老师可以在会下和马老师一起交流。那我们欢迎马老师。马建国：谢谢常晓明老师的邀请和联谊会两位何老师的安排。首先我想说我自己不是
16、嵌入式系统的专家，基本很少涉及这个东西。今天到这里来是和大家交流一下我对物联网的看法。刚才何老师也说到关于物联网教育的问题，现在先做一点小小的广告。大家知道今年教育部批准了物联网及相关专业，大概 700 多家高校的申请，最后有 28 家高校报的物联网工程专业获批，有五家高校报的是传感网，总共是 33 家。学校依托来说大概有 70%的专业依托在计算机学院、30%依托在电子信息工程学院。而计算机学院上头是靠的是教育部的计算机科学与技术教育指导委员会。电子信息工程学院上面是电子信息与电子科学教育指导委员会。所以大家可以想见基本上物联网专业的设置跟大家对物联网的感觉是一样的，都是雾里看花。所以为了大家
17、统一起来共同协调如何建立这样一个专业的方向或者课程等等，就由电子协会还有计算机科学与技术教育指导委员会、电子信息与电子科学教育指导委员会的共同指导和支持下，就组建了一个全国高校物联网及相关专业教学指导小组。第一次的工作会议在天津大学召开，是 8 月 30 号。然后我们请的是李明院士做顾问，姚健全老师做顾问，还有北邮的杨校长做顾问、北京交大的原谭校长做顾问。12 月 21 号在无锡开第二次工作会议，第二次工作会议一个议题是讨论物联网工程专业应该教些什么样的课，因为大多数的学校在明年将招第一批学生。个别学校把今年一零年进来的学生明年直接转到物联网专业作为二年级学生。所以现在基本上大家对于上什么课都
18、是不同的学校不同的名字不同的安排，可是专用名称是一样的，所以大家需要来讨论一下。第二个就是关于教材的建设等问题，欢迎大家在 12 月 21 号到无锡来一起讨论这样的事情。我首先从条形码来开始讨论这样一个故事。其实条形码是很早很早就有的这样一个想法。条形码大家都知道被称为 20 世纪影响人类生活跟科技发展巨大发明之一。可能有很多老师也都知道，其实它最早是 1948 年提出的一个概念，在美国一个连锁店的老板到某大学找院长，说“你能不能给我建立一个系统，这个系统把我这些货物能够信息化来管理” 。这个院长说是这个东西没有科研价值，我们学院对它不感兴趣，就拒绝了。正好有一个老师在学院里头听说了这个事情，
19、就告诉了 Norman Woodland。然后他们两个觉得这事可以来试一试，所以他们就开始做。在 1952 年他们申请了美国专利，就是我们现在条形码最早的原型。它 1973 年进行了一次新的改进。从条形码的发展可以看出我们对于物的信息化的需求由来已久，在 62 年前就有了这样一个需求。而随着科技的发展，我们可以逐渐满足这些需求。但是全球化以后，物品越来越多。条形码存储量不够用了。于是我们就采用 RFID 解决存储问题。RFID 主要是帮助我们利用电子存储信息提供海量存储的机会，然后利用各种技术来实现。下面简单介绍一些 RFID 的简单应用，这些大家都知道了，这是普通条形码，然后我们连通 RFI
20、D。RFID 具有这样一些关键的技术，利用无限射频的模式实现了无线连接的识别，主要就是内在一些各种各样的存储和嵌入式的系统。对于这样一个 RFID，我们可以看到，除去可以代替一些简单的条形码功能以外，还给我们提供了更大的空间。因此我们看到，它首先做一个标识，然后做一个新的分类，使我们能够迅速在各行各业得到广泛的应用。这是一个应用 RFID 前后的一些比较，可以看到简单的条形码已经不能够实现这个功能，原因就是我们不能够实时地无线地对条形码进行识别，而 RFID 可以做到这一点。但它的本质其实和条形码没有太大区别，就是给一个物加了一个标识，而标识的空间也就是存储空间可以做的很大。新加坡不停车收费标
21、准，这个系统是世界上第一个做出来的，也是好几年的运行了。可以看到，利用 RFID 以后，整个的效率提高了，尽管它不可能直接带来钱，但它省了钱。这是沃尔玛对 RFID 的期望值，福特在北美生产已经用 RFID 来控制，甚至小物件的企业 Gillette 在北美的生产线也广泛使用了 RFID。这是一个简单的发展过程关于 RFID 的，由于美国国防部大力推动，现在 RFID 是很有潜力的十大科技之一。到了2016 年，RFID 在全球将会占据超过 260 亿美金的市场份额，这也使得大家都进入市场来。有人说 RFID 也是物联网，其实我们回过头来看 RFID 的发展过程，我们希望找到一种解决的方式来替
22、代条形码存储量不够的问题。因此我们就用我们的电子存储简单的代替了条形码的纸质存储。这是我们第一代的 RFID，它只是为了一个标识而已。当我们有了一个海量的标识以后，同时它又是一个相对无线方位来做不算很严格可以读写这样一个工具，因此对我们提供了大量的其他的空间来进一步改善我们条形码所面对的巨大的问题。我们条形码所面对的第二个问题，就是广义上的数据碰撞。刚才说了，我们送一个快件的话上面贴了那么多的条形码，都是从不同的公司贴上去的，不同的用途。当用一个条形码读写的时候会发现很多很多的数据，我们要判断哪个数据是我们所需要的数据。而在传统的条形码里头我们是不可能改变这种现状的，因为不可能重写，也不可能加
23、一些字头或者其他手段来识别它，来去掉多余的信息。但是，当我们有了 RFID 以后，有了海量的大存储，我们就可以使得 RFID 拥有一个防冲突的算法空间，我们在里头加了一个执行器，所以这是第二代。当我们有了执行器以后，发现我们还有很大的空间来继续利用 RFID，如果我们把RFID 本身再加上信息的获取或者部分信息的获取就是 3G，有了 3G 以后，就可以和读写器进行通讯，甚至可以实现它们不同 time 之间的通讯，因此就到了第三代 RFID。它用传感与数据处理功能实现了数据的交互，这已经是条形码所不具备的功能。当有了交互功能以后，如果我们把传统的条形码是纯粹无源被动的，到了 RFID 开始也是无
24、源的，如果把它变成主动的，也就是它可以主动去交互，主动地告诉我们一些数据的话，那么我们就到了第四代的 RFID，它就可以实现有选择的监控跟数据的处理及通讯等等。而这个时候，已经从原来的传统的 application 脱离出来。当主动以后，我们发现嵌入式的处理功能还有很强大的功能没有开发出来，如果开发出来后，使一个 pad 和 reader 都变成一种所谓的智能化，想要你告的时候你就告，不想要你告的时候就不告，我们就把物理世界转化为数字世界，就构成物联网的发展。在这个过程中，依赖硬件的发展，硬件系统越做越小，每一个子系统的功能越做越大。后面讲的 iphone，已经脱离了电话的功能，iphone
25、总是有一个设备的问题，刚才我手机在这里四五次没有信号我讲了 RFID 和物联网的关系，我们看一下互联网跟物联网的关系。我们现在仔细回忆一下互联网的发展，在 1990 年以前就不管了，从 95 年前后有了互联网，看一下当时的互联网是干什么的呢？它主要干两件事：一件是收取邮件，第二件是 Browser。有人说互联网是把人联系起来了，互物联网是把我们的 pc 连接起来了。而 pc 是人用的，因此通过 pc 间接把人联系了起来。当把人与人联系起来以后，我们又想把人与服务联系起来。当服务联系起来，需要有人管服务。于是有了 serveice connect。而这个服务又需要定位，需要个性化，就把我们的社区
26、联系起来。就构成了物联网。什么是物联网呢？其实众所纷纭。到现在也没有一个标准的定义。ITU 提出来“anything anytime anyplace connected”，我总结就是这样几个关键：一个是要能提取信息下来，然后把它分类，然后传送、分析。这是从硬件角度看的。然后在物联网里头就有两个核心的技术。第一就是嵌入式的智能，把人嵌入到机器里头，嵌入到每一个节点、每一个物件、每一个地方上。第二个无线。所以物联网的特性就是让我们的物会说话。但是当信息连接网络以后，又会出现信息的泄露问题。因此在物联网设计时必须考虑信息安全与隐私问题。这里我们有几个 challenge。首先就是我们要把什么给连起
27、来。总共有四个 challenge，但是我记不起来了。真不好意思。由于时间关系，就给大家介绍到这，谢谢大家！（掌声）何小庆：谢谢马老师精彩的发言。马老师讲的是 RFID 的发展，特别是智能化之后连接通讯的问题。那么现在我们听一下魏洪兴博士的发言，他发言的题目是互联网 IP 标准的初探 。他是北航机械工程自动化学院副教授，魏博士的另外一个身份是中国电子协会的嵌入式系统专家委员会的秘书长。魏洪兴：今天在这里跟大家交流一下，因为我本身对物联网也不是很熟，包括 IP 也不是很熟，主要是最近做了一些工作和这方面有一些关系，所以今天提出一个概念就是说关于物联网里基于 IP 技术的一个互联的一个考虑或者一个
28、讨论，主要有两个出发点，两个问题呢引起的这样的一个讨论。第一个呢是，因为实际上我是在做机器人的技术的，那么我们目前正在做的一个工作呢是希望实现机器人构建的标准化，那么对于机器人来讲它其实是一个很典型的或个智能机器人很复杂的设备，这里面有很多感知，还有很多驱动控制，那么就相当于很多部件了对吧？我们希望能把很多部件快速连接起来，然后构建成一个智能机械系统，因为从我们国家发展来说，可能十二五也好，服务器是一个重要发展方向，其实服务器可能和其他的系统不太一样，它从开发，周期还有彼得系数上还是比较复杂，尤其现在有很多机器人的基本构建还不是标准的，因为可能以前有一个概念微软提出来的“家家都有机器人” ，那
29、么其实就是希望机器人未来像微机一样构建，那么希望把机器人标准的构建起来，那么所有机器人的部件呢都像 PC 机里面的这样的一些板卡啊显卡啊这样标准的接口，这是一个很好的想法，但实际上这件事情构建起来还是有难度的，比如现在我们来做一件事情，从机器人所有部件的连接点来讲，其实最初的想法就是两种，一种呢我们对它的硬件接口的标准化，希望有一个标准准线，我们称之为硬总线。当然这里面的总线就很多了，比如说 can 总线啊、以太网啊等等都可以作为这种总线，还有一种就是从软件角度实际上呢是中间件，我们机器人领域里可以叫它软总线，我们是在整个做的过程中发现一个问题就是从这个软件的角度相对容易统一，因为这里面可能就
30、是现在有一些技术可以参照，但是从硬件的角度来说，这个难度很大。因为现在这个行业也好啊，包括现在这个总线也好啊，各种东西的标准太多，即使机器人人领域里，包括在自动化领域里同样的这个我就以数控系统为例，数控系统大家知道国家的四专项，那么当时实际上也支持了数控总线的一个重大的项目，有几个企业参加，希望建立数控总线的标准，但结果是什么呢，结果大概可能就是在内部讨论的时候，每一企业都有自己的构建标准，很难达到统一，这里面实际上就涉及到了企业的利益，我觉得这也是一件很难协调的 事情。有时候我们在做这些事情时候，也会遇到这样的事情，让所有的构建有一个标准的接口进行快速互联。另外的一个问题可能更大的问题 ，因
31、为刚才讲的机器人的问题可能是学科面临的一个小问题，如果从更大的问题角度来讲，我觉得物联网上也存在这样的问题，物联网可能说所有的物体都要联网。我们说物联网现在和互联网不太一样。物联网都是到终端的。物联网里包括各种各样的网络，包括大家熟悉的 WSN(无线传感器网络 )，但是我觉得从概念的角度来讲也不能排除一些有线。甚至大的概念推广下来，以后这些工业里的总线都可以把它成为物联网的一部分。但这里面复杂的一点可能都要说网络太多了，那么最终呢可能都要连接到这个 Internet 上面，这里面大量的网络面对一个些协议转换包括我们这个互操作问题，这是很严重的问题，就是怎么来解决这个问题，我觉得以后在物联网时代
32、可能是一个重点考虑的一些重要的挑战吧！关于这个物联网，现在的概念很多，包括刚才马教授讲的也很清楚，其实这个物联网呢其实也可能重要的一点就是一个物，什么是物，什么样的物体 不能说什么样的物体都能联网。所以说物联网里面也应该有这样一个概念，也就是关于这个智能对象的概念，那么就是说在物联网里面这个物应该是所谓的一个概括的 smartobject 智能对象，这个智能对象呢实际上包括何老师讲的概念就是包含 RFID，也包含智能传感器。这里面我觉得也包括的一个就是智能驱动器，就是既能感知也能控制，由于有时候还要在线的对它进行一些感知、控制处理，而且包括集成比如 RFID 啊，智能传感器啊，智能驱动器啊集成
33、在一起的技术，所以基于这样一个考虑，那么 smartobject 基本是包括了现在所有的这样一个就是网络应用里面的一个典型的一个像普适计算、嵌入式系统、移动计算等等，都在里面包括，所以我们认识很重要的一个点就是这个物呢就是 object。当然从物联网应用来就是说多种多样的，可能极大地对现在的工业啊包括智能电网啊，包括智能家庭啊还有智能城市啊，智能建筑啊，智能农业啊等等都有很大的应用，还有从国内国外都一些典型案例也都出现，包括在刚刚很多报告里进展也都介绍过了，我这里主要是以比如说大家比较熟悉的无线传感器网络这个来探讨一下，由于在这个无线传感器网络里来探讨一下比如说由于在无线传播网络里比如说 IE
34、EE802.15.4 这个协议联盟里面实际上也是有很多的标准，我们就说标准很多，包括网络标准。这里面包括 ZigBee，包括各种各样的其他的标准但是这些标准可能说它的这的物理层和电路层都是 802.15.4 协议，但在上层呢由于不同的应用。我觉得这个并不是由企业特征所决定，但是由于应用在不同的环境，不同的环境对网络有不同的要求，所以形成了不同的网络标准。但是这里面有一个很重要的问题，各种各样的网络标准，因为有的是私有网络，有的是半封闭网络，甚至很少有这种全开放的网络，因为这里面涉及到安全啊各方面的问题，这个问题呢实际上就是很多企业再推这种产品，比如说现在某个企业都已经把这个像 ZigBee，还
35、有一些协议啊都固化到芯片里面去了，我觉得这是一个很好的应用事情，但是呢这个东西呢也是限制了，就是说这种企业推广这种协议栈，包括其他的也一样，都存在这样的问题，那么我们如果在不同的协议栈之间的相互访问就存在一些问题，那就需要一些大量的协议转换，实际上协议转换在物联网上，大家有很多都是互联网、网络方面的专家，对这个也比较熟悉，那么这个早就存在是吧，就是因为在不同的物理环境下，我们说不同的网络协议存在是有这种需求的，但是不同的网络存在如果都要连到互联网上，就涉及到协议转换问题，但是我们考虑到在物联网，网络连接的对象，包括 smartobject，这个规模远远大于互联网的规模了，因为如果所有的物都要联
36、网的话，可能是现在联网对象的几倍、几十倍、上百倍甚至几千倍。那么这种大规模的无联网的网络里面，如果我们要进行协议转换有很多重要的问题了。首先是网络技术构建，比如现在的运营商、电信运营商，他们都在铺这个网络，这个可能是固定的一个重要的一个成本投入，还有就是这个系统在以后运营过程中成本也是非常高昂的，因为问题很多，因为太普遍了，甚至是民用化，甚至涉及到各个行业，甚至于以后确定好战略后都要进行投资，还有就是这里面有一些技术问题，不同网络之间的协议包括，你肯定不能进行互相访问的，如果要进行协议转换的话，也存在问题，当然包括安全的问题，所以物联网里也希望有一些类似于统一的一个东西，当然不是从物理层，比如
37、从应用角度有没有一个统一的标准和协议。实际上从这个标准协议，如果说支持所有标准的协议应该具有这样几个特点：首先它应该是开放的，就是可以满足所谓的互操作性、降低成本。那么在这个角度讲，目前在 WSN这些网络标准里面应该都不符合这个要求。还有一个就是它应该非常灵活，从应用角度比如各种媒介，我们说无线网是一种，比如有线光纤，还有其他的一些物理媒介，它都能支持，还有呢所有的硬件平台都更广泛的支持它还有就是高连接性，以后是否能实现即插即用。实际上谈到这个角度，目前只有一个标准能够达到这个要求，实际上就是 IP，在应用的程度上大家基本上都是以 IP 为基本的网络标准做传输。IP 有几个这样的好处，包括我们
38、前面说的这种标准的应用，而且处于以后大家考虑的一些安全性的问题已经得到了一些验证，那么倾向的一个考虑呢，现在在国际上有一些比如说 smartobject 智能对象联盟、也是08 年组建，我只能简单的介绍一下，这个工作是这样几个方面，首先就是促进全球智能对象的联网技术，实际上就是物联网的技术促进这样的一个网络标准的发展，而且主要基于考虑一个特点，IP 能够实现智能传感器和其他网络直接互联到 internet，就不需要再做中间这样的一些转换了，而且关键的一点是对于物联网里面，虽然它是 smartobject 但是它的规模、速度、甚至处理器性能应该都是，因为价格比较低一点嘛，所以说都是非常有限的，那
39、我们说复杂的一句，支持是很关键的一点，它要求非常轻量级的一个协议栈，比如它能够降低处理器的速度和内在系统的要求，应该是几 K 的 RAM，几 K 的 Flash 要求，还有基于 IP 无线传感网络的应用应该也会得到发展，现在这个标准实际上 IEEE 是一个开放的标准，那么实际上国内有一些高校也在研究这个事情，另外它是低能耗的，而且自动路由，这样的一个工作呢实际上是 08 年 4 月份有几个专家开始讨论这样一个概念那么到 08 年 9月成立了一个 IPSO 智能对象联网的联盟，到 09 年 3 月正式成立联盟，而且思科啊、英特尔等国外企业都加入这里面，当然这个工作刚刚开始，并没有说形成真正的标准
40、，刚开始一些初步的工作。那么我们今天还要讨论的是 IP 在 802.15.4 无线网络应用的一些关键的技术要点，那么这里也简单的交流一下，因为这个 IP 的协议的处理包还是比较大的，802.15.4 由于处理系统有限，在这里面如何用还是一个关键的问题，各种网络分层，基层的网络标准里面，物理层和数据链路层，支持各种协议标准，通过无线的、有线的，像GPS、802.11。那么这是在这个网络标准里面支持的各种物理层和链路层各种标准，那么如果在这种基础上我们再支持这种无线传感器网络，如 802.15.4 这种标准的话，那么现在提出来的这种标准如果支持的话还是有技术问题的。首先，要把 IP 标准协议直接移
41、植到802.15.4 基本的物理层和电 路层这种协议框架中，它的优点还是有很多的，比如：功耗，802.15.4 的标准和现在的wifi802.11 的标准相比功耗可能只是它的百分之一，因为它不需实时都打开工作，它基本上都是一些 8 位、16 位的单片机在上面工作应用。关于具体的一些要点还是比较复杂的，我简单的介绍一下初步的观点，首先就是在针头协议的处理上，802.15.4 标准，它整个最大可传输的是 128 个 byte，但对于 IP 协议包的数据头就是 4 个 byte，而且他的整个 IP 通讯数据包是 1280 个 byte，它有着很大的不兼容性。首先要解决针头的问题 40 个 byte
42、怎样将它缩小到 3 个 byte，它里面有一些可以借用的问题，发现 IP 协议，802.15.4 协议针头有很多共同的地方，源地址啊、目的地址啊、长度等等这些也都是一样的，这些也都是可以共享的，通过这种很简单的简化，可以把 IP 的 40 个 byte 针头缩减到 3 个 byte 针头，这是一个很好的方案。比如 IP 这种 1280 个 byte，这种数据传输，怎么让它在 WSN 网上进行传输，那么这里面就要进行把这个网络分包分片，就是一些网络分包分片的标准，还有就是关于自动路由的问题，路由也一样，路由的话，我们说这个因为无线网络传输，因为WSN 是短距离无线通讯，而且是通过通道传输的，实际
43、上 IP 是完全符合这个特点，包括无论是在网络网上传输，还有路由传输，IP 都能达到这种要求，ISPO 这种网络标准可以支持这种网状传输，基于自动路由的协议标准，还就是介绍两个很重要的技术，一个就是超轻量级的 IP 协议栈，因为以前大家嵌入式的，我们说 LoWPA 是一个轻量级协议栈，在广泛应用。现在比如说物联网要在 WSN 这种超轻量节点上运行的话，还有一个超轻量级的协议栈，它和这个 LoWPAN 更有一些进步，它有 1K 的 RAM 容量和几 K 的 rom 的需求，以前它在操作系统方面具有不同的项目可以讲，还有一种呢就是 UIP 轻量级协议栈，它也是支持完整的网络传输辅助工具，比如 IP
44、 ICMP UDP TCP 等都支持而且它可以支持操作系统而且也可以没有操作系统进行运行。另外一个重要的工作就是支持这种轻量级 IP 的操作系统，因为如果 IP 没有操作系统的话作做起来还比较吃力，还有一个 Contiki 系统，04 年开发的，就是一个开源操作系统，它完全支持 UIP,在 802.15.4 上应用都是 Contiki 操作系统，而且已经在 430 等这样的一些处理系统的应用，那么基于 UIP 和 Contiki 操作系统，现在可以做到代码指数可以做 11K，RAM 可以做到 2K 左右，这样绝大多数的结点，都可以支持 Contiki 和 UIP 操作系统加协议栈的组合。现在再
45、说一下未来应用，这又再回到我说的机器人的应用，因为我刚才提到通过 IP 可以实现互联，现在我们也是希望通过这种方法构建一个操作系统，标准化，如果我们可以在软件的角度来看的这个问题，我们有这个通用的软件组件，有一些专用的软件组件，提这个概念的目标是什么呢？实际上是希望对于同样的机器人结构，不同的异构机器人结构，比如这是一个工业机器人结构，这是一个简单的教学机器人，他们的总线是不一样的，但是我们希望基于 IP 标准构建的话，可以在软件的角度采用同样的应用程序来实现这两个机器人的构建，我想这个工作可以在物联网的角度上做一下拓展，因为我记得某老师给我发了一个邮件说可能以后物联网里结点占百分之八，后台处
46、理占百分之九十，甚至更多，标准的这个之后，可能对未来云计算的处理接口应用可能会带来很大的好处和便利。好，我的介绍就到这里，谢谢大家！何小庆：今天讲的这个通讯上的用 IPv6 技术，也给嵌入式系统的朋友的发展开辟了一个方向。我知道在美国有一家公司，他原来是搞 IP v6 协议的，现在好像已经有一些 LOWPAN商用产品。那么下面的话，我们请就是我们上半部分的从事物联网方面的，在我们上半部分结束之前，我们请这个王新霞，她呢就是代表电子协会介绍关于物联网方面的工作。王新霞是电子协会物联网方面的副秘书长，我们欢迎。王新霞：谢谢何老师，谢谢这个有机会呢能够有这么一点时间来跟各位在做的各位专家各位老师能够
47、沟通和汇报一下电子协会这一年多以来在物联网这个专业领域的一些推进的工作和我们的一些思考。我的介绍分为这么几大块，是 4 部分以及我们学会的一个简单介绍，然后专委会的工作思路还有我们 10 年的工作介绍和 11 年的工作展望。电子学会可能我刚才了解了一下，在座的可能很多老师都是云计算、嵌入式和物联网相关的非常密切的一些专业的，来自这些专业领域。可能对电子学会会稍微知道一些。学会呢是一个就是在这个学会类的机构里算比较年长了，因为是五几年就酝酿要成立，然后 62 年才正式批复的，现在大家会非常熟知的比如说通信协会、计算机协会以前在八几年的时候可能因为那个时候在这方面的产业不是很发达所以是电子学会的一
48、个分会，所以协会在这个里面是属于年龄比较大的老大哥了，那我们现任的理事长是吴基传部长，副理事长有一些院士或者是一些现职的电子这一块的领导或专家。然后会员人数现在有，今年上半年拿到的数据看有将近 13 万其中会员有多少千的这个企业会员我这就不是特别清楚了，然后分会的专委会比较积极，现在大概有 44 个专业分会，有 10 个专委会。专委会这个组织类型在电子学会来讲，它是属于分会的前身。你可以把它理解为分会的前身，但是不是所有的专委会都会成为分会，但是说当专委会相关的产业获得了很好的发展，比如说向我们的嵌入式专委会推荐成为一个分会。学会的主要业务领域是按照中国科协和我们的主管单位工信部的要求，大概分
49、为科普出版、学术交流，还有等等一些这种学术团体的传统的核心的业务。这是我介绍的我们专委会的一个情况。我们从 09 年的 7、8 月份开始，其实学会在 07 年在工业部新时代融合的时候呢就已经在探讨这个工业化融合的话题。到 09 的时候，温总理的讲话使得概念更多的定位在物联网这个词以及作为一个全民普及。所以基于学会这么一个技术的传统和产业的基础，我们成立了专委会，大家可以看看专委会的责任委员是院士。那么委员我这里有个名单，委员会有这么一些院士和校长然后还有来自企业界的一些代表，那么委员将近 40 位。像在座的魏洪兴老师、马建国老师都是我们专委会的委员；我们还有一些来自企业界的代表，这是我们专委会的组织名单。这份委员的名单还会有不断地更新，但是会比较慢了，就是会有一些新人加入像现在张成海司长也是我们的副主任委员在，这是刚加入的。这是专委会的一个组成。那么今年的工作我跟大家简单的汇报一下。一个是 6 月 29 号的物联网大会，可能在组的有些老师也参加了这个大会。那么像吴部长，奚部长他们都是比较支持，他们还有一个专门的讲话。我们在网上都有相关的信息，就是他们关于这次物联网方面的讲话。这次大会的现场，大概有 1300 人的参会规模，那么这是吴部长和奚部长到会。除了这个大会以外，专委会的成立和大会的召开可以作为电子行业在物联网领域做的一个开始，那么接下来在吴院士
