2013年1月12日 星期六

User Behavior Modeling and Prediction by Mining Multiple Information Sources in Mobile Social Network Space


課程: 論文研討()
日期 : 2013/01/04
時間 : 13:50 ~ 15:30
學生 : 資傳研二 溫千力
演講者成功大學 曾新穆教授

心得報告

這次演講是介紹在社交網路中利用資料探勘來了解使用者的行為,以此進行下一步處理動作。而資料探勘(Data Mining)是統計領域中充滿挑戰的新學門,在電子記錄龐大存檔資料中採掘有用訊息,取代不少傳統資訊蒐集方式;資料探勘主要的技術有關聯(Association)、分類(Classification)、叢集(Clustering)、因果(Sequencing)四大類。關聯法則分析即是在交易商品間找出相互關係。分類的技術為一種監督式的學習,即其訓練資料的類別為事先已知。叢集技術則為非監督式學習,其能在未知分類類別的情形下將資料自動分類分群,主要有階層式及分隔式兩種方法。
    近年來由於社交網路市場的競爭激烈,發展即時性的行銷活動及客戶服務,成為網站經營者提昇競爭力的主要考量,而如何有效從大量資料中擷取出不明顯、事前未知且可能有用的資訊,又是其中重要的成功的關鍵因素之一。因此應用資料探勘技術在社交網路的行銷模式,以找出社交網路的內部資料成為有用的行銷內容,並透過E-mail、手機、PDA方式進行適性化行銷。

海量資料:行動運算的最後一塊拼圖


課程論文研討()
日期 : 2012/12/28
時間 : 13:50 ~ 15:30
學生 : 資傳研二 劉浩瑋
演講者 : 國網中心 王耀聰

心得:
海量資料一詞出現於資料探勘的領域
海量資料含括六個維度:
1.      資料複雜度Complexity
2.      資料驗證Validation
3.      資料族系Lineage
4.      資料多樣性Variety
5.      資料數量 Volume
6.      資料增加率Velocity

三個特性:
1.      巨量 – 海量資料的特色就在於: 龐大。 企業資料包羅萬端,很容易便達到數兆位元組(TB),甚至千兆位元組(PB)之譜。 
2.      即時性 – 海量資料通常具有時效性,一旦串流至企業便須立即使用,方能發揮其最大價值。
3.      多樣性 – 海量資料的範疇不僅止於結構化資料,還包含各類非結構化的資料: 諸如文字、音訊、視訊、點擊串流 (click stream)、日誌檔等等。

當雲端可以乘載這些資料的同時,這些以往不被關注的資料,可以被整理出來滿足各式各樣的目的,十分具有商業價值。

PPT-CAMSHIFT的物件追蹤方法

CAMSHIFT的物件追蹤方法http://image.slidesharecdn.com/camshift-130111190520-phpapp02/95/slide-1-638.jpg?1357953014

Bag of block - Based visual words for Image retrieving and classification


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課程: 論文研討(一)
日期 : 2012/11/16
時間 : 13:50 ~ 15:10
學生 : 資傳研一 周書暐
演講者 : 郭忠民 教授 

 


  這次來的教授是從義守大學來的教授,在從高鐵站載她到學校的途中跟他聊了很多,包括他以前打過籃球呀之類的,更沒想到這麼巧的是,今年的大資盃就辦在義守大學,也正是我們會去參加的比賽之後,不過還不確定有沒有報名,若能成功報名出團去義守大學打排球的話,也算是一種緣分。

  教授顏講的是對於圖片檢索的一個做法,其中他說到了SIFT,這是我隔壁同學辛彥德之前再動手製作的,但是演講教授說這個做法在對於圖片檢索上,並沒有那麼必要,反倒是利用微觀與巨觀的角度去檢索一張當作收詢的圖片,把該圖片歸類到某一總色系裡面,再由像是圖片中的東西或是地平線的位置來去做有效的查詢到想要照片的功能,反倒不需要做到SIFT對很多個點做方向性的判斷,是個很了不起的研究。
  也利用了實驗去驗證此效果的方法,雖然會有些微的錯誤率,但幾乎每個研究都不可能達到百分之百的完美,因為對於電腦來說,兩張不一樣的圖畫成了資訊,對電腦看起來就是一樣他就認為是一樣,不像我們人腦一樣能分辨說,這張藍色的是瀑布,這張藍色又有綠草的也是瀑布,對電腦來說有藍又有綠,藍色多了一點綠色多了一點,都是一個很明確的質,所以也才有人做了人工智慧這一塊,但其實這一塊跟演講者這邊不算是完全沒有關係,但真正的去學過之後才了解,所謂的人工智慧,就如同SIRI,是一大堆的資料和RULE,一大堆的決策跟法則,對於電腦單調的處理加上一些"變數"。

Introduction to Distance Metric Learning



Introduction to Distance Metric Learning


課程: 論文研討(一)
日期 : 2012/12/21
時間 : 13:50 ~ 15:30
學生 : 資傳研 周書暐
演講者 : 海洋大學資訊工程學系 張欽圳


       

  已有單類分類算法通常採用歐氏測度描述樣本間相似關係,然而歐氏測度有時難以較好地反映一些數據集樣本的內在分佈結構,為此提出一種用於改善單類分類器描述性能
的高維空間單類數據距離測度學習算法,與已有距離測度學習算法相比,該算法只需提供目標類數據,通過引入樣本先驗分佈正則化項和L1範數懲罰的距離測度稀疏性約束,能有效解決高維空間小樣本情況下的單類數據距離測度學習問題,並通過採用分塊協調下降算法高效的解決距離測度學習的優化問題。學習得到的距離測度能容易地嵌入到單類分類器中,仿真實驗結果表明採用學習得到的距離測度能有效改善單類分類器的描述性能,特別能夠改善覆蓋分類的描述能力,從而使得單類分類器具有更強的推廣能力。

        現有一類分類算法通常採用經典歐氏測度描述樣本間相似關係,然而歐氏測度不能較好地反映一些數據集樣本的內在分佈結構,從而影響這些方法對數據的描述能力,提出一種用於改善一類分類器描述性能的高維空間一類數據距離測度學習算法,與已有距離測度學習算法相比,該算法只需提供目標類數據,通過引入樣本先驗分佈正則化項和L1數懲罰的距離測度稀疏性約束,能有效解決高維空間小樣本情況下的一類數據距離測度學習問題,並通過採用分塊協調下降算法高效的解決距離測度學習的優化問題。學習的距離測度能容易的嵌入到一類分類器中,仿真實驗結果表明採用學習的距離測度能有效改善一類分類器的描述性能,特別能夠改善SVDD的描述能力,從而使得一類分類器具有更強的推廣能力。

資通信與雲端運算發展之探討





資通信與雲端運算發展之探討


課程論文研討()
日期 : 2012/12/07
時間
 : 13:50 ~ 15:40
學生 : 資傳研一  周書暐
演講者 : 
中華電信總公司客服處處長 簡志誠


  「雲端運算」=「網路」=「網路運算」。「雲端運算」不是「新技術」或「技術」。「雲端運算」是一種概念,代表的是利用網路使電腦能夠彼此合作或使服務更無遠弗屆。在實現「概念」的過程中,產生出相應的「技術」。

  隨著Google在去年初宣布於台灣啟動「「雲端運算」學術計畫」,「「雲端運算」」這個聽來帶點浪漫色彩的科技名詞立時席捲各大媒體版面。 眾多網路公司以及「網格運算」服務都搶搭順風車,聲稱他們的服務也屬於「「雲端運算」」。但是,只怕很少人能夠聽明白他們口中的這朵「雲」代表著什麼玄 機,以及它究竟要做什麼「運算」。
所謂「雲端」其實就是泛指「網路」,名稱來自工程師在繪製示意圖時,常以一朵雲來代表「網路」。因此,「「雲端運算」」用白話文講就是「網路運算」。舉凡運用網路溝通多台電腦的運算工作,或是透過網路連線取得由遠端主機提供的服務等,都可以算是一種「「雲端運算」」。
  所以說,「雲端運算」其實不是新技術,更嚴格的說,甚至不能算是「技術」。「雲端運算」是一種概念,代表的是利用網路使電腦能夠彼此合作或使服務更無遠弗屆。而在實現「概念」的過程中,才會產生出相應的「技術」。
「雲端運算」的概念事實上也不算新,其本質大抵承襲自「分散式運算」(Distributed Computing)以及「「網格運算」」(Grid Computing)這兩位老前輩。在進一步窺探雲中的奧秘之前,先讓我們來認識其源頭。
  所謂「分散式運算」,顧名思義,就是將大型工作區分成小塊後,分別交由眾多電腦各自進行運算再彙整結果,以完成單一電腦無力勝任的工作。最著 名的例子莫過於1999年啟動的「SETI@home計畫」。該計畫利用超過500萬名參與者的個人電腦的空閒時間進行分析無線電訊號的運算,以期能找出 外星生物。
  而「「網格運算」」則是分散式運算加以延伸的一支,其主要特點在於將各種不同平台、不同架構、不同等級的電腦透過分散式運算的方式做整合運用。所謂的「網格」指的則是以公開的基準處理分散各處的資料。
  由此觀之,「雲端運算」與「網格運算」並沒有顯著的不同。的確,兩者都是分散式運算的延伸,唯獨「網格運算」著眼於整合眾多異構平台,而「雲端運算」則強調在本地端資源有限的情況下,利用網路取得遠方的運算資源。


IaaS代表的是提供電腦運算基礎設施,包括伺服器(Servers)、網路設施(Network equipment)、記憶體(RAM)及儲存硬體(Disk)CPU、資料中心設施等等。

PaaS 代表的主要是在於提供一個開發平台,給開發人員更大的彈性依不同需求客置化 Web Applications。然後使用者或客戶端藉由 Internet 即可使用,無須軟體的下載與安裝,包括開發人員,IT 管理者,使用者等皆可以享用此平台提供的好處。

SaaS 是一種軟體應用和提供模式。在此模式中,應用軟體是由服務提供商(Service Providers)所控管,將軟體及應用程式以網路服務形式進行,提供使用者和客戶按需(on-demand)軟體應用服務。在使用者及客戶端,無須安裝、維護、更新應用軟體和硬體設備。

如果對以上的分類不甚清楚,研調機構Gartner將他們分為兩類:

 
第一種雲端運算,叫「雲端服務(cloud computing services):有些網路服務,透過一個瀏覽器,透過互聯網來存取、來操作、來服務,譬如Salesforce.comCRM工具,或是Amazon EC2的空間服務,這一類的「雲端運算」可視為Grid computingSaaS的自然延伸,使用者完全不必去擔心擴充的問題,遠端自然會幫你將該需要的伺服器或資料庫都準備好,使用者只要放心的把東西丟到網路上、丟往遠端的服務商即可。

第二種雲端運算,叫「雲端技術(cloud computing technologies):藉由網路採用多台電腦一同運算、儲存、相互備援,譬如可以將基因圖譜定序、DNA解碼等,又譬如SkypeBitTorrent以點對點(P2P)的方式運作,它主要是在技術方面運用到「雲端」的概念,這種雲端運算就屬於雲端技術的範疇。

 
  雲端最著名的一個技術就是,多螢一雲,這是什麼意思呢?在資傳系被IEET評鑑的時候那個八股的評審委員竟然問出了這個問題,當場打死了一堆大學部的同學,但研究所的吳同學,不甘示弱的以他豐富的知識去做回應。沒錯的,就如你字面上所看到的,螢就是螢幕,雲就是雲端,利用雲端去同時結合多個螢幕,如電腦、手機、電視等,說到這裡又帶到一個題外話,當時委員問了吳同學說除了以上三種螢幕之外你還有想到哪些螢幕,學長回答目前只想到這些,委員便說像是IPad也算是一種,難不成?委員是蘋果迷?還是什麼時候平板電腦不再屬於電腦了,上過技概的各位應該都懂,所有的電腦或是手機都只是一個微處理機,一個計算機,是吧!
  好那回正題,雲端是一種概念,一種新潮的概念,幾乎什麼事情都能跟雲端扯上邊,而這應該也正是未來的趨勢了吧。


 附圖為如同委員的標準蘋果迷的多螢一雲

海量資料:行動運算的最後一塊拼圖

海量資料:行動運算的最後一塊拼圖

課程: 論文研討()


日期 : 2012/12/28

時間 : 13:50 ~ 15:30

學生 : 資傳研一 周書暐

演講者 : 國網中心 王耀聰





2007年,IDC預估

2010年會成長六倍

(相較2006年)

2006 161 EB

2010 988 EB (預測)


2006 161 EB

2007 281 EB

2008 487 EB

2009 800 EB (0.8 ZB)

2010 988 EB (預測)

2010 1200 EB (1.2 ZB)

2011 1773 EB (預測)

2011 1800 EB (1.8 ZB)

海量資料泛指單一資料集大小介於數十TB至數PB的資料。

多個檔案,容量10TB 一個資料庫,容量10TB 一個檔案,容量10TB


海量資料的六個維度

1.資料複雜度Complexity

2.資料驗證Validation

3.資料族系Lineage

4.資料多樣性Variety

5.資料數量 Volume

6.資料增加率Velocity


用雲掌握資料,加以分析,形成智能給端用

雲端設計新思維:的智能來自於的服務


總觀來講,現代社會的資料量大幅暴增,資料儲存技術以及運算技術也大幅增高,世界超級電腦泰坦也出現,雲端服務的快速收尋與超大量資料庫確切著反映著現代社會的變遷,從以往的3.5磁片到現在的10TB外接式硬碟。

    在接下來的日子裡,如何處理應用規劃管理這些海量資料,會是一個很重要的課題,所以正如同講師所說,資管現在或許大有前途,但總歸一句話,你想得出來就是你的,想不出來在大塊的餅,你也只吃的到芝麻。

IoT Multimedia Platform and Advanced Applications

IoT Multimedia Platform and Advanced Applications


課程: 論文研討(一)
日期 : 2012/10/05
時間 : 13:50 ~ 15:30
學生 : 資傳研一 周書暐
演講者 : 陳俊良 教授

聯網(The Internet of Things)的概念是在1999年提出的,它的定義很簡單:把所有物品通過射頻識別等信息感測設備與互聯網連接起來,實現智能化識別和管理。物聯網通過智能感知、識別技術與普適計算、泛在網路的融合應用,被稱為繼電腦、互聯網之後世界信息產業發展的第三次浪潮。物聯網被視為互聯網的應用拓展,應用創新是物聯網發展的核心,以用戶體驗為核心的創新2.0是物聯網發展的靈魂。

  國際電信聯盟2005年一份報告曾描繪物聯網時代的圖景:當司機出現操作失誤時汽車會自動報警;公文包會提醒主人忘帶了什麼東西;衣服會告訴洗衣機對顏色和水溫的要求等等。物聯網把新一代IT技術充分運用在各行各業之中,具體地說,就是把感應器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建築、供水系統、大壩、油氣管道等各種物體中,然後將物聯網與現有的互聯網整合起來,實現人類社會與物理系統的整合,在這個整合的網路當中,存在能力超級強大的中心電腦群,能夠對整合網路內的人員、機器、設備和基礎設施實施實時的管理和控制,在此基礎上,人類可以以更加精細和動態的方式管理生產和生活,達到智慧狀態,提高資源利用率和生產力水平,改善人與自然間的關係。

  毫無疑問,如果物聯網時代來臨,人們的日常生活將發生翻天覆地的變化。然而,不談什麼隱私權和輻射問題,單把所有物品都植入識別晶元這一點現在看來還不太現實。人們正走向物聯網時代,但這個過程可能需要很長很長的時間。


中國式物聯網定義


物聯網(Internet of Things)這個詞,國內外普遍公認的是MIT Auto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID時最早提出來的。在2005國際電信聯盟ITU)發佈的同名報告中,物聯網的定義和範圍已經發生了變化,覆蓋範圍有了較大的拓展,不再只是指基於RFID技術的物聯網。

  自20098月溫家寶總理提出感知中國以來,物聯網被正式列為國家五大新興戰略性產業之一,寫入政府工作報告,物聯網在中國受到了全社會極大的關註,其受關註程度是在美國、歐盟、以及其他各國不可比擬的。

  物聯網的概念與其說是一個外來概念,不如說它已經是一個中國製造的概念,他的覆蓋範圍與時俱進,已經超越了1999Ashton教授和2005ITU報告所指的範圍,物聯網已被貼上中國式標簽。

  中國式物聯網定義:

  物聯網(Internet of Things)指的是將無處不在(Ubiquitous)的末端設備(Devices)和設施(Facilities),包括具備內在智能的感測器、移動終端、工業系統、樓控系統、家庭智能設施、視頻監控系統等、和外在使能”(Enabled)的,如貼上RFID的各種資產Assets)、攜帶無線終端的個人與車輛等智能化物件或動物智能塵埃Mote),通過各種無線和/或有線的長距離和/或短距離通訊網路實現互聯互通(M2M)、應用大集成(Grand Integration)、以及基於雲計算SaaS營運等模式,在內網(Intranet)、專網(Extranet)、和/或互聯網(Internet)環境下,採用適當的信息安全保障機制,提供安全可控乃至個性化的實時線上監測、定位追溯、報警聯動、調度指揮、預案管理、遠程式控制制、安全防範、遠程維保、線上升級、統計報表、決策支持、領導桌面(集中展示的Cockpit Dashboard)等管理和服務功能,實現對萬物高效、節能、安全、環保管、控、營一體化。


物聯網的原理


  物聯網是在電腦互聯網的基礎上,利用RFID、無線數據通信等技術,構造一個覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”。在這個網路中,物品(商品)能夠彼此進行交流,而無需人的干預。其實質是利用射頻自動識別(RFID)技術,通過電腦互聯網實現物品(商品)的自動識別和信息的互聯與共用。

  而RFID,正是能夠讓物品開口說話的一種技術。在物聯網的構想中,RFID標簽中存儲著規範而具有互用性的信息,通過無線數據通信網路把它們自動採集到中央信息系統,實現物品(商品)的識別,進而通過開放性的電腦網路實現信息交換和共用,實現對物品的透明管理。

  物聯網概念的問世,打破了之前的傳統思維。過去的思路一直是將物理基礎設施和IT基礎設施分開:一方面是機場、公路、建築物,而另一方面是數據中心,個人電腦、寬頻等。而在物聯網時代,鋼筋混凝土、電纜將與晶元、寬頻整合為統一的基礎設施,在此意義上,基礎設施更像是一塊新的地球工地,世界的運轉就在它上面進行,其中包括經濟管理、生產運行、社會管理乃至個人生活。



物聯網示意圖


物聯網的特征


  一是全面感知,即利用RFID,感測器,二維碼等隨時隨地獲取物體的信息;

  二是可靠傳遞,通過各種電信網路與互聯網的融合,將物體的信息實時準確地傳遞出去;

  三是智能處理,利用雲計算,模糊識別等各種智能計算技術,對海量的數據和信息進行分析和處理,對物體實施智能化的控制。


物聯網起源及背景


  簡而言之,物聯網是通過在物品上嵌入電子標簽、條形碼等能夠存儲物體信息的標識,通過無線網路的方式將其即時信息發送到後臺信息處理系統,而各大信息系統可互聯形成一個龐大的網路。從而可達到對物品進行實施跟蹤、監控等智能化管理的目的。通俗來講,物聯網可實現人與物之間的信息溝通

  實際上,物聯網概念起源於比爾蓋茨1995年《未來之路》一書,在《未來之路》中,比爾蓋茨已經提及物聯網概念,只是當時受限於無線網路、硬體及感測設備的發展,並未引起重視。隨著技術不斷進步,國際電信聯盟2005年正式提出物聯網概念,而今年奧巴馬就職演講後對IBM提出的智慧地球積極響應後,物聯網再次引起廣泛關註。而我國官方近期對感測網(物聯網的另一稱謂)的多次提議表示我國物聯網的發展也正是提上議事日程,同時也表明我國物聯網的發展將加快。目前,我國感測網標準體系已形成初步框架,向國際標準化組織提交的多項標準提案被採納。

  從推動經濟發展角度來講,作為電腦、互聯網、移動通信後的又一次信息化產業浪潮,從長遠來看,物聯網有望成為後金融危機時代經濟增長的引擎。90年代柯林頓政府的信息高速公路發展戰略使美國經濟走上了長達10年左右的繁榮。出於信息技術對經濟的拉動作用,奧巴馬政府的智慧地球構想旨在找出美國經濟新的增長點,在此背景下,物聯網概念應運而生。


物聯網的發展


  (第二屆國際epc與物聯網高層論壇)20051117日,在突尼西亞舉行的信息社會世界峰會(WSIS)上,國際電信聯盟(ITU)發佈了《ITU互聯網報告2005:物聯網》,報告指出,無所不在的物聯網通信時代即將來臨,世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過網際網路主動進行交換。射頻識別技術(RFID)、感測器技術、納米技術、智能嵌入技術將到更加廣泛的應用。

  200811月在北京大學舉行的第二屆中國移動政務研討會知識社會與創新2.0”提出移動技術、物聯網技術的發展代表著新一代信息技術的形成,並帶動了經濟社會形態、創新形態的變革,推動了面向知識社會的以用戶體驗為核心的下一代創新(創新2.0)形態的形成,創新與發展更加關註用戶、註重以人為本。而創新2.0形態的形成又進一步推動新一代信息技術的健康發展。

  2009224日消息,IBM大中華區首席執行官錢大群在2009IBM論壇上公佈了名為智慧的地球的最新策略。針對中國經濟的狀況,錢大群表示,中國的基礎設施建設空間廣闊,而且中國政府正在以巨大的控制能力、實施決心、和配套資金對必要的基礎設施進行大規模建設,智慧的地球這一戰略將會產生更大的價值。

  在策略發佈會上,IBM還提出,如果在基礎建設的執行中,植入智慧的理念,不僅僅能夠在短期內有力的刺激經濟、促進就業,而且能夠在短時間內為中國打造一個成熟的智慧基礎設施平臺。

  錢大群表示,當今世界許多重大的問題如金融危機、能源危機和環境惡化等,實際上都能夠以更加智慧的方式解決。在全球經濟形勢低迷的同時,也孕育著未來的發展機遇,中國不僅能夠籍此機遇開創新樂觀產業和新的市場,加速發展,擺脫經濟危機的影響。

  互聯網發展趨勢IBM希望智慧的地球策略能掀起了互聯網浪潮之後的又一次科技革命。IBM前首席執行官郭士納曾提出一個重要的觀點,認為計算模式每隔15年發生一次變革。這一判斷像摩爾定律一樣準確,人們把它稱為十五年周期定律1965年前後發生的變革以大型機為標誌,1980年前後以個人電腦的普及為標誌,而1995年前後則發生了互聯網革命。每一次這樣的技術變革都引起企業間、產業間甚至國家間競爭格局的重大動蕩和變化。而互聯網革命一定程度上是由美國信息高速公路戰略所催熟。20世紀90年代,美國柯林頓政府計劃用20年時間,耗資2000 -4000美元,建設美國國家信息基礎結構,創造了巨大的經濟和社會效益

  而今天,智慧的地球戰略被不少美國人認為與當年的信息高速公路有許多相似之處,同樣被他們認為是振興經濟、確立競爭優勢的關鍵戰略。該戰略能否掀起如當年互聯網革命一樣的科技和經濟浪潮,不僅為美國關註,更為世界所關註。



時間

物聯網議題

1995

比爾蓋茨在其《未來之路》一書中已提及物聯網概念

200511

國際電信聯盟(ITU)發佈了《ITU 互聯網報告2005:物聯網》報告,正式提出了物聯網概念

200811

第二屆中國移動政務研討會知識社會與創新2.0”北京大學召開,提出物聯網及移動泛在技術推動社會變革,催生面向知識社會的創新2.0形態

20091

IBM 首席執行官彭明盛提出智慧地球構想,其中物聯網為智慧地球不可或缺的一部分,而奧巴馬在就職演講後已對智慧地球構想提出積極回應,並提升到國家級發展戰略。

2009 87

溫家寶在無錫視察中科院物聯網技術研發中心時指出,要儘快突破核心技術,把感測技術和TD的發展結合起來。

2009824

王建宙訪台期間解釋了物聯網概念

2009911

感測器網路標準工作組成立大會暨感知中國高峰論壇在北京舉行,會議提出感測網發展相關政策。

2009914

在中國通信業發展高層論壇上,中國移動總裁王建宙高調表示:物聯網商機無限,中國移動將以開放的姿態,與各方竭誠合作。
《國家中長期科學與技術發展規劃(20062020 )》和新一代寬頻移動無線通信網重大專項中均將感測網列入重點研究領域



物聯網的體繫結構


  目前,物聯網還沒有一個被廣泛認同的體繫結構,但是,我們可以根據物聯網對信息感知、傳輸、處理的過程將其劃分為三層結構,即感知層、網路層和應用層,具體體繫結構如圖1所示。


  感知層:主要用於對物理世界中的各類物理量、標識、音頻、視頻等數據的採集與感知。數據採集主要涉及感測器、RFID、二維碼等技術。

  網路層:主要用於實現更廣泛、更快速的網路互連,從而把感知到的數據信息可靠、安全地進行傳送。目前能夠用於物聯網的通信網路主要有互聯網、無線通信網、衛星通信網與有線電視網。

  應用層:主要包含應用支撐平臺子層和應用服務子層。應用支撐平臺子層用於支撐跨行業、跨應用、跨系統之間的信息協同、共用和互通。應用服務子層包括智能交通、智能家居、智能物流、智能醫療、智能電力、數字環保、數字農業、數字林業等領域。



物聯網與互聯網的關係


  物聯網與互聯網的區別與聯繫可以從以下兩方面討論:

  1)從系統的接人角度看

  互聯網接入分有線接人和無線接入。有線接人分為:電腦一網卡一區域網一企業/校園網一地區主幹網一國家/國際主幹網一互聯網;電腦一ADSL設備一電話交換網一互聯網;電腦一Cable Modem設備一有線電視網一互聯網等3種方式。無線接入有:電腦一無線城域網一互聯網;電腦一無線區域網一互聯網等2種方式。

  物聯網應用系統運行於互聯網核心交換結構基礎上,並根據自身需要選擇RFID或無線感測網路的接人方式。

  2)從網路數據採集方式與傳輸內容角度看

  互聯網系統通過人工方法獲取數據信息,而物聯網則是通過RFID、感測器自動獲取。互聯網傳輸內容主要為TelnetE-mailFTPWebIP11vP2P電子政務、網路多媒體、搜索引擎、即時通信等,而物聯網的傳輸內容主要為RFID數據信息,包括物品名、物品編碼、物品製造商、製造時間等。



物聯網與M2M的關係


  M2Mmachine-to-machine的簡稱,即機器對機器的縮寫,也有人理解為人對機器(mantomachine)、機器對人(machine-to—man)等,旨在通過通信技術來實現人、機器和系統三者之問的智能化、互動式無縫連接 M2M設備是能夠回答包含在一些設備中的數據的請求或能夠自動傳送包含在這些設備中的數據的設備。M2M通信與物聯網的核心理念一致,不同之處是物聯網的概念、所採用的技術及應用場景更寬泛。而M2M則聚焦在無線通信網路應用上,是物聯網應用的一種主要方式。



物聯網與CPS的關係


  信息物理系統(cyber physical systemCPS)是計算、通信與物理過程的綜合,如下圖所示。CPS的目標是使物理系統具有計算、通信、精確控制、遠程合作和自治等能力,通過互聯網組成各種相應自治控制系統和信息服務系統,完成現實社會與虛擬空問的有機協調。CPS與物聯網有類似的能力,但CPS更強調迴圈反饋,要求系統能夠在感知物理世界之後通過通信與計算再對物理世界起到反饋控制作用。


  lnternet將朝著可信、移動、物聯到泛在發展,即註重信息接入的高可用性與可信性的可信互聯網、具有移動性的普適計算並實現隨時隨地的無縫接入的移動互聯網 、實時接人物理世界信息並跨越物理與Cyber空間的物聯網,以及動態信息接入自治連網的泛在網。Intemet正朝著寬頻化、移動化、泛在化發展,同時註重網路的安全性、可用性和可信性

  歐洲智能系統集成技術平臺(European platformon smart systemsEPoSS)2008年在報告《Internetof Things in 2020》中預測了4個發展階段:

  1)2010年前,基於RFID技術實現低功耗、低成本的單個物體間的互聯,併在物流零售、製藥等領域進行局部應用。

  2)2010-2015年,利用感測器網路及無所不在的RF1D標簽實現物與物之間的廣泛互連,針對特定產業制定技術標準,並完成部分網路融合。

  3)2015-2020年,具有可執行指令的標簽被廣泛應用,物體進入半智能化,完成網間交互標準制定,網路具有超高速傳輸能力。

  4)2020年後,物體具有完全智能的響應行為,異質系統能夠協同交互,強調產業整合,實現人、物、服務網路的深度融合。同時各個國家和地區都出台了對物聯網的規劃。

  美國國家智能理事會將物聯網作為2025年對美國潛在影響最重要的6項技術之一。2009年,歐盟執委會發表《Internet of Things-An action plan for Europe),提出要加強對物聯網的管理、完善隱私和個人數據保護、提高物聯網的可信度、推廣標準化、推廣物聯網應用等行動建議。南韓通信委員會於2009年出台了《物聯網基礎設施構建基本規劃》。2009年,日本政府IT戰略本部制定了日本新一代的信息化戰略i-Japan戰略2015》,該戰略旨在到2015年讓數字信息技術如同空氣和水一般融入每一個角落。



物聯網案例分析


物聯網應用場景分析


  1)物聯網在農業中的應用

  農業標準化生產監測:是將農業生產中最關鍵的溫度、濕度、二氧化碳含量、土壤溫度、土壤含水率等數據信息實時採集,實時撐握農業生產的各種數據。動物標識溯源:實現各環節一體化全程監控、達到動物養殖、防疫、檢疫、和監督的有效結合,對動物疫情和動物產品的安全事件進行快速、準確的溯源和處理。水文監測:包括傳統近岸污染監控、地面線上檢測、衛星遙感和人工測量為一體,為水質監控提供統一的數據採集、數據傳輸、數據分析、數據發佈平臺,為湖泊觀測和成災機理的研究提供實驗與驗證途徑。

  2)物聯網在工業中的應用

  電梯安防管理統:該系統通過安裝在電梯外圍的感測器採集電梯正常運行、沖頂、蹲底、停電、關人等數據,並經無線傳輸模塊將數據傳送到物聯網的業務平臺。輸配電設備監控、遠程抄表:基於移動通信網路,實現所有供電點及受電點的電力電量信息、電流電壓信息、供電質量信息及現場計量裝置狀態信息實時採集,以及用電負荷遠程式控制制。企業一卡通:基於RFID—SIM卡,大中小型企事業單位的門禁、考勤及消費管理系統;校園一卡通及學生信息管理系統等。

  3)物聯網在服務產業中的應用

  個人保健:人身上可以安裝不同的感測器,對人的健康參數進行監控,並且實時傳送到相關的醫療保健中心,如果有異常,保健中心通過手機提醒體檢。智能家居:以電腦技術和網路技術為基礎,包括各類消費電子產品、通信產品、信息家電及智能家居等,完成家電控制和家庭安防功能。智能物流:通過GPRS3G網路提供的數據傳輸通路,實現物流車載終端與物流公司調度中心的通信,實現遠程車輛調度,實現自動化貨倉管理。移動電子商務:實現手機支付、移動票務、自動售貨等功能。機場防入侵:鋪設感測節,覆蓋地面、柵欄和低空探測,防止人員的翻越、偷渡、恐 襲擊等攻擊性入侵。

  4)物聯網在公共事業中的應用

  智能交通:通過cPs定位系統,監控系統,可以查看車輛運行狀態,關註車輛預計到達時間及車輛的擁擠狀態。平安城市:利用監控探頭,實現圖像敏感性智能分析並與110l19l12等交互,從而構建和諧安全的城市生活環境。 城市管理:運用地理編碼技術,實現城市部件的分類、分項管理,可實現對城市管理問題的精確定位。環保監測:將傳統感測器所採集的各種環境監測信息,通過無線傳輸設備傳輸到監控中心,進行實時監控和快速反應醫療衛生:遠程醫療、藥品查詢、衛生監督、急救及探視視頻監控。

  從推動經濟發展角度來講,作為電腦、互聯網、移動通信後的又一次信息化產業浪潮,物聯網有望成為後金融危機時代經濟增長的引擎,被稱為是下一個萬億級的通信業務。物聯網的發展給運營商帶來了巨大的機遇與挑戰, 可以預見,隨著物聯網市場的進一步發展和成熟,電信運營商的優勢將完全體現,而話音市場的飽和等因素也促使電信運營商向物聯網方向轉移。


物聯網在物流產業應用分析


  一、物聯網對物流產業的影響

  物流領域是物聯網相關技術最有現實意義的應用領域之一。物聯網的建設,會進一步提升物流智能化、信息化和自動化水平。推動物流功能整合。對物流服務各環節運作將產生積極影響。具體地講,主要有以下幾個方面:。

  1.生產物流環節

  基於物聯網的物流體系可以實現整個生產線上的原材料、零部件、半成品產成品的全程識別與跟蹤。減少人工識別成本和出錯率 通過應用產品電子代碼(Electronic Product Code,簡稱EPC)技術。就能通過識別電子標簽來快速從種類繁多的庫存中準確地找出工位所需的原材料 和零部件。並能自動預先形成詳細補貨信息。從而實現流水線均衡、穩步生產。

  2.運輸環節

  物聯網能夠使物品在運輸過程中的管理更透明。 可視化程度更高 通過在途運輸的貨物和車輛貼上EPC標簽。運輸線的一些檢查點上安裝上RFID接收轉發裝置。企業能實時瞭解貨物目前所處的位置和狀態。實現運輸貨物、線路、時間的可視化跟蹤管理。此外。還能幫助實現智能化調度。提前預測和安排最優的行車路線。縮短運輸時間,提高運輸效率。

  3.倉儲環節

  將物聯網技術(EPC技術)應用於倉儲管理,可實現倉庫存貨盤點、取貨的自動化操作,從而提高作業效率。降低作業成本。入庫儲存的商品可以實現自由放置。提高了倉庫的空間利用率;通過實時盤點,能快速、準確地掌握庫存情況。及時進行補貨。提高了庫存管理能力。降低了庫存水平 同時按指令準確高效地揀取多樣化的貨物,減少了出庫作業時間4.配送環節。

  在配送環節。採用EPC技術能準確瞭解貨物存放位置。大大縮短揀選時間,提高揀選效率,加快配送的速度。通過讀取EPC標簽,與揀貨單進行核對,提高了揀貨的準確性 此外。可確切瞭解目前有多少貨箱處於轉運途中、轉運的始發地和目的地。以及預期的到達時間等信息。

  5.銷售物流環節

  當貼有EPC標簽的貨物被客戶提取,智能貨架會自動識別並向系統報告 通過網路。物流企業可以實現敏捷反應。並通過歷史記錄預測物流需求和服務時機。從而使物流企業更好地開展主動營銷和主動式服務。

  二、物聯網在物流產業應用中出現的問題

  雖然物聯網會給物流產業帶來很多積極的影響。但總體來說,物聯網的應用還是處於初級階段,離我們的期望還有不少差距,存在很多問題,具體主要體現在以下幾方面:

  1.技術方面

  物聯網促進物流智能化,物聯網屬於通用技術。而物流業是個性需求最多、最複雜的行業之一,甚至在一些領域,應用要求比技術開發難度還大。因此,要充分考慮物聯網通用技術如何滿足物流產業個性需求。此外,信息如何及時、準確地採集,如何使信息實現互聯互通,如何及時處理海量感知信息並把原始感測數據提升到信息,進而把信息提升到知識。這都是物聯網需重點研究的問題。

  2.標準化方面

  物聯網的實現需要一個標準體系的支撐,這樣才能夠做到物品檢索的互通性。但是,目前所制定的標準並沒有形成一個統一的標準體系,由於在標準制定過程中各領域獨立進行,使所制定的標準之間缺乏溝通和協調,沒有採用統一制式的編碼,這給物聯網各種技術的融合造成了難度,阻礙了物聯網在物流業的推廣。

  3.安全方面

  作為物聯網的關鍵技術,RFID還存在著很多技術上的不成熟和設計缺陷:首先是隱私問題。RnD技術存在的最大問題就是信息的泄露,由於RFID的基本功能要保證任意一個標簽的標識fID1或識別碼都能在遠程被任意的掃描,且標簽自動地,不加區別地回應閱讀器的指令並將其所存儲的信息傳輸給閱讀器 這一特性可用來追蹤和定位某個特定用戶或物品,從而獲得相關的信息。但是也存在未經授權的機構或個人對RFID標簽的讀取和寫入,甚至進行非法追蹤、盜取貨物或機密信息,以謀求利益或蓄意破壞。此外,由於物聯網離不開互聯網的支持,因此也會面臨互聯網存在的安全隱患,也會面臨病毒和黑客的攻擊,導致系統癱瘓。企業商業機密的泄露,使企業喪失市場機會,給企業造成重大經濟損失

  4.成本方面

  當前制約物聯網技術在物流產業中應用的一大障礙就是成本價格 當前可以實現遠距離掃描的標簽每個成本要1美元左右,一個解讀器成本大約為1000美元左右,而物聯網技術的應用成本還包括接收設備、系統集成、電腦通訊、數據處理平臺等綜合系統的建設等,這給物流產業,尤其是低利潤率的物流產業帶來沉重的負擔。所以,若沒有急迫需求,企業很少會去主動應用電子標簽。而目前即使有應用物聯網技術的,也主要集中在行業利潤較高和單件物品價值較高的領域      三、基於物聯網的物流產業發展對策分析

  1.加快物聯網產業戰略規劃,使之與物流產業規劃協調統一

  要從國家戰略規劃層面對物聯網產業的發展方向、重點領域、關鍵技術等做出明確的界定和規劃。結合國家的十二五規劃,明確物聯網發展的產業技術路線圖,對其所涉及的行業應用、感測感知、傳輸通信、運算處理等各相關領域的架構、標準、關鍵技術等給予明確的方向和資源投人部署,推動物流產業的升級變革。

  2.加快標準化建設

  現在國家對物聯網標準化建設也非常重視,201068日,為了推進物聯網技術的研究和標準的制訂,中國物聯網標準聯合工作組在北京成立。聯合工作組由全國l1個部委及下屬的工信部電子標簽標準工作組、全國信標委感測器網路標準工作組、全國智標委等19家相關標準化組織自願聯合組成 但是物聯網標準工作涉及各個方面,需要在原有工作的基礎上整合相關資源,進行跨部門、跨地區合作,加強協調,傾全國之力聯合推進。要高度重視共性技術標準的制定,如統一編碼規則、基礎應用平臺的中間件介面標準等 同時。在物聯網標準的制定工作中應採取開放的態度,廣泛與國際領先的研究機構和企業充分交流合作,並積極吸納已經具有廣泛國際市場基礎的相關應用技術標準,實現中國物聯網產業與世界物聯網產業發展的對接,推動物流產業進一步發展。

  3.加強安全保障

  RFID技術存在的問題對物流安全最大的威脅在於信息的泄露,為此需進行技術改進,可根據需要,終止標簽服務, 即在商品完成交易進入消費環節的過程中,通過信息加密或寫入終止指令,使得未授權閱讀器無法識別RFID標簽,進而無法獲取相關信息:而對於需要售後服務的產品,則可通過客戶服務中心進行解碼,待服務終止,恢復保護狀態。另外,要嚴格控制網路的訪問許可權,除安裝防火牆、查殺病毒軟體外。還應該建立和完善技術加密通信渠道。此外,國家應該出台有效的法律法規對蓄意盜取他人或企業數據的行為給予懲戒,促進物流產業的健康發展。

  4.積極降低成本

  在物聯網受到追捧之前,不少從事運輸和倉儲的物流大企業採用了RFID技術 但是,RFID初期投資較大,一般中小企業較難承受。而隨著物聯網成為通用技術,處於產業鏈上下游的製造業零售業RFID技術的推廣應用,將迫使每個物流企業引入這種技術。通過規模的擴大,供應鏈上、中、下游共同承擔費用,同時伴隨著用戶的擴增,每隻標簽的成本甚至能控制在1美分,這樣就能突破成本瓶頸,促進RnD在物流產業中的應用。



物聯網的終極目標是讓真實世界的任何物體可以隨時和其他物體溝通,透過現有的網際網路技術串連起各種實體物件,讓他們彼此可以交換資訊,達到控制和通訊的目的。

歐盟委員會(European Commission)的企業網路和RFID部門首席Gerald Santucci表示,物聯網是繼WWW網際網路、行動網際網路(Mobile Internet)之後的第三代網路架構。

物聯網概念源自美國麻省理工的Auto-ID研究中心。1999年時,Auto-ID研究中心希望能發明一個能讓電腦與各種物件連結的網絡,但是到了2003年時,該中心研究人員發現真正的目標是要發明一個讓任何物件可以彼此互相連結的網絡,也就是物聯網。

Auto-ID
研究中心設計的物聯網涵蓋了幾類技術,包括支援的硬體、網絡軟體和通訊協定、以及一套各種電腦通用的物體描述語言。透過這些技術,Auto-ID研究中心希望讓現有的網際網路可以增加物品追蹤和物品分享資訊的能力。2003年時,最可能實現物聯網計畫的技術是RFID標籤技術。

2005
1月,美國最大零售通路業者Wal-Mart與美國國防部強制要求所有上下游往來廠商必需使用RFID標籤來追蹤貨品配送過程,這是首次大規模地運用RFID來建立物聯網,透過網際網路可以隨時追蹤所有配送物品的狀態,RFID技術讓物聯網更為可行。

技術 整合感測元件和智慧管理技術
不過,RFID不是打造物聯網的唯一技術,國際電信聯盟(ITU)也在2005年提出一套更大規模的物聯網打造方法,整合結合感測元件和智慧型管理技術,包括識別用的標籤物件、偵測感覺訊號的感測器和無線感測網絡、負責思考的嵌入式系統,以及縮小裝置體積的奈米技術。ITU這份物聯網報告書也成為各國發展物聯網的重要參考範本。

2008
年,CiscoEricsson IntelSAP、德州儀器等53個跨國大企業聯合成立IPSO聯盟,聯手建置智慧型物件的網際網路協定,為物聯網建立通訊標準,例如採用IPv6協定。隔年連Google和富士通也加入聯盟。

國際知名商業顧問公司SRI將物聯網相關技術歸納成2大類,第一類是打造物聯網元件的技術,包括電子通訊介面和協定、微控制系統、無線通訊技術、RFID技術、能源補充技術、感測器、動作器、定位技術以及各種軟體。

第二類物聯網技術是讓物件彼此溝通的協同技術,包括地理資訊標籤、生物認證、機器人、機器視覺、擴增實境、親臨實境(Telepresence)、個人黑箱與生活記錄器、觸控介面、潔淨科技等技術。

發展 網際網路2020年成為物聯網
全世界目前有150億個上網電腦裝置以及10億個可上網手機,美國分析機構Gartner表示,2010年底時將會有超過300億個RFID標籤裝設在各種產品中,而5年後更有150億個裝置可以連上網路,每天可以創造出15 Petabytes的資料量,全世界的資料量每18個月會成長一倍。

Gerald Santucci
預估,2020年時,現有網際網路將變成真正的物聯網,將有上千億個裝置串連在物聯網中,上網裝置的數量至少成長十倍。龐大的設備數和資料量都將成為未來機會。所以,近幾年,不論美國、歐盟、日本和中國等都看好物聯網的發展,紛紛以國家級獎勵計畫投入物聯網技術的研發。



所以呀,物聯網就是把感測器裝備到電網鐵路橋樑隧道公路建築供水系統、大壩油氣管道以及家用電器等各種真實物體上,通過網際網路聯接起來,進而運行特定的程序,達到遠程控制或者實現物與物的直接通信。物聯網,即通過裝置在各類物體上的射頻識別(RFID)、感測器、二維碼等,經過介面與無線網路相連,從而給物體賦予「智能」,可實現人與物體的溝通和對話,也可以實現物體與物體互相間的溝通和對話,這種將物體聯接起來的網路被稱為「物聯網」。

物聯網一般為無線網,由於每個人周圍的設備可以達到一千至五千個,所以物聯網可能要包含500萬億至一千萬億個物體,在物聯網上,每個人都可以應用電子標籤將真實的物體上網聯結,從一瓶優酪乳到一架飛機,在物聯網上都可以查找出它們的具體位置,即使在地球的另一邊。

通過物聯網可以用中心計算機機器設備人員進行集中管理控制,也可以對家庭設備、汽車進行遙控,以及搜尋位置、防止物品被盜等各種應用。

物聯網將現實世界數字化,應用範圍十分廣泛。物聯網的應用領域主要包括以下幾個方面:運輸和物流領域、健康醫療領域、智能環境(家庭、辦公、工廠)領域、個人和社會領域等,具有十分廣闊的市場和應用前景。

物聯網的英文名稱是Internet of Things,縮寫IOT