一、物聯網的概念

(一）眾說紛紜的物聯網概念

1995年，比爾蓋茨在《未來之路》一書中曾 經提及物聯網的概念。不過，“物聯網”概念在 1999年被正式賦予了一個定義，Cambridge Au-to-ID Lad提出，物聯網定義應該是把所有物品 通過射頻識別等信息傳感設備與互聯網連接起來， 實現智能化識別和管理。

但是物聯網沒有統(tǒng)一的定義，至今還是眾說 紛紜的局面。有的認為RFID(射頻識別)互聯就是 物聯網，有的認為傳感網絡就是物聯網。筆者認 為一種M2M派系的物聯網概念還是較為先進的， 它認為machine to machine就是物聯網，但這也僅 僅是一種停留在工業(yè)生產層面的概念。

更具時代進步意義的一種物聯網概念認為：物 聯網是通過RFID即射頻識別技術、紅外感應器、 全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約 定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，來進行 信息傳感和通信，以實現智能化識別、定位、跟 蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡。這種物聯網的概念一 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）物聯網的組成

暫且不去理會物聯網定義的內容是什么，只 看物聯網的名字The Internet of things，直接翻譯過來的意思就是“物物相連的互聯網”。物物相連 的互聯網當然包含兩層功能：其一，物聯網的核 心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延 伸和擴展的網絡，互聯網本身已經覆蓋了全球的 每個角落所有在此基礎上的展開的物聯網自然 就覆蓋了全球每個角落。其二，其用戶端延伸和 擴展到了任何物體與物體之間，進行信息交換和 通信，要實現這個功能就必須有兩個系統(tǒng)一傳 感器網絡系統(tǒng)和物品識別系統(tǒng)。

現在公認的比較實用的識別系統(tǒng)就是上面說 到的射頻識別系統(tǒng)(RFID)，所以物聯網的基本組成 就分成了四塊：主體的物品、互聯網、傳感器網 絡、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）制約物聯網發(fā)展的瓶頸 互聯網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?；ヂ摼W自人類歷史 上出現被稱為發(fā)展到現在已經有一百多年歷史， 其最初的功用、覆蓋面、使用的人群到現在已經 完全改變?，F在的互聯網已經是全球性的，這就 意味著我們目前使用的這個網絡，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 聯網中、越來越多地使用互聯網的過程中，也會 不斷地從社會、文化的角度對互聯網的意義、價 值和本質提出新的理解?；ヂ摼W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、面向消費人群的物聯網以互聯網為基礎發(fā)展起來。

RFID是物聯網發(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。RFID技術實現的基礎是利用電磁能量 實現AIDC，電磁能量是自然界存在的一種能量形 式。RFID技術將微芯片嵌入到產品當中，微芯片 會向掃描器自動發(fā)出產品的序列號等信息，而這 個過程不需要像條形碼技術那樣進行人工掃描。 相比之下，RFID可以降低生產成本、提高零售效 率，正被越來越多的人認為是條形碼技術的取代 者。RFID最早出現在20世紀80年代，直接繼承 了雷達的概念，成為那個時代科學技術發(fā)展最重 要的成就之一，時至今日RFID產品越來越完善， 也越來越得到廣泛采用，不管是運用于工業(yè)領域 還是民用領域，RFID產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 術已經相當成熟。

隨著社會的發(fā)展，文明的不斷進步，作為物 聯網主體的人類所創(chuàng)造的物質品種呈幾何狀態(tài)的 不斷豐富。在這種情況下，物聯網重要組成部分 的互聯網和RFID技術尚且跟得上不斷膨脹的實際 需求，而本身就匱乏的傳感器網絡顯得力不從心。 不管是基于哪種類型傳感器組成的網絡，還是基 于多種類型傳感器組成的網絡，現實的情況是大 多還停留在工業(yè)領域，其原因是特定功用的傳感 器網絡正是某些工業(yè)生產能正常進行的先決條件， 在民用領域中對傳感器網絡的需求還是比較少的。 在所有的傳感器網絡中由稱重技術組成的傳感器網 絡是在工業(yè)領域和民用領域發(fā)展都比較完善的，但 還是無法滿足物聯網不斷擴大的需求，傳感器網絡 的匱乏形成了物聯網發(fā)展的瓶頸。

正是傳感器網絡的這種現狀決定了當今物聯 網的幾個特性：其一，物聯網還停留在比較狹小 的幾個領域，而且各個領域中的物聯網被割裂成 幾個獨立的體系。其二，物聯網基本停留在工業(yè) 領域，最大的作為是提高生產效率。其三，當今 物聯網所提取的信息還是十分匱乏。

二、工業(yè)領域中初具雛形的物聯網

(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：分工、 重復勞動。

(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效率，而且流水 線一旦剔除人工實現自動化，效率就進一步提高 了，但是流水線本身簡單的流程就變得非常復雜。 不管是哪一種功能流水線，要實現自動化生產就 或多或少的都提出了對傳感器網絡的需求。

假設一個自動化流水線：產品包裝自動化流 水線，其生產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的 分選流程。這個假設中，僅僅還是以稱重傳感識 別為基礎組成的傳感器網絡，還不足以和物聯網 有關系，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 絡，將原料到成品過程的各種數據匯總到工控機， 由工控機控制整個生產過程，整個系統(tǒng)就有了物 聯網的雛形，如果再將所有數據和產品匹配并上 傳到互聯網，那么就真正意義上的在工業(yè)生產部 分達到了物聯網的所有要求。

(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)，在這些產業(yè)的上游搭 建起完善的傳感器網絡，并且具備射頻識別系統(tǒng) 和在系統(tǒng)內部做到數據采集交換功能，實現在系 統(tǒng)內部的物聯網功能。同時系統(tǒng)中有專門的數據 集控中心，將數據傳送到企業(yè)數據庫中，系統(tǒng)留 有連接互聯網的端口，在物聯網技術成熟的前提 下可以和互聯網進行數據交換，從而實現真正意 義上的連接物聯網。

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。

我司作為稱重領域內的領軍企業(yè)，開發(fā)的無 人值守系統(tǒng)已經符合物聯網的基本要素，在小范 圍內已經實現物聯網的功用。系統(tǒng)主要是由地磅、計算機、打印機、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)的地磅的基礎上，加裝硬件和軟件 管理系統(tǒng)來實現其功能。

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)數據庫鏈接。 整個銷售環(huán)節(jié)可實現除進廠制卡和結算等環(huán)節(jié)需 要人員在集控中心操作，系統(tǒng)維護需要人員外， 其余全部由系統(tǒng)自動完成，無需人員干預。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。

集控中心負責入廠的制卡、發(fā)卡、出廠結算 時的發(fā)出卡回收以及現金收取外以及整個系統(tǒng)運 行狀態(tài)的監(jiān)控外，其余環(huán)節(jié)均實現無人值守的自 動化運行。通過集控中心的計算機管理系統(tǒng)實現 系統(tǒng)實時數據的采樣、存儲和送監(jiān)視系統(tǒng)顯示； 實現銷售記錄的存儲和和統(tǒng)計，并與企業(yè)數據庫 連接實現數據的備份和共享。

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。空車經除皮管理系統(tǒng)排隊除 皮，并其他相關的皮重、車號、貨號和裝載量信息錄入集控中心的計算機管理系統(tǒng)；計算機系統(tǒng)根 據這些信息設定裝載量和指派裝載點去裝載貨物。

裝料管理。裝載點接受的從集控室發(fā)來的數 據，對數據進行保存，等待車輛裝料。

已除皮車輛到指定裝載點，經裝料系統(tǒng)身份 核對和其他相關信息確認后，自動或經集控中心 發(fā)命令啟動裝貨，到設定的裝載量后自動關閉， 停止裝載，并記錄最終裝載重量，數據回傳集控 中心。

出廠結算管理。出場結算要求對已裝載的車 輛過集控室，進行身份識別，磅號等信息進行核 對，裝載量復秤核對。核對無誤后進行結算，結 算完畢，收款放行。對于信息不符和的不給予結 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，有經過網絡上傳公司。

集控中心。集控管理中心主要完成各分支點 的監(jiān)控、管理、控制、調試和最終的數據管理和 處理，并將所得的數據傳送到企業(yè)的數據庫中， 實現此處的數據共享。

數據的管理和處理是集控管理中心的一項很 重要的工作，包括將數據分類進行存儲、統(tǒng)計。 并實現把各類型的數據生成報表，方便查閱和管 理。預留互聯網數據端口，隨時可以和互聯網交 換數據，物聯網技術成熟的前提下可以隨時成為 廣域物聯網的一部分。

(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據發(fā)給上位機，上位機把此 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。然后司磅員在把預裝載重量、貨號等相關 的信息錄入相應的單元，完成錄入后司磅員可以 點擊軟件完成制卡，發(fā)給過磅人員，把數據發(fā)給 集控中心。這時上位機控制道干打開，對車輛進 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)對車牌進行識別，并把車號數據發(fā)稱重 儀表。稱重儀表兩個車號信息進行核對，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換車輛， 或調換卡片等舞弊情況的產生，如果數據核對不能 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，方便結算時 進行復查。這時儀表控制道閘打開、放行。車輛 完全下秤，道干自動關閉，等待下一輛車的到來。

出廠結算管理具體操作。當重車磅信號燈綠 燈亮時，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)對車號進行識別，司 磅員對交還的卡進行刷卡操作，對卡中存的車號 數據和剛剛識別的車號進行核對，除此以外還要 對裝載的重量進行復查，同時對貨號等數據進行 核對。以上信息核對無誤后，計算機提示可以進 行結算收款，并打印出相關的單據。結算完成以 后，司磅員控制計算機打開道閘放行。車輛完全 下秤后，重車磅信號指示燈亮綠，道干關閉，等 待下一輛車的到來。對于核對不能通過的車輛， 不予結算放行，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、物聯網的發(fā)展前景

物聯網立足于互聯網又是未來互聯網的一個 組成部分，未來的物聯網中的“物”都具有標識、 物理屬性和實質上的個性，使用智能接口，實現 與信息網絡的無縫整合。隨著稱重技術以及各種 傳感技術的發(fā)展，傳感器網絡會不斷的普及，從 而支持著物聯網的逐步完善、逐步的向民用領域 發(fā)展，真正的做到服務人類，極大地改變我們目 前的生活方式。

成熟的物聯網在企業(yè)和政府之間發(fā)揮橋梁作 用，協助政府對行業(yè)進行指導、協調、咨詢和服 務，幫助會員向政府反映企業(yè)要求；協調企業(yè)與 企業(yè)之間的關系，加強技術合作、產品流通，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、 技術產品合作、資源共享、資本運作等，推進物 聯網技術和產品的應用，推動中國物聯網產業(yè)規(guī) ?；?、協同化發(fā)展。

物聯網的一個方面是可以提高經濟效益，大 大節(jié)約成本。另一方面可以為全球經濟的復蘇提 供技術動力。目前，美國、歐盟等都在投入巨資 深入研究探索物聯網。我國也正在高度關注、 重視物聯網的研究，工業(yè)和信息化部會同有關部 門，在新一代信息技術方面正在開展研究，以形 成支持新一代信息技術發(fā)展的政策措施。