[IBM中国研究院院长李实恭诠释物联网突破三大关键问题]物联网专业

　　正处于初期发展阶段的物联网被看成是信息产业发展历程中的第三次革命。 　　IBM副总裁、 IBM中国研究院院长暨大中华区首席技术官李实恭博士在近日举行的IBM中国研究院的物联网专题研讨会上表示，物联网的出现，颠覆了传统的研究。
　　在物联网的世界里，没有一家企业、研究机构和个人具备所有技能，企业、研究人员必须踏出科研院室的大门，进入到整个真实的物质世界中。正因为如此，IBM全球第一个物联网技术中心才在去年落户中国，在短短一年的时间里，其合作伙伴已经由当初的三家发展到十多家。
　　那么，这个中心在研究怎样的前瞻性课题，在物联网的发展初期又有哪些关键性问题需要突破呢？
　　技术架构“八变四”
　　在物联网的前瞻性探索研究方面，IBM中国研究院曾于去年IBM全球第一个物联网技术中心成立时，向业界抛出了“八层物联网参考架构”，包括传感器/执行器层、传感层、传感网关层、广域网络层、应用网关层、服务平台层、应用层以及分析与优化层。
　　此次，IBM则提出了升级版的物联网技术架构，将层级的概念转换成区域模块，并将之前的八层换成了现在的四大区域，包括传感、传输、管理与营运、应用与分析（如图所示）。
　　为什么会有这样的转变呢？
　　首先由八变四并非是简化，因为四部分中也有若干层级。八层架构更多是从技术角度分析物联网，但是从应用角度看，合作伙伴要从八层的角度切入会比较困难，有时可能会将合作伙伴的技术和应用局限于其中某一层面。
　　其次，物联网需要可运营、可持续发展，而从开放的角度讲，运营方并非只是IBM一家。有的企业会因为不具备其中某个层级的技术而怀疑自身是否具备运营能力。这时候，将技术角度的架构改为应用角度的架构会使物联网的运营变得更加简单。
　　最后，部分技术层级也许只有少数几个大企业有能力投入和实施，而物联网需要有更多行业应用经验的软件开发商共同参与。
　　此外，李实恭强调，现在的四大区域不是层级的简单叠加，而是通过区域分块的方式，将各种有关联的功能组合在一起。这样将避免合作伙伴在技术的层级上对号入座，而是促成大家一同从可实施、可运营的角度打开思路，形成共同推进物联网发展的格局。
　　关键技术变革
　　在IBM看来，物联网目前最关键的突破点在传输层。
　　例如进行无线传输时，最底层的传输设备需要和传感器做短距离传输连接，而上一层传输设备则需要管理并处理多个底层传输设备，并将信息远距离传输到另一个设备上。这是因为和传感器连接起来以后，信息距离主网仍旧很远，这就需要中间放置具有智能功能的传输设备，在前端处理诸如ID、位置、状态等部分信息，而不是将全部信息的处理都交予最后的数据中心。这种设备被称作边缘运算设备，是传输层的关键点。
　　此外，IBM物联网技术中心发现，物联网远程通信的边缘运算设备一般是专用设备，不仅成本高，而且整合困难。李实恭表示：“我们实现的一个技术突破是让通用的IT设备扮演专用传输设备的角色，比如通过软件无线电技术让普通的服务器也能担当边缘运算设备。”
　　在感知层，智能传感器都有能耗问题，这需要进行全局改进，比如底层算法、材料应用、系统级芯片突破等。在程序语言上，李实恭认为，物联网具备催生新的算法语言的可能，这需要IBM和学术界一同探讨。
　　李实恭表示，物联网的应用和传统IT应用有着明显区别。传统的IT数据是相对静态的。数据存储在存储设备中，通过软件程序调用内存进行数据处理。流运算则是物联网数据的重要特征，这意味着物联网数据是动态的，软件程序需要先判断数据是否有用，有价值的数据存入存储设备。但是在这种情况下，数据量仍旧异常庞大，这是让应用软件开发商感到困惑的问题。
　　物联网的应用具备及时性的特征。李实恭举例说：“银行的核心数据多是静态的，软件程序根据不同需求调用这些数据进行不同的分析。物联网的数据是动态而且庞大的，软件程序常常只能判断同样一类问题。如果仍旧使用Java、C++这些语言来编写这种具备流运算特征的软件应用程序就非常困难。这为针对物联网应用发明新的语言和新的算法提供了可能。”
　　物联化vs.物联网
　　物联网目前的应用被李实恭称为碎片化应用。那么碎片化到底是物联网的一大特征还是发展中的必经阶段？李实恭认为，物联网的应用不应当是碎片化的，这其实是目前物联化的应用状态，而非真正的物联网应用。他表示，不少物联化的应用是用很简单的方式采集物理信息，并用可视化的方式呈现其状态，但这并非是真正的物联网应用。
　　第一，应用没有网。李实恭举了一个例子，某企业利用物联网技术进行水管理，但是这个物联化应用采集的数据类型很少，物理世界中采集点有限，采集数据频率很低，而且很多数据需要人工记录对错，之后再输入存储设备，最后呈现的也只是一张功能简单的曲线图。但是要想解决整体城市水管网的问题，需要对于水的质量、流量、水压和漏水等进行综合把控。
　　第二，的确有一些物联化的应用使用了较多传感器，采集的数据量十分庞大，但用户对于这些传感器是否正常工作却没有管控手段，如果做到可管控则成本很高。
　　同样以城市水管网为例，用户当初部署的传感器只能测压力，而现在才意识到还需要评估漏点以及泄露后对环境造成的影响等。由于当初没有想到全面的应用，如果现在更换传感器或传输设备就会造成实施难度和成本陡增。
　　传感器也有电力消耗。在电压不足的情况下，试想一下，传感器就会如同即将没电的电视遥控器一样，数据时断时续，这为数据的正确性和安全性带来重大影响。
　　李实恭表示：“与传统IT后台和前端两大类应用不同，物联网应用需要引入管理的理念，从小的传感器到传输设备，每层的数据传输都需要不同的管理机制。此外，传统IT后台和前端数据变化较小，而物联网的数据是活的，数据与关联设备之间是密切联系的，如果不能管理好设备，就不能确保由该设备采集的数据是可靠的、正确的。如果不能满足上述这些要求，所谓的物联网应用只能是初级阶段的物联化应用，而非真正的物联网应用。”