第二专题—烟草物联网应用现状与发展前景

肈肆莂衿螈节莈蒅羀膄芄蒄肃莀薂蒃螂膃蒈蒃袅莈莄蒂羇膁芀薁聿羄蕿薀蝿腿蒅蕿袁羂蒁薈肄芈莇薇螃肀芃薇袆 烟草物联网应用现状与发展前景中烟电子商务有限责任公司 王金亮前言2009年，世界IT业界最火爆、最令人振奋的话题之一就是物联网。作为一个新兴产业，物联网是继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。在一些领袖人物的高瞻远瞩、战略胆识与及时指引下，物联网的概念在国内外及相关企业正迅速升温，并快速发展。物联网的兴起是基于众多行业与地方的业务与科学专家们的多年探索、大胆实践与务实工作的重要成果。得益于世界一些信息化重大工程的应用推动，作为下一代信息发展技术的代表，它被世界各国当作应对国际金融危机、振兴本国经济的重要支撑和重点扶持对象。物联网是将21世纪的各种高新技术完美的融合，取各种技术的优势之美，铸造物、人、计算机，互通互联、信息同步、信息共享的智慧大网络。物联网是克服在全球范围内时间、空间、地域障碍的有力手段。有人说信息化使地球变“平了”，物联网将会使地球变“没了”。毫无疑问，如果物联网时代来临，物联网的潜力和为社会带来的价值是无可预见和估量的。目前，物联网的应用遍布农业、工业、商业、军事、金融等各个行业，如：城市公共安全、工业安全生产、环境监控、智能交通、智能家居、公共卫生、健康监测等各领域物联网的应用都取得了一定的成效，物联网的应用在促进社会生产力发展的同时也为我们的日常生活和工作带来的极大的方便。就物联网在烟草行业的应用来讲，主要涉及现代物流、安全监控、质量和资产管理等四个主要领域，目前相对来说物流领域的应用较为广泛和成熟些，其他领域的应用还处在探索和萌芽期，需要进一步的探讨和挖掘，因此物联网在烟草行业的应用还有很大的应用空间和发展前景。 一、物联网的起源及其内涵1、物联网的起源物联网是近两年才走进我们的生活，但物联网的概念迄今为止已经有10余年了。“太阳底下无新事”，早在1995 年，比尔盖茨在其未来之路一书中就提及过物联网概念，但由于当时无线 网络、硬件及无线传感设备等还未发展起来，因此并未引起重视。直到1999年，美国麻省理工学院建立了Auto-ID (自动识别中心)，利用电子标签（RFID）解决世界上所有的物体唯一识别的问题，因而，设想可以构成了一个覆盖全世界的网络EPC物联网。2005年11月，国际电信联盟（ITU）在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，正式提出了“物联网”的概念。但实际上一些小型的闭环物联网应用已经早就开始了，只是没有应用其名而已。在2009年1月，“智慧地球”的构想被IBM 首席执行官彭明盛提出，并指出物联网是实现“智慧地球”不可或缺的一部分，之后美国总统奥巴马对“智能慧地球”构想提出积极回应，并提升到国家级发展战略。我国物联网的发展始于1999年，当时中科院启动了传感网研究，但真正热起来，还是自 2009年8月，温家宝总理在无锡视察中科院物联网技术研发中心时指示和推动的。 自此“传感器网与感知中国”、“物联网与智慧地球”迅速升温，并快速传遍中国和世界。2、 物联网的几个发展阶段纵观计算机和互联网及整个IT领域发展历程，结合各国及行业技术专家对物联网的理论研究成果，可以把物联网的发展分为三个阶段：第一阶段是局域网阶段，即以大型机、主机和终端机的联网，以当时的计算中心和企业内部局域网应用为主要表现形式；第二个阶段是从20世纪80年代末（美国）或90年代初（中国）开始的互联网阶段，即以台式机、笔记本与互联网相联，这一阶段主要以邮件和网站（包括电子商务和新闻媒体等）为主的各种应用系统的建立；第三个阶段就是当今出现的物联网，是随着无线网飞速发展，并以嵌入式感知设备为基础，利用成熟的互联网和无线网技术，结合软件领域发展的一些新成果， 并将一些与人们日常生活紧密相关的应用设备，如洗衣机、冰箱、电视、汽车等加入互联互通的行业，最终形成全球统一的互联网。仅就物联网本身的发展也可以归结成三个时期：一是萌芽期，物联网本身不是凭空捏造出来的，任何事物的出现都是来自于实践，俗话说“存在的就是合理的”，在物联网概念提出之前，实际工作中很多业务已经应用物联网的一些技术，如传感网（仓库监控、安全防护、车载导航等等）；二是物联网探索或研究期，从2005年开始物联网概念形成，这一时期主要是电子标帖（RFID）技术的突破，EPC物联网的提出和国际物联网标准化组织的成立以及RFID技术的应用推广为标志；第三个时期应该是从去年开始的物联网成长期或发展期，主要是在去年面临国际金融危机爆发，世界经济萧条的大背景下，各国领导人都在寻求新的技术突破和经济赢利点，为此关注到了物联网这一新的技术发展上来，同时也为物联网的进一步发展创造了条件和机遇，在这个阶段主要是技术进一步创新和突破、标准和商务模式进一步完善和形成、物联网应用和试点工程进一步扩大和深化。3、 物联网的实质和内涵物联网的定义很简单，从字面意思理解就是“The Internet of things” ，即物体的互联网，是通过互联网或无线网将物与物连接起来，具体的含义是指把所有物品通过电子标签（RFID或称射频识别）、红外感应器、传感器、全球定位系统（GPS）、激光扫描器等信息传感（采集）设备与互联网连接起来，进行信息交换和互联，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和调度管理。物联网还有两种常见的称呼：一是传感网（指无线传感网络，所使用的硬件是传感器，功能是感知震动、温度、压力、声音等）二是EPC物联网（这是基于ERP标准RFID技术应用的物联网体系架构，通过RFID技术采集信息实现对物体识别、分类和跟踪），其实这两种都只是物联网的一部分。物联网的原理是在互联网的基础上，利用RFID、传感器、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的互联网“Internet of Things”。在这个网络中，物品(商品)能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术，通过计算机互联网以及相关软件技术实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。而RFID，正是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构想中，RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过无线或互联网络把它们自动采集到中央信息系统平台，实现物品(商品)的识别，进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”智能化管理。归结起来，也就是目前常说的三句话：使事物更加透明和感知；连网更加广泛和多样；信息和事物处理更加智能和优化。 二、 物联网的总体架构和主要特征1、物联网的总体架构就当前关于物联网的研究现状看，物联网总体架构主要分为三层面（如图1）：即感知层、网络层和应用层，这三个层面也是构成物联网的三个主要要素。 第一层全面感知，就是让物品会说话，将物品信息进行识别，并通过网络传输后台，进行信息共享和管理。即物联网是通过智能卡、RFID电子标签、识别码、传感器等物品感知（或信息采集）设备随时随地获取物体的信息；第二层是可靠传递，就是通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息按不同的事件传递出去，到中心控制平台进行处理调度和优化。这种传递方式保证了信息的准确性和及时性； 第三层是智能处理（或称应用层），通过后台的信息集成平台系统来进行智能分析和应用处理，以实现物与物，人与物之间的识别与感知。即物联网是通过各种智能计算技术，对海量的数据和信息进行分析和处理（或云计算等技术），对物体实施智能化的控制。物联网感知层物联网网络层物联网应用层绿色农业环境监测智能交通城市管理公共安全智能家居远程医疗工业监控2G网络物联网管理中心3G网络4G网络物联网信息中心条码识读器传感器网络传感器网络摄像头传感器RFID 读写器M2M终端传感器网关传感器网关图1：物联网总体架构图2、 物联网有关特征分析通过对物联网与互联网进行对比分析，对我们研究物联网有很多有益的帮助。仅从英文字面意思理解即物联网就是“物物相连的互联网”。物联网作为互联网的延伸和拓展主要包含两层意思：第一物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯，互联网对物品信息的采集是被动的，物联网是交互的（这一点也是物联网与互联网的内在区别之一）。物联网的发展与互联网是分不开的，两者之间存在着紧密的关系。从物联网诞生至今，关于物联系网与互联网的关系一直是业内谈论的一个热点，有人说“物联网只连物、互联网只连人”，也有人说“物联网连接物、互联网连接虚拟世界”，还说物联网未来将会取代互联网；而欧盟关于物联网的定义是：物联网是未来互联网的一部分，是能够被定义为基于标准和交互通信协议的具有自配置能力的动态全球网络设施，在物联网内物理和虚拟的“物”具有身份、物理属性、拟人化等特征，它们能够被一个综合的信息网络所连接。物联网可以连接人也可以连接物，既可以连接虚拟世界也可以连接现实世界，一般说来，互联网可以作为物联网的基础网络，当“物物互联”的范围超出局域网时，或者当需要利用共同传输信息时，只有互联网是不够的。另外，物联网和互联网所关心的业务是不同的，互联网强调地是全球化，只要计算机接入互联网就与全球相连；而物联网虽然建设在互联网之上，但更多地是强调闭环的应用，由于其安全性的考虑是并非任何人都能接入，比如交通系统的物联网只有交通系统相关授权人员才能接入其中；除此之外，物联网与互联网在诸多方面也存在着差别，主要表现在以下几个方面：一是互联网提供了一个虚拟的交易平台（电子商务）基础，通过网站平台的建立，实现网络商品的展示、营销以及资金支付，由于互联网络的全球普及使得电子交易平台打破了原始交易过程中区域、地理位置、资金支付等一系列固有环节的束缚，在更大范围内提供了信息共享的平台，因此互联网利用电子商务和信息平台的商务模式，解决了商流、资金流和信息流问题，其商务模式是比较清晰的。物联网由于各种标准、技术和安全等要求更高，其商务发展模式仍还在探索和发展阶段。虽然互联网时代通过搭建虚拟平台（网站）有效的解决了电子商务问题，但未能从根本解决对物品流通的信息收集及管理控制，而物联网则采用了先进的射频识别、传感器等技术，实现了对物体的识别、分类、跟踪和交互调度指挥等功能，结合成熟的互联网或专业网络平台以及相关应用拓展，必将会为现代物流建设起到核心技术支撑作用。即物联网解决了物流及人流问题。解决了互联网末端“最后一公里问题”。二是互联网时代强调信息的数字化，通过对数据的收集、整理及挖掘为企业、组织、行业以及城市内的相关产业提供信息和知识（决策）支撑，随着信息技术的不断拓展衍生并以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带运用海量全球信息对全球信息进行分类处理，并利用它作为工具来支持和改善人类活动和生活质量。通俗地讲，就是用数字化的方法将地球、地球上的活动及整个地球环境的时空变化装入电脑中，实现在网络上的虚拟世界，并使之最大限度地为人类的生存、可持续发展和日常的工作、学习、生活、娱乐等提供信息和应用服务。由此带来了一系列重大应用事件的变革，有人称之谓“数字工厂”、“数字城市”以及“数字地球”。而随着物联网以及嵌入式智能物联网的发展，对人类需求提出了更高层级的响应，利用新一代信息技术来改变政府、公司和人们相互交互的方式，以便提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度。如今信息基础架构与高度整合的基础设施的完美结合，使得政府、企业和民生可以做出更明智的决策。智能化方法（物联网）通过更透彻的感知，更广泛的互联互通，更深入的智慧。由此引发的一系列变革，又被称之谓“智慧工厂”、“智慧城市”以及“智慧地球”。三是随着互联网的发展，人类历史上第一次出现了几乎任何东西都可以实现数字化和互联的现实。自由贸易协定、互联网以及全球化时代的到来使得世界“缩小”和“扁平化”了。而物联网把我们的生活拟人化了，万物成了人的同类。在这个物物相联的世界中，物品（商品）能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。物联网利用射频自动识别技术，通过计算机互联网实现物品（商品）的自动识别和信息交换与共享。可以说，物联网描绘的是充满智能化的世界。在物联网的世界里，物物相连、天罗地网，使世界更加透明、智慧和“萎缩”，人与人、人与物、物与物之间更加紧密相连，没有时差和距离，真正做到无缝连接。如果说数字化使地球“扁平化”，物联网将会使地球“零距化”。3、 物联网的关注点虽然物联网当前炒作的很热，且某些应用已见成效，并且大量的研发和示范工程已经开始建设，但要大规模、有体系或成系统的应用建设还需要关注以下几点：一是技术标准的统一与协调，物联网发展过程中，感知、传输、应用各个层面会有大量的技术出现，可能会采用不同的技术路线和方案。因此，尽快统一技术标准，形成一个管理机制，这是物联网马上就要面对问题，同时需要政府或行业设有专门的部门来管理和协调。二是安全体系的建立与完善，物联网目前的传感技术主要是RFID，植入这个芯片的产品，是有可能被任何人进行感知的，那么如何做到在感知、传输、应用过程中，这些有价值的信息可以为我所用，却不被别人所用，尤其不被竞争对手所用。这就需要在安全上下功夫，形成一套强大的安全体系。三是商业运作模式的形成与搭建，物联网商用模式有待完善和创新。要利用互联网发展成熟的商业模式，建立物联网商务模式，必须打破行业壁垒、充分完善政策环境，并进行共赢模式的探索。应用物联网技术让企业面临改造成本问题，新的商业模式将改变改造成本高的现状。四是物联网政策法规的出台与制订，物联网不是一个小产品，也不是只是一个小企业可以做出来，做起来，它不仅需要技术，它更是牵涉到各个行业，各个产业，需要多种资源的整合。这就需要国家的产业政策和立法上要走在前面，要制定出适合这个行业发展的政策和法规，保证行业的正常发展。五是应用（智能）平台的开发与研制，物联网的价值在于网，而不在于物。传感是容易的，但是感知的信息，如果没有一个庞大的网络体系和集成应用平台，不能进行及时的处理和优化，那么这个网络就没有意义。因此，建立一个全国性的或行业级的具有共性功能的综合物联网服务集成管理平台，把各种传感信息进行收集，进行分门别类的处理和管控，进行有指向性的传输、交换和调度指挥，是一个急需解决的共性问题。三、 烟草物联网的应用现状与发展前景从目前看，引领物联网产业发展的领头羊依然是美国，但我国的相关技术研发也差不多与国外同步，虽然在核心技术方面还落后于他们，但我国有庞大的发展前景和市场空间，特别在电力、农业、医疗、交通、金融等各行业都有使用物联网技术成功案例，这些行业也被国外IT企业高度关注。但概括来讲物联网在这些行业中主要表现在现代物流（供应链）、安全监控、质量和资产管理四大领域。1、 烟草物联网应用现状随着行业信息化建设的不断推进和发展，烟草物联网的应用也早已启动和铺开。早在国家局建设行业卷烟生产经营决策管理系统（简称决策管理系统）期间，就开始探索物联网技术的应用和引进，如决策管理系统在浙江杭州烟厂试点推行的托盘电子标签（RFID），有效的解决了仓储存储和商业到货扫码的效率问题，实际上决策管理系统本身的设计就是建立在实物流跟踪的理念基础上来自动采集（或称感知）物品（卷烟）的流动信息的，这也是决策管理系统设置“一打两扫”的核心技术和关键路线，只是当时国内还没有引进物联网的名称而已。另外，行业在传感网方面的应用起步还更早一些，例如：行业烟叶原料库房的防虫、防火、防盗、防潮等方的应用很早就建立了企业内部的物联网闭环应用系统。其它相关应用系统也有很多，只是没有正名为物联网或者说还不成系统或体系而已。近几年，物联网应用系统建设又有了较大的进步和发展，特别是在行业现代物流建设方面开发了不少物联网应用系统和成功案例。如：行业商业企业物流配送中心数字仓储管理系统的建设，在该系统的建设过程中除了采集行业商业企业物流配送中心仓储进销存和分拣配送信息外，在仓储内货位管理方面，也分别采用电子标识、电子标签（RFID）等技术来进行准确数字化货位定位管理；并应用RFID托盘有效的解决了同城卷烟物流的信息共享和系统无缝对接；在原辅料运输，设备或质量检测等方面也开始有所应用物联网技术。另外，在商业卷烟物流配送中应用GPS技术实现线路优化和车辆实时调度等功能，在仓储监控等方面也引用传感物联网技术做了大量的尝试性工作。2、 烟草物联网典型案例分析 作为行业物联网最典型和成功的应用案例，应该是目前由中烟电子商务公司牵头委托上海烟草集团建设的工商卷烟物流在途信息跟踪系统（简称在途系统），该系统的建设是站在行业整体物流信息化建设的高度，针对行业干线物流（工业到商业）以“多对多”的送货模式（商业到零售户是“一对多”模式）。为了避免工业企业重复建设和投资，为下一步进一步整合干线物流资源，满足行业工商协同信息交换需求，搭建行业统一的工商在途物流信息跟踪平台是非常必要和急需的。在途系统称得上是一个较为系统的行业级物联网闭环应用系统。在途系统如同物联网架构一样共分三层（如图2）：图2：工商卷烟在途信息系统示意图在感知层面：有车载和电子锁设备，通过该设备及时了解在途车辆的位置、状态、载货情况、以及车货箱门开关情况和安全报警等信息传递。在网络层面：采用行业内联网或互联网，传送电子物流单证等信息、利用GPRS传送车载定位和报警等信息，利用433、2.4G等无线网来关联车载和电子锁运行状态，以及开上锁管理等功能。在应用层面：建立行业统一的电子地图（GIS）和在途信息管理平台实现在途信息的跟踪、展示、查询、监控、调度和统计分析等功能。该平台分为两级部署，在行业层面部署着信息集成平台和信息交换接口，同时也具有一定的GIS展示和信息查询、调度、分析功能；在工业公司和省级局层面，分别由单位自己统一搭建个性化应用调度管理平台，通过行业平台对接信息提供个性化调度和管理服务 。在途系统主要有以下三个特点：一是先进性，该系统采用了目前现代物流领域里涉及到的所有关键技术，如GIS 、GIS 、GPRS、RFID、INTERNET、BI 等是集所有现代物流技术的创新工程；二是物联性，该系统符合物联网所有的理念和定义，并利用了物联网三层架构，从感知层、网络层到应用平台层面所涉及的主要物联网技术；三是标准规范性，通过该系统的建设有效地规范了行业物流运输过程作业标准，并通过该系统为贯彻落实行业物流单证标准起到了决定性作用。通过在途系统的建设和实施推广，可以为行业工商企业提供干线物流在途信息服务、在途车辆实时跟踪监控、个性化车辆调度与管理、车载安全报警等信息服务和应用拓展功能；为行业工商协同、干线物流整合必将起到重要的支撑作用。3、 烟草物联网发展前景烟草行业近几年来通过决策管理系统的带动和促进，信息化建设突飞猛进，基础较好，加上自身体制特点，完全具备建设烟草物联网的条件，国内相关主管部门也一再看好烟草市场。行业在“卷烟上水平”的建设要求里面也明确提出建设行业物联网，可以说“万事具备只欠东风”。因此，如何建好烟草物联网？怎么建？从何处开始建？成为当前研究的重要课题之一。笔者通过深入和广泛调研，认为烟草物联网主要应在以下四个领域开展：一是行业现代物流建设，烟草行业现代物流通过近几年的建设和发展已经成为行业生产经营的核心业务，随着行业不断改革与发展，烟草现代物流建设如何建设成为“不可替代性的物流企业”，除了解决体制和机制之外，关键是要看核心技术的引用和技术创新突破，物联网是当今世界最领先的技术，也是最适合解决物流领域的技术。如何把握和使用好物联网技术，必将是行业建设不可替代性物流的关键。二是在安全、防护等方面的应用，由于卷烟产品的价值特点，安全防护一直是烟草各级领导的关注重点，利用物联网技术可以做到从事后到事前、从局部到全程的安全监控与预警管理。目前行业已建立和安装了大量的视频监控点，但如何将这些视频信息有效的集成整合起来，进行加工和智能化处理，做到有问题能够提前预报提示，是物联网应用的一大课题。另外，在防伪打假领域也可以有效利用物联网技术。三是在卷烟质量管理和行业资产管理领域有很好的应用物联网的空间和前景。在此就不一一赘述了。 蒄蝿袄膆芇蚅袃芈蒂薁袂羈芅蒇袁膀蒀蒃袀节莃螂衿羂蕿蚈衿肄莂薄袈膇薇蒀羇艿莀蝿羆罿膃蚄羅肁莈薀羄芃膁16