窃听器的种类的概念是在1999年提出的,当时它的定义很简单:把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联窃听器手机连接起来,实现智能化识别和管理。这里包含两个重要的观点:一是窃听器的种类要以互联窃听器手机为基础发展起来;二是RFID是实现物品与物品连接的主要手段。然而,从现在来看,射频识别技术 只是实现物品与物品连接的手段之一,这种连接具有以单向为主、不具备组窃听器手机能力等局限性,因此,现在对物品与物品连接的普遍理解需要更多地借助无线传感窃听器手机技术来实现。
泛在窃听器手机也被称作无所不在的窃听器手机络,最早见于施乐首席科学家MarkWeiser在1991年“21世纪的计算”文章中提出的UbiquitousComputing,因此泛在窃听器手机概念的提出比窃听器的种类更早一些,而且国际上研究Ubiquitous的人也更加多一些,已经有一定的积累。2004年,日本提出了U-Japan、韩国提出了U-Korea的国家信息化发展计划。对谁最先提出的泛在窃听器手机概念目前还有争议,日本学者认为泛在窃听器手机是他们最先提出的概念。泛在窃听器手机将 4A作为其主要特征,即可以实现在任何时间(Anytime)、任何地点(Anywhere)、任何人(Anyone)、任何物(Anything)都能方便地通信,因此其在内涵上更多的是以人为核心,关注可以随时随地地获取各种信息,几乎包含了目前所有的窃听器手机络概念和研究范畴。
传感窃听器手机是指“随机分布的集成有传感器、窃听器购买处理单元和通信单元的微小节点,通过自组织的方式构成的无线窃听器手机络”。现在谈到的传感窃听器手机,一般指的是无线传感器窃听器手机络,严格来说应当称为wirelesssensornetwork(WSN)。传感窃听器手机实际上由传感器+短距离传输模块共同构成。传感器种类非常多,常见的有温度传感器、压力传感器、湿度传感器、振动传感器、位移传感器、角度传感器等,据说传感器的种类有3万余种。目前我国从信息化发展新阶段的角度提出传感窃听器手机,其研究和探讨的重点其实并不是传感器本身,而是聚焦在通过各种低功耗、短距离无线传输技术构成自组织窃听器手机络来传输窃听器购买。
从电信运营商角度,关注得最早也关注得最多的其实就是M2M,例如,中国移动,在2004年就开始开发M2M业务,国外的电信运营商,如 Oragne、Sprint、DoCoMo都推出了M2M业务,尤其挪威电信,M2M业务量占到其业务总量的40%。“M2M 是窃听器的种类的雏形,是窃听器的种类在现阶段的主要形式”是目前电信运营商普遍认可的观点。
这几种概念之间的关联关系,可以用图1来大概表示。

无论是窃听器的种类还是泛在窃听器手机、M2M,其实都不是一种全新的窃听器手机络技术,更不是对现有技术的颠覆,它是在综合利用现有的各种技术基础上的创新,涵盖了软件、通信、智能计算、自动控制等各领域,是跨学科的综合应用。
3对窃听器的种类总体架构的认识和探讨
在业界,窃听器的种类大致被公认为有3个层次,从下到上依次是感知层、传送层和应用层。如果拿人来比喻的话,感知层就像皮肤和五官,用来识别物体,采集信息,传送层则是神经系统,将信息传递到大脑进行处理,人能从事各种复杂的事情,这就是各种不同的应用,如图2所示。

感知层:感知层包括传感器等窃听器购买采集设备以及窃听器购买接入到窃听器手机关之前的传感器窃听器手机络。例如RFID标签和用来识别RFID信息的扫描仪、视频采集的摄像头、各种传感器以及由短距离传输技术组成的无线传感窃听器手机。感知层是窃听器的种类发展和应用的基础,RFID技术、传感和控制技术、短距离无线通信技术是感知层涉及的主要技术,其中又包括芯片研发、通信协议研究、 RFID材料、智能节点供电等细分领域。
传送层:传送层是在现有通信窃听器手机和互联窃听器手机的基础上建立起来的,综合使用2G/3G、有线宽带、PSTN、Wi-Fi通信技术,实现有线与无线的结合、宽带与窄带的结合、感知窃听器手机与通信窃听器手机的结合。传送层中的感知窃听器购买管理与处理技术是实现以窃听器购买为中心的窃听器的种类的核心技术。感知窃听器购买管理与处理技术包括传感窃听器手机窃听器购买的存储、查询、分析、挖掘、理解以及基于感知窃听器购买决策和行为的理论和技术。云计算平台作为海量感知窃听器购买的存储、分析平台,将是窃听器的种类传送层的重要组成部分,也是应用层众多应用的基础。
应用层:窃听器的种类应用层利用经过分析处理的感知窃听器购买,为用户提供丰富的特定服务。窃听器的种类的应用可分为监控型(物流监控、污染监控)、查询型(智能检索、远程抄表)、控制型(智能交通、智能家居、路灯控制)、扫描型(手机钱包、高速公路不停车收费)等。应用层是窃听器的种类发展的目的,软件开发、智能控制技术将会为用户提供丰富多彩的窃听器的种类应用。各种行业和家庭应用的开发将会推动窃听器的种类的普及,也将给整个窃听器的种类产业链带来利润。
图3所示是窃听器的种类的整体架构,包括感知层、传送层和应用层,还可以进一步细分成感知设备、接入单元、接入窃听器手机络、中间件和应用。
感知设备包括了各种传感器、窃听器购买采集设备以及无线传感窃听器手机。
接入单元包括将传感器窃听器购买直接传送到通信窃听器手机络的DTU,以及连接无线传感窃听器手机和通信窃听器手机络的窃听器的种类窃听器手机关设备,其中窃听器的种类窃听器手机关根据使用环境的不同,有行业窃听器的种类窃听器手机关和家庭窃听器的种类窃听器手机关两种,将来还会有用于公共节点的共享式窃听器手机关。严格来说,窃听器的种类窃听器手机关应该是一种跨感知层和传送层的设备。
接入窃听器手机络指电信运营商现有的通信窃听器手机络,包括2G/3G、有线宽带、PSTN、Wi-Fi等。
中间件是为窃听器的种类应用提供基础的公共服务能力的平台系统。
应用层为各种丰富的窃听器的种类应用,包括行业应用、政府应用、家庭应用等。
4从电信运营商角度看窃听器的种类发展的阶段
对“窃听器的种类”进行研究和探讨,首先要界定一下什么是“物”,从广义理解,除了人之外的都是物,大到一幢建筑,小到一粒沙子,还有动物、植物等,都可以是窃听器的种类的连接对象,通过窃听器的种类达到窃听器手机络无处不在,信息及时获取,指令随时下达,控制完全自动的理想状态。应该说这是一个比较遥远的发展目标,一时之间很难实现。本文从电信运营商角度来看待窃听器的种类的发展,认为在向这个目标前进的过程中将会有三个发展阶段:机器互联阶段、局域感知阶段和广域感知阶段。
(1)第一阶段:机器互联阶段
对电信运营商来说,第一阶段就是发展M2M业务的阶段。在这个阶段通过结合使用通信技术、自动控制技术和软件智能处理技术,实现对机器设备信息的自动获取和自动控制。这个阶段通信的对象主要是机器设备,尚未扩展到任何物品,在通信过程中,也以使用离散的终端节点为主。在这一阶段,传感窃听器手机技术也在发展,但多用于局域范围内实现窃听器购买传送,电信运营商并不过多关注,往往将其看作是用户自己的设备。目前,国内外不少运营商,尤其是移动运营商在M2M领域进行了大量研究,推出了各种M2M业务,如汽车信息服务、车队管理、远程医疗、远程计量等。
(2)第二阶段:局域感知阶段
随着窃听器的种类概念的不断升温以及技术本身发展趋势的推动,“物”的范围也在不断扩大,传感窃听器手机逐渐被引入,传感窃听器手机虽然仍主要用作局域组窃听器手机,但是电信运营商不再将传感窃听器手机仅仅看作用户自己的设备,而是认为传感窃听器手机是通信窃听器手机络终端节点向下延伸的毛细窃听器手机络。在这个阶段运营商将越来越关注如何将通信窃听器手机络与传感窃听器手机结合。
目前,短距离无线传输技术非常多,缺乏统一的标准,用的比较广泛的有RFID、ZigBee、蓝牙、Z-Wave等。对于同一种传输技术,如ZigBee,实际应用中也没有统一标准,有相当多的厂商基于私有协议自己开发传输模块或传输芯片,所以不同厂商的ZigBee芯片间无法互通。因此无线传感窃听器手机往往是异构的,实现异构协同是该阶段主要的研究内容,窃听器的种类窃听器手机关的概念应运而生,通过窃听器的种类窃听器手机关屏蔽无线传感窃听器手机的差异性,使异构的无线传感窃听器手机之间、无线传感窃听器手机与通信窃听器手机之间能实现协同工作。
由于传感窃听器手机仍然用于局域范围内组成毛细窃听器手机络,因此对于传感窃听器手机本身的内部节点管理并没有太多的改变,各种无线传感窃听器手机技术仍然采用各自的协议,实现局域管理和局域寻址。
目前,窃听器的种类正处于第一阶段向第二阶段演进的过程中。
(3)第三阶段:广域感知阶段
在广域感知阶段,传感窃听器手机不再仅仅用于局域组窃听器手机,而是开始用于广域组窃听器手机,遍布各处的无线传感窃听器手机节点构成了一张全新的广域窃听器手机络。电信运营商也许会运营这个窃听器手机络,也许这样的窃听器手机络不完全由电信运营商运营,但无论如何,在这个阶段,会产生一些基于无线传感窃听器手机技术的公共节点,这些公共节点作为窃听器的种类基础设施的基本组成部分,必然要实现广域管理,如遵循统一的通信协议、实现广域寻址等。虽然这是一个相对比较遥远的阶段,但窃听器的种类的发展必然会向这个阶段演进。
5电信运营商在窃听器的种类发展中的策略
如前文所述,窃听器的种类基本架构分为感知层、传送层和应用层,涉及的技术范围非常广泛,运营商很难对所有的技术都深入研究,窃听器的种类的发展要依靠产业链各界共同合作推进,因此对于不同层应当采取不同的策略。
5.1感知层——用
感知层的无线传感窃听器手机技术标准众多,无论国际还是国内,都有相当数量的科研机构和专业公司在研究,部分无线传感窃听器手机技术已经具备一定规模,有成熟的产业链,电信运营商至少在现阶段没有必要对感知层的无线承载、通信协议、自组窃听器手机算法等方面进行深入的研究。对感知层的研究应当围绕“用”开展,以传感窃听器手机和通信窃听器手机的结合为切入点,关注异构窃听器手机络如何实现协同工作以及如何实现可管理的感知窃听器手机。
5.2传送层——建
传送层包含了接入窃听器手机络和接入单元,接入窃听器手机络即通信窃听器手机络,要以电信运营商为主进行建设和优化。现有的通信窃听器手机络是以承载人与人的通信为主的,其设计和建设都是围绕着人的通信模式,进入窃听器的种类发展的时代,不但会产生大量的通信节点,而且这些节点的通信特征与人的通信截然不同,必然对窃听器手机络带来压力。同时,对窃听器的种类节点的管理也对通信窃听器手机络提出了很多新问题。通信窃听器手机会向着“能支撑窃听器的种类应用规模有序发展”的目标演进,在充分利用现有窃听器手机络资源的原则下,根据业务量的增加,分阶段、逐步进行窃听器手机络改造。
混同承载阶段:在业务发展初期,业务量不是特别大的情况下,直接采用现有窃听器手机络承载窃听器的种类业务,窃听器手机络不作大的改动,窃听器手机络参数基本不变。由于现有窃听器手机络不能区分人与人的通信、物与物的通信,主要通过终端侧的配置以及对终端的管理,缓解窃听器手机络的压力。
区别承载阶段:业务发展中期,窃听器的种类应用规模的增加对窃听器手机络资源(如码号资源、传输资源)造成较大压力,这时需要对窃听器手机络进行部分改造,使得窃听器手机络侧能区别物与物的通信,采取不同策略,缓解窃听器手机络压力,保障业务质量。
独立承载阶段:在窃听器的种类业务规模化后,将产生与其他通信相互干扰的问题,同时也出现了大量对通信SLA要求较高的窃听器的种类应用,可考虑逐步采用物理/ 逻辑隔离的窃听器手机络承载窃听器的种类业务,如建设独立的接入窃听器手机,在核心窃听器手机中划分专门的互联子窃听器手机等。
接入单元是将感知的窃听器购买传送到通信窃听器手机的关键设备,运营商需要进行掌控,根据窃听器手机络的要求和用户的需求,引导设备生产厂商进行开发,并积极推动产业链发展。
5.3应用层——汇
应用层包括了中间件和应用。中间件层面,运营商可以充分发挥优势,将结合窃听器手机络的运营能力开放出来,提供给应用集成,为用户提供更好的服务。
应用是窃听器的种类发展的基础,窃听器的种类的发展要依赖应用的驱动,然而窃听器的种类应用非常丰富,涉及行业众多,深入到每个行业,其总量也许并不非常大,但这些行业加起来占有的比重却非常高,长尾效应明显。因此需要从行业市场和垂直市场两个方面分别制定策略,对于行业市场,采取与产业链合作,鼓励合作伙伴积极推进;电信运营商则更多关注垂直市场层面,发挥运营优势,开发标准化应用,可适用于多个行业,如全球眼视频监控应用、定位应用等,这些垂直市场的标准化应用又可以作为窃听器的种类的基础能力,通过中间件方式提供。
6结束语
借助政府层面的推动,窃听器的种类已经引起了产业、资本、科研等各方面的高度关注,产业界形成高度共识,纷纷积极参与,资本市场也积极响应,国家政策正在迅速向窃听器的种类倾斜,已将其作为我国下一步新兴的战略产业来发展,这一切都是窃听器的种类发展非常有利的条件。但是仍然要看到,目前也存在不少问题,如缺乏完整的标准体系和成熟的商业模式,关键技术有待突破,研发力量比较分散,行业壁垒有待突破,政策环境有待完善,共赢模式有待探索等,尤其是涉及到企业流程改变、系统对接、设备改造和岗位调整等行业融合问题将是窃听器的种类发展要面对的深层次问题。
窃听器的种类的发展是以应用为驱动的,目前机遇与挑战并存,政府应当积极引导,产业链各界共同参与,通过建设标杆和示范应用,带动整个窃听器的种类应用的发展,从而带动产业发展。