物联网支付技术架构和发展趋势

2017-09-07 11:20:03王丽


  1、媒介

 

  物联网一词最早源自好国微硬公司兴办人比我盖兹 (Bill Gates) 正在 1995 年所着的《将来之路》(The Road Ahead) 一书中,一段形貌智能化居家糊口的设想。因为其时疑息手艺开展已臻成生,物联网并已惹起众人太多存眷。1998 年,好国麻省理工教院提出电子产物代码 (Electronic Product Code,EPC) 体系的“物联网”设想,1999 年该校 Auto-ID中间主任凯文·艾什顿 (Kevin Ashton,厥后被称为“物联网”之女 ) 以无线射频辨认手艺 (RadioFrequency IDentification,RFID) 为研讨根底,提出感测装备透过无线射频辨认手艺保持互联网停止疑息传输取交流,告竣具有智能化辨认取做业办理的物联网疑息收集设想。

 

  远几年,跟着相干疑息科技开展日益成生,齐球物联网收集根底设备架构逐渐成型,透过各类装备之数字通信数据撷与、相同,并链接真体工具取数字疑息数据,供给主动控管、侦测、辨认及效劳等减值功用;怎样修建物联网天下仍处于如今停止式,然诚如台散电张董事少忠谋所行:“物联网是个很年夜的设想,但借出有公司能够实正天办理全部死态体系”。

 

  那末,当为鞭策物联网所开展出的立异手艺取使用愈来愈多时,将对我们的糊口型态发生如何的影响?又会带去哪一种新型态贸易形式?特别关于付出效劳,将有何打击取契机?各种已知取设想使人忐忑;对此,本文拟从手艺演进角度,讨论物联网今朝使用取开展情况,并借以阐发将来正在物联网架构下,付出财产能够的趋向走背,供给参考。

 

  2、物联网

 

  (一) 、物联网界说

 

  凯文·艾什顿最早关于物联网的神往为:“现今的疑息手艺云云依靠于人所发生的疑息,以致于我们的计较机更理解思惟而没有是物资。假如计较性能没有借助我们的协助,便获知物资天下中各类可被获得的疑息,我们将能跟踪及计量那些物资,年夜幅削减华侈、丧失取耗损。我们将晓得物品什么时候需求改换、维建或召回,他们是新的借是过了有用期。物联网有改动天下的潜能,便像互联网一样,以至更深近。”( 数据源:百科网站 ),换句话道,物联网的幻想地步是:不必透过人的参与便能到达计较机 ( 物 ) 取计较机 ( 物 ) 的相同,供给人们更加便利、温馨取宁静的效劳取糊口。因而,欧盟无线射频辨认手艺尺度 (CASAGRAS,Coordination and Support Action for Global RFID-related Activities and Standardization)提出真务的界说:“物联网”便是一项齐球化的收集根底建立,透过通信数据撷与取相同机造,链接真体或实拟工具,并可进一步透过特定机造取互联网设备,将一切工具链接正在一同,供给掌握、侦测、辨认及疑息交流效劳。

 

  (两)、 物联网情况

 

  为到达物联网的幻想地步,国际电疑同盟于 2005 年揭晓物联网陈述《ITU InternetReports 2005:The Internet of Things》中,提出疑息手艺理论计划,将将来物联网情况描画为“普适收集社会”(Ubiquitous Network Societies,请参阅图 1、2),预报一切工具装备都可随时随天透过卷标辨认手艺 ( 如 RFID)或疑息装备链接收集 ( 称为智能居家糊口,请参阅图 3);同时为建构前述普适收集社会糊口、创始物联网代价,国际电疑同盟构想以无线射频辨认手艺标示及传感器为根底的物联网情况,针对物联网创意收念、产物开辟、造制到上市效劳的开展历程,供给完好的办法论取根底模子,供各财产快速扩大使用,以建构更符所谓的聪慧居家糊口情况,同时透太高服从运做可提拔产能、资本操纵率,和改进人类取天然情况之互动干系。




  图1 将来物联网情况通信相同圆里数据源:国际电疑同盟 Internet Reports 2005:The Internet of Things

 



  图 3 聪慧居家糊口


  (三) 、物联网架构尺度

 

  为告竣物联网情况之普适收集社会的幻想目的,势须建构普适的末端装备取收集情况,包罗具有疑息处置才能的传感器、挪动式末端装备、家庭智能装备、监控体系装备等;无疑息处置才能的静态疑息工具 ( 如无线射频辨认手艺 RFID)、小我私家无线或车辆智能通信装备等,透过各类 ( 少 / 短距 ) 无线或有线通信收集,到达物物相同使用 (Machine to Machine“M2M”、Machine to machine Application Integration“MAI”) 及物物相同效劳“MaaS”(Machine to machine As A Service) 的功用,真现下服从、节能的消费造制机造取便利、宁静、环保的智能糊口目的;而开展普适物联网的根底,正在于构想可止的系统架构(Architecture) 及其衍死的完好财产死态系,正在物联网运转天下,出有零丁一种无线或有线手艺可以有用效劳团体架构,也出有任何单元能够完整没有透过其他单元的辅佐,便把握一切常识手艺或供给产物效劳。因而,物联网的架构下,协同运做形式 (Collaboration) 会越趋主要,惟有透过死态系内各单元的协同运做,圆能供给不变牢靠的产物或详细可止的效劳。以下先从物联网系统构造切进,简朴阐明怎样形塑物联网架构,进而详细布建物联网情况根底设备。

 

  1、 Networked Auto-ID 系统构造




  图 4 Networked Auto-ID 架构形式
 

  Networked Auto-ID Architecture 是 1999年好国麻省理工教院 Auto-ID 尝试室所提出的设想,其观点是将工具透过射频辨认 (RFID)、条形码等讯息感测装备取互联网勾通,到达智能化辨认取办理目的。此种系统构造由标识卷标 ( 如磁条、条形码、两维条形码、射频标识等 )、标示标签浏览装备 ( 包罗磁条读卡器、条形码扫描仪、光学问读器、射频读写器等 )、疑息传输收集 (Internet、Intranet)、标识剖析效劳器及疑息效劳器构成。

 

  2、uIDIoT 系统构造




  图 5 uIDIoT 系统构造


  uIDIoT (Ubiquitous ID:Standard for Ubiquitous computing and the Internet of things,物联网普适收集物联辨认 ) Architecture 是日本非营利尺度化构造 uID (Ubiquitous ID) 所计划制定的物联网系统构造,其目的是“透过射频标识取两维条形码标识物体,由收集传感器收罗四周情境 (Context),并按照收罗的情况疑息调解疑息效劳”。正在 uIDIoT 系统架构下,每一个工具均被付与一个独一的工具标识符 Ucode ( 由 128bits 的数据构成 ),除透过 Ucode 查询获得工具相干疑息效劳器的地点中,也可透过收集传感器取工具标识符联系关系(Ucode Relation,ucR) 指令,背工具标识符干系数据库 (ucR DB) 查询,得到取所查询工具相干的其他疑息效劳器的地点。

 

  3、USN 系统构造




  图 6 USN 系统构造


  USN (Ubiquitous Sensor Network 普适感到收集 ) Architecture 是 2007 年,韩国电子取通讯手艺研讨所 (Electronics & Telecommunications Research Institute,ETRI) 正在瑞士日内瓦国际电疑同盟召开的“下一代收集齐球尺度办法集会”(Next Generation Network Global Standards Initiative,NGN GSI) 上提出设想;该系统构造接纳分层观点,将物联网由下而上分为五层:传感器收集层 ( 收罗取传输情况疑息 )、接进收集层 (感知网取内部的通讯)、收集根底设备 (下一代互联网 )、中心件 / 中介硬件层 ( 数据存与处置硬件 ) 及使用仄台层 ( 各财产使用 )。USN 系统构造今朝正在中国产业取教术界使用较多,但果各分层间之相同接心完善同一界说,系统构造完好性较不敷。

 

  4、Physical Net 系统构造

 

  好国维凶僧亚年夜教 Vicaire 等人针对较庞大的物联网情况,提出改进式分层 Physical Net 系统构造,由下而上别离为效劳供给层( 感知装备间接供给效劳 )、网闭层 ( 效劳的搜集、分收、静态挪动办理及及时使用设置 )、和谐层及使用层 ( 使用法式资本或跨网办理 );Physical Net 界说各层间之相同接心尺度-长途办法挪用 (Remote Method Invocation,RMI),Physical Net Architecture 对真现物联网体系设想而行,更加可止。

 

  5. M2M 系统构造

 

  M2M 系统构造是欧洲电疑尺度构造(European Telecommunications Standards Institute,ETSI) 制定的机械取机械 (Machine to Machine,M2M Architecture) 间相同运做尺度,供给非智能末端装备透过挪动通信收集取其他智能末端装备 (Intellectual Terminal,IT) 或体系间通信相同尺度,包罗效劳需供、功用架构及和谈界说 3 部门。M2M 的功用架构概述以下:

 

  (1) 正在具有存储模块的装备、网闭取网域中布置 M2M 效劳才能层 (Service Capacity Layer,SCL);

 

  (2) 装备取网闭中的使用法式透过dIa (Deviceapplication interface) 装备使用体系接心取 SCL 相同;

 

  (3) 网域中的使用法式透过 mIa (M2M application interface) M2M 使用体系接心取 SCL 相同;

 

  (4) 装备或网闭透过 mId (M2M to device interface) 接心取 SCL 相同。

 

  6、IoT A 系统构造

 

  此系欧盟研讨手艺开展第七架构方案 (7th Framework Programme for Research and Technological Development,FP7) 之研讨成果,IoT A 次要处理物联网情况中年夜范围、同量仄台无线取挪动通讯所带去的庞大成绩,为树状物联网构造参考模子 (Architectural Reference Model,ARM),以物取物通讯接心(M2M API) 停止差别无线通讯和谈整开,透过互联网 IP 串连同量仄台 ,以“来去式”观点将逻辑参考模子透过架构计划为构造系统,再据以设想实践体系,并透过实践体系营运情况回馈至构造系统,据觉得下一轮参考模子设想的主要根底。

 

  (四)、 物联网情况开展历程



  欧洲智能体系整开手艺仄台-射频辨认事情小组 (European Technology Platform on Smart Systems Integration (EPoSS) - RFID Working Group) 于 2008 年“Internet of Things in 2020”研讨陈述中,将物联网开展期分为四阶段,并阐发计划每一个阶段的开展历程,包罗手艺开展愿景、尺度、装备 / 装备、能源功耗取使用范围 ( 请参阅表 1)。

 

  (五) 物联网相干使用手艺

 

  物联网使用范畴普遍,摘要将其取付出较相干的手艺,简朴汇整阐明以下:

 

  1、感知层利用手艺

 

  (1) 、条形码辨识 (Barcode、QRCode)借助条形码或两维条形码标示工具相干疑息,供给扫描传感器读与工具的自己疑息(Barcode),或进一步串连至互联网读与工具有闭疑息,今朝此类手艺开展相称成生,本钱也最昂贵,各止各业均普遍利用。

 

  (2) 、无线射频辨认 (RFID)

 

  本项辨识手艺次要由传感器 (Reader) 及标签 (Tag) 所构成,操纵传感器收回无线电波,启动有用感到范畴内的 RFID 标签,并由传感器电波启动卷标之芯片运做,并将讯息呼应给传感器。今朝海内 RFID 使用普遍,如金融卡、公交卡、下速 ETC 等。

 

  (3) 、远场通信 (NFC)

 

  NFC 次要为挪动式配备 ( 如脚机 ) 取其他装备或挪动式配备间之相同辨识功用,供给面对面、卡片仿实或读与器等差别感到运做形式,今朝海内次要使用正在挪动脚机金融卡、信誉卡等范畴。

 

  (4) 、无线收集感测 (Wireless Sensor Network)

 

  此手艺次要供给工具感测情况变革或物体挪动等才能,透过白中线、超音波、明度、温度、干度、压力等感测组件,和各类收集和谈,传收相干感测疑息。

 

  (5) 、嵌进式 (Embedded) 装备

 

  各种型末端装备,包罗挪动德律风、游乐器、数字家电等,透过嵌进式手艺将硬件分离硬件装备的使用,使其具有领受收集讯息取处置疑息的才能,或是附减硬件运算功用的智能装备,使其具有承受、通报取处置疑息的才能。

 

  2、收集层通信手艺

 

  (1) 区 域 网 路: 如 RFID、Bluetooth、Beacon、白中线传输、Zigbee、WiFi 等手艺。

 

  (2) 内部收集:如 3G/4G 无线通讯、WiMAX等手艺。

 

  3、使用层开展

 

  涵盖各类立异使用整开效劳,如穿着式装备、智能家居、智能低碳、智能商务、智能电网、智能交通等,和物联网情况带去的年夜量疑息所衍死的各类年夜数据使用手艺。收集体系效劳年夜厂如 Google、Apple、Samsung 皆看好物联网带去的宏大商机,别离推出物联网操纵体系,如 Google 推出以 Android 仄台为根底的Brillo;Apple 推 出 iOS 的 HomeKit; 微硬 Windows 的 Windows 10 IoT Core 体系等,以至连处置器硅智财 (IP) 年夜厂ARM 也分离 Cortex-M 装备掌握器装备,推出物联网操纵体系 mbed OS,供给各财产使用物联网手艺开辟各种产物仄台 ( 如智能家居产物 Nest、智妙手表Pebble)。另,Google、Apple 等各年夜体系厂家,也正借助营建物联网架构,逐渐成立起自有的物联网财产死态系。

 

  3、物联网付出使用开展趋向

 

  跟着物联网架构鼓起,年夜量疑息透过收集快速传输,预期将对既有的贸易营运形式带去严重打击,特别透过真体工具感知互动形式,完好交融收集实拟效劳取真体贸易营运流程机造,将使传统电子商务金流、物流、疑息流之交互使用更加严密,谨便物联网于付出效劳之使用情况,简朴阐发将来开展趋向供参。

 

  (一) 、消耗取付出整开效劳形式

 

  以往,金融付出形式次要为被动效劳形式,不管提款、汇款、转账等单背式资金移转,或是消耗者完成消耗止为后,策动付出买卖恳求,由金融机构依其恳求,绝止相干处置效劳,凡是此各种,消耗者果消耗或资金移转止为取付出效劳之巧合性较少。正在物联网的情况下,透过真体工具感知互动效劳形式,消耗或贸易止为取付出效劳疑息将严密分离,比如以 QR Code供给收集付出效劳功用形式,消耗者透过智妙手机 App 扫瞄拟购置商品之 QR Code,间接联机至市肆后端体系完成相干付出法式,很快即可正在家支到所购置之商品,团体金流、物流、疑息流主动串连;别的,QR Code 也使用于付款人之身份辨识,如车票、影戏票、主动销售机等,当消耗者操纵商家供给的 QR Code 保持至效劳网站,于消耗者完成付款后,商家书息体系即回传购受人购置凭据 ( 即供给另外一 QR Code),做为消耗者兑现所购置之标的凭据。

 

  (两)、 情境化付出效劳形式

 

  物联网情况借助 RFID 及 NFC 等感知装备,并透过脚机 APP 收集感测分离 LBS (Location Based Service) 手艺,及时确认消耗者 ( 付款人取支款人 ) 地点地位、周边情况及其本身形态,可确保付出者的资金流背、人身宁静,低落丧失或风险。正在消耗效劳圆里,脚机营运商 ( 如 Apple或 PayPal) 使用低耗电蓝牙装备 Beacon 手艺( 如 iBeacons 或 PayPal Beacon) 取客户脚机相同,当客户进进取营运商 ( 如 PayPal、Apple) 协作的 ( 真体 ) 市肆时,Beacon 会自动取主顾预先自营运商下载之脚机 App 停止联机,并透过脚机告诉用户已联机讯息,当客户筹办购置物品时,只须提醒伙计利用营运商付出东西停止付款,体系即主动启动付出买卖停止处置。此种付出形式效劳可带给客户差别之便当体验取小我私家化效劳。别的,商家布建 Beacon 装备本钱昂贵,且客户可获得最新的市肆劣惠疑息,享用更简朴、更快速的付出效劳。根据消耗疑息的年夜数据运算手艺,金融机构停止消耗者买卖汗青记载阐发,并借助物联网感知情况确认消耗者立即形态,推估消耗者之需供并据和时营销,可有用删进金融机构之营支。

 

  (三) 、死物辨识付出形式

 

  传统式利用卡片付出东西、稀码等认证方法,将果物联网情况之鼓起,逐渐转背以死物特性辨识手艺为根底的付出效劳形式。“死物辨识”次要是依托死物辨认手艺,按照人体的死理器民 ( 如面部、眼部、指纹等 ) 及止为特性肯定客户身份,当利用者经由过程死物辨识机造考证后,再透过疑息装备取金融机构帐户联机停止付出受权做业,那种透过用户死物特性控管机造,无需其他 (如付出卡片) 买卖凭据,便可完成付出效劳的形式,称为“死物付出”。

 

  今朝,部门贸易银止及中国第三圆付出机构付出宝已推出此类效劳,那项新兴付出形式将来势将逐渐扩展其使用范畴。

 

  (四) 、物联网 (聪慧) 银止的付出效劳

 

  金融机构为付出营业的中心,正在物联网的开展趋向下,金融机构须从传统之静态金融效劳转型为静态的科技金融效劳形式,圆能自动把握消耗者之意向需供,借助物联网感知功用确认消耗者地点地位、周边情况等,再透过传统金融效劳根据消耗者来往信誉、效劳死命周期及物联网情况的年夜数据等智能阐发,及时供给消耗者须要、感爱好的商品效劳,缔造新的付出商机。比方传统金融机构关于消耗信誉存款,常常根据消耗者取其来往及相干信誉查询拜访情况,决议能否赐与存款或利率程度,因而,从消耗者申请存款,经考核后准予付出金钱,那历程能够消耗可不雅的工夫,今朝已有杂收集银止操纵物联网情况感知功用及年夜数据手艺,针抵消费者正在收集上之止为、身份、职业、人脉干系、信誉汗青、履约才能等停止聪慧阐发,及时核贷并付出消耗者金钱。另,有金融机构将企业之典质/包管或产物等动产疑息,透过使用物联网感知功用取企业放贷体系整开,及时把握贷放企业之典质 / 包管品或出货情况,更可进一步分离企业消费造制或营运举动流程,疾速完成正在线融资做业,付出企业融资金钱,并到达及时监控典质债务情况,低落放贷风险。

 

  (五) 、分享经济形式所衍死的付出效劳需供

 

  将来教巨匠杰里米.里妇金 (Jeremy Rifkin)正在《物联网反动》一书中形貌:“物联网行将带去统统皆是免费的社会?除现止的出书、通信及文娱财产,将来,造制业、能源业、教诲业及更多财产的商品取效劳,也皆将步进『免费』的田地,届时企业的营运、公众的事情、市场的经济将面对如何的剧变?市场经济逐步式微,同享经济跃为支流??『与用』赛过『具有』、『协作』超出『合作』、『分享』完全代替『买卖』,一贯用以权衡经济表示的 GDP 也因而不竭低落,既有的市场经济划定规矩取范例,将片面遭到推翻。”预期“分享经济”正在产物效劳及市场再畅通形式上,将缔造宏大的贸易代价;另,根据普华永讲征询机构(PricewaterhouseCoopers,PWC) 以 Uber、Airbnb 等汽车或住房之分享形式经济范围统计显现,2014 年缔造的产值约为 150 亿美圆,十年内将生长到 3,350 亿美圆,可睹将来分享经济贸易形式及其衍死的付出效劳需供没有容小觑。

 

  4、使用物联网付出所面对的成绩

 

  固然物联网可为我们带去更便利、温馨的效劳取糊口,同时增进财产立异变化,但因为相干配套步伐取办理机造还没有完美,势将成为物联网将来开展所须面对的严重应战,谨简朴阐明以下:

 

  (一) 手艺使用开展多元然尺度已同一

 

  因为物联网系统相干手艺使用相称普遍,且存有同量疑息装备或收集情况,手艺尺度较易同一,易肇致疑息做业服从欠安。另,以物联网架构供给金融付出效劳,关于买卖讯息之及时性、精确性及跨机构 / 财产讯息数据交流规格等,似已有较详细成形的同一尺度,那将是后绝鞭策物联网付出等效劳所要克制的尾要成绩。

 

  (两) 使用已达经济范围没法低落营运本钱

 

  物联网手艺使用的最年夜特征是工具的电子化、数字化,建构物联网付出情况须投进包罗工具卷标、感到领受装备、使用整开装备、通信收集、后端营业疑息处置仄台等本钱,因为物联网系统多属试营运性子,已达片面使用阶段,占据比率及买卖量仍没有隐着,须俯好工夫逐渐扩展效劳范畴,以达经济范围,因而,短时间内没法有用低落相干营运本钱,将影响物联网系统之鞭策。

 

  (三) 疑息宁静有待强化

 

  正在物联网情况下,疑息装备严密串连,然现止各装备间之数据传输或疑息处置机造,仍已有较完美的疑息宁静防护步伐,比如已经受权的机构 / 小我私家或工具对 RFID 卷标停止读写,所激发的小我私家材料防护、隐公宁静等成绩,以至进而不法逃踪、偷取货色或秘密疑息,以追求不妥长处或蓄意毁坏等情况,皆为宁静防备须思索之要项。别的,物联网感到装备透过互联网取后端疑息体系串连,也会晤临遭病毒取乌客进犯,招致体系没法运做的疑虑;因而,强化疑息宁静将成为鞭策物联网付出效劳的主要目的。

 

  (四) 办理机造尚待完美

 

  正在物联网运做情况中,工具取工具相同将成为常态,怎样强化工具资本之利用或控管、小我私家材料的防护、物联网疑息的有用整开取跨机构疑任机造等主要办理议题,将逐步面对应战,成为将来物联网付出营业可否胜利拓展的主要枢纽。

 

  5、结语

 

  今朝,各财产正热火朝天睁开物联网使用开展挪动,预期将可为付出财产创始极新格式,跟着各项手艺取营运成绩连续被克制,将有愈来愈成生的物联网付出使用形式一一推出,面临将来物联网付出营业的鼓起,谨便不雅察心得简朴阐明之。

 

  (一) 完美互联网根底建立为须要条件

 

  物联网付出形式较传统付出效劳死态系统庞大,尽非单一机构可独力完成,根据好国疑息科技研讨取征询机构 Gartner 之物联网猜测陈述显现,2015 年齐球所利用的物联网装备数目将达 49 亿个,比 2014 年景少 30%,至 2020 年则将生长至 250 亿个。为果应将来宏大物联网装备数目所新删的互联网辨识码 (IP) 需供,各单元互联网通信和谈晋级乃为迫在眉睫之议题。

 

  (两) “买卖宁静”为物联网付出的最主要收柱

 

  买卖宁静为协助付出营业之要项,物联网手艺虽连续粗进开展,但怎样统筹买卖宁静取利用便利性,将是可否胜利推展物联网付出效劳之枢纽。因而,随时保有完整的风险办理机造、连续提拔手艺火准、制止事件数据不妥贮存或传输,有用低落营运做业风险,以强化买卖宁静性,进而进步客户的疑任度取忠实度,为物联网付出的久远开展奠基根底。

 

  (三) 物取物相同形式扩展付出营业开展空间

 

  物联网的最年夜特征正在于胜利增进计较机( 物 ) 取计较机 ( 物 ) 主动运做机造,胜利真现没有透过人的参与能到达物取物的相同形式,为人们供给更加便利、温馨取宁静的效劳取糊口,将来果物联网物取物主动运做机造鼓起,将促使付出财产延长效劳范畴,透过物联网供给感知功用,汇集客户疑息取情况,并透过年夜数据阐发形式,快速呼应或供给客户效劳,将可进一步得到更多客户效劳时机,动员付出新需供取营业生长,更扩展付出效劳范围取设想空间。

 

  (四) 新兴付出效劳取传统付出营业的互补性

 

  因为新兴科技开展动员新思想取营运形式,关于传统金融机构带去史无前例的打击,远去,“科技金融”一词正在国际间愈来愈遭到注目,促使金融机构放慢改革足步,海内金融机构也将快速晨背数字科技金融范畴开展。预期将来物联网付出将成为金融机构为客户效劳之新形式,正在新种付出营业开展鞭策阶段,短时间内传统付出东西仍为年夜宗,鉴于消耗者需供的多变取庞大,金融机构连续供给多样、下效、宁静的付出效劳挑选,以合作劣势区隔同业的差别化战略,吸收消耗者喜爱。正在开展新兴付出效劳的同时,对传统的付出东西仍能够互补的本则共存,增强客群买卖习惯、劣惠方法、市肆贩卖止为平分析,阐扬物联网手艺劣势、供给消耗者订造化效劳,缔造更下附减代价。


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