日本物联网国家战略及研究现状

一国家战略

日本对信息技术的重视程度有目共睹，发展物联网也比其他国家起步较早。2000年公布的五年信息技术计划“e-Japan”就为日后日本物联网的发展做好了准备，之后又相继颁布了“u-Japan”国家物联网战略以及“ICT维新愿景2.0”计划，这些政策都大大促进了日本物联网的发展。

e-Japan战略（2001-2005年）

2001年1月开始实施的e-Japan计划主要包括以下五个方面内容：自2001年起，互联网应用价格合理化；在2002年前创建良好的电子商务法律环境；在2003年前建设好电子政府的基础环境；在2005年前培养出与美国相当的信息化人才；在2005年前建设好超高速互联网。

事实上，到2005年底，e-Japan战略圆满落幕。日本互联网用户数量是2001年的20倍，达1690万；月入网费降低为原来的三分之一，仅2500日元（约合人民币205元）；宽带互联网用户家庭数激增，ADSL用户达4630万，光纤用户达3590万。e-Japan战略迅速推进了日本信息化社会的建设，为日后物联网的发展奠定了良好的基础。

u-Japan战略（2006年-2010年）

从2005年开始，“物联网”的概念开始在日本ICT科研界流行起来，日本总务省决定大力发展该技术。“u-Japan”中的“u”来自英文单词ubiquitous（无所不在的），这就是当时“泛在网”的概念。

日本政府主要希望通过u-Japan解决以下几大问题：

减少交通事故及拥堵问题；通过信息化降低政务成本；防御自然灾害，减少社会犯罪；加强理工科教育，增强大学教育竞争力；远程医疗及电子病历建设；加强可再生能源和生物技术；通过ICT应用增强日本工业的竞争力，推动日本文化和艺术的发展；提高日本的国际影响力；解决老年人、学生和妇女的就业问题，保证就业市场的公平。

战略公布初期，日本建立了uID中心（主导日本RFID标准研究与应用）和Auto-ID实验室（从事RFID技术开发研究），日本民众对该战略抱以极大期望。而因u-Japan代表着“泛在”的概念，因此宽带的发展成为重中之重。日本总务省首先想到了发展无线网络，2008年日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）为此发射了一颗卫星，将该战略的发展推向顶峰。但2008年出现的金融危机使得u-Japan战略无疾而终，默默收场。

日本官方最终也未公布u-Japan战略的完成情况，但从各方数据来看，u-Japan的成果可总结成三大部分：

（1）90%的人口可接入宽带或超高速宽带，但未达到战略设定的100%目标；

（2）82%的人口开始了解ICT在解决社会问题中的重要性，基本达到预期目标。但老年人仍对ICT了解甚微，这对日本ICT的发展可能是一大障碍，因为目前30%的日本人口超过50岁；

（3）日本人在日常生活中使用ICT的比率已有显著提高。

ICT维新愿景2.0（2010-2020）

2009年12月，日本总务省隆重推出“ICT维新愿景2.0”计划。该计划对日本ICT未来的发展提供了一个新的“愿景”，摒弃了以前以“物联网”发展为重点的战略目标，将ICT发展目标定位于解决日本目前面临的社会问题。

尽管这份战略与物联网并没有太多直接的关系，但是战略中制定的一些目标都是有利于推动日本物联网发展的。比如：根据日本总务省的预测，ICT领域未来年平均投资总量将以9.3%的速度增长（目前为3%），直至达到2010年的两倍。2020年，投资总额将达40万亿日元。同时，战略中关于能源和绿色IT的规划也相当引人注目：日本预计将比1990年减少10%的二氧化碳排放量，即每年减少1.25亿吨。而超过半数以上二氧化碳排放量的减少将要依靠“物联网”技术。从这些例子上可以看出日本“物联网”战略的新方向：物联网将根据具体问题来研究和开发解决方案，而不是在解决方案开发出来后才去寻找相应的问题。

“ICT维新愿景2.0”与当年的e-Japan相呼应，e-Japan是要让日本民众享受宽带接入，现在的目标是让所有的日本家庭在2015年前接入光纤，并将此计划命名为“光之道”。因此，有人认为“ICT维新愿景2.0”是e-Japan战略的回归。

除此之外，日本总务省于2010年5月公布的“新ICT战略”，则主要着眼于鼓励ICT合作以及开拓国际ICT新市场。

由于日本政局动荡，“ICT维新愿景”的前景如何，我们只能拭目以待。

小结

除了u-Japan战略，日本的其他物联网国家战略总体来说比较成功。仅从uID（泛在ID）标准在世界上造成的影响就可以看出，日本至少已经达到了“在世界物联网领域处于领先水平”的目标。尽管“ICT维新愿景2.0”战略又回归到了有线互联网上，但这个战略对日本整体ICT水平的发展，尤其是物联网的发展，仍然具有促进作用。

二研究现状

日本大学里的物联网研究绝大多数依靠国家公共基金。因此，受日本政局的不确定影响，只有那些当下热门的研究课题才能得到政府的财政资助。一般资助总额从1000万日元到3亿日元不等，分几年发放。日本的一名大学教授说，经常有些在当时热门的研究刚开始没几年，项目还未完成就不得不让位于新的热门课题。

一名庆应义塾大学的教授指出，这种拨款形式给他的研究带来了严重的影响。这名教授是智能交通系统（ITS）方面的知名专家，他说因研究潮流的变化，他的许多项目都中途搁浅了，但有些项目有时也得益于潮流回归而得以重新开始。

尽管日本物联网领域的一些研究受到政府财政政策的制约，但私人资金也支持了许多重要的研究项目。从全球角度来看，日本仍然是在物联网技术发展（尤其是能源和环境保护方面）领域投资人力物力最多的国家之一。

(一) 学术界著名研究项目

著名项目介绍之一：TRON

TRON（TheRealtimeOperating-systemNucleus，实时操作系统内核）项目可谓是日本物联网的雏形，它由uID研究中心的坂村健教授于1984年启动，项目的目标是实现一个“泛在的计算环境”，即让所有“物体”相互“沟通”，协调运行，以实现高度信息化的社会环境。为实现节能高效的嵌入式计算结构，TRON项目开发了T-Engine解决方案用于高效开发实时嵌入式系统，它由开放式标准平台、标准化硬件结构（T-Engine）（如图1所示）与标准开源实时开发系统核心（T-Kernel）组成。

T-Engine迄今为止共推出了四个基础架构，分别是：T-Engine（标准型）、μT-Engine（微型）、nT-Engine（纳米型）和pT-Engine（微微型），尺寸从大到小对应不同的功能需求。

TRON项目获得了巨大的成功，目前在世界上许多国家（包括中国）迅速推广，它在智能家居、泛在代码标签等物联网领域得以应用，许多企业和机构也已经在TRON基础上开发了新的技术和产品。

著名项目介绍之二：Live-E！

Live-E！项目由日本宽带项目（WIDE）执行主席江崎浩教授（HiroshiEsaki）领军，于2005年启动。项目的目标是创建一个联网的传感器网络，用以收集全球所有地区的气象数据。对于通信领域专家江崎浩教授来说，这个项目有双重意义：一来可以收集气象数据；二来可以创建一个大范围的传感器网络。

传统的天气和气象研究设备一般都相当复杂和昂贵，为节约成本、简化设备，近来有两种研究方向：一是建立涵盖整个观察地区的观察站；二是将观察地区划分成几个区域，每个小区域装配一个传感器，由各传感器将信息通过信息网络传输到中心站集中处理。

Live-E!项目采用的就是第二种方案，它在每个观察点装配一个（如图2所示的）简单气象传感器（VaisalaWXT510/WXT520），可收集6种数据：风速、风向、温度、相对湿度、气压以及降水量。这些小的观察站建造简单而且开支少，可由个人、学校、研究机构等进行管理。中心站服务器每分钟更新一次数据，这些数据对外公开并可随时查询使用，这对预防自然灾害等起到了很好的作用。

对于那些不需要随时更新数据的观察点，Live-E！项目推出了DTN（DelayTolerantNetworks），比如在自然放养的动物身上安装了一些用以收集动物活动、作息等方面信息的装置，这些装置只在特定时间才将收集的数据发送给中心站处理。

如今Live-E!项目已在日本（特别是东京）大范围展开，并发展到泰国和加拿大。

(二)产业界重要研究项目介绍

日本的产业界承担了很大一部分研究工作，甚至比大学和国家实验室的研究项目还多，一些大型企业如日本ICT行业巨头日本电报电话公司（NTT）就有几千名专业研究人员。该企业非常重视物联网方面的研究，并推出了一个大规模项目WAUN（WideAreaUbiquitousNetwork，宽带领域泛在网络）。

重点项目介绍之一：WAUN

WAUN项目由日本电报电话公司(NTT)于2005年推出，该项目的目标是建立一个可加入现有其他网络的、特殊的物与物之间“沟通”的网络，这个项目也响应了当年的u-Japan战略。

NTT公司没有使用传统的仅限定在特定封闭空间内的物联网应用技术，而是创建了一个可覆盖足够空间的无线网络，真正实现随时随地“泛在”的概念。

与传统的物联网通信（发射器-天线-接收器）技术不同，NTT公司的WAUN项目使用的是六角形单元组件，每个单元内包含三个天线（如图3）。

在单元内部，每个“沟通”物体能与三个天线联系，因此，无论物体处于哪个位置，三个天线中任何一个都可以接收到信号，而传统网络在信号不好时只能处于特定位置才能发送或接收信号。

目前，这个项目已经在东京展开测试。根据NTT公司相关负责人介绍，已有上万个物体安装了这种传感器，每个物体每天能发送1000b数据，数据总量仍有限。这个项目的主要优点是安全而非快速，因此目标客户是专业用户。而且，NTT公司预计可能需要到2015年才能完全保证WAUN的可操作性，推向市场的日期则更无法确定。

重要项目介绍之二：Mushrooms

位于京都的NTT通信科学实验室（CSLab）也同样针对物联网展开了研究，并于2004年10月推出了“蘑菇世界”项目（WorldofMushroom,StepsTowardsAmbientIntelligence），如图4所示。

“蘑菇”（Mushroom）在这里的含义是“隐蔽的小型物体”；只有当人们呼唤它的时候它才会出来；对环境不会构成威胁；可协助完成一些日常生活中的任务。

可以用一个例子来说明该项目。当你走进房间时，Cahmoo（装有面部识别功能相机的Mushroom）会对你的面部进行扫描，扫描信息会发送给房间内其他所有的Mushroom。当你提问：“SultansofSwing这首歌是谁演唱的？它于哪年开始在电台播放？”Keekie（装有语音识别功能的Mushroom）能从所有声音中识别出您的声音，并将问题传输给Sheeshie（回答问题的Mushroom），Sheeshie将问题转换成自然文本形式，并分析文本内容，然后在其数据库内查询答案。寻找到答案后，Sheeshie将信息传输给Chacha,它具备语音功能，可告诉你正确答案。

这个项目的研究时间可能会持续到2030或2050年，具体时间要根据科技进步的水平来决定。而且，目前这类研究也只是针对人机交流未来发展方向的一种探索，而非商业化的开发应用。