第一篇:物联网技术发展现状及问题研究
物联网技术发展现状及问题研究
摘要:我国正处在经济飞速发展的新的历史阶段,物联网被列为新兴战略性产业重点发展,物联网及相关产业发展的时机日趋成熟,推动物联网发展的良好态势正在形成。该文介绍了我国物联网标准制定情况,并对国内标准制定的进展情况进行了综述。
关键词:物联网;技术;现状;对策
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2011)18-4473-02
Development Status and Problems of Internet of Things Technology
ZHANG Jing
(Shenyang University of Chemical Technology, Shenyang 110142, China)
Abstract: China is undergoing a rapid development of economy, the new historical stage things networking is listed as emerging strategic industry key development, content networking and related industry development opportunity matures, promote the development of thing networking is forming a good situation.This paper introduces that in China, and networking standards for domestic standards progress were summarized.Key words: content networking;technology;status;countermeasures
1999年,美国麻省理工学院首先提出“物联网”的概念。他们认为,物联网就是将所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理的网络。2005年,国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005:物联网》,对“物联网”的涵义进行了扩展[1]。报告认为,无所不在的“物联网”通信时代即将来临,世界上所有的物体都可以通过因特网主动进行信息交换,射频识别技术、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。
物联网(The Internet of Things)是指通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网与互联网相对,但不同于互联网,物联网是物物相连的互联网,用于实现智能化识别和管理。首先,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;其次,物联网的用户端基于任何物品与物品之间,进行信息交换和通讯(李一等,2010)。物联网是继互联网之后信息通信技术的又一次重大创新,物联网为全球经济社会发展带来的变化和影响将远远超越互联网[2]。物联网将成千上万的物体通过网络基础设施进行连接,这些物体通过感知周围环境的变化,积极参与信息获取、处理和交换过程。物联网孕育着巨大的商机。现如今,物联网已经成为国内外最受关注的技术领域之一。我国物联网产业链发展现状
目前,我国正处在于济飞速发展的新的历史阶段,中国的工业化之路面临着新的选择。要成为经济强国,我国必须大力发展新的产业,物联网被列为新兴战略性重点发展产业。2010 年十一届全国人大三次会议上首次将物联网产业发展写入政府工作报告,明确加快物联网的研发应用,加大投入和政策支持。胡锦涛、温家宝等多次强调要以国际视野和战略思维来选择和发展新兴战略性产业,无线传感器网络和物联网方兴未艾[3]。要着力突破传感网、物联网关键技术,及早部署后IP 时代相关技术研发,使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的发动机。
欧盟委员会为了主导未来物联网的发展,近些年来一直致力于鼓励和促进欧盟内部物联网产业的发展,并将发展物联网作为欧盟数字经济的重要组成部分。为此,欧盟专门在网络企业和射频识别司内任命一位物联网总监,以具体负责物联网的工作。据悉,欧盟已经将物联网作为实施今年5月提出的《欧洲数字计划》的重要平台之一[1]。据了解,该计划提出的100项主要行动中有许多都要靠物联网来落实。早在去年6月,欧盟委员会就正式提出了《欧盟物联网行动计划》。有关专家认为,欧盟制定有关物联网的行动计划,标志着欧盟已将物联网建设提到议事日程上来。欧盟希望通过构建新型物联网管理框架来引领世界物联网的发展。该行动计划提出了促进物联网发展的一些具体措施:严格执行对物联网的数据保护立法,建立政策框架使物联网能应对信用、承诺及安全方面的问题;公民能读取基本的射频识别(RFID)标签,并可以销毁它们以保护隐私;为保护关键的信息基础设施,把物联网发展成为欧洲的关键资源;在必要的情况下,发布专门的物联网标准化强制条例;启动试点项目,以促进欧盟有效地部署市场化的、相互操作性的、安全的、具有隐私意识的物联网应用;加强国际合作,共享信息和成功经验,并在相关的联合行动中达成一致;组建欧洲利益相关者的代表团,以监督物联网的最新进展,定期向欧洲议会和理事会汇报物联网的发展情况[4]。
我国物联网研究起始于1999 年,基本上和国际同步。《国家中长期科学与技术发展规划(2006-2020 年)》和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中均将传感网列入重点研究领域。我国在无线智能传感器网络通信技术、微型传感器、传感器终端机、移动基站等方面取得重大进展,技术研发水平目前处于世界前列,并拥有多项专利[5]。我国传感网标准体系已形成初步框架,多项标准提案被国际标准化组织采纳。目前我国物联网发展和国际上的其他国家相比具有同发优势,在传感领域目前走在世界前列,与德国、美国、英国等一起,成为国际标准制定的主导国之一。
物联网技术产业链可以细分为标识、感知、信息传输和信息处理四个环节,每个环节的关键技术分别为RFID、传感器、无线传输网络和智能芯片(见下图1)。标识和感知环节组成了无线传感网,对应了物联网的感知层,信息传输和信息处理对应了物联网的网络层。物联网的应用层主要由运营平台、内容提供商等构成,属于信息咨询和服务行业。作为物联网的排头兵,RFID成为市场最为关注的信息采集技术,包括二维码、电子标签、阅读器、软件及其他基础设施等。纵观全球RFID产业,我国在低高频应用领域已经具备较强实力,形成了从芯片设计、制造、封装和读写器具设计、制造到应用的成熟产业链[4]。物联网的发展也将给传感器厂商带来巨大的契机,大规模的物联网建设会使传感器的需求量成倍增加。虽然我国传感器市场已经具有一定规模,并得到了快速发展,但国内传感器生产厂家95%以上都属于中小型企业,综合实力较强的骨干企业较少,技术和生产能力上与发达国家的传感器巨头企业相比差距还是较大。加快物联网发展的对策研究
面对物联网时代的到来,我国应尽快建立和物联网有关的研究队伍,一方面要加强相关技术开发,另一方面要积极地参与国际标准的建立,并逐渐地建立中国相应的法规等措施。
2.1 完善政府政策导向,加大政策扶持力度
本文认为应该由政府的相关部门联合成立领导小组协同推进物联网产业发展。从宏观战略层面提出物联网产业发展方向,组织专家制定物联网产业发展规划和相关扶持政策;完善各项政策措施,搭建各类物联网企业技术中心、相关研究机构和一些工程研究中心的技术创新、共享和交流平台,进一步降低研发成本、优化创新资源;积极利用政府和社会资源,建立专门的以物联网产业化应用培育和推广为主要职能的服务机构,推进物联网技术产业化应用[5]。
2.2 加快信息新产业的发展速度
调动和发挥我国信息产业、电信运营商、服务商和金融机构的积极性,加快物联网产业发展;产业的繁荣需要产业链的共同发展,需要多方联合,通过终端的平台化、中间件的标准化,解决方案的集成化、行业应用的规模化,推广渠道的多元化来打造物联网的成熟生态圈。
2.3 注重园区建设,推进产业集群化发展加大专项投入
积极推进物联网创新产业园区建设;抓紧编制物联网创新产业园发展规划,推动园区健康、快速发展;出台各种物联网专项优惠政策措施,以吸引国内外物联网核心企业向产业园区集聚;以产业战略联盟为载体,通过市场化的合作方式,引导龙头企业和中小企业之间开展协作分工,形成产业链协作体系,进一步推动科技孵化器建设。
2.4 要坚持自主创新与开放兼容相结合
支持物联网标准体系建设和相关标准制定,加快核心技术和产品的研发及产业化;目前国内RFID产业仍然以高频为主,在高端的芯片这一核心领域还掌握不了技术,从而也难以降低芯片成本,实现产业化和规模化。如果物联网广泛应用,将会带动传感器市场需求,但是目前我国传感器产业化水平低,高端产品几乎给国外垄断了,因此,我们需要技术研究部门联合起来,加快核心技术研究。
2.5 高度重视共性技术标准的制定
物联网涉及行业众多,跨度较大,因此期望做出完全统一、自成体系的标准是不现实的,也不具可操作性。更多的是应在涉及互联互通等共性问题方面尽早制定相应的标准,如统一编码规则、基础应用平台的中间件接口标准等。同时,物联网的标准体系也要采取开放的架构,积极吸纳已经具有广泛国际市场基础的相关应用技术标准,实现中国物联网产业与世界物联网产业发展的对接,实现合作共赢。
2.6 调动资源,实现技术创新的新突破
要充分调动和发挥社会各界力量,整合资源,形成合力,营造有利于物联网产业发展的良好社会氛围和政策环境;物联网技术已被列入国家级重大科技专项,物联网产业也被列入国家重点发展的战略性新兴产业。因此,政府要引导企业打破地域封锁格局,整合资源,促进企业跨地区的竞争与合作。
2.7 培养和引进核心人才,强化智力支撑
积极引进优秀人才,加强企业工程技术人员的再培训,进一步完善人才引进和培养平台建设;进一步拓宽政策扶持范围、加大扶持力度,鼓励各研究机构、企业和科研院所积极引进和培养优秀研发人才、高级管理人才;积极探索人才引进机制,拓宽人才引进渠道,充分发挥市场在人才资源配置中的基础性作用。结束语
物联网被列为我国的新兴战略性产业重点发展,目前我国物联网发展和国际上的其他国家相比具有同发优势。目前,物联网具有产业规模小、应用领域杂、开发模式孤立、应用场景差异性大等问题,物联网发展过程中将涉及人才培养、产业规划、管理、协调,以及个人隐私保护等方面的问题,也还需要政府制定一系列配套政策和规范。
参考文献:
[1] 王志良.物联网现在与未来[M].北京:机械工业出版社,2010.[2] 刘志硕,魏凤,柴跃廷,沈喜生.我国物联网发展的思考[J].综合运输,2010(2).[3] 孟祥茹,张金刚.EPC及物联网在我国推广应用的对策分析[J].江苏商论,2009(1).[4] 李一,陈火峰.关于物联网的研究思考[J].价值工程,2010(8).[5] 邵威,李莉.感知中国―我国物联网发展路径研究[J].中国科技信息,2009(24).
第二篇:物联网技术发展现状及广电网络的发展建议
物联网技术发展现状及广电网络的发展建议
物联网已成为我国政府重点规划的战略方向之一。李克强总理在2016年政府工作报告中强调要大力发展以物联网等为主的战略新兴产业,在2017年政府工作报告中又进一步要求“深入实施‘中国制造2025’,加快大数据、云计算、物联网应用的发展”;国家“十三五”规划纲要提出“积极推进物联网发展,推进物联网感知设施规划布局,发展物联网开环应用”。
2017年1月,工信部发布《物联网发展规划(2016-2020年)》,提出到2020年,物联网总体产业规模突破1.5万亿元,公众网络M2M(机器到机器通信)连接数突破17亿个。随着物联网应用示范项目的大力开展,“中国制造2025”、“互联网+”等国家战略的推进,以及云计算、大数据等技术和市场的驱动,我国物联网市场的需求将会进一步被激发,我国物联网生态环境将进一步发展成熟,成为继移动互联网之后的下一个“风口”,成为我国新的经济增长点之一。
一、物联网通信技术概况及主要应用领域
按照信号的传输距离,物联网通信技术可以分为两大类:一类是短距离通信技术,代表性技术有Zigbee、Wi-Fi、Bluetooth、Z-wave等,在家庭和办公室等场景下具有广泛的应用,典型应用如智能家居等;另一类是近年国际上出现的一种革命性的广域物联网通信技术,总称为LPWAN(低功耗广域网),适用于每隔几分钟发送和接收少量数据的应用情况,如水运定位、路灯监测、停车位监测等等。
一般来说,短距离物联网技术的终端产品低成本、低功耗,反之,长距离技术则是另一个极端,但是LPWAN技术具有远距离传输、低功耗、低运维成本等特点,与WiFi蓝牙、ZigBee等现有技术相比,LPWAN可真正实现大区域物联网低成本全覆盖。LPWAN网络可以覆盖一个城市、甚至一个国家,很容易将收集的数据集成到一个公共数据平台,如智慧交通、智慧城市、智慧工厂等,有利于大幅提高城市管理和社会公共管理的效率。在物联网发展多年之后,LPWAN是最具体的万物联网实现方式。因此特别受到产业链的追捧,正在兴起一波产业投入热潮。
IDC在2016年发布的研究数据显示:2015年中国LPWAN市场的整体规模约为5.474亿元;预计到2019年,在各类物联网技术中,LPWAN的连接数将跃居首位。此 1 外,全球移动通信协会在2015年4月发布的研究报告《物联网的发展》中预测,2013-2020年,中国LPWAN物联网连接总数将会呈现指数级的增长态势,如图1所示。
图1 中国LPWAN物联网连接总数预测(单位:亿)
如图2所示,Cisco公司在发布的报告IoT Global Market Valuation 2020中预测,2020年全球电信运营商的物联网收入将达到14.4万亿美元。
图2 Cisco公司对2020年全球电信运营商物联网(包括固定物联网)市场体量的预测
全球移动通信协会还定义了6种LPWAN应用分类:
公共事业。天然气及用水计量,配水网络监控,微型发电。
工业。设备状态,工厂控制、处理以及安全监控。
物流。工业资产,集装箱跟踪(位置及状态更新)。
智能楼宇。报警系统,制动器,空调系统,接入控制。
消费品及医疗。可穿戴设备,家用电器,VIP(小孩或家养宠物)跟踪,智能自行车,辅助生活,临床远程监控。
农业及环境。农业应用(养殖及土地监测、禽畜跟踪),环境监测(污染、噪声、雨、云、河水流速、健康危害、水井等的数据采集和实时监控)。
二、低功耗广域物联网技术(LPWAN)发展现状及对比分析
目前较受关注的六种LPWAN技术中,根据该技术所使用的无线电频段的性质可以分成两大类:第一类是授权频段(Licensed Band)技术,为3GPP主导的NB-IoT(窄带物联网)技术,基于现有4G移动通信网络,由通信监管部门指配专用频段开展物联网业务,又被称为“移动物联网”或“蜂窝物联网”技术,主要投入方为电信运营商与相关设备厂商。我国工信部计划于2017年出台NB-IoT的专有频率规划;第二类是非授权频段(Unlicensed Band)技术,包括SigFox、LoRaWAN、Weightless、RPMA、HaLow等等,由于可以使用与其他业务可共用的非专有频段,因此无需得到通信监管部门的许可,大部分不属于电信领域的ICT厂商都投入了这些技术,而其中最受关注、产业链最为成熟与完备的是LoRa技术。
1、NB-IoT发展现状
近几年来,全球通信企业普遍面临市场饱和、增长乏力等问题,国内外电信运营商纷纷加快向万物互联和数字化经营的转型。在此背景下,移动通信业界从2015年8月开始加快NB-IoT的标准化进程。2016年6月,NB-IoT的第一个国际标准获得3GPP通过,结束了现有物联网行业在终端、网络、芯片、操作系统、平台等各方路径不一的“碎片化”现象。
部署NB-IoT不需要重新建设网络(LPWAN网络需要架设网关(Gateway)或称为“基站”,但是电信运营商可以利用现有3G/4G基站资源),产业链也与现有电信网络产业的厂商一致,包括设备供应与网络服务都是现有的,利用现有的4G基站资源进行融合组网,可以最大化的提升现网资产利用率,提高边际收益。因此,NB-IoT被芯片商、模组商、设备商、移动通信运营商、部分垂直行业等产业链各方一致看好,有望在2018年开始大规模商用。除此以外,NB-IoT还具备以下4大优势:
(1)广覆盖
3GPP在2016年发布的TR45.820标准中,基于仿真数据对NB-IoT的覆盖性能进行了测算,结果显示:在独立模式部署方式下,NB-IoT最大空间路径损耗可达164dB。这意味着在同样的频段下,NB-IoT比现有LTE网络的覆盖能力高100倍左右。
(2)低功耗
NB-IoT通过多种节能技术的应用,包括空口信令简化(通过避免发送过多不必要的信令而达到节能目的)、PSM(节能模式)等,使得NB-IoT终端采用AA电池即能达到超过10年的工作寿命。
(3)低成本
NB-IoT采取了多种关键技术,包括可降低基带复杂度的180kHz窄带系统、可降低射频成本的单天线和半双工模式、可降低闪存/随机存储器要求的采样速率、单芯片里内置效率高的功率放大器等等来降低成本,随着市场发展带来的规模效应的逐步释放,NB-IoT终端模块成本有望进一步降低。
(4)大容量
NB-IoT基站的每个扇区能够支持10万个无线物联网连接,比现有LTE网络要高50倍。
国际运营商积极推进NB-IoT的商用。全球范围内,基于NB-IoT的多种优势,并且有3GPP的主导与全球电信营运商背书,而且采用电信级网络与服务,不需要另外建网,产业链也与现有电信网络产业的厂商一致,被视为具有低功耗物联网时代霸主的潜力。目前在亚洲、欧洲、美洲等区域已开通实验网,预计到2018年全球至少超过30家运营商会投入营运。除移动通信行业应用外,电子制造行业如白色家电厂家也开始采用NB-IoT芯片进行智能家电类产品开发。
国内运营商计划于2017-2018年实现全网NB-IoT覆盖。2017年1月18日,工信部发布《信息通信行业发展规划(2016-2020年)物联网分册》,明确提出要加快发展NB-IoT。国内的三大通信企业均于2016年发布了其最新版的物联网业务发展规划:中国电信在2016年提出的“转型战略3.0”把发展重点聚焦于智慧家庭、物联网等新兴业务领域,计划在2017年实现全网的NB-IoT覆盖。中国移动在2016年对其2020发展愿景进行了扩展,提出“大连接”战略,明确要做大连接规模,由十亿级的移动互联扩展到百亿级的万物互联,计划在2018年实现全网的NB-IoT覆盖。中国联通在2016年提出打造增长新引擎,聚焦平台类业务及产业互联网,其中包括物联网,计划在2017年实现全网的NB-IoT覆盖。2016年11 月,福建联通已经先行启动了中国首个NB-IoT商用网络建设。
2、LoRa发展现状
LoRa技术最初是由Semtech公司研发的,后来,Semtech公司和多家业界领先型企业,如Cisco、IBM及Microchip发起建立了LoRa联盟(截至目前的联盟成员数量已400余家),致力于推广其联盟标准LoRaWAN技术,以满足各种需要广域覆盖和低功耗的M2M设备应用要求,目前产业链最为完整和成熟。2016年12月2日,鹏博士、Semtech、中兴通讯、诺基亚上海贝尔、中科智城、唯传、云帝斯、信长城技术研究院等又发起成立了中国LoRa应用联盟。
LoRa目前的芯片成本约为1美元,模块成本约为5美元,终端模组约为30元,基本满足了业界对低功耗广覆盖物联网技术的要求。截至目前,已经有17个国家公开宣布LoRa建网计划(大多是非电信运营商),超过120个城市已有运行网络,国内也从2016年开始有了小规模的LoRa商用。值得一提的是,鹏博士对LoRa持积极态度,将在国内200多个城市的10000个基站上部署LoRa网络,还提出构建LoRa家庭物联网生态,基于鹏博士云网、骨干网、物联网接入网能力打造家庭全连接网络,实现产业闭环。
不过,LoRa在目前400多个联盟会员中,芯片厂商算是相对弱势的一环,LoRa虽然也积极与芯片商合作,但其核心技术掌握在发起厂商之一的Semtech身上,芯片厂商要合作通常只能以MCU(微控制单元)搭配Semtech的通讯芯片,或者推出模块的方式。
从国内的应用现状看来,LoRa的运营还存在以下三大问题:
一是国内产业链比较松散。虽然在国外,LoRa技术是目前物联网LPWAN技术中产业链最为成熟的技术,但是国内的应用仍有待规范。目前,国内已有众多厂商的LoRa设备可支持窨井盖监控、停车位监控、气表/电表数据上报等应用,但这些设备普遍未使用LoRaWAN协议,而是厂商自定义的MAC层协议,长此以往,将不利于LoRa产业的 4 发展扩大。因此还是需要进一步推广LoRaWAN标准,推动国内的LoRaWAN一致性测试,建立符合LoRaWAN认证的产品授权机制。
二是标准松散带来的规模化不足。目前,国内的LoRa应用普遍为单个垂直行业的应用,而且网络规模较小甚至很小,一般是由1个公司提供端到端的LoRa设备,各个厂商的设备尚不具备一致性,且网络服务器的功能和性能要求也较低。但是,规模化的LoRa网络运营需要通过LoRa网络服务器接入各个不同厂商的设备。
三是国内工作频段可能受限。LoRa是非授权频段技术,在欧洲的频段为433MHz频段和868MHz频段,在美国的常用频段为915MHz频段。而国内目前中国LoRa应用联盟(CLAA)推荐的是470~510MHz,LoRa产业链支持的频率情况如表1所示。《中华人民共和国无线电频率划分规定》明确“多种业务共用同一频带,相同标识的业务使用频率具有同等地位;遇有干扰时,一般应本着后用让先用、无规划的让有规划的原则处理;当发现主要业务频率遭受到次要业务频率的有害干扰时,次要业务的有关主管或使用部门应积极采取有效措施,尽快消除干扰。”因此,在国内使用LoRa建设物联网的前提就是不能对当地已在表1所示频段中运行的其他业务:如无线广播电视、水上移动业务、航空无线电导航业务产生干扰,保证该频段足够干净,且必须满足最大发射功率的限制。
表1 国内LoRa的射频参数
3、LoRa与NB-IoT的对比
NB-IoT(窄带物联网)基于电信运营商的移动蜂窝技术,使用电信级网络,对于网络质量、讯息安全都有高度的保障,因此需要进行收费运营,什么样的服务消费者会愿意付费,目前仍在探索合适的商业模式。虽然一般预测2018年以后才会是NB-IoT技术大显身手、领导LPWAN市场的时间,但是一旦具备成熟的商机,产业链将立即准备妥当,产业爆发指日可待。LoRa则是利用非授权频段,使用户可以甩开运营商,自主建网,可以让企业搭建属于自己的网络实现业务运营,也拥有最多的厂商支持。
从技术上看,NB-IoT和LoRa两者之间差异不大,各具特点,例如:
标准化程度。NB-IoT和LoRa均得到了标准组织支持,标准化程度较高。
设备功耗。NB-IoT和LoRa终端设备在理想状态下均可实现10年左右的电池使用寿命,LoRa在发射功率方面更低,NB-IoT则具有更好的节能管理和深度睡眠功能,支持eDRX(非连续接收延长)和PSM(节电模式)。
建设成本。LoRa相比NB-IoT起步较早,目前的终端模组成本为30元,低于NB-IoT约35元的终端模组成本(不含sim卡座)。但是在后期维护成本方面,由于LoRa需要独立建网,运维成本较高;NB-IoT则是与现有LTE移动蜂窝网融合运维,可摊薄运维成本。
安全性。NB-IoT在数据传输和设备认证方面均可以提供电信级的安全,LoRa则是通过多层加密的方式提供数据安全支持。目前两种技术体制都具有较高的安全性。
可靠性。NB-IoT基于授权频谱,并保证丢包重传,通信体验稳定,而LoRa则基于非授权频谱,易产生信号干扰问题,导致丢包。
网络覆盖能力。NB-IoT相比LoRa具有更高的链路预算和更大的发射功率,部分解决了高频覆盖能力的不足,与LoRa均能实现长距离的广覆盖。但考虑到工作于非授权频段的LoRa需限制发射功率,NB-IoT具有更好的实际覆盖能力。
表2给出了更为详尽的对比,如下:
表2 LoRa与NB-IoT的对比
三、我国广电企业开展物联网业务的相关建议
1、提前部署,积极开展物联网业务试验或试点。
广电企业拥有较为优质的频段资源,可以此提供可靠、安全的物联网业务,同时也具备丰富的基础网络运维经验,应抓住万物互联发展新机遇,借“十三五”的东风,积极关注并研究跟进NB-IoT以及LoRa的国内最新进展,争取提前进场,占领先机。在部署下一代广播电视无线网NGB-W时,统筹规划、建设无线物联网络,探索跨行业协作和应用创新模式,打造新型商业模式,创造服务价值。当前,建议具备条件的广电企业可以考虑基于NGB-W的低频段开展NB-IoT试验或试点,不具备NGB-W网络资源条件的广电企业可以考虑基于LoRa技术,利用表1所述的频段开展LoRa试验或试点,但注意要尽量选择比较干净的频段,并适当限制发射功率,规避与本地其他无线电业务产生相互干扰。
2、有针对性地选择开展物联网业务的切入点。
在发展初期,广电企业可聚焦于两类垂直行业进行切入:一是目前已拥有一定市场关系资源的垂直行业或有高收入价值的垂直行业,比如视频监控。这类物联网业务,可以由广电企业自行独立开展;二是不具备市场优势或类似购买模式经验的垂直行业,比如水、电、气、热,广电企业应与第三方服务和应用提供商合作,必要时可聘请相关垂直行业的专家,以全面、深入了解行业需求,研发定制化的解决方案。
3、根据重点业务需求综合权衡选取物联网通信技术。
在技术能力方面,LoRa与NB-IoT均具有满足低功耗、广覆盖类型物联网业务需求的能力,其中,对于移动性要求高、工业系统监控等时效性要求高以及网络可靠性要求高的需求场景,需要专用频段来保障的物联网应用,宜选取NB-IoT技术;对于移动性、时延性、网络可靠性要求不高的物联网应用,以及数据量较小、有深度覆盖要求且对终 端电池有一定要求的物联网应用,可选取LoRa技术,并综合考虑市场环境、产业链情况及未来发展预期等各方面因素。
4、高度重视物联网的网络信息安全问题。
物联网主要是设备与设备之间的通信,这些设备大都部署在无人监控的环境下,且资源受限、防护简单,极易受到攻击和破坏。惠普公司近日对市场上最流行的10种物联网智能设备进行检测后,发现几乎所有设备都存在高危漏洞,包括弱密码、DDoS(分布式拒绝服务攻击)漏洞、心脏出血漏洞和跨站脚本漏洞等,其中80%存在隐私泄露或滥用风险,80%允许使用弱密码,70%的设备与互联网或局域网的通讯没有加密,60%的Web界面存在安全漏洞,60%的下载软件更新时没有使用加密。为此,建议广电企业开展物联网业务时重点考虑两种方式解决安全问题:一是采用VLAN(虚拟局域网)和VPN(虚拟专用网)等方式实现物联网业务数据的端到端安全传输;二是可考虑加固物联网终端安全,比如实施机卡绑定与软件防篡改、数据的安全存储、固件系统的安全更新等。
第三篇:中国物联网发展现状及趋势研究
中国物联网发展现状及趋势研究 摘 要 本文阐述了物联网的概念与定义,介绍了物联网的基本发展历程。对我国物 联网的发展现状进行了研究,分析了我国物联网发展中的优势及劣势,以及我国 物联网产业的规模和对社会经济的影响。通过比较分析,提出了适合我国物联网 产业发展的策略,同时对我国发展物联网产业的未来前景进行了展望。关键词:物联网 发展现状 策略 趋势 I 中国物联网发展现状及趋势研究 Abstract This paper describes the concept and definition of The Internet of things, introduced the basic course of development of The Internet of things.The Internet of things to China's development status, analyzes the development of the advantages of The Internet of things and the development of the disadvantages of The Internet of things, and the scale of The Internet of things and the industry economic impact on society.By comparison, The Internet of things put forward for the industry development of the strategy, while the development of The Internet of things on our industry's future prospect.Key Words: The Internet of things Development Status Strategy Trends II 中国物联网发展现状及趋势研究 1 引言 2009 年 8 月和 12 月温家宝总理分别在无锡和北京发表重要讲话,其中都重点强 调要大力发展传感网技术,努力突破物联网核心技术。2009 年 11 月 13 日,国务院 批复同意《关于支持无锡建设国家传感网创新示范区(国家传感信息中心)情况的报 告》,标志着“感知中国”已正式上升至国家层面并进入战略实施阶段,中国物联网 产业发展面临着巨大机遇。2 物联网概述 2.1 物联网定义物联网是新一代信息技术的重要组成部分,物联网的英文名称叫“The Internet of things”,顾名思义,物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思: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体与物体之间,进行信息交换和通信。因此,物联网 的定义是:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息 传感设备,按约定的协议,把任何物体与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实 现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。2.2 物联网发展简介最早是在 1995 年,比尔盖茨在《未来之路》一书中提及了物联网的概念。此后在 2003 年,美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之 首。2004 年,物联网因其能实现人与物、物与物之间的即时交流,被美国《商业周 刊》评为全球十大热门技术。2005 年 11 月 17 日,在突尼斯举行的信息社会世界峰 会(WSIS)上,正式提出了物联网概念。同时也拉开了物联网在当今社会快速发展的序 幕。而 2008 年席卷全球的金融危机后,世界各国正在试图通过发展与“物联网”概 念相关的新技术作为应对国际金融危机,振兴经济的重点领域,让其成为推动经济走 出危机的重大力量,将本国的经济发展从泥沼中拉回到正轨。当今的经济形势为物联 网产业未来的大展宏图奠定了重要基础。3 我国物联网发展现状早在 1999 年,中科院就启动了传感网研究,分别在无线智能传感器网络通信技 I 中国物联网发展现状及趋势研究 术、微型传感器、传感器终端机、移动基站等方面取得重大进展。我国的技术研发水平目前处于世界前列,并拥有多项专利。据工信部透露,到目前为止,我国传感网标 准体系已形成初步框架,向国际标准化组织提交的多项标准提案已被采纳。在这个全 新产业未来发展中,我国和国际上的其他国家相比具有同发优势,在传感领域目前走 在世界前列,与德国、美国、英国等一起,成为国际标准制定的主导国之一。尽管如 此,今后仍需加大对物联网研发和应用的支持力度,要极力避免当初计算机和互联网 产业大规模发展时,因为没有掌握核心技术而不得不付出的巨大代价。3.1 我国发展物联网产业的优势 3.1.1 规模优势 如果仅仅实现数字化而实现不了“物”之间的互联互通,那么数字化的“物”就 会变成信息孤岛。就物联网自身的特性而言,是必须形成规模的,否则难以形成一个 智能运作系统。而当前制约物联网产业上规模的一个重要因素就是成本价格。规模上 不去,成本就很难降下来,成本降不下来,规模也很难能扩大,如果规模达到巨额数 量以上,每只标签的成本甚至能控制在 1 美分,规模成本优势将能突破制
约物联网发 展的价格瓶颈。作为一个具有十三亿人口的大国,世界第二大经济体,长期保持着令 世界瞩目的较高的经济增速,有较为雄厚的经济实力支持巨额数量规模的消费。当物 联网应用普及后,规模成本所带来的优势能更好地推动物联网产业的发展,物联网的 推广又会驱动经济发展,为其他产业开拓了又一个潜力无穷的发展机会。一旦物联网 大规模应用,国内巨大的市场需求将为中国在世界面前带来话语权。3.1.2 产业化优势 改革开放以来,我国大多城市都是以高耗能高污染的粗放型发展模式以保证经济 增长,但随着环境的逐渐恶化,资源的逐渐匮乏,亟需新能源产业或者新的高科技产 业集群来支撑下一轮的发展,物联网产业正好提供了这个契机,使整个市场的注意力 转移到虚拟网络对经济增长的拉动作用上来。对物联网投资的战略不仅能够保经济增 长,而且能够在新经济增长模式上获得先机。未来物联网产业链主要包括:传感器制 造、芯片制造、设备制造、网络服务、网络运营、软件开发以及服务商等环节。尽管 当前物联网产业的技术还不成熟,而且也很难在短期内实现大规模产业化,并将之在 生产及生活中全面应用,但是国内所具有的广阔的市场规模,以及所拥有的从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链,使得我国是当今世界上少数能实现物联网完 整产业链为数不多的国家之一。在未来物联网产业的发展过程中,一方面可以先选择 物联网产业的产业链环节中相对成熟的技术进行转化应用,同时也可以将这些产业链 II 中国物联网发展现状及趋势研究 中的环节嵌入到国内其他产业中进行整合应用,从而加快我国物联网产业化发展速 度。3.2 我国物联网产业规模及产生的社会经济影响 3.2.1 我国物联网产业规模 据相关部门统计分析,2010 年我国物联网市场规模将达到 2000 亿人民币,2015 至 年将超过 1 万亿人民币,2020 年将超过 5 万亿人民币的规模。物联网产业的快速发 展,必将对整个社会经济产生巨大的影响。从本质上看,物联网是生产社会化、智能 化发展的必然产物,是现代信息网络技术与传统商品市场有机结合的一种创造。这种 创造不仅可以极大地促进社会生产力发展,而且能够改变社会生活方式。一方面,物 联网对社会生产方式必将产生深刻影响,物联网把信息网络技术、传感器技术等应用 于各个行业、各个产业,组成一个庞大网络,使人们能够通过互联网监控处于庞大网 络中的物品运行情况,从而实现对物的智能化、精确化管理与操作。物联网的发展不 仅能使生产确保质量、流通实现有序高效、资源配置更加合理、消费安全指数大大提 高,而且将催生新兴产业、新的就业岗位和职业门类。可以说,物联网的发展将使生 产领域和流通领域发生革命性突进,使劳动产品更多地具有人的智慧,进而导致生产 力和生产方式的变革。另一方面,物联网对社会生活方式也将产生深刻影响。物联网 是在互联网的基础上建立起人与物的充分沟通,在现代综合技术层面上达到人与物的 智能化交流,这对社会生活具有非常重大而深远的意义。“国际电信联盟”曾在一份 报告中这样描绘物联网对人们生活的影响:当司机出现操作失误时汽车会自动报警; 公文包会提醒主人忘带了什么东西;衣服会告诉洗衣机对颜色和水温的要求。的确,这些现在看来似乎不可能的事情,随着物联网的发展也许在将来会成为平常事。而且,随着社会生产方式和生活方式的转变,人们的思想观念、思维方式也将发生深刻变化。3.2.2 物联网有效推动社会生产效能,改善经济结构 物联网是所有物品通过射频识别等信息传感设备实现任何时间、任何地点及任何 物体的连结,达到智能化识别和管理; 物联网等同于物理世界与信息网络的无缝连接,等同于传感网、通信网和应用系统的有机组合;物联网整合了传感器技术、通信技术 和信息处理等技术,实现了物与物、人与物的互联,从而能有效推动社会生产效能,改善经济结构。3.2.3 物联网将有效促进全社会信息化发展 3.2.3.1 政务信息化方面 在政务信息化方面,提供了便捷透明的政府服务。政府服务在网络上无处不在,III 中国物联网发展现状及趋势研究 信息化智能化提升政府效率,政府信息更加透明公正;提供高效的市政管理,物联网 带来智能化高效的水、电、燃、供热等公共事业管理;提供了智能高效、无处不在的 安全、交通保障,提供信息支持的城市规划和决策分析。3.2.3.2 产业信息化方面 产业
信息化方面,提升农业现代化水平。农业/渔业/林业/牧业智能应用和信息 专家服务改变传统生产模式,提升农业/渔业/林业/牧业发展,促进新农村建设;促 进产业集群发展,各类行业物联网应用促进新产业发展,企业应用和信息服务、人才 服务帮助新产业落地和集群。
3.2.3.3 社会信息化方面 社会信息化方面,提供智能化的便民服务。智能小区,随处随时的生活信息和多 种支付方式带来安全便捷生活方式;文教卫生资源共享,远程医疗,远程教育和各类 智能应用提升百姓教育和医疗质量;消除城乡数字鸿沟,让广大农民享受信息时代硕 果,帮助农民转变思想观念,寻找就业机会,加快从农民到市民转变。3.2.4 物联网是未来移动通信的巨大蓝海 目前电信市场竞争日趋激烈,资费不断下降,运营商利润空间不断减小,以人为 基础的通信市场正在趋于饱和,物联网对运营商来说是全新的发展机遇。随着物联网 市场的进一步发展和成熟,电信运营商在物联网市场的优势将完全体现,将有越来越 多的电信运营商以各种商业模式进入物联网市场,未来几年将在物联网市场占据主导 地位。目前,我国已有超过 7.2 亿移动电话用户,使用互联网的人数也超过了 3.38 亿,互联网和无线通信网络已成为人们获取信息和人际沟通的不可或缺的基础设施。移动通信网由于具有无线覆盖的广域性、移动性、随时随地性等特点,已经成为推动 互联网快速渗透、广泛应用的重要推动力。移动互联网的发展速度已经超越固定互联 网,成为具有成熟商业模式,推动产业商业化发展的成功案例。可以说,移动通信网 络和互联网为物联网发展提供了的重要基础。我国物联网发展面临的问题 4 我国物联网发展面临的问题 4.1 高端技术缺乏,影响国际标准制定物联网中非常重要的技术是射频识别技术(RFID),利用该技术,无需人的干预,通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联与共享。但用户对 RFID 的热情 似乎并没有业界期待的那么高。标准、成本和技术一直是业界公认的阻碍 RFID 发展 的三大问题,目前在国内提供 RFID 服务的大部分都是国外厂商的代理集成商。这些 IV 中国物联网发展现状及趋势研究 公司都坚持着自己的标准,各系统间不能互联互通,让 RFID 使用起来很不方便。尽 管代理集成商都在极力拉拢用户,并承诺了一系列的配套服务,但由于一套 RFID 系 统售价一般都在上百万元,而大型 RFID 系统售价则要几百万元,在标准尚未确立之 前,谁也不敢大规模部署某一标准的 RFID 产品体系,一旦与标准不符,投资就打了 水漂。在物联网最核心部分——传感网芯片的研发上,国内 RFID 仍以低端为主,高 端产品多为国外厂商垄断,80%以上的高灵敏度、高可靠性传感器仍需要进口,高端 技术缺乏无疑将对国际标准制定竞争产生影响,并严重削弱我国在该产业上的话语 权。此外,RFID 仍属于新兴科技的一种,在一些行业应用新技术时,除了考虑实用 性、稳定性及安全性外,也会特别重视同业经验,在没有其他成功经验可作参考的情 况下,对引入 RFID 的态度也就趋于保守。目前这些问题让大部分用户感到无所适从。另外,由于物联网产业发展刚刚起步,各企业盈利状况并不见佳,各地政府虽有 支持的声音,但没有实质的资金支持。让风险投资资金的进入也心存顾虑,这也影响 到推进物联网产业发展的速度。因此迫切需要政府以高瞻远瞩的战略眼光出台相应的 政策,并对本国物联网相关企业更多地进行资金扶持,实行产学研全面联动,在核心 技术上进行全面突破,最终将该产业的主导权控制在国内企业手中。4.2 信息安全难以保障射频识别是物联网中很重要的关键技术,由此可能将引发一些信息安全方面的问 题: 第一,射频识别标签的基本功能要保证任意一个标签的标识(ID)或识别码都能在 远程被任意的扫描,且标签自动地,不加区别地回应阅读器的指令并将其所存储的信 息传输给阅读器。这一特性可用来追踪和定位某个特定用户或物品,从而获得相关的 信息。可一旦别有用心的人中途截获这些个人信息,就难保隐私的泄露,以及利用这 些信息非法牟利。第二,物联网通过实时的数据交换提高办事效率和透明度,但同时也将个人偏好 数据,更甚者是反映内心深处需要的数据暴露无遗。但对个体而言,不知道掌握这些 数据的人会拿这些数据做什么,根本无法确保这些数据不被泄露,也无法确保这些数 据不被用于对自己不利的地方,从此将难逃来
自制造商、零售商、营销者等的强制监 视之下。当然,政府和执法部门也能将该技术用于监视公民行动。第三,在物联网时代,基本的日常管理都将由人工智能处理,为了牟取利益而从 事物联网病毒的人将会更甚与互联网,一旦受到病毒的侵扰,就将可能导致工厂停产,社会秩序混乱,甚至于直接威胁人类的生命安全。虽然现在物联网所带来的威胁还没有成为现实,但不无道理。如果这些问题得不 V 中国物联网发展现状及趋势研究 到真正有效的解决,物联网就只能是一个概念,无论它的市场价值有多高,那也是可 望而不可及的海市蜃楼。因此,未雨绸缪对物联网产业的未来发展还是非常必要的。在还未大规模推广使用之前,就从技术、制度以及法律等方面进一步加以完善,并加 强对物联网使用的监管。4.3 污染及能耗影响严重目前在互联网世界中,大量无谓的信息处理,正在消耗看似取之不尽的计算能力,消耗大量的电能,排放大量的二氧化碳。美国咨询研究机构 Forrester 预测,2020 到 年,全球物物互联的业务与现有的人人互联业务之比将达到 30:1。物联网被看做是 下一个万亿级的通信业务。根据预测,到 2035 年前后,中国的传感网终端将达到数 千亿个;到 2050 年,传感器将在生活中无处不在。一旦当物体能够大量的“说话”,将比现有的互联网“制造”更多的信息,需要进行巨量的数据计算和处理。因此,在 未来的物联网中,需要及时规划好、控制好信息的采集和流向,同时也要对这些数据 进行区分和筛选,弄清楚究竟哪些数据是有益的、哪些是没用的、或者哪些是非常关 键的。4.4 企业规模偏小目前有众多企业开始涉足物联网领域,但企业规模普遍偏小,缺乏龙头企业带动 形成产业集群,产业联动效应不足。特别是在应用领域缺乏大型企业,难以支撑以应 用为牵引带动产业的发展路线。运营与服务环节中,运营商也是初步进入该领域,市 场仍处于探索阶段,拉动效应不明显。4.5 创新体系不完善我国有众多高校科研院所、企业展开了物联网技术研究,然而以企业为主体的创 新体系尚未建立,产学研合作不够紧密,科技成果产业化进程较慢,应用数量层次偏 低。虽然全国范围内已经出现了一些物联网应用,但总的来说,现有应用数量仍不足 以带动产业发展,部分领域应用技术水平与工程化程度较低,一些深层次的问题仍没 有得到解决,市场风险仍然较大,难以实现规模化发展。我国物联网的发展的对策 5 我国物联网的发展的对策 5.1 突破物联网关键核心技术,加强物联网标准建立我国应该结合物联网特点,在突破关键共性技术时,研发和推广应用技术,加强 行业和领域物联网技术解决方案的研发和公共服务平台建设,以应用技术为支撑突破 VI 中国物联网发展现状及趋势研究 应用创新,做好顶层设计,满足产业需要,形成技术创新、标准和知识产权协调互动 机制。面向重点业务应用,加强关键技术的研究,建设标准验证、测试和仿真等标准 服务平台,加快关键标准的制定、实施和应用。积极参与国际标准制定,整合国内研 究力量形成合力,推动国内自主创新研究成果推向国际。科研机构和高等院校要加强 物联网产业化方面的研究,培育相关的专业人才,为我国物联网向产业化方面推进提 供人才和智力支持。从产业发展的生命周期来看,我国物联网还处于培育期和成长期,在这个阶段技术的积累和储备是必要的,但是只有将物联网推进到大规模商业化运作 和产业化发展的阶段,我国的物联网行业才能进入成熟期和收获期。总之,在政府、企业和科研机构的协同努力之下,我国的物联网发展必定能抓住机遇,突破瓶颈,实 现自身的跨越式发展。5.2 政府政策指导我国政府要进一步加大政策扶持力度,制定出我国物联网发展的宏观规划,引导 企业和民间资本的有序参与。对这一对国家长远发展具有重大意义的战略性高新技术 产业,政府不仅应该在信贷,税收方面予以扶持,更重要的是要完善相关的法律法规,规范相关准入制度,保障相关信息的安全性,搭建一体化的协调平台,制定出统一的 行业技术标准,根据国内外形式的变化制定出物联网产业发展的长期规划,为国内相 关企业和民间资本的加入创造良好的投资环境。5.3 整合产业链,促进产业间融合,加快我国产业转型升级速度改革开放以来,随着我国对外开放程度地不断提高,逐渐形成了以国际代工为主 的外向型经济发展模式,把引进外资进行加工贸易或积极主动地接受发达
国家企业的 外包订单作为推动经济发展的主力,我国目前迫切需要向产业链的高端攀升。在应对 当前国际金融危机中,各国正在努力进行抢占经济科技制高点的竞赛,全球将进入空 前的创新密集和产业振兴时代,借助我国当前在物联网产业应用研发上所具有的同发 优势,从应用的角度去思考,继续从核心技术上寻求突破,有效利用国内市场自身的 力量去开启庞大的物联网应用市场,在这场竞争中实现跨越式发展,并通过自身的高 技术能力和强大的品牌优势占据物联网产业链中附加值较高的环节。物联网产业未来发展的核心关键还是在一些领域的具体应用,哪怕是在最简单的 产业链环节上的应用,只要能够应用起来,技术、市场、人才都会因此而集中。通过 借助物联网技术,将生产要素和供应链进行深度的高效率的重组和融合,实现成本更 低和效率更高的发展,加速带动其他应用领域产业链的拓展、延伸和融合,逐渐将国 内的一些产业链带入良性循环的发展道路,从而真正使信息网络产业成为推动产业升 VII 中国物联网发展现状及趋势研究 级、迈向信息社会的“发动机”。5.4 商业模式创新目前,物联网产业处于早期发展阶段,缺乏完整的技术标准体系和成熟清晰的商 业发展模式。尽管有业内专家基于产业长期发展角度预测认为产业链上游的基础设施 提供商可能最先获益,但究竟哪些公司可以从物联网产业中获益仍无法确定。物联网 产业还需要较长的时间才能找到稳定和有利可图的商业模式。在当今社会,一种商业模式既可以统摄未来的市场,也可以挤垮当前的市场。物 联网产业未来发展的成功需要一个好的商业模式支撵。在全球最大的 100 家公司中,有 60 家的大部分收入都源于这样一个商业模式:公司通过向某一类客户收取少量费 用或提供免费服务,来吸引足够数量的同类客户,然后再依靠他们来大量吸引另一类 客户,而后者贡献的收入将大大超过公司获取和服务前者的成本。“免费”就是这样 的一种商业模式,它所代表的正是数字化网络时代的商业未来。因此,当今的网络商 业模式中的免费策略仍不失为一种好的选择,谷歌和百度就是其中的佼佼者。一旦公 司突破传统思维,接受价格并非完全取决于产品成本的观念,新的机遇就会突如其来,那么,在物联网的产业发展初期,可以先通过免费服务吸引大量用户的关注和使用,并逐渐将其中的一部分升级为付费的 VlP,以更好的增值服务作为交换。不管怎样,当今是一个商业模式创新的时代,一个产业能否繁荣兴盛,不仅要看其在现实中的应 用前景,更要看其所采用的突破传统思维的商业发展模式。5.5 构建通道物联网所需要的自动控制、信息传感、射频识别等上游技术和产业都早已成熟或 基本成熟,下游的应用也早已以单体的形式存在。物联网产业的发展一定要以应用为 先,它需要嵌人到其他产业里共同发展,需要构建一个好的通道。正如焦点企业在产 业集群中的角色和任务一样,通道的作用不仅只是联系物联网产业的上下游,实现上 下游产业的联动,促进物联网产业链的沟通协调和发展; 更重要地是,加强横向联系,实现跨专业、跨行业的联动,真正方便终端用户的使用。物联网产业未来的发展会随 着通道作用的变化而不断演化,因此,要推动物联网产业链的发展,就需要构建一个 良好的通道,保证通道的持续成长,并让其带动产业链或者说推动产业链共同发展,实现产业间的互联互通,从而加速产业间融合,这是物联网成功的重要保证。6 我国物联网产业未来发展展望当前,中国大力发展物联网产业的环境已经初步形成。在政府层面,在江苏无锡 以外,北京、上海、广东、福建、山东、浙江等信息产业较为发达的区域已经着手制 VIII 中国物联网发展现状及趋势研究 定规划,部分大企业也开始进行市场进入研究。物联网产业发展需要应用牵引与技术 创新双轮驱动,即物联网产业的突破不仅仅在技术上,更在应用上。未来可能的几个 突破口主要有: 一是政府资金投入的方向。2010 年仍将保持积极的财政政策,考虑到物联网应 用中有相当多政府公共管理与服务的领域,在交通、电力、环保、城市信息化等领域,物联网应用将有较快发展,将引发市场快速启动。二是公众领域的相对成熟的应用方向。智能家居、感知医护等概念已经获得了长 期的市场教育,随着产品与技术的进一步成熟,市场需求将得到进一步的激发。选择 适当的细分领域切入将催生出新兴业态。三是传
统企业的应用方向。物联网应用的一个重要方向是对传统产业的升级改 造。部分传统企业将物联网应用集成至自身的产品中,以实现产品升级,提升附加值 与市场竞争力,企业自发的发展将产生更多物联网产业相关的延伸产业。7 结语尽管物联网产业的市场前景很好,但由于当前物联网相关高端技术还有待突破,也还没有特别成熟的产品,大量的应用还需时日,物联网建设不仅仅是技术问题,还 将涉及规划、管理、协调、合作等方面的问题,这需要国家层面相应配套政策。总之,在相关技术和政策的支撑指导下,相信我国发展物联网产业的前景必将一片光明。IX 中国物联网发展现状及趋势研究 参考文献 [1]孔晓波.物联网概念和演进路径[J].电信工程技术和标准化,2009(12)[2]石军.“感知中国”促进中国物联网加速发展[J].通信管理与技术,2009(5)[3]陈锐.物联网--后 IP 时代国家创新发展的重大战略机遇[J].中国科学院院 刊,2010(1)[4]张应福.物联网技术与应用[J].通信与信息技术,2010(1)[5]张群.对物联网的深度训析[J].通信企业管理,2010(1)[6]陈宝国.推进宽带传感网技术创新加速物联网应用进程[J].世界电信,2009(12)[7]王保云.物联网技术研究综述[J].电子测量与仪器学报,2009(12)[8]张南.未来两年:物联网产业发展爆发期[J].通信世界,2009(46)X
第四篇:2014物流行业物联网技术发展展望
【2014年物流行业物联网应用展望】
2014年中国物流物联网技术应用将是大发展的一年,这一年,智能物流技术与装备将获得更快发展,物流实体网络和物流信息网络将借助于物联网技术实现进一步融合,创造巨大市场空间,获得巨大的发展,更会创新出更多商业模式;在智能追溯领域仍将保持快速发展。
在物流领域物联网技术与产品应用会更加广泛,RFID、GPS、传感技术、视频技术、条码技术等各项技术都会货的广泛应用,预计增长速度会达到30%以上。
在智能技术与装备领域,随着物流业自动化与智能化发展,各类传统的技术与装备借助于物联网技术将实现智能化识别和智能化作业,在这一领域,预计智能穿梭车将继续获得高速发展,增长速度将达到60%以上,智能叉车将会获得发展,增长速度将达到20%,智能托盘系统将开始全面实验,随着托盘共用系统的发展和国家政策的支持,智能托盘系统将率先在烟草等领域获得应用,发展速度将达到30%,智能周转箱系统几年来发展很快,预计2014年智能周转箱出货量也将继续快速增长;
在智能搬运与堆码跺等物流机器人领域,预计2014年也将获得较快发展,发展速度与物流自动化系统发展速度保持同步,预计在30%左右;在输送分拣领域的智能分拣技术与装备的应用,随着电子商务物流的快速发展,预计增长幅度将超过40%
未来物流技术装备将全面向智能化、可视化方向发展,这一领域的发展空间极为广阔,发展也方兴未艾,发展速度预计也将保持在30%左右。
在物流信息网络与实体物流网络融合方面,目前已经起步,预计短时期内还难以实现突破性进展,因为物流作业的智能化技术与装备还没有发展到位,很多技术手段还受到成本的制约,智能物流骨干网还是个雏形,但是随着现代信息技术发展和物流智能化发展,这一领域一旦突破,必将获得爆发性增长。
2014年在这一领域,值得关注的还是配送终端的自动化与智能化,以及配送终端的信息与物流信息的全面融合,这一方面,无人机送货的实验与应用,智能货柜终端自提系统等先进技术值得关注。
在智能追溯领域,将继续获得稳定发展,在食品与药品领域,智能追溯系统建设将保持快速增长,在危险品领域的产品追溯将获得高速发展,在奢侈品与贵重物品领域随着人民生活水平提高,智能追溯将获得快速发展;此外在跨境电商领域,智能追溯也会快速发展。综合来看,中国智能追溯领域的发展速度将在26%以上。
总之,2014年必将是物联网技术在物流业应用飞速发展的一年,是物联网技术实现落地应用的一年,在这一年,最值得关注的是移动互联网技术的发展对物联网技术的影响,此外货运车联网、智能仓储网的发展也会日新月异,相信随着物联网技术的应用,物流信息网与物流实体网络全面融合与智慧互动,必将带来物流业革命,带来一个全新的物流时代,让我们拭目以待。
第五篇:我国物联网发展现状及存在的问题123
我国物联网发展现状及存在的问题
摘要:目前物联网概念的风行引起大众的广泛关注。物联网是信息产业发展的第三次浪潮,是信息化与工业化融合的重要途径和载体。我国正处在经济飞速发展的新的历史阶段,物联网被列为新兴战略性产业重点发展。物联网及相关产业发展的时机日趋成熟,推动物联网发展的良好态势正在形成。介绍了物联网的概念及特点,分析了我国物联网的发展现状,指出了影响我国物联网发展及应用的主要因素。
关键词:物联网;物联网产业;发展现状;
Abstract: Now internet of things is popular to public.Internet of things is the third wave of the development of information industry and the important means and vectors of the integration of information and industrialization.The Internet of things can form a new strategic industry in China which is in a historical stage with a rapid developing economy.There are great chances and good situations for the development of the industry.The concept and characteristics of Internet of Things(IoT)are introduced, the development status of IoT in China is analyzed, the main factors impacting the development and application of IoT in China are pointed out。
Keywords: Internet of Things;The industry of the Internet of Things;development status;
目前物联网概念的风行引起大众的广泛关注,物联网不仅仅是技术领域的概念,而且有实际应用,其应用领域很广泛,遍及物流、智能交通、智能电网、环境监测、城市管理、智能家居、工业监测、农业畜牧、森林防火监控、手机支付、远程医疗、护理和保健等等,可谓无所不在。物联网是继计算机、互联网、移动通信之后全球重大的科技革命,已成为国际新一轮信息技术竞争的关键技术和制高点。互联网的迅猛发展对人类社会影响深远,而物联网则是将世间万物相互连接,并与互联网相连的非常庞大系统,其影响将比互联网更大。
1.物联网概述
1.1 物联网定义
物联网(Internet of Things)一词最早于1999 年由英国工程师 Kevin Ashton在宝洁公司的一次演讲中首次提出。物联网顾名思义,就是物物相连的互联网,其中包含两层涵义:第一,物联网的核心和基础仍是互联网,是在互联网基础上延 1
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,可以实现物与物、物与人之间的信息交换和通讯。从技术和产业的角度,“物联网”可以定义为通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和共享,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的产业链主要包括芯片与技术提供商、应用设备提供商、系统集成商、软件与应用开发商、网络提供商、运营及服务提供商、用户七个环节。其中,芯片与技术提供商包括 RFID 芯片设计、二维码码制、光纤传感等厂商;应用设备提供商包括电子标签、读写器模块、读写设备、读写器天线、智能卡、二维条码、光纤传感设备等厂商;运营及服务提供商指行业的、领域的物联网应用系统的专业运营服务商,为客户提供统一的终端设备鉴权、计费等服务,实现终端接入控制、终端管理、行业应用管理、业务运营管理、平台管理等服务。
1.2 物联网三层技术架构
物联网总体上由三层典型技术架构组成,即可以分成感知层、网络传输层和应用层。从产业链的角度,物联网以传感感知、传输通信、运算处理为基础,形成面向最终用户的具体应用解决方案。传感感知是基础,传输通信是保障,运算处理是能力,并以行业应用解决方案为核心的。
感知层包括二维码标签和识读器、RFID 标签和读写器、智能卡、摄像头、GPS、传感器、终端、传感器网络等,主要是识别物体,采集信息,与人体结构中皮肤和五官的作用相似。网络传输层,即通过现有的互联网、广电网络、通信网络、网络管理中心、智能处理中心、三网融合或未来的 NGN 网络,网络层将感知层获取的信息进行传递、计算和处理,类似于人体结构中的神经中枢和大脑。应用层面把感知和网络传输来的信息进行分析,作出决策和控制,实现智能化的管理、应用和服务。应用层是物联网技术与行业需求深度融合,实现行业智能化。
1.3 物联网的工作机制
首先通过 RFID 标签对物体属性进行标识,接着通过传感器或识别设备对物体属性获取,最后将获取信息通过网络传输到信息处理中心,进行相关计算和处理。该过程可逆,控制者可通过网络系统来控制物体做出相应的动作,甚至以更
加精细和动态方式管理生产和生活,达到“智慧”状态。也就是说,物联网可以做到全面感知、可靠传递和智能化处理。
2.我国物联网产业发展现状
我国早在十多年前就开始了物联网相关领域的研究,技术和标准与国际基本同步。标准方面,2007 年,我国领先于国际启动传感网标准化制定工作,在 ISO/IEC 国际传感网标准化大会第 2 次会议上我国提出了传感网体系架构、标准体系、演进路线、协同架构等代表传感网发展方向的顶层设计。我国已成为国际传感网标准化的四大主导国(中国、美国、韩国、德国)之一,在制定国际标准中享有重要话语权。专利方面,根据国家知识产权专利数据库和德温特世界专利数据库资料的统计,截至2008 年底,国内申请的关于传感网的专利数是 378件,基础和核心专利分别是 10 件和 211 件,分别占整个比重的 2.6%和 55.8%,而外围专利为 157 件,占整个比重的 41.5%。【1】技术方面,自 1999 年起,中科院就启动了传感网研究,组成了2000多人的研究团队,先后投入数亿元,在无线智能传感器网络通信技术、微型传感器、传感器终端机、移动基站等方面已取得重大进展,建立了传感技术国家重点实验室、微米/纳米国家重点实验室、国家传感技术工程中心等研发开发基地,并初步建立从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链.。应用发展方面,我国已经2007 年传感器业总产量达到 20.93 亿只,品种规格已有近6000 种,物联网已在我国公共安全、民航、交通、环境监测、智能电网、农业等行业得到初步规模性应用,部分产品已打入国际市场。中国信息产业商会发布的 《中国 RFID 与物联网 2009 发展报告》显示,2009 年我国射频识别技术市场规模已达 85.1 亿元,同比增长 29.3%,在全球居第三位[2],仅次于英国、美国。2010 年 8 月 9 日国家标准化管理委员会通报称,国际标准化组织(ISO)发布了集装箱货运标签系统,这是在物流和物联网领域首个由我国提出并推动制定,由 ISO 正式发布的可公开提供的规范。
2009 年 8 月 7 日温家宝总理在无锡表示: 在传感网发展中,要早一点谋划未来,早一点攻破核心技术,并尽快建立 “感知中国”中心[3]。我国已将物联网明确列入 《国家中长期科学技术发展规划(2006 - 2020 年)》 和 2050 年国家产业路线图,2010 年已把物联网写进 《政府工作报告》,并纳入我国发展物联
网的对策和建议到国家五大战略新兴产业发展规划,意味着物联网作为战略新兴产业已正式列入国家战略层次。
3.我国物联网发展存在的问题
尽管我国拥有发展物联网行业的基础及行业优势,中央和地方也很重视,但是我们也要清楚地认识到中国物联网产业发展仍处于初级阶段,技术、标准、产品以及市场尚不完善,物联网处于技术研发与应用试验的交接阶段,仍有很多问题亟待解决。
3.1战略规划滞后,顶层设计和统筹规划缺乏
我国物联网产业发展战略尚不明晰,虽然我国各地政府机构积极开展推动物联网相关产业发展工作,成立了相关园区、产业联盟,但是在全国范围内缺乏统筹规划,部门之间、地区之间、行业之间的分割情况较为普遍,产业顶层设计缺乏,资源共享不足。规划意识与协调机制薄弱,更加凸显出研究成本过高、资源利用率过低、重复无序建设现象严重的态势[4]。而国家物联网发展战略和路线图都没有出台,不利于我国当前及未来物联网产业的发展。
3.2 标准规范缺失问题
物联网与计算机、通信、电子、材料等多学科有关,其涉及的技术多种多样,导致相关的标准也非常多,而我国 RFID 标准至今仍未有统一说法,这是制约我国 RFID 发展的关键因素之一。如果物联网没有统一标准,就不能实现互联互通,就不能形成规模经济,也不能形成整合的商业模式,更不能降低研发成本,这是非常不利于物联网的发展的。随着物联网相关领域研究的不断深入、研究范围的不断扩大,标准规范的缺失将导致整个物联网产业的混乱。
3.3 核心关键技术有待突破
物联网的技术涉及到传感、射频识别(RFID)、统一编码、通信网络等技术,其中,RFID 和传感器技术及其产品最为关键。我国在低频 RFID(125 或134.2 kHz)、高频 RFID(13.56 MHz)比较成熟,但 90%以上超高频(868 ~ 956 MHz)RFID 芯片仍然依靠进口;而物联网的另一核心产品——传感器及信息处理
芯片也一直是短板。本土企业生产的传感器产品以及搭载具有信息处理功能的传感器模块的技术参数(如精确性、稳定性、使用期限等指标)与国际企业(如英飞凌、飞思卡尔 TI)差距明显[5],尤其是重金属传感器和光感应传感器,国内都没有相关的研发和生产单位。在 RFID 底层专利上,目前我国并无主导权。我国物联网核心技术研发力量薄弱而分散,体系架构尚未建立,关键技术有待攻关和突破。总之,拥有自主知识产权的核心技术是物联网产业可持续发展的根本驱动力,也是抢占物联网产业制高点的关键,否则,就会导致产业大量采用国外技术,核心技术专利受制于人,信息安全方面失去保障;更会导致物联网数据采集环节的传感器、电子标签等设备的成本过高,从而拖累整个物联网行业的发展。
3.4 安全保障有待提高
物联网的安全性就是物联网可控性问题。物联网目前的传感技术主要是RFID,植入这个芯片的产品,有可能被任何人进行感知,所以在感知、传输、应用过程中,这些有价值的信息存在被别人所用,尤其是被竞争对手所利用的安全隐患。而且物联网越发展,其牵涉到的安全问题越突出,不仅涉及到网络系统自身的安全,如专有数据和信息安全传输问题,还涉及到公民个人隐私、企业商业秘密和国家军事安全等方面问题。总之,物联网的安全性也是急需解决的问题。
3.5大规模产业化应用不足
物联网的价值不是体现在一个独立的可传感的网络中,而是各个行业的共同参与应用,因为不同行业有不同的应用和不同的需求,因此必须根据行业的特点,进行深入地研究和有价值地开发。目前我国物联网虽然有一些基础应用,但 “以物为互联”的应用需求还是低层次的,难以激起产业链各环节的参与和投入热情。大规模行业应用的不足,制约物联网产业在核心关键技术和标准化方面的重大突破。应用开发不能仅依靠运营商和应用物联网的企业,因为运营商和技术企业都无法理解行业的要求和具体的特点。如果要真正建立一个有效的物联网,只有具备了规模,才能使物品的智能发挥作用。例如,一个城市有100万辆汽车,若只在1万辆汽车上装上智能系统,就不可能形成一个智能交通系统。产业化规模过低也制约着物联网的进一步发展。
3.6 产业链构成不完善
物联网的市场潜力巨大,产业链的任何一个环节都举足轻重。目前我国物联网产业链中的网络提供商(三大电信运营商)和系统设备制造商都已跻身国际先进行列,但是产业链其他环节特别是上游环节相对欠缺和不足。产业链的不完善一定程度上制约了物联网产业健康有序发展。
3.7物联网产业的政策和法规欠缺
物联网不是一个小产品,也不只是一个小企业可以做起来的。它不仅需要技术,更牵涉到各行各业,需要多种力量的整合。国家的产业政策和立法需要走在前面,需制定出适合行业发展的政策和法规,以保证其正常发展。而我国可行性产业扶持政策欠缺,成为我国物联网产业谋求突破一大障碍。
3.8成熟商业模式缺乏
物联网的前提是广泛设置传感器,这需要一定的初期投入成本,而快速形成物联网的服务模式和商业模式是解决成本问题的重要出路。目前国内还没有一个特别突出的物联网商业模式,成熟商业模式的缺乏,变相地阻碍了我国物联网产业的快速推广。
结束语:作为一个新兴行业,物联网在快速发展的过程中必然会存在一些问题,但只要我们能发现其存在的问题,并针对这些问题去解决它,就能让其健康快速发展,为社会经济的发展提供助力,为人民的生活带来便利。
参考文献:
[1] 王殊,阎毓杰,胡富平等.无线传感器网络的理论及应用[M].北京航空航天大学出版社,2007
[2] 于莘明. 我电子标签市场规模居世界第三 [N]. 科技日报,2010.06.09.
[3] 国务院办公厅. 温家宝江苏考察: 让经济发展更具可持续性竞争力 [EB/OL],2010.06.08.
[4] 姚东铌. 物联网在中国的发展 [J]. 企业导报,2010(3):134-135
[5] 方圆. 物联网: 助力中国经济新一轮增长 [EB/OL],20104.20.