物联网时代移动网络发展思路探讨

第一篇：物联网时代移动网络发展思路探讨

物联网时代TD移动网络发展思路探讨

张希 潘洪涛 曹伟

中国移动通信集团设计院有限公司河北分公司交换数据所

zhangxi@cmdi.chinamobile.com 摘要：物联网是新一代信息技术的重要组成部分。TD与物联网结合有良好的基础和广阔的前景，自主创新的TD成功商用，为我国物联网发展奠定了坚实的基础，市场潜力巨大的物联网则是TD技术的重要应用空间。

关键词：物联网 TD-SCDMA M2M 融合 物联网的定义及特征

物联网Internet of Things（IOT），是指通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。

物联网有如下几点特征。首先，它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。其次，物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。再次，物联网本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。

从技术架构上来看，物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层。感知层由各种传感器以及传感器网关构成，相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网获识别物体，采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息。网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。

物联网是一个动态的全球网络基础设施，将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一道，构成未来互联网。目前绿色农业、工业监控、公共安全、城市管理、远程医疗、智能家居、智能交通和环境监测等各个行业均有物联网应用的尝试，中国移动也在物联网应用方面进行了积极的探索与实践，用TD-SCDMA发展推动物联网产业化成为未来发展的方向。2 TD发展为物联网应用构建通信网络基础

TD-SCDMA是英文Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access（时分同步码分多址）的简称，是我国自主创新的成果，其作为第三代移动通信的国际标准，不但使人际通信更上一层楼，也为物体之间的对话即物联网创造了条件。

TD-SCDMA作为中国提出的第三代移动通信标准，自1998年正式向ITU提交以来，已经历十多年的时间，完成了标准的专家组评估、ITU认可并发布、与3GPP体系的融合、新技术特性的引入等一系列的国际标准化工作，从而使TD－SCDMA标准成为第一个由中国提出的，以我国知识产权为主的、被国际上广泛接受和认可的无线通信国际标准，这是我国电信史上重要的里程碑。

TD-SCDMA在频谱利用率、频率灵活性、对业务支持具有多样性及成本等方面有独特优势。TD-SCDMA由于采用时分双工，上行和下行信道特性基本一致，基站根据接收信号估计上行和下行信道特性比较容易。TD-SCDMA使用智能天线技术有先天的优势，可以减少用户间干扰，从而提高频谱利用率。TD-SCDMA可以灵活设置上行和下行时隙的比例而调整上行和下行的数据速率的比例，不需要成对的频带。因此，和另外两种频分双工的3G标准相比，在频率资源的划分上更加灵活。

中国移动通过创造性实施“三不三新三融合”举措，将TD-SCDMA从局部性实验网发展为覆盖全国70%地市的3G商用网络。网络建设方面，完成了二、三期工程建设，网络覆盖扩展至238个城市。加快产业链成熟方面，投入6.5亿元专项激励资金与制造商合作进行TD-SCDMA终端联合研发，增强了产业链信心，TD-SCDMA终端数量已达266款。业务方面，手机阅读、手机支付、手机电视、移动应用商场等手机3G应用不断丰富，为物联网应用提供了网络基础。物联网的技术创新M2M TD的发展需要数据业务的拉动，物联网应用是需求最迫切的增强型数据业务，具有广阔的应用前景，能够充分发挥TD网络优势，有助于促进TD产业链的成熟。

中国移动在物联网领域的技术创新方向是把移动通信能力向下与感知层结合起来，通过在机器内部嵌入GSM/TD通信模块，以无线通信等为接入手段，为客户提供综合的信息化解决方案，以满足客户对监控、指挥调度、数据采集和测量等方面的信息化需求，即M2M应用。

M2M是Machine-to-Machine的简称，是一种以机器终端智能交互为核心的、网络化的应用与服务。机器到机器的通信（M2M）与物联网的核心理念和发展思路是完全一致的，只不过物联网的概念、所采用技术、应用场景更加宽泛一些，而M2M聚焦在无线通信网络应用上面，是需求最迫切的部分，具有广阔的可扩展的空间。

M2M的内涵有三点，机器的智能化、多种的接入方式和综合的解决方案。一是终端的智能化，为把所有的机器的世界和人的世界结合起来，增强机器对信息的智能收集和智能处理，对终端的要 求得到提升。二是通过多种方式（光纤等）把多种机器连接起来。三是把所有的搜集到的终端信息，通过网络传到远端的中心，要对这个中心进行处理、挖掘，最后达到信息化的解决方案。

当前中国在M2M终端及应用的开发能力上，基本与国际水平保持一致，在技术体系架构、通信协议的研究及M2M模组的研发上甚至领先国际水平。中国移动目前已经形成一整套拥有自主知识产权的M2M解决方案。通过定义M2M通信语言WMMP（Wireless Machine to Machine Protocol），使得信息的交互更加容易理解，也为产业链中的各方提供了统一的可遵循的标准；通过M2M模组的自主研发，初步解决了终端标准化的问题，为大规模定制M2M终端扫清了障碍，截至到2009年6月底，中国移动的M2M终端数已经达到3000万，这两年每年年增长率超过80%，在31个省都开通了M2M的业务。基于TD的M2M模组开发，更为M2M应用享受3G网络的高带宽提供强有力的支持。TD与物联网规模化应用未来

中国移动应用我国自主3G通信技术TD-SCDMA建设无线城市，厦门作为试点已经初步取得成功。目前厦门“TD无线城市”门户网站已有43家政府部门一级网站接入，并增设手机版，涵盖了市政府、公安、旅游、人事、海洋渔业等部门。在服务民生方面，医疗卫生、交通、旅游、环保等民生领域也是TD技术服务民生，提升市民生活质量的重要应用领域。在无线产业方面，中国移动与合作伙伴建设的无线港区，使危险品申报、码头监控等变得更加快捷高效。厦门“TD无线城市”的成功运营，有效聚合了多种产业元素，极大地带动当地相关设备、软件和信息服务业的快速发展，更好地促进经济增长，初步突显了物联网规划应用的方便快捷。

2009年11月，中国移动在江苏省无锡市建立了物联网研究院，重点开展TD-SCDMA与物联网融合的技术研究和应用开发。与此同时，中国移动在无锡建立了物联网数据中心，以支撑物联网的相关业务，并与当地政府合作，将在工业、农业、公共服务等各个领域开展形式多样的应用示范工程建设，包括环境监测、要地防入侵、智能交通、智能电网、智能家居等。2010年2月，中国移动与苏州市政府签订合作协议，双方将在苏州建立中国移动苏州城市物联网应用中心，重点开展TD-SCDMA与物联网融合的应用开发和推广。

随着物联网相关产业链的成熟和壮大，融合了TD-SCDMA基因的物联网应用，将衍生出更多、更方便、更具创新性和转变性的应用，智慧生活。小结

完善现有网络，发挥TD优势，积极推动无线传感器网络与TD网络融合，构建适于物联网应用的GPRS/TD/WSN（无线传感器网络）融合网络，大力发展适于TD网络承载的物联网业务，提升TD的核心竞争力，给物联网的发展以强有力的支撑，是中国移动的发展思路。

融合了创新和智慧的TD-SCDMA和物联网，正悄悄转变着中国社会的方方面面，这场转变将 不仅仅是生活方式的转变，更是一场中国经济发展方式和民族产业的转变和创新。

参考文献

[1] 李世鹤．《TD-SCDMA第三代移动通信系统》．人民邮电出版社． [2] 杨丰瑞．《TD-SCDMA移动通信系统工程与应用》．人民邮电出版社． [3] 田景熙等．《物联网技术概论》．东南大学出版社． [4] 雷雪梅．《现代网络管理》．国防工业出版社．

[5] 周洪波．《物联网：技术、应用、标准和商业模式》．电子工业出版社．

第二篇：物联网发展与应用

物联网的概述及应用

摘要：物联网，是继计算机、互联网的应用与普及之后，蓬勃兴起的世界信息技术革命的第三次浪潮，是二十世纪人类社会以信息技术应用为核心的技术革命的延展与归结。当今社会，物联网已越来越受到人们的重视，也有了较快的发展，日趋成熟，在许多领域都取得了较大的成果，本文主要介绍物联网的一些基本知识，以及它在一些领域的应用，还有个人的一些创新想法。

关键词：物联网

概述

应用

创新 一 物联网的概述 1.物联网的定义

物联网的概念是在1999年提出的,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网连接起来,按照约定的协议,进行信息交换和通讯,最终实现智能化识别和管理。从物联网的定义上我们不难看出物联网指的是将各式各样的信息传感设备(例如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等)与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。从目前物联网的发展来看,RFID电子标签技术是其中非常重要的技术指标。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,通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统,实现物品的识别,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”管理。

2.物联网的原理

物联网首先必须建立在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界上任何事物网络。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,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。

“物联网”概念提出,打破了传统旧思路,展开了一个新的技术领域。传统的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开:一方面是基础的建设,例如机场,建筑物等,而另一方面是数据中心,例如个人电脑、宽带等,这两方面是相对独立存在的。而在“物联网”时代,钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施。新一代的IT技术在各行各业中得到了充分的应用。我们可将感应器和装备嵌入到各种基础设施中,大到国家基础设施电网,铁路,桥梁等,小到家庭生活中的必须用品,空调,冰箱,热水器等,然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合,这样我们就能够达到真正的智能化,提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然间的关系。3.物联网的特征

和传统的互联网相比，物联网有其鲜明的特征。

首先，它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。还有，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式 4.存在的问题

在物联网中所有“事物”都连接到全球网络，彼此间相互通信，这也带来了新的安全和隐私问题，例如可信度，认证，以及事物所感知或交换到的数据的融合。人和事物的隐私应该得到有效保障，以防止未授权的识别和攻击。安全与隐私这个问题，是人类社会的问题，不论是物联网还是其他技术，都是面临这两个问题。因此，不仅要从物联网内部的技术上做出一定的控制，而且要从外部的法规环境上作出一定的司法解释和制度完善。二 物联网的应用

1.物联网在农业方面的应用

在传统农业中,人们获取农田信息的方式都十分有限,主要是通过人工测量。这需要消耗大量的人力,而通过使用无线传感器网络可以有效降低人力消耗和对农田环境的影响,获取精确的作物环境和作物信息。

在温室环境里,每个温室为无线传感器网络一个测量控制区。采用不同的传感器节点和具有简单执行机构的节点构成无线网络,来测量土壤湿度、土壤成分pH值、降水量、温度、空气湿度和气压、光照强度、CO2浓度,由此获得作物生长的最佳条件。将生物信息获取方法应用于无线传感器节点,可为温室精准调控提供科学依据。

用户通过布置无线传感器网络检测系统,可以对牲畜家禽、水产养殖的生活习性、环境、生理状况及种群复杂度进行观测研究,也可用于对森林环境监测和火灾报警。传感器节点随机密布在森林之中,平常状态下定期报告环境数据,当发生火灾时,节点通过协同合作会在很短的时间内将火源的具体地址、火势大小等信息传送给相关部门。此外,无线传感器网络也可以应用在精准农业中,来监测农作物中的害虫、土壤的酸碱度和施肥状况等。

在作物的生长过程中,形状传感器、颜色传感器、重量传感器等可用来监测物的外形、颜色、大小等,由此确定作物的成熟程度,以便适时采摘和收获。用户可以利用二氧化碳传感器进行植物生长的人工环境的监控,以促进光合作用的进行。例如,塑料大棚蔬菜种植环境可以利用超声波传感器、音频传感器等进行灭鼠、灭虫;还能用流量传感器及计算机系统自动控制农田水利灌溉。从而达到提高作物产量、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。2.物联网在交通方面的应用

解决交通拥堵的传统方式是增加容量。但在当今交通容量有限的城市环境中,我们需要其他解决办法。将物联网技术运用到道路和汽车中是一个高效的解决途径。例如,增设路边传感器、射频标记和全球定位系统。实时城市管理设立一个城市监控报告中心,将城市划分为多个网格,这样系统能够快速收集每个网格中所有类型的信息。这样我们可以重新思考如何通过使用新技术和新策略使交通更加方便快捷。这需要改变人们固有的思维和习惯,还可以丰富驾驶者的经验,而不再仅仅关心出行时间及路线选择。同时,它还可以改进汽车、道路以及公共交通,使之更具便利性。人可以通过手机查看下一班的市郊火车或地铁上有多少空座位。集成服务和信息对未来的公共交通至关重要。例如,为均衡供求,未来的交通系统将可以定位乘客位置,并为他们提供所需的智慧的交通工具。

智慧的道路是减少交通拥堵的关键,但我们仍不了解行人、车辆、货物和商品在市内的具体移动状况。因此,获取数据是重要的第一步。通过安置的RFID技术以及利用激光、照相机和系统技术等的先进自由车流路边系统来无缝地检测、标识车辆,我们可以实时获取路况信息,帮助监控和控制交通流量,并据此调整路线,从而避免拥堵。以后我们将能建成自动化的高速公路,实现车辆与网络相连,从而指引车辆更改路线或优化行程。智慧的交通系统可以缩短人们的空间距离,也可有效地保护环境。

3.物联网在生物识别方面的应用

生物识别技术在我国的普及速度十分惊人。从这项技术在国内出现到现在，不到十年时间，就已经处处可见。在大城市的写字楼中，很多公司使用的指纹打卡机就是生物识别技术的简单应用，还有笔记本电脑应用的人脸识别登录系统和指纹识别系统等等。这些技术看似与传统锁具相去甚远，但其实也属于锁具及安防产品的一部分。

相比指纹识别技术，人脸识别和视网膜（虹膜）识别技术似乎还不那么普及，但是在大城市郊外的别墅区，应用人脸识别和视网膜（虹膜）识别技术的锁具与安防系统比比皆是。生物识别技术是锁具及安防产业的未来发展方式，但是目前我国能够生产指纹锁的企业并不是太多，而能生产人脸识别锁具和视网膜识别锁具的企业更是凤毛麟角。这与我国锁具及安防行业的发展现状有关。

2010中国国际锁具、安防产品展（CIL&S）专家表示“中国国际锁具、安防产品展（CIL&S）依托于全球第二大五金展——中国国际五金展（CIHS）的强大平台，致力于为广大锁具与安防企业的技术革新与产业发展做出贡献。参与展会的将有300余家锁具与安防行业国内外领军企业参展，他们将带来最先进的锁具及安防产品参展。”该专家表示，“展会还将在现场设立„新品展示专区‟，为锁具及安防企业的新产品、新技术提供免费的展示机会，助力锁具及安防企业把握未来行业发展的技术动向，进而促使自己的产品实现技术上的飞跃。” 三 可能的创新应用

我认为可以通过物联网技术来设计智能声控门，它们分为两类，一种是跟声控灯差不多的，有人要经过的时候，只要发出人的声音，门自动就开了，这类声空门没有选择性，任何人都可以让它打开，它主要应用于一些公共场所。另外一种是与指纹锁相似的，只有特定的人的声音以及设定好的类似于密码的话才能让它打开，这类们可以用于防盗，而且开门比较方便。不过这些只是一些想法，具体怎么实施，本人也不清楚。

第三篇：物联网战略发展总结

物联网战略发展总结

射频识别（RFID）、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，按约定协议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。传统的互联网，用户是有意识地与网站发生交互行为之后留下行为信息，而物联网却能在用户尚未意识到的情况下完成信息的搜集，使物可以在脱离人的状态下获得感知或被感知的能力。由此，物理世界与网络（虚拟）世界被打通，形成了互动反馈。

物联网的逻辑架构包括感知、网络和应用三个层次。感知层负责信息采集，主要通过传感器、RFID标签、数码设备等采集数据；网络层负责信息传输，随着IPV6技术的出现和4G网络的建设，网络传输技术正在向更快的方式迈进。应用层方面，覆盖了可穿戴设备、车联网、智能家居、智慧城市以及工业互联网等众多垂直应用领域。

物联网的发展将至少包含三大维度：第一个维度是感知层和网络层的万物互联。第二个维度是应用层的全面实施。物联网的技术将逐步深入到产业和消费者领域，带来新的商业模式和商业逻辑。在众多垂直领域中，诸如工业互联网、智慧城市、智能家居所带来的智能生产、智能交通以及智能生活的雏形，新的商业逻辑将逐步形成。第三个维度是感知层、网络层与应用层的完美统一，物联网最终将成为一个覆盖全球、懂得自我建设和运行的智能系统，这将改变整个社会的形态，使企业得以更智能、更高效地开展商业活动，人类得以享受更加智能化的生活。

一、金融物联网（传统物联网在金融领域的应用）：

目前物联网集中爆发在可穿戴设备、智能家居、无人机等消费者领域。

1、实时运行情况分析。

物联网感知设备和智能终端采集数据，运用云计算对数据分析应用,来改进产品、完善服务,提高企业竞争力。

2、移动设备客户端软件应用

物联网信息在手机、平板上的展示等应用系统建设。

3、智能家居

1）运营设备：让传统智能安防监控从事后追踪变革为事前预警

2）办公设备：手机、汽车、冰箱、电表、可穿戴设备和视频监控摄像机，都嵌入了微型芯片和传感器元件之后，万物将实现互联互通，人类社会和经济结构将发生根本性的改变。

4、可穿戴设备应用。

1）穿戴设备：苹果手表，收集人的信息。

5、虚拟现实

谷歌眼镜，虚拟银行：身临其境更好的体验，在线解答问题，与客户交流等。打破传统地域的局限。

6、无人机

二、物联网金融（物联网和金融的深度融合，变革金融的信用体系，将带来金融模式新革命，改变金融模式。动产融资，抵押风险控制，供应链金融领域。资产管理：动产、不动产）：

“物联网金融实现资金流、信息流、实体流的三流合一，全面降低虚拟经济的风险，将深刻而深远地变革银行、证券、保险、租赁、投资等众多金融领域的原有模式。”

物联网金融则能通过海量的、客观的、全面的数据建立相对客观的信用体系，风险管控的可靠性和效率性将得到提升。互联网金融停留在你看到的、听到的信息上，而物联网金融将基于你看不到、听不到的信息上，是全景式的，对实体+虚拟经济的全面影射，而基于此将会产生更好的信贷模式、信用评估和风险模式。

物联网发展给银行带来的全新机遇：一是产业领域构建物联网金融服务的生态圈（在诸多垂直领域与大型生产企业、交易平台、仓储物流企业合作，将银行的生态系统扩展为一个庞大的物联网络。银行的角色定位是从中获取大量的客户经营数据和以此为基础的对客户的洞察，以此为客户提供定制化、个性化的建议。）。二是物联网技术将使银行风控从主观信用走向客观信用模式，从而使经营效率大幅度提升。三是物联网发展最终将带来零边际成本的金融行为，使得全面服务中小企业成为可能（物联网+大数据+预测性算法+自动化系统）。

信用体系：

通过物联网为银行建立起客观信用体系，结合物联网先进的货物质押系统，将实现动产的全程无遗漏环节的监管。又比如，可以帮助银行实时掌控贷款企业的采购渠道、原料库存、生产过程、成品积压、销售情况，甚至用户使用情况，可按需贷款、按进度放款，并可帮助银行开展贷前调查，贷中管理，贷后预警，预防欺诈违约案件，提高风控水平。

产业领域：

通过物联网技术，赋予动产以不动产的属性，变革供应链金融模式，带来动产融资业务的智慧式新发展。物联网可实现对动产无遗漏环节的监管，极大地降低动产质押的风险。

1.物流管理：动产监管，过程追踪和溯源。借助RFID(射频识别)技术进行溯源和追踪，提高了供应链的可视化程度，成功破解了动产业务的品质管理难题。应用：动产融资监管，抵押风险控制

2.仓库管理：借助物联网技术对仓单质押、融通仓、物资银行等服务的进一步提升。借助物联网技术，可以对仓储金融的监管服务实现网络化、可视化、智能化，使得过去独立的仓储金融服务得到发展，也可使金融创新服务风险得到有效控制。应用：供应链金融领域。消费领域：

1.公共服务物联网金融：如在远程抄表系统的智能卡上集成金融服务，可以实现远程金融直接结算，为控制风险，可增加手机或网络实时授权确认功能；这项金融服务可在燃气、水表、电表等公共服务上应用，完全可以集成在同一卡上，借助金融卡的集成作用作为通行证，打通各个公共服务物联网，实现各个专业的、孤立的物联网之间的共享服务。

2.支付领域展开合作，探索更加安全、低成本的支付标准。移动支付：光子支付解决方案以光为支付介质，利用手机闪光灯，离线状态下也可实现支付数据从手机到POS机的传输。通过光子支付，用户体验到了更便捷、安全和新颖的移动支付。利用指纹、虹膜、掌纹、掌静脉、声纹等进行个人身份鉴定的生物识别技术日趋成熟，密码支付正在向识别支付过渡。而物联网的快速发展，将推动感知支付时代的来临。未来，物联网在支付中应用后，会感知消费者的周边环境和自身的状态，以确保支付者的资金安全、人身安全。物联网还可通过透彻感知，将支付行为与企业运营状态、个人健康、家庭情况的动态变化相关联，动态调整支付额度，控制银行的风险。

第四篇：中国物联网发展报告

物联网产业的热潮正在席卷全球，在我国，政府高层的一系列重要讲话、报告和相关政策措施无不表明：大力发展物联网产业将是中国今后一项具有国家战略意义的重要决策。政府勾画蓝图，各地积极布局，我国推广物联网的条件正逐步趋向成熟。

物联网：物物相连 传感未来

——AMT咨询中国物联网（暨传感网）发展报告

潘多拉星球上所有的动植物构成了一个巨大的网络，每个物体之间都能通过心灵的沟通来指挥其行为，而沟通的方式正是纳威人的辫梢和树木的根须。天人合一的巨大网络让所有的一切变得有生命和灵性，人与自然之间的互相依存也变得清晰可触。

——电影《阿凡达》片段。

电影《阿凡达》为人们展示了一个神奇的外太空世界，这些细节具体到现实科技的发展，就是物联网在未来的典型应用。的确，物联网技术的应用将“让一切自由连通”，甚至做到“沟通从心开始”。

物联网概述

物联网也被称为传感网，2009年由国家工业与信息化部副部长奚国华在当年的中国国际通信展上，对这两个名称进行了界定：“传感网和物联网其实是两个名字一个概念，为方便交流宣传，传感网是官方用名，物联网可作为‘小名’使用。”

根据1999年在美国召开的移动计算和网络国际会议上提出的物联网的概念。物联网的英文名称为“The Internet of things”，即“物物相连的互联网”。是指通过信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

传感网概念则是从技术的角度对物联网的这一实质进行了阐述：随机分布的集成有传感器、数据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网络。除传感节点组成的网络外，传感网还能与互联网、移动通信网等网络实现全面融合。

无论是物联网还是传感网，其实质都是将红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备与互联网结合起来而形成的网络，让所有的物品都与网络连接在一起，方便识别和管理。因此，物联网和传感网实际上是从不同角度出发对同一个事物的命名。物联网技术应用前景

物联网能够通过信息传感设备把所有物品与互联网连接起来，实现智能化识别和管理，从而可以使物品(商品)具有“智慧”，在没有人的干预的情况下彼此进行“交流”。而RFID正是能够让物品“开口说话”的一种技术。RFID（Radio Frequency Identification）即射频识别技术，俗称电子标签。作为一种非接触式的自动识别技术，RFID可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。

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，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，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”管理。

具体到现实生活当中，物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。就目前来看，行业应用将成为未来几年物联网产业发展的主要驱动力。研究发现，智能交通、城市安防、智能

电网等行业市场成熟度较高，传感技术成熟，政府扶持力度大，在许多城市已经开始规模化应用，市场前景广阔，投资机会巨大，将成为未来几年物联网产业发展的重点领域。而医疗卫生、家庭、个人等领域的智能传感应用则需要较长的时间，技术、标准均有待于进一步完善，大多产品还处于试验阶段，短期内不会大规模应用。

中国物联网发展环境分析

物联网被誉为继计算机、互联网、移动通信网之后的又一次信息产业浪潮，已经引起了世界各国的高度重视。在我国，国务院总理温家宝以及工信部部长李毅中相继指示要大力发展物联网技术。国家还将传感网以及传感技术的研发计划明确列入《国家中长期科学技术发展规划(2006-2020年)》、《国家“十一五”科学技术发展规划》和《国家“十一五”科学技术发展规划》等相关政策文件中。此外，工信部已经开始统筹部署宽带普及、三网融合、物联网及下一代互联网发展，并将物联网发展列为我国信息产业三大发展目标之一。2010年，中国政府还将出台一系列物联网发展相关的产业政策，来自高层和政策的推动将加速物联网在中国的发展步伐。

目前，我国的物联网技术研发水平处于世界前列。中科院早在1999年就启动了传感网研究，在无线智能传感器网络通信技术、微型传感器、传感器端机、移动基站等方面取得了重大进展，拥有从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链。国内众多知名企业也开始在物联网领域摩拳擦掌，中国移动、中国电信、中国联通等电信行业企业已经展开攻势，另有一些其他领域的公司也开始进入物联网领域，国内知名的管理咨询公司AMT咨询日前收购深圳某物联网产业相关公司，开始在该领域持续发力。

此外，我国已经与德国、美国、韩国一起，成为国际标准制定的主导国家之一。无锡市自2009年以来已经联合美国有关机构发起了制定物联网国际标准的工作，产品目前在公共

安全、民航、交通、电网、环境监测等行业得到初步应用，相关物联网产品已远销美国、加拿大等国，并被欧洲列入政府航空采购目录。

整体来看，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，业内专家也明确指出，物联网商业模式短期内不能大规模商用。但是，随着传感技术的发展以及电信网络尤其是无线网络的不断扩展，我国推广物联网的条件正在逐步趋向成熟。

第五篇：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。