中国电信-从电信运营商角度看物联网的总体架构和发展

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第一篇:中国电信-从电信运营商角度看物联网的总体架构和发展

从电信运营商角度看物联网的总体架构和发展

http://www.xiexiebang.com 2010年5月24日 14:35 电信科学

作者:中国电信股份有限公司上海研究院 诸瑾文 王艺

1引言

2009年IBM智慧地球、欧盟行动计划和温总理“感知中国”的提出将国内对于物联网(Internetofthings)的关注推向了前所未有的高度,其他与之相关的名词,如泛在网(ubiquitousnetwork)、传感网(sensor network)、M2M(machine to machine,即机器到机器的通信)等也越来越频繁地出现,和物联网一起成为热门概念。究竟什么是物联网,物联网带来了怎样的机遇与挑战,本文从电信运营商角度,分析、探讨对物联网整个体系架构的理解,对物联发展趋势的看法以及在这样的技术和产业背景下,作为电信运营商的发展机会和应对策略。

2物联网概念辨析

物联网的概念是在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网连接起来,实现智能化识别和管理。这里包含两个重要的观点:一是物联网要以互联网为基础发展起来;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、不具备组网能力等局限性,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网技术来实现。

泛在网也被称作无所不在的网络,最早见于施乐首席科学家Mark Weiser在1991年“21世纪的计算”文章中提出的Ubiquitous Computing,因此泛在网概念的提出比物联网更早一些,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网概念目前还有争议,日本学者认为泛在网是他们最先提出的概念。泛在网将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网络概念和研究范畴。传感网是指“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”。现在谈到的传感网,一般指的是无线传感器网络,严格来说应当称为wireless Sensor Network(WSN)。传感网实际上由传感器+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网,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网络来传输数据。

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是物联网的雏形,是物联网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。

无论是物联网还是泛在网、M2M,其实都不是一种全新的网络技术,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对物联网总体架构的认识和探讨 在业界,物联网被公认大致有三个层次,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数据采集设备以及数据接入到网关之前的传感器网络。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网。感知层是物联网发展和应用的基础,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网和互联网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、感知网与通信网的结合。传送层中的感知数据管理与处理技术是实现以数据为中心的物联网的核心技术。感知数据管理与处理技术包括传感网数据的存储、查询、分析、挖掘、理解以及基于感知数据决策和行为的理论和技术。云计算平台作为海量感知数据的存储、分析平台,将是物联网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:物联网应用层利用经过分析处理的感知数据,为用户提供丰富的特定服务。物联网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。应用层是物联网发展的目的,软件开发、智能控制技术将会为用户提供丰富多彩的物联网应用。各种行业和家庭应用的开发将会推动物联网的普及,也将给整个物联网产业链带来利润。

图3所示是物联网的整体架构,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、接入网络、中间件和应用。

感知设备包括了各种传感器、数据采集设备以及无线传感网。

接入单元包括将传感器数据直接传送到通信网络的DTU,以及连接无线传感网和通信网络的物联网网关设备,其中物联网网关根据使用环境的不同,有行业物联网网关和家庭物联网网关两种,将来还会有用于公共节点的共享式网关。严格来说,物联网网关应该是一种跨感知层和传送层的设备。

接入网络指电信运营商现有的通信网络,包括2G/3G、有线宽带、PSTN、Wi-Fi等。

中间件是为物联网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物联网应用,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物联网发展的阶段

对“物联网”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,都可以是物联网的连接对象,通过物联网达到网络无处不在,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物联网的发展,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,传感网技术也在发展,但多用于局域范围内实现数据传送,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

随着物联网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,传感网逐渐被引入,传感网虽然仍主要用作局域组网,但是电信运营商不再将传感网仅仅看作用户自己的设备,而是认为传感网是通信网络终端节点向下延伸的毛细网络。在这个阶段运营商将越来越关注如何将通信网络与传感网结合。

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。因此无线传感网往往是异构的,实现异构协同是该阶段主要的研究内容,物联网网关的概念应运而生,通过物联网网关屏蔽无线传感网的差异性,使异构的无线传感网之间、无线传感网与通信网之间能实现协同工作。

由于传感网仍然用于局域范围内组成毛细网络,因此对于传感网本身的内部节点管理并没有太多的改变,各种无线传感网技术仍然采用各自的协议,实现局域管理和局域寻址。

目前,物联网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,传感网不再仅仅用于局域组网,而是开始用于广域组网,遍布各处的无线传感网节点构成了一张全新的广域网络。电信运营商也许会运营这个网络,也许这样的网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网技术的公共节点,这些公共节点作为物联网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,但物联网的发展必然会向这个阶段演进。

5电信运营商在物联网发展中的策略

如前文所述,物联网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,物联网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

感知层的无线传感网技术标准众多,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,部分无线传感网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、自组网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,以传感网和通信网的结合为切入点,关注异构网络如何实现协同工作以及如何实现可管理的感知网。

5.2传送层——建 传送层包含了接入网络和接入单元,接入网络即通信网络,要以电信运营商为主进行建设和优化。现有的通信网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,进入物联网发展的时代,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,必然对网络带来压力。同时,对物联网节点的管理也对通信网络提出了很多新问题。通信网会向着“能支撑物联网应用规模有序发展”的目标演进,在充分利用现有网络资源的原则下,根据业务量的增加,分阶段、逐步进行网络改造。

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,直接采用现有网络承载物联网业务,网络不作大的改动,网络参数基本不变。由于现有网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,缓解网络的压力。

区别承载阶段:业务发展中期,物联网应用规模的增加对网络资源(如码号资源、传输资源)造成较大压力,这时需要对网络进行部分改造,使得网络侧能区别物与物的通信,采取不同策略,缓解网络压力,保障业务质量。

独立承载阶段:在物联网业务规模化后,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要求较高的物联网应用,可考虑逐步采用物理/逻辑隔离的网络承载物联网业务,如建设独立的接入网,在核心网中划分专门的互联子网等。

接入单元是将感知的数据传送到通信网的关键设备,运营商需要进行掌控,根据网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,将结合网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。

应用是物联网发展的基础,物联网的发展要依赖应用的驱动,然而物联网应用非常丰富,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物联网的基础能力,通过中间件方式提供。

6结束语

借助政府层面的推动,物联网已经引起了产业、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物联网倾斜,已将其作为我国下一步新兴的战略产业来发展,这一切都是物联网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物联网发展要面对的深层次问题。

物联网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,带动整个物联网应用的发展,从而带动产业发展。

第二篇:以物联网产业标准化发展的角度解读新《标准化法》

以物联网产业标准化发展的角度解读新《标准化法》

去年11月4日,十二届全国人大常委会第三十次会议表决通过了新修订的标准化法。新的标准化法已于2018年1月1日开始施行,那么它对物联网产业将造成怎样的影响呢?

此前几年,关于“物联网”大众认知度并不高,但物联网的应用已经布设在处处生活细节中,无论是停车场、告诉公路、种植园等地方都可以看到它的影子。它的应用已涵盖了安防、电力、交通、物联、医疗、教育、环保、农业等领域,且迈出了产业化的步伐趋势。至2016年3月,十三五规划确定了物联网在智能电网、智能交通、智能物流、医疗健康、精细农牧业、金融服务等十大领域的应用,这对物联网产业化更快更好的发展起到了极大的促进作用。物联网作为当下推动人类社会科技、经济发展的一个新兴的产业,给我们带来了巨大的商机,也极大地促进了科技的进步。与此同时,这对物联网的标准化也提出了更高的要求。

标准化是产业化的必要条件之一,标准化的完善、推行将加速物联网产业化的实现。我国现今正大力推进标准化的制定,将标准化法推及到各个领域,涵盖了第一、二、三产业。而物联网可以说是包罗万象的,覆盖了全产业的链条,因此标准化法对物联网的意义就可见一斑了。

目前物联网产业正蓬勃发展,处于从碎片化、孤岛化应用为主的起步阶段走向跨界融合、集成创新的时期,标准化的确立将是解决目前碎片化问题的最好手段。可以预见,新修改的《中华人民共和国标准化法》的正式实施将对物联网产业化的发展,特别是物联网标准化发展的建设提供可靠的法律依据。

目前我国光是关于传感器的现行有效标准,就有100多项,其中国家标准43项,行业标准72项。十三五规划中我国已经把物联网的标准化作为国家高科技发展的一个重要目标。它主要将物联网的标准体系架构、共性的关键技术标准、重点行业的应用标准、信息安全标准、标准化的服务五大领域作为物联网标准化建设的重点。

其实对目前整个产业来说,标准化的发展不得不直面这样几个问题:

一、物联网产业化标准的不足。目前整个物联网产业链条的各个环节上的标准,都还满足不了物联网产业化的需求。我们看到有很多标准是空白的,严重地制约了物联网的产业化。如数据的接口和数据信息的转换这两个最基本、最重要的标准,无论是国内还是全球范围内都还难以达成共识。

二、在利益驱动下的标准化竞争十分激烈。在各环节上有太多的企业标准,行业标准,地区标准或者国际组织标准,而这些标准之间却又不相通、难以融合。这种不良竞争也成了我们发展的障碍。

三、很多标准的推行与实施力度十分有限,监督管理不到位,无法形成真正的市场化和法制化、通用化和国际化,反而导致碎片化情形的加剧。

针对现在物联网产业标准发展的痛点,原中国质量万里行检验检疫总局总工程师、中国质量万里行促进会会长刘兆彬提出以下建议和看法。

一、我国物联网标准化工作的第一要点就是大力发展团体标准。此前的标准化法没有给予团体相应的地位,那么做再多的团体标准也是没有法律保障的。新标准化法的实施给予了团体标准相应的法律地位,为我们物联网团体标准的制订和实施提供了法律的保障。

二、标准追求的是统一,是秩序,但是标准的制定应当以市场为话语先导权,要更多地依靠企业的研发、市场定位去代表产能标准。

三、安全性依然是重中之重。物联网中的风险,是要远大于互联网的风险的,物与物之间包含了信息的采集、传输、应用以及智能控制。一旦这个链条中受到了攻击,物联网之间造成的损失浪费会是巨大的。

四、制订物联网产业的标准,需要跨界融合、合作共赢。物联网几乎囊括了所有产业,所以任何一个单位、个人、科研机构,甚至一个国家,也很难涵盖所有的物联网产业的知识,所以必须跨界融合、合作共赢。(跨界融合上主要围绕以下几大主题:1.标准要跟法律结合,因为标准就是“玩法”。2标准和计量结合。3标准与实验检验结合。4.标准与认证结合。5.标准跟现有的标准要兼容。6.标准与消费结合。制定生产的标准不可忽略了消费者的需求,因此二合必须紧密结合。)

标准的完善和落实会是物联网产业化高速发展的重大助力,现今新标准化法的施行对产业标准的制定有了更完善的机制和法律保障。2018、19年势必会刮起物联网设备加速落地、普及民众的浪潮,经过前几年的努力推广,无论是智能硬件、5G设备、AI应用都已经取得了教育用户的基础,成本与技术也大部分达到了消费者能够接受的程度。那么标准化的制定也就让物联网产业C端红海市场有了更好、更详尽的规则,不论从产业竞争还是产业的公众形象都会有所助益。

作者:多米诺 原创

第三篇:物联网产业在国内外发展现状和趋势综述(推荐)

物联网产业在国内外发展现状和趋势综述

“物联网”被称为是下一个万亿美元级的信息技术产业,将大规模普及,因此各国齐头并进,相继推出区域战略规划,并纷纷研究相关技术,制定技术标准。从国内来看,物联网产业正在逐步成为各地战略性新兴产业发展的重要领域。

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,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,建立“感知中国”中心。2010年《政府工作报告》中,温总理再次指出:将“加快物联网的研发应用”明确纳入重点产业振兴计划。这代表着中国传感网、物联网的“感知中国”已成为国家的信息产业发展战略。

物联网概述

1.物联网的定义与概念提出

所谓“物联网”,是指通过射频识别、红外感应器、全球定位系统和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,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

通俗地解释,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品与物品之间,进行信息交换和通讯。

物联网的概念是美国Auto-ID实验室在1999年首次提出的,2005年国际电信联盟在信息社会世界峰会上发布《ITU互联网报告2005:物联网》,正式提出“物联网概念”,激情豪迈地指出“物联网时代即将到来”。

2.物联网的本质和关键技术

物联网的本质概括起来主要体现在三个方面:一是互联网特征,即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络;二是识别与通信特征,即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别与物物通信(MachinetoMachine,M2M)的功能;三是智能化特征,即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。

物联网产业链可以细分为感知、处理和信息传送三个环节,每个环节的关键技术分别为传感技术、智能信息处理技术和网络传输技术。传感技术通过多种传 摘抄3snews 感器、RFID、二维码、GPS定位、地理信息识别系统和多媒体信息等多媒体采集技术,实现对外部世界的感知和识别;智能信息处理技术通过应用中间件提供跨行业、跨系统的信息协同及共享和互通功能,包括数据存储、并行计算、数据挖掘、平台服务和信息呈现等;网络传输技术通过广泛的互联功能,实现对信息的高可靠性、高安全性传送,包括各种有线和无线传输技术、交换技术、组网技术和网关技术等。

国外物联网产业现状及发展趋势

据统计,物联网现阶段的主要形式M2M在2009年全球运营商的业务收入约为15亿美元。而从全球市场的数据分析,预计到2010年M2M市场规模将达到2234亿美元。美国市场研究公司Forrester预测,到2020年,世界上“物物互连”的业务,跟人与人通信的业务相比,将达到30比1,仅仅是在智能电网和机场防入侵系统方面的市场就有上千亿美元。因此“物联网”被称为是下一个万亿美元级的信息技术产业。

1.产业现状

目前国际物联网产业的发展现状主要体现在以下几个方面:

(1)各国齐头并进,相继推出区域战略规划

当前,世界各国的物联网基本都处于技术研究与试验阶段:美、日、韩、欧盟等都正投入巨资深入研究探索物联网,并启动了以物联网为基础的“智慧地球”、“U-Japan”、“U-Korea”、“物联网行动计划”等国家性区域战略规划。

2009年1月,在美国总统奥巴马与美国工商领袖的“圆桌会议”上,IBM公司CEO提出“智慧地球”的概念,即把传感器放到电网、铁路、桥梁和公路等物体中,能量极其强大的计算机群,能够对整个网络内部人员和物体实施管理和控制。这样,人类可以更加精确地利用动态实施的方式管理生产活动和生活方式,达到“智慧”状态。

2009年5月7、8日,欧洲各国的官员、企业领袖和科学家在布鲁塞尔就物联网进行专题讨论,并作为振兴欧洲经济的思路。欧盟委员会信息社会与媒体中心主任鲁道夫·施特曼迈尔说:“物联网及其技术是我们的未来”。2009年6月欧盟发布了新时期下物联网的行动计划。

日本和韩国分别提出了“U-Japan”“U-Korea”的计划和构想。“U”来自拉丁文“Ubiquitous”意为“无所不在”。日本将物联网列为国家重点战略之一;韩国出台了《基于IP的传感器网基础设施构建基本规划》,将物联网确定为新增长动力。

(2)基础性关键技术RFID,成为市场最为关注技术

2008年全球RFID市场规模已从2007年的49.3亿美元上升到52.9亿美元,这个数字覆盖了RFID市场的方方面面,包括标签、阅读器、其他基础设施、软件和服务等。RFID卡和卡相关基础设施将占市场的57.3%,达30.3亿美元。来自金融、安防行业的应用将推动RFID卡类市场的增长。2010年以来,由于经济形势的好转和物联网产业发展等利好因素推动,全球RFID市场也持续升温,并呈现持续上升趋势,预计2012年,市场规模将达到200多亿美元。与此同时,RFID的应用领域越来越多,人们对RFID产业发展的期待也越来越高。目前RFID技术正处于迅速成熟的时期,许多国家都将RFID作为一项重要产业予以积极推动。

(3)各组织纷纷研究制定相关技术标准,竞争日益激烈

ISO/IEC(国际标准化组织及国际电工委员会)在传感器网络、ITU-T(国际电信联盟远程通信标准化组)在泛在网络、ETSI(欧洲电信标准化协会)在物联网、IEEE(美国电气和电子工程师协会)在近距离无线、IETF(互联网工程任务组)在IPv6(下一版本的互联网协议)的应用、3GPP(第三代合作伙伴计划)在M2M(机器与机器)等方面纷纷启动了相关标准研究工作,竞争日益激烈。

2.发展趋势

在当前物联网发展进程中,技术趋势呈现出融合化、嵌入化、可信化和智能化的特征,管理应用趋势呈现出标准化、服务化、开放化和工程化的特征。

(1)应用大规模普及,即将成为下一个万亿级产业

物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点,其应用范围几乎覆盖了各行各业,在其发展的同时还将带动传感器、微电子、视频识别等一系列产业的同步发展,带来巨大的产业集群生产效益。6月22日在上海开幕的2010中国国际物联网大会指出,物联网将成为全球信息通信行业的万亿美元级新兴产业。到2020年之前,全球接入物联网的终端将达到500亿个。

亚里士多德曾说过“给我一个支点我可以撬起地球”,而今随着技术的发展,这句豪言完全可以与时俱进地改为“给我一个物联网我可以感知地球”。

(2)欧美市场将引领全球RFID产业发展

2010年以来,随着经济形势的好转和物联网产业发展等利好因素推动,全球RFID市场也持续升温,并呈现持续上升趋势,预计2012年,市场规模将达到212亿美元。其中,欧美市场领先全球,是当前主要的区域市场。

从垂直市场发展来看:飞利浦、西门子等半导体厂商基本垄断了RFID芯片市场;IBM、HP、微软等国际巨头抢占了RFID中间件、系统集成研究的有利位置;Alien、Intermec、Symbol等公司则提供RFID标签、读写器等产品及设备。

从技术标准制定来看:目前,国际上基本形成了RFID五大标准组织,分别代表了国际上不同团体或者国家的利益。

从具体应用推广来看:欧美地区技术应用较成熟。美国的RFID应用已经从军事应用为主,向交通、车辆管理、身份识别和仓储管理等领域延伸;欧洲地区德国、英国、法国和荷兰等RFID产业发展领先国家在交通、身份识别、物资跟踪等领域也有了比较广泛的应用。

国内物联网产业发展现状

1.总体情况

我国在物联网领域的布局较早,中科院10年前就启动了传感网研究,中科院上海微系统与信息技术研究所、南京航空航天大学、西北工业大学等科研单位,目前正加紧研发“物联网”技术。2009年10月,中国研发出首颗物联网核心芯片---“唐芯一号”。2009年11月7日,总投资超过2.76亿元的11个物联网项目在无锡成功签约,项目研发领域覆盖传感网智能技术研发、传感网络应用研究、传感网络系统集成等物联网产业多个前沿领域。2010年工信部和发改委出台了系列政策支持物联网产业化发展,到2020年之前我国已经规划了3.86万亿元的资金用于物联网产业化的发展。

在国家重大科技专项、国家自然科学基金和“863”计划的支持下,国内新一代宽带无线通信、高性能计算与大规模并行处理技术、光子和微电子器件与集成系统技术、传感网技术、物联网体系架构及其演进技术等研究与开发取得重大进展,先后建立了传感技术国家重点实验室、传感器网络实验室和传感器产业基地等一批专业研究机构和产业化基地,开展了一批具有示范意义的重大应用项目。目前,北京、上海、江苏、浙江、无锡和深圳等地都在开展物联网发展战略研究,制定物联网产业发展规划,出台扶持产业发展的相关优惠政策。从全国来看,物联网产业正在逐步成为各地战略性新兴产业发展的重要领域。

2.发展优势

(1)技术优势

在物联网这个全新产业中,我国的技术研发水平处于世界前列,具有重大的影响力。中科院早在1999年就启动了传感网研究,该院组成了2000多人的团队,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、传感器终端机和移动基站等方面取得重大进展,目前已拥有从材料、技术、器件和系统到网络的完整产业链。在世界物联网领域,中国与德国、美国、韩国一起,成为国际标准制定的主导国之一,其影响力举足轻重。

此外,我国还在通信、网络等领域申请了大量具有自主知识产权的技术专利。这些技术方面的积累,为我国物联网技术在未来取得长足地发展奠定了坚实的软实力基础。(2)政策优势

我国政府对物联网发展的重视程度是有目共睹的。2006年我国制订了信息化发展战略,2007年十七大提出工业化和信息化融合发展的构想,2009年“感知中国”的新兴命题又迅速地进入了国家政策的议事日程,2010年《政府工作报告》,正式将“加快物联网的研发应用”纳入重点产业振兴计划,一些城市和地区也相继提出了物联网发展的规划和设想。

可以毫不夸张地说,在短短几年内,物联网在我国政府的大力支持下,已经由一个单纯的科学术语变成了活生生的产业现实。2009年9月,我国传感网标准工作组成立,随后又在上海的浦东国际机场和世博园区建造了世界上最大的物联网技术系统。此外,在北京、无锡和杭州等城市,在当地政府的支持下,也有一大批科学家和专业人士从事中国物联网的研究和开发。可以说,国家宏观政策的支持与引导是我国物联网发展不可或缺的政策优势。

(3)市场优势

中国近年来互联网产业迅速发展,网民数量全球第一,在未来物联网产业发展中具备良好基础。物联网将所有物品连接到互联网,达到远程控制的目的,实现人和物或物和物之间的信息交换。当前物联网行业的应用需求和领域非常广泛,潜在市场规模巨大。物联网产业在发展的同时还将带动传感器、微电子、视频识别系统一系列产业的同步发展,带来巨大的产业集群效益。

3.瓶颈

我国物联网产业发展现状与趋势,喜忧参半。物联网行业应用需求广泛,潜在市场规模巨大,政府各部门对发展物联网产业态度积极,是产业发展的“喜”;但“忧”的一面则主要表现在物联网产业发展初期阶段,存在诸多产业发展约束因素。主要体现在以下几个方面:

(1)缺乏统筹规划

虽然我国各地政府机构正在积极地开展物联网相关产业发展工作,成立了有关园区、产业联盟,但是全国范围内尚未进行统筹规划,各部门之间、地区之间、行业之间的分割情况较为普遍,缺乏顶层设计,资源共享不足,加上规划意识与协调机制的薄弱,凸现出难以形成产业规划、研究成本过高、资源利用率过低、无序重复建设现象严重的态势。

(2)核心技术缺位

纵观我国物联网的技术创新,相当一部分是在原有信息化技术基础上的深化和发展,通过增加新功能,使之具备物联网特性。但这并不是从无到有的原生态创新,所以也很难形成核心技术,导致大量采用国外技术,在专利方面受制于人,在信息安全方面没有保障,更导致物联网数据采集环节的传感器、电子标签的成本过高拖累整个物联网行业的发展。

(3)规模化应用不足,产业链不完善

我国物联网发展虽然有了一些基础应用,但目前国内“以物为互联”的应用需求还是低层次的。所以,难以激发产业链各环节的参与和投入的热情,规模化行业应用的不足成为制约物联网产业的形成、核心关键技术的突破和标准化的重大瓶颈。另外,目前我国物联网产业下游的通信运营商(三大运营商)和中游的系统设备商都已是世界级水平,但是其他环节相对欠缺,初期成本居高不下,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。

发帖日期:2010-03-13 21:11:10

国际物联网研究概况

美国很多大学在无线传感器网络方面开展了大量工作。如加州大学洛杉矶分校的CENS(CenterforEmbeddedNetworkedSensing)实验室、WINS(WirelessIntegratedNetworkSensors)实验室、NESL(NetworkedandEmbeddedSystemsLaboratory)实验室、LECS(LaboratoryforEmbed-dedCollaborativeSystems)实验室、IRL(InternetResearchLab)等。另外,麻省理工学院获得了DARPA的支持,从事着极低功耗的无线传感器网络方面的研究;奥本大学也获得DARPA支持,从事了大量关于自组织传感器网络方面的研究,并完成了一些实验系统的研制;宾汉顿大学计算机系统研究实验室在移动自组织网络协议、传感器网络系统的应用层设计等方面做了很多研究工作;州立克利夫兰大学(俄亥俄州)的移动计算实验室在基于IP的移动网络和自组织网络方面结合无线传感器网络技术进行了研究。此外新加坡国立大学的无线传感器网络实验室等也开展了无线传感器网络方面的研究。

除了高校和科研院所之外,国外的各大知名企业也都先后参与开展了无线传感器网络的研究。克尔斯博公司是国际上率先进行无线传感器网络研究的先驱之一,旗下的无线传感器网络硬件产品众多(包括IRIS,MicaZ,Imote2,TelosB,Cricket等),为全球超过2000所高校以及上千家大型公司提供无线传感器解决方案。目前Crossbow公司与软件巨头微软、传感器设备巨头霍尼韦尔、硬件设备制造商英特尔、网络设备制造巨头、著名高校加州大学伯克利分校等都建立了合作关系。此外德州仪器、微处理器制造商Atmel等也都在传感器网络领域投入极大的资金和科研力量。这些都为无线传感器网络进一步的发展以及最终的商业化奠定了坚实的基础。

国内传感器网络硬件节点研究现状

·南京邮电大学无线传感器网络系列节点UbiCell

UbiCell系列节点集成了传感器,微处理器,无线收发器等多种嵌入式芯片,拥有信息采集,信号处理,数据传输和实时监控等多种功能。

·南京邮电大学UbiCell无线医疗传感器节点

UbiCell医疗节点,可实现高精度的脉搏、血氧、体温等人体生理指标的监测。

南京邮电大学无线多媒体传感器网络节点UbiCell-MUbiCell-M节点拥有30万像素和60FPS的图像采集与处理能力,足以满足网络监测与识别的应用需求。

·中国科学院计算技术研究所的GAINS系列节点

中国科学院计算技术研究所深联科技研发的GAINSJ、GAINZ等系列传感器节点,其基于ZigBee无线通信协议栈,实现多种网络拓扑:星型、成簇、网状网等,用户可以根据协议栈提供的API设计自己的应用,组成更复杂的网络。

·香港科技大学的无线传感器网络节点

摘抄中国移动通信网

香港科技大学基于Telos-B的平台建了一个低功耗的无线传感器网络节点。节点基于IEEE802.15.4无线收发器芯片的下一代超低功耗、高传输率、无线传感网络应用程序的Telos平台,具有完善的板上内置天线,传输距离较长。该节点目前主要用于智能车的研究中。

国内无线传感器网络软件研究现状

除了在无线传感器硬件设备方面的进展,国内目前在无线传感器网络的软件方面也取得了相应的突破,在基于国外的操作系统之上,开发自己的中间件软件。如南京邮电大学无线传感器网络研究中心开发的基于移动代理的无线传感器网络中间件平台,它实现了对MantisOS,TinyOS和SOS多操作系统的支持,屏蔽了不同操作系统的差异性,同时扩大了硬件节点的选择范围。对外提供便捷的接口,使用户无需了解底层细节,极大的降低了无线传感器网络应用开发的难度。深联科技开发的无线传感器网络开发套件,提供了功能齐全的硬件开发平台,和自主开发的无线通信协议栈。

国内研究机构在理论研究方面,如对无线传感器网络网络协议、算法、体系结构等方面,提出了许多具有创新性的想法与理论。在这方面,国内的南京邮电大学、哈尔滨工业大学、清华大学、上海交通大学、北京邮电大学等都取得了一些相关的理论研究成果。

目前国内比较成功的无线传感器网络软件产品包括:

南京邮电大学的无线传感器网络中间件软件DisWare

DisWare是基于移动代理的无线传感器网络中间件平台,它实现了对MantisOS和TinyOS多操作系统的支持,同时扩大了硬件节点的选择范围。

南京邮电大学的无线传感器网络集成开发平台MeshIDEMeshIDE是一个可视化编程、应用程序融合于一体的无线传感器网络集成开发平台。作为用户的可视化开发工具,实现可视化烧制、管理和控制。

中国科学院宁波计算所的无线传感器网络分析与管理平台

针对无线传感器网络的协议、功耗、数据处理和分布式计算等诸多方面,开展定量的分析和管理,并提供图形化界面。

第四篇:工信部电信研究院发布2011年移动互联网和物联网白皮书

工信部电信研究院发布2011年移动互联网和物联网白皮书

2011-05-24 来源: 责任编辑:蔡小俊 审核: 点击数:28

近年来信息通信技术革新日益活跃,引领新兴市场浮现并推动信息社会走向深入。以移动互联网和物联网为代表的新兴技术和产业不断发展壮大,受到业内外广泛关注。工信部电信研究院在上述两个重要领域跟踪研究多年,先后为国家发展和改革委员会、工业和信息化部、科技部、中国工程院等部门提供决策研究支撑,积累了丰富的研究成果。为充分吸纳国内外最新实践经验,系统总结移动互联网和物联网的发展状况、特征及变化趋势,达到以科研支撑决策、推动产业和服务社会的目标,电信研究院科研团队于近期完成了《中国移动互联网白皮书(2011)》和《中国物联网白皮书(2011)》,并于2011年5月20日在北京举办白皮书发布会,向全社会公开研究成果。

在本次发布会上,工信部电信研究院曹淑敏院长首先致辞,说明了白皮书的撰写编制过程和重要观点,起草两份白皮书的领衔专家详细介绍了两份白皮书的主要内容并就与会者关心的问题回答了提问。

移动互联网白皮书认为,移动互联网(Mobinet)是以移动网络作为接入网络的互联网及服务,它包括移动终端、移动网络和应用服务三大要素,它将移动通信和互联网这两个发展最快、创新最活跃的领域连接在一起,并凭借数十亿的用户规模,正在开辟信息通信业发展的新时代。移动互联网所改变的不仅是接入手段,也不仅是对桌面互联网的简单复制,而是一种新的能力、新的思想和新的模式,并将不断催生出新的产业形态、业务形态和商业模式。白皮书从移动互联网的内涵和体系、影响和变革、发展模式与特征、国内外移动互联网发展状况、我国移动互联网发展面临的机遇与挑战等方面进行分析总结,认为只要能够正确应对移动互联网安全管理、产业链定位等挑战,我国完全有可能通过全行业共同努力,在移动智能终端基础软、硬件、终端应用软件、移动网络技术、移动互联网服务等各方面实现创新突破,加快中国信息化的进程。

物联网白皮书认为,物联网(IOT)是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸,它利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知识别,通过网络传输互联,进行计算、处理和知识挖掘,实现人与物、物与物信息交互和无缝链接,达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策目的。其关键要素包括由感知、网络和应用层组成的网络架构,物联网技术和标准,包括服务业和制造业在内的物联网产业,资源体系,隐私和安全以及促进和规范物联网发展的法律、政策和国际治理体系。白皮书从物联网内涵与架构体系、国内外物联网应用现状及趋势、物联网的产业体系和发展现状、我国物联网发展面临的机遇和挑战等方面进行分析研究,认为全球物联网处于起步阶段,发达国家在产业链布局和应用上处于领先位置,我国物联网应用处于初创待发阶段,未来物联网应用将向规模化、协同化和智能化方向发展。基于上述分析判断,白皮书提出重点突破物联网关键技术、推动形成完整产业链和自主发展的规模产业化能力、推进重点行业和重点领域的物联网应用、统筹推进物联网的国际、国家和行业标准化、保障我国物联网发展和应用安全等若干发展措施建议。

电信研究院(CATR)是隶属于工业和信息化部的国家级研究机构,立足于信息通信技术产业,服务于国家信息化和两化融合。该院承担信息通信领域的决策软科学研究、重大科学技术实验、设备检测认证和行业咨询服务等工作,在多年科研实践中形成了涵盖行业发展、宽带无线移动、互联网、下一代网络、通信监管、法律法规、产业与政策、网络与信息安全的八大学科研究领域。本次发布会公开交流汇报的两份白皮书,就是通过学科领域专家团队的紧密协作完成的最新研究成果。据透露,该院今后还将选择信息通信技术产业的热点和焦点问题展开深入系统研究,以白皮书的形式向全社会公开,为更好地推动产业发展、服务政府和社会公众做出持续努力。

工信部相关司局,通信行业的相关企业、科研机构和媒体代表出席了白皮书发布会。

第五篇:2014年中国物联网和互联网的发展关键技术

智研数据研究中心

2014年中国物联网和互联网的发展关键技术

智研数据研究中心网讯:

内容提要:在未来几年,我们可以看到所有东西包括从衣服、锁和门垫等,都将有自己的方式进入互联网上,随着制造商升级他们产品的计算能力,所有产品之间相互连接将形成物联网。

近年来,有两种技术结合实现协同——云计算和移动。没有云,我们今天的许多移动app就不会存在。他们依靠现有的强大的云同步和存储技术,提供一个令人叹为观止的跨平台用户体验。基于云计算的通告是移动生态系统的一个重要组成部分。没有云计算,设备上先进的语音识别和图像处理等操作将变得无法想象。

移动设备正变得越来越强大,但是在处理能力和存储方面,他们仍然落后于桌面和服务器硬件,所以为了给用户提供他们期望的体验服务,移动设备和云之间的共生关系已经得到长足的发展。

但移动仅仅是个开始。随着处理器变得更小、更便宜、处理能力更强,他们正在寻找非传统意义上的“智能”方法进入现实世界。聪明的烤面包机已经OUT了,但是通过给家用电器和日常用品增加计算能力,并把它们连接到互联网将是一个巨大的提升。

移动计算革命和物联网相比将会变得暗淡无光,移动、云计算和智能对象的融合将给云供应商提供一个巨大的的市场。就像移动领域一样,物联网将严重依赖云计算的处理能力、存储和互联性。

今天,一个明显的例子就是PhillipsHuesystem,照明技术的进步与计算相结合赋予灯泡和一个移动app控制接口,这完全改变了我们印象中的家庭照明。

但是,智能对象的功能变化仅仅是物联网革命潜能的一小部分。智能对象将被赋予传感器,然后它将数据回传到云平台进行分析。在数以百万计的不同节点上有大量的数据流,我们拥有的关于世界多样性和精确性知识也将会爆炸式增长。云技术是唯一能适合过滤、分析、存储和访问信息的有效途径。

虽然云计算似乎是一项成熟的技术,但是现在我们正处在开发移动、云计算与传感器智能对象接口真正潜力的初始阶段。那些有着良好基础设施以及专业知识的商家将会从物联网革命中获得巨大的回报。内容选自智研数据研究中心发布的《2014-2020年中国云计算第三方软件行业研究及投资潜力研究报告》

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