第一篇:物聯網技術發展現狀及問題研究
物聯網技術發展現狀及問題研究
摘要:我國正處在經濟飛速發展的新的歷史階段,物聯網被列為新興戰略性產業重點發展,物聯網及相關產業發展的時機日趨成熟,推動物聯網發展的良好態勢正在形成。該文介紹了我國物聯網標準制定情況,并對國內標準制定的進展情況進行了綜述。
關鍵詞:物聯網;技術;現狀;對策
中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號: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,美國麻省理工學院首先提出“物聯網”的概念。他們認為,物聯網就是將所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯網連接起來,實現智能化識別和管理的網絡。2005年,國際電信聯盟(ITU)發布了《ITU互聯網報告2005:物聯網》,對“物聯網”的涵義進行了擴展[1]。報告認為,無所不在的“物聯網”通信時代即將來臨,世界上所有的物體都可以通過因特網主動進行信息交換,射頻識別技術、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術將得到更加廣泛的應用。
物聯網(The Internet of Things)是指通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網與互聯網相對,但不同于互聯網,物聯網是物物相連的互聯網,用于實現智能化識別和管理。首先,物聯網的核心和基礎仍然是互聯網,是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡;其次,物聯網的用戶端基于任何物品與物品之間,進行信息交換和通訊(李一等,2010)。物聯網是繼互聯網之后信息通信技術的又一次重大創新,物聯網為全球經濟社會發展帶來的變化和影響將遠遠超越互聯網[2]。物聯網將成千上萬的物體通過網絡基礎設施進行連接,這些物體通過感知周圍環境的變化,積極參與信息獲取、處理和交換過程。物聯網孕育著巨大的商機?,F如今,物聯網已經成為國內外最受關注的技術領域之一。我國物聯網產業鏈發展現狀
目前,我國正處在于濟飛速發展的新的歷史階段,中國的工業化之路面臨著新的選擇。要成為經濟強國,我國必須大力發展新的產業,物聯網被列為新興戰略性重點發展產業。2010 年十一屆全國人大三次會議上首次將物聯網產業發展寫入政府工作報告,明確加快物聯網的研發應用,加大投入和政策支持。胡錦濤、溫家寶等多次強調要以國際視野和戰略思維來選擇和發展新興戰略性產業,無線傳感器網絡和物聯網方興未艾[3]。要著力突破傳感網、物聯網關鍵技術,及早部署后IP 時代相關技術研發,使信息網絡產業成為推動產業升級、邁向信息社會的發動機。
歐盟委員會為了主導未來物聯網的發展,近些年來一直致力于鼓勵和促進歐盟內部物聯網產業的發展,并將發展物聯網作為歐盟數字經濟的重要組成部分。為此,歐盟專門在網絡企業和射頻識別司內任命一位物聯網總監,以具體負責物聯網的工作。據悉,歐盟已經將物聯網作為實施今年5月提出的《歐洲數字計劃》的重要平臺之一[1]。據了解,該計劃提出的100項主要行動中有許多都要靠物聯網來落實。早在去年6月,歐盟委員會就正式提出了《歐盟物聯網行動計劃》。有關專家認為,歐盟制定有關物聯網的行動計劃,標志著歐盟已將物聯網建設提到議事日程上來。歐盟希望通過構建新型物聯網管理框架來引領世界物聯網的發展。該行動計劃提出了促進物聯網發展的一些具體措施:嚴格執行對物聯網的數據保護立法,建立政策框架使物聯網能應對信用、承諾及安全方面的問題;公民能讀取基本的射頻識別(RFID)標簽,并可以銷毀它們以保護隱私;為保護關鍵的信息基礎設施,把物聯網發展成為歐洲的關鍵資源;在必要的情況下,發布專門的物聯網標準化強制條例;啟動試點項目,以促進歐盟有效地部署市場化的、相互操作性的、安全的、具有隱私意識的物聯網應用;加強國際合作,共享信息和成功經驗,并在相關的聯合行動中達成一致;組建歐洲利益相關者的代表團,以監督物聯網的最新進展,定期向歐洲議會和理事會匯報物聯網的發展情況[4]。
我國物聯網研究起始于1999 年,基本上和國際同步?!秶抑虚L期科學與技術發展規劃(2006-2020 年)》和“新一代寬帶移動無線通信網”重大專項中均將傳感網列入重點研究領域。我國在無線智能傳感器網絡通信技術、微型傳感器、傳感器終端機、移動基站等方面取得重大進展,技術研發水平目前處于世界前列,并擁有多項專利[5]。我國傳感網標準體系已形成初步框架,多項標準提案被國際標準化組織采納。目前我國物聯網發展和國際上的其他國家相比具有同發優勢,在傳感領域目前走在世界前列,與德國、美國、英國等一起,成為國際標準制定的主導國之一。
物聯網技術產業鏈可以細分為標識、感知、信息傳輸和信息處理四個環節,每個環節的關鍵技術分別為RFID、傳感器、無線傳輸網絡和智能芯片(見下圖1)。標識和感知環節組成了無線傳感網,對應了物聯網的感知層,信息傳輸和信息處理對應了物聯網的網絡層。物聯網的應用層主要由運營平臺、內容提供商等構成,屬于信息咨詢和服務行業。作為物聯網的排頭兵,RFID成為市場最為關注的信息采集技術,包括二維碼、電子標簽、閱讀器、軟件及其他基礎設施等。縱觀全球RFID產業,我國在低高頻應用領域已經具備較強實力,形成了從芯片設計、制造、封裝和讀寫器具設計、制造到應用的成熟產業鏈[4]。物聯網的發展也將給傳感器廠商帶來巨大的契機,大規模的物聯網建設會使傳感器的需求量成倍增加。雖然我國傳感器市場已經具有一定規模,并得到了快速發展,但國內傳感器生產廠家95%以上都屬于中小型企業,綜合實力較強的骨干企業較少,技術和生產能力上與發達國家的傳感器巨頭企業相比差距還是較大。加快物聯網發展的對策研究
面對物聯網時代的到來,我國應盡快建立和物聯網有關的研究隊伍,一方面要加強相關技術開發,另一方面要積極地參與國際標準的建立,并逐漸地建立中國相應的法規等措施。
2.1 完善政府政策導向,加大政策扶持力度
本文認為應該由政府的相關部門聯合成立領導小組協同推進物聯網產業發展。從宏觀戰略層面提出物聯網產業發展方向,組織專家制定物聯網產業發展規劃和相關扶持政策;完善各項政策措施,搭建各類物聯網企業技術中心、相關研究機構和一些工程研究中心的技術創新、共享和交流平臺,進一步降低研發成本、優化創新資源;積極利用政府和社會資源,建立專門的以物聯網產業化應用培育和推廣為主要職能的服務機構,推進物聯網技術產業化應用[5]。
2.2 加快信息新產業的發展速度
調動和發揮我國信息產業、電信運營商、服務商和金融機構的積極性,加快物聯網產業發展;產業的繁榮需要產業鏈的共同發展,需要多方聯合,通過終端的平臺化、中間件的標準化,解決方案的集成化、行業應用的規?;茝V渠道的多元化來打造物聯網的成熟生態圈。
2.3 注重園區建設,推進產業集群化發展加大專項投入
積極推進物聯網創新產業園區建設;抓緊編制物聯網創新產業園發展規劃,推動園區健康、快速發展;出臺各種物聯網專項優惠政策措施,以吸引國內外物聯網核心企業向產業園區集聚;以產業戰略聯盟為載體,通過市場化的合作方式,引導龍頭企業和中小企業之間開展協作分工,形成產業鏈協作體系,進一步推動科技孵化器建設。
2.4 要堅持自主創新與開放兼容相結合
支持物聯網標準體系建設和相關標準制定,加快核心技術和產品的研發及產業化;目前國內RFID產業仍然以高頻為主,在高端的芯片這一核心領域還掌握不了技術,從而也難以降低芯片成本,實現產業化和規模化。如果物聯網廣泛應用,將會帶動傳感器市場需求,但是目前我國傳感器產業化水平低,高端產品幾乎給國外壟斷了,因此,我們需要技術研究部門聯合起來,加快核心技術研究。
2.5 高度重視共性技術標準的制定
物聯網涉及行業眾多,跨度較大,因此期望做出完全統一、自成體系的標準是不現實的,也不具可操作性。更多的是應在涉及互聯互通等共性問題方面盡早制定相應的標準,如統一編碼規則、基礎應用平臺的中間件接口標準等。同時,物聯網的標準體系也要采取開放的架構,積極吸納已經具有廣泛國際市場基礎的相關應用技術標準,實現中國物聯網產業與世界物聯網產業發展的對接,實現合作共贏。
2.6 調動資源,實現技術創新的新突破
要充分調動和發揮社會各界力量,整合資源,形成合力,營造有利于物聯網產業發展的良好社會氛圍和政策環境;物聯網技術已被列入國家級重大科技專項,物聯網產業也被列入國家重點發展的戰略性新興產業。因此,政府要引導企業打破地域封鎖格局,整合資源,促進企業跨地區的競爭與合作。
2.7 培養和引進核心人才,強化智力支撐
積極引進優秀人才,加強企業工程技術人員的再培訓,進一步完善人才引進和培養平臺建設;進一步拓寬政策扶持范圍、加大扶持力度,鼓勵各研究機構、企業和科研院所積極引進和培養優秀研發人才、高級管理人才;積極探索人才引進機制,拓寬人才引進渠道,充分發揮市場在人才資源配置中的基礎性作用。結束語
物聯網被列為我國的新興戰略性產業重點發展,目前我國物聯網發展和國際上的其他國家相比具有同發優勢。目前,物聯網具有產業規模小、應用領域雜、開發模式孤立、應用場景差異性大等問題,物聯網發展過程中將涉及人才培養、產業規劃、管理、協調,以及個人隱私保護等方面的問題,也還需要政府制定一系列配套政策和規范。
參考文獻:
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第二篇:物聯網技術發展現狀及廣電網絡的發展建議
物聯網技術發展現狀及廣電網絡的發展建議
物聯網已成為我國政府重點規劃的戰略方向之一。李克強總理在2016年政府工作報告中強調要大力發展以物聯網等為主的戰略新興產業,在2017年政府工作報告中又進一步要求“深入實施‘中國制造2025’,加快大數據、云計算、物聯網應用的發展”;國家“十三五”規劃綱要提出“積極推進物聯網發展,推進物聯網感知設施規劃布局,發展物聯網開環應用”。
2017年1月,工信部發布《物聯網發展規劃(2016-2020年)》,提出到2020年,物聯網總體產業規模突破1.5萬億元,公眾網絡M2M(機器到機器通信)連接數突破17億個。隨著物聯網應用示范項目的大力開展,“中國制造2025”、“互聯網+”等國家戰略的推進,以及云計算、大數據等技術和市場的驅動,我國物聯網市場的需求將會進一步被激發,我國物聯網生態環境將進一步發展成熟,成為繼移動互聯網之后的下一個“風口”,成為我國新的經濟增長點之一。
一、物聯網通信技術概況及主要應用領域
按照信號的傳輸距離,物聯網通信技術可以分為兩大類:一類是短距離通信技術,代表性技術有Zigbee、Wi-Fi、Bluetooth、Z-wave等,在家庭和辦公室等場景下具有廣泛的應用,典型應用如智能家居等;另一類是近年國際上出現的一種革命性的廣域物聯網通信技術,總稱為LPWAN(低功耗廣域網),適用于每隔幾分鐘發送和接收少量數據的應用情況,如水運定位、路燈監測、停車位監測等等。
一般來說,短距離物聯網技術的終端產品低成本、低功耗,反之,長距離技術則是另一個極端,但是LPWAN技術具有遠距離傳輸、低功耗、低運維成本等特點,與WiFi藍牙、ZigBee等現有技術相比,LPWAN可真正實現大區域物聯網低成本全覆蓋。LPWAN網絡可以覆蓋一個城市、甚至一個國家,很容易將收集的數據集成到一個公共數據平臺,如智慧交通、智慧城市、智慧工廠等,有利于大幅提高城市管理和社會公共管理的效率。在物聯網發展多年之后,LPWAN是最具體的萬物聯網實現方式。因此特別受到產業鏈的追捧,正在興起一波產業投入熱潮。
IDC在2016年發布的研究數據顯示:2015年中國LPWAN市場的整體規模約為5.474億元;預計到2019年,在各類物聯網技術中,LPWAN的連接數將躍居首位。此 1 外,全球移動通信協會在2015年4月發布的研究報告《物聯網的發展》中預測,2013-2020年,中國LPWAN物聯網連接總數將會呈現指數級的增長態勢,如圖1所示。
圖1 中國LPWAN物聯網連接總數預測(單位:億)
如圖2所示,Cisco公司在發布的報告IoT Global Market Valuation 2020中預測,2020年全球電信運營商的物聯網收入將達到14.4萬億美元。
圖2 Cisco公司對2020年全球電信運營商物聯網(包括固定物聯網)市場體量的預測
全球移動通信協會還定義了6種LPWAN應用分類:
公共事業。天然氣及用水計量,配水網絡監控,微型發電。
工業。設備狀態,工廠控制、處理以及安全監控。
物流。工業資產,集裝箱跟蹤(位置及狀態更新)。
智能樓宇。報警系統,制動器,空調系統,接入控制。
消費品及醫療。可穿戴設備,家用電器,VIP(小孩或家養寵物)跟蹤,智能自行車,輔助生活,臨床遠程監控。
農業及環境。農業應用(養殖及土地監測、禽畜跟蹤),環境監測(污染、噪聲、雨、云、河水流速、健康危害、水井等的數據采集和實時監控)。
二、低功耗廣域物聯網技術(LPWAN)發展現狀及對比分析
目前較受關注的六種LPWAN技術中,根據該技術所使用的無線電頻段的性質可以分成兩大類:第一類是授權頻段(Licensed Band)技術,為3GPP主導的NB-IoT(窄帶物聯網)技術,基于現有4G移動通信網絡,由通信監管部門指配專用頻段開展物聯網業務,又被稱為“移動物聯網”或“蜂窩物聯網”技術,主要投入方為電信運營商與相關設備廠商。我國工信部計劃于2017年出臺NB-IoT的專有頻率規劃;第二類是非授權頻段(Unlicensed Band)技術,包括SigFox、LoRaWAN、Weightless、RPMA、HaLow等等,由于可以使用與其他業務可共用的非專有頻段,因此無需得到通信監管部門的許可,大部分不屬于電信領域的ICT廠商都投入了這些技術,而其中最受關注、產業鏈最為成熟與完備的是LoRa技術。
1、NB-IoT發展現狀
近幾年來,全球通信企業普遍面臨市場飽和、增長乏力等問題,國內外電信運營商紛紛加快向萬物互聯和數字化經營的轉型。在此背景下,移動通信業界從2015年8月開始加快NB-IoT的標準化進程。2016年6月,NB-IoT的第一個國際標準獲得3GPP通過,結束了現有物聯網行業在終端、網絡、芯片、操作系統、平臺等各方路徑不一的“碎片化”現象。
部署NB-IoT不需要重新建設網絡(LPWAN網絡需要架設網關(Gateway)或稱為“基站”,但是電信運營商可以利用現有3G/4G基站資源),產業鏈也與現有電信網絡產業的廠商一致,包括設備供應與網絡服務都是現有的,利用現有的4G基站資源進行融合組網,可以最大化的提升現網資產利用率,提高邊際收益。因此,NB-IoT被芯片商、模組商、設備商、移動通信運營商、部分垂直行業等產業鏈各方一致看好,有望在2018年開始大規模商用。除此以外,NB-IoT還具備以下4大優勢:
(1)廣覆蓋
3GPP在2016年發布的TR45.820標準中,基于仿真數據對NB-IoT的覆蓋性能進行了測算,結果顯示:在獨立模式部署方式下,NB-IoT最大空間路徑損耗可達164dB。這意味著在同樣的頻段下,NB-IoT比現有LTE網絡的覆蓋能力高100倍左右。
(2)低功耗
NB-IoT通過多種節能技術的應用,包括空口信令簡化(通過避免發送過多不必要的信令而達到節能目的)、PSM(節能模式)等,使得NB-IoT終端采用AA電池即能達到超過10年的工作壽命。
(3)低成本
NB-IoT采取了多種關鍵技術,包括可降低基帶復雜度的180kHz窄帶系統、可降低射頻成本的單天線和半雙工模式、可降低閃存/隨機存儲器要求的采樣速率、單芯片里內置效率高的功率放大器等等來降低成本,隨著市場發展帶來的規模效應的逐步釋放,NB-IoT終端模塊成本有望進一步降低。
(4)大容量
NB-IoT基站的每個扇區能夠支持10萬個無線物聯網連接,比現有LTE網絡要高50倍。
國際運營商積極推進NB-IoT的商用。全球范圍內,基于NB-IoT的多種優勢,并且有3GPP的主導與全球電信營運商背書,而且采用電信級網絡與服務,不需要另外建網,產業鏈也與現有電信網絡產業的廠商一致,被視為具有低功耗物聯網時代霸主的潛力。目前在亞洲、歐洲、美洲等區域已開通實驗網,預計到2018年全球至少超過30家運營商會投入營運。除移動通信行業應用外,電子制造行業如白色家電廠家也開始采用NB-IoT芯片進行智能家電類產品開發。
國內運營商計劃于2017-2018年實現全網NB-IoT覆蓋。2017年1月18日,工信部發布《信息通信行業發展規劃(2016-2020年)物聯網分冊》,明確提出要加快發展NB-IoT。國內的三大通信企業均于2016年發布了其最新版的物聯網業務發展規劃:中國電信在2016年提出的“轉型戰略3.0”把發展重點聚焦于智慧家庭、物聯網等新興業務領域,計劃在2017年實現全網的NB-IoT覆蓋。中國移動在2016年對其2020發展愿景進行了擴展,提出“大連接”戰略,明確要做大連接規模,由十億級的移動互聯擴展到百億級的萬物互聯,計劃在2018年實現全網的NB-IoT覆蓋。中國聯通在2016年提出打造增長新引擎,聚焦平臺類業務及產業互聯網,其中包括物聯網,計劃在2017年實現全網的NB-IoT覆蓋。2016年11 月,福建聯通已經先行啟動了中國首個NB-IoT商用網絡建設。
2、LoRa發展現狀
LoRa技術最初是由Semtech公司研發的,后來,Semtech公司和多家業界領先型企業,如Cisco、IBM及Microchip發起建立了LoRa聯盟(截至目前的聯盟成員數量已400余家),致力于推廣其聯盟標準LoRaWAN技術,以滿足各種需要廣域覆蓋和低功耗的M2M設備應用要求,目前產業鏈最為完整和成熟。2016年12月2日,鵬博士、Semtech、中興通訊、諾基亞上海貝爾、中科智城、唯傳、云帝斯、信長城技術研究院等又發起成立了中國LoRa應用聯盟。
LoRa目前的芯片成本約為1美元,模塊成本約為5美元,終端模組約為30元,基本滿足了業界對低功耗廣覆蓋物聯網技術的要求。截至目前,已經有17個國家公開宣布LoRa建網計劃(大多是非電信運營商),超過120個城市已有運行網絡,國內也從2016年開始有了小規模的LoRa商用。值得一提的是,鵬博士對LoRa持積極態度,將在國內200多個城市的10000個基站上部署LoRa網絡,還提出構建LoRa家庭物聯網生態,基于鵬博士云網、骨干網、物聯網接入網能力打造家庭全連接網絡,實現產業閉環。
不過,LoRa在目前400多個聯盟會員中,芯片廠商算是相對弱勢的一環,LoRa雖然也積極與芯片商合作,但其核心技術掌握在發起廠商之一的Semtech身上,芯片廠商要合作通常只能以MCU(微控制單元)搭配Semtech的通訊芯片,或者推出模塊的方式。
從國內的應用現狀看來,LoRa的運營還存在以下三大問題:
一是國內產業鏈比較松散。雖然在國外,LoRa技術是目前物聯網LPWAN技術中產業鏈最為成熟的技術,但是國內的應用仍有待規范。目前,國內已有眾多廠商的LoRa設備可支持窨井蓋監控、停車位監控、氣表/電表數據上報等應用,但這些設備普遍未使用LoRaWAN協議,而是廠商自定義的MAC層協議,長此以往,將不利于LoRa產業的 4 發展擴大。因此還是需要進一步推廣LoRaWAN標準,推動國內的LoRaWAN一致性測試,建立符合LoRaWAN認證的產品授權機制。
二是標準松散帶來的規?;蛔?。目前,國內的LoRa應用普遍為單個垂直行業的應用,而且網絡規模較小甚至很小,一般是由1個公司提供端到端的LoRa設備,各個廠商的設備尚不具備一致性,且網絡服務器的功能和性能要求也較低。但是,規?;腖oRa網絡運營需要通過LoRa網絡服務器接入各個不同廠商的設備。
三是國內工作頻段可能受限。LoRa是非授權頻段技術,在歐洲的頻段為433MHz頻段和868MHz頻段,在美國的常用頻段為915MHz頻段。而國內目前中國LoRa應用聯盟(CLAA)推薦的是470~510MHz,LoRa產業鏈支持的頻率情況如表1所示。《中華人民共和國無線電頻率劃分規定》明確“多種業務共用同一頻帶,相同標識的業務使用頻率具有同等地位;遇有干擾時,一般應本著后用讓先用、無規劃的讓有規劃的原則處理;當發現主要業務頻率遭受到次要業務頻率的有害干擾時,次要業務的有關主管或使用部門應積極采取有效措施,盡快消除干擾?!币虼?,在國內使用LoRa建設物聯網的前提就是不能對當地已在表1所示頻段中運行的其他業務:如無線廣播電視、水上移動業務、航空無線電導航業務產生干擾,保證該頻段足夠干凈,且必須滿足最大發射功率的限制。
表1 國內LoRa的射頻參數
3、LoRa與NB-IoT的對比
NB-IoT(窄帶物聯網)基于電信運營商的移動蜂窩技術,使用電信級網絡,對于網絡質量、訊息安全都有高度的保障,因此需要進行收費運營,什么樣的服務消費者會愿意付費,目前仍在探索合適的商業模式。雖然一般預測2018年以后才會是NB-IoT技術大顯身手、領導LPWAN市場的時間,但是一旦具備成熟的商機,產業鏈將立即準備妥當,產業爆發指日可待。LoRa則是利用非授權頻段,使用戶可以甩開運營商,自主建網,可以讓企業搭建屬于自己的網絡實現業務運營,也擁有最多的廠商支持。
從技術上看,NB-IoT和LoRa兩者之間差異不大,各具特點,例如:
標準化程度。NB-IoT和LoRa均得到了標準組織支持,標準化程度較高。
設備功耗。NB-IoT和LoRa終端設備在理想狀態下均可實現10年左右的電池使用壽命,LoRa在發射功率方面更低,NB-IoT則具有更好的節能管理和深度睡眠功能,支持eDRX(非連續接收延長)和PSM(節電模式)。
建設成本。LoRa相比NB-IoT起步較早,目前的終端模組成本為30元,低于NB-IoT約35元的終端模組成本(不含sim卡座)。但是在后期維護成本方面,由于LoRa需要獨立建網,運維成本較高;NB-IoT則是與現有LTE移動蜂窩網融合運維,可攤薄運維成本。
安全性。NB-IoT在數據傳輸和設備認證方面均可以提供電信級的安全,LoRa則是通過多層加密的方式提供數據安全支持。目前兩種技術體制都具有較高的安全性。
可靠性。NB-IoT基于授權頻譜,并保證丟包重傳,通信體驗穩定,而LoRa則基于非授權頻譜,易產生信號干擾問題,導致丟包。
網絡覆蓋能力。NB-IoT相比LoRa具有更高的鏈路預算和更大的發射功率,部分解決了高頻覆蓋能力的不足,與LoRa均能實現長距離的廣覆蓋。但考慮到工作于非授權頻段的LoRa需限制發射功率,NB-IoT具有更好的實際覆蓋能力。
表2給出了更為詳盡的對比,如下:
表2 LoRa與NB-IoT的對比
三、我國廣電企業開展物聯網業務的相關建議
1、提前部署,積極開展物聯網業務試驗或試點。
廣電企業擁有較為優質的頻段資源,可以此提供可靠、安全的物聯網業務,同時也具備豐富的基礎網絡運維經驗,應抓住萬物互聯發展新機遇,借“十三五”的東風,積極關注并研究跟進NB-IoT以及LoRa的國內最新進展,爭取提前進場,占領先機。在部署下一代廣播電視無線網NGB-W時,統籌規劃、建設無線物聯網絡,探索跨行業協作和應用創新模式,打造新型商業模式,創造服務價值。當前,建議具備條件的廣電企業可以考慮基于NGB-W的低頻段開展NB-IoT試驗或試點,不具備NGB-W網絡資源條件的廣電企業可以考慮基于LoRa技術,利用表1所述的頻段開展LoRa試驗或試點,但注意要盡量選擇比較干凈的頻段,并適當限制發射功率,規避與本地其他無線電業務產生相互干擾。
2、有針對性地選擇開展物聯網業務的切入點。
在發展初期,廣電企業可聚焦于兩類垂直行業進行切入:一是目前已擁有一定市場關系資源的垂直行業或有高收入價值的垂直行業,比如視頻監控。這類物聯網業務,可以由廣電企業自行獨立開展;二是不具備市場優勢或類似購買模式經驗的垂直行業,比如水、電、氣、熱,廣電企業應與第三方服務和應用提供商合作,必要時可聘請相關垂直行業的專家,以全面、深入了解行業需求,研發定制化的解決方案。
3、根據重點業務需求綜合權衡選取物聯網通信技術。
在技術能力方面,LoRa與NB-IoT均具有滿足低功耗、廣覆蓋類型物聯網業務需求的能力,其中,對于移動性要求高、工業系統監控等時效性要求高以及網絡可靠性要求高的需求場景,需要專用頻段來保障的物聯網應用,宜選取NB-IoT技術;對于移動性、時延性、網絡可靠性要求不高的物聯網應用,以及數據量較小、有深度覆蓋要求且對終 端電池有一定要求的物聯網應用,可選取LoRa技術,并綜合考慮市場環境、產業鏈情況及未來發展預期等各方面因素。
4、高度重視物聯網的網絡信息安全問題。
物聯網主要是設備與設備之間的通信,這些設備大都部署在無人監控的環境下,且資源受限、防護簡單,極易受到攻擊和破壞?;萜展窘諏κ袌錾献盍餍械?0種物聯網智能設備進行檢測后,發現幾乎所有設備都存在高危漏洞,包括弱密碼、DDoS(分布式拒絕服務攻擊)漏洞、心臟出血漏洞和跨站腳本漏洞等,其中80%存在隱私泄露或濫用風險,80%允許使用弱密碼,70%的設備與互聯網或局域網的通訊沒有加密,60%的Web界面存在安全漏洞,60%的下載軟件更新時沒有使用加密。為此,建議廣電企業開展物聯網業務時重點考慮兩種方式解決安全問題:一是采用VLAN(虛擬局域網)和VPN(虛擬專用網)等方式實現物聯網業務數據的端到端安全傳輸;二是可考慮加固物聯網終端安全,比如實施機卡綁定與軟件防篡改、數據的安全存儲、固件系統的安全更新等。
第三篇:中國物聯網發展現狀及趨勢研究
中國物聯網發展現狀及趨勢研究 摘 要 本文闡述了物聯網的概念與定義,介紹了物聯網的基本發展歷程。對我國物 聯網的發展現狀進行了研究,分析了我國物聯網發展中的優勢及劣勢,以及我國 物聯網產業的規模和對社會經濟的影響。通過比較分析,提出了適合我國物聯網 產業發展的策略,同時對我國發展物聯網產業的未來前景進行了展望。關鍵詞:物聯網 發展現狀 策略 趨勢 I 中國物聯網發展現狀及趨勢研究 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 中國物聯網發展現狀及趨勢研究 1 引言 2009 年 8 月和 12 月溫家寶總理分別在無錫和北京發表重要講話,其中都重點強 調要大力發展傳感網技術,努力突破物聯網核心技術。2009 年 11 月 13 日,國務院 批復同意《關于支持無錫建設國家傳感網創新示范區(國家傳感信息中心)情況的報 告》,標志著“感知中國”已正式上升至國家層面并進入戰略實施階段,中國物聯網 產業發展面臨著巨大機遇。2 物聯網概述 2.1 物聯網定義物聯網是新一代信息技術的重要組成部分,物聯網的英文名稱叫“The Internet of things”,顧名思義,物聯網就是“物物相連的互聯網”。這有兩層意思:第一,物聯網的核心和基礎仍然是互聯網,是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡;第二,其用戶端延伸和擴展到了任何物體與物體之間,進行信息交換和通信。因此,物聯網 的定義是:通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息 傳感設備,按約定的協議,把任何物體與互聯網相連接,進行信息交換和通信,以實 現對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。2.2 物聯網發展簡介最早是在 1995 年,比爾蓋茨在《未來之路》一書中提及了物聯網的概念。此后在 2003 年,美國《技術評論》提出傳感網絡技術將是未來改變人們生活的十大技術之 首。2004 年,物聯網因其能實現人與物、物與物之間的即時交流,被美國《商業周 刊》評為全球十大熱門技術。2005 年 11 月 17 日,在突尼斯舉行的信息社會世界峰 會(WSIS)上,正式提出了物聯網概念。同時也拉開了物聯網在當今社會快速發展的序 幕。而 2008 年席卷全球的金融危機后,世界各國正在試圖通過發展與“物聯網”概 念相關的新技術作為應對國際金融危機,振興經濟的重點領域,讓其成為推動經濟走 出危機的重大力量,將本國的經濟發展從泥沼中拉回到正軌。當今的經濟形勢為物聯 網產業未來的大展宏圖奠定了重要基礎。3 我國物聯網發展現狀早在 1999 年,中科院就啟動了傳感網研究,分別在無線智能傳感器網絡通信技 I 中國物聯網發展現狀及趨勢研究 術、微型傳感器、傳感器終端機、移動基站等方面取得重大進展。我國的技術研發水平目前處于世界前列,并擁有多項專利。據工信部透露,到目前為止,我國傳感網標 準體系已形成初步框架,向國際標準化組織提交的多項標準提案已被采納。在這個全 新產業未來發展中,我國和國際上的其他國家相比具有同發優勢,在傳感領域目前走 在世界前列,與德國、美國、英國等一起,成為國際標準制定的主導國之一。盡管如 此,今后仍需加大對物聯網研發和應用的支持力度,要極力避免當初計算機和互聯網 產業大規模發展時,因為沒有掌握核心技術而不得不付出的巨大代價。3.1 我國發展物聯網產業的優勢 3.1.1 規模優勢 如果僅僅實現數字化而實現不了“物”之間的互聯互通,那么數字化的“物”就 會變成信息孤島。就物聯網自身的特性而言,是必須形成規模的,否則難以形成一個 智能運作系統。而當前制約物聯網產業上規模的一個重要因素就是成本價格。規模上 不去,成本就很難降下來,成本降不下來,規模也很難能擴大,如果規模達到巨額數 量以上,每只標簽的成本甚至能控制在 1 美分,規模成本優勢將能突破制
約物聯網發 展的價格瓶頸。作為一個具有十三億人口的大國,世界第二大經濟體,長期保持著令 世界矚目的較高的經濟增速,有較為雄厚的經濟實力支持巨額數量規模的消費。當物 聯網應用普及后,規模成本所帶來的優勢能更好地推動物聯網產業的發展,物聯網的 推廣又會驅動經濟發展,為其他產業開拓了又一個潛力無窮的發展機會。一旦物聯網 大規模應用,國內巨大的市場需求將為中國在世界面前帶來話語權。3.1.2 產業化優勢 改革開放以來,我國大多城市都是以高耗能高污染的粗放型發展模式以保證經濟 增長,但隨著環境的逐漸惡化,資源的逐漸匱乏,亟需新能源產業或者新的高科技產 業集群來支撐下一輪的發展,物聯網產業正好提供了這個契機,使整個市場的注意力 轉移到虛擬網絡對經濟增長的拉動作用上來。對物聯網投資的戰略不僅能夠保經濟增 長,而且能夠在新經濟增長模式上獲得先機。未來物聯網產業鏈主要包括:傳感器制 造、芯片制造、設備制造、網絡服務、網絡運營、軟件開發以及服務商等環節。盡管 當前物聯網產業的技術還不成熟,而且也很難在短期內實現大規模產業化,并將之在 生產及生活中全面應用,但是國內所具有的廣闊的市場規模,以及所擁有的從材料、技術、器件、系統到網絡的完整產業鏈,使得我國是當今世界上少數能實現物聯網完 整產業鏈為數不多的國家之一。在未來物聯網產業的發展過程中,一方面可以先選擇 物聯網產業的產業鏈環節中相對成熟的技術進行轉化應用,同時也可以將這些產業鏈 II 中國物聯網發展現狀及趨勢研究 中的環節嵌入到國內其他產業中進行整合應用,從而加快我國物聯網產業化發展速 度。3.2 我國物聯網產業規模及產生的社會經濟影響 3.2.1 我國物聯網產業規模 據相關部門統計分析,2010 年我國物聯網市場規模將達到 2000 億人民幣,2015 至 年將超過 1 萬億人民幣,2020 年將超過 5 萬億人民幣的規模。物聯網產業的快速發 展,必將對整個社會經濟產生巨大的影響。從本質上看,物聯網是生產社會化、智能 化發展的必然產物,是現代信息網絡技術與傳統商品市場有機結合的一種創造。這種 創造不僅可以極大地促進社會生產力發展,而且能夠改變社會生活方式。一方面,物 聯網對社會生產方式必將產生深刻影響,物聯網把信息網絡技術、傳感器技術等應用 于各個行業、各個產業,組成一個龐大網絡,使人們能夠通過互聯網監控處于龐大網 絡中的物品運行情況,從而實現對物的智能化、精確化管理與操作。物聯網的發展不 僅能使生產確保質量、流通實現有序高效、資源配置更加合理、消費安全指數大大提 高,而且將催生新興產業、新的就業崗位和職業門類。可以說,物聯網的發展將使生 產領域和流通領域發生革命性突進,使勞動產品更多地具有人的智慧,進而導致生產 力和生產方式的變革。另一方面,物聯網對社會生活方式也將產生深刻影響。物聯網 是在互聯網的基礎上建立起人與物的充分溝通,在現代綜合技術層面上達到人與物的 智能化交流,這對社會生活具有非常重大而深遠的意義?!皣H電信聯盟”曾在一份 報告中這樣描繪物聯網對人們生活的影響:當司機出現操作失誤時汽車會自動報警; 公文包會提醒主人忘帶了什么東西;衣服會告訴洗衣機對顏色和水溫的要求。的確,這些現在看來似乎不可能的事情,隨著物聯網的發展也許在將來會成為平常事。而且,隨著社會生產方式和生活方式的轉變,人們的思想觀念、思維方式也將發生深刻變化。3.2.2 物聯網有效推動社會生產效能,改善經濟結構 物聯網是所有物品通過射頻識別等信息傳感設備實現任何時間、任何地點及任何 物體的連結,達到智能化識別和管理; 物聯網等同于物理世界與信息網絡的無縫連接,等同于傳感網、通信網和應用系統的有機組合;物聯網整合了傳感器技術、通信技術 和信息處理等技術,實現了物與物、人與物的互聯,從而能有效推動社會生產效能,改善經濟結構。3.2.3 物聯網將有效促進全社會信息化發展 3.2.3.1 政務信息化方面 在政務信息化方面,提供了便捷透明的政府服務。政府服務在網絡上無處不在,III 中國物聯網發展現狀及趨勢研究 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,物聯網 帶來智能化高效的水、電、燃、供熱等公共事業管理;提供了智能高效、無處不在的 安全、交通保障,提供信息支持的城市規劃和決策分析。3.2.3.2 產業信息化方面 產業
信息化方面,提升農業現代化水平。農業/漁業/林業/牧業智能應用和信息 專家服務改變傳統生產模式,提升農業/漁業/林業/牧業發展,促進新農村建設;促 進產業集群發展,各類行業物聯網應用促進新產業發展,企業應用和信息服務、人才 服務幫助新產業落地和集群。
3.2.3.3 社會信息化方面 社會信息化方面,提供智能化的便民服務。智能小區,隨處隨時的生活信息和多 種支付方式帶來安全便捷生活方式;文教衛生資源共享,遠程醫療,遠程教育和各類 智能應用提升百姓教育和醫療質量;消除城鄉數字鴻溝,讓廣大農民享受信息時代碩 果,幫助農民轉變思想觀念,尋找就業機會,加快從農民到市民轉變。3.2.4 物聯網是未來移動通信的巨大藍海 目前電信市場競爭日趨激烈,資費不斷下降,運營商利潤空間不斷減小,以人為 基礎的通信市場正在趨于飽和,物聯網對運營商來說是全新的發展機遇。隨著物聯網 市場的進一步發展和成熟,電信運營商在物聯網市場的優勢將完全體現,將有越來越 多的電信運營商以各種商業模式進入物聯網市場,未來幾年將在物聯網市場占據主導 地位。目前,我國已有超過 7.2 億移動電話用戶,使用互聯網的人數也超過了 3.38 億,互聯網和無線通信網絡已成為人們獲取信息和人際溝通的不可或缺的基礎設施。移動通信網由于具有無線覆蓋的廣域性、移動性、隨時隨地性等特點,已經成為推動 互聯網快速滲透、廣泛應用的重要推動力。移動互聯網的發展速度已經超越固定互聯 網,成為具有成熟商業模式,推動產業商業化發展的成功案例。可以說,移動通信網 絡和互聯網為物聯網發展提供了的重要基礎。我國物聯網發展面臨的問題 4 我國物聯網發展面臨的問題 4.1 高端技術缺乏,影響國際標準制定物聯網中非常重要的技術是射頻識別技術(RFID),利用該技術,無需人的干預,通過計算機互聯網實現物品的自動識別和信息的互聯與共享。但用戶對 RFID 的熱情 似乎并沒有業界期待的那么高。標準、成本和技術一直是業界公認的阻礙 RFID 發展 的三大問題,目前在國內提供 RFID 服務的大部分都是國外廠商的代理集成商。這些 IV 中國物聯網發展現狀及趨勢研究 公司都堅持著自己的標準,各系統間不能互聯互通,讓 RFID 使用起來很不方便。盡 管代理集成商都在極力拉攏用戶,并承諾了一系列的配套服務,但由于一套 RFID 系 統售價一般都在上百萬元,而大型 RFID 系統售價則要幾百萬元,在標準尚未確立之 前,誰也不敢大規模部署某一標準的 RFID 產品體系,一旦與標準不符,投資就打了 水漂。在物聯網最核心部分——傳感網芯片的研發上,國內 RFID 仍以低端為主,高 端產品多為國外廠商壟斷,80%以上的高靈敏度、高可靠性傳感器仍需要進口,高端 技術缺乏無疑將對國際標準制定競爭產生影響,并嚴重削弱我國在該產業上的話語 權。此外,RFID 仍屬于新興科技的一種,在一些行業應用新技術時,除了考慮實用 性、穩定性及安全性外,也會特別重視同業經驗,在沒有其他成功經驗可作參考的情 況下,對引入 RFID 的態度也就趨于保守。目前這些問題讓大部分用戶感到無所適從。另外,由于物聯網產業發展剛剛起步,各企業盈利狀況并不見佳,各地政府雖有 支持的聲音,但沒有實質的資金支持。讓風險投資資金的進入也心存顧慮,這也影響 到推進物聯網產業發展的速度。因此迫切需要政府以高瞻遠矚的戰略眼光出臺相應的 政策,并對本國物聯網相關企業更多地進行資金扶持,實行產學研全面聯動,在核心 技術上進行全面突破,最終將該產業的主導權控制在國內企業手中。4.2 信息安全難以保障射頻識別是物聯網中很重要的關鍵技術,由此可能將引發一些信息安全方面的問 題: 第一,射頻識別標簽的基本功能要保證任意一個標簽的標識(ID)或識別碼都能在 遠程被任意的掃描,且標簽自動地,不加區別地回應閱讀器的指令并將其所存儲的信 息傳輸給閱讀器。這一特性可用來追蹤和定位某個特定用戶或物品,從而獲得相關的 信息??梢坏﹦e有用心的人中途截獲這些個人信息,就難保隱私的泄露,以及利用這 些信息非法牟利。第二,物聯網通過實時的數據交換提高辦事效率和透明度,但同時也將個人偏好 數據,更甚者是反映內心深處需要的數據暴露無遺。但對個體而言,不知道掌握這些 數據的人會拿這些數據做什么,根本無法確保這些數據不被泄露,也無法確保這些數 據不被用于對自己不利的地方,從此將難逃來
自制造商、零售商、營銷者等的強制監 視之下。當然,政府和執法部門也能將該技術用于監視公民行動。第三,在物聯網時代,基本的日常管理都將由人工智能處理,為了牟取利益而從 事物聯網病毒的人將會更甚與互聯網,一旦受到病毒的侵擾,就將可能導致工廠停產,社會秩序混亂,甚至于直接威脅人類的生命安全。雖然現在物聯網所帶來的威脅還沒有成為現實,但不無道理。如果這些問題得不 V 中國物聯網發展現狀及趨勢研究 到真正有效的解決,物聯網就只能是一個概念,無論它的市場價值有多高,那也是可 望而不可及的海市蜃樓。因此,未雨綢繆對物聯網產業的未來發展還是非常必要的。在還未大規模推廣使用之前,就從技術、制度以及法律等方面進一步加以完善,并加 強對物聯網使用的監管。4.3 污染及能耗影響嚴重目前在互聯網世界中,大量無謂的信息處理,正在消耗看似取之不盡的計算能力,消耗大量的電能,排放大量的二氧化碳。美國咨詢研究機構 Forrester 預測,2020 到 年,全球物物互聯的業務與現有的人人互聯業務之比將達到 30:1。物聯網被看做是 下一個萬億級的通信業務。根據預測,到 2035 年前后,中國的傳感網終端將達到數 千億個;到 2050 年,傳感器將在生活中無處不在。一旦當物體能夠大量的“說話”,將比現有的互聯網“制造”更多的信息,需要進行巨量的數據計算和處理。因此,在 未來的物聯網中,需要及時規劃好、控制好信息的采集和流向,同時也要對這些數據 進行區分和篩選,弄清楚究竟哪些數據是有益的、哪些是沒用的、或者哪些是非常關 鍵的。4.4 企業規模偏小目前有眾多企業開始涉足物聯網領域,但企業規模普遍偏小,缺乏龍頭企業帶動 形成產業集群,產業聯動效應不足。特別是在應用領域缺乏大型企業,難以支撐以應 用為牽引帶動產業的發展路線。運營與服務環節中,運營商也是初步進入該領域,市 場仍處于探索階段,拉動效應不明顯。4.5 創新體系不完善我國有眾多高??蒲性核⑵髽I展開了物聯網技術研究,然而以企業為主體的創 新體系尚未建立,產學研合作不夠緊密,科技成果產業化進程較慢,應用數量層次偏 低。雖然全國范圍內已經出現了一些物聯網應用,但總的來說,現有應用數量仍不足 以帶動產業發展,部分領域應用技術水平與工程化程度較低,一些深層次的問題仍沒 有得到解決,市場風險仍然較大,難以實現規?;l展。我國物聯網的發展的對策 5 我國物聯網的發展的對策 5.1 突破物聯網關鍵核心技術,加強物聯網標準建立我國應該結合物聯網特點,在突破關鍵共性技術時,研發和推廣應用技術,加強 行業和領域物聯網技術解決方案的研發和公共服務平臺建設,以應用技術為支撐突破 VI 中國物聯網發展現狀及趨勢研究 應用創新,做好頂層設計,滿足產業需要,形成技術創新、標準和知識產權協調互動 機制。面向重點業務應用,加強關鍵技術的研究,建設標準驗證、測試和仿真等標準 服務平臺,加快關鍵標準的制定、實施和應用。積極參與國際標準制定,整合國內研 究力量形成合力,推動國內自主創新研究成果推向國際。科研機構和高等院校要加強 物聯網產業化方面的研究,培育相關的專業人才,為我國物聯網向產業化方面推進提 供人才和智力支持。從產業發展的生命周期來看,我國物聯網還處于培育期和成長期,在這個階段技術的積累和儲備是必要的,但是只有將物聯網推進到大規模商業化運作 和產業化發展的階段,我國的物聯網行業才能進入成熟期和收獲期??傊?,在政府、企業和科研機構的協同努力之下,我國的物聯網發展必定能抓住機遇,突破瓶頸,實 現自身的跨越式發展。5.2 政府政策指導我國政府要進一步加大政策扶持力度,制定出我國物聯網發展的宏觀規劃,引導 企業和民間資本的有序參與。對這一對國家長遠發展具有重大意義的戰略性高新技術 產業,政府不僅應該在信貸,稅收方面予以扶持,更重要的是要完善相關的法律法規,規范相關準入制度,保障相關信息的安全性,搭建一體化的協調平臺,制定出統一的 行業技術標準,根據國內外形式的變化制定出物聯網產業發展的長期規劃,為國內相 關企業和民間資本的加入創造良好的投資環境。5.3 整合產業鏈,促進產業間融合,加快我國產業轉型升級速度改革開放以來,隨著我國對外開放程度地不斷提高,逐漸形成了以國際代工為主 的外向型經濟發展模式,把引進外資進行加工貿易或積極主動地接受發達
國家企業的 外包訂單作為推動經濟發展的主力,我國目前迫切需要向產業鏈的高端攀升。在應對 當前國際金融危機中,各國正在努力進行搶占經濟科技制高點的競賽,全球將進入空 前的創新密集和產業振興時代,借助我國當前在物聯網產業應用研發上所具有的同發 優勢,從應用的角度去思考,繼續從核心技術上尋求突破,有效利用國內市場自身的 力量去開啟龐大的物聯網應用市場,在這場競爭中實現跨越式發展,并通過自身的高 技術能力和強大的品牌優勢占據物聯網產業鏈中附加值較高的環節。物聯網產業未來發展的核心關鍵還是在一些領域的具體應用,哪怕是在最簡單的 產業鏈環節上的應用,只要能夠應用起來,技術、市場、人才都會因此而集中。通過 借助物聯網技術,將生產要素和供應鏈進行深度的高效率的重組和融合,實現成本更 低和效率更高的發展,加速帶動其他應用領域產業鏈的拓展、延伸和融合,逐漸將國 內的一些產業鏈帶入良性循環的發展道路,從而真正使信息網絡產業成為推動產業升 VII 中國物聯網發展現狀及趨勢研究 級、邁向信息社會的“發動機”。5.4 商業模式創新目前,物聯網產業處于早期發展階段,缺乏完整的技術標準體系和成熟清晰的商 業發展模式。盡管有業內專家基于產業長期發展角度預測認為產業鏈上游的基礎設施 提供商可能最先獲益,但究竟哪些公司可以從物聯網產業中獲益仍無法確定。物聯網 產業還需要較長的時間才能找到穩定和有利可圖的商業模式。在當今社會,一種商業模式既可以統攝未來的市場,也可以擠垮當前的市場。物 聯網產業未來發展的成功需要一個好的商業模式支攆。在全球最大的 100 家公司中,有 60 家的大部分收入都源于這樣一個商業模式:公司通過向某一類客戶收取少量費 用或提供免費服務,來吸引足夠數量的同類客戶,然后再依靠他們來大量吸引另一類 客戶,而后者貢獻的收入將大大超過公司獲取和服務前者的成本?!懊赓M”就是這樣 的一種商業模式,它所代表的正是數字化網絡時代的商業未來。因此,當今的網絡商 業模式中的免費策略仍不失為一種好的選擇,谷歌和百度就是其中的佼佼者。一旦公 司突破傳統思維,接受價格并非完全取決于產品成本的觀念,新的機遇就會突如其來,那么,在物聯網的產業發展初期,可以先通過免費服務吸引大量用戶的關注和使用,并逐漸將其中的一部分升級為付費的 VlP,以更好的增值服務作為交換。不管怎樣,當今是一個商業模式創新的時代,一個產業能否繁榮興盛,不僅要看其在現實中的應 用前景,更要看其所采用的突破傳統思維的商業發展模式。5.5 構建通道物聯網所需要的自動控制、信息傳感、射頻識別等上游技術和產業都早已成熟或 基本成熟,下游的應用也早已以單體的形式存在。物聯網產業的發展一定要以應用為 先,它需要嵌人到其他產業里共同發展,需要構建一個好的通道。正如焦點企業在產 業集群中的角色和任務一樣,通道的作用不僅只是聯系物聯網產業的上下游,實現上 下游產業的聯動,促進物聯網產業鏈的溝通協調和發展; 更重要地是,加強橫向聯系,實現跨專業、跨行業的聯動,真正方便終端用戶的使用。物聯網產業未來的發展會隨 著通道作用的變化而不斷演化,因此,要推動物聯網產業鏈的發展,就需要構建一個 良好的通道,保證通道的持續成長,并讓其帶動產業鏈或者說推動產業鏈共同發展,實現產業間的互聯互通,從而加速產業間融合,這是物聯網成功的重要保證。6 我國物聯網產業未來發展展望當前,中國大力發展物聯網產業的環境已經初步形成。在政府層面,在江蘇無錫 以外,北京、上海、廣東、福建、山東、浙江等信息產業較為發達的區域已經著手制 VIII 中國物聯網發展現狀及趨勢研究 定規劃,部分大企業也開始進行市場進入研究。物聯網產業發展需要應用牽引與技術 創新雙輪驅動,即物聯網產業的突破不僅僅在技術上,更在應用上。未來可能的幾個 突破口主要有: 一是政府資金投入的方向。2010 年仍將保持積極的財政政策,考慮到物聯網應 用中有相當多政府公共管理與服務的領域,在交通、電力、環保、城市信息化等領域,物聯網應用將有較快發展,將引發市場快速啟動。二是公眾領域的相對成熟的應用方向。智能家居、感知醫護等概念已經獲得了長 期的市場教育,隨著產品與技術的進一步成熟,市場需求將得到進一步的激發。選擇 適當的細分領域切入將催生出新興業態。三是傳
統企業的應用方向。物聯網應用的一個重要方向是對傳統產業的升級改 造。部分傳統企業將物聯網應用集成至自身的產品中,以實現產品升級,提升附加值 與市場競爭力,企業自發的發展將產生更多物聯網產業相關的延伸產業。7 結語盡管物聯網產業的市場前景很好,但由于當前物聯網相關高端技術還有待突破,也還沒有特別成熟的產品,大量的應用還需時日,物聯網建設不僅僅是技術問題,還 將涉及規劃、管理、協調、合作等方面的問題,這需要國家層面相應配套政策??傊谙嚓P技術和政策的支撐指導下,相信我國發展物聯網產業的前景必將一片光明。IX 中國物聯網發展現狀及趨勢研究 參考文獻 [1]孔曉波.物聯網概念和演進路徑[J].電信工程技術和標準化,2009(12)[2]石軍.“感知中國”促進中國物聯網加速發展[J].通信管理與技術,2009(5)[3]陳銳.物聯網--后 IP 時代國家創新發展的重大戰略機遇[J].中國科學院院 刊,2010(1)[4]張應福.物聯網技術與應用[J].通信與信息技術,2010(1)[5]張群.對物聯網的深度訓析[J].通信企業管理,2010(1)[6]陳寶國.推進寬帶傳感網技術創新加速物聯網應用進程[J].世界電信,2009(12)[7]王保云.物聯網技術研究綜述[J].電子測量與儀器學報,2009(12)[8]張南.未來兩年:物聯網產業發展爆發期[J].通信世界,2009(46)X
第四篇:2014物流行業物聯網技術發展展望
【2014年物流行業物聯網應用展望】
2014年中國物流物聯網技術應用將是大發展的一年,這一年,智能物流技術與裝備將獲得更快發展,物流實體網絡和物流信息網絡將借助于物聯網技術實現進一步融合,創造巨大市場空間,獲得巨大的發展,更會創新出更多商業模式;在智能追溯領域仍將保持快速發展。
在物流領域物聯網技術與產品應用會更加廣泛,RFID、GPS、傳感技術、視頻技術、條碼技術等各項技術都會貨的廣泛應用,預計增長速度會達到30%以上。
在智能技術與裝備領域,隨著物流業自動化與智能化發展,各類傳統的技術與裝備借助于物聯網技術將實現智能化識別和智能化作業,在這一領域,預計智能穿梭車將繼續獲得高速發展,增長速度將達到60%以上,智能叉車將會獲得發展,增長速度將達到20%,智能托盤系統將開始全面實驗,隨著托盤共用系統的發展和國家政策的支持,智能托盤系統將率先在煙草等領域獲得應用,發展速度將達到30%,智能周轉箱系統幾年來發展很快,預計2014年智能周轉箱出貨量也將繼續快速增長;
在智能搬運與堆碼跺等物流機器人領域,預計2014年也將獲得較快發展,發展速度與物流自動化系統發展速度保持同步,預計在30%左右;在輸送分揀領域的智能分揀技術與裝備的應用,隨著電子商務物流的快速發展,預計增長幅度將超過40%
未來物流技術裝備將全面向智能化、可視化方向發展,這一領域的發展空間極為廣闊,發展也方興未艾,發展速度預計也將保持在30%左右。
在物流信息網絡與實體物流網絡融合方面,目前已經起步,預計短時期內還難以實現突破性進展,因為物流作業的智能化技術與裝備還沒有發展到位,很多技術手段還受到成本的制約,智能物流骨干網還是個雛形,但是隨著現代信息技術發展和物流智能化發展,這一領域一旦突破,必將獲得爆發性增長。
2014年在這一領域,值得關注的還是配送終端的自動化與智能化,以及配送終端的信息與物流信息的全面融合,這一方面,無人機送貨的實驗與應用,智能貨柜終端自提系統等先進技術值得關注。
在智能追溯領域,將繼續獲得穩定發展,在食品與藥品領域,智能追溯系統建設將保持快速增長,在危險品領域的產品追溯將獲得高速發展,在奢侈品與貴重物品領域隨著人民生活水平提高,智能追溯將獲得快速發展;此外在跨境電商領域,智能追溯也會快速發展。綜合來看,中國智能追溯領域的發展速度將在26%以上。
總之,2014年必將是物聯網技術在物流業應用飛速發展的一年,是物聯網技術實現落地應用的一年,在這一年,最值得關注的是移動互聯網技術的發展對物聯網技術的影響,此外貨運車聯網、智能倉儲網的發展也會日新月異,相信隨著物聯網技術的應用,物流信息網與物流實體網絡全面融合與智慧互動,必將帶來物流業革命,帶來一個全新的物流時代,讓我們拭目以待。
第五篇:我國物聯網發展現狀及存在的問題123
我國物聯網發展現狀及存在的問題
摘要:目前物聯網概念的風行引起大眾的廣泛關注。物聯網是信息產業發展的第三次浪潮,是信息化與工業化融合的重要途徑和載體。我國正處在經濟飛速發展的新的歷史階段,物聯網被列為新興戰略性產業重點發展。物聯網及相關產業發展的時機日趨成熟,推動物聯網發展的良好態勢正在形成。介紹了物聯網的概念及特點,分析了我國物聯網的發展現狀,指出了影響我國物聯網發展及應用的主要因素。
關鍵詞:物聯網;物聯網產業;發展現狀;
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;
目前物聯網概念的風行引起大眾的廣泛關注,物聯網不僅僅是技術領域的概念,而且有實際應用,其應用領域很廣泛,遍及物流、智能交通、智能電網、環境監測、城市管理、智能家居、工業監測、農業畜牧、森林防火監控、手機支付、遠程醫療、護理和保健等等,可謂無所不在。物聯網是繼計算機、互聯網、移動通信之后全球重大的科技革命,已成為國際新一輪信息技術競爭的關鍵技術和制高點?;ヂ摼W的迅猛發展對人類社會影響深遠,而物聯網則是將世間萬物相互連接,并與互聯網相連的非常龐大系統,其影響將比互聯網更大。
1.物聯網概述
1.1 物聯網定義
物聯網(Internet of Things)一詞最早于1999 年由英國工程師 Kevin Ashton在寶潔公司的一次演講中首次提出。物聯網顧名思義,就是物物相連的互聯網,其中包含兩層涵義:第一,物聯網的核心和基礎仍是互聯網,是在互聯網基礎上延 1
伸和擴展的網絡;第二,其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間,可以實現物與物、物與人之間的信息交換和通訊。從技術和產業的角度,“物聯網”可以定義為通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和共享,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網的產業鏈主要包括芯片與技術提供商、應用設備提供商、系統集成商、軟件與應用開發商、網絡提供商、運營及服務提供商、用戶七個環節。其中,芯片與技術提供商包括 RFID 芯片設計、二維碼碼制、光纖傳感等廠商;應用設備提供商包括電子標簽、讀寫器模塊、讀寫設備、讀寫器天線、智能卡、二維條碼、光纖傳感設備等廠商;運營及服務提供商指行業的、領域的物聯網應用系統的專業運營服務商,為客戶提供統一的終端設備鑒權、計費等服務,實現終端接入控制、終端管理、行業應用管理、業務運營管理、平臺管理等服務。
1.2 物聯網三層技術架構
物聯網總體上由三層典型技術架構組成,即可以分成感知層、網絡傳輸層和應用層。從產業鏈的角度,物聯網以傳感感知、傳輸通信、運算處理為基礎,形成面向最終用戶的具體應用解決方案。傳感感知是基礎,傳輸通信是保障,運算處理是能力,并以行業應用解決方案為核心的。
感知層包括二維碼標簽和識讀器、RFID 標簽和讀寫器、智能卡、攝像頭、GPS、傳感器、終端、傳感器網絡等,主要是識別物體,采集信息,與人體結構中皮膚和五官的作用相似。網絡傳輸層,即通過現有的互聯網、廣電網絡、通信網絡、網絡管理中心、智能處理中心、三網融合或未來的 NGN 網絡,網絡層將感知層獲取的信息進行傳遞、計算和處理,類似于人體結構中的神經中樞和大腦。應用層面把感知和網絡傳輸來的信息進行分析,作出決策和控制,實現智能化的管理、應用和服務。應用層是物聯網技術與行業需求深度融合,實現行業智能化。
1.3 物聯網的工作機制
首先通過 RFID 標簽對物體屬性進行標識,接著通過傳感器或識別設備對物體屬性獲取,最后將獲取信息通過網絡傳輸到信息處理中心,進行相關計算和處理。該過程可逆,控制者可通過網絡系統來控制物體做出相應的動作,甚至以更
加精細和動態方式管理生產和生活,達到“智慧”狀態。也就是說,物聯網可以做到全面感知、可靠傳遞和智能化處理。
2.我國物聯網產業發展現狀
我國早在十多年前就開始了物聯網相關領域的研究,技術和標準與國際基本同步。標準方面,2007 年,我國領先于國際啟動傳感網標準化制定工作,在 ISO/IEC 國際傳感網標準化大會第 2 次會議上我國提出了傳感網體系架構、標準體系、演進路線、協同架構等代表傳感網發展方向的頂層設計。我國已成為國際傳感網標準化的四大主導國(中國、美國、韓國、德國)之一,在制定國際標準中享有重要話語權。專利方面,根據國家知識產權專利數據庫和德溫特世界專利數據庫資料的統計,截至2008 年底,國內申請的關于傳感網的專利數是 378件,基礎和核心專利分別是 10 件和 211 件,分別占整個比重的 2.6%和 55.8%,而外圍專利為 157 件,占整個比重的 41.5%?!?】技術方面,自 1999 年起,中科院就啟動了傳感網研究,組成了2000多人的研究團隊,先后投入數億元,在無線智能傳感器網絡通信技術、微型傳感器、傳感器終端機、移動基站等方面已取得重大進展,建立了傳感技術國家重點實驗室、微米/納米國家重點實驗室、國家傳感技術工程中心等研發開發基地,并初步建立從材料、技術、器件、系統到網絡的完整產業鏈.。應用發展方面,我國已經2007 年傳感器業總產量達到 20.93 億只,品種規格已有近6000 種,物聯網已在我國公共安全、民航、交通、環境監測、智能電網、農業等行業得到初步規模性應用,部分產品已打入國際市場。中國信息產業商會發布的 《中國 RFID 與物聯網 2009 發展報告》顯示,2009 年我國射頻識別技術市場規模已達 85.1 億元,同比增長 29.3%,在全球居第三位[2],僅次于英國、美國。2010 年 8 月 9 日國家標準化管理委員會通報稱,國際標準化組織(ISO)發布了集裝箱貨運標簽系統,這是在物流和物聯網領域首個由我國提出并推動制定,由 ISO 正式發布的可公開提供的規范。
2009 年 8 月 7 日溫家寶總理在無錫表示: 在傳感網發展中,要早一點謀劃未來,早一點攻破核心技術,并盡快建立 “感知中國”中心[3]。我國已將物聯網明確列入 《國家中長期科學技術發展規劃(2006 - 2020 年)》 和 2050 年國家產業路線圖,2010 年已把物聯網寫進 《政府工作報告》,并納入我國發展物聯
網的對策和建議到國家五大戰略新興產業發展規劃,意味著物聯網作為戰略新興產業已正式列入國家戰略層次。
3.我國物聯網發展存在的問題
盡管我國擁有發展物聯網行業的基礎及行業優勢,中央和地方也很重視,但是我們也要清楚地認識到中國物聯網產業發展仍處于初級階段,技術、標準、產品以及市場尚不完善,物聯網處于技術研發與應用試驗的交接階段,仍有很多問題亟待解決。
3.1戰略規劃滯后,頂層設計和統籌規劃缺乏
我國物聯網產業發展戰略尚不明晰,雖然我國各地政府機構積極開展推動物聯網相關產業發展工作,成立了相關園區、產業聯盟,但是在全國范圍內缺乏統籌規劃,部門之間、地區之間、行業之間的分割情況較為普遍,產業頂層設計缺乏,資源共享不足。規劃意識與協調機制薄弱,更加凸顯出研究成本過高、資源利用率過低、重復無序建設現象嚴重的態勢[4]。而國家物聯網發展戰略和路線圖都沒有出臺,不利于我國當前及未來物聯網產業的發展。
3.2 標準規范缺失問題
物聯網與計算機、通信、電子、材料等多學科有關,其涉及的技術多種多樣,導致相關的標準也非常多,而我國 RFID 標準至今仍未有統一說法,這是制約我國 RFID 發展的關鍵因素之一。如果物聯網沒有統一標準,就不能實現互聯互通,就不能形成規模經濟,也不能形成整合的商業模式,更不能降低研發成本,這是非常不利于物聯網的發展的。隨著物聯網相關領域研究的不斷深入、研究范圍的不斷擴大,標準規范的缺失將導致整個物聯網產業的混亂。
3.3 核心關鍵技術有待突破
物聯網的技術涉及到傳感、射頻識別(RFID)、統一編碼、通信網絡等技術,其中,RFID 和傳感器技術及其產品最為關鍵。我國在低頻 RFID(125 或134.2 kHz)、高頻 RFID(13.56 MHz)比較成熟,但 90%以上超高頻(868 ~ 956 MHz)RFID 芯片仍然依靠進口;而物聯網的另一核心產品——傳感器及信息處理
芯片也一直是短板。本土企業生產的傳感器產品以及搭載具有信息處理功能的傳感器模塊的技術參數(如精確性、穩定性、使用期限等指標)與國際企業(如英飛凌、飛思卡爾 TI)差距明顯[5],尤其是重金屬傳感器和光感應傳感器,國內都沒有相關的研發和生產單位。在 RFID 底層專利上,目前我國并無主導權。我國物聯網核心技術研發力量薄弱而分散,體系架構尚未建立,關鍵技術有待攻關和突破??傊?,擁有自主知識產權的核心技術是物聯網產業可持續發展的根本驅動力,也是搶占物聯網產業制高點的關鍵,否則,就會導致產業大量采用國外技術,核心技術專利受制于人,信息安全方面失去保障;更會導致物聯網數據采集環節的傳感器、電子標簽等設備的成本過高,從而拖累整個物聯網行業的發展。
3.4 安全保障有待提高
物聯網的安全性就是物聯網可控性問題。物聯網目前的傳感技術主要是RFID,植入這個芯片的產品,有可能被任何人進行感知,所以在感知、傳輸、應用過程中,這些有價值的信息存在被別人所用,尤其是被競爭對手所利用的安全隱患。而且物聯網越發展,其牽涉到的安全問題越突出,不僅涉及到網絡系統自身的安全,如專有數據和信息安全傳輸問題,還涉及到公民個人隱私、企業商業秘密和國家軍事安全等方面問題??傊锫摼W的安全性也是急需解決的問題。
3.5大規模產業化應用不足
物聯網的價值不是體現在一個獨立的可傳感的網絡中,而是各個行業的共同參與應用,因為不同行業有不同的應用和不同的需求,因此必須根據行業的特點,進行深入地研究和有價值地開發。目前我國物聯網雖然有一些基礎應用,但 “以物為互聯”的應用需求還是低層次的,難以激起產業鏈各環節的參與和投入熱情。大規模行業應用的不足,制約物聯網產業在核心關鍵技術和標準化方面的重大突破。應用開發不能僅依靠運營商和應用物聯網的企業,因為運營商和技術企業都無法理解行業的要求和具體的特點。如果要真正建立一個有效的物聯網,只有具備了規模,才能使物品的智能發揮作用。例如,一個城市有100萬輛汽車,若只在1萬輛汽車上裝上智能系統,就不可能形成一個智能交通系統。產業化規模過低也制約著物聯網的進一步發展。
3.6 產業鏈構成不完善
物聯網的市場潛力巨大,產業鏈的任何一個環節都舉足輕重。目前我國物聯網產業鏈中的網絡提供商(三大電信運營商)和系統設備制造商都已躋身國際先進行列,但是產業鏈其他環節特別是上游環節相對欠缺和不足。產業鏈的不完善一定程度上制約了物聯網產業健康有序發展。
3.7物聯網產業的政策和法規欠缺
物聯網不是一個小產品,也不只是一個小企業可以做起來的。它不僅需要技術,更牽涉到各行各業,需要多種力量的整合。國家的產業政策和立法需要走在前面,需制定出適合行業發展的政策和法規,以保證其正常發展。而我國可行性產業扶持政策欠缺,成為我國物聯網產業謀求突破一大障礙。
3.8成熟商業模式缺乏
物聯網的前提是廣泛設置傳感器,這需要一定的初期投入成本,而快速形成物聯網的服務模式和商業模式是解決成本問題的重要出路。目前國內還沒有一個特別突出的物聯網商業模式,成熟商業模式的缺乏,變相地阻礙了我國物聯網產業的快速推廣。
結束語:作為一個新興行業,物聯網在快速發展的過程中必然會存在一些問題,但只要我們能發現其存在的問題,并針對這些問題去解決它,就能讓其健康快速發展,為社會經濟的發展提供助力,為人民的生活帶來便利。
參考文獻:
[1] 王殊,閻毓杰,胡富平等.無線傳感器網絡的理論及應用[M].北京航空航天大學出版社,2007
[2] 于莘明. 我電子標簽市場規模居世界第三 [N]. 科技日報,2010.06.09.
[3] 國務院辦公廳. 溫家寶江蘇考察: 讓經濟發展更具可持續性競爭力 [EB/OL],2010.06.08.
[4] 姚東鈮. 物聯網在中國的發展 [J]. 企業導報,2010(3):134-135
[5] 方圓. 物聯網: 助力中國經濟新一輪增長 [EB/OL],20104.20.