物联网是发展趋势(精选8篇)
物联网,是指物物相连的互联网。行业内对物联网的定义是,通过射频识别(RFID)、红外传感、全球定位系统、激光扫描等信息传感设备,按照约定的协议,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、监控和管理等。物联网包含两个层次的含义:其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网概念的基础上的延伸和扩展的网络;其二,其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。
物联网正在逐渐的进入到大众的生活当中,在生活中也随处可见,智能蓝牙手环、家里的智能门锁、智能窗帘等这些都是物联网应用。但这些只是物联网中的冰山一角以后我们的城市,工作环境、生活环境几乎人类可以涉及到的地方都将应用到物联网,所以说物联网是以后发展的趋势,同时物联网即将促使人类进入下一个智能时代。
中国物联网市场现状分析
中国物联网正经历从硬件、传感等基础设备向软件平台和垂直行业应用升级,迈入发展第二阶段,万物互联的产业生态才刚起步。预计2020年全球将有500亿连接,是当前连接数的6-7倍,我国物联网市场规模将超过2万亿元,是当前电信运营规模的2倍。驱动物联网生态发展的因素逐渐成熟,硬件成本下降、云计算与大数据与行业结合、5G和NB-IOT等技术推进。生态所处阶段,正值爆发前夜。
随着高速宽带网络的普及,和大数据、云计算的发展,以及物联网平台型企业的成长和行业标准的推进,对物联网行业的需求也随之升级,从基础的物品识别、网络信息传输,开始向平台管理、数据分析等更高层次的需求升级,如此一来,物联网的云、管、端的信息闭环将会打通。
而中国利用得天独厚的工业优势和互联网+的战略概念,很快实现国内云计算机服务器的部署,平均增速达到70%以上,加速了传统的电子企业的转型,进行跨界融合。紧随着物联网的发展中心向中国倾斜,周边的相关服务产业也发生了相关的变化,如智能家居、智慧医疗、智慧城市、智能物流、智能可穿戴设备都是国内市场重要的部署方向,这也是中国企业发展壮大物联网的新机遇。中国作为经济体量最大的发展中国家,物联网的渗透率不足5%。未来10年,全球物联网产值将达到8万亿美元。此外,物联网将朝着多元化方向发展,硬件未来将不再是获利的主要来源。到2020年,来自应用和服务的产值将占物联网总产值的70%,远超半导体、通讯技术和云端平台的产值;预计到时全球会有240亿台物联网设备联网,而思科、华为、爱立信则估计2020年物联网连接数量在500亿至1000亿个之间,远超现在70多亿部手机数量。其中,用于运动健身、休闲娱乐、医疗健康等的可穿戴设备会成为主要应用。
中国物联网在下列方向,具有无与伦比的发展优势
1、中国物联网所覆盖的行业人群广,从行业应用的智慧交通、智能物流、医疗、农业、能源领域,到私有的智能家居、个人、智能汽车等应用,无论从减少成本提高效率还是提高中国居民的生活质量,物联网无疑将在中国市场获得巨大的成功。
2、我国是世界制造业的中心,包括智能手机、笔记本电脑、工业汽车、家电等,可以说各种配套产业链最为齐全,再加上多年积累的制造研发经验,可将其提炼为数据模型后快速复制并与应用结合,从而可让我国制造业更加智能化和个性化。
3、中国有将近8亿的互联网用户量,移动网络覆盖率98%,截止目前为止4G用户数量超过2.5亿,为物联网的发展打下坚实基础,同时也能够随时随地联网。我国将充分利用这些优势,专注发展,就能创造出巨大的社会利益链,促使我国成为全球物联网大国。中国物联网行业区域结构预测
国内物联网产业已初步形成环渤海、长三角、珠三角,以及中西部地区等四大区域集聚发展的总体产业空间格局。其中,长三角地区产业规模位列四大区域的首位。未来中国物联网产业空间演变将呈现出三大趋势: a.产业发展“多点开花”,热点地区将不断涌现
b.产业分布“星火燎原”,二、三线城市纷纷投身物联网产业发展 c.产业演变“合纵连横”,区域分工将进一步显现 据预测未来60%的连接将通过广域低功耗蜂窝技术来实现,NB-IOT将重点瞄准这60%的市场。另外,30%市场需要中等保障,比如智能家居等,需要通过传感器、WiFi、低功耗蓝牙、Zigbee等技术实现,剩下还有10%的高保障业务,比如智能驾驶、智慧医疗、虚拟现实等,需要大容量、实时传输、智能处理等,还将依赖于5G/LTE等高速移动蜂窝技术
相比那些基础设施早已完备的老城市,基础设施欠缺的新兴城市也许更适合迎接物联网时代的到来。因为新兴城市中每一个新的组件在投入使用前都可以基于物联网来设计,无论是公共汽车、红绿灯、路灯、广告牌等等,直接嵌入总比后来新添要高效的多。南非初创公司WhereIsMyTransport正试图改变非洲的公共交通,它试图收集新兴城市一切正式或非正式的交通方式和路线,为用户提供到达某个目的地的最佳出行方案。
随着“物联网‘十二五’发展规划”、“中国制造2025”等政策的提出,物联网发展已经成为国家层面技术及产业创新的重点方向。本文根据2016年10月在深圳举行的“2016瑞萨电子全球开发者大会(DevCon)”上,中国半导体行业协会陈贤副理事长等人的演讲介绍了物联网发展的现状及趋势。
物联网是指通过RFID、红外感应器、GPS、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。
物联网主要有两个特征,即规模性和实时性。一是规模性,只有具备了规模,才能使物品的智能发挥作用。二是实时性,通过嵌入或附着在物品上的感知器件或外部信息获取技术,每隔极短的时间都可以反映物品状态,包括静止或运动、安全或危险、良好或腐烂,都可以实时反映出来,如机场周界、文物监护、桥梁监控、环境监测、食品溯源等。物联网发展阶段及架构 按市场发展划分,物联网可以分为概念、研发、实验和应用四个阶段。按应用发展划分,物联网发展则可以划分为孤岛、封闭、有限物联和无限物联。
在孤岛阶段,物联网在某一行业或领域内部小范围应用,尚未形成行业统一标准与技术规范;在封闭阶段,在某一行业或领域内的物联网应用,已形成行业统一标准与技术规范;在有限物联阶段,跨有限几个行业或领域的物联网应用,采用跨行业的统一标准与技术规范;在无限物联阶段,囊括大部分行业或领域的物联网应用,采用统一的标准和技术规范。物联网在架构上分为三层,即感知层、传输层和应用层。
感知层是物联网体系对现实世界进行感知、识别和信息采集的基础性物理网络,主要功能是识别物体与采集信息,为后续信息处理和相应决策行为提供海量、精准的数据信息支撑。
传输层是物联网实现无缝连接、全方位覆盖的重要保障性网络集群,担负着将感知层识别与采集的数据信息高速率、低损耗、安全可靠地传送到应用层的艰巨使命,同时能够良好地抗击外部干扰和非法入侵。
应用层实现了物联网技术与应用的结合,最终形成涉及人们日常学习、工作和生活方方面面的物联网应用集合。发展物联网成为各国重要发展战略
全球物联网市场规模不断扩大,联网设备高速增长,预计到2018年,全球物联网市场规模超过千亿美元,联网设备年均复合增长率保持在31%以上(如图1和图2)。
随着物联网技术的不断发展和市场规模的不断扩大,其已经成为全球各国的技术及产业创新的重要战略。
美国提出“智慧地球”概念,引发全球物联网关注热潮,将物联网上升为国家创新战略的重点之一。先进的硬件设计制造技术,已经趋于完善的通信互联网络均为物联网的发展创造了良好的条件。目前,美国已经开始在工业、农业、军事、医疗、环境监测、建筑、空间和海洋探索等领域开展物联网应用积累。
欧盟委员会发布《物联网——欧洲行动计划》,提出了包括芯片、技术研发等在内的14项框架内容。欧盟在技术研发、指标制定、应用领域、管理监控、未来目标等方面陆续出台了较为全面的报告文件,建立了相对完善的物联网政策体系。尤其在智能交通应用方面,欧盟依托其车企的传统优势,通过联盟协作在车联网的研究应用中遥遥领先。
韩国十分重视物联网产业化发展,不断加大其在物联网核心技术以及微机电系统(MEMS)传感器芯片、宽带传感设备的研发。目前,韩国物联网产业主要集中在首尔、京畿道和大田地区,其中首尔集中了全国60%以上的物联网企业。韩国物联网的优势在于其消费类智能终端、RFID、NFC 产品与相应的技术解决方案。
我国就物联网发展也做出了多项国家政策及规划,推进物联网产业体系不断完善。《物联网“十二五”发展规划》、《关于推进物联网有序健康发展的指导意见》、《关于物联网发展的十个专项行动计划》,以及近期颁发的《中国制造2025》等多项政策不断出台,并指出“掌握物联网关键核心技术,基本形成安全可控、具有国际竞争力的物联网产业体系,成为推动经济社会智能化和可持续发展的重要力量。”在物联网发展热潮以及相关政策的推动下,我国物联网产业将持续保持高速增长态势,虽然增长率近年略有下降,但仍保持在23%以上的增长速度(如图3),到2015年,我国物联网产业规模已经超过7500亿元(如图4)。预计未来几年,我国物联网产业将呈加速增长态势(如图5),预计到2020年,我国物联网产业规模超过15000亿元(如图6)。
物联网产业链发展现状
在感知层上,感知企业众多且较为分散,自主传感器核心技术不足,高端传感器芯片以进口为主,市场竞争较为激烈。主要应用有RFID标签和读写器、各类传感器、摄像头、二维码标签和识读器等。
感知层传感器的发展趋势 :
(1)微型化。信息时代信息量激增,要求传感器能捕捉处理海量的信息的能力日益加强。
(2)智能化。要求不但能够执行信息处理和信息存储,而且还能够进行逻辑思考和结论判断。
(3)多功能化。将多种敏感元件组装在材料或单独—块芯片上的。
(4)无线网络化。要求传感器能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息。从而真正实现“无处不在的计算”理念。
在传输层上,传输主要以移动通信网和局域网为网络载体,仍较少使用互联网。产业发展较为完备,企业以传统通信企业为主。传输层的主要设备有光纤光缆、光器件、光接入设备、光传输设备等光传输设备以及3G/4G/5G、NFC、ZigBee、蓝牙、Wifi/WAPI等通讯和网络设备。
传输层的主要作用是将感知层识别与采集的数据信息高速率、低损耗、安全可靠地传送到平台层。当前标准化程度较高,产业化能力较强、较成熟,参与厂商众多,成为产业中竞争较为激烈的领域。LPWA大规模部署后将促进物联网连接数迅猛增长,以NB-IoT为代表的技术解决了移动物联网普及障碍。未来5G将满足物联网高级应用多样化需求,实现终极万物互联。
应用层以软件和现代服务企业为主,基础软件技术主要掌握在跨国企业手中,传统IT企业逐渐介入物联网业务,随着各地物联网示范性应用陆续增多,企业数量将明显增加。
随着物联网技术的成熟和产业的发展,涉及的领域越来越广,目前主要集中在9个领域。
物联网应用覆盖范围遍布个人、家庭和企业,增长空间巨大。智能家居领域由于和日常生活高度融合而受到广泛关注,成为发展较快的应用领域。智能交通中以及智能医疗领域的需求空间广阔、产品附加值高。其中,车联网悄然成为物联网发展先锋。物联网应用的发展
我国目前在物联网应用中的工业、医疗、交通、金融以及安防等方面都得到了相应的发展。以智能交通为例,虽然智能交通产业在我国还处于起步阶段,但ITS作为新的经济增长点和交通系统建设的必然选择,已得到国家相关部门的高度重视。2015年,智能交通整体市场规模达到691.3亿元,同比增长30.5%。随着《关于进一步加快推进城市公共交通智能化应用示范工程建设有关工作的通知》的提出,2017年6月底前,将会完成37个示范城市的示范工程建设任务。极大地促进了智能交通的发展。
关键词:物联网,发展趋势,射频识别,红外感应,全球定位,激光扫描
(一) 背景
物联网 (The Internet of things) 的概念是1999年由麻省理工学院Auto-ID研究中心 (Auto-ID labs) 提出来的。自2005年11月国际电信联盟 (ITU) 发布了《ITU互联网报告2005:物联网》报告, 正式引用了“物联网”的概念, 至2009年1月IBM首席执行官彭明盛提出“智慧地球”构想, 物联网为“智慧地球”不可或缺的一部分。IBM认为, IT产业下一阶段的任务是把新一代IT技术充分运用在各行各业之中, 即把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中, 通过连接形成物联网, 使人与物智慧对话, 创造一个智慧的世界。“智慧地球”构想一提出, 就被业界认为与当年的“信息高速公路”有许多相似之处, 同样被认为是振兴经济、确立竞争优势的关键战略, 因而为世界所关注。
(二) 物联网
1. 物联网的定义
物联网 (The Internet of Things) , 简称IOT。在这个网络中, 物品 (商品) 能够彼此进行“交流”, 而无需人的干预。物联网, 从字面上理解为“物物相连的互联网”, 有两层意思, 即物联网的核心和基础仍然是互联网, 是在互联网基础之上的延伸和扩展的一种网络;其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间, 进行信息交换和通信。因此, 物联网的定义是通过射频识别 (RFID) 装置、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。
2. 物联网的本质
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 (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。
这里的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围:要有相应信息的接收器;要有数据传输通路;要有一定的存储功能;要有CPU;要有操作系统;要有专门的应用程序;要有数据发送器;遵循物联网的通信协议;在世界网络中有可被识别的唯一编号。
物联网产业链可以细分为标识、感知、处理和信息传送四个环节, 每个环节的关键技术分别为射频识别 (RFID) 、传感器、智能芯片和电信运营商的无线传输网络。我国早在1999年就启动了物联网核心传感网技术研究, 研发水平处于世界前列, 在世界传感网领域, 我国与美国、韩国、日本同为标准制定国, 专利拥有量高, 并且我国无线通信网络和宽带覆盖率高, 为物联网的发展提供了坚实的基础设施支持, 因此物联网在我国的发展具有良好环境和优越条件。国家工业和信息化部会同有关部门, 正在积极推进物联网相关技术和标准方面的研究, 争取获得在国际上该领域的话语权, 以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。
(三) 物联网在中国的发展现状
2005年11月17日, 国际电信联盟 (ITU) 发布了《ITU互联网报告2005:物联网》, 报告指出, “物联网”通信时代即将来临, 世界上所有的物体, 从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网进行交换。射频识别技术 (RFID) 、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。
2009年IBM公司提出“智慧地球”的概念, 美国总统给予高度重视, 提出要关注全球物联网的管理和安全问题, 目的是利用这些新技术来帮助经济的复苏。
我国提出发展物联网, 提出“感知中国, 感知城市”, 也是为了推动我国经济结构转型, 抢占人类未来发展方向的制高点。
物联网具有广阔的行业应用需求, 但各行业发展并不均衡, 整体来看, 中国物联网产业发展仍处于初级阶段, 技术、标准、产品以及市场并不成熟。细分市场方面, 交通、安防、物流、零售、电力、金融、环保、医疗等将成为物联网行业应用的重点领域, 但由于不同行业在物联网政策倾向、技术与市场成熟度、市场需求等方面差别较大, 物联网的细分市场发展差距很大。
研究显示, “政策先行, 技术主导, 需求驱动”将成为中国物联网产业发展的主要模式。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, 这些行业传感技术成熟, 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。医疗卫生、家庭、个人等领域的智能传感需要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, 短时间内不会大规模应用。
(四) 中国物联网未来发展趋势
1. 纵向市场发展趋势
由于中国物联网的发展是政策主导, 所以应用趋势将遵循从公共管理和服务市场到企业、行业应用市场再到个人家庭市场逐步发展成熟的细分市场递进趋势。目前, 物联网产业在中国还是处于产业链逐步形成阶段, 没有成熟的技术标准和完善的技术体系, 整体产业处于酝酿阶段。此前, RFID市场一直期望在物流、零售等领域取得突破, 但是由于涉及的产业链过长, 产业组织过于复杂, 交易成本过高, 产业规模有限, 成本难于降低等问题, 使得整体市场成长较为缓慢。物联网概念提出以后, 面向具有迫切需求的公共管理和服务领域, 以政府应用示范项目带动物联网市场的启动将是必要之举。进而随着公共管理和服务市场应用解决方案的不断成熟, 企业集聚、技术的不断整合和提升, 逐步形成比较完整的物联网产业链, 从而带动各行业、大型企业的应用市场。各个行业的应用逐渐成熟后, 带动各项服务的完善、流程的改进, 个人应用市场才会随之发展起来。
2. 横向市场的发展趋势
(1) 建立物联网标准体系
建立物联网标准体系是一个渐进发展成熟的过程, 将呈现从成熟应用方案提炼形成行业标准, 以行业标准带动关键技术标准, 逐步演进形成标准体系的趋势。物联网概念涵盖众多技术、众多行业、众多领域, 试图制定一套普适性的统一标准几乎是不可能的。物联网产业的标准将是一个涵盖面很广的标准体系, 将随着市场的逐渐发展而发展成熟。在物联网产业发展过程中, 单一技术的先进性并不能保证其标准具有活力和生命力, 标准的开放性和所面对的市场的大小是其持续下去的关键和核心问题。随着物联网应用的逐步扩展和市场的成熟, 占有更大的市场份额, 的应用所衍生出来的相关标准将更有可能成为被广泛接受的事实标准。
(2) 形成通用性强的物联网技术平台
随着行业应用的逐渐成熟, 新的通用性强的物联网技术平台将出现。物联网的创新是应用集成性的创新, 一个单独的企业无法完全独立完成一个完整的解决方案。一个技术成熟、服务完善、产品类型众多、应用界面友好的应用, 将是由设备提供商、技术方案商、运营商、服务商协同合作的结果。随着产业的成熟, 支持不同设备接口、不同互联协议, 可集成多种服务的共性技术平台将是物联网产业发展成熟的结果。物联网时代, 移动设备、嵌入式设备、互联网服务平台将成为主流。随着行业应用的逐渐成熟, 将会有大的公共平台、共性技术平台出现。终端生产商、网络运营商、软件制造商、系统集成商、应用服务商, 都需要在新的一轮竞争中寻找各自的重新定位。
(五) 结束语
物联网的时代已经来临, 物联网不是科技狂想, 而是又一场科技革命。据预测, 关于物联网技术、产品和应用的全球市场价值, 将会从2008年的20亿美元增长到2012年的115亿美元, 到2020年, 物物互联业务与现有的人人互联业务之比将达到30∶1, 物联网将会发展成一个上万亿元规模的高科技市场。由此可见, 代表了下一代信息技术发展方向的物联网, 不仅具有乐观的发展前景, 而且蕴藏着巨大的市场潜力。后3G时代, 中国能否在新一轮的物联网技术竞赛中拔得头筹, 关乎未来中国信息技术经济的命脉。
参考文献
[1]宁焕生, 王炳辉.RFID重大工程与国家物联网[M].北京:机械工业出版社, 2009, 01.
[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) :1-3.
物联网产业的市场前景
物联网就像一个巨大的吸盘,将整个世界纳入其中。没有人会清楚现在世界上究竟有多少事物具有物联网的特质。不过,从研究机构发布的各类报告,我们能预估物联网产业的庞大市场前景。
Gartner预测,2015年全球使用中的物联网设备或达到64亿,比2014年增加30%。到2020年实现物联网的事物数量将增长逾3倍,达到近210亿。另据CB Insights统计,过去六年中,迅速发展的物联网领域吸引了近75亿美元投资,发生近900起交易。2010至2014年期间,物联网初创公司吸引的投资金额翻番,交易数量由91起增至221起。研究机构IDC则预计,物联网设备及相应服务的市场容量将从2014年的6560亿上升至2020年的1.7万亿美元,增长速度将随着接入设备的增加、带宽的增长及配套服务的成熟而加速。
麦肯锡的研究认为,基于未来10年中物联网采用率的范围、经济和人口趋势,以及技术的可能发展进程,预计在2025年物联网的经济影响价值可能在3.9万亿美元至11.1万亿美元之间。不过,实际影响将取决于一系列因素,包括降低技术的成本,以及消费者和工作人员的接受程度。通过使用物联网,工厂产生的潜在经济影响最高可达3.7万亿/年。潜在影Ⅱ向第二大的将会是城市,在该环境下,物联网应用在2025年产生的潜在影Ⅱ向价值可能高达1.7万亿美元/年。
值得关注的是,物联网对新兴市场的影响日益显著。Forrester的调查显示,事实上,在物联网应用方面,中国和印度的公司甚至比欧美同行还要领先。根据Forrester的数据,全球19%的公司已经在使用物联网产品和服务,31%则希望这样做。而中印两国已经有75%的公司已经开发或计划部署物联网应用,另有20%对此非常感兴趣。调查还表明,已经部署和计划部署物联网技术水平最高的行业是公共事业和电信公司、化学和石油天然气公司、以及交通公司。而对物联网技术的关注一般是在安全和监控、供应链管理、库存和仓库管理、客户订单监控等几个方面。
物联网发展的重点领域
行业应用仍然是物联网发展的重要领域。物联网多种技术手段,如传感、定位、标识、跟踪、导航等,可以实现动态、实时、无缝、全天候的监控,为行业实现精细化管理提供了有力的支撑,不仅大大提升管理能力和水平,而且能够改进行业运行模式,从技术的角度引发行业管理领域的革命,促使行业领域向着公平、开放、廉洁、高效、节约的方向发展。目前,物联网产业已渗透到城市治理、家居、交通、医疗、汽车、农业等众多领域。
1.智慧城市
物联网一个巨大的应用前景来自于智慧城市。智慧城市就是运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息,从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。简单来讲,智慧城市涉及城市基础设施建设、城市治理、智能交通、城市安防等等我们生活环境的方方面面。
(1)城市基础设施
物联网主要应用在信息基础设施和城市基础设施中。如云计算平台与银行管理结合可以增强数据处理能力、储存能力以及数据可靠性。利用基于无线传感器网络的城市设施综合管理系统可以实时监测流量、水压和水质,对漏水情况及时进行处理。以韩国为例,其供水系统管道漏水率平均为14.1%。漏水率每降低1%,一个城市一年可以节约40万美元。仅靠此一项,韩国一个城市一年平均可以节约564万美元。城市智能电网能够通过先进的传感和测量技术、实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。随着物联网科技的发展,全球智能电网应用开始进入发展高峰期。2013年与智能电网配套使用的智能电表安装数量已超过7.6亿只,预计到2020年智能电网预计将覆盖全世界80%的人口。此外,智能建筑在城市发展中也具有巨大的市场潜力有待发掘。数据显示,2012年中国新建建筑中智能建筑的比例仅为26%左右,远低于美国的70%、日本的60%,市场拓展空间巨大。
(2)城市治理
智慧城市的建设离不开高效的政府管理,运用现代物联网技术以及网络通信、计算机技术等,将政府管理和服务职能进行资源整合优化,使政府服务不断向智慧化方向发展,从而实现高效精准的公共管理,为社会机构和民众提供便捷的服务。
(3)智能交通
物联网还能作为城市交通智能化的技术基础,通过信息资源的自动整合与智能共享,实现便捷、安全、经济、高效的交通运输。近年来,中国城市智能交通市场规模保持了高速增长态势,包含智能公交、电子警察、交通信号控制、卡口、交通视频监控、出租车信息服务管理、城市客运枢纽信息化、GPS与警用系统、交通信息采集与发布和交通指挥类平台等10个细分行业的项目数量达到4527项;市场规模达到159.9亿元。但是,相比于国外智能化和动态化的交通系统,中国智能交通整体发展水平还比较落后。数据显示,智能交通在美国的应用率达到80%以上,2010年市场规模达到5000亿美元。日本1998~2015年的市场规模累计将达5250亿美元。欧洲智能交通在2010年产生了1000亿欧元左右的经济效益。
(4)城市安防
近几年,中国安防市场保持较快增长态势。2010年,中国安防市场规模达到了869.8亿元,较上年增长12%。目前,从中国安防电子企业所生产的产品应用领域来看,产品主要体现在视频监控、出入控制、社区防范、防盗报警等几大方面。
2.智能家居
在智能家居方面,结合移动互联网技术,以家庭网关为核心,集安防、智能电源控制、家庭娱乐、亲情关怀、远程信息服务等于一体的物联网应用,大大提升了家庭的舒适程度和安全节能水平。此外,物联网、云计算的发展不仅为智能家居提供了保障,还必将大大降低消费者使用智能家居的成本。美国联合市场研究(Allied Market Research)机构所做的研究显示,全球智能家居市场的收益将从2012年的48亿美元上市到2020年353亿美元,复合年均增长率高达29.5%。据国际物促会(IIPA)的市场调研数据显示,2012年中国智能家居系统在新房市场的渗透率已经达到2.96%。国际物促会认为,中国智能家居的酝酿期仍然维持一定的时间,2016~2017年才是国内智能家居行业高速发展期的开始,2017年中国智能家居行业的市场规模将达到80亿元。
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3.智慧医疗
物联网被计划用于医疗卫生系统中,这不仅能够帮助医院实时监控病人的健康,如在病人体内植入芯片,随时监护病人各项指标,随时给出髻示和建议,而且还可以有效管理整个医院的运营,对医院人员、设备、后勤供给、来往车辆和安全保障实行智能化、人性化管理。据统计,集成了金融支付功能的一卡通系统推广到全国300多家三甲医院,使大医院接诊效率提高30%以上。
近几年中国医院信息化发展迅猛,2014年中国医疗机构IT支出达261.2亿元,为智慧医疗发展奠定一定基础。业内认为,中国经济必须维持在一定的增速水平才能实现国民经济的有效转型,这就迫切需要建设四、五个10万亿级别以上的创新产业,智慧医疗将是中国另外一个10万亿元以上的巨大产业。推进中国智慧医疗发展的关键之举就是建立放开型医疗经济,中国的健康医疗产业需要不断放开体制管制。
4.工业物联网
物联网连接的不仅仅是消费类设备。工厂、农场和工业现场正在利用物联网优化生产、提高能效,一些巨大的突破正在悄然出现,这对于正力求实现工业转型的中国而言,具有极其重要的意义。
埃森哲的分析显示,在中国当前政策和投资趋势的助推下,未来15年,仅在制造业,物联网就可创造1960亿美元的累计GDP。以制造业为例,物联网创造的经济价值将从1960亿美元跃升至7360亿美元,增加276%。对资源产业而言,物联网创造的经济价值也将从480亿美元增至1890亿美元,比当前条件下高出近三倍。埃森哲的分析显示,制造业在物联网经济效益中所占比重最大,其次为政府公共服务支出和资源产业。到2030年,该三大领域将占物联网所创造累计GDP总额的60%以上。
5.农业物联网
农业领域应用物联网实现资源环境信息实时感知获取、农业生产过程管理的精细化以及农产品流通过程中的质量安全追溯,可以应对资源紧缺与生态环境恶化的双重约束,以及农产品质量安全等问题的严峻挑战。例如在食品安全方面,中国已开始大力开展食品安全溯源体系建设,采用二维码和RFID标识技术,建成了重点食品质量安全追溯系统国家平台和5个省级平台,覆盖了35个试点城市,789家乳品企业和1300家白酒企业。
物联网产业的市场特征
1.中国物联网产业的发展是以应用为先导,存在着从公共管理和服务市场,到企业,行业应用市场,再到个人家庭市场逐步发展成熟的细分市场递进趋势。目前,物联网产业在中国还是处于前期的概念导入期和产业链逐步形成阶段,没有成熟的技术标准和完善的技术体系,整体产业处于酝酿阶段。处在行业初级阶段的物联网产业需积极运用政府的力量来发展企业,把整个过程中的风险分为政府和私人机构共同承担。随着公共管理和服务市场应用解决方案的不断成熟,企业集聚、技术的不断整合和提升,逐步形成比较完整的物联网产业链,让物联网的概念具体化、形象化。
2.传感器等物联网关键技术将迎来高速发展期。传感器是物联网三大层次结构之一感知层中的重要组成部分,是物联网实现的基础和前提。随着物联网应用的日益广泛,传感器这一数据主要来源的最前端设备呈现出快速发展态势。数据显示,全球物联网市场规模在2025年有望达到11万亿美元,传感器市场也将有数千亿美元规模。来自工信部电子科学技术情报研究所《中国传感器产业白皮书(2015)》的数据显示,全球传感器市场规模已从20lO年的720亿美元迅速上升至2014年的1260亿美元,年均增长率达15%。未来5年将保持10%~20%的增长速度。为满足物联网等应用的各种需求,传感器将出现大量技术创新,如基于新原理和新机制、使用新材料、引入微纳米加工工艺等,推动传感器在实现高性能、高可靠、微型、低功耗、低成本的同时,向面向应用、智能、开放架构、系统化等方向发展。面向应用由传感器自身属性所决定,传感器只有通过与应用需求的紧密结合,才能形成规模效益和提高盈利能力。
3.物联网的价值链重心将从硬件到云端。再到数据分析的转移初现。业内人士认为,物联网的价值链表现为:通过传感模块采集数据,通过网络传输到云端,再将数据加工处理,使其增值后出售给第三方。早期的物联网价值反映在硬件设备上,如元器件、RF协议、功耗、成本等,随着应用落地、数据的积累以及市场环境的成熟,2014年开始,物联网的价值重心逐渐转向对数据的挖掘,且其市场潜力巨大。这包括建立交互操作性和安全标准,确保数据在企业间能安全共享。同时还需要新的财务模式,支持“按次付费”以及其他以服务为基础的解决方案。
4.商业模式的选择对物联网产业的发展起着重要作用。物联网分为感知,网络,应用三个层次,在每一个层面上,都将有多种选择去开拓市场。这样,在未来生态环境的建设过程中,商业模式变得异常关键。各商业模式中的运营主体应充分利用产业链各方的力量,尽量提升商业模式系统的集成度和动态平衡,降低各类主体参与活动的门槛;另一方面在商业模式上要更加开放,创新盈利和收入分配模式,以实现共赢。无论是物联网产业规模的扩张还是领域的扩展,其深层次影响在于利益结构在同一行业的上下游之间以及不同行业之间的重构。这种重构的有效性将直接影响物联网的一项应用或整个物联网产业的发展前景。从这个意义上说,物联网最大的价值在于,其本质是一项重构各相关方利益成本结构的系统性工程。
第一,商业智能化建设加强。经过多年运用,ERP系统中积累了大量行业数据,这些数据对于企业的经营决策和预测而言意义重大,促使ERP软件开始涵 盖了商业智能系统(Business Intelligence, BI)的功能。BI通过对ERP中留存的数据进行抽取、挖掘、管理、分析等,将数据转化成为对决策过程有重大意义的信息,帮助企业实现从数据到信息、从信 息到知识、从知识到利润的转化。第二,云计算不仅带来技术上的革新,也带来企业商业模式上的革新。云计算模式成为软件行业新的增长点,软件厂商、应用企业等均将云计算作为新的突破 和动力引擎。以大型生产企业为例,其首要关注点是如何巩固和维系在同行业中的优势竞争地位。在上下游企业间建立“私有云”既能利用云计算的技术先进性,又 能加强其对上下游企业的掌控,巩固其在产业链上的核心地位。“私有云”模式必然成为各大生产企业的首选。
第三,物联网的兴起,加强了互联互通的需求。首先,物联网对ERP的信息同步化要求提升,必须保证快速的信息传输速度、较高的信息质量。其次,网络 无缝化要求ERP软件在供应链管理上更加精进,进一步缩短企业备货时间、提高生产效率。再次,物联网下供应链信息含量提升,如何加速价值信息的共享和利用 成为ERP行业的新的发展机遇。
为应对以上发展趋势,ERP厂商陕西集思科技做已下策略的调整:
第一,加强云计算技术的运用推进和BI系统的研发,提升ERP软件的商业决策分析价值;
第二,改变传统的软件许可License销售模式。采取SaaS模式是云计算的关键因素之一,有利于企业形成长期稳定的收入;
第三,提升对兼并收购、国际化等企业发展趋势的理解。ERP的核心在于管理与技术的融合,随着外部环境推进,企业面临转型需求。ERP厂商只有跟上企业转型的步伐才能保证产品的价值。
第四,推出企业最佳ERP解决方案:采用EasyERP,企业客户通过互联网应用运行在服务器集群上的EasyERP实现全部业务集成、数据共享、流程控制,作为企业资源计划概念的真正载体ERP可以名正言顺地将CRM、HR、PDM、MRP、SCM子系统完全覆盖。帮助企业实现低成本、高效率利润的转化。
项目部:罗经理
人类社会在经历了农业时代和工业时代后,正在迈入信息时代。新的生活方式正在形成,身临其境感知天下、足不出户远程办公、人机互动休闲娱乐,一切都已成为可能。智能化的综合网络将遍布城市的各个角落,各种信息服务无处不在,人们将生活在一个被信息资源所包围的,更加自由、安全、舒适的智慧化环境中。
随着人类社会的不断发展,未来城市将承载越来越多的人口。目前,我国正处于城镇化加速发展的时期,部分地区“城市病”问题日益严峻。为解决城市发展难题,实现城市可持续发展,建设智慧城市已成为当今世界城市发展不可逆转的历史潮流。
早在2012年中央经济工作会议上,国家就提出了新型城镇化的“八字方针”——集约、绿色、智能、低碳。
“集约”提高城市资源利用和城市运行效率;
“智能”是城镇化的智慧化与精细化,构建“更为智慧化、百姓生活更便利的城镇”; “绿色”智慧型城市能实现可持续发展,要求循环利用资源能源、善待和修复生态环境; “低碳”发展能够降低能源消耗、推广可再生能源、促进民众行为节能减排。
2015年3月5日,国务院总理在全国人大作的政府工作报告上提出“互联网+”行动计划,并强调要发展“智慧城市”,保护和传承历史、地域文化。其实更重要的是,要通过智慧城市建设,有效治理污染、交通拥堵等城市病,加强城市供水供气供电、公交和防洪防涝设施等能效建设,达到让城市生活更便捷、环境更宜居的目的,实现城市的善治。什么是智慧城市?
智慧城市的建设始终离不开管理者、产业界和民众这三个城市主体,他们对建设智慧城市一般有以下期望:
城市管理者希望智慧城市能使城市“不得病”、“少得病”,或者得了病之后“快治病”,保障城市健康和谐发展;
产业界希望利用智慧城市技术手段,提升企业自身运营绩效,降低运营成本,提升竞争力;
民众希望能感受到智慧城市带来的“便民”、“利民”、“慧民”,同时也对城市管理者进行有效监督。
目前,关于智慧城市的理解,主要有以下几个方面的共识:
从手段上说,通过全面感知、信息共享、智能解题,在城市规划、建设、管理、运行过程中采用信息化、智慧化、人性化等手段推进管理创新;
从内容上说,智慧城市涵盖城市产业、民生、环境、防灾减灾、行政治理、资本配置等;
从理念上看,以智慧系统为“粘合剂”将集约、低碳、绿色、人文等新理念融入城镇化全过程;
从难度上看,智慧城市建设最大的难点是将信息孤岛连接起来,通过信息共享、系统共生来消除“信息孤岛”和利益壁垒。因此,优势科技认为,“智慧城市”就是运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息,从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。其实质是利用先进的信息技术,以“绿色、低碳、智慧”为主题,实现城市智慧式管理和运行,进而为城市中的人创造更美好的生活,促进城市的和谐、可持续成长。3 如何建智慧城市?
智慧城市的支撑技术主要有物联网、大数据、云计算、新一代通信技术等。其中,最具有革命性的技术主要有物联网和大数据。前者解决了大数据源头问题,后者是用这些海量数据为上层提供更智能的应用。
大数据技术给我们带来了三大根本改变:
大数据让人们脱离了对算法和模型的依赖,数据本身即可帮助人们贴近事情的真相; 大数据弱化了因果关系。大数据分析可以挖掘出不同要素之间的相关关系。人们不需要知道这些要素为什么相关就可以利用其结果,在信息复杂错综的现代社会,这样的应用将大大提高效率; 与之前的数据库相关技术相比,大数据可以处理半结构化或非结构化的数据。这将使计算机能够分析的数据范围迅速扩大。
在智慧城市建设之初,应当是积累数据。因此,优势科技认为,“智慧城市”的基石是物联网技术,它可以使众多公共资源具有语境感知能力,实现“万物直接互联”,为智慧城市建设积累智慧城市所需要的海量数据资源,用于智慧政务、智慧民生和智慧产业,以便优化城市资源管理,解决城市发展难题,增强城市管理能力,提升公共服务水平,促进城市可持续发展。
优势科技经过近十年的潜心攻关,成功研制出了具有国际领先水平的WF-IoT中高速广域融合物联网技术,其单芯片级集成、大规模无线自由组网、无源无线智能控制、跨领域融合互联等特点,对民生、环保、公共安全、城市服务等领域的管理具有颠覆性、革命性影响,是充分展现绿色、环保、智能的“智慧城市”新名片。
概述
物联网(The Internet of things)是一种通过射频识别(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,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
物联网的概念是在1999年提出的。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。根据ITU的描述,在物联网时代,通过在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发器,人类在信息与通信世界里将获得一个新的沟通维度,从任何时间任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物和物与物之间的沟通连接。这里的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围:
1、要有相应信息的接收器;
2、要有数据传输通路;
3、要有一定的存储功能;
4、要有CPU;
5、要有操作系统;
6、要有专门的应用程序;
7、要有数据发送器;
8、遵循物联网的通信协议;
9、在世界网络中有可被识别的唯一编号。
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(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
要真正建立一个有效的物联网,有两个重要因素。一是规模性,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,如果我们只在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;二是流动性,物品通常都不是静止的,而是处于运动的状态,必须保持物品在运动状态,甚至高速运动状态下都能随时实现对话。
一般来讲,物联网的开展步骤主要如下:
(1)对物体属性进行标识,属性包括静态和动态的属性,静态属性可以直接存储在标签中,动态属性需要先由传感器实时探测;
(2)需要识别设备完成对物体属性的读取,并将信息转换为适合网络传输的数据格式;
(3)将物体的信息通过网络传输到信息处理中心(处理中心可能是分布式的,如家里的电脑或者手机,也可能是集中式的,如中国移动的IDC),由处理中心完成物体通信的相关计算。
IT产业下一阶段的任务是把新一代IT技术充分运用在各行各业之中,具体地说,就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,并且被普遍连接,形成物联网。应用案例
IOT的应用其实不仅仅是一个概念而已,它已经在很多领域有运用,只是并没有形成大规模运用。常见的运用案例有:
一:物联网传感器产品已率先在上海浦东国际机场防入侵系统中得到应用 系统铺设了3万多个传感节点,覆盖了地面、栅栏和低空探测,可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。而就在不久之前,上海世博会也与无锡传感网中心签下订单,购买防入侵微纳传感网1500万元产品。
二:ZigBee路灯控制系统点亮济南园博园。ZigBee无线路灯照明节能环保技术的应用是此次园博园中的一大亮点。园区所有的功能性照明都采用了ZigBee无线技术达成的无线路灯控制
三:智能交通系统(ITS)
是利用现代信息技术为核心,利用先进的通讯、计算机、自动控制、传感器技术,实现对交通的实时控制与指挥管理。交通信息采集被认为是ITS的关键子系统,是发展ITS的基础,成为交通智能化的前提。无论是交通控制还是交通违章管理系统,都涉及交通动态信息的采集,交通动态信息采集也就成为交通智能化的首要任务
另外,上海移动已为多个行业客户度身打造了集数据采集、传输、处理和业务管理于一体的整套无线综合应用解决方案。最新数据显示,上海移动目前已将超过10万个芯片装载在出租车、公交车上,形式多样的物联网应用在各行各业大显神通,确保城市的有序运作。在上海世博会期间,“车务通”全面运用于上海公共交通系统,以最先进的技术保障世博园区周边大流量交通的顺畅;面向物流企业运输管理的“e物流”,将为用户提供实时准确的货况信息、车辆跟踪定位、运输路径选择、物流网络设计与优化等服务,大大提升物流企业综合竞争能力。
目前,物联网在我国的高铁方面也得到了广泛的应用,我国首家高铁物联网技术应用中心已在苏州科技城投用,该中心将为高铁物联网产业发展提供科技支撑。
高铁物联网作为物联网产业中投资规模最大、市场前景最好的产业之一,正在改变人类的生产和生活方式。以往购票、检票的单调方式,将在这里升级为人性化、多样化的新体验。刷卡购票、手机购票、电话购票等新技术的集成使用,让旅客可以摆脱拥挤的车站购票;与地铁类似的检票方式,则可实现持有不同票据旅客的快速通行。
7月1日正式通车的国家重点工程沪宁城际铁路,其全套客运服务系统和设备均在该中心研发生产,此外,京沪高铁、沪杭高铁等多个项目也已签约。
国家计划的高铁建设里程达2万公里,同时海外市场也很广阔,而该中心拥有自主知识产权,可以对外技术输出。
据悉,城际铁路、城市轨道交通等建设近年来进入规模最大、发展速度最快的时期,围绕基础设施建设和物联集成系统开发,正在形成万亿元级的庞大市场。业内人士预测,该中心今年可实现销售收入10亿元,未来3—5年内可达百亿元规模。
物联网热浪为什么在中国会迅速壮大呢?物联网在中国迅速崛起得益于我国在物联网方面的几大优势。
第一,我国早在1999年就启动了物联网核心传感网技术研究,研发水平处于世界前列;第二,在世界传感网领域,我国是标准主导国之一,专利拥有量高;第三,我国是目前能够实现物联网完整产业链的国家之一;第四,我国无线通信网络和宽带覆盖率高,为物联网的发展提供了坚实的基础设施支持;第五,我国已经成为世界第三大经济体,有较为雄厚的经济实力支持物联网发展。
物联网对我国经济发展的影响
据业内人士估计,中国物联网产业链今年就能创造1000亿元左右的产值,它已经成为后3G时代最大的市场兴奋点。有业内专家认为,物联网一方面可以提高经济效益,大大节约成本;另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。目前,加拿大、英国、德国、芬兰、意大利、日本、韩国等都在投入巨资深入研究探索物联网。有研究机构预计10年内物联网就可能大规模普及,这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场,其产业要比互联网大30倍。
从22日在上海开幕的2010中国国际物联网大会上了解到,物联网将成为全球信息通信行业的万亿元级新兴产业。到2020年之前,全球接入物联网的终端将达到500亿个。我国作为全球互联网大国,未来将围绕物联网产业链,在政策市场、技术标准、商业应用等方面重点突破,打造全球产业高地。物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展。目前物联网被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。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。
物联网产业链可以细分为标识、感知、处理和信息传送四个环节,每个环节的关键技术分别为RFID、传感器、智能芯片和电信运营商的无线传输网络。未来物联网的发展将经历四个阶段,2010年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域,2010~2015年物体互联,2015~2020年物体进入半智能化,2020年之后物体进入全智能化。
作为物联网发展的排头兵,RFID成为了市场最为关注的技术。数据显示,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。
物联网目前存在的问题
1、国家安全问题
中国大型企业、政府机构,如果与国外机构,进行项目合作,如何确保企业商业机密、国家机密不被泄漏?这不仅是一个技术问题,而且还涉及到国家安全问题,必须引起高度重视。
2、隐私问题
在物联网中,射频识别技术是一个很重要的技术。在射频识别系统中,标签有可能预先被嵌入任何物品中,比如人们的日常生活物品中,但由于该物品(比如衣物)的拥有者,不一定能够觉察该物品预先已嵌入有电子标签以及自身可能不受控制地被扫描、定位和追踪,这势必会使个人的隐私问题受到侵犯。因此,如何确保标签物的拥有者个人隐私不受侵犯便成为射频识别技术以至物联网推广的关键问题。而且,这不仅仅是一个技术问题,还涉及到政治和法律问题。这个问题必须引起高度重视并从技术上和法律上予以解决。造成侵犯个人隐私问题的关键在于射频识别标签的基本功能: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,从而获得相关的隐私信息。这就带来了如何确保嵌入有标签的物品的持有者个人隐私不受侵犯的问题。
3、物联网的政策和法规。
物联网不是一个小产品,也不是只是一个小企业可以做出来,做起来,它不仅需要技术,它更是牵涉到各个行业,各个产业,需要多种力量的整合。这就需要国家的产业政策和立法上要走在前面,要制定出适合这个行业发展的政策和法规,保证行业的正常发展。
4、技术标准的统一与协调。
物联网发展过程中,传感、传输、应用各个层面会有大量的技术出现,可能会采用不同的技术方案。如果各行其是,那结果是灾难的,大量的小而破的专用网,相互无法连通,不能进行联网,不能形成规模经济,不能形成整合的商业模式,也不能降低研发成本。因此,尽快统一技术标准,形成一个管理机制,这是物联网马上就要面对问题,5、管理平台的形成。
物联网是什么?我们经常会说RFID,这只是感知,是物联网的其中一种应用,其实感知的技术已经有,虽然未必说成熟,但是开发起来并不难。但是物联网的价值在什么地方?在于网,而不在于物。传感是容易的,但是感知的信息,如果没有一个庞大的网络体系,不能进行管理和整合,那这个网络就没有意义。因此,建立一个全国性的,庞大的,综合的业务管理平台,把各种传感信息进行收集,进行分门别类的管理,进行有指向性的传输,这就是一个大问题。一个小企业甚至都可以开发出传感技术,开发出传感应用。但是一个小企业没有办法建立起一个全国性高效率的网络。没有这个平台,各自为政的结果一定是效率低,成本高,很难发展起来,也很难起到效果。
这个平台,电信运营商最有力量与可能来建设,也可能这个过程中,会有新的管理平台建设与提供者出现。我也相信,这个平台的建设者会在未来的物联网发展中,取得较好的市场地位,甚至是最大的受益者。
6、安全体系的建立与形成。
物联网目前的传感技术主要是RFID,植入这个芯片的产品,是有可能被任何人进行感知的,它对于产品的主人而言,有这样的一个体系,可以方便的进行管理。但是,它也存在着一个巨大的问题,其他人也能进行感知,比如产品的竞争对手,那么如何做到在感知、传输、应用过程中,这些有价值的信息可以为我所用,却不被别人所用,尤其不被竞争对手所用。这就需要在安全上下功夫,形成一套强大的安全体系。现在应该说,会有哪些安全问题出现,如何应对这些安全问题,怎么进行屏蔽都是一些非常复杂的问题,甚至是不清晰的。但是这些问题一定值得注意,尤其是这个管理平台的提供者。安全问题解决不好,有一天可能有价值的物联网会成为给竞争对手提供信息方便的平台,那么它的价值就会大大的打折扣,也不会有企业愿意和敢于去使用。
7、应用的开发。
物联网的价值不是一个可传感的网络,而是必须各个行业参与进来进行应用,不同行业,会有不同的应用,也会有各自不同的要求,这些必须根据行业的特点,进行深入的研究和有价值的开发。这些应用开发不能依靠运营商,也不能仅仅依靠所谓物联网企业,因为运营商和技术企业都无法理解行业的要求和这个行业具体的特点。很大程度上,这是非常难的一步,也是需要时间来等待。需要一个物联网的体系基本形成,需要一些应用形成示范,更多的传统行业感受到物联网的价值,这样才能有更多企业看清楚物联网的意义,看清楚物联网有可能带来的商业价值,也会把自己的应用和业务与物联网结合起来。
物联网不是科技狂想,而是又一场科技革命。
物联网对社会发展进步所带来的意义
物联网使物品和服务功能都发生了质的飞跃,这些新的功能将给使用者带来进一步的效率、便利和安全,由此形成基于这些功能的新兴产业。
物联网的发展,也是以移动技术为代表的普适计算和泛在网络发展的结果,带动的不仅仅是技术进步,而是通过应用创新进一步带动经济社会形态、创新形态的变革,塑造了知识社会的流体特性,推动面向知识社会的下一代创新形态的形成。移动及无线技术、物联网的发展,使得创新更加关注用户体验,用户体验成为下一代创新的核心。开放创新、共同创新、大众创新、用户创新成为知识社会环境下的创新新特征,技术更加展现其以人为本的一面,以人为本的创新随着物联网技术的发展成为现实。
1 特征
物联网虽然是在互联网的基础上诞生的, 其正常运转以及发挥作用离不开互联网的支持, 但是其和互联网有着较大的差距, 具有自身的一些特点, 具体表现在以下几个方面:
1.1 互联网特征。
互联网是物联网存在的基础, 为物联网中各个设备的通信提供网络, 及时的为物联网的信息传递提供便利。由于物联网中存在大量的传感器以及其它的设备, 这些设备搜集的大量信息需要由互联网进行传输, 为了确保传输的可靠性, 需要对互联网各种协议很好的进行支持。
1.2 识别与通信特征。
在物联网当中, 存在大量不同类型以及功能的传感器, 这些传感器为物联网的提供大量的信息, 且由于传感器功能的差异, 搜集的信息也存在较大的不同, 且这些信息具有较高的实时性, 需要不断的进行刷新。
1.3 智能化特征。
物联网不单纯是收集信息, 而是以收集的信息作为基础, 对这些进行相应的处理, 根据信息对相关的设备进行智能化的自动控制。通过传感器收集信息, 然后结合先进的处理技术, 使自动化的智能控制技术深入到各个领域。
2 物联网的技术架构
物联网技术主要分为三个主要部分, 根据其各种承担功能的不同, 依次为感知层、网络层以及应用层。
2.1 感知层在物联网中属于信息收集的主要部分, 主要由各种
型号以及功能不同的传感器组成, 这些传感器相当于人体的感觉器官, 复杂感知外界的信息, 对各种信息进行分析识别, 收集有用信息, 为后续工作的开展奠定基础。
2.2 网络层主要是依靠传统的互联网, 同时结合广电网、通信网
等, 能够在第一时间将各种传感器收集的信息进行传输, 并有云计算平台对传输过来的信息进行分析和计算, 从而做出相应的判断。
2.3 应用层主要包括接入物联网的各种终端设备。通过各种终
端设备能够及时的获取物联网传递的信息。人们可以通过应用层的接入终端及时的获取物联网中丰富的信息。当前物联网技术不断发展, 相应的控制领域也在不断扩大, 对于人们生活和生产作业也越来越大。
3 我国物联网的发展及现状
当前我国的互联网技术取得很大的进步, 为物联网相关技术的发展打下了坚实的基础, 相关互联网基础设施的建设也为物联网提供了设备保障。国家对于信息产业的重视程度不断的上升, 在我国的政府工作报告当中, 物联网当前成为我国新型的产业。到去年为止, 我国相关部门对于物联网的发展相继出台一些新的政策, 从而促进下一代信息技术的研发。可以说物联网在我国的高速发展在很大程度上得益于我国坚实的互联网建设。
第一, 国家对于信息技术的十分重视, 中国科学院在上世纪末就开始了相关技术的研究工作, 先后有超过两千人的团队参与当相关领域的研究, 在传感器网络通信方面取得了极大的进步。第二, 当前我国在物联网相关领域与西方发达国家一起能够参与相关标准的制定, 相关领域的科技成果能够达到国际先进水平。第三, 当前国内已经初步形成相关的产业链条, 各种技术能够在较短的时间内转化为实际的经济效益。随着我国“唐芯一号”物联网芯片的研制成功, 国内对于物联网技术已经达到了核心层面。唐芯一号芯片是一颗2.4G超低功耗射频可编程片上系统 (Pso C) , 可以满足各种条件下无线传感网、无线局域网、有源RFID等物联网应用的特殊需要, 为我国的物联网产业的发展奠定了基础。
4 物联网的应用
物联网的兴起和不断发展, 在生活和工作当中的广泛使用, 在很大程度上改变了我们的生产以及生活的方式, 为人们的生活提供了加大的便利。通过物联网的建设, 物与物之间能够自动进行交流, 而不必由人工参与。这样可以极大的减少劳动力的使用, 提高工作效率, 减轻人们的劳动负担。可以说随着物联网的不断发展和走向成熟, 在很大程度上促进了我国智能化社会的建设步伐。
物联网用途广泛, 遍及环境、政府工作、公共安全、工业监控、公共安全、城市管理、远程医疗、智能电网、智能小区、智能家居、工农业监测、环境保护监测、食品溯源等各个行业均有物联网的应用。例如, 基于有线电视网络的智能电表的应用, 人们则可以通过电视机实时查看自家的用电量和电费, 据此调控电器以避开用电高峰。
物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中, 具体地说, 就是把传感器嵌入和装备到电网、铁路、公路、建筑、供水 (气) 系统等各种物体中, 然后将“物联网”与现有的互联网整合起来, 在这个整合的网络当中, 依靠超级强大的计算机群, 对网络内的人员、机器、设备和基础设施进行实时的管理、监测和控制。在此基础上, 人类将以更加精细的、动态的方式管理生产和生活, 以提高资源利用率和生产力水平。
结束语
2010年6月22日上海开幕的中国国际物联网大会指出:到2020年之前, 全球接入物联网的终端将达到500亿个。我国做为互联网大国, 将围绕物联网产业链, 在政策市场、技术标准、商业应用等方面重点突破, 打造全球产业高地。欧洲智能系统集成技术平台组织 (EPOSS) 在《Internetof Things in 2020》报告中分析预测, 未来物联网的发展将经历四个阶段, 2010年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域, 2010~2015年物体互联, 2015~2020年物体进入半智能化, 2020年之后物体进入全智能化。
以我国的RFAD为例, 在2009年就达到了85亿人民币, 位居在全球第三位, 借助未来更加安全稳定的有线、无线的传输网络, 我国的物联网快速发展的时代必将到来!
摘要:互联网技术的诞生曾经在很大程度上给人们的生活以及生产带来巨大的变革。而物联网是在互联网之后又一次深刻的改变人们的生产以及生活方式的一次技术变革。物联网以信息技术为基础, 在很多领域都获得了广泛的使用, 发挥在越来越重要的作用。文章对物联网技术的特点进行了介绍, 在此基础之外对其发展趋势进行了展望。
关键词:物联网,技术特点,趋势
参考文献
[1]孙其博, 刘杰, 黎, 等.物联网:概念、架构与关键技术研究综述[J].北京邮电大学学报, 2010 (3) .[1]孙其博, 刘杰, 黎, 等.物联网:概念、架构与关键技术研究综述[J].北京邮电大学学报, 2010 (3) .
[2]周文豪.物联网的三要素及其三要因——谈物联网发展策略[J].射频世界, 2010 (1) .[2]周文豪.物联网的三要素及其三要因——谈物联网发展策略[J].射频世界, 2010 (1) .
[3]王斌.关于物联网关键技术及其应用前景的研究[J].信息与电脑 (理论版) , 2011 (2) .[3]王斌.关于物联网关键技术及其应用前景的研究[J].信息与电脑 (理论版) , 2011 (2) .
[关键词] 通信 集成电路 传感器 物联网
[中图分类号] TP399 [文献标识码] A [文章编号] 1674-2583(2014)06-0030-03
1 引言
物联网是通过装置在各类物体上的电子标签(RFID)、传感器、二维码等采集信息,并通过通信网络将物物、物人相连,协同工作,从而给物体赋予智能。目前,全球手机用户已经超过46亿,无线通信网络覆盖几乎无处不在(包括发达地区的高铁和飞机里,甚至沙漠边缘地带以至人烟罕至的深海区域也有通信卫星实现覆盖),在中国,移动网络覆盖已经达到了99.7%,假如人手一部手机,这将会有60亿个连接端。如果同时将所有机器、装置都接入到物联网,将会有数千亿个连接端,这其中包括二维码、RFID电子标签、SIM卡、GPS、摄像头、传感器等各种芯片和设备。在功能应用层面上,手机、平板电脑等智能终端也将会产生大量的衍生功能,带来新的应用,协同人类和环境之间的关系,实现人与人、人与物、物与物之间的全面连接和无碍沟通。可以说,赋予物体智能的物联网时代已经到来。
在第二次信息产业浪潮中,我国信息化建设一直处于追赶阶段,我们自主研发并成功运营具有战略意义的TDSCDMA移动通信3G技术,2012年1月我国主导的TD-LTE Advanced成功被国际电联纳入4G标准技术。这是在电信行业促进产业从“中国制造”到“中国创造”转变的开始,同时也是中国从通信大国走向通信强国的重要机遇。实现信息产业整体上达到国际水平一直是我们的不懈追求,只有充分利用我们已经取得的成果——自主知识产权的TD-SCDMA&TDLTE通信技术,才能实现我国物联网技术和通信技术的有机融合,抢占第三次信息产业浪潮的战略高地,引领和制定国际物联网行业标准,争取国际话语权和主导权,实现我国信息产业大国和强国的地位。基于以上考虑,要解决物联网与TD-LTE的融合与创新工作。
2 物联网与TD-LTE的融合与创新工作建议2.1 政策保障
通过政府支持,在准入机制、价格定位上给予优惠政策,应用试点行业进行示范项目建设,鼓励民族产业的科研和生产投入,营造宽松的税收政策和资金支持,为推动产业发展提供政策保障。同时,在重要项目的初期投入上给予财政支撑,适当时候要通过政府行为解决启动资金短缺的问题。重点行业启动技术升级要有政府的主导和推广。比如,国内的通信企业在RFID技术和TD通信技术方面已经比较成熟,相关的应用比如智能车联网、无线电力抄表、智能矿山等行业应用,在市场推广的初期可以在政策上给予适当引导和扶持,助力民族产业走出产品推广初期的启动困境,形成示范效应,推动行业应用的顺利启动和规模实施。
2.2 标准制定
制定物联网产业、终端、平台、接口、通信协议的国家标准和国际标准,实现技术标准化。成立物联网与TD-LTE技术的标准工作协调小组或标准工作联合小组,注重在具有战略意义的TD-SCDMA通信技术基础上进行物联网标准的整体规划和安排,掌握了标准就是掌握了未来物联网技术的话语权。制定重点行业应用标准:面向工业、环保、交通、医疗、农业、电力、物流等重点行业需求,以重大应用示范工程为载体,总结成功模式和成熟技术,形成一系列具有推广价值的行业应用标准,并力争将国家标准转化为国际标准。
2.3 资源保障
目前,资源保障任务亟待解决的主要是无线电频率资源,无线电设备在物联网中的主要任务是传输各个节点处理后的信息。所使用的设备涉及不同的无线电业务领域,如RFID系统、全球定位系统、手机及其他微功率(短距离)无线电设备等。国家为满足相关业务的需要,已对这些业务的频率使用范围及技术要求进行了划分和规范。例如,为了确保RFID技术的发展和运用,国家划分800MHz/900MHz频段RFID技术的具体使用频率为840~845MHz和920~925MHz;另外,国家规定2.4~2.4835GHz、5.725~5.850GHz频段为点对点或点对多点扩频通信系统、高速无线局域网、宽带无线接入系统、蓝牙技术设备及车辆自动识别等无线电台的共用频段,是典型的物联网运用频率。但是,由于这个频段是开放频段,存在相互影响问题,因此在物联网应用方面不被看好。物联网所涉及的无线电设备有些属于微功率(短距离)无线电设备。我国近几年下发了《微功率(短距离)无线电设备的技术要求》(信部无〔2005〕423号)、《关于发布800/900MHz频段射频识别(RFID)技术应用工作频率的通知》(信无函〔2007〕205号)等一系列文件,对相关的业务进行了规范。与物联网相关的无线电产品的研发,可以从相关业务文件中获得频率政策支持。
无锡物联网研究院最近提出的《物联网频率问题与规划》中指出,2.4GHz属于开放频段,在节点密集布设的情况下,设备间可能存在干扰;433MHz和780MHz作为物联网设备的工作频段,低频传输特性较好,目前IEEE也开始在该频段进行规划,但由于已有设备众多,导致标准纷繁复杂,对该频段的规划缺乏系统性,采用该频段不同标准的设备间仍可能存在干扰。为此,国家可规划443~870MHz范围内的空闲频段作为物联网设备的专用工作频段。
对物联网频率的保护工作,需要从规划、技术、管理等方面入手,多方协同,多管齐下。在此过程中,无线电管理工作要及时做好物联网频率需求分析、调研、论证和对上申请、争取等工作,大力支持物联网产业的发展;要建立无线电管理与物联网无线电产品研发沟通协调机制,为无线电管理部门服务物联网无线电发射设备研发工作提供机制保证。具体包括频率的规划、划分和分配调整工作,出台相应的政策规定,规范相关业务的使用,必要时国家在现有频率划分的框架内调整相关频段来支持物联网发展。由于物联网所涉及的一些无线电业务与其他业务共享频率,因而受干扰的可能性较大;加上国家明文规定微功率(短距离)的无线电设备不受保护,所以对物联网所涉及的无线电设备实施频率保护比较困难。从物联网未来的发展来看,频率保护将是复杂而繁重的任务。
2.4 技术演进
发展RFID技术和传感器技术,尤其是手机终端的智能化和多功能化,保持TD-SCDMA传输层技术的可持续演进,遵循物联网发展四步走的规律。即:第一阶段是电子标签被广泛应用在生活、生产、制造、物流、销售等领域;第二阶段则是实现物体互联;第三阶段是物体进入半智能化;第四阶段就是物体进入了全智能化。在现有移动网络实现人联的基础上,逐步实现物物互联及人物互联技术的跨行业应用,可以在4A(任何时间anytime、任何地点anywhere、任何人anyone、任何物anything)情况下安全地查找、查询、观测自己关心的事物、事件的历史和现在以至未来的全息状态信息,在充分授权的前提下,实现无所不在、无所不能的泛在网络感知,才是智慧地球的真正实现。
随着TD-LTE的成熟,无线宽带通信将为物联网提供有力的传输支撑,对于信息的采集、管理、协同处理将是物联网的核心,利用云计算、模式识别等各种智能计算技术,对海量数据和信息进行数据挖掘,得到分析处理后的信息,为人类决策和控制提供支持,提升对物理世界、经济社会各种活动和变化的洞察力,实现网络的泛在化和信息的智能化。
2.5 降低成本
成本的降低很大程度上决定于规模化生产,对于已经成熟并可以使用的技术,前期需要政府引导和积极推动,在政策上给予支持,如在电力、交通、医疗等领域的政府扶持和引导,后期由市场来调节产业行为,自主发展。同时,技术的进步也将进一步降低成本,经济性和实用性的智能技术必将推进物联网技术的快速发展,利用现有的通信网络和互联网将物体接入信息网络,随时随地进行可靠的信息交互和共享。比如,采用贴RFID标签的方法实现个人物品和企业资产的查询和定位管理,可以在现有无线TD-SCDMA网络的基础上提供增值服务,网络定位或手机终端进行射频扫描定位的方法。经济实用的智能技术带来的是大规模应用,规模化应用也将回馈研发和生产,进一步降低产业成本,从而形成良性循环。关键在于政府在企业行为之前提供的助推力很重要。
2.6 安全问题
建议国家在个人隐私保护、人身伤害相关的责任认定等方面制定规范和政策,保障行业的健康有序成长。在TDSCDMA网络认证和鉴权机制上进行新的研究,以适应物联网时代的新要求。建立信息安全保障体系,加强物联网信息安全技术的研究开发,有效保障信息采集、传输、处理等各个环节的安全可靠。加强监督管理,做好物联网重大项目的安全评测和风险评估,做好物联网信息安全顶层设计,构建有效的预警和管理机制,大力提升信息安全保障能力。
3 应用案例和未来设想
TD-LTE将提供更加快捷的宽带无线网络连接,物联网技术的推广前景将更加广阔。目前,TD-LTE和物联网融合的行业应用案例主要有以下几个方面:
智慧石油:提供端到端解决方案,可实现石油油田生产野外数据上报与查询、数据源头采集和远程监控、生产动态监测和管理、油田企业网边缘接入及移动办公等系统功能。
智慧矿山:通过TD无线信号覆盖对矿区的人、设备和环境全面感知,实现井下预警防范、应急通信、人员定位、压风与供水自救、紧急避险、云平台智能管理等各领域应用。
智能电网:智能电网建立在集成的高速双向通信网络的基础上,通过先进的传感和测量技术、设备技术、先进的控制方法以及决策支持系统技术的应用,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。
智慧农业:远程监控农作物长势、智能控制种植灌溉设备、病虫害预警、专家系统远程诊断。
监狱信息化:覆盖监狱基础管理业务,通过对监狱内各管理系统的高度集成,为监狱管理机构提供一个集成、融合的信息共享和工作管理平台。
此外,TD-LTE和物联网融合的行业应用设想还有车载信息服务、二维码增值业务、食品安全追溯、动物溯源、农业生产、电力无线抄表、病人监护、移动支付、手机票务、手机多媒体、智能家居、企业安防、老人儿童监护、远程医疗、物品定位、企业资产管理、物流管理、信息定向发布、船舶调度、路灯管理、危险源管理、城市燃气监控、城市管道监控、桥梁监控、河流监控、厂矿监控、气象监测、能源安全管理、制作业生产控制、车辆调度、无线相框、智能停车场、电梯卫士、自动售货机、森林监控、环境监控、直放站监控、物品识别等。而基于自主知识产权的TD-LTE技术的专网集群通信和广电宽带运营也将为客户提供多样化的解决方案。
4 结语
创新驱动产业技术升级。物联网是我国继自主研发TDSCDMA通信技术之后,在新一代信息技术自主创新领域亟需突破的重点方向,如何将二者有机融合,这其中蕴含着巨大的创新空间,在芯片、传感器、近距离传输、海量数据处理以及综合集成、应用等领域,创新活动日趋活跃,创新要素不断积聚。物联网在各行各业的应用不断深化,将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式。应用需求不断拓宽,巨大的市场将为物联网带来难得的创新机遇和广阔的发展空间。
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