中國物聯(lián)網(wǎng)核心產(chǎn)業(yè)白皮書.doc

中國物聯(lián)網(wǎng)核心產(chǎn)業(yè)白皮書1 物聯(lián)網(wǎng)概述1.1物聯(lián)網(wǎng)的定義物聯(lián)網(wǎng)（Internet Of Things）概念的提出已經(jīng)有十余年的歷史，并在世界范圍內(nèi)引起越來越高的關注。在國內(nèi)，隨著政府對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)關注和支持力度的顯著提高，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)逐漸從產(chǎn)業(yè)愿景走向現(xiàn)實應用。但由于物聯(lián)網(wǎng)的概念一直以來缺乏清晰可辨識的定義，以及一些利益相關方爭相對這一概念進行基于自身利益的解讀，使得市場各方對其內(nèi)涵和外延認識不清，這既造成了產(chǎn)業(yè)應用界、技術投資界和證券市場在投資方向上的混亂，也可能使政府的支持方向產(chǎn)生偏差。為改變這一現(xiàn)象，驅(qū)散物聯(lián)網(wǎng)概念上的迷霧，幫助產(chǎn)業(yè)獲得更好的發(fā)展，易觀經(jīng)過對物聯(lián)網(wǎng)所屬行業(yè)和競爭性行業(yè)的廣泛調(diào)研以及對多家權威機構的深度訪談，推出了國內(nèi)第一份從廣度和深度剖析物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的報告。在本報告中，易觀對物聯(lián)網(wǎng)第一次給出了明確清晰的定義：物聯(lián)網(wǎng)，是指通過各種手段，將現(xiàn)實世界的物理信息進行自動化、實時性、大范圍、全天候的標記、采集、匯總和分析，并在必要時進行反饋控制的網(wǎng)絡系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)具有典型的層級特性，一個完整的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)一般包含以下五個層面的功能：一信息感知層該層的主要任務是將大范圍內(nèi)的現(xiàn)實世界的各種物理量通過各種手段，實時并自動化的轉化為虛擬世界可處理的數(shù)字化信息或者數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)所采集的信息主要有如下種類：傳感信息：如溫度、濕度、壓力、氣體濃度、生命體征等；物品屬性信息：如物品名稱、型號、特性、價格等；工作狀態(tài)信息：如儀器、設備的工作參數(shù)等；地理位置信息：如物品所處的地理位置等；信息采集層的主要任務是對各種信息進行標記，并通過傳感等手段，將這些標記的信息和現(xiàn)實世界的物理信息進行采集，將其轉化為可供處理的數(shù)字化信息。信息采集層涉及的典型技術如：RFID（射頻識別）、各種傳感器等。二信息匯聚層該層的主要任務是將信息采集層采集到的信息，通過各種網(wǎng)絡技術進行匯總，將大范圍內(nèi)的信息整合到一起，以供處理。信息匯總層涉及的典型技術如：Ad-hoc（多跳移動無線網(wǎng)絡），傳感器網(wǎng)絡，Wi-Fi等。三信息處理層該層的主要任務是將信息匯總層匯總而來的信息，進行分析和處理，從而對現(xiàn)實世界的實時情況形成數(shù)字化的認知。信息處理層典型的技術如：GIS（地理信息系統(tǒng)）k1 、ERP（企業(yè)資源管理計劃）物聯(lián)網(wǎng)主要有以下幾個特點：實時性由于信息采集層的工作可以實時進行，所以，物聯(lián)網(wǎng)能夠保障所獲得的信息是實時的真實信息，從而在最大限度上保證了決策處理的實時性和有效性。大范圍由于信息采集層設備相對廉價，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能夠?qū)ΜF(xiàn)實世界中大范圍內(nèi)的信息進行采集分析和處理，從而提供足夠的數(shù)據(jù)和信息以保障決策處理的有效性，隨著Ad-hoc技術的引入，獲得了無線自動組網(wǎng)能力的物聯(lián)網(wǎng)進一步擴大了其傳感范圍。自動化物聯(lián)網(wǎng)的設計愿景是用自動化的設備代替人工，三個層次的全部設備都可以實現(xiàn)自動化控制，因此，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)一經(jīng)部署，一般不再需要人工干預，既提高了運作效率、減少出錯幾率，又能夠在很大程度上降低維護成本。全天候由于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)部署之后自動化運轉，無需人工干預，因此，其布設可以基本不受環(huán)境條件和氣象變化的限制，實現(xiàn)全天候的運轉和工作。從而使整套系統(tǒng)更為穩(wěn)定而有效。1.2物聯(lián)網(wǎng)的核心技術（不同層面需要不同的技術）易觀認為，物聯(lián)網(wǎng)并不是一項單一的技術，而是多種技術的綜合應用，在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中應用到的技術主要包括：感知層：傳感器技術、射頻識別技術、二維碼技術、微機電系統(tǒng)傳感器技術射頻識別（RFID）技術射頻識別（Radio Frequency Identification，簡稱RFID）是通過無線電信號識別特定目標并讀寫相關數(shù)據(jù)的無線通訊技術。在國內(nèi)，RFID已經(jīng)在身份證件、電子收費系統(tǒng)和物流管理等領域有了廣泛的應用。RFID技術市場應用成熟，標簽成本低廉，但RFID一般不具備數(shù)據(jù)采集功能，多用來進行物品的身份甄別和屬性的存儲，且在金屬和液體環(huán)境下應用受限，RFID技術屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息采集層技術。微機電系統(tǒng)（MEMS）微機電系統(tǒng)（Micro Electro Mechanical Systems，簡稱MEMS） 是指利用大規(guī)模集成電路制造工藝，經(jīng)過微米級加工，得到的集微型傳感器、執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的微型機電系統(tǒng)。MEMS技術近幾年的飛速發(fā)展，為傳感器節(jié)點的智能化、小型化、功率的不斷降低制造了成熟的條件，目前已經(jīng)在全球形成百億美元規(guī)模的龐大市場。近年更是出現(xiàn)了集成度更高的納米機電系統(tǒng)（Nano-Electromechanical System，簡稱NEMS）。具有微型化、智能化、多功能、高集成度和適合大批量生產(chǎn)等特點。MEMS技術屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息采集層技術。信息匯聚層：傳感網(wǎng)自組網(wǎng)技術、局域網(wǎng)技術及廣域網(wǎng)技術無線傳感器網(wǎng)絡（WSN）技術無線傳感器網(wǎng)絡技術（Wireless Sensor Network，簡稱WSN）的基本功能是將一系列空間上分散的傳感器單元通過自組織的無線網(wǎng)絡進行連接，從而將各自采集的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡進行傳輸匯總，以實現(xiàn)對空間分散范圍內(nèi)的物理或環(huán)境狀況的協(xié)作監(jiān)控，并根據(jù)這些信息進行相應的分析和處理。WSN技術貫穿物聯(lián)網(wǎng)的三個層面，是結合了計算、通信、傳感器三項技術相的一門新興技術，具有較大范圍、低成本、高密度、靈活布設、實時采集、全天候工作的優(yōu)勢，且對物聯(lián)網(wǎng)其他產(chǎn)業(yè)具有顯著帶動作用。Wi-FiWi-Fi （Wireless Fidelity， 無線保真技術）是一種基于接入點（Access Point）的無線網(wǎng)絡結構，目前已有一定規(guī)模的布設，在部分應用中與傳感器相結合。Wi-Fi技術屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息匯總層技術。GPRSGPRS （General Packet Radio Service，通用分組無線服務）是一種基于GSM移動通信網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)服務技術。GPRS技術可以充分利用現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡，目前在很多領域有廣泛應用，在物聯(lián)網(wǎng)領域中也有部分應用。GPRS技術屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息匯總層技術。傳輸層：通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、3G網(wǎng)絡、GPRS網(wǎng)絡、廣電網(wǎng)絡、NGB等廣域網(wǎng)絡運營層：專家系統(tǒng)、云計算、API接口、客戶管理、GIS、ERP企業(yè)資源計劃（ERP）企業(yè)資源計劃（Enterprise Resource Planning，簡稱ERP） 是指建立在信息技術基礎上，以系統(tǒng)化的管理思想，為企業(yè)決策層及員工提供決策運行手段的管理平臺。ERP技術屬于物聯(lián)網(wǎng)的信息處理層技術。專家系統(tǒng)（Expert System）專家系統(tǒng)（Expert System） 是一個含有大量的某個領域?qū)＜宜降闹R與經(jīng)驗能夠利用人類專家的知識和經(jīng)驗來處理該領域問題的智能計算機程序系統(tǒng)。屬于信息處理層技術。應用層：垂直行業(yè)應用、系統(tǒng)集成、資源打包圖1-1物聯(lián)網(wǎng)分層結構和各層相關技術易觀分析認為，從物聯(lián)網(wǎng)的定義及各類技術所起的作用來看，物聯(lián)網(wǎng)的核心技術應該是無線傳感器網(wǎng)絡（WSN）技術 ，主要原因是：WSN技術貫穿物聯(lián)網(wǎng)的全部三個層次，是其它層面技術的整合應用，對物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展有提綱挈領的作用。WSN技術的發(fā)展，能為其它層面的技術提供更明確的發(fā)展方向。WSN技術的應用將極大的帶動其它各層技術的發(fā)展。在現(xiàn)實應用中，WSN往往成為系統(tǒng)的核心，物聯(lián)網(wǎng)技術中其它層面的技術，如MEMS、RFID等，都在WSN技術中有所應用，WSN技術和市場的不斷發(fā)展將給這些技術帶來不斷擴大的市場。經(jīng)過普遍調(diào)查我們發(fā)現(xiàn)，在WSN的組網(wǎng)方面每進行一元錢的投資，將拉動RFID、傳感器、集成電路、軟件、系統(tǒng)集成等相關產(chǎn)業(yè)1015元的投資。WSN是物聯(lián)網(wǎng)中最新鮮，最具增長性的技術，與RFID、MEMS等發(fā)展周期較長的技術不同，WSN能產(chǎn)生更新的應用，使產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生更大的增量。因此，易觀認為，推動WSN的發(fā)展對促進整個物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有顯著作用。1.3物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，人類社會存儲、分析、處理信息的能力大幅度的提高。從而在人類生活中出現(xiàn)了真實的物質(zhì)世界和虛擬的信息世界這樣“兩個世界”，這是對如此龐大的信息處理能力的浪費。而物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，正是將在這兩個世界之間建立起一座橋梁。易觀預測，物聯(lián)網(wǎng)將構成一個日益整合的，由無數(shù)應用系統(tǒng)構成的全球性系統(tǒng)包含60億人、上億個應用、1萬億個設備及其之間每天的100萬億次交互。這樣一個龐大的系統(tǒng)給人們的生活帶來的變化是不言而喻的，我們將不僅與信息相連，更將通過信息與遠處的實物相連。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，將極大的改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)和生活方式。它不僅將使我們的生活更舒適，更便捷，更環(huán)保，更安全，還將把現(xiàn)實世界和虛擬世界更和諧，更有效的聯(lián)系起來，利用現(xiàn)有的并仍在不斷發(fā)展的信息處理工具，物聯(lián)網(wǎng)將影響和改變現(xiàn)實世界，將認識自然的工具應用到改變自然的實踐之中。1.3.1 物聯(lián)網(wǎng)催生產(chǎn)業(yè)革命自從1965年首個集成電路計算機誕生以來，大約每隔15年，信息技術領域就會給世界帶來一次信息產(chǎn)業(yè)革命。1980年個人計算機的問世，1995年以“信息高速公路”為代表的互聯(lián)網(wǎng)革命。而如今，以“智慧的地球”為代表的新一代物聯(lián)網(wǎng)革命已經(jīng)擺到了我們的面前。易觀判斷：從信息處理到信息傳播再到信息傳感，信息發(fā)展越來越進入物質(zhì)領域。物聯(lián)網(wǎng)應用到生產(chǎn)環(huán)節(jié)，將能夠?qū)崿F(xiàn)更加智能化、針對性的生產(chǎn)管理，使得整個人類社會的生產(chǎn)活動更加環(huán)保、智能、安全。物聯(lián)網(wǎng)的影響正在逐漸滲透到人類社會的各個產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)中。為人類的生產(chǎn)活動帶來巨大的變革：生產(chǎn)活動實現(xiàn)環(huán)保和智能化通過物聯(lián)網(wǎng)，對產(chǎn)品的生產(chǎn)過程進行全程監(jiān)控，并進行及時的反饋，將極大的提高成品率，并更加有針對性的利用能源。2008年，物聯(lián)網(wǎng)技術已經(jīng)為全球的各類企業(yè)節(jié)約能源開支數(shù)十億美元，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展并更多的深入到生產(chǎn)活動，這一數(shù)字將不斷擴大，一種依托物聯(lián)網(wǎng)技術的新型節(jié)能、環(huán)保、智能化的生產(chǎn)方式將逐漸形成。這種新型的生產(chǎn)方式將降低人類的生產(chǎn)活動對能源的依賴，為解決全球范圍內(nèi)的環(huán)境污染問題和能源危機開辟一條新路。生產(chǎn)活動提升安全性通過物聯(lián)網(wǎng)對生產(chǎn)環(huán)境進行實時監(jiān)測，將能夠提前預知和及時解決生產(chǎn)過程中的危險，極大程度的保障工作人員的人身安全，真正做到“以人為本”。如目前國內(nèi)部分礦業(yè)企業(yè)已經(jīng)開始使用物聯(lián)網(wǎng)技術進行井下環(huán)境監(jiān)測，有效的避免了礦難事故的發(fā)生，大幅提高了井下作業(yè)的安全系數(shù)，有效規(guī)避了企業(yè)的安全風險。生產(chǎn)活動實現(xiàn)針對性和計劃性在物聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展完善并最終與互聯(lián)網(wǎng)緊密結合之后，每時每刻全球各類商品的生產(chǎn)和消費狀況將都能夠從互聯(lián)網(wǎng)上得到，各個企業(yè)將能夠更方便，更準確的了解到產(chǎn)品的供需和市場狀況，據(jù)此調(diào)整自己的生產(chǎn)計劃，從而避免過量生產(chǎn)造成產(chǎn)能浪費和各種經(jīng)濟問題。1.3.2 物聯(lián)網(wǎng)改變?nèi)藗兊纳罘绞轿锫?lián)網(wǎng)的出現(xiàn)并不僅僅會對人類社會的生產(chǎn)活動帶來根本性的變化，同時也會從根本上改變我們的生活：人類生活將更加綠色、環(huán)保通過物聯(lián)網(wǎng)和隨之而來的各種智能家居系統(tǒng)，人們將能夠更好的了解身邊的自然環(huán)境，并更大限度的利用自然環(huán)境來為自己營造舒適安全的生活環(huán)境，從而實現(xiàn)人與自然的和諧共處。比如應用了物聯(lián)網(wǎng)技術的智慧電網(wǎng)，把靜態(tài)的、低效的電力輸送網(wǎng)絡轉變?yōu)閯討B(tài)可調(diào)整的智能網(wǎng)絡，對能源系統(tǒng)進行實時監(jiān)測，根據(jù)不同時段的用電需求，將電力按最優(yōu)方案予以分配。目前，應用物聯(lián)網(wǎng)技術的節(jié)能空調(diào)、照明系統(tǒng)等已經(jīng)開始展示出了物聯(lián)網(wǎng)在這方面的魅力，隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，這一趨勢將變的越來越明顯。人類生活將更加信息化隨著物聯(lián)網(wǎng)技術不斷應用到各行各業(yè)的生產(chǎn)活動中，人們獲取信息的手段將更加的