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文檔簡介
1、第一篇物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)綜述一、 物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵及架構(gòu)體系1. 物聯(lián)網(wǎng)概念及內(nèi)涵 物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,IoT)概念最早于1999 年由美國麻省 理工學(xué)院提出,早期的物聯(lián)網(wǎng)是指依托射頻識別(Radio Frequency Identification ,RFID)技術(shù)和設(shè)備,按約定的通信協(xié)議與互聯(lián)網(wǎng)相 結(jié)合,使物品信息實現(xiàn)智能化識別和管理,實現(xiàn)物品信息互聯(lián)而形成 的網(wǎng)絡(luò)。 2005年11月17日, 在突尼斯舉行的信息社會世界峰會 (WSIS) 上,國際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布了ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005:物聯(lián)網(wǎng), 正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。隨著技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵 不斷擴展
2、?,F(xiàn)代意義的物聯(lián)網(wǎng)可以實現(xiàn)對物的感知識別控制、網(wǎng)絡(luò)化 互聯(lián)和智能處理有機統(tǒng)一,從而形成高智能決策。 目前較為統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)定義: 物聯(lián)網(wǎng)是通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的拓展應(yīng) 用和網(wǎng)絡(luò)延伸, 它利用感知技術(shù)與智能裝臵對物理世界進行感知識別, 通過網(wǎng)絡(luò)傳輸互聯(lián),進行計算、處理和知識挖掘,實現(xiàn)人與物、物與 物信息交互和無縫鏈接,達到對物理世界實時控制、精確管理和科學(xué) 決策目的。 2. 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵要素 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵要素包括由感知、 網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用層組成的網(wǎng)絡(luò)架 構(gòu), 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和標準, 包括服務(wù)業(yè)和制造業(yè)在內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè), 資源體系,隱私和安全以及促進和規(guī)范物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的法律、政策和國 際治理體系。如圖1 所示。
3、圖 1 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展關(guān)鍵要素2.1 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層組成,如圖2 所示。圖 2 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)感知層主要實現(xiàn)對物理世界的智能感知識別、 信息采集處理和自 動控制,并通過通信模塊將物理實體連接到網(wǎng)絡(luò)層。 網(wǎng)絡(luò)層主要實現(xiàn)信息的傳遞、路由和控制,包括延伸網(wǎng)、接入網(wǎng) 和核心網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)層可依托公眾電信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng),也可以依托行業(yè)專用 通信網(wǎng)絡(luò)。 應(yīng)用層包括應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施/中間件和各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施/中間件為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供信息處理、 計算等通用基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施、 能力及資源調(diào)用接口, 以此為基礎(chǔ)實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在眾多領(lǐng)域的各種應(yīng)用。 2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系 物聯(lián)網(wǎng)涉及感知、控
4、制、網(wǎng)絡(luò)通信、微電子、計算機、軟件、嵌 入式系統(tǒng)、 微機電等技術(shù)領(lǐng)域, 因此物聯(lián)網(wǎng)涵蓋的關(guān)鍵技術(shù)也非常多, 為了系統(tǒng)分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系, 可將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系劃分為感知關(guān)鍵 技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)、共性技術(shù)和支撐技術(shù),具 體如圖3 所示。圖 3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系(1) 感知、網(wǎng)絡(luò)通信和應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù) ) 感知技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)感知物理世界獲取信息和實現(xiàn)物體控制的首 要環(huán)節(jié)。傳感器將物理世界中的物理量、化學(xué)量、生物量轉(zhuǎn)化成可供 處理的數(shù)字信號。 識別技術(shù)實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)中物體標識和位置信息的獲 取。 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)主要實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)信息和控制信息的雙向傳遞、 路由和控制,重點包括低速近距離無線通信技
5、術(shù)、低功耗路由、自組織通信、無線接入M2M 通信增強、IP 承載技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳送技術(shù)、 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合接入技術(shù)以及認知無線電技術(shù)。 海量信息智能處理綜合運用高性能計算、人工智能、數(shù)據(jù)庫和模 糊計算等技術(shù), 對收集的感知數(shù)據(jù)進行通用處理, 重點涉及數(shù)據(jù)存儲、 并行計算、數(shù)據(jù)挖掘、平臺服務(wù)、信息呈現(xiàn)等。 面向服務(wù)的體系架構(gòu)(Service-oriented Architecture ,SOA)是 一種松耦合的軟件組件技術(shù),它將應(yīng)用程序的不同功能模塊化,并通 過標準化的接口和調(diào)用方式聯(lián)系起來, 實現(xiàn)快速可重用的系統(tǒng)開發(fā)和 部署。SOA 可提高物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的擴展性,提升應(yīng)用開發(fā)效率,充分 整合和復(fù)用信息資源
6、。 (2) 支撐技術(shù) ) 物聯(lián)網(wǎng)支撐技術(shù)包括嵌入式系統(tǒng)、微機電系統(tǒng)(Micro Electro Mechanical Systems,MEMS)、軟件和算法、電源和儲能、新材料 技術(shù)等。 微機電系統(tǒng)可實現(xiàn)對傳感器、執(zhí)行器、處理器、通信模塊、電源 系統(tǒng)等的高度集成,是支撐傳感器節(jié)點微型化、智能化的重要技術(shù)。 嵌入式系統(tǒng)是滿足物聯(lián)網(wǎng)對設(shè)備功能、可靠性、成本、體積、功 耗等的綜合要求,可以按照不同應(yīng)用定制裁剪的嵌入式計算機技術(shù), 是實現(xiàn)物體智能的重要基礎(chǔ)。軟件和算法是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)功能、決定物 聯(lián)網(wǎng)行為的主要技術(shù), 重點包括各種物聯(lián)網(wǎng)計算系統(tǒng)的感知信息處理、 交互與優(yōu)化軟件與算法、 物聯(lián)網(wǎng)計算系統(tǒng)體系結(jié)
7、構(gòu)與軟件平臺研發(fā)等。 電源和儲能是物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵支撐技術(shù)之一,包括電池技術(shù)、能量儲存能量捕獲、惡劣情況下的發(fā)電、能量循環(huán)、新能源等技術(shù)。新材料 技術(shù)主要是指應(yīng)用于傳感器的敏感元件實現(xiàn)的技術(shù)。 傳感器敏感材料 包括濕敏材料、氣敏材料、熱敏材料、壓敏材料、光敏材料等。新敏 感材料的應(yīng)用可以使傳感器的靈敏度、尺寸、精度、穩(wěn)定性等特性獲 得改善。 (3)共性技術(shù) ) 物聯(lián)網(wǎng)共性技術(shù)涉及網(wǎng)絡(luò)的不同層面,主要包括架構(gòu)技術(shù)、標識 和解析、安全和隱私、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)等。 物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)目前處于概念發(fā)展階段。 物聯(lián)網(wǎng)需具有統(tǒng)一的架 構(gòu),清晰的分層,支持不同系統(tǒng)的互操作性,適應(yīng)不同類型的物理網(wǎng) 絡(luò),適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)特性
8、。 標識和解析技術(shù)是對物理實體、 通信實體和應(yīng)用實體賦予的或其 本身固有的一個或一組屬性,并能實現(xiàn)正確解析的技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)標識 和解析技術(shù)涉及不同的標識體系、不同體系的互操作、全球解析或區(qū) 域解析、標識管理等。 安全和隱私技術(shù)包括安全體系架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、“智能物體” 的廣泛部署對社會生活帶來的安全威脅、隱私保護技術(shù)、安全管理機 制和保證措施等。 網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)重點包括管理需求、管理模型、管理功能、管理協(xié) 議等。為實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)廣泛部署的“智能物體”的管理,需要進行網(wǎng)絡(luò) 功能和適用性分析,開發(fā)適合的管理協(xié)議。 2.3 技術(shù)體系標準化物聯(lián)網(wǎng)標準是國際物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)競爭的制高點。 由于物聯(lián)網(wǎng)涉及不 同專業(yè)
9、技術(shù)領(lǐng)域、不同行業(yè)應(yīng)用部門,物聯(lián)網(wǎng)的標準既要涵蓋面向不 同應(yīng)用的基礎(chǔ)公共技術(shù),也要涵蓋滿足行業(yè)特定需求的技術(shù)標準;既 包括國家標準,也包括行業(yè)標準。 物聯(lián)網(wǎng)標準體系相對龐雜,若從物聯(lián)網(wǎng)總體、感知層、網(wǎng)絡(luò)層、 應(yīng)用層、共性關(guān)鍵技術(shù)標準體系等五個層次可初步構(gòu)建標準體系。物 聯(lián)網(wǎng)標準體系涵蓋架構(gòu)標準、應(yīng)用需求標準、通信協(xié)議、標識標準、 安全標準、應(yīng)用標準、數(shù)據(jù)標準、信息處理標準、公共服務(wù)平臺類標 準,每類標準還可能會涉及技術(shù)標準、協(xié)議標準、接口標準、設(shè)備標 準、測試標準、互通標準等方面。 物聯(lián)網(wǎng)總體性標準:包括物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)則、物聯(lián)網(wǎng)總體架構(gòu)、物聯(lián)網(wǎng) 業(yè)務(wù)需求等。 感知層標準體系: 主要涉及傳感器等各類信
10、息獲取設(shè)備的電氣和 數(shù)據(jù)接口、感知數(shù)據(jù)模型、描述語言和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的通用技術(shù)標準、 RFID 標簽和讀寫器接口和協(xié)議標準、特定行業(yè)和應(yīng)用相關(guān)的感知層 技術(shù)標準等。 網(wǎng)絡(luò)層標準體系:主要涉及物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、短距離無線通信、自組 織網(wǎng)絡(luò)、簡化IPv6 協(xié)議、低功耗路由、增強的機器對機器(Machine to Machine,M2M)無線接入和核心網(wǎng)標準、M2M 模組與平臺、網(wǎng) 絡(luò)資源虛擬化標準、異構(gòu)融合的網(wǎng)絡(luò)標準等。 應(yīng)用層標準體系:包括應(yīng)用層架構(gòu)、信息智能處理技術(shù)、以及行 業(yè)、公眾應(yīng)用類標準。應(yīng)用層架構(gòu)重點是面向?qū)ο蟮姆?wù)架構(gòu),包括SOA 體系架構(gòu)、面向上層業(yè)務(wù)應(yīng)用的流程管理、業(yè)務(wù)流程之間的通 信協(xié)議、
11、元數(shù)據(jù)標準以及SOA 安全架構(gòu)標準。信息智能處理類技術(shù) 標準包括云計算、 數(shù)據(jù)存儲、 數(shù)據(jù)挖掘、 海量智能信息處理和呈現(xiàn)等。 云計算技術(shù)標準重點包括開放云計算接口、 云計算開放式虛擬化架構(gòu) (資源管理與控制)、云計算互操作、云計算安全架構(gòu)等。 共性關(guān)鍵技術(shù)標準體系:包括標識和解析、服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service,QoS)、安全、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)標準。標識和解析標準體系包 括編碼、 解析、 認證、 加密、 隱私保護、 管理, 以及多標識互通標準。 安全標準重點包括安全體系架構(gòu)、安全協(xié)議、支持多種網(wǎng)絡(luò)融合的認 證和加密技術(shù)、用戶和應(yīng)用隱私保護、虛擬化和匿名化、面向服務(wù)的 自適應(yīng)安全技術(shù)
12、標準等。 3. 物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)體系 物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)是指實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)功能所必需的相關(guān)產(chǎn)業(yè)集合, 從 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上主要包括服務(wù)業(yè)和制造業(yè)兩大范疇,如圖4 所示。圖4 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系物聯(lián)網(wǎng)制造業(yè)以感知端設(shè)備制造業(yè)為主, 又可細分為傳感器產(chǎn)業(yè)、 RFID 產(chǎn)業(yè)以及智能儀器儀表產(chǎn)業(yè)。感知端設(shè)備的高智能化與嵌入式系統(tǒng)息息相關(guān),設(shè)備的高精密化離不開集成電路、嵌入式系統(tǒng)、微納 器件、新材料、微能源等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)支撐。部分計算機設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信 設(shè)備也是物聯(lián)網(wǎng)制造業(yè)的組成部分。 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)業(yè)主要包括物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)業(yè)、 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施 服務(wù)業(yè)、 物聯(lián)網(wǎng)軟件開發(fā)與應(yīng)用集成服務(wù)業(yè)以及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)業(yè)四 大類,其中物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)
13、服務(wù)又可細分為機器對機器通信服務(wù)、行業(yè)專 網(wǎng)通信服務(wù)以及其它網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù), 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)主要包 括云計算服務(wù)、存儲服務(wù)等,物聯(lián)網(wǎng)軟件開發(fā)與集成服務(wù)又可細分為 基礎(chǔ)軟件服務(wù)、中間件服務(wù)、應(yīng)用軟件服務(wù)、智能信息處理服務(wù)以及 系統(tǒng)集成服務(wù),物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)又可分為行業(yè)服務(wù)、公共服務(wù)和支撐 性服務(wù)。 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)絕大部分屬于信息產(chǎn)業(yè),但也涉及其它產(chǎn)業(yè),如智能 電表等。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不是對已有信息產(chǎn)業(yè)的重新統(tǒng)計劃分,而 是通過應(yīng)用帶動形成新市場、新業(yè)態(tài),整體上可分三種情形:一是因 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對已有產(chǎn)業(yè)的提升,主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的升級換代。如傳感 器、RFID、儀器儀表發(fā)展已數(shù)十年,由于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用使之
14、向智能化 網(wǎng)絡(luò)化升級,從而實現(xiàn)產(chǎn)品功能、應(yīng)用范圍和市場規(guī)模的巨大擴展, 傳感器產(chǎn)業(yè)與RFID 產(chǎn)業(yè)成為物聯(lián)網(wǎng)感知終端制造業(yè)的核心。二是因 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對已有產(chǎn)業(yè)的橫向市場拓展, 主要體現(xiàn)在領(lǐng)域延伸和量的 擴張。如服務(wù)器、軟件、嵌入式系統(tǒng)、云計算等由于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用擴展 了新的市場需求,形成了新的增長點。儀器儀表產(chǎn)業(yè)、嵌入式系統(tǒng)產(chǎn) 業(yè)、云計算產(chǎn)業(yè)、軟件與集成服務(wù)業(yè),不獨與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān),也是其它產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,物聯(lián)網(wǎng)成為這些產(chǎn)業(yè)發(fā)展新的風(fēng)向標。三是由 于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)造和衍生出的獨特市場和服務(wù),如傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、 M2M 通信設(shè)備及服務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)等均是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展后才形成 的新興業(yè)態(tài),為物聯(lián)網(wǎng)所獨有
15、。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)當前浮現(xiàn)的只是其初級形 態(tài),市場尚未大規(guī)模啟動。 4. 物聯(lián)網(wǎng)資源體系 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的關(guān)鍵資源主要包括標識資源和頻譜資源。 4.1 標識資源 目前, 物聯(lián)網(wǎng)物體標識方面標準眾多, 很不統(tǒng)一。 條碼標識方面, GS1(國際物品編碼協(xié)會)的一維條碼使用量約占全球總量的三分之 一,而主流的PDF417碼、QR碼、DM碼等二維碼都是AIM(自動識 別和移動技術(shù)協(xié)會)標準。 智能物體標識方面,智能傳感器標識標準包括IEEE 1451.2 以及 IEEE 1451.4。手機標識包括GSM 和WCDMA 手機的IMEI(國際移 動設(shè)備標識)、CDMA 手機的ESN(電子序列編碼)和MEID(國際
16、 移動設(shè)備識別碼)。其它智能物體標識還包括M2M 設(shè)備標識、筆記 本電腦序列號等。 RFID 標簽標識方面, 影響力最大的是ISO/IEC 和EPCglobal, 包 括UII(Unique Item Identifier)、TID(Tag ID)、OID(Object ID)、 tag OID 以及UID(Ubiquitous ID)。此外,還存在大量的應(yīng)用范圍 相對較小的地區(qū)和行業(yè)標準以及企業(yè)閉環(huán)應(yīng)用標準。 物體標識標準的多樣造成了標識的不兼容甚至沖突, 給更大范圍的物聯(lián)網(wǎng)信息共享和開環(huán)應(yīng)用帶來困難, 也使標識管理和使用變得復(fù) 雜。實現(xiàn)各種物體標識最大程度的兼容,建立統(tǒng)一的物體標識體系逐
17、漸成為一種發(fā)展趨勢,歐美、日韓等都在展開積極研究。 通信標識方面, 現(xiàn)階段正在使用的包括IPv4、 IPv6、 E.164、 IMSI、 MAC 等。物聯(lián)網(wǎng)在通信標識方面的需求與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的不同主要體現(xiàn) 在兩個方面:一是末端通信設(shè)備的大規(guī)模增加,帶來對IP 地址、碼 號等標識資源需求的大規(guī)模增加。IPv4 地址嚴重不足,美國等一些 發(fā)達國家已經(jīng)開始在物聯(lián)網(wǎng)中采用IPv6。近年來全球M2M 業(yè)務(wù)發(fā)展 迅猛,使得E.164 號碼方面出現(xiàn)緊張,各國紛紛加強對碼號的規(guī)劃和 管理。二是以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)為代表的智能物體近距離無 線通信網(wǎng)絡(luò)對通信標識提出了降低電源、帶寬、處理能力消耗的新要 求。目前
18、應(yīng)用較廣ZigBee 在子網(wǎng)內(nèi)部允許采用16 位短地址。而傳統(tǒng) 互聯(lián)網(wǎng)廠商在推動簡化IPv6 協(xié)議,并成立了IPSO(IP for Smart Objects, IPSO) 聯(lián)盟推廣IPv6 的使用, IETF 成立了6LoWPAN、 ROLL 等課題進行相關(guān)研究和標準化。 4.2 頻譜資源 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展離不開無線通信技術(shù), 因此頻譜資源作為無線通信 的關(guān)鍵資源,同樣是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要基礎(chǔ)資源。目前在物聯(lián)網(wǎng)感知 層和網(wǎng)絡(luò)層采用的無線技術(shù)包括RFID、近距離無線通信、無線局域 網(wǎng)(IEEE 802.11)、藍牙、蜂窩移動通信、寬帶無線接入技術(shù)等。 目前物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用大部分還在發(fā)展之中, 物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)模
19、型尚未完全 確定,因此根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)模型和應(yīng)用需求對頻譜資源需求的分析、對多種無線技術(shù)體制“物聯(lián)”帶來的干擾問題分析、對頻譜檢測技術(shù) 的研究、對提高空閑頻譜頻率利用率的方法研究、物聯(lián)網(wǎng)頻譜資源管 理方式等方面將是物聯(lián)網(wǎng)頻譜資源研究的關(guān)鍵所在。二、 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢1. 物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 1.1 全球物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 全球物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系都在建立和完善之中。 產(chǎn)業(yè)整體處于初創(chuàng)階 段,具備了一些分散孤立的初級產(chǎn)業(yè)形態(tài),尚未形成大規(guī)模發(fā)展。如 物聯(lián)網(wǎng)核心產(chǎn)業(yè)中, 2009 年傳感器全球規(guī)模在600 億美元左右, RFID 不到60 億美元,M2M 服務(wù)43 億美元,真正意義上的社會化商業(yè)化物
20、聯(lián)網(wǎng)服務(wù)尚在起步。物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)支撐產(chǎn)業(yè)如嵌入式系統(tǒng)、軟件等本身 均有萬億級美元規(guī)模,但并非來自于當前意義的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,因物聯(lián) 網(wǎng)發(fā)展而形成的新增市場還非常小。 由于物聯(lián)網(wǎng)寄生并依附于現(xiàn)有產(chǎn)業(yè), 因此現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)發(fā)達的國家其 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)也具有領(lǐng)先優(yōu)勢。美國、歐盟、日韓等發(fā)達國家基礎(chǔ)設(shè)施 好,工業(yè)化程度高,傳感器、RFID 等微電子設(shè)備制造業(yè)先進,信息 產(chǎn)業(yè)發(fā)達,因此在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中仍有一定領(lǐng)先地位。 從發(fā)達國家對物聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略布局來看, 基本不是著眼于當前和短 期的產(chǎn)業(yè)發(fā)展,而是面向更長遠的科技突破、生產(chǎn)力改進和生產(chǎn)方式 變革。 1.2 我國物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 我國已形成基本齊全的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系, 部
21、分領(lǐng)域已形成一定市場規(guī)模,網(wǎng)絡(luò)通信相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)支持能力與國外差距相對較小,傳 感器、RFID 等感知端制造產(chǎn)業(yè)、高端軟件與集成服務(wù)與國外差距相 對較大。儀器儀表、嵌入式系統(tǒng)、軟件與集成服務(wù)等產(chǎn)業(yè)雖已有較大 規(guī)模,但真正與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的設(shè)備和服務(wù)尚在起步。 傳感器產(chǎn)業(yè):我國已建立了較完整的敏感元件與傳感器產(chǎn)業(yè),產(chǎn) 業(yè)規(guī)模穩(wěn)步增長。2009 年我國傳感器產(chǎn)業(yè)規(guī)模接近600 億元,形成 了長三角為主, 以及珠三角、 京津、 中部及東北部分城市的空間布局。 目前我國大陸共有450余家從事敏感元件及傳感器生產(chǎn)廠家,年產(chǎn)量 突破24 億只,批量生產(chǎn)的產(chǎn)品涉及光敏、電壓敏、熱敏、力敏、氣 敏、磁敏和濕敏7
22、大類約3,000 多個品種。主要傳感器企業(yè)中,外資 企業(yè)比重達到67%。我國傳感器產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展仍存在突出問題:一 是核心技術(shù)和基礎(chǔ)能力缺乏,傳感器在高精度、高敏感度分析、成分 分析和特殊應(yīng)用的高端方面差距大,中高檔傳感器產(chǎn)品幾乎100從 國外進口,90芯片依賴國外。二是共性關(guān)鍵技術(shù)尚未真正突破。設(shè) 計技術(shù)、可靠性技術(shù)、封裝技術(shù)、裝備技術(shù)等方面都存在較大差距。 三是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理,品種、規(guī)格、系列不全,技術(shù)指標不高。四是 企業(yè)能力弱,95%以上屬小型企業(yè)。 RFID 產(chǎn)業(yè):我國形成了RFID 低頻和高頻的完整產(chǎn)業(yè)鏈和京、 滬、粵為主的空間布局,2009 年市場規(guī)模達到85 億元并成為全球第 3
23、大市場;我國低頻和高頻段RFID 技術(shù)相對成熟,超高頻和微波頻 段產(chǎn)業(yè)鏈與國外技術(shù)差距較大,超高頻、有源RFID 等領(lǐng)域還沒有形 成整體產(chǎn)業(yè)能力。 RFID 產(chǎn)業(yè)鏈主要由標簽芯片設(shè)計、 標簽天線設(shè)計、標簽封裝技術(shù)與設(shè)備、讀寫機具設(shè)計與制造、系統(tǒng)集成與軟件開發(fā)等 幾個部分組成,各環(huán)節(jié)實力較強的企業(yè)仍然集中在美國和歐洲國家。 我國在射頻芯片、封裝、應(yīng)用支撐軟件、系統(tǒng)集成領(lǐng)域逐漸壯大,但 整體實力不強。RFID 標簽芯片方面,自主知識產(chǎn)權(quán)比較貧乏,但標 簽芯片設(shè)計上取得了長足發(fā)展。標簽封裝環(huán)節(jié),產(chǎn)品性能已達到國際 先進水平, RFID 卡片形式封裝技術(shù)已十分成熟, 但欠缺封裝超高頻、 微波標簽?zāi)芰Γ?/p>
24、在提供防水、抗金屬的柔性標簽方面仍需提高生產(chǎn)工 藝。讀寫機具設(shè)計與制造方面,13.56MHz RFID的識別系統(tǒng)設(shè)計與生 產(chǎn)技術(shù)成熟,競爭力較強。RFID 中間件產(chǎn)品與國外仍有較大差距。 系統(tǒng)集成與系統(tǒng)軟件開發(fā)上, 國內(nèi)企業(yè)具備一定的大型系統(tǒng)集成能力。 標簽打印機和貼標機領(lǐng)域,目前基本上被國外壟斷。 儀器儀表與測量控制產(chǎn)業(yè):我國儀器儀表產(chǎn)業(yè)連續(xù)多年實現(xiàn)20% 以上的增長,2009 年產(chǎn)值超過5000 億元,企業(yè)數(shù)約為5000 多個, 小型企業(yè)數(shù)量占比達到90%。我國儀器儀表行業(yè)以機械系統(tǒng)開發(fā)生產(chǎn) 通用儀器儀表為主,主要集中在電力、交通、安防、環(huán)保、安全等應(yīng) 用領(lǐng)域,但目前基本上不具備真正意義物
25、聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的特點。區(qū)域分布 上除重慶、西安、上海等三大傳統(tǒng)基地以外,近年來還涌現(xiàn)出一些各 具特色的新興產(chǎn)學(xué)研集聚地。 我國儀器儀表業(yè)部分產(chǎn)品產(chǎn)量居世界前 列(如數(shù)字萬用表、電度表、水表、煤氣表等公共能源計量儀表), 但同國際相比,總體技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)規(guī)模上還存在著很大差距,物聯(lián) 網(wǎng)發(fā)展所需要的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化儀器儀表尚在起步,未來將 隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展而向高端制造轉(zhuǎn)型。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)業(yè):我國物聯(lián)網(wǎng)M2M 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)保持高速增 長勢頭,目前M2M 終端數(shù)已超過1000 萬,年均增長超過80%5,應(yīng) 用領(lǐng)域覆蓋公共安全、城市管理、能源環(huán)保、交通運輸、公共事業(yè)、 農(nóng)業(yè)服務(wù)、醫(yī)療衛(wèi)生、教育文化、旅
26、游等多個領(lǐng)域,未來幾年仍將保 持快速發(fā)展,預(yù)計“十二五”期間將突破億級。三大電信企業(yè)在資源 配臵方面積極籌備,加緊建設(shè)M2M 管理平臺并推出終端通信協(xié)議標 準,以推進M2M 業(yè)務(wù)發(fā)展。國內(nèi)通信模塊廠商發(fā)展較為成熟,正依 托現(xiàn)有優(yōu)勢向物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域擴展。國內(nèi)M2M 終端傳感器及芯片廠商規(guī) 模相對較小,處于起步階段。盡管我國在物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)通信服務(wù)領(lǐng)域取 得了不錯的進展,但應(yīng)在M2M 通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、認知無線電和環(huán)境感 知技術(shù)、傳感器與通信集成終端、RFID 與通信集成終端、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng) 關(guān)等方面提升服務(wù)能力和服務(wù)水平。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)業(yè): 雖然不是所有云計算產(chǎn)業(yè)都可納入 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)范疇, 但云計算是物
27、聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)業(yè)中的重要組 成部分,物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模應(yīng)用也將大大推動云計算服務(wù)發(fā)展。國內(nèi)云 計算商業(yè)服務(wù)尚在起步,SaaS 已形成一定規(guī)模,而真正云計算意義 的IaaS 和PaaS 商業(yè)服務(wù)還未開展。目前,我國在云計算服務(wù)的基礎(chǔ) 設(shè)施(IDC 中心)建設(shè)、云計算軟硬件產(chǎn)業(yè)支持和超大規(guī)模云計算 服務(wù)的核心技術(shù)方面與發(fā)達國家存在差距。云安全方面,我國企業(yè)具 有一定的特點和優(yōu)勢。隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的規(guī)模推進、互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展 和國家信息化進程的不斷深入, 我國云計算服務(wù)將形成巨大的市場需 求空間,“十二五”期間將呈現(xiàn)快速發(fā)展態(tài)勢。物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)信息處理與數(shù)據(jù)服務(wù)業(yè): 信息處理與數(shù)據(jù)分析的關(guān)鍵 技術(shù)主要是數(shù)
28、據(jù)庫與商業(yè)智能。我國數(shù)據(jù)庫產(chǎn)業(yè)非常薄弱,知名企業(yè) 只有三四家,只占國內(nèi)市場10%左右的份額。商業(yè)智能(BI)領(lǐng)域我 國雖然技術(shù)相對落后,然而已形成了一定規(guī)模,國內(nèi)現(xiàn)有BI廠商有近 500 家,但高端市場仍由國際廠商壟斷。整體而言,我國擁有自主知 識產(chǎn)權(quán)的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品、BI 產(chǎn)品和掌握關(guān)鍵技術(shù)的軟件企業(yè)少,產(chǎn)業(yè) 鏈不完整,缺乏產(chǎn)品線完整、軟硬結(jié)合、競爭力強的國際企業(yè)。 物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)軟件開發(fā)與集成服務(wù)業(yè): 我國軟件與集成產(chǎn)業(yè)連續(xù)多 年保持高速增長,2010 年完成業(yè)務(wù)收入1.3 萬億元,同比增長31%, 其中系統(tǒng)集成和支持服務(wù)實現(xiàn)收入2910 億元, 同比增長31.8%。 然而 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用所需的軟件高
29、端綜合集成能力, 特別是軟件與各行業(yè)的業(yè) 務(wù)流程深度融合和集成整合能力,我國與國際領(lǐng)先企業(yè)差距很大,總 體上處于產(chǎn)業(yè)鏈低端。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)業(yè):整體上我國物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服 務(wù)業(yè)尚未成形,已有物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用大多是各行業(yè)或企業(yè)的內(nèi)部化服務(wù), 未形成社會化商業(yè)化的服務(wù)業(yè), 外部化的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)業(yè)還需一個 較長時間的市場培育, 并需突破成本、 安全、 行業(yè)壁壘等一系列制約。 綜上所述,我國尚未形成真正意義的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)形態(tài)和爆發(fā)點, 物聯(lián)網(wǎng)有形成巨大市場的潛力, 但潛在空間轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實市場還需要較 長時間培育, 關(guān)鍵點是通過技術(shù)和應(yīng)用創(chuàng)新形成新興業(yè)態(tài)和新增市場。 我們預(yù)計, “十二五”期末我國物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)模將
30、達到5000多億規(guī) 模,而真正可能形成萬億級規(guī)模的時間節(jié)點預(yù)計在“十三五”后期。 2. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀2.1 發(fā)達國家的技術(shù)現(xiàn)狀 (1)感知技術(shù):以傳感器為代表的感知技術(shù)是發(fā)達國家重點發(fā) 展的核心技術(shù),美、日、英、法、德、俄等國都把傳感器技術(shù)列為國 家重點開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)之一。傳感器技術(shù)依托于敏感機理、敏感材料、 工藝設(shè)備和計測技術(shù),對基礎(chǔ)技術(shù)和綜合技術(shù)要求較高。 (2)RFID 技術(shù):RFID 集成了無線通信、芯片設(shè)計與制造、天 線設(shè)計與制造、標簽封裝、系統(tǒng)集成、信息安全等技術(shù),已步入成熟 發(fā)展期。目前RFID 應(yīng)用以低頻和高頻標簽技術(shù)為主,超高頻技術(shù)具 有可遠距離識別和低成本的優(yōu)勢,有望成為未
31、來主流。 (3)通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù):近距離無線通信技術(shù)目前面臨多種技術(shù) 并存的現(xiàn)狀,其中IEEE 802.15.4 技術(shù)影響較大。IEEE 802.15.4 低速 低功耗無線技術(shù)正在面向智能電網(wǎng)和工業(yè)監(jiān)控應(yīng)用研究增強技術(shù)。 廣 域無線接入以蜂窩移動通信技術(shù)為代表, 國際上正在開展核心網(wǎng)和無 線接入M2M 增強技術(shù)研究。 (4) 微機電系統(tǒng)技術(shù): MEMS 綜合了設(shè)計與仿真、 材料與加工、 封裝與裝配、測量與測試、集成與系統(tǒng)技術(shù)等,處于初期發(fā)展階段。 LIGA 工藝可加工多種材料可批量制作,但尚難普及,MEMS 封裝 成本高測試困難。未來MEMS 技術(shù)將進一步向微型化、多功能化、 集成化發(fā)展。 (5
32、)軟件和算法:物聯(lián)網(wǎng)中間件技術(shù)方面,國外軟件巨擘占據(jù) 主導(dǎo)地位。在系統(tǒng)集成方面,國外企業(yè)研發(fā)能力強,部分企業(yè)掌握核 心技術(shù),并且在市場上占據(jù)絕對主導(dǎo)地位。SOA 已成為軟件架構(gòu)技術(shù)主流發(fā)展趨勢,國際上尚沒有統(tǒng)一的概念和實施模式。 2.2 我國的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的戰(zhàn)略機遇推動了我國在不同技術(shù)領(lǐng)域的全面提升。 我國在傳感器、RFID、網(wǎng)絡(luò)和通信、智能計算、信息處理等領(lǐng)域的 技術(shù)研究能力不斷提升,技術(shù)創(chuàng)新能力也取得了一定突破。但是由于 信息產(chǎn)業(yè)長期的基礎(chǔ)性瓶頸和大型應(yīng)用系統(tǒng)綜合集成能力薄弱, 我國 在物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)上與國外發(fā)達國家還存在一定的差距, 部分技術(shù)領(lǐng) 域沒有掌握核心技術(shù),長期受制
33、于人;大部分技術(shù)領(lǐng)域落后于國際先 進水平,以跟隨為主,處在產(chǎn)業(yè)鏈低端。 傳感器技術(shù):我國企業(yè)基本掌握了低端傳感器研發(fā)的技術(shù),但高 端傳感器和新型傳感器的部分核心技術(shù)仍然未掌握。 我國僅有組件式 傳感器的通用標準,新型傳感器標準基本為空白。識別技術(shù):缺乏具 有自主知識產(chǎn)權(quán)的接口協(xié)議標準和自主可控的標簽芯片和讀寫器芯 片,標簽制造技術(shù)有待提高,封裝技術(shù)基本成熟,RFID 中間件技術(shù) 與國外相比,仍有較大差距。 微機電系統(tǒng):我國MEMS 技術(shù)在新原理微器件、通用微器件、 新工藝及測試技術(shù)、初步應(yīng)用等方面取得了顯著進展,初步形成微慣 性器件和微慣性測量組合、 微傳感器和微執(zhí)行器、 微流量器件和系統(tǒng)、
34、生物傳感器、生物芯片和微操作系統(tǒng)等研究方向。 通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù):目前近距離無線通信技術(shù)基本采用 IEEE802.15.4、WLAN 等國外提出的技術(shù),芯片以國外產(chǎn)品為主, 國內(nèi)在面向應(yīng)用的無線傳感器組網(wǎng)技術(shù)方面尋求突破。在2G/3G 無線接入增強、IP 承載和網(wǎng)絡(luò)傳送技術(shù)上,我國技術(shù)研發(fā)水平與國外 基本相當,我國主導(dǎo)了3GPP RAN(無線接入)優(yōu)化項目立項,并爭 取關(guān)鍵技術(shù)突破。 物聯(lián)網(wǎng)軟件和算法:物聯(lián)網(wǎng)底層基礎(chǔ)軟件、中間件技術(shù)的研究水 平較國外存在一定差距。系統(tǒng)集成方面,國內(nèi)使用和代理國外產(chǎn)品的 情況較多,自主研發(fā)較少。SOA 方面,國內(nèi)主要集中在現(xiàn)有架構(gòu)的 優(yōu)化和改造或重新設(shè)計階段,相比國
35、外仍然存在較大差距。 海量信息智能處理: 國內(nèi)海量信息智能處理技術(shù)研究和發(fā)展比較 滯后。目前國內(nèi)有少數(shù)研究單位和企業(yè)正在開展研究,以跟隨為主, 技術(shù)水平和影響力較弱。 3.物聯(lián)網(wǎng)標準化現(xiàn)狀3.1 發(fā)達國家標準化現(xiàn)狀國際上針對不同技術(shù)領(lǐng)域的標準化工作早已開展。 由于物聯(lián)網(wǎng)的 技術(shù)體系龐雜,因此物聯(lián)網(wǎng)的標準化工作分散在不同標準化組織,各 有側(cè)重。 RFID: 標準已經(jīng)比較成熟, ISO/IEC、 EPCglobal 標準應(yīng)用最廣。 傳感器網(wǎng)絡(luò): ISO/IEC JTC1 WG7 負責(zé)標準化。 架構(gòu)技術(shù): ITU-T SG13 對NGN 環(huán)境下無所不在的泛在網(wǎng)需求和架構(gòu)進行了研究和標準化。 M2M:
36、ETSI M2M TC 開展了對M2M 需求和M2M 架構(gòu)等方面 的標準化、3GPP 在M2M 核心網(wǎng)和無線增強技術(shù)方面正開展一系列 研究和標準化工作。 通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù):重點由ITU、3GPP、IETF、IEEE 等組織開展標準化工作。目前IEEE 802.15.4 近距離無線通信標準被廣泛應(yīng)用, IETF 標準組織也完成了簡化IPv6 協(xié)議應(yīng)用的部分標準化工作。 SOA: 相關(guān)標準規(guī)范正由多個國際組織,如W3C、OASIS、WS-I、TOG、 OMG 等研究制定。 智能電網(wǎng):國際上主要有IEC、NIST、ITU-T、IEEE P2030、 CEN/CENELEC/ETSI 等組織進行智能電網(wǎng)
37、標準化工作。 智能交通: 國際上主要有ISO TC204、 ITU、 IEEE 以及歐洲的ETSI 等組織開展智能交通標準化工作。 智能家居:智能家居相關(guān)國際標準化組織包括X-10、CEBus、 LonWorks、DLNA、UPnP、Broadband Forum 等。3.2 我國標準化現(xiàn)狀我國物聯(lián)網(wǎng)的標準化工作剛剛起步,標準化體系尚未形成。我國 相關(guān)研究機構(gòu)和企業(yè)積極參與物聯(lián)網(wǎng)國際標準化工作,在ISO/IEC、 ITU-T3GPP 等標準組織取得了重要地位。我國有多個標準化組織開 展物聯(lián)網(wǎng)標準化工作。 同時在行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域, 在物聯(lián)網(wǎng)概念發(fā)展之前, 已經(jīng)有不同的標準化組織開展相關(guān)研究,總體看來
38、,我國物聯(lián)網(wǎng)標準 化工作得到了業(yè)界的普遍重視, 但整體標準化工作需要重視頂層設(shè)計, 客觀分析物聯(lián)網(wǎng)整體標準需求;其次還需統(tǒng)籌協(xié)調(diào)國際標準、國家標 準、行業(yè)標準、地區(qū)標準的推進策略,進一步優(yōu)化資源配臵。 4. 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢 未來,全球物聯(lián)網(wǎng)將朝著規(guī)?;?、協(xié)同化和智能化方向發(fā)展,同 時以物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用帶動物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將是全球各國的主要發(fā)展方向。規(guī)?;l(fā)展:隨著世界各國對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、標準和應(yīng)用的不斷推 進,物聯(lián)網(wǎng)在各行業(yè)領(lǐng)域中的規(guī)模將逐步擴大,尤其是一些政府推動 的國家性項目,如美國智能電網(wǎng)、日本i-Japan、韓國物聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)應(yīng)用 工程等,將吸引大批有實力的企業(yè)進入物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,大大推進物聯(lián)網(wǎng) 應(yīng)用進程,
39、為擴大物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模產(chǎn)生巨大作用。 協(xié)同化發(fā)展:隨著產(chǎn)業(yè)和標準的不斷完善,物聯(lián)網(wǎng)將朝協(xié)同化方 向發(fā)展,形成不同物體間、不同企業(yè)間、不同行業(yè)乃至不同地區(qū)或國 家間的物聯(lián)網(wǎng)信息的互聯(lián)互通互操作,應(yīng)用模式從閉環(huán)走向開環(huán),最 終形成可服務(wù)于不同行業(yè)和領(lǐng)域的全球化物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用體系。 智能化發(fā)展:物聯(lián)網(wǎng)將從目前簡單的物體識別和信息采集,走向 真正意義上的物聯(lián)網(wǎng),實時感知、網(wǎng)絡(luò)交互和應(yīng)用平臺可控可用,實 現(xiàn)信息在真實世界和虛擬空間之間的智能化流動。 結(jié)合本國優(yōu)勢、優(yōu)先發(fā)展重點行業(yè)應(yīng)用以帶動物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè):物聯(lián) 網(wǎng)仍處于起步階段,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)支撐力度不足,行業(yè)需求需要引導(dǎo), 距離成熟應(yīng)用還需要多年的培育和扶持, 發(fā)展
40、還需要各國政府通過政 策加以引導(dǎo)和扶持,因此未來幾年各國將結(jié)合本國的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),確定 重點發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的行業(yè)領(lǐng)域,尤其是電力、交通、物流等戰(zhàn)略性 基礎(chǔ)設(shè)施以及能夠大幅度促進經(jīng)濟發(fā)展的重點領(lǐng)域, 將成為物聯(lián)網(wǎng)規(guī) 模發(fā)展的主要應(yīng)用領(lǐng)域。三、 我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨的機遇和挑戰(zhàn)1. 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求和機遇 物聯(lián)網(wǎng)可以廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟社會發(fā)展的各個領(lǐng)域, 引發(fā)和帶動生產(chǎn)力、生產(chǎn)方式和生活方式的深刻變革,成為經(jīng)濟社會綠色、智能、 可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)和重要引擎。 物聯(lián)網(wǎng)是轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式的重要引擎。 作為信息通信技術(shù)的突 破方向,物聯(lián)網(wǎng)蘊含巨大的增長潛能,是重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。物 聯(lián)網(wǎng)將智能賦予經(jīng)濟活動的各個
41、環(huán)節(jié)和主體, 使人依靠機器生產(chǎn)產(chǎn)品 變成機器圍繞人生產(chǎn)產(chǎn)品成為可能, 使個性化制造和規(guī)?;瘏f(xié)同創(chuàng)新 有機結(jié)合成為重要的生產(chǎn)方式,有力推動信息化與工業(yè)化深度融合, 提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),推動經(jīng)濟結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整和發(fā)展方式的深刻轉(zhuǎn)變。 物聯(lián)網(wǎng)是全面建設(shè)小康社會的關(guān)鍵基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)在社會發(fā)展、公 共服務(wù)、城市管理和人民生活中的應(yīng)用將有效提升政府管理效能、基 礎(chǔ)設(shè)施和城市管理水平、資源環(huán)境利用效率,實現(xiàn)社會公共服務(wù)和人 民生活的智能化、便捷化、綠色化,推進經(jīng)濟、社會、人和自然的協(xié) 調(diào)可持續(xù)發(fā)展。 我國經(jīng)濟社會各領(lǐng)域蘊含巨大的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求。工業(yè)領(lǐng)域,可 用于工業(yè)過程控制、工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測、制造供應(yīng)鏈跟蹤和產(chǎn)品全生
42、 命周期監(jiān)測等各個環(huán)節(jié),從而實現(xiàn)智能制造、精益生產(chǎn)。農(nóng)業(yè)領(lǐng)域, 可用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)劃階段的農(nóng)業(yè)資源信息實時感知獲取, 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過 程管理的精細化、知識化與智能化,農(nóng)產(chǎn)品流通過程中的質(zhì)量安全追 溯體系等。 電網(wǎng)領(lǐng)域, 可用于電網(wǎng)的智能運行、 智能控制和智能調(diào)度, 從而實現(xiàn)分布式清潔能源利用和用電、配電、輸電、發(fā)電等各環(huán)節(jié)的 智能適配,實現(xiàn)能源生產(chǎn)方式的變革。交通運輸領(lǐng)域,可用于各種運 輸方式的綜合無縫銜接和整體智能調(diào)度, 交通設(shè)施和運輸工具的智能化改造,交通運輸信息資源的動態(tài)采集和共享應(yīng)用,從而實現(xiàn)安全便 捷以及人、車、環(huán)境和諧的智能交通。物流領(lǐng)域,可用于物流管理調(diào) 度和物流活動的網(wǎng)絡(luò)化智能化,
43、通過全球范圍內(nèi)全環(huán)節(jié)可視化的智能 物流,實現(xiàn)分散物流資源的高度集約化和智能優(yōu)化配臵,大幅降低物 流成本、提高物流效率。醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域,可用于社區(qū)醫(yī)療資源共享、 醫(yī)療用品管理、 醫(yī)療和醫(yī)保信息共享、 醫(yī)療環(huán)境安全、 醫(yī)療模式創(chuàng)新、 遠程醫(yī)療服務(wù)等各個方面,從而推動公共醫(yī)療服務(wù)的均等化。節(jié)能環(huán) 保領(lǐng)域, 可用于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、 污染源監(jiān)控、 危險廢棄物管理等方面。 公共安全領(lǐng)域,可用于煤礦等安全生產(chǎn)、藥品和食品安全監(jiān)控、城市 和社區(qū)安全、重要設(shè)施安全保障等方面。 我國面臨物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新突破和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大機遇。 技術(shù) 方面,我國網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在已有能力基礎(chǔ)上,極有可能在向物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)通信全面拓展過程
44、中形成國際領(lǐng)先優(yōu)勢。 感知識別和智能處理雖是 我國瓶頸所在,但其與網(wǎng)絡(luò)融合集成發(fā)展的趨勢,以及大量應(yīng)用需求 帶來的市場空間,將在網(wǎng)絡(luò)化智能化感知器件與設(shè)備、云計算技術(shù)等 領(lǐng)域帶來跨越突破的良好機遇。 產(chǎn)業(yè)方面, 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用將帶動傳感器、 RFID、 儀器儀表等物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)向中高端的轉(zhuǎn)型升級, 創(chuàng)造出M2M、 應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)、行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)等新業(yè)態(tài)、新市場,同時也 將給軟件和集成服務(wù)、智能處理服務(wù)、通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器等帶來 巨大的擴展空間,并為培育我國物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)群體、形成具有國際水平 綜合基礎(chǔ)服務(wù)能力的龍頭企業(yè)創(chuàng)造良好條件。 2. 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)2.1 全球范圍內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模應(yīng)用
45、的條件尚不具備 目前, 全球范圍內(nèi)尚未形成實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模應(yīng)用所需的條件和 市場,存在三方面大的制約:一是物聯(lián)網(wǎng)大多數(shù)領(lǐng)域的核心技術(shù)尚在 發(fā)展中,距產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用有較大距離,特別是傳感器網(wǎng)絡(luò),基本不具備 大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的條件。 二是從物聯(lián)網(wǎng)核心架構(gòu)到各層的技術(shù)體制 與產(chǎn)品接口大多未實現(xiàn)標準化, 物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用的標準化也處于初級 階段,難以實現(xiàn)低成本的應(yīng)用普及和規(guī)模擴張。三是技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化的 發(fā)展不足又導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用成本很高,從產(chǎn)品、技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)到解決方 案都缺乏足夠的經(jīng)濟性,加之物聯(lián)網(wǎng)本身所具備的應(yīng)用跨度大、需求 長尾化、產(chǎn)業(yè)分散度高、產(chǎn)業(yè)鏈長和技術(shù)集成性高的特點,從經(jīng)濟成 本到時間成本都難以短時間
46、內(nèi)大規(guī)模啟動市場。 2.2 我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)能力與技術(shù)水平相對落后 我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展起步時間差距不大,但技術(shù)產(chǎn)業(yè)差距不容樂觀。 雖已初步形成涵蓋主要門類的產(chǎn)業(yè)體系,但規(guī)?;a(chǎn)業(yè)能力不足,核 心技術(shù)不強,大部分領(lǐng)域落后于國際先進水平,處在產(chǎn)業(yè)鏈低端,尤 以感知和智能處理產(chǎn)業(yè)差距顯著。 核心根源在于信息產(chǎn)業(yè)長期的基礎(chǔ) 性瓶頸和大系統(tǒng)綜合集成能力的缺乏。核心芯片、基礎(chǔ)性系統(tǒng)、基礎(chǔ) 性架構(gòu)依賴國外的情況在物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)領(lǐng)域更趨突出, 如傳感器產(chǎn)業(yè)差 距至少在有數(shù)年,中高端傳感器基本依賴進口,智能電網(wǎng)核心芯片幾 乎全是國外產(chǎn)品,智能處理和云計算的基礎(chǔ)架構(gòu)均由發(fā)達國家主導(dǎo)。 一直以來,我國缺乏能實現(xiàn)硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)、平臺、應(yīng)用和業(yè)務(wù)流 程端到端大系統(tǒng)綜合
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