物联网发展现状分析及我市物联网发展建议

物联网发展现状分析及我市物联网发展建议物联网发展现状分析及我市物联网发展建议 物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产 业浪潮。物联网对促进互联网发展、带动人类的进步发挥着重要的 作用，并将成为未来经济发展的新增点。目前，国外对物联网的研 发、应用主要集中在美、欧、日、韩等少数国家和地区。在中国， 物联网日益受到重视，物联网产业被正式列为国家重点发展的五大 战略性新兴产业之一。本文分析物联网发展现状并提出发展建议仅 供参考。 一、物联网概述一、物联网概述 物联网的概念是在 1999 年由麻省理工学院 AutoID 研究中心 提出的，是新一代信息技术的重要组成部分。物联网的英文名称叫 “The Internet of things” 。顾名思义，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 到了任何物体与物体之间，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） 、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，把任何物体与互联网相连 接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟 踪、监控和管理的一种网络。 在我国，物联网指的是将无处不在的末端设备和设施，包括具 备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭 智能设施、视频监控系统等和“外在使能”的，如贴上 RFID（射频 识别）的各种资产、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件 或动物”或“智能尘埃” ，通过各种无线和（或）有线的长距离和 （或）短距离通讯网络实现互联互通、应用大集成以及基于云计算 的软件营运等模式，在内网、专网、和（或）互联网环境下，采用 适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监 测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全 防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管 理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的 “管、控、营”一体化。 物联网把新一代 IT 技术充分运用在交通、水务、医疗、农业等 各行各业之中，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现 人类社会与物理系统的整合，人类可以以更加精准和动态的方式生 产和生活，达到“智慧”状态，提高资源综合利用率和生产力水平， 改善人与自然问的关系。物联网被认为是继计算机、互联网、移动 通信网之后信息产业的又一重大里程碑，物联网如何催生新兴战略 性产业，从而加速推进各国经济振兴与社会发展转型，已经引起美 国、欧盟、日本等大国的极大关注。温家宝总理在近期向首都科技 界发表的题为让科技引领中国可持续发展的讲话中重点强调 “着力突破传感网、物联网关键技术，及早部署后 IP 时代相关技术 研发，使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的发动 机 ” 。 3 从技术架构上来看，物联网可分为三层：感知层、网络层和应 用层。感知层由各种传感器以及传感器网关构成，包括二氧化碳浓 度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID 标签和读 写器、摄像头、GPS 等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻 喉和皮肤等神经末梢，它是物联网捕获识别物体，采集信息的来源， 其主要功能是识别物体，采集信息。网络层由各种私有网络、互联 网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，相当 于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。应用 层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业 需求结合，实现物联网的智能应用。物联网用途广泛，遍及智能交 通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业 监测、环境监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食 品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。 物联网提出虽然多年，但无论在中国还是国外，真正火起来还 是近几年的事情。物联网的快速发展与国际金融危机不无关系。根 据历史的经验，每一次重大的经济危机都要伴随着一场技术的革命。 因为每一次危机都会使人们冷静下来反省：以往的发展出了什么问 题？未来当如何应对？ 这次国际金融危机促使人们反思：对如此严 重的危机，现有的信息技术为什么没能及时监测、提前预警？也就 是说，目前人类对物理世界的认知、把握还远远不够，要想真正应 对各种危机，必须把信息技术的触角延伸到物理世界，以实现及时 的感知，并迅速采取相应的措施。通过物联网技术，可以把人类社 会与物理世界更好地连接起来，提升人们认知世界和处理复杂问题 的能力，提高整个社会的信息化、智能化水平。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，美国、欧盟等都在投入巨资深 入研究探索物联网。我国也正在高度关注、重视物联网的研究，工 业和信息化部会同有关部门，在新一代信息技术方面正在开展研究， 以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。 目前，对物联网的认识有几个误区。之一，把传感网或 RFID 网 等同于物联网。事实上传感技术也好、RFID 技术也好，都仅仅是信 息采集技术之一。除传感技术和 RFID 技术外，GPS、视频识别、红 外、激光、扫描等所有能够实现自动识别与物物通信的技术都可以 成为物联网的信息采集技术。传感网或者 RFID 网只是物联网的一种 应用，但绝不是物联网的全部。之二，把物联网当成互联网的无边 无际的无限延伸，把物联网当成所有物的完全开放、全部互连、全 部共享的互联网平台。实际上物联网绝不是简单的全球共享互联网 的无限延伸。即使互联网也不仅仅指我们通常认为的国际共享的计 算机网络，互联网也有广域网和局域网之分。物联网既可以是我们 平常意义上的互联网向物的延伸；也可以根据现实需要及产业应用 组成局域网、专业网。现实中没必要也不可能使全部物品联网；也 没必要使专业网、局域网都必须连接到全球互联网共享平台。今后 的物联网与互联网会有很大不同，类似智慧物流、智能交通、智能 电网等专业网；智能小区等局域网才是最大的应用空间。之三，认 5 为物联网就是物物互联的无所不在的网络，因此认为物联网是空中 楼阁，是目前很难实现的技术。事实上物联网是实实在在的，很多 初级的物联网应用早就在为我们服务着。物联网理念就是在很多现 实应用基础上推出的聚合型集成的创新，是对早就存在的具有物物 互联的网络化、智能化、自动化系统的概括与提升，它从更高的角 度升级了我们的认识。之四，把物联网当成个筐，什么都往里装； 基于自身认识，把仅仅能够互动、通信的产品都当成物联网应用。 如，仅仅嵌入了一些传感器，就成为了所谓的物联网家电；把产品 贴上了 RFID 标签，就成了物联网应用等等。 二、物联网在智能城市方面的应用二、物联网在智能城市方面的应用 随着信息技术的发展、网络的快速普及，城市信息化已经成为 城市现代化发展的主要趋势。在信息化的发展进程中，城市的发展 可分为数字城市阶段和智能城市阶段。智能城市建设在数字城市的 基础上，智能城市作为城市发展的高级形态，也要求城市具有生态 可持续发展的特性。数字城市是一个概念，它可以看作是一个系统 工程或发展战略。随着科技的发展，尤其是物联网的发展使数字城 市进一步智能化，因此在数字城市的基础上向智能城市方向发展是 未来城市发展的新方向。城市信息化进程中，数字城市阶段和智能 城市都是重要的阶段。数字城市的侧重点是城市信息技术的初步应 用以及信息化的基础设施建设。而智能城市在数字城市的基础上则 更加注重的是智能决策、生态环境的可持续发展这些方面。智能城 市是指建立在高度发达的信息网络和智能技术基础上，在运行及管 理方面智能化的现代化城市，是一个包括运行机制与保障系统、信 息技术与服务系统、社会文化与产业系统等多层次、多层面的框架 体系。 随着物联网网络技术的快速发展，在未来城市中物联网将会随 处可见，成为和互联网、通信网络同样重要的基础设施之一。智能 城市对城市进行数字化管理和城市安全进行统一监控，构建起数字 城市；并基于宽带互联网的实时远程监控、传输、存储、管理业务， 实现对城市安全的统一监控、统一存储和统一管理。 物联网将作为智能城市的神经末梢，解决智能城市的实时数据 获取和传输问题，形成可以实时反馈的动态控制系统。同时，经过 网格对物联网进一步组织管理，形成具有一定决策能力和实时反馈 的控制系统，将物理世界和数字世界连接起来，为智能城市提供普 适信息服务提供了必要的支撑。未来的智能城市可以是高度自治的 复杂系统、虚拟社会与现实社会的无缝融合，是人工生命的高级演 化高度自治的复杂系统。如果将城市视为一个复杂系统，那么未来 的城市必将是开放和高度自治的。物联网、基于环境的服务等技术 手段的不断普及，未来的计算和服务将无处不在，使城市将具有智 能性和自适应能力。虚拟社会将会与现实社会无缝融合。与目前的 网络虚拟组织和虚拟社会与现实社会截然分开的状况不同，在未来 的城市里，由于网络的无处不在，虚拟社会和现实社会将会无缝融 合在一起，人们可以任意切换，但是在虚拟社会中的行为将会对现 实产生直接影响。网络和数字化所构成的信息空间将和现实社会成 7 为未来一体化社会的不同侧面。因此，可以认为，智能城市是城市 发展的新阶段，其核心思想是基于时空一体化模型，以网格化的传 感器网络作为其神经末梢，形成自组织、自适应并具有进化能力的 智能生命体。其关键是实时反馈的数字神经网络和自主决策系统。 物联网将物理世界和信息技术连接起来，具有改造社会的潜力。 实际上，如果将智能城市视为一个神经网络系统，物联网网络则作 为智能城市的“神经末梢” ，将极大地增强智能城市作为自适应系统 的信息获取和实时反馈的能力。随着物联网技术的发展将大大加速 智能城市的到来。 三、物联网产业概述三、物联网产业概述 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。中科院早在 1999 年就启动了传感网研究，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、移动基站等方面取得 重大进展，已拥有从材料、技术、器件、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。 物联网在我国的主要应用在食品溯源、安全防范、电子回执、 智能电网及环保监控等领域。物联网产业链可细分为标识、感知、 处理和信息传送四个环节，关键技术包括 RFID、传感器、智能芯片 和电信运营商的无线传输网络。 物联网产业发展研究(2010)报告 指出中国物联网产业未来发展有四大趋势：即细分市场递进发展， 标准体系渐进成熟，通用性平台将会出现，以及技术与人的行为模 式结合促进商业模式创新。另外，报告也指出了促进物联网产业发 展的三个关键点：制定统一的发展战略和产业促进政策，构建开放 架构的物联网标准体系，重视物联网在中国制造、在发展绿色低碳 经济中的战略性应用。 作为新一代信息技术的主力，物联网的吸引力不容置疑，行业 内预计，未来两到三年间，物联网概念企业将会密集上市。然而， 值得注意的是，物联网技术应用目前仍处于初级阶段，成熟产业链 还没有形成，有专家指出，只有将物联网技术转化为实际应用，才 具备市场前景。 目前制约物联网发展的原因，主要是因为物联网尚属于新兴概 念，对于新兴事物的认识和市场推广都需要一个过程，另一重要的 原因就是，发展物联网的行业应用需要考虑成本因素，有专家指出， “一个领域要实现应用物联网需要更换大量的相关设备，这需要大 量的资金和时间。 ”实现单个行业内的物联网应用至少需要三年左右， 普及物联网的使用则需要更长的时间，有投资人士认为，要实现物 联网的全行业运用至少需要十年左右的时间。所以说物联网技术要 得到良好的发展，需要相关企业提出良好的发展规划，并依赖于整 体技术以及形势发展的大方向。 2010 年 6 月 22 日上海开幕的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 9 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。 四、中国物联网产业发展状况四、中国物联网产业发展状况 （一）市场规模增长迅速 2010 年，在国家及各地政府的高度关注下，中国物联网产业呈 现出一片“欣欣向荣”的发展态势。中国物联网市场规模达到 1933 亿元，增长率达 61.1%。预计 2011-2013 年，随着中国物联网示范应 用的推进、物联网面向各个行业应用的不断深入和完善，中国物联 网市场将会持续增长。赛迪顾问预计，到 2013 年，中国物联网市场 规模将达到 4896 亿元，未来三年中国物联网市场增长率都将保持在 30%以上。 在“应用引领产业发展”的感召下，物联网应用已经扩展到多 个行业领域，包括安防、电力、交通、医疗卫生、工业控制、农业、 环境监测、金融服务业等多个领域，其中基于低、高速传感网的太 湖水质监测系统已投入使用；基于传感网的智能交通系统在流量监 测、红绿灯控制、停车信息服务等方面已投入应用，部分产品还打 入北美市场。 2010 年，安防和电力两大行业居于中国物联网应用市场前两位， 它们合计占据了接近六成的市场份额。交通、医疗、物流市场规模 也均超过了 50 亿元。 但是，统一标准的缺失、产业链发展不均衡、商业模式不成熟 等问题，也大大影响了物联网在我国的行业应用的推广速度。如何 有效应对目前面临的这些挑战，推动物联网在我国大规模应用成为 政府和产业链各环节关注的焦点所在。 （二）未来发展需“内外”合力 1、外部：政策保障、应用带动 物联网相关的 RFID、传感器等产业起步较早，但一直没有得到 规模化的应用，而物联网产业链本身也存在着许多薄弱环节。因此， 国家应制定相应的扶持政策，一方面通过政策加快产业的成熟和发 展，另一方面对企业应用物联网给予一定的优惠，并从技术服务、 人员培训以及后续的效果跟踪建立成熟的配套体系。使企业尝到应 用物联网的甜头，只有这样市场需求才会长久，市场才能不断扩大。 目前国内在建或拟建的物联网应用项目 90%以上都是由政府推 动，企业自发需求产生的项目还是比较少。前期政府推动也是产业 发展的必经阶段，因为前期的不确定因素众多，产业发展模式不清 晰，行业用户的安全性，隐私性得不到保障导致用户顾虑较多。通 过政府推动以及示范项目的开展，可以逐步摸索发展物联网应用的 有效商业模式。政府应该选择具有发展前景，信息化程度相对较高 适合大规模推广的物联网行业应用，从而起到示范推广的作用。 2、内部：技术攻关、产业协同 目前我国的物联网产业还存在着一些技术短板，主要在于三个 11 方面：一是关于通信距离瓶颈。目前传感器所能连接的距离也就在 100 米1000 米范围内，也就是说，超过 1000 米之后，传感器发射 信号将不足以支撑数据的传输；二是关于外部环境指标。目前的传 感器对外部环境指标要求比较高，特别是对湿度、温度的要求，一 旦外部环境发生较大变化，其工作效率可能就要大打折扣；三是关 于网络安全。由于很多时候是无线传输，因此信号在传输中被窃取 的危险系数就高，系统的安全和隐私性难以得到有效保障。因此， 攻克物联网产业的技术短板将是影响物联网发展的关键要素。 任何一个产业的发展壮大必须要有巨大的市场自发需求作为基 础。对于物联网产业来讲最大原动力来自应用市场的需求，因此如 何尽快培养我国物联网应用市场需求，由政府推动变成企业自发需 求，是物联网市场发展壮大最终迈向万亿市场规模的关键。企业的 自发需求需要有效的商业模式，这就要求产业链各环节相互协同， 特别是系统集成商和终端企业应该重点深度研究某个行业的特点， 重点攻关某项应用模式，切实为企业带来实实在在的效益，总结成 功经验，然后在此领域推广应用，最后逐步推广到其他行业。 在 2009 年全球物联网 100 强中，81 个在北美，18 个在欧洲， 亚太地区只有一个，但不在中国