物联网概述及行业简介

繆3SEIcCjOneNETOneNET生态合作伙伴企业培训认证第一章物联网概述及行业简介2019-02-25中国移动ChinaMobile欢迎来到物联网世界！毫无疑问，物联网是当前最热门的技术之一。许多大公司认为它会在接下来的若干年中有超过万亿美金的市场价值，因此在近几件中投资数十亿美元研究开发物联网相关技术产品。无论是在工作/生活/学习/娱乐中,物联网和我们每个人都有千丝万缕的联系，因而每个人都有对〃物联网”的独特的定义。物联网由于牵涉的既有概念太多，与此同时随着技术演进还在诞生新的名词/术语，因此我们只能摘取一些自认为对本课程有用的若干子题目，在本章中给各位介绍一些有意思的细节。难免挂一漏万，请大家海涵并多提宝贵意见。第一章物联网概述及行业简介中国移动ChinaMobile-1.1什么叫物联网(lOmin)-1.2物联网的演进之路(5min)-1.3物联网相关行业的发展(10min)•1.4物联网产业链与生态链构成(5min)-1.5物联网技术演进与相关技术模块(1Omin)•1.6基础数据通信承载网络概述(5min)•1.7云计算与物联网云(5min)•1.8物联网当前面临的挑战(5min)益中国移动ChinaMobile1.1什么叫物联网〃物”之变迁中国移动ChinaMobileiCloudaws模拟时代数字时代■网络时代互”联”网的演进中国移动ChinaMobile商业与社会的影响力智能化的连接与物联网相关的"网络”类型移动空中网传统互联网满：1395419850中国移动ChinaMobileRS323串口usb电线）音频线/同轴线）有线丿『关量）’有线传输RS485总线，）无线RF433/31以厂）Zigbee)"e[

近距离线传输LoRa)蓝牙)物联网的定义(1)中国移动ChinaMobile-'物联网〃概念是在〃互联网〃概念的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品和物品之间，进行信息交换和通信的一种网络概念。其定义是：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概念。源自百度文库物联网的定义(2)中国移动ChinaMobile•〃Anetworkofitems一eachembeddedwithsensors一whichareconnectedtotheInternet.”•〃连接到互联网的物品网络一每个物品都嵌入了传感器。InIEEEspecialreportonInternetofThingsissuedinMarch2014(IEEE,“InternetofThings,"2014),IEEEdescribedthephrase“InternetofThings"物联网的定义(3)中国移动ChinaMobile包括工业和消费级的智能设备所连接起来的网络IoTFundamentals,CiscoPress.thanibcticlty8titephonyWorldPopulation783Qoo^)201020152020-1999年，凯文在为宝洁公司(P&G)工作时，用InternetofThings解释了〃公司供应链与互联网相连接〃的一个新想法-凯文后来进一步解释说物联网现在涉及到了电脑的知觉：在20世纪电脑是没有感觉的大脑-他们只知道我们告诉他们的是什么。计算机通过人类典型的录入方式(键盘输入、条形码等)输入数据和知识，物联网正在改变这种模式-在21世纪，计算机正在为自己感知事物。物联网：名称的由来与兴起中国移动ChinaMobile凯文艾什顿(KevinAshton),科技先锋学者/MIT执行董事,创造了"InternetofThings”这个英文短语物联网兴起的标志--2008年，连接到Internet的设备总数超过全球人口总数504030O2一£OO物联网的起源与早期历史中国移动ChinaMobile•1995年比尔盖茨在《未来之路》一书中曾提及物联网，但未引起广泛重视。•1999年美国麻省理工学院建立了"自动识别中心（Auto-ID）”，提出"万物皆可通过网络互联”，阐明了物联网的基本含义。早期的物联网是依托射频识别（RFID）技术的物流网络。•2004年日本总务省（MIC）提出u-Japan计划，该战略力求实现人与人、物与物、人与物之间的连接，希望将日本建设成一个随时、随地、任何物体、任何人均可连接的泛在网络社会。•2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布《ITU互联网报告2005:物联网》，弓I用了"物联网”的概念。物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。•2006年韩国于确立了u-Korea计划，该计划旨在建立无所不在的社会（ubiquitoussociety），在民众的生活环境里建设智能型网络（如IPv6、BcN、USN）和各种新型应用（如DMB、Telematics.RFID），让民众可以随时随地享有科技智慧服务。2009年韩国通信委员会出台了《物联网基础设施构建基本规划》，将物联网确定为新增长动力，提出到2012年实现"通过构建世界最先进的物联网基础实施，打造未来广播通信融合领域超一流信息通信技术强国”的目标。•2009年欧盟执委会发表了欧洲物联网行动计划，描绘了物联网技术的应用前景，提出欧盟政府要加强对物联网的管理，促进物联网的发展。•2009年1月28日，IBM首次提出"智慧地球”概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。当年，美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点。•2009年8月，温家宝总理在无锡视察时提出"感知中国”，无锡市率先建立了"感知中国”研究中心，中国科学院、运营商、多所大学在无锡建立了物联网研究院。物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入了十一届全国人大三次会议政府工作报告，物联网在中国受到了全社会极大的关注。•2011年，高德纳咨询公司（GartnerGroup）在著名的"HypeCycleforEmergingTechnologies"（新兴技术的原型周期，通俗叫法是"新兴技术成熟度曲线”）中，首次引入了I0T。益中国移动ChinaMobile1.2物联网的演进之路GartnerInc.新兴技术成熟度曲线中国移动ChinaMobile没實心丁丫PeakofInflatedExpectations（狂热期）PlateauofProductivity（成熟稳定期）SlopeofEnlightenment（复苏期）TIMETroughofDisillusionment（幻想破灭期）Technology[rigger（萌*期）时间中国移动ChinaMobileGartnerHypeCyclefortheInternetofThings,2016EmbeddedSoftwareandSystemsSecurityWide-AreaIdTNetworksIT/OTConvergenceandAlignmentloTArchitectureConnectedHomeloTforCustomerServiceIdTEdgeArchitectureloTServicesloTPlatformloT-EnabledERPEventStreamProcessingInternetofThingsMachineLearningQEnterpriseInformationManagementProgramsPredictiveAnalyticsOLow-CostDevelopmentBoardsOIBOTIntegrationOMessageQueueTelemetryTransportPlateauwillbereachedin:Olessthan2yearsQ2to5yearsO5to10yearsOmorethan10yearsOloTIntegrationiSThingsasCustomersDigitalTwinInternetofThingsAuthenticationOLicensingandEntitlementManagementEdgeAnalyticsDigitalEthicsIdTBusinessSolutionsCAssetPerformanceManagementQCloudMOMServicesoVEInfonomics|-Opa-ationalTechnology.......八PlatformConvergenceManagedMachine-to-Machine飞.Communication~

，一.ServicesSmartlightingoDataFederation/VirtualizationToolsOMDMofProductDataInnovationTriggerAsofJuly2016PeakofInflatedExpectationsTroughofDisillusionmentSlopeofEnlightenmentPlateauofProductivityTime/SmarterWithGartnerHypeCycleforEmergingTechnologies,2018MixedRealityKnowledgeGraphs4DPrintingArtificialGeneralIntelligenceAugmentedRealityAsofJuly2018SlopeofEnlightenmentInnovationTriggerPlateauofProductivityPlateauwillbereachedin:Olessthan2yearsQ2to5years•5to10yearsAmorethan10yearsConnectedHomeAutonomousDrivingLevel4SiliconAnodeBatteriesBlockchainTroughofDisillusionmentPeakofInflatedExpectationsBiochipsSmartWorkspaceBrain-ComputerInterfaceAutonomousMobileRobotsSmartRobotsDeepNeuralNetworkASICs—AlPaaSQuantumComputingVolumetricDisplaysSelf-HealingSystemTechnologyConversationalAlPlatformAutonomousDrivingLevel5DeepNeuralNets(DeepLearning)CarbonNanotubeloTPlatformVirtualAssistantsSmartDustFlyingAutonomousVehiclesBiotech—CulturedorArtificialTissueBlockchainforDataSecurityNeuromorphicHardwareHumanAugmentation柄中国移动ChinaMobileTime/SmarterWithGartner益中国移动ChinaMobile1.3物联网相关行业的发展物联网发展现状中国移动ChinaMobile-2017年以来，全球物联网市场规模持续稳步增长，跨界应用不断兴起。我国物联网数据规模及多样性持续扩大，行业生态体系逐步完善，细分领域创新成果不断涌现，产业技术和应用发展进入落地关键期-物联网发展呈现一些新的特点与趋势：一是全球物联网设备数量爆发式增长，物联网解决方案渐趋成熟。二是我国物联网市场规模突破万亿，物联网于平台成为竞争核心领域。三是物联网细分领域热度出现分化，技术演进驱动应用产品向智能、便捷、低功耗方向发展。2017-2018年中国物联网年度发展报告全球物联网市场规模中国移动ChinaMobile2017-2018年中国物联网年度发展报告物联网行业三大定律中国移动ChinaMobile1.梅特卡夫定律:网络的价值与网络节点（或用户数）的平方成正比数十亿连接百亿连接干亿连接物联网行业三大定律中国移动ChinaMobile-2.摩尔定律:即当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18至24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍•3.库梅定律(Koomey'sLaw)，即每隔18个月，相同计算量所需要消耗的能量会减少一半。上述两个定律，昭示了物联网的无线传感器未来可以利用更小的电量消耗来达成更快的处理效果。中国物联网市场每年20%+的连接量增长中国移动ChinaMobile中国物联网趋势■连接量（MM）—市场价值（$MM）连接增长率一价值增长率I化郞办公斤矣F^AHtja(NB-toT>ttisaw的it如《关于全面推进移动物联网（NB-loT）建设发展的通知》工信[2017]351号工业Sg客关于印发信睨信剛履购⑵16-20205）的麒《信息通信行业发展规划物联网分册（2016-2020年）》工信部规[2016]424号•中华鶴国中央人蘇诵国务院关于印发《"十三五”国家信息化规划》的通知国发（2016）73号A中华人民共和国中央人諏R国务院关于印发《"十三五”国家战略性新兴产业发展规划》的通知国发（2016）67号北京《北京市关于积极推荐"互联网+"行动的实施意见》♦中日上海百页CKieRtBSKW网醐大厅WiAgfiE市—蝴1-Ml■sBHMSflmsBmsasantnuMSjraKBsns«w«sgSBISXTWSllSffltH.或嗣厂阈88觐）桐知上海《上海市关于积极推荐"互联网+"行动的实施意见》深圳《深圳市信息化发展"十三五”规划》冴印鄭训瞰曲产业财十的敬杭州《杭州市物联网产业发展"十三五”规划》共享单车智慧停车智能家居产业基地物联网联盟国家政策指引斱向政策：国家指引、地方搭台、企业唱戏中国移动ChinaMobile地方政府配合搭台示尼应用纷纷落地国家政策地方政策应用落地标准：标准明确、日臻完善中国移动ChinaMobile繆聽感NB-loT模块M5310IMEI:865820030000017M5310-SEMONHOSOOS/N:M531017T0102N0000001CMIITID:中移物联网有限公司中国通信li准他协台ChinaCommunicationsStandardsAssociation•统一封装要求•统一规格尺寸•统一接口和管脚定义CCSA已通过NB-IoT行业应用指南燃气行业标准水务行业标准NBToT行业应用指南移动物联网产业联盟2017年11月2017.11发布，描述NB-IoT技术应用对行业的要求和建议农业行业标准农业数据采集标准,正在筹备立项目录CONTENT2018.01完成征求意见稿2017.12发布送审稿共享单车行业标准2017.12发布面向窄带物联网的共享单车终端技术要求照明行业标准2017.12完成征求意见稿技术：日益成熟的技术孕育行业的爆发中国移动ChinaMobile物联网产业链•车联网•海思：芯片产品覆盖无线网络、固定网络、数字媒体（网络监控、可视电话、DVB、IPTV）,成功应用在全球100多个国家和地区;•

2G模组：可广泛满足数据需求量不高的场景;可满足速率要求更高的车载领域和视频监控领域;•

4G模组：•

模组网络和平台•工信部下发《关于全面推进移动物联网（NB-IoT）建设发展的通知》明确要求：到2017年末，我们NB-IoT基站规模达到40万个，到2020年，要达到150万个，实现全国覆盖。芯片•高通：2016年出率先推出多模多频芯片MDM9206，目前全球商业和工业物联网应用中，已有上百种设计使用这款芯片；•

Intel：

2014年发布Edison可穿戴及物联网设备的微型系统级芯片，2015年推出集成低功耗蓝牙通信和运动传感器的Curie芯片;模组•

NB模组:求；支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，具备覆盖广、连接多、功耗低、价格廉的特点，满足更长使用时间需•物联网CCMP平台、OneNET云平台等助力物联网企业更好发展。终端和方案•能源抄表•光伏行业中国移动助力行业发展:中国移动ChinaMobile—、战略补贴二、专项补贴2017年战略补贴18.8亿元6亿元2018年2017年•

2017年5月，中国移动下发物联网补贴政策（计6亿16款产品），2018年力度加大（计18.8亿），聚焦NB和NB模组2800万元•./模组^4G行业，其中4G类补贴上限为50%,NB类补贴上限为80%。•相较于17年，18年资源下发时间早，更有利于项目签谈。三、政策倾斜•《关于进一步做好物联网业务发展和管理工作的通知》•《关于做好蜂窝物联网应用产品研发的通知》•《关于下发2018年物联网行业终端发展专项成本的通知》•《关于进一步做好物联网业务发展和管理工作的通知》•《关于按月报送物联网公司经营及重点业务发展情况的通知》益中国移动ChinaMobile1・4物联网产业链与生态链构成中国物联网产业全景中国移动ChinaMobile应用解决方案消费物联网产品产业物联网应用横向能力平台I云服务平台操作系统通用交互能力物联网安全数据传输通信I局域无线连接（模块/网关）无线广域连接（授权频谱/非授权频谱）有线连接其它终端元器件I芯片（设计/制造/测试/代理）感知设备（传感器/RFID与编码）其它元器件（电源管理/天线/...）产业服务（测试认证/标准化组织/媒体/研究咨询/联盟协会）广电国网［省级广电西门子I研华科技蛔德I东土科技非授枳频谱网络运东软载波子林洋电子丫福星晓島中国移动］中国电信中国联通R鹏博士Keplerffl信:HeliosWireOneWeb卫星通信［九天微星］E9国盾■子问天量子中国联通骐俊股份I龙尚科技I广和通I联想憧的仕海移远I芯讯通I中兴物联I移柯通闻有方科技IU-blox］页襄通信［海派科技eSIM华为授枳频谱网络设备中兴爱立信谱基亚I金雅拓捷御件倍和平］握奇数据横向能力平台数据传输通信2017物联网应用解决方案具他通讯有线连接屛幕/面板京东方I利亚毎［华星电子芯片其他元器件esa终端核心元器件电源管理天线[Tadiran^B产业服务3GPPITU-TIEEEOneM2MMachinaResearchAnalysysMasonABIResearch标准化组织研究咨询中国信通院■物联网智库分中国移动ChinaMobile中国物联网产业全景图谱===£S崑S諭==来源：物联网智库益中国移动ChinaMobile模严技术演进与相关技术物联网技术架构-IEEEP2413中国移动ChinaMobile应用ApplicationsI联网与数据通NetworkingandData信Communications感知SensingoneM2M,Modbus,HTTP,CoAP,SNMP,DNS,NTP,MQT[...TCP,UDP,DTLSIPv4,IPv6,RPL,6L0WPAN802.3Ethernet802.11WLANLoRaZigbee802.15.4LPWANNB-IOTRFMeshBluetoothCellularNFCPLCWirelessHARTRFIDSensorActuator执行器ETSIoneM2MIOT架构中国移动ChinaMobileApplicationsLayer:•SmartEnergy•AssetTracking•FleetManagementServicesLayer:oneM2MincludesacommonserviceshorizontalframeworksupportingRestfulAPIsNetworkLayer:ApplicationstalktotheAPIstocommunicatetosensorsOneofthestatedgoalsofoneM2Misto“developtechnicalspecificationswhichaddresstheneedforacommonM2MServiceLayerthatcanbereadilyembeddedwithinvarioushardwareandsoftwarenodes,andrelyuponconnectingthemyriadofdevicesinthefieldareanetworktoM2Mapplicationservers,whichtypicallyresideinacloudordatacenter."loT世界论坛(loTWF)标准架构中国移动ChinaMobileLevelsCollaboration&Procasses(InvoMngPeople&BusmenProcesses)OApplication(Raportmg.Analytic*.Controf)©DataAbstraction(AgoregationAAcc»m)DataAccumulation(Slomg«)OEdgeComputing(DataElementAnalysis&Translormabon)OConnectivity(Commuracsbon&ProcessingUnits)OPhysicalD«vic«s&Controllers(TheThing®*■loT)物联网技术领域以及对商业和社会的影响中国移动ChinaMobileIEEE_IoT_Towards_Definition_Internet_of_Things_Revision1_27MAY15管•无人干预自动管理•大型一0T系统的自动化与自组织•新流程与新组织架构•社会生活-用户影响与接受-社会组织改变-基础设施的治理商业模式与生态系统-新商业模式-新价值链•新的生态系统服务与应用-试验•特定的服务（智慧城市，社会loT）•应用软件架构•操作系统•中间件•云计算/云服务•API•数据管理/大数据使能技术与系统架构•传感器•网关•协议•能耗管理•传感器组网I-一-?-个人数据管理数据安全与私密•一0T的私密性与安全性框架马斯洛的需求层次论：IOT版本中国移动ChinaMobile连接整合的网络如果我们能够改进1%,那会怎么样呢?中国移动ChinaMobile行业市场区段节省的类型预估的15年累计价值(BillionnominalUSD)Aviation航空Commercial1%fuelsavings$30BPower发电Gas-firedGeneration1%fuelsavings$66BHealthcare医疗System-wide1%ReductioninSystemInefficiency$63BRail零售Freight1%ReductioninSystemInefficiency$27BOil&Gas石油石化Exploration&Development1%ReductioninCapitalExpenditures$90BTotal•Source:“IndustrialInternet:PushingtheBoundariesofMindsandMachines,"GE,November26,2012益中国移动ChinaMobile1.6基础数据通信承载网络概述物联网无线通讯中国移动ChinaMobile功耗供电方式信号强度差通讯环境背景噪声/干扰无线频段选择需要面对的问题非授权频诺_/V-----'&(8lgta广域网无线通讯＜：LTE-m授权频谓NB-IOTIOT无线连接选项中国移动ChinaMobile技术2G3G4G/LTEWi-FiZigBeeWirelessHART802.15.4LPWA(LoRa,NB-IOT/LTE-M,SigFox)覆盖范围大大大小(<100m)小(<100m)小中(<1km)>10km(农村)

>1km(城市)拓扑P2P*P2PP2PP2P/Mesh**MeshMeshMeshP2P工作电流(3V)30~400mA500~1000mA6000~1100mA19~400mA34mA28mA~35mA<20mA待机电流0.35mA1.2~3.5mA1.1~5.5mA1.1mA0.003mA0.008mA~0.005mA<0.005mA客户端设备电池驱动(2000mAh)工作时间4~8小时(A)***36天(I)****2~4小时(A)20天(1)2~3小时(A)12天(1)4~8小时(A)50小时(1)50小时(A)8〜10年可变>10年模组成本$12$35~50$40~80$5~8$6~12--$3$2~5频谱授权授权授权授权非授权非授权非授权非授权授权/非授权数据速率<5Mbps100Mbps<250Kbps10~150Kbps*P2P=Hub-Spoke,主从结构,基站-客户端***A=Active,工作状态**Mesh=网状网，自组网，多跳回联有线****I=Idle，休眠状态益中国移动ChinaMobile1.7云计算与物联网云于计算的定义中国移动ChinaMobile-美国国家标准与技术研究院(NIST)定义：云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池(资源包括网络，服务器，存储、应用软件，服务)，这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。类似于生活中的水和电，按量来计算。SoftwareasaService(SaaS)PlatformasaService(PaaS)InfrastructureasaService(laaS)Source:NISTCloudComputingDefinitionsEssentialcharacteristicsSendeemodelsDeploymentmodels于计算的基本特征中国移动ChinaMobile-1按需自服务-用户可根据自己的需要而获得计算资源：如服务器、存储等-用户不需要与资源提供者进行人的交互-2广泛的网络访问-用户可以通过网络访问于服务：IP网络-用户可以在任何地点以任何方式来访问于服务-3资源共享•提供者的计算资源形成一个资源池，采用多租赁模式为多用户提供服务。-计算资源可以根据用户的需求，动态进行分配和重新分配不同的物理和虚拟资源-4快速弹性-容量可以在某些情况下快速的扩展或者快速的收缩•对用户而言，可用的供应容量一般无限制，同时可以在任何时间购买到任何数量•5服务可度量•云系统可以在某些抽象的层次上将用于提供服务的计算能力进行自动的控制和优化资源的使用•资源的使用可以进行监控、控制和报告于计算部署模式中国移动ChinaMobile1.公有云:Source:NISTSpecialPublication800-146(May2012)3.社区云:•开放给公众使用的云基础设施拥有共同关注点的一些组织机构组成的社区排他性使用社区内部机构或第三方运营安置在业主处或其它地方均可2.私有云:•单一组织排他性使用•IT部门或第三方运营•安置在业主处或其它地方均可Source:NISTSpecialPublication800-146(May2012)4.混合云：由两个或多个云基础设施（私有/公有/社区）组成，被标准或私有技术捆绑起来，实现数据和应用的可移植性□□□□PublicCloudCloud□□□□□□□于计算涉及的技术领域中国移动ChinaMobile云计算负载均衡虚拟化效用计算网络存储F卜布式计算,♦4X冗1」;余热份a1-1fflI7J♦J，并行计.算hIaaS,PaaS,SaaS的定义中国移动ChinaMobileSaaS-软件即服务