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物联网产业发展现状与发展趋势

2020-09-06 来源:华拓网
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物联网产业发展现状与发展趋势

文/唐前进 公安部第三研究所物联网技术研发中心

摘要:物联网既是信息技术发展到一定程度的必然产物,也是经济社会发展到一定阶段的新要求,因此受到全世界关注是一种必然。我国已经具备物联网发展的政策、经济和技术环境。微型传感器、超高频芯片、云计算和信息安全等将成为技术发展重点。安防、交通、物流、家居、环保、电力等领域将成为应用重点。

关键词:物联网 RFID 传感器 信息融合

国际金融危机爆发以来,为尽快摆脱危机影响,许多国家都在寻求科技突破和培育新的经济增长点。正是在这种大背景下,全面建设和推广物联网被提上议事日程。美国奥巴马总统提出了“智慧地球”,我国温家宝总理提出了“感知中国”,多国将其提升到战略高度,企业与学术界纷纷跟进,物联网成为了经济、技术、产业领域的一个热门话题。

和效能的提高。

在“信息爆炸”的年代,对信息的全面利用还存在不足,许多信息资源还需要人工采集,通过网络对计算机以外的终端的控制与管理能力还很弱,还不能在信息世界里实现对物理现实世界的精确管控,还没有将信息技术的最大效能发挥出来。究其原因,主要是信息获取的手段不够丰富,还缺少对现实世界信息的全面、即时、精确的把握。而物联网则在原有信息技术的基础上跃升到了一个社会应用的新高度。物联网技术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,按约定的协议,把这些物体连接起来,形成一种新型的网络,进行信息交换和通讯,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。在这个网络当中,存在能力超级强大的中心计算机群,能够对网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制。在此基

础上,人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活,达到“智慧”状态,提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然间的关系。因此它是互联网发展的新阶段,是信息产业发展的又一次浪潮。从此,世界将从互联网时代进入物联网时代。进入物联网时代,标志着信息产业的三大支柱领域都已经得到了充分的发展。

一、物联网出现的必然性

信息获取、传输和处理是信息产业领域的三大支柱。信息产业的第一次浪潮是个人电脑产业的发展,其关键技术是数据处理技术;第二次信息产业浪潮出现的标志是互联网技术走向实用化,其关键技术支柱是信息传输。在经历了两次信息技术的大发展后,以计算机为采集与处理终端和以互联网为信息传输渠道的信息化格局基本形成,科学研究、工业生产、社会管理等诸多方面出现了方式的改变

二、物联网受到各国政府、企业和学术界高度重视

物联网被看作是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。美国独立市场研究机构Forrester预测,到2020年物联网业务与现有互联网业务之比将达到30:1。各国政府和企业纷纷看好其产业前景,包括中、美等国家在内的多国将其提升到国家战略层面。我国在这次信息化浪潮中与世界保持了同步发展,并将物联网建设提升到国家战略地位,列入了新时期国家五大战略

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性新兴产业的重要地位。美国总统奥巴马就职后,积极回应IMB提出的“智慧地球”战略;欧盟“物联网行动计划”、日本“U-Japan”、韩国“U-Korea”计划等都是利用各种信息技术来突破互联网的物理限制,以实现无处不在的物联网;新加坡、中国台湾等在内的国家和地区都已制定了“U”社会发展计划。

物联网已经成为学术界、企业研究的热点,国内外知名研究机构、高校和大型企业都纷纷加入到物联网研究队伍中来。在我国,中科院上海

微系统所、中国移动研究院、公安部第三研究所等研究机构,清华大学、中国科技大学、上海交通大学、北京邮电大学等知名高校,中国移动、中国电信、华为、中星微电子、南京三宝、远望谷、新大陆、大唐电信等大型企业,都将物联网作为发展方向,投入了大量的人力物力进行技术攻关。在国外,美国加州大学洛杉矶分校、麻省理工大学、奥本大学、俄亥俄州大学等众多院校都在开展相关研究工作,GE、IBM、Google、Intel、西门子、诺基亚、阿尔卡特、

霍尼韦尔、博世公司等信息产业龙头和传感器设备巨头等,也加入到了物联网研究与应用行列。

三、我国物联网发展的政策、经济和技术背景

无论从外部环境还是内部环境、无论从经济基础还是技术储备、无论从国家政策还是现有基础来看,我国已经具备物联网发展和应用的环境。

(一)我国从“十一五”就开始部署物联网关键技术攻关

我国《国家中长期科学与技术

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发展规划(2006-2020年)》重点领域及其优先主题,包含了下一代网络关键技术与服务、高效能可信计算机、传感器网络及智能信息处理、面向核心应用的信息安全、国家公共安全应急信息平台、突发公共事件防范与快速处置,这些既有物联网的应用需求,也有物联网关键技术的发展规划。

《信息产业科技发展“十一五”规划和2020年规划纲要》也将RFID和传感器等物联网关键技术列入了重点支持领域。根据我国信息产业科技发展的总体思路,为实现未来5~15年我国信息产业科技的发展目标,在研发领域,要在集成电路、软件和关键元器件、电子专用设备仪器和电子材料的研发和生产方面取得阶段性突破,掌握一批关键技术,拥有一批核心专利与标准。在面向信息化建设和重大应用领域,进行业务和技术创新,带动核心技术与产品的研发,在下一代网络、宽带无线移动通信、数字电视、家庭网络、智能终端、汽车计算平台、无线射频识别(RFID)和传感网络、网络与信息安全、信息技术应用与数字内容等重点领域实现突破,形成一批具有自主知识产权的核心技术和创新产品,基本满足国内应用对技术与产品的需求,形成较为完整的产业链。这些规划和纲要具有战略性和前瞻性意义。

等。2010年工信部部署了加大传感网、物联网等新兴网络的新兴技术的研发力度工作,将通过重大专项、技术标准体系研究以及相关重大示范应用带动,引导产业界积极投入传感网和物联网相关工作。工信部部长李毅中表示2010年要加快培育物联网产业,制定技术产业发展规划和应用推进计划,发展关键传感器件、装备、系统及服务,推进国家传感信息中心建设,促进物联网与互联网、移动互联网融合发展。从而在科研、体系、投入、产业发展等方面形成了有力支撑。

进国外技术装备,国内企业集成国内外技术资源的能力在提高,为以我为主组合技术资源进行技术创新和开发新产品打下了一定基础,为消化吸收创新提供了必要条件,我国已经具备大规模制造能力和产业配套条件。巨大的国内市场资源为自主创新成果提供了宽广的应用舞台。

我国信息化水平持续快速发展。为全面推进经济社会信息化,国家大力推进信息化基础设施建设,制订了鼓励政府、国有企业服务外包,保障国家信息安全为目的的政府分级采购等政策措施;改善电子商务发展环境,建设电子商务示范城市;继续推动国家重大信息化工程建设,支持信息安全领域产业化。进入21世纪以来,我国信息化以较快速度推进,世界信息化发展总指数年均增长速度为8.4%,而同期我国的增速为14.63%,是世界平均水平的1.8倍。总体上目前我国的信息化发展水平由低水平国家跨入了中等水平国家行列。

(三)行业的技术积累和技术创新

我国高新技术产业发展总体态势良好。以1999年全国技术创新大会为标志,我国高新技术产业进入了全面发展的新阶段。《中共中央、国务院关于加强技术创新,发展高科技,实现产业化的决定》及其相关配套政策颁布后,初步形成了全社会关心、重视和支持高新技术产业发展的环境,高新技术产业化的政策体系已经初步形成,科技企业孵化器发展迅速,成果转化的基础设施条件大为改善,社会投资热点开始转向支持高新技术产业化,广大科技人员的创业热情日益高涨。

我国自主创新能力进一步提升,表现出良好的发展趋势。我国已经形成了比较完整的科学研究与技术开发体系,拥有充足的科技人力资源。科技人力资源总量已达3850万人,研发人员总数达109万人,科技和研发人员数量分别居世界第一位和第二位,研发投入总额已跃居世界第六位。经过多年的自主研究开发和引

(四)国家的经济总量和经济发展环境

2010年以来,面对严峻复杂的国内外环境,全国上下实施应对国际金融危机的一揽子计划,经济发展总体向好的运行态势已经明朗。经济的全面恢复和良性运行为物联网技术的推广提供了资金支持。未来20年我国经济还将持续较高速度发展,经过科学评估和预测,2011~2030年,我国GDP将以年均6%左右的中速增长。到2030年,GDP总量将会达到60万亿元左右,人均约4万元。那时,我国将全面完成工业化,大部分地区基本实现信息化,科学技术全面

(二) 国家工信部明确提出加快物联网建设

工信部在相关会议上明确提出要进一步研究建设物联网、传感网,加快传感中心建设,推进信息技术在工业领域的广泛应用,提高资源利用率、经济运行效益和投入产出效率

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接近当时国际较先进水平,部分领域世界领先。经济的持续发展既培育了物联网的市场,又确保了物联网的发展与社会经济发展水平相适应。

象监控、江西省水利监控、北京市商业银行POS机业务等。在CDMA网络系统开展的典型应用包括江苏省扬州供电局配网自动化、江苏省气象局的气象监控、胜利油田油井监控等。有专家预测M2M市场增长速度会高于国际市场30%的年增长率。

物联网在我国推广应用具有可行性,得益于我国在物联网方面的五大优势: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。

创新。关键共性技术主要集中在无线传感器网络节点与传感器网关、系统微型化技术、超高频RFID、智能无线技术、通信与异构网组网、网规划与部署技术、综合性感知信息处理技术、中间件平台、编码解析、检索与跟踪以及信息分发等。结合物联网特点,在突破关键共性技术时,研发和推广应用技术,加强行业和领域物联网技术解决方案的研发和公共服务平台建设,以应用技术为支撑突破应用创新。从推广应用行业来看,公共安全、智能电网、物流产业、智能家居、远程医疗、环境监测、精细农业等行业将成为率先应用的领域。

在现实生活中已可见物联网的具体应用,如远程防盗、高速公路不停车收费、智能图书馆、远程电力抄表等,只不过这些仅是物联网的雏形,还尚未形成一个庞大的网络。物联网给我们构建了一个十分美好的蓝图,在未来,我们可以想象通过物物相连的庞大网络,实现智能交通、智能安防、智能监控、智能物流以及家庭电器的智能化控制。相信在攻克技术、标准等难关后,这一愿景终将实现!

(五)现有信息化基础

截至2009年,我国网民规模达3.38亿,宽带网民达3.2亿,占总网民数的94.3%,手机上网用户达1.55亿。这些信息化基础是物联网推广的重要基础。国内外M2M应用繁多,在国内,中国移动在2006年与Moto、华为、深圳宏电、北京标旗公司进行开发合作,其业务覆盖面有浙江、广东、北京、江苏和山东五个省市。目前中国移动正大力开拓基于GPRS的M2M行业应用市场,其产品包括煤气抄表、电力监控、销售数据传输等,应用领域包括金融、交通物流、公用事业、政府机构等。中国联通2006年在浙江、广东、北京、江苏和山东五个省市开展M2M业务,Moto、SK、深圳宏电公司为其合作开发商,应用领域涉及电力、水利、交通、金融、气象等行业。GPRS网络系统应用比较典型的有江苏省无锡供电局配网自动化、湖北省气象局气

四、物联网的发展趋势

目前国内物联网总体还处于起步阶段。为推进物联网产业发展,未来5年将集中资源,攻关共性关键技术,探索行业应用模式,实现科技

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