中国的物联网发展现状

2023-05-15

第一篇:中国的物联网发展现状

我所认识的物联网

物联网是新一代信息技术的重要组成部分,其英文名称是:“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:其一,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;其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息。物联网就是“物物相连的互联网”。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。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”概念的问世,打破了人类之前的思维方式。过去,人们一直是将物理基础设施和IT基础设施分开:一方面是机场、公路、建筑物,而另一方面是数据中心、个人电脑、宽带等。而在物联网时代,钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带融合为统一的基础设施,实现人类社会与物理系统的整合。在此意义上,基础设施更像是一块新的地球工地,世界的运转就在它上面进行,并达到“智慧”状态,从而提高资源利用率和生产力水平,实现人与自然和谐统一。

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。物联网应用从技术层面讲主要涉及三个部分,即对外感知、感知信息传输(可能需要节点利用无线组网实现信息传输)、信息处理与回馈控制。智能技术贯穿整个物联网之中,是核心技术的核心。

从本人的亲身感触和专业领域(信息工程)来说,我觉得我所接触的、所认识的物联网技术主要体现在智能化校园、智能化交通与物流、智能化信息处理等方面。

在我们的大学生活中,拥有一张校园一卡通就几乎可以满足所有的日常需求了。无论是吃饭、洗浴、购买日常所需、上网亦或是图书馆借书,校园卡通通搞定,真正做到了“一卡通”。由此可见物联网在智能化校园的发展促进了校园的信息化和智能化。校园一卡通主要实现功能包括:电子钱包、身份识别和银行圈存。电子钱包即通过刷卡实现主要校内消费;身份识别包括门禁、考勤、图书借阅等,银行圈存即实现银行卡到手机的转账充值、余额查询。目前校园一卡通的建设,除了满足普通一卡通功能外,还实现了借助手机终端实现空中圈存、短信互动等应用,实现学生管理电子化,老师排课办公无纸化和学校管理的系统化,通过一张薄薄的“学籍卡”,真正达到了对学生日常行为的精细管理。

同样在我们日常出行与网购体验中,物联网也扮演了十分重要的角色。智能交通系统包括公交行业无线视频监控平台、智能公交站台、电子票务、车管专家和公交手机一卡通五种业务。公交行业无线视频监控平台利用车载设备的无线视频监控和GPS定位功能,对公交运行状态进行实时监控。智能公交站台通过媒体发布中心与电子站牌的数据交互,实现公交调度信息数据的发布和多媒体数据的发布功能,还可以利用电子站牌实现广告发布等功能。车管专家利用全球卫星定位技术(GPS)、无线通信技术(CDMA)、地理信息系统技术(GIS)、中国电信3G等高新技术,将车辆的位置与速度,车内外的图像、视频等各类媒体信息及其他车辆参数等进行实时管理,有效满足用户对车辆管理的各类需求。公交卡作为城市公交翼卡通的介质,除完成公交刷卡、地铁刷卡功能外,还可以实现小额支付、空中充值等功能。同时,城城互通工程也在逐步发展中,在不久的未来就可以实现一张南京的公交卡在苏州、扬州等其他城市、其他省份都可以使用的可能。

智能物流打造了集信息展现、电子商务、物流配载、仓储管理、金融质押、园区安保、海关保税等功能为一体的物流园区综合信息服务平台。信息服务平台以功能集成、效能综合为主要开发理念,以电子商务、网上交易为主要交易形式,建设了高标准、高品位的综合信息服务平台。,并为金融质押、园区安保、海关保税等功能预留了接口,可以为园区客户及管理人员提供一站式综合信息服务。

最后从我们的专业角度来说,物联网对信息处理的促进主要就 体现在智能化方面。所谓智能化就是要充分发挥信息通信(ICT)产业发达、射频识别(RFID)相关技术领先、电信业务及信息化基础设施优良等优势,通过建设ICT基础设施、认证、安全等平台和示范工程,加快产业关键技术攻关,构建城市发展的智慧环境,形成基于海量信息和智能过滤处理的新的生活、产业发展、社会管理等模式,面向未来构建全新的城市形态。其中包括,建设电子商务支撑体系,深入普及电子商务应用;制定信息通信技术(ICT)产业发展规划和应用推进计划;支持推广应用企业信息化示范项目;大力推进光纤接入网、下一代互联网建设等。 传统的网络中,网络层的安全和业务层的安全是相互独立的。而物联网是在移动网络的基础上,集成感知网络和应用平台,尤其需要根据物联网的特征对安全机制随时进行调整和补充。也正因为如此,类似于物联网的认证、加密、识别机制一直被外界认为存在安全漏洞“RFID技术成为物联网的标配,利用自身在RFID领域的技术优势,在智能交通、公共安全、产品追溯、智慧城市、粮食系统等多个领域都推出了系列应用解决方案。RFID射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。这种非接触无需人工干预的技术一直都是市场上认可的安全问题解决方案。 总体说来,物联网已经与我们的生活息息相关,密不可分,无怪乎被称为是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展。本文从我个人的生活体验和专业思考角度简单论述了物联网在智能化校园、智能化交通与物流、智能化信息处理等方面的巨大作用和影响力。以上就是我对我所认识的物联网的几点看法。

第二篇:制造业的物联网应用前景

摘 要:近年来,物联网产业(Internet of Things,IoT)发展已步入正轨,但尚有潜力可挖掘,并极有可能成为制造业发展的新引擎。从以往的数据来看,制造业企业由物联网应用获得的收益达到历史最高 。通用电气(GE)等龙头企业已致力于产品智能化及服务方式革新的研究,为了创立新的经营模式,文章还对过去无法处理和利用的数据重新进行了分析。

关键词:制造业;物联网;应用前景

1 物联网将成为制造业发展的新引擎

TCS此次调查共涉及四大区域(北美、欧洲、亚太地区和拉美地区)的795名企业高管,分析了目前企业与物联网产业相关 的经营模式及发展蓝图,并对制造业的前景进行了宏观研究。研究主要将针对以下几个方面展开:

(1)企业中哪些部门负责与物联网应用相关的事务?目前与物联网相关的研发进展及未来的计划?研发的方向?

(2)企业中应用到的涉及物联网产业的技术有哪些?目前是如何应用及应用在企业经营的哪些环节上(如:市场、销售、服务、供应链等环节)?

(3)物联网技术的应用给企业经营模式带来了怎样的变化?哪一类的产品和服务从中受益?利润额如何?

(4)企业物联网技术应用过程中的经验和教训(收入有无增加和减少)?收入增减差距如何?

TCS针对企业物联网技术应用深度的调查包括以下四个方面:

(1)供应链监控:传感器、数码摄像头、无线射频识别系统(RFID)、经营活动跟踪设备、状况监控设备,以及产品运送到客户途中的全程监控系统等。

(2)商业经营场所监控:数码摄像头、视频摄像头、传感器(在企业经营场所安装的监控设备,主要用于对员工和客户间的商业行为进行监控,相关企业包括汽车销售商、工厂、车间等)。

(3)产品和服务监控:在向客户销售的产品中安装数码传感器、嵌入式软件等相关产品。

(4)客户监控:通过在客户的移动设备(包括智能手机、平板电脑和其他可穿戴设备等)中安装相关应用程序实施。

2 报告中涉及的制造企业

为完成此次调查,TCS共访问并征集了140名制造企业高管的意见,这些制造企业的高管中有3/5来自美国,18.6%来自德国,12.9%来自中国香港,7.9%来自日本,7.1%来自巴西,2.9%来自印度,2.9%来自澳大利亚。

大多数(占比80%)受访企业的年收入超过10亿美元,另外1/5的企业年收入超过500亿美元。

调查受访者中,25%从事IT工作,18.6%从事销售工作,12%从事生产和制造工作,高管占比10%。图1所示是受访企业年收入区间统计。图2所示是受访者的职位情况列表。

图1 受访企业年收入区间统计

图2 受访者职位情况

在受访者中,有10.7%的受访者是企业的首席执行官、首席营运官或负责业务部门的高管,14.3%的受访者是企业的一级管理人员(如:业务主管、市场主管、销售主管、首席信息官等),47.9%的受访者是直接对企业一级管理人员负责的二级管理人员,余下的则是其他人员。73%的受访者属于企业管理层,包括首席执行官、部门领导、高管及直接向他们负责的管理层。图3所示是不同职级受访者所占的比例。

图3 不同职级受访者所占比例

3 制造企业的物联网投入

2015年,制造企业在物联网方面的平均投入为1.082亿美元,占其平均收益的0.45%。从表1可以看出,制造业在物联网方面的投入占比虽然不及旅游、运输和酒店业(占收益的0.6%)及通信业(占收益的0.55%),但较投入占比较低的能源业(占收益的0.22%)而言,还是高出不少。表1所列是2015年各产业企业物联网投入的情况统计。

制造企业为何选择在物联网技术方面进行投入呢?在如今的竞争态势下,制造企业面临压缩开支、谋求商业模式创新满足客户需求,以及开发智能产品的挑战。越来越多的企业为了占得先机,都纷纷加大对物联网技术方面的投入,如电梯制造企业就在其产品中嵌入了故障停机报警系统。

制造企业对物联网改造方面的投入中,35.5%用于产品监控,其余方面还包括供应链监控、客户监测和营业场所监控等,对产品监控方面的投入明显大于其他方面。这一点不难理解,毕竟对产品监控方面的投入是资产密集型的,投入可以更为直观地用在原材料到成品的这一生产过程中。除此之外,供应链监控和客户监控方面的投入也有显著增长。图4所示是2015年物联网各核心业务的投入占比情况。

对于其他产业而言,同样把对物联网的投入重心放到了产品监控方面,2015年投入占比31%,供应链监控投入占23%,营业场所监控占19%。

图4 2015年物联网各核心业务的投入占比情况

据预测,到2020年,制造企业产品监控方面的投入将有所减少(占33.1%),但在这四类投入中的占比仍然最高,营业场所监控的投入根据预计也将有所减少。图5所示是预计2020年物联网各核心业务的投入占比情况。

图5 预计2020年物联网各核心业务的投入占比情况

相比较上面提到的投入预算而言,物联网投入的经费预算也呈现类似的趋势,即产品监控占比最高(30.4%),客户监控其次(28.5%),供应链监控22.1%,营业场所监控18.9%。图6所示是预计到2018年制造业企业的物联网投入经费预算情况。

图6 2018年制造业企业的物联网投入经费预算情况

从预算看,制造企业2018年对物联网的平均投入将继续维持在1.202亿美元的水平上,也就是说比2015年的投入水平高出11个百分点;相比较其他产业的情况而言,制造企业的物联网投入计划也将比较高。图7所示是2018年各行业物联网投入的经费预算情况。

4 制造企业目前的物联网技术使用情况

近半数的企业将物联网技术运用到生产和配送方面,以监控产品从制造到送到客户手中的全过程。制造企业的物联网投入涵盖了产品生产的每个阶段,同时企业还不遗余力扩大增值服务的范围以满足客户需求。

图7 2018年各行业物联网投入的经费预算情况

(1)近半数(48%)的制造企业把物联网投入重点放在从生产到配送环节的产品流监控上

对供应环节的监控是目前制造企业物联网技术运用的重点,包括:从原材料到制成品的过程监控,从产品到客户手中的运输、仓储和配送过程监控等。制造企业努力提高整个流程的可见程度。近十年来,RFID标签主要被用在库存管理方面。随着目前传感器价格降低和能效提高,相信RFID标签的使用将更为频繁,制造企业将更多地把标签用于进料托盘和备品补充监控方面。

例如德国马牌轮胎制造企业――大陆集团(Continental AG)将Wi-Fi传感器应用在橡胶和其他轮胎配件的装车管理上,通过传感器将装有相关材料的位置数据向库存管理系统传输,有效优化了原材料管理流程,并提高了生产效率 ;另一个事例来自欧洲飞机制造企业――空中客车公司,他们在制造和装配过程中,通过智能眼镜和平板电脑对飞机零配件进行扫描,以确保整个流程的精确性(比如:每颗螺丝应旋紧的程度等) 。

(2)超过1/4(26.4%)的制造企业把物联网投入重点放在对产品表现进行监控的方面

美国通用电气公司(GE)物联网技术应用的重点在于客户对产品表现的评价,他们设计的应用程序可以采集和分享来自于客户的相关数据。比如,在一条能源通道上,GE可以接收并分析来自智能传感器,以及气象、地震、人口、医疗健康、学校等部门的数据,并对维修和风险管理的过程进行优化分析并加以安排。

(3)近1/4(24.3%)的制造企业把物联网投入的重点放在客户移动终端上安装的应用程序设计,实现对相关信息的采集

汽车制造企业通过为汽车配备移动用户界面,以掌握用户使用习惯等反馈信息;通过在生产制造的汽车上配备信息娱乐系统,也可以为相关部门追踪用户在线服务消费模式和偏好提供便利;通过将获取到的信息与车主及人口统计数据等资料库相关联,保险公司的保费核算就有了参考依据;通过对先进的车载远程信息系统进行分析,才能设计出更方便易用的移动应用程序。

德国采埃孚股份有限公司(ZF Friedrichshafen AG) 的智能汽车传送系统,能监控并记录出卡车司机的驾驶习惯,传感器还能对获取的数据进行分析,通过关联当前路况与地形数据信息,对司机行进过程中的速度调整给出适当建议,这对于节油和延长传送系统工作寿命都有助益 。

(4)约22%的制造企业把物联网投入的重点放在经营场所安装的传感器或其他设备,实现对工作人员与客户的沟通情况进行监控

Nest公司 的智能恒温控制器通过气温调节,起到节约能耗的作用 。这个自学习程序使恒温控制器能够对采集到的使用者行为及习惯数据加以分析,比如对包括使用者出现并离开监控场所的时间、监控场所内外的温度和湿度条件进行分析,以决定能源使用模式,实现节能的效果。

(5)约7.9%的制造企业把物联网投入的重点放在可穿戴移动终端上,实现监控功能

目前制造企业中出现了一个新理念,一些企业已经开始对这一理念的应用研究,即通过让企业工作人员佩戴相应的可穿戴移动终端实现监控。比如亚马逊对其配送中心的送货员都安装了GPS定位标签并为他们配备了随身扫描仪,以便优化配送流程 。

同时,汽车制造企业也针对他们的实际情况研发出易用的可穿戴设备及应用,如汽车制造企业可以通过苹果公司的智能手表产品的相关应用程序,为客户在展厅中营造出个性化的参观体验。图8所示是制造企业物联网技术的运用情况。图9所示是2020年制造企业应用物联网技术的方式调查。

对于目前仍未使用数字技术的制造企业而言,其中31.6%的企业表示截至2020年他们可能会通过在产品上安装数字传感器了解产品表现;另有相近比例的企业表示或将对产品配送过程进行监控;26.3%的这类企业表示或将对经营场所安装监控设备实施监控。

第三篇:一套构思完整的物联网实验室建设方案

物联网是通过各种传感设备,把物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络,可广泛应用于各行各业,如把各种传感器嵌入或装备到电网、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,形成物联网,通过无线信息的收发,便于通讯和监管,不用数据线,成本低,使用便利。

1999年美国麻省理工学院(MIT)首次提出物联网的概念,是指把所有物品通过射频识别(RFID)等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理的网络。国际电信联盟(ITU)在2005年的报告中对概念的涵义进行了扩展,该报告中指出,信息与通信技术的目标已经从任何时间、任何地点连接任何人,发展到连接任何物品的阶段,而万物的连接就形成了物联网。在这份报告所提到的物联网中,除RFID技术外,更多的新技术,例如:传感器、纳米、嵌入式芯片等技术被广泛应用。

2009年初,美国已将新能源和物联网列为振兴经济的两大武器,世界其它国家、公司、团体都将物联网的发展提升到了战略高度,相关的技术、应用、产品也得到了极大的发展。我国也开始加速推动物联网的进程,我国的物联网发展与世界基本同步,目前传感网标准体系已形成初步框架,向国际标准化组织提交的多项标准提案也被采纳。2009年下半年以来,物联网概念火遍中国,中央、地方、企业都从各自角度展开了一系列行动谋划和进入物联网—2009年10月,科技部同意在无锡太湖国际科技园建立国家(无锡)传感网国际科技合作基地,以加快引进国际领先的传感信息技术,推进国内传感信息产业的发展。

在物联网的产业价值链中,有着众多的参与者,传感器企业、RFID 芯片企业、RFID 读卡器企业是最早被关注的,各种传感器不断翻新;还有各种电子设备制造企业,海尔已经让其冰箱上网了,交通管理系统根据行车的速度和位置随时发布各条道路的交通状况,广告公司利用物联网随时更新其户内和户外电子广告内容,联邦快递可以在每个物流环节更新其递送物品的位置,供其内部管理人员和客户的查询。物联网相关技术的人才的培养需要相关的各种条件,主要包括物质条件、人力资源条件、技术积累等。

物联网可划分为一个由感知层、网络层和应用层组成的三层体系,感知层主要包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器以及M2M终端、传感器网络和传感器网关等,在这一层次要解决的重点问题是感知、识别物体,采集、捕获信息。感知层要突破的方向是具备更敏感、更全面的感知能力,解决低功耗、小型化和低成本的问题。

完备的无处不在的移动通信网络是物联网发展的基础条件,中国移动在物联网的实践与创新是把移动通信能力向下与感知层结合起来,通过在机器内部嵌入GSM/TD通信模块,以无线通信等为接入手段,为客户提供综合的信息化解决方案,以满足客户对监控、指挥调度、数据采集和测量等方面的信息化需求,即M2M应用。目前中国移动在M2M领域已形成一整套拥有自主知识产权的技术标准、解决方案和相关产品,并已面向政府、行业和家庭开展多样化的物联网应用实践。

物联网创新实验系统可实现多种物联网构架,面向各大高校及大专院校的专业教学及创新和竞赛,提供了众多实验例程,便于学生熟悉和掌握物联网的构成及实际应用。

物联网实验系统包括硬件设备、软件资源、实验资源三大部分。硬件设备包括微型无线传感器、RFID、GPS、TD-SCDMA和其他配套设备。软件资源包括系统网络软件,嵌入式网关软件,PC数据管理与分析软件,实验资源包括基于控制器的基础实验、传感器信息采集实验、无线信号收发实验、Zigbee网络通讯实验、及组件控制实验等,通过对这三部分资源的充分学习,可为物联网工程应用打下坚实的基础,并能通过不同传感器的特性,不同网络的组成形式,开发出更多实用性强的物联网应用模式。

硬件设备

物联网Zigbee技术教学实验平台

实验平台实验内容组成

1、协议分析层面: Z-Stack寻址:间接传送;单播传送;多播(组播)传送;广播传送

多对一路由选择协议等。

2、网络拓扑层面:星型无线传感器网络;树簇型无线网络;网络同步;加入/退出网络等。

3、传感器节点层面:温湿度传感器实验;光电传感器实验;压力传感器实验等。

微型无线传感器

微型无线传感器分为温度,湿度,光电,触力等多种传感器。每个节点由MCU/RF部分、传感器部分和电源管理部分组成,包括智能三项传感节点与智能触力传感节点。

(1)智能三项传感节点

支持温度,湿度,光电三种传感器,支持2.4G无线组网,配备按键输入和LED输出,支持电池工作,并配套电池充电功能。

(2)智能触力传感节点

支持压力传感器,支持2.4G无线组网,配备按键输入和LED输出,支持电池工作,并配套电池充电功能。

通用传感器以及被控对象

通用传感器以及被控对象包括通用调试器母板,红外模拟传感器母板,超声波模拟传感器母板,酒精浓度传感器母板,电机控制器母板等。每种母版均支持对微型无线传感器的程序更新与调试,母板可独立控制自身硬件,也可联合微型无线传感器进行联网,实现网络化控制。系统配置一个无线线网络电源充电模块,同时支持8个无线模块的供电或充电。

嵌入式网关 嵌入式网关采用嵌入式PXA270系统。

(1)核心板

CPU:Intel XScale PXA270 520MHz

SDRAM:64Mbyte

FLASH:32Mbyte

以太网:100M Ethernet controller (LAN91C111)

CPLD:Xilinx 95144 (117 User IO)

接口:160 PIN 接口

(2)底板

以太网接口:100M 以太网接口1 个

视频:4.3寸 TFT LCD(包含触摸屏和有机玻璃外壳)

音频:AC97标准音频输入输出接口

USB CLIENT:1 个,支持PC与设备同步

串行接口:3 个,UART0是系统的调试端口;UART1是带有流控制的5线串行接口,可以连接GPRS/GSM-Modem;UART2是标准的3线串口(等等)

软件资源

1、无线传感网软件

2、嵌入式网关软件

3、PC数据管理与分析软件

实验资源

实验从无线网络处理器的基本实验,逐步进阶到无线数据采集通信的高级实验,即能满足基础的教学要求,又能加强学生的实际应用能力。基于CC2430的实验CC2430是TI 2.4G无线网络的主流控制器,是微型无线传感器的核心控制器。实验内容共计63个。

射频识别(RFID)原理技术与应用实验平台

给学生以具体的真实的系统感性认识,加强学生对RFID系统原理的理解和认识,更好的帮助学生学好、学透RFID技术。同时也给非通信专业的学生增加通信方面的专业知识,实验过程真实具体。

产品特点

·结合具体RFID教材《射频识别(RFID)原理与应用》,针对性强;

·增加通信基础知识实验内容,扩展非通信专业学生的通信专业知识;

·采用分立元件开发RFID原理机,展现RFID各个组成部分原理和具体电路,加深学生对RFID系统的理解;

·实验中各部分信号都可以用示波器测试和观看,实验过程生动、真实;

·实验平台囊括目前实际应用的三套系统,实验内容丰富、知识覆盖全面;

·配有完整的的RFID读写器系统,可以开展相关的硬件电路测试实验和相关软件协议的测试和实验。

射频识别(RFID)原理技术与应用实验平台规格:

1、载波频率: 125KHz、13.56MHz、920-925MHz

2、支持协议: ISO14443A,ISO14443B,ISO1569

3、

ISO18000-6B,ISO18000-6C(EPC GEN2)

3、作用距离:ISO14443:7-15cm,

ISO15693:10-30cm,

ISO18000-6B:6-12m

4、通信接口:RS232

5、电源:220V/AC

RFID实验平台实验项目 9大模块有100个实验内容。

(欢迎咨询)

Multi-Radio嵌入式WiFi开发平台

Multi-Radio嵌入式WiFi开发平台采用两个嵌入式WiFi模块(G2M5477),以ARM9(PXA270)为核心,平台具有完全开放特性,可以开发嵌入式WiFi的MAC协议、路由协议、应用层协议等,同时平台具有3个独立的功耗测试电路,电路可以自行连续测量功率消耗。

目前传感器网络的一个发展趋势为高速率传输,经过以CC1000系列和CC2420系列为代表的两代传感器网络节点的发展,传感器网络节点进入高速嵌入式WiFi阶段。G2M5477的小体积、超低功耗(电池更换周期可达3-4年以上)、高速率、高性能(模块内包含44MHz RISC CPU),为无线传感器网络下一代节点的研究和应用提供了良好的研究平台。

·平台以PXA270 CPU为核心,包含两个嵌入式WiFi模块,WiFi模块与PXA270之间采用SPI高速接口(44MHz),可以完成高速Multi-Radio的研究工作。也可以利用一套开发平台上的两个嵌入式WiFi模块完成嵌入式WiFi的研究工作。

·平台的代码全部开放,包括嵌入式WiFi的MAC层、网络层、传输层,PXA270操作系统的代码。

·平台可以通过串口连接计算机直接进行开发工作,不需另购在线编程器或调试器。

·支持多种传感器。平台依靠高性能PXA270 CPU可以连接麦克风、摄像头等传感器,完成多媒体无线传输的研究工作。同时,平台的G2M5477模块高精度AD接口可以直接连接温度、湿度、加速度等传感器,完成基于嵌入式WiFi无线传感器网络节点的研发工作。

Multi-Radio开发平台的主要性能指标:

·同时支持2个嵌入式WiFi模块,每个模块的特性如下:

802.11b/g 2.4 GHz, 信道 1-11 和 14,数据速率6-54Mbps;

ISO 24730-2 2.4 GHz 收发器以及125 kHz 低频接收器;

802.11 射频发射功率 +18 dBm(802.11g),+20 dBm(802.11b);

32位 RISC CPU, 时钟频率44 MHz;

SDIO,数据速率可达100 Mbps;

SPI接口,最高44 Mbps;

UART接口,最高2.7 Mbps;

TCP/IP吞吐量可达 4 Mbps(包含WPA2加密);

RAM 128KB;

Flash ROM 8Mbit。

·高性能的CPU(ARM9);

·两个WiFi模块以及整个平台的电压、电流、功率、温度的连续自动测量;

·大容量存储(U盘或SD卡);

·支持音频和视频接口(可以直接连接摄像头);

·以太网、USB接口。

3.4 Multi-Radio平台的开发目的主要如下:

·面向目前广泛使用的P2P应用(如网上电影播放、大文件下载等,特点为多点同时下载,增加速率,如常用的迅雷、快车、电驴等服务),将现有的有线网络扩展到无线网络中,研究无线网络的P2P问题。

·由于无线带宽和网络特性(无线一般是广播方式的,不像有线网络是交换方式的,广播方式有同信道干扰问题)的限制,采用多个无线模块(即多个Radio)在同一时间进行传输,每个模块工作在不同的信道上,多个链路的同时传输增加了网络传输的吞吐量。

·可以进行嵌入式WiFi的研究,嵌入式WiFi是下一代传感器网络节点的发展方向之一,利用此平台代码开放的特点和强劲的CPU,可以进行多种多样的开发工作,包括传感器网络多媒体的研究。

·由于G2M5477的开放特点,当应用多个Radio同时进行传输时,需要用新的MAC协议替代已有的协议(当然也可以在高层来完成此功能,效率会低一些),利用G2M5477的MAC协议的开放性,可以研发Multi-Radio的MAC协议。

GPS /GIS/GPRS综合实验平台

GPS/GIS/GPRS综合实验平台是为了配合本科生、研究生《卫星定位导航原理及其应用》《智能交通系统》课程、《ITS中的车辆定位导航方法》课程、《地理信息系统》课程的学习而开设教学实验的基础平台。据调研,国内开设类似课程的教学单位均没有相应的实验平台,无法让学生直观的掌握基础理论知识及其应用。GPS/GIS/GPRS综合实验平台对卫星导航定位、地理信息系统、无线数据传输深入研究

的基础上研究开发的、针对教学使用的综合实验平台。也可用于研究机构了解掌握卫星定位导航工作原理及其应用的培训设备。 5.1实验平台功能组成

实验平台主要包含FPGA设置、GPS数据接收、DOP解算、卫星位置解算、DOP与卫星仰角等关系、伪距解算、位置解算、拨码开关、扩展接口、GPRS数据传输协议实现、GIS数据显示等基本功能单元,供学生学习掌握卫星定位导航的基本原理以及其中的数据处理流程设计、GPRS数据传输的原理与实现方法、GIS显示功能的实现等内容。

开放GPS数据结构和程序库供学生编程实验

编程实验:

·根据导航电文和接收机时间计算GPS卫星三维位置;

·计算卫星信号多普勒频率

·计算卫星信号经过电离层产生的延时误差;

·计算卫星信号经过大气层产生的延时误差;

·计算导航定位几何精度因子,即HDOP、VDOP、PDOP、TDOP、GDOP;

·根据已知位置和时间,预测可视卫星在轨道上的位置和多普勒频率;

·建立导航方程并解方程,计算接收机ECEF坐标系内的位置、时间;

·ECEF坐标系与WGS84坐标系坐标变换编程实验

·GPS时间与UTC时间、本地时间坐标变换编程实验。

ECEF坐标系与WGS84坐标系坐标变换编程实验;

·GPS时间与UTC时间、本地时间坐标变换编程实验。

根据实验设计,实验一和实验四包含学生自己动手编程的部分,因此需要4课时的时间完成。学生可根据实验指导教程进行实验,并按要求完成实验报告。实验思考题用于加深学生对所做实验的理解,同时可对实验老师出实验考题时起到参考作用。

实验教学部分大概需要14课时完成,加上前序知识的讲解以及实验考试的时间,大概需要18课时左右的时间完成。若一次实验课为2课时,则需要9次课的时间。

5.6适用范围: 适合通信、电子、信息、测量、自动控制、导航、遥控遥测等专业的本科生、究生GPS基础教学实验、本科生

a.毕业设计、硕士生课题研究;

b.适合GPS应用系统的工程技术和维护人员使用。

T3G(TD-SCDMA)技术实训系统

TD-SCDMA技术实验系统是国内首创的为高校相关专业开展3G技术相关课程配套的可视化的专业综合实践教学平台。通过对各种比特级数据的发送、加扰、接受及分析,学生可以深入地理解与掌握 T3G通信系统的技术原理和运行机制。借助次平台,还可以学习系统中的一些故障分析知识。本系统编排功能强调学生的动手实践和专业综合设计分析能力的提高,着力培养创新型人才。可完成的实验设计:

物理层结构实验:

实验1 TD-SCDMA时隙结构实验

实验2 TD-SCDMA帧结构实验

实验3 信道配置实验

实验4 信道数据设置实验

空中接口信道实验:

实验5 传输信道实验

实验6 物理信道实验

实验7 信道映射操作实验

信道编码与复用实验:

实验8 信道编码复用结构实验

实验9 差错校验实验

实验10 传输块的级联和码块分段实验

实验11 信道编码实验

实验12 无线帧尺寸均衡实验

实验13 第一次交织实验

实验14 无线帧分割实验

实验15 速率匹配实验

实验16 打孔或重发实验

实验17 传输信道复用实验

实验18 物理信道分割上实验

实验19 第二次交织-帧相关实验

实验20 第二次交织-时隙相关实验

实验21 子帧分割实验

实验22 物理信道映射实验

调制与扩频实验:

实验23 调制实验

实验24 扩频实验

实验25 扰码实验

实验26 脉冲成形实验

实验27 载波输出波形实验

物理层处理过程实验(系统级):

实验28 基站发送信息配置实验

实验29 无线传输环境配置实验

实验30 小区搜索过程(SYNC-DL识别)实验

实验31 小区搜索过程(Midamble码识别)实验

实验32 小区搜索过程(信道估计)实验

实验33 随机接入参数设置实验

实验34 随机接入(上行同步建立)实验

实验35 随机接入(上行同步保持)实验

实验36 上行UpPTS开环功率控制实验(免费升级)

实验37 上行PRACH功率控制实验(免费升级)

实验38 随机接入冲突实验(免费升级)

无线资源管理实验

实验39 接力切换过程实验

实验40 动态信道分配实验

实验41 系统码分配实验

二次开发实验(5-8个)

根据需要提供开放接口,自主进行程序设计,调试验证。

6.4产品特点:

层次性:包含3G系统多个层次实验,学生可以从通信网络

系统的层次上认识通信系统,扩展了学生的认识思路。

系统性:以TD-SCDMA标准为技术平台,有助于学生理解系统的组成及其在系统中的作用。

综合性:集成了通信原理、移动通信、数字信号处理、通信网络与交换等门课程理论知识与技术,非常利于学生对专业知识综合认识及应用能力的提高。

先进性:实验内容包含了当今通信专业一些最先进的理论,学生可以在较短的时间内掌握当今通信技术的最新发展动态,适应新技术发展的要求。

实用性:该系统是对T3G标准技术非常直观的再现,促使学生全面而深层次理解3G的理论知识内容,为以后从事3G相关工作,提高就业竞争力打下坚实的基础。 开放与开发性:该实验系统提供了一些开放的接口平台,高水平的本科生、研究生及相关专业教师可以按照自己的想法进行程序设计,从而使他们的一些设计思路能很快的在该系统中得到验证,也可作为课程设计与毕业设计平台。

二次开发实验:

·嵌入式智能终端系统基本开发

·嵌入式网络终端开发实验

·双核处理器的通信实验

·嵌入式通信处理实验

·嵌入式3G终端界面开发实验

第四篇:中国物联网现状和发展趋势

物联网现状:

我国已形成基本齐全的物联网产业体系,部分领域已形成一定市场规模,网络通信相关技术和产业支持能力与国外差距相对较小,传感器、RFID等感知端制造产业、高端软件和集成服务与国外差距相对较大。仪器仪表、嵌入式系统、软件与集成服务等产业虽已有较大规模,但真正与物联网相关的设备和服务尚在起步。

我国已形成了较完整的敏感元件与传感器产业,产业规模稳步增长。我国形成了RFID低频和高频的完整产业链以及以京、沪、粤为主的空间布局,2009年市场规模达到85亿元并成为全球第3大市场。我国仪器仪表产业连续多年实现20%以上的增长,2009年产值超过5000亿元,企业数量为5000多个,小型企业数量占比达到90%。

在物联网网络通信服务业领域,我国物联网M2M网络服务保持高速增长势头,目前M2M 终端数已超过1000万,年均增长率超过80%,应用领域覆盖公共安全、城市管理、能源环保、交通运输、公共事业、农业服务、医疗卫生、教育文化、旅游等多个领域,未来几年仍将保持快速发展,预计“十二五”期间将突破亿级。三大电信企业在资源配置方面积极筹备,加紧建设M2M管理平台并推出终端通信协议标准,以推进M2M业务发展。国内通信模块厂商发展较为成熟,正依托现有优势向物联网领域扩展。国内M2M终端传感器及芯片厂商规模相对较小,处于起步阶段。尽管我国在物联网相关通信服务领域取得了不错的进展,但应在M2M通信网络技术、认知无线电和环境感知技术、传感器与通信集成终端、RFID与通信集成终端、物联网网关等方面提升服务能力和服务水平。

在物联网应用基础设施服务业领域,虽然不是所有云计算产业都可纳入物联网产业范畴,但云计算是物联网应用基础设施服务业中的重要组成部分,物联网的大规模应用也将大大推动云计算服务发展。国内云计算商业服务尚在起步,SaaS已形成一定规模,而真正具有云计算意义的IaaS和PaaS商业服务还未开展。目前,我国在云计算服务的基础设施(IDC 中心)建设、云计算软硬件产业支持和超大规模云计算服务的核心技术方面与发达国家存在差距。云安全方面,我国企业具有一定的特点和优势。随着物联网应用的规模推进、互联网快速发展和国家信息化进程的不断深入,我国云计算服务将形成巨大的市场需求空间,“十二五”期间将呈现快速发展态势。

在物联网相关信息处理与数据服务业领域,信息处理与数据分析的关键技术主要是数据库与商业智能。我国数据库产业非常薄弱,知名企业只有三四家,只占国内市场10%左右的份额。商业智能(BI)领域我国虽然技术相对落后,但已形成了一定规模,国内现有BI厂商有近500家,但高端市场仍由国际厂商垄

断。整体而言,我国拥有自主知识产权的数据库产品、BI产品和掌握关键技术的软件企业少,产业链不完整,缺乏产品线完整、软硬结合、竞争力强的国际企业。

在物联网应用服务业领域,整体上我国物联网应用服务业尚未成形,已有物联网应用大多是各行业或企业的内部化服务,未形成社会化、商业化的服务业,外部化的物联网应用服务业还需一个较长时期的市场培育,并需突破成本、安全、行业壁垒等一系列制约。

综上所述,我国尚未形成真正意义的物联网产业形态和爆发点,物联网有形成巨大市场的潜力,但潜在空间转化为现实市场还需要较长时间培育,关键点是通过技术和应用创新形成新兴业态和新增市场。我们预计,“十二五”期末我国物联网相关产业规模将达到5000多亿元规模,而真正可能形成万亿元级规模的时间节点预计在“十三五”后期。

第五篇:中国物联网产业发展现状浅析

物联网是战略性新兴产业的重点发展领域。发展物联网产业不仅是提高信息产业核心竞争力、改造提升传统产业和提升社会信息化水平的重要举措,也成为各地加快发展方式转变,推进自主创新的重要突破口。未来中国物联网产业将迎来加速发展和优化布局的重要机遇。

在市场应用方面,2011年从整体来看,占据中国物联网市场主要份额的应用领域为智能工

产业分布上,国内物联网产业已初步形成环渤海、长三角、珠三角,以及中西部地区等四大区域集聚发展的总体产业空间格局。其中,长三角地区产业规模位列四大区域的首位。

环渤海地区是国内物联网产业重要的研发、设计、设备制造及系统集成基地。该地区关键支撑技术研发实力强劲,感知节点产业化应用与普及程度较高,网络传输方式多样化,综合化平台建设迅速,物联网应用广泛,并已基本形成较为完善的物联网产业发展体系架构。

长三角地区是我国物联网技术和应用的起源地,在发展物联网产业领域拥有得天独厚的先发优势。凭借该地区在电子信息产业深厚的产业基础,长三角地区物联网产业发展主要定位于产业链高端环节,从物联网软硬件核心产品和技术两个核心环节入手,实施标准与专利战略,形成全国物联网产业核心与龙头企业的集聚。

珠三角地区是国内电子整机的重要生产基地。在物联网产业发展上,珠三角地区围绕物联网设备制造、软件及系统集成、网络运营服务以及应用示范领域,重点进行核心关键技术突破与创新能力建设,着眼于物联网基础设施建设,城市管理信息化水平提升,以及农村信息技术应用等方面。

中西部地区物联网产业发展迅速,各重点省市纷纷结合自身优势,布局物联网产业,抢占市场先机。湖北、四川、陕西、重庆、云南等中西部重点省市依托其在科研教育和人力资源方面的优势,以及RFID、芯片设计、传感传动、自动控制、网络通信与处理、软件及信息服务等领域较好的产业基础,构建物联网完整产业链条和产业体系,重点培育物联网龙头企业,大力推广物联网应

近来,中国物联网产业空间出现新的演变趋势:

一是产业发展“强者愈强”,资源要素将继续向优势地区汇聚集中。长三角、环渤海、珠三角等地区作为目前国内物联网产业的聚集地,企业分布密集,研发机构众多,产业氛围良好。同时,这些地区依托发达的经济环境与雄厚的地方财力,建设了一大批物联网示范项目。这为物联网的应用提供了成功案例和发展方向,并带动了相关技术和产品的大范围社会应用。得益于产业与应用相互促进形成的良性循环,未来优势地区物联网产业的发展将进一步提速,国内物联网领域的资源要素也将进一步向这些地区汇聚集中。优势地区在未来国内物联网产业发展中的地位将进一步提高。

二是产业分布“多点开花”,热点地区将不断蓬勃涌现。物联网产业广泛的内涵以及与应用紧密结合的特点,使得其能够在具备先发优势的地区之外,得到更加广泛的发展。除前文所述的重点省市之外,包括天津、昆明、宁波在内的众多国内城市也将物联网产业作为本地区重点发展的产业领域。此外,四川双流县、河北固安县、山东微山县等众多县级城市,也纷纷结合本地区的特点,大力培育发展物联网产业。

三是产业演变“合纵连横”,区域分工将进一步明晰显现。虽然目前国内物联网产业整体尚处于起步阶段,但RFID与传感器、物联网设备、相关软件,以及系统集成与应用等几大产品领域的产业分布已经呈现相对集中的态势,国内各重点产业集聚区之间的产业分工格局也已初步显现。随着未来国内物联网产业规模的不断壮大,以及应用领域的不断拓展,产业链之间的分工与整合也将随之进行,区域之间的分工协作格局也将进一步显现。总体来看,产业基础较好的地区,将分别在支撑层、感知层、传输层和平台层等几个层面确定各自的优势领域;而其他

二、三线城市,则将更多聚焦于物联网应用层在不同领域的发展。(赛迪顾问 半导体产业研究中心, 数据来源:赛迪顾问物联网产业数据库) 图解物联网产业发展现状及应用分析

“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,目前国际上还没有形成一个关于“物联网”的明确通用官方定义。物联网是互联网应用的拓展与深化。物联网不是重新建设一套平行于互联网的系统,而是充分利用互联网所提供的信息高速公路,完成实时数据读取、信息交换、远程控制等特色功能。

物联网(Internet of Things)概念最早在1999年由美国麻省理工学院首次提出。2009年初IBM抛出了“智慧地球”概念,使得物联网成为时下热门话题。2009年8月,温总理提出启动“感知中国”建设,随后物联网在中国进一步升温,得到政府、科研院校、电信运营商以及设备提供商等相关厂商的高度重视。本文从物联网概念、产业发展现状、产业链、应用前景以及市场机会等方面对物联网进行简要介绍和分析。

一、物联网概述

1、物联网概念

“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,目前国际上还没有形成一个关于“物联网”的明确通用官方定义。现阶段广泛认为是指把所有物品通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和可管理的网络。物联网具有三个特点,即全面感知、可靠传递以及智能处理。

物联网是互联网应用的拓展与深化。物联网不是重新建设一套平行于互联网的系统,而是充分利用互联网所提供的信息高速公路,完成实时数据读取、信息交换、远程控制等特色功能。

2、物联网体系架构

物联网可分为三层:感知层、网络层和应用层。

感知层包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、终端、传感器网络等,主要是识别物体,采集信息,与人体结构中皮肤和五官的作用相似。

网络层包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心、信息中心和智能处理中心等。网络层将感知层获取的信息进行传递和处理,类似于人体结构中的神经中枢和大脑。

应用层是物联网与行业专业技术的深度融合,与行业需求结合实现行业智能化,这类似于人的社会分工,最终构成人类社会。

3、物联网工作步骤

物联网的工作步骤是首先通过标签等对物体属性进行标识,接着利用感应器和识别设备完成对物体属性的读取,并将信息转换为适合网络传输的数据格式。最后物体的信息通过网络传输到信息处理中心,由处理中心完成物体通信的相关计算。这个过程是可逆的,信息使用者可以通过通信网络指挥物体做出相应的动作。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。

二、物联网产业发展现状

1、物联网发展历程及应用

根据物联网技术水平、用户需求和系统成熟度等方面的特点,业内专家普遍认为物联网技术演进路线可分为信息汇聚、协同感知和泛在聚合三个阶段。三个阶段将会渐进式的发展,通过技术的发展来满足不同层次的应用需求。

从应用发展角度来看,与技术演进一致物联网也将经历三个阶段方能成熟:当前是典型应用的示范期,然后是规模增长期和全面发展期。在目前阶段,普遍认为M2M(Machine to Machine)是物联网最主要的表现形式。M2M是一种以机器终端智能交互为核心的、网络化的应用与服务,它与社会的发展和人们的生活、工作密切相关。目前智能交通、食品安全管理、环保监测、人员出入管理、仓储与供应链管理等应用已在国内外小范围内推广应用,物联网的雏形已基本形成。从互联网的发展历程,我们不难看出物联网的发展也将是一个循序渐进的技术完善与市场推广的过程,我国物联网产业尚处于初创阶段,标准、技术、商业模式以及配套政策等还远没有成熟。

2、物联网产业链

物联网是在当前通信网与互联网基础上的发展延伸,产业链也与通信网和互联网产业链类似,增加了部分参与者如RFID/传感器制造商、传感网节点制造商、物联网运营商这几个环节,如图2所示。其中物联网运营商是海量数据处理和信息管理服务提供商。在我国,最有可能成为物联网运营商的就是电信运营商。首先,电信运营商拥有固定和移动的通信网络,可以很容易地采用系统集成商的解决方案来推出物联网业务;其次,运营商有庞大的用户群,这些用户群必然同时也是物联网物理信息的消费者,运营商完全可以建立一个公共的、按照行业划分的基础物理信息数据平台,成为信息的提供者和分发者;再者,由于物联网产业链较长,因此产业的聚合者和主导者的角色至关重要,而电信运营商在这方面具有独特的优势。

物联网产业链

目前,国内物联网的积极推动者当属电信运营商,各大电信运营商不仅把物联网看作是未来移动互联网的发展方向,更把物联网看作是下一个“净利润增长点”。国内三大运营商纷纷加大对物联网的投入力度,并已在有些领域涉足物联网应用。

中国移动率先在无锡成立物联网研究中心,紧接着中国电信、中国联通也相继在无锡成立物联网技术重点实验室和研究院。综合来看,目前中国移动在物联网起步较早走在前列,并已取得了实质性的进展。中国电信和中国联通在2009年政府大力倡导发展物联网的前提下,目前均处于概念宣传和部署应用试点阶段。但中国电信对IPv6技术早有部署,目前已处在试商用阶段。另外,中国电信拥有众多的行业客户资源,后期对发展物联网将形成有利条件。而中国联通相对其他两个运营商而言,拥有最成熟的3G网络这将给物联网发展提供可靠的数据传输网络。

三、物联网产业机会分析

1、应用前景

随着IC制造、传感器、软件、网络等关键技术在各国的不断发展,各国的物联网产业规模快速增长,应用领域广泛拓展。中科院泛在与传感网研究中心副主任赵壮表示“中国的物联网到2015至2020年会出现产业萌芽。”业内专家预计未来十年,将广泛运用于智能交通、环境保护、公共安全、智能消防、工业监测、老人护理等多个领域。近期来看,值得期待就是智能电网、智能家居、智能交通、智能医疗等。

到目前为止,物联网发展已具备了一定的产业基础,蕴含着信息产业发展的新机遇。据美国权威咨询机构forrester预测,到2020年世界上物物互联的业务,跟人与人通信的业务相比,将达到30:1。因此,物联网被称为下一个万亿级的通信业务,具有广阔的发展前景。据赛迪顾问研究显示,2010年中国物联网产业市场规模将达到2000亿元,到2015年整体市场规模将达到7500亿元,将给通信业带来更大的发展空间。

2、产业机会

物联网时代,海量数据传输和处理需求对传输网络提出了更高的要求,这将促使运营商对现有网络进行扩容和升级,这将给通信设备制造商提供难得的发展机遇。另外,从产业链角度来看,还将给通信芯片、RFID/传感器产业、系统集成、电信运营商等带来巨大的产业机会。从受益时间的角度来看,物联网的发展首先受益的是RFID和传感器厂商,接着是系统集成商,最后是物联网运营商。这是因为:第

一、RFID和传感器需求量最为广泛,且厂商目前最了解客户需求;第

二、物联网涉及众多技术和行业,系统集成需求巨大,且系统集成商有可能掌控上游供应商;第

三、随着物联网的发展,物联网的应用将从行业垂直应用向横向扩展,对海量数据处理和信息管理需求将随之提高,同时也将凸显物联网运营商在产业链的重要地位。但从增长空间的角度看,增长最大的是物联网运营商,其次是系统集成商,最小的是RFID和传感器供应商。这是因为:第

一、未来物联网具有海量信息的处理和管理需求、个性化的数据分析要求的特点,必将催生物联网运营商的需求量,且未来很可能形成寡头垄断的格局;第

二、系统集成的需求将远高于目前电信网和互联网的需求;第

三、RFID和传感器厂商由于核心技术掌握度较低,很可能形成完全竞争的格局。

四、结论

综上所述,虽然目前我国物联网产业尚处于初创阶段,标准、技术、商业模式以及配套政策等还远没有成熟,但应用前景非常广阔,未来将成为我国新型战略产业,将给信息产业及通信产业带来众多机遇和挑战。物联网时代,海量数据传输和处理需求对传输网络提出了更高的要求,这势必将促使运营商对网络扩容升级。网络的扩容升级将带动光纤光缆技术、接入以及骨干传输的发展,同时还将促进3G、4G以及其他无线技术的应用,为通信设备商带来更大的发展空间。

此外,物联网还将给通信芯片、RFID/传感器产业、系统集成等带来巨大的产业机会。

国外物联网产业现状及发展趋势

据统计,物联网现阶段的主要形式M2M在2009年全球运营商的业务收入约为15亿美元。而从全球市场的数据分析,预计到2010年M2M市场规模将达到2234亿美元。美国市场研究公司Forrester预测,到2020年,世界上"物物互连"的业务,跟人与人通信的业务相比,将达到30比1,仅仅是在智能电网和机场防入侵系统方面的市场就有上千亿美元。因此"物联网"被称为是下一个万亿美元级的信息技术产业。

1.产业现状

目前国际物联网产业的发展现状主要体现在以下几个方面:

(1)各国齐头并进,相继推出区域战略规划

当前,世界各国的物联网基本都处于技术研究与试验阶段:美、日、韩、欧盟等都正投入巨资深入研究探索物联网,并启动了以物联网为基础的"智慧地球"、"U-Japan"、"U-Korea"、"物联网行动计划"等国家性区域战略规划。

2009年1月,在美国总统奥巴马与美国工商领袖的"圆桌会议"上,IBM公司CEO提出"智慧地球"的概念,即把传感器放到电网、铁路、桥梁和公路等物体中,能量极其强大的计算机群,能够对整个网络内部人员和物体实施管理和控制。这样,人类可以更加精确地利用动态实施的方式管理生产活动和生活方式,达到"智慧"状态。

2009年5月

7、8日,欧洲各国的官员、企业领袖和科学家在布鲁塞尔就物联网进行专题讨论,并作为振兴欧洲经济的思路。欧盟委员会信息社会与媒体中心主任鲁道夫·施特曼迈尔说:"物联网及其技术是我们的未来"。2009年6月欧盟发布了新时期下物联网的行动计划。

日本和韩国分别提出了"U-Japan""U-Korea"的计划和构想。"U"来自拉丁文"Ubiquitous"意为"无所不在"。日本将物联网列为国家重点战略之一;韩国出台了《基于IP的传感器网基础设施构建基本规划》,将物联网确定为新增长动力。

(2)基础性关键技术RFID,成为市场最为关注技术

2008年全球RFID市场规模已从2007年的49.3亿美元上升到52.9亿美元,这个数字覆盖了RFID市场的方方面面,包括标签、阅读器、其他基础设施、软件和服务等。RFID卡和卡相关基础设施将占市场的57.3%,达30.3亿美元。来自金融、安防行业的应用将推动RFID卡类市场的增长。2010年以来,由于经济形势的好转和物联网产业发展等利好因素推动,全球RFID市场也持续升温,并呈现持续上升趋势,预计2012年,市场规模将达到200多亿美元。与此同时,RFID的应用领域越来越多,人们对RFID产业发展的期待也越来越高。目前RFID技术正处于迅速成熟的时期,许多国家都将RFID作为一项重要产业予以积极推动。

(3)各组织纷纷研究制定相关技术标准,竞争日益激烈

ISO/IEC(国际标准化组织及国际电工委员会)在传感器网络、ITU-T(国际电信联盟远程通信标准化组)在泛在网络、ETSI(欧洲电信标准化协会)在物联网、IEEE(美国电气和电子工程师协会)在近距离无线、IETF(互联网工程任务组)在IPv6(下一版本的互联网协议)的应用、3GPP(第三代合作伙伴计划)在M2M(机器与机器)等方面纷纷启动了相关标准研究工作,竞争日益激烈。

2.发展趋势

在当前物联网发展进程中,技术趋势呈现出融合化、嵌入化、可信化和智能化的特征,管理应用趋势呈现出标准化、服务化、开放化和工程化的特征。

(1)应用大规模普及,即将成为下一个万亿级产业

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,在其发展的同时还将带动传感器、微电子、视频识别等一系列产业的同步发展,带来巨大的产业集群生产效益。6月22日在上海开幕的2010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美元级新兴产业。到2020年之前,全球接入物联网的终端将达到500亿个。

亚里士多德曾说过"给我一个支点我可以撬起地球",而今随着技术的发展,这句豪言完全可以与时俱进地改为"给我一个物联网我可以感知地球"。

(2)欧美市场将引领全球RFID产业发展

2010年以来,随着经济形势的好转和物联网产业发展等利好因素推动,全球RFID市场也持续升温,并呈现持续上升趋势,预计2012年,市场规模将达到212亿美元。其中,欧美市场领先全球,是当前主要的区域市场。

从垂直市场发展来看:飞利浦、西门子等半导体厂商基本垄断了RFID芯片市场;IBM、HP、微软等国际巨头抢占了RFID中间件、系统集成研究的有利位置;Alien、Intermec、Symbol等公司则提供RFID标签、读写器等产品及设备。

从技术标准制定来看:目前,国际上基本形成了RFID五大标准组织,分别代表了国际上不同团体或者国家的利益。

从具体应用推广来看:欧美地区技术应用较成熟。美国的RFID应用已经从军事应用为主,向交通、车辆管理、身份识别和仓储管理等领域延伸;欧洲地区德国、英国、法国和荷兰等RFID产业发展领先国家在交通、身份识别、物资跟踪等领域也有了比较广泛的应用。

国内物联网产业发展现状

1.总体情况

我国在物联网领域的布局较早,中科院10年前就启动了传感网研究,中科院上海微系统与信息技术研究所、南京航空航天大学、西北工业大学等科研单位,目前正加紧研发"物联网"技术。2009年10月,中国研发出首颗物联网核心芯片---"唐芯一号"。2009年11月7日,总投资超过2.76亿元的11个物联网项目在无锡成功签约,项目研发领域覆盖传感网智能技术研发、传感网络应用研究、传感网络系统集成等物联网产业多个前沿领域。2010年工信部和发改委出台了系列政策支持物联网产业化发展,到2020年之前我国已经规划了3.86万亿元的资金用于物联网产业化的发展。

在国家重大科技专项、国家自然科学基金和"863"计划的支持下,国内新一代宽带无线通信、高性能计算与大规模并行处理技术、光子和微电子器件与集成系统技术、传感网技术、物联网体系架构及其演进技术等研究与开发取得重大进展,先后建立了传感技术国家重点实验室、传感器网络实验室和传感器产业基地等一批专业研究机构和产业化基地,开展了一批具有示范意义的重大应用项目。目前,北京、上海、江苏、浙江、无锡和深圳等地都在开展物联网发展战略研究,制定物联网产业发展规划,出台扶持产业发展的相关优惠政策。从全国来看,物联网产业正在逐步成为各地战略性新兴产业发展的重要领域。

2.发展优势

(1)技术优势

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,具有重大的影响力。中科院早在1999年就启动了传感网研究,该院组成了2000多人的团队,先后投入数亿元,在无线智能传感器网络通信技术、微型传感器、传感器终端机和移动基站等方面取得重大进展,目前已拥有从材料、技术、器件和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之一,其影响力举足轻重。

此外,我国还在通信、网络等领域申请了大量具有自主知识产权的技术专利。这些技术方面的积累,为我国物联网技术在未来取得长足地发展奠定了坚实的软实力基础。

(2)政策优势

我国政府对物联网发展的重视程度是有目共睹的。2006年我国制订了信息化发展战略,2007年十七大提出工业化和信息化融合发展的构想,2009年"感知中国"的新兴命题又迅速地进入了国家政策的议事日程,2010年《政府工作报告》,正式将"加快物联网的研发应用"纳入重点产业振兴计划,一些城市和地区也相继提出了物联网发展的规划和设想。

可以毫不夸张地说,在短短几年内,物联网在我国政府的大力支持下,已经由一个单纯的科学术语变成了活生生的产业现实。2009年9月,我国传感网标准工作组成立,随后又在上海的浦东国际机场和世博园区建造了世界上最大的物联网技术系统。此外,在北京、无锡和杭州等城市,在当地政府的支持下,也有一大批科学家和专业人士从事中国物联网的研究和开发。可以说,国家宏观政策的支持与引导是我国物联网发展不可或缺的政策优势。

(3)市场优势

中国近年来互联网产业迅速发展,网民数量全球第一,在未来物联网产业发展中具备良好基础。物联网将所有物品连接到互联网,达到远程控制的目的,实现人和物或物和物之间的信息交换。当前物联网行业的应用需求和领域非常广泛,潜在市场规模巨大。物联网产业在发展的同时还将带动传感器、微电子、视频识别系统一系列产业的同步发展,带来巨大的产业集群效益

3.瓶颈

我国物联网产业发展现状与趋势,喜忧参半。物联网行业应用需求广泛,潜在市场规模巨大,政府各部门对发展物联网产业态度积极,是产业发展的"喜";但"忧"的一面则主要表现在物联网产业发展初期阶段,存在诸多产业发展约束因素。主要体现在以下几个方面:

(1)缺乏统筹规划

虽然我国各地政府机构正在积极地开展物联网相关产业发展工作,成立了有关园区、产业联盟,但是全国范围内尚未进行统筹规划,各部门之间、地区之间、行业之间的分割情况较为普遍,缺乏顶层设计,资源共享不足,加上规划意识与协调机制的薄弱,凸现出难以形成产业规划、研究成本过高、资源利用率过低、无序重复建设现象严重的态势。

(2)核心技术缺位

纵观我国物联网的技术创新,相当一部分是在原有信息化技术基础上的深化和发展,通过增加新功能,使之具备物联网特性。但这并不是从无到有的原生态创新,所以也很难形成核心技术,导致大量采用国外技术,在专利方面受制于人,在信息安全方面没有保障,更导致物联网数据采集环节的传感器、电子标签的成本过高拖累整个物联网行业的发展。

(3)规模化应用不足,产业链不完善 我国物联网发展虽然有了一些基础应用,但目前国内"以物为互联"的应用需求还是低层次的。所以,难以激发产业链各环节的参与和投入的热情,规模化行业应用的不足成为制约物联网产业的形成、核心关键技术的突破和标准化的重大瓶颈。另外,目前我国物联网产业下游的通信运营商(三大运营商)和中游的系统设备商都已是世界级水平,但是其他环节相对欠缺,初期成本居高不下,产业链的不完善一定程度上制约了物联网产业健康有序发展。

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