作者:郑琼洁 刘 勇
近年来江苏省物联网产业规模保持25%以上的增长率,物联网产业整体规模位居全国前列。截至2019年,全省物联网相关产业规模近7000亿元,形成了以支撑层、感知层、传输层、平台层和应用层为代表的物联网产业结构。其中,应用层的占比不断增加,涌现出一批有技术、有市场、上规模的物联网企业,全省物联网企业已超3000家,年销售收入10亿元以上的企业达到40余家,从业人员达到30余万人。江苏物联网产业发展先发优势不断凸显、规模效应与集聚效应不断凸显、产业布局持续优化、产业链条不断延展、骨干企业的龙头效应不断显现,自主创新能力不断增强,尤其是在国际物联网产业标准制定中占据了重要的地位,已成为江苏产业发展的高地和区域名片。
与此同时,有三大因素制约江苏物联网产业的发展。
(一)技术与市场对接不畅,骨干企业创新带动力不强
近年来,江苏物联网企业数量迅速攀升,物联网技术研发能力也大幅提升,但从企业的盈利情况看,有近五成的中小企业处于亏损或不盈利状态,这些企业的可持续发展能力较弱,主要原因是这些企业的技术与市场无法实现有效对接,存在技术市场化和应用推广难的问题。从江苏物联网产业的总体来看,其产业总体规模和企业的规模较小,缺少产业发展带动力强的上游骨干企业,尤其缺少“专尖特精”的物联网企业。骨干企业带动作用不强。在传感器环节,缺乏具有自主知识产权的创新型骨干企业,在系统集成环节,缺乏具有软硬件、网络、平台、应用流程耦合的一体化高端综合集成服务能力的龙头企业和大型服务商。同时龙头和骨干企业与产业链相关企业合作不够紧密,技术与市场对接不畅,许多物联网产品和技术处于产业链的低端,核心技术链和产业链尚未形成,整体核心竞争力不强。
(二)核心技术亟待突破,标准化建设有待加强
江苏虽然是我国物联网产业发展的先行区和物联网产业发展的重要示范区,但与国外发达国家相比仍存在一定的差距,主要表现在:规模化产能较小、核心技术不强、处于产业链的低端,感知与智能处理产业与国外差距较大。核心芯片、基础性系统、基础性架构等关键领域与国外相比存在较大差距,中高端传感器依赖进口,智能处理和云计算的基础架构由发达国家主导,缺乏能实现硬件、物联网、网络、平台、应用和业务流程端到端大系统综合集成企业,智能和微型传感器、超高频和微波射频识别(RFID)、地理位置感知等感知技术,以及近距离无线通信、低功耗传感网节点、人机/机器智能交互(M2M)终端、异构网络融合、网络管理等传输技术、基于MEMS 工艺、薄膜工艺技术形成的敏感芯片等相关技术研发水平和标准制定工作落后。物联网的整体研发能力不强,大多数领域的核心技术尚处在研发阶段,从物联网核心架构到各层的技术体制与产品接口大多未实现标准化,物联网标准化工作尚处于起步阶段,标准化建设有待于进一步加强。
(三)研发投入力度不够,创新人才不足
物联网产业技术研发需要投资大量的资金和人才。在研发资金投入方面,与广东(深圳市、广州市)相比,江苏每年对物联网产业发展资金投入力度不大,对物联网企业研发支撑不足,同时与广东企业(腾讯、华为、中兴等企业)相比,江苏物联网企业研发经费投入占比整体较小。在创新人才支持方面,与广东相比,江苏物联网产业发展人才引培力度较小,同时也存在着人才引培政策制度不完善和不够落地、对稀缺高端人才的招引和需求量最大的中端人才的引流不足、一流的人才梯队缺失等问题。
为此,建议从以下三方面入手推动江苏省物联网产业高质量发展。
(一)增强龙头效应,打造产业核心技术创新高地
一是打造一流物联网创新企业。大力支持引进国内外龙头企业,鼓励支持企业进行产业前瞻性与共性关键技术创新和应用试点创新,鼓励企业树立品牌意识,打造一批物联网行业的龙头和骨干企业,突出龙头骨干引领作用,建设一流创新企业。通过“以评促建”和“以评促改”,完善企业的评价考核体系,加大核心技术自主可控程度、研发成果质量、创新辐射带动作用等指标的权重,引导龙头骨干企业加大研发投入,优化研发支出结构,联合高校院所加强“卡脖子”技术相关的基础研究和应用基础研究,加快提升攻关引领能力。二是建设物联网产业重大创新平台。强化企业主体创新地位,鼓励重点领域龙头企业联合产业链企业开展协同创新,重点在物联网领域突破一批“卡脖子”技术和“杀手锏”技术。加快建设江苏物联网创新促进中心、国家高性能计算应用技术创新中心、江苏省先进封装与系统集成制造业创新中心、国家传感网工程技术研究中心等一批国家级、省部级重大创新平台。加强与高校院所合作对接,协同开展基础研究和技术攻关。三是提升物联网产业链协同能力。壮大产业集群,带动民营企业创新能力建设。推动产业集群式发展,强化企业专业化协作和配套能力。围绕“卡脖子”技术攻关,支持民企广泛参与龙头、骨干企业和高校院所等牵头的项目,组建创新联合体,加快形成强协同、弱耦合的创新生态。根据任务体量和条件要求,鼓励民企牵头申报。同时,通过完善 科技 创新政策,加强创新服务供给,激发创新创业活力,引导民企加大研发投入,完善技术创新体系,推动“小而美、小而精”的 科技 型中小企业蓬勃发展,与“国家队”之间形成优势互补的局面。
(二)强化技术与市场协同,搭建 科技 创新协同攻关体系
攻破物联网关键技术,提升物联网产业核心能力需要政府、企业、高校、科研机构、 社会 中介服务机构和个人等的创新行为主体,以及创新资源和创新环境协同实现。一是提升技术体系化能力,实施锻“长板”、补“短板”相结合的系统性战略布局。面对日益严峻的外部环境挑战,在推进物联网技术跨界创新时,应从战略高度、以战略思维系统谋划 科技 创新布局,优化 科技 计划,形成锻“长板”、补“短板”相结合的系统性战略部署路径规划,形成多维度、多循环的关键技术供给体系和对内对外开放合作格局。二是提高组织体系化能力,打通知识突破与商业实现的价值链接。对于物联网产业关键核心技术的攻关,要 探索 大纵深、跨学科的研发模式,打通产学研创新链、产业链、价值链,拓展包括产业大基金在内的各类创新投资渠道,实现集科学发现、技术跃升和产业化方向于一体的突破,实现知识突破与未来面向商用生态的有效衔接。聚焦全球竞争的源头技术供给,不仅是追逐“国际发表热点”,更需要形成核心技术突破后的持续改良机制,及时跨越技术商用的成熟度阈值。实现知识突破与商业实现的价值衔接,需要改革当前重大 科技 创新工程的组织实施方式。三是鼓励重大攻关计划的创新单元之间的知识共享。鼓励物联网创新能力强的创新型领军企业,与其他创新主体形成协同互动。在核心技术攻关上,借鉴重大公共创新平台的成功经验,制定权责分明的知识产权共享和保护机制,鼓励各类战略 科技 力量形成优势资源平台的吸引力和合作凝聚力,引领对领域的核心科学问题和共性技术的持续攻关。
(三)加大要素投入,优化物联网产业发展政策环境
一是加大资金投入,创新财政资金支持政策。统筹利用现有资金资源,加大对物联网产业发展的支持。采用政府引导、市场化运作方式, 探索 建立国家物联网产业专项投资基金。鼓励运用政府和 社会 资本合作模式,引导 社会 资本参与重大项目建设。深化产融合作,在风险可控的前提下,推动商业银行创新信贷产品和金融服务,推动政策性银行在国家规定的业务范围内,根据自身职能定位为符合条件的企业提供信贷支持。健全融资担保体系,完善风险补偿机制,鼓励金融机构开展股权抵押、知识产权质押业务,试点信用保险、 科技 保险,研究合同质押、资质抵押的法律地位和可行性。二是完善人才引育体系,打造人才技术梯队。鼓励高校面向产业发展需求,优化专业设置和人才培养方案,培育物联网和信息技术人才力量和后备干部。支持高校院所高层次人才到企业任职或兼职,选聘优秀 科技 企业家到高校担任“产业教授”,实现人才双向流动。鼓励产业园区、企业、实训(实习)机构,以及江苏高校、职业(技工)院校,联合或独立开展江苏物联网集群产才融合示范基地评估,打造一批特色化示范性物联网学院、物联网实训(实习)基地。三是加大对外宣传,提升政策效度。通过举办展会、大赛等多种形式搭建企业技术交流平台为本地企业营造良好的发展氛围。力争更多国家级、省级改革试点、创新平台落户江苏,进一步强化产业发展和企业需求导向,进一步加大宣传力度,对外推广重点项目、产品,帮助企业快速发展,进一步彰显全链扶持和分类施策原则,不断提升新政策的覆盖面、含金量、精准度。
作者单位:南京市 社会 科学院、江苏省扬子江创新型城市研究院/江南大学中国物联网发展战略研究基地
本文刊于《中国发展观察》杂志2021年第3-4期合刊
《中国发展观察》由国务院发展研究中心主管、中国发展出版社主办、中国发展观察杂志社编辑出版,是以发展为主线、以经济为重点的综合性半月刊,开设有战略、宏观、区域、世界、法治、 社会 、文化、前沿、产业、智库论坛等栏目,具有较强的前瞻性、权威性、可读性。《中国发展观察》在学术理论界、各级党政机关以及企业家阶层拥有广泛而稳固的读者群,并被中国 社会 科学院、国家发展改革委等重要机构和中国知网、维普资讯等权威数据库列为核心期刊或来源期刊。
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网址:>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已具备基础。物联网连接物品网,达到远程控制的目的,或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生产效益。中国工业和信息化部通信发展司司长张峰指出,物联网是当前最具发展潜力的产业之一,将有力带动传统产业转型升级,引领战略性新兴产业的发展,实现经济结构和战略性调整,引发社会生产和经济发展方式的深度变革,具有巨大的战略增长潜能,是后危机时代经济发展和科技创新的战略制高点,已经成为各个国家构建社会新模式和重塑国家长期竞争力的先导力。我国必须牢牢把握产业创新方向和机遇,加快物联网产业的发展。我国物联网产业现存七大问题分析1、缺乏核心技术自主知识产权在物联网技术发展产品化的过程中,我国一直缺乏一些关键技术的掌握,所以产品档次上不去,价格下不来。缺乏RFID等关键技术的独立自主产权这是限制中国物联网发展的关键因素之一。2、行业技术标准缺失目前行业技术主要缺乏以下两个方面标准:接口的标准化;数据模型的标准化。虽然我国早在2005年11月就成立了RFID产业联盟,同时次年又发布了《中国射频识别(RFID)技术政策白皮书》,指出应当集中开展RFID核心技术的研究开发,制定符合中国国情的技术标准。但是,现在我们可以发现,中国的RFID产业仍是一片混乱。技术强度固然在增强,但是技术标准却还如镜中之月。正如同中国的3G标准一样,出于各方面的利益考虑,最后中国的3G有了三个不同的标准。物联网的标准最终怎样,只能等时间来告诉我们答案了。3、产业链发展不均衡和美国相比,国内物联网产业链完善度上还存在着较大差距。虽然目前国内三大运营商和中兴华为这一类的系统设备商都已是世界级水平,但是其他环节相对欠缺。物联网的产业化必然需芯片商、传感设备商、系统解决方案厂商、移动运营商等上下游厂商的通力配合,所以要在我国发展物联网,在体制方面还有很多工作要做,如加强广电、电信、交通等行业主管部门的合作,共同推动信息化、智能化交通系统的建立。加快电信网,广电网,互联网的三网融合进程。产业链的合作需要兼顾各方的利益,而在各方利益机制及商业模式尚未成型的背景下,物联网普及仍相当漫长。4、各行业间协作困难多物联网应用领域十分广泛,许多行业应用具有很大的交叉性,但这些行业分属于不同的政府职能部门,要发展物联网这种以传感技术为基础的信息化应用,在产业化过程中必须加强各行业主管部门的协调与互动,以开放的心态通力合作,打破行业、地区、部门之间的壁垒,促进资源共享,加强体制优化改革,才能有效的保障物联网产业的顺利发展。5、盈利模式无经验供借鉴物联网分为感知,网络,应用三个层次,在每一个层面上,都将有多种选择去开拓市场。这样,在未来生态环境的建设过程中,商业模式变得异常关键。对于任何一次信息产业的革命来说,出现一种新型而能成熟发展的商业盈利模式是必然的结果,可是这一点至今还没有在物联网的发展中体现出来,也没有任何产业可以在这一点上统一引领物联网的发展浪潮。目前物联网发展直接带来的一些经济效益主要集中在与物联网有关的电子元器件领域,如射频识别装置、感应器等等。而庞大的数据传输给网络运营商带来的机会以及对最下游的如物流及零售等行业所产生的影响还需要相当长时间的观察。6、用户使用成本壁垒存在物联网产业是需要将物与物连接起来并且进行更好的控制管理。这一特点决定了其发展必将会随着经济发展和社会需求而催生出的应用。所以,在物联网传感技术推广的初期,功能单一,价位高是很难避免的问题。因为,电子标签贵,读写设备贵,所以,很难形成大规模的应用。而由于没有大规模的应用,电子标签和读写器的成本问题便始终没有达到人们的预期。成本高,就没有大规模的应用,而没有大规模的应用,成本高的问题就更难以解决。如何突破初期的用户在成本方面的壁垒成了打开这一片市场的首要问题。所以在成本尚未降至能普及的前提下,物联网的发展将受到限制。7、安全问题是应用推广的关键问题在物联网中,传感网的建设要求RFID标签预先被嵌入任何与人息息相关的物品中。可视人们在观念上似乎还不是很能接受自己周围的生活物品甚至包括自己时刻都处于一种被监控的状态,这直接导致嵌入标签势必会使个人的隐私权问题受到侵犯。因此,如何确保标签物的拥有者个人隐私不受侵犯便成为射频识别技术以至物联网推广的关键问题。而且如果一旦政府在这方面和国外的大型企业合作,如何确保企业商业信息,国家机密等不会泄露也至关重要。所以说在这一点上,物联网的发展不仅仅是一个技术问题,更有可能涉及到政治法律和国家安全问题。
参考资料:
加快发展物联网,建设高效顺畅的流通体系,降低物流成本。
加快发展数字经济,促进数字经济和实体经济深度融合,打造具有国际竞争力的数字产业集群。移动物联网,即基于蜂窝移动通信网络的物联网技术和应用,是我国新型基础设施的重要组成部分。近年来,我国移动物联网发展的政策环境持续优化,移动物联网综合生态体系加快构建。
连接数占全球比例超70%我国建成全球最大移动物联网络
2017年,工业和信息化部印发《关于全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展的通知》,首次提出移动物联网网络建设和用户发展的量化指标。2020年,工信部印发《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》,明确要求加快移动物联网网络建设、加强移动物联网标准和技术研究等。
今年9月,工信部印发《关于组织开展2022年移动物联网应用典型案例征集活动的通知》,围绕智能家居、网联汽车、智能穿戴等领域的生活智慧化应用,智慧农业、智能工厂、智慧医疗等领域的产业数字化应用,智慧消防、环保监测、智能表计等领域的治理智能化应用,征集优秀案例,推进移动物联网应用发展。
专家表示,在政策支持指引、各方共同努力下,我国移动物联网在网络能力、应用发展和产业能力等方面取得明显进展。移动物联网深度融入经济社会发展各领域多环节,国内企业技术及产品研发能力持续增强,生态体系持续完善。
物联网的要求有哪些李松
一个努力上进的码农
来自专栏STM32学习分享
在“剖析物联网的要求—第一部分”中介绍了先进的工艺技术、低功耗设计技术、多核系统的功耗问题、内核间的通讯、串行存储器接口以及系统安全。第二部分, 我们将介绍 BLE 无线链路、模拟前端、智能触摸界面以及其他重要的物联网设计技术。
无线连接技术的发展:
基于物联网的设备连接仍处于起步阶段。这意味着,随着新应用程式的涌现,显著提高了微控制器(MCU)系统在速度、功耗、范围和容量方面的需求。该领域的潜在商机打破了在设计方面的局限性。蓝牙技术联盟最新(特殊利益集团)宣布,蓝牙50标准定位于电子产业对物联网市场需求的典型布局。内容指出,全新的 BLE 标准可提供两倍的传输速度、四倍的传输范围以及广播包的数据承载量是上一个版本的8倍。这些新的技术特性将极大地促进物联网设备与我们日常生活间的各种连接。MCU作为物联网设备的核心,必须与时俱进,紧跟协议的发展进程,支持新标准提供的各种特性。以下是即将推出的最新BLE标准的主要特性。
· 速度(传输更快):蓝牙50传输速度上限为2Mbps,是之前42版本的两倍。
· 传输距离(通信距离更远):有效工作距离可达300米,是旧版本的4倍之多。
· 低功耗(延长电池/设备工作时间):协议优化大大降低了能源消耗,提升了其性能。
· 广播能力(更大的承载量):协议优化将提升800%增长的数据广播包的承载量。
· 安全功能:高安全加密及认证,确保只允许经受权用户跟踪设备位置和安全配对。
扩充处理器容量、内存及功耗方面的性能不会凭空而来。对于许多应用程序而言,底层硬件(例如MCU)需要做出相应调整以适应这些特性。因此,生产商在设计下一代MCU时必须时刻紧记这些要求。例如,赛普拉斯 PSoC 6 BLE MCU(见图1)为物联网设计人员提供BLE 50所具备的这些功能。
尽管这些特点会增加MCU的负载,但也能为终端用户带来诸多好处:
· 性能(范围优势):相比于基于物联网的其他协议,如Wi-Fi及ZigBee,BLE已经成为无线通信协议的首选。改进过的覆盖范围将确保蓝牙设备(如扬声器、智能门锁、灯泡等)可以在家里任意位置实现完全连接。这是真正实现智能家居的关键一步。BLE 50也有可能取代高功耗的Wi-Fi,控制智能家居设备。改进后的覆盖范围还能让智能手表等设备更方便地接收来自智能手机的即时通知。
· 低功耗(速度优势):更快的转输速度提高了响应能力。对于那些非数据密集型物联网设备来说,更快的速度意味着会带来更低的消耗及更长的使用寿命。例如,将传输速度增加两倍,发送/接收时间减少近一半。这样就可以减少功耗,因为设备可以迅速进入低功耗模式。此外,更高的传输速度支持周期性的设备软件更新,这将是物联网应用的一个重要功能。
· 无线连接服务(广播容量优势):广播容量的显著增加将使信息传输更加丰富和智能化,Beacon等无线连接服务将能够传输更多的信息。举例来说,Beacon可以传输实际内容,而不是通过URL指向内容。这可能将重新定义蓝牙设备传播信息的方式,因为它通过无需连接的物联网传输信息,而非蓝牙配对设备模式。这有可能让资产跟踪和智能垃圾管理等先进的应用更加智能地使用网状网络。
智能触摸界面:
正如第一部分中所讲到的,物联网设备跨越消费类、工业、汽车和商业应用领域。这些应用都能受惠于美观的的用户界面,且具备产品差异化,如触摸显示屏、按钮/滑块以及近距离感应。为了让用户享受最佳体验物联网面临的四大现代挑战
1 物联网的硬件设计
人们首先要从 社会 发展的角度来考虑物联网的发展。在以往,与互联网连接的设备的问题是硬件设计。
起初,笔记本电脑通过Wi-Fi连接到互联网,但由于缺乏相应的通信基础设施,人们无法在任何地方使用Wi-Fi,所以笔记本电脑也并不方便携带和使用。
在2007年苹果发布iPhone之前,连接到互联网的手机的用户体验通常非常糟糕。而目前iPhone和Android手机应用非常普遍,人们通常使用手机访问互联网。
与此同时,还推出了一些连接互联网的可穿戴设备,如智能手表和腕带,其功能包括帮助监测人们的 健康 状况。
最近,智能家电已经成为智能家居的重要组成部分。例如,智能电视成为最常见的设备。人们可以直接观看在线视频并上网冲浪。此外,更多智能家电将以智能冰箱、智能烤箱、智能洗衣机、智能加热器的形式进入人们的家中。
一开始,笔记本电脑和手机使用2G/ 3G网络。如今,Wi-Fi和4G是最常用的通信技术。当可穿戴设备连接手机时,由于其能源效率的原因,蓝牙技术是最佳选择。但是由于某些应用场景的限制,这些技术无法扩展。例如,智慧城市使用传感器的特性来收集数据并将其发送回服务器。这些传感器通常无法使用Wi-Fi。通常,传感器与服务器之间的距离很长,因此蓝牙技术无法在这样的应用中使用。
2低功耗远程通信
为此,行业厂商开发了一些低功耗和长距离通信技术,称为低功耗广域网。 LoRa是一种流行的无线电调制技术,它促进了许多应用,例如智能远程测量仪,但仍有很多工作要做。
物联网设备传统上是采用传感器来收集数据或控制器。当人工智能应用于这些设备时,这些设备将变得越来越智能。由于物联网设备没有足够的计算能力来处理收集到的数据,因此将它们发送回服务器。然而,目前它耗费了太多的通信能量,而物联网设备并不总是能够上网。
3 人工智能集成物联网
最近,学术界和工业界开始应用机器算法,而不是“云计算”。iPhone X中的Face ID就是一个很好的例子。实际上,直接在手机上运行这些人工智能算法并不容易,因为这些算法是为服务器或计算机设计的,而不是针对物联网设备的。因此,需要考虑资源受限的物联网设备的优化。因此,更智能的物联网应用将变得更加可用。
4物联网设备的安全
工程师的另一个任务是确保物联网设备的安全。由于计算资源受限,物联网设备容易受到网络攻击。与个人电脑不同,人们无法在其上安装任何防病毒软件,其方法也不高效。为了保护物联网设备,需要仔细设计替代的安全方法。而且,物联网设备也能收集敏感数据。
在未来一年中,与物联网相关的更多技术将会逐渐成熟并应用于人们的日常生活中,以提高生活质量,但这四个技术领域需要取得更多的进展。物联网技术虽然发展迅速,但仍存在以下不足之处:
1 安全问题:物联网设备和系统的安全问题一直是一个热点和难点,缺乏有效的安全保护措施容易导致设备被攻击、信息泄露等问题。
2 标准化问题:由于物联网涉及到多个领域和技术,标准化工作并不完善,导致不同厂商和设备之间的兼容性和互联互通存在问题。
3 能耗问题:由于物联网设备需要不断收集和传输数据,因此能源消耗较大,需要更加智能化和节能的设计。
4 隐私问题:物联网设备收集的数据可能包含用户的隐私信息,如何保护用户的隐私成为一个重要的问题。
5 数据处理问题:物联网设备所产生的数据量庞大,如何高效地处理和分析数据,提取有用的信息,是一个需要解决的问题。
6 成本问题:物联网设备和系统的成本较高,对于一些中小企业和个人用户来说可能承受不起。
因此,未来需要在这些方面加强研究和改进,提高物联网技术的安全性、标准化、能源效率、隐私保护、数据处理和成本效益等方面的表现,以推动物联网技术的可持续发展。(1)感知层:负责信息采集和物物之间的信息传输。
信息采集的技术包括传感器、条码和二维码、RFID射频技术、音视频等多媒体信息,信息传输包括远近距离数据传输技术、自组织组网技术、协同信息处理技术、信息采集中间件技术等传感器网络。
感知层是实现物联网全面感知的核心能力,是物联网中包括关键技术、标准化方面、产业化方面亟待突破的部分,关键在于具备更精确、更全面的感知能力,并解决低功耗、小型化和低成本的问题。
(2)网络层:是利用无线和有线网络对采集的数据进行编码、认证和传输,广泛覆盖的移动通信网络是实现物联网的基础设施,是物联网三层中标准化程度昀高、产业化能力昀强、昀成熟的部分,关键在于为物联网应用特征进行优化和改进,形成协同感知的网络。
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