物联网的现状

1、国内研究现状：目前中科院信息口相关研究所几乎都在开展无线传感网的研究工作。中科院上海微系统与信息技术研究所、中科院声学所、中科院微电子所、中科院半导体所、中科院自动化所、中科院沈阳自动化所、中科院电子锁、中科院上海硅酸盐研究所、中科院软件所、中科院计算所等中科院单位均在从事物联网的研究。国内许多高校也掀起了无线传感网的研究热潮，清华大学、东南大学、中国科技大学、浙江大学、华中科技大学、天津大学、南开大学等高校纷纷开展了有关无线传感器网络方面的研究工作。国内物联网先头单位——中科院工作基础，中国科学院在传感器与微系统、传感网与宽带接入等领域已有长期的工作基础，并在知识创新工程中进行了更大的前瞻性战略布局：1999年，将“无线传感网及其应用”列入知识创新工程重点方向。2001年，成立“中国科学院上海微系统与信息技术研究所”。2001年，成立“中国科学院微系统中心”（非法人事业机构），作为顶层协调机构负责组织全院相应研究所开展微系统和传感网相关的创新工作。全院开展相关工作的研究所有：上海微系统所、声学所、电子所、微电子所、半导体所、计算所、长光所、沈阳自动化所、自动化所、物理所、上海技物所、中国科技大学等十几个单位。 中国科学院、江苏省、无锡市共建“中国物联网研究发展中心”总体目标：形成从研发、系统集成到典型应用示范的创新价值链，成为国家级“感知中国”创新基地。成为中国物联网产业培育中心、集成创新中心和行业应用示范中心，成为中国物联网产业大发展的核心技术引擎。针对“感知中国”战略产业发展过程中的应用瓶颈和技术难点，开展重大技术研究；汇集各方力量和现有成果进行集成创新，推进成果转化和产品孵化；开展应用示范，推动产业发展。 2、美国物联网发展现状：美国很多大学在无线传感器网络方面已开展了大量工作，如加州大学洛杉矶分校的嵌入式网络感知中心实验室、无线集成网络传感器实验室、网络嵌入系统实验室等。另�，麻省理工学院从事着极低功耗的无线传感器网络方面的研究；奥本大学也从事了大量关于自组织传感器网络方面的研究，并完成了一些实验系统的研制；宾汉顿大学计算机系统研究实验室在移动自组织网络协议、传感器网络系统的应用层设计等方面做了很多研究工作；州立克利夫兰大学（俄亥俄州）的移动计算实验室在基于IP的移动网络和自组织网络方面结合无线传感器网络技术进行了研究。 除了高校和科研院所之外，国外的各大知名企业也都先后参与开展了无线传感器网络的研究。克尔斯博公司是国际上率先进行无线传感器网络研究的先驱之一，为全球超过2000所高校以及上千家大型公司提供无线传感器解决方案；Crossbow公司与软件巨头微软、传感器设备巨头霍尼韦尔、硬件设备制造商英特尔、网络设备制造巨头、著名高校加州大学伯克利分校等都建立了合作关系。IBM提出的“智慧地球”概念已上升至美国的国家战略。2009年，IBM与美国智库机构向奥巴马政府提出通过信息通信技术（ICT）投资可在短期内创造就业机会，美国政府只要新增300亿美元的ICT投资（包括智能电网、智能医疗、宽带网络三个领域），鼓励物联网技术发展政策主要体现在推动能源、宽带与医疗三大领域开展物联网技术应用。2009年美国振兴经济法案中与ICT相关计划整理见下表所示。②美国ICT相关发展计划1、 欧盟物联网发展现状：2009年，欧盟委员会向欧盟议会、理事会、欧洲经济和社会委员会及地区委员会递交了《欧盟物联网行动计划》，以确保欧洲在建构物联网的过程中起主导作用。行动计划共包括14项内容：管理、隐私及数据保护、“芯片沉默”的权利、潜在危险、关键资源、标准化、研究、公私合作、创新、管理机制、国际对话、环境问题、统计数据和进展监督等。该行动方案，描绘了物联网技术应用的前景，并提出要加强欧盟政府对物联网的管理，其行动方案提出的政策建议主要包括：（1）加强物联网管理。（2）完善隐私和个人数据保护。（3）提高物联网的可信度、接受度、安全性。2009年10月，欧盟委员会以政策文件的形式对外发布了物联网战略，提出要让欧洲在基于互联网的智能基础设施发展上领先全球，除了通过ICT研发计划投资4亿欧元，启动90多个研发项目提高网络智能化水平外，欧盟委员会还将于2011年～2013年间每年新增2亿欧元进一步加强研发力度，同时拿出3亿欧元专款，支持物联网相关公私合作短期项目建设。2、 日本物联网发展现状：自上世纪90年代中期以来，日本政府相继制定了e-Japan、u-Japan、i-Japan等多项国家信息技术发展战略，从大规模开展信息基础设施建设入手，稳步推进，不断拓展和深化信息技术的应用，以此带动本国社会、经济发展。其中，日本的u-Japan、i-Japan战略与当前提出的物联网概念有许多共同之处。2004年，日本信息通信产业的主管机关总务省提出2006至2010年间IT发展任务——u-Japan战略。该战略的理念是以人为本，实现所有人与人、物与物、人与物之间的连接（即4U，Ubiquitous、Universal、User-oriented、Unique），希望在2010年将日本建设成一个“实现随时、随地、任何物体、任何人均可连接的泛在网络社会”。2008年，日本总务省提出将u-Japan政策的重心从之前的单纯关注居民生活品质提升拓展到带动产业及地区发展，即通过各行业、地区与ICT的化融合，进而实现经济增长的目的。具体说就是通过ICT的有效应用，实现产业变革，推动新应用的发展；通过ICT以电子方式联系人与地区社会，促进地方经济发展；有效应用ICT达到生活方式变革，实现无所不在的网络社会环境。2009年7月，日本IT战略本部颁布了日本新一代的信息化战略——“i-Japan”战略，为了让数字信息技术融入每一个角落。首先，将政策目标聚焦在三大公共事业：电子化政府治理、医疗健康信息服务、教育与人才培育。提出到2015年，透过数位技术达到“新的行政改革”，使行政流程简化、效率化、标准化、透明化，同时推动电病历、远程医疗、远程教育等应用的发展。日本政府对企业的重视也毫不逊色。另外，日本企业为了能够在技术上取得突破，对研发同样倾注极大的心血。在日本爱知世博会的日本展厅，呈现的是一个凝聚了机器人、纳米技术、下一代家庭网络和高速列车等众多高科技和新产品的未来景象，支撑这些的是大笔的研发投入。3、 韩国物联网发展现状：韩国也经历了类似日本的发展过程。韩国是目前全球宽带普及率最高的国家，同时它的移动通信、信息家电、数字内容等也居世界前列。面对全球信息产业新一轮“u”化战略的政策动向，韩国制定了u-Korea略。在具体实施过程中，韩国信通部推出IT839战略以具体呼应u-Korea。韩国信通部发布的《数字时代的人本主义：IT839战略》报告指出，无所不在网络社会将是由智能网络、最先进的计算技术，以及其它领先的数字技术基础设施武装而成的技术社会形态。在无所不在的网络社会中，所有人可以在任何地点、任何时刻享受现代信息技术带来的便利。u-Korea意味着信息技术与信息服务的发展不仅要满足于产业和经济的增长，而且在国民生活中将为生活文化带来革命性的进步。由此可见，日、韩两国各自制定并实施的“u”计划都是建立在两国已夯实的信息产硬件基础上的，是完成“e”计划后启动的新一轮国家信息化战略。从“e”到“u”是信息化战略的转移，能够帮助人类实现许多“e”时代无法企及的梦想。继日本提出u-Japan战略后，韩国在2006年确立了u-Korea战略。u-Korea旨在建立无所不在的社会，也就是在民众的生活环境里，布建智能型网络、最新的技术应用等先进的信息基础建设，让民众可以随时随地享有科技智慧服务。其最终目的，除运用IT科技为民众创造食衣住行育乐各方面无所不在的便利生活服务，亦希望扶植IT产业发展新兴应用技术，强化产业优势与国家竞争力。为实现上述目标，u-Korea包括了四项关键基础环境建设以及五大应用领域的研究开发。四项关键基础环境建设是平衡全球领导地位、生态工业建设、现代化社会建设、透明化技术建设，五大应用领域是亲民政府、智慧科技园区、再生经济、安全社会环境、u生活定制化服务。u-Korea主要分为发展期与成熟期两个执行阶段。发展期（2006至2010年）的重点任务是基础环境的建设、技术的应用以及u社会制度的建立；成熟期（2011至2015年）的重点任务为推广u化服务。自1997年起，韩国政府出台了一系列推动国家信息化建设的产业政策。目前，韩国的RFID发展已经从先应用开始全面推广；而USN也进入实验性应用阶段。2009年，韩通信委员会通过了《物联网基础设施构建基本规划》，将物联网市场确定为新增长动力。该规划树立了到2012年“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ICT强国”的目标，为实现这一目标，确定了构建物联网基础设施、发展物联网服务、研发物联网技术、营造物联网扩散环境等4大领域、12项详细课题。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。2009年9月，经国家标准化管理委员会批准，全国信息技术标准化技术委员会组建了传感器网络标准工作。标准工作组聚集了科学院、等中国传感网主要的技术研究和应用单位，将积极开展传感网标准制订工作，深度参与国际标准化活动，旨在通过标准化为产业发展奠定坚实技术基础。目前，我国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被采纳，物联网标准化工作已经取得积极进展。

我国目前在物联网应用中的工业、医疗、交通、金融以及安防等方面都得到了相应的发展。以智能交通为例，虽然智能交通产业在我国还处于起步阶段，但ITS作为新的经济增长点和交通系统建设的必然选择，已得到国家相关部门的高度重视。2015年，智能交通整体市场规模达到6913亿元，同比增长305%。随着《关于进一步加快推进城市公共交通智能化应用示范工程建设有关工作的通知》的提出，2017年6月底前，将会完成37个示范城市的示范工程建设任务。极大地促进了智能交通的发展。

6月16日，北斗三号最后一颗全球组网卫星发射任务推迟，但各方早已摩拳擦掌，准备拥抱一个卫星导航与位置服务机遇市场。

“5G时代，自动驾驶、物流机器人、人工智能都需要厘米级别的精度定位，而北斗三号将推动其实现该功能。”广州中海达公司相关负责人介绍。

一个千亿市场正在来临。中国卫星导航定位协会5月发布的《2020中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》（下称《白皮书》）显示， 2019年我国卫星导航与位置服务产业总体产值达到将近3450亿元，同比增长144%，预计2020年产业总体产值将超过4000亿元。

从上世纪90年代开始研制，北斗系统已经走过了近三十年的历程。为什么在有了公开的GPS、格洛纳斯等导航系统之后，还要花费巨大的代价研制自己的卫星导航系统呢？建设一个导航系统又难在哪？

定位能力达到厘米级，服务范围变全球

从2000年底建成北斗一号系统，向中国提供服务，到2012年年底建成北斗二号系统，向亚太地区提供服务，再到2020年前后建成北斗全球系统，向全球提供服务，从这个路径来看，北斗系统服务范围不断扩大。

千寻位置CEO陈金培介绍，第二代卫星导航系统最初能力只能覆盖中国以及周边一部分地区，定位能力为10米级别，此后，北斗服务能力获得了长足进步，天上系统定位能力已低于5米，加上地基增强系统，定位能力可到达厘米级。同时，服务范围也从中国变成了全球。

借助位置信息，每一辆 汽车 都打上精准时空标签。

位置服务的重要性，已经越来越凸显。航天 科技 集团五院、北斗三号卫星总设计师王平也曾表示，在我们生活中，有人统计80%以上的信息都和位置、时间相关。

而在大多数人的印象中，提到导航系统，自然而然想到全球定位系统（GPS）。GPS系统最开始在上个世纪的美国开始构造，它也是目前成熟度最高、使用最悠久的导航系统。

有了GPS，为什么还需要北斗系统？“从导航系统能力本身来看，今天无论是天上北斗卫星还是地上的北斗地基增强系统，在技术和产品服务都已经相当成熟。”陈金培说。

陈金培介绍，卫星导航系统从定位原理来讲，天上的卫星越多，定位越精准。“通过接受不同卫星的信号去解方程式，其实就是解一道数学题，来确定我的位置在什么地方，今天来看，北斗系统性能未来将是所有导航系统里面最好的。”

他解释，无论是GPS也好，还是伽利略也好，它们只有定位能力，不具备通信能力，而中国北斗提供了另外一个能力，即同时具备窄带通信的能力，每次发送可以提供类似于1000个汉字容量的信息，定位不再受一些条件限制，比如有些地方没有网络，难以将准确的位置告诉别人，但现在不仅可以知道我在哪里，同时还可以把这个信息告诉给别人。即便这个地方在沙漠、海洋等网络不通的地方也能做到。

北斗应用正成“标配”，千亿“蛋糕”浮现

从服务中国走向全球，北斗系统也为企业打开了一个更广阔的市场。

“北斗组网成功以后，对我们海外销售也会进一步增长，因为这意味着我在中国做好的产品，可以没有差别地在全世界销售。”陈金培说。

高新兴物联模块产品线副总监高纪也表示，在“一带一路”倡议之下，越来越多企业走出去，北斗定位的需求会持续增加，北斗设备会越来越多。

北斗应用正在迈向“标配化”发展的新阶段。目前，国内外主流芯片厂商已推出兼容北斗的通导一体化芯片，智能手机已成为卫星导航系统最主要的应用领域之一。截至2019年第三季度，在中国市场申请入网的手机有400余款具有定位功能，其中支持北斗定位的近300款。

截至2019年底，国产北斗兼容型芯片及模块销量已突破1亿片，国内卫星导航定位终端产品总销量突破46亿台，其中具有卫星导航定位功能的智能手机销售量达到372亿台。

目前，北斗产业链在国内已经形成完整的内循环，从高精度地图到高精度位置服务运营商，涌现出四维图新、中海达、千寻位置、华测导航、合众思壮等企业。

根据《白皮书》，目前，我国卫星导航与位置服务领域企事业单位数量保持在14000家左右，从业人员数量超过50万人。

关键在于生态，5G海量应用未来可期

作为人类 历史 上首款导航系统，美国就投入数以百亿计美元开发GPS。相比之下，北斗系统的建设，也同样需要时间的磨炼。

高纪介绍，目前定位市场的难题主要是，室内定位较难，高精度定位成本较高。但是随着产业链的发展，技术的更新换代，这些问题都会逐步解决。

“GPS20年前就已经是全球系统了。北斗系统相对不成熟地方还是在于产业链，包括从芯片到天线、智能终端、应用场景，整个集成需要一定的时间。”陈金培说。

农业植保无人机作业，定位精度达到厘米级，减少农药用药喷洒。

他举例说，GPS的发展得益于大部分 汽车 、手机都集成了它的导航能力，而北斗三号系统一旦建成，会快速赶上如此庞大的生态覆盖。“北斗系统凭借更好的定位能力和更优质的体验，无论是中国厂商还是全球厂商，都会主动集成北斗系统。因为它已经在全球无处不在了。”

此外，基于位置信息，对于山体滑坡、地质灾害等也将强化对灾害的监测和预警。

即将爆发的5G+AIOT（人工智能与物联网）时代，也让北斗系统踩准了发展的节奏。

“北斗系统更重要的一个应用是更广泛的IOT设备、更广泛的应用场景中。”陈金培说，比如自动驾驶领域。除了 汽车 ，还要有各种各样的道路设备，包括道路红绿灯、摄像头等等，这些设备的连接将是海量的。

同样，对中海达来说，5G+精准定位打开了新的市场机遇，目前中海达与上汽就自动驾驶高精地图展开合作，还在 探索 物流小车、无人机配送到家等应用场景。

中海达相关负责人介绍，有了位置服务的解决方案和时空数据，组合起来应用可以产生更多意想不到的应用，比如自动驾驶+物流，将来的花园割草机定时自动收割；在智慧农业领域，可以自动植保、自动喷洒农药、杀毒等等。一个全自动化应用的世界已经不远。

“应用场景和市场需求在扩大，产业链会进一步良性发展，从以前靠政府政策主导变为 社会 化需求，北斗产值会进一步增高。”高纪说。

作者 郜小平

来源 南方报业传媒集团南方+客户端

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