物联网技术发展现状

多重技术推动物联网技术创新

从技术创新趋势来看，物联网行业发展的内生动力正在不断增强。连接技术不断突破，NB-Iot、eMTC、Lora等低功耗广域网全球商用化进程不断加速;物联网平台迅速增长，服务支撑能力迅速提升;

区块链、边缘计算、人工智能等新技术题材不断注入物联网，为物联网带来新的创新活力。受技术和产业成熟度的综合驱动，物联网呈现“边缘的智能化、连接的泛在化、服务的平台化、数据的延伸化”等特点。

——以上数据来源于前瞻产业研究院《中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》。

政策推动我国物联网高速发展

自2013年《物联网发展专项行动计划》印发以来，国家鼓励应用物联网技术来促进生产生活和社会管理方式向智能化、精细化、网络化方向转变，对于提高国民经济和社会生活信息化水平，提升社会管理和公共服务水平，带动相关学科发展和技术创新能力增强，推动产业结构调整和发展方式转变具有重要意义。

以数字化、网络化、智能化为本质特征的第四次工业革命正在兴起。物联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物，通过对人、机、物的全面互联，构建起全要素、全产业链、全价值链全面连接的新型生产制造和服务体系，是数字化转型的实现途径，是实现新旧动能转换的关键力量。

我国物联网行业呈高速增长状态 未来将有更广阔的空间

自2013年以来我国物联网行业规模保持高速增长，增速一直维持在15%以上，江苏、浙江、广东省行业规模均超千亿元。中国通信工业协会的数据表明，随着物联网信息处理和应用服务等产业的发展，中国物联网行业规模已经从2013年的4896亿元增长至2019年的15万亿元。

虽然我国物联网发展显著，但我国物联网行业仍处于成长期的早中期阶段。目前中国物联网及相关企业超过3万家，其中中小企业占比超过85%，创新活力突出，对产业发展推动作用巨大。

物联网作为中国新一代信息技术自主创新突破的重点方向，蕴含着巨大的创新空间，在芯片、传感器、近距离传输、海量数据处理以及综合集成、应用等领域，创新活动日趋活跃，创新要素不断积聚。

物联网在各行各业的应用不断深化，将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式。未来巨大的市场需求将为物联网带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。

在政策、经济、社会、技术等因素的驱动下，2020年GSMA移动经济发展报告预测，2019-2025年复合增长率为9%左右，2020年中国物联网行业规模目标16亿元，按照目前物联网行业的发展态势，十三五规划的目标有望超预期完成;预计到2025年，中国物联网行业规模将超过27万亿元。

未来物联网行业将向着多元方向发展

标准化是物联网发展面临的最大挑战之一，它是希望在早期主导市场的行业领导者之间的一场斗争。目前我国物联网行业百家争鸣，还未有一个统一的标准出现。因此在未来可能通过不断竞争将会出现限数量的供应商主导市场，类似于现在使用的Windows、Mac和Linux *** 作系统。

合规化同样是当下物联网面临的问题之一，特别是数据隐私问题。目前数据隐私已成为网络社会的一个关键词，各种用户数据泄露或被滥用的事件频发，特别是Facebook的丑闻引发了全球担忧。

因此在未来，我国各种立法和监管机构将提出更加严格的用户数据保护规定，，用户的敏感数据可能会随着时间的推移而受到更严格的监管。

安全化是指预防物联网软件遭受网络黑客攻击，在未来，以安全为重点的物联网设施将受到更多的关注，特别是某些特定的基础行业，如医疗健康、安全安防、金融等领域。

多重技术推动物联网技术创新

从技术创新趋势来看，物联网行业发展的内生动力正在不断增强。连接技术不断突破，NB-Iot、eMTC、Lora等低功耗广域网全球商用化进程不断加速;物联网平台迅速增长，服务支撑能力迅速提升;

区块链、边缘计算、人工智能等新技术题材不断注入物联网，为物联网带来新的创新活力。受技术和产业成熟度的综合驱动，物联网呈现“边缘的智能化、连接的泛在化、服务的平台化、数据的延伸化”等特点。

上数据来源于前瞻产业研究院《中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》。

近两年来物联网从萌芽到彷徨，再到现在被大家广泛认可，不难看出物联网是大势所趋。物联网是通过无线模块和互联网连接推动的，所有”物”连入网络都必须配备无线模块。其中物联网WiFi连接起到了承上启下的作用，给设备制造商带来了希望，而为解决功耗问题，工程师们又开始将目光转移到功耗更低的BLE蓝牙技术，低功耗蓝牙模块成为物联网应用中非常普遍的无线模块。

物联网

从定义来看，蓝牙是一种新兴无线通讯技术是一个标准的无线通讯协议，基于低成本设备的收发器芯片，近距离传输、功耗低。被广泛应用于物联网智能家居系统、智能可穿戴设备；

从技术层面看，蓝牙，低功耗、低辐射，其传输距离短、范围小的劣势近期随着蓝牙50的发布有了大幅提升；

从产品应用看，蓝牙通讯主要用来连接一些外接电子设备，或者近距离数据传输；

从产品量级看，据不完全统计显示，在民用领域以WiFi和蓝牙为通行标准的各类设备占据了全球市场的主要份额，其中又以采用蓝牙的设备占比更大。

蓝牙50：

蓝牙50

蓝牙50于2016年6月正式宣布规范，对比蓝牙42，蓝牙50在低功耗技术(BLE)可提供2倍的传输速率、8倍的广播能力、4倍的覆盖范围，尤其蓝牙50还针对物联网进行了底层优化，力求以更低的功耗和更强的性能为物联网服务，因此，越来越多的物联网应用、智能家居方案开始将蓝牙模块纳入选型范围内。

在物联网大行其道的今天，谈到高性能低功耗无线模块产品，大家都会直接想到BLE蓝牙模块，其中最让物联网工程师满意的还是基于Nordic方案的BLE蓝牙模块，采用SMD封装，性能达到50最优的SKB501，原因无它，主要是集成度高，性能稳定，且支持二次开发，不管是想直接使用的小白工程师还是想开发更多功能的大拿工程师，它都特别适用。

物联网的发展前景很不错，具体如下：
1更安全的保护措施。在新技术出现之初，它的技术力量几乎都集中在创新上，导致监管水平低下，这就使业界的兴奋、激进和政策、监管的滞后常常形成鲜明的对比。由于物联网设备和基础设施的价格下降，企业在物联网设备上的应用也越来越普遍，这种创新和应用一旦普及，各种新技术的风险也突显出来。
2更普遍使用智能消费品设备。IoT所覆盖的行业人群广泛，从智慧交通、智能物流、医疗、农业、能源等行业应用，到私人智能家居、个人、智能汽车等应用，无论是降低成本，还是提高中国居民的生活质量，都将是中国居民生活质量的巨大提升。

物联网，被视为继互联网之后的又一次资讯技术革命浪潮，物业，物联网所带来的资产价值将是互联网的数十倍，下一个万亿元级别的资产非其莫属！在资讯时代，以计算机为代表的第一次资产浪潮、以及以互联网、移动通讯网为代表的第二次资产浪潮已经过去，现在人们正面临着以物联网为背景下的第三次资产浪潮。一个万物互联的时代即将到来，各种智能化设备应用，人物感应，都逐步普及到社会各个角落。物联网即将取代互联网，这不是一个趋势，而是一个现实。
物联网的过去、现在和未来究竟如何？物联网对中国来说意味着什么？为什么说物联网是世界给中国的大礼包与机遇？物联网未来有哪些趋势？5月25日，加州大学伯克利博士、深圳市蜂群资产服务集团副总裁、深圳市蜂群物联孵化器有限公司CEO林昕，在深圳市物联网智能技术应用协会、中国网·中国物联网频道、深圳市蜂群物联网公益基金会共同主办的物联网创新应用论坛与社会影响力投资项目发布会上，进行题为“物联网的过去、现在和未来”的主题演讲，为现场嘉宾带来一场思维盛宴。
物联网对于中国有何意义？
林昕谈到，物联网不是一个普通的技术，它是一个重大的技术革命，2000年以来，中国连续得到了四个上天给予的大礼包。第一，中国加入WTO，美国总统特朗普认为WTO对美国来说是个亏本买卖，相反中国加入WTO后，出口贸易占世界份额从0跃居到35%，后来居上。第二，数字经济的红利，可以从两个层面来说：一是欧美国家的电讯基础设施在数字压缩技术出现前已经完成，而中国则是在数字压缩技术出现后开始的，因此我们以较低成本就完成了数字化基础建设。二是中国的数字技术被广泛应用在服务领域，如被称为“新四大发明之一”的移动支付，在欧美国家使用比例非常低。第三，得益于梅特卡夫效应。梅特卡夫效应是说在网络基础设施完成后，网络的价值与用户平方成正比，我国人口基数庞大，带来了巨大人口红利。第四，对中国来说，物联网技术和应用将释放更大的梅特卡夫效应。按照梅特卡夫效应原理，人与人链接的互联网时代，网络价值与13亿平方成正比;而万物互联的物联网时代，网络价值则是500亿台机器链接的平方成正比，价值空间可想而知。
物联网未来将如何发展？
林昕表示，物联网的发展经过了很长时间的变迁和探索，应该从以下几个方面入手，分析物联网的发展趋势。首先，从技术革命的角度来看，在历史演变的进程中，人类经历过很多次革命，比如工业革命、资讯技术革命等……但由于历史、政治、思想等多方面的原因，我国在清朝时期错过了工业革命，这直接导致了我们日后近百年的时间过着被屈辱被奴役的日子。其次，物业天津，从资讯技术革命的角度上来看，我国科技行业起步比较晚，但起步后国家在基础设施上进行了大量投资，促进了资讯技术的飞速发展。“我国现在的资讯技术水平不亚于世界上的任何一个国家，当今世界互联网十大公司有四家属于中国，这足以看出我们国人的实力。现在我们已经步入物联网技术革命时代，紧接而来的将是人工智能技术革命和基因新工程革命时代，在这一点上，美国的媒体就曾断言今后物联网技术革命的赢家会是中国。”
从数字经济的角度看，我国从1967年数字经济开始步入正轨后，先后经历了计算机时代和互联网时代，当下我们面临着数字经济的物联网时代，这也是数字经济的第三个阶段。“我们国家发展数字经济的时机非常好，我们只用了西方国家四分之一的成本就完成了他们之前的工作，也因此数字经济就是上天给予我们的一个大礼包。”
物联网实际就是互联网的下一个阶段，互联网时代，各个国家都走在增速的道路上，中国进步的速度更是令国外媒体咋舌。林昕坦言，基于我国的人口基数大，其实更加为互联网商业时代的发展提供了巨大的机遇。有人曾预计，中国物业搜索，物联网在2025年全世界会接500亿个点，西方的媒体认为，这500亿点80%-90%都会在在中国。“物联网，它是一个大号的梅特卡夫效应，500亿的连接正在发生，2020年以后会有一个更大的飞跃。”最后，林昕博士对中国物联网的未来进行了一个精彩的总结。

云计算、大数据、人工智能这三者的发展不能分开来讲，三者是有着紧密联系的，互相联系，互相依托的，脱离了谁都不能更好的发展，让我们具体来看一下！
一、大数据
大数据指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合，是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。
在维克托·迈尔-舍恩伯格及肯尼斯·库克耶编写的《大数据时代》中大数据指不用随机分析法(抽样调查)这样捷径，而采用所有数据进行分析处理。大数据的5V特点(IBM提出)：Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多样)、Value(低价值密度)、Veracity(真实性)。
数据每天都在产生，各行各业都有，数据量也是相当之大，但如何整合数据，清洗数据，然后实现数据价值，这才是当今大数据行业的研究重点。大数据最后要实现的是数据超融合，应用到应用场景，大数据的价值才会体现出来。
人工智能就是大数据应用的体现。
二、云计算
云计算(cloud computing)是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云是网络、互联网的一种比喻说法。过去在图中往往用云来表示电信网，后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象。因此，云计算甚至可以让你体验每秒10万亿次的运算能力，拥有这么强大的计算能力可以模拟核爆炸、预测气候变化和市场发展趋势。用户通过电脑、笔记本、手机等方式接入数据中心，按自己的需求进行运算。
对云计算的定义有多种说法。对于到底什么是云计算，至少可以找到100种解释。现阶段广为接受的是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。
说白了，云计算计算的是什么？云存储存储的是什么？还是大数据！所以离开大数据谈云计算，离开云计算谈大数据，这都是不科学的。
三、人工智能
人工智能(Artificial Intelligence)，英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能，但能像人那样思考、也可能超过人的智能。
人工智能是一门极富挑战性的科学，从事这项工作的人必须懂得计算机知识，心理学和哲学。人工智能是包括十分广泛的科学，它由不同的领域组成，如机器学习，计算机视觉等等，总的说来，人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。但不同的时代、不同的人对这种复杂工作的理解是不同的。
人工智能其实就是大数据、云计算的应用场景。
现在已经比较火热的VR，沉浸式体验，就是依赖与大数据与云计算，让用户能够由更加真切的体验，并且VR技术是可以使用到各行各业的。
人工智能不同于传统的机器人，传统机器人只是代替人类做一些已经输入好的指令工作，而人工智能则包含了机器学习，从被动到主动，从模式化实行指令，到自主判断根据情况实行不同的指令，这就是区别。
大数据的概念在前几年已经炒得火热，但是也就是近两年才开始慢慢落地，依赖于云计算的发展，以及人们对人工智能的预期。

当前，物联网（IoT）技术领域充释着各种标准，像NB-IoT、LoRa、SigFox等，他们正通过各自擅长的技术和应用抢夺IoT风口，以争取在这片广阔的市场上取得优势。
这里写描述
NB-IoT是由电信标准延伸而出的，主要是由电信运营商支持，而LoRa则是一个商业运用平台，两者主要区别在于商业运营的模式：NB-IoT基本是由电信运营商来把控运营，所以使用者必须使用它的网关及服务，而LoRa就量对开放一些，有各种不同的组合方式，商业的模式是完全不同的。
技术层面上来看，NB-IoT和LoRa的差异其实并不是很大，属于各有优劣。而相对于某些领域，国内有一些用户在并行使用这两种技术和网络。NB-IoT相对而言是受限于基站的，而LoRa则要加入一个网关相对简单容易，并且总的来说价格要比NB-IOT低廉。用户可以根据需求，增加不同的网关覆盖。所以从覆盖程度上来说LoRa的覆盖程度可能比NB-IoT更广一点。
LPWAN又称LPN，全称为LowPower Wide Area Network或者LowPower Network，指的是一种无线网络。这种无线网络的优势在于低功耗与远距离，通常用于电池供电的传感器节点组网。因为低功耗与低速率的特点，这种网络和其他用于商业，个人数据共享的无线网络(如WiFi，蓝牙等)有着明显的区别。
在广泛应用中，LPWAN可使用集中器组建为私有网络，也可利用网关连到公有网络上去。
LPWAN因为跟LoRaWAN名字类似，再加上最近的LoRaWAN在IoT领域引起的热潮，使得不少人对这两个概念有所混淆。事实上LoRaWAN仅仅是LPWAN的一种，还有几种类似的技术在与LoRaWAN进行竞争。
概括来讲，LPWAN具有如下特点：
• 双向通信，有应答
• 星形拓扑(一般情况下不使用中继器，也不使用Mesh组网，以求简洁)
• 低数据速率
• 低成本
• 非常长的电池使用时间
• 通信距离较远
LPWAN适合的应用:
• IoT，M2M
• 工业自动化
• 低功耗应用
• 电池供电的传感器
• 智慧城市，智慧农业，抄表，街灯控制等等
LoraWAN和Lora之间关系
虽然一样是因为名字类似，很多人会将LoRaWAN与LoRa两个概念混淆。事实上LoRaWAN指的是MAC层的组网协议。而LoRa只是一个物理层的协议。虽然现有的LoRaWAN组网基本上都使用LoRa作为物理层，但是LoRaWAN的协议也列出了在某些频段也可以使用GFSK作为物理层。从网络分层的角度来讲，LoRaWAN可以使用任何物理层的协议，LoRa也可以作为其他组网技术的物理层。事实上有几种与LoRaWAN竞争的技术在物理层也采用了LoRa。
LoraWAN的主要竞争技术
这里写描述
如今市场上存在多个同样使用LoRa作为物理层的LPWAN技术，例如深圳艾森智能（AISenz Inc）的aiCast。aiCast支持单播、多播和组播，比LoRaWAN更加复杂完备。许多LoRaWAN下不可能的应用因此可以实现。
Sigfox使用慢速率的BPSK(300bps)，也有一些较有前景的应用案例。
NB-IoT(Narrow Band-IoT)是电信业基于现有移动通信技术的IoT网络。其特点是使用现有的蜂窝通信硬件与频段。不管是电信商还是硬件商，对这项技术热情不减。
关键技术Lora简介
LoRaWAN的核心技术是LoRa。而LoRa是一种Semtech的私有调制技术(2012收购CycleoSAS公司得来)。所以为了便于不熟悉数字通信技术的人们理解，先介绍两个常见的调制技术FSK与OOK。选用这两个调制方式是因为：
1这两个是最简单、最基础、最常见的数字通信调制方式
2在Semtech的SX127x芯片上与LoRa同时被支持，尤其是FSK经常被用来与LoRa比较性能。
OOK
OOK全称为On-Off Keying。核心思想是用有载波表示一个二进制值(一般是1，也可能反向表示0)，无载波表示另外一个二进制值(正向是0，反向是1)。
在0与1切换时也会插入一个比较短的空的无载波间隔，可以为多径延迟增加一点冗余以便接收端解调。OOK对于低功耗的无线应用很有优势，因为只用传输大约一半的载波，其余时间可以关掉载波以省功耗。缺点是抗噪音性能较差。
这里写描述
FSK
FSK全称为Frequency Shift Keying。LoRaWAN协议也在某些频段写明除LoRa之外也支持(G)FSK。FSK的核心思想是用两种频率的载波分别表示1与0。只要两种频率相差足够大，接收端用简单的滤波器即可完成解调。
对于发送端，简单的做法就是做两个频率发生器，一个频率在Fmark，另一个频率在Fspace。用基带信号的1与0控制输出即可完成FSK调制。但这样的实现中，两个频率源的相位通常不同步，而导致0与1切换时产生不连续，最终对接收器来讲会产生额外的干扰。实际的FSK系统通常只使用一个频率源，在0与1切换时控制频率源发生偏移。
这里写描述
GFSK是基带信号进入调制前加一个高斯(Gaussian)窗口，使得频率的偏移更加平滑。目的是减少边带(Sideband)频率的功率，以降低对相邻频段的干扰。代价是增加了码间干扰。
对于这一方面的研究实验发现：学习Lora调制技术的一些准备及发现
然而，对于“悠久历史积累”和高安全、易部署等综合优势的LoRa阵营来说，最近几年里，在技术和落地方面虽取得了长足的进步，但离真正的规模、解决行业客户的切实问题是有着不小的差距。那么，究竟是技术壁垒突破较难？产业链生态不健全？亦或者是商业模式限制了从业者对市场规模的想象？对于LoRa产业链的广大从业者而言，找到制约LoRa技术大规模发展的瓶颈，并联手产业合力突围对推动产业良性发展至关重要。

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