我国物联网发展现状及前景分析如何？

2006至2020年，物联网应用从闭环、碎片化走向开放、规模化，智慧城市、工业物联网、车联网等率先突破。中国物联网行业规模不断提升，行业规模保持高速增长，江苏、浙江、广东省行业规模均超千亿元。

截至到2019年，我国物联网市场规模已发展到15万亿元。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。

近年来，我国政府出台各类政策大力发展物联网行业，不少地方政府也出台物联网专项规划、行动方案和发展意见，从土地使用、基础设施配套、税收优惠、核心技术和应用领域等多个方面为物联网产业的发展提供政策支持。在工业自动控制、环境保护、医疗卫生、公共安全等领域开展了一系列应用试点和示范，并取得了初步进展。

目前我国物联网行业规模已达万亿元。中国物联网行业规模超预期增长，网络建设和应用推广成效突出。在网络强国、新基建等国家战略的推动下，中国加快推动IPv6、NB-IoT、5G等网络建设，消费物联网和产业物联网逐步开始规模化应用，5G、车联网等领域发展取得突破。

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。

—— 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》

物联网就业前景很好，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。

物联网专业是教育部允许高校增设新专业后，高校申请最多的学校，这也说明了国家对物联网经济的重视和人才培养的迫切性。物联网的产业规模比互联网产业大20倍以上，而物联网技术领域需要的人才每年也将在百万人的量级。

物联网的基本特征从通信对象和过程来看，物与物、人与物之间的信息交互是物联网的核心。物联网的基本特征可概括为整体感知、可靠传输和智能处理。

整体感知—可以利用射频识别、二维码、智能传感器等感知设备感知获取物体的各类信息。

可靠传输—通过对互联网、无线网络的融合，将物体的信息实时、准确地传送，以便信息交流、分享。

智能处理—使用各种智能技术，对感知和传送到的数据、信息进行分析处理，实现监测与控制的智能化。

引言：

近年来，作为前沿技术之一，物联网可谓是赚足了眼球。随着世界各国研究人员对物联网的技术研发日益深入，物联网技术也不断发展成熟，并不断渗透到各个细分行业中。为推动物联网技术深度融入各个领域，我国各有关部门已经出台了一系列政策，其中就包括《面向智慧城市的物联网技术应用指南》等文件。“十四五”规划虽还未全面公开，但是根据中项网行业信息整理分析，物联网行业将在十四五期间迎来大爆发。

物联网概念的由来及发展

物联网（Internet of Things，IoT）一词，最早于1991年由麻省理工的教授提出。在1995年比尔盖茨撰写的《未来之路》一书中也有所提及。1999年，麻省理工学院自动识别中心的Kevin Ashton教授将RFID及传感器应用于日常生活，将物品标记应用，提出“万物皆可通过网络互联”，阐明了物联网的基本含义。根据“物联网“的英文名称：Internet of things(IoT),顾名思义，就是物物相连的互联网，其实它还有一个名称，就是传感网，是指这有两层意思: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。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，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。物联网的活点定义是利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。
物联网已广泛应用于各行各业，正不断向“高价晋级“

目前物联网应用已经遍布各个行业，预计将为数十亿日常物品提供连接和智能，而且它已经在各个领域广泛部署，即：可穿戴设备、智能家居、医疗保健、智慧城市、农业、工业自动化等。
未来物联网将会更加广泛的应用于不同行业和领域中，从简单的状态检测和自动化，向高阶的综合调度和智能化决策等方向演进：

物联网行业竞争即将到白热化阶段，技术突破成为行业痛点
目前,在物联网行业，广为人知的主要是华为、阿里等Top10的企业。然后实际上，在物联网领域做的比较好的企业已经有上百家，还有其他大大小小的新进去企业和独角兽公司等，由此可见物联网行业竞争已经到了白热化阶段。物联网作为新一代信息技术的高度集成和综合运用，通过智能传感器、多媒体采集、专网、5G、云计算、大数据等技术，在疫情科学防控、企业复工复产等方面发挥支撑作用，接口融合问题将是物联网行业面临的最大的技术难点和痛点。

“十四五“—物联网真正的爆发期

根据国际调研机构Strategy Analytics发布的《全球联网和物联网设备预测更新》，截至2018年底，全球联网设备数量已经达到220亿。在华为的预测中，到2025年，物联网设备的数量也将接近1000亿个，每小时会有200万个传感器被部署。

根据中项网近五年项目及招投标信息汇总分析，2020年物联网相关项目数量呈直线上升，未来物联网市场上涨空间可观，预计到2025年国内物联网市场规模将突破6万亿，年均复合增长率将达25%。

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在这样的大背景下，在全球范围内，运营商 成为了物联网的重要推动者。 运营商将在物联网的发展中获得巨大的利益， 同时带领整个通 信产业，朝一个更深入的方向发展。 物联网规模化发展面临 3 大挑战 从整个物联网的发展情况来看，我们认为物联网仍然处在一个规模成长前夜的阶段。要实现规模化的发展，仍面临着一系列的瓶颈，需要解决一系列的问题。这些问题概括总结起来就是横向欠缺整合，纵向亟待深入。与之相对应的还有第三个问题，就是伴随物联网进一步的发展和规模化，将会对通信网络产生压力，并且产生一系列的新问题，需要对整个基础 网络针对物联网进行优化。 总结来说，物联网的规模化发展，面临的三大挑战是： 第一，需要实现物联网横向的整合，打造社会公共的物联网基础架构。并在标准化、规 范化的基础上，形成真正的物联网产业联盟。 第二，需要促进物联网在各个行业的纵深发展。应抓住新的关键技术、政府示范项目以 及新的商业模式等契机，实现重点行业的突破，并由点带面，促进整个物联网向各个行业的 纵深发展。 第三，基础网络优化。通信产业界形成共识，就是物联网的规模化发展，将对基础网络产生一系列优化的需求。比如为了满足庞大的物的数量，要对号码优化；为了满足物的低功 耗、低移动的影响，要对无线资源进行优化等。 挑战一：横向整合 从横向整合的角度来说，基于物联网这样一个从感知层到网络层，再到应用层的端到端 的架构， 应该建立公共的分层的物联网体系架构。 这样一种社会公共的物联网基础架构的优 化，有两个节点非常重要：一个是物联网业务支撑平台，或者说物联网中间件平台； 另外一 个是标准化、规范化的物联网网关产品。 物联网应以平台和模组为基础形成一个更加规范化、标准化的物联网基础架构，并以此架构为基础形成整个社会物联网的分工。 在这个过程中，标准化工作是非常重要的任务。 从国际范围来看，整个物联网的规范制订都处于相对滞后的局面。 物联网行业规范的制订是推动物联网的关键， 必须予以充分的重视。物联网规范的制订应以物联网业务支撑平台为核心，重点是在平台与终端的接口、平台与应用的接口的标准化。 在形成一个社会公共的物联网基础架构，以及相应规范制订的基础之上，形成真正价值链分工基础之上的产业联盟。 目前国内物联网的产业联盟存在的一个突出问题，就是布局分散，缺乏基于价值链的分工。虽然大多数厂商宣称提供端到端方案，但大部 分规模较小。 挑战二：纵向深入 纵向深入方面，应该抓住一系列的机会推动物联网在各个行业的深化。 首先应该抓住新技术带来的变革契机，物联网技术的发展，正在带来这样的发展契机。 物联网通过对传统产业的变革，在某种程度上，颠覆了传统服务产业链条。新技术变革为运 营商和设备制造商， 占领行业市场提供了良好的契机。这是一个利用新技术所带来的机遇，突破重点行业的范例。 第二，应该抓住政府示范项目的机会。在政府示范项目中，政府关注重点在于整个物联 网产业链的发展， 以及社会公共资源在物联网领域最优化的投入。 设备制造商和电信运营商 可以通过在政府示范项目充分的合作，形成合力，实现重点行业的突破。中兴通讯和上海电 信合作，在上海提供了车辆监控系统服务世博会，取得了良好的社会效应。此项目最近刚刚 获得了 CDG 颁发的物联网的业务创新大奖。 第三，需要在经营模式和商业模式方面实现创新。现在物联网的发展体现出严重的行业 不平衡。 国内发展比较快的几个行业， 都是有巨额投资的行业。 大多数没有钱的行业怎么办？ 未来物联网向更多行业纵深化发展， 需要由创新模式来带动。 挑战三：基础网络优化 基础网络的优化，是整个通信业界尚未解决的问题，也是大家非常关心的问题。 基础网络优化，前期普遍认为距离实际市场需求较远， 但是从今年下半年起， 在网络已经达到几百万甚至上千万物联网终端在线的情况下，这种需求已经出现了。比如加强网络终端感知能力的需求， 为了规避数据安全风险而进行数据分流的需求等。 这些都是现实的需求， 并且正在不断地细化。 从长远来看，我们认为物联网必须在横向整合、纵向深入以及基础网络优化三个重要问题上取得突破，才能取得规模化的发展。 物联网解决方案，经过前期的巨大努力，我国在物联网领域已经形成了金字塔形的层次结构：处在金字塔顶端的是物联网业务支撑平台产品； 处在第二层的是标准化、 规范化的物联网通信模块产品；第三层是关键行业应用方案；第四层是物联网的基础网络优化；第五层是技术人才的组织和支持。

未来的物联网硬件技术和研究内容主要有这几个方面：
1掌握核心技术，防止受制于人
我国已经成为信息技术的大国，要成为信息技术的强国，必须突破关键的共性技术，以应用技术为支撑加强应用创新。
2统一规划，分步推进
3应用驱动，示范引领
需要选择信息化建设比较成熟的行业和部门，选择有条件、有需求的企业为试点，通过典型的应用示范工程，摸索物联网应用系统标准、结构与运营模式，带动物联网产业的稳步发展。
4重视标准建设，保障国家利益
5重视信息安全技术与法治环境建设，保证物联网健康运行
6重视复合型人才培养，保持可持续发展
发展物联网技术，必须重视复合型人才的培养，以支持物联网技术研究与应用的可持续发展。

当前全球面临的许多巨大挑战：气候变化、能源枯竭、粮食生产、生命 健康 等，世界经济论坛评选的2021年“十大新兴技术”中主要围绕当前全球面临的主要问题展开，这十项技术都有望深刻改变人类的未来。

国际 社会 为应对全球气候变化作出的全面承诺将进一步催生新技术。二氧化碳作为温室效应的罪魁祸首，各个国家和行业一直在为减少碳排放作出积极的努力。美国、英国、欧盟等主要发达国家以及中国、印度等发展中大国向国际 社会 作出承诺，实现到2030年碳排放总量大幅下降。

同时，农业及食品领域还将进一步发展人造肉（Impossible Burger、Beyond Meat）等蛋白质替代品的市场供应。通过物联网连接的传感器数据将越来越多地支持土地、作物、肥料、灌溉用水等智能化管理，这些都将有助于进一步减少碳排放。

磷肥 为世界粮食作为的主要肥料， 磷肥的制备 很大程度上依赖于含氮工业肥料的使用。据联合国粮食及农业组织称，全球每年需要约11亿吨氮来维持全球作物生产。而氮肥通常是通过将空气中的氮转化为氨来生产的，含氨肥料维持了全球大约 50% 的粮食生产，而制备含氨肥料的过程将消耗世界主要能源需求的1%，工业化过程排放的二氧化碳占全球碳排放量的 1% 到 2%。

为了降低这部分的碳排放量， 研究人员正在通过自然方法中获取制造氮肥的解决方案。例如，玉米、谷物等主要粮食作物依赖土壤中的无机氮，豆科植物的根与土壤细菌相互作用，形成根瘤，通过细菌固氮的能力将大气中的氮转化为氨，这些自然固氮方法给了研究人员很大的启发。

目前，发达国家政府和 社会 资本的投入为工程固氮领域的研究和开发提供了强有力的支持， 未来利用自然共生力量的作物可能很快就会成为更可持续粮食生产的关键要素。

新技术将推动人体呼气的检测方式进行疾病诊断，这种采样方式远比抽血要节省时间。 采用新技术进行生物检测类似于警察查酒驾的酒精呼吸分析仪，未来疾病诊断也可以采取这样的方式。

人体的呼吸中含有 800 多种化合物，最近的研究表明人体呼出的气体含有的不同化合物浓度与疾病之间存在很强的相关性。例如，丙酮浓度升高是糖尿病的强烈迹象，一氧化氮浓度升高 可以作为呼吸系统疾病的生物检测标识；各种醛类指标升高说明患有肺癌的概率极大。

而且采用呼吸检测的方式将会大幅减少检测等待时间，通常仅需几分钟呼吸检测 传感器的数据通过外部计算机分析就可以生成检测报告。

除了比抽血更快地出具结果之外，呼吸传感器采取的是非侵入的检测方式，在医疗资源有限的国家，它的易用性、便携性和成本效益将提供更好的医疗保障。呼吸检测还有助于减轻社区的病毒传播，其方式类似于在进入超市或餐馆等公共空间之前对个人进行体温检查的方式。

2020 年3 月，以色列的科研人员已经完成了 探索 性临床应用，采用呼吸检测的方式检测新冠病毒（COVID）检测结果达到95% 准确度和100%灵敏度。目前该项技术正在进行广泛的临床试验，但距离全面普及尚需技术进一步成熟。

如果您去药房时，药剂师不是通过预制药物的方式来填写您的处方，而是按照您的诊断情况 采用量身定制的方式配制最符合您体征的药物，这听起来是不是很神奇？

由于药品的特殊性，传统上药物生产都集中在具备资质的厂商，通过大批量生产的方式完成。药物的成分和剂量都是标准化的，不可能为个人定制成分和剂量不同的药物。然而微流体和按需药物制造的最新技术有望使这一想法成为现实。

按需药品制造，也称为连续流程药品制造，可以一次性完成药品生产。它的工作原理是将药品成分通过流体方式输入小型合成设备，由合成设备按照要求调配成分，可以实现为患者量身定制所需药品。

而这项技术更大的意义是，可以在偏远地区或野战医院进行部署，随时根据需求生产药品。这也意味着储存和运输药物所需的资源更少，而且剂量可以针对个别患者量身定制。

2016 年，美国麻省理工与国防高级研究计划局（DARPA），已经成功研发了一台冰箱大小的药品合成设备，并在24 小时内制备了1000剂常用药物：盐酸苯海拉明，用于缓解过敏症状；地西泮，用于治疗焦虑和肌肉痉挛；抗抑郁药盐酸氟西汀；局部麻醉剂盐酸利多卡因。

目前用于按需药物制造的便携式设备成本在数百万美元，阻碍了广泛推广。而且还需要新的质量保证和质量控制标准来规范配方的个性化和单人药品制备。但是，随着成本的下降和监管框架的完善，未来药物按需制造将会为药品行业带来颠覆性的变革。

如今构成物联网 (IoT) 无线设备已经成为网络世界的支柱。物联网无线设备被部署为家庭中的生活工具、生物医学的可穿戴设备以及危险和难以到达区域的传感器。随着物联网的发展，它将更广泛应用于农业节水灌溉和农药喷洒、智能电网、桥梁或混凝土基础设施缺陷监测、泥石流和地震等灾害的预警。

预计到2025年，全球将有400亿台物联网设备上线，为这些设备提供便捷的按需供电是一项新挑战。5G 无线信号比4G传输会发射更多的辐射能量，这就预示着许多低功耗无线设备将永远不需要插入的方式供电。

目前科研人员成功采集从Wi-Fi路由器以及微波射频设备的辐射能量为低功耗物联网设备供电，这项新兴技术将把辐射能量收集提升到一个新的水平，为物联网设备大量部署提供了能源解决方案。

未来生命科学将更加专注于增加“ 健康 寿命”，而不仅仅是寿命。

据世界卫生组织的数据，2015 年至 2050 年间，全球 60 岁以上人口的比例将从 12% 增加到 22%。老年痴呆、癌症、糖尿病、动脉硬化等慢性疾病对老年人的 健康 和 社会 发展构成了巨大挑战，逆转衰老或寻找“青春之泉”一直是人类的愿望。

科研人员通过 基因组编码技术 ，量化所有基因活性、细胞中蛋白质和代谢物的浓度，结合遗传学研究，已经越加清晰人类衰老的关键机制，科研人员已经发现人体的生物学年龄的标识符是人体疾病和死亡风险的关键预测指标。

最近科研人员通过对人体衰老机制的不断理解，积极推动了靶向治疗的发展。例如，最近的一项初步临床研究表明，服用包括人类生长激素在内的药物混合物一年，可使人体“生物钟”倒转15 年。科学家们还发现将年轻人类血液中的蛋白质注入老年小白鼠时，可以改善与年龄相关的大脑功能障碍。结果表明，通过科学的方式可以逆转人类与年龄相关的认知能力下降等疾病。

目前通过 基因工程的方法来分析和设计，加之政府和医疗资本的大力推动下，全球已有100 多家公司研发的药物进入临床前阶段或早期临床试验阶段。这项新技术让人类越发的有希望对抗衰老，甚至挑战“生命的终极课题---死亡”。

工业规模合成氨可以说是 20 世纪最重要的发明之一。氨用于生产肥料，为全球 50% 的粮食生产提供燃料，使其成为全球粮食安全的关键。然而，氨合成是一种能源密集型化学过程，需要催化剂来用氢气固定氮。

氢气必须合成生产，目前使用化石燃料、天然气、煤或石油在高温下蒸馏以产生氢气。问题是，这个过程会产生大量的二氧化碳，占全球总排放量的 1% 到 2%。

使用可再生能源分解水产生的绿色氢气有望改变这种状况。除了消除制氢过程中的碳排放外，该方式还能制备更纯净氢气，且不含使用化石燃料时掺入的化学物质，例如含有硫和砷的化合物，这些化合物会“毒化”催化剂，从而降低反应效率。

更清洁的氢气也意味着可以开发出更优质的催化剂，而且不再需要忍受化石燃料中的有毒化学物质。目前，丹麦的公司已经宣布开发出用于绿色氨生产的新型催化剂。

目前绿色氢气制造的主要障碍是高成本。为了解决这个问题欧洲能源企业启动了 科技 创新研发，旨在2030年之前以每公斤15欧元的价格提供绿色氢气。

对慢性病的连续、无创监测，一直是医学界的期望。好消息是无线、便携式和可穿戴监测传感器将很快得到临床应用。监测器使用多种方法来检测汗液、眼泪、尿液或血液中的生物标志物，可穿戴监测传感器使用光或低功率电磁辐射（类似于手机或智能手表）监测慢性疾病。

例如，电子隐形眼镜可以通过眼泪，获取癌症生物标志物或血糖水平以进行糖尿病监测；具有射频识别技术的护齿器唾液传感器可以监测唾液生物标志物对口腔溃疡、呼吸系统炎症、HIV、肠道感染、癌症和COVID进行预警。

根据联合国的估计，使用 3D 打印机建造房屋可以帮助解决 全球16亿人 住房不足的挑战。

3D 打印房的概念并不新鲜，灵感来源于火星移民的项目，因为火星没有建造房屋所需的大 部分材料。将混凝土、沙子、塑料、粘合剂等混合物通过大型 3D 打印机打印，可以作为一种相对简单和低成本的建造方法，似乎非常适合缓解偏远贫困地区的住房问题。

如今，至少有 100 亿个有源设备构成了物联网 (IoT)，预计未来 10 年这一数字将翻一番。 为了最大限度地发挥物联网在通信和自动化方面的优势，需要将设备分布在全球范围内，收集数据。数据在云数据中心被处理，使用人工智能来识别数据异常从而为人类提供预警。例如气候异常和自然灾害。但问题是：地面蜂窝网络覆盖的面积不到全球的一半，在连接方面留下了巨大的空隙。

天基物联网系统可以使用距离地球数百公里的低成本、低重量（不到 10 公斤）纳米卫星网络弥补这些空隙。1998年发射第一颗纳米卫星到今天，大约有 2000 颗纳米卫星用作轨道监视。SpaceX Starlink、OneWeb、Amazon 和 Telesat 等公司已将纳米卫星用于提供全球互联网覆盖。

太空物联网建设仍然面临着众多挑战。例如，纳米卫星的寿命相对较短，约为两年，必须得到昂贵的地面基础设施支持。为了应对轨道太空垃圾日益严重的问题，国际航天机构正在计划在卫星功能寿命结束时自动脱离轨道或使用其他航天器收集它们。

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