物联网的技术标准和结构

1 物联网的标准体系

2 急需的物联网总体标准
3 传感器标准
4 传感器标准
5 传感器标准进展情况
6 传感器标准体系框架

认知感知层

1．感知层的概念

物联网层次结构分为三层,分别为感知层、网络层、应用层。感知层位于最 底层,它是物联网的核心，其功能为“感知”，即通过传感网络获取环境信息。 感知层是物联网的核心，是信息采集的关键部分。

2．感知层的应用

感知层包括二维码标签及识读器、RFID 标签及读写器、摄像头、GPS 导航、 各种功能传感器、M2M 终端、传感器网关等，主要功能是识别物体、采集信息， 与人体结构中皮肤和五官的作用类似。

3．感知层的关键技术

(1) 传感器：传感器是物联网中获得信息的主要设备，它利用各种机制把被 测量转换为电信号，然后由相应信号处理装置进行处理，并产生响应动作。 (2)RFID：它的全称为 Radio Frequency Identification，即射频识别， 又称为电子标签。RFID 是一种非接触式的自动识别技术，可以通过无线电讯号 识别特定目标并读写相关数据。它主要用来为物联网中的各物品建立唯一的身份 标示。

(3)无线传感网络：它的英文名称为 Wireless Sensor Network，简称 WSN。 传感器网络是一种由传感器节点组成网络，其中每个传感器节点都具有传感器、 微处理器和通信单元。节点间通过通信网络组成传感器网络，共同协作来感知和 采集环境或物体的准确信息。它是目前发展迅速，应用最广的传感器网络。

认知网络层

1 网络层的概念

网络层位于物联网三层结构中的第二层，它功能是通过通信网络进行信息传 输。网络层作为纽带连接着感知层和应用层，它由各种私有网络、互联网、有线 和无线通信网等组成，相当于人的神经中枢系统，负责将感知层获取的信息，安 全可靠地传输到应用层，然后根据不同的应用需求进行信息处理。

2 网络层的组成

物联网网络层包含接入网和传输网，分别实现接入功能和传输功能。传输网 由公网与专网组成，典型传输网络包括电信网、广电网、互联网。接入网包括光 纤接入、无线接入、以太网接入、卫星接入等各类接入方式，实现底层的传感器 网络、RFID 网络最后一公里的接入。

3 网络层的主要技术

物联网用到的通信技术主要包括 3G/4G 通信、IPv6、WI-FI 和 WIMAX、蓝牙、 ZigBee 自组网技术等。正在向更快的传输速率，更宽的传输宽带、更高的频谱 利用率、更智能化的接入和网络管理发展。
认知应用层

1 应用层的概念

应用层位于物联网三层结构中的最顶层，它的功能是通过云计算等计算平台 进行信息处理。应用层与最低端的感知层一起，是物联网的显著特征和核心所在， 应用层可以对感知层采集数据进行计算、处理和知识挖掘，从而实现对物理世界 的实时控制、精确管理和科学决策。

2 应用层的技术

（1）物联网应用：它是用户直接使用的各种应用，通常用应用软件的形式 表现。如智能 *** 控、安防、电力抄表、远程医疗、智能农业等。

（2）物联网中间件：物联网中间件是一种独立的系统软件或服务程序，将 各种可以公用的能力进行统一封装，提供给物联网应用使用。

（3）云计算：它对物联网海量数据的存储和分析。根据服务类型不同将云 计算分为：基础架构即服务(IaaS)、平台即服务（PaaS)、服务和软件即服务（SaaS)。

3 应用层与其他两层的关系 感知层将采集到的数据通过网络层传递给应用层，应用层将接收到的数据进 行分析管理，再将这些数据根据各行各业的应用做出反应处理。例如，在智能电 网中的远程电力抄表应用：安置于用户家中的读表器上显示感知层中的传感器采 集到的数据，通过网络层将数据发送并汇总到发电厂的处理器上，该处理器及其 对应工作就属于应用层，它将完成对用户用电信息的分析，并自动采取相关措施。

行业主要上市公司：阿里巴巴-SW(09988);腾讯控股(00700);百度集团-SW(09888);紫光股份(000938);用友网络(600588);中国电信(601728);中国移动(600941);中兴通讯(000063);浪潮信息(000977);中科曙光(603019);神州数码(000034);证通电子(002197);东方国信(300166);光环新网(300383);卓易信息(688258);华胜天成(600410);首都在线(300846);品高股份(688227);天融信(002212);深信服(300454)等。

本文核心数据：云计算代表性企业投融资规模等

云计算行业全景图：云计算产业链企业竞争激烈

从产业结构来看，我国目前云计算产业链结构完备，上游为核心硬件(芯片、内存等)、IT基础设备(服务器、存储设备、网络设备等)，中游为IaaS、PaaS、SaaS运营，下游为各类使用云的企业或组织。

云计算产业链的核心是云服务厂商，海内外主要的厂商有亚马逊、微软、谷歌、Facebook、苹果、阿里、腾讯等互联网转型企业，提供d性计算、网络、存储、应用等服务。互联网数据中心(IDC)厂商为之提供基础的机房、设备、水电等资源。基础设备提供商将服务器、路由器、交换机等设备出售给IDC厂商或直接出售给云服务商，其中服务器是基础网络的核心构成，大约占到硬件成本的60%-70%。CPU、BMC、GPU、内存接口芯片、交换机芯片等是基础设备的重要构成。光模块是实现数据通信的重要光学器件，广泛用于数据中心，光芯片是其中的核心硬件。云计算产业最终服务于互联网、政府、金融等广大传统行业与个人用户。

云计算产业链区域热力地图：北京企业数量最多

根据中国企业数据库企查猫，云计算企业集中在北京市。由于云计算是各地重点发展的产业，因此全国范围来看企业数量大部分上千家。除北京以外，广东省企业数量超35万家，其次是浙江省19457家，从注册企业区域集中度看，东部沿海省份企业注册数量集中度较高。

云计算产业代表性企业最新投资动向

云计算产业代表性企业的投资动向主要包括收购公司拓展业务、新设立子公司、进行云计算业务的项目拓展等方式。云计算产业代表性企业投资动向如下：

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国云计算产业发展前景预测与投资战略规划分析报告》。

5G建设意义——推动消费互联网到产业互联网的转变

到目前为止，互联网的发展经过三个时代：桌面办公互联网为第一个时代的应用，第二个时代便是乔布斯用苹果手机和App
Store应用商店重新定义的娱乐消费互联网，如今我国即将迎来互联网应用的第三个时代，即互联网在实体经济中的基础应用，产业互联网。

早在2015年3月的全国两会上就已提出一个概念，叫“互联网+”，指出互联网将跟传统产业和实体经济进行深度融合，进入互联网的“互联网+”时代，即开启我国消费互联网到产业互联网的转变，但从“互联网+”概念的提出到今天我国将产业互联网建设真正开始落实却间隔了5年的时间。原因正是因为缺乏技术，万物联网的设想无法实现。而5G的出现正好成为我国互联网模式转变的强有力技术支持。5G是移动通信技术的全新升级，5G网络的主要优势在于传输快、延迟低以及多服务。

5G建设现状——产业蓬勃发展

目前，我国已建成5G基站超过13万个。为了加快5G“新基建”建设进度，2020年3月12日，中国电信宣布与中国联通在2020年三季度将完成全国25万座5G基站共建工作。中国铁塔也表示截至2020年3月初，中国铁塔累计建成5G基站超20万座，2020年全年计划部署50万座。此外，中国移动已全面完成5G一期工程建设，在50个城市实现5G商用。2020年3月6日，中国移动正式启动了2020年5G二期无线网主设备集中采购，共有28个省、自治区、直辖市发布集采，需求数量总计232143个5G基站。力争2020年底5G基站数达到30万，确保2020年内在全国所有地级以上城市提供5G商用服务。

5G建设应用——个人消费与产业渗透并进

个人消费方面，结合5G具有传输快的优点，移动宽带的增强将引起个人消费终端的更换。以手机为例，在4G出现以前人们日常用手机多以键盘机为主，屏幕普遍较小，多数不具有浏览以及拍照功能，手机主要为人与人之间沟通搭建桥梁。而在4G出现以后，智能手机出现，手机键盘被更大的屏幕取代，功能性也得到了极大的提升。除了基本通话功能以外，摄像、视频、基础办公、线上购物等功能纷纷上线，为人们生活带来了极大的便利。5G的出现势必也会引起手机新一轮的变革。

此外，5G的出现将万物互联的实现向前推进了一步，工业制造、供应链管理、
进销存管理、信息整合等多方面的产业应用均可引入5G，实现企业一体化运作的规划与监控。目前我国正逐渐完成5G技术在各个产业中的渗透。例如，在2020年中国爆发的新型冠状病毒疫情中，5G就以“大带宽、低时延、广联接”的特性，在疫情防控中发挥了重要作用。运营商联合华为、中兴等设备供应商为包括火神山、雷神山在内的全国各地百余家重点医院提供5G网络覆盖。基于5G的全天候“云监工”、灵活调动医疗资源的“5G+远程会诊”和人群密集区域“5G+热成像”等应用，有效支撑了疫情防控。

以上数据来源及分析请参考于前瞻产业研究院《中国5G产业发展前景预测与产业链投资机会分析报告》。

5G产业链投资机会按时间划分主要有四个阶段。第一阶段是前期对终端设备的投资；第二阶段是对基站系统的投资；第三阶段是对网络架构方面的投资；第四阶段是对应用场景方面的投资。目前，我国5G处于接近商用的发展阶段，其推进节奏属于全球最领先水平，与国外移动通信生命周期保持一致。同时由于5G应用场景的多样化及各产业进度的不同，使得5G的投资会是一个相对长期的过程。

首先在总投资方面，前瞻预计我国三大运营商5G总投资有望超万亿，相较于4G时代增长超过60%。每个产业链环节的投资占比不同，其中通信网络设备占比最大，近40%，基站天线、射频、光纤光缆和光模块的投资占比分别为3%、106%、33%、46%。

天线与射频模块率先受益，集中度有望提升

天线与射频模块分别占5G总投资的3%和106%左右，投资总额分别在416亿和1472亿元左右。基于5G基站数量的关键假设（宏站和小站数量分别以320万座和640万座计算，宏站和小站天线价格分别以3000元/副和1000元/副的价格计算，宏站和小站射频模块单套价格分别以10000元/套和4000元/套计算），前瞻对天线与射频投资规模进行合理测算，预计天线部分总投资在420亿元左右，射频部分总投资在1500亿元左右。

同时，我们对比2G/3G/4G，对5G天线射频的投资节奏进行拆分，对5G时期各年份的投资额做出了一个大致估计。前瞻认为，2020-2022年为天线和射频的投资高峰期，这段时期投资额分别在320亿元、1160亿元左右。

通信网络设备：投资占比最大

通信网络设备占5G总投资近40%，投资总额将超5000亿元。通信网络设备是移动通信系统的核心环节，主要包括无线、传输、核心网及业务承载支撑等系统设备。据测算，在4G系统中通信网络设备的投资超过了4000亿元，前瞻预计5G基于SDN/NFV重构的网络架构，将形成硬件设备和软件定义化解决方案两大部分，实现进一步降价，但由于承载业务和支撑的基站数较4G有明显的增加，预计整体投资将增长30%。

2020~2023年为投资高峰期，2021年迎来峰值。通信网络设备作为5G投资的核心环节，投资周期较长，预计5G建设前4年期间均会有较大规模的投资，2021年随着宏站和小站双双放量提升预计会达到峰值。

无线网光纤光缆：需求提升

无线网光纤光缆约占5G总投资33%，投资总额在4004亿元左右。5G无线基站的光纤光缆布置需求分为前传网络和回传网络两个部分。前传网络部分：预计每个宏站所需光纤2KM，采用48芯光缆，基站数320万；小站所需光纤1kM，采用24芯光缆，基站数640万。同时，需充分考虑现有基站光纤网络的报废率情况，前瞻假设现有宏站光纤报废率为40%，现有小站光纤报废率为80%。回传网络部分：C-RAN部署方式下，按照20个基站集中收敛测算，采用144芯光缆回传约3公里接入汇聚层，按照30%报废率计算。则前传网络部分所需光纤数24576亿芯公里，回传网络部分所需光纤数062208亿芯公里。

综上，前传+回传网络总计所需308亿芯公里，我们按普通光缆价格平均130元每芯公里测算。预计总投资：308亿130元=4004亿元，且2020~2022年为投资高峰期。

光模块：有望为5Gd性最大环节

光模块约占5G总投资46%，投资总额将超过600亿元。光模块呈高速升级趋势，主要得益于5G天线通道大幅增加，以及应用场景数据流量的爆发式增长。光模块升级带动的投资增长无论从数量还是从价格上相对于4G时代都有了较大的提升，是5G时代d性最大的产业链环节之一。

由于低时延的要求，5G时代将传统的BBU分为DU（分布单元）和CU（集中单元）两个部分。前瞻合理假设宏站（小站）、DU、CU的汇聚收敛比为：宏站（小站）：DU：CU=36（120）：12：1，则测算得5G时代DU新增171万个，CU新增14万个。按照每个环节光模块的市场均价，测算得光模块市场规模总计636亿元。

网络规划运维：成本预计与4G持平

5G时代，网络规划运维约占总投资94%，投资规模相比于4G基本持平，略有增长。尽管5G网络架构比4G要复杂得多，基站总数增多，业务复杂度也随之提高，但集中化、智能化趋势明显。未来，集中化和智能化将有效降低网络规划运维成本，因此5G网络规划运维投资规模不可能大幅提升，以增长10%测算，5G投资规模约为1300亿元。

网络规划运维总体分为两个投资阶段。前期为网络规划阶段，投资窗口为2019和2020年；后期为网络运维阶段，投资窗口主要为2022~2025年。

总体来看，天线、射频、光模块等关键器件最先受益，受益最大为通信网络设备，但随着网络基础的完善，系统集成与行业解决方案、大数据应用等需求将长远收益。

以上数据来源参考前瞻产业研究院发布的《中国5G产业发展前景预测与产业链投资机会分析报告》。

物联网的十大应用：智能家居、可穿戴、智慧城市、智能电网、工业互联网、连接车、联网医疗（数字医疗/远程医疗/远程医疗）、智能零售、智能供应链、智能农业。

智能家居

每当我们想到物联网系统时，最重要、最高效的应用就是智能家居，它在所有渠道中都是最高的物联网应用。寻找智能家居的人数每月增加约60000人。另一件有趣的事情是，物联网分析智能家居数据库包括256家公司和初创公司。现在，越来越多的公司积极参与智能家居以及该领域的类似应用。智能家居初创公司的预计资金额超过25亿美元，并以快速增长的速度增长。创业公司名单包括著名的创业公司名称，如AlertMe或Nest，以及一些跨国公司，如飞利浦、海尔或贝尔金。

可穿戴

就像智能家居一样，可穿戴设备仍然是潜在物联网的热门话题。每年，全球消费者都在等待最新的苹果智能手表的发布。除此之外，还有很多其他可穿戴设备可以让我们的生活变得轻松，比如索尼SmartB Trainer、LookSee手镯或Myo手势控制。

智慧城市

智慧城市，顾名思义，是一项重大创新，涵盖了从水分配和交通管理到废物管理和环境监测的各种各样的使用案例。它之所以如此受欢迎，是因为它试图消除城市居民的不适和问题。智能城市部门提供的物联网解决方案解决了各种与城市相关的问题，包括交通、减少空气和噪音污染，以及帮助城市更加安全。

智能电网

智能电网是物联网技术的另一个突出领域。智能电网基本上承诺以自动化方式提取有关消费者和电力供应商行为的信息，以提高配电的效率、经济性和可靠性。每月41000次的谷歌搜索证明了这一概念的流行。

工业互联网

考虑工业互联网的一种方式是查看发电、石油、天然气和医疗等行业中的连接机器和设备。它还利用了计划外停机和系统故障可能导致危及生命的情况。嵌入物联网的系统往往包括用于心脏监测的健身带或智能家用电器等设备。这些系统功能齐全，易于使用，但不可靠，因为如果发生停机，它们通常不会造成紧急情况。

连接车

互联汽车技术是一个由多个传感器、天线、嵌入式软件和技术组成的庞大而广泛的网络，有助于在复杂的世界中进行通信导航。它有责任以一致性、准确性和速度做出决策。它还必须是可靠的。当人类将方向盘和制动器的控制权交给目前正在高速公路上测试的自动驾驶车辆时，这些要求将变得更加关键。

联网医疗（数字医疗/远程医疗/远程医疗）

物联网在医疗保健领域有多种应用，从远程监控设备到先进技术，从智能传感器到设备集成。它有可能改善医生提供医疗服务的方式，并确保患者的安全和健康。医疗物联网可以让患者花更多时间与医生互动，从而提高患者参与度和满意度。从个人健身传感器到外科手术机器人，医疗领域的物联网带来了新的工具，这些工具采用了生态系统中的最新技术进行更新，有助于发展更好的医疗保健。物联网有助于医疗改革，并为患者和医疗专业人员提供口袋友好型解决方案。

智能零售

零售商已开始采用物联网解决方案，并在多个应用程序中使用物联网嵌入式系统，以改善商店运营、增加购买、减少盗窃、实现库存管理和增强消费者的购物体验。通过物联网，实体零售商可以更有力地与在线挑战者竞争。他们可以重新获得失去的市场份额，吸引消费者进入商店，从而使他们更容易在省钱的同时购买更多商品。

智能供应链

几年来，供应链已经变得越来越智能。提供解决问题的方案，例如在货物在路上或运输途中跟踪货物，或帮助供应商交换库存信息，是一些流行的产品。通过启用物联网的系统，包含嵌入式传感器的工厂设备可以传输有关不同参数的数据，如压力、温度和机器利用率。物联网系统还可以处理工作流程和更改设备设置以优化性能。

智能农业

智能农业在物联网应用中经常被忽视。然而，由于农业经营的数量通常是偏远的，而且农民从事的牲畜数量很大，所有这些都可以通过物联网进行监控，并可以彻底改变农民日常经营的方式。但是，这一想法尚未得到大规模关注。尽管如此，它仍然是不应低估的物联网应用之一。智能农业有可能成为一个重要的应用领域，特别是在农产品出口国。

根据中国信通院定义，数字经济包含“四化”内涵，即数字产业化、产业数字化、数字化治理、数据价值化。

在技术层面，包括大数据、云计算、物联网、区块链、人工智能、5G 通信等新兴技术。在应用层面，“新零售”、“新制造”等都是其典型代表。

可想而知，整个数字经济的广阔性，行业的前景，至少未来5年，会蓬勃发展。

云计算，分上游、中游、下游几个细分行业。上游的行业它包括芯片、服务器、交换机、光模块；

中游包括数据中心，现在我们国家在几个重点的省市建立了大数据、云计算中心，中游还包括基础设施平台、服务软件等。

下游包括互联网金融、制造业、智能制造、智慧政务。比如将传统金融变成金融 科技 ，数字金融，将传统制造变成智能制造。

物联网中会有哪些纳入数字经济？比如：有感知控制层、传输网络层、平台搭建层，还有数据应用层等等。

光感知控制层包括传感器、射频识别、智能控制器；传输层包括通讯模组、通讯网关，卫星、物联网、运营商、量子通信；平台搭建层包括通讯厂商的平台，互联网厂商的平台、工业厂商的平台、AI平台、大数据平台；

大家说应用层包括什么消费驱动、政策驱动、产业驱动，整个中国的传统经济向数字化转变中，它搭建在不同的模块中，不同模块中如果细分，会有太多的子行业。

5G是中国数字化经济掀起的一个主升浪行业，5G也是数字化经济的一个起爆点。5G包括宽带、车联网、工业互联网、智能控制器，还有一些通信基础设施的搭建。

元宇宙将来就是算例算法、通讯交互技术、产权规则、应用场景之间的一种组合。

人工智能有基础层、技术层、应用层，基础层里包含云计算、传感器、AI、芯片、数据管理等等。

我们就不给大家一一细说了，未来希望投资人在以华为为基础的，这些行业中找到确定性的机会。广泛布局数字经济中优质上市公司。

除了技术性分析，还要立足宏观，研究行业，你要知道产业基金所到之处无不是未来长期投资机会。

投资建议仅供参考

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