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。
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》。
物联网比起互联网到底差在哪儿?为什么互联网速度发展却特别慢?很多人不明白。其实,物联网的发展必须建立在高度发达的互联网之上,互联网之间才发展了20多年,根本达不到能发展物联网的高度,现在的物联网也只是小规模的发展,不断地尝试不断地进步。物联网技术要求就比互联网,之所以物联网速度发展的这么慢,究其原因,基础研究还无法跟上,更何况去发展他呢?
我们大家都知道互联网发展的速度特别快,当前是互联网时代怎么发展的还不快呢?虽然快,但还没有到达能发展物联网的高度!现在的大学有好多都增加了物联网这个专业,主要目的还是让物联网速度发展的快一些,发展物联网也不是什么简单的事。
主要还是有几个大方面的问题,因为是新生事物大家都不怎么看好并且硬件要求也很高,这就使得企业进入了两难的选择,发展还是不发展?发展的话成本高承担不了,不发展的话又有哪家企业来发展呢?还有就是软件平台不齐全,物联网还会受到电磁的干扰,甚至会带来一些与法律相搏的一些问题,并且在个人应用上还存在一些隐患,比如,信息采集的公民隐私权等问题。
有人会说,成本高的话我们可以降低成本,可是你没有想到较低成本之后会带来什么后果,可能导致单个节点的通信计算感知能力都不会太强,所以说,物联网速度发展吗是存在一些问题的,成本高,技术含量也高,直接导致问题的发生。
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。为什么会发展缓慢?主要是因为基础研究现在还无法跟上。
这个方向一直是我在跟踪和关注的,传感器开发和数据处理应该算是我的老本行。要想知道物联网究竟是什么,以及为什么发展会如此缓慢,就要了解它的技术沿革和发展历程。
物联网并不是一个很新的技术,它的本质便是上个世纪学术界开始兴起传感器网络、自组织及多跳网络(wireless sensor network, ad-hoc network, wireless multi-hop network)。RFID在智能物流上的应用只是最为基本的应用场景,当前的研究远比这个更为复杂。
随着微电子技术尤其是MEMS器件的高速发展,无线射频模块已经高度集成化、微型化且更加稳定,同时,使用传感器组网实现分布式数据采集有了现实的需求,尤其是在一些环境恶劣人工采集成本较高的场景当中(如森林、火灾场景、高压输电线、战场、太空,以及人工较难采集的情况,例如跟踪野生动物、空气检测等)。在人工检测成本较高的场景中的应用,是物联网技术发展的主要方向。
但是,回到最开始,要想实现一个分布式传感器采集网络即sensor network,看起来简单,但实际上却不是那么容易的事情。传统的无线网络如蜂窝、WLAN等等,在高速移动的情况下优化路由和带宽分配策略可以达到较好的通信质量。但是相应的方案放在传感器网络上就存在问题:
1、无线传感器网络的传感器节点往往处于不能直接供给能量的场景,也就是经常性只能使用电池或者太阳能供电,因此,传感器网络设计的重点在于保证功能完整情况下最大化地节能和增加网络的生存周期;、
2、无线模块发射距离和发射功率正相关,当通信的两节点之间的距离大于最大发射距离该怎么办?
3、当无线节点没有电怎么解决?
应该说能源供给问题是无线传感网络的研究中最核心的问题,这个领域最经典的理论都是在解决这三个基本问题。虽然现在学术界开始玩大数据,弄几个sensor,组个网采点数据,来个大数据分析看起来很高大上,但是如果这三个核心问题不解决,那么物联网这个东西就离商业化还很遥远。
回到这三个问题,第一个路由策略问题学术界已经有很多研究了,平面路由策略比如泛洪(Flooding)、SPIN、定向扩散等等。
第二个,当两个无线节点之间的通信距离太远,或者这个通信距离会消耗大量能量怎么办?为了解决这个问题,出现了多跳网络(multi-hop),以及自组织网络(ad-hoc),即,为了最大程度降低节点的无线发射距离从而减少能量消耗,节点会将数据包先发送给最近的一个节点,然后再发送给另外一个,以这种多节点中继和接力棒的方式进行通信,从而最大程度减少通信的能量消耗,这是多跳;自组织就更加复杂了,在ad-hoc里面,每一个节点既是网络节点又是路由器,每一个节点都可以当成是网关和外网通信,同时也可以转发数据包,从而使得无线传感网络在数据传输上更具有d性、能源消耗最大程度优化。但是组网和多跳策略是个挑战,如何选择最优化的路由和hop的方式是个问题。
第三个问题,节点如何供能?最先想到的应该是太阳能,但是太阳能电池板在面积有限的情况下供电能力有限。因此后来又出现了温差供能等等奇葩方式。最简单的方式其实应该是换电池。前年,U Washington的Gollakota组实现了backscatter应该是未来的大方向,这个组实现了一种无源传感器网络,即不需要供电,通过反向散射链路调制空间中的电磁信号进行供能和通信,从而彻底解决了供电问题。这应该算是一个突破,但是离商用还有些工作需要做。
无论当前物联网的概念炒作得多么火、如何花哨,它的实质就是实验室的这些东西,RFID这种东西在智能物流上的应用只是最基础的场景,而学术界的研究主要经历了三个阶段,第一个阶段是基于MEMS技术的小型化节点,最典型的代表是伯克利David Culler组的Smart Dust智能灰尘,节点之间采用散射光进行通信,传感器节点仅1mm³大小;第二个阶段是解决组网问题,即ad-hoc和multi-hop方式的自组织和多跳网络;到了第三个阶段,学术界开始于寻找应用场景,开始跟大数据结合,玩一些看起来“好玩的东西”。实际上,大数据概念最早的提出,也是因为物联网的兴起,传感器接入网络之后,大大增加了可以挖掘的数据量,网络上的数据不但包括社交网络这种来自用户的数据,还有了来自物理世界的数据。
这个方向的很多大牛都转向mobile computing或者进入工业界了。随着传感器网络方向开始式微,国内的物联网产业也开始降温了,其根本原因在于:
1、供能瓶颈太大,用过智能手机的应该体会很深,当前锂电池供电能力有限;
2、传感器微型化遇到瓶颈,虽然MEMS给传感器微型化提供了一个有效的技术思路,但是这个也依赖于工艺的提升,数字器件可以用很小的制程,但是模拟器件,尤其是CMOS,微型化还是有困难;
3、无线传感网络,以及这中间出现的自组织和多跳网络的典型系统,如Smart Dust,M³实际上还是比较适合于特种应用,如军事和火灾营救、太空中等等,商业应用需要挖掘更多的应用场景,前几天百度投资的Indoor Atlas采用监测地磁的方式做室内定位,这是一个好的场景,但是当前主流的室内定位技术实际上并没有很大的发展,一直存在技术瓶颈。
总之,物联网也好,CPS也好,这个方向在未来毋庸置疑有着广阔的发展前景,但是当前基础研究和相关技术还有待发展,因此看起来发展缓慢,其实就是停滞,都在等待一个颠覆性应用可以让sensor network诈尸。
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