物联网应该怎样实现,就是物联网的原理是什么以及它的应用领域

物联网应该怎样实现,就是物联网的原理是什么以及它的应用领域,第1张

物联网的英文名称为"The Internet of Things" ,简称:IOT。物联网是通过光学识别、射频识别技术、传感器、全球定位系统等新一代信息技术,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息,通过各类可能的网络接入,实现物与物、物与人的泛在链接,实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网是通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用,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。
发展物联网现在已提到国家的战略高度,它不但是信息技术发展到一定阶段的升级需要,同时也是实现国家产业结构调整,推动产业转型升级的一次重要契机。2010年9月,《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》发布,新一代信息技术、节能环保、新能源等七个产业被列为中国的战略性新兴产业,将在今后加快推进。其中物联网技术作为新一代信息技术的重要组成部分,更是在近一年里受到政府、企业和科研机构的大力支持。广东、上海、江苏、北京、山东、四川、浙江、福建等地陆续出台省市物联网发展规划,为本地发展物联网技术与应用提供良好的发展环境和优惠政策。
物联网将是下一个万亿级的产业,据专家介绍,物联网(Internet of Things)技术涵盖范围极广,包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、智能电网、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”(Enabled)的,如贴上RFID、条形码标签的各种资产、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”,通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通(M2M)、应用大集成(Grand Integration)、以及基于云计算的SaaS营运等模式,在内网(Intranet)、专网(Extranet)、和/或互联网(Internet)环境下,采用适当的信息安全保障机制,提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能,实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。
物联网相关技术已经广泛应用于交通、物流、工业、农业、医疗、卫生、安防、家居、旅游、军事等二十多个领域,在未来3年内中国物联网产业将在智能电网、智能家居、数字城市、智能医疗、车用传感器等领域率先普及,预计将实现三万亿的总产值。为协助物联网企业把握这一历史发展机遇,促进物联网产业快速发展,提升物联网技术的应用水平,物联传媒集团联合各方资源,全力打造最高级别的物联网国际盛会。
二、展会介绍:
2011深圳国际物联网技术与应用博览会,是一个关于物联网完整产业链、RFID(无线射频识别)技术、传感网技术、短距离通讯技术、最新移动支付技术、电子标签生产解决方案、读写器开发最新技术、中间件的精确控制技术、及其物联网技术在交通、工业自动化、智能电网、智能家居、物流、防伪、人员、车辆、军事、资产管理、服饰、图书、家用智能化、城市管理、环境监测等领域的全面解决方案和成功应用展示的高级别国际盛会。
展会为中国乃至国际的物联网行业(RFID、传感器、智能识别、无线通讯)企业提供了一个涉及物联网整个行业链的厂家、供应商、经销商、应用集成商聚合、展示、交流与洽谈合作的完善平台。同时,展会也通过广泛而有影响力的宣传,邀请了大量的物联网各大应用行业的终端客户、信息化服务提供商、软件开发集成商新临现场,实现供需双方的近距离相互了解和商务合作。

说到物联网,肯定是要与当今发展迅速的信息技术关联到一块,物联网是新一代信息技术的重要组成部分之一,同时也是当前快速发展的信息化时代的重要发展内容及阶段,它的英文名字是:Internet of things(IoT),解释也可以通俗易懂点,就是物物相连的互联网组成了物联网。物联网凭借着只能感知、部分识别技术、通信感知技术等等技术广泛的应用于各种网络应用中,这样的发展也被称为世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网的核心是应用创新能力。所以把握好了用户的感受,以用户为核心那么物联网技术必定会有非常好的前景。
其实物联网技术不是对现在的技术加以翻新革命,而是通过对现有相关技术的综合运用,目前有很多大学已经开设了物联网相关专业,其实物联网专业是一个比较混杂的学科,涉及到计算机课程、通信技术课程、电子技术课程、测控技术课程等专业性较强的专业基础知识,可能有的学校会开设一些管理学和软件开发等方面的课程知识。相关专业也开设了有6-7年左右了,很多学校也专门制定了物联网人才培养方案,学生需要学习包括基础课程、计算机系列课程、信息与通信技术、数模电技术、物联网技术及应用、物联网安全、嵌入式等等相关技术,另外做物联网开发、IT开发的人员,都需要对外语能力有一定要求,因为很多产品芯片资料都是外文的,需要保证可以读得懂才行。另外,因为物联网专业是们交叉学科,涉及到的技术非常多,所以在本科阶段如果想深入学习这些知识的话难度很大,所以面对找工作来说不仅要求学历,而且技术深度专业方向、应用能力都是企业用人的标准。
物联网将是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”,是继通信网之后的另一个万亿级市场。业内专家认为,物联网一方面可以提高经济效益,大大节约成本。我国也正在高度关注、重视物联网的研究,工业和信息化部会同有关部门,在新一代信息技术方面正在开展研究,以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。
随着物联网技术的不断发展和市场规模的不断扩大,其已经成为全球各国的技术及产业创新的重要战略。美国提出“智慧地球”概念,引发全球物联网关注热潮,将物联网上升为国家创新战略的重点之一。先进的硬件设计制造技术,已经趋于完善的通信互联网络均为物联网的发展创造了良好的条件。目前,美国已经开始在工业、农业、军事、医疗、环境监测、建筑、空间和海洋探索等领域开展物联网应用积累。
我国就物联网发展也做出了多项国家政策及规划,推进物联网产业体系不断完善。《物联网“十二五”发展规划》、《关于推进物联网有序健康发展的指导意见》、《关于物联网发展的十个专项行动计划》,以及近期颁发的《中国制造2025》等多项政策不断出台,并指出“掌握物联网关键核心技术,基本形成安全可控、具有国际竞争力的物联网产业体系,成为推动经济社会智能化和可持续发展的重要力量。”在物联网发展热潮以及相关政策的推动下,我国物联网产业将持续保持高速增长态势,虽然增长率近年略有下降,但仍保持在23%以上的增长速度,到2015年,我国物联网产业规模已经超过7500亿元。预计未来几年,我国物联网产业将呈加速增长态势,预计到2020年,我国物联网产业规模超过15000亿元。
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。当今很多的产品其实都离不开物联网技术,比如我们身边的共享单车、进出地铁站需要刷卡的射频技术、手机移动端的考勤管理软件、小米的智能家居产品等等都是物联网技术的产品。物联网产品就在我们身边,未来只要有人生存的地方就必定会有嵌入式产品、物联网产品存在,这些产品与人类是脱离不了的。
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物联网(IoT)是指具有嵌入式识别、传感和驱动功能的空间分布设备,通过互联网和Web扩展到物理领域。近年来,随着科技的迅猛发展,物联网技术不断升级与积累,产业链得到不断完善与成熟,将带动全球物联网市场的持续发展。

在应用方面,物联网应用前景广阔。首先,在智能家居方面,物联网可以实现智能家居设备之间的互通和联动,让人们能够在家中更加方便舒适地生活。其次,在工业自动化方面,物联网可以实现设备之间的信息交换和数据共享,提高生产效率和质量。除此之外,物联网在智慧城市、医疗保健等领域都有广泛的应用。

尤其值得一提的是,随着5G技术的推广,物联网的应用前景更加广阔。5G网络的高速低延迟性能将有助于物联网设备之间更加快速地进行数据交互,为物联网的广泛应用提供了更好的支持。

6月29日,由南京市人民政府与未来论坛共同主办,中国国际贸易促进委员会南京市分会、南京经济技术开发区管理委员会、南京市国际商会承办的 “2019未来论坛·南京峰会”正式 开幕,本次峰会的主题为 “同行・共创”

在开幕式上,南京市人民政府副市长胡洪,红杉资本中国基金合伙人、未来论坛理事周逵作为主办方代表分别对所有参会嘉宾表达了欢迎与感谢。南京经济技术开发区管委会副主任沈吟龙对人工智能产业新地标“中国(南京)智谷”的打造作出重点介绍。

在随后的大会主旨演讲环节上,浙江大学求是特聘教授、浙江大学医学院附属第一医院双聘教授、浙江大学应用数学研究所所长、浙江大学理学部图像处理研发中心主任、大数据算法与分析技术国家工程实验室杭州创新中心主任 孔德兴 ,元禾华创投委会主席、未来论坛理事 陈大同 ,英国帝国理工学院教授、中国人工智能产业创新联盟专业委员会主任委员及鲲云 科技 联合创始人及首席科学家、英国计算机学会(BCS)会士、英国皇家工程院院士、美国电子电气工程师协会(IEEE)会士 陆永青 ,地平线创始人兼CEO、未来论坛青年理事 余凯 ,为与会者带来了海内外最前沿的科研信息及成果转化经验。

在上午的论坛上,行业优秀的企业家、科学家与投资人围绕 工业物联网 中国芯片 两大热点 科技 领域主题进行了演讲和创新对话。

智能制造是振兴实体经济、加快工业转型升级的重要突破口。我国近年来相继推出一系列智能制造的战略规划,通过工业物联网实现数字化、网络化,能够提升企业的生产效率和产品附加值,缓解生产成本。

上海全应 科技 有限公司董事长兼CEO夏建涛 在“工业互联网技术及其在热电生产智能化中的应用”的主题演讲里带来了在工业互联网时代,关于热电产业化的观点。他认为我国工业主要有两大问题:

上海全应 科技 有限公司董事长兼CEO夏建涛

工业互联网平台出现能够解决上述问题,它对离散制造业来讲重点在于智能化的管理,对流程制造业重点在于工艺的控制。其在工业企业运用中主要有三个场景, 第一是在生产中运用,第二是对企业的数据进行管理和决策优化,第三是实现全产业链的资源优化配置与协同 。夏建涛以热能生产行业为例,分享了工业互联网在产业里如何使用及使用的效果。同时他还提到“海量数据+智能算法+超级算力”会产生超越人智力的智能化系统,将深刻改变人类 社会 。

会后,亿欧新制造频道与夏建涛进行了交流,他表示目前的工业互联网最终是要落实到具体的应用场景,企业采购任何一个设备或是系统,他需要计算投入产出比,需要能够切实地解决现有的问题,“一个工业互联网平台,或者一种技术能否说服客户,取决于你是否能为客户提供切实可计算的价值。”

玄羽 科技 董事长李鸿峰 在主题演讲“AI赋能3C制造”分享了在3C行业的智能制造。玄羽 科技 选择3C制造作为智能制造的一个切入点,是因为看到了3C制造在今天已经面临着 三大困境

玄羽 科技 董事长李鸿峰

当一个产业面临这些困境的时候,就必须考虑通过技术创新和成本优化进行转型升级,这就催生了他们对智能化制造的需求。3C制造行业的特点一是 高度 离散 ,二是 迭代非常快 ,这样的行业优势在于:通过 科技 手段能带来效率提升的价值空间很大。劣势在于:由于其太离散,改造的过程十分困难。在这一背景下,玄羽 科技 最开始选择的路径是以头部企业为主,它的特点是产线基础比较好,理念比较强,可以带动整个行业。

他表示 智能制造 并非是自动化,而是智能化 。在今天的技术上,智能制造一定是算法和算力的结合,通过数据和算法的方式,切入到智能制造,并且带来巨大的价值。

慧联无限首席科学家胡昱 在主题演讲“让产业动能更强劲——数字化产业园区20”中主要分享了工业物联网的工作场景之一“数字化产业园区”的具体应用。

慧联无限首席科学家胡昱

“数字化产业园区”的价值在于利用LPWAN技术帮助园区内管理者提高管理水平和对园区入驻企业提升服务质量,他详细介绍了智慧园区解决方案的架构、平台的概述以及在实际案例中利用数字化运营的方法,并分别概述了解决了来自园区不同角色的痛点问题,希望最终打造一个构建结合园区的开发商、运营商,地方政府还有行业协会综合的融合平台。

工业物联网的核心是信息智能与工业智能的融合。通过采用信息技术,例如物联网、大数据、人工智能、区块链、5G等实现以数据驱动的工业应用的信息化与智能化,进而提高产业效率,创造价值。协合新能源集团执行董事兼CTO、未来论坛青创联盟成员尚笠尚笠作为对话环节的主持人与各位企业领袖、科学家针对发展工业物联网,难度究竟在哪里?即将到来的5G网络时代将怎样推进工业和制造业的数字化变革?从工业自动化向工业智能化升级,产业和企业如何把握新机遇等问题展开了讨论。

科技 创新对话——工业物联网:“智造”升级

慧联无限首席科学家胡昱 认为工业物联网在中国会不断往前走,但是在这个过程中,有一些定数会被打破,包括我们的工业。他认为工业物联网的IT和OT的融合还需从组织架构和战略两方面来进行。另外,从工业物联网技术创新角度看,他认为传感器创新非常重要。

清华大学计算机系长聘副教授、博士生导师李丹 认为,现在工业物联网从概念到落地,已经在是在缓慢增长的阶段,后面会越来越好。这是因为技术上是成熟的,产业的需求也在。另外,他认为IT和OT的结合,本身就会催生出新的技术创新的机会。

玄羽 科技 董事长李鸿峰 认为工业物联网要有一个循序渐进的客观规律。工业物联网IT和OT的融合,就是两化的融合。这种融合依托的是“彼此理解”的融合,信息化的人一定要了解工业上的东西,工业人一定了解信息化的东西,在实际的项目上进行打磨、成长,这样才能在将来真正意义上增加两化人才。他认为工业物联网创新,数据是基础,没有数据就没有依托了,数据从量变到质变,就会衍生出应用的创新。

毕马威中国管理咨询服务主管合伙人刘建刚 认为工业物联网的应用现在不仅仅是一个概念的问题。怎么把概念落为实处?一是要从需求导向;二是战略驱动;三是企业本身的能力建设;四是必须要场景切入;五是生态系统协同的能力。从工业互联网行业发展来讲,要有标准:一是工业互联网接口开放的标准;二是融合后的IT架构的标准。

上海全应 科技 有限公司董事长兼CEO夏建涛 认为工业物联网只有正向、增强性的循环,这个产业才能真正落地。工业物联网要IT、OT深度在一起,认为云+端的创新,对工业物联网技术创新非常重要。

启明创投合伙人叶冠泰 认为,促进工业互联网的发展,非常必要的一点是IT和OT的紧密结合,但更为重要的关键点是缩短打通整个行业的利益链条。

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物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物体与因特网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
物联网这一概念提出已有20多年,但受全球各国重视是2008年和2009年这两年,各国纷纷推出物联网相关政策,我国也开启了物联网发展里程碑的年份,列为国家五大新兴战略性产业之一。经过10年发展,物联网已不再是高高在上的概念,在云+AI等技术加持下,让物联网得到了广泛应用,产业发展迅猛,也迎来了黄金发展时代。
运营商、半导体厂商、通信设备、云服务商和应用端等形成物联网产业链,而NB-IoT和LoRa等LPWA低功耗广域网通信技术,解决物联网大规模部署连接等需求,继而使得物联网在工业、零售、物流和交通等垂直领域得到广泛应用。
在产业链积极推动下,物联网连接规模成倍速度增长,LPWAN连接的复合年增长率为109%。此外物联网高级顾问杨剑勇指出,5G技术部署,也将把物联网带上更高的层次,也让万物互联成为可能,其中运营商是万物互联积极推动者,全球运营商纷纷转型寄望于在大连接时代,不再局限做一个管道提供者,希望能抢夺物联网应用端市场,例如面向工业、教育、医疗、车联网和智慧家庭等应用场景寻求机遇。
物联网在移动监测、智能可穿戴、POS机、气象、医疗和能源等行业用途很大,而且是实现设备联网不可或缺的产品,不少相关的top域名都被注册。

好奇心与 探索 ——人类进步的阶梯。


19世纪的最后一天,世界上所有的知名物理学家齐聚一堂,准备为经典物理画上一个完美的句号,所以当时的议题是如何消除经典物理这座漂亮大厦上的两朵乌云。这两朵乌云第一朵是经典物理中已知地球的空间中是有空气的,因为声音便是通过空气这一介质传播的,那么宇宙中又存在怎样的介质能够让阳光穿越真空照耀大地的?第二朵乌云则是人们在做实验的时候发现辐射能量很可能是不连续的。


后来的故事大家也都知道,科学家们在好奇心的驱使下提出了各种看似荒诞的理论,例如波尔提出了惊世骇俗的波尔模型、薛定谔提出了薛定谔波动方程……在一个个荒诞的理论的迭代与互补下,第一朵乌云诞生了相对论,第二朵乌云诞生了量子物理,它们共同将完美的经典物理推翻,也一手构建了现在的信息时代、数字时代。


2021年也是不平凡的一年,虽其分量远不及“两朵乌云”,但在疫情这一针猛烈的催化剂下,人工智能、云原生等数字 科技 融合多种技术、多个行业、多个产品,正前所未有地渗透到医疗、自动驾驶、安全等经济 社会 的方方面面,那么近未来有望落地的 科技 趋势是怎样的?


近期,在腾讯 科技 向善创新周发布《2022年十大数字 科技 前沿应用趋势》(后简称“报告”),通过访谈重点领域的科学 探索 奖获奖人、业界权威专家,凝练出了IT重塑、智能世界、虚实共生、网络革命四大领域,数字孪生、量子计算等十大数字 科技 前沿应用趋势。


在解析报告之前需明白一点,数字 科技 化身未来新动能的应用大爆发不是单一技术的突破,而是多种技术循序渐进式的增量与融合的结果。正如腾讯研究院院长司晓在“ 科技 向善之夜”中《离线-在线-在场》的主题演讲所言:“元宇宙等概念本身是一种技术渐进式发展的趋势,就像我们在30年前说信息高速公路,10 年前说移动互联网一样,概念本身叫什么并不重要,它只是一个巨大的技术应用和孵化的池子,任何一项技术单点的突破或炒作,都不会把我们瞬间带入到新时代。”


举个例子,在演讲中司晓表示腾讯计划在深圳大铲湾的一个半岛上,建立一个全新的未来总部——企鹅岛(非正式名称),在“企鹅岛”上,我们有可能看到腾讯在智慧城市上的种种积累和设想。


司晓介绍,“企鹅岛”的设计方案在一款沙盒 游戏 中被复制出来。这个数字孪生一方面体现出 游戏 所积累的AI 、方针等技术在建筑设计等场景的应用,另一方面,在这个虚拟仿真环境下,可以以更低成本来验证一系列交通、能源等系统的规划以及设计是否合理。


其实,刚在前文中提到的数字孪生亦是融合多种数字技术的一个概念池子,例如在数字孪生中拟出真实的智慧城市的交通控制系统,让公交和现实中的一样,等红灯、自动避让、等人上下车,所以在数字孪生城市中引入自动驾驶仿真系统,而这个系统则是基于 游戏 引擎,通过机器学习不断优化,让 游戏 里的载具去真的感知周围的环境,从而最大限度的还原现实生活场景。


也许我们已经在逐渐进入更加智慧的“在场办公”时代。在移动互联网之前,我们是离线办公,工作需要去实实在在的办公室、沟通需要面对面交流或打电话、发邮件;移动互联网普及后,办公方式再次迎来变革,特别是在疫情加速下,基于腾讯会议、Zoom、飞书等在线协作工具大家可以在线办公;而随着XR(混合现实)、感知交互、虚拟仿真等技术发展,“在场办公”未来可期。


在场时代其实并不遥远,例如Meta公司(原Facebook)前不久发布了一款VR虚拟办公室程序Horizon Workrooms,用户使用 Oculus 这样的 VR 设备便能进入这个虚拟办公室进行交互式办公,就好像是在真实的办公室办公一样。而这些随着XR等技术与触觉手套等硬件技术的发展,未来会有越来越多场景与公司从在线时代步入在场时代,即虚实共生。


司晓在演讲中还举到过一个大开脑洞的例子——火星移民。如果未来人类“火星在场”,在远程去往火星上派机器人建基地之前,我们可能会首先实现在虚拟世界中对“火星”在场,也就是给火星建一个超拟真的模型,去模拟各种可能出现的情况。


可以看到,无论是一个智慧城市概念体——企鹅岛,还是星辰大海的火星移民,其都是基于现有数字技术不断进化、融合而来,它们并不会因为某一项技术的突破便将人类带入“未来”时代,正如司晓在演讲中谈到的那样:“元宇宙这些概念本身就是一种技术渐进式发展的趋势,而这个过程需要的技术可能源自于完全不同领域的技术涌现与应用,但这两个应用方向并不必然冲突,甚至有可能是相互依存的。”



前文中提到,“未来”新时代的实现过程必然是不同领域的技术涌现与应用,而在风云诡谲的2021年,我们可以看到人工智能等数字技术在医疗、自动驾驶、安全等领域的应用深入开展,沉浸式媒体、数字虚拟人、虚实集成亦打开了全真数字世界的大门,那么在2022年数字 科技 在IT重塑(云原生、量子计算、云安全)、智能世界(人工智能、复杂机器人、星地协同智能化)、虚实共生(万物孪生、扩展现实)、网络革命(云网融合、能源互联网)四个领域又会有怎样的应用趋势呢?



一、IT重塑


如果说第一次工业革命的蒸汽机把人们带入了蒸汽时代、第二次工业革命的电力应用把人们带进了电气时代,那么第三次 科技 革命IT技术则将人们带入了互联网时代,从PC互联、移动互联到如今万物互联初现雏形,IT正在被重塑。


IT架构被重塑的最直接的表现便是“云化”,随着数字化的普及和深入,海量数据实时、灵活处理的情况日益普遍,传统IT架构越来越难以适应,许多企业都会将自己的网站部署在云端(包括公有云、混合云等),这就是所谓的企业“上云”。而随着上云进程的加快,一种基于分布部署和统一运管的分布式云——云原生开始带领企业进入全云时代(云原生是以容器、微服务、DevOps等技术为基础建立的一套云技术产品体系,可使松散耦合的系统具有d性、可管理性和可观察性,能够更低成本、高效地调用各类云计算资源向业务交付应用)。



首先,无服务器计算(Serverless)兴起,正在成为云原生加速发展的新路径;其次,分布式云将有效拓展云原生业务构建的物理边界,大幅减轻用户多云管理负担;最后,异构计算将促进软硬件相互定义和融合发展,推动云原生基础设施性能持续突破瓶颈。


不过云原生涉及IT体系的整体变革仍面临不少挑战,例如云原生资源的多变性影响IT体系全链条的可观测性、实践过程中迁移和管理复杂度较高,其中数据隐私和安全风险则是影响云原生发展的关键问题。



《报告》认为,新一代网络攻击技术使攻击变得更加隐蔽、快速,攻击范围从个人向企业、基础设施蔓延,造成的攻击损失成指数增长。在此背景下,零信任将重塑云原生的安全新边界,成为远程办公时代有效地安全解决方案;面对攻击更加复杂、赎金不断增长的勒索攻击,云上安全防御将成为最优解;面对快速的网络攻击,全面覆盖网络、 端点以及云基础架构的扩展威胁检测与响应(XDR)升级,将促进更多的组织增强“主动免疫力”。


当前IT被重塑的不仅仅只有架构,还有算力。2021年是量子计算备受瞩目的一年,国际国内均有较为明显的科研成就,《报告》认为2021年量子计算已步入了NISQ(含噪声中等规模量子)时代,同时《报告》还认为2022年将是量子计算继续积蓄力量之年。



在硬件方面,主流量子计算硬件技术(如超导、离子阱、光量子等)将并行发展,两到三年内,量子计算有望突破1000量子比特,届时量子计算与经典计算相结合的混合计算体系或将成为更加有效的应用方案;而软件算法方面,预计在2023年前后,量子计算有希望开始在若干领域(例如组合优化、量子化学、机器学习等)实现具有应用价值的专用量子模拟机,如用于小规模的分子模拟和蒙特卡罗模拟(分子模拟是新药物、新材料开发的基础,蒙特卡罗模拟在金融领域有广泛应用),且量子计算产业链将随科研及应用发展逐步形成。


二、网络革命


IT被重塑的同时,得益于信息通信技术的快速发展,互联网从发端时主要聚焦在科研逐步向消费型网络发展,目前正向生产型网络不断演进,未来网络将从信息传输向产业服务转变,网络将更加智能化、便捷化,即云网融合构建“连接升维”。


在此背景下,当下感知与智能将成为网络技术演进的新趋势。具体而言,一方面,无线通信与无线感知加速融合可实现通信感知一体化,使网络具备原生感知能力,即从连接信息变成连接行为,从交互认知延伸到交互感知,通感一体正塑造全真全感互联;另一方面,新型无线AI网络架构和协议可以高效捕获信道特征、适应未知环境,带来物理层面的性能提升,AI构建智慧化网络已成为行业公认的发展趋势;此外,空天一体化组网(即天基、空基等网络与地基网络在系统层面实现地面与非地面网络的全面一体化)还将实现人联与物联、 无线与有线、广域和近域、空天和地面等的智能全连接,不仅可以在全球实现宽带和物联网通信,为用户提供泛在通信服务,还可以将增强定位导航、实时地球观测等新能力集成到网络系统中。



连接升维除了体现在互联网上,还体现在能源互联网身上,双碳目标正倒逼能源互联网加快发展。随着“碳达峰、碳中和”的提出,我国能源相关产业迎来了从量变到质变突破的发展元年,首先,清洁能源大规模、高比例地接入电网成为必然趋势;其次,大规模储能技术正成为新能源推广和能源革命的基础;最后,分布式能源与储能技术的变革影响着负荷侧的身份转变。



源、荷、储三端的快速变化,带来了对“网”端一体化、数字化的改造、优化需求,这些变化 将给能源互联网发展带来重大变革:在能量层,建设多能互补的综合能源系统以匹配多变的能源供需;在信息层,通过建设电力-交通耦合网络、电力-算力耦合网络等,实现智慧的能源管理和控制;在价值层,能源互联网的建设需要 探索 能源共享经济,引导全民参与,实现共建共享共赢。


三、虚实共生


经济基础决定上层建筑,底层基础技术的重塑与变革也必然会带来了应用层技术的升级与落地,在行业数字化变革进程中,数字孪生作为理解和优化物理实体的中间件,通过融合行业知识和新兴技术,从设备、产线到工厂,从街道、区域到城市,从细胞、器官到人体,正多路径并行演进推动万物孪生。


《报告》认为,研究人员、工程人员、管理人员通过数字孪生,实现对工业设备、城市街道、人体器官等的理解、优化将成为必然趋势。一方面,行业建模工具通过融合多类技术,正向实时化、显性化和友好交互方向演进;另一方面, 游戏 引擎逐步融合行业知识和前沿技术来提升数字孪生的应用能力,凭借其模拟逼真、渲染实时、开发便捷的特点,为行业数字孪生构建提供新型路径。



不过,当前虽然数字孪生应用需求处于爆发期,但其开发应用依赖行业知识沉淀、不同工具的融合协同、以及计算和网络支撑等多类技术条件,对高精度、多尺度、低时延等大场景的支持能力仍较为薄弱,发展仍处于初级阶段,未来还需要多项技术能力的突破和整合去推动数字孪生进一步发展。


当然,作为虚实共生时代双子星(分别为数字孪生与扩展(XR)现实)的扩展现实,在硬件迭代的驱动下也迎来了产业的拐点。在VR领域,随着VR光学、显示、定位和交互等硬件技术发展方向和思路的明确,超短焦的光学设计、Micro-LED、更轻便的交互控制器成为未来趋势;在AR领域,由于光学模组算力、电池限制等硬件限制,短时间内多种技术路线将会并存;值得注意的是,《报告》显示以手机为显示终端的VR 360或全景视频发展迅速,其生态已初具雏形。



总之,扩展现实已跨过了产业拐点。目前,VR在培训、教育、文旅,AR在安防巡检、工业生产等领域已经成为行业标配。《报告》认为,VR和AR作为新一代交互和计算的终端和下一代互联网的硬件入口,将带来新一轮的信息浪潮和产业链格局的重塑。


四、智能世界


IT重塑、网络革命、虚实共生,任数字 科技 与产业如何发生化学反应,人类最终的目的是打造一个智能世界,显然,我们当前正迈入这样一个世界。


首先在赋予世界“智慧”的人工智能上,人工智能已经在一些特定的任务上超越了人的能力,但在大规模应用上仍存在瓶颈,限制了产业的进一步发展。《报告》认为,未来多种人工智能技术将加速演进,且人工智能将与更多的行业深度融合,向更加普适化和工业化的方向迈进。



其一是超大模型,短期内,模型的规模会进一步提升,大模型中的数据类型将不断丰富,由目前文本为主向图像、视觉等多模态方向丰富,进而推动模型准确性和泛化能力的提升;其二是小样本学习技术,通过多任务分割网络和迁移学习,可以实现对大量异质公开数据集的利用,将学习到的知识和特征用于生成目标领域的模型,从而实现知识在不同领域之间的迁移;最后是一站式机器学习平台,通过为开发者提供从数据标注、数据预处理、模型构建、模型训练、模型评估到模型服务的全流程开发支持,可以帮助开发者更快完成业务模型的搭建,大幅降低机器学习的进入门槛,有望成为人工智能研发基础设施,推动模型工业化。


其次,多模态融合将驱动复杂任务服务机器人深入家庭生活。在感知方面,触觉传感技术突破,以及多模态感知融合技术迭代,将提升机械臂工作的精度和准确率,实现对不同材质、形状和软硬性状物品的抓握推举;理解方面,基于计算机视觉和NLP技术的进步,机器人对复杂服务任务和家庭环境的理解将进一步深入;控制方面,柔性、仿生机器人本体技术的持续进展,将显著提升人机互动的体验和安全性。



随着NLP、先进传感器等底层技术实现商用化,叠加新冠疫情加速家庭消费升级,服务机器人智能化程度不断提升,并下探至更为广阔的家用消费级市场,《报告》认为,未来3-5年,家庭服务机器人有望实现更自然的人机交互、完成更复杂的 *** 作任务,逐步成为家政、 娱乐 、教育、陪伴等细分场景的生活助手。


最后,星地协同智能化将开启“大航天”时代。当前,航天业最大的变化便是其发展模式正由国家主导向国家和企业共同推进演化,而造成这一显著变化的核心原因在于航天智能化水平快速提升,这也将成为技术创新与突破的新契机。



《报告》认为,星地智能化协同,一方面将提升卫星海量数据智能化处理能力,通过卫星与地面站协同推理,数据计算精度可快速提升,同时卫星回传数据量大幅减少;另一方面,人工智能技术将助力卫星遥感数据融入千行百业,例如在农业领域,AI算法+卫星数据深度挖掘协助农民开展保险核保、产量预测,有望成为环境、 社会 与公司治理投资的风险预警工具;此外,航天智能化将打开航天商业化的大众服务窗口,太空旅行、空间站商业化、太空拍摄逐步向大众市场普及,亚轨道旅行、卫星影像私人订制、时空信息数字化等新物种也将加速涌现。


面对疫情和全球产业格局调整带来的不确定性风险,我们更需要加强 科技 预判,瞄准世界 科技 前沿,引领 科技 发展方向。透过报告我们看到数字 科技 正从四大方向、十个领域推动我们进入“新时代”,并正在转化为未来的新动能,推动我国经济与人民生活更高质量发展,正如腾讯研究院院长司晓所言:“ 科技 的发展没有终点,让 科技 融入实体经济促其高质量发展,让生活更便捷、让 社会 更美好才是永恒的趋势。”

物联网网关作为一个新名词,将在未来物联网时代发挥非常重要的作用。它将成为感知网络和传统通讯网络之间的纽带。物联网网关作为一种网关设备,能够完成感知网络与通讯网络以及不同类型感知网络之间的协议转化。

网关既能够完成广域互连,也能够完成局域网互连,具备设备办理功能。运营商能够办理底层传感节点,了解每个节点的相关信息,经过物联网网关设备完成长途 *** 控。

这一部分强调了一个要害点,即物联网网关完成感知网络与通讯网络的互联,但感知网络中有许多不同的协议,如LonWorks、ZigBee、6LoWPAN、rubee等来完成这种互联网,网关有必要具有协议转化才能。一起,网关有两个要害点,即完成广域互联。当广域网不行用时,网关往往能完成局域网互连,即近端之间的交互与协作。

lora网关

主要功能:

一广泛的访问才能

现在,短程通讯的技能规范许多,只有LonWorks、ZigBee、6LoWPAN、rubee等常用的无线传感器网络技能,各种技能主要是针对某一应用开发的,缺少兼容性和体系规划。现在,国内外现已开展了物联网网关的规范化作业,如3GPP、传感器作业组等,以完成各种通讯技能规范的互联互通。

二可办理性

强壮的办理才能关于任何大型网络都是必不行少的。首先,需要对网关进行办理,如注册办理、权限办理、国家监管等。网关完成了子网中节点的办理,例如获取节点的标识、状况、特点、能量等,以及因为子网的技能规范和协议复杂性的不同,唤醒、 *** 控、确诊、升级和保护等的长途完成,网关具有不同的办理功能。根据物联网的模块化网关来办理不同感知网络、不同应用,保证使用一致的办理接口技能来办理终端网络节点。

三协议转化才能

不同感知网络到接入网络的协议转化,低规范格局的数据一致封装,保证不同感知网络的协议能够成为一致的数据和信令;将上层宣布的数据包分析成可由感知层协议识别的信令和 *** 控指令。

总结这些基本网关才能没有问题,但关于物联网网关来说,要害点之一是网关本身是完成感知层和通讯层的仅有入口和出口通道。外部只需要处理网关,而网关用于调度和 *** 控下面访问和注册的各种类型的传感设备。

因而,网关具有相似于API网关的要害才能,即对传感层中各种传感设备供给的不同类型的协议进行接入和适配,一起在协议接入后能够转化为规范接口协议和通讯层交互。关于实时接口,它能够选用相似的>

一般来说,物联网网关在架构和实现进程中会提供硬件设备,实现协议转化、路由、转发、自动注册办理、南北一体化的接口才能。这个网关通常是布置在局域网端的设备。对于整个云架构,只有网关设备和云能够交互。

边缘计算的终究落地能够在物联网网关层实现,即进一步提高物联网网关的存储和核算才能。一方面,在网关层实现本地收集后的数据自动收集,二次处理后收集上传到云端。另一方面,将云的要害核算规矩和逻辑散布到网关层,支撑网关层的本地化核算。这也是网关层功用的一个要害扩展。


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