物联网行业基本知识

物联网行业基本知识,第1张

物联网,Internet of Things,简称“IoT”,即通过传感器或物理识别装置等感知技术,对物理世界进行感知,通过ICT通信传输技术将数据传输至物联网云处理平台进行计算和处理,实现人与人、人与物、物与物的链接,进而对物理世界进行管理和控制。一句话解释:互联网的升级迭代版,互联网实现人与人的链接,物联网增加人与物理世界的链接;感知物理世界的变化,并对物理世界进一步的管理和控制

萌芽期:(1991年-2004年):1994年美国麻省理工学院Kevin教授提出物联网概念,1995年,比尔盖茨在《未来之路》中构想物物互联,并未引起广泛关注。1999年,麻省理工学院首先提出物联网的定义。2003年,美国《技术评论》将传感网络技术列为未来生活的十大技术之首。

初步发展期:(2005年-2008年):2005年,国际电信联盟(ITU)发布《ITU互联网报告2005:物联网》,2008年第一届国际物联网大会在瑞士苏黎世举行。

高速发展期(2009年-至今):2009年美国政府将新能源和物联网确定为美国国家战略。2009年温家宝总理在无锡视察时提出“感知中国”,无锡率先建立“感知中国”研究中心,中科院、运营商和多所大学建立物联网研究院。中国正式开始物联网行业战略部署。2010年中国政府将物联网列为关键技术,并宣布物联网是长期发展计划的一部分。2015年,欧盟成立物联网创新联盟。2016年,NB-IoT技术即将进入规模商用阶段。2018年6月,5G通信技术成熟化,第一阶段全功能标准化工作完成,进入产业全面冲刺阶段。

总结中国物联网产业发展,大致经历:

第一阶段:智能消费产品的涌现

2012-2015年期间,消费类物联网产品一夜爆发,过后却慢慢消退。包括智能灯泡、智能插座、智能水壶、智能电饭煲等等智能产品出现在市场上。大致思路是将传统硬件产品,添加上Wi-Fi、蓝牙、ZiBbee等无线技术,再结合APP进行控制。这股热潮来的快、去的也快,因为害怕的稳定性和用户体验存在问题,再加上价格比较高,对于消费者而言性价比不高,市场认可度比较低。

第二阶段:底层技术完善

第二阶段相对于上个阶段,技术有更深层次的突破。这个时候涌现了各种各样的针对物联网的技术,比如NB-IoT、LoRa等新型的传输技术、AI算法、智能语音技术等等,边缘计算、智能计算等计算存储技术走上台,传感器产品也更加的智能化,具有更多的功能。

第三阶段:行业级应用兴起

完成技术突破之后,物联网的应用逐渐从早期的消费类应用往企业级应用发展。更多的应用于城市建设、政府政务、各行各业产业当中。

物联网IoT产业架构分四层:感知层、网络层、平台层、应用层;物联网IoT产业链:端——管——边——云——用

随着云端数据处理能力开始下沉,更加贴近数据源头,使得边缘计算成为物联网产业的重要关口;将来将有75%的数据需要在网络的边缘侧分析、处理和存储。因而物联网产业链由之前的“端——管——云——用”发展为现在的“端——管——边——云——用”;

“端”:物联网终端,主要是完成数据采集以及向网络端发送的作用;包含芯片、感知技术(传感器+识别技术)、 *** 作系统;

“管”:管道层,保证通信的作用,无线连接、卫星和量子通信等方式;

“边”:边缘计算,将集中式架构分解成边缘位置的点;

“云”:云平台,主要进行数据的计算和存储;包含云计算平台和AI技术;按厂商类型分:运营商、ICT、互联网和工业制造厂商以及第三方物联网平台;按商业模式分PaaS和本地部署;按照平台功能可以划分:设备管理平台、连接管理平台、应用开发平台和业务分析平台;

“用”:物联网IoT应用层,落地到不同行业应用场景中;三大业务主线:消费性物联网、政策驱动物联网和生产性物联网;(政策驱动物联网和生产性物联网并称产业物联网)

从产业集聚发展情况来看,我国已初步形成以北京—天津、上海—无锡、深圳—广州、重庆—成都为核心的 环渤海、长三角、珠三角、中西部 地区四大物联网产业集聚区的空间布局。

其中, 环渤海地区 凭借丰富的产学研资源和总部优势,成为我国物联网产业重要的研发、设计和生产制造基地; 长三角地区 以上海、无锡双核发展为带动,整体发展比较均衡,在技术研发与产业化、应用推广方面发挥了引领示范作用; 珠三角地区 是国内物联网市场化最成熟、体系最完备的地区,目前已形成了一批自主的、竞争力强的物联网应用技术成果和信息增值服务模式,产业规模领先其他地区; 中西部地区 软件、信息服务、传感器等领域发展迅猛,成为第四大产业基地,且在自然资源和人力资源方面均存在优势,对物联网产业链底端感知层具有一定的促进作用。

产业集聚区的形成有利于产业规模效应凸显,形成产业链;有助于改善协作条件,节约生产成本;而且能更好的发挥核心城市的辐射带动作用,促进区域一体化发展。目前,四大产业集聚区相互独立、各有特色,汇聚了一批具有全国影响力的龙头企业,产业链逐渐完善,研发机构和公共服务等配套体系基本完备。

物联网在智能交通中的典型应用按照服务对象的不同,
我国智能交通系统市
场主要可以分成高速公路

智能交通系统、铁路智能交通系统、城市智能交通系
统和水上智能交通系统四大类,
其中城市智能交通系统又可以分成城市道路智能
交通系统和轨道交通智能交通系统。

物联网技术的发展,对推动智能交通的发展有着巨大的帮助,从发展的趋势
来看,
物联网和智能交通的结合将是必然的选择,
物联网、
云计算等现代信息技
术处理能力将成为未来智能交通发展的核心技术。
而根据智能交通不同细分市场
自身特点的不同,
对物联网的应用的也提出了不同的要求,
需要对各细分市场提
供相应的物联网应用。

以高速公路智能交通系统为例,物联网的主要应用将集中在通信系统、

监控系统和收费系统三大块,利用
RFID
、传感网络以及先进的信息处理技术等物
联网技术分别通过提升信息收集、信息传输、信息处理的效率以及利用智能化、
自动化的计算机系统来帮助高速公路管理部门、
运营商更加高效、
便捷的实现对
高速公路的智能化监控和管理,
帮助高速公路司机和乘客更好地享受在高速公路
上的旅行。

当前,5G、AI等技术和汽车产业的融合已成为新趋势,汽车智能化的迅猛势头也正为智能网联汽车赛道按下加速键。而作为决胜汽车产业“下半场”的关键,全球智能网联汽车行业市场规模也在持续扩大。根据华经产业研究院数据显示,预计到2025年全球智能网联汽车销量将突破7850万辆。智能网联汽车的迅猛发展叠加经济复苏,正在驱使汽车产业迎接新一轮变革。

4月12日,由移远通信举办的“万物智联·共数未来2023物联网生态大会”顺利举行,其中下午场特设智能网联汽车分论坛,荟聚一线从业人员,吸引了众多参与者。此次分论坛讨论的话题涵盖移远全栈式产品赋能智能网联汽车发展、智能网联标准化进程、车载车联技术发展、GNSS、车载5G天线等主题,以专业技术解析前沿创新应用以及前瞻趋势,与行业众咖共探数智云联的无限可能。

移远产品矩阵丰富,5G车规级产品迭出

图源:移远通信

汽车产业从电动化的“上半场”竞局,转入智能化的“下半场”。未来,汽车不再定位为单独的一个产品,而是成为连接网络生态或者系统当中的一个节点,类似于一个移动终端,可触及更多的服务和应用场景能力。

可以说,智能网联汽车正在发展成为未来的第三空间,而此变化对于整个产业链来说,包括整车厂、软硬件企业、零部件供应商,以及相关服务技术企业等,都是一个竞争激烈的全新“战场”。

厉兵秣马,抢滩赛道。作为较早入局物联网行业的头部参与者之一,移远通信进展斐然。如移远通信COO张栋在大会开幕式上所述,移远通信以物联网模组产品为核心,过去几年同步开启了AIoT解决方案、车载解决方案、天线、云服务、认证测试等外延业务。现在的移远通信,更是从单纯的蜂窝模组供应商正式升级为“物联网整体解决方案供应商”,可一站式满足全球行业客户的智能化升级需求。

移远通信COO张栋;图源: 移远通信

在车载领域,据移远通信汽车前装事业部总经理王敏介绍,移远通信已经实现包括4G/5G蜂窝通信技术、车路协同的V2X技术、智能座舱技术、短距离车载Wi-Fi/蓝牙/UWB技术、定位技术、满足各类通信的天线技术和整体软件解决方案等七大车载产品技术生态。迄今,凭借上述全队列的产品架构,移远已经交付全球40多家汽车制造商以及60多家的Tier 1供应商。

其中,伴随智能座舱领域的复杂性和集成度越来越高,总体上电子电气架构(EEA)已从原来的分布式逐步过渡到简单轻量化、可扩展性较强的架构,并朝着中央集中式架构方向前进。在此过程中,移远通信无论是产品供给能力、一站式服务能力以及完善的产品队列等层面,都在不断提高,以全面满足市场所需。

具体来看,其车载产品线除了涵盖多款C-V2X模组及LTE/LTE-A模组,在5G技术上更是频频发力,在率先推出R15、R16产品后,根据硬件配置划分了多种产品形态,比如主机厂商可自由选择内置V2X、双卡双通、不同算力等功能的产品。未来,移远也将会逐渐推出更多采用5G的智能模组方案,用于满足车载对智能化、高算力的急迫需求。

值得一提的是,今年以来移远陆续推出了四大类符合3GPP R16标准的车规级5G产品:AG59xH系列、AG59xE系列、AG581A、AG580A系列,涵盖了不同的平台、配置、硬件方案,满足全球车厂的多样化需求。其中,AG59xH系列基于高通SA525M平台,AG59xE系列基于高通SA522M平台,两者内置芯片皆符合AEC-Q100标准。相较于第一代5G车载模组,AG59x在5G传输速率、低时延、高可靠性、C-V2X PC5直连通信能力、位置定位服务、高算力以及安全性等方面皆有较大提升与完善。

在短距离通信的车规级模组方面,移远通信目前的产品规划涵盖Wi-Fi 5、Wi-Fi 6、代表最新技术成果的Wi-Fi7,以及蓝牙和UWB模组等。

C-V2X赋能智能网联,正值爆发前夜

基于3G/4G/5G等蜂窝网通信技术的演进,无线通信技术与汽车电子技术整合的趋势提速,V2X也被认为是未来智能交通运输系统的关键。

根据信通院2022年底统计,2022年已售车辆中已经预装将近二十万辆具备V2X通信能力的汽车产品。伴随V2X的稳步推进,以及标准完善,高通高级产品总监艾和志更是在会上直言,V2X正处于爆发的前夜,预计时间就在近几年。

而在V2X技术的持续演进过程中,由于C-V2X拥有更清晰的演进路线和对车辆高速度的支持,发展前景优势明显,因而也被看作是一种极具清晰5G演化路径的V2X技术。

不仅如此,在智能网联发展周期快速迭代中,C-V2X已经成为受全球广泛认可的一项支持高级别ADAS和自动驾驶的核心技术,并且在车路协同发展中将发挥不可取代的作用。尤其是依托大带宽、低时延的5G赋能,更让新一代车用无线通信网络5G+V2X成为智能化上车焦点。

为抢滩市场,移远已经针对车载应用开发了丰富的C-V2X产品线并实现量产落地,涵盖C-V2X模组AG18、AG15,C-V2X AP模组AG215S,LTE-A + C-V2X模组AG52xR系列,以及5G + C-V2X模组AG55xQ系列等。

图源:移远通信

需注意的是,移远通信汽车前装事业部副总经理王友在会上坦言,迄今落地商用的大部分V2X产品还是LTE-V2X,不管是R14还是R15,采用的的技术仍是广播技术。体现在应用场景上,目前的应用进程还是基本上处于第一阶段和第二阶段,第三阶段的应用则会在单播和组播基础上导入车辆的协同控制以及对弱势交通参与者的保护支持。

而根据3GPP发布的LTE演进路线规划,在未来,LTE-V2X(R14/15版)会过渡到NR-V2X(R16+版)。

另关于业界对后续趋势是LTE与V2X共存,还是C-V2X跟DSRC(专用短程通信技术)共存的讨论,王友表示,移远在产品化和合作方面已积累了丰富的实践经验,公司已经总结了近九个使用场景,不管趋势如何,合作客户都将不受影响,且能够快速量产。

网络安全和功能安全以及高精度定位 为智能驾驶保驾护航

伴随汽车智能化的推进,安全问题越发至关重要,王友在会上也强调,在C-V2X的技术能力之外,安全也是重点,包括功能安全和信息网络安全。“安全话题在全球尤其在交通领域变得越来越重要,这也是为什么移远在安全上会重点投入的一个原因。”

图源:移远通信

目前,在信息安全上,移远已经通过了ISO27001产品信息安全管理体系认证,和ISO/SAE 21434汽车网络安全管理体系认证等;功能安全上,移远则完成了ISO26262(专门用作提升汽车电子电气产品功能安全的国际标准)的认证测试,具备为客户提供安全保障的能力。并且,自R14、R15开始,移远就已经在探索VRU弱势交通参与者的保护。

其中,作为车载领域软实力的体现,智能驾驶的功能安全需求愈发迫切。移远通信GNSS产品总监曾广莲指出,随着自动驾驶从L2往L3、甚至L4及以上跃进,安全的承担者就由人变成了汽车系统、电子电气,这对功能安全提出了必需的要求。而高精GNSS定位导航技术便是各类自动驾驶的安全前提。

进一步来看,移远在GNSS功能安全上为智能驾驶提供了什么样的方案?曾广莲给出的答案是GNSS模组LG69T。

据悉,LG69T是移远以领先行业的速度推出的车规级双频高精度卫星及惯性导航融合定位模组。该模组在符合AEC-Q100标准要求的基本条件下,可同时接收并追踪多个GNSS星座以及QZSS的双频信号,在数秒内达到厘米级定位精度。

此外,LG69T还内置算法融合IMU(惯性测量单元),结合车辆提供的信息,通过惯性导航算法就可以实现弱信号或者无信号条件下持续定位。目前,LG69T已应用在多款主流车型中。

图源:移远通信

值得一提的是,随着技术的发展,特别是自动驾驶的发展,行业对汽车GNSS也提出了新的要求。

意法半导体中国区产品市场总监郑义在会上指出,车载GNSS应用目前有三大方面的技术挑战,一是高精度定位要求越来越高,二是多模式的融合趋势对GNSS芯片本身处理融合的算法和能力提出了更高要求,三是需要有效保障终端驾驶安全性和可靠性。而这些问题的解决都需要产业链上下游的协力合作。

汽车天线形态迎接质变,玩家洗牌

5G、V2X、GNSS高精度以及UWB(超宽带连接)等新技术的到来,也给整个汽车天线形态带来质的改变,设计开发的逻辑也已经产生变化。移远通信天线产品总监林规感叹,特别是5G前沿技术的加入,天线行业将发生剧烈的变化,主要玩家或也面临“洗牌”局面,比如曾经由天线厂主导的整个汽车天线的开发与设计,未来会逐渐转移至汽车厂、芯片厂、模组厂等力量中。

然对于行业“变局”,移远却是有备而来,且正蓄势待发。林规表示,基于天线小型化、智能化、一定程度的集成化技术趋势,移远天线产品布局的完善性和前瞻性足以满足绝大多数客户的常规需求,针对具体车型移远还可以进行定制化开发,确保终端性能达到最优。

此外,T-Box跟天线合在一起,是未来比较好的形态,也是一个非常大的趋势。“这样可以尽可能降低天线路径上的性能损耗,同时省掉很多连接线,大幅度降低汽车天线的成本,而且性能还能得到提升。”林规提到。为此,移远开发了5G C-V2X天线补偿系统,利用损耗补偿达到两个V2X天线对等的状态。

而针对未来越来越多的全景天窗等使用场景,移远在会上首度公开了最新开发的透明天线,该天线置于车玻璃上而不影响美观,同时性能优于传统天线。

另外,面向新一代汽车数字钥匙等场景,今年2月,移远通信还推出了第一款车规级且带内置天线的UWB模组AU30Q,精准赋能智能汽车门禁应用,例如无钥匙进入、车内乘客检测、人员接近检测、非接触后备箱开启、电动汽车无线充电以及汽车换电等场景。

行业极度内卷,移远唯快不破

以上提及的移动通信单元(4G/5G)、C-V2X、GNSS高精度定位模组等,都是T-Box(车联网控制单元)的主要组成部分之一。T-Box作为车联网过程中非常重要的一环,担负着监测和控制车身状态的重要使命。

4G时代,T-Box助力汽车产业打开了接入蜂窝网络的快速通道;而进入5G时代,汽车智能化趋势驱动,传统的T-Box产品形态也快速向智能化转型,从单纯的通信功能,到给车厂带来更多服务价值。

移远通信汽车前装事业部总经理王敏在会上特别指出,T-Box未来的演进类似于集中化的EEA架构,集中度会越来越高,同时也能达到降本增效的目的。

图源:移远通信

当前,汽车行业“内卷”程度至极,淘汰赛加速,对降本要求迫切,而无论是在技术迭代、研发速度,还是上车量产、竞争淘汰等方面,整体逃不开一个“快”字。对此,小鹏汽车嵌入式平台总经理余鹏在分论坛特别环节——圆桌讨论上指出,“现在这个时代,‘快’依然是车企的核心优势,但是这个过程中我们还是要控制好节奏,找到快的方法。”

依托全栈式产品线布局,王敏则表现得信心十足。他直言,移远不怕快,反而喜欢这种快,快向来是移远的风格。不管是产品开发、客户需求,还是技术产品的迭代、降本,移远都是在快速变化过程中不断提升自己,这也是移远的一个能力、一个强项。

面对当前智能网联汽车产业的发展现状,中国信息通信研究院葛雨明博士也在会上提出了两点建议。一方面,未来发展需要加强跨行业协同,推动跨域基础设施的互联互通;另一方面要构建完备、协同统一的标准,更好地做应用场景开发。

总体上,智能网联汽车整车架构以及商业模式的不断演进,使未来的核心竞争将围绕“智能”展开。随着智能化的不断提升,域控、中央计算平台进一步普及,软硬件复杂性迎来革命性变化。与此同时,未来的多生态合作也将成为必然。

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