物联网的技术特征

物联网的技术特征,第1张

物联网的技术特征有全感知、可靠传输、智能处理。

通过对物联网定义和架构的分析,得出物联网的核心功能是信息(数据)的传递与处理。所以,要确保高效运作,物联网必须具有三个特点:全感知、可靠传输、智能处理。

1、整体感觉。

知觉是物联网的核心。IoT是由物品和人组成,具有很强的感知能力。为让物品有知觉,需要在物品上安装不同种类的识别装置,如电子标签、条码、二维码等,同时可通过温湿度传感器。

红外线传感器、照相机等识别设备感知它的物理属性和个性化特征。通过这类设备,可以随时随地获得物品信息,实现全方位感知。

2、可靠传输。

数据传输的稳定可靠,是保证物物相联的关键。因为物联网是一种异构网络,不同实体之间的协议格式可能会有差异,所以需要通过相应的软硬件来实现协议格式转换,以确保项目间信息的实时、准确地传输。

为实现不同传感器数据的统一处理,实现了物物间的信息交互,必须开发支持多种协议格式转换的通信网关。利用通信网关,将不同传感器的通信协议转化为事先约定的、统一的通信协议。

3、智能加工。

其目标是实现对各种物品、人员的智能识别、定位、追踪、监测、管理等功能。因此,必须以智能信息处理平台为支撑,通过云计算、人工智能等智能计算技术来存储、分析、处理海量数据,并根据不同的应用需求,对物品和人员进行智能控制。

由此可以看出,物联网融合了各种信息技术,突破了因特网的限制,将对象连接到信息网络中,实现了“物物互联”。物联网支持信息网络向全面感知和智能应用两个方向扩展、延伸和突破,从而影响到国民经济和社会生活的各个方面。

物联网中如何使用大数据
在瞬息万变的世界中,组织很难赶上不断涌现的新概念。但人们需要区分哪些技术和概念是有用的,哪些只是一种炒作。在数据分析领域,正是大数据引发了这个时代的质疑。而如今,当这个概念日益清晰时,一个新的应用浪潮即将到来:人们需要了解在物联网中如何使用大数据。

关于什么是大数据及其可带来的价值的热烈讨论已经开始消退。然而,当专家们开始大量使用大数据和物联网的技术组合时,人们又再一次试图定义物联网与大数据连接的方式。
物联网与大数据的接触点
简而言之,物联网是连接到互联网的设备网络。这些设备具有内置的传感器,可以生成数据并对外发送,从而可以相互通信,并与分析系统进行通信。
即使对物联网设备仍然很陌生,这个概念已经在人们的生活中找到了方向。设想一个智能家庭,它可以通过调节供暖和空调系统的运行模式来调节温度,可以开启和关闭照明系统,可以发出有关漏水或气体泄漏或外人入侵的信号。最重要的是,智能家居可以在没有户主参与的情况下做到这一点。
物联网业务的一个典型例子是机器监控,使用安装在不同机器部件上的多个传感器。这些传感器将有关温度、振动、压力、润滑等读数发送给分析系统,分析系统对其进行处理并识别一些隐藏的模式和相关性。如果系统识别出读数与某种故障模式相匹配,则会向维护团队发送即时警报。
以下将回答物联网如何与大数据相交的棘手问题。当一些技术正在炒作时,物联网可能是其中之一。实际上,物联网数据是大数据的类型之一,这使得大数据技术堆栈在所有阶段处理物联网数据都是一个很好的(但不是唯一的)选项。对于数据摄取,企业可以使用Apache Kafka,因为该技术支持数据流。Apache Hadoop生态系统是数据存储和处理历史数据的理想选择,而Apache Spark则非常适合近实时数据处理。
大数据使用案例中的物联网数据规则
而人们开始了解制造商所提供的用例。同时,也可以在其他行业了解物联网数据,了解物联网大数据用例。
医疗保健:在医疗保健领域,配戴移动应用技术的可穿戴传感器设备可以实现远程健康监测。该方法的工作原理如下:传感器监测特定患者的状态(心跳、体温、血压、呼吸率等),并将这些数据实时传送到云端,然后传送到应用程序。分析系统不断搜索所有患者物联网数据中的隐藏趋势,并试图找出可能引发并发症的模式。如果物联网的大数据分析显示某些令人担忧的症状,系统会立即向患者和医生发送警报。
零售:知名零售商亚马逊公司最近推出了一个新概念 - Amazon Go。这是一家没有收银员的商店,顾客不必排队等待购物。要进入商店只用扫描他们的智能手机即可。事实上,在这里采用的是物联网和大数据分析技术:商店里遍布传感器和摄像头,顾客在商店中购物,摄像头能够区分其中的每一个人,并且跟踪他们放入购物车或返回货架的所有产品。重量传感器提供了一个额外的控制点:他们可以认识到特定的产品已经不在货架。当顾客完成购物时,他们选择的所有产品都显示在真实和虚拟的篮子中,顾客可以离开商店,系统将在稍后收费。
毫无疑问,Amazon Go是一个有远见的概念。然而,零售业表现出更多脚踏实地的想法,例如智能物流技术,可以跟踪和优化路线,并识别每位卡车司机的行为模式。零售商还使用信标激活访问者的应用程序,并在访问者进入商店并通过信标时,推出相关产品优惠和促销活动。访客会因此感到满意,因为他们收到参加促销活动提供的个性化优惠。同时,信标对商店员工也有帮助,因为它们可以识别需要高质量服务的具有价值的客户。
银行业:银行业也从物联网中受益。银行正在努力获取客户全方位的视角,并提供无缝的客户体验。虽然这一切始于智能手机的积极参与,但物联网进一步扩展至可穿戴设备。例如,美国银行与FitPay公司合作进一步推动可穿戴支付技术。通过这种合作,持卡人将能够直接从他们的智能手表和其他可穿戴设备付款。银行将能够识别客户的行为和偏好。
语结
尽管围绕物联网进行了更多的炒作,但它只是大数据源其中之一。毫无疑问,这是一个有价值的领域,而且正在不断发展。如果企业已经实施了一些大数据解决方案,也许已经处理物联网数据,如果企业正计划采用大数据方案,希望以上描述的用例可以激发一些伟大的想法。

物联网作为战略性新兴产业的重要组成部分,是促进相关产业集群发展的切入点,具有重要的战略意义和广阔的发展前景。我国具有较好的发展物联网产业的比较优势,同时也面临着一些瓶颈制约,如缺乏统一的发展战略、核心技术缺失、标准体系不完善、地址资源缺乏、规模化应用不足等,必须采取针对性的措施,促进我国物联网产业的发展。 物联网是把所有物品通过射频识别(RFID)等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理的一种网络。物联网产业是由物联网芯片与技术提供商、应用设备提供商、软件与应用开发商、系统集成商、网络提供商、运营及服务商以及物联网用户构成的产业集群。美国、欧洲、日本、韩国等发达国家和地区高度重视物联网产业的发展,我国也将物联网纳入战略性新兴产业,并将采取一系列政策措施。本文对我国物联网产业集群发展的优势及存在的问题进行了分析,并提出了相应的对策建议。 一、我国物联网产业集群发展的优势 (一)具有一定的技术积累 中科院早在1999年就启动了物联网(传感网)研究,先后投入资金数亿元;《国家中长期科学与技术发展规划(2006-2020年)》和"新一代宽带移动无线通信网"重大专项均将物联网(传感网)列入重点研究领域。国家科技部、发改委、工业信息化部还专门立项对物联网的关键技术---射频识别(RFID)的研究和应用进行支持。科技部专门在先进制造领域设立了"RFID"专项,投入1亿多元对19个专题、近30家企事业单位进行了大规模的资助,从RFID芯片、关键 技术的研发到行业应用的整个产业链进行资助和培育。目前,我国在无线智能传感器网络通信技术、微型传感器、移动基站等方面都已取得重大进展。 (二)在标准制定上具有一定的先发优势 在世界物联网领域,我国与德国、美国、韩国一起,成为国际标准制定的四大发起国和主导国之一,取得了在国际标准制定中的重要话语权。这将改变我国在计算机、互联网两次信息浪潮中双双落后的局面。目前,我国物联网(传感网)标准体系已形成初步框架,向国际标准化组织提交的多项标准提案已被采纳。为加强物联网标准化工作,2009年9月11日,中国物联网(传感网)国家标准工作组正式成立。中国物联网标准联合工作组也在积极筹备过程中。 (三)具有了较好的产业集群发展的基础 一是技术研究和产业集群初具规模。2009年11月12日,江苏省、中科院、无锡市签署协议,共同建设"中国物联网研究发展中心"。同一天,中国移动宣布将在无锡成立中国移动物联网研究院,重点开展TD-SCDMA与物联网融合的技术研究与应用开发,并同时建设物联网数据中心,以支撑物联网相关业务的落地运营。23日,中国电信物联网应用和推广中心、中国电信物联网技术重点实验室在无锡成立。24日,中国联通与无锡签订协议,合作推进WCDMA与物联网融合。 2010年3月2日,上海物联网中心成立。在产业化组织方面,早在2005年9月,上海就成立了"电子标签与物联网产学研联盟"。2009年11月和12月,中关村物联网产业联盟、传感网(物联网)技术产业联盟筹备工作组相继成立。二是产业基地发展迅速。国家的大力支持下,2009年8月7日,首个国家物联网园区在无锡建立。11月13日,国务院正式批准在无锡建设国家传感网(物联网)创新示范区。各地的物联网产业基地建设也快速推进。 (四)具有广阔的市场发展潜力根据美国权威咨询机构FORRESTER预测,到2020年,世界上物物互联的业务,跟人与人通信的业务相比,将达到30比1,意味着物联网产业要比互联网大30倍。因此,物联网被称为是"下一个万亿级的通信业务"。二、我国物联网产业化集群发展存在的问题 (一)缺乏一个明确统一的物联网发展战略和路线图 物联网作为战略性新兴产业,尚处于发展初期阶段,标准、技术、商业模式以及配套政策等还远没有成熟。与计算机和互联网相比,物联网的发展更加需要顶层设计、统筹规划和标准的统一。但到目前为止,我国物联网产业的发展,还基本上处于一种自发状态,部门之间、地区之间、行业之间的分割情况较为普遍,明确统一的国家物联网发展战略和路线图还没有出台,这种情况非常不利于我国当前及未来物联网产业的发展。在国家高度重视物联网产业的情况下,容易出现一哄而上的局面,从物联网相关企业股价的迅速飙升以及许多城市纷纷介入物联网建设,就可以看出这一点。 (二)物联网核心关键技术缺失 我国在物联网核心关键技术方面存在缺失,除下一代互联网等技术外,我国只有极少数企业拥有物联网核心技术。以RFID(射频识别)技术为例:RFID技术是物联网中的核心关键技术,但在全球RFID专利中,我国RFID专利申请量只有美国的65%,日本的457%3,而且多以实用新型为主,发明型专利数量较少。美国在芯片、编码、空中接口协议等领域拥有大批专利,其申请总量超过了欧盟、世界知识产权组织、日本以及我国大陆等多个区域专利申请总量的总和,高达53%。而日本、欧洲则在传感器技术上拥有巨大优势。即使在国内,国外企业和组织在我国申请的RFID发明专利授权量也占据主要地位。截至目前,全球许多国际组织和国家已制订出RFID标准,并加速向我国输出,随着国外RFID标准在我国的推广以及逐渐被我国企业接受,我国RFID国家标准的制定和推广将面临越来越大的挑战,国际标准在国内应用所形成了事实标准将会阻碍我国国家RFID(射频识别)标准的制定和推广。 (三)物联网标准规范体系尚不完善物联网产业的发展,涉及物体标识、信息感知、信息传输、信息处理等多个环节,包括了芯片与技术提供商、应用设备提供商、软件与应用提供商、系统集成商、网络提供商、运营及服务商等不同企业主体。虽然我国在物联网标准制定上具有一定的先发优势,但适应国内物联网产业发展的统一的标准体系尚未出台,使得目前很多物联网应用仍处于厂家各自为战的状态,终端厂商、应用厂商、集成商无法有效分工协作,产业分工不能细化,影响整个产业规模化的发展。随着物联网应用范围的不断扩大,标准规范的不完善将导致整个物联网产业的混乱。 (四)物联网地址资源匮乏物联网时代的网络发展,需要大量的IP地址,专家预计,未来五年我国物联网地址预计需求量在100亿。而目前互联网在IP地址资源上的不足,已经成为物联网发展最大的瓶颈。从总量上看,目前全球互联网IPv4协议能够提供的地址空间最多只有40多亿,且可分配的IPv4地址剩余量不足10%,并将于两年内消耗殆尽。从结构看,全球IPv4地址分布不平衡,截止2009年底,排名第一的美国的IPv4地址为1495亿,占全球已分配IPv4地址总数的50%。排名第二的我国的IPv4地址仅为232亿,占全球的777%。从发展趋势看,2009年度我国IPv4地址申请量为美国194倍,增长势头强劲。IP地址需求的快速增长及地址资源的不足,将使我国地址资源匮乏的问题更加突出。 (五)物联网规模化应用不足 我国物联网还处于发展初期,目前开展的物联网应用主要还局限于小范围的简单应用,难以激发产业链各环节的参与和投入的热情,庞大的行业和大范围的应用需求还没有被激发出来,使得当前物联网产业发展的规模性市场需求不足,一定程度上影响了物联网的规模化应用。同时,缺乏成熟的商业模式也是制约物联网规模化应用的另一重要原因。 三、促进我国物联网产业集群发展的建议 (一)尽快制定我国统一的物联网发展战略和路线图 一是分析我国物联网产业发展的优势和不足,明确我国物联网产业集群发展的指导思想、发展原则、发展目标、发展策略和重点任务;二是明确界定国家、地方政府和企业在发展物联网产业集群的地位、作用以及相互之间的关系;三是制定实施我国促进物联网产业集群发展的相关政策及配套措施。 (二)加强对物联网核心技术的研发和产业化工作一是在物联网核心技术,如RFID天线设计与制造、RFID标签封装技术与装备、标签集成、读写器关键零件、RFID测试技术和装备等方面,加强资金投入和技术研发;二是积极探索新的研发组织模式,将研发与产业化结合起来,建立物联网技术研发基地,聚集物联网研发人才和项目,开展物联网核心关键技术和相关产业关键技术的研发和产业化工作。 (三)加快物联网标准体系的建设坚持国际标准和国内标准同步推进的原则。一是在物联网基础标准领域,积极参与和主导国际标准的制定,进一步确立并扩大我国在国际物联网标准制定中的发言权。二是在国内物联网标准的制定上,以国际标准为基础,以我国具有自主知识产权的TD-SCDMA核心技术和网络为依托,制定和形成我国自己的物联网标准体系。 (四)积极推进物联网技术的示范和规模化应用一是加快IPv6下一代互联网的应用步伐。积极发展IPv6下一代互联网是解决目前互联网地址资源不足的有效途径。要尽快建立IPv4向IPv6过渡的有效组织机制,制度与措施,明确时间表,同时,出台相关激励政策,利用财税杠杆和专项基金等经济的手段,鼓励互联网应用提供商进行IPv6改造,加快IPv6下一代互联网的应用步伐。二要结合物联网技术的研发和标准的制定,以物联网运营企业(如中国移动、中国电信、中国联通等)为实施主体,发挥政府在推进物联网应用中的能动作用,以政府订购和首购的方式,在工业、农业、公共服务等各个领域开展形式多样的应用示范工程建设,包括环境监测、智能交通、智能电网、智能家居等,探索物联网价值链合作模式和产业规模化发展模式。 未来几年,全球物联网市场规模将出现快速增长,据相关分析报告,2007年全球市场规模达到700亿美元,2008年达到780亿美元,2012年将超过1400亿美元,年增长率接近20%。国内物联网产业,据赛迪顾问研究显示:2010年产业市场规模将达到2000亿元,2015年市场规模将达到7500亿元,年复合增长率超过30%,市场前景将远远超过计算机、互联网、移动通信等市场,拥有更大的市场份额,更好的发展前景。

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》

工业互联网技术体系中的融合技术主要是将不同领域的技术进行整合和融合,以实现更高效、智能化的工业生产和管理。具体来说,融合技术的作用如下:
1提高系统的可靠性:通过融合不同技术,可以将各个子系统进行协同作业,从而提高整个系统的可靠性和稳定性。例如,利用网络、传感器和物联网技术等实现工业设备的实时监测和维护,提高了设备的可靠性和运行效率。
2提高生产效率:通过将数据共享在不同系统之间,实现信息的高效流转和管理,从而优化生产流程并提高生产效率。例如,通过物联网技术,将生产线上的设备、工人和产品等信息进行智能化管理,可以快速识别瓶颈和问题,并进行优化调整,从而提高生产效率和质量。
3增强灵活性和可扩展性:通过融合技术,可以打破原有系统的局限性,提供更加灵活和可扩展的解决方案。例如,通过云计算和大数据技术等,可以将工业数据进行统一管理和分析,实现工业生态系统的自动化构建和智能升级。
4提高安全性:融合技术还可以帮助提高工业系统的安全性。例如,通过网络安全技术、加密技术等,实现对数据传输和存储的安全保护,有效地防止数据泄露和攻击等风险。
总之,融合技术在工业互联网技术体系中发挥着重要作用,可以大幅提升工业生产的效率和质量,同时也可以帮助企业更好地应对市场变化和竞争压力。


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