物联网+5G
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1.5 物联网的发展与未来

物联网作为新一代信息通信技术高度集成和应用的典范,正在与经济社会深度融合,深刻改变生产活动、社会管理、公共服务。毫无疑问,物联网已经成为当今世界技术创新最活跃、发展空间最广和应用潜力最大的领域之一。伴随着5G、人工智能、边缘计算、区块链等新技术的不断兴起及相关产业要素的完备,物联网必将进入智能发展的新阶段。

1.5.1 物联网的技术发展方向

1.终端与模组

模组是物联网产业端到端方案的重要一环,是网络连接的载体,行业终端的重要组成部分。通常,每增加一个物联网连接数,就需要增加1到2个无线模组。据预测,2020年我国物联网连接数将达到35亿个,这将支撑无线模组出货迅速放量。

物联网连接数的爆发、应用的多样化,正推动着物联网模组向着小型化、低成本方向发展;同时,为降低终端开发门槛,便于平台与物联网终端、模组间的信息交互,加速物联网产业的应用发展,物联网模组正在走向标准化与规范化,包括模组的尺寸标准化、硬件接口标准化、引脚位置及功能标准化。

2.网络

物联网应用的多样化催生了丰富的物联网连接技术,可以按照低速率、中速率、高速率、低时延高可靠四类业务场景,将物联网连接技术进行分类。其中,低速率业务场景主要由低功耗广域网络(LPWAN)来承载,主流链接技术有NB-IoT,eMTC,LoRa,Sigfox等,该类业务具有低功耗、低成本、大连接、广覆盖的需求特征,典型应用包括智能抄表、资产管理、智能停车等;中速率业务场景对数据速率要求中等或偏低,部分场景要求支持语音传输或具备移动性,并且要求覆盖能力强、成本较低,连接技术主要有4G Cat1、3G、eMTC等,典型应用包括可穿戴类、POS、智慧物流等;高速率业务场景对吞吐率、移动性要求较高,对价格和功耗不敏感,连接技术主要有4G Cat4等,典型应用包括智慧医疗、智慧安防等;低时延高可靠业务场景对吞吐率、速率、时延及可靠性要求高,连接技术主要有LET-V、5G等,典型应用包含车联网、远程医疗等。

3.物联网平台

物联网平台位于产业链的中游,是物联网应用和服务支撑的基础平台,向下接入分散的物联网传感层,汇集传感数据,向上面向应用服务提供商提供应用开发的基础性平台和面向底层网络的统一数据接口,支持具体的基于传感数据的物联网应用。物联网平台汇聚大量的数据,通过大数据分析、数据挖掘、人工智能、机器学习等技术,物联网平台可以提供强大的终端设备管理和商业分析等功能。对于传输数据量大、处理实时性要求较高的物联网业务,边缘计算+物联网云平台的结合能实现在网络边缘快速处理数据和及时响应,并将过滤之后的数据发送到云端,云端分析引擎生成模型再发送回边缘,可以满足不同行业边缘数据梳理诉求,助力行业快速创新,提升生产效率、降低运维成本。

4.新技术领域

随着ICT技术的发展,融合正在成为当前物联网技术发展趋势的主基调,人工智能、区块链、边缘计算等技术正在不断融入物联网之中,可以说物联网正在进入一个融合型的智能连接新生态。

人工智能的核心在于算法,它是根据大量的历史数据和实时数据来对未来进行预测的。人工智能需要持续的数据流入,而物联网的海量节点和应用产生的数据则是重要来源。另一方面,对于物联网应用来说,人工智能的实时分析更是能帮助企业提升营运业绩,通过数据分析和数据挖掘等手段,发现新的业务场景;区块链在物联网领域的探索在2015年前后已经开始,目前主要集中在物联网平台、设备管理和安全等方向,具体包括智能制造、车联网、农业、供应链管理、能源管理等领域;边缘计算是在靠近物或数据源头的网络边缘侧,融合网络、计算、存储、应用核心能力的分布式开放平台,就近提供边缘智能服务,满足行业数字化在敏捷连接、实施业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。

1.5.2 物联网的应用发展方向

物联网服务场景的驱动不仅仅止步于连接,而在连接背后的信息互联、数据共享将会产生巨大的价值。美国经济学家里米里父金曾在《零边际成本社会:一个物联网、合作共赢的新经济时代》一书中说道,物联网平台的传感器和软件将人、设备、自然资源、生产线、物流网络、消费习惯、回收流及经济和社会生活中的各个方面连接起来,不断为各个节点(商业、家庭、交通工具)提供实时的大数据。而这些大数据也将接受先进的分析,转化为预测性算法并编入自动化系统,进而提高热力效率,从而大幅提高生产率,并将整个经济体内生产、分销、服务的边际成本降至趋近于零。

物联网应用的行业变化,随着经济和社会的发展,侧重行业也在发生很大的变化。2017年,居我国物联网爆发前三位的行业是智慧城市、车队与物流行业、资产跟踪行业;而到了2018年,物联网热点行业变成了车队与物流行业、车联网行业、工业与制造行业等。物联网的应用场景十分丰富,几乎涉及生产生活的方方面面,以下从5个方面分别简要介绍。

1.监测

监测类应用实际上就是实现对物的感知,是物联网最基础的功能,也是最重要的功能之一。像环境监测、农业物联网、消防物联网、智能物流、智能家居等应用,最基础的功能都是实现对环境和设备的感知。随着传感器技术的不断发展及各类应用场景的不断涌现,实现更为全面、深度的感知。智能联网设备能通过传感器,全面监测产品状况、运作与外在环境,获取更为广泛和准确的数据,是物联网应用发展的基础和保障。

2.控制

现代工业企业生产经营主要依靠的就是工业自动化系统,它保证了企业的生产效率和质量安全。生产过程的控制系统是工业自动化系统中的重要组成部分,远程控制是对工业自动化系统中各系统的内容进行整合和控制,是对工业企业整体协调和管理的有效支持,能有效地解决单机自动化系统分散、设备的操作和管理无法联动等方面的问题。

在车联网、远程医疗、智慧农业等应用中,远程控制同样是基础而至关重要的功能。基于感知数据和先验经验进行自动或者半自动化的远程控制是物联网应用的另一个亮点和趋势。

3.优化

优化是指从智能联网设备传来大量的监测数据,再结合控制能力,可用多种方式进行产品优化,达到性能最优化,实现成本节约和效率提升。如智能照明、智慧路灯、智能抄表等应用的发展,使得服务提供方可以根据监测数据进行定价策略调整、能源合理分配、隐患及时整改等方面的优化。

4.创新

创新是指物联网大幅度地增加产品差异化的机会,让竞争的焦点不再只放在设备自身的价格上。物联网最大的机会在于,它几乎涵盖了我们当今生活中的一切——从我们的鞋帽衣服到我们的家居、汽车,再到工业生产等。物联网正在改变一切事物和一切体验,而其真正意义在于整合传统产业所碰撞出来的新的商业机会,也就是实现增值。

物联网的应用多元而复杂,落地和推广需要对终端用户有效益,这就跟商业模式有关系,也意味着新的商业机会。如何充分发挥数据的价值,如何让生产力获得真正的提高,如何有效地满足广泛的服务需求,这些都将驱动模式创新,以便更好地实现增值。

5.融合

融合是指通过物联网,对自身的产品及营销架构进行改组,让产品和客户与自己紧密相连,创造更多的价值。现在,物联网的发展阶段已经到了应用融合阶段,这个阶段的另外一个表现是传统的应用软件企业进入物联网领域,将传统的解决方案以云服务的形式为客户提供服务。在应用融合阶段,更多的是商业模式的策划,通过市场行为来获得收益。所有的平台型企业都需要通过融资来获得收益,但在应用融合阶段,物联网将通过打破产业边界,实现产业融合,在产业内通过进一步社会分工来创造产业价值,所以物联网应用已经可以创造价值。

1.5.3 物联网展望

物联网被称为继计算机、互联网之后全球信息技术产业发展的第三次驱动力。它一方面持续创新并与工业融合,推动传统产品、设备、流程、服务向数字化、网络化、智能化发展,加速重构产业发展新体系;另一方面,随着传感器技术、新一代信息通信技术、云计算等新技术的突破,物联网下游应用热点迭起,并逐步成熟落地,物联网迎来跨界融合、集成创新和规模化发展的新阶段。面对重大的发展机遇,各产业巨头强势入局,在全球展开物联网生态构建和产业布局,建造数以百亿计的终端设备、采集传输海量数据,并通过具备通信功能的模块接入网络,借助云计算与信息采集管理等实现多层次的智慧系统解决方案。

全球物联网行业规模迅速扩大。根据IDC的数据统计,2014年行业整体收入为2.3万亿美元。随着终端连接的广泛化、服务的平台化及数据分析的延伸化,物联网整体解决方案在各个应用领域持续渗透,行业增长将继续维持在较高水平,预计2020年行业规模将达到7.1万亿美元,2014—2020年复合年增长率将高达20.7%。

受益于传感器成本的降低与传输技术的升级,物联网全产业链的技术成熟度大幅进步,对垂直领域的渗透率快速提升,推动如智慧公用事业、智慧城市、可穿戴式设备与车联网等下游应用端产品不断涌现,传感器连接数大幅增加。根据IDC预测,2016年全球的物联网终端连接数约有163亿个,随着局域网、低功耗广域网、第五代移动通信网络等陆续商用,为物联网提供广泛连接能力,全球物联网终端连接数预计2020年年底将达到281亿个,期间复合年均增长率达到16.2%。

我国物联网产业规模不断提升。近年来,物联网及相关应用领域产业政策密集出台,我国物联网产业的发展受到监管部门的高度重视,对推动经济发展、促进行业技术升级、提高公共资源运行效率等具有重要的战略意义。现阶段,我国在物联网关键技术研发、应用示范推广、产业协调发展和政策环境建设等方面取得了显著成效。根据赛迪顾问测算,2017年,中国物联网产业规模达到11731亿元人民币。物联网在国内各行业数字化变革中赋能,开拓了新的应用范畴,并且伴随着设备制造商、网络服务商、行业解决方案提供商、系统集成商的积极投入,预计到2020年年底,行业规模将达到22079亿元人民币,预计2016—2020年的年复合增长率将达24.1%。

工业物联网和智慧城市应用市场发展强势。物联网产业融合多项高新技术,在工业、农业、能源、物流等行业的提质增效、转型升级中作用明显,推动家居、健康、养老、娱乐等民生应用创新,显著提升了城市管理智能化水平。其中,智慧城市将实现从传统智慧城市建设偏重于某个领域的智能,如能源、安防、交通等向全要素联动与时刻感知的转变。