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物联网白皮书

物联网白皮书（2015年）

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物联网白皮书

（2015年）

中国信息通信研究院2015年12月

物联网作为新一代信息通信技术的典型代表，已成为全球新一轮科技革命与产业变革的核心驱动和经济社会绿色、智能、可持续发展的关键基础与重要引擎。

物联网与其它ICT技术以及制造、新能源、新材料等技术加速融合，在诸多领域快速渗透，为服务、创新等理念赋予全新内涵，全球物联网正在整体进入实质性推进和规模化发展的新阶段。

作为物联网领域重大政策研究支撑单位，我院已发布两版物联网白皮书，并在业内形成一定影响。

2011版白皮书通过原创性地系统梳理，对物联网的内涵、关键要素、技术体系、产业体系和资源体系等内容进行了澄清。

2014版白皮书则重点从战略、应用、技术和标准、产业四个角度分析并归纳三年来物联网发展的整体特点和亮点，探寻物联网发展的内在规律，并对未来发展重点方向进行研判。

本次发布的2015版白皮书将基于对全球物联网最新布局和发展态势的把握，以及对我国物联网产业的新一轮摸底调查，对物联网发展的阶段性特点进行归纳总结，对物联网发展的新模式、新机遇、新趋势进行深入探讨，并针对我国物联网发展中遇到的新老问题进行思考并提出相应的策略建议。

前言

一、国际物联网发展的最新态势........................................1

（一）发达国家加强物联网战略统筹和资金支持......................1

（二）国际物联网产业生态的布局全面展开..........................3

（三）全球物联网应用呈现重点突破态势............................4

（四）智慧城市成为物联网集成应用的综合平台......................6

（五）物联网标准化持续推进，开放式架构成为重点..................7二、我国物联网发展最新进展..........................................9

（一）政策持续出台推动物联网发展................................9

（二）传统行业借助物联网应用提振效能愈发明显...................10

（三）智慧城市应用系统以物联网技术为首要特征...................11

（四）基于物联网和移动互联网融合的消费性应用创新更为活跃.......13

（五）技术研究和标准化不断取得新的突破.........................14

（六）产业保持快速发展，形成多样化发展模式.....................16

（七）四大空间集聚区产业与应用各具特色.........................18

三、我国物联网发展仍面临的突出问题.................................20

（一）物联网产业生态主导权的竞争依然严峻.......................20

（二）标准协调统筹和实施仍不能满足产业和应用需求...............23

（三）协同性不足严重阻碍产业发展进程...........................23

（四）新业务新模式与各行业政策和体制机制的不适应性更趋突出.....24四、我国物联网未来发展的机遇与方向.................................25

（一）物联网对经济社会发展的支撑作用更加凸显...................25

（二）从移动互联到万物互联，开辟物联网新时代...................26

（三）物联网应用潜力将在智慧城市进一步释放.....................27五、对我国物联网未来发展的思考.....................................28

（一）把握重点应用方向，加快应用实施与推广.....................28

（二）进一步优化发展环境，消除产业发展障碍.....................29

（三）加快标准的统筹与实施，发挥龙头企业影响力.................29

（四）加强自主核心技术的研究与布局.............................30

（五）建立完善市场化公共服务体系促进产业协同...................31

（六）创新财税金融支持方式，破解企业发展资金瓶颈...............32

（七）加强数据安全和隐私保护，保障健康有序发展.................33目录

经过近几年的培育和探索，全球物联网正从碎片化、孤立化应用为主的起步阶段迈入“重点聚焦、跨界融合、集成创新”的新阶段，市场快速启动，在诸多领域加速渗透，物联网正处于大规模爆发式增长的前夜。

（一）发达国家加强物联网战略统筹和资金支持

美国全面推进物联网发展。

一方面，政府以大量资金持续支持物联网相关技术产业发展，2015年宣布投入1.6亿美元推动智慧城市计划，将物联网应用试验平台的建设作为首要任务。

美国能源部组建“智能制造创新机构”，投入多达7000万美元推动先进传感器、控制器、平台和制造建模技术的研发。

另一方面，为推动技术应用发展，政府加大政策支持力度。

2014年7月，美国联邦通信委员会（FCC）发布了电子标签新指南，建议带屏幕的消费电子设备可在屏幕上显示数字标签，从而取代原来的固定铭牌或蚀刻标签；美国加州发放无人驾驶汽车许可，谷歌、奥迪和奔驰成为首批获得许可的企业；智能物流领域，美国邮政局采用物联网技术改善邮政营运、基础设施以及产品与服务；工业制造领域，美国政府将以物联网技术为根基的网络物理系统（CPS）列为扶持重点，并加快以CPS为核心的“工业互联网

（IndustrialInternet）"战略布局。

欧盟重构物联网创新生态体系。

欧盟在2015年成立了横跨欧盟

一、国际物联网发展的最新态势

及产业界的物联网创新联盟（AIOTI），并投入5000万欧元，通过咨

IERC、地平线2020在内的11个工作组纳入旗下，统筹原本散落在不

同部门和组织的能力资源，协同推进欧盟物联网整体跨越式创新发展。

其中四横指项目设置、价值链重塑、标准化、政策导向四大横向基础支撑，七纵指家居、农业、可穿戴、智慧城市、交通、环保和制造七大行业纵深领域。

创新联盟的建立是欧盟落实物联网发展战略的又一重要举措，将对欧盟物联网发展和创新起到强有力的驱动作用。

此外，欧盟及其成员国还加大物联网投资力度，欧盟计划2016年投

入超过1亿欧元支持物联网大范围示范和未来物联网重点领域，英国

政府追加投资4500万英镑，并向由英国电信、劳斯莱斯、处理器厂商ARM和军用品厂商BAE等40余家公司组成的HyperCat联盟注资，用于研发HyperCat标准，为物联网开发通用规范；德国政府投资2亿欧元支持工业4.0，并投入800万欧元加强物联网信息安全领域的研发。

亚洲国家不断加大研发和应用的投入及推进力度。

以日韩为首，亚洲发达国家对于物联网技术的研发和应用一直非常重视，投入巨资支持发展。

2015年起，韩国未来科学创造部和产业通商资源部将投资370亿韩元用于物联网核心技术以及MEMS传感器芯片、宽带传感设备的研发，另外123亿韩元来自韩国的私营企业。

日本大力推进农

业物联网，计划十年内普及农用机器人，预计2020年市场规模将达

到50亿日元。

新加坡政府推出传感器网络以及特定领域产品的标准，

询委员会和推进委员会统领新的“四横七纵”体系架构，将包括原有

国”的目标做准备。

（二）国际物联网产业生态的布局全面展开

依托核心能力抢占物联网生态关键环节。

芯片巨头、设备制造商、IT厂商、电信运营商、互联网企业等从各自优势出发，积极进行物联网生态布局，芯片、云平台和操作系统成为布局的关键点。

英特尔继2014年发布爱迪生（Edison）适应可穿戴及物联网设备的微型系统级芯片之后，2015年继续发布居里（Curie）芯片，为开发者提供底层芯片及开发工具。

平台化服务方面，IBM等IT巨头将物联网大数据平台作为构建生态的重点，主要电信运营企业着力打造M2M网络和平台，互联网企业则依托其平台优势和数据处理能力，将服务拓展到物联网。

操作系统方面，谷歌推出基于Android内核的物联网底层操作系统Brillo，同时发布了一个跨平台、支持开发者API的通信协议Weave，能够让不同的智能家居设备、手机和云端设备实现数据交换；微软推出物联网版操作系统（Win10IoTCore）和物联网套件，以协助企业简化IoT在云端的应用部署及管理；我国华为公司发布轻量级物联网操作系统LiteOS，百度推出物联网操作系统、车联网平台和可穿戴智能手表系统DuWear。

目前，物联网产业生态正快速成长，物联网企业数量近年来成倍增长，国际机构预计到2017年，超过一半的物联网企业是新成立的企业。

采用统一沟通方法和指导原则开发新科技和智能方案，为迈向“智慧

态主导权，巨头还通过构建产业联盟以稳固物联网产业生态，构建竞

争优势，其中工业、车联网、智能家居等领域成为布局热点。

工业领域，通用电气与英特尔、思科、AT&T、IBM牵头成立工业互联网联盟

（IIC），目前已有超过220家成员。

车联网领域，谷歌与奥迪、通用电气、本田、现代等以及芯片制造商Nvidia组建开放汽车联盟

（OAA）。

智能家居领域，已形成高通牵头的AllSeen联盟、英特尔牵头的OIC联盟，谷歌、三星牵头的Thread联盟以及苹果HomeKit等多个阵营，在互联标准、云平台及开发组件上积极寻求突破。

（三）全球物联网应用呈现重点突破态势

M2M物联网应用高速增长。

代表物联网行业应用风向标的M2M连接数增长迅猛。

截止2014年底，全球M2M连接数达到2.43亿，同比增长29%，而基于智能终端的移动连接数同比增长率只有4.7%。

M2M连接数占移动连接数的比例从2013年的2.8%提高到2014年的3.3%，预计2015年底全球M2M连接数将达到3.2亿1。

从应用市场来看，公共安全、车联网、工业制造等万亿级垂直行业市场正在全面兴起，智慧医疗、智能家居、可穿戴设备等消费市场百花齐放。

工业物联网成为新一轮部署焦点。

以美国工业互联网和德国工业4.0所确立的网络物理系统（CPS）为代表，物联网成为实现制造业智能化变革和重塑国家竞争优势的关键技术基础，围绕其的全球生态

构建和产业布局正加速展开。

政府层面，美、德将CPS体系建设提升

构建产业联盟打造物联网产业生态体系。

除了以技术手段争夺生

机构等方式，大力推进行业中相关标准、共性技术与产品的研发以及

推广应用。

企业层面，工业和ICT领域的龙头企业正围绕工业物联网应用实施，加快工业数据云平台、工业数据连接和管理、工业网络、新型工业软件等方面的技术、标准、测试床和解决方案的研发部署，并扩展到能源、医疗、交通等多个领域。

移动互联与物联网加速融合，智能可穿戴设备出现爆发式增长。

移动互联网与物联网形成从芯片到终端、操作系统的全方位融合，并基于开源软件和开源硬件，开启了全球性的智能硬件创新浪潮。

一方面，可穿戴设备成为其中发展和创新最快的领域。

2015年第3季度可穿戴设备全球共交付了2100万只2，同比增长197.6%，预计到2019

年设备年出货量将飙升到1.26亿只。

可穿戴设备的主要应用领域包括以血糖、血压和心率监测为代表的医疗领域，以运动监测为代表的健康保健领域，并以可穿戴设备为中心，集成医疗、健康、家居等APP应用，复制了云+APP的移动互联网应用与商业模式。

另一方面，智能家居成为布局和竞争的重点。

谷歌、苹果等互联网企业、高通、Intel、思科、三星等信息通信技术企业以及ABB、博世等工业企业均加快推进智能家居布局，目前已形成了智能家电、智能家居等一系列创新产品，并可与智能手机、可穿戴设备等智能终端和移动APP应用进行充分互联和集成，实现协同化、服务化、智能化和个性化发展。

到国家战略高度，通过成立指导小组、完善基础设施、设立研发创新

（四）智慧城市成为物联网集成应用的综合平台

33E-houses:

EnergyEfficiente-Houses

缴费、交互式地图导引等服务，如德国法兰克福正在开发多模式交通

导航系统，基于对各类交通设施地上地下全面立体感知定位，实现行人、自行车、公共汽车和火车、出租车、私人汽车的协同高效出行。

（五）物联网标准化持续推进，开放式架构成为重点

物联网标准包含体系架构、网络、应用等各个方面，涉及ITU、ISO/IEC、oneM2M、3GPP、IEEE及各行业标准化组织，各标准化组织在标准制定方面各有侧重，又相互合作。

目前，物联网标准化工作在持续推进，物联网架构标准的研究成为热点和重点。

业界试图打造开放式物联网架构。

开放统一的物联网架构是物联网爆发式增长的基石，各标准组织都在加紧研究。

欧盟持续推进IoT-A相关研究，已经发布IoTARM1.0（架构参考模型），涉及域模型、信息模型、功能模型、通信模型、安全模型，目前正在推进IoTARM2.0研究。

ISO/IECJTC1启动物联网参考架构研制，提出六域模型。

IEEE在2014年底启动P2413物联网体系架构（SAIoT）研究，旨在尽快形成国际统一的物联网体系架构。

ITU-T今年新成立的SG20，专门设立了物联网架构和协议的研究课题。

oneM2M标准化组织在2015年1月发布M2M业务层R1标准，涉及需求、功能架构、安全、协议、终端管理等，预计在2016年中发布R2标准。

物联网架构标准的复杂性和高难度，使其至今未取得实质突破，标准的成熟和推广有待时日。

互联的充电桩、收费点、控制中心等基础设施，为用户提供随时随地

Web理念不断向物联网渗透，ITU-T已经发布了基于Web的物联网架

构标准即Y.2063；oneM2M架构基于Web化理念，将一切可访问的数据、对象、实体均抽象为资源（resource），由统一的URI进行标识；IETF制定的资源受限物体应用层协议（CoAP），是REST风格面向资源受限网络的Web协议。

语义技术有利于实现物联网各种信息的开放共享以及对信息的自动处理，解决物联网中由于资源异构及跨系统分布引起的资源互操作性问题。

W3CSSN-XG、oneM2M、欧盟IoT.est等项目均在语义方面开展相关研究。

各类无线连接技术标准不断演进。

在LTE网络方面，3GPPR13版本标准研制工作已启动，侧重对物联网低成本、低功耗和增强覆盖特性的支持，同时GERAN开展物联网专用技术CIoT的标准化研制。

华为和沃达丰已经成功完成了全球首个基于CioT技术的智能水表演示。

面向车联网应用需求，3GPP在SA1（需求工作组）和RAN（无线技术工作组）已启动基于LTE的V2X（可称为LTE-V）技术需求和标准化工作。

面向物联网应用场景的IEEE802.11ah标准化工作已于今年基本完成，可以实现低功耗和更广范围接入。

在行业领域，标准化不断深化，其中工业、家居两个领域标准化成为产业布局和竞争的焦点。

在工业领域，美国国家标准技术研究院

（NIST）和工业互联网联盟（IIC）积极推进工业互联网标准，2015年6月，IIC发布了工业互联网参考架构，并逐步推进重点方向的技

互联网Web理念渗透到物联网领域，语义研究成为热点。

互联网

术研究；德国工业4.0战略提出参考模型RAMI4.0，并提出网络通

域，技术和标准呈现百花齐放的局面，Allseen联盟、开放互联联盟

（OIC）、Thread联盟三大阵营正在推进各标准之间的互联互通。

二、我国物联网发展最新进展

在近几年国家有力政策环境和产业技术创新的推动下，物联网呈现强劲发展势头，以北京-天津、上海-无锡、深圳-广州、重庆-成都为核心的四大产业集聚区各具特色，交通、安全、医疗健康、车联网、节能等领域涌现一批龙头企业，物联网第三方运营服务平台崛起，产业发展模式逐渐清晰。

（一）政策持续出台推动物联网发展

国务院和各部委持续推进物联网相关工作，从顶层设计、组织机制、智库支撑等多个方面持续完善政策环境。

继制定物联网“十二五”发展规划之后，国家建立物联网发展部际联席会议制度和物联网发展专家咨询委员会，以加强统筹协调和决策支撑，国务院出台《关于推进物联网有序健康发展的指导意见》进一步明确发展目标和发展思路，推出十个物联网发展专项行动计划落实具体任务。

在国家其它有关信息产业和信息化的政策文件中也提出推动物联网产业发展。

《关于信息消费扩大内需的若干意见》提出增强电子基础产业创新能力，重点支持智能传感器等三大产业发展。

《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》则高度重视和突出物联网在智慧城市发展中的重要作

用。

国家出台的多项政策对于提振产业信心、推动产业发展成效显著。

信、微电子、安全、数据分析等重点领域的研发方向。

在智能家居领

人才优待、专项资金扶持、产业联盟协调、政府购买服务等多种政策

措施推动产业发展。

如上海近年来仅市级财政支持物联网技术研发、产业化、应用示范和公共服务平台类项目超过150个，支持金额超过

3亿元，通过政策引导，带动社会资金投入50亿元。

重庆政府高度重视物联网产业发展，出台多项政策举措力图将重庆打造成为有国际竞争力的物联网产业高地。

（二）传统行业借助物联网应用提振效能愈发明显

当前，物联网以泛在感知、精益控制、数据决策等能力要素集的形式向传统行业的上下游各个环节加速渗透、多维融合，促进产业升级和结构优化，推动新兴业态不断涌现。

在工业制造领域，物联网在供应链管理、生产过程工艺优化、产品设备监控管理、环保监测及能源管理、工业安全生产管理等环节得到广泛应用。

例如，工程机械行业通过采用M2M、GPS和传感技术，实现了百万台重工设备在线状态监控、故障诊断和后台大数据分析，使传统的机械制造引入了智能。

采用基于无线传感器技术的温度、压力、温控系统，在油田单井野外输送原油过程中彻底改变了人工监控的传统方式，大量降低能耗。

在农业领域，从田间地头的测土配方施肥、智能节水灌溉和农机定位耕种，再到农产品的收割、晾晒、储备各个环节，物联网支撑着新型农业生产手段的应用，推动大田耕种精准化、园艺种植智能化、畜禽养

殖高效化，促进形成现代农业经营方式和组织形态。

根据部分省市的

地方政府积极营造物联网产业发展环境，以土地优惠、税收优惠、

50%，总体经济效益提高约10%；借助传感自调节实现设施内高精度

环境控制，培育面向高端人群的高品质农产品，可使单位产品增值近10倍4。

在能源领域，借由能源管理虚拟化，以大数据建立动态能效模型，对峰谷电力消耗精确定位，实现错峰调谷，对大型工业园区，仅照明能耗优化一项即可下降30%5。

（三）智慧城市应用系统以物联网技术为首要特征

《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》提出“智慧城市是运用物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等新一代信息技术，促进城市规划、建设、管理和服务智慧化的新理念和新模式”。

我国一半以上在建的智慧城市，其主要应用项目依次为公共安全、交通、医疗、社区、环保、地下管网监测、水务、教育等，这些应用均以自动感知为基础、数据采集为手段、智能控制为核心、精细管理和服务提升为目的，实现了物联网技术的综合集成应用。

物联网广泛应用于医疗、社区、公共安全等领域，使民生服务实现时间和空间上的延伸，极大提升服务便捷性。

在医疗方面，物联网疏通信息脉络、活化医卫资源，打造惠民可及的健康服务，让任何人在任何时间、任何地点可以通过智能联网医疗设备、任何通信渠道方便快捷获得各种医疗健康服务；在智慧社区建设方面，物联网助力基

42014年第二届无锡物联网十大应用案例，农业部分

统计测算，有效应用物联网系统后可使作物种植人员成本减少约

5中国信通院2014物联网产业调研报告

社区、“一刻钟社区服务圈”，有效提高了社区居民生活的便利性；

在公共安全方面，物联网实现实时动态监测、监控和预警，时刻保障民众生活环境的安全，“电梯运行安全监测信息平台物联网应用示范工程”利用感知技术将电梯监察、维保管理、安全预警、应急处置有机整合，重塑了电梯安全管理理念。

物联网在城市管理、管网监测、智慧交通领域的应用极大丰富了城市管理手段、增强了城市管理能力。

在城市管理方面，规模化部署的物联网设备大幅提升城市运行监测能力；如北京市实现了对水、电、燃气消耗等12个方面316项城市运营日常信息的监测和数据分析6，提升城市管理精细化水平。

在设施管理方面，物联网感知采集城市部件的运行状态，为城市规划和管理提供全面准确的信息支持；如太原全面整合给水、排水、煤气、通信、路灯等地下管线资源，利用传感器监测管线的物理量、化学量，确保城市安全减少事故。

在交通领域，物联网实现对运营车辆全程定位跟踪，有力支撑路况实时播报、拥堵预测预警和交通指挥调度；北京市65%的公交车、近7万辆出租车、客运车以及危化品运输车全部安装了卫星定位设备，实现了各类交通运营车辆的智能管理7。

层服务模式创新，各地出现“智慧民安”养老社区、“服务零距离”

6数据来源：

北京市经济和信息化委员会

7数据来源：

北京市交通运输委员会

活跃

移动互联网业务发展迅猛，将带动物联网进入规模化发展新阶段。

截至2015年上半年，我国36家主要第三方应用商店应用程序规

模累计超过386万8，业已成为全球移动互联网最大市场，我国移动互联网市场的繁荣和产业优势，将对物联网发展起到强大的带动作用。

移动互联网应用通过开放接口方式连接物联网设备，使物联网能够依托移动互联网应用的入口优势和用户优势，打造国民级物联网应用。

如微信平台已开放硬件接口，公众号可绑定家居、玩具、路由器、运动、可穿戴等各类智能设备，实现智能设备之间、智能设备与数亿微信用户之间的连接。

不到一年时间内，微信已接入2400多个硬件

厂商，设备激活量2500万，微信运动已有1000多万用户9，带动了运动手环规模化发展。

融合应用广泛涉足家居、安全、医疗健康、养老等民生领域。

在家居方面，移动APP发挥数据汇聚中心和控制中心作用，一方面获取温度、湿度等各类传感设备监测信