物联网产业发展研究0305.docx
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物联网产业发展研究0305
物联网产业发展研究
2010年3月
“物联网”的发展将引领“中国制造”走向高端
2009年8月，国务院总理温家宝同志在视察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心时指出：
“从信息处理到信息传播再到信息传感，信息发展越来越进入物质领域。
要在进入该领域比较早的无锡迅速建立中国传感信息中心（‘感知中国’中心）”。
温总理的这番话，揭示了“物联网”时代的特征，也让无锡和“物联网”成为中国IT业界2009年的最热点。
“物联网”颠覆了人类之前物理基础设施和IT基础设施截然分开的传统思维，将公路、建筑物等物理设施与个人电脑、手机、家电、交通设施、IT设施有效的联系在一起，使得政府管理、生产制造、社会管理，以及人们的个人生活全面实现互联互通。
物联网的发展是信息技术普及、基础设施完善、技术发展到相当程度的必然结果，被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。
在经济危机的笼罩下，奥巴马在就任后不久即将IBM2009年提出“SmartPlanet”战略纳入美国国家战略，无疑是看中了其中的技术战略地位、蕴含的无限商业机会和扭转经济衰退的巨大产业前景。
欧盟的“i-2010”计划、日本的“i-Japan”战略同样将“物联网”针对个人服务放到了第一重要的位置。
通过近期对物联网产业的相关研究，我们发现中国的物联网企业已经拥有相当的实力和水平，未来将在世界竞争格局中占据重要的位置。
目前，我们远远没有意识到以“物联网”为代表的下一代互联网应用将对“中国制造”和世界经济产业格局产生的重大影响和即将发生的巨大变革。
围绕个人应用的“物联网”产品已投入市场，如Apple和Nike合作推出的NikeiPod运动组件、海尔“物联网冰箱”、中国科技馆新馆的RFID门票等等。
我国是制造业大国，“中国制造”这个标签可以在广泛的商品上找到，从服装到电子产品无所不包。
不管是制造业厂商、服务提供商、设备制造厂商都需要重新考虑在“物联网”这一新的技术革命将会带来什么样的商业机会，是否会出现新的商业模式、创造新的发展空间。
随着物联网的发展，中国制造企业和互联网企业将在其中起到不容忽视的作用，并将彻底改变“中国制造”的形象。
目录
一、物联网缘起及概念界定3
1.RFID3
2.传感网6
3.M2M6
4.下一代互联网8
5.泛在网9
6.物联网（TheInternetofthings）3
二、全球视野下的物联网产业9
1、美国与欧美国家的战略10
2、日本“i－Japan”、韩国“U－Korea”12
3、“感知中国”战略14
4、“物联网”的一天16
三、物联网产业发展路线图16
1.物联网产业链16
2.物联网企业案例19
3.物联网产业发展路线图30
4.物联网产业市场预测31
四、中关村物联网解决方案与案例32
1.中关村物联网产业资源优势分析32
2.环境及气候监测33
3.智能交通35
4.智能建筑应用35
5.感知家居36
6.城市管理37
7.物流与电子商务39
8.工业控制与智能电网39
9.基于RFID的水源、食品安全溯源管理40
五、物联网与中国制造的机遇和挑战41
参考文献43
一、物联网缘起及概念界定
2009年的8月，温总理视察中科院无锡微系统所时，提出了建设“感知中国中心”，随着中国移动总裁台湾演说以及工信部公开表明支持，再加上第一财经日报、21经济报道等媒体纷纷撰文报道。
“物联网”概念一跃成为热门关键字，成为了市场最瞩目的热点。
但什么是物联网？
它的起源是什么？
将来会发展成什么样子？
现今在全球与中国的发展情况又是如何？
它与互联网、与移动网又有何关系?
我们在这里试着将物联网及相关概念、物联网的产业发展前景、各国的相关战略、中国在物联网产业的发展机遇等问题做了初步思考和研究。
1.物联网（TheInternetofthings）
物联网（TheInternetofthings）是指将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，可使所有的物品与网络连接，方便识别和管理。
物联网具有全面感知、可靠传递、智能处理的特点，是继计算机、互联网、移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。
这有两层意思：
第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。
物联网（TheInternetofthings）概念是1999年由麻省理工学院自动标识中心（MITAuto-IDCenter）提出，早期的定义很简单：
把所有物品通过射频识别标签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。
2005年国际电信联盟（ITU）发布的年度技术报告[2]指出“物联网”通信时代即将来临，信息与通信技术的目标已经从任何时间、任何地点连接任何人，发展到连接任何物品的阶段，而万物的连接就形成了物联网。
Ø物联网（TheInternetofthings）的概念是在1999年提出：
FoundationofAuto-IDcenterofMIT（RFIDtechnology）
Ø2003SUNarticle:
TowardaGlobal“InternetofThings”（Via）
Ø2005年11月17日：
在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布《ITU互联网报告2005：
物联网》
Ø2009年1月23日：
IBMSmartPlanet，奥巴马针对IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧的地球”这一概念，做出回应：
物联网技术美国在21世纪保持和夺回竞争优势的方式
Ø2009年8月7日：
温家宝考察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心。
强调“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术，把传感系统和3G中的TD技术结合起来”。
Ø2009年9月21日：
工信部在相关会议上，首次明确提出要进一步研究建设物联网、传感网，加快传感中心建设，推进信息技术在工业领域的广泛应用，提高资源利用率、经济运行效益和投入产出效率等
Ø2009年9月：
InternetofThings–AnactionplanforEurope欧盟行动计划。
Ø2009年，欧洲物联网研究项目工作组（CERP-IoT）在欧盟委员会资助下制订了《物联网战略研究路线图》、《RFID与物联网模型》等意见书。
图1物联网产生的技术基础
2.物联网相关概念
RFID
RFID是RadioFrequencyIdentification的缩写，即射频识别，俗称电子标签。
RFID技术
RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。
RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。
RFID的基本组成部分
Ø标签（Tag）：
由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；
Ø阅读器（Reader）：
读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；阅读器根据使用的结构和技术不同可以是读或读/写装置，是RFID系统信息控制和处理中心。
阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。
Ø天线（Antenna）：
在标签和读取器间传递射频信号。
RFID的分类
RFID按应用频率的不同分为低频（LF）、高频（HF）、超高频（UHF）、微波（MW），相对应的代表性频率分别为：
低频135KHz以下、高频13.56MHz、超高频860M~960MHz、微波2.4G，5.8G。
RFID按照能源的供给方式分为无源RFID，有源RFID，以及半有源RFID。
无源RFID读写距离近，价格低；有源RFID可以提供更远的读写距离，但是需要电池供电，成本要更高一些，适用于远距离读写的应用场合。
RFID技术的基本工作原理
RFID技术的基本工作原理并不复杂：
标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（PassiveTag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（ActiveTag，有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。
以RFID卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成，感应偶合（InductiveCoupling）及后向散射偶合（BackscatterCoupling）两种，一般低频的RFID大都采用第一种式，而较高频大多采用第二种方式。
传感网
传感网（sensornetworks）通常是由大规模随机分布的传感器节点（端机）、基站以及信息监控中心构成的信息系统，根据需求和传感对象的变化，可以通过动态自组织的方式协同地感知和采集网络分布区域的各种对象的信息，用于支持决策和监控。
传感网定义：
随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信单元的微小节点，通过自组织的方式构成的无线网络。
功能：
借助于节点中内置的传感器测量周边环境中的热、红外、声纳、雷达和地震波信号，从而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等物质现象。
最早期的传感网可以追溯到二战时期的英国雷达网络，冷战时期的声监测系统，随着计算机、通信、半导体和微机械电子系统（MEMS）技术的进步，推动了无线传感网的研究。
1998年美国国防部先进研究计划局（DAPAR）启动的传感器信息技术（SensorInformationTechnology）拉开了现代传感网研究的序幕。
中科院在传感网领域的研究几乎与世界先进国家同时起步，1999年完成的“知识创新工程试点领域方向研究”中的信息与自动化领域研究报告就将“无线传感网及其应用”作为该领域5个重大项目之一，并于2001年成立了微系统研究与发展中心协调全院传感网和传感器的研究，陆续部署了若干重大创新项目、方向性项目开展无线传感网研究。
M2M
M2M是一种理念，也是所有增强机器设备通信和网络能力的技术的总称。
M2M表达的是多种不同类型的通信技术有机的结合在一起：
机器之间通信（Machine-to-Machine），机器控制通信（Man-to-Machine）、人机交互通信（Machine-to-Man）、移动互联通信（Machine-to-Mobile、Mobile-to-Machine）。
M2M让机器，设备，应用处理过程与后台信息系统共享信息，并与操作者共享信息。
它提供了设备实时地在系统之间、远程设备之间、或和个人之间建立无线连接，传输数据的手段。
M2M技术综合了数据采集、GPS、远程监控、电信、信息技术，是计算机、网络、设备、传感器、人类等的生态系统，能够使业务流程自动化，集成公司资讯科技（IT）系统和非IT设备的实时状态，并创造增值服务。
这一平台可在安全监测、自动抄表、机械服务和维修业务、自动售货机、公共交通系统、车队管理、工业流程自动化、电动机械、城市信息化等环境中运行并提供广泛的应用和解决方案。
M2M的产品构成
M2M产品主要由以下三部分构成：
Ø无线终端：
都是特殊的行业应用终端，而不是通常的手机或笔记本电脑。
Ø传输通道：
从无线终端到用户端的行业应用中心之间的通道。
Ø行业应用中心：
是终端上传数据的会聚点，对分散的行业终端进行监控。
特点是行业特徵强，用户自行管理，而且可位於企业端或者托管。
M2M的技术组成
M2M涉及到5个重要的技术部分：
机器、M2M硬件、通信网络、中间件、应用。
ØM2M硬件：
M2M硬件是使机器获得远程通信和联网能力的部件。
主要进行信息的提取，从各种机器/设备那里获取数据，并传送到通信网络。
现在的M2M硬件共分为五种：
嵌入式硬件、可组装硬件、调制解调器（Modem）、传感器、识别标识（LocationTags）。
Ø机器：
实现M2M的第一步就是从机器/设备中获得数据，然后把它们通过网络发送出去。
生产设备的时候嵌入M2M硬件或对已有机器进行改装、使其具备通信/联网能力使机器“开口说话”（talk），让机器具备信息感知、信息加工（计算能力）、无线通信能力。
Ø通信网络：
将信息传送到目的地。
通信网络在整个M2M技术框架中处于核心地位，包括：
广域网（无线移动通信网络、卫星通信网络、Internet、公众电话网）、局域网（以太网、无线局域网WLAN、Bluetooth）、个域网（ZigBee、传感器网络）。
Ø中间件：
中间件包括两部分：
M2M网关、数据收集/集成部件。
网关是M2M系统中的“翻译员”，它获取来自通信网络的数据，将数据传送给信息处理系统。
主要的功能是完成不同通信协议之间的转换。
Ø应用：
数据收集/集成部件是为了将数据变成有价值的信息。
对原始数据进行不同加工和处理，并将结果呈现给需要这些信息的观察者和决策者。
这些中间件包括：
数据分析和商业智能部件，异常情况报告和工作流程部件，数据仓库和存储部件等。
M2M的发展情况
M2M应用市场正在全球范围快速增长，随着包括通信设备、管理软件等相关技术的深化，M2M产品成本的下降，M2M业务将逐渐走向成熟。
目前，在美国和加拿大等国已经实现安全监测、机械服务、维修业务、自动售货机、公共交通系统、车队管理、工业流程自动化、电动机械、城市信息化等领域的应用。
欧洲著名的行业咨询机构IDATE的报告显示，2006年，全球范围内M2M市场容量已经达到200亿欧元，而到2010年，市场容量将达到2200亿欧元，年复合增长率达到49%。
M2M已被正式纳入国家《信息产业科技发展十一五规划》
随着各种通信技术从平行、独立地发展，逐步走向融合，如移动通信技术与IP网络的融合；电信网、电视网、计算机网、卫星通信网络走向融合，形成了新一代技术－M2M技术，以实现人与人（MantoMan）、人与机器（MantoMachine）、机器与机器（MachinetoMachine）之间畅通无阻、随时随地的通信。
通过M2M技术提供的统一网络平台，能够实现数字化城市中的信息资源共享和数据资源共享。
中国政府已将M2M相关产业正式纳入国家《信息产业科技发展十一五规划及2020年中长期规划纲要十一五规划》重点扶持项目。
M2M技术的目标就是使所有机器设备都具备连网和通信能力，其核心理念就是网络一切（NetworkEverything）。
M2M技术具有非常重要的意义，有着广阔的市场和应用，推动着社会生产和生活方式新一轮的变革。
下一代互联网
下一代互联网是指以IPv6（区别于现行IPv4协议）为基础核心协议的下一代网络。
IP协议是互联网协议集的核心。
现行Internet的通用协议是IPv4（InternetProtocolVersion4，互联网协议第4版），制定于1981年，其成功应用导致了第一代互联网取得了巨大成功。
由于互联网产业的快速发展，互联网地址空间匮乏、带宽瓶颈、网络安全漏洞多、服务质量难以保证等诸多问题。
从20世纪90年代初，IETF（TheInternetEngineeringTaskForce，Internet工程任务组）开始“下一代网络互连协议”（IPng）的研究，至1995年9月正式形成IPv6（InternetProtocolVersion6，互联网协议第6版）的核心协议。
IPv6协议最显著的特征是通过采用128位的地址空间替代IPv4的32位地址空间来提高下一代互联网的地址容量，除此之外，IPv6协议在安全性、服务质量、移动性、安全性、整体吞吐量等方面具有比IPv4协议更好的特性，而采用IPv6的下一代互联网比现有互联网更具扩展性，更安全，且更容易为用户提供高质量和更多类型的服务。
泛在网
“泛在网”（U网络）来源于拉丁语的Ubiquitous，是指无所不在的网络，又称泛在网络。
即广泛存在的网络，它以无所不在、无所不包、无所不能为基本特征，以实现在任何时间、任何地点、任何人、任何物都能顺畅地通信为目标。
目前，随着经济发展和社会信息化水平的日益提高，构建“泛在网络社会”，带动信息产业的整体发展，已经成为一些发达国家和城市追求的目标。
最早提出U战略的日韩给出的定义是：
无所不在的网络社会将是由智能网络、最先进的计算技术以及其他领先的数字技术基础设施武装而成的技术社会形态。
根据这样的构想，U网络将以“无所不在”、“无所不包”、“无所不能”为基本特征，帮助人类实现“4A”化通信，即在任何时间（anytime）、任何地点（any-where）、任何人（anyone）、任何物（anything）都能顺畅地通信。
“4A”化通信能力仅是U社会的基础，更重要的是建立U网络之上的各种应用。
二、全球视野下的物联网产业
物联网（InternetofThings）是2009年异常热门的一个关键词。
2009年，IBM的“智慧地球”广告铺天盖地，这个蓝色巨人在全球金融危机中抛出的这个新概念无疑为产业界打了一剂强心针，美国的奥巴马政府更是将其纳入美国国家经济复苏的国家战略之中。
虽然，经济危机的压力仍在，欧洲和日本的信息化建设步伐虽然有所减缓，但是面向个人应用的“i-Europe”、“i-Japan”战略仍然在有步骤的实施。
我国的射频技术的研究一直跟紧国际步伐，物联网和感知技术在国家的产业规划中一直处于重要位置。
2009年8月7日，温家宝总理考察无锡时提出，加快传感网产业发展，在无锡建设“感知中国”中心。
物联网随即成为中国信息产业最热门的词汇，更有几只物联网相关概念股创造了涨停板。
物联网产业作为利用信息技术联接机械制造、医疗、教育、交通、农业控制、电子支付、环保、节能、消费品制造等众多应用领域的关键产业必将成为最近两年各国产业政策支持和投入的重点。
1、美国与欧美国家的战略
IBM的“SmartPlanet”战略成为美国国家战略的组成部分
2008年11月，IBM董事长兼CEO彭明盛在纽约召开的外国关系理事会上，正式提出"智慧地球"（SmartPlanet）战略。
“智慧地球”提出“把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成所谓“物联网”。
并通过超级计算机和云计算将“物联网”整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。
"展示了建设智慧型基础设施的技术可行性和实施前景，并得到了美国各界的高度关注。
2008年11月奥巴马当选美国总统，其过渡团队立刻联系IBM，要求了解IT投资对于刺激经济和促进就业的效果。
2008年12月，IBM与ITIF共同开展研究，对智慧IT技术的投资方向及其效果进行了研究和分析，提交给政府。
奥巴马就任美国总统后，2009年1月28日与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”。
奥巴马在会议上发表讲话，肯定了这一思路：
“经济刺激资金将会投入到宽带网络等新兴技术中去，毫无疑问，这就是美国在21世纪保持和夺回竞争优势的方式。
”并进一步将问题上升到美国国家政策层面。
之后不久，奥巴马即签署经济刺激计划，批准推进“智慧的地球”中两个领域的发展——智慧的电网和智慧的医疗，前者批准投资为110亿美元，后者为190亿美元；同时批准宽带网络投资72亿美元。
专栏1IBM“智慧的地球”战略
“智慧的地球”可以分成两个部分。
一为地球部分，主要包括人、企业、机构、社会团体、生态系统等等；另一为智慧部分，主要包括三方面，最基础的是电力，在此之上是通信，再其上是IT，这三方面的融合效应产生了“智慧”。
当智慧部分和地球部分这两端连接在一起后，就形成了IBM对“智慧的地球”认知的3个“I”：
物联化（Instrumented），即更透彻的感知，任何事物或人群都可以被感知到；互联化（Interconnected），即更全面的互联互通，人与人，人与物和物与物之间都可以无障碍地互联互通；智能化（Intelli-gent），即更深入的智能分析，通过IT手段使互联互通更加智能。
“智慧的地球”的实施主要在四个领域，即新锐洞察（NewIntelligence）、智慧运作（SmartWork）、动态架构（DynamicInfrastruc-ture）、绿色未来（Green&Beyond）。
目前IBM已经有了实践“智慧的地球”的具体事例，分别对应上述四个领域。
这些实例中处处存在通信与IT融合的影子，所以通信与IT的融合是最核心的部分。
1.新锐洞察：
以智慧交通为例，在未来充分利用“智慧”因素的情况下，人们可以极大借助电子地图的作用去往目的地，电子地图会告诉我们所有可去目的地的道路，可以显示所有道路的交通状况以供行驶选择，我们可以根据前进的道路状况随时进行选择的更改。
背后涉及的技术就是通信手段与IT手段的融合——手机和基站进行互动，提供道路上各手机所属车辆的行进速度情况；其后有一个数学模型通过IT系统对各种数据进行运算，以推断道路状况。
2.智慧运作：
以招商银行为例，在21年前，招商银行是一家地方银行，但现在，他们以服务赢得了全国市场。
事实上，实现这些服务的手段非常简单，比如进行网上营销，或通过短信向用户宣传理财业务，用户可以上网去查具体的信息，也可以通过和大客户经理或者呼叫中心进行联络，最后简单的业务可以在网上营业厅直接办理，比较复杂的业务才需要用户亲自去实体店。
这实际上是将4个营销渠道——手机营业厅、网上营业厅、呼叫中心及大客户经理、实体营业厅统一起来，实现了各个渠道之间的协同工作。
3.动态架构：
众所周知，在上世纪90年代，IBM在全球进行了一个系统性的改革，首先将计算机或服务器从成本较高的地方转移到成本较低的地方；其次通过云计算的技术，将一些服务器整合到一起，提供资源共享；随后将原来形成一个个孤岛的数据整合起来使用，最后我们还将一些业务做了进一步整合。
最后的效果是，在全球128个地区的IT主管变成1名全球CIO，155个数据中心变成10个数据中心，16000项应用减少为不到5000项。
由此节约了大量的运营成本，并使公司的运作更为高效。
4.绿色未来：
通过虚拟化管理和智能运营来实现整个数据中心的绿色，IBM在北美某地建设了一个占地2500平方米的绿色数据中心，通过绿色手段节省了50%的整体开销。
资料来源：
《通信产业报》（网）总编辑辛鹏骏与IBM大中华区副总裁访谈：
通信与IT融合：
“智慧的地球”落地的核心
2、欧盟“i-2010”欧洲信息社会战略（2010-2015）
为推动欧洲信息社会和媒体行业的发展，并创造更多的就业机会，欧盟委员会2009年通过了一个名为“i2010:
欧洲信息社会2010”的五年发展规划。
这是一个综合性的战略规划，旨在完善欧盟现有的政策手段，推动数字经济的发展。
政策手段主要体现在监管、研发以及与业界的合作等方面。
九个主题包括：
ICT促进经济增长与就业、低碳经济、ICT研究与创新、高速网络、开放的互联网、在线个人市场、创造力接入、国际ICT竞争、公共服务、为生活质量服务的ICT。
i2010计划实际上讲的就是信息通信技术对于经济生活的重要性以及由于数字融合而产生的技术变化。
i2010计划有三个支柱。
第一个支柱被称为信息空间。
希望创建一个单一的电信和内容市场。
这个单一市场已经初步建立起来了。
但是必须加强、改进，制定相应的法规，将内容与内容、内容与电信服务关联起来。
而且在政府管理体制上，2008年我们已经将与媒体和广播相关的机构同与电信相关的机构合并（信息和媒体总司）。
这是体制上的变化，它表明，融合带来了变化，而且也会改变我们解决问题的方式。
第二个支柱与创
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