物联网行业分析报告Word格式.docx

1、一、技术在物品安全追踪管理中应用二、智能排污监控截断污染源头 三、放流鱼有了“身份证”四、实时医疗监护五、铁路车号自动识别系统附录：技术名词解释引言：在过去的三十年里，电子计算机的广泛应用使我们的工作效率和管理水平大大提升；以集成电路为基础的小型家电产品，使人们的生活水平不断提高；个人计算机走进千家万户，成为人们学习和生活的帮手；日新月异的通讯手段，缩短了人们之间的距离。人类进入了电子信息时代。在当今，读写器扫描身份证就可以识别个人信息；装有识别芯片的汽车可以不停留的通过公路收费站；装有RFID芯片的列车，可以被全程监控；红外电子保安可以自动预报异常情况。随着科技的不断发展。我们将从“人与人”

2、交流的信息时代迈向“物与物”交流的智能化时代。2009年11月3日，温家宝总理在人民大会堂向首都科技界发表了题为让科技引领中国可持续发展的讲话。他提出：“要着力突破传感网、物联网关键技术，及早部署后IP时代相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的发动机”。 这篇讲话对中国物联网的发展目标提出明确要求，把对物联网概念的研究推向了新的高潮。在中国，“物联网”一词随即成为炙手可热的名词。许多专家预言“物联网”将是继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮，它将彻底改变人们的生活方式，带动万亿级的产业发展，成为信息化发展的新的推动力量。“物联网”作为一个信息技术的新生事物，它是

3、怎么形成的？它是怎么实现的？它又能为我们做些什么呢？它会如何发展呢？为此，我们有必要进行一些探讨。“物联网”一词最早出现于比尔盖茨1995年未来之路一书，在书中，比尔盖茨提及Internet of Things的概念，并以此设想未来的世界。但当时无线网络、硬件及传感设备的发展状况与设想有很大差距，因此未引起世人的重视。1998年美国麻省理工学院的一位天才教授提出了EPC（Electronic Product Code）开放网络（物联网）构想，在国际条码组织（EAN.UCC）、宝洁公司（P&G）、可口可乐、沃尔马、联邦快递、雀巢、英国电信、PHILIPS、IBM全球 83跨国公司的支持下，开始了

4、这个发展计划。 1999年在中国物联网被称为传感网，中科院启动传感网的研究，并取得了一些科研成果。2005 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）发布了ITU 互联网报告2005：物联网，正式提出了“物联网”的概念。报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的应用。物联网概念的兴起，很大程度上得益于国际电信联盟（ITU）2005 年以物联网为标题的年度互联网报告。然而，ITU 的报告对物联网缺乏一

5、个清晰的定义。 在不断发展过程中，众多国内外机构与专家形成共识物联网就是“物物相连的智能互联网”。这包含三个意思：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；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；三、该网络具有智能属性，可进行智能控制、自动监测与自动操作。因此形成了现在公认的定义：物联网是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 但在物联网发展初期，我们应该从两个方面理解这个概念：从广义来

6、讲，物联网是一个未来发展的愿景，是“泛在网络”，能够实现人在任何时间、任何地点、使用任何网络与任何人与物的信息交换；从狭义来讲，物联网是物品之间通过传感器连接起来的局域网，不论接入互联网与否，都属于物联网的范畴，这个网络可以不接入互联网，但如果需要也可以随时接入互联网。物联网用途广泛，遍及智能交通、物流管理、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。据相关专家介绍，“十二五”期间，物联网重点投资智能电网、智能交通、智能物流、智能家居、环境与安全检测、工业与自动化控制、医疗健康、精细农牧业、金融与服

7、务业、国防军事十大领域，其中“十二五”期间智能电网的总投资预计达2万亿元，居十大领域之首，专家预计到2015年物联网在该领域将形成核心技术的产业规模2000亿元。物联网拥有广阔市场前景，它是将新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把各种感应、传感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，然后将物联网与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制。这一完整的系统体系具备四个特征：1、实时性由于信息采集层的工作可以

8、实时进行，所以，物联网能够保障所获得的信息是实时的真实信息，从而在最大限度上保证了决策处理的实时性和有效性。2、大范围由于信息采集层设备相对廉价，物联网系统能够对现实世界中大范围内的信息进行采集分析和处理，从而提供足够的数据和信息以保障决策处理的有效性，随着Ad-hoc 技术的引入，获得了无线自动组网能力的物联网进一步扩大了其传感范围。3、自动化物联网的设计愿景是用自动化的设备代替人工，三个层次的全部设备都可以实现自动化控制，因此，物联网系统一经部署，一般不再需要人工干预，既提高了运作效率、减少出错几率，又能够在很大程度上降低维护成本。4、全天候由于物联网系统部署之后自动化运转，无需人工干预，

9、因此，其布设可以基本不受环境条件和气象变化的限制，实现全天候的运转和工作。从而使整套系统更为稳定而有效。在以上基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，使得连接在物联网上的各种机器、设备和基础设施达到智慧状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。既然物联网的用途怎么广泛，为我们带来如此多的帮助，那么它具体又是怎么实现的呢？物联网是在计算机互联网的基础上，利用数据通信技术等现代信息技术手段，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”，在这个网络中，物品（商品）能够彼此进行“交流”，而无需人的干预，如图：上面是一张物联网结构拓扑图，可以看到物联网

10、结构大致可以分为三个层次：感知层、网络层（也可以叫传输层）、应用层。如果细分，感知层又可以分为感知层和信息汇集层；网络层又可以分为传输层和运营层。感知层好比人体结构中的皮肤和五官，它的功能主要是识别物体和采集信息并将其转化为可供处理的数字化信息。物联网所采集的信息主要有如下种类：* 传感信息：如温度、湿度、压力、气体浓度、生命体征等；* 物品属性信息：如物品名称、型号、特性、价格等；* 工作状态信息：如仪器、设备的工作参数等；* 地理位置信息：如物品所处的地理位置等。目前该层上应用比较多的技术是二维码标签与识读器、RFID标签与读写器、摄像头、GPS、传感技术、终端等。信息汇集层就象人体结构中

11、分布在各感知器官上的神经源，该层的主要任务是将信息采集层采集到的信息，通过各种网络技术进行汇总，将大范围内的信息整合到一起，以供处理。在这个层上主要涉及无线传感网络技术（WSN）、无线保真技术（Wi-Fi）、GPRS等。传输层相当于人体结构中的神经系统，主要功能是负责将信息汇集层获取到的电子信号进行传递。信息汇集层主要是通过通信与互联网的融合网络、网络管理中心进行实现，主要技术有通讯网、3G网络、GPRS网络、广电网络、NGB广域网络等运营层就相当于人体中的大脑，其功能不言而喻，负责对电子信号的分析、计算，并加工成可用数据。信息中心和智能处理中心将可以实现这样一个复杂的功能。其涉及相关技术如企

12、业资源计划（ERP）、专家系统、云计算等。应用层是物联网的最终收益者，它将通过网络层获取运营层处理过的信息，并与本行业需求相结合，开发各类行业应用解决方案，实现智能化行业应用。产业发展的第一个共性问题壁垒，就是所遵循的标准问题。如果不同行业应用的技术和产品各不相同，没有一个统一的标准，那么就无法实现真正意思上的互通互联，物联网的发展很难实现“泛在网络”这一最终目标。在当今世界，有哪些物联网标准可供企业参考呢？目前，在物联网概念下，全球已有多个国家和组织正在制订对应标准，主要力量有：EPCglobal、ISO、AIM global、UID、IP-X等。以上组织均加速向中国输出，并都已经在中国达到

13、不同程度的应用。 EPC标准是当今国际上应用最广泛的标准之一,由五个基本要素组成：产品电子代码（EPC）、射频识别系统（EPC标签和识读器）、发现服务（包括ONS）、 EPC中间件、 EPC信息服务（EPCIS）。表1 EPC体系架构系统构成主要内容注释产品电子编码体系EPC编码标准识别目标的特定代码射频识别系统EPC标签贴在物品上或内嵌在物品中读写器识读EPC标签信息网络系统EPC中间件物联网的软件支持系统对象名解析服务（Object Naming Service）实体标记语言（Physical Makeup Language, PML）EPC信息服务（EPC Information Ser

14、vice） 国际标准化组织制订的ISO标准体系中，经过我们的研究和总结，包含物联网相关技术体系的标准系列如下，ISO 14443标准系列, ISO 18000标准系列, ISO 10373标准系列, ISO 15693标准系列, ISO 19762标准系列, ISO 24730标准系列等。 UID Center是日本主推的标准。UID组织已经在全球21个地区设立办事机构，进行推广。中国地区的办事机构包括北京、大连、上海、台北等4个地区。UID的技术架构由如下部分组层：Ucode Tags（由UID中心进行认证）, Ubiquitous Communicator （UC）, Ucode Reso

15、lution Server. AIM Global是国际自动识别制造商协会，其技术体系包括条形码技术、二维码技术、射频识别技术、生物特征识别技术等版块。AIM在中国具有国家级会员AIM China（中国自动识别技术协会）。 IP-X标准是由IPICO推动的国际标准之一，其系统结构汇总成如下表格：表2 IP-X体系结构描述组织简介 IPICO是提供闭环射频识别技术和物联网络的营利性组织，面向产品和服务由全球供应商提供的垂直市场。核心技术 拥有射频识别空中接口协议称为IP X协议，以及正在开发的物联网络协议。该协议能使芯片设计在多种应用环境下达到广泛的技术可行性。产品形态 IP-X自行设计生产或者

16、OEM全套生产线：各种射频识别接口，（单频/双频）标签，（单频/双频）读取器，设备管理中间件，提供了射频识别基础设施。这些产品经过优化，可以兼容IP - X芯片和EPC标准产品。发展策略 与主要合作伙伴、顾问、系统集成商、制造商提供闭环物联网络方案。对应芯片 IP-X的芯片产品由瑞士EM微电子制造.全球推广 拥有相关协议技术和芯片组，可以授权专利技术给合作伙伴做应用开发。2005年10月，中国信产部电子标签标准工作组成立。下设7个工作组：总体组、标签与读写器组、频率与通信组、数据格式组、应用组、信息安全组、知识产权组。2007年11月，在国标委的牵头下，成立中国传感器网络标准化工作组。有成员单

17、位80余家，共同推进中国传感器网络系列标准的制定。2009年8月，温家宝考察无锡高新微纳传感网工程技术研发中心时提出“感知中国”中心；同年12月，在国家7项战略方向部署中、物联网被列在第3项信息产业中。 2010年，中国传感器网络标准化工作组参加国际传感器网络国际标准工作组（WGSN）的第一次工作会议，带去了两份标准草案中，一个是创新网络协同信息处理的标准草案，一个是创新网络总体架构的标准草案。物联网产业链结构非常完整，从元器件到设备、从软件产品到信息服务，物联网每个功能层都包含了硬件产品、硬件设备到软件产品、系统方案，还有行业系统的运维服务。一般认为较完整的物联网产业链主要包括芯片与技术提供

18、商、应用设备提供商、网络提供商、软件与应用开发商、系统集成商、运营及服务提供商等六大环节，如图：1、芯片与技术提供商芯片与技术是物联网产业发展的基础上游市场，主要包括RFID芯片（包括二维码技术应用、电子标签等技术）、传感器芯片和系统芯片等核心芯片设计和生产商。 目前中国在这个领域技术水平与发达国家相比还有很大差距，特别是高端市场。2、应用设备提供商物联网应用设备主要是具有一定独立功能的感知层的末端设备，典型设备如传感节点设备、传感器网关等末端网络产品设备，以及射频识别设备、传感系统及设备、智能控制系统及设备等。感知层末端设备的制造和广泛应用是中国物联网产业发展的关键。3、网络提供商对于物联网

19、数据传输提供支撑和服务，包括互联网、电信网、广电网、电力通信网、专网以及其它网络等。4、软件与应用开发商物联网的核心软件包括：（1）与感知层相关的主要软件产品包括：微操作系统、嵌入式操作系统、实时数据库、运行集成环境、信息安全软件、组网通信软件等产品。（2）与处理层相关的软件产品包括：网络操作系统、数据库、中间件、信息安全软件等软件开发商。其中，中间件是物联网应用中的关键软件，它是衔接相关硬件设备和业务应用的桥梁，主要是对传感层采集来的数据进行初步加工，使得众多采集设备得来的数据能够统一，便于信息表达与处理、使语义具有互操作性、实现共享，便于后续处理应用，对传感网中间件比较普遍的分类是两类：一

20、类是传感数据采集中间件，完成传感数据从相关硬件设备的采集，过滤和合并；一类是传感数据管理中间件，完成传感数据的存储、维护、访问和聚合。目前IBM、EPCglobal、Oracle、SAP等研究机构和厂商都在这方面加大投入，成为竞争的焦点。（3）行业解决方案提供商：应用和服务于各行业或各领域的系统软件企业，以及提供各种解决方案。目前，物联网的应用遍及智能电网、智能交通、智能物流、智能家具、环境保护、医疗卫生、金融服务业、公共安全、国防军事等领域，根据不同行业应用特点，需要提出个性化的解决方案。5、系统集成商根据客户需求，将实现物联网的硬件、软件和网络集成为一个完整解决方案提供给客户的厂商。部分系

21、统集成商也提供软件产品和行业解决方案。6、运营及服务提供商指行业的、领域的物联网应用系统的专业运营服务商，为客户提供统一的终端设备鉴权、计费等服务，实现终端接入控制、终端管理、行业应用管理、业务运营管理、平台管理等服务。物联网在全球的开发和应用仍处于起步阶段，发达国家和地区抓住机遇，出台政策、进行战略布局，希望在新一轮信息产业重新洗牌中占领先机。目前国外物联网产业布局情况如下：领先的RFID和传感网企业主要集中在美国，尤其是加利福尼亚州北部的硅谷地区集中了大量的基础芯片和设备企业；欧盟在基础通信芯片方面也具有一定的基础，由于欧盟的电信运营商关注物联网业务较早，目前拥有较多的M2M通信模块企业，

22、为M2M提供设备支撑；日本和韩国的物联网企业以电信运营商为主。1、美国在物联网技术基础方面占有绝对优势在基础芯片和通信模块方面，德州仪器是数字嵌入及应用处理半导体解决方案供应商，在物联网领域提供ZigBee芯片和移动通信芯片产品；英特尔作为计算机、网络和通信产品制造商，在物联网方面能够提供WiFi芯片、蓝牙芯片、WiMAX（全球微波互联接入）芯片和RFID芯片产品；意法半导体、高通、飞思卡尔等芯片企业也可以提供物联网所需的基础通信芯片。此外，Telit、Cinterion等通信模块企业将通信芯片整合成能够独立完成通信功能的模块，可以直接嵌入到设备中使其拥有通信能力。在传感网和RFID方面，美国

23、是传感网技术的发源地，目前在全球市场处于领先地位，拥有CrossbowTechnology、DustNetworks、EkaSystems等全球领先的传感网公司。目前全球主要的RFID企业也集中在美国，包括AeroScout、SaviTechnology、RFCode等。美国在物联网产业上的优势正在加强与扩大。国防部的“智能微尘”（SMART DUST）、国家科学基金会的“全球网络研究环境”（GENI）等项目提升了美国的创新能力；由美国主导的EPCglobal标准在RFID领域中呼声最高；德州仪器（TI）、英特尔、高通、IBM、微软在通信芯片及通信模块设计制造上全球领先；物联网已经开始在军事、

24、工业、农业、环境监测、建筑、医疗、空间和海洋探索等领域投入应用。2、欧盟出台系列政策促进物联网技术研发和应用欧盟将ICT技术作为促进欧盟从工业社会向知识型社会转型的主要工具，致力于推动ICT在欧盟经济、社会、生活各领域的应用，提升欧盟在全球的数字竞争力。物联网及相关技术发展方面，欧盟在RFID和物联网方面进行了大量研究应用，通过FP6、FP7框架下的RFID和物联网专项研究进行技术研发，通过竞争和创新框架项目下的ICT政策支持项目推动并开展应用试点。2009年9月15日，欧盟发布欧盟物联网战略研究路线图，提出欧盟到2010、2015、2020三个阶段物联网研发路线图，并提出物联网在航空航天、汽

25、车、医药、能源等18个主要应用领域和识别、数据处理、物联网架构等12个方面需要突破的关键技术。目前，除了进行大规模的研发外，作为欧盟经济刺激计划的一部分，欧盟物联网已经在智能汽车、智能建筑等领域进行应用。3、日本国家战略推动物联网发展日本是世界上第一个提出“泛在”战略的国家，2004年日本政府在两期E-Japan战略目标均提前完成的基础上，提出了“U-Japan”战略，其战略目标是实现无论何时、何地、何物、何人都可受益于ICT的社会。物联网包含在泛在网的概念之中，并服务于U-Japan及后续的信息化战略。通过这些战略，日本开始推广物联网在电网、远程监测、智能家居、汽车联网和灾难应对等方面的应用

26、。4、韩国通过国家战略在物联网应用方面抢占先机2004年，韩国提出为期十年的U-Korea战略，目标是“在全球最优的泛在基础设施上，将韩国建设成全球第一个泛在社会”。2009年10月13日，KCC通过了基于IP的泛在传感器网基础设施构建基本规划，将传感器网确定为新增长动力，据估算至2013年产业规模将达50万亿韩元。KCC确立了到2012年“通过构建世界最先进的传感器网基础实施，打造未来广播通信融合领域超一流ICT强国”的目标。为实现这一目标，确定了构建基础设施、应用、技术研发、营造可扩散环境等四大领域、12项课题。1、官方启动研发项目中国科学院早在1999 年就启动了传感网研究，组成了200

27、0 多人的团队，已经投入数亿元，目前已拥有从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链。2、列入国家中长期发展规划政府高度重视物联网的研发和应用工作，国家中长期科学与技术发展规划（20062020 年）和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中均将传感网列入重点研究领域。“射频识别（RFID）技术与应用”也于2006 年作为先进制造技术领域的重大项目列入国家高技术研究发展计划（863 计划）。3、温家宝总理三次发表关于物联网的讲话1）2009 年温家宝总理在江苏考察时，参观中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心时，当听取中心负责人关于中国传感网发展和运用的汇报后说，“当计算机和互联网产业大规模发

28、展时，我们因为没有掌握核心技术而走过一些弯路。在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”。在传感网的发展上，温总理说，至少三件事情可以尽快去做：一是把传感系统和3G中的TD 技术结合起来;二是在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展;三是尽快建立中国的传感信心中心，或者叫“感知中国”中心。2）国务院总理温家宝在人民大会堂向首都科技界发表了题为让科技引领中国可持续发展的讲话中指出：要着力突破传感网、物联网关键技术，及早部署后IP 时代相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的“发动机”。3）在经历历史罕见的国际金融危机之后，国务院总理温家宝到上海、江苏考察工作时又一

29、次发表了关于互联网发展的讲话。温总理是在观看了南京三宝集团有限公司发医药物联网新兴技术后，了解了企业自主开发的射频识别技术在海关物流监控领域的应用，对他们取得的成绩表示赞赏。当听说企业超高频芯片技术问题还没有完全解决时，温家宝嘱咐企业负责人，一定要下大力气攻克这个技术难关，大力发展物联网产业。4、全国人大会议提出加快物联网应用 国务院总理温家宝在十一届全国人大三次会议上作政府工作报告时说，国际金融危机正在催生新的科技革命和产业革命。发展战略性新兴产业，抢占经济科技制高点，决定国家的未来，必须抓住机遇，明确重点，有所作为。要大力发展新能源、新材料、节能环保、生物医药、信息网络和高端制造产业。积极

30、推进新能源汽车、“三网”融合取得实质性进展，加快物联网的研发应用。加大对战略性新兴产业的投入和政策支持。这是温家宝总理在政府工作报告中首次专门提及物联网，对物联网行业，既是一个鼓舞，更是一个机遇。5、国务院正式文件提及物联网建设国务院（2010）32号国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定中指出战略性新兴产业是引导未来经济社会发展的重要力量。发展战略性新兴产业已成为世界主要国家抢占新一轮经济和科技发展制高点的重大战略。其中在“战略性新兴产业发展的重点方向和主要任务”部分中第二条“新一代信息技术产业”专门指出：“加快建设宽带、泛在、融合、安全的信息网络基础设施，推动新一代移动通信、下一代互联网核心设备和智能终端的研发及产业化，加快推进三网融合，促进物联网、云计算的研发和示范应用。”6、物联网被写入“十二五”规划 国家“十二五”规划明确提出，物联网将会在智能电网、智能交通、智能物流、金融与服务业、国防军事十大领域重点部署。7、各地方政府重要举措 2008 年11 月，中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心（国内目前研