中国物联网的现状及其发展因素分析
2010-08-10
作者:房 夏
来源:来源:电子技术应用2010年第6期
2009年,一个几乎被遗忘的概念——“物联网”正悄然火起来。8月7日,国务院总理温家宝在无锡微纳传感网工程技术研发中心视察并发表重要讲话时表示,中国要抓住机遇,大力发展物联网技术。8月26日,工信部总工程师朱宏任在中国工业经济运行2009年夏季报告会上指出,我国正在高度关注、重视物联网方面的研究。9月11日,工信部传感器网络标准工作组的成立,标志着我国将加快制定符合我国发展需求的传感网技术标准,力争主导制定传感网国际标准。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,再次强调科学选择新兴战略性产业非常重要,并指示要着力突破传感网、物联网关键技术。
2010年“两会”上,温家宝总理首次将物联网写入政府工作报告,众多代表委员聚焦物联网,并建议将其作为国家战略来抓,可见其对于我国在今后夺取全球产业链制高点的重大意义。
对于很多人来说,物联网似乎是一夜之间冒出来的新概念,但实际上早在1999年物联网的概念就已经提出。所谓物联网,即把所有物品通过射频识别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》。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,都可以通过互联网主动进行交换。射频识别技术(RFID)、 传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。专家认为,该报告的发布标志着世界范围的物联网时代正式来临。
美国麻省理工大学的研究人员最早提出“物联网”概念时指出,所谓“物联网”是指通过射频识别(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,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,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。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。在“物联网”的构想中,RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息,通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统,实现物品(商品)的识别,进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享,实现对物品的“透明”管理。
“物联网”概念的问世,打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开:一方面是机场、公路、建筑物,而另一方面是数据中心、个人电脑、宽带等。而在“物联网”时代,钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施。具体地说,就是把感应器嵌入、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,配置有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。从而使人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活,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。
经过了近几年的市场及大环境的培育,随着技术的创新及互联网和信息产业的快速发展,“物联网”已经形成一定的市场规模。Forrester Research从市场的角度指出,“物联网”有关的技术、产品和应用的全球市场价值将会从2008年的20亿美元增长到2012年的115亿美元。应该说,“物联网”的发展前景非常乐观,市场潜力也十分巨大。但是这些并非一朝一夕就能够实现,它需要政府、企业、行业协会、媒体乃至公众共同努力。同时,有专家预测,“物联网”将是继计算机互联网之后的第三次信息产业的浪潮。也有专家预测,未来十年内,“物联网”将会得到广泛的应用,而且会带来上万亿规模的科技市场。
国外及欧美国家对于“物联网”也非常重视,2008年底,IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”的概念,即把感应器嵌入和装备到全球每个角落的电网、铁路等各种物体中,普遍连接形成物联网,然后通过超级计算机和“云计算”将物联网整合,最终实现“互联网+物联网=智慧的地球”。这一概念提出后受到美国各界的高度关注,甚至有分析认为这一构想极有可能上升至美国的国家战略,并在世界范围内引起轰动。IBM前首席执行官郭士纳曾提出一个重要的观点,认为计算模式每隔15年发生一次变革。这一判断像摩尔定律一样准确,人们把它称为“十五年周期定律”。1965年前后发生的变革以大型机为标志;1980年的变革则以个人计算机的普及为标志;1995年前后则发生了互联网革命。每一次这样的技术变革都引起企业间、产业间甚至国家间竞争格局的重大动荡和变化。而互联网革命在一定程度上是由美国“信息高速公路”战略所催熟。20世纪90年代,美国克林顿政府计划用20年时间,耗资2 000亿~4 000亿美元,建设美国国家信息基础结构,由此创造了巨大的经济和社会效益。而今天,“智慧的地球”战略被不少美国人认为与当年的“信息高速公路”有许多相似之处,同样被他们认为是振兴经济、确立竞争优势的关键战略。该战略能否掀起如当年互联网革命一样的科技和经济浪潮,不仅为美国所关注,更为世界所关注。
毫无疑问,如果“物联网”时代来临,人们的日常生活将发生翻天覆地的变化。我们正走向“物联网”时代,但这个过程可能还很漫长。
一个新兴产业从诞生到被世人所熟知通常经历四个阶段:
第一个阶段为幻想阶段,这个时期为产业发展的最初期,人们只有先去设想、幻想,然后才能朝这个方面努力。
第二个阶段为技术研发阶段,目前美国、欧盟等都在投入巨资深入研究探索物联网。而工业和信息化部总工程师朱宏任表示,我国也高度关注、重视物联网的研究,工业和信息化部会同有关部门在新一代信息技术方面开展研究,以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。据悉,我国已经规划2020年之前投入3.86万亿元资金用于物联网研发。
第三个阶段为实验阶段,此时将进行小范围的试用和检测,这是从理论走向实践的第一步,目前一些企业已开始尝试物联网商用,如IBM的“智慧地球”。在商用领域我国相关企业也开始了探索,在2009中国国际信息通信展览会上,三大电信运营商不约而同地开始试水物联网。
此次展会上,中国移动的手机钱包和手机购电业务非常吸引眼球。据了解,该业务可被应用于超市、餐厅等小额支付场合,无需更换手机,只需更换一张SIM卡即可。同时,中国移动的物联网展台还展示了物流信息化、企业一卡通、公交视频、校讯通、手机购电等主题。中国联通则以“无线环保检测平台”展位亮出物联网招牌。该业务通过3G网络,既可实时对水表、灌溉、水文、水质等动态数据进行监测,又可对空气质量、碳排放和噪音进行监测。
第四个阶段为全面推广阶段,这也是投入资金最大的时期。专家指出,一但大规模商用,大量基础设施的建设和终端产品的全面推广势必将推动电信、信息存储处理、IT服务整体解决方案市场等众多相关市场的发展。因此,物联网被视为比互联网大30倍的产业,是下一个万亿级的信息技术产业,其或将成为未来经济发展的重要增长点。
虽然目前物联网刚从理论走向实践,但已经初步形成了一个产业链,现在最大的问题在于,人们把焦点更多地放在了下游,而不是上游。上游企业由于技术标准、成本以及规模等方面的问题,还处于起步阶段。物联网的核心技术在于RFID,国内相关产业目前的状况是缺乏核心技术,不具备规模效应。其实RFID并不是一项复杂的技术,最重要的问题是标准。美国起步较早,在该领域占有的专利数已经达到全世界的50%;欧盟、日本的RFID技术也相对成熟;中国由于起步较晚,到2005年专利数仅为美国的6.5%。缺乏核心技术的后果就是国内企业必须高价引进技术或产品,这就会进一步拉高成本。
物联网发展的另一个瓶颈是规模。物联网与3G相似,关键在于数据处理和整合,仅仅一台终端没有任何意义,大面积地覆盖既可以降低成本,又具有海量信息供分析和筛选,从而得到有价值的信息。有专家表示,影响物联网规模化的因素有很多,比如上游企业缺乏技术优势,中下游企业应用开发程度不够以及消费者接受度不足等,这一切都导致覆盖成本相对较高,很容易形成一个死循环:无规模导致成本高,成本高又加大规模化难度。有推断称,3G要在3~5年后才能迎来爆发期,由此可以看出,物联网还需要走很长的路。目前我们需要做的是上游产业建设,以技术推动下游的应用,同时积极探索下游的应用模式,以应用拉动上游的产业建设。