物聯網概念的提出始於1999年,是指基於互聯網、射頻識別技術等構造的一個實現全球物品資訊,即時共用的實物互聯網。ITU於2005年發布的報告曾描繪物聯網時代的場景:當司機出現操作失誤時,汽車會自動報警;公事包會提醒主人忘記帶了什麼東西;衣服會告訴洗衣機對顏色和水溫的要求等。
物聯網也被認為是繼電腦、互聯網的應用普及之後,興起的世界資訊技術革命第三次浪潮,其應用範圍幾乎覆蓋了各行各業,也將帶動相關行業的技術進步和快速發展,這些行業包括傳感設備、網路設備、有線網路、無線通信、廣電網、智慧交通、安全、監控、醫療等。美國研究機構Forrester預測,物聯網所帶來的產業價值要比互聯網大30倍,將會形成下一個萬億元人民幣級別的通信業務。到2020年之前,全球接入物聯網的終端將達到500億個。
2009年的中國可視作物聯網元年,2009年8月溫家寶總理在考察中科院無錫高新微納傳感網工程技術研發中心時明確指示:要早一點謀劃未來,早一點攻破核心技術,並要求儘快建立中國的傳感資訊中心,或叫感知中國中心。2009年底溫家寶總理向北京科技界更進一步指出:要著力突破傳感網、物聯網關鍵技術,及早部署後IP時代相關技術研發,使資訊網路產業成為推動產業升級,邁向資訊社會的發動機。2010年3月溫家寶總理的政府工作報告又指出:要大力培育戰略性新興產業,積極推進新能源汽車、三網融合取得實質性進展,加快物聯網的研發應用,加大對戰略性新興產業的投入和政策支持。
政府的呐喊與力推使物聯網在中國各地得到普遍重視。從全中國層面看,十二五發展規劃和七大戰略性新興產業發展規劃中,物聯網都成為關鍵字;從地方來看,無錫、深圳、廣州、上海等地都在加大資金、加強政策上的支持,希望在物聯網的標準制定、核心技術研發、產業應用等層面獲得突破,實現物聯網產業真正破局。在此背景下,中國物聯網在過去1年多的時間裡發展迅速,在資金、技術、人才等方面都有新的突破,如資金方面,2010年5月大唐電信科技股份有限公司與江蘇物聯網研究發展中心、無錫市國聯發展(集團)有限公司、無錫新區創新創業投資集團有限公司簽署合作協議,共同發起成立總規模為50億元人民幣的「中國物聯網產業投資基金」,這也是中國首支物聯網產業基金。
圖1:中國物聯網各層面進展 Source:拓墣產業研究所整理,2011/10
物聯網在政策層面得到了國家的大力扶持。2010年9月物聯網技術作為新一代資訊技術的重要組成部分,而被列為中國的戰略性新興產業,繼而被提到國家戰略高度。2010年10月「十二五」規劃明確表示戰略新興產業是國家未來重點扶持的物件,其中新一代資訊技術又是重中之重,主要聚焦在下一代通信網路、物聯網、三網融合、新型平板顯示、高性能積體電路和高端軟體等範疇。除此之外,中國已將物聯網明確列入《國家中長期科學技術發展規劃(2006~2020年)》和2050年國家產業路線圖。
「十二五」規劃明確提出,要發展寬頻融合安全的下一代國家基礎設施,推進物聯網的應用。據悉,發改委已委託中國工程院組織專家編寫物聯網「十二五」規劃,「十二五」期間,物聯網將重點投資智慧電網、智慧交通、智慧物流等十大領域,其中智慧電網的總投資預計達2萬億元人民幣,居十大領域之首。工業和資訊化部也已經將物聯網規劃納入到「十二五」的專題規劃,正在積極研究和推進。
自2009~2020年,中國「堅強智慧電網」將分為3個階段發展,從初期的規劃試點階段到「十二五」期間的全面建設階段,「十三五」時期的引領提升階段,智慧電網建設總投資規模約4萬億元人民幣。2011~2015年為規劃的全面建設階段,此階段投資約2萬億元人民幣,居十大領域之首;2016~2020年智慧電網基本建成階段投資1.7萬億元人民幣。預計到2015年建成50個面向物聯網應用的示範工程,5~10個示範城市,形成核心技術的產業規模2,000億元人民幣,其中感測器100億元人民幣,系統和試驗檢測700億元人民幣,晶片、中間件和集成模組及設備產業的產業規模600億元人民幣,工程實施、服務開發系統和運維600億元人民幣。
目前智慧電網的主要專案應用有電力設備遠端監控、電力設備運營狀態檢測、電力調度應用等。智慧交通和智慧物流主要應用於在車輛資訊通信、車隊管理、商品貨物監測、互動式汽車導航、車輛追蹤與定位等。
圖3:中國「堅強智慧電網」3階段 Source:拓墣產業研究所整理,2011/10
在未來,中國將繼續在多方面給予物聯網政策支持。在「十二五」期間,中國將制定和推廣應用中國自主編碼體系,突破核心技術和重大關鍵共性技術,初步形成從感測器、晶片、軟體、終端,整機、網路到業務應用的完整產業鏈,培育一批具有較強國際競爭力的物聯網產業領軍企業。同時,重點推動以物聯網為特徵的智慧物流產業發展,2013~2015年逐步形成物流資訊化的體系,2015年初步建立起與國家現代物流體系相適應的協調發展的物流資訊化體系。
圖4:Telematics服務分類 Source:拓墣產業研究所整理,2011/10
自2009年無錫成為「感知中國」中心後,物聯網概念在中國迅速升溫,各地紛紛出台相關規劃,大力發展物聯網產業基地。進入2011年,這種態勢仍在延續,各地爭相投資物聯網,紛紛公布自己的物聯網發展計畫。
在物聯網建設熱潮中,江蘇、廣東、浙江均大規模規劃建設物聯網產業園區,預測產值均達到上千億元人民幣,居於領先地位。
江蘇省的物聯網起步最早,2009年11月底無錫市國家傳感網創新示範區(中國傳感資訊中心)正式獲得國家批准。根據《無錫市傳感網產業發展建設規劃》,中國傳感資訊中心空間規劃總面積20平方公里,首期總面積10.8平方公里,涵蓋了產、學、研、生活配套的空間布局,主要由傳感網創新園、傳感網產業園、傳感網資訊服務園組成,但江蘇發展物聯網並非僅限於無錫,而是以無錫為產業核心區,蘇州、南京為產業支撐區,構築物聯網產業基地,並面向全省建設應用示範先行區。
廣東省GDP及外貿都佔有中國較大份額,既是製造大省又是物流大省,這些領域都是物聯網發揮作用之處,而廣東的資訊化基礎也為物聯網應用創造了條件。廣東將把廣東省無線射頻識別產業(番禺)園區、中國移動南方基地、廣東省衛星導航產業示範基地等,作為廣州市物聯網產業的重要載體。其中,廣州市規劃將創建廣東省物聯網產業基地,形成較大規模物聯網產業集群,深圳也將在蛇口工業區建設深圳首個物聯網應用示範產業園區。
在浙江省,2010年3月成立了物聯網產業規劃編制小組,計畫把浙江打造成國家級物聯網產業基地,建成以杭州為核心,嘉興、溫州樂清為「兩翼」的物聯網產業集群,成立物聯網「產學研用」聯盟,設立浙江省物聯網產業發展專項資金。
除了長三角、珠三角的省市之外,內陸地區也不甘寂寞,如位於西南的成都,2010年10月就有一批物聯網項目在此落戶,簽約的物聯網投資將超過100億元人民幣,專案內容包括「感知成都」物聯網產業化專案、天府智慧園項目、RFID涉車測試中心,以及九洲物聯網產業化基地、RFID晶片研發製造基地、電站監測控制設備生產及制動化系統裝置中試檢測基地等專案。
此外,2010年8月四川物聯網安全技術產業等8個項目已經落戶成都雙流縣,協議總金額達到60.2億元人民幣。按照成都市的計畫,這批專案建成後,雙流縣將擁有中國首個物聯網安全科技產業基地、首個物聯網技術MICT產業基地、首個物聯網智慧型儀器表產業基地和首個物聯網智慧集控中心。
表1:中國各地物聯網發展規劃
省市 |
時間 |
規劃 |
目標 |
江蘇 |
自2009年起規劃 |
《2009~2012年物聯網產業發展規劃綱要》 |
至2012年,產業銷售收入超過1,500億元人民幣;至2015年,產業銷售收入超過4,000億元人民幣 |
廣東 |
2010年12月 |
《關於加快發展物聯網建設智慧廣東的實施意見》 |
到2012年,產業總產值超1,000億元人民幣 |
浙江 |
2010年12月 |
《浙江省物聯網產業發展規劃(2010~2015年)》 |
到2015年,年主營業務收入突破2,000億元人民幣 |
上海 |
2010年4月 |
《上海推進物聯網產業發展行動方案(2010~2012年)》 |
主攻感測器和晶片。產業發展以嘉定、浦東為基地 |
福建 |
2010年4月 |
《福建省加快物聯網發展行動方案》 |
2012年實現相關產業產值300億元人民幣 |
山東 |
2010年12月 |
《山東省物聯網產業發展規劃綱要(2011~2015年)》 |
用5年左右時間,實現產業規模超過2,000億元人民幣,以濟南、青島等市為主要承載地 |
大連 |
2010年12月 |
大連高新區物聯網產業基地發展規劃 |
2015年總產值超過1,460億元 人民幣 |
鄭州 |
2010年1月 |
「三五六六」戰略 |
2015年實現產業規模300億元 人民幣 |
成都 |
2010年6月 |
《成都市物聯網產業發展規劃(2010~2012年)》 |
2012年產業規模達300億元 人民幣以上 |
註:若已有省級規劃,其下屬城市規劃不再列入。
Source:拓墣產業研究所整理,2011/10
到2011年2月為止,中國已有十餘個省市規劃了物聯網產業基地或園區。
除了物聯網產業園區,各地還紛紛搶佔物聯網產業的核心地位,試點物聯網概念向產業轉型,組織各大物聯網企業、科研院所、高等院校、營運商等,成立物聯網聯盟,其發展目標雖略有差別,但均為提高地方物聯網產業的核心競爭力,促進全中國物聯網產業的快速發展。到2011年2月為止,已有北京、杭州、成都、武漢、河南、西安、上海、無錫、南京、天津等地成立了物聯網聯盟,只要假以時日,眾多的物聯網產業聯盟組織對打造物聯網產業鏈、促進各環節協同合作、加快技術研發、標準制定和應用推廣等方面的推動作用將逐步顯現出來。
物聯網標準體系既包括底層技術的標準,如頻率、調製方式、介面標準等,也包括運營管理的標準,例如用戶認證、業務流程、業務標識等語法和語義。作為新一代資訊技術,目前世界各國在該領域均處於同一起跑線上,標準制定各自為政,缺乏溝通交流,而長期缺乏統一標準將影響物聯網產業的發展。事實上,目前歐盟及美國、日本等國紛紛加快物聯網研究,制定相關標準,但在很多關鍵領域上,美國與歐洲的物聯網標準也不統一,各國都藉著制定標準,積極謀求全球物聯網話語權,隨著時間的推移,這種爭奪日益激烈。
不僅國際上尚無統一的物聯網標準,即便在中國國內的行業、企業之間,物聯網應用標準也難以達成一致,導致物聯網項目難以互通,沒有統一的標準,物聯網廣域化全程全網的應用就難以實現。回顧2010年,物聯網應用在中國已經擴展到智慧電網、智慧交通、智慧物流、智慧家居、環保、城市管理、醫療健康、金融服務等10多個領域,但同時物聯網標準缺位也日益成為影響物聯網產業發展的焦點問題。標準缺位不僅無法實現物聯網的互聯互通,在某種程度上甚至將影響整個物聯網產業的發展。
針對物聯網產業發展面臨著標準不統一、跨領域應用門檻高、產業分工和商業模式不明晰等問題,有關部門正在探索物聯網相關標準的建立。在中國標準化管理委員會、工信部等相關部委的指導下,來自11個部門(行業)的21家現有標準化組織聯合宣導,並已於2010年6月成立了物聯網標準聯合工作組,積極推進物聯網標準化工作。
聯合工作組首先要搭建中國物聯網體系架構,然後分析研究哪些物聯網標準急需提前制定,最後才是分工合作,這其中涉及物聯網技術框架、物聯網支撐技術、物聯網產業體系等相關工作。聯合工作組正致力於實現10項目標:(1)提出標準戰略、建立國家物聯網標準體系,研製相關標準(RFID、感測器網、物聯網、移動支付);(2)確定需要自主研發的關鍵核心技術和產品,明確產業鏈建設的重點內容,搶佔制高點,掌握發展的主動權;(3)研究物聯網相關公共服務平台建設與現代服務業發展的重點;(4)確定應用開發與示範基地建設、工程研發中心和資訊安全管理中心建設;(5)建立物聯網相關行業應用的區域發展工程研究中心與示範基地;(6)明確國際合作的重點與內容,開展跨國應用示範專案的合作;(7)資訊化應用示範工程與推廣機制的建立;(8)智慧地球、感知中國,RFID與物聯網發展的機遇、挑戰與應對措施;(9)相關政策制定與綠色生態環境建設;(10)基於RFID和物聯網應用的物(產)品編碼體系建設、資料庫建設,以及基於物品的網上檢索系統建設與開展物聯網應用服務。
作為物聯網的關鍵環節,RFID和二維碼技術在國外的起步較早、發展較快,歐美等發達國家在晶片設計、終端設備和系統應用方面處於領先地位。而中國在物聯網領域的核心技術方面,相比發達國家依然存在相當的差距,在整個RFID產業鏈上,核心晶片研發、軟體發展與系統集成的關鍵技術仍然被中國以外的企業所掌控。不過中國科學院早在1999年就啟動了傳感網研究,在無線智慧感測器網路通信技術、微型感測器、感測器終端機、移動基站等方面取得大的進展,已擁有從材料、技術、器件、系統到網路的完整產業鏈。在世界物聯網領域,中國與德國、美國、韓國一起成為國際標準制定的主導國,未來發展值得期待。
中國物聯網產業鏈經過近幾年的發展已經日益完善,從感測器、晶片、終端、網路到業務都有了相應的企業進入。目前產業聯盟是產業鏈主要的合作形式,營運商是產業鏈的主導,扮演集成商和服務商角色。
與領先國家相比,中國物聯網產業鏈完善程度上存在較大差距,整個產業鏈條中,居於中下游的通信營運商和系統設備商都可稱世界級水準,其他環節則相對較弱。從規模上看,RFID和感測器是整個網路的最前端,所以潛在需求量最大。
由於物聯網牽涉的技術、產品極為多樣化,其物物相連的網路化特性也決定了僅靠單一企業的努力是遠遠不夠的,因此在應用的過程中,一些廠商選擇跨界合作。
先後推出物聯網冰箱、物聯網洗衣機等產品的家電巨頭海爾、美的就選擇與電信營運商合作。海爾的合作方是中國電信集團,雙方在eStore專案上簽訂戰略合作協議,達成跨界協作共識,確立了雙方在2011年「從網路應用到終端銷售的全方位合作」。幾乎在同一時期,將海爾視作競爭對手的美的電器與中國聯通簽署戰略合作協議,約定雙方將在合作開發、聯合行銷、通信服務等領域展開全面深入的戰略合作,共同促進雙方的業務發展和產品延伸。
物聯網應用方面,在交通、電力、治安、石化、衛生醫療、城市管理等各個領域,物聯網技術已經開始應用,並出現車聯網、數位城市、智慧電網、智慧交通等多種概念。不過值得注意的是,這些應用還只存在個別項目試點。
中國工業和資訊化部也指出,物聯網的應用涉及經濟社會發展的各個領域,有應用跨度大、產業分散度高、產業鏈長和技術集成高的特點,產業市場潛力很大,但形成物聯網萬億級產業規模還需要一個長期的過程。中國物聯網產業的發展將經歷3個階段:(1)先導應用階段;(2)應用推廣產業階段;(3)有顯著經濟外部性的階段。目前中國物聯網總體上處於基礎的階段,部分領域已初步有一些成果,但萬億級的市場潛力還需要較長的培育時間,真正實現的時間節點在「十三五」後期。
2010年中國物聯網市場規模約為2,000億元人民幣,到2015年將達到7,500億元人民幣,前景將超過電腦、互聯網、移動通訊等單一市場。在細分市場方面,目前安防、交通、電力三大行業在物聯網主要應用中位居前列。重要的應用行業還包括物流、醫療、手機支付等,並正逐漸滲透到其他行業和經濟領域。
作為物聯網感知層核心技術,RFID市場規模也呈現持續成長的態勢。2008年中國RFID市場規模已經超過50億元人民幣,預計2012年將達到200億元人民幣。
在各類物聯網應用過程中,中國三大電信營運商扮演著重要角色,向各行業及個人消費者提供了相應技術及服務。
中國移動目前有電梯衛士、地質災害防治系統、消防管理及宜居通4項物聯網重點產品。
電梯衛士是中國移動已經實現贏利的物聯網項目,2008年底面向社區物業用戶推出,當電梯發生故障時,系統會自動發出警告短信便於救助,同時電梯的定期回訪、維護、管理等方面的功能,由中國移動進行集中的運營管理。目前電梯衛士已在遼寧、四川、河南等省市進行部署。
城市消防遠端監控系統是在發生火災等緊急事件時,通過感測器感知,及時通過聯網的後台發出警告。地質災害防治系統與城市消防遠端監控系統性質相近,主要針對自然災害和山體滑坡的監控。
宜居通是中國移動面向家庭用戶推出的產品,是在移動原有座機的基礎上,疊加了物聯網的應用,當業主家中出現煤氣洩露、著火等異常情況,通過感測器感應後,座機可進行報警,同時後台網路將異常情況發送給對應的社區保安或業主手機上,業主手機還能實現遠端控制家電,實現家居生活的智慧化。宜居通目前已經在重慶進行商用,月資費分為30/40元人民幣等,與原有的通信費統一收取。
除了以上四大產品,中國移動在各地也有其他物聯網產品投入應用。在廣東,「智慧健康管理」是中國移動廣東公司為解決看病難問題而打造的業務體系,目前該平台中,包括預約掛號、健康資訊、視頻探視、移動監護、139電子體檢單等多項服務,已在東莞成功試點,中國移動也藉此開始進軍醫療資訊化領域。
在上海,中國移動已為多個行業客戶打造了集資料獲取、傳輸、處理和業務管理於一體的整套無線綜合應用解決方案。2010年12月底中國移動與上海汽車工業集團合作的「企業一卡通」項目投入應用,這意味著上海首例基於RFID技術的企業級物聯網商業應用正式運行,上汽員工使用一張升級版的移動SIM卡,就可以用手機完成刷卡上班、坐地鐵、購物消費、領取使用洗衣票等功能。
在山西,中國移動推出被稱為「環保電子員警」的環保監控系統,這個物聯網應用通過自動的資料監控方式對企業污染源進行監測。山西省環保廳和山西移動戰略合作的「省重點污染源視頻監控系統」,對超過140個重點監控企業進行即時監控,而這套監控系統,也是中國第一套投入運營的污染源自動監控系統。山西移動部署物聯網的另一個典型應用,是「智慧抄表」,通過在終端安裝SIM卡,利用移動通信網路,將資料發送至應用平台,能夠幫助電力部門最大限度節約人力成本。
中國電信M2M平台試點工程已於2010年底完工,並在無錫測試上線,這是中國電信布局物聯網領域的極重要一環,這一平台於2007年底開始建設,目標是解決M2M終端的端到端資料獲取、管理與資料轉發等問題,未來中國電信各省的物聯網業務都將逐步接入到這一平台之上。中國電信憑藉M2M平台,將實現網路在物聯網業務中從管道向智慧管道的跨越,成為真正的物聯網營運商。
在M2M平台的基礎上,中國電信已確立了物聯網業務的企業標準,包括終端通信、平台設備和服務協定等。基於以上標準,中國電信已經開始生產相關設備,未來各行業各種應用的物聯網終端,可通過固定網路或無線寬頻2種方式接入中國電信M2M平台。中國電信M2M平台將實現2個核心功能:(1)實現對終端的遠端監測和控制;(2)實現對業務資料的轉發。前者將幫助營運商及其客戶管理各種物聯網M2M終端,而業務資料轉發功能可實現對資料流程的管理和備份等功能。
目前中國電信已經在交通、醫療、環保、物流、水利等領域相繼推出了一系列物聯網產品,形成了多個大的主題,還有幾十個單項的物聯網應用,涉及十多個重要行業。
中國聯通也已開始在物聯網領域布局,其已與無錫感知中心簽署了物聯網融合發展的戰略框架合作協定,在物聯網技術研發、應用研究,以及相關服務當中開展全面合作。與此同時,中國聯通已經在交通物流、城市管理、公共客戶、金融等領域開展了物聯網試點,而且加大了WCDMA通信模組標準化的推進工作,並且在感測器方面加大了投入。
交通物流是中國聯通重點投入的領域,其與公交管理部門合作,嘗試提供智慧交通業務,實現車輛資訊管理,同時還與一汽、上汽等汽車製造廠商簽署了3G資訊化戰略資訊,與汽車廠商合作開發汽車網路互聯資訊化服務。
物聯網是一個涉及多個領域的新興行業,其發展包括微電子技術、傳感元器件、自動控制、機器智慧等一系列相關產業的發展,在政策推動及產業各界積極投入下,隨著商業模式逐漸清晰,未來幾年將是中國物聯網相關產業及應用迅猛發展的時期。
「十二五」期間,中國物聯網產業鏈將更趨完善,但是由於概念混淆及缺少合理的科學規劃,真正成熟尚需時日。物聯網的發展需要各個環節相互配合、逐步推進與協調發展,但現在中國的物聯網發展呈現出一哄而上、層次不清的局面,並沒有很好的階段性發展方針和梯度規劃,這很可能導致發展瓶頸。
目前中國的物聯網發展還處於初創時期,在這個階段,首要建立起產業的統一標準,而不是企業各自為營。在國際物聯網標準尚未成型之際,積極推進標準工作有機會使其成為國際標準,掌握產業發展主動權。中國已成立了專門的標準化工作組,尋求標準化突破,同時歐美國家也在加緊搶佔標準化高地,加上ITU、ISO等國際化組織參與,2011年將是物聯網標準制定富有成效及競爭激烈的一年。
在現階段,由中國政府機構投資和牽頭的物聯網,應用無論在數量和品質上都相對於其他領域更高。物聯網在電力、機場、石油等行業方面皆有所應用,但是深入到普通老百姓生活當中的應用現在還是很少,未來物聯網應抓住幾個關鍵行業和領域,進行有價值的應用,以點帶面逐步推開。2011年隨著各地智慧城市規劃出台,其帶來的智慧交通、智慧電網等公共服務領域的需求將快速增長,很有可能成為物聯網大規模應用的切入點。
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