近年,物联网(wǎng)(Internet of Things , IoT )这个(gè)词被(bèi)科技圈(quān)越来越多的(de)人所提及。它不仅在改(gǎi)变我们的生活方式,而且也在(zài)改变我们(men)的工作方式(shì)。 它的用途广泛,在各个(gè)行业都具有(yǒu)深远的影(yǐng)响。而其背后(hòu)的万亿级(jí)市(shì)场(chǎng),更是令无数人趋之若鹜、试图闯入的迦(jiā)南(nán)之地。
也(yě)正因为如此(cǐ),物(wù)联(lián)网其被称为继计算机、互联网之后世界(jiè)信息产业(yè)发展(zhǎn)的第三次浪潮。
据前瞻产业研究院(yuàn)发布《2019年物联(lián)网行(háng)业市场研究报告》,可以(yǐ)对物联网行业(yè)的发展环境、现状、产业链、前景及趋势窥见(jiàn)一斑。
数据表明,2019-2022年,物联网(wǎng)行业复合增长率为9%左右;预计到2022年,中国物联网产业规模将超过(guò)2万(wàn)亿(yì)元;预计到2022年,中国(guó)物(wù)联网连接规模(mó)将达70亿(yì)。也有一份报告预测,到2027年(nián),将有410亿台(tái)IoT设(shè)备投入使(shǐ)用,到2025年,IoT的总体经(jīng)济影响可(kě)能在每年(nián)4-11万亿美元(yuán)之间。
认识物联网
物联网(IoT,Internet of Things),是通过传感器、RFID 及芯片等感知(zhī)设备,按照约定(dìng)协(xié)议(yì),连(lián)接物、人、系统和信息资源,实(shí)现(xiàn)对(duì)物理和虚拟世界的信息进行处理并作(zuò)出反(fǎn)应的智(zhì)能服务(wù)系统。由于(yú)其概念(niàn)中主要强调“联”,所以(yǐ)也有人预测,未(wèi)来(lái)就是一个物联网时(shí)代,或(huò)者称为万物(wù)互联的时代。而为了实现物(wù)物相(xiàng)联功能,其顶层(céng)架构(gòu)分为感知层、网络层、平台层和应(yīng)用层等。
首先,要实现万物互联,需要在(zài)实现物体或(huò)者(zhě)环境状态的(de)感知(zhī)与识(shí)别,从而进行信息(xī)的采集(jí)与处理,这(zhè)就是其架构(gòu)中的感(gǎn)知层(céng)。感(gǎn)知层的意义在于,将其采集到的信(xìn)息,经由网关转(zhuǎn)化处理,成为可以识别的信息(xī),从(cóng)而在网络层进行精准传(chuán)输,达到相互关联、沟通“对话”的目的。
其次(cì),在平台层面,物(wù)联网可以提供标准化、模块化的(de)服务,对收集好的数(shù)据进行处理挖(wā)掘,从而进行连接管(guǎn)理、设备管理,为其实际应用(yòng)打下平台基础。
再(zài)次,在应用(yòng)层面,则可以基(jī)于感(gǎn)知层(céng)与平台层的(de)支撑,进行智能硬件、软件及服务、系统集成应用(yòng)等内容,为社会民生的实际应用,寻找可以落地的硬件、软(ruǎn)件解(jiě)决方案。
目前,物联网(wǎng)顶层架构中感知(zhī)层的(de)技术日趋成熟,包括智能芯片(piàn)、识别技术、传感器、边缘计算技术等,都已(yǐ)经(jīng)经过了几(jǐ)轮迭代。而借助平(píng)台层面的(de)标准化服务,其在行(háng)业应用方面(miàn)也(yě)是百花齐放、遍地开(kāi)花。并在家居、建筑、制造、物流等领域率(lǜ)先得(dé)以应用,大有物(wù)联网+传(chuán)统行业带来颠覆式(shì)创(chuàng)新(xīn)的跨(kuà)界融合之势。
物联网行业现状分析
据于见观察(chá),物联网(wǎng)在(zài)消(xiāo)费级物联网层面,仍处于初期的(de)探索阶段。虽然近年,其产业规(guī)模、行业渗(shèn)透率呈现(xiàn)逐年上升趋势,但是限于其行业认知度、落地应用层面的约束等(děng),依然表现(xiàn)为不愠不火。而且,目前最为广(guǎng)泛的应用为智能家(jiā)居、智(zhì)能(néng)可穿戴设备等方面。
据中国产业信息网(wǎng)的一组统计数据显示,全球物联网产业(yè)规模自2008年500亿美元增(zēng)长至2018 年仅 1510 亿美元(yuán),年均复合增(zēng)速达(dá) 11.7%。对(duì)比全球产业规模增长数据,我国物联(lián)网发展速(sù)度较全(quán)球平(píng)均水平更快。我国物联(lián)网产业规模2017年达11500亿元,自 2011 年起进一(yī)步加速,2009-2017 年均复合增速达 26.9%。
在行业渗透方面(miàn),全球物联网行业渗(shèn)透率 2013、2017 分别达 12%、29%,提升一倍多,预计2020年有超过 65%企业和组织将(jiāng)应用(yòng)物联网(wǎng)产品和方案。近年来,我(wǒ)国物联网(wǎng)市场规模不断扩大,2012年的 3650 亿元增长到 2017 年的 11605 亿元,年复合增长(zhǎng)率(lǜ)高达(dá) 25%。
中国产业信息网的数据还表明(míng),智能家居将成为消(xiāo)费级(jí)IoT的主(zhǔ)流产(chǎn)品,智(zhì)能穿戴设备次之。2017 全球(qiú)消费级 IoT 中智能家居(jū)设备、穿戴式设备、其(qí)他领域销售额占比分别达 60.3%、3.8%、35.9%,而在(zài)中国,以上(shàng)三(sān)大领域占比分别达 82.2%,3.2%、14.6%。由此(cǐ)可见(jiàn),智能(néng)家居设备在全球及国(guó)内均(jun1)占(zhàn)据主流。
有一组公开数据表明,截(jié)至目前(qián),移动物联网连接(jiē)数已超(chāo)过(guò)10亿(yì),今年年底预计将(jiāng)突破12亿大关。而且(qiě),随着人(rén)工智能产业(yè)的(de)发展,以及在(zài)移动通(tōng)信5G网络普及等(děng)“新基建”项目的推波助澜下,物联网行业的发展势头迅猛(měng),万物(wù)互联(lián)的时代也悄然来临。数据(jù)流量的瓶颈一(yī)旦突(tū)破,移动物(wù)联网的应用,将(jiāng)会更大面积的得(dé)以普及,而其主流应用阵地的人工智(zhì)能家居,也将(jiāng)出现(xiàn)多方利好。
不过,不容忽视的(de)是,以人工智能家居产业(yè)为(wéi)代表(biǎo)的物联网行(háng)业(yè)的发展,也有较多(duō)的制约因素。
首先,人工智能家居产业具有产业链长、涉及多(duō)个产业群交叉(chā),其应用场景复(fù)杂(zá)、痛(tòng)点即是难点的现象普遍存在。因此,物联网在其中的链接作(zuò)用就显(xiǎn)得(dé)尤为重(chóng)要,而如何从跨界角度突破,将是其(qí)面临的首要挑战。
而(ér)且,尽管物联网(wǎng)领域(yù),很(hěn)多(duō)地方也(yě)形成了各自的(de)产业园,但规模小(xiǎo)、效率低。除此以外,行业集中度低,产(chǎn)业(yè)发展布(bù)局不平衡也是阻碍行业发展(zhǎn)的(de)硬伤。还有就是结构失调,布局缺(quē)乏整体规划(huá);而(ér)且,其(qí)产业标准化程度(dù)低等,与国外(wài)发达国家相(xiàng)比(bǐ)较,应用(yòng)效率也相(xiàng)差甚远。
其次,传感器及射(shè)频(pín)识别(RFID)技术滞后于国(guó)际水平,这也是(shì)制约我(wǒ)国(guó)物联网产业(yè)告诉发展的关键瓶颈。究其(qí)原因,是核心(xīn)技(jì)术缺乏创(chuàng)新(xīn),而同样缺(quē)少(shǎo)标准体系。因此,在(zài)规(guī)模化的应用方面,还有诸多限制,导(dǎo)致技术与市场之间出现断层(céng),无法有(yǒu)效(xiào)链接 。而(ér)且,受(shòu)限于目前网络信号建设等基础设(shè)施的影响,智能家居最重要(yào)的用户体验问题,仍在(zài)存(cún)在(zài)诸多难(nán)点。因此(cǐ),物(wù)联网(wǎng)如何(hé)切(qiē)合智能(néng)家(jiā)居等应用场景,提升(shēng)用(yòng)户体(tǐ)验问题(tí),也将(jiāng)是该领域(yù)寻求突破,带来增长点的核心(xīn)环节。
再次,在庞大的物联网应用规(guī)模之(zhī)下,我国(guó)物联(lián)网体系的安(ān)全性也不容忽视,并且随着人们个(gè)人隐私意识的不断加强(qiáng),其安全性也(yě)日益引发关注(zhù)。在这方(fāng)面,物联(lián)网(wǎng)安全与互联网安全有很大的相似之(zhī)处,而且(qiě)在安(ān)全风险方面,有过之(zhī)而无不及。因为物联网与互联网安全相比,无(wú)论是(shì)在感(gǎn)知(zhī)层、传输层,还是应用层,对(duì)用(yòng)户信(xìn)息的防护(hù)上(shàng),有其独特之(zhī)处(chù),也与互联网安全信息不可同日而语。其与互(hù)联网(wǎng)安全(quán)性相比,其存在(zài)泄露(lù)途径更广、防护难度更(gèng)大、造成的(de)危害更(gèng)严重等多个风险。
由此可见,当前的物(wù)联网(wǎng)发(fā)展,既存(cún)在巨大的(de)时代机遇,也面(miàn)临着诸(zhū)多现实的挑战。而其未来的方(fāng)向,势必是(shì)向(xiàng)着消费IoT的方向(xiàng),不断的拓展应用场景,寻找解决方案,并(bìng)且同时兼(jiān)顾用(yòng)户的(de)体验(yàn)与信息(xī)安全。唯(wéi)有如此(cǐ),才(cái)能避免(miǎn)物联网只是一个(gè)花架子,无法带来实际应用价值。
政策东风吹,物联网战鼓(gǔ)擂
随(suí)着全球经济的快速发(fā)展,人工智(zhì)能、大数据(jù)、智能制造等技术不断成熟,物(wù)联网时代正逐渐(jiàn)到来。据统计,目前,国内物联网连(lián)接数已(yǐ)达16亿个,预(yù)计(jì)2020年将超过(guò)70亿个(gè),市(shì)场规(guī)模(mó)达到2.5万(wàn)亿元(yuán),物联(lián)网发展(zhǎn)潜力巨大。
物联(lián)网是新一轮(lún)产(chǎn)业变革的重要(yào)方向和推动力量,对于深化供给侧结构性改革、推动产业(yè)转型升级具(jù)有重(chóng)要意义。实际上,早在“十(shí)二五(wǔ)”时期,我国在(zài)物联网各方面都已经进入实质(zhì)阶段(duàn),包括相关的宏观政策扶持、技术的研发与标准(zhǔn)的(de)建立,产业(yè)人才培养,行业知识库(kù)的积累,以及落地应用方面,都已经呈现(xiàn)出示(shì)范效(xiào)应,成为推动经济与社会民生向智能化方向发(fā)展。
而该项基础建设,也(yě)已经延续到了“十三五”时(shí)期,在国(guó)家“十三五”规划纲要中,明确提(tí)出“发展物联网开环应用”。继(jì)续在通用协议层面(miàn)、行业技术标准层(céng)面,实现其与不(bú)同跨界领域的互通有(yǒu)无、资源共享。如(rú)今,国家十三五(2016-2020年)已经接近尾声,回(huí)顾物联网的发展历程,也是成效(xiào)卓著。
有(yǒu)媒体报道,国家先后在江苏无锡、浙江(jiāng)杭州(zhōu)、福建福州、重庆南岸区、江西鹰潭等地(dì)建设了五大物联网新型工业化产(chǎn)业示(shì)范基地。国家(jiā)物联网应用示范工程(chéng)在多个行业领域展开,是诸多(duō)行业实现精(jīng)细化管(guǎn)理(lǐ),提升行业效率,以及进行智能化运(yùn)行的底层(céng)支(zhī)撑(chēng)。
有数(shù)据表明,我(wǒ)国物联网正广泛(fàn)应用(yòng)于电力、交通、工业、医疗、水(shuǐ)利、安防等(děng)领域。而其(qí)应用,包括(kuò)了硬件、软(ruǎn)件、以及(jí)物联(lián)网服务等(děng)多个层面,并逐步向产(chǎn)业化方向迈(mài)进(jìn)。
物联网+传(chuán)统产业,行业智能化(huà)成主旋律
1 智能家居
目前,智能家居(jū),是新基建(jiàn)项目(mù)的典型应用领域。无(wú)论是物联网、大(dà)数据(jù)还是云计算,都在家居领域的设施设备上有(yǒu)着广泛(fàn)应用。而其涵(hán)盖的场景,包(bāo)括照明、安防、智能控制、温湿度监测等。随着越来越多的可感知的家居应用场(chǎng)景(jǐng)被挖掘,物联网在智能家居领(lǐng)域的渗透率也逐年上升。
据Statista 数(shù)据显(xiǎn)示,2018 年全球智能家(jiā)居(jū)市场规模为(wéi) 574.58 亿美元,预计到 2023 年将增长至(zhì) 1,412.20 亿美(měi)元(yuán)。尽(jìn)管目前据Statista预(yù)测,美国是(shì)世界上规模最大的智能家居市(shì)场,会(huì)延续到 2023 年。但是(shì)鉴于(yú)美(měi)国(guó)、中(zhōng)国、欧洲占据了全球 3/4及以上的市场容量(liàng),中(zhōng)国已经(jīng)成为了仅次(cì)于美国(guó)的是智(zhì)能家居(jū)第二大市场。
2 智能可穿戴设备
智能可(kě)穿戴设备,一直是物联网行业的热点应(yīng)用领域。根据前瞻网整理发(fā)布(bù)的数据(jù)显示(shì),2018年全球智能(néng)穿戴市场产(chǎn)品(pǐn)销(xiāo)量(liàng)达到了1.722亿台,同比增长27.5%。其中智能(néng)手环类(lèi)产品占了三分之一。迄今为(wéi)止这个数(shù)据还在快速上(shàng)扬,尤(yóu)其是2019年Q1季度(dù),中(zhōng)国市场智能穿戴出货量更(gèng)是达到了1950万台,同比大(dà)涨34.7%。
智(zhì)能(néng)穿戴设备也被视为物联网的典型应用,其出(chū)货量(liàng)大增,与(yǔ)现在物联(lián)网与智(zhì)能可穿(chuān)戴设(shè)备(bèi)的(de)发展趋势密切相(xiàng)关(guān),特别是5G以及IoT物联(lián)网等(děng)基础(chǔ)设施(shī)建设不断完善后,智能穿戴将是(shì)物联网中的重要一环。
不过,从(cóng)其应用层面的商业(yè)来看,主要(yào)包括运动计步(bù)、睡(shuì)眠监测、久坐(zuò)提醒等功(gōng)能。稍(shāo)微好点的(de)手(shǒu)环还会支(zhī)持心率监测,再高级点的(de)可能会加(jiā)入NFC功(gōng)能(néng),实现移动支付、交通卡等功能。在医疗方面,智能可穿戴(dài)设(shè)备(bèi)也(yě)有一些典型(xíng)应(yīng)用。
例如健身带等(děng)可穿戴(dài)设备,血压和(hé)心率监测袖带,血糖仪等其(qí)他(tā)无线连接设(shè)备,可以(yǐ)对患者进行(háng)连(lián)续和紧密(mì)的监测。 这些设备(bèi)也可以(yǐ)提醒(xǐng)卡路里计数,运动检查,约会,血(xuè)压变化等等。
对(duì)于(yú)智能可穿戴设备领域来说,可能(néng)最(zuì)大的问题在于,其覆(fù)盖的用户人群过(guò)于(yú)集中,而且由于竞争(zhēng)激烈,产品(pǐn)同质化严重,客单价低,导致其商业化遭遇瓶颈(jǐng)。
而且,以(yǐ)智能手环为例,由于制造成本过低,导致其监测(cè)功能并不十分准确,除了计(jì)步(bù)功(gōng)能还可以之外,心率监测(cè)、睡(shuì)眠监测、位置(zhì)定位、运动状态监测功能都比较鸡肋,给用户的感知就是并没有多么智能,相反,用户对(duì)物联(lián)网、可穿戴(dài)智能(néng)手(shǒu)环等新(xīn)兴产品的认知,普遍(biàn)认为是商家的一个宣传噱头而已。
3 智慧城市
近年(nián),智慧城市也(yě)是极为热门的话题(tí),在(zài)政府政(zhèng)策的推波助(zhù)澜下。国内(nèi)一线城(chéng)市的智慧城市建设也是如火如荼。而且(qiě),物联网在智慧(huì)城市发展(zhǎn)中的应用也逐渐覆盖到方方(fāng)面(miàn)面。包括市政(zhèng)管理智能化、农业园林智能化、医疗智能(néng)化、楼宇智能(néng)化、交通智能化到(dào)旅(lǚ)游智能化及其他应用智能化等方面,都(dōu)已经逐步由(yóu)概念走向应用落地。
通过物联网,城市市政管理的效率更高,而且通过(guò)各(gè)种资源(yuán)的有效协同、整合、人与物、物与物的相互感知、链接(jiē),让城市管理更加方(fāng)便、快(kuài)捷(jié)、高效。
智能可穿戴设备一(yī)直是物联网行业的热点应(yīng)用领域
据笔者了解,物联网在城市(shì)管理上的应用,已经覆盖到了政(zhèng)府电子物联(lián)网等公共服务体系、公共设施监控、食品物资(zī)的监控标识、公共事(shì)件应急体系、城市(shì)环境与卫生管(guǎn)控等领域。
而(ér)在农田园林(lín)智能化(huà)方面,物联网技术中的传(chuán)感(gǎn)层应用,已经初见成效。例如在农田、园(yuán)林及目标地(dì)点安装传感器,监测农田(tián)、园林内温(wēn)度、湿度(dù)、采光及气体(tǐ)浓度(dù)等信息,以精确把(bǎ)握土壤湿度、压实(shí)程度、PH值及各类肥料种植情况等信息,从而(ér)指(zhǐ)导生产,提高农作物的产能等(děng)。
除此以(yǐ)外,医疗智能化趋势(shì)也日渐加强(qiáng)。通过(guò)电子(zǐ)巡检,只需要在(zài)病人的(de)病患部位植入传感器,就(jiù)可以对其病情动态进(jìn)行实时监控,预防病情发作等状况突然发(fā)生,无法应急(jí)处理。同时,借助(zhù)物联网,医院可以建立(lì)资源共享体系,处(chù)理好医患关系,防止出现医疗纠纷。
而在药品从生产到销售等供应环节中(zhōng),物(wù)联网的(de)应(yīng)用也(yě)日趋(qū)增多(duō),对药(yào)品进行标(biāo)示管(guǎn)控(kòng)、防止假冒伪劣等透明化管理方面,物联网的(de)各种先进技术应用,也功不可没。
值(zhí)得一提的(de)还有楼宇智能化(huà)。随着智慧(huì)城市建(jiàn)设的步伐越来越快,以楼宇建筑为核心的物业体系,也是物联网应用的(de)重(chóng)要(yào)领域。无论是(shì)智能化水、电、煤(méi)等各种(zhǒng)记录仪表(biǎo),还是楼宇安(ān)全警(jǐng)报、防止高空抛物等公共事(shì)件的(de)监控,都离不开物联网技术。而(ér)在楼宇(yǔ)摄(shè)像机、烟感、红(hóng)外(wài)、震动等各(gè)种(zhǒng)报警探测器(qì)方面,物联网(wǎng)也可以为异常事件的警报、预防等(děng)方面,也逐渐得以应用。
除此(cǐ)以(yǐ)外,智慧交通(tōng)也是智慧城市建设的一方面。通过互(hù)联网、物联(lián)网等信息(xī)技术以及感(gǎn)知(zhī)化(huà)、互联化、智能化(huà)的方(fāng)式,促(cù)进交(jiāo)通信(xìn)息(xī)网(wǎng)络完善、运输装备智能、运输效率和服务水平逐步提高(gāo)。而在(zài)智慧旅游方面,同样结(jié)合物联网、数(shù)字处(chù)理技术在旅游开发、管理(lǐ)和体(tǐ)验方(fāng)面的应用。可以极大的(de)调动旅游管理(lǐ)资源,提升旅游(yóu)产(chǎn)业(yè)的服务效率。
除了这些热门的应用领域外(wài),物联网(wǎng)也在新零售、智慧医疗、供应链管理、智(zhì)慧农业等方面都有广泛覆盖,未来,也将作(zuò)为新型基础设(shè)施建设的重要支撑之一,惠及到人们(men)生活的方方面面。
结语(yǔ)
如上文所述,物联网行(háng)业的高速发展,也面临着诸多难题(tí)。但是(shì)科技(jì)化(huà)时(shí)代的来临,已经为物联网的发展孕育了肥沃的土壤。所以期间遇到的困难(nán),也将会被一一攻(gōng)克。
在笔者看(kàn)来,物(wù)联网的发展历(lì)程,与互联网行业的(de)迭代,有一些相似之(zhī)处,或许需(xū)在(zài)多个方面做(zuò)整体的规划与推进,才(cái)能让这个行业一路坦途。
首先,在(zài)行(háng)业顶层设计及行业标准方面,需要(yào)逐步加强并明确。这(zhè)方面,需要(yào)在产业层面,提供指导意见,进行逐步规划,实现规(guī)范性(xìng)、可持续性的发展。
其次,物联网安全问题(tí)的解决刻不容缓(huǎn)。正像互联网、大数据时代的来临,在给人(rén)们带(dài)来便利的同时,也像(xiàng)一把双刃剑(jiàn)。稍有不慎(shèn),也(yě)会带来诸(zhū)多社(shè)会问题。
再次,自主研发与(yǔ)行业创(chuàng)新(xīn)需要持续不断。该行业本(běn)来就属于(yú)新兴行业(yè),需(xū)要在其感知层、网络(luò)层(céng)、平(píng)台(tái)层(céng)和应用层(céng)等多个层面,不断(duàn)创新,以技术(shù)驱动应用,以商业驱动(dòng)技术,事项良(liáng)性循环。
最后,拥抱行业资源整(zhěng)合、平台化的大趋势(shì)。任何行业(yè),都需要(yào)有(yǒu)发(fā)展的平台(tái),物(wù)联网(wǎng)也概莫能(néng)外(wài)。因此,其只有进(jìn)行(háng)横向、纵向的资(zī)源整合、互通合(hé)作,才能(néng)更快、更稳(wěn)的走向未来。
总而(ér)言(yán)之(zhī),技术的进步(bù),应该始终是为人类服务的。因此,应用创新是物联网发展的(de)核心所在,只(zhī)有解决了其在社会民生应用层面的实际问题,其技术(shù)的革(gé)命、先(xiān)进行才能充(chōng)分(fèn)发(fā)挥(huī)出来。
在人工智能(néng)、5G、大数据(jù)等新型基础设施建设(shè)的同步(bù)发展下,我们有理由(yóu)相(xiàng)信,物联网也是人类发展(zhǎn)进步的重要(yào)的基础设施(shī)建设,也将(jiāng)与这(zhè)些新基(jī)建一起,并驾齐(qí)驱,为人类的(de)进(jìn)步贡献力量。