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物联网发展的核心

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物联网发展的核心

物联网发展的核心范文第1篇

【关键词】移动物联网 车联网 低数据速率 GPRS CDMA 1X

doi:10.3969/j.issn.1006-1010.2016.12.017 中图分类号:TN929.5 文献标志码:A 文章编号:1006-1010(2016)12-0078-04

引用格式:赵小江,祝海云,徐福新. 低速移动物联网的移动通信技术发展和产业化方向[J]. 移动通信, 2016,40(12): 78-81.

1 引言

从手机和移动宽带衍生发展而来的M2M模块在行业应用信息化中得到大力应用,移动物联网成为一个新兴市场。战略无线业务咨询公司Northstream曾公布了它对2016年全球移动电信行业走势的预测:预计“物联网黄金时代”将拉开序幕。目前承载移动物联网的主要无线传输网络包括2G(2.5G)/3G/4G移动网络、Wi-Fi网络、ZigBee、蓝牙等,并且大约70%的移动物联网都是以低数据速率的低端通信模块为主。本文将主要探索低数据速率移动物联网的通信技术发展方向和产业化方向,并以车联网为例进行探讨。

2 车联网结构

截至2015年6月底,全国机动车保有量达2.71亿辆,电动自行车保有量也已突破2亿辆。汽车、摩托车、电动自行车已经成为各个阶层工作、生活中必备的交通工具,但被盗现象却时有发生,因此用户对车辆防盗、定位管理需求日益强烈。此外,一些快递物流、外勤服务、车队管理、汽车租赁管理等不仅需要车辆定位,而且使用轨迹辅助生产调度管理、里程数量统计、围栏管理等应用。车辆的运行状况也是车主非常期望掌握的,这通常需在汽车4S店或者车辆维修点才可以查看。而目前机动车车载自动诊断系统“OBD Ⅱ”已经可以提供外部接口车况检测或者汽车厂家直接通过其ECU(Electronic Control Unit,电子控制单元)接口完成车况检测,甚至电动自行车也已经结合控制器可以提供车况检测和电池电量管理等功能。

车辆防盗定位、生产调度管理、车况检测等都驱动了车联网平台的诞生。车联网组成不仅包括车辆本身,而且还包括车联网终端、用户智能手机/电脑、GPS卫星定位系统、车联网云平台,并依赖移动通信数据网、互联网完成,具体如图1所示:

车联网终端先通过GPS卫星实时获取地面行驶车辆的位置信息,再通过移动通信数据网络与车联网云平台之间建立通信。车联网终端除了包括由单片机组成的控制模块外,还包括定位模块、通信模块以及智能传感模块。

定位模块以GPS芯片为基础获得车辆所在的地理位置信息,实时不断地接收GPS卫星信号,提供车辆运动状态数据,包括车辆经纬度信息、运行速度、运行方向、时间信息等。

通信模块在图1中可与车联网云平台和用户手机/电脑终端进行数据交换,目前通信网络和终端模式可以基于2G、3G、4G甚至Wi-Fi网络。但考虑定位和车辆控制的交互数据量小(主要包括控制信令、GPS经纬度、车况检测等数据),而且室外移动范围广,同时结合移动物联网成本的考虑(终端2G通信模块与终端4G通信模块的价格约相差3至8倍),因此图1中车联网终端连接车联网平台所需的移动通信数据网络主要基于2.5G移动网络为主,这包括GPRS(GSM)网络和CDMA 1X(CDMA)网络。

智能传感模块包括防盗模块和车体性能感知模块。其中,防盗模块在用户设置防盗功能后,通常利用GPS位置信息形成电子围栏和G-Sensor(重力传感器)感知车辆被触碰或剧烈震动通过系列算法触发整车被盗报警,或者通过断电感知电池被盗,即可向用户手机发送报警信息,这种模式基本可以避免误报警;车体性能感知模块包括电池电量和车况检测功能等,让车况信息黑匣子可以向用户直观展现。

车联网云平台除了包括存储车辆的各种数据档案信息外,还包括轨迹、绑定智能手机和智能终端关系、车辆报警记录等。用户智能手机和电脑终端可以利用图1中无线数据网络(这可以是各类制式的2.5G、3G、4G移动数据网络或者Wi-Fi网络)或者有线数据网络连接车联网云平台,实时查看车辆信息、接收报警信息或控制车辆,以确保报警的有效性和远程可控性。

3 低数据速率移动通信相关技术和特性

在车联网中的应用

在移动物联网中,大量的应用如车联网、抄表业务、智慧农业、工业自动化、可穿戴设备、安防等,由于没有稳定的Wi-Fi覆盖,只能基于移动通信网络。2G网络(GSM和CDMA)经过较长时间的建设运行维护,网络覆盖面广、覆盖质量佳,特别是2G终端芯片相比3G/4G价格低廉优势明显,因此结合低速需求和成本控制的要求,GPRS和CDMA 1X低速数据网络还是大有用武之地。如果后期手机用户大量迁移到4G VoLTE网络,空余的2G频率和网络或许可以迎合快速发展的低速移动物联网无线承载容量需求。由于3G网络(CDMA EV-DO和WCDMA)通信模块的价格始终无法靠近2G通信模块,因此在低数据速率移动物联网中很难找到应用的切入。在当前4G时代,LTE与移动物联网之间总是存在一条难以跨越的鸿沟,其中成本是主因。

3GPP组织在LTE Release 13版本中所研拟的LTE-M标准目前暂时被各方看好,具备低功耗、低传输速率和高覆盖率三项特点,该规格的目标是达到100~200 kbps的最高传输速率,但标准尚在制定中,最为关键的成本看是否能突破。下面将主要探讨当前广泛应用的GPRS和CDMA 1X相关技术及产业在车联网中的应用发展态势。

3.1 终端通信模块开发

在车联网中,车联网终端在不同的通信制式中,主要是通信模块上的差异,但其也是影响车联网终端的重要成本。构成通信模块主要是GSM芯片和CDMA芯片的差异。

GSM芯片厂家众多,在MTK、展讯、互芯、Mstar等,GSM已经没有专利费;而在CDMA芯片,目前主要有高通、英特尔(2015年收购了威睿电通),且专利主要集中在高通手中。由于高通专利费、入门费居高不下;CDMA支持厂家明显弱于GSM,而且CDMA模块套片价格也高,CDMA成本约高于GSM模块2至3倍,因此基于CDMA 1X模块的车联网移动终端生产成本相对较高,CDMA 1X模块在工业领域有较大幅度落后于GSM/GPRS模块的应用。

目前在移动物联网终端包括车联网终端也出现一些新的开发模式,有些开发者摒弃采用模块化开发的模式,改为采用芯片开发共享ARM和FLASH的方式,以大幅降低成本,但这种开发模式难度大、周期长、产品稳定性对开发者要求更高。

3.2 移动物联网号码开卡

我国手机终端普遍采用机卡分离的模式。中国移动和中国联通的GSM手机终端通常采用SIM(Subscriber Identification Module,用户身份识别卡)卡,是手机的一张个人资料卡;而中国电信CDMA手机终端通常采用UIM(User Identify Module,用户识别模块)卡,是接入网络系统的标识和身份验证。在移动物联网终端应用中,通常也是采用SIM卡(UIM卡)+卡槽的模式。

但是在车联网应用中,运行环境较差,耐高温、低温,抗剧烈震动等对移动物联网终端要求较高。据统计,5%~10%的机械障碍与SIM卡(UIM卡)和卡槽的耦合有关,这也是部分用户在使用车联网终端中反馈质量问题的一个重要方面。目前,基于CDMA的车联网移动物联网终端已经重新启用在北美较为广泛使用的烧号开通号码模式,这不仅节约了UIM卡和卡槽成本,而且较好地提升了产品质量的稳定性。另外,在一些统一运营的行业应用业务模式中,行业应用业务管理者或者经营者期望通过烧号,形成号码与物联网终端一体化,避免SIM卡被非法挪用产生额外费用和网络违法行为。

目前CDMA烧号通常有两种模式:OTA(Over-the-Air Technology,空中下载技术)烧号模式和电脑数据线手编烧号模式。具体如下:

(1)OTA模式:电信运营商提供的身份识别鉴权数据无线远程传输到移动终端内。这通常需要终端拨打*228或*22800,通过系统支撑完成。*228或*22800等同于紧急特服,在协议中规定即使运营商中没有开户注册,手机终端也可以有权限默认拨打。

(2)手编模式:完成移动物联网终端号码开户后,从相关渠道获取手机卡五码数据,并且改ESN(Electronic Serial Number,电子序列号),然后通过电脑软件写入移动物联网终端,使其具备注册入网资格。在车联网应用中,基于CDMA 1X终端只要三码IMSI(International Mobile Subscriber Identification Number,国际移动用户识别码)、AKEY(Authentication Key,鉴权码)、ESN即可。

由于GSM没有烧号协议支撑,因此SIM卡槽的质量要求显得特别重要。为了提升产品的稳定性,有些开发者采用SIM卡与卡槽焊接的方法变通来解决SIM卡与卡槽之间松动造成的机械障碍和仿一体化问题。

3.3 移动网络性能要求

(1)抗干扰性。车联网或者其他移动物联网所处的环境通常较为复杂,有人为无线干扰器或者其他应用的干扰。在通常的网络设计和规划中,对于基本相同的误帧率要求,GSM系统要求到达基站的手机信号的载干比通常为9 dB左右,由于CDMA系统采用扩频技术,扩频增益对全速率编码的增益为21 dB,所以对解扩前信号的等效载干比的要求小于-14 dB,GSM对底噪的要求更为严格。

(2)安全保密性。当前GSM网络伪基站不仅对手机造成脱网影响,而且对所处的基于GSM模块的移动物联网终端造成脱网影响。此外,GSM手机短信、通话可被黑客监听也一直困扰着GSM的安全。而CDMA网络中手机与基站是双向验证,同时要在CDMA的42位PN码中去猜测某一编码有如大海捞针,可以有效保护空口安全,无线解密器无法攻破。

(3)2.5 G网络吞吐率。在支持低速率物联网应用上,GPRS(GSM)支持最大42.8 kbps、85.6 kbps上/下行数据传输速率,CDMA 1X(CDMA)支持最大153.6 kbps上/下行对等数据传输速率。在低数据速率应用中,CDMA模块比GSM模块可以支持相对更高的峰值速率。

4 结束语

车联网应用已经在某些汽车、智能电动自行车、摩托车出厂中开始预安装,也有部分行业应用用户或者个人用户后安装车联网终端,预测其今后将有广阔的市场空间,而且用户忠诚度相对较高。本文通过从车联网应用分析来看低数据速率移动物联网涉及移动通信技术应用发展态势,虽然近年来高数据速率移动通信技术更新迭代非常快,但是低数据速率通信技术或许有更稳定且独到的应用场合和应用空间。“技术为市场服务”,市场的需求将促使基于2.5 G的低速移动通信数据网络可能伴随着不断更新的高速移动通信网长期并存。

参考文献:

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作者简介

赵小江:高级工程师,硕士毕业于浙江工业大学,现任中国电信股份有限公司杭州分公司无线维护中心经理助理,从事CDMA、LTE移动网络维护工作。

物联网发展的核心范文第2篇

新大陆科技集团总裁王晶说,通过长期积累,新大陆在物联网领域的核心能力已经覆盖核心芯片、嵌入式软件、快速产品化能力、系统集成、数据库软件,应用软件,信息服务多个方面,并且积累了丰富的物联行业示范应用与商业模式创新经验。作为中国物联网的先行者与探索者,新大陆在物联网核心技术与产品、行业应用和商业模式创新方面进一步深度拓展,取得积极成果的同时,率先布局物联网人才教育,成立国内首家财政部支持的物联网基金,成为国内唯一一家“全产业链”的物联网企业。

三大发展机遇

当前中国经济可继续、有质量、绿色环保的新增长方式呼之欲出。结构调整、产业升级、实体经济中新兴产业的发展已经成为当前的主旋律。物联网作为新一轮科技浪潮的新兴技术产业,其最重要的特征是依靠技术创新、行业应用和商业模式创新,推动各行业在高效、安全管理运营上的升级换代,同时给人们带来绿色、环保、便捷的全新消费模式与生活方式改变。这对于当前调整经济结构、拉动消费、促进服务业发展、发展第三产业,加强行业安全管理、改善民生,有着战略性的重要意义。

针对新形势下,物联网产业的发展机遇,王晶认为,一是启动消费需求,促进服务业发展:物联网在消费和服务领域的广泛运用,如电子机票、电子购物券等的推广,可以减少物流和消费成本,改变人们的消费方式和习惯,极大促进人们的消费,发展第三产业,改变我国三次产业结构不均衡的局面;二是降低能耗,发展低碳经济,保证经济发展的质量:物联网是绿色经济,物联网在能源系统、金融和保险系统、交通系统,零售系统、食品系统、医疗保健系统等等的应用,可以提高生产率,降低资源的依赖度。三是以高科技手段改善民生,推动社会和谐发展进步:例如,现在广受关注的“动物与食品安全溯源应用”、“药品疫苗冷链物流应用”以及“手机移动电子支付应用”便是物联网科技关注民生应用的典型范例。

战略性新兴产业已成为抢占未来经济增长的新动力,谁抢先培育出本国的战略性新兴产业,谁就占据了未来产业竞争格局的战略制高点。要发挥物联网战略新兴产业在国家经济发展方式转变中的地位与作用,最重要的就是推进物联网示范应用与规模化推广,发挥其在行业安全管理、拉动消费、促进服务业发展、发展第三产业、改善民生上的重要作用,改革传统领域,创新新兴领域,从而发挥战略性新兴产业的带动作用,并最终形成战略性支柱产业。

核心技术是关键

在物联网示范工程与规模化应用方面,王晶强调说,物联网发展首先要拥有核心技术,信息感知是物联网的基础。二维码、RFID、传感器是核心技术。如果在物联网信息感知上,我们不能拥有自主的核心技术,产业发展的话语权就会掌握在外国人手上。那么,未来中国物联网产业发展越大,我们越是受制于人,话语权就越弱,外国企业就能借我们的发展机会愈发强大。IT业在这方面的例子太多了。所以加大核心技术和关键器件方面的创新,掌握核心技术的制高点,拥有完全自主的物联网核心技术,是中国物联网产业必须的担当,中国人不能再当IT民工了。另一个方面,只有拥有了自主核心技术,提高产业综合竞争力,国家信息安全才有了基础与保障。

在过去的计算机与互联网两次科技浪潮中,由于自主知识产权的缺乏,中国信息产业在很多领域的发展道路可谓教训深刻:中国的DVD产量曾占全球市场的80%,但在专利战下,每出口一台VCD、DVD要交纳专利金12美金,中国品牌在海外曾一度沦为挣取血汗口粮、依赖资源和环境透支的国际DVD代工商。

未来物联网产业发展国家级竞争的焦点会是自主关键核心技术的知识产权之争。当前在物联网核心技术领域,传感器技术,RFID技术的知识产权多数为日本和欧美掌握,以在华专利申请为例,传感器技术专利申请中国外申请人提交的专利申请超过40%,而节点定位技术和射频识别技术(RFID)中也有近1/3是国外申请人,这对中国物联网产业的发展构成严重威胁。因此,在国家投入巨资发展物联网产业的战略规划中,如何发展自主核心技术并占领关键技术领域的知识产权高地,从而避免新一轮科技浪潮中沦为“IT民工”,是中国物联网产业发展的关键。让人高兴的是,国家高度重视物联网产业发展中知识产权布局的重要战略性地位。中国完全自主的二维码解码核心技术的知识产权工作被列入了国家战略性专利推进工程,围绕二维码解码芯片的国内专利布局与国际化专利布局已经取得了积极成果。

作为战略性新兴产业发展的隐患,王晶认为主要有两方面:一是在没有摸清情况时盲目投资扶持。高科技产业的发展有其自身的规律,尤其在产业发展初期,一哄而上的“”是不可取的。物联网产业的投资与推进需要对产业的门槛、关键技术、行业应用与商业模式有持续、深入的研究与积累。这其中,先行企业作为产业发展的主体,其在产业发展认知,市场理解,先行优势以及在关键技术、行业应用与商业模式创新上的引领作用应予以充分发挥。尤其是作为战略新兴产业,最具创新意识与活力的具有综合实力的民营企业的先行先试作用应给予高度重视。

物联网发展规划的,标志着中国物联网产业进入了发展的黄金期。王晶表示,未来5年,新大陆将围绕物联网感知识别技术,深度开展自主创新,提高在自主核心技术上的国际领先性与话语权:同时并加大力度,积极推进移动电子支付,物品与食品溯源、冷链物流、云计算,智能交通、票据防伪等领域的规模应用创新与商业模式创新,在推动中国物联网产业发展的同时,也实现企业的发展。继2010年,新大陆“二维码解码芯片”研发成功之后,经过1年半的努力,新大陆与台湾高科技企业合作下,完成了第二代具有主流二维码和全部通用一维条码功能的二维码解码芯片的量产流片,从2012年下半年开始将全面装备新大陆各类信息识别产品,正式推向市场。

物联网发展的核心范文第3篇

1.1制度标准不完善由于物联网的架构相仿复杂,其架构涉及的技术领域广泛,因而从整体上来看,各个制定技术标准的组织之间缺乏有效的沟通和协调,缺少完善的标准化工作,导致物联网缺少完整的技术标准。例如外射频识别技术。外射频世界技术的国际化标准和国家的标准不一致,而且该技术在具体的生产和应用中也存在很多的区域行业标准的限制,并且这些标准都难以相互包容。物联网技术的核心是建立在互联网基础之上,但是各个国家的设备在接入层面上也存在许多不同的协议类别,导致兼容性不足。因此,物联网技术亟需制定国际化的制度标准。

1.2核心技术不高在构成物联网的三个构架中,其最为关键的核心构架在于感知层。只有通过感知层去“感知”外在的信息,物联网才能实现对外在物体的有效“控制”的功能。但是,感知层的技术缺失三个构架中发展最不成熟、最薄弱的技术,感知层技术的薄弱和不成熟严重制约了物联网技术的发展和应用,也是制约发展和应用的关键。作为当前主要感知层技术的射频识别技术,国家还需要突破成本和标准化两个难题。并且射频识别技术的发展,射频识别技术将朝着高频化、高兼容性、网络化的方向发展。

1.3难以保障信息安全由于物联网技术的不成熟和完善,物联网技术信息传输过程中存在较多信息安全隐患,网络安全难以得到保障。其中最大的信息安全隐患就是有关物品信息的电子标签,一旦被恶意利用,轻则造成国家和个人的机密信息遭他人盗取或泄漏,重则导致企业难以正常运行,国家的基础设施设备停止工作,影响社会秩序。因此,物联网技术亟需解决信息安全问题,以保障用户个人隐私、机密的安全,维护社会持续,保证社会正常运行。

1.4扩孔IP地址所有接入物联网的物品都需要一个IP地址,而且物品的IP地址都是和其它物品不同,因此,新接入物联网的物品都需要解决IP地址的问题。但是,但前的IPv4难以满足物品地址的需求,虽然IPv6技术能够满足地址的需求,但是IPv4和IPv6存在兼容性问题,IPv4向IPv6转型具有一定的难度[2]。因此,物联网技术还需要解决IPv4和IPv6之间的兼容问题。

2物联网技术发展趋势

随着物联网相关技术的不断发展,物联网技术并将成为国家核心技术之一。并且在未来将具有很大的发展和创新的空间。设计层面,物联网相关产品的设计创新离不开物联网技术,产品的设计会随着物联网技术的创新而创新,因此,产品设计存在很大的创新空间;技术层面,物联网技术包含计算机、传感器、通讯等多项技术,物联网技术的创新发展必定会带动这些技术相关产业的创新和发展。在未来,各行各业要实现信息化,必须采用物联网技术。在物联网的逐渐普及后,与物联网配套的传感器接口装置等设备的生产量和使用数量都将大大增长,并超过手机的使用数量。物联网配套装置和设备的使用量增加,极大的促进我国信息技术元件产业的发展,为我国创造更多的就业机会。而且根据物联网技术特点,无线网络的发展也将成为未来的趋势。在今后的物联网技术中,无线网络将成为物联网的基础技术和设施之一,只用这样,无线网络才能随时随地将数字信号传输出去。物联网技术代表了下一代信息技术的发展方向,并积极推动国家和社会的发展。

3结语

物联网发展的核心范文第4篇

随着信息技术的快速发展,物联网作为信息技术的重要组成部分,被许多国家所重视并逐渐上升为国家战略,物联网是未来国民经济发展的重要推动力。文章对我国物联网产业发展的现状和发展过程中存在的问题进行了具体分析,并提出了有效解决措施,为不断促进物联网发展提供了参考。

关键词:

物联网产业;产业发展;信息技术;通信网络;信息传感设备

物联网主要是通信网络的延伸,能够提升全社会的智能化和自动化程度,具有的主要优势有:可以降低生产成本,不断提高生产的效率,提高企业的竞争力;能够借助外界通信网络,及时获得远端的信息;保障现实生活更加方便;在生产的过程中更加安全、可靠,能够及时发现生产过程中存在的问题,以便于安全的监管和监控;对不断提高社会信息化程度也有一定的保障性;为智慧城市建设提供技术支持。所以,物联网在提升信息的传送效率、提高生产率、降低管理成本、改善人们生活等方面具有重要现实意义。

1物联网产业概述

物联网是通过射频识别、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,并不断进行信息交换,以实现智能化的识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网可以划分为感知层、网络层和应用层这三个部分,对感知层来说主要是由各种嵌入的芯片、传感器和传感器相关的网关构成,比如GPS终端、温度传感器、湿度传感器等,感知层主要的作用就是对物体进行识别和对信息进行采集;网络层主要是由各种私有的网络、互联网、有线的或者无线的通信网、网络管理的系统以及云计算的平台组成的。对网络层来说就好比是人的大脑和神经组织,主要的作用就是负责传递信息和处理感知层获取的信息等;应用层主要的作用是物联网和用户的一个接口和连接,与行业的需求相结合,以更好地实现物联网的智能应用。对物联网的产业链来说也可以划分为上游、中游、下游三个环节。上游主要负责的是感知层的原器件和终端设备的生产厂商;中游主要负责的是系统集成商、软件开发商和对网络设备提供商;下游主要负责的是服务提供商、网络运营商等。物联网还可以通过相关的技术来实现物品间的全面感知、可靠传输以及智能的处理。物联网产业的主要实质是利用事先在物品或者某一设施中嵌入的传感器与现代化的数据采集的设备将物品的信息最大程度地实现数据化,并通过物品识别技术和通信技术将数据化的物品信息连入互联网中。通过把这些收集到的信息传递到后台的服务器上并且进行整理、加工、分析和处理,把分析和处理的结果对现实世界中的物品进行管理和控制。物联网技术就实现了客观世界中的物物相连,是继计算机和互联网之后世界信息产业的第三次浪潮,是未来人类社会以信息技术应用为核心的技术延伸,通过与传统产业的融合,势必会对未来经济带来一定的冲击性。

2我国发展物联网产业存在的优势

2.1政策优势其实我国早在20世纪90年代就已经开始关注和研究发展物联网产业。当时中科院就已经对传感网进行关注,并且成立了专门的研究团队,一些相关部门也加大投资力度,大大促使无线智能传感器的网络通信、传感器端机等技术得到了突破。在当前,在物联网产业上已经形成和拥有了材料、技术、器件、网络一系列的产业链,已经达到了物联网产业化的国家标准,为国际上其他国家的发展提供了借鉴和依据。

2.2技术优势物联网产业在我国的发展比较迅速,起步比较早,再加上一些国家政策的支持,这就促使了我国物联网产业技术研究水平处于世界前列,并且在世界上也有一定的影响力。这些主要的成就与我国的技术支持是分不开的,其技术优势突出表现在我国有机地将物联网技术由实验室研发转化为大规模商业化运作。比如我国在2009年,在西安就成功开发了物联网产业相关的“唐芯一号”。“唐芯一号”的成功开发象征着我国物联网核心的技术已经实现了突破性的进展。我国还在网络、通信等方面申请自主知识产权的技术专利,这就大大保障了我国物联网产业的快速发展。

2.3市场优势我国相关单位在政策和技术上对物联网产业提供了支持,这就形成了得天独厚的市场优势。我国已经具备了不断推广物联网产业的基本条件和途径,而且无线网络的覆盖率也已经覆盖了广大的城乡区域,再加上现代科技中的云计算机技术,这就大大促进了物联网的发展,使各类产品的动态管理成为了可能。由于我国的人口众多,并拥有不断完善的物联网产业体系,为我国的物联网产业提供了广阔的市场。

3物联网产业发展过程中存在的问题

3.1隐私和安全问题物联网的兴起为人们提供了便利的生活,但也对物联网的依赖性非常大。如果物联网被入侵和破坏,那么个人的隐私和信息就会受到侵害,那么安全性就得不到保障。其主要原因是物联网在建设的过程中,通过的是射频识别技术嵌入到相关的产品中,从而使所有的物品信息都被记录其中,同时还不断发射信号。所以如何保护广大拥有者的隐私不被射频识别和侵犯,成为物联网产业发展的一项重要问题。

3.2没有统一的技术标准和协调机制对物联网产业的发展来说,统一的技术标准和有效的协调机制能够保障物联网产业的发展。但是从目前的物联网行业的发展情况来看,并没有一个统一的技术标准和协调机制,这就会导致进入到这一行业的企业各自为政,势必会制约我国物联网的发展。

3.3政府相关的扶持力度有待提高未来物联网产业势必会对我国经济的发展起到促进作用,所以国家要有长远的战略眼光,不断加大政府政策的扶持力度,在相关的政策上和法律上给予一定的支持和保障。但是在实际上,并没有相关的政策出台,这会对物联网的发展造成严重阻碍。

3.4产业链的发展不均衡我国物联网产业链的发展相对许多发达国家来说还具有一定的差异性。由于我国物联网产业的发展还不成熟,产业链比较薄弱,业务在运作过程中也不成熟等因素,严重阻碍了我国物联网的发展。

3.5开发成本较高,不能实现大规模的推广阻碍物联网产业开发的另一因素是成本。高昂的开发成本会导致物联网的技术很难达到良性的产业化发展和应用。对一些中小企业来说,高昂的开发成本很难使这一产业得到大规模的推广,所以这一技术只能停留在技术研发的阶段,不能为社会提供便利。

3.6缺乏核心技术自主知识产权物联网技术包含传感、射频识别、通信网络以及统一编码等一系列技术。传感技术及射频识别技术是主要的核心,对我国来说约90%多的高频射频技术芯片仍是以进口为主,缺乏核心自主知产权,这也是严重阻碍物联网发展的重要因素。

4物联网产业发展的对策

4.1不断加大政府政策的扶持力度在政府的政策方面要明确物联网产业发展的方向,制定出相关的发展规划和措施,进一步健全物联网发展相关的政策支持,建立物联网企业技术中心和交流平台,提供资金扶持和研发成本。

4.2加强核心技术的研究开发对物联网产业来说最大的竞争就是高新技术和研发创新能力,掌握了核心技术就具备了市场上的重要竞争力。这需要政府把握国际物联网的发展方向,研发出物联网产业发展的核心技术,不断引进或者借鉴国际上物联网的先进技术,并根据我国物联网发展的实际需要,对技术进行再创新。在技术研究中一个重要的技术手段是重视共性技术的研究,通过对共性技术的研究从而建立起具有自主知识产权的物联网的标准体系和相关的技术,以不断提高我国物联网产业在国际上的竞争力。

4.3不断提高我国物联网领域的竞争力在过去的技术发展中,我国都处于劣势,在国际技术领域上并没有发言权。随着物联网信息的推进,我国要不断认识到物联网产业的重要性,最大限度地调动相关的力量,建立起与我国国情相吻合的物联网技术的标准,构建起具有开放性的物联网的标准体系。在国际上的发展中,要不断呈现自身的竞争力,重视核心技术的开发,积极扩大国际领域,让我国融入到其他国家物联网发展中。还需要主导制定物联网的国际标准,把握住物联网产业发展的主动权,以不断提高我国在国际科技领域的话语权和在物联网领域的竞争力。

4.4积极引进、吸收优秀人才,提高技术保障在物联网行业要广泛引进和吸收优秀人才,才能提高物联网的竞争力和发展。具体措施有:物联网相关企业要加大对技术人才的培训;对政府部门来说不断提高扶持力度,积极倡导各科研机构、院校、企业培养和引进优秀人才;要最大限度地发挥市场在人力资源配置中的基础性作用;还可以鼓励一些相关单位和科研院校、机构与国际上的先进物联网领域多交流、沟通,以不断为物联网的技术提供保障。

5结语

物联网产业的发展前景非常广阔,既有机遇也有挑战,要正确认识在发展过程中存在的问题,针对存在的问题,通过一系列的措施和对策不断提高物联网产业的发展。

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物联网发展的核心范文第5篇

Abstract: This industrial development in our country has just started, the industry chain is still fragmented. This paper is based on effects of modular theory on the formation of industrial chain, modular divides the IOT industry structure by functionality, and analyzes the links between modules and enterprises within module. At last,offers recommendations on the formation of the chain of the IOT.

关键词:物联网;产业链;模块化

Key words: the Internet of Things(IOT);chain industry;modularity

中图分类号:F062.9 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)06-0143-03

0 引言

物联网(Internet of Things,IOT)的概念最早于上世纪末提出,2005年国际电信联盟正式提出了物联网的概念,——一种建立在“实的技术优势和广受认可的全域网络前景之上的”“全新的动态网络的网络”[1]。简单来说,物联网就是通过感知技术对物理世界信息进行识别获取,并依托网络技术将信息进行传输、处理、运算,最终实现人物相连、物物相连的网络。物联网作为新一代信息技术的高度集成和综合应用,已被定位为推进经济产业结构转型,促进经济增长的战略性新兴产业。我国在物联网技术的研发方面与国际具有同步性,已具备一定的应用、技术和产业基础,但物联网产业正处于初期阶段,尚未形成完整的产业链格局,不利于物联网未来技术的攻关,更不利于未来产业融合。本文从模块化分工促进网络状产业链形成的角度分析我国物联网产业链形成完善的方向,分析产业链上、下游结构及相关联系,描绘出未来物联网产业链成熟格局,为物联网产业链的形成路径提出思考及建议。

1 模块化与网络状产业链

1.1 产业链的模块化及网络状趋势 模块化是与分工经济相联系的经济现象。分工的进一步深化和知识经济的发展,使得分工方式从传统的生产工艺、工序的线性分工发展成为立体的网络功能分工——各经济行为主体根据自己独有的知识领域,在自身业务范围内进行专业化的生产——这种分工方式就是模块化分工。[2]模块化分工使得传统的产业链通过纵向的分解、逐渐裂变成若干独立价值节点,而各价值节点通过横向集中、整合、功能增强形成具有兼容性、标准界面的价值模块,成为构成重构产业链的“基因”。在专业化分工的生产服务模式和相应的模块治理框架下,越来越多的企业加入了顾客、供应商和竞争对手组成的“战略网络”(古拉提(Gulati,1998)[3],价值链上不同阶段和具有某种专用资产的相对固化的企业及利益相关者需要通过一定的价值传递机制联系在一起,共同为顾客创造价值。[4]企业价值链不能够再被简单地理解为传统的线性结构,而是陷入了一种结构更为复杂的、包含多个产业的“价值星系”,这种以价值链功能聚合为特征的模块化,最终使得产业的微观基础呈现出网络化特征。[5]

1.2 网络状产业链结构 网络状的产业链则是以核心厂商为主导,将各利益主体整合协调在同一平台之上,通过协作、创新、竞争等手段将模块供应商、业务流程与系统开发商等合作伙伴联合在一起的强大、灵活、集成的价值网络。网络状产业链结构由产业链参与主体及模块化设计规则共同决定。

根据在产业链中所处的角色及作用的不同,处于网络状产业链上各价值模块的若干厂商,可分为:核心厂商,负责模块的分解、模块之间的安排和联系、模块标准的制定衡量和模块的整合过程,是价值模块的规则设计者与集成者,往往处于产业链的核心价值环节;模块供应商,在遵循整体系统设计规则的前提下,负责子系统的规则与内容的设计,独立完成模块功能,在业务上主要负责加工、制造、装配、等产业非核心环节,往往也处于产业链价值较低环节。两类厂商在在遵守两类基本设计规则——明确规定的规则及自由设计的规则的前提下,形成了较传统结构的产业链行为主体更为紧密、复杂的相互联系:第一,合作竞争关系共存。一方面,不同模块企业之间以及同类模块的核心厂商和模块供应商之间合作关系紧密;另一方面,同类模块的供应商之间存在着“背靠背”的竞争关系。第二,各模块及行为主体之间存在相互融合。在模块分权集中时,核心厂商居于主导地位,掌握着模块设计的主要规则及核心模块的研发生产,模块供应商则处于从属地位,以自身模块功能配合核心厂商的生产集成;在模块化分权较分散时,模块供应商的实力则相对占优势,可能出现核心模块和系统集成商融合、普通模块向核心模块转移的趋势。

本文将模块化理论对于产业链结构的形成及影响作为理论分析基础,结合物联网产业规划发展的现状,对我国物联网产业链结构进行分析探讨。

2 我国物联网产业体系划分现状

产业链的演化形成与分工的演进路径密切相关,芮明杰(2006)将分工演进路径概括为规模分工——专业化分工——模块化分工,分工的前两阶段,其对应的产业链结构都是纵向一体形式,而分工演进的第三阶段——模块化分工阶段,产业链则呈现网络状,其产品链、价值链、知识链也不再是单一的线性关联。[6]

物联网的出现,是第三次信息化浪潮的标志,现阶段的物联网产业的分工模式,各企业以自身的专业知识,开展专业化生产,并逐渐形成具体专业化模块,物联网所涉及的产业包括:信息技术、通信网络、电子元器件制造等多个领域,各个领域相关企业均开展专业化分工从而以此为基础形成产业链各价值模块,对应的未来成熟的产业链的形态将是各模块相互联系的网络状形态。

工信部2011年发表的物联网白皮书中根据各产业在物联网产业体系的中承担的作用,将物联网产业划分为制造业及服务业,并进一步细分出子产业[7],如图1所示。

由上图的分类可看出,目前我国物联网产业体系已初步形成,但是以产业链整合完善作为目标来考察,存在着未能突出行业划分标准、各产业及参与厂商地位区分不明确、系统集成作用不突出等问题,即各模块之间的标准界面、设计规则、各模块的地位作用均未得到体现,因此,上述划分,仅仅是对产业体系从专业分工角度进行划分,不能作为物联网产业链结构分析的全部依据。国内另一种关于物联网产业链结构的主流划分方式则是基于物联网技术网络体系角度进行区分,尽管充分概括出了各模块之间的关联性,但过度强调技术性,忽略了各模块之间的经济作用。

基于以上分析,本章节拟将物联网产业体系模块划分及物联网网络架构图相结合,对物联网产业链结构进行进一步调整。

3 物联网产业链结构分析

物联网产业链是由包括所有关联产业的若干企业相互作用形成的具有群体智能的动态的网络状产业链。根据网络状产业链上行为主体的分类及相互关系,结合物联网产业体系及网络架构,本文描绘出物联网产业链结构图,如图2所示。

第一, 从技术的角度分析,物联网以感知技术、网络传输技术、智能应用技术分为三个层次;其中,感知技术层次包括了感知终端生产制造模块、终端集成模块;网络传输技术层包括通信设备生产商模块、通信设备集成及服务商模块;智能应用层次包括了计算机软件生产模块、应用服务及系统集成模块、运用服务商模块。

第二,根据模块化理论相关理论,物联网产业目前已形成若干模块,根据各厂商在物联网产业链中所处的地位作用的不同,主要可以分为三大类,分别承担模块供应、系统集成、运营服务的功能并将物联网产业划分出对应三大模块。

本文对物联网产业模块的分类采用在上述基础上根据物联网产品本身的独特的性质,在对核心厂商及模块供应商的定义及业务范围需要进行局部调整:

①模块供应商模块,细分为感知终端生产模块、通信设备生产模块及软件开发模块,各模块内部含有不同类型厂商若干,模块划分标准根据物联网技术要求划分,各模块及内部厂商,在各自擅长的专业领域进行对技术的研发、生产、销售等活动,由于涉及的产业较为复杂,由若干厂商组成的子模块不仅仅是物联网产业链的一部分,在所属的相关产业中也能够组成完整的产业链,各子模块供应商与系统集成模块厂商之间的关系以知识关联的合作关系为主,不存在严格意义上对核心厂商的核心地位威胁,在业务角度也并非以简单向系统集成商提供加工、制造等附加业务。该模块在物联网产业链整体结构中,处于价值较低环节。

②系统集成模块,由感应终端集成、通信设备集成与服务、应用集成等各类子集成商组合,不同于其他产业对系统集成功能的笼统定义,物联网产业中对系统集成存在明确的定义[8]:通过结构化的综合布线系统和计算机网络技术,将各个分离的设备(如电脑终端)、功能和信息等集成到相互关联的、统一和协调的系统之中,使资源达到充分共享,实现集中、高效、便利的管理,需要解决各类设备、子系统间的接口、协议、系统平台、应用软件等与子系统,甚至包括外部环境、人员等一系列相关问题。就目前物联网产业情况而言,系统集成在软件、数据处理、运行平台等方面仍然存在急需突破的技术瓶颈,该模块的相应的产业多为需要由物联网技术研发推动而产生的新兴产业,因此目前从产业的角度考虑,许多环节仍停留在技术、概念的阶段。

③运营服务模块,该模块的以面对客户并提供最终完整应用方案的服务运营商为主,并以此为核心厂商衍生出包括咨询管理、认证测试等在内的一系列中介、服务提供厂商,这类厂商都是由物联网产业发展到一定程度而演化产生新型厂商。按照对产业链和价值模块的定位,物联网产业链中运营服务商及系统集成商在产业链中所能占据的市场价值应能够达到70%,但目前市场发展的实际状况是:一方面,应用服务及解决方案的提供由模块供应商中负责芯片/传感器设计生产的厂商根据自身所掌握的技术条件及客户个性化定制需求完成,由于该类厂商本身具有规模小、市场占有率低、资金技术实力弱的特点,所能够提供的应用往往是小型的局部应用,并未达到物联网所要求的“物物”相连的要求;另一方面,作为电信运营商,从技术角度往往负责网络运营平台提供,对感知层采集的数据进行收集传输,在产业链中所处的环节应界定于系统集成及模块提供的衔接环节,而目前包括我国在内的全球物联网发展的现实情况是,电信运营商往往凭借其资金、技术、市场实力,竭力向产业链两端延伸价值,力求在物联网产业中处于主导地位,并通过构建M2M平台和参与制定模块/终端标准化来逐步实现。目前,运营服务模块的发展受制于技术及应用的发展,但随着物联网应用的深入,运行状态、升级维护、运营成本、决策制定等运营管理的需求将原来越多,运营服务模块在产业链中将具有最大的成长空间,但同时也是物联网产业链最后受益的环节。

4 物联网产业链模块化分析启示

以我国当前物联网产业发展的格局来看,产业链中各环节除运营商外,厂商整体综合实力均较弱。而目前物联网产业链的合作模式也是以市场为导向,由运营商发起,通过市场交易的形式来实现运营商与集成商的合作。电信运营商作为物联网用户的直接接触者,拥有强大的网络资源优势,是物联网产业链中最有条件和最有能力实施整合的成员。在现阶段电信运营商需要在产业链中承担着核心厂商的作用,需要扮演集成商和服务商的双重角色,通过选择质优价廉的终端设备,开发多样化的产品与应用培育自身的核心能力,以产业联盟、技术合作的方式联合其他环节的厂商,根据自身技术优势及特定客户需求开展专项应用开发,并依靠电信运营商所搭建的应用服务平台整合应用需求,向客户完整产品,从而实现产业链的整体价值。

电信运营商必须发挥其主导作用,从加强自身条件及带动外部产业链环境的两个角度承担其作为主导企业引领物联网产业链结构升级做大做强的企业责任。一方面,要从企业战略角度规划企业内部资源配置以匹配物联网产业发展要求,同时发挥集成创新的作用,合力推进产业链的各模块及其技术一体化创新;另一方面,以市场需求为导向,推进项目应用产业化,通过参与政府重点项目的建设,迅速切入市场,树立良好的品牌效应,并能参与到政府政策、行业标准等共有信息的制定,有效获得公共资源的协助,提升企业在物联网产业链中主导企业的引领实力。

5 结论

物联网产业链作为物联网产业必不可少的组成部分,其建设是否完善、运作是否高效对于整个产业是否能够持续、稳定、健康的发展影响重大。本文从模块化角度对物联网产业链结构进行分解划分,研究物联网产业链结构层次、理清产业链各环节的地位作用及相互关系,提出在物联网产业链构建整合过程中需发挥主导企业的引领作用,为解决现阶段我国物联网产业发展中存在的问题提供依据,对实践产生一定的指导意义。

参考文献:

[1]国际电信联盟.ITU互联网报告2005:物联网.2005.

[2]李想,芮明杰.模块化分工条件下网络状产业链的基本构造与运行机制研究.上海:复旦大学,2006.

[3]Ranjay Gulati, Nitin Nohria, Akbar Zaheer.Guest editors introduction to the special issue: strategic networks. Strategic Management Journal. Vol.21:3,199-201(1998).

[4]倪慧君,王兴元,郭金喜.集群企业模块化选择与策略互动[J].中国软科学,2006(3).

[5]胡晓鹏.模块化整合标准化:产业模块化研究.中国工业经济,2005(09).

[6]芮明杰,刘明宇.产业链整合理论述评.工业经济研究,2006(3).

[7]工业和信息化部电信研究院.物联网白皮书(2011).2011:3.

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