物联网的发展现状、态势及相关建议

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1、 科技发展研究科技发展研究 上海科技发展研究中心 2009 年 11 月 30 日编者按编者按：11 月 3 日，温家宝总理在向首都科技界发表讲话指出，要着力突破传感网、物联网关键技术，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”。作为当前的热点话题，物联网已日益受到学界、产业界乃至政府的关注。本期简报基于上海科技情报所相关研究成果1，在介绍国内外物联网现状和态势的基础上提出发展建议。供参考。 物联网的发展现状、态势及相关建议物联网的发展现状、态势及相关建议物联网（IOT，The Internet of Things）的概念是由麻省理工学院Auto-ID 研究中心于 1999 年首

2、先提出，其最初的含义是指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，实现智能化管理指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，实现智能化管理。2005年，国际电信联盟（ITU）发布了一份题为The Internet of things的年度报告，对物联网概念进行了扩展，提出了“任何时刻、任何地点、任意物体之间互联，无所不在的网络和无所不在的计算任何时刻、任何地点、任意物体之间互联，无所不在的网络和无所不在的计算”的发展愿景，并指出 RFID、传感器技术、纳米技术、智能终端等技术将得到更加广泛的应用。2009 年 1 月，IBM 提出“智慧地球”构想，物联网是其中不可或缺的

3、一部分，而美国总统奥巴马积极回应了“智慧地球”构想，将其提升为1上海市科技发展基金软科学研究项目高技术产业国内外发展态势研究 （项目编号：09692108000） 1国家级发展战略，进一步引起了世界各国关注和重视。 一、构成及重要性一、构成及重要性 “物联网”主要由感应识别末梢、传输网络、分布式智能处理单元三个部分组成。“物联网”主要由感应识别末梢、传输网络、分布式智能处理单元三个部分组成。感应末梢即利用二维码、RFID、传感器、全球定位系统、激光扫描仪等信息传感设备实现随时随地的数据采集； 传输网络是通过将多种联网技术与互联网的融合，将物件（object）的信息实时准确地传递出去；智能处理则

4、是利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，协同各系统共同运作， 对海量的数据和信息进行分析和处理， 同时使物件可以依照环境状况自动分析、判断所获取信息，并执行相关的操作。通俗而言，物联网是万物都可以上网万物都可以上网，物体通过感应识别末梢、传输网络、分布式智能处理单元等环节的“串联”实现全过程、全方位的智能化管理。 物联网对于社会经济的推动作用已引起共识，主要体现为三个“E”：（1）Evolution，即推动人类生产、生活方式的变革，即推动人类生产、生活方式的变革。通过物联网技术的应用， 使得物与物之间的互动与人与人之间的联系完全融合， 并将深入渗透于各个行业及人们的日常生活，改变社会一些固有

5、的运行模式。 （2）Economic，即带动经济的广泛发展，即带动经济的广泛发展。物联网具有较长的产业链，除了能够带动钢铁、水泥、电力、能源等传统行业，还能创造对传感器、芯片、通信等相关软硬件产品需求， 同时通过将制造与服务融合以及互联网与物联网整合，还能开辟更广阔的空间。 （3）Ecological，即有助于提高资源利用率和保护环境。，即有助于提高资源利用率和保护环境。通过智能交通系统、智能电网、智能水资源管理等物联网技术的应用，可以协助我们保护环境，提高对有限资源的使用效率。总之， 物联网可以使人类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

6、与自然间的关系。 二、国外趋势及策略二、国外趋势及策略 目前，国外对物联网的研发、应用主要集中在美、欧、日、韩等少数国家，随着 RFID、传感器技术、近程通信以及计算技术等的发展，研发和应用领域已从商业零售、物流领域拓展到环境监测、生物医疗、智能基础设施等领域。 如： 欧洲合作研发机构校际微电子中心欧洲合作研发机构校际微电子中心 （IMEC） 利用 GPS、2RFID 技术已经开发出远程环境监测、先进工业监测等系统，并积极研发具有可遥控、体积小、成本低等功能的微电子人体传感器，自动驾驶系统等技术；思科思科已经开发出“智能互联建筑”解决方案，为位于硅谷的美国网域存储技术有限公司节约了 15%的能

7、耗；IBMIBM 提出了“智慧地球”的概念，并已经开发出了涵盖智能电力、智能医疗、智能交通、智能银行、智能城市等多项物联网应用方案；美国政府美国政府目前正在推动与墨西哥边境的“虚拟边境”建设，该项目依靠传感器网路技术，据报道仅其设备采购额就高达数百亿美元。 欧洲智能系统集成技术平台（EPoSS）在Internet of Things in 2020报告中分析预测，未来物联网的发展将经历四个阶段，2010 年之前 RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域，2010-2015 年物体互联，2015-2020年物体进入半智能化，2020 年之后物体进入全智能化，并给出了各阶段技术研发、产业化、标准化

8、等发展策略（见表 1） 。 表表 1 2020 年国际物联网技术研发重点年国际物联网技术研发重点 2010 年之前年之前 2010-2015 年年 2015-2020 年年 2020 年后年后 技术愿 景技术愿 景 单个物体间互联 低功耗、低成本 物与物之间联网 无所不在的标签和传感器网络半智能化 标签、物件可执行指令 全智能化 标准化标准化 RFID 安全及隐私标准 确定无线频带 分布式控制处理协议 针对特定产业的标准 交互式协议和交互频率 电源和容错协议 网络交互标准 智能器件间系统 智能响应行为标准 健康安全 产业化 应用产业化 应用 RFID 在物流、零售、 医药产业应用 建立不同系统

9、间交互 的框架（协议和频率）增强互操作性 分布式控制及分布式数据库 特定融合网络 恶劣环境下应用 分布式代码执行 全球化应用 自适应系统 分布式存储、分布式处理 人、物、服务网络 的融合 产业整合 异质系统间应用 所需配 套的器 件所需配 套的器 件 更小、更廉价的标签、 传感器、主动系统 智能多波段射频天线 高频标签 小型化、 嵌入式读取终 端 提高信息容量、感知能力 拓展标签、读取设备、高频传 输速度 片上集成射频 与其他材料整合 超高速传输 具有执行能力标签 智能标签 自主标签 协同标签 新材料 更廉价材料 新物理效应 可生物降解器件 纳米功率处理组件能耗要 求能耗要 求 低功耗芯片组

10、降低能源消耗 低功耗芯片组 超薄电池 电源优化系统 （能源管 理） 改善能量管理 提高电池性能 能量捕获（储能、光伏） ； 印刷电池 超低功耗芯片组 可再生能源 多种能量来源 能量捕获（生物、化学、 电磁感应） 恶劣环境下发电 能量循环利用 能量捕获 生物降解电池 无线电力传输 3资料来源：EPoSS 继 EPoSS 于 2005 年发布这份报告之后，各国普遍意识到物联网广阔的发展前景及重要意义， 争相跟进并制定规划与政策来推动物联网产业的发展，具体措施包括： 一是制定远景规划，确定物联网发展的目标与路径一是制定远景规划，确定物联网发展的目标与路径。2009 年，韩国通信委员会出台了物联网基础

11、设施构建基本规划 ，将物联网市场确定为新增长动力，提出到 2012 年实现“通过构建世界最先进的物联网基础实施，打造未来广播通信融合领域超一流信息通信技术强国”的目标，制订了构建物联网基础设施、发展物联网服务、研发物联网技术、营造物联网扩散环境等四大领域 12 项详细课题。2008 年，日本总务省提出了“u-Japan x ICT”政策，即将 u-Japan 政策的重心从之前的单纯关注居民生活品质提升拓展到带动产业及地区发展，即通过各行业、地区与 ICT的深化融合，进而实现经济增长的目的。 二是聚焦关键领域，深化物联网技术的研发与实践。二是聚焦关键领域，深化物联网技术的研发与实践。美国经济复苏

12、和再投资法提出，希望通过能源、宽带与医疗三大领域来实现与物联网技术的互动发展（见表 2） 。2009 年 7 月，日本 IT 战略本部颁布的日本新一代信息化战略“i-Japan”战略也提到，为了让数字信息技术融入每一个角落，首先将政策目标聚焦在三大公共事业：电子化政府治理、医疗健康信息服务、教育与人才培育，提出到 2015 年，透过数位技术达到“新的行政改革”，使行政流程简化、效率化、标准化、透明化，同时推动电子病历、远程医疗、远程教育等应用的发展。欧盟也计划利用 e-health、e-accessibility、应对气候变迁、消除社会数字鸿沟等一系列有助于提升社会福利的先导项目来推动物联网的

13、部署与实施。 三是强化标准建设， 关注物联网的管理与运用三是强化标准建设， 关注物联网的管理与运用。 欧盟执委会将评估现有物联网相关标准并推动制定新的标准， 持续监测欧洲标准组织、 国际标准组织以及其它标准组织的物联网标准制定进度， 使物联网标准的制定是在各相关方的积极参与下，以一种开放、透明、协商一致的方式达成，确保物联网的可信度、 接受度和安全性， 使物联网在一个分布式管理架构下得以有效运行。 4表表 2 2009 年美国振兴经济法案中与年美国振兴经济法案中与 ICT 相关计划整理相关计划整理 能源能源 （约 500 亿美元）改善能源效率（改善能源效率（Energy efficiency）

14、 ： 电力系统：智能电网 建筑物：住宅节能化、节能家具 建造现代化公共基础设施 宽带宽带 （72 亿美元） 宽带技术机会计划（宽带技术机会计划（Broadband Technology Opportunities Program） -47 亿美元 拓展宽带服务的范围，支援学校、图书馆、医院、大学等组织，并支 持创造就业机会的设施及公共安全机构持续采用宽带、扩充公共电 脑中心的容量 乡村公共服务计划（乡村公共服务计划（Rural Utilities Service Program）-25 亿美元 提供宽带基础建设的贷款，如农村地区的电信公司、移动运营商等设 宽带基础设施的贷款服务 医疗医疗 （约

15、 190 亿美元）加速健康咨询科技（加速健康咨询科技（Health Information Technology）的推广）的推广 加强个人隐私权的保障加强个人隐私权的保障 三、国内现状与态势三、国内现状与态势 我国各级政府对物联网的发展尤为关注。早在 2006 年， 国家中长期科学与技术发展规划（20062020 年） 将物联网相关的传感网技术列入重点研究领域。2009 年，中科院创新 2050：科学技术与中国的未来提出物联网作为未来新兴领域的重要内容。 今年 9 月， 由工信部牵头成立了国家传感器网络标准化工作小组， 成员包括中科院、 中国移动等国内传感网主要的技术研究和应用单位。 目前我国

16、已向国际标准化组织提交的多项标准提案并被采纳，与德国、美国、英国等一起成为国际标准制定的主导国；10 月，国内第一份 RFID 技术行业应用的指导意见关于推动公路水路交通运输行业 IC 卡和 RFID 技术应用的指导意见出台。在国内各省市中，江苏、上海、浙江在物联网的规划和实施方面处于国内领先地位，无锡政府当前正在大力推动“感知中国”无锡示范区的建设，而北京、重庆、杭州、南京、沈阳等城市均对物联网开始布局和推动。对于物联网领域的发展，目前国内大体呈现以下特点： 一是技术攻关和研发起点较高， 取得一批重要成果。一是技术攻关和研发起点较高， 取得一批重要成果。 我国对物联网核心技术无线传感网的相关研究基本与发达国家同步，中科院早在1999 年就开始从事该领域的研究工作，另外哈尔滨工业大学、清华大学、5北京邮电大学、 西北工业大学、 天津大学和国防科技大学等国内高校以及中国移动