简要介绍物联网,对物联网有个框架性的了解

定义

物联网(Internet of Things)是互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络。[1]
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物联网简单的说就是物与物相连的网络,从1999年Kevin Ashton教授提出概念,到现在世界主要国家已将物联网作为抢占新一轮经济科技发展制高点的重大战略,我国也将物联网作为战略性新兴产业上升为国家发展重点,并在《“十二五”规划纲要》中明确提出,要推动物联网关键技术研发和重点领域的应用示范,成为近年发展“互联网”国家行动计划中的重要内容。

物是基础,联是关键

物联网中的“联”大多数是指无线连接,无线通讯技术的发展是物联网技术的幕后推手。物联网的概念虽然从1999年就提出,但真正有所发展是从2010年之后4G、智能手机、智能家居市场的成熟开始的,真正的大热是因为低功耗广域网技术的提出,一个是LoraWAN(私有网络),一个是NB-Iot/eMTC(公有网络)。
在4G网络出现前,广域网通讯技术主要的通讯技术是GPRS,在国内的运营商以中国移动和中国联通为主,具有“高速”、“实时在线”等优点。但由于其功耗较高,需要用大容量电池供电或市电供电,所以不太用于电池供电的低成本无线终端设备,在物联网应用中有一定的局限性。随着2019年初联通2G退网,移动不再增加新的基站,GPRS网络环境也越来越差。4G网络虽然在覆盖上有巨大的优势,然而其成本非常高,和GPRS一样功耗比较大,所以大多用于对成本不是特别敏感、市电供电等场景。
局域网通讯技术以WIFI、Zigbee等技术是主流,尤其是智能家居领域,像小米的智能家居需要联动的产品都已这两种为主。WIFI技术的优点是大带宽,但是其连接数量有一定的限制,也就是同时在线的WIFI设备最大只有几十台,相对于Zigbee和蓝牙来说功耗也较高。Zigbee的功耗较低,理论连接数量达到上万(个人已知最大组网连接数目在两三百台),最大的优点是自组网。Zigbee的缺点是需要单独部署Zigbee网关,在消费品领域来说成本较高。不管是Zigbee还是WIFI,最大传输距离都在几百米,限制了其应用领域。
随着LoraWAN、NB-Iot技术的商业化,低功耗、大连接、低成本等技术使电池供电的无线智能终端如水表等大量应用于物联网。LoraWAN主要用于局域网,单台基站的覆盖范围超过10公里,以南京市六合区为例,4-6台基站即可做到全覆盖。单个LoraWAN的模组成本大概在20元左右,基本和GPRS持平。LoraWAN技术已中兴CLAA最早开始大规模推广,现在腾讯、阿里也纷纷入局。NB-Iot的网络由三大运营商建设,属于国家战略,和LoraWAN一样具有低功耗、广覆盖、低成本、大容量等特点,单个模组的成本目前也跌破20元,相对于LoraWAN来说,LoraWAN属于自建网络,不需要再付流量费。NB-Iot属于公有网络,需要付流量费。
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应用行业

全球物联网应用出现三大主线。一是面向需求侧的消费性物联网,即物联网与移动互联网相融合的移动物联网,创新高度活跃,孕育出可穿戴设备、智能硬件、智能家居、车联网、健康养老等规模化的消费类应用。二是面向供给侧的生产性物联网,即物联网与工业、农业、能源等传统行业深度融合形成行业物联网,成为行业转型升级所需的基础设施和关键要素。三是智慧城市发展进入新阶段,基于物联网的城市立体化信息采集系统正加快构建,智慧城市 成为物联网应用集成创新的综合平台。
从全球范围来看,产业物联网(包括生产性物联网和智慧城市物联网)与消费物联网基本同步发展,但双方的发展逻辑和驱动力量有所不同。消费物联网作为体验经济,会持续推出简洁、易用和对现有生活有实质性提升的产品来实现产业的发展;产业物联网作为价值经济,需以问题为导向,从解决工业、能源、交通、物流、 医疗、教育等行业、企业最小的问题到实现企业变革转型之间各类大小不同的价值实现,即有可能做到物联网在企业中的落地。据 GSMA Intelligence 预测,从 2017 年到 2025 年,产业物联网连接数将实现 4.7 倍的增长,消费物联网连接数将实现 2.5 倍的增长,
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从国内来看,目前很多行业在政府相关政策驱动下,形成了相关行业物联网的刚性需求,促成物联网在这些行业的快速落地,典型的包括智慧城市中各类公共事务和安全类应用。当前阶段,政策驱动的物联网应用落地快于企业自发的物联网应用需求,而消费者自发的物联网需求总体慢于企业的自发需求。相对于海外其他市场, 国内的物联网应用落地节奏差别很大,政策驱动型的物联网应用已 远远快于海外市场。

未来的发展

  • 新的无线技术比如蓝牙5.0、Zigbee 3.0等的演进会进一步推动物联网的发展。
  • 工业物联网是工业互联网的进一步提升,是未来国家的核心竞争力。
  • 基于行业细分领域的物联网应用将迎来更大的市场。
  • 具备边缘计算能力的终端、智能化MEMS传感器是物联网终端的下一个战场。
  • 大数据将使物联网进一步升华。

[1]维基百科:物联网
[2]物联网白皮书-中国信通院.pdf
[3]一张图读懂物联网无线技术与频率