物联网：万物皆可联 产业发展快

　物联网(IoT，Internet of Things)是通过二维码识读设备、射频识别装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按约定协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

　　近年来，全球物联网产业市场规模呈现快速上升之势，已从2013年的1.9万亿美元上升至2016年的3.2万亿美元。物联网产业的发展与可用连接数密切相关。预计到2020年，全球连接数将达到260亿(智能手机90亿，可穿戴设备100亿，M2M连接70亿)，潜在市场规模将超过7万亿美元。

　　目前，我国物联网产业空间格局已经形成分别以北京、上海、深圳、重庆为核心的环渤海、长三角、珠三角、中西部地区四大产业集聚区。由于我国拥有全球最大的电子消费市场与工业规模，物联网在我国有着光明前景。2014年我国物联网产业的市场规模达到6000亿元，预计到2018年将达到1.5万亿元人民币，年复合增长率超过25%。

　　物联网(IoT，Internet of Things)这一概念最早在1999年提出。美国麻省理工学院建立的“自动识别中心(Auto-ID)”，首次提出“万物皆可通过网络互联”，并阐明物联网的基本含义。早期的物联网仅是依托射频识别(RFID)技术实现物物相连的网络。随着技术和应用的发展，物联网的内涵已发生了较大变化。

　　2005年11月17日在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS，World Summit on the Information Society)上，国际电信联盟(ITU，International Telecommunications Union)对物联网的概念进行了认定：通过二维码识读设备、射频识别装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按约定协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

　　需要指出的是，物联网并非单独建立一张网络，而是在现有网络基础上的拓展和延伸。就像互联网和移动互联网通过PC、平板电脑、智能手机已经实现人与人之间的互联一样，未来将能实现一切硬件的互联。因此，简单地说，物联网是在原有网络基础上，对任何客观物体网络化和智能化的过程。

　　如果说第一代互联网技术实现的是计算机之间的互联并成功搭建了虚拟网上世界，第二代互联网技术是通过移动互联网实现了人与人之间的互联，那么未来的互联网技术要实现的是所有物品的互联，彻底打通虚拟世界与现实世界之间的壁垒。

　　近年来，全球物联网产业市场规模呈现快速上升之势，已从2013年的1.9万亿美元上升至2016年的3.2万亿美元。物联网产业的发展与可用连接数密切相关。当前全球可用连接数约为90亿，其中物联网连接不到一半。预计到2020年，全球连接数将达到260亿(智能手机90亿，可穿戴设备100亿，M2M连接70亿)，潜在市场规模将超过7万亿美元。

　　物联网涵盖了整个国民经济的方方面面，其中九个主要应用领域市场产值最大，分别为：智能汽车，包括无人驾驶与车联网等；智慧城市，包括公共健康与交通运输等；智慧物流，包括智慧运输与商业导航等；智能护理，包括辅助健康与健身等；智慧办公，包括运营最优化与运营安全等；智慧零售，包括自动结账等；智慧工厂，包括智能操作与设备最佳化等；智慧能源，包括能源互联网等；智慧家庭，包括家事自动化与家庭安全等。

　　物联网的建立离不开传感器应用的普及。近年来，内置传感器的新硬件纷来沓至。从VR/AR头戴式设备、智能手环、智能手表到无人驾驶汽车、无人机、工业互联网，一个全新的智能世界正向我们走来。尽管这些新硬件的销售数量级并不能算大，而且都是独立网络连接，有些甚至还可以说是“中看不中用”，但这却意味着传感器的子网络点状扩张已经开始。假以时日，各类硬件的子网络融合成一个大网络可以期待。随着基础网络容量提升和各种设备的智能化，物联网产业将在未来几年迎来快速发展期。

　　物联网服务对象可划分为政府、企业、消费者三类，并围绕这三类不同群体衍生出多样化应用，创造巨大社会价值。

　　1。面向政府的物联网应用涵盖公共资源管理、智能交通、平安城市、智慧政务等。目前，中国、美国等主要国家政府对物联网的诉求主要都是为了解决日益紧张的能源消耗、污染问题、城市安全问题，因此，未来智能交通、智能抄表、智能路灯等涉及城市生活方面的相关应用将是发展重点。

　　例如，瑞典政府实施智慧交通计划就是在车上装上电子车牌，和交通大数据平台连通，实现实时智能交通管理和拥堵费收取，并取得了显著成效。整个斯德哥尔摩地区交通拥堵降低了20%-25%，交通排队时间下降30%-50%，废气排放减少2.5%，二氧化碳等温室气体排放量下降了40%。

　　2。面向企业的物联网应用包括工业物联网、机器学习和人工智能等。企业可将设备连接到云端进行统一管理，并从生产制造、物流、销售、售后数据中寻找提升运营效率、降低成本、提升销量等重要商业问题。

　　例如，春秋航空通过使用GE的远程诊断探测，年节省维修费用超过21万美元，并且避免了数次计划外的发动机拆卸和停飞待用；风力涡轮机制造商Vestas通过对天气数据及客户涡轮仪表采集的数据进行交叉分析，可及时对风力涡轮机布局进行改善，从而增加了风力涡轮机的电力输出水平，延长了服务期限。

　　未来，工业物联网可进一步进化到借助机器学习来解决问题。例如，Able Cloud通过3个月的机器学习训练饮水机自动加热、保温和断电，达到了饮水机在“学会”满足办公室人员喝水需求的同时，还能节约30%的能源。

　　3。面向消费者的物联网涉及车联网、可穿戴设备、智能家居和复杂娱乐等。目前，车联网以导航、远程信息采集、车载系统升级为主。

　　未来随着车载娱乐系统、ADAS、无人驾驶的普及，车载智能硬件有望实现联网一体化管理。而在智慧社区和智能家居领域，平安社区和平安家庭有望率先取得突破。原有小区视频监控系统可扩展为物联网平台，结合家庭传感器、可穿戴设备、社区出入口管理系统，为现代化的社区管理提供基础设施解决方案。在发生非法入侵，火灾、燃气泄漏等异常情况时，智能传感器会发出报警信号，并通过家庭中心将信号传至小区物业管理中心、报警中心和居民手机上，通知安保人员及时赶到现场处理。

　　物联网产业链由感知层、网络层和应用层三大领域组成。

　　1。感知层：主要包括信息感知，识别物体采集信息，是物联网识别物体和信息的来源，也是其上游产业。感知层是由各种半导体传感设备及其网络网格组成，由传感器、条形码、射频识别标签以及卫星定位系统等构成的感知终端。感知层是竞争性领域。由于各个行业应用物联网模式不同，对其传感器和终端设备的需求差别较大，也对产品生产提出了较高要求。

　　2。网络层：主要实现物联网的数据传输和处理感知层获取的信息，是物联网的中游产业。物联网所包括的网络有互联网、局域网、城域网、外网、网络系统平台等。网络层属于寡头竞争的垄断性行业，其垄断性不仅体现在对其建设过程，而且在其运营环节也呈现不同程度的垄断。

　　3。应用层：这个层次是物联网的应用体系，主要作用是把物联网和终端连接起来，实现物联网真正意义上的虚拟世界与物理世界的无缝连接，达到名副其实的物物相连世界，是物联网的下游产业。应用层是市场差别较大，市场高度细分的产业组织模式。这一领域主要面向中小企业、家庭及个人服务，包括多样化的服务模式和个性化服务方式。用户的经营多具有分散性，因此在该领域物联网应用差别较大，服务市场细分程度较高。

　　就发展趋势看，物联网产业链的三大领域的增长路径并不一致。感知层传统领域潜力有限。据Gartner预计，2019年物联网半导体行业市场总额将达到435亿美元。其中，处理设备市场规模248亿美元，传感器市场规模100亿美元，通信芯片市场规模86亿美元。在传感器、RFID等领域，国内厂商基本没有进入高端市场，缺乏竞争壁垒导致其未来盈利窗口期较短，如不能切入高端领域，未来增长潜力有限。

　　从目前看，感知层领域内智能识的发展空间较大。今后小型化智能设备的普及将会带来交互方式的改变，而以图像和语音识别为代表的智能识别，或将成为物联网主流数据采集方式。网络层中运营商红利较大。当前普遍使用的蜂窝网技术优势在于实时性、安全性、兼容性、移动性较好，而Wi-Fi技术优势在于成本较低。今后，Wi-Fi与蜂窝式技术将会越来越朝向共同合作的应用模式，两种技术可能会成为预期在2020年开始被采用的5G蜂窝标准的组成部分。无论使用哪种技术，运营商的规模红利在短期内都难以撼动。

　　应用层中的物联网平台今后有望成为产业链核心。随着物联网在不同场景下实现大规模应用，感知层采集的数据量越来越大、数据类型越来越丰富、数据结构也会越来越复杂，数据分析的重要性将愈加凸显。此时，效聚资源、打造生态、参与应用分层的物联网平台优势将不断显现。

　　目前，互联网巨头与创业公司直接布局平台领域。在平台服务领域，大型互联网、IT公司由于拥有殷实的资金积累、广阔的用户基础和雄厚的网络开发实力，往往率先强占了先机。国内百度、腾讯、阿里、小米等互联网巨头都拥有自己的物联网开发服务平台，通常在其云计算业务上构建起来。同时，创业公司也凭借其对细分领域的敏感性、专业性迅速在平台领域占得一席之地，例如机智云、KII都是国内智能家居等领域比较著名的专门提供应用开发服务的创业型企业。

　　如今，物联网技术层面正日趋成熟，但稳定性还存在瑕疵。限制物联网产业发展的问题主要有三个。

　　一是基础网络能力不足。物联网的连接对象是超大规模的智能设备，因此需要稳定、持续的网络环境，对网络覆盖、时延和终端设备功耗要求较高。然而，目前4G网络主要是为大流量和按需响应的人-人通信设计，难以满足物联网构架所需。

　　二是终端设备价格较高。由于产品成熟有过程，价格下降需时间，当前VR、AR、无人机、智能手表、4G模组等终端设备，价格依然相对较高。主流VR设备动辄数千元；4G模组成本约为60元，经渠道商加价后将超过100元。也许对于一些技术发烧友或尝鲜者来说，VR这类产品的高价可以容忍，但对于普通消费者和企业，却很难在高成本面前选择淘汰现有设备。

　　三是产业链整合度还不够。物联网产业链发展仍呈现碎片化，没有形成统一的标准，也没有强力的产业链整合者。物联网的实现不仅是要设备可连接互联网，也要设备与设备之间可以无缝连接，但如今，设备间的“互操作性”还远未形成规模化。

　　针对上述限制物联网产业发展的三个问题，国内外科技型巨头不断进行技术创新与市场整合，取得了显著进展，有望在未来几年内彻底解决。

　　1.NB-IoT为代表的LPWA技术引领连接数迅猛增长。以基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things， NB-IoT)为代表的低功耗广域技术(Low Power Wide Area，LPWA)连接技术解决了移动物联网普及的障碍，LPWA大规模部署后将促进物联网连接数迅猛增长。

　　相比传统短距离通信技术和已有蜂窝通信技术，以NB-IoT为代表的LPWA具有四大明显优势，非常适合需要远距离数据传输、通信数据量少、需电池供电长久运行的物联网应用场景：一是广覆盖。NB-IoT的覆盖比传统GSM网络好20个DB。如果按照覆盖面积计算，一个基站可以提供10倍的面积覆盖。二是海量联接。200KHz频率下面，借助NB-IoT一个基站可以提供10万个连接。三是低功耗。NB-IoT通讯模组电池可以十年独立工作，而不需要充电。四是低成本。NB-IoT模组的成本小于5美金，且NB-IoT基于蜂窝网络，可直接部署于现有的GSM网络、UMTS网络或LTE网络，运营商部署成本较低、将实现向4.5G平滑升级。

　　2。技术创新推动元器件成本下降。随着材料科学、纳米技术、微电子等领域前沿技术的突破。智能化技术实现了多种传感功能与数据处理、存储、双向通信等的集成，不但成本逐年下降，还实现了高精度的信息采集、可数据存储和通信、编程自动化和功能多样化。传感器和WiFi模组向智能化、微小化、多样化迈进，生产规模不断扩大。

　　例如，集成微电子机械加工技术的日趋成熟推动MEMS传感器将半导体加工工艺(如氧化、光刻、扩散、沉积和蚀刻等)引入传感器的生产制造，实现了规模化生产。

　　3。巨头布局加速产业链整合。尽管离物联网的真正实现还较远，但目前行业快速扩散的势头已十分明朗，主要IT巨头们正在加紧布局。2016年2月，思科宣布以14亿美元收购物联网平台供应商Jasper Technologies，这标志着顶级企业级软件公司致力于主导企业物联网领域的创新。英特尔和高通也正全面向物联网一体化解决方案商转型，GE和微软则开始重点布局工业物联网，AT&T则加大车联网投入力度。

　　以美国最大电信运营商AT&T为例，其近年来致力于将自己在通信领域的领先地位拓展到物联网。该公司表示截至2015年三季度，他们已经有2500万个物联网终端，其中600万个是汽车。AT&T为车联网用户提供免费或付费的内容服务，包括视频节目、游戏以及儿童教学等软件应用。

　　我国物联网产业起步晚于美国，但至今与美国差距相差不大。与美国市场自发为主、政府引导为辅不同，我国物联网产业发展主要依靠政府的战略性推动，因此能在短期内快速迎头赶上。

　　2008年前是我国物联网产业的学习研究阶段。一些先行企业在在传感器及RFID领域进行了初步研究，并推出了一些初级产品。

　　2008-2013年是我国物联网产业的政策推动阶段。2008年，国务院提出了“感知中国”设想，中央和地方政府对物联网行业在资金和政策上均给予了大量的支持。无锡市率先建立了“感知中国”研究中心。2012年工信部制定了《物联网“十二五”发展规划》，提出重点培养物联网产业10个聚集区和100个骨干企业，实现产业链上下游企业的汇集和产业资源整合。

　　2013年2月，国务院发布《关于推进物联网有序健康发展的指导意见》，针对物联网发展面临的突出问题以及长远发展的需要，从全局性和顶层设计的角度进行了系统考虑，明确以智慧城市成为重要载体，在农业、交通、物流等领域初步进行推广。自此，我国物联网产业开始步入发展的快车道。

　　2014年后，我国物联网产业步入应用推广阶段。国内物联网不断出现设备制造业与物联网、互联网融合，创新产品和服务新模式的现象。家电行业借力物联网技术，已经率先开展拓展价值空间并改善产品服务的模式探索，进军智能家居。2014年3月，美的与阿里巴巴宣布双方将共同构建基于阿里云的物联网开放平台，实现家电产品的连接、对话和远程控制，并为第三方应用提供标准API接口，打造一个开放的智能物联网平台，未来将可支持更多类型设备的接入。

　　除了国家层面出台相关政策，各地政府也针对物联网产业制定了中长期的规划与战略，以期通过物联网产业发展带动地方产业转型升级。不少地方政府也出台物联网专项规划、行动方案和发展意见，从土地使用、基础设施配套、税收优惠、核心技术和应用领域等多个方面为物联网产业的发展提供政策支持。从重点区域物联网战略规划政策中可以看出，我国的东部和南部由于自身信息化程度较高，信息化基础设施建设较为完善，在推进物联网建设过程中，推进速度较快，发展阻力较小。

　　目前，我国物联网产业空间格局已经形成分别以北京、上海、深圳、重庆为核心的环渤海、长三角、珠三角、中西部地区四大产业集聚区。其中，环渤海以北京为核心，打造物联网产业研发、设计、运营和公共服务平台的龙头区域；长三角区域以上海和无锡为双核，是我国起步最早，产业规模最大的区域。无锡作为“国家传感网创新示范区”，集聚了大批物联网龙头企业，在技术研发、产业化与应用推广方面起到示范作用；珠三角区域成长为物联网产业制造、软件研发和系统集成的重要基地；而中西部区域在软件、信息服务、传感器等领域发展迅猛，成为第四大产业基地。产业发展聚集区的形成，能够促进产业集群和联动效应，推动产业规模化的形成，对于产业成长具有积极意义。

　　由于我国拥有全球最大的电子消费市场与工业规模，物联网在我国有着光明前景。根据赛迪智库的数据，2014年我国物联网产业的市场规模达到6000亿，而到2018年将达到1.5万亿元人民币，年复合增长率超过25%，充分展现出强劲发展势头。

　　随着中国已成为全球ICT类终端设备的生产与研发基地，或许中国企业将能从物联网尤其是工业物联网中和车联网获得比国外巨头更大的机会。据Accenture预测，未来15年中国工业物联网市场规模将达到1.8万亿美元。由于中国已经成为全球最大的制造业国际，未来工业在产业过程中将产生巨大的市场空间，其潜力十足。

　　尽管物联网潜在市场空间在万亿量级，但目前尚未进入爆发期。现阶段物联网的瓶颈在于网络能力不足、终端成本居高不下、产业链整合度不够。随着NB-IOT的推出、终端成本逐步下降、巨头切入物联网产业链，未来2-3年内有望出现明显改善。

　　在感知层器件层面，随着物联网爆发放量，市场需求存在一波机会，其中智能识别发展空间最大。但我国企业普遍集中在传统领域，国内企业竞争壁垒不强，长期增长潜力并不大。目前国内代表性企业主要是依靠政府采购支撑，若“真刀真枪”地展开竞争，前景难料。网络层受益于物联网整体发展，商业模式清晰，运营商及通信连接管理平台位于核心，收益最有保障。

　　应用层中物联网平台处于核心，国内IT巨头多有布局，而下游细分领域分散，有望形成专注于细分领域的小型SAAS(Software-as-a-Service，软件即服务)平台。今后，我国物联网产业可以网络层和应用层中的强势企业为突破口，逐步带动上游制造环节改善，从而全面推动整个产业发展。

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