管窺物聯網《藍皮書》

編者按：2010年10月，《中國物聯網產業發展年度藍皮書(2010)》在無錫發布，該書由中國物聯網研究發展中心（籌）、中國科學院物聯網研究中心、江蘇中科物聯網科技發展有限公司聯合出版，《藍皮書》包括環境篇、概述篇、產業篇、應用篇、技術篇、戰略篇、展望篇、附錄篇等內容，共二十章、二十多萬字，對物聯網產業進行了全面系統的闡述。本報將對該書作做節選，以饗讀者。

交叉學科之困

中科院“創新2050：科學技術與中國的未來，中國至2050年信息科技發展路線圖”描述了物聯網的發展路線圖，其中提到了以下幾個重點要素。

#8226;多學科交叉。傳感網是典型的多學科交叉的綜合研究，涉及到計算機、半導體、網絡、通信、光學、微機械、化學、生物、航天、醫學、農業等眾多領域，由于學科的交叉融合和相互影響，使得許多技術趨勢成為可能，例如生物技術將極大地依賴于在芯片實驗室里做分析的實驗設備以及生物信息學的進步；微機電系統、智能材料和新材料將使普遍設置的低成本小型傳感器成為可能；工程師將日益轉向生物學家，理解生物體如何解決涉及自然環境的問題；這些“仿生物”的努力，把來自天然的最好的解決辦法與人造的元件結合起來，能夠開發出比現存生物體更好的系統。基礎支撐技術的發展又可以進一步推動傳感網/物聯網的進步。

#8226; RFID技術。作為典型的傳感網絡應用的RFID是未來信息存儲提取和處理的主流技術，越來越多的國際性大公司已經加入到這種技術的開發研究中，在近幾年顯現出大規模發展的態勢，RFID受市場關注的程度不亞于任何一種新興技術，該技術的發展使得服務器的客戶端設備數量快速增加。

#8226;三維立體傳感網。通過在所有道路、建筑、水域、危險地區和空間構成三維立體傳感網絡，建立具有強大計算能力的分布式監控預報中心，能夠提前預測到臺風、大雨、洪水、森林火災等自然災害和人為突發事件的發生和演變，迅速決策和處置，從而大幅度減少自然災害和人為突發事件造成的損失。傳感網絡還可以在節能減排和智能家居等方面發揮作用。

#8226;大規模實時傳輸。傳感網在大規模實時信息獲取、協同感知、高抗毀性、微型靈活部署等方面具有明顯優勢，將成為實現“安全、可靠、智能”的路網智能交通和城軌交通安全的重要支撐技術之一。傳感網絡的發展可以在動態復雜環境下實時、協同地獲取路況、車況和駕駛員的狀態信息，形成全局、綜合的決策、判斷，來預防和處理交通事故的發生，提高道路利用率，以及準確、實時地監測突發事件，增強應急事件的協同處理能力。進一步發展的“塵埃”型傳感器/執行器，可嵌入物流世界的各個領域，實現網絡信息空間與物理世界的融合。

關注基礎理論

物聯網涉及從信息獲取、傳輸、存儲、處理到應用的全過程，材料、器件、軟件、系統、網絡各方面的創新都會促進物聯網的發展。

在推進物聯網的過程中需要發展微納米智能集成傳感器和低功耗、高性能芯片；要關注微電池與儲能技術、能量采集技術、智能化能源管理技術；網絡方面，要使多種接入方式兼容，創造新型安全、可靠異構的網絡架構，以及滿足低成本、可互動、模塊抽象化等功能的開放式中間件平臺。

軟件方面，可重點關注低功耗微型OS，以及具備自優化、自配置、自愈功能分布式自適配軟件，信息處理與應用軟件，行業應用業務模式等。

歐盟《物聯網研究路線圖》將物聯網研究分為十個層面：

1. 感知:ID發布機制與識別；

2. 物聯網宏觀架構；

3. 通信（OSI物理與鏈路層）；

4. 組網（OSI網絡層）；

5. 軟件平臺、中間件（OSI網絡層以上）；

6.硬件；

7. 情報提煉；

8. 搜索引擎；

9. 能源管理；

10. 安全。

中科院“創新2050：科學技術與中國的未來，中國至2050年信息科技發展路線圖”指出物聯網典型的問題包括：網絡規模在不斷擴大，接入系統也在增加，異構網絡結構復雜度不斷提升，同時作為一項新興的技術，物聯網還需要在非常有限的資源條件下滿足低成本、綠色節能、用戶和環境友好、用戶為中心、高效等極端要求。

發展傳感網面臨著布爾代數和連續代數共存的難題，需要高效實用的不確定性推理、先進的復雜系統理論、異構網絡理論，對物理世界的新型感知機理提出了很高的要求。對于傳感網，協同與控制理論等是重點需要發展的基礎理論。

跨過五道坎

盡管國內物聯網相關工作推進比較快，但物聯網產業化發展仍然面臨巨大挑戰，還存在如下問題：

1.物聯網正處于產業發展初期，仍有許多瓶頸等待突破，特別是缺乏統一標準體系和成熟商業模式，被看做是制約發展的關鍵要素；

2. 作為新概念、新技術，物聯網產業化推進缺少國家級的產業戰略謀劃，需要成立高級別官產學研聯盟組織引導；

3. 研究機構數量眾多，大多要么側重基礎理論，與應用需求相距較遠，缺乏大規模工程實踐牽引；要么側重工程，與中小型企業同質化，重復性工作居多，難以全面迅速推廣，缺乏盈利的商業模式；

4. 缺乏具有系統綜合解決方案集成能力的龍頭企業，中小型企業居多，小雜散；

5.基礎和核心技術仍然需要加大投入。

物聯網發展諫言

發展物聯網產業，首先要通過政府引導，全社會參與，鼓勵民營資本進入，造就一大批科技型中小企業群；其次，應結合我國低成本信息化的特點，選取若干與可持續發展、資源、安全、新媒體等相關的行業為切入點，圍繞需求，開展核心技術公關和技術集成研發，進行技術示范、探索發展途徑；再次，應結合節能、降耗、綠色、低碳、低成本、智能的發展戰略和地方需求，利用物聯網絡技術實現傳統產業的升級換代，由政府支持開展感知、控制、網絡、系統技術研究，選取特色行業進行應用示范；最后，可通過示范、政府采購和新產業發展拉動內需，扶持本土企業，避免買進一個無內生能力的信息化。

在發展策略上，應采取政府主導、市場運作，以應用為先導，兼顧軍用需求和民用市場。在發展前期，以滿足軍用需求為主帶動民用市場的開拓；民用市場的開拓則應以應急安全、環境監控、政府綜合信息網為切入點，逐步在如電力、石油、環境、能源等領域應用推廣，還需注重不同應用平臺的建設以及相關增值服務的研究。

我們在發展物聯網的過程中一定要堅持以應用牽引，結合中國國情來發展適合我國發展水平的低成本、綠色、開放平臺、高可靠的物聯網，走一條有中國特色、能帶動國內核心技術企業發展的低成本信息化道路。

我們已經在國際標準制定方面獲得有份量的發言權，未來應當以應用為導向開發具有自主知識產權的核心技術，制訂我國相關的協議標準，廣泛開展國際合作。利用我國的巨大市場影響國際標準的制定，將有助于提高我國在國際標準競爭中的籌碼，影響并參與國際標準的制定，使其朝著對我國有利的方向進行。

國家要給予政策扶持，鑒于國際上的競爭態勢，應由國家根據不同應用特點，為物聯網劃出專用或共用的頻率資源。可以由國家給予物聯網產業類似軟件產業、集成電路產業的相關優惠政策。官產學研各司其職，培育需求，應用研究和核心技術研究并重。

物聯網的普及需要商業模式的創新，物聯網未來要滲入到每一個行業，進入到相關業務中去，而商業模式方面每個行業都不相同，但物聯網特別適合創業型企業或中小企業，為其提供了創新的機會。目前物聯網在行業應用上的示范成本相對較高，但是在得到廣泛的應用并形成規范后，價格會逐步下降。作為一項新的技術，物聯網目前在一定程度上還需要政府進行產業引導。

圖說物聯網

中國傳感器的主要應用領域及份額

整體上來看，我國傳感器產業處于初期發展階段，基礎傳感器芯片研發生產薄弱、企業規模偏小、技術標準缺乏、應用領域不廣、層次偏低。作為構成物聯網的基礎單元，目前國內傳感器芯片90%靠進口。未來幾年主要靠進口的局面尚不能扭轉，但三年后國產芯片可達30%。

軟件細分領域份額

嵌入式軟件2009年達到1674億，但以基于中低端應用為主，嵌入式操作系統、數據庫和開發工具等平臺軟件中，國外品牌占據了絕對優勢。

嵌入式應用軟件缺乏產業鏈協同，沒有完全形成系統產業鏈，產品標準化、市場化、專業化和社會化程度較低，軟硬件同步研發能力弱。

#8226; 2009年軟件產業收入9513億元，同比增長25.6%。其中系統集成收入2203億元，同比增長23.7%

#8226; 軟件核心能力不足，處于產業鏈的低端，利潤率僅為10%左右。

中國RFID應用份額示意圖

2009年中國RFID應用份額，證照防偽45.2%；電子支付24.9%；出入控制15.9%；倉儲物流6.4%；物品追蹤等其它7.6%。

#8226; 中國RFID應用情況

RFID應用領域不斷拓寬，但仍以局部的閉環應用和政府主導項目應用為主，跨行業、跨部門、應用鏈長的應用相對較少。RFID產業鏈雖已初步形成，但技術和企業實力與發達國家仍有差距，超高頻、有源RFID等未形成整體產業能力；標簽芯片自主知識產權貧乏，RFID中間件產品有較大差距。

RFID應用領域不斷擴張，市場規模也在不斷擴大。在食品安全、藥品安全領域，去年一年就對200多個制藥廠實施了RFID的管理，直接涉及民生改善，惠及百姓的生活。

（以上各圖數據來源：網舟咨詢；數據整理：中國物聯網研究發展中心）

2010年中國物聯網主要行業應用市場規模及份額（億元）

中國的物聯網產業是全球物聯網產業的重要組成部分，并且正面臨大發展的歷史機遇。以安防、家居、電力、交通、醫療、物流等為代表的一些國民經濟重點行業開始逐漸接受物聯網概念，采用物聯網相關技術和產品，應用于行業的生產、服務各個環節。

數據整理顯示：2010年國內物聯網主要行業應用中，安防（安全防護、防入侵、智能家居）、電力、交通3大行業位居前列。安防行業的應用遙遙領先，占據了接近一半的市場份額（43%），規模接近900億元。其中，智能家居占26%，規模超過500億元；網絡視頻監控市場也是其中一個重要應用領域，占到15%的市場份額。電力行業和交通行業是掌握國民經濟命脈的重要行業，其物聯網應用也獲得了較快的發展，市場份額分別達到15%和9%左右，市場規模分別為大約300億元和190億元。重要的應用行業還包括物流、醫療、手機支付等，并正在逐漸滲透到其他各行業和經濟領域。

物品編碼助力產品質量追溯

■ 本報記者 許泳

由中國物品編碼中心主辦的“2010物聯網與產品質量追溯論壇”于11月10日在北京展覽館召開，本次論壇主題為“物品編碼助力產品質量追溯、質量提升服務大質檢”。來自全國的食品、零售、物流及物聯網領域的企業、系統集成商以及中國物品編碼中心分支機構的代表，系統地介紹了以商品條碼為基礎的統一標識系統在我國產品追溯中的重要作用，并圍繞物聯網發展、產品質量追溯以及相關技術標準和行業應用等主題進行了全面的剖析和深入探討。

食品、醫療衛生領域利用條碼成功進行產品追溯，為我國開展產品質量安全追溯提供了典型的示范案例。目前，在食品安全追溯領域，中國物品編碼中心建立了新疆哈密瓜、四川茶葉、山東蔬菜、海產品、肉制品等十多個食品質量追溯系統；醫療衛生領域，中國物品編碼中心在全國廣泛建立了藥店條碼自動掃描結算系統，在上海建立了植入性醫療器械追溯監管系統，在浙江、青島等地建立了醫藥物流管理系統；物流領域，在深圳、浙江等地實現了全球統一標識系統在國際貨運及儲運配送中的應用；服裝領域，上海、深圳等地開發完成了編碼標識技術在服裝行業的示范應用；此外，上海、山東等地開展了全球統一標識系統在建材家具領域的推廣應用試點工作。

商品條碼技術實現了由最初的零售掃描結算向產品追溯全過程的廣泛應用，極大地促進了我國商業流通領域自動化水平的提高，同時也為各級政府部門進行產品質量安全追溯提供了必要的技術支撐。

全國質檢系統繼2009年成功啟動 “質量和安全年”活動后，于2010年在全系統內開展了豐富多彩的質量提升活動。此次物聯網與產品質量追溯論壇作為中國物品編碼中心質量提升活動的一項重要內容，同時也是“2010物品編碼宣傳周”的一項主要活動。在宣傳周期間，中國物品編碼中心還將舉辦一系列宣傳活動，包括同期舉辦的第十七屆國際自動識別技術展覽會設立的質量提升活動主題展區、召開商品條碼質量提升座談會等。

據了解，自2003年起國家質檢總局批準實施“中國條碼推進工程”以來，中國物品編碼中心通過推進工程項目，在全國廣泛建立了應用示范試點，內容涵蓋食品、醫療衛生、家具建材、條碼檢測、特種設備管理、移動商務、電子政務、動物射頻管理等多個領域。條碼技術應用開始逐漸從商業零售業向運輸、物流、服務等領域拓展，物品編碼與自動識別技術應用的深度和廣度在不斷拓展。