當今世界,新一輪科技革命和產業變革深刻改變著全球經濟格局與科技格局,我國經濟正處在深度調整和變革之中,物聯網將成為一把利器,助力中國制造不斷推進。面對前景利好的物聯網發展,高效利用物聯網,加強在技術、人才、資本等要素方面的合作,共同構建開放、合作的發展環境至關重要。
窄帶物聯網立標準
物聯網概念來襲
在物聯網的三類器件中,帶寬超過10兆的視頻監控應用占市場份額的10%,中速率智能家居占30%,低速率則占60%。低速率這部分,如果采用傳統的光纖和服務器來連接很經濟,用WiFi和藍牙連接就不十分可靠,所以在低功耗廣域物聯網應用方面還是遇到了瓶頸,所以連接到運營商網絡的物聯網終端僅有6%。
如今面向低功耗廣域物聯網的標準,從2014年開始由華為等公司發起,開發窄帶物聯網的標準,通過與很多公司的聯合合作,最后在今年6月份于韓國釜山通過了窄帶物聯網新協議的標準。隨后在9月份、12月份將其他的制定標準完善。
根據窄帶互聯網的推進,華為、中興等公司也都參與開發和試驗中,預計今年年底將全面完成我國窄帶互聯網的相關工作,初步顯示其作用。窄帶物聯網的標準目前采用比較簡單的技術,運營商角度就是200kHZ。實際上在運營商的網絡上,成本就是1%~2%左右,目前其帶寬支持物聯網的是250kbps和20kbp。主要涵蓋了四大技術,首先是廣覆蓋。B-IOT技術如果可以實現比GSM高20dB的覆蓋增益,覆蓋面積擴大100倍;因窄帶獲得高上行功率譜密度增益17dB;2-16倍的重傳機制獲得增益3-12dB;編譯碼獲得增益3-4dB。其中,低功耗——NB-IOT終端使用AA電池可待機10年;大連接——NB-IOT單扇區支持5萬個連接,比現網高50倍;低成本——單個接連模塊成本目標可以下降到1美元。
移動互聯網重應用
熱度不減
在不斷的發展過程中,5G被提出,促使連接密度擴大10倍,瀏覽密度擴大100倍。十年一代,移動通信峰值速率十年達到千倍,從1G到4G的轉變主要面向個人通信,5G進而擴展到產業應用,例如支持時速500公里的高鐵以及產業互聯網,因為5G一平方公里可以支持100萬個物聯網連接。我國的5G計劃在2020年大面積使用,是物聯網領域十分重要的應用場景之一。
過去我們談論電動汽車,不同電壓的電池不能并聯在一起,否則要發熱。然后如今的特斯拉電動汽車,重要的工作就是電池管理系統。每個電池組有傳感器,實時監控電壓,隨時根據后臺的算法靈活了解電池組的情況,這是物聯網支持電動汽車發展的顯著表現。
與此同時,汽車網聯化利用傳感器和軟件實現對電池系統的監控與智能充放電管理已經成為可能。美國麻省理工學院列舉了2015年的十大科技突破,其中車聯網位列第三,汽車作為物聯網的節點,具備十多個CPU、GB級RAM、200個傳感器。在上百個ECU以及千萬到上億的軟件中,汽車電子系統占汽車成本的30%~60%,未來汽車創新的80%來自汽車電子系統,其中不可規避的是物聯網方面的支持。
其實在交通方面,物聯網應用十分廣泛。例如,馬路上有很多攝像頭,一個城市的馬路有很多條,視頻需要不停切換不同的馬路,不同地域用不同顏色表示馬路當時的情況,同時開放數據給市民,駕駛員以及行人可以根據這個數據來選擇合適的出行路線。
另外,市民點擊河流的每一點就可以知道河流污染狀況。有關環保部門根據數據對環保進行治理。在可穿戴設備方面,很多盲人需要觸摸凹凸不平的書本,但是電子屏幕并不會凹凸不平。如果在手指上戴一個指環,這個指環配置傳感器,點到哪個詞就會幫助上傳云端進行翻譯,這個指環就會隨之產生振動……除此之外還有裝備藍牙的鋼筆,實現各種各樣應用的無人機等。
工業物聯網加速興起
遍地開花
我們生產制造的每一個環節都希望完成形式化,過去我們認為數控切床相當先進,但是用固定的程序加工并不科學,需要通過物聯網實時監控對加工的情況,并且回饋反饋系統的狀態。
例如,日本MAZAK的智能機床配備了針對加工熱變位、切削震動、機床干涉、主軸監測、維護保養、工作臺動態平衡性及語音導航等智能化功能,可以自行監控機床運轉狀態并反饋,從而大幅度提高機床運行效率及安全性。
中國沈陽機床集團開發了i5智能數控機床,擁有智能編程、智能診斷等技術,還能實時收集設備生產狀態、資源存量、加工數量等信息并提供及時維護。該集團推出零元購機、以租代售的全新商業模式,買機床不要錢,根據使用機床的時間收費,并且趕在客戶發現問題之前預收。對機床按小時使用量或加工量收費,使制造業客戶材料利用率提高10%~15%,生產人員減少10%~30%, 生產成本降低10%~15%,勞動生產率提高30%~50%。i5機床供不應求。
相關數據顯示,2016年1~9月在全球物聯網投資中工業物聯網占40%,已然成為新熱點。如今,很多切床有智能化的傳感器、機器人進行工作;GE通過遍布飛機的數千個傳感器記錄飛行員整個航程的操縱動作,羅爾斯·羅伊斯發動機公司市場占有率從5%提升40%;沈陽機床使制造業客戶材料利用率提高10%~15%,生產人員減少10%~30%,生產成本降低10%~15%,勞動生產率提高30%~50%;三一重工利用物聯網實時監控出廠設備上千種參數,實現設備定位、遠程故障預警與智能調度等服務,由此可見物聯網發展熱火朝天。
總結2016年物聯網的新氣象,首先當提的是物聯網走出碎片化,NB-IOT標準的制定引出了物聯網廣域大應用;5G加快萬物互聯,帶動移動互聯網與物聯網緊耦合,物聯大連接成5G主要應用場景。
物聯網應用從城市到工廠,從政府買單到企業投資,工業物聯網加速興起發展;物聯網與移動互聯網及云計算技術的結合有效豐富了可穿戴設備的應用,運載工具(包括自行車、電動車、汽車與列車)也逐漸嵌入物聯網模塊。
谷歌收購煙霧傳感器企業,華為、中興、大唐、烽火、中國電科等將物聯網作為新的增長點,三大電信運營商將物聯網作為戰略方向之一,大企業的進入將改變物聯網企業小而散的狀況,逐漸成長為物聯網領域的主力軍;伴隨著物聯網的飛速發展,物聯網應用PPP模式日漸受到重視,商業模式從產品轉向服務,突出表現物聯網已成為世界經濟的重要支柱。
(本文根據鄔賀銓在世界物聯網無錫峰會上的演講整理而成,未經本人確認。)