我國智能物聯網應用現狀、問題對策與未來展望

□ 文 陳福炯 侯靜怡

0 引言

當前，數字化、信息化、網絡化、智能化正加速融合應用到生產、生活等各種場景中。在萬物互聯的物聯網時代，海量連接產生的交互及數據分析需求促使物聯網與人工智能（AI：Artificial Intelligence）的更深融合，使人類開啟了智能物聯網（AIoT：Artificial Intelligence Internet of Things）時代。

智能物聯網（AIoT）一般是指在監控、互動、連接情境下，通過各種傳感器實時采集各類海量信息，在設備終端、邊緣端、云端通過AI、機器學習對數據進行智能處理、智能分析和智能控制：包括智能傳感、定位、比對、預測、調度等，是人工智能與物聯網的協同應用。

1 我國智能物聯網的應用現狀

2015年起，隨著物聯網技術發展迭代，中國物聯網連接量開始突飛猛進，2018年逼近30億，年復合增長率高達67%。根據艾瑞咨詢研究報告預測，到2025年中國物聯網連接量將增至200億。

AIoT是個綜合性大市場，目前主要包括云計算企業、AI公司、SI公司（System Integration：系統集成）、IoT公司。云計算企業與AI公司擅長于大數據分析、智能化識別等人工智能技術前沿研發；而系統集成SI公司、物聯網IoT公司則在整合技術、服務顧客、理解市場需求上有優勢。隨著技術逐漸成熟，帶來硬件、軟件、平臺、AI算法成本降低，物聯網終端數量規模化效應、多樣化特征逐漸凸顯，AIoT市場正逐漸由企業主導的供給驅動轉變為客戶主導的需求驅動。從應用場景看，智能物聯網目前主要用于家庭居住場景、建筑人居場景、產業場景、智慧城市場景。

1.1 家庭居住領域

智能物聯網應用于家庭居住領域主要得益于機器智能能夠分析人的行為習慣、適應人的偏向愛好、便利人的居住生活等方面。以人與產品、產品與平臺、平臺與人的交互方式，通過智能系統采集、分析人的行為方式，應用、便利人類生活。對場景中人的行為方式進行采集、分析、決策、應用不僅依靠各個智能系統或智能終端，而且還依賴于整個AIoT系統與系統整體解決方案來完成家庭居住場景智能化應用。

目前，適應家庭居住場景的智能物聯網系統主要包括三個層次：即感知層、平臺層與智能系統層，主要包括硬件感知設備、軟硬件平臺系統、智能系統與用戶數據等。硬件感知設備主要包括智能的燈具、電器、網關、音箱、手機等室內智能感知設備，以及信息大屏、智能攝像頭、閘機、巡檢機器人等室外智能感知設備；軟硬件平臺主要包括設備管理、連接管理、應用使能平臺、大數據分析平臺等來實現入住與辦公管理、設備管理、能耗管理、數據管理、遠程維護等智能化功能；智能系統主要由智能照明與廚衛、智能安防與暖通、智能化影音與娛樂等智能化應用組成；用戶數據是智能物聯網智能化應用的重要實現來源，主要包括身份信息、生活習慣、消費習慣、個性化場景等內容。

1.2 建筑人居領域

智能物聯網在建筑人居領域的主要應用場景有社區、地產、酒店、長短租樓宇、商務樓宇、辦公樓宇、產業園區等，主要注重的方面有：人的行為模式與使用體驗；安全與防災預警；節約能耗、人力和時間成本；提高工作效率。

智能物聯網在建筑人居領域的應用主要包括門禁考勤、入住手續、智能迎賓、機器人服務、智慧停車、智能電梯、感應節能、智能監控、AR全景管理等。建筑人居領域的應用非標準化程度越來越高，今后需要從終端硬件、管理與優化、系統平臺搭建、軟件開發、施工等方面來保障與改善。

1.3 產業領域

智能物聯網在產業領域的應用主要集中于在農業和工業領域。學者龔琴指出依靠智能物聯網技術實現農情監測與農信采集，以便實現農業精準化管理，實現農業互聯互通共享，對自然災害的預警和監測等，以全面提高農業信息化水平。智能物聯網AIoT技術主要應用于現代農業中的農情監測、設施農業、農產品流通、食品安全追溯等多個方面。

智能物聯網在工業物聯網領域典型應用于設備健康管理、數據實時在線、設備遠程監控、調試、控制、執行與維護，能耗節能分析，多工廠、多工序、多設備情境下的并聯調度減排，工業視覺檢測，產品編碼、儀表讀數、標簽等信息識別、高速動態下多點目標定位，庫位優化、最優出庫、子倉協同、異常訂單處理等倉儲物流功能執行，工作人員行為規范檢測、通過巡檢機器人對異常或危險狀況監控等方面。

1.4 智慧城市領域

智能物聯網為智慧城市實現信息采集、分析處理、控制優化，為多部門協調、控制、管理智慧城市提供重要實現手段，提升和賦能城市精細化管理的效率。智能物聯網賦能智慧城市管理能夠實現場景分析、人流車流分析、異常預測、優化調度等智能分析，以及依靠公安、城管、市政、環保、交通、建設、科技、水務、工商、國土、旅游、園林等多部門協同行政，來實現對城市大數據分析、城市診斷、城市安全、市政管理、交通分析與調度、能源管理、公共服務、社區服務、民生服務、突發事件響應、綜合指揮、應急避險等智慧城市職能的應用與管理。

2 我國智能物聯網應用中存在的問題與對策

2.1 應用場景存在局限

雖然目前智能物聯網已經在許多應用場景中實現了廣泛落地，但是仍僅主要限于上述四類應用場景，且具體應用場景也存在局限性。而物聯網應用范圍與具體場景絕不止限于目前布局的應用場景，因此擴展物聯網與智能化物聯網的應用范圍、應用領域與應用場景是未來發展的必然趨勢。

今后，隨著基礎硬件設備與智能硬件設施的逐步發展與完善，特別是AI技術、云計算、大數據分析、系統集成能力、平臺開發水平等不斷提升的聯動配合，要不斷擴展智能物聯網的具體應用場景和應用領域，不僅在改善人居、建筑、市政、產業等生產、生活、公共服務領域方面，還要在各應用領域內不斷擴展具體應用場景廣度與深度，不斷提升科技改變未來、智能塑造生活、信息改造生產、數字賦能服務的發展內涵。

2.2 智能化技術水平與應用水平不高

AI技術誕生的時間不長，雖然有一些技術設備實現了商用，但大部分技術仍停留在理論與實驗階段，距離大規模的商業化應用與開發階段尚遠，我們已經步入數字化、網絡化、信息化發展階段，但是距離步入物聯網時代、智能化時代的階段還不是數年、十數年能夠完成的任務，可能還需要數十年才能夠實現。物聯網大規模商業化應用與技術開發也不是一朝一夕的事情，需要不斷提升智能化技術水平與應用水平，以改善應用效能。

今后，要加大終端、軟件、平臺、系統、A I 技術等智能軟硬件技術與系統的更新與升級，不斷加大智能化改造投入和提升智能化應用水平，擴大物聯網智能化應用場景的廣度與深度，實現物聯網系統在數字化、信息化、網絡化與智能化方面的深度融合。

2.3 標準程度低，規范和安全防范不足

由于智能物聯網系統復雜、機構混雜，涉及領域廣泛、應用場景眾多、設備數量眾多、項目差異化程度高等原因，導致目前智能物聯網領域的標準化程度低，市場亟需標準化、規范化的生產供應體系，應用端的安全風險也很大，亟需破解和消除。另外，由眾多頭部企業和各類型機構構成的網絡化相互合作生態，促進了智能物聯網AIoT豐富的商業化應用，也導致行業標準與規范化不足，海量智能物聯網設備的安全隱患問題較為突出。

今后，要加強行業標準、國家標準、國際標準與規范的制定出臺與實施應用，促進物聯網終端與平臺、平臺與系統、系統與綜合解決方案等實現互認兼容，提升系統安全技術水平，早日建成系統安全、規范健全與全面兼容的智能化物聯網應用系統。

3 我國智能物聯網應用的未來展望

3.1 實現智能物聯網應用規模的快速擴大

AIoT對實體經濟的融合應用與賦能，使AIoT擁有十萬億級的未來市場發展空間。2019年，我國AIoT市場規模近4000億元，據艾瑞咨詢預測，2022年AIoT預計市場規模將超7500億元。2019年物聯網連接量達45億，2025年將增至200億左右。僅智慧城市領域，到2025年廣義城市軟件平臺市場將達3000億元，狹義政務軟件平臺市場將達600億元，將集中在城市大數據、城市運營、交通、安防等9大領域實現重點增長。到2025年，引入城市大腦等智能運營系統的城市將超過300個，超220個城市公共停車系統將初步實現智能化，超130個城市的智能管網、智能電網等智能基礎設施體系將逐步布局鋪設，我國超過45%城市公共攝像頭屬于前端智能。在工業領域，車聯網（V2X）汽車保有量將達14%，智能移動機器人（AGV）出貨量將超4萬臺，約7萬家工廠使用AIoT應用。在建筑人居類應用場景領域，全國90%的社區將采用智能車牌識別系統，超1275萬套住宅采用前裝智能模式，超4460萬居民受益。在家庭居住領域，2025年，65%以上中國家庭擁有AI管家，一戶家庭可以擁有10臺具備AI感知能力的設備。

隨著AIoT深入發展，將產生大量新建與改造的機會，并將解決方案模塊化、標準化，開辟新增長空間，終局將形成以幾大生態巨頭為“核心者”、眾多設備、軟件、系統、平臺等支持廠商支撐、助力、賦能幾大整體方案解決企業的產業生態圈。未來，AIoT技術成熟也將催生更大的焦點關注、投融資數量和金額。

3.2 實現智能物聯網應用領域的不斷拓展

物聯網能夠實現萬物互聯，按照較終極的設想，未來的未來，可能會實現萬億級別的物聯網設備、終端的互聯互通。不僅僅包括家庭居住、家居家電、家用設備、建筑設備、商業服務、產業設備、市政管理等，甚至人體、動物、一草一木通過裝上諸如傳感器、終端控制設備等都可以連入物聯網。

在家庭居住領域，要提升物聯網設備的智能化應用水平的廣度和深度，擴大接入設備范圍，提升智能化物聯網設備的技術水平，不斷改善用戶體驗與便捷性。

在建筑人居領域，要加大擴展物聯網設備的應用范圍，開發智能化物聯網供給端、應用端設備、系統與平臺，不斷實現效率提升與成本節約。同時，不斷提升商業建筑設施的智能化水平、環保性、節能性要求，提升商業化建筑樓宇的智能化服務效率、效能與水平。

在產業領域，首先，要不斷適應農村、農民、農業對智能物聯網設備、技術、平臺的使用需求，加快擴展智能物聯網設備、技術、平臺在農村、農民、農業中的使用范圍。其次，在工業領域，從工業自動化、到工業數字化、信息化、網絡化，再到工業物聯網的智能化，要不斷研發新的AI與物聯網設備、技術、系統，擴展具體應用場景，提高網絡化、智能化水平。最后，還要適應服務業對于智能物聯網的迫切應用需求，不斷提升智能物聯網在教育、醫療、科技研發、交通運輸物流、廣電傳媒、金融保險、信息通訊等服務產業的應用范圍和應用水平。

在智慧城市領域，要大力提升智慧城市、行政職能、城市管理的數字化、信息化、網絡化、智能化水平，實現融合發展，實現各行政部門的職能互補、協同配合、數據共享、信息同步、智能分析，不斷完善公共服務與系統安全。

3.3 實現智能物聯網應用技術水平的不斷提升

AIoT系統復雜，任何廠商都不可能單獨完成，需要云計算公司、AI公司、SI公司、IoT公司四方共同參與建設。

首先，云是AIoT的最佳商業化載體，立足于接入、智能分析和生態環節的智能云服務成為云計算發展的重要方向。目前感知智能推廣迅速，然而能夠輔助決策的認知智能技術發展仍然十分有限。未來，云計算公司要重點解決智能計算、智能分析、智能決策、智能控制、智能執行等認知智能技術。

其次，AI公司已成為獨立軟件開發商（ISV）中的新銳，擁有了大規模前沿算法開發能力，以窄技術鏈接大范圍應用市場。未來，AI公司要著重開發應用于更廣范圍、服務于更多場景的智能化設備和技術，加速A I 技術落地，擴展AI技術覆蓋面、適用領域和地區范圍。

同時，SI 公司（System Integration：系統集成）立足于全環節完整的系統集成與實施服務的系統集成公司直面客戶對AIoT服務能力提出的新要求，今后，這些公司要加大系統集成、軟件開發、平臺搭建等業務，力求在產品輸出方面為終端用戶提供更理想、更流暢、更便捷的物聯網智能化體驗。

最后，最活躍的市場參與者、以實現萬物智能為主要目標的物聯網IoT公司擁有龐大連接量，今后，要重點關注智能化技術應用，不斷整合智能化應用技術，加大自主創新力度，研發更廣應用范圍、更強處理能力的智能物聯網設備、軟件與系統。

4 結論

物聯網的發展目標是實現萬物互聯。在未來，或許有兆億級的物聯網設備與終端，通過軟件與平臺、系統化集成模塊與智能化技術模塊，接入物聯網。不僅僅局限于最早聯網的電腦、智能手機等幾十億個互聯網設備終端能接入物聯網，也包括家居、家具、家電等家庭居住類應用場景，以及社區、地產、酒店、長短租樓宇、商務樓宇、辦公樓宇、產業園區等建筑人居類應用場景，農業、工業、服務業等產業物聯網應用場景和城市交通、人流、市政等智慧城市管理應用場景。在這些應用場景中的智能化終端設備都能接入物聯網，甚至人體、動物、一草一木都能通過智能化感知設備而接入物聯網。未來，伴隨著物聯網技術、AI技術、以及二者融合應用產生的智能物聯網應用技術的進一步發展，人類有望從當前的信息化、數字化、網絡化時代而逐步邁入物聯網、智能化時代。而且隨著量子技術研究開發的逐步成熟與商業化應用，人類有望逐漸步入量子時代，未來借助于量子計算機高效運算能力、量子通信技術的高速傳播能力等量子技術發展，更有望讓未來擁有兆億級體量的智能物聯網系統實現超大規模、更廣范圍的商業化應用。■