物联网白皮书()21

物联网白皮书(2014)工业和信息化部电信研究院2014年5月版权声明本白皮书版权属于工业和信息化部电信研究院，并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用 本白皮书文字或者观点的，应注明“来源：工业和信息化部电信研究院”。违反上述声明者，本院将追究其相关法律责任。【工业和信息化部电信研究院，物联网白皮书（2014），】前 言当前，新一代信息通信技术正在全球范围内引发新一轮的产业变革，成为推动经济社会发展的重要力量。物联网作为我国战略性新兴产业的重要组成部分，正在进入深化应用的新阶段。物联网与传统产业、其它信息技术不断融合渗透，催生出新兴业态和新的应用，在加快经济发展方式转变、促进传统产业转型升级、服务社会民生方面正发挥越来越重要的作用。我院2011版物联网白皮书重点通过原创性地系统梳理，对物联网的内涵、关键要素、技术体系、产业体系和资源体系等内容进行了澄清。2014版白皮书则重点从战略、应用、技术和标准、产业四个角度分析并归纳2012年以来物联网发展的整体特点和亮点，探寻物联网发展的内在规律，并对未来发展重点方向进行研判。正 文一、全球物联网发展状况（一）发达国家把握物联网发展契机，积极进行战略布局当前，以移动互联网、物联网、云计算、大数据等为代表的新一代信息通信技术（ICT）创新活跃，发展迅猛，正在全球范围内掀起新一轮科技革命和产业变革。物联网通过与其它ICT技术的不断融合，正加速与制造技术、新能源、新材料等其他领域的渗透。面对国际金融危机引致的经济困局，以及新一轮技术革命可能带来的历史机遇，发达国家政府纷纷进行物联网战略布局，开始重新审视实体经济和制造业战略地位，瞄准重大融合创新技术的研发与应用，寻找新一轮增长动力，以期把握未来国际经济科技竞争主动权。继美国政府提出制造业复兴战略以来，美国逐步将物联网的发展和重塑美国制造优势计划结合起来以期重新占领制造业制高点。美国竞争力委员会（Council on Competitiveness）指出“数字技术、纳米技术变革正在开辟美国制造业的广阔创新空间”。自2011年以来，美国政府先后发布了先进制造伙伴计划、总统创新伙伴计划，将以物联网技术为根基的网络物理系统（Cyber-Physical System，CPS）列为扶持重点，并引入企业与大学的技术专家共同制定其参考框架和技术协议，持续推进物联网在各行业中的部署。在此过程中出现了“工业互联网（Industrial Internet）”的概念，美国总统创新伙伴项目（PIF）提出政府和行业合作，创造新一代的可互操作、动态、高效的“智能系统”-工业互联网，其内涵是基于物联网、工业云计算和大数据应用，架构在宽带网络基础之上，实现人、数据与机器的高度融合，从而促进更完善的服务和更先进的应用。美国国家标准与技术研究院（NIST）组织其工业界和ICT产业界的龙头企业，共同推动工业互联网相关标准框架的制定，通用电气（GE）公司联合亚马逊、埃森哲、思科等企业共同打造支持“工业互联网”战略的物联网与大数据分析平台。欧盟建立了相对完善的物联网政策体系，积极推动物联网技术研发。近年来，欧盟对物联网科技创新的重视程度越来越高，相关物联网政策已经涵盖了技术研发、应用领域、标准制定、管理监控、未来愿景等各个领域，发布了信息化战略框架、行动计划、战略研究路线图等，并试图通过“创新型联盟”快速推动物联网融合创新在多个领域中的深度渗透。欧盟在第七科研框架计划（Framework Program 7，FP7）下，设立了IoT-A、IoT6、openIoT等一系列项目对物联网进行了研发，在智能电网、智慧城市、智能交通方面进行了积极部署。欧盟在2013年通过了“地平线2020”科研计划，旨在利用科技创新促进增长、增加就业，以塑造欧洲在未来发展的竞争新优势。“地平线2020”计划中，物联网领域的研发重点集中在传感器、架构、标识、安全和隐私、语义互操作性等方面。德国联邦政府在高技术战略2020行动计划中明确提出了工业4.0理念。工业4.0作为未来十大行动计划之一，政府将投资超过2亿欧元，从而巩固德国在工业制造领域的优势地位，引领未来全球的工业发展。在2013年4月汉诺威工业博览会上，德国正式发布了关于实施“工业4.0”战略的建议1。工业4.0将软件、传感器和通信系统集成于CPS，通过将物联网与服务引入制造业重构全新的生产体系，改变制造业发展范式，形成新的产业革命。韩国政府则预见到以物联网为代表的信息技术产业与传统产业融合发展的广阔前景，持续推动融合创新。继韩国IT融合发展战略之后，韩国政府持续推动传统产业与ICT的融合创新，并为ICT融合发展确立了法规制度、组织机构和市场监管基础，以确保韩国企业在全球化市场中的差异化竞争优势。近年来，韩国政府通过在汽车、造船、服装等行业设立IT融合革新中心，已经撮合三星等IT企业通过物联网技术与现代汽车等制造企业缔结战略合作项目，规模开展了智能化融合产品的联合研发与产品生产。2013年10月，韩国政府发布了ICT研究与开发计划“ICT WAVE”，目标是未来5年投入8.5万亿韩元（80亿美元），在内容、平台、网络、设备和安全5大领域发展10大ICT关键技术和15项关键服务，其中物联网平台被列入10大关键技术。韩国科学信息通信技术和未来规划部（MSIP）还计划在2014年推出物联网国家行动计划，进一步推动ICT与其它产业的融合。（二）物联网应用稳步发展，市场化机制正逐步形成受各国战略引领和市场推动，全球物联网应用呈现加速发展态势，物联网所带动的新型信息化与传统领域走向深度融合，物联网对行业和市场所带来的冲击和影响已经广受关注。总体来看，全球物联网应用仍处于发展初期，物联网在行业领域的应用逐步广泛深入，在公共市场的应用开始显现，M2M（机器与机器通信）、车联网、智能电网是近两年全球发展较快的重点应用领域。M2M是率先形成完整产业链和内在驱动力的应用。M2M市场非常活跃，发展非常迅猛。到2013年底，全球M2M连接数达到1.95亿，年复合增长率为38%。M2M连接数占据移动连接数的比例从2010年的1.4%提高到2013年的2.8%2，预计2014年底全球M2M连接数将达到2.5亿。电信运营商仍是M2M的主要推动者，法国电信Orange是欧洲第一家提供完整M2M方案的电信运营商，德国电信在2012年2月推出了M2M全球运营平台，AT&T通过与云服务和软件提供商Axeda公司合作，向企业提供M2M应用开发平台（ADPs），帮助企业解决开发中的共性问题。目前（截止2014年5月），全球已有428家移动运营商提供M2M服务，在安防、汽车、工业检测、自动化、医疗和智慧能源管理等领域增长非常快。车联网是市场化潜力最大的应用领域之一。车联网可以实现智能交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化服务，正在成为汽车工业信息化提速的突破口。以车联网逐步普及为标志，汽车工业已经开始进入“智慧时代”。以美国为例，2013年出产的低端车型已实现联网，具有自动泊车、自动跟车及主动避撞等功能。全球车载信息服务市场非常活跃，成规模的厂商多达数百家，最具代表性的全球化车载信息服务平台如通用的安吉星（OnStar）、丰田的G-book。截至 2013 年年底， 安吉星已经在全球拥有超过 660 万的用户。（截至2014年年底，安吉星已经在全球拥有超过700万的用户，其中中国地区用户数量达80万【数据来源于】）。2014年1月份，雪佛兰、AT&T和OnStar宣布密切合作，通过AT&T的4G LTE网络，由OnStar为雪佛兰汽车提供基于HTML5的应用程序商店服务，包括音乐、天气、新闻、汽车健康检测等多项内容。全球智能电网应用进入发展高峰期。2013年与智能电网配套使用的智能电表安装数量已超过7.6亿只，到2020年智能电网预计将覆盖全世界80%的人口。2011年，美国制定了四项支柱性政策推动智能电网建设，目前其应用效果已经显现，三分之一的美国人用上了智能电表，高峰时用电量减少了20%30%；平均停电时间缩短了20%3。德国、英国、北欧及美国加州在加紧开发以分布式电源为主体的智能电网关键技术“虚拟电厂”，以实现“可再生能源的最大化利用”，此外还利用信息通信技术精确控制电力需求。“需求响应（Demand Response，DR）”是智能电网的发展重点之一，利用电力需求的弹性特点，通过引导用户短期或长期改变用电模式，减少或者推移某时段的用电负荷而响应电力供应，从而优化资源配置，保障电网的稳定性。欧美国家针对用电大户的DR已经普及，日本横滨市和北九州市也开始对普通家庭的需求响应进行论证。（三）物联网技术创新活跃，IP化和语义化成为技术标准热点全球各国不断深化物联网技术研究，围绕物联网的技术研究和创新持续活跃，同时也加速了物联网国际标准化进程。物联网体系架构对推动物联网规模和可持续发展具有重要意义而成为全球关注和推进的重点，多种短距离通信技术互补共存并面向重点行业领域特殊需求加快优化和适配，无线传感网方面跨异构传输机制的网络层和应用层协议成为研发热点，语义技术作为推进物联网感知信息自动识别处理和共享的基础而受到普遍重视，物联网与移动互联网在端管云多层融合协同发展。1.物联网体系架构设计依然是国际关注和推进重点针对物联网的通用体系架构研究成为国际关注的重点，欧盟在FP7中设立了两个关于物联网体系架构的项目，其中SENSEI项目目标是通过互联网将分布在全球的传感器与执行器网络链接起来，IoT-A项目目标是建立物联网体系结构参考模型。韩国电子与通信技术研究所（ETRI）提出了泛在传感器网络（Ubiquitous Sensor Network，USN）体系架构并已形成国际电信联盟（ITU-T）标准，目前正在进一步推动基于Web的物联网架构的国际标准化工作。物联网标准化组织（oneM2M）自成立以来，在需求、架构、语义等方面积极开展研究，目前正在积极开展基于表征状态转移风格（RESTful）的体系架构的标准化工作。2.感知层短距离通信技术共存发展针对物联网应用特点和低功耗目标，各国际组织不断推动新的技术标准研究。IEEE802.11针对物联网应用场景，正在开发工作在1GHz以下频段面向物联网应用的802.11ah协议标准，目标支持更灵活的速率如低速率等级、可支持上千个节点、支持长时间电池供电。IEEE802.15.4q工作组针对传感网应用正在开发超低功耗无线个域网标准，目标功率降低到15mw以下。蓝牙特别兴趣组（SIG）推出的蓝牙4.0版本标准中，最大特点是支持低功耗模式。根据SIG测试，低功耗蓝牙与高速蓝牙相比，能够降低近90%的功耗，使用1颗纽扣电池的工作时间最多可达1年以上。智能电网、智能交通、智能医疗等应用市场的发展，推动不同无线技术在不同应用场景下的竞争融合发展。智能电网领域将形成基于802.15.4g与802.11ah之间的竞争格局；智能交通领域基于802.11p的短距离通信技术和基于LTE的宽带移动通信技术都有一定程度的应用；智能医疗领域支持低功耗模式的蓝牙4.0版本和基于802.15.6的体域网【备注：人体上或人体内的应用】技术共存发展。3.无线传感网IP化步伐加快虽然目前无线传感网组网仍以非IP技术为主，但将IP技术特别是IPv6技术延伸应用到感知层已经成为重要的趋势。互联网工程任务组（IETF）积极推动轻量级IPv6技术在无线传感器网的应用，6LoWPAN、RoLL、CoAP等核心标准已经基本制定完成，其中6LoWPAN协议底层采用IEEE802.15.4规定的物理层（PHY）和媒质接入控制（MAC）层协议，网络层则根据节点资源受限和低功耗等特点对IPv6协议进行了裁剪和优化。ZigBee联盟的智能电力Smart Energy 2.0应用框架已经全面支持IP协议，同时联盟还成立了IP-stack工作组以制定IPv6协议在ZigBee中的应用方法。工业无线标准ISA-100.11a已明确支持6LoWPAN协议。围绕轻量级IPv6的互操作性测试成为产业界推进重点，IPSO联盟、欧盟PROBE-IT项目分别在全球范围内组织开展了互操作性测试。4.物联网语义从传感网本体定义向网络/服务/资源本体延伸为了解决物联网中由于资源异构及跨系统分布引起的资源互操作性问题，语义技术被引入到物联网中。语义提供更适合机器处理的数据描述，有利于实现物联网各种信息的开放共享以及对信息的自动处理。W3CSSN-XG（Semantic Sensor Network Incubator Group）已经基本完成对传感网本体的定义，包括对传感器感知数据、传感器节点本身、处理进程等。同时物联网语义研究及本体定义范围不断扩展，oneM2M组织设立抽象语义能力项目，研究如何定义和实现语义能力；欧盟IoT.est项目给出了端到端的物联网本体框架，正在开展物联网服务、资源、测试、服务质量方面的本体研究。5.物联网与移动互联网在终端、网络、平台及架构上融合发展物联网与移动互联网正在各个层面融合发展。终端层面，操作系统是融合发展的技术轴心。当前，主流移动终端操作系统不断提升对传感、交互技术的支持，同时通过提供终端与周边设备之间的控制接口，力图成为体域、家居、车域等环境中周边设备的控制中心。例如谷歌通过开放配件应用程序接口（AOA API）支持安卓终端基于USB、蓝牙、Wi-Fi等通信协议，实现与周边设备之间的互联协同。操作系统的应用范畴已超越了智能手机和平板电脑的边界，针对可穿戴设备、智能电视、家庭网关、车载系统等新型设备进行定制与裁剪。网络层面，3GPP正在研究机器类通信（Machine Type Communications，MTC）和智能终端对现有网络架构的影响。平台层面，通过RESTful、MQTT、Socket等协议向第三方开发者开放数据读取或控制能力成为发展重点，针对物联网的开发工具包（SDK）及调试工具等逐渐出现，与应用程序商店、社交网络、微博、搜索引擎等的融合成为物联网感知信息分发共享的未来方向。架构层面，互联网理念和Web理念不断向物联网渗透，ITU-T已经发布了基于Web的物联网架构标准即Y.2063；oneM2M架构采用Web化理念，一切可访问的数据、对象、实体均抽象为资源（resource），由统一的URI进行标识；IETF制定的资源受限物体应用层协议（CoAP协议），即是REST风格面向资源受限网络的Web协议。6.全球物联网标准化稳步推进物联网持续成为国际标准化热点，多个国际标准化组织设立专门的工作组来总体协调和推进物联网标准化，ITU-T先后设立IoT-GSI（全球物联网标准举措）、FGM2M（M2M焦点组），国际标准组织/国际电工委员会（ISO/IEC）JTC1设立物联网特设组（SWG5）。为促进国际物联网标准化活动的协调统一，在七大标准化组织推动下oneM2M于2012年7月正式成立。物联网涉及国际标准化组织众多，各标准化组织标准化侧重点虽不同，但有一些共同关注的领域，如业务需求、网络需求、网络架构、业务平台、标识与寻址、安全、终端管理等。其中，在感知层，短距离通信技术、IP化传感器网络、适配能力受限网络的应用协议受重视程度较高；在网络传送层，网关、移动通信网络增强和优化受到高度重视；在应用支撑层，各标准化组织普遍重视业务平台、接口协议、语义的标准化；另外，标识与寻址、服务质量、安全需求、物联网终端管理等也是各标准化组织的关注重点。在行业应用领域，面向行业应用领域的特定无线通信技术、应用需求、系统架构研究成为重点。（四）物联网产业加速发展，国际巨头瞄准物联网增长机遇从全球看，物联网整体上处于加速发展阶段，物联网产业链上下游企业资源投入力度不断加大。基础半导体巨头纷纷推出适应物联网技术需求的专用芯片产品，为整体产业快速发展提供了巨大的推动力。应用领域业务融合创新带动产业发展势头明显，工业物联网、车联网、消费智能终端市场等已形成一定的市场规模，M2M更是成为全球电信运营企业重要的业务增长点。1.物联网部分产业加快推进，产业链环节实现突破基础芯片领域动作不断，国际厂商纷纷布局物联网芯片。以ARM、Intel、博通、高通、TI等为代表的半导体厂家纷纷推出面向物联网的低功耗专用芯片产品，并且针对特殊应用环境进行优化。Intel发布QuarkSoCX1000、AtomE3800两个系列的物联网处理器，旨在提供浴室体重秤、工厂机器人、楼宇通风系统等物联网行业应用。同时，Intel借助之前收购的McAfee嵌入式控制和Wind River智能设备平台，开始在物联网嵌入式智能终端领域全面布局。高通公司发布全新面向物联网的低功耗芯片和QCA400X系列网络平台，应用领域包括主流家电、消费电子产品，以及用于家庭照明、安全和自动化系统的传感器及智能插座。物联泛终端不断演化，催生高集成度创新终端。随着软硬件技术不断发展和芯片性能的不断提升，微型化、低功耗、低成本的光线、距离、温度、气压等微机电系统（MEMS）传感器、陀螺仪在物联终端中被广泛内置，识别、增强现实、3D显示等技术被应用于认证识别。 操作系统针对物联网能力不断提升，Android支持11种传感器应用编程接口以及人脸识别等功能，WP8增加了运动感应、NFC支付、手势识别功能。以智能腕表、智能眼镜等为代表的移动互联网和物联网融合产品不断创新，谷歌、苹果、索尼、三星、Intel等巨头以及初创公司Pebble等纷纷加入到智能可穿戴设备的研发争夺中。据BIIntelligence预计，未来几年，谷歌眼镜产品销量将一路攀升，到2018年底预计年销量将达到2100万4。2.产业巨头跨界合作，打造开放生态系统以物联网核心企业为主导，国际产业联盟纷纷成立，成为打造产业整体生态系统的重要推动力量。跨界融合创新活跃，产业巨头“结盟圈地”。高通、Linux基金会、LG、夏普、海尔、松下、HTC、SiliconImage、TP-Link等企业发起成立AllSeen产业联盟（AllSeenAlliance），通过建立开放软件架构和SDK嵌入软件，方便第三方开发者创新。基于高通公司的AllJoyn软件平台开展合作，建立统一的设备间通讯标准，实现家庭各类设备的无缝连接。谷歌为加速确立全球物联网主导地位，于2013年12月收购了机器人工程公司BostonDynamics，并在2014年1月以32亿美元收购了智能家居公司Nest。随着这两家公司收归旗下，谷歌将在家居应用和机器人技术的基础上整合推出全球领先的物联网解决方案。其他跨国公司也纷纷行动，VMware斥资15亿美元收购移动设备管理（MDM）软件供应商AirWatch，而早在2013年ARM公司就收购了物联网软件供应商SensinodeOy公司，进军物联网市场。思科提出万物互联（InternetofEverything，IoE）概念，并将其作为战略发展重点，在2013年下半年先后收购了闪存公司WhipTail和移动协作平台公司C，来实现向万物互联的扩展。运营商加强合作，持续做大M2M。荷兰KPN、西班牙电信、日本NTTDoCoMo、澳大利亚电信、俄罗斯VimpelCom、新加坡电信和加拿大的Rogers等7家运营商共同成立M2M联盟，利用虚拟运营商Jasper的M2M平台，为跨国企业提供覆盖多个国家的无缝M2M业务。该联盟还将统一SIM卡和网络接口标准，并将应用拓展到更广泛的领域。产业联盟推动统一标准的形成。美国2012年成立了物联网开放产业联盟，由sensorsuite、logitech等26家企业组成，该联盟旨在汇聚能够给消费者带来价值的最具创新性的物联网企业，为企业产品之间的互联架起桥梁。AT&T、思科、通用电气、IBM和Intel在2014年3月成立了工业互联网联盟（IIC），将促进物理世界和数字世界的融合，并推动大数据应用。IIC计划提出一系列物联网互操作标准，定义常用的结构性连接的智能设备、机器、人、流程和数据的关系，使设备、传感器和网络终端在确保安全的前提下立即可辨识、可互联、可互操作，未来工业互联网产品和系统可广泛应用于智能制造、医疗保健、交通等新领域。互联网企业加快车联网布局，新的产业格局正在形成。谷歌与奥迪、通用、本田、现代等以及Nvidia组建开放汽车联盟（OpenAutomotiveAlliance，OAA），加速汽车互联创新，Android生态系统将扩展至汽车平台，实现多个品牌汽车的互联。苹果则与法拉利、奔驰及沃尔沃等合作推出CarPlay车载系统，配装车型已在日内瓦车展发布。BMW也瞄准国内市场，与中国联通合作推出BMW互联驾驶业务。3.开源硬件和开放平台催生物联网设备开发新模式Arduino开源硬件平台通过开放设计图、原理图、材料清单和集成开发环境，满足个性化需求的传感器节点、网关等原型产品开发，极大地缩短了物联网产品研发周期，采用传统模式需要5个月以上的开发周期通过开源平台可以缩短至2周1个月。仅2013年Arduino即发布了数十个改进版本，拥有数百万开发者和成千上万的应用。由初创公司Pachube提供的Xively开放平台与开源硬件配合，通过提供网络化集中设备管控、感知数据展示加工等，简化系统开发、集成和部署，降低了系统部署成本。开源理念加速塑造“C2B”硬件生产模式。Android操作系统和Arduino结合，塑造开放应用+开放硬件的生态模式，所有第三方设备都可以调用，同时通过类似Techshop的创客空间为创客提供空间、工具、仪器和培训，帮助其基于开源硬件开发板设计新型的智能硬件创新产品。开源理念使用户深度参与产品的设计，根据用户需求组织智能硬件产品的批量生产，降低了产品风险与成本。二、我国物联网发展现状及特点(一)我国物联网健康发展的政策环境日趋完善经过几年的发展，我国物联网在技术研发、标准研制、产业培育和行业应用等方面已具备一定基础，但仍然存在一些制约物联网发展的深层次问题需要解决。为了推进物联网有序健康发展，我国政府加强了对物联网发展方向和发展重点的规范引导，不断优化物联网发展的环境。1.物联网顶层设计显著加强我国政府高度重视物联网顶层设计。2012年8月确立了物联网发展部际联席会议制度，相关部门协力推动物联网的发展。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（国发20137号），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，确立了发展目标，明确了下一阶段的发展思路。同时，国家还成立了由30多名专家组成的物联网发展专家咨询委员会，为物联网发展战略、顶层设计、重大政策、重大问题等方面提供咨询，为政府决策和部际联席会议运行提供重要支撑。物联网发展专家咨询委员会办公室设立在工业和信息化部电信研究院。2.十个发展行动计划明确了主要工作任务2013年9月，国家发展改革委、工业和信息化部等10多个部门，以物联网发展部际联席会议的名义印发了顶层设计、标准制定、技术研发、应用推广、产业支撑、商业模式、安全保障、政府扶持措施、法律法规保障、人才培养十个物联网发展专项行动计划，为后续有计划、有进度、有分工地落实相关工作，切实促进物联网健康发展明确了方向目标和具体举措。专栏1物联网发展专项行动计划顶层设计专项行动计划：提出了3方面8项重点任务，分别是：发挥部际联席会议领导决策作用、发挥专家咨询委员会支撑作用、健全部门、行业之间的协调机制、完善军地协调机制、统筹信息安全保障相关工作、统筹无线频率资源分配利用、有序推进发展、优化产业布局、引导智慧城市建设。标准制定专项行动计划：确定了10项重点任务，分别是：研制物联网标准体系规划；完善物联网标准体系；开展总体共性标准研制；开展基础技术标准研制；研制感知、网络、信息处理关键技术标准；优先支持应用急需行业标准；推动成立区域性或国际性物联网标准化机构；开展标准验证与服务平台工作；开展标准验证与服务；不断完善组织架构。技术研发专项行动计划：提出了5方面16项重点技术的发展方向，分别是：在高性能、低成本、智能化传感器及芯片技术领域，提出智能传感器设计技术、智能传感器与芯片制造、智能传感器与芯片封装与集成、多传感器集成与数据融合、智能传感器可靠性等技术的重点研究方向；在物联网标识体系及关键技术领域，提出物联网标识体系与标准框架、标识解析与管理技术、标识扩展与安全机制的重点研究方向；在物联网智能传输技术领域，提出面向服务的物联网传输体系架构、物联网通信技术、物联网组网技术的演进方向；在物联网智能信息处理技术方面，提出重点研究感知数据与知识表达技术、智能决策技术、跨平台和能力开放处理技术和开放式公共数据服务应用技术；最后提出要进行物联网技术典型应用于验证示范。应用推广专项行动计划：确定了在14个重点领域的49个应用示范项目，具体涉及工业、农业、节能环保、商贸流通、交通能源、公共安全、社会事业、城市管理、安全生产等，并将实现部分领域的规模化推广。其他专项行动计划：包括产业支撑、商业模式、安全保障、政府扶持措施、法律法规、人才培养，均明确了具体发展目标，部署了重点任务。3.各部门积极推动物联网发展国家发展改革委、工业和信息化部、财政部、科技部、国家标准委等各部门通过设立专项资金，为物联网应用示范工程、技术研发与产业化项目提供大力支持。发改委自2011年起先后启动了28项国家物联网重大应用示范工程，2013年10月份又发布了国家发展改革委办公厅关于组织开展2014-2016年国家物联网重大应用示范工程区域试点工作的通知。财政部会同工业和信息化部设立了物联网发展专项资金，自2011年起累计安排物联网专项资金15亿元，陆续支持了500多个研发项目，重点对企业为主体的物联网技术研发和产业化项目进行扶持。科技部支持组建了物联网产业技术创新战略联盟。国家标准委联合国家发展改革委支持成立了物联网国家标准基础工作组和5个行业应用标准工作组。公安部、农业部等部门和部分中央企业实施了一批重大应用示范工程。多个地方政府加大投入力度，出台地方规划和行动方案，建立协同推进机制，积极推广物联网应用，取得了积极成效。(二)国内物联网应用发展进入实质性推进阶段物联网的理念和相关技术产品已经广泛渗透到社会经济民生的各个领域，在越来越多的行业创新中发挥关键作用。物联网凭借与新一代信息技术的深度集成和综合应用，在推动转型升级、提升社会服务、改善服务民生、推动增效节能等方面正发挥重要的作用，在部分领域正带来真正的“智慧”应用。1.物联网推动工业转型升级物联网在工业领域有坚实的应用基础，主要集中在制造业供应链管理、生产过程工艺优化、产品设备监控管理、环保监测及能源管理、工业安全生产管理等环节。物联网在钢铁冶金、石油石化、机械装备制造和物流等领域的应用比较突出，传感控制系统在工业生产中成为标准配置。例如，工程机械行业通过采用M2M、GPS和传感技术，实现了百万台重工设备在线状态监控、故障诊断、软件升级和后台大数据分析，使传统的机械制造引入了智能。采用基于无线传感器技术的温度、压力、温控系统，在油田单井野外输送原油过程中彻底改变了人工监控的传统方式，大量降低能耗，现已在大庆油田等大型油田中规模应用。物联网技术还被广泛用于全方位监控企业的污染排放状况和水、气质量监测，我国已经建立工业污染源监控网络。2.物联网应用在农业领域激发出更高效的农业生产力物联网可以应用在农业资源和生态环境监测、农业生产精细化管理、农产品储运等环节。以山东禹城“智慧农业”项目为例，利用卫星遥感、视频监控、无线感知等先进技术，整合多种涉农资源，建成了农村信息化服务网络，已覆盖1000多个村，使禹城市机械耕作成本大大降低，农田灌溉用水量平均减少20%，节肥20%以上。黑龙江农垦区采用自动辅助驾驶系统后，机车作业效率提高50%以上，通过稻田渠道出入口流量实时监测和控制，大大节约了灌溉用水。国家粮食储运物联网示范工程采用先进的联网传感节点技术，每年可以节省几个亿的清仓查库费用，并减少数百万吨的粮食损耗。3.在交通运输方面利用物联网可以优化资源、提升效率近几年，我国智能交通市场规模一直保持稳步增长，在智能公交、电子车牌、交通疏导、交通信息发布等典型应用方面已经开展了积极实践。智能公交系统可以实时预告公交到站信息，如广州试点线路上实现了运力客流优化匹配，使公交车运行速度提高，惠及沿线500万居民公交出行。ETC是解决公路收费站拥堵的有效手段，也是确保节能减排的重要技术措施，到2013年年底，全国ETC用户超过500万。交通部计划于2015年底前完成ETC全国联网，主线公路收费站ETC覆盖率达到100%，ETC用户数量达到2000万。我国已有5个示范机场依托RFID等技术，实现了航空运输行李全生命周期的可视化跟踪与精确化定位，使工人劳动强度降低20%，分拣效率提高15%以上。4.我国M2M用户增长迅速，居全球首位2013年底，我国M2M用户数达到5000万，相比上一年3400万用户，增长了47%。目前，三大电信运营商开展的M2M应用主要分布在电力、交通、公共服务、家庭、金融、制造、工业控制和安全监控等领域。中国移动于2012年9月在重庆成立了中移物联网有限公司，以分公司的方式进行市场化经营。中国电信物联网分公司也于2014年3月份在江苏无锡新区成立。我国已经规划了1064号段共计10亿个专用号码资源用作M2M。根据GSMA的统计，我国M2M用户数全球居首位。到2013年第二季度，中国移动M2M用户数达到2730万，成为全球最大的M2M运营商5。5.物联网在智能电网领域的应用相对成熟国家电网公司已在总部和16家省网公司建立了“两级部署、三级应用”的输变电设备状态监测系统，实现对各类输变电设备运行状态的实时感知、监视预警、分析诊断和评估预测。在用户层面，智能电表安装量已达到1.96亿只6，用电信息自动采集突破2亿户。2014年国家电网将启动建设50座新一代智能变电站，完成100座变电站智能化改造，全年预计安装新型智能电表6000万只。南方电网的发展规划中也明确要推广建设智能电网，到2020年城市配电网自动化覆盖率达到80%。6.物联网在民生服务领域大显身手通过充分应用RFID、传感器等技术，物联网可以应用在社会生活的各个方面。例如在食品安全方面，我国大力开展食品安全溯源体系建设，采用二维码和RFID标识技术，建成了重点食品质量安全追溯系统国家平台和5个省级平台，覆盖了35个试点城市，789家乳品企业和1300家白酒企业。目前药品、肉菜、酒类和乳制品的安全溯源正在加快推广，并向深度应用拓展。在医疗卫生方面，集成了金融支付功能的一卡通系统推广到全国300多家三甲医院，使大医院接诊效率提高30%以上，加速了社会保障卡、居民健康卡等“医疗一卡通”的试点和推广进程。在智能家居方面，结合移动互联网技术，以家庭网关为核心，集安防、智能电源控制、家庭娱乐、亲情关怀、远程信息服务等于一体的物联网应用，大大提升了家庭的舒适程度和安全节能水平。7.智慧城市成为物联网发展的重要载体智慧城市的建设为物联网等新一代信息技术产业提供了重要的发展契机和应用的载体，物联网则为实现安全高效、和谐有序、绿色低碳、舒适便捷的智慧城市目标发挥了重要作用。遍布城市各处的物联网感知终端构成城市的神经末梢，对城市运行状态进行实时监测，从地下管网监测到路灯、井盖等市政设施的管理，从高清视频监控系统到不停车收费，从水质、空气污染监测到建筑节能，从工业生产环境监控到制造业服务化转型，智慧城市建设的重点领域和工程，为物联网集成应用提供了平台。我国目前有超过300个城市启动了智慧城市的规划和建设，资金、人力、社会各类资源向智慧城市领域有效聚集。中央及地方政府加强了智慧城市的政策措施制定。以“智慧北京”为例，确立了10个物联网应用工程，智能人群动态感知工程可以在公交、地铁、商场等人群密集地区实时感知人的信息，绿色北京宜居生态工程通过传感技术实现对土地资源的实时监控，并对污染物和垃圾处理进行全过程跟踪监控，此外在社会管理、药品食品追溯、市民卡、社区管理等领域也规划了相关应用。(三)我国积极推进物联网自主技术标准和共性基础能力研究物联网领域我国技术研发攻关和创新能力不断提升，在传感器、RFID、M2M、标识解析、工业控制等特定技术领域已经拥有一定具有自主知识产权的成果，部分自主技术已经实现一定产业应用；在物联网通用架构、数据与语义、标识和安全等基础技术方面正加紧研发布局。1.国内研究机构积极布局物联网架构技术研究自主的物联网架构技术对物联网可持续发展具有至关重要的作用，我国产学研各界积极开展研究，在物联网总体架构、M2M架构、标识解析体系方面取得了大量初步研究成果。中国电子科技集团、工业和信息化部电信研究院、国内部分大学和研究机构均在物联网总体架构方面开展了深入研究。电信运营商在M2M架构方面以自主设计为主，以水平化平台为核心，对关键能力部件、接口协议、运营支撑系统进行了研究。标识解析体系则以兼容多种标识编码方案和解析机制的的统一物联网标识解析体系为特色。虽然不同研究机构给出的物联网总体架构各有特色，但物联网架构设计需借鉴互联网的开放理念已经成为共识。以物联网规模化发展和各信息终端与系统扁平化互联为愿景，工信部电信研究院提出了物联网目标网络视图如图1所示，并提出了物联网体系架构应满足的六个基本特性：l l可扩展性：支撑海量终端的接入及相关信息的传送、处理和使用；l l泛接入性：支持各种类型终端、行业子系统的接入和互联需求；l l服务保证性：满足各种物联网应用对服务资源、服务质量、移动性支持等方面的需求；l l松耦合特性：物联网架构中各组成实体、应用等可相对独立发展，应用和实体之间的通信可以跨各种软硬件平台运行；l l自主性：系统或末梢节点能够根据预设的规则和逻辑，执行自动发现、自动连接、自动处理等；l l泛在共享协同：各种信息可充分共享，各种服务可充分协作，同时满足跨系统、跨行业融合及协同需求。物联网信息交互机制、通信协议和数据描述正在趋向IP化、Web化、语义化，物联网将与互联网同质连接，网络空间相互融合发展。在域名解析系统基础上，随着物体标识应用推广和深化，物体标识解析系统（TIS，ThingIdentifierSystem）将成为重要的支撑系统。为支撑信息开放共享和服务系统，面向业务、资源、商业智能和管理的共性支撑平台将发挥重要的作用。整个物联网将发展成为重要网络基础设施和开放互联体系，支持各种物联网信息系统的互联和协同。为有效支持具有不同服务质量、可靠性、实时性等业务交互特征的物联网应用，在IP承载网上需要叠加必要的管控能力。2.我国传感器和RFID技术研发不断取得新的突破传感器技术是物联网最为核心和关键的感知技术，我国企业不断加强在高端传感器和以MEMS为代表的新型传感器方面的研发，并取得一定突破。同时，在传感器基础技术和基础理论方面也加强了技术研发攻坚。RFID技术是目前被广泛应用的物联网技术之一，在该领域，我国中高频RFID技术接近国际先进水平，在超高频（800/900MHz）和微波（2.45GHz）RFID空中接口物理层和MAC层均有重要技术突破，例如提出了高效的防碰撞机制，可快速清点标签，稳定性高；提供多种强度的安全鉴别机制、灵活的存储区划分及访问控制方法，与国际技术标准相比，在功能、性能、安全性、灵活性方面具有明显的优势。3.无线传感网和M2M研究基本与发达国家保持同步无线传感器组网技术方面，我国自主创新取得重大突破，我国提出的面向工业过程自动化的工业无线网络技术标准WIA-PA被国际电工委员会（IEC）吸纳为国际标准，我国企业研制了基于IPv6的传感网网关并进入规模应用。在短距离通信技术方面，我国企业和研究机构积极参与国际标准化工作，研发实力不断增强。在M2M无线移动通信增强技术方面，我国与国外发达国家保持了同步，从3GPPR10到R12阶段，围绕M2M网络架构、过载保护、小数据传输、终端唤醒、终端功耗等技术增强，中国公司积极提出标准提案。在M2M需求、架构、安全、语义和管理等方面，我国设备制造企业和电信运营商深入参与了oneM2M的标准化工作。为了满足M2M服务需求提升M2M服务价值，我国电信运营商积极研制面向M2M的移动通信网增强和优化方案，在M2M综合运营平台、通道状态与故障信息采集、信息传送保障、接口协议等方面取得了积极研究成果。4.标识领域以自主可控创新为主多种方案并存由于物联网中涉及的标识类型繁多，原有信息通信网络中的标识解析体系都在向物联网领域延伸。我国多家机构研究探索面向物联网的标识编码和解析机制，现阶段仍然是多种方案并存的局面。从目前提出的各种编码方案和解析体系来看，我国物联网标识编码以自主设计并能够兼容多种编码方案为主，标识解析体系则基于国际主流标准进行扩展。典型方案有工业和信息化部电信研究院提出的通信标识（CID）方案、中国物品编码中心提出的实体编码（Ecode）方案、工业和信息化部电子科技情报研究所提出的基于句柄（Handle）的方案、中国电子技术标准化研究院推进的基于客体标识符（OID）的方案以及中国科学院计算机网络信息中心提出的基于域名系统（DNS）的标识注册解析服务体系。在一定时期内，几种方案将并行发展，不同方案之间的互通需要考虑翻译和映射。5.我国物联网标准化局部取得突破我国在物联网国际标准化中的影响力不断提升。国内越来越多企业开始积极参与国际标准的制定工作，我国已经成为ITU和ISO相应物联网工作组的主导国之一，并牵头制定了首个国际物联网总体标准物联网概览。在oneM2M组织中，我国目前担任1个指导委员会副主席、1个工作组主席和2个工作组副主席职责。我国相关企业和单位一直深入参与3GPPMTC相关标准的制定工作。国内标准研制方面，我国对传感器网络、传感器网络与通信网融合、二维码和RFID、M2M、物联网体系架构等共性标准的研制不断深化。物联网应用标准推进速度不断加快，在智慧城市、农业信息化、医疗健康监测系统、智能交通、汽车信息化、绿色社区、智能家居、智能安防、电动自行车等领域正进行标准化工作。(四)物联网产业体系相对完善，局部领域获得突破我国已经形成涵盖感知制造、网络制造、软件与信息处理、网络与应用服务等门类的相对齐全的物联网产业体系，产业规模不断扩大，已经形成环渤海、长三角、珠三角，以及中西部地区四大区域集聚发展的空间布局，呈现出高端要素集聚发展的态势。1.产业保持较快增长，部分领域取得局部突破从产业规模来看，我国物联网近几年保持较高的增长速度，2013年我国整体产业规模达到5000亿元，同比增长36.9%，其中传感器产业突破1200亿元，RFID产业突破300亿元。预计到2015年，我国物联网产业整体规模将超过7000亿元，信息处理和应用服务逐步成为发展重点。物联网制造业中，我国感知制造获得局部突破，与国外差距在逐步缩小。我国光纤传感器在高温传感器和光纤光栅传感器方面获得了重大突破，在石油、钢铁、运输、国防等行业实现了批量应用，产品质量达到国际先进水平。在RFID领域，我国中高频RFID技术产品在安全防护、可靠性、数据处理能力等方面接近国际先进水平，产业链业已成熟，在国内市场占据90%的份额。我国已成功研发出自主的超高频产品并打进了国际市场。在工业物联网领域研制成功了面向工业过程自动化的工业无线通信芯片。物联网服务业中，我国三大运营商的M2M服务一直是产业亮点。国移动和中国电信分别把物联网业务基地升级成为物联网分公司进行市场化经营。中国联通各类近场支付卡发卡量已经超过200万张，基于WCDMA网络的企业专网提供智能公交行车监控及调度系统，用户规模超过100万，覆盖城市已超过200个。2.产业体系相对完善，但不同产业环节所处阶段不同我国已建立了基本齐全的物联网产业体系，包括以感知端设备和网络设备为代表的物联网制造业，以网络服务、软件与集成服务、应用服务为代表的物联网服务业，如图2所示。整体看来，我国在M2M服务、中高频RFID、二维码等产业环节具有一定优势，在基础芯片设计、高端传感器制造、智能信息处理等产业环节依然薄弱，从全球来看，物联网大数据处理和公共平台服务处于起步阶段，物联网相关的终端制造和应用服务仍在成长培育期，如图3所示。3.我国物联网产业已形成四大发展集聚区的空间格局我国已初步形成分别以北京、上海、深圳、重庆为核心的环渤海、长三角、珠三角、中西部地区四大物联网产业集聚区的空间格局，其中环渤海区域以北京为核心，主要借助产学研资源和总部优势，成为我国物联网产业研发、设计、运营和公共服务平台的龙头区域；长三角区域以上海、无锡双核发展为带动，是我国物联网最早起步的区域，产业规模在国内也是最大的，整体发展比较均衡，尤其无锡市作为“国家传感网创新示范区”，集聚了大批物联网龙头企业，在技术研发与产业化、以及应用推广方面发挥了引领示范作用；珠三角区域以深圳为核心，延续其在传统电子信息领域的研发制造优势，成长为物联网产品制造、软件研发和系统集成的重要基地；中西部地区以重庆和武汉为代表，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。4.传统设备厂商借助物联网技术探索全新的产品服务模式与国际上传统产业与信息产业跨界融合的趋势相辉映，我国也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。这种创新模式，不仅涉足智能家居领域和家居设备，还将催生融合物联网元素的多种智能产品，如可穿戴设备、智能汽车设备、医疗健康设备、智能玩具等等。传统产业通过与物联网技术深度融合，同时利用互联网的平台服务以及移动互联网的商业模式，形成开放产业生态创新产品和服务的模式，将成为物联网产业发展的重要方向。专栏2 美的与阿里巴巴合作构建物联网开放平台2014年3月美的与阿里巴巴宣布进行战略合作，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。战略合作项目将分三个阶段完成：2014年，形成统一的物联网产品应用和通信标准，美的将在所有空调新品中应用物联网智能技术，计划三年时间将50%以上的空调物联网化，未来美的全系列产品都将接入阿里云平台；2015年实现数据化运营，结合用户行为数据改进产品研发和生产；2016年，形成完整的产业链，实现各产品线数据的集中运营，提供增值应用和服务。美的已在所有变频空调新品中应用物联网智能技术，通过内置SIM卡和传感器，让空调成为联网的智能终端设备，将温度、湿度和开关情况上传至阿里云平台，美的可以随时追踪设备使用情况，进行远程故障处理、分析和预防，用户还可以通过阿里平台下载应用APP以远程遥控空调。阿里巴巴和美的宣布，今后将开放相关协议标准，为第三方应用提供标准API接口，形成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。三、物联网未来发展的重点方向和机遇全球范围内，物联网概念更加深入人心，物联网正成为经济社会绿色、智能、可持续发展的关键基础和重要引擎。随着物联网技术产品的不断成熟，物联网的潜力和成长性正逐步凸显，应用将加速渗透到生产和生活各个环节，市场规模不断扩大；产业潜力将加快释放，市场化的资源配置机制逐步确立；物联网与传统产业的深度融合将加剧，并带来生产方式和生活方式的深刻变革。(一)M2M、车联网市场最具内生动力，商业化发展更加成熟市场需求、成本、标准化、技术成熟度、商业模式是影响物联网应用规模化推广的主要因素，M2M和车联网市场内生动力强大，相关技术标准日趋成熟，全面推广的各方面条件基本具备，将成为物联网应用的率先突破方向。M2M继续保持高速增长。面向行业领域和消费领域的资产管理、工业设备管理、电力、交通、金融、公共服务、安全监控等大规模需求为M2M创造了广阔的市场空间。预计未来十年内，全球移动运营商每年至少40%以上的新增连接来自于M2M，2020年通过蜂窝移动通信网连接的M2M终端将达到21亿个，年复合增长率达到35%7。我国M2M市场将在规模居全球第一的基础上继续保持快速增长。标准化成为重要推手。统一的终端协议和统一的平台标准能够确保服务提供商实现业务发放、业务管理和海量终端管理，真正为服务提供商带来价值，并能实现全球化服务，统一标准的确立对M2M大规模发展起到关键推动作用。车联网应用提速。全球汽车保有量以年均20%的速度持续快速增长，巨大的汽车市场以及人们对于舒适、智能、安全、低碳的驾驶体验诉求为车联网服务的增长提供了强劲的动力。GSMA与SBD联合发布的车联网报告中指出，预计到2018年全球车联网市场总额将达390亿欧元，是2012年市场总额的3倍，互联网连接将成为未来汽车的标配，到2025年100%的汽车将具备移动互联网接入功能8。这将是汽车行业发展100多年来经历的规模最大、动力最强的变革，未来车联网发展将以智能和互动为原则，集成无线通信、智能导航、泊车辅助、智能安全、免提语音识别、节能、娱乐影音等功能，没有配备车联网系统的汽车将失去市场竞争力。美国国家高速公路交通安全管理局（NHTSA）已向美国立法部门提议，到2014年美国所有汽车厂商必须为自家所生产汽车安装电子记录设备（ERD），以方便NHTSA对收集到的数据进行汇总分析，并最终达到减少车祸的目的。美、德汽车厂商已在汽车内加装LTE通信模块，结合卫星导航等提供统一服务，基于LTE的M2M通信模块将逐步发展为汽车标配。(二)物联网与移动互联网融合方向最具市场潜力，创新空间巨大移动互联网与物联网是最具发展潜力的两大信息通信产业：移动互联网主要面向个人消费者市场，侧重于提供大众消费性、全球性的服务；而物联网主要侧重于行业性、区域性的服务。当前，移动互联网正进入高速普及期，成功的产品和服务模式不断向其它产业领域延伸渗透，而处于起步阶段的物联网，也开始融入移动互联网元素，移动互联网与物联网的结合成为物联网发展最有市场潜力和创新空间的方向。移动智能终端集成传感器和新型人机交互等技术支撑融合类应用。目前嵌入到移动智能终端的MEMS传感器已有几十种，如感知光线反射、压力、触觉、心跳、血压、手势、环境参数、温度、湿度、指纹、运动、情绪、高度的传感器等等，可以为用户提供个人健康管理、运动统计等新型感知应用。同时，终端与感知技术、应用服务深度融合不断催生新型终端形态，谷歌眼镜、iWatch智能手表、耐克智能手环等可穿戴设备通过集成增强现实、语音识别、骨传导等新技术带来全新用户体验和应用服务。此外，以移动智能终端为控制中枢的多屏互动、智能家居等应用也开始起步，例如将安卓手机作为遥控器控制照明灯、洗碗机、落地灯等家用电器。物联网借鉴移动互联网的技术、模式和渠道，开始从行业领域向民生领域渗透，基于移动智能终端的融合应用正在不断涌现。例如，智慧城市信息化系统开放城市管理数据和能力，通过移动智能终端向用户提供公共缴费、气象预警、交通引导等便民服务。目前，应用程序商店中已出现众多智慧城市、智能医疗、环境监测、智能交通等物联网应用。智能家居和移动互联网的逐步融合，将推动智能家居行业形成“硬件+软件+数据服务”的平台化运营模式。从垂直到水平、从封闭到开放、从私有到标准化，借鉴移动互联网的成功经验，物联网应用将实现规模化发展。物移融合将形成更为突出的马太效应。物联网与移