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(一)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%,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,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。
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%。德国、英国、北欧国家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。
(二)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。 IEEE 802.11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。IEEE 802.15.4q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IEEE 802.15.4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。W3C SSN-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)、FG M2M(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。
(三)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Quark SoC X1000、Atom E3800两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WindRiver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年底预计年销量达到2100万。
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、Silicon Image、TP-Link等企业发起成立AllSeen产业联盟(AllSeen Alliance),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 Boston Dynamics,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Sensinode Oy公司,进军物联网市场。思科提出万物互联(Internet of Everything,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Collaborate. com,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 NTT DoCoMo、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2 0 1 2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(Open Automotive Alliance,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。
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%,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,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。
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%。德国、英国、北欧国家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。
(二)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。 IEEE 802.11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。IEEE 802.15.4q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IEEE 802.15.4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。W3C SSN-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)、FG M2M(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。
(三)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Quark SoC X1000、Atom E3800两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WindRiver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年底预计年销量达到2100万。
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、Silicon Image、TP-Link等企业发起成立AllSeen产业联盟(AllSeen Alliance),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 Boston Dynamics,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Sensinode Oy公司,进军物联网市场。思科提出万物互联(Internet of Everything,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Collaborate. com,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 NTT DoCoMo、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2 0 1 2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(Open Automotive Alliance,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。