物联网产业在国内外发展现状和趋势综述

目录

前言： ...................................................................... 3

物联网概述................................................................... 4

1. 物联网的定义与概念提出 . ................................................ 4

2. 物联网的本质和关键技术 . ................................................ 4

国外物联网产业现状及发展趋势 . ................................................ 5

1. 产业现状 . .............................................................. 5

(1)各国齐头并进，相继推出区域战略规划 ................................ 5

(2)基础性关键技术RFID ，成为市场最为关注技术 ......................... 6

(3)各组织纷纷研究制定相关技术标准，竞争日益激烈 ...................... 6

2. 发展趋势 . .............................................................. 6

(1)应用大规模普及，即将成为下一个万亿级产业 .......................... 7

(2)欧美市场将引领全球RFID 产业发展 ................................... 7

国内物联网产业发展现状 . ...................................................... 7

1. 总体情况 . .............................................................. 7

2. 发展优势 . .............................................................. 8

(1)技术优势 . ......................................................... 8

(2)政策优势 . ......................................................... 9

(3)市场优势 . ......................................................... 9

3. 瓶颈................................................................... 9

(1)缺乏统筹规划 . .................................................... 10

(2)核心技术缺位 . .................................................... 10

(3)规模化应用不足，产业链不完善 . .................................... 10

物联网技术在国内外研究进展情况 . ............................................. 10

国际物联网研究概况 . ..................................................... 10

国内传感器网络硬件节点研究现状 . ......................................... 11

国内无线传感器网络软件研究现状 . ......................................... 12

结束语：.................................................................... 12

致谢 ....................................................................... 12

参考文献:................................................................... 13

兰州财经大学陇桥学院

《物联网》课程论文

论 文 题 目：物联网产业在国内外发展现状和趋势综述 系别：

专业(方向) 及班级：

学生姓名：

指导教师：

物联网产业在国内外发展现状和趋势综

述

摘 要:

“物联网”概念的问世, 打破了以前的传统思维。在“物联网”时代, 钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施, 像是一块新的地球工地, 世界的运转就在它上面进行。对物联网的概念及特点进行了研究, 分析了物联网的发展及应用现状, 指出了影响物联网发展及应用的主要因素, 展望了物联网的发展应用前景。

关键词:物联网; 无线网络; 国内; 国外; 发展及应用

The development status and trend review of the iot

industry in China and abroad

Abstract:

Take the idea of "the Internet of things", breaking the old conventional wisdom. In the era of "Internet of things", reinforced concrete, the cable will work with the chip, broadband integrated infrastructure for unity, like a piece of new earth site, the world in turning it on. Studied the concept and characteristics of the Internet of things, the paper analyzes the current situation the development and application of Internet of things, and points out the main factors influencing the development and application of Internet of things, and prospects the development of the Internet of things application prospect.

Key words: Internet of things; Wireless network; Domestic; Abroad; Development and application

前言：

" 物联网" 被称为是下一个万亿美元级的信息技术产业，将大规模普及，因此各国齐头并进，相继推出区域战略规划，并纷纷研究相关技术，制定技术标准。从国内来看，物联网产业正在逐步成为各地战略性新兴产业发展的重要领域。

2009年8月和12月，温家宝总理分别在无锡和北京发表重要讲话，重点强调要大力发展传感网技术，努力突破物联网核心技术，建立" 感知中国" 中心。2010年《政府工作报告》中，温总理再次指出：将" 加快物联网的研发应用" 明确纳入重点产业振兴计划。这代表着中国传感网、物联网的“感知中国”已成为国家的信息产业发展战略。

物联网概述

1. 物联网的定义与概念提出

所谓" 物联网" ，是指通过射频识别、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

通俗地解释，物联网就是" 物物相连的互联网" 。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络; 第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。

物联网的概念是美国Auto-ID 实验室在1999年首次提出的，2005年国际电信联盟在信息社会世界峰会上发布《ITU 互联网报告2005：物联网》，正式提出" 物联网概念" ，激情豪迈地指出" 物联网时代即将到来" 。

2. 物联网的本质和关键技术

物联网的本质概括起来主要体现在三个方面：一是互联网特征，即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络; 二是识别与通信特征，即纳入物联网的" 物" 一定要具备自动识别与物物通信(MachinetoMachine，M2M) 的功能; 三是智能化特征，即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。

物联网产业链可以细分为感知、处理和信息传送三个环节，每个环节的关键技术分别为传感技术、智能信息处理技术和网络传输技术。传感技术通过多种传感器、RFID 、二维码、GPS 定位、地理信息识别系统和多媒体信息等多媒体采集

技术，实现对外部世界的感知和识别; 智能信息处理技术通过应用中间件提供跨行业、跨系统的信息协同及共享和互通功能，包括数据存储、并行计算、数据挖掘、平台服务和信息呈现等; 网络传输技术通过广泛的互联功能，实现对信息的高可靠性、高安全性传送，包括各种有线和无线传输技术、交换技术、组网技术和网关技术等。

国外物联网产业现状及发展趋势

据统计，物联网现阶段的主要形式M2M 在2009年全球运营商的业务收入约为15亿美元。而从全球市场的数据分析，预计到2010年M2M 市场规模将达到2234亿美元。美国市场研究公司Forrester 预测，到2020年，世界上" 物物互连" 的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30比1，仅仅是在智能电网和机场防入侵系统方面的市场就有上千亿美元。因此" 物联网" 被称为是下一个万亿美元级的信息技术产业。

1. 产业现状

目前国际物联网产业的发展现状主要体现在以下几个方面：

(1)各国齐头并进，相继推出区域战略规划

当前，世界各国的物联网基本都处于技术研究与试验阶段：美、日、韩、欧盟等都正投入巨资深入研究探索物联网，并启动了以物联网为基础的" 智慧地球" 、"U-Japan" 、"U-Korea" 、" 物联网行动计划" 等国家性区域战略规划。

2009年1月，在美国总统奥巴马与美国工商领袖的" 圆桌会议" 上，IBM 公司CEO 提出" 智慧地球" 的概念，即把传感器放到电网、铁路、桥梁和公路等物体中，能量极其强大的计算机群，能够对整个网络内部人员和物体实施管理和控制。这样，人类可以更加精确地利用动态实施的方式管理生产活动和生活方式，达到" 智慧" 状态。

2009年5月7、8日，欧洲各国的官员、企业领袖和科学家在布鲁塞尔就物联网进行专题讨论，并作为振兴欧洲经济的思路。欧盟委员会信息社会与媒体中

心主任鲁道夫·施特曼迈尔说：" 物联网及其技术是我们的未来" 。2009年6月欧盟发布了新时期下物联网的行动计划。

日本和韩国分别提出了"U-Japan""U-Korea" 的计划和构想。"U" 来自拉丁文"Ubiquitous" 意为" 无所不在" 。日本将物联网列为国家重点战略之一; 韩国出台了《基于IP 的传感器网基础设施构建基本规划》，将物联网确定为新增长动力。

(2)基础性关键技术RFID ，成为市场最为关注技术

2008年全球RFID 市场规模已从2007年的49.3亿美元上升到52.9亿美元，这个数字覆盖了RFID 市场的方方面面，包括标签、阅读器、其他基础设施、软件和服务等。RFID 卡和卡相关基础设施将占市场的57.3%，达30.3亿美元。来自金融、安防行业的应用将推动RFID 卡类市场的增长。2010年以来，由于经济形势的好转和物联网产业发展等利好因素推动，全球RFID 市场也持续升温，并呈现持续上升趋势，预计2012年，市场规模将达到200多亿美元。与此同时，RFID 的应用领域越来越多，人们对RFID 产业发展的期待也越来越高。目前RFID 技术正处于迅速成熟的时期，许多国家都将RFID 作为一项重要产业予以积极推动。

(3)各组织纷纷研究制定相关技术标准，竞争日益激烈

ISO/IEC(国际标准化组织及国际电工委员会) 在传感器网络、ITU-T(国际电信联盟远程通信标准化组) 在泛在网络、ETSI(欧洲电信标准化协会) 在物联网、IEEE(美国电气和电子工程师协会) 在近距离无线、IETF(互联网工程任务组) 在IPv6(下一版本的互联网协议) 的应用、3GPP(第三代合作伙伴计划) 在M2M(机器与机器) 等方面纷纷启动了相关标准研究工作，竞争日益激烈。

2. 发展趋势

在当前物联网发展进程中，技术趋势呈现出融合化、嵌入化、可信化和智能化的特征，管理应用趋势呈现出标准化、服务化、开放化和工程化的特征。

(1)应用大规模普及，即将成为下一个万亿级产业

物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点，其应用范围几乎覆盖了各行各业，在其发展的同时还将带动传感器、微电子、视频识别等一系列产业的同步发展，带来巨大的产业集群生产效益。6月22日在上海开幕的2010中国国际物联网大会指出，物联网将成为全球信息通信行业的万亿美元级新兴产业。到2020年之前，全球接入物联网的终端将达到500亿个。

亚里士多德曾说过" 给我一个支点我可以撬起地球" ，而今随着技术的发展，这句豪言完全可以与时俱进地改为" 给我一个物联网我可以感知地球" 。

(2)欧美市场将引领全球RFID 产业发展

2010年以来，随着经济形势的好转和物联网产业发展等利好因素推动，全球RFID 市场也持续升温，并呈现持续上升趋势，预计2012年，市场规模将达到212亿美元。其中，欧美市场领先全球，是当前主要的区域市场。

从垂直市场发展来看：飞利浦、西门子等半导体厂商基本垄断了RFID 芯片市场;IBM 、HP 、微软等国际巨头抢占了RFID 中间件、系统集成研究的有利位置;Alien 、Intermec 、Symbol 等公司则提供RFID 标签、读写器等产品及设备。 从技术标准制定来看：目前，国际上基本形成了RFID 五大标准组织，分别代表了国际上不同团体或者国家的利益。

从具体应用推广来看：欧美地区技术应用较成熟。美国的RFID 应用已经从军事应用为主，向交通、车辆管理、身份识别和仓储管理等领域延伸; 欧洲地区德国、英国、法国和荷兰等RFID 产业发展领先国家在交通、身份识别、物资跟踪等领域也有了比较广泛的应用。

国内物联网产业发展现状

1. 总体情况

我国在物联网领域的布局较早，中科院10年前就启动了传感网研究，中科院上海微系统与信息技术研究所、南京航空航天大学、西北工业大学等科研单位，

目前正加紧研发" 物联网" 技术。2009年10月，中国研发出首颗物联网核心芯片---" 唐芯一号" 。2009年11月7日，总投资超过2.76亿元的11个物联网项目在无锡成功签约，项目研发领域覆盖传感网智能技术研发、传感网络应用研究、传感网络系统集成等物联网产业多个前沿领域。2010年工信部和发改委出台了系列政策支持物联网产业化发展，到2020年之前我国已经规划了3.86万亿元的资金用于物联网产业化的发展。

在国家重大科技专项、国家自然科学基金和"863" 计划的支持下，国内新一代宽带无线通信、高性能计算与大规模并行处理技术、光子和微电子器件与集成系统技术、传感网技术、物联网体系架构及其演进技术等研究与开发取得重大进展，先后建立了传感技术国家重点实验室、传感器网络实验室和传感器产业基地等一批专业研究机构和产业化基地，开展了一批具有示范意义的重大应用项目。目前，北京、上海、江苏、浙江、无锡和深圳等地都在开展物联网发展战略研究，制定物联网产业发展规划，出台扶持产业发展的相关优惠政策。从全国来看，物联网产业正在逐步成为各地战略性新兴产业发展的重要领域。

2. 发展优势

(1)技术优势

在物联网这个全新产业中，我国的技术研发水平处于世界前列，具有重大的影响力。中科院早在1999年就启动了传感网研究，该院组成了2000多人的团队，先后投入数亿元，在无线智能传感器网络通信技术、微型传感器、传感器终端机和移动基站等方面取得重大进展，目前已拥有从材料、技术、器件和系统到网络的完整产业链。在世界物联网领域，中国与德国、美国、韩国一起，成为国际标准制定的主导国之一，其影响力举足轻重。

此外，我国还在通信、网络等领域申请了大量具有自主知识产权的技术专利。这些技术方面的积累，为我国物联网技术在未来取得长足地发展奠定了坚实的软实力基础。

(2)政策优势

我国政府对物联网发展的重视程度是有目共睹的。2006年我国制订了信息化发展战略，2007年十七大提出工业化和信息化融合发展的构想，2009年" 感知中国" 的新兴命题又迅速地进入了国家政策的议事日程，2010年《政府工作报告》，正式将" 加快物联网的研发应用" 纳入重点产业振兴计划，一些城市和地区也相继提出了物联网发展的规划和设想。

可以毫不夸张地说，在短短几年内，物联网在我国政府的大力支持下，已经由一个单纯的科学术语变成了活生生的产业现实。2009年9月，我国传感网标准工作组成立，随后又在上海的浦东国际机场和世博园区建造了世界上最大的物联网技术系统。此外，在北京、无锡和杭州等城市，在当地政府的支持下，也有一大批科学家和专业人士从事中国物联网的研究和开发。可以说，国家宏观政策的支持与引导是我国物联网发展不可或缺的政策优势。

(3)市场优势

中国近年来互联网产业迅速发展，网民数量全球第一，在未来物联网产业发展中具备良好基础。物联网将所有物品连接到互联网，达到远程控制的目的，实现人和物或物和物之间的信息交换。当前物联网行业的应用需求和领域非常广泛，潜在市场规模巨大。物联网产业在发展的同时还将带动传感器、微电子、视频识别系统一系列产业的同步发展，带来巨大的产业集群效益。

3. 瓶颈

我国物联网产业发展现状与趋势，喜忧参半。物联网行业应用需求广泛，潜在市场规模巨大，政府各部门对发展物联网产业态度积极，是产业发展的" 喜"; 但" 忧" 的一面则主要表现在物联网产业发展初期阶段，存在诸多产业发展约束因素。主要体现在以下几个方面：

(1)缺乏统筹规划

虽然我国各地政府机构正在积极地开展物联网相关产业发展工作，成立了有关园区、产业联盟，但是全国范围内尚未进行统筹规划，各部门之间、地区之间、行业之间的分割情况较为普遍，缺乏顶层设计，资源共享不足，加上规划意识与协调机制的薄弱，凸现出难以形成产业规划、研究成本过高、资源利用率过低、无序重复建设现象严重的态势。

(2)核心技术缺位

纵观我国物联网的技术创新，相当一部分是在原有信息化技术基础上的深化和发展，通过增加新功能，使之具备物联网特性。但这并不是从无到有的原生态创新，所以也很难形成核心技术，导致大量采用国外技术，在专利方面受制于人，在信息安全方面没有保障，更导致物联网数据采集环节的传感器、电子标签的成本过高拖累整个物联网行业的发展。

(3)规模化应用不足，产业链不完善

我国物联网发展虽然有了一些基础应用，但目前国内" 以物为互联" 的应用需求还是低层次的。所以，难以激发产业链各环节的参与和投入的热情，规模化行业应用的不足成为制约物联网产业的形成、核心关键技术的突破和标准化的重大瓶颈。另外，目前我国物联网产业下游的通信运营商(三大运营商) 和中游的系统设备商都已是世界级水平，但是其他环节相对欠缺，初期成本居高不下，产业链的不完善一定程度上制约了物联网产业健康有序发展。

物联网技术在国内外研究进展情况 国际物联网研究概况

美国很多大学在无线传感器网络方面开展了大量工作。如加州大学洛杉矶分校的CENS(CenterforEmbeddedNetworkedSensing)实验室、

WINS(WirelessIntegratedNetworkSensors)实验室、

NESL(NetworkedandEmbeddedSystemsLaboratory)实验室、

LECS(LaboratoryforEmbed-dedCollaborativeSystems)实验室、IRL(InternetResearchLab)等。另外，麻省理工学院获得了DARPA 的支持，从事着极低功耗的无线传感器网络方面的研究；奥本大学也获得DARPA 支持，从事了大量关于自组织传感器网络方面的研究，并完成了一些实验系统的研制；宾汉顿大学计算机系统研究实验室在移动自组织网络协议、传感器网络系统的应用层设计等方面做了很多研究工作；州立克利夫兰大学(俄亥俄州) 的移动计算实验室在基于IP 的移动网络和自组织网络方面结合无线传感器网络技术进行了研究。此外新加坡国立大学的无线传感器网络实验室等也开展了无线传感器网络方面的研究。

除了高校和科研院所之外，国外的各大知名企业也都先后参与开展了无线传感器网络的研究。克尔斯博公司是国际上率先进行无线传感器网络研究的先驱之一，旗下的无线传感器网络硬件产品众多(包括IRIS ，MicaZ ，Imote2，TelosB ，Cricket 等) ，为全球超过2000所高校以及上千家大型公司提供无线传感器解决方案。目前Crossbow 公司与软件巨头微软、传感器设备巨头霍尼韦尔、硬件设备制造商英特尔、网络设备制造巨头、著名高校加州大学伯克利分校等都建立了合作关系。此外德州仪器、微处理器制造商Atmel 等也都在传感器网络领域投入极大的资金和科研力量。这些都为无线传感器网络进一步的发展以及最终的商业化奠定了坚实的基础。

国内传感器网络硬件节点研究现状

·南京邮电大学无线传感器网络系列节点UbiCell

UbiCell 系列节点集成了传感器，微处理器，无线收发器等多种嵌入式芯片，拥有信息采集，信号处理，数据传输和实时监控等多种功能。

·南京邮电大学UbiCell 无线医疗传感器节点

UbiCell 医疗节点，可实现高精度的脉搏、血氧、体温等人体生理指标的监测。 南京邮电大学无线多媒体传感器网络节点UbiCell-MUbiCell-M 节点拥有30万像素和60FPS 的图像采集与处理能力，足以满足网络监测与识别的应用需求。

·中国科学院计算技术研究所的GAINS 系列节点

中国科学院计算技术研究所深联科技研发的GAINSJ 、GAINZ 等系列传感器节点，其基于ZigBee 无线通信协议栈，实现多种网络拓扑：星型、成簇、网状网等，用户可以根据协议栈提供的API 设计自己的应用，组成更复杂的网络。

·香港科技大学的无线传感器网络节点

香港科技大学基于Telos-B 的平台建了一个低功耗的无线传感器网络节点。节点基于IEEE802.15.4无线收发器芯片的下一代超低功耗、高传输率、无线传感网络应用程序的Telos 平台，具有完善的板上内置天线，传输距离较长。该节点目前主要用于智能车的研究中。

国内无线传感器网络软件研究现状

除了在无线传感器硬件设备方面的进展，国内目前在无线传感器网络的软件方面也取得了相应的突破，在基于国外的操作系统之上，开发自己的中间件软件。如南京邮电大学无线传感器网络研究中心开发的基于移动代理的无线传感器网络中间件平台，它实现了对MantisOS ，TinyOS 和SOS 多操作系统的支持，屏蔽了不同操作系统的差异性，同时扩大了硬件节点的选择范围。对外提供便捷的接口，使用户无需了解底层细节，极大的降低了无线传感器网络应用开发的难度。深联科技开发的无线传感器网络开发套件，提供了功能齐全的硬件开发平台，和自主开发的无线通信协议栈。

国内研究机构在理论研究方面，如对无线传感器网络网络协议、算法、体系结构等方面，提出了许多具有创新性的想法与理论。在这方面，国内的南京邮电大学、哈尔滨工业大学、清华大学、上海交通大学、北京邮电大学等都取得了一些相关的理论研究成果。 目前国内比较成功的无线传感器网络软件产品包括：

南京邮电大学的无线传感器网络中间件软件DisWare

DisWare 是基于移动代理的无线传感器网络中间件平台，它实现了对MantisOS 和TinyOS 多操作系统的支持，同时扩大了硬件节点的选择范围。

南京邮电大学的无线传感器网络集成开发平台MeshIDEMeshIDE 是一个可视化编程、应用程序融合于一体的无线传感器网络集成开发平台。作为用户的可视化开发工具，实现可视化烧制、管理和控制。

中国科学院宁波计算所的无线传感器网络分析与管理平台

针对无线传感器网络的协议、功耗、数据处理和分布式计算等诸多方面，开展定量的分析和管理，并提供图形化界面。

结束语：

应该说物联网目前还是一个初始期, 随着经济的快速发展、新技术的不断产生、新市场的培育, 新用户的逐步增多将是其发展的保证。因此要让物联网的体系基本形成, 需要一些应用形成示范, 让更多的传统行业感受到物联网的价值, 让更多企业看清楚物联网的意义, 看清楚物联网可能带来的商业价值, 也才会把自己的应用、业务与物联网结合起来。从推动经济发展角度来讲, 物联网是作为计算机、互联网、移动通信后的又一次信息化产业浪潮; 从长远发展的角度来讲, 物联网有望成为后金融危机时代经济增长的引擎, 即下一个经济增长点[6]。物联网的发展前景十分广阔, 它需要社会各个方面共同努力, 形成合力才能产生商业价值。 致谢

在本次论文设计过程中，感谢我的学校，给了我学习的机会，在学习中，老师从选题指导、论文框架到细节修改，都给予了细致的指导，提出了很多宝贵的意见与建议，老师以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。他渊博的知识、开阔的视野和敏锐的思维给了我深深的启迪。这篇论文是在老师的精心指导和大力支持下才完成的。

感谢所有授我以业的老师，没有这些年知识的积淀，我没有这么大的动力和信心完成这篇论文。感恩之余，诚恳地请各位老师对我的论文多加批评指正，使我及时完善论文的不足之处。

谨以此致谢最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅的各位老师表示衷心的感谢。

参考文献:

[1]王殊, 阎毓杰, 胡富平, 等. 无线传感器网络的理论及应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007: 8-17

[2]冯媛. 计算机网络安全技术研究[J].福建电脑,2008(1): 42-44

[3]陈军. 网格计算在智能交通运输中的应用研究[J].华东公路,2007(2): 94-96

[4]桂小林. 网络技术导论[M].北京:北京邮电大学出版社,2005: 45-48

[5]贾卓生. 计算机新技术与应用研讨会论文集[M].北京:电子工业出版社,2005: 34-38

[6]刘飞, 雷琦, 宋豫川. 网络化制造的内涵及研究发展趋势[J].机械工程学报,2003,39(8): 1-5