1.4 物联网发展综述

1.4.1 物联网国外发展概况

目前，国外对物联网的研发、应用主要集中在美、欧、日、韩等少数国家。美国是物联网技术的主导和先行国之一，较早开展了物联网及相关技术的研究与应用。据美国《科学时报》报道，在美国国家自然科学基金会（NSF）资助下，马萨诸塞州剑桥城于2007年就着手打造全球第一个全城无线传感网。但是，掀起物联网关注热潮应当是在2009年1月 IBM 提出“智慧地球”之后。2009年1月，在奥巴马总统与美国工商界领袖举行的一次会议上，IBM首席执行官彭明盛提出了“智慧地球”概念，并建议美国政府投资新一代智慧型基础设施。奥巴马对此给予积极回应：“经济刺激资金将会投入到宽带网络等新兴技术中去，毫无疑问，这就是美国在21世纪保持和夺回竞争优势的方式。”这将“智慧地球”提升为国家层级的发展战略，将“新能源”和“物联网”列为振兴经济的两大武器，从而引起全球的广泛关注。同时，物联网产业引发全美工商界的高度关注，并认为“智慧地球”有望成为又一个“信息高速公路”计划，从而在世界范围内引起轰动。

欧盟制定了“欧洲行动计划”，科学规划未来发展路线。欧盟早在2006年就成立工作组，专门进行RFID技术研究，并于2008年发布《2020年的物联网——未来路线》。2009年6月，欧盟委员会向欧盟议会、理事会、欧洲经济和社会委员会及地区委员会递交了《欧盟物联网行动计划》（Internet of Things—An action plan for Europe），提出了包括监管、隐私保护、芯片、基础设施保护、标准修改、技术研发等在内的14项框架内容，主要有管理、隐私及数据保护、“芯片沉默”的权利、潜在危险、关键资源、标准化、研究、公私合作、创新、管理机制、国际对话、环境问题、统计数据和进展监督等一系列工作。这项框架内容对物联网未来发展以及重点研究领域给出了明确的路线图，确保欧洲在建构物联网过程中起主导作用。

2009年10月，欧盟委员会以政策文件的形式对外发布了物联网战略，提出要让欧洲在基于互联网的智能基础设施发展上领先全球，除了通过 ICT 研发计划投资4亿欧元，启动90多个研发项目以提高网络智能化水平外，欧盟委员会还将于2011年～2013年间每年新增2亿欧元进一步加强研发力度，同时拿出3亿欧元专款，专门支持物联网相关公私合作短期项目建设。

欧洲智能系统集成技术平台（EPoSS）在其报告Internet of Things in 2020中分析预测，未来物联网的发展将经历4个阶段，2010年之前 RFID 被广泛应用于物流、零售和制药领域，2011年～2015年物体互联，2015年～2020年物体进入半智能化，2020年之后物体进入全智能化。就目前而言，许多物联网相关技术仍在开发测试阶段，离不同系统之间融合、物与物之间的普遍链接的远期目标还存在一定差距。

日本政府自20世纪90年代中期以来相继制定了“e-Japan”、“u-Japan”、“i-Japan”等多项国家信息技术发展战略，从大规模开展信息基础设施建设入手，稳步推进，不断拓展和深化信息技术应用，以此带动本国社会、经济发展。日本政府早在2004年就推出了“u-Japan”计划，着力于发展泛在网及相关产业，并希望由此催生新一代信息科技革命。2008年，日本总务省提出“u-Japan xICT”政策。“x”代表不同领域乘以 ICT的含义，一共涉及三个领域：“产业xICT”、“地区xICT”、“生活（人）xICT”。将u-Japan政策的重心从之前的单纯关注居民生活品质提升拓展到带动产业及地区发展，即通过各行业、地区与 ICT的深化融合，进而实现经济增长的目的。为了确保在信息时代的国际竞争地位，2009年7月日本 IT 战略本部颁布了日本新一代的信息化战略——“i-Japan”战略，并于2009年8月日本又将“u-Japan”升级为“i-Japan”战略，提出“智慧泛在”构想，将传感网列为其国家重点战略之一，致力于构建一个个性化的物联网智能服务体系，充分调动日本电子信息企业积极性，确保日本在信息时代的国家竞争力始终位于全球第一阵营。为了让数字信息技术融入每一个角落，首先将政策目标聚焦在三大公共事业：电子化政府治理、医疗健康信息服务、教育与人才培育，提出到2015年，透过数位技术达到“新的行政改革”，使行政流程简化、效率化、标准化、透明化，同时推动电子病历、远程医疗、远程教育等应用的发展。同时，日本政府希望通过物联网技术的产业化应用，减轻由于人口老龄化所带来的医疗、养老等社会负担。

韩国政府自1997年起出台了一系列推动国家信息化建设的产业政策，包括RFID先导计划、RFID全面推动计划、USN领域测试计划等。实现建设U化社会的愿景，韩国政府持续推动各项相关基础建设、核心产业技术发展， RFID/USN（传感器网）就是其中之一。继日本提出u-Japan战略后，韩国也在2006年确立了u-Korea战略，并制定了详尽的“IT839战略”，重点支持泛在网建设。u-Korea旨在建立无所不在的社会（Ubiquitous Society），也就是在民众的生活环境里布建智能型网络（如IPv6、BcN、USN）、最新的技术应用，如DMB（Digital Audio Broadcasting，数字音频广播）、Telematics（车载信息服务）、RFID等先进的信息基础建设，让民众可以随时随地享有科技智慧服务。其最终目的，除了运用IT科技为民众创造食衣住行育乐各方面无所不在的便利生活服务之外，也希望扶植IT产业发展新兴应用技术，强化产业优势与国家竞争力。2009年10月，韩国通信委员会出台了《物联网基础设施构建基本规划》，将物联网市场确定为新增长动力。该规划提出，到2012年实现“通过构建世界最先进的物联网基础实施，打造未来广播通信融合领域超一流信息通信技术强国”的目标，并确定了构建物联网基础设施、发展物联网服务、研发物联网技术、营造物联网扩散环境等4大领域、12项详细课题。

此外，法国、德国、澳大利亚、新加坡等国也在加紧部署物联网经济发展战略，加快推进下一代网络基础设施的建设步伐。

1.4.2 物联网国内发展情况

我国发展建设物联网体系，国家部委以 RFID 广泛应用作为形成全国物联网的发展基础。自2004年起，国家金卡工程每年都推出新的RFID应用试点工程，该项目涉及电子票证与身份识别、动物与食品追踪、药品安全监管、煤矿安全管理、电子通关与路桥收费、智能交通与车辆管理、供应链管理与现代物流、危险品与军用物资管理、贵重物品防伪、票务及城市重大活动管理、图书及重要文档管理、数字化景区与旅游等。2009年8月7日，温家宝总理视察无锡微纳传感网工程技术研发中心并发表重要讲话之后，“物联网”概念在国内迅速升温。与国外相比，我国物联网发展在最近几年取得了重大进展。《国家中长期科学与技术发展规划（2006-2020年）》和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中均将传感网列入重点研究领域。目前，我国传感网标准体系已形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳，传感网标准化工作已经取得积极进展。2009年9月11日，经国家标准化管理委员会批准，全国信息技术标准化技术委员会组建了传感器网络标准工作组。

科技部“863”计划第二批专项课题中就包括了超高频 RFID 空中接口安全机制及其应用，超高频读写器芯片的研发与产业化，超高频读写功能的移动通信终端开发与产业化，适用于实时定位系统的RFID 产品研发及其产业化， RFID标签动态信息实时管理软件的研究与开发，在旅游景区、展览馆、博物馆的应用以及在出口商品质量追溯与监管中的应用等7个课题。

铁道部RFID应用已基本涵盖了铁路运输的全部业务。截至2008年底，在全国铁路1.7万台机车和70.8万辆货车上安装了电子标签，在机务段、局分界站、编组站、区段站、大型货运站、车辆段（厂）安装了地面识别设备2000多套，并开发了综合应用系统，实现了对铁路列车、机车、货车的实时追踪。

卫生部 RFID 主要应用领域有卫生监督管理、医保卡、检验检疫等，已完成了“948”国家牛肉质量追溯系统建设，正在合作开发、建设冷链物流（冷鲜水产品及出口菌菇）示范项目，并在食品药品安全监管，医院对病人、医疗器械、药品及病源的实时动态及可追溯管理，以及电子病历与健康档案管理等方面开展了试点工作。

交通运输行业在高速公路不停车收费、多路径识别、城市交通一卡通等智能交通领域也有所突破，如厦门路桥管理公司在不停车收费系统中应用 RFID技术发行 RFID 电子标签共20万张；广东联合电子收费公司自2004年起建立不停车收费系统，发行16万张RFID电子标签；中集、中远公司则在车辆、集装箱、货物、堆场等运输物流领域的管理方面建立了RFID应用示范点。

由此可见，国内物联网产业链和应用范围不断得到扩大和拓展，并主要呈现以下趋势：

（1）集电子产业、软件业、通信运营业、信息服务业和面向行业的应用与系统集成中心等于一体的完整产业链正在逐步形成。

（2）应用试点向行业规模化应用拓展，跨行业和地区的综合性应用正逐步启动。

（3）应用功能以目前的身份识别、电子票证为主逐渐向物品识别过渡，如向资产管理、食品药品安全监管、电子文档、图书馆、仓储物流等物品识别拓展；应用频率以低、高频为主逐渐向超高频和微波过渡，即从低高频的门禁、二代身份证应用逐步向高速公路不停车收费、交通车辆管理等超高频应用拓展。

（4）RFID与新技术的融合将会衍生出更多的商业模式，如手机移动支付将会是未来RFID最大的市场，利用RFID进行人与物的实时定位也将会成为未来的主流应用之一。

（5）RFID以及传感技术的发展使得社会公共管理呈现出管理智能化、物流可视化、信息透明化的发展趋势。

1.4.3 物联网发展面临的问题

1．技术标准问题

标准是一种交流规则，关系着物联网物品间的沟通。物联网的发展必然涉及通信的技术标准，各国存在不同的标准，因此需要加强国家之间的合作，以寻求一个能被普遍接受的标准。但是，各类层次通信协议标准如何统一则是一个十分漫长的过程。以 RFID标准为例，虽已提及多年，但至今仍未有统一说法，这正是限制中国 RFID发展的关键因素之一。物联网的各类技术标准与之相似，因此有待中国、日本、美国及欧洲发达国家共同协商，其发展之路仍很漫长。

2．协议与安全问题

物联网是互联网的延伸，在物联网核心层面是基于 TCP/IP，但在接入层面，协议类别包括 GPRS、短信、TD-SCDMA、有线等多种通道，需要一个统一的协议。

与此同时，物联网中的物品间联系更紧密，物品和人也连接起来，使得信息采集和交换设备大量使用，数据泄密也成为了越来越严重的问题。如何实现大量的数据及用户隐私的保护，成为亟待解决的问题。

3．终端与地址问题

物联网终端除具有本身功能外还拥有传感器和网络接入等功能，且不同行业需求各异，如何满足终端产品的多样化需求，对运营商来说是一大挑战。

另外，每个物品都需要在物联网中被寻址，因此物联网需要更多的IP 地址。IPv4资源即将耗尽，IPv6是满足物联网的资源。但IPv4向IPv6过渡是一个漫长的过程，且存在与IPv4的兼容性问题。

4．费用与规模化问题

要实现物联网，首先必须在所有物品中嵌入电子标签等存储体，并需要安装众多读取设备和庞大的信息处理系统，这必然导致大量的资金投入。因此，在成本尚未降至能普及的前提下，物联网的发展将受到限制。已有的事实均证明，在现阶段物联网的技术效率并没有转化为规模的经济效率。例如，智能抄表系统能将电表的读数通过商用无线系统（如 GSM 短消息）传递到电力系统的数据中心，但电力系统仍没有规模使用这类技术，原因在于这类技术没有经济效率。

为了提高效率，规模化是运营商业绩的重要指标，终端的价格、产品多样性、行业应用的深度和广度都会对用户规模产生影响，如何实现规模化是有待商讨的问题。

5．商业模式与产业链问题

物联网的产业化必然需要芯片商、传感设备商、系统解决方案商、移动运营商等上下游厂商的通力配合，而在各方利益机制及商业模式尚未成型的背景下，物联网普及仍相当遥远。

物联网所需的自动控制、信息传感、射频识别等上游技术和产业已成熟或基本成熟，而下游的应用也以单体形式存在。物联网的发展需要产业链的共同努力，实现上下游产业的联动，跨专业的联动，从而带动整个产业链，共同推动物联网发展。

6．配套政策和规范的制定与完善

物联网的实现并不仅仅是技术方面的问题，建设物联网的过程中将涉及许多规划、管理、协调、合作等方面的问题，还涉及个人隐私保护等方面的问题，这就需要有一系列相应的配套政策和规范的制定与完善。

1.4.4 物联网的未来

物联网被很多国家称为信息技术革命的第三次浪潮，有专家预言：未来10年间，物联网一定会像现在互联网一样高度普及。物联网的产业链大致可分为3个层次：首先是传感网络，以二维码、RFID、传感器为主，实现“物”的识别；其次是传输网络，通过现有的互联网、广电网络、通信网络或者未来的NGN（Next Generation Network，下一代网络），实现数据的传输与计算；三是应用网络，即输入输出控制终端，可基于现有的手机、PC等终端进行。

美国权威咨询机构 Forrester预测，到2020年全球物联网的业务，和人与人通信的业务相比，将达到30:1，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元。因此，物联网被称为是下一个万亿级的信息技术产业。在国内市场，根据预测，仅2009年 RFID 市场规模就达到50亿元，年复合增长率为33%，其中电子标签超过38亿元，读写器接近7亿元，软件和服务达到5亿元。由此催生的电信、信息存储处理、IT服务整体解决方案等市场，更是潜力惊人。目前，我国已经形成一定的市场规模，物联网技术已经应用在公共安全、城市管理、环境监测、节能减排、交通监管等领域，尤其是在2009年物联网受到业界前所未有的重视，引发了一波产业热潮。我国无锡、北京等地已经开始重点布局，积极推动行业应用，建设示范工程和示范区。2010年预计会有更多的城市开始布局，市场规模将有大幅度增长。根据预测，到2035年前后，我国的传感网终端将达到数千亿个；到2050年传感器将在生活中无处不在。在物联网普及后，用于动物、植物和机器、物品的传感器与电子标签及配套的接口装置的数量将大大超过手机的数量，将大大推进信息技术元件的生产，增加大量的就业机会。

由此显示出，物联网的发展给我国带来新的机遇，而且物联网的发展可能会引发整个信息领域重新洗牌的机会。如果能够抓住这个机会，将改变我国在前两次信息革命浪潮中落后的局面。令人欣慰的是，在世界传感网领域我国已成为国际标准制定的主导国之一，我国向国际标准化组织提交的多项标准提案已被采纳。