产业综合篇

第一章 中国物联网产业发展概况

物联网是中国战略性新兴产业的重要组成部分，对经济社会全局和长远发展具有重大引领带动作用，具有知识密集度高、成长潜力大、带动力强、综合效益好的特点。

物联网蕴涵着巨大的经济价值，赋予了“两化融合”更多智能化内涵，用物联网改造传统产业，必将提升传统产业的经济附加值，有力推动我国经济发展方式由生产驱动向创新驱动转变，促进我国产业结构的调整；同时，随着物联网新技术、新产品、新应用、新服务模式的创新，也必将催生一批新兴业态，成为中国新的经济增长点。

物联网在社会生产各领域的应用将促进传统生产方式向绿色、智能、低碳的方向转变，从刚性生产方式向柔性生产方式转变，显著降低人们的劳动强度；物联网广泛应用于社会管理，将有力保障公共基础设施的安全，大大提升社会管理的效能，普惠民众生活；物联网进入社区和家庭等领域也将给人们的生活带来更多全新的体验，大大提升人们的生活质量和水平。

物联网蕴涵着巨大的创新空间和机遇。物联网与传统产业的融合，将催生大量的新技术、新产品；同时，物联网的发展也必将对下一代信息网络产业、电子核心基础产业、高端软件与新兴信息服务业等产业提出更高的创新需求。大力发展物联网对增强自主创新能力、提高科技对经济发展的贡献率、抢占技术制高点具有重大意义。

第一节 物联网内涵与外延

物联网是指通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，以及所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。

物联网具有两个重要特征：一是规模性，只有具备了规模，才能使物品的智能发挥作用。例如，假设一个城市有100万辆汽车，若只在1万辆汽车上安装智能系统，就不可能形成一个智能交通系统；二是流动性，物品通常都不是静止的，而是处于运动状态，必须保证物品在运动状态，甚至在高速运动状态下都能随时实现对话。当然，物联网也可以构建在静止物体上，如机场周界、文物监护、桥梁监控、环境监测等。

从体系架构来看，物联网可以分为五层，即支撑层、感知层、传输层、平台层、应用层。支撑层首先是一个完备的技术支持体系，主要包括协同感知、样本库、安全、仿真、自组网、网络融合；其次是在技术体系上的平台支撑，主要包括柔性产线、IPv6。感知层主要功能是识别物体与采集信息，为后续信息处理和相应决策行为提供海量、精准的数据信息支撑。物联网感知层的信息采集方式主要包括RFID、传感器、二维码、GPS/北斗、传动器，其中RFID主要包括芯片、非接触IC卡、读写终端、标签、中间件/软件、个性化设备，GPS/北斗主要包括芯片、终端、接收机、应用系统，传动器主要包括微马达和人造肌肉。传输层主要包括光传输和通信与网络设备，其中光传输主要包括光纤光缆、光器件、光接入设备、光传输设备，通信与网络设备主要包括3G/B3G、NFC、ZigBee、蓝牙、WiFi/WAPI、M2M。平台层的主要功能是承载各类应用并推动其成果的转化。平台层产业链环节主要包括支撑软件、计算中心和SI等，其中支撑软件主要包括嵌入式软件、SOA、模式识别、数据挖掘/BI，计算中心主要包括云计算中心和超计算中心。应用层从国民经济和社会发展各个环节的具体需求出发，结合行业特点，通过物联网技术的行业应用形成具有明显行业特色的物联网应用分支，最终形成涉及人们日常学习、工作和生活方方面面的物联网应用集合。应用层产业链环节主要包括智能工业、智能农业、智能物流、智能交通、智能电网、智能环保、智能安防、智能医疗、智能家居、智能楼宇、智能金融等。物联网产业链各环节结构的具体介绍请参阅本书第三章内容。

第二节 产业发展环境

一、政策环境

国家历来高度重视物联网产业的发展，陆续出台了一系列产业政策和规划。

2006年2月，国务院发布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要》，其中将“传感器网络及智能信息处理”列入信息产业及现代服务业领域的优先发展主题，将重点开发多种新型传感器及先进条码自动识别、射频标签、基于多种传感信息的智能化信息处理技术，发展低成本的传感器网络和实时信息处理系统，提供更方便、功能更强大的信息服务平台和环境。

2008年4月，在全国信息技术标准化技术委员会的领导下，全国无线传感器网络标准化工作组成立，其宗旨是促进中国无线传感器网络标准化工作的迅速发展，紧密结合中国无线传感器网络实际情况，认真研究、积极采用国际标准和国外先进标准，并把国内、国际标准化工作结合起来，加速无线传感器网络运行标准的研制与修订工作，不断完善无线传感器网络标准化体系，进一步提高中国无线传感器网络运行水平。

2008年11月，工业和信息化部发布《信息产业科技发展“十一五”计划和2020年中长期规划（纲要）》，其中将“智能信息处理和物与物通信网络技术”确定为网络与通信领域11个主要技术领域之一，并将其确定为中国需要重点突破的核心技术，其发展目标包括“重视RFID、传感器网络等物与物通信网络技术的研发，形成自主知识产权的核心技术和产品，打造完善的产业链；推广RFID、传感器网络技术在全社会的应用，形成一大批有示范效应的应用范例，为无处不在、人与物共享的网络应用奠定基础”。

2009年8月，国务院总理温家宝在江苏无锡调研时，对中国目前研究传感网的核心单位——中科院无锡微纳传感器研究中心予以高度关注，并指出“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”，“在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展”，“尽快建立中国的传感信息中心，或者叫‘感知中国’中心”，还提出了把传感网络中心设在无锡、辐射全国的想法，为产业发展注入了新的动力。

2010年10月，《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》发布。其中明确指出：根据战略性新兴产业的特征，立足中国国情和科技、产业基础，现阶段重点培育和发展节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车等产业；同时也指出要“促进物联网、云计算的研发和示范应用”。物联网被国家列为战略性新兴产业，无疑为中国物联网应用市场的发展提供了强大的动力保障。

2011年1月28日，国务院下发《关于印发进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》（国发〔2011〕4号）。4号文从财税、投融资、研究开发、进出口、人才、知识产权、市场等方面明确了进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展的政策措施。提出的各项政策措施将在未来几年有效地促进国内软件与集成电路行业的发展，进而最大限度地保障物联网基础产业的发展。

2012年2月14日，工业和信息化部正式发布《物联网“十二五”发展规划》，阐述了我国物联网发展的现状及形势、指导思想、发展原则、发展目标、主要任务、重点工程等，指出智能工业、智能农业、智能物流、智能交通、智能电网、智能环保、智能安防、智能医疗、智能家居是我国物联网未来发展的重点领域，并从政策、财税、技术、人才等方面提出了保障措施。《物联网“十二五”发展规划》对加快我国物联网发展，培育和壮大新一代信息技术产业具有重要意义。

2012年7月9日，国务院印发的《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》将物联网列为新一代信息技术产业的重点发展方向，提出“支持适应物联网的信息产品的研制和应用”，“掌握智能传感器和新型电力电子器件及系统的核心技术”；推出“物联网重大工程”，即“构建物联网基础和共性标准体系，突破低成本、低功耗、高可靠性传感器技术，组织新型RFID、智能仪表、微纳器件、核心芯片、软件和智能信息处理等关键技术研发和产业链建设。在典型领域开展基于创新产品和解决方案的物联网示范应用，培育和壮大物联网新兴服务业，加强物联网安全保障能力建设”。《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》的出台为国内物联网产业又增添了新的发展动力。

2012年8月底，继成立“无锡国家传感网创新示范区部际协调领导小组”之后，国务院又批准建立了“物联网发展部际联席会议”机制，这足以看出国家对物联网产业的重视程度。

2013年2月17日，国务院正式发布《关于推进物联网有序健康发展的指导意见》（国发〔2013〕7号，以下简称《意见》），提出到2015年，要实现物联网在经济社会重要领域的规模示范应用，突破一批核心技术，初步形成物联网产业体系，安全保障能力明显提高。未来要实现物联网在经济社会各领域的广泛应用，掌握物联网关键核心技术，基本形成安全可控、具有国际竞争力的物联网产业体系，成为推动经济社会智能化和可持续发展的重要力量。

《意见》提出了包括“加快技术研发，突破产业瓶颈”，“推动应用示范，促进经济发展”，“改善社会管理，提升公共服务”，“突出区域特色，科学有序发展”，“加强总体设计，完善标准体系”，“壮大核心产业，提高支撑能力”，“创新商业模式，培育新兴业态”，“加强防护管理，保障信息安全”，“强化资源整合，促进协同共享”在内的九项主要任务。

《意见》同时提出了六项保障措施：①加强统筹协调，形成发展合力，建立健全部门、行业、区域、军地之间的物联网发展统筹协调机制，充分发挥“物联网发展部际联席会议”制度的作用。②营造良好发展环境，建立健全有利于物联网应用推广、创新激励、有序竞争的政策体系，抓紧推动制定、完善信息安全与隐私保护等方面的法律法规。③加强财税政策扶持，支持符合现行软件和集成电路税收优惠政策条件的物联网企业按规定享受相关税收优惠政策，经认定为高新技术企业的物联网企业按规定享受相关所得税优惠政策。④完善投融资政策，鼓励金融资本、风险投资及民间资本投向物联网应用和产业发展。加快建立包括财政出资和社会资金投入在内的多层次担保体系，加大对物联网企业的融资担保支持力度。对技术先进、优势明显、带动和支撑作用强的重大物联网项目优先给予信贷支持。积极支持符合条件的物联网企业在海内外资本市场直接融资。⑤提升国际合作水平，积极推进物联网技术交流与合作，充分利用国际创新资源。⑥加强人才队伍建设，建立多层次、多类型的物联网人才培养和服务体系。

总体来看，物联网已成为国家技术及产业创新的重点方向。推进物联网产业化、规模化发展的技术环境已经基本具备，加快推进物联网发展也已经在全社会达成广泛共识。

国家物联网相关政策要点如表1-1所示。

二、产业环境

（一）国际竞争日趋激烈

美国已将物联网上升为国家创新战略的重点之一，欧盟制定了促进物联网发展的十四点行动计划，日本的U-Japan计划将物联网作为四项重点战略领域之一，韩国的IT839战略将物联网作为三大基础建设重点之一。发达国家一方面加大力度发展传感器节点核心芯片、嵌入式操作系统、智能计算等核心技术；另一方面加快标准制定和产业化进程，谋求在未来物联网的大规模发展及国际竞争中占据有利位置。

（二）创新驱动日益明显

对于经济发展方式亟须转变的中国来说，以物联网为代表的战略性新兴产业无疑是国家大力培育的新经济增长点。而物联网的一个重要特征就是智能性，即让过去被动的“物”呈现主动的身份与感知，以增加更多的智能性，这其中孕育着巨大的拓展空间。一个拥有巨大拓展空间的产业，其发展机遇期是非常有限的。经验表明，工业革命真正的创新是在最初的30年之内完成的，电气革命也是如此。因此，当前要依靠创新来推动物联网的发展。可喜的是，国内诸多科研院所或企业，如中科院上海微系统所、中科院微电子所、哈尔滨工业大学、清华大学、北京邮电大学、西北工业大学、天津大学和国防科技大学、华为技术、中兴通讯、普天通信、中电集团、中电科技等均开展了传感网及物联网的研究，已在传感器、通信、网络等方面获得众多自主知识产权和专利，创新驱动物联网产业发展的趋势日益显现。

三、技术环境

（一）互联网面临挑战

互联网起始于20世纪60年代末美国军方的阿帕网。经过四十多年的发展，互联网已经发展成为全世界最主要的相互交流、相互沟通、相互参与的互动平台。进入21世纪第二个十年，欧美各国都在寻找使本国经济摆脱困境的途径，纷纷转向高新技术领域。在这个亟待新兴技术、新兴产业的时代，互联网的发展面临诸多挑战。

IPv4地址已近枯竭。2011年2月3日，国际互联网名称与数字地址分配机构（ICANN）官方宣布：全球最后一批IPv4地址分配完毕。这意味着从2011年开始，人类将共同面临基于IP地址短缺的问题。IPv4地址耗尽将成为互联网发展新的挑战。而IPv6成为互联网发展的必由之路，已经成为全球共识。

网络安全仍需加强。网络安全包括以下几个特征：保密性，信息不泄露给非授权用户、实体或过程，或供其利用的特性；完整性，数据未经授权不能进行改变的特性，即信息在存储或传输过程中保持不被修改、不被破坏和丢失的特性；可用性，可被授权实体访问并按需求使用的特性，即当需要时能否存取所需的信息；可控性，对信息的传播及内容具有控制能力；可审查性，出现安全问题时提供依据与手段。2011年因网络安全上的漏洞给中国网民造成了巨大的直接或间接经济损失。未来国内互联网在网络安全领域将面临更大挑战。

（二）信息通信网技术演进与变革

信息通信网可分成实现人与人通信的电信网和实现物与物通信的近场通信网（即传感网），两者的发展是并行推进的。但电信网的发展要早，已经建立了一整套科学的、可控可管的信息通信网络体系，安全、高效地服务于人类的信息通信。电信网的发展主要有两大方向：一类是移动化，移动电话逐步替代固定电话，实现位置上的自由通信；另一类是宽带化，通信从电路交换转变为以分组交换为主，从电报、电话到互联网，逐步实现宽带化的通信，实现传输容量上的自由通信。

传感网的发展也有两大趋势：一个是智能化，物品要更加智能，能自主实现信息交换，才能实现物联网的真正意义，而这将需要对海量数据的处理能力，随着“云计算”技术的不断发展成熟，这一难题将得到解决。另一个趋势是IP化，未来的物联网将给所有物品都设定一个标识以实现“IP到末梢”，这样才能随时随地了解物品的信息。在这方面，“可以给每一粒沙子都设定一个IP地址”的IPv6担负着这项重担，将得到全球的推广。

由此，产生了物联网演进的两种模式，即电信网主导模式和传感网主导模式。电信网主导模式就是由传统的电信运营商主导推动物联网的发展，目前以中国移动为代表的电信运营商已经跃跃欲试；以传感网为主导的模式是以传感网产业为主导，逐步实现与电信网络的融合。由于传感器的研发瓶颈制约了物联网的发展，应当大力加强传感网络的发展。

但从战略角度看，针对未来会出现的信息安全和信息隐私的保护问题，应当选择电信网主导的模式，因为通信产业具有强大的技术基础、产业基础和人力资源基础，能实现海量信息的计算分析，保证网络信息的可控可管，最终保证在信息安全和人们的隐私权不被侵犯的前提下实现泛在网络的通信。

（三）标准缺失有待解决

目前，国内的物联网应用仅限于某一领域或某一区域，总体上呈“孤岛”状态。其中一个重要原因就是目前物联网相关技术还没有形成统一的标准，产品存在很大差异，无法实现互联互通。而“有限物联”乃至“无限物联”的物联网应用应具备相当的规模，只有具备了规模，才能使物品的智能发挥作用。统一标准的制定有利于产业链中各单位明确分工，在同一体系下推进物联网的研究、开发、集成和应用。

在传感网领域，我国早在十年前就开始了传感网的相关研究，技术和标准与国际基本同步。清华、北大、北邮、中科大、中科院等高校科研院所以及华为、中兴、中国移动等企业在传感网领域进行了科研和产业化攻关，突破了一批关键技术，形成了一定产业规模，在国际标准制定中取得一定话语权，我国是传感网国际标准四大主导国之一。

在RFID领域，虽然我国早在2005年11月就成立了RFID产业联盟，次年又发布了《中国射频识别（RFID）技术政策白皮书》，指出应当集中开展RFID核心技术的研究开发，制定符合中国国情的技术标准。但是目前技术标准的制定却还未取得实质性进展。

（四）核心技术尚需突破

物联网产业链可分为支撑层、感知层、传输层、平台层、应用层，因此可以在物联网各层内对相关技术进行划分和界定。支撑层技术体系包括协同感知技术、共性技术、自治组网技术、仿真技术、融合技术等；感知层技术体系包括感知技术、标识技术、协同信息处理技术、微机电技术、短距离通信技术等；传输层技术体系包含海量数据存储技术、数据管理技术、数据挖掘技术、云计算/超级技术等；应用层技术体系包括智能控制技术、人机交互技术、虚拟现实技术、人工智能技术等。

中国物联网产业在感知层和应用层的整体实力较弱，而中间网络传输层的实力较强，国内三大运营商和中兴、华为这一类的系统设备商都已是世界级水平。目前，国内在超高频芯片天线设计与制造、RFID卷标封装技术与装备、读写器关键芯片、测试技术、中间件等方面仍处于劣势，自主创新能力和研发水平总体相对较低。在许多国家重大专项的材料采购中，核心芯片的采购和报价都由国外厂商控制。中国物联网产业在专利、产品、解决方案等层面对外依赖度较大，使国内物联网应用市场的拓展面临着一定程度的风险。

第三节 产业发展历程

物联网的概念是1999年由MIT Auto-ID中心的Ashton教授在研究RFID时最早提出来的，并在美国召开的移动计算和网络国际会议上正式公布了这个概念。Ashton教授提出了结合物品编码、RFID和互联网技术的解决方案，当时基于互联网、RFID技术、EPC标准，在计算机互联网的基础上，利用射频识别技术、无线数据通信技术等，构造了一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网“Internet of things”。

2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布《ITU互联网报告2005：物联网》，引用了“物联网”的概念。这时物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。虽然当时物联网的具体定义仍然不够清晰，但是物联网技术被称为信息产业的第三次革命性创新，得到了各个国家的高度重视。

2008年后，各国政府开始重视下一代的技术规划，将目光放在了物联网上。2009年1月28日，奥巴马就任美国总统后，与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”，作为仅有的两名代表之一，IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。当年，美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点。在2009年2月24日的2009 IBM论坛上，IBM大中华区首席执行官钱大群公布了名为“智慧地球”的最新策略。IBM认为，IT产业下一阶段的任务是把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成物联网。在策略发布会上，IBM还提出，如果在基础建设的执行中，植入“智慧”的理念，不仅能够在短期内有力地刺激经济、促进就业，而且能够在短时间内为中国打造一个成熟的智慧基础设施平台。IBM希望“智慧地球”策略能掀起“互联网”浪潮之后的又一次科技产业革命。

在全球不断关注物联网的同时，中国非常重视物联网的发展，从2009年8月7日国务院总理温家宝到无锡微纳传感网工程技术研发中心视察并发表重要讲话，提出“感知中国”的概念，到2009年8月27日工业和信息化部总工程师朱宏任在中国工业经济运行夏季报告发布会上对传感网做了概括阐释，再到2009年9月11日工业和信息化部副部长奚国华宣布中国传感网标准工作组正式成立，无不显示出了中国政府对物联网的关注、重视、支持和推动，这也在一定程度上从侧面深刻反映出了物联网对中国信息产业发展的必要性、重要性和迫切性。

第四节 产业发展阶段

与其他新兴技术的发展历程相类似，物联网的发展也可划分成概念、研发、实验、应用四个不同阶段（见表1-2）。物联网发展的最初期是概念的形成，概念形成将促使相关技术得以研发，相关技术经过实验检验后，便逐步迈向应用阶段。其实从实验阶段开始，物联网就已经进行小规模应用了。

表1-2 物联网各发展阶段

第五节 产业发展现状

目前，我国物联网产业发展与全球同处于起步阶段，初步具备了一定的技术、产业和应用基础，呈现出良好的发展态势。2012年，中国物联网产业呈现快速增长态势，产业规模达3651.1亿元，同比增长39.0%（见图1-1）。