我的位置:

金准人工智能 物联网产业发展研究报告

发布人:管理员

前言

物联网(Internet of Things,简称 IoT),是新一代信息科技的重要组成部分,是继计算机、互联网之后世界信息发展的第三次浪潮。据统计,2017年中国物联网产业规模已达万亿,我国早已将物联网上升为战略性新兴产业。

得益于摩尔定律和存储介质的成本红利,万物互联走进了人们的生活,不仅让人通过语音就可以控制家电,甚至还让空调听懂了门窗说的话。Gartner预计,到2020年全球将有超过200亿的物联网设备产生联接,并且日均还会有约550万台设备加入到网络环境,届时有超过半数的商业系统内置物联网组件。

金准人工智能专家认为,未来将有数量巨大的IP地址、传感器、可穿戴设备,以及虽感觉不到却可与之互动的东西,时时刻刻伴随人们的生活。美国市场研究公司Gartner预测:到2020年,物联网将带来每年300亿美元的市场利润,届时将会出现25亿个设备连接到物联网上,并将继续快速增长。由此带来的巨大市场潜力已经成为美国科技公司新的增长引擎,包括思科、AT&T、Axeda、亚马逊、苹果、通用电气、谷歌与IBM等在内的美国公司争相抢占在物联网产业的主导地位。

一、高科技500强争相布局物联网

物联网被称为是继计算机、互联网之后的第三次信息革命,而物联网平台是各家企业必争之高地,包括传统IT企业、通信运营商或者互联网企业等。

三星电子把物联网作为了三星重点业务方向,计划五年内所有三星硬件设备均将支持物联网。

高通向全球超过30个国家推出了15款物联网设备,涉及数字眼镜、儿童跟踪器、智能手表等多个产品。未来,高通将以智能手机为支点,拓展车联网、医疗、可穿戴设备等领域。

制造业巨头也希望在物联网中确立自己的领导者地位。

通用电气去年十月宣布与一众技术巨头结盟建立起物联网联盟,通用电气此举的目的是寻求各方对旗下Predix平台的支持。Predix软件旨在令各种物联网端点具备智能化。

全球范围内的其他合作也正在展开。

英特尔已携手美国圣何塞市,利用公司强项,进一步推动该市的“绿色视野(Green Vision)”计划。

1.1云云互联正从梦想走进现实

传统IT企业、通信运营商、通信设备商、互联网企业、工业方案提供商、新型创业公司等多股势力如雨后的蜗牛般纷纷涌入,为物联网平台带来了多元发展动力。但在这些推动力中,仍旧欠缺重要的一种,那就是促进物联网平台之间互联互通的力量。

智能家居、数字医疗、车联网等产品的推出,使得物联网技术真正服务于智能生活。

B2C领域率先起步,智能家居领域的物联网云平台们给出了自己的方案。今年3月,中国家用电器协会联合海尔、美的、长虹、海信、TCL、云智易等10余家国内外知名家电及物联网云平台企业,正式对外发布了智能家电云云互联互通项目的最新工作成果:云云互联SDK。

虽然智能家电已经进入了不少家庭,但是却难以真正走入消费者的心中。这其中最不得人心的硬伤之一便是:不同品牌的智能家电如同一座座“孤岛”,各自为战,消费者无法获得更好的智能体验。

SDK是云云互联重要的技术实现手段,可以确保云云互联标准协议在各个云平台上高效准确的部署,为云平台间的互联互通提供技术工具。目前该SDK处于组内开源阶段,由组内成员共同调试维护、开展BUG管理及升级工作,尚未对外开放。

除了开发SDK之外,发布行业性物联网公有云也是智能家居领域正在尝试的做法。中国家用电器研究院为了打破行业壁垒,实现不同企业、不同品牌、不同类型家电间的互联互通,打造了智能家电领域行业性公共云服务平台:众家云,希望满足智能家电产品应用过程中各个环节的数据协同需求。

一些知名企业还联合成立了国际性组织,以确保未来物联网解决方案和设备之间的无缝协作。比如由思科、Electrolux、英特尔、微软、高通、三星等公司联合创建的开放连接基金会OCF。OCF的愿景是实现所有连接设备间的彼此互通,而无需考虑制造商、操作系统、芯片或者通讯方式。目前OCF已经与AllSeen Alliance合并,以OCF为存续名称,由Linux Foundation进行管理,IoTivity项目是OCF规范的一个开源实施标准。

智能家居是OCF标准最先支持的场景,包括对家居设备入网和安全特性的定义,并在不断完善中。OCF标准也支持通过桥接方式,连接不同的智能平台,使不同品牌的智能设备联动。OCF的认证测试分为符合性测试和互通性测试,目前只有符合性测试,由于互通性测试较为复杂,现在还没有企业通过互通性测试。

如果将视线从B2C转向B2B,工业物联网发展的一个关键条件在于打破技术孤岛障碍,支持这些解决方案和设备的深度整合。而在B2B领域,物联网云平台之间的互联互通尚未取得明显进展。

1.2互联互通的背后是平台型商业模式的变革

对于竞争格局转变与商业回报减少的担忧,有可能会影响物联网平台之间互联互通的动力,其实大可不必。

回顾科技发展史,手握平台或者操作系统的公司,往往都会成长为行业巨头。因此在物联网时代,各个企业都对平台或者操作系统格外重视,争相布局,但很少有企业注意到平台型的商业模式正在逐步发生变化,策略性的开源正在成为主流思潮。

PC时代的微软掌握着Windows操作系统,互联网时代Facebook等公司成为社交网络的事实性操作系统,移动互联网时代的苹果和谷歌,控制着手机操作系统iOS和安卓,云计算时代的亚马逊手握着发布企业级软件的云端操作系统。

如果分析平台型企业的商业模式,可以看到明显的变化。在PC时代,微软曾经凭借Windows操作系统的版权费赚取巨额利润,但其后的巨头们往往采用通过平台间接获利的方式创造回报,通常采用的手段包括APP或者软件抽成、硬件销售或者广告服务。

因此当这些巨头发布物联网平台或者操作系统时,更多拥抱了策略性开源的方式扩大市场占有率,通过硬件销售、软件应用和差异化服务的方式创造商业价值。

比如微软的Azure IoT Edge包含3个必要组件,即Azure IoT Edge Runtime、Azure IoT Hub和Edge模块,其中Azure IoT Edge Runtime是免费且开源的。谷歌专门针对物联网应用打造的操作系统Fuchsia是开源的。基于最流行的微控制器实时操作系统内核的Amazon FreeRTOS是开源的。Facebook的人工智能硬件平台Big Sur也是开源的。

随着时代变化,越来越多的云端操作系统也正在走向开源。CloudFoundry是业界第一个开源PaaS云平台,取得了最为广泛的应用。其在全球拥有2,400名代码贡献者,根据研究显示,Cloud Foundry占到35%的市场份额,金准人工智能专家认为,Cloud Foundry的总市值将在未来几年可轻松突破50亿美元。GE Predix平台、西门子的MindSphere、博世的IoT Cloud和霍尼韦尔的Sentience全部都是依托于开源平台Cloud Foundry之上的工业物联网平台,足见Cloud Foundry之于工业物联网的价值。

开源的物联网平台包括Kaa、SiteWhere、ThingSpeak等,数量仍在持续上升。这些开源项目为企业级物联网解决方案的落地创造了诸多便利,可以直接“拿来”解决技术问题,不用重复“造轮子”,提高效率的同时也极大地降低了研发成本。

新的技术解决方案理应需要新的商业模式与之相配合。在此前的文章中我曾经探讨过从软件永久许可到订阅式续费模式的潜在转变,这次又更为彻底的讨论了物联网平台策略性开源的趋势。

既然科技发展的车轮难以阻挡,作为物联网平台型企业,不如放下杞人忧天,掉头拥抱大势,推进互联互通,通过差异化的软硬件应用和深度服务打造竞争实力。

、物联网和互联网区别

作为互联网的延伸,物联网利用通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起,形成人与物、物与物相联,而它对于信息端的云计算和实体段的相关传感设备的需求,使得产业内的联合成为未来必然趋势,也为实际应用的领域打开无限可能。

在过去一年,云计算和大数据继续发酵,物联网也成为未来大趋势之一。

什么是互联网?即Internet,又称网际网路,因特网等,是网络和网络之间串联而成的庞大网络。

而物联网是的英文缩写是The Internet of things,也即物物相连的网络。

物联网的定义是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、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相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

简单地说,物联网是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网,通过各种有线和无线网络与互联网融合,将物体的信息实时准确地传递出去。

、物联网是一个新的江湖

互联网在20多年来帮助人们解决了信息共享、交互,几乎在瞬间颠覆了很多传统的商业模式,把卖产品变为卖内容和服务,是个了不起的产业成就。

雷军很早前曾说过:“未来没有所谓的互联网企业,未来每个公司都变成物联网公司。”这个江湖够大了吧。

但从分工上理解,互联网还只是物联网中的一部分,主要是IT服务方面。

物联网因为其“连接一切”的特点(“连接一切”是马化腾在2013的WE大会上提出来的未来第一路标),它具有很多互联网所没有的新特性。比如,互联网已经连接了所有的人和信息内容,提供标准化服务,而物联网则要考虑各种各样的硬件融合,多种场景的应用,人们的习惯差异等问题。相对于互联网,物联网需要更有深度的内容和服务,以及更加差异化的应用,也将更加的人性化,这也符合们不停地追求更好的服务体验,这是个亘古不变的刚需。

金准人工智能专家预计到到2025年,全球物联网设备基数预计将达到754亿台,较2017年的200亿台左右,复合增长率达17%。从连接形式上,将由目前主导的手机与其他消费终端连接方式,转变为工业及机器设备间的连接(M2M)。预计在2018年,物联网设备的连接,将超过手机成为最大的互联网设备连接类别;预计到2020年,M2M的设备连接将占所有设备连接基数的46%,同时其数量在2015-2020年间增长2.5倍。万物互联在推动海量设备接入的同时,将在网络中形成海量数据,金准人工智能专家预计2020年全球联网设备带来数据将达到44ZB,物联网数据价值的发掘将进一步推动物联网应用的爆发式增长,促进生产生活和社会管理方式不断向智能化、精细化、网络化方向转变。由此可见,相较于其他技术,物联网对互联网应用终端的影响是最深刻而最具有冲击力的。


因此,金准人工智能专家这样断言,未来所有的公司都是物联网企业。他们享受着物联网的各种便利,利用物联网工具和技术,生产物联网产品,为人们提供物联网服务。

、物联网的关键技术

针对互联网的特性,金准人工智能专家专家总结了物联网应用中的三项关键技术:

4.1传感器技术

传感器技术也是计算机应用中的关键技术。大家都知道,到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。

4.2 RFID标签

RFID标签也是一种传感器技术,RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术,RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。

4.3嵌入式系统技术

嵌入式系统技术是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。

经过几十年的演变,以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见;小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。

嵌入式系统正在改变着人们的生活,推动着工业生产以及国防工业的发展。

如果把物联网用人体做一个简单比喻,传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官,网络就是神经系统用来传递信息,嵌入式系统则是人的大脑,在接收到信息后要进行分类处理。

这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。

总之,我们可以发现物联网概念是在互联网概念的基础上,将其用户端延伸和扩展到任何物品与任何物品之间,进行信息交换和通信的一种网络概念。

五、物联网产业链的八大环节

物联网产业链全景图

物联网发展的当务之急是先联网,再谈增值应用。

巨头入局:

英特尔:2014年发布爱迪生(Edison)可穿戴及物联网设备的微型系统级芯片,2015年推出居里(Curie)芯片,集成了低功耗蓝牙通信能和运动传感器;

谷歌:提出Project IoT物联网计划,2015年发布Brillo物联网底层操作系统,该系统源于Android,支持ARM、X86、MIPS架构的智能硬件;

思科:2016年斥资14亿美元收购Jasper全部股权,完善物联网生态体系;

软银:拟310亿美元收购芯片专利授权巨头ARM,卡位物联网芯片端;

华为:推动NB-IoT标准制定;先后发布物联网操作系统LiteOS、NB-IoT端到解决方案,提出“1+2+1”战略,努力构建Ocean Connect生态圈;

百度:2015年发布百度IoT,与ARM、MTK、TI、科通芯城等联合推动物网发展;

阿里巴巴:2016年发布物联网整体战略,集合旗下阿里云、阿里智能、YunOS,联合打造面向物联网时代的服务平台;2014年还联合庆科发布物联网操作系统MICO;

腾讯:2014年推出“QQ物联智能硬件开放平台”,将QQ账号体系及关链、QQ消息通道等核心能力提供给可穿戴设备、智能家居、智能车载、传统硬件等领域合作伙伴,实现用户与设备及设备与设备之间的互联互通互动;

中国移动:成立物联网公司、车联网公司,搭建物联网专网、提供专号、建设物联网设备接入管理平台和物联网应用开发平台,大力推动物联网业务展。

物联网产业链包含八大环节:

芯片提供商、传感器供应商、无线模组(含天线)厂商、网络运营商(含SIM卡商) 、平台服务商、系统及软件开发商、智能硬件厂商、系统集成及应用服务提供商。

物联网八大环节供应链如下:

5.1物联网芯片供应商

芯片是物联网的“大脑”,低功耗、高可靠性的半导体芯片是物联网几乎所有环节都必不可少的关键部件之一。

依据芯片功能的不同,物联网产业中所需芯片既包括集成在传感器、无线模组中,实现特定功能的芯片,也包括嵌入在终端设备中,提供“大脑”功能的系统芯片——嵌入式微处理器,一般是MCU/SoC形式。

传统的国际半体巨头,如ARM、英特尔、高通、联发科、飞思卡尔、德州仪器、意法半导体等。

国内主要厂商包括:华为海思、展讯、北京君正、全志科技、北斗星通、通富微电、华天科技、力源信息、润欣科技等。

国内而言,一些厂商从特定细分领域入手,包括芯片设计、制造、封测等,并逐步缩小与国外厂商的技术差距。

5.2传感器供应商:塑造物联网的“五官”

传感器是物联网的“五官”,本质是一种检测装置,是用于采集各类信息并转换为特定信号的器件,可以采集身份标识、运动状态、地理位置、姿态、压力、温度、湿度、光线、声音、气味等信息。

广义的传感器包括传统意义上的敏感元器件、RFID、条形、条形码、二维码、雷达、摄像头、读卡器、红外感应元件等。

工程常用的传感器可分为物理类传感器、化学类传感器,生物类传感器三大类。

而根据传感器的基本知功能可细分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件十种。

传感器行业由来已久,目前主要由美国、日本、德国的几家龙头公司主导,如博世、意法半导体、德州仪器、霍尼韦尔、飞思卡尔、英飞凌、飞利浦、楼氏电子等。

我国传感器市场中约70%左右的份额被外资企业占据,我国本土企业市场份额较小,具有代表性的企业有汉威电子、歌尔股份、高德红外、耐威科技、华工科技、远望谷等。

5.3无线模组厂商:实现联网和定位的“关键”

无线模组是物联网接入网络和定位的关键设备。无线模组可以分为通信模组和定位模组两大类。

常见的局域网技术有WiFi、蓝牙、ZigBee等,常见的广域网技术主要有工作于授权频段的2/3/4G、NB-IoT和非授权频段的LoRa、SigFox、等技术,不同的通信对应、不同的通信模组。

NB-IoT、LoRa、SigFox属于低功耗广域网(LPWA)技术,具有覆盖广、成本低功耗小等特点,是专门针对物联网的应用场景开发的。

此外,我们认为广义来看,与无线模组相关的还有智能终端天线,包括移动终端天线、GNSS定位天线等。

目前,在无线模组方面,国外企业仍占据主导地位,包括Telit、Sierra Wireless等。

国内厂商也比较成熟,能够提供完整的产品及解决方案。

包括模组厂商华为、中兴通讯、环旭电子、移远通信、芯讯通、中移物联网公司、上海庆科、利尔达、博鹏发,天线厂商信维通、硕贝德,北斗星通等。

5.4网络运营商:掌控物联网的“通道”

网络是物联的通道,也是目前物联网产业链中最成熟的环节。

广义上来讲,物联网的网络是指各种通信网与互联网形成的融合网络,包括蜂窝网、局域自组网、专网等,因此涉及到通信设备、通信网络(接入网、核心网业务)、SIM制造等。

考虑到物联网很大程度上可以复用现有的电信运营商络(有线宽带网、2/3/4G移动网络等),同时国内基础电信运营商具有垄断特征,是目前国内物联网发展的最重要推动者。

因此我们在这个环节将聚焦三大电信运营商和与之紧密相关、且会受益与之紧密相关、且会受益与之紧密相关、且会受益与之紧密相关、且会受益蜂窝物联网终端增长的SIM卡制造商身上,如东信和平、恒宝股份、天喻信息等。

5.5平台服务商:完善物联网物联网的“有效管理”

平台是实现物联网有效管理的基础。物联网平台作为设备汇聚、应用服务、数据分析的重要环节,既要向下实现对终端的“管、控、管”,还要向上为应用开发、服务提供及系统集成提供PaaS服务,根据平台功能的不同,可分为以下3种类型:

设备管理平台:主要用于对物联网终端设备进行远程监管、系统升级、软件升级、故障排查、生命周期管理等功能,所有设备的数据均可以存储在云端;

链接管理平台:用于保障终端联网同道的稳定,网络资源用量的管理,资费管理、账单管理、套餐变更、号码/IP地址资源管理;

应用开发平台:主要为IoT开发者提供应用开发工具、后台技术支持服务、中间件、业务逻辑引擎、API皆苦、交互界面等,此外还提供高扩展的数据库,实时数据出来了,智能预测离线数据分析、数据可视化展示应用等,让开发者无需考虑底层的细节问题将可以快速进行开发、部署和管理,从而缩短时间、降低成本。

就平台层企业而言,国外厂商有Jasper、Wyless、机智云等,国内的物联网平台企业主要存在三类厂商,一是三大电信运营商,其主要从搭建连接云平台方面入手;二是BAT,京东等互联网巨头,其利用各自的传统优势,主要搭建设备管理和应用开发平台;三是在各自细分领域的平台厂商,例如宜通世纪、和而泰、上海庆科等。



5.6系统及软件开发商:打造物联网的“动脉”

系统及软件可以让物联网设备有效运行。物联网的系统及软件一般包括操作系统、应用软件等。其中,操作系统(Operating System,OS)是管理和控制物联网硬件和软件资源的程序,