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物联网并不是一个新的概念,甚至已经存在接近30年。早在1991年的时候,前Xerox PARC首席科学家Mark Weiser教授就首次提出了“泛在计算”(Ubiquitous Computing)的概念,这被视为物联网的起源。1999年的时候,美国MIT教授Kevin Ashton最早提出了物联网一词,当时MIT建立了一个自动识别中心(“Auto-ID”),提出万物皆可通过网络互联。
然而,物联网并没有引起全球的重视,一直到2008年IBM提出智慧地球愿景。在2008年的IBM年报中,IBM董事长信中认为:过去的二十年,我们看到地球变得更小更扁平;未来二十年,我们将看到地球变得更智慧。而所谓的未来二十年巨变,即把“智慧”扩散到这个世界的实际的物理过程中,包括:用于生产、制造、采购和销售物理产品的系统与流程,交付的服务,从人和货币到石油、水、电子,涉及数以十亿计的人们的生活与工作。具体的例子有:智慧交通、智慧电力、智慧金融、智慧电信、智慧医疗等等。
在IBM的2008年报中,并没有显著提及“物联网”一词,而是使用了“Instrumented”即把计算能力和传感器嵌入到各种设备中,再通过互联网连接起来形成智慧,这就是智慧地球的3i:Instrumented、Interconnected、Intelligent。不过在2005年的国际电信联合会(ITU)《ITU互联网报告2005:物联网》报告中,对物联网进行了详细的讨论。ITU指出:物联网是一场代表未来计算与通信的技术革命,物联网的发展依赖于多个方向的重要技术创新,包括从无线传感器到纳米技术等多种技术。
ITU的定义明确地指出了,物联网不仅是IT信息技术的变革,也是CT通信技术的变革。尽管有各种数据描绘了未来物联网世界之大、对经济之有巨大价值、对整个世界之有重大影响,例如:市场调查公司ABI Research在2013年发布的数据,全球物联网上的无线连网设备总数在当时已经突破100亿台,ABI预计2020年将达到300亿台;Gartner在2014年的预测,到2020年全球联网设备数量将达到260亿个,物联网服务业规模达到1.9万亿美元,而2009年全球的物联网设备仅为9亿个; 英特尔在2015年的预测,到2020年全世界将会有500亿台互联互通的设备,而当时这类设备一共只有150亿台,这意味着今后5年将新增350亿台;思科2016年的预测与Gartner相同,即到2020年全世界将有260亿台联网的设备。
无论对于未来联网设备的规模有多么大的想像,要知道在2008年IBM提出“智慧地球”的时候,有一个基础的“地球背景”,这就是始于2007年的美国次贷危机并于2008年爆发的全球金融危机。2008年金融危机导致美国五大投资银行全部倒闭、关停或转型,无力再向全球进行投资,美国政府也接近破产,危机向全球蔓延。之后,美国政府以8500亿美元救市、德国提出5000亿欧元的金融救市计划、日本推出26.9万亿日元的一揽子经济刺激方案、中国提出4万亿人民币投资计划、二十国集团则同意为国际货币基金组织和世界银行等多边金融机构提供1万亿美元的集体抱团救助计划。
在这样的背景下,物联网被各国政府视为新经济的“救世主”。简单计算,100亿台联网设备每年消耗10美元的维护和运营成本,即为1000亿美元总消耗,相应可转换为1000亿美元的总收入;如果按10倍计算周边关联消费与投资,可达1万亿美元规模。这样的规模总量,无疑可以支撑起2008年IBM和美国的智慧地球愿景、2009年的欧洲物联网行动计划、2009年的中国“感知中国”愿景等国家物联网计划。其中,中国政府在2009年提出了“感知中国”计划,要大力扶持物联网产业发展,并将物联网上升为国家五大战略性新兴产业之一。
物联网的愿景和前景是如此的美妙,以至于世界各国政府、各大企业都不断加码对物联网的投入。然而,正如马克思曾说:“一切现实危机的最后原因,总是人民大众的贫困和他们受限制的消费。但与此相反,资本主义生产的冲动却是不顾一切的发展生产力,好像只有社会的绝对消费才是生产力的限制。”
作为物联网的典型应用和先驱探索者之一,GE通用电气在2008年的时候遭受重创,不得不停下当时已经占有半壁江山的金融业务,转向投资高科技业务。2011年,GE在加州成立了软件中心,2012年GE提出了工业互联网概念,2013年GE推出了Predix工业互联网平台。Predix前身为GE飞机引擎的配套服务软件,核心功能是对飞机引擎的预测性维护。2015年,GE成立了GE Digital并宣布Predix对外开放。2016年,Predix正式开始运行并成为面向全球工业领域的物联网平台。然而,到了2018年6月,GE却被踢出了110年的道琼斯工业平均指数,而诞生于1896年的道琼斯指数的初始成份股也全军覆没。
实际上,GE的股票在2008年触底后开始回升,一直坚持到2016年到2017年,之后开始连续下跌。当然,GE在2017年的衰落在很大程度上因为对石油和天然气业务的大举投资,以及燃气发电业务的影响。2008年,GE全年营收1830亿美元;2017年,GE全年营收1221亿美元;不仅9年缩水了40%多,GE Digital在2017年的营收为40亿美元,只占当年全年营收的3%,可以说是微乎其微。GE Digital在2016年的营收为36亿美元,2017年只增长了4亿美元。尽管GE Digital 2020年收入预期为120亿美元到150亿美元之间,但似乎也难以实现。
将物联网与制造业相结合,为制造业的传感器处理大数据,这是数字化制造服务业最开始的想法。GE最开始想要投身物联网,发展自己的软件能力,也是源于对于喷气发动机上传感器大数据处理的思索。但正是从GE自身的故事来看,物联网从2008年智慧地球到2018年GE被踢出道琼斯工业平均指数,反映了物联网在过去十年的一个从0到1的缓慢发展过程。种种迹象显示,物联网从2018年开始具备了大规模发展,开始了从1到N的阶段。
物联网:Web 3.0时代的统一市场
对于物联网的观点,欧盟有比较明确而清晰的阐述。欧盟是比较积极推进物联网的地区,因为物联网对于欧盟来说,是一个建立统一而单一数字市场的最好机会。
在欧盟2016年的《在欧洲推进物联网》文件中,对物联网有一个定义:一开始,互联网被设计为连接计算机并通过有限数据交换能力来传送信息;随着网络技术的发展,互联网的第一波技术变革使得文本互连而出现了WWW万维网,即Web 1.0;21世纪初,互联网进一步发展了通用的沟通技术,可以承载所有的语音、音频或信息内容,社交媒体可以支持用户产生内容,即Web 2.0;基于已有的互联网技术,物联网代表着数字化的下一步,即通过通信网络把所有的人与物连接起来,不论是在公有领域、私有领域还是产业领域,同时可以报告它们的状态以及周边环境的状态。一个简单的例子是连接了传感器和连入物联网的灭火器,当被使用时可以直接呼叫消防部门并及时传送火警事件的信息。
物联网技术开启了一个新的泛在连接和泛在智能(ubiquitous connectivity and intelligence)的时代,各种组件、产品、服务和平台之间互连,在一个通信网络内虚拟化和集成所有的事物与事情,用于数字化处理和流程。物联网由许多不同的技术组合而成,包括传感器、嵌入式系统、各种通信技术等,还需要物体识别与搜索、开放/闭环数据分享、轻量级通信协议、本地与网络信息处理之间的平衡以及反向端到端的集成,此外还需要数据安全、无缝的责任识别与认证机制、信任等。
总体来说,物联网并不是一种或几种颠覆性技术的组合,而是多种已经有技术和新技术混合在一起,对现有的互联网进行改造,同时引入用于连接物体的传感器网络与通信。因此,物联网即创造了新硬件(互连设备)、新软件(物联网平台与系统)和新服务(物联网应用),同时又与互联网连接起来形成更大范围的连网生态系统。物联网可以连通和打通之间孤立的行业,比如制造、能源、金融、物流与交通等,创造新的复杂的商业价值网络,甚至还可以直接后端的B2B企业与前端消费者连接起来,形成B2B2C的商业模式。
正因为物联网的这种复杂性以及对于行业和企业运营模式、商业与产业模式等的广泛而深刻的改变,因此物联网又需要在开放的平台上发展,通过开放的平台去连接设备、数据、人与商业,再通过人工智能和自动化等新交互界面完成人机交互。
欧盟认为,物联网代表了互联网所激发的下一波经济与社会创新大潮。由于广泛的连接了物与物、人与人、人与物,从而把物理世界与虚拟世界融合在一起而形成了一个智慧的环境,物联网一旦建成后就将成为一个统一而单一的数字市场。因此,2014年7月,卢森堡前首相Jean Juncker在就任新一届欧盟委员会主席时,发表了《欧洲的新开始》演说,提出了“数字单一市场”(Digital Single Market,DSM)策略,欧盟在2015年5月采纳了该策略。
欧盟的数字单一市场愿景很具有物联网驱动的Web 3.0时代的代表性:数字单一市场就是打破线下界线对于线上世界的影响,比如国界对于获取在线服务的影响;而数字单一市场的目的就是保障商品、人、服务与资本和数据的自由流动,人与企业能够无缝且公平地在欧盟内跨国家间自由获取在线商品与服务。
最简单的例子就是2007年欧盟各国语音电话漫游费用为0.5欧元每分钟,而到了2017年6月15日以后就取消了漫游费用,导致欧洲人在2017年夏天的移动电话量为2016年夏天的2.5倍、数据服务用量为5倍;另一个例子为2015年的时候仅有12%的欧洲零售商通过在线平台向其它欧洲国家消费者销售,而在DSM推进后(改进了相关的法律框架后)预计有超过12.2万家企业将开始向其它欧盟成员国的消费者开始销售商品;特别是在2018年12月后,将有新的欧盟法规禁止不公平的地理区域锁定(Geoblocking),确保消费者在购买其它欧盟国家商品时的公平待遇。
当然,欧洲数字单一市场的更大想像空间来自将遍布欧洲的物联网设备:预计到2020年,欧洲将有60亿连网设备,这将是2016年的十倍之多。如果说之前的线下商品、服务、资本流通等还有物理上的限制,那么由物联网所构成的欧洲数字单一市场将把所有流通的成本降到最低,甚至趋近于零。更重要的是数据的自由流通,将为欧洲带来更大的创新机会。
2017年1月,欧盟提出“欧洲数据经济”策略,促进物联网单一市场的形成。“欧洲数据经济”中提及要通过立法等手段,实现自由的跨欧洲国家的数据流动,以及发展物联网技术可能涉及到的责任路线图。根据欧盟有关数字经济的潜力预测:到2020年欧洲将有60亿设备互联,是2016年十余倍;一个完整的数字单一市场每年可为欧盟经济带来4150亿欧元的增量;欧洲数据经济到2020年有实现7000亿欧元的潜力,为欧盟经济的4%。
2016年,在《数字化欧洲工业》文件中,提出了欧洲物联网愿景:一个繁荣的物联网生态系统,建设跨垂直行业信息孤岛的开放物联网平台,帮助开发者社区创新;以人为中心的物联网,传递欧洲价值观,包括个人数据保护与安全,建立可信物联网;单一物联网市场,所有IoT设备和服务可在欧盟境内以可插拔形式无缝连接,并可跨国家边界扩展。
当然,用一张统一的物联网来推进欧洲数字单一市场进程也会遇到很多困难,比如对数据隐私和安全的忧虑、缺乏数字化人才的现状、高度数字化企业比率低等。而相应的解决之道,包括推进GDPR的实施、在2018年开始ePrivacy电子隐私法规的协商、确保在2018年同意Electronic Communications Code电子通信法规和非个人数据的自由流通法规,以及鼓励在AI、5G和超级计算机等方面的公私投资等。
通过欧洲推进物联网的过程,就可以看出,与其说物联网是多种创新技术的组合,不如说是一个全世界甚至全人类重新连接起来的新连接,而这个新连接更多是通过各国立法、各国行政主体协商、各企业及企业联盟协调等新秩序的建立。像著名的GDPR(《通用数据保护条例》General Data Protection Regulation,简称GDPR)就是在这个过程中应运而生的,于2018年5月25日生效的GDPR,其前身是欧盟在1995年制定的《计算机数据保护法》。GDPR不仅是保护用户数据,更促进了数据的有效流通。比如在该条例的众多规定中,有一条是企业收集的所有用户数据必须能够以标准化格式供用户下载,仅此一条将无疑极大促进数据的流通。
所以,物联网之所以推进缓慢,因为这首先是一个全球秩序重建的过程,而且是在一边发展物联网的过程、一边重建新的多边秩序。而这个多边秩序,主要是建立在不同的物联网通信技术上。
必须要了解的物联网通信技术
谈到物联网,必然要谈到联网技术,这是物联网产业兴起的重要条件:2018年的时候,全球范围内低功率广域网(LPWAN)技术已经步入商用阶段,面向物联网广覆盖、低时延场景的5G技术标准化已经通过,同时工业以太网、LTE-V、短距离通信技术等相关通信技术也有了显著进展。
2018年6月14日,国际移动通信标准化组织3GPP正式批准第五代移动通信(5G)独立组网标准冻结,这意味着5G完成了第一阶段全功能标准化工作,标志着5G具备了构建端到端全新的业务能力,预示着5G商用发展进入全面冲刺阶段。5G标准历时3年,5G标准发布是5G发展的重要里程碑。中国信息通信研究院副院长、IMT-2020(5G)推进组组长王志勤在接受央视采访时表示,2017年发布的5G标准版本主要是针对移动互联网的场景,而这次发布的版本,完成了移动物联网低时延、高可靠环境的基本版本。
2018年6月21日举行的2018年5G峰会上,工信部副部长陈肇雄表示,目前5G第一阶段的国际标准已经制定完成,我国企业全面参与了5G国际标准制定,新型网络架构等多项技术方案被国际标准组织采纳。目前,我国已经突破大规模天线、网络编码等关键技术,各项测试工作将加速进行。确保2018年底前推出符合第一版本5G国际标准的商用系统设备。此外,国家5G推进组组长王志勤表示,5G标准的第二版本已经启动,优化方向重点在5G物联网应用场景的增强。重点的先行领域,包括新媒体,虚拟现实,无人机、电力行业、公安系统等都将成为重点研究的方向,在2018年底的时候能够实现5G系统的商用和预商用。
根据中国信通院,5G网络主要有三大类应用场景,首先,消费者最先体验到的将是5G网络的高速率和高宽带,几秒钟下载一部电影、多路4K高清视频同时流畅播放、360度全景直播,以及ARVR等技术轻松实现;第二大类应用场景是车联网,主要凭借5G网络的低时延、高可靠和高带宽的特性;第三大类应用场景,也是5G网络最大的突破,就是海量连接,每平方公里内能达到上百万的连接数,并且其网络和传感器都是低功耗、低成本,5G网络将真正实现万物互联,将会带来许多传统行业的变革。
2018年5月9日,中国联通在贵州开通首个5G基站。测试数据显示,在100MHz带宽下单台终端测试的5G网络峰值下行速率达到1.8Gbps,平均速率稳定在1.7Gbps以上。在200MHz带宽条件下,理论上单小区极限吞吐率可以达到20Gbps。联通方面表示,将在2018年底前完成5G规模组网试点建设,在贵阳市建设连续覆盖的5G试验网络。2018年4月底,中国联通已宣布将在16个城市开展5G规模试点、2019年预商用、2020规模商用。2018年6月27日,在世界移动大会·上海(MWC上海)期间,中国联通携手爱立信、驭势科技,联合进行了国内首个5G超远程智能驾驶实车演示。
2018年6月27日,中国移动在2018世界移动大会·上海期间举行5G联合创新中心成果发布会,对外发布12项5G创新成果。中国移动副总裁李正茂向江苏、湖北、贵州三个开放实验室正式授牌,中国移动5G联创中心开放实验室达到14个。中国移动5G联合创新中心已拥有224家产业合作伙伴,在美国、瑞典和中国共建立了14个开放实验室,联合合作伙伴开展了数十个5G创新项目。其中,中国移动依托5G联合创新中心与合作伙伴共同开展的46项5G联合创新应用荣获2018年工信部"绽放杯"5G应用征集大赛奖项,并有4项获得一等奖。此外,2018年,中国移动整合中移德电与政企分公司交通行业解决方案部,成立全国集中的新车联网公司——中移智行网络科技有限公司(以下简称“中移智行”)。中移智行作为中国移动在交通行业的销售支撑和建设运营主体,将面向智慧公路、自动驾驶、飞联网等智能大交通领域拓展相关业务。
2018年,中国电信开始进行5G网络试点,分别在雄安、深圳、上海、苏州、成都和兰州六城进行5G场外试点。在上海,中国电信先后在中山公园地区、虹桥商务区展开5G网络试验,在都市型密集组网场景下,结合智慧商圈业务,开展传播模型校正、多种场景覆盖、多种承载技术比较等方面进行网络测试、部署及业务模式的探索。2018年5月17日,由中国电信上海公司建设的服务首届"进博会"的第一个5G试验基站正式落地虹桥商务区。在2018年6月27日在世界移动大会·上海(MWC上海)期间,中国电信还发布了《中国电信5G技术白皮书》。这也是全球运营商首次发布全面阐述5G技术观点和总体策略的白皮书。中国电信从运营商自身业务发展、网络演进和用户感知的需求出发,完整地阐述了中国电信首创的5G"三朵云"(控制云、接入云、转发云)目标网络架构。
除5G外,另一个重要的物联网通信技术大类就是低功耗广域物联通网(Low Power Area Network,LPWAN)技术。相比于3G/4G无线移动通信技术,LPWAN由于其超远距离传输、海量终端连接和超低功耗等特点,非常适合物联网大规模的部署。
可以说LPWAN还是一个新兴领域,其中竞争的通讯协议、技术标准、厂商和联盟也是百花齐放状态。根据WikiPedia的总结:在LPWAN领域分为基于Chirp扩频技术的LoRa;基于超窄带的Sigfox、Telensa、Weightless、NB-Fi Protocol;以及DASH7、LTE-MTC、NB-IoT、RPMA等。其中,LPWA又可分为两类:一类是工作于免授权频谱(类似于无线对讲机)的LoRa、SigFox等技术;另一类是工作于授权频谱下,3GPP支持的2/3/4G蜂窝通信技术,比如EC-GSM、LTE-M、NB-IoT等。
NB-IoT技术比较适合基于固定或移动性定位要求不高、传送设备的信息频率低且报文短(低呑吐量),无语音传输要求,电池功耗低、一个电池可用达十年之久,比如智能抄表应用。eMTC基于LTE协议演进而来,对LTE协议进行了裁剪和优化,可以支持VoLTE语音,可被广泛应用到可穿戴设备中;eMTC的上行、下行最大峰值速率远超过GPRS、Zigbee等,可支撑低速视频等更丰富的物联应用;eMTC支持连接态的移动性,物联网用户可以无缝切换;eMTC在无需新增GPS芯片的情况下就可进行定位,低成本的定位技术更有利于eMTC在物流跟踪、货物跟踪等场景的普及;eMTC可以基于现有LTE网络直接升级部署。
LTE(Long Term Evolution,长期演进)是由3GPP(The 3rd Generation Partnership Project,第三代合作伙伴计划)组织制定的UMTS(Universal Mobile Telecommunications System,通用移动通信系统)技术标准的长期演进,于2004年12月正式立项并启动。LTE的远期目标是简化和重新设计网络体系结构,使其成为IP化网络,因此LTE的接口与2G和3G网络互不兼容。另外LTE不是4G标准,只有升级版的LTE Advanced(LTE-A)才满足国际电信联盟对4G的要求。LTE-A可达千兆级LTE的理论速度即光纤级别的1Gbps,虽然千兆级LTE无法和5G的几个Gbps的速度相提并论,但可被认为是5G商用的第一阶段。实际上,在NB-IoT技术中,还分为NB-LTE和NB-CIoT两个阵营,基本的区别是对LTE的后向兼容程度,NB-LTE更向后兼容LTE、可重复利用运营商在LTE上的投资和资产。
MTC(Machine Type Communication)机器类型通信是3GPP对于IoT通信的叫法,LTE-M、LTE-MTC、LTE-M2M三个词其实是一个意思。在3GPP R12版中首次定义了IoT终端装置的收发状态,称为Cat.0(Cat为Category即等级的意思)。一般而言,数字越高意味着收发速率越高,Cat.0为一个规格下修,相对于R12之前版本已经定义的Cat.1-Cat.10,Cat.0意味着终端装置的收发速率仅为1Mbps,也允许半双工方式传输(即同一时间只接收不发送或只发送不接收),Cat.0还有其它的规范以适应物联网的传输需求,例如只支持一根天线。
LTE Cat-M1,也称为eMTC(即增强机器类型的通信)是基于3GPP R13版本定义的LTE标准,是为IoT服务的LPWA(低功耗广域网)通信技术。eMTC是低、中速的移动通信,但因连接的IoT设备数量极其庞大,因此也是对应于大量数据的技术,可用于可穿戴式设备、资产跟踪、远程信息处理、医疗保健等服务领域。Cat NB1即NB-IoT,是R13版定义的另一种物联网通信协议,是针对更低规格而设计的,因此从R13版本开始就有了物联网的双模式:eMTC和NB-IoT。
根据GSA监测的数据,截止到2018年3月,全球共有44个运营商已经部署或开始商用NB-IoT网络,有13个运营商已经部署或开始商用LTE-M网络,107个运营商在积极投资NB-IoT技术,38个运营商在积极投资LTE-M技术。
2016 年全球主要标准化组织纷纷加速推动面向物联网的关键网络技术标准。2015 年11 月,由华为、爱立信、中兴、沃达丰等公司推动的窄带物联网(NB-IoT)标准在3GPP立项。2016年6月,3GPP在韩国釜山会议上宣布NB-IoT标准冻结。2016年3月,3GPP面向中低速率机器通信的eMTC标准冻结,9月面向车联网应用的V2V标准冻结。除了基于蜂窝网的网络技术外,2016年2月WiFi联盟正式发布新一代WiFi标准HaLow,适合低功耗、长距离的物联网设备。2016年12月,新一代蓝牙技术BT5正式发布。
在众多的LPWAN通信协议和技术标准中,比较成气候的是LoRa和NB-IoT两大阵营。NB-IoT是大家比较熟悉的LPWAN通信协议,主要基于GSM升级、由各国电信运营商大规模兴建基站,以供广泛连接各类物联网设备,与NB-IoT类似的还有eMTC是基于TD-LTE升级而来。与NB-IoT不同的是,LoRa不需要电信运营商运营,而只需物联网运营商运营即可。LoRa工作在免费频段上,也不需要授权频谱,单一基站即可覆盖一个城市或数百平方公里,而且LoRa是最早商用的LPWAN标准之一(2013年)。此外,LoRa还是最安全的LPWAN协议,允许从传感器到应用服务器的多层次128AES加密。
根据国际LoRa Alliance联盟的数据,该联盟成立于2015年3月,截止2018年5月已经有超过500家成员企业,在95个国家有LoRa网络部署、49个国家有LoRa网络运营、全球有83家LoRa运营商(57家为LoRa联盟成员)。2018年5月,Google Cloud宣布加入国际LoRa联盟成为赞助商级别成员,至此LoRa联盟已经有19家赞助商级别成员,其中包括阿里巴巴、思科、IBM、ZTE等,LoRa联盟的生态已经相当成熟。LoRa联盟认为,尽管在LPWAN领域有不同的技术标准,但归根结底的差异化点在于生态:必须要有成熟的模式、竞争、多样化的生态系统以及行业领军企业,才能拉动一个新技术的大规模应用与部署。
2017年10月,LoRa联盟第九次全体成员大会在苏州举行,这是LoRa联盟首次在中国举办如此大型的会议。LoRa联盟主席Geoff Mulligan在会上表示,“2018年一定会是物联网的成功之年。”
中兴通讯在2016年初发起成立了中国LoRa应用联盟(CLAA),并于2016年底成立了一家聚焦于LoRa技术的子公司中兴克拉科技有限公司(ZTECLAA)。2018年6月,中兴克拉获得“2018物联网企业100强”,而CLAA物联网生态圈经过一年多的超高速发展,已成为全球最大的LoRa应用生态圈之一,正式成员企业超过1000+(截止2017年12月),除了与网络相关的芯片、设备、平台、天线、电池等相关厂商外,还包括大量在国内外表计、园区、市政、工业、能源、农业等行业应用厂商,极大丰富了LPWAN领域的应用类型,带动LoRa产业的繁荣。截止2018年6月,中兴克拉联合战略合作伙伴在40+城市启动CLAA城市级网络建设,包括覆盖全省级网络、城市级、园区及社区、工厂、街道等。
截止2018年5月,中兴克拉提出的CLAA运营级低功耗物联网解决方案已在燃气、水务等公共事业领域以及数字油田、智慧园区及楼宇、市政等垂直细分的专业领域进行深入拓展,在多个城市进行试点运营,正式步入物联网规模商用的阶段。公共事业领域有70+家智能表计的企业加入CLAA物联网生态圈并支持CLAA协议,在燃气领域中兴克拉与国内数家领先的大型燃气集团进行深度合作,共同参与行业标准的制定,主流燃气表企业超80%是CLAA物联网生态圈的正式成员。在上海南码头智慧社区项目中,中兴克拉将物联网技术与老旧小区改造相结合,通过智能传感器,如智能车辆管控、智能门禁、公共过道烟雾探测、室外污水井盖探测、老人居室消防烟雾监测、消防通道监测、老人求助系统等17类共18000+个应用终端,实现实时监测,监测数据通过物联网网关上传到云端平台。在数字油田领域, 中兴克拉联合生态圈内多家企业推出了基于LoRa技术的生产监控系统,能够实现远程智能化数据采集与控制,相对传统方式综合建设成本大幅度降低,已在大庆头台油田进行示范应用部署,并顺利通过验收。除了运营级CLAA网络整体解决方案,中兴克拉还为客户带来基于专业级SCADA平台扩展而来的CLAA物联网通用业务生成平台,能够通过组态的方式快速实现园区碎片化监管需求,大幅降低应用开发成本。同时,CLAA的轻量级叠加网解耦电信网,可提供客户低成本、即刻可用的网络;而CLAA可靠的电信级运维能力,让客户需求被即刻满足成为可能,助力客户真正实现低成本、免维护、专业级运营。
2018年3月底的阿里巴巴深圳云栖大会,阿里云宣布全面进军物联网,并发布与中国联通携手进行中国首个城市LoRa网络的试营。本次宣布的与电信运营商中国联通、芯片商Semtech共同推出以LoRa技术为主,并布建于杭州、宁波两城市进行试营运的物联网服务,阿里云在其中则以平台业者角色参与,以2016年推出的Link物联网平台旗下的Link WAN平台为主,提供开发者LPWAN核心网络服务、基站/终端管理界面、各式物联网套件与讯息队列(MQ)接口。
2018年6月7日,LoRa联盟成员企业之一、来自中国的物联网企业慧联无限(EasyLinkin)宣布完成B+轮融资,本轮融资金额2.3亿元人民币。本轮融资由华创资本领投,前海兴旺、中洲金融跟投,老股东IDG资本、汉能创投、不惑创投持续加码,其中汉能创投自天使轮投资介入起连续跟投。此前,慧联无限于4月2日宣布获得了IDG资本和不惑创投联合领投的1.5亿元B轮融资,仅相隔了2个月时间,B轮累计融资达到3.8亿元人民币。
慧联无限成立于2013年,是一家致力于LoRaWAN广域物联网核心技术研发与应用落地的高新技术企业,公司团队由来自世界500强企业高管以及美国加州大学、清华大学、华中科技大学等知名高校的教授级专家组成,创立于华中地区的创新高地“武汉光谷”。除了是LoRa联盟成员外,慧联无限还是国家物联网基础标准工作组成员、阿里ICA联盟LoRa标准组成员,在全中国有100多个城市级、园区级和多个垂直领域的落地应用案例。
在NB-IoT方面,2015年9月份,全球通信业对共同形成一个低功耗、广域覆盖(LPWA)的物联网标准达成共识,即NB-IoT标准。2016年6月,3GPP宣布完成NB-IoT的指定工作。NB-IoT标准化工作的结束,也意味着Release 13中面向物理网的核心协议已经完成。NB-IoT目标是针对典型的低速率、低频次业务模型等,容量电池寿命可达10 年以上。根据3GPP的仿真数据,如果终端每天发送一次短报文,在恶劣条件下,5Wh时电池寿命可达12.8年。而在成本上面,NB-IoT终端芯片能做到低至1美元。在NB-IoT资费方面,在2015年Sigfox宣布获得融资时,当时曾宣称对每一物联网连接设备收取1欧元/年资费的商业模式,被认为是Sigfox打破由电信运营商垄断的广域网络连接重要武器。过去几年中,不少NB-IoT运营商资费仍然远远高于1欧元/年的水平。2018年3月,一家欧洲的虚拟运营商(MVNO)推出一套超低NB-IoT资费,达到平均每年1欧元的水平,引起欧洲物联网领域广泛关注。这家名为1NCE的欧洲虚拟运营商,提供了一个10年期的生命周期资费,用户为每个物联网连接一次性付费10欧元,设备运行10年之内都无需再付费,资费里包括最高500MB流量。
2017年6月16日,工信部发布《关于全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展的通知》,提出2017年NB-IoT基站规模达到40万个,实现基于NB-IoT的M2M(机器与机器)连接超过2000万;2020年基站规模达到150万个,连接总数超过6亿。2017年是NB-IoT进入规模化商用元年,工信部批准了NB-IoT部署在900/800/1800/2100MHz的商用许可,三大运营商依据自身顺段资源的特点开展了NB-IoT商用网络的建设,行业进入高速发展期。
三大运营商中,中国电信2016年开始部署物联网市场,将此作为集团战略基础业务,主要聚焦于智慧城市、垂直领域和个人消费三大领域。中国电信物联网分公司总经理赵建军在2018年6月的第二届中国电信业物联网大会上的介绍,中电信通过“端”、“管”、“云”、“用”,四方面助力产业链价值提升。“端”是指模组终端的参与者;“管”是指基础网络的运营者;“云”是指开放平台的提供者;“用”是指产业应用的推动者。截止2018年6月,中国电信已经在全国范围内部署完成NB-IoT和LTE网络;在LTE 4G+高速率网络领域已建成70万基站,在LTE Cat.1中速率网络领域中与4G共用80万基站资源;在NB-IoT低速率网络领域已开通31万NB-IoT网络基站,是全球规模最大、覆盖最广、惟一提供全国覆盖的NB-IoT商用网络、连接规模已经超过500万;针对需要语音支持、高移动性的低速率物联网应用场景,中国电信已在部分城市试点eMTC网络,并计划2018年下半年试商用;针对无人驾驶、工业控制、远程医疗等更高带宽、更低时延应用需求,中国电信积极参与5G标准制定和网络规划,并已在深圳、苏州、雄安等6城市建设5G试验网,力争2019年实现试商用。此外,中国电信物联网开放平台已经于2017年6月份发布,截止2018年6月,开放平台连接数超过了六千万,日均API接口调用1.4亿次。
中国移动董事长尚冰在2018年2月的2018世界移动通信大会上表示,中国移动在构建泛在智能网络方面,继续巩固4G网络领先优势,打造一流家庭宽带品牌,实现了全国346个主要城市城区NB-IoT连续覆盖。此外,中国移动也在促进5G标准、技术成熟和生态构建,开展5G产业应用培育和商业模式创新,为后续5G规模商用打好基础。
而美国移动运营商Verizon、AT&T、T-Mobile则是NB-IoT与LTE-M网络并存。2018年2月,Verizon宣布计划在2018年内完成美国全国性NB-IoT的部署,该网络的覆盖范围将达256万平方英里,将基本搭载在Verizon现有的LTE网络上,并为物联网设备提供廉价、低速的数据连接。2017年年初,Verizon启动了建设美国全国性LTE-M网络的计划,NB-IoT Guard频带专注于数据速率需求低于100 kbps的应用。T-Mobile美国在2018年1月初宣布推出美国首例NB-IoT服务,2017年7月T-Mobile美国就对外宣布已经同厂商合作完成了“美洲大陆首个基于LTE的NB-IoT网络测试”。AT&T于2017年5月宣布推出美国全国性LTE-M网络,并计划将网络拓展至墨西哥,力图打造一张覆盖4亿人口的大网。
Sigfox是一家成立于2009年的法国公司,开发了专门用于M2M通信的Sigfox协议。Sigfox多年来一直是LoRa的主要竞争对手,但自从出现了NB-IoT和LTE-M种标准后,Sigfox似乎出现了挣扎。到2017年晚期,Sigfox在全球36个国家有部署,其中17个是全国性部署,Sigfox计划在2018年增加到60个国家的部署。Sigfox公司拥有所有的Sigfox技术,不过Sigfox的终端设备市场是开放的,允许不同的厂家制造各自的终端设备。Sigfox公司的商业模式是硬件近乎免费,然后收取软件的license费用。Sigfox公司自己也运营Sigfox网络,Sigfox公司的目标是让全球所有运营商都部署Sigfox网络,Sigfox公司已经获得了3亿欧元的投资。2018年初,Sigfox公司与远程护理方案公司Senioradom签署了一份战略合作协议,共同开发中国市场。成都高新区宣布联合中国联通集团、法国Sigfox物联公司、法国KRG(SeniorAdom)智慧养老公司共同开发和建设运营“中法合作·成都国际智慧养老服务示范社区”项目,该项目预计总投资3亿欧元。不过进入2018年后,出现了关于Sigfox公司经营不善的媒体报道,Sigfox网络的发展有待观察,Sigfox也可能同时支持NB-IoT。
ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定,ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。与移动通信的CDMA网或GSM网不同的是,ZigBee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立,因而它必须具有简单、使用方便、工作可靠、价格低的特点。ZigBee是一项开放性的全球化标准,专为M2M网络而设计。ZigBee是许多工业应用的理想解决方案,同时具有低延迟和低占空比特性,允许产品最大限度地延长电池寿命。ZigBee 协议提供128位AES加密。此外,该技术还支持Mesh 网络,允许网络节点通过多个路径连接在一起。ZigBee无线技术最常用的应用场景是智能家居设备领域。
2001年8月,ZigBee Alliance成立。目前在智能家居领域有很多厂商的产品都是基于ZigBee技术。在Zigbee Pro基础上,Zigbee联盟又针对不同应用领域,先后了推出了多个应用层规范(Application Profile),来满足不同领域的需求。智能家居(ZHA:Zigbee Home Automation Profile)、智能照明(ZLL:Zigbee Light Link Profile)、智能建筑(ZBA:Zigbee Building Automation Profile)、智能零售(ZRS: Zigbee Retail Service Profile)、智能健康(ZHC:Zigbee Health Care Profile)、智能通信服务(ZTS:Zigbee Telecommunications Service Profile),其中比较常用的就是Zigbee HA规范和Zigbee LL规范。在2016年5月,ZigBee联盟推出了ZigBee3.0标准。其主要的任务就是为了统一众多应用层协议,解决了不同厂商Zigbee设备之间的互联互通问题。用户只要购买任意一个经过ZigBee3.0的网关就可以控制不同厂家基于ZigBee3.0的智能设备。
2017年7月19日,蓝牙技术联盟(Bluetooth Special Interest Group,简称SIG)正式宣布推出SIG Mesh标准,蓝牙BT技术开始全面支持Mesh网络,作为对于ZigBee的反击。全新的蓝牙Mesh功能提供多对多设备传输,并特别提高构建大范围网络覆盖的通信效能,适用于需要让数以万计的设备在可靠、安全的环境下传输的物联网解决方案。据外媒报道,蓝牙Mesh可支持多达32,000个节点,电池寿命以年为单位。另外,每年生产十几亿部的智能手机几乎全部搭载蓝牙4.0。2016年6月17日,蓝牙技术联盟(SIG)正式宣布了蓝牙5.0标准。它在性能上将远超早期版本,发射和接收设备之间的有效工作距离可达300米,传输速度是蓝牙4.2版本的2倍。蓝牙5.0还允许无需配对接受信标的数据,传输率提高了8倍。另外,蓝牙5.0支持室内定位导航功能,结合WiFi可以实现精度小于1米的室内定位。这些加在一起,让蓝牙与NB-IoT成为消费物联网的主导技术组合。
车用无线通信技术(Vehicle to Everything, V2X)是将车辆与一切事物相连接的新一代信息通信技术,其中V代表车辆,X代表任何与车交互信息的对象,当前X主要包含车、人、交通路侧基础设施和网络。V2X 交互的信息模式包括:车与车之间(Vehicle to Vehicle,V2V)、车与路之间(Vehicle to Infrastructure,V2I)、车与人之间(Vehicle to Pedestrian, V2P)、车与网络之间(Vehicle to Network, V2N)的交互。V2V是指通过车载终端进行车辆间的通信。车载终端可以实时获取周围车辆的车速、位置、行车情况等信息,车辆间也可以构成一个互动的平台,实时交换文字、图片和视频等信息。V2V通信主要应用于避免或减少交通事故、车辆监督管理等。V2I是指车载设备与路侧基础设施(如红绿灯、交通摄像头、路侧单元等)进行通信,路侧基础设施也可以获取附近区域车辆的信息并发布各种实时信息。V2I通信主要应用于实时信息服务、车辆监控管理、 不停车收费等。V2P是指弱势交通群体(包括行人、骑行者等)使用用户设备(如手机、笔记本电脑等)与车载设备进行通信。V2P通信主要应用于避免或减少交通事故、信息服务等。V2N是指车载设备通过接入网/核心网与云平台连接,云平台与车辆之间进行数据交互,并对获取的数据进行存储和处理,提供车辆所需要的各类应用服务。V2N通信主要应用于车辆导航、车辆远程监控、紧急救援、信息娱乐服务等。
C-V2X中的C是指蜂窝(Cellular),它是基于3G/4G/5G等蜂窝网通信技术演进形成的车用无线通信技术。C-V2X是基于3GPP全球统一标准的通信技术,包含LTE-V2X和5G-V2X,从技术演进角度讲,LTE-V2X支持向5G-V2X平滑演进。根据中国信息通信研究院2018年6月的《C-V2X白皮书》,C-V2X的标准化可以分为3个阶段:支持LTE-V2X的3GPP R14版本标准已于2017年正式发布;支持LTE-V2X增强(LTE-eV2X)的3GPP R15版本标准于2018年6 月正式完成;支持5G-V2X的3GPP R16+版本标准宣布于2018年6月启动研究,将与LTE-V2X/ LTE-eV2X形成互补关系。LTE-eV2X是指支持V2X高级业务场景的增强型技术研究阶段(R15)。目标在保持与R14 后向兼容性要求下,进一步提升V2X直通模式的可靠性、数据速率和时延性能,以部分满足V2X 高级业务需求。
整个产业预期C-V2X商用部署在2020年,但C-V2X产业仍然面临着一些主要问题,能否得到解决将决定C-V2X的商用部署进程。
巨头抢占物联网平台
从众多复杂的物联网通信协议与标准之争,就可以看出物联网是一个复杂的长期技术演进以及技术背后相关企业、组织和国家的博弈,到2018年可以看到LoRa、NB-IoT、eMTC、蓝牙5.0等相继开始胜出以及5G商用在即,这些都让物联网有了开始大规模商用的基础与可能。2018年6月6日,GSMA今日移动运营商德国电信(Deutsche Telekom)和沃达丰集团(Vodafone Group)已利用授权的NB-IoT技术在欧洲顺利完成首次国际漫游试验,这项服务将确保使用低功耗广域(LPWA)网络的数百万连接的无缝覆盖和服务连续性。本次试验的成功,也意味着NB-IoT物联网服务国际漫游成为可能,一张更大的覆盖全球的物联网有望形成。
在物联网通信技术之外,巨头企业正在抢占物联网平台。2018年3月28日,阿里在云栖大会·深圳峰会上高调宣布,IOT是继电商、云计算、物流、金融之外第5大战略领域,是阿里业务的主赛道。阿里全面进军物联网领域,并推出1朵云、2个端、3类伙伴、4大领域的“1-2-3-4”战略:1朵云即阿里云,2个端即在设备端提供物联网操作系统AliOS Things、在边缘端推出IoT边缘计算产品Link Edge,3类伙伴指开发者、芯片/模组开发商、行业合作伙伴。
2018年3月28日云栖大会宣布已经有16家芯片公司、52家设备商、184款模组和网关支持阿里云物联网操作系统和边缘计算产品,很多知名的MCU厂家已经把AliOS Things放到官网上作为主推的技术开发平台。阿里云还希望给开发者带来更多实质性的利好:准备了价值1亿元的云端开发资源提供给10万名开发者,鼓励他们使用开发平台进行物联网的开发;推出1亿元优惠措施,将预制了4颗和8颗传感器的两款全功能开发板优惠供给合作开发者;推出6000万专项教育基金,为开发者提供全栈的开发培训。对于芯片模组厂商,阿里云将与中国信通院建立测试实验室,以5000万资金为模组开发厂商建立全套免费的测试开发服务,提升其物联网模组生产制造水平,同时还将开放淘宝、天猫等电子交易市场,帮助大家尽快建立商业模式,为进入到阿里巴巴生态体系提供机会。
阿里云将与合作伙伴在最广泛的领域内进行合作,同时也聚焦四个主要方面,分别是:智能城市、智能生活、智能制造、智能汽车。在智能城市方面,阿里云和无锡市在鸿山建立了中国第一个物联网小镇,快速地把31类应用接入了统一的物联网平台,基于阿里云平台,迁移和开发这些应用的效率提升了55%以上,所有这个平台上的30多类应用的数据实现了整体的融合和打通,并且取得了初步成效。
在智能生活方面,阿里云正在与万科、美的地产构建智能生活开放平台,打造智能化社区。通过对124类单品,包括家居、家电产品,包括无人售货柜、共享雨伞、共享小店等进行全面的覆盖、智能化的连接,借助平台的能力、AI的能力、大数据的能力,阿里云规划了36类智能场景,包括智能室内温控、照明,包括室外无卡化社区,包括智能的能源管理等,努力将能耗降低20%,打造兼顾舒适绿色的智能生活环境。
在智能制造方面,借助阿里云设备采集的能力,浙江一家SMT(贴片机)生产线减少了提前备料的时间,能预知设备的异常状态,其良品率提升了3%,停机时间减少了10%,整体效益提升10%。仅此一项,单个设备一个月节省了2万元人民币。阿里云物联网智能制造平台正在为中小制造企业转型升级提供新的动能,已经和重庆、浙江、广东的相关政府部门达成协议,共同打造智能制造的物联网平台。
在智能汽车方面,通过在上汽的主流车型里预装AliOS,并把阿里巴巴的各项技术与服务进行车内打通,使得车、人以及服务有机融为一体,为消费者提供了一个更加安全、便捷的新出行的体验,驱动了汽车的智能化转型。一款这样的主流车型上市18个月后超过了50万台的销量,其中配备整体智能汽车解决方案的车型占了70%以上,99%的客户每天在开车过程中都在使用车内的智能服务。
而阿里物联网云市场上,上线6个月,就已经有1200多家服务商进驻,有2.2万个方案呈现在平台上,每一天都为行业提供各式各样的物联网解决方案。
2018年5月23日,2018腾讯“云+未来”峰会在广州举行。会上,马化腾透露了微信项目的最新进展,称张小龙的微信团队正在研发全语音环境的微信,一旦成熟就会在汽车场景中推出。马化腾指出,腾讯在云时代将搭建“人联网、物联网、智联网”这三张网。此前,腾讯已成立人工智能实验室和机器人实验室,在计算机视觉、语音识别和自然语言处理等技术投入大量精力,未来,还将继续加大投入,为万物互联目标而努力,并在云、边、端构建助超级大脑。作为拥有的连接入口优势的腾讯,平台级应用属性进一步升级和完善,在城市、零售、金融、工业、医疗等各行各业提供智慧解决方案,例如在智慧零售方向,借助云平台实现了实体零售店进行人、货、场的数字化升级;在工业物联网方向,帮助电池厂商亿纬锂能提升良品率,以此推动着物联网产业发展。
腾讯物联网主要平台是QQ物联。腾讯在2014年10月发布了QQ物联智能硬件开放平台。其将QQ账号体系及关系链、QQ消息通道能力等核心能力,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,充分利用和发挥腾讯QQ的亿万手机客户端及云服务的优势,更大范围帮助传统行业实现互联网化。
QQ物联的最大特点,就是让每一个设备变成用户的QQ好友。QQ本来是一个具有巨大用户规模的实时通信应用,QQ物联则是利用了QQ系统在通信方面的强大功能,应用于硬件设备上。QQ物联主要支持的硬件设备包括GSM设备、WiFi设备、Zigbee设备以及蓝牙设备。对于不同协议的硬件设备,可以采用不同的方式接入QQ物联云中。针对WiFi/GSM设备、蓝牙设备以及网关设备,QQ物联都提供了SDK,而且支持多种不同的操作系统以及芯片。在QQ端,QQ物联提出了轻APP的方案,也就是用户在用手机端操作设备时的控制界面。当用户绑定了某款智能设备后,在“我的设备”列表中,点击该款设备,进入的界面就是该款设备的轻APP。QQ物联的典型应用包括:IP摄像头、Android电视、蓝牙体重秤、空气净化器、行车记录仪等。
微信硬件平台是微信继连接人与人,连接企业/服务与人之后,推出连接物与人,物与物的IOT解决方案。通过微信硬件平台提供的AirSync、AirKiss、硬件JSAPI、直连SDK等技术,蓝牙设备、Wi-Fi设备与移动网络设备等智能设备都能便捷地实现与微信之间的互联和通讯,用户可以通过公众号查看和控制自己的手环、电视、空调和其它智能家电等。智能设备能够通过各种方式与微信绑定,如:扫描设备二维码、调用JSAPI与用户建立对应关系等。硬件设备厂商可以因此准确地了解到设备用户的相关信息。此外,微信硬件平台向智能设备提供了多种增值服务,包括社交元素、模式识别技术等,设备厂家可为用户提供更多的服务,以提升用户黏性。微信硬件平台为第三方提供了O2O渠道,设备厂商可以在公众号上建立微信小店,根据设备运行情况,定期提供配件和耗材的购买服务,为用户提供更好的服务体验。
2013年下半年顺应物联网风口,小米开始投资参股手机周边、智能硬件、生活耗材等公司,建立围绕高品质、智能家居产品的生态链系统。根据中信建投2018年5月的统计,小米通过投资和管理建立超过210家生态链公司,其中超过90家专注开发智能硬件和生活消费产品,将小米手机最初的理念“高颜值、高品质、高性价比”输出给生态链,围绕“米粉”构造全新生活方式,小米生态链产品的认可度甚至高于小米手机。2017年小米生态链公司收入合计达到200亿元,预计2018年收入将达到400亿元。小米区别于传统家电企业的最大优势就是不断提升的效率,高效使得小米和生态链产品能做到有好品质的同时做到低价。小米生态链解决了传统家电品牌间产品无法互联互通的问题,小米目前已经建立了全球最大的消费级IoT平台,IoT平台拥有超过1亿个连接。随着AI技术的快速发展,小米手机和小爱同学AI助手也将逐步成为智能家电智能控制中心和语音控制入口。作为智能物联网时代的平台级企业,小米价值逐步放大。下一步公司发展重点就是AI,在拥有了好的产品、有粘性的用户、有价值的智能家居用户数据后,依靠AI实现物联网产品智能化,为消费者提供完整的高品质智慧家庭解决方案。
百度云智能物联的核心是ABC+IoT,基于百度的技术能力做连接和场景落地,百度生态体系的DuerOS、Apollo等与AI、IoT强关联的场景和应用,使得百度云对AI和IoT的价值理解更深刻、更准确。同时,边缘计算已经成为引领物联网行业更为广泛的技术核心,百度云发布智能边缘产品。百度云天工智能物联网平台是融合了百度ABC的“一站式、全托管”智能物联网平台。赋能物联网应用开发商和生态合作伙伴从”连接”、”理解”到”唤醒“的各项关键能力,从而轻松构建各类智能物联网应用,促进行业变革。天工包含了物接入、物解析、物管理、时序数据库,规则/AI引擎、物可视、DuHome、智能边缘等行业领先的产品,具备千万级设备接入能力。2017年百度云智峰会上,百度云天工首次公布“连接-理解-唤醒”规划。简单来说,连接即触达万物,了解设备的情况和状态,能将设备间数据互联互通;理解的核心是万物建模重塑,是开放的模型和分析能力;唤醒即让物在接入网络后,通过ABC+IoT技术实现智能化。百度云天工形成了智慧城市、智慧物流、工业设备、车联网、智能家居等解决方案,将ABC和IoT技术能力赋能合作伙伴,运用物联网专业知识和百度云天工的创新服务,共建物联网生态。百度云ABC+IoT已经落地物流、汽车、工业、生活等多个领域,与山西省政府、阳泉市政府、太原铁路局、宝钢、首自信、海尔等政府部门和企业合作共赢。在智慧家庭方向,DuHome为智能家居设备提供端、管、云、APP一站式服务,并依托强大的AI能力和DuerOS生态,赋能全屋智能产业链。
2017年5月,京东在北京总部召开物联网战略发布会。京东宣布正式打造智能生活服务的场景入口,智能设备数据手机和分析平台,进军物联网产业。京东表示,京东智能基于Joylink物联网协议、京东智能开放服务平台、行业解决方案落地渠道来打造智能生活服务场景入口,智能设备数据手机分析平台。目前京东智能物联技术平台涵盖了100+的一线品牌、1000+类商品、700万+的智能设备。2017年11月,京东与康佳、乐视、海信、三星、夏普、小米、腾讯视频、中国信通院、中信国安、尼尔森、国广东方、百事通等包括标准协会、广电运营商、牌照商、内容和数据服务商、电视厂商、OTT厂商在内的数百家合作伙伴共同发起成立智能大屏产业联盟,致力于让智能大屏产业搭上物联网快车,给消费者带来更多价值。京东将为联盟成员全面开放京东物联网开放平台、京东Alpha智能服务平台和京东开普勒平台的技术与能力。这也是京东全力打造零售基础设施、对外开放赋能的又一举措。京东将打通京东物联网开放平台、京东Alpha智能服务平台、京东开普勒平台的技术能力与资源服务,为联盟成员在技术层、服务层、内容层提供模块化的解决方案。通过一站式赋能,为大屏电视赋予新的生命力,让智能电视大屏成智慧家庭中的智能交互核心。在物联网技术方面,京东将为联盟成员开放物联网Joylink协议,当时接入Joylink的设备已经超过1000+品类、1200万+设备,涵盖家居、安防、可穿戴、车载等多个领域。
华为的物联网战略为“1+2+1”,“1”指LiteOS物联网操作系统、“2”是支持有线和无线接入方式、后一个“1”则为云化IoT联接管理平台OceanConnect。LiteOS以轻量级低功耗、快速启动、互联互通、安全等关键能力,为开发者提供“一站式”完整软件平台,有效降低开发门槛、缩短开发周期。更重要的是,LiteOS通过开源开放提供统一开放的API,可以广泛应用于智能家居、可穿戴设备、车联网、制造业等领域,比如华为手机一键解锁并开屏就是源自LiteOS的神器级应用。华为是支持有线和无线两种网络接入方式,这是华为的传统优势领域,包括2G、3G、4G、NB-IoT和未来的5G,以及物联网关、智慧家庭网关等。多样化的联接,意味着华为可以支持几乎所有的物联网应用场景,并帮助运营商抢占物联网入口,实现从传统带宽销售向智能化业务的转型。云化的全栈式IoT联接管理平台OceanConnect,可以提供联接管理、设备管理和应用使能服务,对数据的收集、传输、处理、分析进行全方位管理,并向第三方提供丰富的行业应用开发套件。目前,华为已正式对外公测这一IoT平台云服务,以公有云、混合云、Hosting等灵活的部署方式,满足业务创新、数据保护等多方面应用;而基于华为全球公有云,平台使用者能够实现线上的快速接入,且“一点接入,全球可达”。在2018年6月初发布的《2018年IDC全球物联网平台供应商评估报告-设备和网络连接供应商》报告中,华为OceanConnect物联网平台在技术能力、未来战略、市场表现三个维度以优异表现被列入“领导者”阵营。
在2018年在6月的德国汉诺威国际消费电子信息及通信博览会CEBIT 2018上,华为发布了OceanConnect车联网平台,满足亿级车辆接入和百万级车辆并发需求。车联网是工业物联网中一个重要应用场景,车联网引发ICT与汽车业深度融合,车联网平台是使能车企数字化转型的关键ICT基础设施,是智能网联车的“数字引擎”。本次发布的OceanConnect IoV车联网平台,可满足亿级车辆接入和百万级车辆并发需求,混合云协同可实现一点部署全球覆盖。OceanConnect车联网平台可通过对车况和驾驶行为等车辆大数据的采集与分析,在云上实现人和车的数字画像(Digital Twins),通过精准车主驾驶行为及出行场景分析,使能智能内容分发和业务推荐。在生态支撑方面,OceanConnect车联网平台通过数据和业务分离结构,汇聚第三方内容和应用生态,形成以车企为中心的生态。在技术演进方面,OceanConnect车联网平台与V2X协同发展,从单车智能到车、路协同智能,使能未来智能交通,提升社会交通整体的安全性和效率。
华为物联网的成功案例包括与法国标致雪铁龙集团构建了全球最大的前装车联网项目,首款基于华为OceanConnect车联网平台的车型DS 7已上线中国、欧洲地区;基于OceanConnect和NB-IoT,与潍坊合建首个城市级物联网平台等等。
除了国内厂商外,微软、AWS、谷歌、IBM等国际巨头也纷纷布局物联网。2017年11月,IDC公布了2017年度物联网平台(软件供应商)评估报告,排在领导者象限的有IBM、GE Digital、微软、PTC和AWS,排在主要玩家象限的有SAP、HPE、Oracle、Ayla Networks等。
2018年4月初,微软高管表示将在未来4年向物联网的研发、产品、服务和新项目投入50亿美元。Azure副总裁茱莉亚·怀特(Julia White)在发表的博文中表示,微软计划继续开发物联网操作系统(基于Windows 10内核)、控制和管理物联网的云服务,以及可以分析物联网设备数据的系统。微软Azure IoT Suite于2015年推出,旨在捕获连接的物体所生成的数据,整合数据流并将其转化为可操作的信息,通过云服务加上先进的数据分析,帮助客户监控资产以提高效率,提升运营绩效。2017年,微软已推出Microsoft IoT Central平台,这是一个高度可扩展的物联网软件即服务(SaaS)解决方案。微软物联网中心允许全世界的公司在数小时内建立生产级物联网应用程序 ,企业无需管理所有必要的后端基础设施或学习新技能。
2017年2月16日,IBM在德国慕尼黑举办了首届Genius of Things物联网峰会,同时启动IBM Watson物联网(IoT)事业部全球总部。IBM早在2015年3月就宣布成立物联网部门,同时要斥资2亿美元在慕尼黑兴建总部大楼,围绕区块链、安全、Watson物联网技术等,从嵌入机器、汽车、无人驾驶飞机、滚珠轴承、设备部件甚至医院中的数十亿传感器中获取实时洞察。在成立物联网部门时,IBM宣布并承诺将向物联网领域投入30亿美元,用以推动全球物联网产业的爆发式发展。在启动IBM Watson物联网(IoT)事业部全球总部的同时,IBM还宣布了一系列重大工业物联网进展,IBM Watson 物联网部门总经理Harriet Green说“我们在物联网的创新已经达到引爆点。”
IBM对物联网的30亿美元投资,构建了贯穿咨询、行业应用、平台的物联网能力。IBM与1400家合作伙伴合作,推出了750多项物联网专利,超出任何其他厂商3倍。在IBM慕尼黑物联网总部中心的首个认知物联网实验室内,1000位研究人员、设计师与开发者与客户协作,IBM还在全球包括北京在内的8个城市设立了物联网全球客户体验中心,为全球客户提供技术支持。IBM还有1500位专业顾问和专属的物联网GBS咨询实践,可提供独特的行业经验和领域知识,以及针对物联网细分领域的分析解决方案,这些解决方案覆盖了交通、物流、制造业、零售、保险等各个行业。在更广泛的领域,IBM在170多个国家与6000多家客户有着物联网领域的合作,其中包括全球10大汽车厂商、10大油气公司中的8家、20大多元化公用事业公司中的11家、10大能源企业中的6家、15大最繁忙机场当中的9座以及12家大型航空航天与防卫公司中的11家。
2015年10月,AWS发布了物联网平台,可帮助数十亿台设备连接到AWS,使得企业在全球范围内存储、处理、分析联网设备生成的数据并采取行动。AWS IoT 将与Lambda、Amazon Kinesis、Amazon S3 和Amazon Machine Learning 和Amazon DynamoDB 结合,用于物联网应用研发、基础架构管理和数据分析。2017年12月,AWS又公布了六项面向边缘位置上联网设备的重要服务及功能:AWS IoT 1-Click、AWS IoT Device Management、AWS IoT Device Defender、AWS IoT Analytics、Amazon FreeRTOS以及AWS Greengrass ML Inference,能够以一键方式轻松启动物联网项目,帮助客户快速添加并轻松管理大量联网设备体系、审计并强制实施一致的安全策略,同时对物联网设备数据进行分析。其中,Amazon FreeRTOS是一款用于为低计算能力设备引入丰富AWS物联网功能的操作系统,其适用设备包括灯泡、烟感器以及传送带等等。AWS Greengrass ML Ingerence为AWS Greengrass的一项新功能,允许用户将机器学习模型直接部署在设备之上,从而运行机器学习推理并快速完成决策。
根据2017年9月的Cowen软件开发者调查报告《一开始就投入:针对几大技术趋势调查软件开发者》,微软Azure IoT Suite是最受开发人员青睐的平台,用于支持软件项目中的联网设备。29%的开发人员青睐微软的Azure IoT Suite,用作物联网项目的平台,而谷歌Cloud IoT名列第二(24%),亚马逊AWS IoT位居第三(19%)。AWS在来自小企业的调查对象当中更受欢迎(28%比9%),谷歌的Cloud IoT更多地被大公司的员工所采用(37%比15%)。
总结下来,2015年到2016年是物联网产业“打底”的一年。2015年3月,IBM成立独立的物联网部门并宣布将向物联网投资30亿;2015 年5 月,华为公开“1+2+1”的物联网发展战略,明确向物联网进军的发展战略;2015年10月微软正式发布物联网套件Azure IoT Suite,协助企业简化物联网在云端应用部署及管理;2016年3月,思科以14亿美元并购物联网平台提供商Jasper,并成立物联网事业部;2016年7月,软银公司以322 亿美金收购ARM,并明确表示看好ARM在物联网时代的发展前景;2016年12月谷歌公司对外公布物联网操作系统Android Things的开发者预览版本,并更新其“Weave”协议。除此之外,亚马逊、苹果、Intel、高通、SAP、IBM、阿里巴巴、腾讯、 百度、GE、AT&T等企业基本上也是在2015年到2016年对物联网有集中布局。
我国在物联网方面的政策进展
根据工信部2016年底发布的“物联网十三五发展规划”,即《信息通信行业发展规划物联网分册(2016-2020年)》,十二五期间,我国物联网政策环境不断完善:加强顶层设计,发布《国务院关于推进物联网有序健康发展的指导意见》,成立物联网发展部际联席会议和专家咨询委员会,统筹协调和指导物联网产业发展;相关部门制定和实施10个物联网发展专项行动计划,加强技术研发、标准研制和应用示范等工作,积极组织实施重大应用示范工程,推进示范区和产业基地建设;中央财政连续四年安排物联网发展专项资金,物联网被纳入高新技术企业认定和支持范围;各地区加大政策支持力度,设立专项资金,多层次、全方位推进地方物联网发展。
十二五期间,我国物联网产业体系初步建成。已形成包括芯片、元器件、设备、软件、系统集成、运营、应用服务在内的较为完整的物联网产业链。2015年物联网产业规模达到7500亿元,“十二五”年复合增长率为25%。公众网络机器到机器(M2M)连接数突破1亿,占全球总量31%,成为全球最大市场。物联网产业已形成环渤海、长三角、泛珠三角以及中西部地区四大区域聚集发展的格局,无锡、重庆、杭州、福州等新型工业化产业示范基地建设初见成效。涌现出一大批具备较强实力的物联网领军企业,互联网龙头企业成为物联网发展的重要新兴力量。物联网产业公共服务体系日渐完善,初步建成一批共性技术研发、检验检测、投融资、标识解析、成果转化、人才培训、信息服务等公共服务平台。
十三五期间,万物互联时代开启。物联网将进入万物互联发展新阶段,智能可穿戴设备、智能家电、智能网联汽车、智能机器人等数以万亿计的新设备将接入网络,形成海量数据,应用呈现爆发性增长,促进生产生活和社会管理方式进一步向智能化、精细化、网络化方向转变,经济社会发展更加智能、高效。第五代移动通信技术(5G)、窄带物联网(NB-IoT)等新技术为万物互联提供了强大的基础设施支撑能力。
我国十三五物联网产业发展目标为:到2020年,具有国际竞争力的物联网产业体系基本形成,包含感知制造、网络传输、智能信息服务在内的总体产业规模突破1.5万亿元,智能信息服务的比重大幅提升。推进物联网感知设施规划布局,公众网络M2M连接数突破17亿。物联网技术研发水平和创新能力显著提高,适应产业发展的标准体系初步形成,物联网规模应用不断拓展,泛在安全的物联网体系基本成型。特别是要打造10个具有特色的产业集聚区,培育和发展200家左右产值超过10亿元的骨干企业,以及一批“专精特新”的中小企业和创新载体,建设一批覆盖面广、支撑力强的公共服务平台,构建具有国际竞争力的产业体系。
在物联网规模化应用方面,制造业、行业、消费和智慧城市是四大应用领域。其中,制造业与智能制造相结合,是一大重点领域。而行业则再细分为农业、物流、能源、环保、医疗等领域,消费则再细分为联网、智能家居、健康服务等领域。智慧城市是另一大物联网的重点应用领域,在地下管网监测、消防设施管理、城市用电平衡管理、水资源管理、城市交通管理、电子政务、危化品管理和节能环保等方面,物联网都能发挥重要作用。物联网十三五规划中,制定了六大重点领域示范工程:智能制造、智慧农业、智能家居、智能交通和车联网、智慧医疗和健康养老、智慧节能环保。
2017年6月,工信部下发了《关于全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展》的通知。通知中提到,全面推进广覆盖、大连接、低功耗移动物联网(NB-IoT)建设,目标到2017年末实现NB-IoT网络对直辖市、省会城市等主要城市的覆盖,基站规模达到40万个。2020年NB-IoT网络实现对于全国的普遍覆盖以及深度覆盖。
更多的与物联网有关的国家政策,涉及智能制造、智能汽车、互联网+等不同领域。
物联网商业方法论
物联网是一个复杂的体系,与其把物联网看成一个市场,不如把物联网看成一系列的市场以及它们的动态演进。
在物联网的芯片和传感器领域,据IDC统计,2015年全球对传感器的投入占对物联网总投入的四分之一,而到2020年,对传感器方面的投入将突破3151亿美元。在使用传感器的成本方面,根据中国信通院《物联网白皮书(2016)》,相比10年前(即2006年),全球物联网处理器价格下降98%、传感器价格下降54%、带宽价格下降97%,成本的降低为物联网大规模部署提供了基础。
从前面的分析可以得出,到2018年,物联网的平台基础和阵营已经基本成型、物联网的通信技术和阵营也已经基于成型,而云、大数据与人工智能平台都已经成熟且价格不断降低,再加上5G即将在2019年商用,可以说从全球来看,启动物联网商业的条件已经基础成熟。而根据Gartner在2013年的预测,到2020年,智能手机、平板电脑及PC数将达到73亿,而这个数仅为互联设备总数的1/3。在2020物联网巨大的商机面前,2018年已经到了临门一脚的时候。
那么,如何启动物联网商业呢?首先,从通信技术的角度来看,物联网应用分为三大方向:基于公网LTE-M、V2X和5G的消费物联网、基于公网NB-IoT的智慧城市和商用物联网、基于私网LoRa的企业物联网,以及基于公网和私网结合的混合物联网。所以,从通信技术阵营的角度,启动物联网商业就要选定一个合适的方向,或者考虑好几个方向之间的配合。
其次,启动物联网商业的原则是要有利于快速启动物联网项目,快速从项目中获得营收,从而支撑对物联网项目的持续投入。这就是启动物联网项目的“小平快”原则,只有这样才能让物联网项目从商业上是可持续的,也可持续吸引私营资本的关注与投入。但在同时,也要考虑组织机构的机制、体制与文化。由于物联网项目一开始总是被用于原有商业体系的优化,这个阶段还可以在原有体制内存活物联网团队;一旦物联网项目开始转变为引领数字化转型,甚至跨行业、跨流程、跨领域的新数字项目时,这个时候就需要考虑成立独立的科技公司、引入风险投资以及吸引不同的人才加入,将来也可以考虑独立IPO上市。
再次,因为物联网生态的碎片化,在启动物联网商业的时候,要注意从下往上、从碎片化可盈利点入手,但要注意不同物联网项目的可兼容性及可集成性,这就要选择相对成熟的物联网平台,从而把不同的生态角色集成在一起。可以先从物联网私网角度开始设计和启动项目,因为在LoRa等私网领域的生态已经相对成熟。而物联网公网的生态相对不成熟,因此可以从区域性公网项目起步,将来再过渡到一个国家或亚太、欧洲、美国等更大地区的公网项目。
第四,要考虑到与政府投资的公网项目的配备与对接。政府往往会投资智慧水表、智慧井盖等城市公共物联网服务,这些数据也具有商用价值,同时物联网的最终目的是形成一个全社会的大网、建立统一单一数字市场,这就需要全社会共同参与建立一个全社会的物联网。这相当于互联网在最开始发展的过程中,不同国家、不同企业、不同机构建立各自的网站,最后再连在一起形成了一个全球共享的互联网。
第五,物联网的终极商业模式就是数据分析。因为物联网在运营的时候,连接的费用和设备的费用总是有限的,最终当全球建立起了一个类似今天互联网这样的一个物联网时,数据分析就成为了物联网的终极商业模式。因此,在今天启动物联网项目的时候,就需要把这个终极目标考虑进去,从未来设计现在当前阶段的商业模式,以及走向未来的路径。
总结:物联网发展到2018年中,已经到了一个各方面技术、应用基础、成本、用户等都接近临界爆发点的时候。物联网又是数字化转型的有效抓手和牵引,企业投资物联网项目可以拉动整个企业数字化转型的力度与进程。而物联网的商业模式也已经基本成型,不同商业模式的方向和前景也都逐渐清晰可见。可以说,2018年是投资、规划和启动物联网项目的最佳时机,再晚一步就有可能错过整个数字化转型的时代机遇。