物聯網技術的發展范文

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【關鍵詞】物聯網;智慧物流;發展現狀;發展模式

【中圖分類號】F251【文獻標識碼】A【文章編號】1674－4993(2015)11－0111－04

物聯網已經被列入國家“十二五”重點專項規劃，而智慧物流則是物聯網發展的十大流域之一，是物聯網應用在物流領域的表現形式。智慧物流以物聯網技術為基礎形成物流行業的專業網，直接或間接地對物聯網相關產業產生需求。目前，雖然物聯網技術及智慧物流還處于技術層研發推廣期，還沒有發展至大規模的應用，但是在國家政策支持、關鍵技術攻關、產業化推進等多方面的共同作用下，物聯網及智慧物流產業必將迎來爆發式的發展。為此，有關智慧物流發展的議題也引起了很多學者的關注。張軍杰(2006)對智能物流的發展狀況、發展動力、發展因素進行了研究，并提出了相應的發展對策。汪鳴(2011)認為智慧物流是使物流業具有整體智能特征和與服務對象之間具有緊密智能聯系的一種發展狀態，可通過物流業整體智慧化來推動智慧物流的發展。李霞對利用物聯網發展智能物流的作用、困難和重點領域進行了研究。以上學者雖提出了很多有建設性的意見，但都未提出系統化的發展模式。本文借鑒了以上研究成果，分析了物聯網和智慧物流的關系，總結了國內外智慧物流發展經驗及幾種典型的發展模式，提出了“政府推動、產業化推進、企業主導、技術和標準引領、市場化推廣應用”的創新發展模式，希望能對智慧物流的持續、健康、快速發展起到拋磚引玉的作用。

1物聯網與智慧物流

1．1物聯網是智慧物流發展的技術基礎

物聯網就是在計算機互聯網的基礎上，利用射頻識別、傳感器、數據通信等技術，構造一個覆蓋世界上萬事萬物的“InternetofThings”。物聯網包括感知層、傳輸層和應用層。在感知層，應用RFID、傳感器、條形碼等感知技術實時采集物的屬性信息;在傳輸層，應用EDI、Internet、GPS、移動通信等現代通訊技術，對信息進行實時、準確、可靠的傳輸;在應用層，利用云計算等智能計算技術對海量的數據和信息進行分析和處理，對物體實施智能化管理和控制。智慧物流是以物聯網為基礎，融合新一代聲、光、電、機、信息等技術，高度集成社會各種相關資源，通過中樞式數據處理方式，及時提供最優的運作決策方案，以協同整個物流運作流程，從而實時高效、靈活地響應人性化的物流需求，并能動態、快速地適應物流環境復雜變化的新的物流業態。物聯網通過智慧感知、智慧傳輸、智慧處理及智慧管控等技術，對智慧物流的運作和服務產生深刻的影響。基于感知技術對物流運作過程中的物流流體、載體、流向、流程、流量、流速等六大基礎要素的感知，使得智慧物流在運作過程中更加透明，實現全程可視、可控、可追溯;基于先進的信息傳輸技術、標準化技術及協同平臺的建立，實現物流主體之間的信息互聯和業務互通，實現流程無縫對接、運作互補及市場互補;通過集中式數據處理和服務中心等對信息的深入分析、挖掘和計算，使得每個物流主體能夠即時獲取系統最優決策方案，及時與物流運作“前臺”形成協同，圍繞顧客提出的要求，通過協同預測、協同補貨、協同運輸、協同配送等方式，實時為客戶提供人性化的物流服務。

1．2智慧物流為物聯網發展提供市場需求

智慧物流為滿足組織在物流領域進行多方案選擇的決策需求，需要不斷拓展物流信息采集感知的深度和廣度，從而對仿真系統和決策技術產生需求。在構建和實施物流信息平臺時，相應地要運用數據收集、傳輸、存儲、處理及信息的展示和運用等相關的物聯網技術。同時，在物流領域運用了物聯網相關技術，催生了物流管理、物流信息服務、應急管理、軟件開發、裝備設計開發、物流電子產品研發、節能環保等相關的服務產業，衍生出對物聯網相關產品或服務的需求，相應地拉動物聯網產業的增長。總之，一方面，物聯網作為實現智慧物流的手段為其提供技術支持并使物流真正具有了智慧化的特征，具有了感知、自適應及與外界平滑交互的能力;另一方面，智慧物流領域是物聯網技術的主要應用領域，物流企業是物聯網的重要應用用戶，智慧物流也為物聯網提供了需求支持和發展方向。

2國內外智慧物流實踐發展概況

2．1國外智慧物流發展現狀

在國外，美國、歐洲和日本等國家已經成為智慧物流產業發展的領頭羊，國內市場規模巨大，相關技術處于國際一流水平，形成了較為完整的產業鏈條，智慧物流已經成為其發展現代物流產業，降低物流成本，推動產業升級的重要推動引擎。在物聯網技術應用方面，美國的沃爾瑪、德國的麥德龍、英國的Tesco等大型零售企業都宣布了自己的RFID計劃準備進行巨額投資，相應帶動它們的供應商在RFID市場的投入;聯邦快遞、聯邦包裹等這些大的物流公司對物流跟蹤和監控技術的應用，拉動SUN、Alien科技、惠普、微軟在內的硬件及軟件提供商的投入，進而形成RFID的巨大市場和完整產業鏈。M2M技術在歐美地區已經實現了在多個領域的應用，已形成較為完整的產業鏈，亞洲地區日韓發展也較快。TNT運用云計算技術來提升供應鏈可見性、運營效率及客戶服務質量，產生了較好效益。三維規劃和仿真技術在日本企業得到很好的應用。在物流設施和信息標準化方面，歐洲企業做了很多工作。發達國家政府也為智慧物流的發展創造了良好的外部環境。一是采用了政府和企業共同投資社會化運營的機制來建設和運營網絡、公共信息平臺等物流基礎設施;二是開放市場，創造公平競爭的市場環境;三是通過政策支持、戰略規劃及采取了一系列促進國家之間及國內政府、區域、企業等各方面有機地協調與合作的體制與機制，促進物流體系的國際化、標準化。

2．2國內智慧物流發展現狀分析

2．2．1發展智慧物流的現有基礎在國內，隨著我國促進智慧物流發展相關政策、規劃及方案的相繼出臺及實施，智慧物流基礎設施的投資不斷加大，各種與智慧物流有關的示范項目不斷推出，物聯網技術在物流領域的應用不斷深入，社會各界對發展智慧物流的經驗不斷豐富，認識不斷提高，這些都為發展智慧物流提供了良好的基礎條件。比如在物聯網技術的應用方面，在醫藥、農產品、食品、煙草等行業領域，產品可追溯系統在貨物追蹤、識別、查詢、信息采集與管理等方面已具有成功的應用，技術與政策等條件都已經成熟，正在全面推進;物流過程的可視化智能管理網絡系統已有初步應用，初步實現了物流作業的透明化、可視化管理;在智慧物流信息平臺建設及智能終端的網絡化應用上，已有很多創新應用;部分企業所建立的智慧化物流配送中心，已建立物流作業的智能控制、自動化操作的網絡，可實現物流與生產聯動，實現商流、物流、信息流、資金流的全面協同;智慧供應鏈的建設也有初步的嘗試。2．2．2國內幾種典型智慧物流發展模式分析2．2．2．1智慧物流產業聯盟發展模式這種發展模式主要是在具備發展智慧物流的政策支持、技術、產業等一定基礎的地區，在政府及社會各界的推動下，按照“技術共享、風險共擔、協作、互利和有效利用資源”的原則自發組織非盈利性的企業聯盟，聯盟通過建立明確的工作目標和有效的合作機制，組織開展重大項目、關鍵共性技術的協作攻關，促進研究成果、知識產權的共享，推動聯盟標準向行業、國家標準轉化，最終實現技術研發、市場開拓、技術標準、產業建設四個方面的全面進步。這種發展模式的路徑見圖1。目前實施這種發展模式的有寧波智慧物流產業發展聯盟和南京(江寧)智慧物流產業聯盟。前者主要是為了實現互聯互通而通過統一標準、建立平臺及深化和優化應用而建立的聯盟。后者是由社會各界共同推動的標準聯盟，通過標準支持、提升和引領產業發展，通過聯盟支持標準化工作。2．2．2．2“平臺”載體型智慧物流的發展模式這種發展模式主要是基于智慧物流理念和先進的物聯網技術，依據不同層面對智慧物流的需求，通過采用由政府主導、企業主導或政企協議共建等方式建設智慧物流園區、智慧物流信息平臺及智慧物流網絡等智慧物流基礎設施，為聚集在“平臺”上的各類企業提供智慧化的發展環境并提供優質的服務，充分發揮信息和物流資源集聚、交易、管理、監控、協調及供應鏈一體化等多功能優勢，以吸引社會各界用戶積極應用“平臺”，并按照平臺要求的標準改造和提升自己，以實現智慧化。待物聯網應用逐步成熟及智慧型的物流企業逐步增多，可以把成熟的技術、流程及管理總結上升到產業標準，進而在產業推廣，實現物流產業的智慧化。這種發展模式的路徑是見圖2。目前國內實施這種發展模式的地區和企業較多，比較典型的有馬云的菜鳥網絡平臺，成都智慧物流信息平臺，浙江省寧波市的“1+7”的智慧物流協同平臺，江蘇省亞邦醫藥物流中心打造的智慧物流園區等。2．2．2．3示范工程帶動型智慧物流發展模式這種發展模式主要是由國家或地方的有關部門智慧物流示范項目，由相關政府部門或其委托的物流協會等中介組織負責項目實體前期的審查、評估，中期的跟蹤及管理及后期的驗收和考核，項目可獲得一定的政策支持、財政補貼及其它服務的支持。這種發展模式通過智慧物流工程立項、實施及驗收來選擇、培育智慧物流主體，促進主體的成長、成熟及發展，這種發展模式的路徑見圖3。目前實施這種發展模式比較典型的是廣東省的南方物聯網示范工程，此工程是由九大領域的應用項目組成。其顯著的特點是物流協會不僅代替政府承擔了項目管理工作，還承擔了為項目示范企業溝通、協調和服務的工作，為其提供了改造物流裝備、培育企業品牌、提升管理水平、強化行業自律、應用物聯網技術“五位一體”的服務方案。當然，以上幾種發展模式并不是孤立的，各種模式之間也有交叉，比如示范工程帶動型模式也包括物流信息平臺和園區建設的內容。2．2．3發展智慧物流的制約因素當然，作為一種處于起步階段的新型物流業態，智慧物流在發展中也存在著一些制約因素。一是社會各界對智慧物流的性質、發展機制、對本區域產業發展的帶動等方面的認識還不足，缺乏統籌規劃及可操作的標準，至今還沒有一個國家層面上的智慧物流發展規劃及實施方案;二是社會各界在智慧物流發展上存在本位主義，這與智慧物流的“跨界”(跨行業、跨區域、跨企業)特性是不兼容的，進而制約了“互聯互通”;三是物聯網技術在物流領域的應用上，存在著應用的比例低、應用范圍小、應用層次低、應用成本高，共性和關鍵技術還未獲得突破，物流公共信息平臺發展緩慢，信息化、標準化、網絡化和協同化還未實現;四是智慧物流發展的基礎薄弱，發展智慧物流所需要的資金、技術、設施及設備、人才等資源缺乏，缺乏成熟的發展模式，產業發展難度較大。

3我國智慧物流發展模式

借鑒中外智慧物流發展的經驗，結合智慧物流發展現狀，本文提出了“政府推動、產業化推進、企業主導、標準引領、市場化推廣應用”的智慧物流發展模式。

3．1政府推動

3．1．1政府要為智慧物流的發展創造良好的環境在智慧物流的發展過程中，政府的主要職責在于營造環境、全方位引導、培育整個產業的發展。一是政府應該把政策支持和資金扶持同步規劃、同步實施，把智慧物流中的公共服務內容與通訊等設施作為城市基礎設施進行規劃、設計、開發、建設、運營，營造物流信息化互聯互通的環境，整合智慧物流資源，形成智慧物流發展的載體;二是培育、扶持一批在國內外具有較強競爭力智慧物流企業主體;三是加快物流企業智慧化層次的分工，形成以智慧物流企業發展為導向，其他物流企業及相關智慧產業協調發展的智慧物流產業體系，努力構造社會化、專業化、智慧化、規模化的智慧物流服務體系。3．1．2政府是智慧物流技術的研發、推廣及標準化的推動者一是政府采用招標等方式直接組織或戰略引導的方式推動智慧物流技術的研發、推廣工作，研發單位及其專業技術人員進行研發和跟進，通過市場化運作將成果運用于物流產業;二是政府與研發部門、生產企業明確分工、相互配合、相互協調共同促進智慧物流技術的研發、推廣工作;三是政府重點抓好標準建設，針對不同行業、不同領域的物流作業，總結挖掘其中的共性特征，借鑒國外先進經驗，結合我國國情，制訂出適合我國使用的物流標準和信息化標準。3．1．3政府是智慧物流投入的主導者和引導者智慧物流系統建設投資大、回收期長、風險大、社會效益顯著，沒有哪個單位有能力或意愿單獨完成這樣具有公益性質的復雜的系統。需要在政府的宏觀指導和統一協調下，創新體制、機制和運營模式，充分調動各方面的積極性，集中社會有效資源來共同完成。

3．2產業推進

要根據產業基礎和資源稟賦，針對不同領域的發展階段與特點，按照產業發展規律，通過差異化策略推進智慧物流的發展。對電子商務物流、冷鏈物流、醫藥食品物流、危險品物流、煙草物流及港口和集裝箱物流等重要領域和運輸、倉儲等重要基礎設施，圍繞物流管理流程推動物聯網技術的集成應用，抓好一批效果突出、帶動性強、關聯度高的典型應用示范工程。要建設智慧物流產業集聚區和信息平臺，制定產業標準，創造智慧物流發展的良好的生態環境，加快推進智慧物流產業高端化、規模化、集群化、協同化發展。要利用智慧物流的技術手段加強與其它區域的物流信息互通，推進跨區域的產業聯動發展和經濟合作;由政府、行業、科研機構及物流、金融、制造及商貿等不同的領域企業的組建智慧物流產業聯盟或實體，合力推進智慧物流跨產業融合發展。

3．3企業主導

企業主導就是以企業為主體，實現數據智慧性、網絡協同化、決策智慧化。數據智慧化就是企業使用智慧化的設備，比如通過傳感器、RFID標簽、GPS和其它設備構筑一個先進的、能夠及時收集信息并及時把信息回饋給組織的系統。網絡協同化，就是企業要與合作伙伴進行信息的共享，這些合作伙伴包括企業內部、部門和部門之間、外部的供應商之間以及與客戶之間的信息共享。決策智慧化是指物流鏈上相關企業借助智能系統，根據收集的數據來衡量各種約束和選擇條件，提供選擇方案，以便決策者對各種行動過程進行選擇，或由系統通過學習自動做出決定。

3．4標準引領

標準化工作可以保障物流科技發展的協調統一、實現物流管理現代化、降低物流成本、提升物流發展水平，消除組織及信息壁壘，引領物流業向智慧物流的方向發展。一是強化統籌協作，依托跨區域、跨部門、跨行業的標準化協作機制，協調推進智慧物流標準體系建設和各項專業標準的制訂，推動相關法規、配套規章、制度的制定和完善，逐步構建一個科學、系統、先進和開放的物流標準體系框架;二是加快編碼標識、接口、數據、信息安全等基礎共性標準、RFID等關鍵技術標準和感知技術等重點應用標準的研究制定;三是以信息平臺標準化為重點，在智慧物流協同平臺及數據中心建設的基礎上，加強智慧物流技術標準、信息標準、數據標準及業務協同標準的制訂和推廣;四是以企業標準化需求為導向，鼓勵企業購買或自主開發與自身業務相適應的計算機信息管理系統，系統能夠與客戶企業、合作伙伴、物流園區、口岸、公路、鐵路、民航信息及公共信息平臺有效對接，實現數據交換及信息共享。

3．5市場化推廣應用

智慧物流的發展最終要引入市場機制，在政府“推力”和市場信號“引力”的雙重作用下，增強智慧物流發展的內生性動力，吸引更多的社會資金投入到智慧物流的建設中;更充分地利用信息市場和技術市場的媒介作用，完善與其配套的服務機構，使市場真正成為連接供需雙方的信息和技術交易和擴散的場所;構建開放的市場化智慧物流推廣服務體系，發展多元化的智慧物流服務主體，構建智慧物流企業應用性平臺，引導企業根據智慧物流專業市場需求改善產品結構和技術應用結構。

4結束語

總之，通過政府推動、引領及帶動，實業界及理論界的不斷探索實踐，產業層面的促進及市場層面的推廣應用，基于物聯網技術的智慧物流會出現更多的創新發展模式，直至最終形成可復制的成熟的發展模式。

［參考文獻］

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［3］張軍杰．智能物流發展狀況、影響因素及對策研究［J］．物流技術:裝備版，2010，(34):62－64．

［4］章合杰．智慧物流的基本內涵和實施框架研究［J］．商場現代化，2011，(21):30－32．

［5］汪鳴．智慧物流重在智慧［J］．物流時代，2011，(11):13－13．

［6］李霞．淺談物聯網時代的智能物流［J］．江蘇商論，2011，(26):9－9．

［7］蔡增玉．基于RFID的智能物流管理系統研究［J］．計算機技術與發展，2008，(10):62－64．

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關鍵詞：物聯網 RFID 傳感網 M2M

1、物聯網概念與原理

物聯網的概念有許多，2010年總理的政府工作報告附錄中給出的物聯網解釋比較具有權威性。中國物聯網專家委員會主任委員鄔賀銓院士對這個物聯網的概念又進一步做了修正：“物聯網是指通過信息傳感設備，按照約定的協議，把需要聯網的物品與網絡連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤監控和管理的一種網絡，它是在網絡基礎上的延伸和擴展應用”。物聯網是在計算機互聯網的基礎上，利用RFID、無線數據通信等技術，構造一個覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”。在這個網絡中，物品（商品）能夠彼此進行“交流”，而無需人的干預。其實質是利用射頻自動識別（RFID）技術，通過計算機互聯網實現物品（商品）的自動識別和信息的互聯與共享。而RFID，正是能夠讓物品“開口說話”的一種技術。在“物聯網”的構想中，RFID標簽中存儲著規范而具有互用性的信息，通過無線數據通信網絡把它們自動采集到中央信息系統，實現物品（商品）的識別，進而通過開放新的計算機網絡實現信息交換和共享，實現對物品的“透明”管理。

2、應用與技術

物聯網可以以電子標簽和EPC（Electronic Product Code，產品電子代碼）碼為基礎，建立在計算機互聯網基礎上形成實物互聯網絡，其宗旨是實現全球物品信息的實時共享和互通。物聯網的系統結構由信息采集系統、PML信息服務器、產品命名服務器（ONS）和應用管理系統四部分組成。物聯網通過Internet信息世界 的互聯實現物理世界任何產品的互聯，實現在任何地方、任何時間可識別任何產品，使產品成為附有動態信息的“智能產品”，并使產品信息流和物流完全同步，從而為產品信息共享提供了一個高效、快捷的網絡平臺。

3、物聯網的發展與市場培育

從國際上看，歐盟、美國、日本等國都十分重視物聯網的工作，并且已作了大量研究開發和應用工作。我國中長期規劃《新一代寬帶移動無線通信網》中有重點專項研究開發“傳感器及其網絡”，國內不少城市和省份已大量采用傳感網解決電力、交通、公安、農漁業中的“M2M”等信息通信技術的服務。作為國家層面成立了《傳感器的網絡標準工作組》。而中國通信標準化協會也啟動了基于互聯網的物聯網和基于電信網的物聯網的相關標準和研究課題的申報工作。在溫總理關于“感知中國”的講話后我國“物聯網”的研究、開發和應用工作進入了。

3.1 遙知礦山

3.1.1 遙知礦山的物聯網的概念及目標

作為物聯網應用的一個重要領域，”遙知礦山”是通過各種感知、信息傳輸與處理技術，實現對真實礦山整體及相關現象的可視化、數字化及智慧化。其總體目標是：將礦山地理、地質、礦山建設、礦山生產、安全管理、產品加工與運銷、礦山生態等綜合信息全面數字化，將遙知技術、傳輸技術、信息處理、智能計算、現代控制技術、現代信息管理等與現代采礦及礦物加工技術緊密相結合，構成礦山中人與人、人與物、物與物相聯的網絡，動態詳盡地描述并控制礦山安全生產與運營的全過程。以高效、安全、綠色開采為目標，保證礦山經濟的可持續增長，保證礦山自然環境的生態穩定。

3.1.2 遙知礦山的物聯網的特征

近些年在礦山提出過許多概念，如數字礦山、礦山綜合自動化、信息化礦山、智能礦山等，而”遙知礦山”是在綜合了這些概念的基礎上，更加具體、全面、動態、詳盡地描述真實礦山。

而在物聯網礦山的概念下，這些都不需要去作任何解釋。這是由于物聯網本身就是基于統一網絡的應用；物聯網本身就是要在GIS（地理信息系統）和GPS（全球定位系統）下實現定位的應用；物聯網本身就是控制與網絡一體化的應用；物聯網本身就是分布式應用等等。此外，物聯網還明確提出了物與物相聯的概念，而在以前的數字礦山等諸多概念中，基本是人與人、人與物相聯的概念為主。

3.2 遙知交通

3.2.1 打的找車不再困難

如果大部分城市90%以上的出租車裝上了智能定位管理系統，每輛車的位置都清晰地現實在中央平臺上。市民只需一個電話就能叫來車。系統還有同事防盜報警、定位查車、軌跡回放、廣告信息等多項功能。不僅保障了司機的安全，更大大方便了乘客。

3.2.2 智能公交助力市民優先

無錫移動助力打造的“智能公交”平臺將能“遙知”車輛位置、運行狀況，并實現智能調度。它讓車輛調度員足不出戶就可以知道車輛行駛到什么位置了，車內是否出現過度擁擠，哪條線路需要增派車輛了。

4、結語

總之，由于物聯網是基于現代高新技術，將感知技術、傳輸技術、信息處理、智能計算、現代控制技術、現代信息管理等與現代高效生產及加工技術緊密相結合，構成現實中人與人、人與物、物與物信息、屬性相聯的網絡，動態詳盡地描述并控制安全生產與運營的全過程。以高效、安全、綠色環保為目標，保證經濟的可持續增長，保證自然環境的生態穩定與和諧統一。

參考文獻

[1]田美花.基于RFID技術的生產執行系統關鍵技術研究.青島：中國海洋大學，2007.

[2]肖慧彬.物聯網中企業信息交互中間件技術開發研究.北京：北方工業大學，2009.

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關鍵詞：物聯網技術；國民經濟核算；應用

一、引言

在進入二十一世紀以后，計算機技術得到了更為廣泛的應用，社會經濟在發展的過程中信息化水平在不斷的提升。而隨著科學技術的進一步發展，物聯網技術的出現與應用，將人類社會帶入到了大數據時代，社會經濟在發展的過程中所獲得信息更為的全面。通過物聯網技術，人們能夠將互聯網與信息傳感設備有效的結合起來，進而開展相應的通訊以及信息交換工作，通過智能化的方式來進行識別與跟蹤。但是在我國目前的經濟發展當中，物聯網技術的應用還不是十分的成熟，其對于經濟發展的促進作用無法得到有效的發揮。所以說，必須要加強國民經濟核算發展當中物聯網技術的應用研究，從而將物聯網技術更好的應用到國民經濟的發展當中，為實現社會主義現代化建設做出更大的貢獻。

二、物聯網的起源及其背景

物聯網這一概念最早是出現在比爾蓋茨的《未來之路》一書當中，盡管蓋茨在1995年就提出了這一概念，但是受到諸多技術方面因素的制約，物聯網這一理念并沒有受到社會各界的廣泛重視。在進入二十一世紀以后，隨著云計算技術、RFID技術、二維碼技術以及傳感器技術等領域的迅速發展，物聯網技術有了賴以存在的技術基礎，通過將這些技術整合利用，物聯網得以在社會經濟當中發揮作用。特別是在各國普遍尋找經濟增長新契機的背景下，對于物聯網技術的重視程度在不斷的提升，社會各界在促進物聯網技術發展當中所做出的努力也在不斷的增加。通過不斷的技術創新，物聯網在社會經濟發展當中的作用已經越來越大，人類社會逐漸的進入到了大數據時代，社會發展速度也有了顯著的提升。在這種情況下，各行各業在發展的過程中，物聯網技術的應用已經成為了至關重要的部分，只有保證有效的發揮出物聯網技術的作用，才能更好的在激烈的市場競爭當中取得優勢，從而獲得更好的發展。

三、物聯網技術發展分析

物聯網技術由于其自身所具備的獨特優勢，在未來的發展當中有著十分廣闊的前景，就如同當初局域網出現一樣，沒有人會意識到互聯網能夠在未來的社會當中發揮如此重要的作用。物聯網在人類社會發展當中所起到的作用在不斷提升，通過帶動諸多新興產業的發展，物聯網技術在不斷的改變我們的生活。就物聯網技術的發展來看，主要是從四個環節來進行分析，即標識、感知、處理以及信息傳送，通過這四個環節的相互組合利用，物聯網技術得以在經濟發展當中發揮獨特的優勢。因此，在未來的發展當中，物聯網技術必須要從傳感器、智能芯片、RFID以及電信運營商的無線傳輸網絡開展工作，通過不斷創新這四項關鍵技術，保證自身能夠適應時展的要求，更好的保證物聯網技術的作用能夠得到充分的發揮，為社會經濟的快速增長打下堅實的基礎。

四、物聯網技術應用對國民經濟核算規則及實踐影響

（一）突破生產范圍限制。在聯合國制定的SNA生產范圍當中，住戶部門的大部分自給生產并沒有納入到相應的生產范圍當中。在制定這一范圍的時候，主要考慮到住戶內部的生產與消費并沒有與市場相融合，其相應的生產活動是相對獨立的，很難準確的對其產生的經濟意義進行評估。此外，在開展國民經濟核算的過程中，如果將這一部分納入進去，就不會存在失業問題了。在物聯網技術應用之下，家庭活動當中所產生的諸多信息可以被記錄下來，借助物聯網將這些信息與市場相結合，這樣就能夠對其產生的經濟意義有一個準確的評估，從而最大程度上的促進國民經濟核算水平的提升。在這種情況下，以往的生產單位范圍限制將被改變，許多自給性的家庭勞動行為也將納入到國民經濟核算當中，對于保證國民經濟健康穩定發展起到了十分重要的作用。

（二）構建基層物聯網單位。在SNA的相應核算思路當中，對于國民經濟的核算主要確定了兩種基本核算單位的方式，即機構單位以及基層單位。在機構單位當中主要指的是通過自己的名義，擁有相應的資產負債，通過從事經濟活動來與其他經濟實體之間產生交易的主體；基層單位則是指具備單獨的場所，整個生產經營活動主要從事于一種行業，它可以由整個企業來表示，也可以指企業當中的一部分。而通過物聯網技術的應用，能夠構建起基層物聯網單位，通過對基層單位當中的元素進行相應的編嗎，能夠在開展國民經濟核算的過程中，準確迅速的進行識別，從而最大程度上提升國民經濟核算的效率。在進行物聯網技術應用之后，相應的經濟活動就能夠在更為全面的數據支撐下，對投入產出以及資金流量等進行科學的分析，從本質上來對核算技術以及核算主體進行改變。

（三）客觀常住性標準。在進行經濟總體核算的過程中，往往是由常住單位組成的，而常住性單位的確定主要依賴于相應的常住性標準。對于一個機構單位來說，其所指的常住性是它與相應經濟領土之間聯系的緊密程度，但是在進行緊密程度判斷的過程中，往往會出現一定的問題。因此為了更為準確的對這種關系進行判斷，在進行國民經濟核算的過程中，采用的是較為主觀的“一年原則”，在這一原則的影響下，盡管能夠在一定程度上進行判斷，但是依舊存在著許多的問題。而通過物聯網技術的應用，能夠對經濟主體的位置以及對外聯系信息等進行更為準確的記錄，這就使得其能夠準確的判斷經濟主體與單位之間的聯系緊密度，通過將常住性標準客觀化，能夠在最大程度上提升這一標準的準確度，進而為國民經濟核算準確度的提升提供可靠的保障。在經濟發展過程中發揮著十分重要的作用。

（四）分化價格與物量核算。在開展國民經濟核算的過程中，往往是通過將經濟流量貨幣化來進行記錄。在這種情況下，許多記錄工作所反映的是價格與物量混合起來的變化，并沒有將其各自的變化進行準確的反應。但是在物聯網技術應用下，作為最根本的信息，物量記錄能夠得到充分的反映，而價格信息的變化也能夠利用交易系統來進行分析。因此，在物聯網技術的應用中，物量與價格之間形成了分立的格局，這就能夠在很大程度上降低物量核算以及價格核算的難度。特別是在這種情況下，商品自身的價格以及物量增長數據能夠通過物聯網技術來分別提供，這就能夠在很大程度上促進政策分析以及市場分析的準確度，進而最大程度上的保證我國經濟的健康穩步發展。

五、結語

隨著物聯網技術的逐漸成熟與應用，其在國民經濟核算發展當中所發揮的作用已經得到了很大程度上的發揮，特別是在市場經濟條件下，通過物聯網技術的應用，能夠在很大程度上促進國民經濟核算水平的提升。物聯網技術的盛行，使得國民經濟核算當中的許多方面產生了變化，在進行流量以及存量的核算記錄方式方面發生了很大的變化。但是在我國目前的經濟發展當中，物聯網技術的應用還不是十分的成熟，其對于經濟發展的促進作用無法得到有效的發揮。所以說，必須要加強國民經濟核算發展當中物聯網技術的應用研究，從而將物聯網技術更好的應用到國民經濟的發展當中，為實現社會主義現代化建設做出更大的貢獻。

（作者單位：海南禧瑞科技有限公司）

參考文獻：

[1] 劉永謀；吳林海；；極權與民主：物聯網的偏好與風險――以圓形監獄為視角[J]；自然辯證法研究；2012年05期

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關鍵詞：物聯網；傳感網；智能技術；發展趨勢

Abstract: The Internet of things is a hot issue in recent years; great importance has been attached to the domestic and foreign research structure and industry. This paper discusses the key technologies of Internet of things, including sensor network technology, radio frequency identification technology, electronic product code, geographic information system, intelligent technology and network development trend.

Key words: network; sensor network; intelligent technology; development trend

中圖分類號：F626.5

物聯網是一種帶有傳感標識器的智能感知信息網絡系統，促進了世界上物與物、人與物、人與自然之間的對話與交流。它是繼計算機、因特網和移動通信網之后發展的一門新技術，是全球信息化發展的新階段，實現了數字化向智能化的過渡與提升。該技術將促進IT業突破性進展，引發世界第三次產業化浪潮，有著重大的科學意義和應用價值。

1 物聯網的主要技術

1.1傳感網技術

物聯網實質上是傳感網、因特網及移動通信網“三網”高效融合的產物，其核心是智能傳感網技術。傳感網是連接物理世界、數字虛擬世界和人類社會的橋梁，它能夠通過大量各類集成化的微型傳感器，以協作方式實時監測、感知和采集各種環境或監測對象的信息，利用嵌入式系統對信息進行處理，并通過自組織無線通信網絡將所感知的信息傳送到用戶終端，真正實現無處不在的計算。該技術以低成本、微型化、低功耗以及靈活的組網方式、鋪設方式等特點受到廣泛重視，是關系國民經濟發展和國家安全的重要技術。

1.2 射頻識別（radio frequencyidentification，RFID）

射頻識別技術是 20 世紀 90年代開始興起的一種非接觸式自動識別技術，該技術的商用促進了物聯網的發展。它通過射頻信號等一些先進手段自動識別目標對象并獲取相關數據，有利于人們在不同狀態下對各類物體進行識別與管理。射頻識別系統通常由電子標簽和閱讀器組成。電子標簽內存有一定格式的標識物體信息的電子數據，是未來幾年代替條形碼走進“物聯網”時代的關鍵技術之一。該技術具有一定的優勢：能夠輕易嵌入或附著，并對所附著的物體進行追蹤定位；讀取距離更遠，存取數據時間更短；標簽的數據存取有密碼保護，安全性更高。RFID 目前有很多頻段，集中在13.56MHz頻段和 900MHz 頻段的無源射頻識別標簽應用最為常見。短距離應用方面通常采用13.56MHz HF 頻段；而 900MHz 頻段多用于遠距離識別，如車輛管理、產品防偽等領域。閱讀器與電子標簽可按通信協議互傳信息，即閱讀器向電子標簽發送命令，電子標簽根據命令將內存的標識性數據回傳給閱讀器。RFID 技術與互聯網、通訊等技術相結合，可實現全球范圍內物品跟蹤與信息共享。

1.3 產品電子代碼（EPC）系統

1999 年美國的 Auto- ID Center將 RFID 技術與 Internet 結合，提出了產品電子代碼（EPC）的概念。產品電子代碼是物聯網的主要支撐，它的載體是 RFID 電子標簽，信息傳遞的介質是互聯網。電子標簽、產品電子碼、互聯網 3 個元素的有效結合孕育出物聯網的構想：RFID 標簽中存儲的 EPC代碼，通過傳感器網絡識別并自動采集到中央信息系統，利用開放的計算機網絡進行信息交換、處理與共享，實現物品的透明化管理。EPC 系統充分利用了射頻識別和網絡技術的優點，很好地解決了對全球每一件產品的唯一標識、同時識別多個商品和“非可視”識別問題，其最終目標是為每一個物品建立全球的、開放的標識標準。

該系統是由全球產品電子代碼體系、射頻識別系統及信息網絡系統3 部分組成，主要包括 EPC 編碼標準、EPC 電子標簽、射頻識讀器、神經網絡軟件、對象名解析服務以及實體標記語言6個方面。目前全球正積極開發低成本的EPC 標簽，制定 EPC 數據標準和標簽標準，完善 EPC 系統的整體環境，努力推進 EPC 系統的順利發展與應用。

1.4 地理信息系統

物聯網是“智慧地球”、“感知中國”的物理基礎，其作用的發揮，必須將每個傳感器和動態信息進行空間定位，擺脫單點應用的格局。地理信息系統則為物聯網的發展提供了所需的空間基礎，還可進行相關的信息處理、空間分析、建模等功能，有利于跨行業、跨行政區的數據共享及系統相互操作，是物聯網應用的強大動力和支撐。在物聯網全面發展的大背景下，地理信息系統的實踐與應用也在不斷創新。隨著智慧地球的建立，地圖服務從 2 維擴展到 3 維，服務對象由人轉向為人和物；在 WebService的空間信息共享和智能服務的基礎上，第二代地理信息系統提出并得到了發展；通過物聯網的廣泛連接，空間與非空間信息可以隨時交換，服務全民；依托物聯網產業，地理信息可以納入其基礎公共平臺，地理信息系統在各行各業的作用將越來越大，產生更大的社會和經濟效益。

1.5 智能技術

物聯網使世界中的物體以傳感和智能化方式關聯起來，因此智能技術也是物聯網的關鍵技術之一。它是指將智能系統植入物體，使物體能夠主動或被動地與用戶進行溝通與交流，從而具備一定的智能性。智能技術的發展很大程度地促進了人們所處物質世界的數字化、網絡化和智能化，其主要研究方向包括：人工智能理論研究、先進的人———機交互技術與系統，智能控制技術與系統以及智能信號處理。

2 物聯網發展趨勢

未來，全球物聯網將朝著規模化、協同化和智能化方向發展，同時以物聯網應用帶動物聯網產業將是全球各國的主要發展方向

規模化發展：隨著世界各國對物聯網技術、標準和應用的不斷推進，物聯網在各行業領域中的規模將逐步擴大，尤其是一些政府推動的國家性項目，如智能電網、智能交通、環保、節能，將吸引大批有實力的企業進入物聯網領域，大大推進物聯網應用進程，為擴大物聯網產業規模產生巨大作用。

協同化發展：隨著產業和標準的不斷完善，物聯網將朝協同化方向發展，形成不同物體間、不同企業間、不同行業乃至不同地區或國家間的物聯網信息的互聯互通互操作，應用模式從閉環走向開環，最終形成可服務于不同行業和領域的全球化物聯網應用體系。

智能化發展：物聯網將從目前簡單的物體識別和信息采集，走向真正意義上的物聯網，實時感知、網絡交互和應用平臺可控可用，實現信息在真實世界和虛擬空間之間的智能化流動。結合本國優勢、優先發展重點行業應用以帶動物聯網產業，物聯網仍處于起步階段，物聯網產業支撐力度不足，行業需求需要引導，距離成熟應用還需要多年的培育和扶持，發展還需要各國政府通過政策加以引導和扶持，因此未來幾年各國將結合本國的優勢產業，確定重點發展物聯網應用的行業領域，尤其是電力、交通、物流等戰略性基礎設施以及能夠大幅度促進經濟發展的重點領域，將成為物聯網規模發展的主要應用領域。

3 結束語

物聯網是一個涉及眾多行業應用的實踐性技術領域，在其技術研究過程中，應適合各行各業應用，與傳感網、射頻識別、地理信息系統等相關技術協同發展。在行業應用中，要充分利用物聯網的特性，通過重點領域的示范效應發展綠色低碳經濟，促進創造更大的經濟和社會效益。隨著物聯網技術和商業模式的成熟和完善，嵌入了物聯網新應用和服務的中國產品將不斷涌現。信息化產業與中國生產的緊密結合，將對國內外的經濟和社會發展產生重大的影響。

參考文獻：

[1] 朱仲英. 傳感網與物聯網的進展與趨勢[J]. 微型電腦應用，2010，26(1).

[2]寧家俊. 物聯天下感知中國——物聯網的技術與應用[J]. 信息化建設，2009 (11) .

篇5

關鍵詞：物聯網 RFI EPC系統 海事監管

物聯網技術在海事監管應用情況

中國海事多年來堅持以科技和信息化為手段和保障，依托已全面覆蓋直屬海事系統、長三角及水網地區地方海事局的海事信息網，不斷提高海事監管、應急反應和航海保障等各項海事監管水平。依托物聯網技術，主要在通航環境、航標管理、船舶管理等領域形成了水上交通監管要素的身份識別、精確感知、信息傳輸及綜合利用等物聯網技術應用環節。

1、通航環境

目前關于通航環境方面的物聯網應用還處于初期階段，在一些主要港口的通航水域的水上和水下，通過建設水文、氣象觀測站點，實時對潮汐、潮流、風速、風向、能見度、溫度、濕度等環境數據采集，并建立信息處理和系統，為船舶交通管理、應急反應、防潮、防汛及防臺預警等奠定基礎，實現了與船舶安全航行密切相關的助航要素的智能采集、處理和綜合應用。廣東海事局在珠江口建立了主航道兩側的八個水文站和一個數據處理中心，以5分鐘為周期實時采集水文信息數據，經CDMA通信網絡傳送回數據處理中心，經匯總處理在水文信息服務網站上更新顯示。

除了水文、氣象數據之外，為全面感知通航水域海底地形地貌，真實展示航行環境，天津、上海和廣東海事局的海測大隊通過應用多波束掃側、側掃聲納、磁力儀、聲跟蹤系統、水下機器人等具有高新技術含量的海洋環境探測和識別設備，有效提高了測繪工作水平和應急反應能力，在航海保障和應急搜救中發揮了重要作用，為通航環境的恢復、減少財產損失等提供了有利條件。

2、航標管理

中國海事針對航標管理分散、條件惡劣的特點，積極運用相關物聯網技術，逐步擺脫依賴由航標管理人員巡檢或過往船舶報告航標異常而實施維護的模式。通過在航標上安裝數據采集系統，集成了GPS定位、燈器能源、燈器運行控制、碰撞檢測、傾斜檢測等傳感設備，并根據航標各自特點，因地制宜的運用VHF無線局域網、GSM/GPRS通訊網、北斗衛星通訊網及互聯網等數據傳輸技術，在航海保障中心建立基于GIS的航標助航服務管理系統，實時獲取航標地理位置、工作狀態、電源系統等各部分工作參數，并有效確定航標故障，從而實現了航標管理人員對航標狀態的遠程感知和處置。目前已經廣泛應用于燈浮標、燈塔、燈樁和導標等助航設施中，從而大大提高了航標可利用率、應急恢復能力及管理效率。目前，全國四大海區航標遙測遙控終端占比達到60%以上。

3、船舶管理

船舶管理作為海事監管基礎和重點，中國海事一直不遺余力的圍繞船舶管理積極引進和開發相關科技信息化系統，通過運用AIS、VTS、RBN/DGPS、LRIT、VHF、CCTV等技術手段，不斷擴大系統部署的覆蓋范圍，并以行政強制力保障船舶對上述系統數據采集終端的安裝和應用，通過上述各類技術手段的綜合運用實現數據采集的互補和融合，提升船舶采集數據的精度；同時在數據傳輸環節綜合運用微波、衛星、MSTP、SDH等無線或有線通信傳輸手段；最后在通過數據中心建設，以GIS平臺為載體，實現各類采集數據的綜合運用，利用數據挖掘技術從而實現船舶管理的可視化和綜合化。從而基本上構建了船舶身份識別、船舶精確感知、信息傳輸及船舶采集數據綜合利用等依托物聯網技術實現了船舶綜合管理。主要應用系統情況簡要說明如下：

船舶自動識別系統（AIS）。AIS是基于自主時分多址（SOTDMA）和GPS等現代通信及網絡技術，通過船載與岸上基站的AIS收發器在船舶之間、船舶與基站站之間建立信息交互平臺。目前中國海事局建設的中國AIS岸基網絡系統，由264座基站組成，通過VHF頻段和有線通信傳輸手段實現與AIS國家數據中心互聯互通，實現覆蓋我國99.97%的沿海水域和4大水系的內河高等級航道，是全球規模最大的AIS岸基網絡系統。目前AIS是沿海船舶管理主要應用的技術手段之一。

船舶遠程識別和跟蹤系統（LRIT）。LRIT是利用衛星定位和通信技術獲取船舶身份、船舶位置與對應時間等識別跟蹤信息，并發送給船旗國所指定的數據中心進行儲存和處理。LRIT由于具有全球覆蓋的特點，在反恐、環保、搜救和航行安全、海上保安等領域具有非常重要的作用。

船舶交通管理系統（VTS）。VTS是利用雷達、CCTV和微波傳輸等通信設施監控航行在港灣和進出港口的船舶，并給這些船舶提供航行中所需的安全信息的系統。“十一五”期間，中國海事局建成了覆蓋我國主要航道、港口的VTS中心28個，雷達站91個，實現了沿海主要港口和水道都能利用VTS進行船舶動態監控和服務，當前，VTS仍在補點和覆蓋完善中。但從嚴格意義上，VTS并不完全具備物聯網技術的全部特性，但其經過人工標識和與AIS識別船舶融合，在信息服務、助航服務、交通組織和聯合行動等海事監管職責中發揮舉足輕重的作用。

無線電指向標-差分全球定位系統（RBN/DGPS）。RBN/DGPS是一種新型、高精度、全天候的海上導航定位系統，它利用航海無線電指向標來播發差分修正信息，向用戶提供高精度服務的助航系統。主要由基準臺、播發臺、完善性監控臺和監控中心組成。該系統定位為船與船這一物物通信。自1995年起，逐步建成覆蓋我國沿海的RBN/DGPS臺站21座，信息作用距離300公里，定位精度優于10米，就其覆蓋范圍而言，延伸VTS和AIS的作用距離，為船舶航行、航道疏浚、航標布設、海道測量等提供了高精度的GPS定位，使船舶能更好的感知自身位置，促進航行安全。

上述技術除RBN/DGPS應用于船與船的物聯外，其他技術實現所采集的數據再結合CCTV、數據中心動態、靜態等信息，通過整合到GIS平臺，為海事管理、應急輔助指揮和航海保障提供了智能管理和可視平臺，從而使得數據綜合應用和決策分析得以初步實現。

4、其他管理

在應用物聯網技術方面除了上述海事對外服務和監管外，在海事系統內部的綜合管理和拓展信息采集等方面，各直屬局也在不斷拓展。比如天津海事局研究開發“測繪設備進出庫自動感知管理系統”，通過采用RFID、條形碼自動識別技術與通信技術等物聯網技術，結合移動式PDA電子標簽感應器和設備管理系統形成了RFID監管網絡，對每臺加裝電子標簽的設備實行出入庫智能識別，提高了設備管理效率。比如江蘇海事局的移動執法終端項目“海事通”和浙江海事局的船載無線綜合指揮系統，分別應用移動終端和在海巡艇上部署微波無線通信機，延伸了信息采集的觸角，在各自海事監管領域發揮舉足輕重的作用。上述各項物聯網方面的應用都具有較高的推廣應用價值。

海事監管應用物聯網技術的發展需求和存在問題分析

盡管物聯網技術已經在海事監管中得到了局部的應用，但由于物聯網技術和海事監管均處在發展變化中，距離“全面精準感知，實現智能海事”還有相當漫長的道路要走。當前全球物聯網尚處在概念、論證和試驗階段，仍處于攻克關鍵技術、制定標準規范和研發應用的初級階段，實現物聯網需要解決一系列的問題。包括在傳感器核心芯片等方面存在核心技術的瓶頸、還未形成標準規范、信息安全問題有待解決、接入層統一協議有待制定、IPv6轉型迫在眉睫等若干問題。物聯網發展過程中的迂回曲折及現階段的技術局限一定程度上影響了其在海事監管的應用。

除了物聯網技術發展本身面臨的挑戰外，結合海事監管本身的發展需求和綜合分析現階段應用物聯網技術情況，在海事監管領域存在以下問題善待解決：

1、統一的海事標準體系有待建立

發展智能海事，其基礎是實現海事監管對象的精確“感知”，建立海事監管的“電子鏡像”，實現信息共享及綜合處理。雖然海事監管信息化及物聯網領域已經建立了一系列的技術標準，但仍難以滿足海事監管的發展需求。現有的物聯網應用物件標識各自獨立，導致形成信息孤島，這與物聯網要求的物件唯一標識的目標想違背。

2、進一步提升和完善精準感知體系

海事監管的精準感知體系，在現有的包括AIS、LRIT、VTS等技術手段中，由于各有各自的技術局限性，主要在采集感知和數據傳輸方面存在問題。數據采集是物聯網實現“物物相聯，人物互動”的基礎，物聯網的數據采集包括傳感器技術、嵌入式系統技術、采集設備和核心芯片，通過對采集設備獲得的各種原始數據進行必要的處理，以獲得與目標事物相關的信息。在海事監管現有數據采集技術手段，一方面存在標準不一、采集內容單一的問題，另一方面在交通要素涉及面和地理覆蓋面各有優劣，進而引發采集數據精度的問題，采集數據的精度是建立精準感知體系的關鍵要求之一。精確感知，顧名思義，必須具備在普適條件下的數據采集，具備高度的穩定性和可靠性，避免出現在互聯網網絡不通、郵件丟失等現象，海事監管涉及安全方面的職責對這方面要求尤其突出。

3、進一步完善感知傳輸體系

感知傳輸體系完善當前主要體現在數據傳輸效率和數據傳輸安全問題，除了現有的采集系統應用的傳輸手段外，隨著物聯網的發展，各種不同無線通信技術與網絡結構不斷融合，包括無線傳感器網絡、RFID網絡、手機網絡、3G通信網絡、微波及衛星傳輸網絡及有線寬帶等，通信網絡環境愈發復雜，其承載各類業務的基礎網絡安全性問題比現有網絡系統更加復雜，多種復雜異構的通信系統會由于自身特點對整體安全問題帶來影響。這與海事監管具備嚴密安全性和可控性要求相去甚遠，還有漫長的道路要走。因此水上交通監管要素間的信任關系、前端無線接入的認證和安全通信及安全體系的擴展等方面的研究進展是解決采集數據安全傳輸問題的關鍵。

4、進一步提升各類海事信息資源綜合應用

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[關鍵詞]物聯網；國際電子商務；RDIF；影響

[中圖分類號]F724[文獻標識碼]A[文章編號]1005-6432（2014）31-0018-02

1引言

物聯網是繼計算機、互聯網之后世界信息產業發展的第三次浪潮。物聯網被認為是下一個推動世界高速發展的重要生產力，在我國物聯網被列為國家“十二五”期間重點發展的戰略性新興產業。2012年2月14日，中國的第一個物聯網五年規劃――《物聯網“十二五”發展規劃》由工信部頒布。我國正大力推動物聯網關鍵技術研發和在重點領域的應用示范，力求“十二五”期間實現物聯網核心技術的重大突破。本文將圍繞物聯網在電子商務方面的應用問題展開分析，總結學者的不同觀點，追溯物聯網的本質和主要技術，分析其在電子商務中產生的巨大影響及作用機制，并做出簡要評論。

2國外相關研究綜述

2.1物聯網內涵方面的研究

目前，國外業界比較有代表性的物聯網的定義有以下幾種：

（1）美國麻省理工學院Auto-ID研究中心1999年最早提出的物聯網（Internet of Things）定義為：把所有物品通過射頻識別（RFID）和條碼等信息傳感設備與互聯網連接起來，實現智能化識別和管理功能的網絡。RFID 標簽可謂是早期物聯網最為關鍵的技術與產品環節，利用RFID技術，通過計算機互聯網實現物品或商品的自動識別和信息的互聯與共享。

（2）歐盟第七框架下 RFID 和物聯網研究項目簇（Cluster of European Research Projects on The Internet Of Things：CERP-IoT）于2009年9月的《物聯網戰略研究路線圖》研究報告認為，物聯網是未來互聯網的一個組成部分，可以被定義為動態的基于標準的和可互操作的通信協議且具有自配置能力的全球化網絡基礎架構。

（3）按照國際電信聯盟（ITU）的定義，物聯網主要解決物品與物品，人與物品，人與人之間的互聯。但是與傳統互聯網不同的是，H2T是指人利用通用裝置與物品之間的連接，從而使得物品連接更加的簡化，而H2H是指人之間不依賴于PC而進行的互聯。

2.2物聯網技術方面的研究

美國很多大學在無線傳感器網絡方面開展了大量工作。如加州大學洛杉磯分校的CENS實驗室、WINS實驗室、NESL實驗室等。麻省理工學院獲得了DARPA的支持，從事著極低功耗的無線傳感器網絡方面的研究。奧本大學也獲得DARPA支持，從事了大量關于自組織傳感器網絡方面的研究，并完成了一些試驗系統的研制。賓漢頓大學計算機系統研究實驗室在移動自組織網絡協議、傳感器網絡系統的應用層設計等方面做了很多研究工作。

除了高校和科研研究所之外，國外的各大知名企業也都先后參與開展了無線傳感器網絡的研究。克爾斯博公司是國際上率先進行無線傳感器網絡研究的先驅之一，旗下的無線傳感器網絡硬件產品眾多（包括IRIS，MicaZ，Imote2等），為全球超過2000所高校以及上千家大型公司提供無線傳感器解決方案。目前Crossbow公司與軟件巨頭微軟、傳感器設備巨頭霍尼韋爾、硬件設備制造商英特爾等都建立了合作關系。這些都為無線傳感器網絡進一步的發展以及最終的商業化奠定了堅實的基礎。

3國內相關研究綜述

3.1物聯網含義方面的研究

我國在2010年3月的政府工作報告中對物聯網有如下的說明：（物聯網）是指通過信息傳感設備，按照約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。它是在互聯網基礎上延伸和擴展的網絡。

石亞萍（2011）將物聯網定義為通過各種信息傳感設備，如傳感器、射頻識別（RFID）技術、全球定位系統、紅外線感應器、激光掃描器、氣體感應器等各種裝置與技術，實時采集任何需要監控、連接、互動的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置等各種需要的信息，與互聯網結合形成的一個巨大網絡。

我比較傾向于張立志（2012）對物聯網的定義：通過射頻識別裝置、無線傳感器、全球定位系統、地理信息系統等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。

3.2物聯網對電子商務發展的影響研究

孫瑋（2011）從企業庫存管理、支付環節、物流方面等方面闡述了物聯網對電子商務的推動作用。在電子商務企業倉庫管理中，物聯網技術可以通過對庫存物品信息的實時感知，形成自動化庫存，實現整個網上零售營銷體系信息共享的目的；在支付環節中，網上零售商可以加強與電信運營商之間的合作，探索比較合理的新商業模式，發展多樣化的手機支付業務；在物流方面，通過物聯網和GPS技術相結合的方式，將配送包裹模塊化，讓消費者、網上零售客戶和物流公司三方實時獲悉貨物的路線。孫瑋認為電子商務在發展中遇到了瓶頸，而物聯網的興起會使問題得到妥善解決，促使電子商務更好更快發展。

4結論

從現有研究來看，有關物聯網對電子商務發展的影響研究成果較多，研究方法相對比較成熟。目前關于物聯網對我國電子商務發展的影響比較一致的結論有：物聯網能夠提升庫存管理效率、優化網絡營銷環境、改善物流質量、提高售后服務、提升客戶滿意度等。進一步考察不難發現，已有的研究也存在一些不足：如在研究框架上，國內學者對物聯網影響電子商務發展的作用機制的分析極為少見。而要應用物聯網相關技術作用于電子商務，使電子商務更好更快發展又必須清楚其影響機理，因而這方面的研究亟待加強。

在今后一段時間內，國內的研究應從以下幾個方面進行深入：首先，強化物聯網影響電子商務發展的理論機制分析；其次，創新物聯網影響電子商務發展的相關分析方法；再次，拓寬分析范圍，即分析物聯網對電子商務不同模式發展的影響，以期為指導實踐提供有價值的參考。

參考文獻：

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[2]工業和信息化部物聯網“十二五”發展規劃[R].2012（11）

[3]石亞萍物聯網現狀分析與發展探討[J].商場現代化，2011（7）

[4]張立志物聯網環境下的供應鏈庫存管理研究[N].武漢理工大學，2012（6）

[5]王大文電子商務下的物流配送問題分析[J].中國市場，2007（15）

[6]許忠我國中小企業電子商務發展存在問題分析[J].中國市場，2009（41）

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【關鍵詞】萬物互聯 物聯網 NB-IoT eMTC LPWA

[Abstract] In order to promote the development of IoT industry， look for the IoT business opportunities for the telecom operators， the technical scope， key theoretical and technical issues of the IoT were discussed in view of analysis of the IoT architecture study domestic and abroad. The paper focused on the technology application of IoT from the perspective of the communications industry， addressing serious challenges in embracing the IoT development， and giving suggestions of concerned problems to catch the opportunity IOE development.

[Key words]IoE IoT NB-IoT eMTC LPWA

1 引言

信息領域正發生著由互聯網到物聯網的新一輪技術革命，電信業也開始步入物聯網階段，新階段有望給傳統客戶群增長放緩的移動運營商帶來新的收入來源。然而物聯網產業相對復雜，具有領域廣泛、主體眾多、專業性強等特征，呈現出一個令人困惑的格局，許多一度被認為是不同行業的公司開始爭奪相同的客戶和資源。本文從電信行業角度出發，分析運營商關注的物聯網技術的發展和應用，探討運營商在物聯網發展中的布局。

文章主要關注3個方面的內容：

（1）物聯網的定義和技術范疇界定。根據國內外近年大量對于物聯網深入系統研究的相關工作分析，較為準確地把握物聯網定義和技術范疇，以及其未來發展方向。

（2）物聯網技術應用研究。物聯網市場和技術研究領域有許多值得深入探討的問題，萬物互聯市場應用業務種類繁多，產業界各方協力推動物聯網相關技術的商業進程。但同時本文對最新的理論和技術研究進行梳理，著重從電信行業的角度討論基于移動通信網絡的物聯網技術應用研究。

（3）電信運營商在物聯網發展中創造服務新價值。探討運營商如何應對物聯網發展所帶來的挑戰，抓住萬物互聯發展新機遇的一些問題。

2 基于移動通信網絡的物聯網技術應用

物聯網理論和技術研究領域有許多值得深入探討的問題，這里主要從電信行業的角度，討論基于移動通信網絡的物聯網技術應用研究[1-5]。

2.1 技術比較與選擇

物聯網業務種類繁多，難以以單一技術滿足[6-8]，按網絡性能和覆蓋要求，物聯網的無線通信技術大致可劃分為高/低速率、短/長距離四個象限分布：一類象限是Zigbee、Wi-Fi、Bluetooth、Z-wave等短距離通信技術；二類象限是LPWAN（Low-power Wide-Area Network，低功耗廣域網），即廣域網通信技術，LPWA又可分為兩類：一類是工作于未授權頻譜的LoRa、SigFox等技術，另一類是工作于授權頻譜下，3GPP支持的2G/3G/4G蜂窩通信技術，比如EC-GSM、LTE Cat-m、NB-IoT等；三類象限是傳統的2G/3G/4G蜂窩技術；而4G拓展演進和5G技術發展涉及了四個象限。事實上，四個象限的技術涉及范圍相互交織，如圖1所示：

面對各種興起的物聯網技術，其中長距離類業務最適合運營商網絡承載。LPWA連接規模巨大，同時也存在多個通訊陣營標準的競爭，是運營商掌控入口、爭奪市場的主戰場，從運營商的角度上更關注3GPP主要的3種標準：LTE-M、EC-GSM和NB-IoT，分別基于LTE演進、GSM演進和Clean Slate技術。

（1）LTE-M（LTE-Machine-to-Machine）

LTE-M是基于LTE演進的物聯網技術，初期在R12中被稱為“Low-Cost MTC”，在R13中被稱為“LTE enhanced MTC（eMTC）”，旨在基于現有的LTE載波滿足物聯網設備需求。LTE-M覆蓋增強15 dB增益，可支持語音、高速移動（

（2）EC-GSM（Extended Coverage-GSM）

EC-GSM，即擴展覆蓋GSM技術。隨著各種LPWA技術的興起，傳統GPRS應用于物聯網的劣勢凸顯。2014年3月，3GPP GERAN #62會議“Cellular System Support for Ultra Low Complexity and Low Throughput Internet of Things”研究項目提出，將窄帶（200 kHz）物聯網技術遷移到GSM上，尋求比傳統GPRS高20 dB的更廣的覆蓋范圍，并提出了五大目標：提升室內覆蓋性能、支持大規模設備連接、減小設備復雜性、減小功耗和時延。2015年，TSG GERAN #67會議報告表示，EC-GSM已滿足五大目標。GERAN將繼續研究EC-GSM，直到R13 NB-IoT標準凍結。

（3）NB-IoT（Narrow Band-Internet of Things）

2015年8月，3GPP RAN開始立項研究窄帶無線接入全新的空口技術，稱之為“Clean Slate CIoT”。NB-IoT技術并不基于GSM，而是一種Clean-Slate方案。

NB-IoT是3GPP R13階段LTE的一項重要增強技術，射頻帶寬可以低至0.18 MHz。目前基于LTE FDD系統對NB-IoT的支持，標準已完成大部分，預計將于2016年6月凍結；標準上TD-LTE系統暫不支持NB-IoT技術。NB-IoT的物理層設計也大部分沿用LTE系統技術，如上行采用SC-FDMA，下行采用OFDM。高層協議設計沿用LTE協議，針對其小數據包、低功耗和大連接特性進行功能增強。核心網部分基于S1接口連接，支持獨立部署升級兩種方式。

NB-IoT是NB-CIoT和NB-LTE兩種標準的融合。NB-CIoT是由華為、高通和沃達豐聯合提出，NB-LTE是由愛立信、諾基亞、中興、三星、英特爾、MTK等廠家提出。NB-CIoT提出了全新的空口技術，相對來說在現有LTE網絡上改動較大，是六大Clean Slate技術中唯一滿足TSG GERAN 67#會議中提出的五大目標的蜂窩物聯網技術，特別是NB-CIoT的通信模塊成本低于GSM模塊和NB-LTE模塊。而NB-LTE更傾向于與現有LTE兼容，其主要優勢在于容易部署。最終，在2015年9月的RAN 69#會議上協商統一形成NB-IoT，平衡了各方利益，并適用于更廣泛的部署場景。

傳統的蜂窩移動通信技術在物聯網應用場景下面臨著幾大挑戰，主要包括：1）網絡覆蓋范圍小；2）終端電池壽命短；3）達不到深度覆蓋而影響業務質量；4）模組成本居高不下。而NB-IoT技術具有廣覆蓋（20 dB增益）、低功耗（10年電池壽命）、大連接（50k連接數每小區）和低成本（模組成本降至5美元以下）的優點，成為運營商低速低功耗物聯網建設的技術首選。第三方分析公司Machina預測，NB-IoT未來將覆蓋25%的M2M連接。

另外，基于標準的3GPP蜂窩技術并不是物聯網的唯一解決方案。低功耗廣域（LPWA）領域還有Sigfox和LoRa等專有系統在與蜂窩技術展開競爭。基于標準的解決方案相比專有解決方案的優點在于標準規模和許可的頻譜使用：基于標準的解決方案出自3GPP標準，3GPP為GSM、 UMTS和LTE等移動技術設立全球標準；基于標準的解決方案使用獲得許可的頻譜，而專有系統與Wi-Fi、Bluetooth和ZigBee一樣，使用未經授權的頻譜。

2.2 應用場景及進展

物聯網業務種類繁多，存在多種解決方案[9-12]，各種物聯網應用要求和技術的選擇影響服務質量（QoS）、成本效率和其他指標。而從物聯網通信要求看，大概可歸納為如下幾點：1）上行鏈路和下行鏈路的數據傳輸速率的要求；2）物聯網應用覆蓋范圍要求；3）物聯網應用所需的時延范圍要求；4）物聯網應用中連接物聯網設備的數量要求；5）物聯網設備的電池要求；6）內容安全維護的要求。

從物聯網連接分類看，大致可分為3類主要應用場景，如表1所示。

萬物互聯已成為全球運營商積極布局的重要戰略方向，主流運營商將IoT產業作為營收增長的新引擎。Vodafone自建并運營了全球第三大M2M平臺（GDSP）；AT&T推出了一個基于云的數據存儲服務M2X，以及一個用來為物聯網世界構建應用的開發門戶網站“Data Flow”，重點布局車聯網、物流跟蹤管理等業務；SK Telecom2016年計劃在全國范圍部署基于LoRa協議的LPWA網絡。我國三大運營商也開始發力物聯網業務。

3 移動運營商策略建議

物聯網的發展給運營商帶來了不小的挑戰。由于運營商對實體行業的了解不夠，缺少相應行業專家，故對需要聚焦的垂直領域、需要發展的物聯網核心業務把握不準確。二是技術方面，很多物聯網業務有其自身的特性需求，包括對時延、高可靠性的要求或高并發、廣覆蓋的要求等，運營商作為管道和網絡設施提供者，要考慮怎樣才能經濟有效地支撐各種各樣的物聯網業務。三是物聯網終端方面，物聯網終端的集采、渠道鋪設都有很大困難，而且工業級物聯網要求高，如何衡量數量與成本的關系是個大問題。四是安全方面，需要一個端到端的安全信息設計，能對系統的安全做主動的監測、修復和系統的升級[13-14]。

運營商需借助自身優勢，迎接物聯網發展的挑戰，抓住萬物互聯發展新機遇，尋求新型商業模式，創造新服務價值。

（1）切入點：電信運營商需要有針對性地選擇擁有現有優勢的垂直行業或有高收入價值的垂直行業。

物聯網的應用市場有無限可能，有針對性地選擇和發展垂直行業是最緊迫的問題之一。由于許多企業希望其供應商有特定行業的知識，則電信運營商的初始焦點應該集中在擁有現有優勢的垂直行業或有高收入價值的垂直行業。并且對于未有現有優勢或類似購買模式經驗的垂直行業來說，移動運營商應該與第三方服務和應用提供商合作，構建特定行業的解決方案。

運營商切入物聯網的獨特優勢在于無線網絡基于授權頻譜，傳輸更具可靠性和安全性，而且運營商具有豐富的網絡運維經驗，可以幫助物聯網業務提供商解決網絡部署和維護問題。

一方面，移動運營商及其服務合作伙伴可先鎖定帶寬需求較高、電池壽命和模塊成本不形成障礙的物聯網應用，比如車聯網高清視頻監控等應用。首先，支持這些應用的網絡和模塊已經到位。其次，在物聯網重點行業領域中，消費電子及汽車行業ARPU最高，占總市場份額56%，以全球生產制造、全球銷售、全球部署的產業形態為主，是最有價值的市場。再次，鑒于蜂窩網絡帶來了低速率網絡無法提供的新機會，能滿足車聯服務等高速安全的價值創造要求，因此運營商在車聯服務這些新物聯網應用的垂直行業處于有利的發展位置。

另一方面，現有LTE技術不適應帶寬需求較低、且在電池壽命和模塊成本方面有瓶頸的物聯網應用。首先，模塊還沒有準備好支持相應的應用需求。其次，許多垂直行業可能已經在使用GSM模塊，而GSM模塊也以較長的更換周期著稱，故基本沒有時間窗口來取代這些模塊。對于這類垂直行業，移動運營商及其服務合作伙伴需要采取更大投入推出NB-IoT等新網絡建設，來規劃定位于運營商級、基于授權頻譜的低速率物聯網市場，例如智能停車、智能抄表、智能井蓋等，雖然ARPU很低，但規模很大，擁有廣闊的應用前景。

特別是針對一些行業壁壘比較高的業務應用，例如在水電氣熱等公共事業服務和車聯網領域等，建議運營商盡早參與，即使早期輕量參與收益較薄，但搶占了行業市場先機后，后期有望規模響應。

目前來看，車聯網、智能家居、安防監控和智慧投資等幾個垂直領域是較好的切入點。

（2）建網：物聯網的發展、窄帶物聯網的出現促進了運營商的網絡重構，運營商需積極發展窄帶物聯網部署，推動多網絡協同。

物聯網從一個碎片化市場驅動邊緣的應用技術逐漸發展成為了一個互聯網+的核心技術。上文介紹的物聯網3類主要應用場景中市場占比最大的傳感類、控制類連接的連接速率要求很低，但對功耗和成本非常敏感，且分布很廣、連接數海量，現有的4G技術速率高、成本高，而2G能力弱且無法長期存在，故都無法滿足LPWA業務需求。從技術能力角度看，NB-IoT最匹配LPWA業務需求，是運營商搶占窄帶物聯網市場的重要手段。

1）面向不同細分市場考慮網絡改建或新建。NB-IoT在覆蓋、功耗、成本、連接數等方面性能最優，最符合低速物聯網領域的業務需求；NB-IoT無法滿足對移動性及速率要求較高、數據量大、需要語音業務的應用需求，則可考慮eMTC等候選技術。內容涉及到芯片模組、無線網絡、核心網絡、平臺的新建改造，如核心網即考慮現網升級或疊加組網；如無線網則考慮頻點選擇、獨立新建或基于站點升級組網方案，或采用BBU集中化低成本部署等。

2）大數據分析提升物聯網應用的價值。電信運營商既有平臺主要還是面對通信和各個分離業務，物聯網平臺建設策略要考慮構建大數據運營服務基礎，建設數據業務云平臺，利用云計算技術，把通訊、資費、補貼、定位、上網的信息行為整合后分析，匯聚所有物聯網數據，避免在NB-IoT時代被互聯網公司通道化。

3）打造開放合作的平臺。把物聯網定義為一種在全球范圍內的信息基礎設施或網絡，從而可以在物聯網這類基礎設施之上運行無數的智能應用和服務，因此不管是運營商還是設備商，一定是相互合作的關系，運營商打造物聯網生產平臺一定是開放的，絕對不是封閉的系統，各方合作研發，實現能力聚合、業務快速開發和部署。

4）做好系統成本評估和效益評估。NB-IoT涉及頻點選擇，騰頻有難度，故需要新建或改造網絡，會產生一定的建設風險和投入成本，則需要做好系統成本評估和效益評估。

（3）終端：引導產業研發具有低成本、低功耗、高可靠性技術優勢的芯片和終端產品方案。

運營商在終端領域的工作重點主要是產業引導方面，引導研發具備低成本、低功耗、高可靠性技術優勢的芯片和終端產品方案，降低應用開發的難度，關注點包括：

1）模組標準化。通過模組的標準化實現規模化，包括芯片集成化、射頻前端集成化、硬件接口標準化等，降低物聯網應用部署成本。

2）電池壽命長。低功耗類物聯網應用要求終端續航時間長，且其應用環境復雜，則需要推動長續航電池產業發展。延長電池壽命可以通過幾種不同的方法，比如簡化終端（與LTE寬帶調制解調器/模塊相比）以及改變它們與網絡通信的方式，包括只使用一條天線，從而限制終端連接到網絡的間隔時間，或以較低（1 Mbps）或更低的速率來運作等。

3）功能集成化。低成本和低復雜性要求是聯系在一起的，提高集成度可以降低芯片/模組的功耗和成本，也有助于降低終端和應用的研發門檻。

（4）安全：物聯網連接端點無需人工干預是一個本質的變革，故需要有一個端到端的安全信息設計。

預計在未來會有大量的終端連接到互聯網，物聯網隨時連線，并由終端驅動，不需要人工參與。物聯網連接端點無需人工干預是一個本質的變革，長期無人值守的運作需要有一個端到端的安全信息設計，能對系統的安全做出主動的監測、修復和系統升級。運營商發展物聯網，首先需要考慮這一基礎設施可能帶來的各種安全威脅，以及安全防護手段。

物聯網帶來的安全挑戰來自多方面，可大致分為：1）規模，即管理的終端數量；2）數據量，即由大量終端傳輸的數據量，3）隱秘，即一個被攻擊的傳感器可能不會被人發現，并逐漸開始破壞活動。

因此對于運營商發展物聯網在安全防護方面有以下幾個關注點：

1）端到端安全傳輸。運營商可考慮采用網絡分段（vLAN）和虛擬專用網絡（VPN）等安全傳輸保護方式實現端到端安全傳輸。例如向傳感器網絡分配專用vLAN或多個vLAN，有助于保留住流量，然后將這些流量分配到企業網絡其它區域的終端，通過VPN也可實現物聯網終端“第一英里”的保護等；或可采用由SP自行完成端到端安全傳輸保護。

2）邊界安全。使用諸如防火墻、入侵檢測/預防系統（IDS/IPS）和數據丟失防護（DLP）等邊緣安全產品調解物聯網和其他網絡之間的通信安全。可引入大數據安全管控平臺解決網關及開放平臺與開放網絡中的業務系統間的數據訪問傳輸安全，對數據訪問進行認證和授權，檢測異常行為，實現敏感數據脫敏、生成數據關聯視圖等。

3）終端安全加固。窄帶物聯網終端需考慮無人值守、能力受限等帶來的安全新挑戰與新需求，如機卡綁定與軟件防篡改、數據的安全存儲、固件系統的安全更新和特定場景下的隱私保護。

另外，運營商正努力參與標準的制定，幫助定義和推動標準采用，將這些標準融入到公司產品中，增強運營商對物聯網的安全防護能力。

4 結束語

本文根據國內外近年大量的對于物聯網深入系統研究的相關工作分析，對最新的理論和技術研究進行梳理，著重從電信行業的角度出發，討論基于移動通信網絡的物聯網技術應用研究，探討運營商在物聯網發展中遇到的挑戰，抓住萬物互聯發展新機遇的關注問題，提出運營商在物聯網發展中的布局建議。未來物聯網能否為電信業帶來語音或流量級別的收入規模有待關注。

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篇8

【關鍵詞】移動物聯網 車聯網 低數據速率 GPRS CDMA 1X

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2016.12.017 中圖分類號：TN929.5 文獻標志碼：A 文章編號：1006-1010（2016）12-0078-04

引用格式：趙小江，祝海云，徐福新. 低速移動物聯網的移動通信技術發展和產業化方向[J]. 移動通信， 2016，40（12）： 78-81.

1 引言

從手機和移動寬帶衍生發展而來的M2M模塊在行業應用信息化中得到大力應用，移動物聯網成為一個新興市場。戰略無線業務咨詢公司Northstream曾公布了它對2016年全球移動電信行業走勢的預測：預計“物聯網黃金時代”將拉開序幕。目前承載移動物聯網的主要無線傳輸網絡包括2G（2.5G）/3G/4G移動網絡、Wi-Fi網絡、ZigBee、藍牙等，并且大約70%的移動物聯網都是以低數據速率的低端通信模塊為主。本文將主要探索低數據速率移動物聯網的通信技術發展方向和產業化方向，并以車聯網為例進行探討。

2 車聯網結構

截至2015年6月底，全國機動車保有量達2.71億輛，電動自行車保有量也已突破2億輛。汽車、摩托車、電動自行車已經成為各個階層工作、生活中必備的交通工具，但被盜現象卻時有發生，因此用戶對車輛防盜、定位管理需求日益強烈。此外，一些快遞物流、外勤服務、車隊管理、汽車租賃管理等不僅需要車輛定位，而且使用軌跡輔助生產調度管理、里程數量統計、圍欄管理等應用。車輛的運行狀況也是車主非常期望掌握的，這通常需在汽車4S店或者車輛維修點才可以查看。而目前機動車車載自動診斷系統“OBD Ⅱ”已經可以提供外部接口車況檢測或者汽車廠家直接通過其ECU（Electronic Control Unit，電子控制單元）接口完成車況檢測，甚至電動自行車也已經結合控制器可以提供車況檢測和電池電量管理等功能。

車輛防盜定位、生產調度管理、車況檢測等都驅動了車聯網平臺的誕生。車聯網組成不僅包括車輛本身，而且還包括車聯網終端、用戶智能手機/電腦、GPS衛星定位系統、車聯網云平臺，并依賴移動通信數據網、互聯網完成，具體如圖1所示：

車聯網終端先通過GPS衛星實時獲取地面行駛車輛的位置信息，再通過移動通信數據網絡與車聯網云平臺之間建立通信。車聯網終端除了包括由單片機組成的控制模塊外，還包括定位模塊、通信模塊以及智能傳感模塊。

定位模塊以GPS芯片為基礎獲得車輛所在的地理位置信息，實時不斷地接收GPS衛星信號，提供車輛運動狀態數據，包括車輛經緯度信息、運行速度、運行方向、時間信息等。

通信模塊在圖1中可與車聯網云平臺和用戶手機/電腦終端進行數據交換，目前通信網絡和終端模式可以基于2G、3G、4G甚至Wi-Fi網絡。但考慮定位和車輛控制的交互數據量小（主要包括控制信令、GPS經緯度、車況檢測等數據），而且室外移動范圍廣，同時結合移動物聯網成本的考慮（終端2G通信模塊與終端4G通信模塊的價格約相差3至8倍），因此圖1中車聯網終端連接車聯網平臺所需的移動通信數據網絡主要基于2.5G移動網絡為主，這包括GPRS（GSM）網絡和CDMA 1X（CDMA）網絡。

智能傳感模塊包括防盜模塊和車體性能感知模塊。其中，防盜模塊在用戶設置防盜功能后，通常利用GPS位置信息形成電子圍欄和G-Sensor（重力傳感器）感知車輛被觸碰或劇烈震動通過系列算法觸發整車被盜報警，或者通過斷電感知電池被盜，即可向用戶手機發送報警信息，這種模式基本可以避免誤報警；車體性能感知模塊包括電池電量和車況檢測功能等，讓車況信息黑匣子可以向用戶直觀展現。

車聯網云平臺除了包括存儲車輛的各種數據檔案信息外，還包括軌跡、綁定智能手機和智能終端關系、車輛報警記錄等。用戶智能手機和電腦終端可以利用圖1中無線數據網絡（這可以是各類制式的2.5G、3G、4G移動數據網絡或者Wi-Fi網絡）或者有線數據網絡連接車聯網云平臺，實時查看車輛信息、接收報警信息或控制車輛，以確保報警的有效性和遠程可控性。

3 低數據速率移動通信相關技術和特性

在車聯網中的應用

在移動物聯網中，大量的應用如車聯網、抄表業務、智慧農業、工業自動化、可穿戴設備、安防等，由于沒有穩定的Wi-Fi覆蓋，只能基于移動通信網絡。2G網絡（GSM和CDMA）經過較長時間的建設運行維護，網絡覆蓋面廣、覆蓋質量佳，特別是2G終端芯片相比3G/4G價格低廉優勢明顯，因此結合低速需求和成本控制的要求，GPRS和CDMA 1X低速數據網絡還是大有用武之地。如果后期手機用戶大量遷移到4G VoLTE網絡，空余的2G頻率和網絡或許可以迎合快速發展的低速移動物聯網無線承載容量需求。由于3G網絡（CDMA EV-DO和WCDMA）通信模塊的價格始終無法靠近2G通信模塊，因此在低數據速率移動物聯網中很難找到應用的切入。在當前4G時代，LTE與移動物聯網之間總是存在一條難以跨越的鴻溝，其中成本是主因。

3GPP組織在LTE Release 13版本中所研擬的LTE-M標準目前暫時被各方看好，具備低功耗、低傳輸速率和高覆蓋率三項特點，該規格的目標是達到100～200 kbps的最高傳輸速率，但標準尚在制定中，最為關鍵的成本看是否能突破。下面將主要探討當前廣泛應用的GPRS和CDMA 1X相關技術及產業在車聯網中的應用發展態勢。

3.1 終端通信模塊開發

在車聯網中，車聯網終端在不同的通信制式中，主要是通信模塊上的差異，但其也是影響車聯網終端的重要成本。構成通信模塊主要是GSM芯片和CDMA芯片的差異。

GSM芯片廠家眾多，在MTK、展訊、互芯、Mstar等，GSM已經沒有專利費；而在CDMA芯片，目前主要有高通、英特爾（2015年收購了威睿電通），且專利主要集中在高通手中。由于高通專利費、入門費居高不下；CDMA支持廠家明顯弱于GSM，而且CDMA模塊套片價格也高，CDMA成本約高于GSM模塊2至3倍，因此基于CDMA 1X模塊的車聯網移動終端生產成本相對較高，CDMA 1X模塊在工業領域有較大幅度落后于GSM/GPRS模塊的應用。

目前在移動物聯網終端包括車聯網終端也出現一些新的開發模式，有些開發者摒棄采用模塊化開發的模式，改為采用芯片開發共享ARM和FLASH的方式，以大幅降低成本，但這種開發模式難度大、周期長、產品穩定性對開發者要求更高。

3.2 移動物聯網號碼開卡

我國手機終端普遍采用機卡分離的模式。中國移動和中國聯通的GSM手機終端通常采用SIM（Subscriber Identification Module，用戶身份識別卡）卡，是手機的一張個人資料卡；而中國電信CDMA手機終端通常采用UIM（User Identify Module，用戶識別模塊）卡，是接入網絡系統的標識和身份驗證。在移動物聯網終端應用中，通常也是采用SIM卡（UIM卡）+卡槽的模式。

但是在車聯網應用中，運行環境較差，耐高溫、低溫，抗劇烈震動等對移動物聯網終端要求較高。據統計，5%～10%的機械障礙與SIM卡（UIM卡）和卡槽的耦合有關，這也是部分用戶在使用車聯網終端中反饋質量問題的一個重要方面。目前，基于CDMA的車聯網移動物聯網終端已經重新啟用在北美較為廣泛使用的燒號開通號碼模式，這不僅節約了UIM卡和卡槽成本，而且較好地提升了產品質量的穩定性。另外，在一些統一運營的行業應用業務模式中，行業應用業務管理者或者經營者期望通過燒號，形成號碼與物聯網終端一體化，避免SIM卡被非法挪用產生額外費用和網絡違法行為。

目前CDMA燒號通常有兩種模式：OTA（Over-the-Air Technology，空中下載技術）燒號模式和電腦數據線手編燒號模式。具體如下：

（1）OTA模式：電信運營商提供的身份識別鑒權數據無線遠程傳輸到移動終端內。這通常需要終端撥打*228或*22800，通過系統支撐完成。*228或*22800等同于緊急特服，在協議中規定即使運營商中沒有開戶注冊，手機終端也可以有權限默認撥打。

（2）手編模式：完成移動物聯網終端號碼開戶后，從相關渠道獲取手機卡五碼數據，并且改ESN（Electronic Serial Number，電子序列號），然后通過電腦軟件寫入移動物聯網終端，使其具備注冊入網資格。在車聯網應用中，基于CDMA 1X終端只要三碼IMSI（International Mobile Subscriber Identification Number，國際移動用戶識別碼）、AKEY（Authentication Key，鑒權碼）、ESN即可。

由于GSM沒有燒號協議支撐，因此SIM卡槽的質量要求顯得特別重要。為了提升產品的穩定性，有些開發者采用SIM卡與卡槽焊接的方法變通來解決SIM卡與卡槽之間松動造成的機械障礙和仿一體化問題。

3.3 移動網絡性能要求

（1）抗干擾性。車聯網或者其他移動物聯網所處的環境通常較為復雜，有人為無線干擾器或者其他應用的干擾。在通常的網絡設計和規劃中，對于基本相同的誤幀率要求，GSM系統要求到達基站的手機信號的載干比通常為9 dB左右，由于CDMA系統采用擴頻技術，擴頻增益對全速率編碼的增益為21 dB，所以對解擴前信號的等效載干比的要求小于-14 dB，GSM對底噪的要求更為嚴格。

（2）安全保密性。當前GSM網絡偽基站不僅對手機造成脫網影響，而且對所處的基于GSM模塊的移動物聯網終端造成脫網影響。此外，GSM手機短信、通話可被黑客監聽也一直困擾著GSM的安全。而CDMA網絡中手機與基站是雙向驗證，同時要在CDMA的42位PN碼中去猜測某一編碼有如大海撈針，可以有效保護空口安全，無線解密器無法攻破。

（3）2.5 G網絡吞吐率。在支持低速率物聯網應用上，GPRS（GSM）支持最大42.8 kbps、85.6 kbps上/下行數據傳輸速率，CDMA 1X（CDMA）支持最大153.6 kbps上/下行對等數據傳輸速率。在低數據速率應用中，CDMA模塊比GSM模塊可以支持相對更高的峰值速率。

4 結束語

車聯網應用已經在某些汽車、智能電動自行車、摩托車出廠中開始預安裝，也有部分行業應用用戶或者個人用戶后安裝車聯網終端，預測其今后將有廣闊的市場空間，而且用戶忠誠度相對較高。本文通過從車聯網應用分析來看低數據速率移動物聯網涉及移動通信技術應用發展態勢，雖然近年來高數據速率移動通信技術更新迭代非常快，但是低數據速率通信技術或許有更穩定且獨到的應用場合和應用空間。“技術為市場服務”，市場的需求將促使基于2.5 G的低速移動通信數據網絡可能伴隨著不斷更新的高速移動通信網長期并存。

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作者簡介

趙小江：高級工程師，碩士畢業于浙江工業大學，現任中國電信股份有限公司杭州分公司無線維護中心經理助理，從事CDMA、LTE移動網絡維護工作。

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【關鍵詞】電信運營商 物聯網 應用層 網絡層 感知層

1 引言

IBM認為“計算模式存在十五年周期定律”（如圖1）。自1995年比爾·蓋茨在《未來之路》一書中提及“物聯網”概念以來，以美國為代表的發達國家意識到“以信息感知為特征的物聯網是信息產業發展的必然趨勢，是信息技術革命的第三次浪潮”，紛紛將物聯網發展提升至前所未有的高度，目前歐美及日韓等信息技術能力和信息化程度較高的國家與地區在物聯網應用深度、廣度等方面處于領先地位。如美國成為物聯網應用最廣泛的國家，其RFID應用案例占全球59%。（數據來源：工信部電信研究院）

從國內物聯網發展看，2009年8月國務院總理在無錫視察時提出要大力發展物聯網技術，從此拉開了我國物聯網發展序幕。當前學術界和企業界紛紛響應，已在物聯網的概念、內涵、發展瓶頸及商業模式、示范基地建設、行業應用項目推廣、高校學科建設等領域取得一定成果，但從電信運營商的視角深入認知物聯網定義及其技術發展趨勢的研究成果較少，本文將就此命題展開研究。

2 物聯網定義及認識

關于“物聯網”的定義，傳感、通訊、網絡、處理、云計算等領域都從自身角度去闡述和放大，麻省理工學院（MIT）、國際電信聯盟（ITU）、歐盟（EU）、維基百科（Wikipedia）、工信部電信研究院（CATR）等機構和相關學者亦各有觀點。本文將從“說文解字”及電信運營商實踐的角度來探討物聯網定義及認識：

從“說文解字”的角度看物聯網（Internet of Things），“Internet”指計算機通過標準協議連接形成的全球性網絡，“Things”指客觀世界的物理實體；因此，“Internet of Things”指由可唯一標識的物理實體通過標準協議形成的全球性網絡。

從電信運營商實踐角度看，利用感知技術，通過物體上裝載的電子標簽（RFID）、傳感器、二維碼等，經過接口與網絡傳輸互聯，從而賦予物體智能，進行感知、傳遞、計算、處理和知識挖掘，實現人與物、物與物隨時隨地的信息交互和無縫鏈接，達到對物理世界實時控制、精確管理和科學決策的目的，這種將物體聯接起來的網絡被稱為“物聯網”。它具備規模性（只有具備規模，物體的智能化才能顯現）、流動性（必須保證物體在運動甚至高速運動狀態下都能隨時隨地溝通）以及安全性（涉及國家安全、商業機密和個人隱私保護，需要自主知識產權的核心技術）等三個特點。

3 相關研究評述

近年來，我國物聯網研究成果主要涵蓋學術理論與電信運營商實踐兩個層面，主要集中在物聯網概念、本質、產業鏈、技術體系、商業模式、演進路徑、發展現狀及瓶頸、對策等方面，基于運營商視角的物聯網技術發展趨勢研究成果較少，具體如表2所示。

4 基于運營商視角的物聯網技術發展趨勢

分析

當前社會各界對于物聯網技術體系架構的認識基本一致，一般分為感知層、網絡層和應用層等，本文基于運營商實踐對各層再細分，得到基于電信運營商視角的物聯網技術體系架構，其中終端接入層、平臺層及應用層為運營商關注重點，具體架構見圖2。

4.1 應用層技術發展趨勢分析

行業應用先行。從國內外物聯網應用發展情況預判，國內物聯網將率先在規模大、信息化程度高的重點行業領域實現突破并形成規模，同時物聯網應用還將不斷發展和縱向延伸，成為新的經濟增長點。潛力型應用領域見表3。

要使物聯網作用得到充分發揮，需要功能強大的信息系統來實現智能處理，而云計算的三種服務模型提供了與物聯網無縫融合的切入點，即軟件即服務（SAAS，Software-as-a-service）、平臺即服務（PAAS，Platform-as-a-Service）和基礎設施即服務（IAAS，Infrastructure as a Service）。基于電信運營商視角的云計算與物聯網技術架構融合如圖3所示。

智能識別技術將極大拓展視頻監控系統的應用領域和能力。計算機智能識別技術可精確幫助視頻監控系統從紛繁的視頻圖像中分辨出目標信息，一旦目標在場景中出現并違反預定規則，系統就會自動報警。具體優勢如下：

（1）主動式服務：在事件發生過程中及時分析事件發展趨勢，避免惡性事件發生；

（2）7*24小時服務：可進行不間斷的視頻分析，提供全天候防范；

（3）加快響應速度：對于安防應用，能自動發現監控畫面異常情況，使安防人員可以更迅速地處理緊急事件；

（4）挖掘商業價值：從視頻畫面中分析得出有價值的商業信息。

4.2 網絡層技術發展趨勢分析

接入自由權是固定通信網（重點指光纖網）與物聯網融合的焦點。光纖網可讓物聯網在任何時間、任何地點，以任何方式實現更便捷、更智能、更足量帶寬、更安全的接入。

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【關鍵詞】物聯網 技術理念 應用策略

1 前言

隨著社會經濟活動的愈加頻繁，商品的交換在現代貿易行為中更加注重信息的傳遞，因此在為了滿足人們對人與物、物與物之間的信息傳遞，物聯網概念逐漸浮現在人們眼前。現代物聯網技術是傳統的互聯網技術在用戶端的延伸與拓展，物聯網技術不僅極大地豐富了互聯網技術的內涵，更是對人類商業活動產生了巨大的影響。但是我國的物聯網還處于起步階段，相關技術理念還沒能得到深入地開發應用。

2 物聯網技術的特點

2.1 主動感知性

區別于傳統的互聯網技術僅作為信息傳遞和處理的技術手段，物聯網技術要求實現對人與人、人與物、物與物之間的主動感知，即通過射頻識別裝置、傳感器、二維碼等信息識別設備及載體設備完成對物體存在信息的即時感知。該過程的工作原理是通過在物體內的微型感應芯片向區域內的傳感器傳遞信息再與局域無線網絡、互聯網等通信網絡進行信息交互實現對物理世界信息的感知。

2.2 可靠的信息鏈

物聯網技術主要是通過區域內的有線、無線等信息傳輸方式進行實時的信息傳遞，在這個過程之中，物聯網技術還涉及將所傳遞的信息進行整理及初步的處理。因此，物聯網技術相對于其他信息傳遞技術而言在使用過程對信息鏈的可靠性要求更高，信息的完整度必須要得到最大限度地保證。

2.3 龐大的數據信息

一方面物聯網技術是從傳統互聯網技術中發展而來，另一方面物聯網技術的對象不僅僅包含了人與人還包含了人與物、物與物，因此物聯網技術的數據來源較傳統互聯網而言更加龐大。龐大的信息源意味著物聯網必須具備處理海量數據信息的能力，這也是物聯網技術在實際應用中最需要克服的關鍵所在。

2.4 智能化處理

物聯網區別于傳統互聯網的關鍵一點在于信息處理的智能化。傳統的互聯網技術要求對信息進行邏輯分析處理或對信息數據進行建議的智能化處理，但是在物聯網領域，超常規的智能化處理是對數據處理分析的基本手段。這也是未來物聯網技術能夠應用于商業網絡運行的關鍵。

3 物聯網技術的關鍵理念

3.1 信息的采集

物聯網技術的數據依賴于射頻識別設備、傳感器、電子標簽等設備共同作用完成的信息采集過程。這其中電子標簽一般被用作于物品的條形碼、二維碼等包含有物品相關信息的可被設備識別的標簽。而電子標簽的規范化也決定了在物聯網技術中各類物品之間信息傳遞的準確性。射頻識別設備主要被用于識別物品的電子標簽，通過對存儲在物品電子標簽上的信息的讀取，射頻識別設備完成了對物品信息采集的第一步。而傳感器在物聯網技術中的應用則是將客觀物理世界中的各種物理信號轉變成為相關的信息，并將這些信息傳遞至物聯網中作為對物理信息記錄的關鍵數據。

3.2 網絡通信技術

物聯網技術是從傳統互聯網技術發展而來的新型的信息傳輸技術。因此，物聯網技術的核心關鍵在于信息的傳遞。盡管在實際的應用中，不論有線與無線均可實現物聯網信息的傳遞，但是無線技術以其更加便捷的性能成為物聯網技術發展的主流信息傳輸技術。另一方面，各類網絡通信技術的迅猛發展在一定程度上也為物聯網技術提供了發展的原動力。

3.3 智能云處理技術

本文在前文已經對物聯網龐大的信息容量的特點作了一定的分析。由于物聯網連接了海量的傳感器節點，龐大的信息需要被統一進行整合處理，而在傳統的互聯網技術中，該情況容易造成網絡中沉淀大量冗余信息。因此，在物聯網技術中智能云處理技術顯得尤為關鍵。通過對海量數據進行融合處理，再通過相關智能技術的處理加工，物聯網技術為人類提供極大的便利。

4 物聯網技術應用策略分析

4.1 商品生產環節的應用

隨著對生活品質要求的逐步提高，人們對所使用的商品的品質來源也更加關注。將物聯網技術應用于商品生產環節，不僅可以幫助企業實現生產線的自動化水平，更可以幫助消費者了解相關商品的生產信息，保證商品質量。

4.2 商品流通環節的應用

現代物流業對物品流動信息的處理可以通過物聯網技術得到更進一步地提升。通過物聯網技術，人們可以及時地獲取商品的物流位置等相關信息，也可以了解到商品在倉儲、周轉、運輸過程中的實時情況，保證了商品信息在流通環節的準確順暢。

4.3 商品使用環節的應用

將物聯網技術應用于商品使用環節，可以幫助企業及時了解商品的流向以及商品在使用過程中暴露出的相關問題，便于企業及時調節生產策略與改進工藝。

5 結語

對比發達國家，我國的物聯網技術還有相當大的提升空間。這其中包括向技術標準、建設規范等還沒能得到充分地完善。因此，著眼于未來長期的發展，我們還需要持續加強物聯網建設。相信未來在物聯網技術的發展下，我們的生活會更加精彩。

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作者簡介

張鷹（1971-），男，湖北省武漢市人。大學本科學歷。現為河南省科學院應用物理研究所有限公司助理研究員。主要研究方向為計算機科學與電子技術應用。