物联网产业调研分析报告

1、物联网产业调研分析报告目录第三章 物联网行业应用发展分析33.1中国发展物联网的必要性33.1.1物联网迈入高速发展期33.1.2物联网发展对经济影响43.1.3我国发展物联网优势53.1.4国家工信部明确提出加快物联网建设63.2中国物联网行业总体发展状况73.2.1中国物联网行业发展迅猛73.2.2中国物联网行业迎来发展契机83.2.3我国物联网标准体系确立初步框架93.3物联网主要应用领域113.3.1物联网应用广泛113.3.2我国将规划十大物联网应用领域123.4部分地区物联网行业行动方案133.4.1上海推进物联网产业发展行动方案（20102012年）133.4.3无锡市物联网产业

2、发展规划纲要（20102015年）133.4.4江苏省物联网产业发展规划纲要（20092012年）133.4.5福建省加快物联网发展行动方案（20102012年）133.4.6南京市物联网产业发展规划纲要七月发布133.5中国物联网行业存在的主要问题13第四章 物联网行业技术发展分析174.1传感器技术174.1.1传感器概念174.1.2传感器的分类174.1.3智能传感器的功能和特点184.1.4我国传感器产业发展现状204.2射频识别（RFID）技术214.2.1 RFID标签简介及分类214.2.2 我国RIFD产业发展现状234.2.3 我国RIFD行业情况244.2.4 RFID

3、的投入产出比分析294.2.5 RFID 标准的进展324.2.6 RFID 行业的商业模式334.2.7 风险364.3二维码技术364.3.1二维码概念364.3.2二维条码/二维码的分类374.3.3二维条码/二维码的特点404.3.4二维条码目前应用414.4电子代码（EPC）技术434.4.1EPC概念和技术的产生434.4.2国内EPC技术发展444.4.43 EPC技术特性464.4.4EPC系统组成464.4.5EPC系统工作流程494.4.6产品电子代码的优势50第三章 物联网行业应用发展分析3.1中国发展物联网的必要性3.1.1物联网迈入高速发展期经过过去几年的技术和市场的

4、培育，物联网即将进入高速发展期，它是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮，是一个全新的技术领域，同时也给IT和通信带来了广阔的新市场。在物联网产生之前，IT和人类基础设施开启智能化之路，都为物联网的出现奠定了坚实的基础。IT能力在1980年以前，一直局限在主机和后台计算中心，在80年代之后，逐步从后台移向前台和桌面，支撑作业处理和分析能力，由此，PC和局域网应运而生。之后，随着互联网的出现，IT能力从桌面扩展到支撑价值链和商业合作伙伴，支撑着服务和协调。2000年后，智能设备的不断涌现使得IT能力从对人的支撑扩展到对物体的支撑，实现了物体之间的通信和协作，物联网在此初见端倪。而

5、人类的基础设施的演进路线也极其相似。90年代以前，基础设施建设能力仅停留在建造钢筋混凝土的基础设施阶段。90年代以后，随着基础设施建设的重点移向国家信息基础建设，信息高速公路等信息基础建设成为了国家发展政策的重点和产业发展的基础。2000年后，随着技术和市场的成熟，实物基础建设和信息基础建设逐步融合，使得世界基础结构发生了翻天覆地的变化，智能城市的建立不再是纸上谈兵，并日益向全面协作、相互关联和智能化发展，物联网随之进入到人们的视野中。 “物联网”概念的问世,打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开：一方面是机场、公路、建筑物,而另一方面是数据中心，个人电脑、宽带

6、等。而在“物联网”时代，钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施。.在此意义上，基础设施更像是一块新的地球工地，世界的运转就在它上面进行，其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。目前，计算机和手持设备是IT的主体，而数量规模庞大的生活消费品，包括车辆、家电及其他生活实物用品将在未来从各个维度从后台支撑人类的IT需求。研究机构iDate估计，“全球将有1亿9千万的机器设备将于2012年通过物联网进行连接和共享信息”。独立市场研究机构Forrester预测，到2020年，物物互联业务与现有的人人互联业务之比将达到301，下一个万亿级的通信业务将是物物互联。根据预测，到2035年

7、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。这就是物联网中智能设备的规模效应。3.1.2物联网发展对经济影响业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。目前，美国、欧盟、中国等都在投入巨资深入研究探索物联网。我国也正在高度关注、重视物联网的研究，工业和信息化部会同有关部门，在新一代信息技术方面正在组织开展攻关，以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。此外，在“物联网”普及以后，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。物联网的推广将会成为推进经济发展的又一个驱

8、动器，为产业开拓了又一个潜力无穷的发展机会。按照目前对物联网的需求，在近年内就需要按亿计的传感器和电子标签，这将大大推进信息技术元件的生产，同时增加大量的就业机会。据介绍，要真正建立一个有效的物联网，有两个重要因素。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，一个城市有万辆汽车，如果我们只在万辆汽车上装上智能系统，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，而是处于运动的状态，必须保持物品在运动状态，甚至高速运动状态下都能随时实现对话。美国权威咨询机构FORRESTER预测，到2020年，世界上物物互联的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30比，因此，“物

9、联网”被称为是下一个万亿级的通信业务。中国移动总裁王建宙反复提及，物联网将会成为中国移动未来的发展重点。他表示将会邀请台湾生产RFID、传感器和条形码的厂商和中国移动合作。据他介绍，运用物联网技术，上海移动已为多个行业客户度身打造了集数据采集、传输、处理和业务管理于一体的整套无线综合应用解决方案。最新数据显示，上海移动目前已将超过万个芯片装载在出租车、公交车上，形式多样的物联网应用在各行各业大显神通，确保城市的有序运作。在上海世博会期间，“车务通”将全面运用于上海公共交通系统，以最先进的技术保障世博园区周边大流量交通的顺畅；面向物流企业运输管理的“物流”，将为用户提供实时准确的货况信息、车辆跟

10、踪定位、运输路径选择、物流网络设计与优化等服务，大大提升物流企业综合竞争能力。3.1.3我国发展物联网优势第一，我国早在1999年就启动了物联网核心技术-传感网技术研究，研发水平处于世界前列，成为目前能够实现物联网完整产业链的国家之一；在物联网基础设施方面，我国无线通信网络和宽带覆盖率高，为物联网的发展提供了坚实的基础设施支持；在世界传感网领域，我国是标准主导国之一，专利拥有量高；在经济实力上，我国已经成为世界第三大经济体，有较为雄厚的经济实力支持物联网发展。第二、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。目前我国的

11、技术研发水平已处于世界前列，中科院早在10年前就启动了传感网研究，先后投入数亿元，目前中国与德国、美国、英国、韩国等国一起，成为国际标准制定的主要国家之一。 第三、核心技术的研发方面。2009年10月24日，在中国第四届中国民营科技企业博览会上，西安优势微电子公司宣布：中国的第一颗物联网的中国芯“唐芯一号”芯片研制成功，唐芯一号芯片是一颗2.4G超低功耗射频可编程片上系统PSoC，可以满足各种条件下无线传感网、无线个域网、有源RFID等物联网应用的特殊需要，为我国的物联网产业的发展奠定了基础。第四、中国在物联网领域享有国际话语权！目前，我国的无线通信网络已经覆盖了城乡，从繁华的城市到偏僻的农村

12、，从海岛到珠穆朗玛峰，到处都有无线网络的覆盖。无线网络是实现“物联网”必不可少的基础设施，安置在动物、植物、机器和物品上的电子介质产生的数字信号可随时随地通过无处不在的无线网络传送出去。“云计算”技术的运用，使数以亿计的各类物品的实时动态管理变得可能。在“物联网”这个全新产业中，我国的技术研发水平处于世界前列，具有重大的影响力，与其它国家相比具有同发优势。目前中国在无线智能传感器网络通信技术、微型传感器、传感器终端机、移动基站等方面取得重大进展，已拥有从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链。3.1.4国家工信部明确提出加快物联网建设9月21日，工信部在相关会议上，首次明确提出要进一步研究建

13、设物联网、传感网，加快传感中心建设，推进信息技术在工业领域的广泛应用，提高资源利用率、经济运行效益和投入产出效率等。此前，中国移动总裁王建宙赴台访问时，阐述了“物联网”的理念。王建宙指出，要真正建立一个有效的“物联网”，有两个重要因素。一是规模性，只有具备了规模，才能使物品的智能发挥作用。二是流动性，物品通常都不是静止的，而是处于运动的状态，必须保持物品在运动状态，甚至高速运动状态下都能随时实现对话。 在本届通信展上，中国移动与“物联网”概念相关的业务占了展台总面积的约三分之一，特别是手机钱包和手机购电业务吸引了大量的观众。中国移动的手机支付业务可以应用于超市、餐厅等小额支付的场合，手机只要更

14、换一个SIM卡就可使用该业务，其中有两个账户，话费和消费刷卡会分开结算。同时，中国移动的“物联网”业务还面向企业。例如，物流信息化业务可以向交管局提供车辆行驶的即时消息，通过无线传输发送到手机终端。另外，公交视频、校讯通等业务也是面向教育和企业等用户所推出的非个人业务。就在9月11日，中国传感网标准化工作正式启动，传感网国家标准工作组正式成立。工信部副部长奚国华在讲话中指出，希望标准工作组密切围绕产业发展需求，统筹规划传感网的标准研究，积极推进标准化工作，加快制订符合我国发展需求的传感网技术标准，建立健全标准体系，力争主导制定传感网国际标准。据了解，目前我国传感网标准体系已形成初步框架，向国际

15、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。3.2中国物联网行业总体发展状况3.2.1中国物联网行业发展迅猛举例而言：（无锡及整个江苏）今年无锡市经济发展交出期中成绩单。7月13日从市发改委获悉，16月全市预计实现地区生产总值2670亿元，同比增长14%左右，经济社会总体保持了又好又快发展态势。分析无锡上半年经济运行情况不难发现，无锡市转型发展已显成效。广受关注的物联网产业发展迅猛，中国物联网研究发展中心等一批创新研发中心建设陆续亮相。据统计，目前全市共签约物联网项目86个，登记注册物联网公司111家，初步形成了科技、人才和项目在无锡集聚发展的态势。与此同时，一批战略

16、性新兴产业集中发力，预计上半年新能源、新材料、生物、环保等四大新兴产业总产值同比增长17%左右，尚德太阳能、佳诚太阳能、高佳太阳能等企业产值大幅增长。“530企业的迅猛发展，也为经济发展带来强劲动力，预计上半年530企业共实现销售3.5亿元，同比增长112%。在无锡，创新正越来越成为企业的自觉行动。上半年无锡市新增省级工程技术中心51家，新批无锡药明康德生物技术外资研发中心16家。未来三年，江苏将面向经济、公共管理、公众服务等重点领域，分期分批建设十大示范应用工程，成为物联网应用示范先行区。这十大工程重点分布在装备制造、农业、物流、环保、电力、交通等重点行业，涉及智能工业、智能环保、智能交通、

17、周界防入侵、智能农业、城市公共安全、智能医护、智能物流、智能电网和智能家居等十大应用领域。江苏省还计划在2013年前新引进和设立10家以上国家级科研机构与研发中心，集中力量攻克射频识别与传感节点、物联网组网与协同处理、物联网系统集成等关键技术，掌握一批国内领先、国际先进的物联网关键核心技术，在2015年将江苏省建设成为全球一流的物联网人才高地。据专家介绍，目前江苏省物联网产业规模约为300亿元，至2012年，预计物联网产业销售收入会超过1500亿元，2015年的物联网产业销售收入预计会超过4000亿元3.2.2中国物联网行业迎来发展契机3.2.2.1国家的政策支持中国将采取四大措施支持电信运营

18、企业开展物联网技术创新与应用。这些措施包括： 1. 突破物联网关键核心技术，实现科技创新。同时结合物联网特点，在突破关键共性技术时，研发和推广应用技术，加强行业和领域物联网技术解决方案的研发和公共服务平台建设，以应用技术为支撑突破应用创新。 2.制订中国物联网发展规划，全面布局。重点发展高端传感器、MEMS、智能传感器和传感器网节点、传感器网关；超高频RFID、有源RFID和RFID中间件产业等，重点发展物联网相关终端和设备以及软件和信息服务。 3.推动典型物联网应用示范，带动发展。通过应用引导和技术研发的互动式发展，带动物联网的产业发展。重点建设传感网在公众服务与重点行业的典型应用示范工程，

19、确立以应用带动产业的发展模式，消除制约传感网规模发展的瓶颈。深开发物联网采集来的信息资源，提升物联网的应用过程产业链的整体价值。 4.加强物联网国际国内标准，保障发展。做好顶层设计，满足产业需要，形成技术创新、标准和知识产权协调互动机制。面向重点业务应用，加强关键技术的研究，建设标准验证、测试和仿真等标准服务平台，加快关键标准的制定、实施和应用。积极参与国际标准制定，整合国内研究力量形成合力，推动国内自创新研究成果推向国际。3.2.2.2物联网的教育先行物联网在中国高校的研究，当前的聚焦点在北京邮电大学和南京邮电大学。作为“感知中国”的中心，无锡市2009年9月与北京邮电大学就传感网技术研究和

20、产业发展签署合作协议，标志中国“物联网”进入实际建设阶段。协议声明，无锡市将与北京邮电大学合作建设研究院，内容主要围绕传感网，涉及光通信、无线通信、计算机控制、多媒体、网络、软件、电子、自动化等技术领域，此外，相关的应用技术研究、科研成果转化和产业化推广工作也同时纳入议程。为积极参与“感知中国”中心及物联网建设的科技创新和成果转化工作，保持、扩大学校在物联网研究领域的优势，近日，南京邮电大学召开物联网建设专题研讨会，及时调整科研机构和专业设置，新成立了物联网与传感网研究院、物联网学院。2009年9月10日，全国高校首家物联网研究院在南京邮电大学正式成立。新华日报记者探访了南邮的“无线传感器网络

21、研究中心”，这里的研究者与“物联网”打交道已有五六年。在实验室，一些“物联网”产品已经初见雏形。此外，南邮还有系列举措推进物联网建设的研究：设立物联网专项科研项目，鼓励教师积极参与物联网建设的研究；启动“智慧南邮”平台建设，在校园内建设物联网示范区等。物联网专业与课程设置开源项目，开源软件无线电技术对无线电的行行业业影响颇深，对物联网的研究也不例外。GNU Radio 是免费的软件开发工具套件。它提供信号运行和处理模块，用它可以在易制作的低成本的射频（RF）硬件和通用微处理器上实现软件定义无线电。这套套件广泛用于业余爱好者，学术机构和商业机构用来研究和构建无线通信系统。GNU Radio 的应

22、用主要是用 Python 编程语言来编写的。但是其核心信号处理模块是C+在带浮点运算的微处理器上构建的。因此，开发者能够简单快速的构建一个实时、高容量的无线通信系统。尽管其主要功用不是仿真器，GNU Radio 在没有射频 RF 硬件部件的境况下支持对预先存储和（信号发生器）生成的数据进行信号处理的算法的研究。政府的措施3.2.3我国物联网标准体系确立初步框架新华网北京9月11日电(记者刘菊花)工业和信息化部副部长奚国华11日宣布，中国传感网标准工作组正式成立。奚国华表示，传感网标准工作组将聚集国内传感网主要技术力量，制定国家标准，积极参与国际标准提案工作，促进国内外传感网业界同行的交流和合作

23、，通过标准为产业发展奠定坚实基础，提升中国在传感网领域的国际竞争力。传感网是指以对物理世界感知为目的，以信息处理为主要任务，以网络为信息交互载体，实现物与物、物与人之间的信息交互，提供感知信息服务的智能综合信息系统。除传感节点组成的网络外，传感网还能与互联网、移动通信网等网络实现全面融合。中国科学院上海微系统与信息技术研究所副所长、中国传感网标准工作组组长刘海涛在工作组成立大会上表示，随着各国“泛在网络社会”计划的推出，特别是美国“智慧地球”等概念的提出，传感网将成为各国综合国力竞争的重要因素，成为衡量一个国家科技发展水平的标志，并引发国际信息产业重新洗牌的机遇。刘海涛介绍说，目前互联网已成为

24、国家主要经济支柱之一，由于其连接的是虚拟信息空间，因此只关系到人与人之间的信息互联。而传感网因其更大的产业空间将会成为国家的经济命脉，由于其连接的是现实物理世界，其规模将会比互联网更大。Forrester等权威机构预测，到2020年，物物互联业务与现有人人互联业务之比将达到30比1，下一个万亿级的信息产业将是物物互联。中国从1999年开始传感网研究，但在资金、政策、环境等产业化环节与国外发达国家存在较大差距，急需加强各项措施的配套和支持，将技术优势快速转化为产业优势。据了解，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。3.2

25、.3.1智能传感器标准体系框架3.2.3.2传感器网络标准体系框架3.2.3.3电子标签（RFID）标准体系框架五、中国进一步加强物联网领域国际合作3.3物联网主要应用领域3.3.1物联网应用广泛目前已经确定的物联网的应用领域包括 航空航天和航空 汽车 电信 智能大厦、智能家居 医疗技术、医疗保健 独立生活制药 零售、物流、供应链管理 制造、产品生命周期管理 石油和天然气 安全、安全和隐私 环境监测 人员和货物的运输 食品的可追溯性 农业育种 媒体、娱乐和票务 保险 垃圾回收3.3.2我国将规划十大物联网应用领域据相关专家介绍，“十二五”期间，物联网重点投资智能电网、智能交通、智能物流等十大领

26、域，其中“十二五”期间智能电网的总投资预计达2万亿元，居十大领域之首，预计到2015年将形成核心技术的产业规模2000亿元。据悉，按照原定的时间表，物联网“十二五”规划将在元旦前后出台。 据相关专家介绍，十大物联网应用的重点领域分别是智能电网、智能交通、智能物流、智能家居、环境与安全检测、工业与自动化控制、医疗健康、精细农牧业、金融与服务业、国防军事。十大领域中智能电网的投资总额最大。据悉，自2009年开始至2020年，我国“坚强智能电网”将分为三个阶段发展，从初期的规划试点阶段到“十二五”期间的全面建设阶段，“十三五”时期的引领提升阶段，智能电网建设总投资规模约4万亿元。2011-2015年

27、为规划的全面建设阶段，此阶段投资约2万亿元，2016-2020年智能电网基本建成阶段的投资1.7万亿元。预计到2015年建成50个面向物联网应用的示范工程，5到10个示范城市，形成核心技术的产业规模2000亿元，其中传感器100亿元，系统和试验检测700亿元，芯片、中间件和集成模块及设备产业的产业规模600亿元，工程实施、服务开发系统和运维600亿元。国家发改委副主任张晓强在10月28日出席2010中国国际物联网(传感网)博览会时表示，国家“十二五”规划已经明确提出，要发展宽带融合安全的下一代国家基础设施，推进物联网的应用。据悉，发改委已委托中国工程院组织专家编写物联网“十二五”规划，工业和信

28、息化部也已经将物联网规划纳入到“十二五”的专题规划，现在正在积极研究和推进。另据了解，目前智能交通每年以超过1000亿元的市场规模在增长，专家透露，“十二五”规划预计到2015年交通运输管理将达400亿元。目前智能电网的主要项目应用有电力设备远程监控、电力设备运营状态检测、电力调度应用等。智能交通和智能物流主要应用于在车辆信息通信、车队管理、商品货物监测、互动式汽车导航、车辆与定位等。3.4部分地区物联网行业行动方案3.4.1上海推进物联网产业发展行动方案（20102012年）3.4.3无锡市物联网产业发展规划纲要（20102015年）3.4.4江苏省物联网产业发展规划纲要（20092012年

29、）3.4.5福建省加快物联网发展行动方案（20102012年）3.4.6南京市物联网产业发展规划纲要七月发布3.5中国物联网行业存在的主要问题从国家到地方，全社会都在讨论物联网，关于物联网未来的发展及其重要性的论断不绝于耳。2009年8月7日，温总理考察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心，按下了中国物联网的引爆装置，在“两会”期间，物联网已经被代表们提高到国家战略的层面之上了，全社会掀起了“物联网热”。物联网虽热，但其各方面的成熟度，包括技术、政策甚至概念都是很不够的。存在很多的问题：1）物联网概念不清。现在对于物联网的炒作，多集中于概念的炒作。目前号称物联网应用的典型范例，也都是物联网

30、概念中一个非常细小的应用。中国电信的“全球眼”，就是一个摄像头、红外探测器和控制器组成的小系统，中国电信也把这业务归于物联网范畴。事实上物联网的概念到现在大家还没完全搞清楚。国内很多学者（包括号称中国提出物联网概念的第一人），都或多或少地把物联网的概念与无线传感网络或感知网的概念相提并论。事实上物联网与无线传感网络并不是一回事。中国电子商情-RFID技术与应用主编周文豪博士曾发表过两篇文章，无线传感网络与物联网发展关系辨析和再谈无线传感网络与物联网发展关系辨析比较详细地介绍了物联网与无线传感网络的异同。周文豪博士指出“无线传感网络（WSN）不可能做得太大，只能在局部的地方使用，例如战场、地震监

31、测、建筑工程、保安、智能家居等。但是物联网（Internet of Things）就大得不得了。物联网可以把世界上任何物品通过电子标签和网络联系起来。是一种无处不在的概念。与当前蓬勃发展的电子商务、网络交易有关，将贡献于全球经济并造福于全人类。如果把互联网（物联网完全依托在互联网上）比作人体，则RFID可以视为眼睛，WSN可以视为皮肤。RFID解决WHO，利用应答器，实现的是对物品的标志与识别；而WSN解决HOW，利用传感器，实现对物体状态的把握；眼睛可以识别，皮肤可以感觉，眼睛的功能不在于感觉温度的变化，而皮肤的功能也不是用来辨别哪个人或哪件东西。WSN利用无线技术可以自成体系地单独使用，也

32、可以作为互联网的神经末梢。”2）物联网建设成本还比较高。太湖水质监测，一个传感节点就将近30万元，扔三十个节点下去成本就近千万，而这样的监测范围很小，效果很有限。类似这样的工程具有很强的示范效用，但要真正有规模有效果地实施起来成本太高。而如此高的建设成本归根到底还是技术上存在问题，还没研发出高效率低成本的产品。3）物联网的应用范畴还太小。物联网的实施是一个系统工程，需要各种技术、资金、政策的融合，也需要人们具有物联网意识。比如海尔生产的世界上第一台物联网冰箱，它能“记得”每一件食品的保质期，并在临近过期的时候提醒主人赶快食用；它还能根据主人存取食物的习惯，揣摩他的饮食习惯和特点，进而推荐一份定

33、制的合理膳食食谱；它甚至能与超市的食品柜台联网，通知主人商家的进货与促销信息。这样的冰箱可以连接用户、超市、制造商，实现供应链的整合，可以成为物联网的典型应用。但目前的情况下，要通过物联网整合供应链上的所有节点的难度非常大，不是一家或几家企业就能实现的。所以目前物联网的应用还局限于很小的范围之内。4）当前我国的软件产业政策严重滞后。我们仅仅是从技术、产业角度去认识和理解物联网。从相关部门的部署和各地方政府的动作来看，我们主要是从传感、感应技术去对待物联网，希望在一些硬件制造的标准化、生产成本等方面率先取得国际优势。为此，通过成立产业制造联盟、设立相关工业园区及其标准化工作组等形式入手，加强物联

34、网建设。其实，硬件制造只是物联网发展的前端，而后端的数据传输、信息处理与业务系统管理等则是整个物联网长链的高端、核心部分，而这些恰恰是我国的弱项和劣势所在，是我们应该着力加以突破的地方。实际上，如果我们真正要转变增长方式，就应该突破这种一味固守制造领域和成本低廉优势的习惯。当前我国的软件产业政策严重滞后，不利于物联网的深入发展。其具体表现就是，我国的技术和产业层面缺乏对云计算对于物联网发展的重要性的应有重视。云计算是个非常特殊的领域，既可以作为软件信息服务产业而单独发展，也是未来物联网充分发展的重要环节。如果我们在云计算领域不取得控制权，那么未来的物联网还要像从前的互联网一样，继续受到他人的制

35、约。 然而，这些年以来，我国软件信息服务业一直在强调动漫产业基地建设，过于重视承接来自日本、美国的软件外包业务，在软件核心技术领域几乎没有多少作为。地方软件产业发展的基本出发点就是增加本地的GDP及税收，从而导致国内软件企业和软件产业在发展核心技术方面不思进取，甘为他人做嫁衣，整个社会对培育具有自主知识产权的系统软件、数据库管理软件和重要的应用软件等采取漠视态度。可以想见，如果仍然照目前这种布局发展下去，我国的物联网注定难逃失败的结局5）物联网还缺乏统筹管理部门。作为升级版的互联网，物联网的发展更加需要国家高层面的统筹协调，需要更加强有力的部门统一推进各方面的工作。然而，自从国信办撤销之后，信

36、息化建设退步到传统的工业化思维，“重复建设”现象又沉渣泛起，各个部门都只从本部门工作出发，开展各自的信息化建设。实际上，目前全国各地物联网的发展并没有一个恰当的统筹机构，一些地方建立的物联网产业发展联盟的层次实在太低，难当此重任。可以想见，随着物联网的深入发展，这种机构缺失的弊端很快就会显现出来，当前物联网发展的强劲势头又将被打压。6）安全问题仍然无解。安全问题一直是困扰互联网发展的痼疾，而在物联网时代，这个痼疾还将继续威胁其生存和发展。从技术上讲，互联网根服务器几乎都在美国，各国都要受到美国的控制，因此美国对互联网空间的态度和政策对各国网民有着直接的影响。最近，美国参议院提出名为“像保护国有

37、资产一样保护互联网空间法案”(The Protecting Cyberspaceasa National AssetAct)的提案。第四章 物联网行业技术发展分析4.1传感器技术4.1.1传感器概念传感器是指能感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。 作用：利用物理效应.化学效应.生物效应，把被测的物理量.化学量.生物量等非电量转换成电量。随着社会的进步，科学技术的发展，特别是近20年来，电子技术日新月异，计算机的普及和应用把人类带到了信息时代，各种电器设备充满了人们生产和生活的各个领域，相当大一部分的电器设备都应用到了传感器件，传感器技术是现代信息技术中主要技术之一

38、，在国民经济建设中占据有极其重要的地位。 人是通过视觉、嗅觉、听觉及触觉等感官来感知外界的信息，感知的信息输入大脑进行分析判断（即人的思维）和处理，再指挥人作出相应的动作，这是人类认识世界和改造世界具有的最基本的本能。但是通过人的五官感知外界的信息非常有限。同样，利用电子仪器特别象计算机控制的自动化装置来代替人的劳动，那么计算机类似于人的大脑，而仅有大脑而没有感知外界信息的“五官”显然是不足够的，中央处理系统也还需要它们的“五官”即传感器4.1.2传感器的分类现代信息技术的三大基础是信息采集（即传感器技术）、信息传输（通信技术）和信息处理（计算机技术）。传感器属于信息技术的前沿尖端产品，近百年

39、来，传感器的发展大致经历了以下三个阶段；（1）传统的分立式传感器（含敏感元件）；（2）模拟集成传感器；（3）智能传感器。目前，国际上新型传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。1）传统的分立式传感器 该类传感器是用非集成化工艺制造的，仅具有获取信号的功能。2） 模拟集成化传感器 集成传感器是采用硅半导体集成工艺而制成的，因此亦称硅传感器或单片集成传感器。模拟集成传感器是在20世纪80年代问世的，它是将传感器集成在一个芯片上、可完成测量及模拟信号输出功能的专用IC。模拟集成传感器的主要特点是功能单一（仅测量某一物理量）、测量误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微

40、功耗等，适合远距离测量、控制，不需要进行非线性校准，外围电路简单。3）智能传感器（Intelligent Sensor） 智能传感器（亦称数字传感器）是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术（ATE）的结晶。目前，国际上已开发出多种智能传感器系列产品。智能传感器内部都包含传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器（或寄存器）和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器（cpu）、随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。智能传感器的特点是能输出测量数据及相关的控制量，适配各种微控制器（MCU）；并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的，其智能化程度也

41、取决于软件的开发水平。4.1.3智能传感器的功能和特点4.1.3.1智能传感器的功能 智能传感器一般都有下列全部或部分功能：a.具有自校零、自标定、自校正；b.具有自动补偿功能；c.能够自动采集数据，并对数据进行预处理；d.能够自行进行检验、自选量程、自寻故障；e.具有数字存储、记忆与信息处理功能；f.具有双向通讯、标准化数字输出或符号输出功能；g.具有判断、决策处理能力。4.1.3.2智能传感器的特点与传统的传感器相比，智能传感器的特点是：a.精度高 智能传感器有多项功能来保证它的高精度，如；通过自动校零去除零点误差；与标准参考基准实时对比以自动进行整体系统标定；自动进行整体非线形等系统误差

42、的校正；通过对采集的大量数据的统计处理以消除偶然误差的影响；从而保证了智能传感器具有高精度。b.高可靠性与高稳定性 智能传感器能自动补偿因工作条件与环境参数发生变化后引起系统特性的漂移，比如：温度变化而产生的零点和灵敏度的漂移；在当被测参数变化后能自动改换量程；能实时自动进行系统的自我检验，分析、判断所采集的数据的合理性，并给出异常情况的应急处理（报警或故障提示）。因此，有多项功能保证了智能传感器的高可靠性与高稳定性。c.高信噪比与高分辨率 由于智能传感器具有数据存储、记忆与信息处理功能，通过软件进行数字滤波、相关分析等处理，可以去除输入数据中的噪声，将有用的信号提取出来；通过数据融合、神经网

43、络技术，可以消除多参数状态下交叉灵敏度的影响，从而保证在多参数状态下对特定参数测量的分辨能力，故智能传感器具有高的信噪比与分辨率。d.强的自适应性 由于智能传感器具有判断、分析和处理功能，它能根据系统工作情况决策各部分的供电情况、与上位计算机数据传输速率，使系统工作在最优低功耗状态和优化的传输速率。e.高的性能价格比 智能传感器所具有的上述高性能，不是象传统传感器技术那样为追求传感器本身的完善，对传感器的各个环节进行精心设计与调试、进行“手工艺品”式的精雕细琢来获得，而是通过与微处理器/计算机相结合，采用廉价的集成电路工艺和芯片以及强大的软件来实现的。所以具有高的性价比。4.1.3.3智能传感

44、器的优势1）智能化设计是传感器传统设计理念中的一次革命，是世界传感器的发展趋势.传感器的智能化和任何其他事物一样有它的必然性，传感器：作为信息系统的最前端，它的特性好坏、输出信息的可靠性对整个系统质量至关重要，但是长期以来与计算机技术的飞速发展相比传感器技术前进的步伐明显落后，由于采用传统的传感器技术设计和生产，使得传感器的性价比很低，据有关资料介绍，从1970年到1990年计算机的性价比提高了1000倍，而传感器的性价比只提高了3倍。然而，传统传感器技术已达到了技术极限，它的性价比不可能再有大幅度的提高。另外它在以下几个方面存在着严重的不足： 输入输出特性存在非线性，且随时间漂移； 参数易受

45、环境条件变化的影响； 信噪比低，易受噪声干扰； 存在交叉灵敏度，选择性、分辨率不高。随着工农业生产和科技事业的发展不仅对传感器的性能要求越来越高，而且对它的数量要求也越来越大，再用传统的方法设计和用作坊式的手工操作为主的生产，质与量均满足不了需求。一方面传感器大量的使用要求把传感器的成本降下来，另一方面传感器在各个领域的使用又要求把性能提上新台阶。只有智能传感器才能满足上述两方面的要求。2）智能化传感器改变了生产方式 传统传感器的生产决定了作坊式的手工操作为主的生产方式，由于智能化传感器具有数字存储、记忆与信息处理功能、双向通讯、标准化数字输出或符号输出功能，因此可用与上位计算机通信的方法来组

46、织批量生产，比如对某种传感器进行温度补偿，只要通过上位计算机对每个与其相连接的在环境试验设备中的智能传感器发出读写指令，这些被处理的传感器就会在各个设定的温度将适应各自的补偿值存入记忆体内，在上位计算机的控制下，整个一批传感器经历了一个“学习”过程，这一工序也告完成。当然这样的生产方式，是在传感器设计时已经安排好的。这种生产方式极大的提高生产率，也降低了生产成本，同时由于采用了智能元件，传感器的补偿可以应体而异，由各个传感器自行解决，它对于敏感元件的要求就不是很高了，从理论上讲，只要敏感元件具有重复性，不管它其他指标怎样，采用智能传感器的设计方法，都能造出高性能的传感器。这样又进一步降低了传感

47、器的制造成本。3）智能化传感器改变了使用方式 智能传感器具有自校零、自标定、自校正；能够自行进行检验、自选量程、自寻故障。这些性能给使用者带来了极大的方便，智能传感器在每次测量前都进行自校零、自选量程、自寻故障。改变了使用原来使用传统传感器的习惯，数码相机就是一个很好的例子，我们把照相机看成是一个图象传感器，要记录一张清晰图象，如果用传统的相机，先要调好光圈、速度和距离才行。用傻瓜相机就不同了，你只要对着对象照就行了。4.1.4我国传感器产业发展现状我国的传感器行业经过近十年的引进、消化、吸收，现已形成一定规模的传感器生产能力。据有关部门统计全国敏感元件与传感器产品生产能力已超过亿只，总产量约

48、1.5亿只，总产值约4亿元，总销售额3亿元左右。但是，与发达国家相比还有很大差距，主要表现在产品的质量、生产规模、市场开发、销售等方面。我国敏感元件与传感器的科研开发水平约落后发达国家510年；生产技术约落后1015年。进入21世纪，世界传感器市场将迅速发展。由1993年的130亿美元，发展到2000年后，市场规模将达343亿美元。其中，以半导体传感器为主流的各类固态传感器增长幅度很大，年增长率高达20以上；微传感器、微执行器约占总市场的40。据估计到2011年，我国敏感元件与传感器的科研生产综合实力将得到大幅度增强，传感器的总体研究水平将达到国际21世纪初水平，与国外差距缩短为35年。我们必

49、须抓住机遇大幅度增强我国传感器研制和生产的综合实力，建立智能传感器高新技术产业，跟踪国际上发展的前沿技术，加强预研，突破关键技术，使产品质量、价格达到或接近国际同类产品水平。4.2射频识别（RFID）技术4.2.1 RFID标签简介及分类射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）即指应用射频识别信号对目标物进行识别。射频识别技术是一种内建无线电芯片的技术，芯片中可储存一系列信息。射频识别产品的体积可做到极小，并可附着于需要辨别的实体上，以非接触的方式快速读取其储存信息。RFID应用领域非常广泛，其最大好处在于整体提高了物品管理效率，比条码系统具有更广的应

50、用空间和更高的效率。无线射频识别系统(RFID) 被列为本世纪十大重要技术项目之一，是人类在科技发展上重大进展，可以改变人类消费方式的新兴科技。RFID系统主要由RFID电子标签、RFID读写器、计算机应用系统组成。当带有RFID电子标签的物品经过读写器时，电子标签被读写器激活，并通过无线电波将标签中携带的信息传送到读写器以及计算机系统，完成信息的自动采集工作，计算机应用系统则根据需要进行相应的信息控制和处理工作。以简单RFID系统为基础，结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等，构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的，比Internet更为庞大的物联网成为RFID技术发展的趋势

51、。RFID技术的分类，方式常见的有下面四种：根据应用范围的不同，可以分为闭环和开环，闭环主要指在企业内部的应用，类似企业的内部网，不和外界产生联系；开环是指符合国际标准的大规模应用。根据电子标签工作频率的不同可分为: 低频(LF)，高频(HF)，超高频(UHF)和微波(Microwave)根据电子标签的不同可分为: 唯读卡( RO) 、一次写入多次读出卡(WORM) 、可读写卡(RW) ;根据电源方式的不同还可分为：主动式(Active tag) 和被动式( Passive tag 不需要电源可工作) 。电子标签的工作频率是一项重要的指标，它不仅决定着射频识别系统的工作原理（电感耦合还是电磁耦

52、合）、识别距离，还决定着电子标签及读写器实现的难易程度和设备的成本。低高频的应用首先启动，这个频段在绝大多数国家属于开放，不涉及法规和执照申请问题，但是距离短；超高频的应用正逐渐被开发，但存在频率太相近会产生同频干扰。短距离的HF（ 13.56MHz）频段射频识别技术被飞利浦（Phillips）、美国德州仪器（TI）等跨国公司垄断，包括标签芯片与读写器芯片等，其参考解决方案也被普遍公开化了。UHF（915MHz）射频识别系统最早由美国Amtech公司推出，其技术比较成熟。目前Atmel，Matrics 等公司以及国内的几家公司也在积极投入对UHF 射频识别技术的研究。微波（2.45GHz）频段

53、的射频识别技术刚刚起步，其主要开发商仍是Amtech 公司。4.2.2 我国RIFD产业发展现状相较于欧美等发达国家或地区，我国在RFID产业上的发展还较为落后。目前，我国RFID企业总数虽然超过100家，但是缺乏关键核心技术，特别是在超高频RFID方面。从包括芯片、天线、标签和读写器等硬件产品来看，低高频RFID技术门槛较低，国内发展较早，技术较为成熟，产品应用广泛，目前处于完全竞争状况；超高频RFID技术门槛较高，国内发展较晚，技术相对欠缺，从事超高频RFID产品生产的企业很少，更缺少具有自主知识产权的创新型企业。仅以RFID芯片为例，RFID芯片在RFID的产品链中占据着举足轻重的位置，

54、其成本占到整个标签的三分之一左右。对于广泛用于各种智能卡的低频和高频频段的芯片而言，以复旦微电子、上海华虹、清华同方等为代表的中国集成电路厂商已经攻克了相关技术，打破了国外厂商的统治地位。但在UHF频段，RFID芯片设计面临巨大困难：（1）苛刻的功耗限制；（2）片上天线技术；（3）后续封装问题；（4）与天线的适配技术。目前，国内UHF频段RFID芯片市场几乎被国外企业垄断。产业政策支持助推我国RFID产业未来高速成长射频识别（RFID）产业是国家优先发展的产业之一。信息产业科技发展“十一五”计划和2020年中长期规划（纲要）中将“智能信息处理和物与物通信网络技术”确定为我国需要重点突破的核心技

55、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。”信息产业部将RFID工程列入“十一五”期间信息技术应用的六大专项工程，在商贸、海关、民航、铁路、公路、水运、邮政、钢铁、石化、汽车、建材、农业、金融、税收等领域推广应用RFID技术和基于RFID的综合管理信息系统。2006年，由科技部、发改委、商务部、信产部等15个部委联合发布了中国RFID技术政策白皮书，为我国在RFID技术与产业未来发展指明了道路。我

56、国RFID产业发展将分三个阶段实施：第一阶段：培育期（2006年至2008年） 在产业化核心技术研发、标准制定等方面取得突破，通过典型行业示范应用，初步形成RFID产业链及良好的产业发展环境。第二阶段：成长期（2008年至2012年）扩展RFID应用领域，形成规模生产能力，建立公共服务体系，推动规模化市场形成，促进RFID产业持续发展。第三阶段：成熟期（2012年以后） 整合产业链，适应新一代技术的发展，辐射多个应用领域，提高RFID应用的效率和效益。目前，我国正处于RFID行业发展的成长期，RFID技术应用领域不断拓展，产业规模迅速扩大。在这一过程中，业内优势企业将以更高的速度成长，为投资者

57、提供良好的投资机会。4.2.3 我国RIFD行业情况电子标签（RFID）作为一种功能强大的新型标签，已开始用于商品流通中的商品跟及物流管理。射频技术凭借其自动识别功能及数字采集系统的不断完善，将占据越来越多的条形码原来的市场。信号干扰问题：RFID主要是基于无线电波传送原理，当无线电波遇到金属或是液体时，信号传导会产生干扰与衰减，进而影响数据读取的可靠性与准确度。在一些特殊环境中，如将RFID标签贴于装饮料的铝罐外，或是计算机金属外壳上，都会遇到这类问题。频段管制问题：目前，各国电磁波管制频段的范围不尽相同，尤其是在超高频和微波频段，各国开放的频率不一，使得RFID在跨国应用时产生许多问题。RFID设备制造商正朝着提供多频段功能的方式来解决此问题，但此举会增加设备成本，从而不利于应用推广。RIFD应用分类RIFD产业链一条完整的RFID产业链包括八大主要环节： 标准的制定，现在RFID的标准在国家标准委的主持下正在紧锣密鼓地推进中； 芯片设计和制造； 天线