厲害了！我國成為全球物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)最活躍地區(qū)
http://www.mozp.cn近年來，我國高度重視物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，取得顯著成效。自2009年提出“感知中國”以來，物聯(lián)網(wǎng)已被認定為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，大力推進其發(fā)展。在各級政府主導和產(chǎn)業(yè)界的努力推動下，產(chǎn)業(yè)高速增長，規(guī)模迅速擴大，成為全球物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展最活躍的地區(qū)。
我國陸續(xù)實施了“物聯(lián)網(wǎng)專項”、“強基工程”、“智能制造專項”等一系列產(chǎn)業(yè)政策物聯(lián)網(wǎng) 培育了不同體制的研發(fā)機構和公共服務等配套體系物聯(lián)網(wǎng) 促進了產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系建設與完善，推進了我國新型工業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略的實施，為產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整和轉型升級發(fā)揮了積極作用。
目前傳感器，我國已經(jīng)初步形成芯片、元器件、設備、軟件、系統(tǒng)集成、運營、應用服務等完整的產(chǎn)業(yè)鏈傳感器，并培育出一大批基礎技術扎實、應用創(chuàng)新能力強、品牌優(yōu)勢突出、行業(yè)影響力大傳感器，市場競爭特色明顯、人才聚集良好的產(chǎn)業(yè)龍頭和領軍企業(yè)。
形成物聯(lián)網(wǎng)架構體系
物聯(lián)網(wǎng)作為一種形式多樣的復雜系統(tǒng)，涉及了信息技術自上而下的每個層面，具有產(chǎn)業(yè)鏈條長、涉及領域廣泛、應用場景復雜等特征。圍繞物聯(lián)網(wǎng)架構搭建產(chǎn)業(yè)上下游協(xié)同關系，可帶動產(chǎn)業(yè)鏈的整體發(fā)展。例如每個物體上都要加裝一個甚至多個芯片，為集成電路、通信設備、傳統(tǒng)制造業(yè)等關聯(lián)產(chǎn)業(yè)帶來發(fā)展新機遇。
從整體上來看，物聯(lián)網(wǎng)可分為軟件、硬件兩大部分。軟件體現(xiàn)了其思想理念、系統(tǒng)規(guī)模、功能定位、模式創(chuàng)新、方案內(nèi)容等技術應用的靈魂，猶如人體血液一樣，貫穿了整個物聯(lián)網(wǎng)各個物理層。
硬件包括平臺，由符合設計要求和功能的所有物理實體構件組成了完整的系統(tǒng)結構。我國基礎研究集中在軟、硬件關鍵核心技術的突破上，并將感知、傳輸、處理及信息安全列為關鍵技術創(chuàng)新工程。內(nèi)容主要圍繞微處理芯片、敏感元件與傳感器、光通信、無線通信、計算機控制、多媒體、網(wǎng)絡、軟件等技術領域，取得基礎理論與應用技術的突破和成果。
業(yè)界普遍認為，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈最長，產(chǎn)業(yè)關系最復雜。其構成包括敏感元件與傳感器、微處理芯片、網(wǎng)絡服務、軟件及應用開發(fā)、系統(tǒng)集成、應用設備供應、運營及服務、用戶等7個環(huán)節(jié)。另外，在產(chǎn)業(yè)鏈中還有圍繞著政府機構、行業(yè)監(jiān)管者、科研機構、測試認證商、管理咨詢服務商等市場應用及服務機構。目前，我國已經(jīng)初步形成了物聯(lián)網(wǎng)架構體系。
第一是敏感元件與傳感器、微處理芯片提供商。主要有力敏、磁敏、光敏、氣敏、聲敏、溫濕度、生物敏、RFID等各種類型的敏感元件與傳感器和傳感設備;微處理芯片提供商可分為各種類型的通信、微處理、存儲、導航、模擬放大等芯片和模塊的設計、封裝、銷售等，以及提供各種相關產(chǎn)品生產(chǎn)的設備制造廠商。目前，該領域的市場化能力、專業(yè)化技術水平，特別是在產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的工藝技術和高端產(chǎn)品生產(chǎn)上，經(jīng)過努力取得了較大進展。
第二是系統(tǒng)應用設備及產(chǎn)品生產(chǎn)提供商。主要集中在數(shù)據(jù)采集智能終端裝置與設備、移動終端設備、專業(yè)化服務器、網(wǎng)絡設施與配套設備，包括電子標簽、讀寫器模塊、讀寫設備、讀寫器天線、智能卡、交換器、路由器、中間件等系統(tǒng)集成提供商。目前，國內(nèi)企業(yè)數(shù)量較多，但以中小企業(yè)為主。
第三是網(wǎng)絡服務提供商。以固網(wǎng)和移動通信網(wǎng)為主，其他諸如互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、專用網(wǎng)以及其他網(wǎng)絡等，都屬于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹魏头仗峁┥獭Ｄ壳埃瑖鴥?nèi)主要是移動、聯(lián)通、電信三大電信運營商。隨著新一代移動通信技術的創(chuàng)新與發(fā)展，結合集成電路水平的提升，未來會有更多的局域網(wǎng)絡運營與服務商，為物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)信息傳輸提供更多的支持與選擇。
第四是軟件設計與應用開發(fā)商。主要是針對特定行業(yè)應用的通用軟件和專用軟件開發(fā)企業(yè)，包括中間件接口軟件，提供專業(yè)性軟件產(chǎn)品及解決方案。主要包括平臺結構控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)、嵌入式操作系統(tǒng)、實時數(shù)據(jù)庫、運行集成環(huán)境、信息安全軟件、中間件接口軟件、組網(wǎng)通信軟件等產(chǎn)品開發(fā)商。
第五是系統(tǒng)集成商。根據(jù)行業(yè)特征需求，為客戶提供完整解決方案、商業(yè)模式創(chuàng)新和管理流程再造的硬件和軟件系統(tǒng)集成廠商。系統(tǒng)集成商的水平與能力，一方面反應了物聯(lián)網(wǎng)的專業(yè)化技術發(fā)展水平，另一方面也是影響行業(yè)應用和市場推廣的重要因素。
第六是運營及服務提供商。主要是為客戶提供統(tǒng)一的終端設備鑒權、計費等服務，實現(xiàn)終端接人控制、終端管理、行業(yè)應用管理、業(yè)務運營管理、平臺管理等服務。目前，我國運營及服務市場開放性和資源持有各方的協(xié)同性不夠，相互信任度不高。未來，隨著物聯(lián)網(wǎng)市場應用范圍的不斷擴大和成熟，運行狀態(tài)、升級維護、故障定位、維護成本、運營成本、決策分析、數(shù)據(jù)保密等運營管理的需求將越來越多，對運營及服務提供商的要求也將逐漸提高。
第七是用戶方。主要是政府職能部門和公共資源持有者。其對物聯(lián)網(wǎng)的認知、認可和迫切程度，特別是投資規(guī)模、系統(tǒng)功能、技術標準、商業(yè)模式、運行維護等決定著市場應用的發(fā)展與走向。
以上七大方面構成了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中的上下游主體，存在著相互關聯(lián)與協(xié)同關系，是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的關鍵，也決定著產(chǎn)業(yè)的市場需求與發(fā)展。
物聯(lián)網(wǎng)共性技術基礎與創(chuàng)新
隨著智慧城市、節(jié)能減排兩大戰(zhàn)略目標的確立，在龐大的市場需求牽引與帶動下，我國物聯(lián)網(wǎng)應用創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)，滲透到了人們?nèi)粘Ｉ畹拿恳粋€環(huán)節(jié)，形成了強大的創(chuàng)新推動力，商業(yè)與服務模式日新月異。此間，挖掘以基礎技術為主體、以應用技術為紐帶的產(chǎn)業(yè)“共性技術”是決定物聯(lián)網(wǎng)能否可持續(xù)發(fā)展的關鍵。
另外，從物聯(lián)網(wǎng)技術架構和產(chǎn)業(yè)鏈來看，共性技術也是影響和制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展和創(chuàng)新應用的“新瓶頸”。集中表現(xiàn)在共性基礎技術、數(shù)字編碼技術、通信協(xié)議與標準技術、云計算與存儲技術、大數(shù)據(jù)分析模型與算法等五個方面。
在眾多共性基礎技術中，物聯(lián)網(wǎng)對傳感器技術的依賴和迫切程度尤為突出。在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，傳感器處于連接被測物體的接口位置，成為信息獲取并輸入的“窗口”，承擔著感知并獲取被測物體的一切數(shù)據(jù)信息，為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供控制、處理、決策、執(zhí)行所必須的原始數(shù)據(jù)，決定著物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的功能。
傳感器可直接也可間接接觸被測對象，是大數(shù)據(jù)的主要構成和來源。毫不夸張地講，沒有傳感器就沒有大數(shù)據(jù)。許多物聯(lián)網(wǎng)的設計或特定功能因難以獲取被測信息而無法實現(xiàn)，成為影響物聯(lián)網(wǎng)技術提升和應用發(fā)展的最大障礙。
通俗地講，如果把人比擬為一個完整的信息系統(tǒng)，那么，五官和皮膚就是傳感器，承擔著信息獲取功能;通信就是神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)，承擔信息傳遞功能;大腦思維器官就是計算機，承擔信息認知、處理、再生功能;四肢等效應器官承擔信息執(zhí)行功能。
如今，傳感器技術作為戰(zhàn)略競爭制高點，被認為是衡量一個國家科技水平的重要標志，已成為各國高度重視和爭相發(fā)展的基礎核心技術之一。傳感器產(chǎn)業(yè)被國際公認為是具有發(fā)展前景的高技術產(chǎn)業(yè)，以其技術含量高、經(jīng)濟效益好、滲透力強、市場前景廣等特點為世人矚目。
西方發(fā)達國家正是依仗傳感器技術及應用，才拉開了與其他國家高技術應用及武器裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平的差距，不難想象兩個信息獲取不對稱的裝備和人進行對壘，其結果是怎么樣。
傳感器不僅能夠精準地探知宏觀和微觀世界，也可感知我們?nèi)祟惿w征，獲取人體各種生理參數(shù)指標，如血糖、血脂、血氧、脈象、心電、腦壓、腦電、體溫等大數(shù)據(jù)信息。通過對不同人群健康樣本分析模型進行對比，就能夠形成完整的“智能化”與“智慧”健康管理系統(tǒng)，滿足各類人體健康管理需求。
這種樣本分析模型就是物聯(lián)網(wǎng)技術創(chuàng)新的難點和關鍵，也是“智能化”與“智慧”的最大瓶頸，是創(chuàng)新的目標、任務與方向，還是傳感器本身邁向智能化需要解決的核心問題。隨著物聯(lián)網(wǎng)廣泛應用，傳感器技術的戰(zhàn)略意義也更為突出。
當前，甚至今后幾十年內(nèi)，在影響和改變著世界經(jīng)濟格局和人們生活方式的十大科技領域中，傳感器名列首位。這些傳感器技術有些已經(jīng)存在，更多的正在到來或即將來臨，可稱之為傳感器革命。
之所以稱為傳感器革命，是因為在信息化過程中，傳感器自身也會發(fā)生質(zhì)的變化，不斷涌現(xiàn)出新原理、新技術、新工藝、新材料等創(chuàng)新類技術和產(chǎn)品。
未來傳感器重點發(fā)展的三大技術是MEMS工藝技術;數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化技術;能量捕捉技術(即微能量獲取技術)。重點推廣的應用領域包括軍事工業(yè)、裝備制造、物流、生態(tài)環(huán)境監(jiān)控(森林防控)、移動醫(yī)療、智能家居等。
目前，全球傳感器約有2.6萬余種類型，隨著新材料技術和敏感機理的創(chuàng)新，新品種和類型會不斷出現(xiàn)。我國約有1.2萬多種，不足全球的1/2，大多為常規(guī)類型和品種，在醫(yī)療、科研、微生物、化學分析等特種高端領域仍有大量品種短缺或空白。傳感器技術正在快速向多功能、技術復合與集成，以及微型化、模塊化、數(shù)字化、智能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化發(fā)展。
全球從事傳感器研制與生產(chǎn)廠家約為6500多家，其中美國、歐洲、日本均超過1000家、俄羅斯800多家，其它國家和地區(qū)2700多家。在市場銷售方面，美國居首位，占總銷售額的35%，日本約占20%，德國約占15%。三國的銷售總額占據(jù)了世界市場的70%。未來五年，傳感器市場增長率將超過15%(仍然是高增長行業(yè))。
據(jù)行業(yè)統(tǒng)計和預測，我國已有1700余家企事業(yè)單位從事敏感元件與傳感器的研發(fā)與生產(chǎn)，門類基本齊全，可產(chǎn)品化的達10大類、42小類、6000多個品種，年總產(chǎn)量超過600億只。2014年，我國傳感器銷售額突破1000億元，2015年突破1200億元，2016年突破1300億元。
無論汽車、艦船、高鐵、航空航天飛行器，還是移動終端、機器人，都是多技術融合與聚集的“平臺”，也是安裝傳感器的“平臺”，其性能的優(yōu)劣取決于裝了多少個傳感器和安裝了什么類型的傳感器。
例如機器人有內(nèi)、外傳感器之分，內(nèi)傳感器就是內(nèi)部關節(jié)與機構之間的活動協(xié)調(diào)關系，需要通過傳感器獲取大量數(shù)據(jù)并傳輸;外傳感器是通過“五官”窗口來獲取環(huán)境數(shù)據(jù)信息，通過傳感器獲取聲音、溫濕度、壓力、流量、磁場、氣體、形態(tài)圖樣等各種參數(shù)指標的變化，來監(jiān)控自身運行和安全狀況。
因此，安裝的傳感器種類與數(shù)量越多，獲取外界的信息數(shù)據(jù)就越多，結合軟件分析模型，其“平臺”的智能化水平和“智慧”程度就越高，服務功能就越強大。正如兩院院士陳俊亮所說，物聯(lián)網(wǎng)時代正向我們走來，過去人們所幻想的萬物聯(lián)網(wǎng)、智能社會的圖景，如今正隨著傳感技術的發(fā)展逐步成為現(xiàn)實。