物联网全景图：3个阶段性任务和三大发展期
2021-10-15 11:05:46 庆云紫光
物联网（IoT，Internet of things）是指“万物相连的互联网”。通过 RFID（Radio Frequency Identification, 无线射频识别）、感应器等信息传感设备，按约定的协议，把物品和互联网连接起来，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。
3个阶段性任务，及其挑战
IoT, Internet of Things，物联网，顾名思义，是物物相连。而要实现“物物相连”，一共有3个阶段性任务，而这3个阶段性任务，也伴随着巨大的挑战：
阶段一：让“物”说话。
正如婴儿要融入世界，需要会说话一样，我们的“物”也需要能够与外界交流。感知物理世界，变成数字信号：让万物可以感知温度、空间、五觉，并且将自己感知到的进行数据化。在这数据化的过程中，我们发现如下挑战：
大量现存设备未被数字化；
多样化设备、各种行业协议、各种通信网络；
设备要求低功耗、低成本；
设备安全问题突出。
阶段二：让“物”说一种话
婴儿光会说话是不行的，要能够和外界交流，还需要和外界使用共同的语言。对于“物”也是一样，我们需要将数变成Online，提供标准化数据，让外部能够理解“物”说的话。而这就需要有广联接和多协议接入，并且数据标准化，统一物模型。可是，现状却是：
百万中数据元素，缺乏标准和规范；
多样化数据格式
各厂商烟囱式发展，数据孤岛林立，数据互通困难。
阶段三：让“物”时候有价值的话
在可以用同一种语言沟通的基础上，我们还需要让婴儿说有价值的话，才能够实现高效沟通。对于“物”而言，亦是如此。尤其是在“物”的世界，我们需要解决海量数据处理和分析，因此对算力的要求极高，并且要求实时性。最终的结果就是行业数字化、数字化行业。但是，正如前面说到的：
海量数据带来算力、存储问题；
实时流、时序、离线、多维分析复杂；
行业应用场景的复杂性；
商业闭环、价值变形和分配问题
三大发展期
物联网的发展可以分为萌芽期、初步发展期以及高速发展时期。
萌芽期（1991 年-2004 年）：1991 年，美国麻省理工学院的 Kevin Ash-ton 教授提出物联网概念。1995 年，比尔盖茨在其《未来之路》一书中构想物物互联，但当时并未引起广泛关注。1999 年，美国麻省理工学院首先提出物联网的定义，将物联网定义为把所有物品通过 RFID 和条码等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理的网络，自此，对物联网的关注度逐渐提升。
2003 年，美国《技术评论》将传感网络技术列为改变未来人们生活的十大技术之首。2004 年，“物联网”这个术语开始出现在各种书名中，并在媒体上传播。
初步发展期（2005 年-2008 年）：2005 年 11 月 17 日，国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告 2005：物联网》，报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体都可以通过因特网主动进行交换。射频识别技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用，这标志着物联网行业进入到初步发展阶段，物联网的概念日益深入人心。
2007 年第一部 iPhone 手机出现，为消费者提供了与世界连网设备互动的全新方式。2008 年第一届国际物联网大会在瑞士苏黎世举行。
高速发展期（2009 年–至今）：2009 年 1 月，美国政府将新能源和物联网确认为美国国家战略。2009 年 6 月，欧盟执委会发表欧洲物联网行动计划，提出要加强对物联网的管理，促进行业发展。2009 年 8 月，温家宝总理在无锡视察时提出“感知中国”，无锡市率先建立了“感知中国”研究中心，中国科学院、运营商、多所大学在无锡建立了物联网研究院，中国正式开始在物联网行业进行战略部署。欧盟、中国、美国在物联网行业的部署计划标志着物联网进入到快速发展期。
根据中国产业信息网的数据及预测，2019 年全球物联网设备数量已达到 107 亿台，预计 2025 年物联网连接数将达到 251 亿台，保持 12%以上的增长。市场规模方面，statista 数据显示，2020 年全球物联网市场规模达到 2480 亿美元，到 2025 年预计市场规模将超过 1.5 万亿美元，复合增长率达到 44.59%。
在政策与技术的支持下，中国物联网市场蓬勃发展。根据中国产业发展研究院的数据，2020 年，中国物联网市场规模达到 1.66 万亿元，2022 年更将达到 2.12 万亿元。
物联网可以分为四个层级，包括感知层、传输层、平台层和应用层。感知层是物联网的最底层，其主要功能是收集数据，通过芯片、蜂窝模组/终端和感知设备等工具从物理世界中采集信息。传输层是物联网的管道，主要负责传输数据，将感知层采集和识别的信息进一步传输到平台层。
传输层主要应用无线传输方式，无线传输可以分为远距传输和近距传输。平台层负责处理数据，在物联网体系中起到承上启下的作用，主要将来自感知层的数据进行汇总、处理和分析，主要包括 PaaS 平台、AI 平台和其他能力平台。应用层是物联网的最顶层，主要基于平台层的数据解决具体垂直领域的行业问题，包括消费驱动应用、产业驱动应用和政策驱动应用。目前，物联网已实际应用到家居、公共服务、农业、物流、服务、工业、医疗等领域，各个细分场景都具备巨大的发展潜力。
各个层级的参与者与产品构建了物联网的产业链。感知层的主要参与者是传感器厂商、芯片厂商和终端及模块生产商，产品主要包括传感器、系统级芯片、传感器芯片和通信模组等底层元器件；网络层的参与者是通信服务提供商，提供通信网络，其中通信网络可以分为蜂窝通信网络和非蜂窝网络；平台层的参与者是各式的平台服务提供商，所提供的产品与服务可以分为物联网云平台和操作系统，完成对数据、信息进行存储和分析；应用层包括智能硬件和应用服务，智能硬件根据面对的对象不同可以分为 2C 和 2B，应用服务则可根据应用场景不同进行细分。
3个阶段性任务，及其挑战
IoT, Internet of Things，物联网，顾名思义，是物物相连。而要实现“物物相连”，一共有3个阶段性任务，而这3个阶段性任务，也伴随着巨大的挑战：
阶段一：让“物”说话。
正如婴儿要融入世界，需要会说话一样，我们的“物”也需要能够与外界交流。感知物理世界，变成数字信号：让万物可以感知温度、空间、五觉，并且将自己感知到的进行数据化。在这数据化的过程中，我们发现如下挑战：
大量现存设备未被数字化；
多样化设备、各种行业协议、各种通信网络；
设备要求低功耗、低成本；
设备安全问题突出。
阶段二：让“物”说一种话
婴儿光会说话是不行的，要能够和外界交流，还需要和外界使用共同的语言。对于“物”也是一样，我们需要将数变成Online，提供标准化数据，让外部能够理解“物”说的话。而这就需要有广联接和多协议接入，并且数据标准化，统一物模型。可是，现状却是：
百万中数据元素，缺乏标准和规范；
多样化数据格式
各厂商烟囱式发展，数据孤岛林立，数据互通困难。
阶段三：让“物”时候有价值的话
在可以用同一种语言沟通的基础上，我们还需要让婴儿说有价值的话，才能够实现高效沟通。对于“物”而言，亦是如此。尤其是在“物”的世界，我们需要解决海量数据处理和分析，因此对算力的要求极高，并且要求实时性。最终的结果就是行业数字化、数字化行业。但是，正如前面说到的：
海量数据带来算力、存储问题；
实时流、时序、离线、多维分析复杂；
行业应用场景的复杂性；
商业闭环、价值变形和分配问题
三大发展期
物联网的发展可以分为萌芽期、初步发展期以及高速发展时期。
萌芽期（1991 年-2004 年）：1991 年，美国麻省理工学院的 Kevin Ash-ton 教授提出物联网概念。1995 年，比尔盖茨在其《未来之路》一书中构想物物互联，但当时并未引起广泛关注。1999 年，美国麻省理工学院首先提出物联网的定义，将物联网定义为把所有物品通过 RFID 和条码等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理的网络，自此，对物联网的关注度逐渐提升。
2003 年，美国《技术评论》将传感网络技术列为改变未来人们生活的十大技术之首。2004 年，“物联网”这个术语开始出现在各种书名中，并在媒体上传播。
初步发展期（2005 年-2008 年）：2005 年 11 月 17 日，国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告 2005：物联网》，报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体都可以通过因特网主动进行交换。射频识别技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用，这标志着物联网行业进入到初步发展阶段，物联网的概念日益深入人心。
2007 年第一部 iPhone 手机出现，为消费者提供了与世界连网设备互动的全新方式。2008 年第一届国际物联网大会在瑞士苏黎世举行。
高速发展期（2009 年–至今）：2009 年 1 月，美国政府将新能源和物联网确认为美国国家战略。2009 年 6 月，欧盟执委会发表欧洲物联网行动计划，提出要加强对物联网的管理，促进行业发展。2009 年 8 月，温家宝总理在无锡视察时提出“感知中国”，无锡市率先建立了“感知中国”研究中心，中国科学院、运营商、多所大学在无锡建立了物联网研究院，中国正式开始在物联网行业进行战略部署。欧盟、中国、美国在物联网行业的部署计划标志着物联网进入到快速发展期。
根据中国产业信息网的数据及预测，2019 年全球物联网设备数量已达到 107 亿台，预计 2025 年物联网连接数将达到 251 亿台，保持 12%以上的增长。市场规模方面，statista 数据显示，2020 年全球物联网市场规模达到 2480 亿美元，到 2025 年预计市场规模将超过 1.5 万亿美元，复合增长率达到 44.59%。
在政策与技术的支持下，中国物联网市场蓬勃发展。根据中国产业发展研究院的数据，2020 年，中国物联网市场规模达到 1.66 万亿元，2022 年更将达到 2.12 万亿元。
物联网可以分为四个层级，包括感知层、传输层、平台层和应用层。感知层是物联网的最底层，其主要功能是收集数据，通过芯片、蜂窝模组/终端和感知设备等工具从物理世界中采集信息。传输层是物联网的管道，主要负责传输数据，将感知层采集和识别的信息进一步传输到平台层。
传输层主要应用无线传输方式，无线传输可以分为远距传输和近距传输。平台层负责处理数据，在物联网体系中起到承上启下的作用，主要将来自感知层的数据进行汇总、处理和分析，主要包括 PaaS 平台、AI 平台和其他能力平台。应用层是物联网的最顶层，主要基于平台层的数据解决具体垂直领域的行业问题，包括消费驱动应用、产业驱动应用和政策驱动应用。目前，物联网已实际应用到家居、公共服务、农业、物流、服务、工业、医疗等领域，各个细分场景都具备巨大的发展潜力。
各个层级的参与者与产品构建了物联网的产业链。感知层的主要参与者是传感器厂商、芯片厂商和终端及模块生产商，产品主要包括传感器、系统级芯片、传感器芯片和通信模组等底层元器件；网络层的参与者是通信服务提供商，提供通信网络，其中通信网络可以分为蜂窝通信网络和非蜂窝网络；平台层的参与者是各式的平台服务提供商，所提供的产品与服务可以分为物联网云平台和操作系统，完成对数据、信息进行存储和分析；应用层包括智能硬件和应用服务，智能硬件根据面对的对象不同可以分为 2C 和 2B，应用服务则可根据应用场景不同进行细分。
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