第2章 国际物联网产业发展现状

2.1 全球物联网产业发展态势及规模

2.1.1 全球物联网产业快速发展

2009年以来，美国、欧盟、中国等纷纷提出物联网发展策略，物联网产业迈入高速发展阶段。传统企业和IT巨头纷纷布局物联网，物联网在制造业、零售业、服务业、公共事业等多个领域加速渗透。2015年全球物联网市场规模达到624亿美元，同比增长29%，预计2019年新增的物联网设备接入量将从2015年的16.91亿台增长到30.54亿台，到2020年，全球所使用的物联网设备数量将成长至208亿台。

1．RFID应用快速普及，技术研究重点突出

物联网产业链中的RFID研发开展得较早，产业化条件最为成熟。因RFID技术深受各国政府及跨国商业零售企业的欢迎，支持力度逐渐增大，应用普及速度加快。例如，英国政府斥资5.7亿美元升级本国电子护照系统；美国军方在佛罗里达州投资6300万美元，将RFID技术引入军需品管理；韩国、中国政府等也相继推动RFID公共自行车系统、RFID资产管理系统、档案管理系统、个人身份证系统等示范项目；沃尔玛公司采用RFID升级其供应商系统等。根据ID Tech Ex公司研究，仅中国RFID标签的制造产能就已经达到了全球总产能的85%，预计到2025年，中国RFID应用的市场价值将达到43亿美元。

从RFID产品应用方面来看，RFID产业中被动式标签、网络软件服务应用需求逐渐减少，主动式标签和读写器应用需求逐渐增多。2011年，主动式标签、被动式标签、读写器、网络软件服务市场规模分别为2.8亿美元、20.5亿美元、9.3亿美元、25.8亿美元，占整体市场的4.79%、35.1%、15.92%和44.18%；随着标签制造成本的不断下降、标签技术的升级及RFID系统的部署更广泛，被动式标签、网络软件服务在RFID系统中所占的比重逐渐减少，而对主动式标签和读写器的需求越来越多。

从RFID应用市场需求方面来看，金融、安防等行业对RFID电子标签需求量最大；其次是运输系统（电子票证）、车辆管理等；零售消费品行业对RFID电子标签的需求增长最快。据ID Tech Ex公司研究，RFID技术在物流、健康医疗、畜禽动物溯源、图书档案管理等方面，具有相当大的市场潜力。

从RFID技术研究方向来看，高技术RFID标签成国内外研究的重点。RFID标签共分低频、高频、超高频和微波四个波段。其中，超高频、微波RFID标签因成本更低、通信距离更远、应用范围更广，成为国内外RFID技术发展的重点。RFID标签主要包括芯片、天线（绕线或蚀刻）、贴合物等。其技术的关键在于成本控制与高精确频率响应天线的设计。因超高频、微波频段标签需使用印刷、曝光、显影、蚀刻等复杂程序制作细间距蚀刻天线，对技术要求较高，更适用于规模化生产。

2．M2M市场潜力巨大，运营商关注于全球跨界服务

机器与机器间通信（M2M）是最早出现的物联网应用形式之一，根据Tech Navio公司的数据显示，2010年全球M2M无线通信市场增长26%，规模达到73亿美元。

从M2M产业发展趋势来看，全球M2M产业发展表现出三个主要趋势：一是M2M网络运营企业积极导入云计算技术，以降低服务成本，提高服务效率；二是M2M网络运营企业更注重提供M2M数据增值服务，以提高企业的每个用户平均收入（ARPU）；三是M2M更强调与用户原有的ERP、CRM等企业信息管理系统无缝整合，以降低用户系统转换成本，提高用户业务运营效率。

从M2M应用的发展情况来看，电信运营商是M2M应用的主要推动者。近几年，随着传统语音和数据市场渐趋饱和，电信运营商开始积极拓展新业务增长点，M2M成为关注的焦点之一，这一趋势在发达国家市场表现尤为明显。据Tech Navio公司发布的2010年全球M2M网络服务商排名，AT&T拥有约11%的市场份额，排名第一，2011年AT&T以390亿美元收购T-Mobile，市场地位进一步加强；Verizon、沃达丰分别以10%、9%的市场份额，排名第二、第三；中国移动早在2005年左右就开始启动M2M技术研发和标准的制定，2010年其M2M业务全球市场份额达7%，已经处于与国际领先企业同步的水平。2010年全球主要M2M无线网络服务企业市场份额见图2-1。

近两年，为满足用户一站式管理全球M2M连接的需求，同时降低M2M基础网络的布设成本，欧美M2M运营企业，特别是二线M2M运营企业纷纷开展业务合作，统一彼此M2M标准、扩大各自M2M服务覆盖范围，增强跨界服务的能力。2011年7月，欧洲三大运营商Telia Sonera与法国电信Orange和德国电信签署了共享M2M网络的合作协议，将M2M业务服务覆盖范围扩展至法国、德国、比利时、卢森堡、荷兰、英国、瑞典、挪威、芬兰、丹麦、爱沙尼亚和立陶宛等欧洲主要国家和地区。2012年，Sprint和Orange Business Services宣布携手合作，根据协议，Orange Business Services将帮助Sprint在美国之外的市场提供M2M服务，由此Sprint M2M的服务范围将扩展至全球180个围家。

3．无线传感网竞争已经进入互联示范阶段

目前，全球无线传感网（WSN）已进入市场导入阶段，在自然灾害自动监测、交通、公共基础设施自动监测、智能电网、制造过程控制等领域已开始规模化示范应用。无线传感网是未来市场潜力最大的物联网应用领域之一。据ID Tech Ex公司《2011—2021年无线传感网》研究报告显示，2011年全球无线传感网的市场规模约为4.5亿美元，预计到2021年将进一步增长至20亿美元。

无线传感网络被称为下一波科技革命，吸引了全球科技企业与相关政府机构的积极参与。如惠普公司2009年开始实施一项名为“地球中枢神经系统（CeNSE）”的科研项目，由惠普实验室的纳米感应研究提供技术支持，目标是开发新一代的“微型、低成本、高灵敏度、高可靠性”传感器，在全球范围建立一个由上万亿个传感器和执行器组成的感应网络，该项目入选Read Write Web网站的“2010年全球物联网十大进展”。英国的创新企业Pachube已经开始商业运营一项基于互联网的传感器数据平台服务。在葡萄牙南部城市帕雷德斯附近的Plan IT Val-ley，一家名为“Living Plan IT”的公司正在建设一座占地面积1700mh2的绿色、低碳科技城。该城市以Windows Azure云端平台为骨架，通过自主开发的都市操作系统UOS（Urban Operating System）和大规模铺设的传感器网络，连接城市能源、水、废弃物处理、交通运输等硬件基础设施以及教育、卫生等公共服务，从而实现对城市的综合管理。Living Plan IT荣膺“2012年度全球科技先锋”殊荣。

2．1.2 全球物联网产业链初步形成

目前，全球物联网产业链已初步形成，据《Connected World》杂志（原《M2M》杂志）发布的数据显示，2012年全球M2M百强企业的排名中，产业链中的各产业均有企业进入榜单。其中，有14家传感器/RFID企业、12家外部硬件企业、21家嵌入式硬件企业、25家应用基础/软件企业、25家网络运营企业、2家工程/系统集成企业入选。此外，平台支撑、第三方服务类企业也首次进入排名，百强名单中首次出现1家应用验证服务企业和2家嵌入式开发平台企业。

与2010年数据相比，在2012年的榜单中可以发现，产业链各环节中，传感网/RFID、系统部署、外部硬件等由于技术门槛比较高，入榜企业名单变化不大；嵌入式硬件、应用基础/软件厂商领域则竞争相对激烈，榜单变化较大；新进入企业较多，我国两家电信设备企业华为、中兴也首次排名进入前100强。2012年M2M百强企业（按行业划分）见表2-1。

由于物联网产业涉及领域广，潜在市场空间大，传统的IT跨国企业，包括芯片、软件、电信运营等企业，也开始积极进行产业布局。但由于各公司技术积累不同，对物联网业务的侧重也不同，如思科的目标是所有网络层，IBM的目标是所有应用层等，很多跨国公司已经形成了较为成熟的物联网产品和技术解决方案。如：总部位于比利时的欧洲合作研发机构——校际微电子中心（IMEC）利用GPS、RFID技术已经开发出远程环境监测、先进工业监测等系统；该机构还利用在微电子及生物医药电子领域的领先技术，积极研发具有可遥控、体积小、成本低等功能的微电子人体传感器，自动驾驶系统等技术。思科公司已经开发出“智能互联建筑”解决方案，为位于硅谷的美国网域存储技术有限公司节约了15%的能耗。IBM提出“智慧地球”概念，并且已经开发出了涵盖智能电力、智能医疗、智能交通、智能银行、智能城市等多项物联网应用方案。美国政府目前正在推动美国与墨西哥边境的“虚拟边境”建设，该项目依靠传感器网络技术，仅其设备采购额就高达数百亿美元。

2.1.3 全球物联网产业生态系统不断完善

根据硅谷投资公司First Mark最新发布的2016年物联网产业分布图（Internet of Things Landscape）见图2-2。物联网产业生态系统主要由基础设施层、平台层（横向）以及应用层（纵向）三大部分组成，目前三大组成部分不断发展完善。在物联网产业生态系统中除了包括谷歌、苹果、亚马逊、微软等国际企业，还包括中国移动、中国联通、华为、富士康等国内厂商，这也意味着物联网领域正在不断扩张。

1．基础设施层

基础设施层主要包括硬件和软件、通信、第三方合作伙伴。其中硬件主要包括芯片处理器、传感器、充电设备、配件；软件主要包括云平台、移动操作系统；通信主要包括网络协议、M2M（人机、机器之间的通信协议）、电信服务商、WiFi；第三方合作伙伴主要包括工业设计与顾问、标准化联盟、零售商、代工厂、创业孵化器、众筹及投资机构。基础设施层产业生态系统见图2-3～图2-5。

2．平台层

平台层主要包括平台、人机交互和3D。其中平台主要包括软件、全栈性能管理、开发者工具、分析工具、传感器分布网络、网络连接、信息安全、开源平台；人机交互主要包括虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、其他智能型人机交互设备；3D主要包括3D扫描及打印、3D内容设计及发布平台。平台层产业生态系统见图2-6～图2-8。

3．应用层

应用层主要包括个人应用、智能家居与智能交通、企业应用与产业互联网部分。其中个人应用主要包括可穿戴设备、运动健身、健康、娱乐应用、体育、玩具、亲子、关爱老人；智能家居主要包括家庭自动化、智能路由、安全监控、智能厨房、家庭机器人、传感检测、智能宠物、智能花园、跟踪设备；智能交通主要包括车联网、智能自行车/摩托车（头盔设备）、无人驾驶、无人机、太空探索；企业应用主要包括医疗保健、零售、支付/信用卡、智能办公室、现代农业、建筑施工；产业互联网主要包括现代制造、能源工业、供应链、工业机器人、工业可穿戴设备（智能安全帽等）。应用层产业生态系统见图2-9～图2-11。