第二节 我国物联网技术的发展与现状
一、我国的物联网发展历程
我国的物联网技术发展并不比发达国家晚,20世纪90年代我国的金卡工程作为信息化的重点项目,实际上已经开始了RFID的应用。此时欧洲也刚刚开始将RFID技术用于自动化生产、门禁、防伪和货物跟踪等局部领域。
2001年我国在全国铁路系统建立了基于RFID的信息管理系统,成为全世界最大的RFID应用系统。铁路系统建设此系统的出发点是缘于全国车厢资源的管理技术落后,资源使用效率不高,应收的费用也收不上来。部署了RFID技术以后,明显提高了管理水平,也收到显著的经济效益,成为后来我国RFID技术应用的经典案例。
进入21世纪,我国的RFID技术得到了飞快的发展。2006年6月,在有关政府部门的指导下发布了第一部《中国RFID技术政策白皮书》。2007年国家颁布了800/900MHz频段RFID技术的具体使用频率标准,为840~845MHz和920~925MHz。RFID在应用方面也逐步扩展,目前覆盖了安全防护、生产自动控制、仓储管理、运输跟踪、收费系统、资产管理等诸多方面。
可以说我国的物联网是从21世纪的RFID技术应用的基础上发展起来的。2009年温家宝总理视察了无锡物联网产业研究院,提出了“感知中国”目标,从此物联网技术及其应用上升至国家的发展战略地位,RFID技术成为物联网技术的组成部分。
“十二五”期间我国在物联网关键技术研发、应用示范推广、产业协调发展和政策环境建设等方面取得了显著成效。
(1)政策环境不断完善。加强顶层设计,发布《国务院关于推进物联网有序健康发展的指导意见》,成立物联网发展部际联席会议和专家咨询委员会,统筹协调和指导物联网产业发展。相关部门制定和实施10个物联网发展专项行动计划,加强技术研发、标准研制和应用示范等工作,积极组织实施重大应用示范工程,推进示范区和产业基地建设。中央财政连续四年安排物联网发展专项资金,物联网被纳入高新技术企业认定和支持范围。各地区加大政策支持力度,设立专项资金,多层次、全方位推进地方物联网发展。
(2)产业体系初步建成。已形成包括芯片、元器件、设备、软件、系统集成、运营、应用服务在内的较为完整的物联网产业链。2015年物联网产业规模达到7500亿元,“十二五”年复合增长率为25%。公众网络机器到机器(M2M)连接数突破1亿,占全球总量31%,成为全球最大市场。物联网产业已形成环渤海、长三角、泛珠三角以及中西部地区四大区域聚集发展的格局,无锡、重庆、杭州、福州等新型工业化产业示范基地建设初见成效。涌现出一大批具备较强实力的物联网领军企业,互联网龙头企业成为物联网发展的重要新兴力量。物联网产业公共服务体系日渐完善,初步建成一批共性技术研发、检验检测、投融资、标识解析、成果转化、人才培训、信息服务等公共服务平台。
(3)创新成果不断涌现。在芯片、传感器、智能终端、中间件、架构、标准制定等领域取得一大批研究成果。光纤传感器、红外传感器技术达到国际先进水平,超高频智能卡、微波无源无线射频识别(RFID)、北斗芯片技术水平大幅提升,微机电系统(MEMS)传感器实现批量生产,物联网中间件平台、多功能便捷式智能终端研发取得突破。一批实验室、工程中心和大学科技园等创新载体已经建成并发挥良好的支撑作用。物联网标准体系加快建立,已完成200多项物联网基础共性和重点应用国家标准立项。我国主导完成多项物联网国际标准,国际标准制定话语权明显提升。
(4)应用示范持续深化。在工业、农业、能源、物流等行业的提质增效、转型升级中作用明显,物联网与移动互联网融合推动家居、健康、养老、娱乐等民生应用创新空前活跃,在公共安全、城市交通、设施管理、管网监测等智慧城市领域的应用显著提升了城市管理智能化水平。物联网应用规模与水平不断提升,在智能交通、车联网、物流追溯、安全生产、医疗健康、能源管理等领域已形成一批成熟的运营服务平台和商业模式,高速公路电子不停车收费系统(ETC)实现全国联网,部分物联网应用达到了千万级用户规模。
二、现存问题
我国物联网产业已拥有一定规模,设备制造、网络和应用服务具备较高水平,技术研发和标准制定取得突破,物联网与行业融合发展成效显著。但仍要看到我国物联网产业发展面临的瓶颈和深层次问题依然突出。一是产业生态竞争力不强,芯片、传感器、操作系统等核心基础能力依然薄弱,高端产品研发能力不强,原始创新能力与发达国家差距较大;二是产业链协同性不强,缺少整合产业链上下游资源、引领产业协调发展的龙头企业;三是标准体系仍不完善,一些重要标准研制进度较慢,跨行业应用标准制定难度较大;四是物联网与行业融合发展有待进一步深化,成熟的商业模式仍然缺乏,部分行业存在管理分散、推动力度不够的问题,发展新技术新业态面临跨行业体制机制障碍;五是网络与信息安全形势依然严峻,设施安全、数据安全、个人信息安全等问题亟待解决。
三、未来的发展
物联网是新一代信息技术的高度集成和综合运用,对新一轮产业变革和经济社会绿色、智能、可持续发展具有重要意义。“十二五”时期,我国物联网发展取得了显著成效,与发达国家保持同步,成为全球物联网发展最为活跃的地区之一,已形成包括芯片、元器件、设备、软件、系统集成、运营、应用服务在内的较为完整的物联网产业链。2015年物联网产业规模达到7500亿元,“十二五”年复合增长率为25%。公众网络机器到机器(M2M)连接数突破1亿,占全球总量的31%,成为全球最大市场。“十三五”时期,我国经济发展进入新常态,创新是引领发展的第一动力,促进物联网、大数据等新技术、新业态广泛应用,培育壮大新动能成为国家战略。当前,物联网正进入跨界融合、集成创新和规模化发展的新阶段,迎来重大的发展机遇。到2020年,具有国际竞争力的物联网产业体系基本形成,包含感知制造、网络传输、智能信息服务在内的总体产业规模突破1.5万亿元,智能信息服务的比重大幅提升。推进物联网感知设施规划布局,公众网络M2M连接数突破17亿。物联网技术研发水平和创新能力显著提高,适应产业发展的标准体系初步形成,物联网规模应用不断拓展,泛在安全的物联网体系基本成型。加大对物联网科研投入,重点是物联网系统架构、信息物理系统感知和控制等基础理论研究,攻克智能硬件(硬件嵌入式智能)、物联网低功耗可信泛在接入等关键技术,构建物联网共性技术创新基础支撑平台,实现智能感知芯片、软件以及终端的产品化。
核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品。突破超级计算机中央处理器(CPU)架构设计技术,提升服务器及桌面计算机CPU、操作系统和数据库、办公软件等的功能、效能和可靠性,攻克智能终端嵌入式CPU和操作系统的高性能低功耗等核心关键技术;面向云计算、大数据等新需求开展操作系统等关键基础软硬件研发,基本形成核心电子器件、高端通用芯片和基础软件产品的自主发展能力,扭转我国基础信息产品在安全可控、自主保障方面的被动局面。
极大规模集成电路制造装备及成套工艺。攻克14纳米刻蚀设备、薄膜设备、掺杂设备等高端制造装备及零部件,突破28纳米浸没式光刻机及核心部件,研制300毫米硅片等关键材料,研发14纳米逻辑与存储芯片成套工艺及相应系统封测技术,开展75纳米关键技术研究,形成28~14纳米装备、材料、工艺、封测等较完整的产业链,整体创新能力进入世界先进行列。
新一代宽带无线移动通信网。开展第五代移动通信(5G)关键核心技术和国际标准以及5G芯片、终端及系统设备等关键产品研制,重点推进5G技术标准和生态系统构建,支持4G增强技术的芯片、仪表等技术薄弱环节的攻关,形成完整的宽带无线移动通信产业链,保持与国际先进水平同步发展,推动我国成为宽带无线移动通信技术、标准、产业、服务与应用领域的领先国家之一,为2020年启动5G商用提供支撑。