【報告名稱】2010年物聯網發展研究報告

　　【關鍵詞】物聯網，M2M，運營商，解決方案

　　【內容提要】物聯網，是繼計算機、互聯網與移動通信網之后的又一次信息產業浪潮，是一個全新的技術領域，給IT和通信帶來了廣闊的新市場。物聯網應用中首先被廣泛使用的是“M2M”(Machine-to-Machine)應用，驅使各行各業走向信息數字化和商業流程的自動化。其實物聯網技術并非新生，在一些行業中已經得到應用。埃森哲認為，經過過去幾年的技術和市場的培育，物聯網即將進入高速發展期。目前，全球主流的運營商和設備商都已經開始提供移動M2M業務與解決方案。在中國，在工業化與信息化融合的今天，電信運營商，特別是移動運營商，在不斷突破盈利點的驅動下，也將視線轉向了M2M。

　　【正文】

　　1.物聯網的發展趨勢

　　1.1物聯網的簡介

　　物聯網(The Internet of things)的概念是在1999年提出的，比爾蓋茲在華盛頓湖畔的智能化豪宅，聯想、長虹等國內廠商推出的閃聯標準，國內外運營商推出的手機支付、路燈監控等M2M應用都是物聯網的雛形。

　　物聯網應用中首先被廣泛使用的是“M2M”(Machine-to-Machine)應用。M2M指的是各類物體通過有線和無線的方式，在沒有人為干預下實現數據通信。這些物體可能是工業設備、電表、醫療設備、運輸車隊、移動電話、汽車、販賣機、家電、健身設備、樓宇、大橋、公路和鐵路設施等等。這些物體將配備嵌入式的通信技術產品，通過各類通信協議和其他的設備及IT系統交換信息，提供連續的、實時的和具體細節的信息，到達人類無法得到的大量信息。廣義的M2M 也包括人和機器(Mobile-to-Machine)間的應用。

　　1.2物聯網邁入高速發展期

　　埃森哲認為，經過過去幾年的技術和市場的培育，物聯網即將進入高速發展期，它是繼計算機、互聯網與移動通信網之后的又一次信息產業浪潮，是一個全新的技術領域，同時也給IT和通信帶來了廣闊的新市場。

　　在物聯網產生之前，IT和人類基礎設施開啟智能化之路，都為物聯網的出現奠定了堅實的基礎。

　　IT能力在1980年以前，一直局限在主機和后臺計算中心，在80年代之后，逐步從后臺移向前臺和桌面，支撐作業處理和分析能力，由此，PC和局域網應運而生。之后，隨著互聯網的出現，IT能力從桌面擴展到支撐價值鏈和商業合作伙伴，支撐著服務和協調。2000年后，智能設備的不斷涌現使得IT能力從對人的支撐擴展到對物體的支撐，實現了物體之間的通信和協作，物聯網在此初見端倪。

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　　而人類的基礎設施的演進路線也極其相似。90年代以前，基礎設施建設能力僅停留在建造鋼筋混凝土的基礎設施階段。90年代以后，隨著基礎設施建設的重點移向國家信息基礎建設，信息高速公路等信息基礎建設成為了國家發展政策的重點和產業發展的基礎。2000年后，隨著技術和市場的成熟，實物基礎建設和信息基礎建設逐步融合，使得世界基礎結構發生了翻天覆地的變化，智能城市的建立不再是紙上談兵，并日益向全面協作、相互關聯和智能化發展，物聯網隨之進入到人們的視野中。

　　“物聯網”概念的問世,打破了之前的傳統思維。過去的思路一直是將物理基礎設施和IT基礎設施分開：一方面是機場、公路、建筑物,而另一方面是數據中心，個人電腦、寬帶等。而在“物聯網”時代，鋼筋混凝土、電纜將與芯片、寬帶整合為統一的基礎設施。.在此意義上，基礎設施更像是一塊新的地球工地，世界的運轉就在它上面進行，其中包括經濟管理、生產運行、社會管理乃至個人生活。

　　目前，計算機和手持設備是IT的主體，而數量規模龐大的生活消費品，包括車輛、家電及其他生活實物用品將在未來從各個維度從后臺支撐人類的IT需求。研究機構iDate估計，“全球將有1億9千萬的機器設備將于2012年通過物聯網進行連接和共享信息”。獨立市場研究機構Forrester預測，到2020年，物物互聯業務與現有的人人互聯業務之比將達到30∶1，下一個萬億級的通信業務將是物物互聯。根據預測，到2035年前后，我國的傳感網終端將達到數千億個;到2050年，傳感器將在生活中無處不在。這就是物聯網中智能設備的規模效應。

　　1.3物聯網的廣泛應用

　　物聯網的通信方式開啟了B2B和B2C的服務改革，讓“機器開口說話”。原先充斥著大量無謂的信息待處理，時刻消耗著看似取之不盡的計算能力，消耗大量的電能，排放大量的二氧化碳。正是這些“機器自動生成(制造)的信息”的出現催生了物聯網，物聯網的出現也為在技術和業務以及政府監管層面更好地規范化、標準化這個產業，結合綠色計算和云計算技術，應對信息“污染”和“能耗”的問題。物聯網的普及實現減少成本，優化業務流程和在設備出現故障之前就預先制止等商業應用。其最顯著的特點，是使物品的供應鏈具備智能，使各種物品在生產、流通、消費的各個過程都具備智能，直至使智能遍及整個生態系統，這不僅可以提高管理的效率，更重要的是大大提高了物品和各種自然資源使用的效率，使廣泛的節能進入IT時代，引發一場綠色科技革命，有效實現節能減排。其中包括讓機器操縱汽車、掌控船舶運輸，進行綠色計量從而改善消費觀念并減少能源濫用，在機器出現故障前進行遠程維修，成千上萬個房間里的電器設備可以進行統一管理，城市水資源的浪費可以減至最低，而大氣污染也將被監測，等等。

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　　哥本哈根氣候峰會在2009年12月舉行，許多國家希望達成一份具有約束力的二氧化碳減排協議。與此同時，各國都陸續將物聯網的建設上升到國家戰略的層面，旨在通過物聯網的應用實現節能減排，成就低碳經濟。依靠這一網絡技術將生產要素和供應鏈進行深度的重組，以實現投入更少、成本更低和效率更高的發展，以及更少物耗、更多綠色、更加智能化的工業化。而物聯網作為低碳經濟革命的技術創新之一，是要在能源流的整個過程中提高能源生產率和降低二氧化碳的排放，比如在能源流的轉化環節，通過建立兼容并包各種能源的能源互聯網或智能電網，提高工業、建筑、交通中的能源利用效率。低碳經濟社會的特點是要建立能源互聯網，使得不同形式、不同時空的能源可以得到聰明的使用。這既可以大幅度地減少能源消耗和二氧化碳排放，同時又可以大幅度地提高人們的生活質量和便利性。

　　同時，物聯網為人民生活應用上引入了一種革新的服務方式，為顧客提供愉快和驚喜，包括當客戶度假時對寵物飼養器進行規劃和檢查，讓客戶能夠與冰箱交流然后決定要買些什么，可以在辦公室遠程調節家里溫度以避免下班回家感覺不適，等等。通過操作和控制某些“實物”，使之通過有線和無線的方式“互聯”在一起，形成一張提供嶄新突破體驗的大“網”。

　　同時，物聯網被廣泛地應用到各行各業的服務中，驅使各行各業走向信息數字化和商業流程的自動化。比如，在過去，通信和高科技服務、金融服務、公告服務、產品提供和能源提供都是互不關聯、互相割裂的，而物聯網正是會在將來打破它們之間的壁壘，使之日益為客戶提供融合的服務體驗。以無處不在的互聯網和一系列高科技術為標志的數字經濟積極地打破顧客、企業、競爭對手和合作伙伴之間的界限，提供數字化和快速傳輸和大量的數據存儲，提高信息傳播的安全性，實現商業流程的自動化。

　　1.4物聯網當前市場及前景預計

　　就物聯網的市場現狀來看，低價的無線射頻識別器(RFID)和感應器開始充斥市場，移動運營商開始關注物聯網市場，數據訪問的帶寬不斷增加，大量物聯網軟件陸續出現，而物聯網應用需求呈現強勁勢態。 

　　根據2008年1月發布的M2M Sourcebook，就物聯網技術的部署現狀而言(見上圖)，許多物聯網技術是跨行業部署的，物聯網技術使得很多行業進入新的市場，連入物聯網的設備數量以指數級別增長，尤其在基建、能源、公用設施和零售業最為明顯，其他也包括醫療、銀行、保險和政府服務等等。而遠程讀表是物聯網的第一個重要的應用，許多行業通過遠程讀表來降低人力成本，提高數據準確度，提升效率。此外，許多行業開始使用物聯網能力實現遠程設備監控和維護。可見，物聯網已經悄無聲息地融入到各行各業，潛移默化地影響著人們的生活。

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　　可以預見的是，物聯網應用市場前景一片光明。體積更小更便宜的專用的物聯網芯片和技術以及自我調節的網絡通信能力將要出現，各行業將通過更精細的管理和數據降低生產和運營成本，提高效率。同時，政府也將提出“綠色”的產品和服務要求。屆時，由于醫療費用居高不下，就需要更新的低價手段，這將是對物聯網提出的更新更高的要求，可持續發展將成為全人類的重要命題。

　　據M2M Sourcebook分析，物聯網應用市場收入遞增，物聯網需要部署大量的移動設備，越來越多的物體將連入移動網絡，同時，為物聯網服務的移動終端的品種和數量也將大幅增加。 

　　此外，M2M Sourcebook的數據還透露(見上圖)，移動物聯網市場規模也將不斷壯大，收入在未來幾年將大幅提高，自動讀表的相關收入在近期仍將占主導地位，而其他應用和收入也將迅速提升份額。

　　至于網絡接入，“M2M連接”將迎來迅速增長，建立一個由互聯M2M智能傳感器組成的類似“互聯網”的網絡。根據埃森哲對于互聯網和M2M在西歐的滲透對比可知，在1997年至2001年連接至互聯網的PC使用者的年復合增長率超過61%。在這首次浪潮過后，預計下次浪潮，即2008年至2012年互聯的M2M設備收入的年復合增長率將超過42%。可以說，“成指數增長的微型處理器將很快使機器智能等同于人類智慧”。而根據摩爾定律，“過去微型處理器性能的改善已經表明，大約每隔18-24個月半導體設備上的晶體管數量將翻倍”。

　　而物聯網的未來趨勢將呈現為大量的物聯網支撐平臺將被部署，越來越多的新設備、工具和家用電器直接具備IP和與互聯網連接的能力將得以實現，而政府將對汽車的排放、燃氣、安全等更加嚴格的政策規定，加速淘汰破壞環境的技術，滿足全民保健的需要。

　　埃森哲認為，物聯網技術并非新生，在一些行業中已經得到應用。經過過去幾年的技術和市場的培育，物聯網即將進入高速發展期。在物聯網收益方面將實現：

　　·節約運營成本

　　·增加收入來源

　　·滿足政府的各類政策規范

　　·提高客戶服務的滿意度和實現貼身服務

　　·對資產的有效監控

　　同時，埃森哲認為，支撐物體相互通信的關鍵技術，例如RFID、傳感器、嵌入式天線及無線寬帶網絡逐漸成熟，并有融合趨勢，保證了物聯網的基本技術手段。同時，物聯網技術呈現更小、更成熟、更便宜的特點，使得物聯網應用可以廣泛推廣。隨著物聯網技術標準和通信協議業已成型和規范，以及可持續發展和綠色經濟的要求給物聯網提供了政策上的傾斜等這些契機和扶植，物聯網必然呈欣欣向榮之態。

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　　2.運營商在物聯網時代的角色

　　2.1物聯網生態環境

　　物聯網使信息數字化，并使信息能夠在移動手持終端、個人電腦、其他設備和公司信息系統或互聯網中進行交換。其服務的關鍵要素包括：智能傳感器、通信鏈接和M2M應用三方面。

　　智能傳感器是指嵌在任何設備當中的包含在解決方案里的物理元素，例如：RFID標簽識別器、GPS單元、GPRS無線模塊等。智能傳感器一般會被安裝在行業設備、遠程醫學裝置、物流設備、數據家庭和自動售貨機等等。這顯然將由硬件提供者提供可連接的硬件部分和嵌入終端設置及設備。

　　通信鏈接是實現數據通過移動的、固定的或者臨近的連接傳送到中央M2M平臺的過程，通過無線數據通信網絡把它們自動采集到中央信息系統，實現實物的識別，進而通過開放性的計算機網絡實現信息交換和共享，實現對實物的“透明”管理。這就需要像埃森哲這樣的企業承擔整合M2M的解決方案及集成部分的責任，也需要網絡運營商提供移動、固定或傳感網絡的通信服務，帶動物聯網應用產生的通信需求。

　　隨后，通過M2M解決方案詳盡分析信息之后，對智能傳感器提供警示、報告和控制。M2M應用將體現在用戶界面上，客戶可以通過移動手持終端、個人電腦等設備看到，并對遠程實物進行控制。在中國，還沒有明確的M2M服務提供者，暫時假想它是通過M2M平臺向居民和商人提供M2M服務的，同時，它必須是一個關注垂直市場細分的專業公司。

　　2.2運營商挑戰和機遇

　　物聯網生態系統復雜，物聯網服務開始出現，但是誰能把物聯網整體能力提供給客戶呢?

　　運營商作為通信網絡的建設和運營者，在物聯網的建設方面具有得天獨厚的優勢，可以盡早整合產業鏈資源，從而推動物聯網產品的成熟普及。同時規范傳輸網絡協議，從而推動IPv6協議普及。此外，還可從構建云計算的中央處理單元入手，與產業鏈各方共同努力推動物聯網的成熟。

　　就中國而言，三大通信運營商現有的M2M產品尚不成熟，僅提供3G和GRPS遠程監控、遠程控制等領域的具體的產品，而產品缺乏體系化和系統化，且大部分僅具有感應和傳輸功能，并不具備物聯網智能化處理的要求。

　　其次，互聯網、通信網和廣電網已經構成了物聯網的骨干傳輸網絡，但與互聯網通行TCP/IP協議不同，物聯網現有的RFID射頻技術、短距離無線傳輸技術尚無統一標準。同時存在現有的IPv4協議的地址容量受限的問題。

　　此外，需要提升中央處理能力。物聯網智能化處理需要通過不同功能的M2M系統之間的信息鏈路共享，由中央處理單元協同各系統共同運作，將智能感應融入到整個社會的運轉之中。中央處理單元應建立在分布式云計算基礎上，以提供高速計算能力和容災備份功能，保障整個物聯網絡的正常運轉。

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　　經埃森哲分析研究發現，網絡運營商、公用事業公司和制造商/零售商能夠較好地利用現有潛在能力，管理一個傳感器/通信網絡。其中，網絡運營商在銷售和物聯網解決方案管理方面具有對現有能力再利用的強大競爭優勢。其擁有現有服務導向的CRM能力和顧客所有制，即面向大顧客群、鎖定顧客關系方面是其他公司所不可匹敵的。同時它們主導市場的潛力以及設立行業標準的機會遠大于其他行業，并可以此影響物聯網未來的發展。此外，它們在提供物聯網服務時可以依賴它們強勢的品牌認知，為跨行業的物聯網服務已做好了充足的準備。它們可以提供信息集中型服務，將從一個或多個設置或來源搜集而來的信息進行闡釋/整合，例如：遠程智能傳感器測試，戶外動態數字廣告，綠色計量，等等。

　　面對物聯網這一智能化的未來畫卷，具有先天優勢的運營商的物聯網應用市場機遇數不勝數。就面對企業客戶的市場而言，包括：

　　·補貼通道：為M2M服務產品定制獨特的定價，并提供漫游津貼;

　　·M2M管理服務產品：為公用事業公司、汽車制造商、醫療保健機構以及包括客戶服務與計費服務的車隊管理提供完整的M2M能力;

　　·M2M管理和安全網關及其他改進：為M2M設備提供支持，諸如全新的HLR、統一目錄和認證;

　　·M2M服務產品提供商的合作關系：實現批發或“白標”的機會等等;

　　而面對個人和家庭的消費品市場而言，包括：

　　·拓展傳統無線設備的組合：將手機到具有無線寬帶功能的電腦、照相機、電子書以及游戲機;

　　·與零售商簽訂合同：增加無線寬帶設備的品種，推動無線訂閱;

　　·與PC及其他OEM廠商合作：締造全新的運營商品牌產品等等。

　　2.3物聯網速贏關鍵—傳感網絡

　　從投資角度分析，物聯網的應用可分三個層次：一是傳感網絡，即以二維碼、射頻標簽、傳感器為主，實現物的識別;二是傳輸網絡，即通過現有的互聯網、廣電網絡、通信網絡等，實現數據的傳輸與計算;三是應用網絡，即利用現有的手機、PC等終端實現應用。三個層次中，傳輸網絡和應用網絡的技術已基本成熟，而傳感網絡屬于信息時代新生物，仍存在大量知識技術空白;而且國際化標準體系尚未形成，預埋專利的空間巨大;同時，世界各國的傳感網應用基本上處于嘗試階段，業務形式較少，也尚未出現廣受歡迎的殺手業務。因此，要在物聯網上實現快速突破，就要從傳感網絡入手。

　　首先，要著力突破傳感網絡的關鍵技術，解決最后N米的問題，建立一完整的物聯網，將短距離至長距離無線網絡全部囊括其中，是運營商面臨的首要課題。無所不在的無線傳感網絡是實現“物聯網”必不可少的基礎設施，安置在實物上的電子介質產生的數字信號可隨時隨地通過它傳送出去。而無線傳感器網絡之所以會在未來有廣闊的前景，在于它很好地解決了最后一公里、最后一百米、最后十米或者是最后一米的問題，比如在已經部署完成、正在使用的環境下，或不便搭設有線通訊設備的環境下，構建一個全面覆蓋的無線傳感網絡。

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　　其次，我國傳感網標準體系已形成初步框架。從長遠來看，傳感網標準的建立將有望推動國內三大通信運營商極為關注的物聯網業務的發展，但是，如何統一終端和接入標準仍是困擾運營商M2M業務發展的棘手問題，因為機器間的智能通信和管理涉及到產業鏈中多個廠商。目前，各家廠商并未實現統一的技術標準規范。如何跨越不同廠商、不同終端接口的不同標準是運營商乃至所有M2M服務提供商都必須解決的難題。標準不一，已嚴重制約了物聯網的發展，但在標準制定的過程中業界各方也面臨博弈局面。

　　傳感器網絡作為通信網絡的末梢，尚未出現殺手級的與行業應用融合的業務形式。隨著人與人互聯的產業已基本趨向飽和，以物與物的互聯為代表的傳感網將形成全新的業務，是信息技術領域新一輪發展與競爭的制高點。如果國內通信運營商能夠搶抓先機，利用好中國當前的政策環境和產業環境，積極開拓傳感網的業務，就能夠在關于傳感網的業務形式、規模、結構等方面得到突破，同時在業務領域的專利和標準上鑄就先發優勢。

　　3.物聯網應用的解決方案

　　3.1物聯網解決方案的五個關鍵要素

　　埃森哲認為，物聯網解決方案關鍵要素包括5P，即可以連入網絡的智能設備(Pods)、無處不在的有線和無線的寬帶網絡(Pipes)、數據管理設備(Plexes)、數字化管理設備(Panels)及應用支撐和運營(Platforms)。可以連入網絡的智能設備包括嵌入了傳感器、生物測定、RFID、OS、嵌入式射頻等技術的實物設備;無處不在的有線和無線寬帶網絡包括支持WRAN、WWAN、WLAN、WPAN、BlueTooth、ZigBee、UWB等協議的從傳感網到廣域網的綜合網絡;數據管理設施包括提供數據服務的數字化內容和中間件等;數字化管理設備包括支持門戶、網件等用戶界面等設備;應用支撐和運營包括提供注冊、展示、設備管理、服務編排、認證和SaaS的服務提供平臺。

　　物聯網解決方案充分體現了價值鏈的特點，在5P中有大量的廠商，需要集成給客戶提供價值。在此值得一提的是，埃森哲已經形成了一整套的技術和工具將物聯網的各個環節的技術整合，快速實現物聯網價值鏈，提供可靠的、可擴展的、有效的物聯網端對端解決方案。

　　3.2可持續的智能服務

　　可以看到的M2M應用最大最容易實現的機會是關注并達到政府設定的“可持續性”目標，故可提出可持續的智能服務。包括：

　　智能發動機：在車輛、工廠和商業層面上減少能源消耗的ICT技術;

　　智能大廈：在大廈里使用能源效率最優化的ICT系統;

　　智能網絡：網絡中實現從產生者到使用者的ICT應用整合，提高效率，優化方案;

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　　智能物流：通過規劃更好的路徑和承載量來減少能源消耗的ICT應用;

　　非物質化：將高碳活動/產品變為低碳替代品。

　　通過提供可持續化的智能服務，實現信息追蹤標準化，監管能源消耗和排放，評估能源和碳排放量，對現有運營方式再思考，進而成就綠色經濟。

　　3.3橫向擴展垂直物聯網服務

　　垂直的物聯網服務需要實現橫向擴展，物聯網生活方式才有可能在將來出現。在此我們通過兩個案例進行說明。

　　首先是一輛將各種不同應用互相連接的i-Car案例，這是一個通過M2M技術的應用將不同的商業結合起來、提供給最終用戶整合之后的解決方案。這輛i-Car的內部信息娛樂(IVI)應用情況如下：

　　移動信息：GPS導航器提供了動態的路況信息(例如，新聞、可停靠點、可選擇路線、商店、旅游區域、交通狀況、CO2 路線最優化、興趣點……)

　　安全性能：包括內設跟蹤系統(其智能黑箱能夠檢查追蹤汽車情況)，自動保持安全距離的系統(根據速度和天氣情況)，車內控制家庭錄像警報，汽車享有和駕駛設置的個性化

　　汽車維修及最優化：包括能夠減少能源消耗和二氧化碳排放量的智能發動機(例如：為自動駕駛的不同速度提供智能傳感器)，對嚴重污染水平敏感的識別系統(例如：在城市中心它會自動轉換成低能源排放系統)，收集大量數據來指導駕駛的遙測裝置

　　通信：包括電話、視頻電話、電子郵件、短信息以及遠程用戶的互聯網接入

　　娛樂：為前座和后座乘客所提供的用作乘車娛樂的電子消費品(如i-Pod、衛星廣播、TV、汽車PC系統……)

　　商業貿易：包括上繳道路通行費、停車費以及買票，購物，使用與汽車保險費用相關的記錄系統(每年、每周運行里程)，例如每周汽車儀器表上記錄了汽車保險費用

　　隨后是一個智能家庭的案例，這是一個互聯的生態系統，所有的設備都共同處于網絡之中，并且與外部參與者(如醫院、消防局、保險公司)成為一體。

　　該智能家庭的物聯網服務如下：

　　智能計量：對能源消耗(如照明、通風空調系統)進行遠程控制和管理

　　老人或殘疾人的緊急按鈕：當摁下的時候醫院將收到報警

　　智能保險：保險公司調查家庭狀況，自動為客戶量身定做保險險種

　　智能設備：“可以說話”的設備在某些指標處于安全水準以下時發送警報(例如，電子冰箱就能指出該買什么)

　　火警或醫院連接：家庭防火器直接與消防局通信，救護數據也被實時傳輸到醫院

　　防盜系統及遠程控制：通過錄像監管注冊系統進行遠程監控，自動拉響警報

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　　上述兩個解決方案案例是物聯網服務在橫向擴展至各行各業之后的產物，它們融合了通信與高科技、金融服務、產品提供、能源提供和公共服務行業的物聯網解決方案。由此，物聯網應用的解決方案才可能發揚光大。

　4.埃森哲的卓越績效—部分物聯網解決方案概覽