物联网面临的四大现代挑战

物联网面临的四大现代挑战

1 物联网的硬件设计

人们首先要从 社会 发展的角度来考虑物联网的发展。在以往，与互联网连接的设备的问题是硬件设计。

起初，笔记本电脑通过Wi-Fi连接到互联网，但由于缺乏相应的通信基础设施，人们无法在任何地方使用Wi-Fi，所以笔记本电脑也并不方便携带和使用。

在2007年苹果发布iPhone之前，连接到互联网的手机的用户体验通常非常糟糕。而目前iPhone和Android手机应用非常普遍，人们通常使用手机访问互联网。

与此同时，还推出了一些连接互联网的可穿戴设备，如智能手表和腕带，其功能包括帮助监测人们的 健康 状况。

最近，智能家电已经成为智能家居的重要组成部分。例如，智能电视成为最常见的设备。人们可以直接观看在线视频并上网冲浪。此外，更多智能家电将以智能冰箱、智能烤箱、智能洗衣机、智能加热器的形式进入人们的家中。

一开始，笔记本电脑和手机使用2G/ 3G网络。如今，Wi-Fi和4G是最常用的通信技术。当可穿戴设备连接手机时，由于其能源效率的原因，蓝牙技术是最佳选择。但是由于某些应用场景的限制，这些技术无法扩展。例如，智慧城市使用传感器的特性来收集数据并将其发送回服务器。这些传感器通常无法使用Wi-Fi。通常，传感器与服务器之间的距离很长，因此蓝牙技术无法在这样的应用中使用。

2低功耗远程通信

为此，行业厂商开发了一些低功耗和长距离通信技术，称为低功耗广域网。 LoRa是一种流行的无线电调制技术，它促进了许多应用，例如智能远程测量仪，但仍有很多工作要做。

物联网设备传统上是采用传感器来收集数据或控制器。当人工智能应用于这些设备时，这些设备将变得越来越智能。由于物联网设备没有足够的计算能力来处理收集到的数据，因此将它们发送回服务器。然而，目前它耗费了太多的通信能量，而物联网设备并不总是能够上网。

3 人工智能集成物联网

最近，学术界和工业界开始应用机器算法，而不是“云计算”。iPhone X中的Face ID就是一个很好的例子。实际上，直接在手机上运行这些人工智能算法并不容易，因为这些算法是为服务器或计算机设计的，而不是针对物联网设备的。因此，需要考虑资源受限的物联网设备的优化。因此，更智能的物联网应用将变得更加可用。

4物联网设备的安全

工程师的另一个任务是确保物联网设备的安全。由于计算资源受限，物联网设备容易受到网络攻击。与个人电脑不同，人们无法在其上安装任何防病毒软件，其方法也不高效。为了保护物联网设备，需要仔细设计替代的安全方法。而且，物联网设备也能收集敏感数据。

在未来一年中，与物联网相关的更多技术将会逐渐成熟并应用于人们的日常生活中，以提高生活质量，但这四个技术领域需要取得更多的进展。

作者：郑琼洁 刘 勇

近年来江苏省物联网产业规模保持25%以上的增长率，物联网产业整体规模位居全国前列。截至2019年，全省物联网相关产业规模近7000亿元，形成了以支撑层、感知层、传输层、平台层和应用层为代表的物联网产业结构。其中，应用层的占比不断增加，涌现出一批有技术、有市场、上规模的物联网企业，全省物联网企业已超3000家，年销售收入10亿元以上的企业达到40余家，从业人员达到30余万人。江苏物联网产业发展先发优势不断凸显、规模效应与集聚效应不断凸显、产业布局持续优化、产业链条不断延展、骨干企业的龙头效应不断显现，自主创新能力不断增强，尤其是在国际物联网产业标准制定中占据了重要的地位，已成为江苏产业发展的高地和区域名片。

与此同时，有三大因素制约江苏物联网产业的发展。

（一）技术与市场对接不畅，骨干企业创新带动力不强

近年来，江苏物联网企业数量迅速攀升，物联网技术研发能力也大幅提升，但从企业的盈利情况看，有近五成的中小企业处于亏损或不盈利状态，这些企业的可持续发展能力较弱，主要原因是这些企业的技术与市场无法实现有效对接，存在技术市场化和应用推广难的问题。从江苏物联网产业的总体来看，其产业总体规模和企业的规模较小，缺少产业发展带动力强的上游骨干企业，尤其缺少“专尖特精”的物联网企业。骨干企业带动作用不强。在传感器环节，缺乏具有自主知识产权的创新型骨干企业，在系统集成环节，缺乏具有软硬件、网络、平台、应用流程耦合的一体化高端综合集成服务能力的龙头企业和大型服务商。同时龙头和骨干企业与产业链相关企业合作不够紧密，技术与市场对接不畅，许多物联网产品和技术处于产业链的低端，核心技术链和产业链尚未形成，整体核心竞争力不强。

（二）核心技术亟待突破，标准化建设有待加强

江苏虽然是我国物联网产业发展的先行区和物联网产业发展的重要示范区，但与国外发达国家相比仍存在一定的差距，主要表现在：规模化产能较小、核心技术不强、处于产业链的低端，感知与智能处理产业与国外差距较大。核心芯片、基础性系统、基础性架构等关键领域与国外相比存在较大差距，中高端传感器依赖进口，智能处理和云计算的基础架构由发达国家主导，缺乏能实现硬件、物联网、网络、平台、应用和业务流程端到端大系统综合集成企业，智能和微型传感器、超高频和微波射频识别（RFID）、地理位置感知等感知技术，以及近距离无线通信、低功耗传感网节点、人机/机器智能交互（M2M）终端、异构网络融合、网络管理等传输技术、基于MEMS 工艺、薄膜工艺技术形成的敏感芯片等相关技术研发水平和标准制定工作落后。物联网的整体研发能力不强，大多数领域的核心技术尚处在研发阶段，从物联网核心架构到各层的技术体制与产品接口大多未实现标准化，物联网标准化工作尚处于起步阶段，标准化建设有待于进一步加强。

（三）研发投入力度不够，创新人才不足

物联网产业技术研发需要投资大量的资金和人才。在研发资金投入方面，与广东（深圳市、广州市）相比，江苏每年对物联网产业发展资金投入力度不大，对物联网企业研发支撑不足，同时与广东企业（腾讯、华为、中兴等企业）相比，江苏物联网企业研发经费投入占比整体较小。在创新人才支持方面，与广东相比，江苏物联网产业发展人才引培力度较小，同时也存在着人才引培政策制度不完善和不够落地、对稀缺高端人才的招引和需求量最大的中端人才的引流不足、一流的人才梯队缺失等问题。

为此，建议从以下三方面入手推动江苏省物联网产业高质量发展。

（一）增强龙头效应，打造产业核心技术创新高地

一是打造一流物联网创新企业。大力支持引进国内外龙头企业，鼓励支持企业进行产业前瞻性与共性关键技术创新和应用试点创新，鼓励企业树立品牌意识，打造一批物联网行业的龙头和骨干企业，突出龙头骨干引领作用，建设一流创新企业。通过“以评促建”和“以评促改”，完善企业的评价考核体系，加大核心技术自主可控程度、研发成果质量、创新辐射带动作用等指标的权重，引导龙头骨干企业加大研发投入，优化研发支出结构，联合高校院所加强“卡脖子”技术相关的基础研究和应用基础研究，加快提升攻关引领能力。二是建设物联网产业重大创新平台。强化企业主体创新地位，鼓励重点领域龙头企业联合产业链企业开展协同创新，重点在物联网领域突破一批“卡脖子”技术和“杀手锏”技术。加快建设江苏物联网创新促进中心、国家高性能计算应用技术创新中心、江苏省先进封装与系统集成制造业创新中心、国家传感网工程技术研究中心等一批国家级、省部级重大创新平台。加强与高校院所合作对接，协同开展基础研究和技术攻关。三是提升物联网产业链协同能力。壮大产业集群，带动民营企业创新能力建设。推动产业集群式发展，强化企业专业化协作和配套能力。围绕“卡脖子”技术攻关，支持民企广泛参与龙头、骨干企业和高校院所等牵头的项目，组建创新联合体，加快形成强协同、弱耦合的创新生态。根据任务体量和条件要求，鼓励民企牵头申报。同时，通过完善 科技 创新政策，加强创新服务供给，激发创新创业活力，引导民企加大研发投入，完善技术创新体系，推动“小而美、小而精”的 科技 型中小企业蓬勃发展，与“国家队”之间形成优势互补的局面。

（二）强化技术与市场协同，搭建 科技 创新协同攻关体系

攻破物联网关键技术，提升物联网产业核心能力需要政府、企业、高校、科研机构、 社会 中介服务机构和个人等的创新行为主体，以及创新资源和创新环境协同实现。一是提升技术体系化能力，实施锻“长板”、补“短板”相结合的系统性战略布局。面对日益严峻的外部环境挑战，在推进物联网技术跨界创新时，应从战略高度、以战略思维系统谋划 科技 创新布局，优化 科技 计划，形成锻“长板”、补“短板”相结合的系统性战略部署路径规划，形成多维度、多循环的关键技术供给体系和对内对外开放合作格局。二是提高组织体系化能力，打通知识突破与商业实现的价值链接。对于物联网产业关键核心技术的攻关，要 探索 大纵深、跨学科的研发模式，打通产学研创新链、产业链、价值链，拓展包括产业大基金在内的各类创新投资渠道，实现集科学发现、技术跃升和产业化方向于一体的突破，实现知识突破与未来面向商用生态的有效衔接。聚焦全球竞争的源头技术供给，不仅是追逐“国际发表热点”，更需要形成核心技术突破后的持续改良机制，及时跨越技术商用的成熟度阈值。实现知识突破与商业实现的价值衔接，需要改革当前重大 科技 创新工程的组织实施方式。三是鼓励重大攻关计划的创新单元之间的知识共享。鼓励物联网创新能力强的创新型领军企业，与其他创新主体形成协同互动。在核心技术攻关上，借鉴重大公共创新平台的成功经验，制定权责分明的知识产权共享和保护机制，鼓励各类战略 科技 力量形成优势资源平台的吸引力和合作凝聚力，引领对领域的核心科学问题和共性技术的持续攻关。

（三）加大要素投入，优化物联网产业发展政策环境

一是加大资金投入，创新财政资金支持政策。统筹利用现有资金资源，加大对物联网产业发展的支持。采用政府引导、市场化运作方式， 探索 建立国家物联网产业专项投资基金。鼓励运用政府和 社会 资本合作模式，引导 社会 资本参与重大项目建设。深化产融合作，在风险可控的前提下，推动商业银行创新信贷产品和金融服务，推动政策性银行在国家规定的业务范围内，根据自身职能定位为符合条件的企业提供信贷支持。健全融资担保体系，完善风险补偿机制，鼓励金融机构开展股权抵押、知识产权质押业务，试点信用保险、 科技 保险，研究合同质押、资质抵押的法律地位和可行性。二是完善人才引育体系，打造人才技术梯队。鼓励高校面向产业发展需求，优化专业设置和人才培养方案，培育物联网和信息技术人才力量和后备干部。支持高校院所高层次人才到企业任职或兼职，选聘优秀 科技 企业家到高校担任“产业教授”，实现人才双向流动。鼓励产业园区、企业、实训（实习）机构，以及江苏高校、职业（技工）院校，联合或独立开展江苏物联网集群产才融合示范基地评估，打造一批特色化示范性物联网学院、物联网实训（实习）基地。三是加大对外宣传，提升政策效度。通过举办展会、大赛等多种形式搭建企业技术交流平台为本地企业营造良好的发展氛围。力争更多国家级、省级改革试点、创新平台落户江苏，进一步强化产业发展和企业需求导向，进一步加大宣传力度，对外推广重点项目、产品，帮助企业快速发展，进一步彰显全链扶持和分类施策原则，不断提升新政策的覆盖面、含金量、精准度。

作者单位：南京市 社会 科学院、江苏省扬子江创新型城市研究院/江南大学中国物联网发展战略研究基地

本文刊于《中国发展观察》杂志2021年第3-4期合刊

《中国发展观察》由国务院发展研究中心主管、中国发展出版社主办、中国发展观察杂志社编辑出版，是以发展为主线、以经济为重点的综合性半月刊，开设有战略、宏观、区域、世界、法治、 社会 、文化、前沿、产业、智库论坛等栏目，具有较强的前瞻性、权威性、可读性。《中国发展观察》在学术理论界、各级党政机关以及企业家阶层拥有广泛而稳固的读者群，并被中国 社会 科学院、国家发展改革委等重要机构和中国知网、维普资讯等权威数据库列为核心期刊或来源期刊。

中国发展观察杂志社：

北京经济技术开发区荣华中路22号院亦城财富中心A座7层（邮编：100176）

网址:>物联网应用中有三项关键技术：1、传感器技术，这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道，到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。2、RFID标签也是一种传感器技术，RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术，RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。3、嵌入式系统技术是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变，以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。
发展问题尽管我国已大量生产射频标签，但仍然存在四大问题制约发展。首先，芯片和读写器核心模块严重依赖进口。其次，射频标签自主技术标准缺位。再次，市场因素制约射频标签规模化推广。第四，民营企业处于竞争劣势，风险投资态度谨慎。

谷歌公司执行董事长埃里克·施密特曾在一次座谈会上大胆预言：互联网即将消失，一个高度个性化、互动化的有趣世界--物联网即将诞生。

物联网是通过传感器、控制器等设备按照协议把任何物品相连接，从而实现信息交换和通讯的一种网络。普通的日常用品因为连接而获得了新的生命，它们甚至将具有学习能力，可以通过感知、学习来根据用户的行为对自身的行为做出相应的调整。

物联网的出现、发展、成熟将大大改变人们现有的生活环境和习惯。因此，物联网被认为是继计算机、互联网之后，世界信息产业发展的第三次浪潮。

物联网的出现是基于人性的必然

早在远古时代，人类便寄希望与世界万物相沟通，以实现对周围环境的预知和控制。尽管由于科技的限制只能依靠巫术和宗教来获得某种与万物互联的体验，但这种需求却深深地根植于人类的基因当中。

在互联网时代，人们常说，由于网络的出现造就出一个相对独立的数字世界。然而，数字世界的出现并不能满足人们控制现实世界的深层需求，但却为物联网的出现做好了铺垫。物联网使得虚拟的数字世界与现实的物质世界整合为一，处于这一网络中的物品都像被赋予了读心术一般，不仅能感知用户的需求和情绪，更能自动根据判断做出响应。

试想当你拖着疲惫的身躯回到家时，房屋的空调早已开启，并设置到了合适的温度，灯光被调节到适合放松的颜色和亮度，悠扬的音乐在你一踏进门便开始响起。这样的场景过去只能出现在科幻当中，现在却已成为现实。

为人服务，让人感到舒服正是物联网所擅长的事情，而这不正是人类一直以来所追求的吗物联网的出现既是互联网及其相关技术发展的结果，也是基于人性的必然。

物联网发展条件渐趋成熟

传感器是物联网最为基础的组成部分，就好比是人的五官和四肢，正因为传感器的存在，物品才能采集到足够多的信息，最终上传整个网络的"大脑"。未来将有成千上万的传感器被嵌入到现实物质世界的各种物品之中，无所不在的传感器搜集、分析着来自世界各地的数据。

根据行业内统计，我国从事传感器研制、生产和应用的单位达到了1700余家，销售额在2015年时突破1300亿元。从全世界来看，则更要远高于这些数字，整个传感器产业已然成熟。根据一些机构预测，到2025年，传感器市场的总体规模将达到数千亿美元。

5G网络拥有速度快、高连接数、低时延、高可靠性和低功耗等多项优先，被认为是实现物联网发展的又一关键性技术。

5G网络在多项核心技术上已经取得了突破，然而，受制于标准尚不统一等因素的影响，5G网络的全面商用尚需时间。相比5G网络，运用部分5G技术的45G网络则有可能率先被运用于物联网。近日，有消息称，华为牵头制定的45G窄带蜂窝物联网将有望于年内实现商用。

物联网的标准协议一直是制约行业发展的关键所在。就在一周前，韩国召开的3GPPRAN全会第72次会议批准NB-IoT(窄带蜂窝物联网)对应的3GPP协议相关内容，这意味着NB-IoT标准核心协议已经全部完成，物联网将大规模走进人们的生活当中。

列王的纷争

互联网改变了人类社会的信息沟通方式，这导致众多传统商业模式在很短的时间内就被完全颠覆，在颠覆的同时，也造就了大量新的商业思想和模式，成就了一批新型公司。

与互联网相比，物联网对人类社会的改变将更为全面、深刻。互联网实现了人与信息的连接，物联网则不仅有人与信息的连接更提供了与多种物品的融合。物联网使得整个世界变得更像一个生命体，而不是一个冷冰冰的物质世界。

物联网所带来的不仅是人们生活上的便利，更是蕴藏了大量的商业机会。根据美国市场研究公司Gartner预测：到2020年，物联网所带来的利润将达到300亿美元;而2015年，麦肯锡发布的一份报告显示，到2025年，全球物联网的下游应用市场规模有望达到111万亿美元。

物联网就像是一块肥沃的土地，全球各大科技公司都希望能在这片沃土上划得属于自己的一块。

早在2013年，高通、思科、海尔、LG等公司就联合起来组成了名为AllSeen Alliance 的技术联盟，希望借联盟的力量推动物联网的发展。随后，各种由大公司牵头的物联网联盟相继成立。2014年，英特尔、三星、戴尔等公司共同成立了智能家居设备标准联盟--开放互联联盟(OIC)，旨在与AllSeen Alliance联盟一较高下。

物联网不仅是硬件公司的必争之地，传统的互联网公司也在其中寻找着属于自己的机会。2014年1月，谷歌宣布以32亿美元收购美国智能家居公司Nest Labs，谷歌收购这家创立于2010年的公司的重要原因在于加速布局智能家居产业，希望在物联网领域占得一席之地。正如雷军所说：未来没有所谓的互联网公司，未来每个公司都变成物联网公司。

在物联网的争夺战中自然也少不了中国公司的身影。在2015年7月，百度就联合中国互联网协会发起成立了中国互联网协会物联网工作委员会，同年，还发布了物联网平台BaiduIoT。国内的另两大互联网公司，阿里和腾讯也都相继推出了自己的物联网 *** 作系统和物联网平台。同时，华为、中兴等硬件厂商也在布局物联网领域。国内的物联网产业即将迎来一场多方较量的大战。

物联网早已进入我们的生活当中

各种可穿戴设备可能是现在人们生活中对物联网使用的最佳案例。佩戴智能设备，我们的心跳、呼吸、血压等基本健康数据都被收集起来传送到智能设备的APP当中。

通过对所收集的数据的分析，计算机可以对人们的身体状况作出一个大致的判断，甚至可以根据推断患某种疾病的机率，并给出相应的预防建议。

正向所有技术所带给人们生活的变化一样，在开始时，可能人们都还没有察觉。但当人们发现时，整个人类世界早已变得天翻地覆。

转载至RFID世界网

物联网的实现应该具备3个基本条件：即全面感知、可靠传递和智能处理。
通俗地讲，物联网就是“物物相连的互联网”，它包含两层含义：第一，物联网是互联网的延伸和扩展，其核心和基础仍然是互联网；第二，物联网的用户端不仅包括人，还包括物品，物联网实现了人与物品及物品之间信息的交换和通信。

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