郭源生：我国成为全球物联网产业最活跃地区

　　近年来，我国高度重视物联网产业发展，取得显著成效。自2009年提出“感知中国”以来，物联网已被认定为国家战略性新兴产业，大力推进其发展。在各级政府主导和产业界的努力推动下，产业高速增长，规模迅速扩大，成为全球物联网产业发展最活跃的地区。

　　我国陆续实施了“物联网专项”、“强基工程”、“智能制造专项”等一系列产业政策，培育了不同体制的研发机构和公共服务等配套体系，促进了产业生态体系建设与完善，推进了我国新型工业化发展战略的实施，为产业结构调整和转型升级发挥了积极作用。

　　目前，我国已经初步形成芯片、元器件、设备、软件、系统集成、运营、应用服务等完整的产业链，并培育出一大批基础技术扎实、应用创新能力强、品牌优势突出、行业影响力大，市场竞争特色明显、人才聚集良好的产业龙头和领军企业。

　　形成物联网架构体系

　　物联网作为一种形式多样的复杂系统，涉及了信息技术自上而下的每个层面，具有产业链条长、涉及领域广泛、应用场景复杂等特征。围绕物联网架构搭建产业上下游协同关系，可带动产业链的整体发展。例如每个物体上都要加装一个甚至多个芯片，为集成电路、通信设备、传统制造业等关联产业带来发展新机遇。

　　从整体上来看，物联网可分为软件、硬件两大部分。软件体现了其思想理念、系统规模、功能定位、模式创新、方案内容等技术应用的灵魂，犹如人体血液一样，贯穿了整个物联网各个物理层。

　　硬件包括平台，由符合设计要求和功能的所有物理实体构件组成了完整的系统结构。我国基础研究集中在软、硬件关键核心技术的突破上，并将感知、传输、处理及信息安全列为关键技术创新工程。内容主要围绕微处理芯片、敏感元件与传感器、光通信、无线通信、计算机控制、多媒体、网络、软件等技术领域，取得基础理论与应用技术的突破和成果。

　　业界普遍认为，物联网产业链最长，产业关系最复杂。其构成包括敏感元件与传感器、微处理芯片、网络服务、软件及应用开发、系统集成、应用设备供应、运营及服务、用户等7个环节。另外，在产业链中还有围绕着政府机构、行业监管者、科研机构、测试认证商、管理咨询服务商等市场应用及服务机构。目前，我国已经初步形成了物联网架构体系。

　　第一是敏感元件与传感器、微处理芯片提供商。主要有力敏、磁敏、光敏、气敏、声敏、温湿度、生物敏、RFID等各种类型的敏感元件与传感器和传感设备;微处理芯片提供商可分为各种类型的通信、微处理、存储、导航、模拟放大等芯片和模块的设计、封装、销售等，以及提供各种相关产品生产的设备制造厂商。目前，该领域的市场化能力、专业化技术水平，特别是在产业化规模生产的工艺技术和高端产品生产上，经过努力取得了较大进展。

　　第二是系统应用设备及产品生产提供商。主要集中在数据采集智能终端装置与设备、移动终端设备、专业化服务器、网络设施与配套设备，包括电子标签、读写器模块、读写设备、读写器天线、智能卡、交换器、路由器、中间件等系统集成提供商。目前，国内企业数量较多，但以中小企业为主。

　　第三是网络服务提供商。以固网和移动通信网为主，其他诸如互联网、电信网、广电网、专用网以及其他网络等，都属于物联网数据传输的支撑和服务提供商。目前，国内主要是移动、联通、电信三大电信运营商。随着新一代移动通信技术的创新与发展，结合集成电路水平的提升，未来会有更多的局域网络运营与服务商，为物联网数据信息传输提供更多的支持与选择。

　　第四是软件设计与应用开发商。主要是针对特定行业应用的通用软件和专用软件开发企业，包括中间件接口软件，提供专业性软件产品及解决方案。主要包括平台结构控制系统、网络操作系统、嵌入式操作系统、实时数据库、运行集成环境、信息安全软件、中间件接口软件、组网通信软件等产品开发商。

　　第五是系统集成商。根据行业特征需求，为客户提供完整解决方案、商业模式创新和管理流程再造的硬件和软件系统集成厂商。系统集成商的水平与能力，一方面反应了物联网的专业化技术发展水平，另一方面也是影响行业应用和市场推广的重要因素。

　　第六是运营及服务提供商。主要是为客户提供统一的终端设备鉴权、计费等服务，实现终端接人控制、终端管理、行业应用管理、业务运营管理、平台管理等服务。目前，我国运营及服务市场开放性和资源持有各方的协同性不够，相互信任度不高。未来，随着物联网市场应用范围的不断扩大和成熟，运行状态、升级维护、故障定位、维护成本、运营成本、决策分析、数据保密等运营管理的需求将越来越多，对运营及服务提供商的要求也将逐渐提高。

　　第七是用户方。主要是政府职能部门和公共资源持有者。其对物联网的认知、认可和迫切程度，特别是投资规模、系统功能、技术标准、商业模式、运行维护等决定着市场应用的发展与走向。

　　以上七大方面构成了物联网产业链中的上下游主体，存在着相互关联与协同关系，是物联网产业创新发展的关键，也决定着产业的市场需求与发展。

　　物联网共性技术基础与创新

　　随着智慧城市、节能减排两大战略目标的确立，在庞大的市场需求牵引与带动下，我国物联网应用创新不断涌现，渗透到了人们日常生活的每一个环节，形成了强大的创新推动力，商业与服务模式日新月异。此间，挖掘以基础技术为主体、以应用技术为纽带的产业“共性技术”是决定物联网能否可持续发展的关键。

　　另外，从物联网技术架构和产业链来看，共性技术也是影响和制约产业发展和创新应用的“新瓶颈”。集中表现在共性基础技术、数字编码技术、通信协议与标准技术、云计算与存储技术、大数据分析模型与算法等五个方面。

　　在众多共性基础技术中，物联网对传感器技术的依赖和迫切程度尤为突出。在物联网系统中，传感器处于连接被测物体的接口位置，成为信息获取并输入的“窗口”，承担着感知并获取被测物体的一切数据信息，为物联网系统提供控制、处理、决策、执行所必须的原始数据，决定着物联网系统的功能。

　　传感器可直接也可间接接触被测对象，是大数据的主要构成和来源。毫不夸张地讲，没有传感器就没有大数据。许多物联网的设计或特定功能因难以获取被测信息而无法实现，成为影响物联网技术提升和应用发展的最大障碍。

　　通俗地讲，如果把人比拟为一个完整的信息系统，那么，五官和皮肤就是传感器，承担着信息获取功能;通信就是神经网络系统，承担信息传递功能;大脑思维器官就是计算机，承担信息认知、处理、再生功能;四肢等效应器官承担信息执行功能。

　　如今，传感器技术作为战略竞争制高点，被认为是衡量一个国家科技水平的重要标志，已成为各国高度重视和争相发展的基础核心技术之一。传感器产业被国际公认为是具有发展前景的高技术产业，以其技术含量高、经济效益好、渗透力强、市场前景广等特点为世人瞩目。

　　西方发达国家正是依仗传感器技术及应用，才拉开了与其他国家高技术应用及武器装备产业发展水平的差距，不难想象两个信息获取不对称的装备和人进行对垒，其结果是怎么样。

　　传感器不仅能够精准地探知宏观和微观世界，也可感知我们人类生命体征，获取人体各种生理参数指标，如血糖、血脂、血氧、脉象、心电、脑压、脑电、体温等大数据信息。通过对不同人群健康样本分析模型进行对比，就能够形成完整的“智能化”与“智慧”健康管理系统，满足各类人体健康管理需求。

　　这种样本分析模型就是物联网技术创新的难点和关键，也是“智能化”与“智慧”的最大瓶颈，是创新的目标、任务与方向，还是传感器本身迈向智能化需要解决的核心问题。随着物联网广泛应用，传感器技术的战略意义也更为突出。

　　当前，甚至今后几十年内，在影响和改变着世界经济格局和人们生活方式的十大科技领域中，传感器名列首位。这些传感器技术有些已经存在，更多的正在到来或即将来临，可称之为传感器革命。

　　之所以称为传感器革命，是因为在信息化过程中，传感器自身也会发生质的变化，不断涌现出新原理、新技术、新工艺、新材料等创新类技术和产品。

　　未来传感器重点发展的三大技术是MEMS工艺技术;数字化、网络化、智能化技术;能量捕捉技术(即微能量获取技术)。重点推广的应用领域包括军事工业、装备制造、物流、生态环境监控(森林防控)、移动医疗、智能家居等。

　　目前，全球传感器约有2.6万余种类型，随着新材料技术和敏感机理的创新，新品种和类型会不断出现。我国约有1.2万多种，不足全球的1/2，大多为常规类型和品种，在医疗、科研、微生物、化学分析等特种高端领域仍有大量品种短缺或空白。传感器技术正在快速向多功能、技术复合与集成，以及微型化、模块化、数字化、智能化、系统化、网络化发展。

　　全球从事传感器研制与生产厂家约为6500多家，其中美国、欧洲、日本均超过1000家、俄罗斯800多家，其它国家和地区2700多家。在市场销售方面，美国居首位，占总销售额的35%，日本约占20%，德国约占15%。三国的销售总额占据了世界市场的70%。未来五年，传感器市场增长率将超过15%(仍然是高增长行业)。

　　据行业统计和预测，我国已有1700余家企事业单位从事敏感元件与传感器的研发与生产，门类基本齐全，可产品化的达10大类、42小类、6000多个品种，年总产量超过600亿只。2014年，我国传感器销售额突破1000亿元，2015年突破1200亿元，2016年突破1300亿元。

　　无论汽车、舰船、高铁、航空航天飞行器，还是移动终端、机器人，都是多技术融合与聚集的“平台”，也是安装传感器的“平台”，其性能的优劣取决于装了多少个传感器和安装了什么类型的传感器。

　　例如机器人有内、外传感器之分，内传感器就是内部关节与机构之间的活动协调关系，需要通过传感器获取大量数据并传输;外传感器是通过“五官”窗口来获取环境数据信息，通过传感器获取声音、温湿度、压力、流量、磁场、气体、形态图样等各种参数指标的变化，来监控自身运行和安全状况。

　　因此，安装的传感器种类与数量越多，获取外界的信息数据就越多，结合软件分析模型，其“平台”的智能化水平和“智慧”程度就越高，服务功能就越强大。正如两院院士陈俊亮所说，物联网时代正向我们走来，过去人们所幻想的万物联网、智能社会的图景，如今正随着传感技术的发展逐步成为现实。