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物联网热点技能及应用发展分析

发布时间:2018-12-15 22:16:12 文章来源:未来智讯    
    物联网热点技能及应用发展分析作者:未知   【摘 要】为了给家当界各方梳理物理网技能与应用的发展现状以更好地促进物联网技能创新,对物联网主流技能、主流操作系统、LPWAN、物联网通讯协议等进行了技能演进探讨和家当应用发展方面的对比分析,同时对当前物联网热点应用进行了讨论,其中包括如车联网、移动支付、智能家居、智能制造等,并分析了这四大类应用的市场发展与应用推广前景,探索了物联网应用的发展趋势。
  【关键词】LPWAN 车联网 移动支付 智能家居 智能制造
  1 引言
  自2009年以来,美国、欧盟、日本、韩国和中国等国家都纷纷推出以物联网为基础的国家战略,物联网家当的发展经过“十二五”规划的指引和培育,呈现良好的势头,家当规模持续壮大。预计到2020年,中国智能化市场空间将达6.4万亿元,年均增长超过25%。物联网基础设施不时完善,智慧城市建设稳步推进,新型业态加快发展,行业应用日益深化,这些都将推动“大众创业、万众创新”,促进大数据、云计算、物联网广泛应用,物联网显然已经成为全球各国通讯行业未来发展的重要方向之一。
  当前物联网的技能演进不时变化,本文重点从物联网主流技能、主流操作系统、网络、协议以及新应用等方面进行分析。
  2 物联网主流技能分析
  2.1 主流标准和操作
  物联网的标准主要有国际标准化机构oneM2M、高通主导的Allseen Alliance、以英特尔为主的OIC(Open Interconnect Consor-tium,开放互联联盟)以及google阵营的Thread Group等。
  由亚洲、美国、欧洲等地区的标准团体结合设立的oneM2M是物联网领域的国际标准化机构,该机构的指标是使智能家居、智能汽车等不受应用领域的局限性,可建立相互兼容的平台。目前有三星电子、LG电子、思科(Cisco)、IBM等220多家企业和各国的研讨机构参与,是全球最大规模的物联网标准团体。
  2013年由高通、Lin-ux Foundation、思科、微软等倡议的Allseen Alliance联盟迄今已有180多家企业投入,使用该联盟制定的AllJoyn标准技能,能够使不同操作系统和不同品牌终端之间相互兼容,商用化程度对照高。
  2014年由英特尔、三星电子、Broadcom等公司结合成立的OIC组织拥有思科、惠普等90多家成员企业。OIC提供无偿使用的开源代码IoTivity以及标准,积极拓展物联网市场。
  google以32亿美元收购的Nest主导的Thread组织包括了三星电子、ARM、飞思卡尔等160多家企业,该标准使用新的IP无线通讯网络,能够降低平安风险和能耗,有利于扩大其在智能家庭领域的份额。
  2.2 主流操作系统
  不同于传统的PC和移动设备领域,目前是一系列广泛的商用和开源操作系统在驱动物联网,他们各自有其优缺点。物联网主流的操作系统分析对比如表1所示:
  2.3 低功耗广域网络技能分析
  LPWAN(Low Power Wide Area Network,低功耗广域网络)专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计。LPWAN可分为两类:一类是事务于未授权频谱的LoRa、SigFox等技能;另一类是事务于授权频谱下,3GPP支持的2G/3G/4G蜂窝通讯技能,如EC-GSM、LTE Cat-m、NB-IoT等。3GPP在2016年6月已推出首个NB-IoT版本。中国电信广州研讨院联手华为和深圳水务局,将在2016年内完成NB-IoT试点商用应用。NB-IoT技能具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗少、架构优等特点。NB-IoT技能在现有电信网络基础长进行平滑升级,便可大面积适用于物联网应用,大幅提升物联网覆盖广度、深度。主流的低功耗广域网络分析如表2所示。
  2.4 物联网通讯协议技能分析
  物联网通讯协议分为两大类,一类是接入协议,一类是通信协议。物联网对照常用的无线短距离通讯语言及技能有华为Hilink协议、Wi-Fi(IEEE 802.11协议)、Mesh、蓝牙、ZigBee、Thread、Z-Wave、NFC、UWB、LiFi等十多种。
  ◆蓝牙
  蓝牙由1.0版本发展到最新的4.2版本,功能越来越强大。在4.2版本中,蓝牙加强了物联网应用特性,可实现IP联接及网关设置等诸多新特性,与Wi-Fi相比,蓝牙的优势主要体如今功耗及平安性上,相对Wi-Fi最大50 mA的功耗,蓝牙最大20 mA的功耗要小得多,但在传输速速率与距离上的劣势也对照明显,其最大传输速率与最远传输距离分辨为1 Mbps及100 m。
  优点:速率快、低功耗,平安性高;缺点:网络节点少,不符合多点布控。
  应用场景:智能穿戴设备、智能家居、智慧医疗以及健康保健。
  ◆Wi-Fi
  Wi-Fi是一种高频无线电信号,它拥有最为广泛的用户,其最大传输距离可达300 m,最大传输速度可达300 Mbps,弱点主要是最大功耗为50 mA。
  优点:覆盖范围广,数据传输速率快;缺点:传输平安性不好,稳定性差,功耗略高。
  ◆ZigBee
  ZigBee应用在智能家居领域,其优势体如今低复杂度、自组织、高平安性、低功耗,具备组网和路由特性,能够方便地嵌入到各种设备中。
  优点:平安性高,功耗低,组网能力强,容量大,电池寿命长;缺点:成本高、抗干扰性差,ZigBee协议没有开源,通讯距离短。
  ◆NFC
  NFC由RFID及互连技能整合演变而来,通过卡、读卡器以及点对点三种业务模式进行数据读取与交换,其传输速率和传输距离没有蓝牙快和远,但功耗和成本都较低、保密性好,已应用于Apple Pay、Samsung Pay等移动支付领域以及蓝牙音箱。   3 物联网应用新发展
  通过对物联网家当的分析研讨,预测未来几年的重点应用需求领域有智能制造(工业4.0)、智能交通(包括车联网)、智能支付、智能家居等行业。
  3.1 智能交通:车联网
  目前无论是车厂、互联网公司还是第三方服务商,都在通过建设平台来加强线下服务,提供增值的应用内容以增强用户粘性。车联网是“车-X”(X:路、行人及互联网等)之间进行无线通信和信息交换的大系统网络,是可以实现智能化交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化抑制的一体化网络,是物联网技能在交通系统领域的典型应用。车联网发展模式分类对比如表3所示。
  3.2 移动支付新变化
  Apple Pay、支付宝、微信支付等都是互联网支付,从客户(付款方)的角度看,互联网支付有两种分类方式:线上支付和线下支付;软件支付和硬件支付。三大类型的移动支付应用对比如表4所示。
  苹果支付目前主要应用于近场支付(即使用NFC进行销售点内的POS支付)和应用内支付(即使用与苹果账户相关联的应用向商户支付),尚不能进行在线支付。与其他支付手段相比,苹果支付有五大特点:
  (1)便捷的界面:通过Passbook呈现便捷的支付界面,可以便利地选用不同银行卡,未来还可与优惠券关联使用。
  (2)生物认证:通过指纹识别解锁手机并授权支付。
  (3)借助传统的支付“通路”:通过Visa卡、万事达卡等传统的借记卡和信用卡实现支付,商户可使用现有付款平台和NFC终端。
  (4)口令化的凭证:手机中具备专用芯片,用以储存指定的口令(token),且口令储存在苹果公司的服务器之外。
  (5)NFC免接触付款:在消费点的近距离内轻触手机即可实现付款,无须接触(如刷卡)。
  当用户需要使用Apple Pay时,只需大略三步即可完成:最初,将手机靠近NFC终端,不用解锁,手机会自动采用预设的主卡;然后将手指放在Touch ID区域上,手机会自动进行指纹验证,同时向支付机构传输口令化的卡号;接下来用户便能看到该笔支付被接受或者拒绝,支付完成。Apple Pay的平安性对照高,支付步骤简而精,但只支持苹果公司的终端设备,支持银行卡类型偏少,入门门槛高,线下布局未发育完全,短期内线下支付尚未能对微信支付及支付宝造成威胁,目前微信支付和支付宝普及率高、入门门槛低,还能够买理财产品、抢红包等。
  3.3 智能家居的发展趋势
  智能家居网关为用户入口,目前智能家居通用的四套餐含智能摄像机、智能插座、智能灯泡和智能遥控中心,传统的智能路由器将逐渐替代普通路由器。智能家居5类应用类别说明如表5所示(表中用户兴趣率的统计来自广东省物联网应用孵化基地2015年智能家居用户认可网上调查):
  作为给传统产品配套的智能产品,由于涉及多协议多厂家,其互联互通和信息平安依旧是问题。智能家居需要将优秀的研发基础与突破性的产品相联合,让人们能够改善生活方式,从而得到更好的体验。
  3.4 智能制造:“机器换人”
  机器人由主体、驱动系统和抑制系统三个基本局部组成,主体即机座和执行机构,包括臂部、腕部和手部,有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有3~6个运动自由度,其中腕部常常有1~3个运动自由度。驱动系统包括动力装置和传动机构,用以使执行机构产生相应的动作。抑制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号,对其进行抑制。机器人是集机械、电子、抑制、传感、人工智能等多学科先进技能于一体的自动化装备。机器人现已被广泛应用于装备制造、新材料、生物医药、智慧新能源等高新家当。机器人与人工智能技能、先进制造技能和移动互联网技能的融合发展推动了人类社会生活方式的变革。
  机器人行业上游是核心零部件,其中最主要的局部之一是放慢机和抑制系统,这非常于机器人的“大脑”,中游是机器人本体,即机器人的“身体”,下游是系统集成商,国内企业目前都集中在这个环节。对新型智能机器人,尤其是具有智能性、灵活性、合作性和适应性的机器人的需求在持续增长。未来,下一代智能机器人的精细作业能力将被进一步提升,对外界的适应感知能力将不时增强。在机器人精细作业能力方面,波士顿咨询集团调查显示,近来进入工场和实验室的机器人具有明显不同的特质,它们可以完成精细化的事务内容,如组装细小的零部件等,且预先设定程序的机器人不再需要专家的监控。同时,市场对机器人灵活性方面的需求不时提高,对机器人与人协作能力的要求也在不时增强。未来机器人可以靠近工人执行任务,新一代智能机器人将选取声呐、摄像头或其他技能来感知事务环境是否有人,如有碰撞的可能它们则会减慢速度或者中断运作。
  东莞政府启动“机器换人”打算:从2014年起初,东莞连续三年每年拨款2亿元支持企业技能改造,推进企业“机器换人”行动;自2014年9月至2016年9月底,申报“机器换人”专项资金的622个有效项目总投资达53.2亿元,其中,电子信息制造业、电气机械及设备制造业两个支柱家当项目最多,特色家当中以包装印刷业项目居多。
  松山湖某精密仪器公司是一家生产和销售手机系列连接器、屏蔽件和超精密五金端子及模具的高新技能企业,首期加入的100多台机器人与40余台的机械手约占2~3亿元投资,并打算未来两年上岗的机器手将增加到1000台,“机器换人”项目完成后,整个中后台操作人员将不超过200人,80%的工序可实现无人化。
  东莞市某家具公司是一家以旅店、民用板式家具为主,沙发及配套布艺为辅的综合家具制造企业,其先后加入近1000万元,从意大利、台湾引进开料电子锯、木皮裁切机、打磨砂光机等设备,打造了数控车间:将每一个工件都贴上识别码,每台机器一扫描就知道这个工序应该做什么,它的上下工序又做什么,可将所有的自动化工序贯通起来,由点及面,使自动化生产相互呼应,更加智能化。   调研发现,传统家当升级改造、工业4.0智能制造带来了大量的对机器人的应用需求,机器与机器、机器与人之间交互的上升给行业信息化应用带来市场机遇。企业的劳动生产率、产品合格率有较大提高,用工人数、生产成本均有明显降落。
  4 结束语
  本文针对物联网主流技能、主流操作系统、LPWAN、物联网通讯协议进行了技能方面的分析,介绍了当前相关技能发展的趋势,通过对当前热门的物联网应用如车联网、移动支付、智能家居、智能制造等行业应用进行技能层面的研讨分析,探讨了车联网发展的平台模式、移动支付发展的技能趋势、智能家居的商业推广、智能制造的家当需求等问题。
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