《中国物联网白皮书(2011)》

工业和信息化部电信研究院2011年5月物联网白皮书（2011年）版权声明本白皮书版权属于工业和信息化部电信研究院，并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本白皮书文字或者观点的，应注明“来源：工业和信息化部电信研究院”。违反上述声明者，本院将追究其相关法律责任。前言发表《物联网白皮书》，旨在与业界分享工业和信息化部电信研究院近年来在物联网领域的研究成果。当前，物联网已成为各国构建经济社会发展新模式和重塑国家长期竞争力的先导领域。发达国家通过国家战略指引、政府研发投入、企业全球推进、应用试点建设、政策法律保障等措施加快物联网发展，以抢占战略主动权和发展先机。我国已具备一定的应用、技术和产业基础，并以建设物联网产业园区、智慧/智能城市建设和应用示范等为标志，形成了物联网发展热潮，取得了积极进展，但也暴露了一些深层次问题。本白皮书力图对国内外的物联网发展进行全面深入的梳理和分析，以作为各界发展和应用物联网的参考。白皮书重点对物联网的概念和内涵进行了澄清和界定，系统梳理了物联网架构、关键要素、技术体系、产业体系、资源体系等，并从应用、产业、技术和标准化角度阐述了全球和我国物联网发展现状，综合分析了我国物联网发展面临的机遇和挑战，并对我国物联网的发展提出了若干思考和建议。1目录一、物联网的内涵及架构体系...................................................................................11.物联网概念及内涵..............................................................................................12.物联网关键要素...................................................................................................13.物联网网络架构...................................................................................................24.物联网技术体系和标准化.................................................................................35.物联网相关产业体系..........................................................................................86.物联网资源体系.................................................................................................10二、物联网发展现状和趋势.....................................................................................131.物联网应用现状.................................................................................................131.1全球物联网应用处于起步阶段.........................................................131.2我国物联网应用初创待发.................................................................152.物联网相关产业现状........................................................................................162.1全球物联网相关产业现状...............................................................162.2我国物联网相关产业现状...............................................................173.物联网技术和标准化现状...............................................................................223.1全球物联网技术和标准化现状.......................................................223.2我国物联网技术和标准化现状.......................................................244.物联网发展趋势.................................................................................................26三、我国物联网发展面临的机遇和挑战.................................................................271.物联网发展需求和机遇...................................................................................272.物联网发展面临的挑战...................................................................................29四、对我国物联网未来发展的思考.........................................................................311.科学认识物联网发展的战略性、阶段性和长期性.................................312.推进重点行业和重点领域的物联网应用...................................................323.重点突破物联网关键技术...............................................................................324.推动形成完整产业链和自主发展的规模产业化能力.............................335.统筹推进物联网的国际、国家和行业标准化..........................................336.保障我国物联网发展和应用安全.................................................................33工业和信息化部电信研究院物联网白皮书（2011年）1一、物联网的内涵及架构体系1.物联网概念及内涵物联网（InternetofThings，IoT）概念最早于1999年由美国麻省理工学院提出，早期的物联网是指依托射频识别（RadioFrequencyIdentification，RFID）技术和设备，按约定的通信协议与互联网相结合，使物品信息实现智能化识别和管理，实现物品信息互联而形成的网络。随着技术和应用的发展，物联网内涵不断扩展。现代意义的物联网可以实现对物的感知识别控制、网络化互联和智能处理有机统一，从而形成高智能决策。本白皮书认为：物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸，它利用感知技术与智能装臵对物理世界进行感知识别，通过网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物信息交互和无缝链接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策目的。2.物联网关键要素物联网发展的关键要素包括由感知、网络和应用层组成的网络架构，物联网技术和标准，包括服务业和制造业在内的物联网相关产业，资源体系，隐私和安全以及促进和规范物联网发展的法律、政策和国际治理体系。如图1所示。物联网白皮书（2011年）工业和信息化部电信研究院2图1物联网发展关键要素3.物联网网络架构物联网网络架构由感知层、网络层和应用层组成，如图2所示。感知层实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理和自动控制，并通过通信模块将物理实体连接到网络层和应用层。网络层主要实现信息的传递、路由和控制，包括延伸网、接入网和核心网，网络层可依托公众电信网和互联网，也可以依托行业专用通信网络。应用层包括应用基础设施/中间件和各种物联网应用。应用基础设施/中间件为物联网应用提供信息处理、计算等通用基础服务设施、能力及资源调用接口，以此为基础实现物联网在众多领域的各种应用。网络应用感知技术标准隐私安全法律、政策、国际治理标识/资源服务业制造业来源：工业和信息化部电信研究院工业和信息化部电信研究院物联网白皮书（2011年）3图2物联网网络架构4.物联网技术体系和标准化物联网涉及感知、控制、网络通信、微电子、计算机、软件、嵌入式系统、微机电等技术领域，因此物联网涵盖的关键技术也非常多，为了系统分析物联网技术体系，本白皮书将物联网技术体系划分为感知关键技术、网络通信关键技术、应用关键技术、共性技术和支撑技术，具体如图3所示。1应用集成云计算解析服务网络管理Web服务物联网应用应用基础设施/中间件应用集成云计算解析服务网络管理Web服务物联网应用应用基础设施/中间件传感器传感器执行器执行器RFIDRFID二维码二维码智能装置智能装置通信模块信息处理电信网/互联网电信网/互联网专用网络专用网络延伸网络物联网网关来源：工业和信息化部电信研究院物联网白皮书（2011年）工业和信息化部电信研究院4图3物联网技术体系4.1感知、网络通信和应用关键技术传感和识别技术是物联网感知物理世界获取信息和实现物体控制的首要环节。传感器将物理世界中的物理量、化学量、生物量转化成可供处理的数字信号。识别技术实现对物联网中物体标识和位臵信息的获取。网络通信技术主要实现物联网数据信息和控制信息的双向传递、路由和控制，重点包括低速近距离无线通信技术、低功耗路由、自组织通信、无线接入M2M通信增强、IP承载技术、网络传送技术、异构网络融合接入技术以及认知无线电技术。海量信息智能处理综合运用高性能计算、人工智能、数据库和传感嵌入式系统微机电软件和算法电源和储能新材料识别图像获取控制和执行低速近距离无线通信低功耗路由网络传送IP承载无线接入增强自组织通信认知无线电异构网络海量信息智能处理数据存储云计算数据挖掘平台服务信息呈现SOA感知网络通信应用支撑技术共性技术共性技术IOT架构技术标识与解析安全和隐私网络管理来源：工业和信息化部电信研究院工业和信息化部电信研究院物联网白皮书（2011年）5模糊计算等技术，对收集的感知数据进行通用处理，重点涉及数据存储、并行计算、数据挖掘、平台服务、信息呈现等。面向服务的体系架构（Service-orientedArchitecture，SOA）是一种松耦合的软件组件技术，它将应用程序的不同功能模块化，并通过标准化的接口和调用方式联系起来，实现快速可重用的系统开发和部署。SOA可提高物联网架构的扩展性，提升应用开发效率，充分整合和复用信息资源。4.2支撑技术物联网支撑技术包括嵌入式系统、微机电系统（MicroElectroMechanicalSystems，MEMS）、软件和算法、电源和储能、新材料技术等。微机电系统可实现对传感器、执行器、处理器、通信模块、电源系统等的高度集成，是支撑传感器节点微型化、智能化的重要技术。嵌入