芯耀
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本文來(lái)自機(jī)械工業(yè)出版社出版的《智慧城市與智能網(wǎng)聯(lián)汽車，融合創(chuàng)新發(fā)展之路》一書。
“物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of things，IoT）”是指通過(guò)感知設(shè)備，按照約定協(xié)議，連接物、人、系統(tǒng)和信息資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理和虛擬世界的信息處理，并做出反應(yīng)的智能服務(wù)系統(tǒng)，具有全面感知、穩(wěn)定連接和智能處理三大基本特征。IDC數(shù)據(jù)顯示，2022年全球物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模約為7300億美元，2027年預(yù)計(jì)接近1.2萬(wàn)億美元，五年復(fù)合增長(zhǎng)率為10.4%。
（一）物聯(lián)網(wǎng)概述
我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)用戶規(guī)?？焖贁U(kuò)大。據(jù)工信部數(shù)據(jù)，截至2022年底，連接數(shù)達(dá)18.45億戶，比2021年底凈增4.47億戶，占全球總數(shù)的70%。移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)快速增長(zhǎng)，“物”連接快速超過(guò)“人”連接。截至2022年底，我國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的終端連接總數(shù)已達(dá)35.28億戶，其中代表“物”連接數(shù)的移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)終端用戶數(shù)較移動(dòng)電話用戶數(shù)高1.61億戶，占移動(dòng)網(wǎng)終端連接數(shù)的比重達(dá)52.3%。
我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈持續(xù)完善。已形成涵蓋芯片、模組、終端、軟件、平臺(tái)和服務(wù)等環(huán)節(jié)的較為完整的移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈。窄帶物聯(lián)網(wǎng)已形成水表、氣表、煙感、追蹤類4個(gè)千萬(wàn)級(jí)應(yīng)用，白電、路燈、停車、農(nóng)業(yè)等7個(gè)百萬(wàn)級(jí)應(yīng)用。移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)終端應(yīng)用于公共服務(wù)、車聯(lián)網(wǎng)、智慧零售、智能家居等領(lǐng)域的規(guī)模分別達(dá)4.96億、3.75億、2.5億和1.92億戶。
我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景不斷豐富。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用主要分為產(chǎn)業(yè)、公共和生活三大類，下游細(xì)分市場(chǎng)主要集中在智慧城市、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、健康物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、車聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。其中智慧城市、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和健康物聯(lián)網(wǎng)三項(xiàng)所占份額較大，為物聯(lián)網(wǎng)在我國(guó)的主要應(yīng)用領(lǐng)域，如圖1所示。
圖1?國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用分布圖
“十四五”時(shí)期，將面向重點(diǎn)場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋，形成固移融合、寬窄結(jié)合的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，加快移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與千行百業(yè)的協(xié)同融合，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提質(zhì)增效、社會(huì)服務(wù)智能高效、百姓生活方便快捷。
（二）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)分為四層，分別為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層和應(yīng)用層。感知層的功能是實(shí)現(xiàn)智能終端的信息采集，主要涉及芯片、模組及傳感器等感知設(shè)備，其中無(wú)線通信模組是連接物聯(lián)網(wǎng)感知層和網(wǎng)絡(luò)層的關(guān)鍵環(huán)節(jié)；網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)信息、數(shù)據(jù)的傳輸，通信網(wǎng)絡(luò)為核心技術(shù)，分為短距離即局域網(wǎng)傳輸（WiFi、藍(lán)牙和Zigbee等）和長(zhǎng)距離及廣域網(wǎng)傳輸（NB-IoT、LoRa、2G/3G/4G/5G等）；平臺(tái)層對(duì)數(shù)據(jù)、信息進(jìn)行存儲(chǔ)和分析，物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)和操作系統(tǒng)是核心，分為連接管理、設(shè)備管理；應(yīng)用層利用有價(jià)值的數(shù)據(jù)發(fā)展應(yīng)用軟件和行業(yè)解決方案，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)增值，包括物流、交通、安防、能源等各行各業(yè)。
（1）感知層
感知層主要功能為采集外部信息，具有感知與收集信息的能力。主要包括各類基礎(chǔ)芯片、傳感器及射頻識(shí)別技術(shù)、二維碼技術(shù)和藍(lán)牙技術(shù)等感知裝置。目前較為重要的技術(shù)包括微機(jī)電系統(tǒng)及射頻識(shí)別技術(shù)。
微機(jī)電系統(tǒng)（Micro-Electro-Mechanical System，MEMS）具有高性能、低功耗和高集成度優(yōu)勢(shì)，成為感知層最重要的技術(shù)之一。隨著新型傳感器出現(xiàn)，以及芯片制程和功能更加先進(jìn)，對(duì)MEMS尺寸和功耗要求更高。傳感器將各種物理量、化學(xué)量、生物量轉(zhuǎn)化為可測(cè)量的電信號(hào)，滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。目前傳感器與MEMS結(jié)合成為趨勢(shì)，MEMS傳感器集成通信、CPU、電池等組件及多種傳感器，具有體積小、重量輕、成本低、可批量生產(chǎn)、易集成等特性，能夠使產(chǎn)品更加智能，在消費(fèi)電子和醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。隨著MEMS、數(shù)據(jù)算法等技術(shù)的發(fā)展并與傳感器深入結(jié)合，未來(lái)的傳感器系統(tǒng)將更加微型化、綜合化、多功能化、智能化和系統(tǒng)化。
射頻識(shí)別（Radio Frequency IDentification，RFID）已經(jīng)比較成熟，在物流、銷售領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用多年。RFID是一種無(wú)線通信技術(shù)，無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或者光學(xué)接觸就可通過(guò)無(wú)線電信號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)。信號(hào)通過(guò)調(diào)成無(wú)線電頻率的電磁場(chǎng)，把數(shù)據(jù)從附著在物品上的標(biāo)簽上傳送出去，以自動(dòng)辨識(shí)與追蹤該物品。一條完整的RFID產(chǎn)業(yè)鏈包括標(biāo)準(zhǔn)、芯片、天線、標(biāo)簽封裝、讀寫設(shè)備、中間件、應(yīng)用軟件、系統(tǒng)集成等，其中最關(guān)鍵的技術(shù)是芯片的設(shè)計(jì)與制造。
（2）網(wǎng)絡(luò)層
網(wǎng)絡(luò)層是是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)連接的通道，也是目前物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中最成熟的環(huán)節(jié)，包括蜂窩通信網(wǎng)、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)等，核心包括通信技術(shù)及承載通信技術(shù)的模組。物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)分為有線通信技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)，由于有線通信技術(shù)難以滿足萬(wàn)物互聯(lián)的要求，因此主流為無(wú)線通信技術(shù)，主要分為兩大類：一類是短距離通信技術(shù)，包括藍(lán)牙（Bluetooth），Zigbee，WiFi，NFC，目前主要應(yīng)用于室內(nèi)智能家居，消費(fèi)電子等場(chǎng)景；第二類是遠(yuǎn)距離通信技術(shù)，包括蜂窩通信技術(shù)2G/3G/4G/5G及低功率廣域網(wǎng)絡(luò)（Low-Power Wide-Area Network，LPWAN）技術(shù)LoRa、Sigfox，而eMTC和NB-IoT既屬于蜂窩通信技術(shù)，又屬于LPWAN技術(shù)。
不同的行業(yè)應(yīng)用或設(shè)備要求的通信距離和數(shù)據(jù)傳輸速度不同，所需的網(wǎng)絡(luò)條件質(zhì)量不一。一般來(lái)說(shuō)，終端固定，對(duì)網(wǎng)絡(luò)延遲要求較低的行業(yè)如傳感器、智能停車場(chǎng)、智能農(nóng)業(yè)等，低速率（<1Mbps）即可；而對(duì)于移動(dòng)終端，對(duì)網(wǎng)絡(luò)延遲要求高，或者傳輸數(shù)據(jù)量大的應(yīng)用，如視頻監(jiān)控、車聯(lián)網(wǎng)等，則需要高速率（>10Mbps）。
多樣化需求催生了LPWAN技術(shù)的發(fā)展。LPWAN技術(shù)是專為低速率、低功耗、廣覆蓋及大連接的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景而設(shè)計(jì)，目前主流的LPWAN技術(shù)有NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）、eMTC、LoRa（Long Range）和Sigfox。
eMTC被看作是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)LTE技術(shù)（4G）的一種特性，相較于其它三種技術(shù)能提供更高的速率與更強(qiáng)的移動(dòng)性支撐；NB-IoT由通信行業(yè)最具權(quán)威的標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP制定，并由國(guó)際電信聯(lián)盟ITU批準(zhǔn)，屬于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；Sigfox與LoRa的核心技術(shù)分別掌握在法國(guó)Sigfox與美國(guó)Semtech公司手中。
eMTC和NB-IoT在技術(shù)參數(shù)上存在明顯不同，其中最主要的差異點(diǎn)在帶寬、速率和覆蓋增強(qiáng)。eMTC是基于LTE演進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)，與NB-IoT一樣使用的是授權(quán)頻譜，但eMTC支持高速移動(dòng)可靠性，較NB-IoT而言，eMTC在時(shí)延和吞吐量有較大優(yōu)勢(shì)。NB-IoT追求更低的成本、更長(zhǎng)的續(xù)航時(shí)間，比較適合對(duì)成本敏感但是終端數(shù)量較大，且無(wú)移動(dòng)性的應(yīng)用場(chǎng)景如水、電、熱、氣表等，與eMTC形成互補(bǔ)。
NB-IoT擁有四大特點(diǎn)，完美契合物聯(lián)網(wǎng)要求。首先，低功耗，NB-IoT聚焦小數(shù)據(jù)量、小速率應(yīng)用，因此NB-IoT設(shè)備功耗極低；其次，低成本，NB-IoT可以在現(xiàn)有的LTE網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，進(jìn)而快速完成組網(wǎng)；第三，大連接數(shù)，在一定的空間內(nèi)，多設(shè)備不會(huì)產(chǎn)生互相干擾，NB-IoT足以輕松滿足未來(lái)智慧家庭中大量設(shè)備聯(lián)網(wǎng)需求；第四，廣覆蓋，可滿足空曠地區(qū)與地下覆蓋。事實(shí)上NB-IoT也是最適合于運(yùn)營(yíng)商的LPWAN技術(shù)，優(yōu)勢(shì)明顯。
5G在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力尚未完全發(fā)掘，其中最主要的制約因素之一就是居高不下的成本。在5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系中，5G NR能力最強(qiáng)，可提供高速率、高性能的連接，滿足100Mbps以上超高速率需求的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。而物聯(lián)?應(yīng)?場(chǎng)景復(fù)雜、各?各業(yè)甚?個(gè)別客戶的訴求差異化明顯，導(dǎo)致實(shí)際?戶對(duì)?絡(luò)指標(biāo)要求并不一致，有些商用場(chǎng)景并不需要那么極致的性能，全部采用5G NR將造成較大的性能溢出，提高終端使用成本，影響網(wǎng)絡(luò)普及進(jìn)程，影響5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。
?如，在?度?動(dòng)化的智慧???，雖然5G的超?帶寬和超低時(shí)延?可靠特性，能夠滿??業(yè)機(jī)器?精準(zhǔn)控制的需求。但??中往往還有很??部分設(shè)備如視頻傳輸、?業(yè)傳感設(shè)備等，往往不需要那么極致的性能，但?需要?mMTC（NB-IoT和eMTC）更?性能，?4G?絡(luò)更低時(shí)延的連接?持。
因此，為了兼顧5G網(wǎng)絡(luò)性能與成本，3GPP在R17中提出5G輕量級(jí)（Reduced-Capability，RedCap）終端。在繼承5G NR關(guān)鍵特性的同時(shí)，RedCap降低了對(duì)數(shù)據(jù)速率、時(shí)延等的要求，同時(shí)降低設(shè)備成本、復(fù)雜性和功耗等。RedCap與eMBB、uRLLC和mMTC典型性能比較如圖2所示。
圖2?RedCap與eMBB、uRLLC和mMTC典型性能比較
時(shí)延??，uRLLC的?標(biāo)時(shí)延為1ms，RedCap應(yīng)?在?業(yè)傳感器的?標(biāo)時(shí)延低于100ms，視頻監(jiān)控的?標(biāo)時(shí)延低于500ms；傳輸速率??，eMBB的?標(biāo)峰值速率在下?鏈路中可達(dá)20Gbit/s，在上?鏈路中可達(dá)10Gbit/s，?要求最?的RedCap應(yīng)?，例如可穿戴設(shè)備，其下?鏈路要求為150Mbit/s，上?鏈路要求為50Mbit/s；在電池壽命??，mMTC的?標(biāo)是10-15年，?對(duì)于RedCap應(yīng)?來(lái)說(shuō)，?業(yè)傳感器的?標(biāo)是?年，可穿戴設(shè)備的?標(biāo)是?到兩周。
RedCap技術(shù)的提出，補(bǔ)齊了5G移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系，形成能夠滿足低、中、高不同速率要求，兼顧不同性能與成本，且4G/5G協(xié)同的網(wǎng)絡(luò)體系。隨著5G-Advanced技術(shù)的發(fā)展和商用，RedCap還將支持當(dāng)前Cat1所覆蓋的中速率場(chǎng)景，蜂窩無(wú)源互聯(lián)網(wǎng)可支持更低速率、零功耗的千億級(jí)物聯(lián)，形成全場(chǎng)景5G移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系，全面助力行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系如圖3所示。
圖3?移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系
具體來(lái)看，在移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系中：
a）面向超高速率場(chǎng)景（>100Mbps），由5G NR承載；
b）面向高速率場(chǎng)景（10-100Mbps），由4G Cat4和5G RedCap承載，未來(lái)逐步全部由5G RedCap承載；
c）面向中速率場(chǎng)景?(100kbps-10Mbps)，由4G Cat1承載，未來(lái)隨著5G R18標(biāo)準(zhǔn)版本完善，RedCap也具備承載該場(chǎng)景的能力；
d）面向低速率場(chǎng)景(10-100kbps)，由NB-IOT承截，是5G低功耗大連接場(chǎng)景的主要技術(shù)；
e）面向更低速率場(chǎng)景(<10kbps)，正在研究的蜂窩無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，是5G-Advanced關(guān)鍵技術(shù)方向之一，以其更低成本、零功耗的優(yōu)勢(shì)可支持物流倉(cāng)儲(chǔ)管理、貨物追蹤、資產(chǎn)盤存等千億級(jí)物聯(lián)場(chǎng)景。
在眾多5G應(yīng)用場(chǎng)景中，3GPP提出了三類RedCap典型應(yīng)用場(chǎng)景：工業(yè)無(wú)線傳感器、視頻監(jiān)控、可穿戴設(shè)備，關(guān)鍵指標(biāo)要求見表1。
表1 3GPP RedCap典型場(chǎng)景及關(guān)鍵指標(biāo)要求
工業(yè)無(wú)線傳感器場(chǎng)景，覆蓋行業(yè)較為廣泛，包含制造業(yè)、鋼鐵、礦山、石化等行業(yè)，RedCap在工業(yè)領(lǐng)域主要是以數(shù)據(jù)采集類應(yīng)用為主。這類數(shù)據(jù)采集類應(yīng)用對(duì)接企業(yè)平臺(tái)系統(tǒng)，特點(diǎn)是數(shù)量規(guī)模較大，對(duì)終端成本控制要求嚴(yán)。設(shè)備包括工業(yè)環(huán)境中的工業(yè)控制類、傳感器數(shù)采類、預(yù)測(cè)性維護(hù)、物流AGV、掃碼槍、打印機(jī)、AI機(jī)器視覺(jué)等。數(shù)據(jù)速率往往小于2Mbps，電池使用壽命要求至少可持續(xù)幾年。預(yù)估5G的市場(chǎng)空間在20萬(wàn)/年，逐步提升到百萬(wàn)/年的連接數(shù)。
廣域的視頻監(jiān)控場(chǎng)景是RedCap規(guī)模發(fā)展的重要領(lǐng)域，預(yù)估監(jiān)控?cái)z像頭規(guī)模可突破億級(jí)。通過(guò)將5G終端模組與監(jiān)控?cái)z像機(jī)集成，為視頻監(jiān)控提供靈活、低成本的回傳手段，其典型業(yè)務(wù)需求如下：經(jīng)濟(jì)型視頻監(jiān)控的參考速率要求為2-4Mbps，高端型視頻監(jiān)控的速率要求為7.5-25Mbps，業(yè)務(wù)量以上行為主；視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)的時(shí)延要求小于500ms；通信可靠性要求在99%-99.9%之間。
可穿戴設(shè)備場(chǎng)景，主要特點(diǎn)是尺寸比較小，采用電池供電，對(duì)5G模組的尺寸和功耗有較高要求，且對(duì)廣覆蓋有要求。主要包括智能手表、智能手環(huán)、醫(yī)療監(jiān)控設(shè)備等，普遍要求設(shè)備體積小、功耗低。下行參考速率為5-50Mbps、上行參考速率為2-5Mbps，下行峰值速率為150Mbps、上行峰值速率為50Mbps；電池的理想工作續(xù)航為數(shù)天甚至1-2周。
（3）平臺(tái)層
物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)以PaaS平臺(tái)為主，向下通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層與感知層相連，匯聚終端收集到的信息流并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析、優(yōu)化等，向上服務(wù)于應(yīng)用層，為應(yīng)用服務(wù)商提供應(yīng)用開發(fā)的基礎(chǔ)平臺(tái)及連接物理世界的統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口。功能包括云計(jì)算、數(shù)據(jù)管理、應(yīng)用使能、連接管理、設(shè)備管理、業(yè)務(wù)分析等。
平臺(tái)層是整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)體系中承上啟下的關(guān)鍵部分。一方面，它能夠幫助底層終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)“管、控、營(yíng)”的一體化，從而為上層提供應(yīng)用開發(fā)和統(tǒng)一接口，將設(shè)備端和業(yè)務(wù)端連接起來(lái)。另一方面，為業(yè)務(wù)融合、數(shù)據(jù)價(jià)值孵化提供了條件，有利于產(chǎn)業(yè)整體價(jià)值的提升。主要包括連接管理平臺(tái)CMP（Connectivity Management Platform）、設(shè)備管理平臺(tái)DMP（Device Management Platform）、應(yīng)用使能平臺(tái)AEP（Application Enablement Platform）和業(yè)務(wù)分析平臺(tái)BAP（Business Analytics Platform）四部分。
（4）應(yīng)用層
應(yīng)用層位于物聯(lián)網(wǎng)最頂層，可以對(duì)感知層采集數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、處理和知識(shí)挖掘，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界的實(shí)時(shí)控制、精確管理和科學(xué)決策。在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域，從不同的驅(qū)動(dòng)力出發(fā)，可分為消費(fèi)驅(qū)動(dòng)型、政府驅(qū)動(dòng)型以及產(chǎn)業(yè)驅(qū)動(dòng)型應(yīng)用。其中，消費(fèi)驅(qū)動(dòng)型主要面向個(gè)人消費(fèi)者，如智慧家庭、智能穿戴等；政策驅(qū)動(dòng)型則與城市管理、民生有關(guān)，如智慧消防、照明等；產(chǎn)業(yè)驅(qū)動(dòng)型則更多由相關(guān)企業(yè)看好并推動(dòng)，如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等。
（三）物聯(lián)網(wǎng)的智慧城市應(yīng)用
在智慧城市領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)作為技術(shù)支撐，可以有效融合信息技術(shù)與城市建設(shè)，提升城市管理效率，改善人民生活質(zhì)量?？梢哉f(shuō)，智慧城市發(fā)展是建立在物聯(lián)網(wǎng)“萬(wàn)物互聯(lián)”基礎(chǔ)之上，物聯(lián)網(wǎng)為智慧城市提供了龐大的感知網(wǎng)絡(luò)，是實(shí)現(xiàn)智慧城市建設(shè)的關(guān)鍵因素和技術(shù)基石，而智慧城市則是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的具體應(yīng)用，對(duì)比物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)與智慧城市架構(gòu)也可發(fā)現(xiàn)二者較為相似。
AIoT（AI+IoT），即人工智能物聯(lián)網(wǎng)，是人工智能技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)在實(shí)際場(chǎng)景落地中相互融合的產(chǎn)物，其并非新技術(shù)，而是一種新的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用形態(tài)，是通往真正意義上的“萬(wàn)物智聯(lián)”的必經(jīng)之路。智慧城市ICT信息技術(shù)架構(gòu)與AIoT產(chǎn)業(yè)架構(gòu)高度適配，是AIoT應(yīng)用最佳實(shí)驗(yàn)場(chǎng)，隨著智慧城市進(jìn)入全面發(fā)展期，AIoT應(yīng)用解決方案將在民生服務(wù)、城市治理、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)宜居四大場(chǎng)景中大規(guī)模落地。
民生服務(wù)場(chǎng)景由群眾“點(diǎn)菜”，政府“送餐”，十四五期間，居民對(duì)就業(yè)、醫(yī)療、養(yǎng)老、教育四大民生福祉最為關(guān)注，政府推動(dòng)民生服務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型重點(diǎn)關(guān)注數(shù)據(jù)共享、一網(wǎng)通辦、智能技術(shù)普惠。整體解決方案中，感知層需擴(kuò)大數(shù)據(jù)采集覆蓋度，網(wǎng)絡(luò)層及平臺(tái)層注重優(yōu)化數(shù)據(jù)共享整合，應(yīng)用層面向主體及場(chǎng)景高度碎片化，需利用模塊化思維降低方案成本，提高交付效率。
城市治理以政府為主、企業(yè)參與為輔，從數(shù)據(jù)資源化角度看，當(dāng)前城市政務(wù)數(shù)據(jù)與社會(huì)數(shù)據(jù)之間融合利用存在鴻溝，亟需推動(dòng)兩者有效融合，形成城市治理強(qiáng)大合力，從而促進(jìn)城市要素集約化治理。整體解決方案中，需推動(dòng)人工智能與物聯(lián)感知融合，實(shí)現(xiàn)城市物理空間與數(shù)字空間精準(zhǔn)映射、智能運(yùn)行，最終建成“萬(wàn)物智聯(lián)”的城市全要素感知體系，例如城市信息模型、三維實(shí)景建模、數(shù)字孿生城市等。
產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)主要發(fā)展方向?yàn)?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E6%95%B0%E5%AD%97%E7%BB%8F%E6%B5%8E/">數(shù)字經(jīng)濟(jì)，智慧城市是數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要載體，隨著產(chǎn)業(yè)數(shù)字化占比不斷提升，農(nóng)業(yè)、工業(yè)繼服務(wù)業(yè)之后將加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型，具體建設(shè)需求主要受城市數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展路徑影響。整體解決方案中，需要促進(jìn)行業(yè)、企業(yè)全生產(chǎn)力要素?cái)?shù)字化轉(zhuǎn)型，圍繞業(yè)務(wù)形態(tài)、流程、平臺(tái)等創(chuàng)新應(yīng)用模式，在垂直細(xì)分領(lǐng)域打造出行業(yè)標(biāo)桿案例。
生態(tài)宜居場(chǎng)景。中國(guó)宣布要在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，在2060年實(shí)現(xiàn)碳中和。城市二氧化碳排放量占整體排放量的60%以上，是碳中和的主陣地，具體建設(shè)將以建筑、電力、生物資源、工業(yè)、交通等場(chǎng)景作為重要載體。整體解決方案中，需要AIoT服務(wù)商主動(dòng)將節(jié)能減排技術(shù)融入數(shù)字化轉(zhuǎn)型解決方案中，整體交付給用戶，原因在于除重污染、高耗能類企業(yè)外，當(dāng)前大部分行業(yè)和企業(yè)缺乏自主節(jié)能減排能力，并且缺乏動(dòng)力投入建設(shè)。
在物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)下，AIoT最終應(yīng)用將經(jīng)歷單品智能、互聯(lián)智能、主動(dòng)智能三大階段。單機(jī)智能階段，單機(jī)設(shè)備精準(zhǔn)感知、識(shí)別和理解用戶指令，設(shè)備間無(wú)法主動(dòng)互聯(lián)，由用戶發(fā)起交互需求，此階段下可通過(guò)改善單個(gè)設(shè)備的用戶體驗(yàn)，提升具體場(chǎng)景下特定設(shè)備的智能化水平；互聯(lián)智能階段，采用“一個(gè)云/中控，多個(gè)終端/傳感器”模式，打破單品智能的孤島效應(yīng)，不斷升級(jí)智能化場(chǎng)景體驗(yàn)，人工智能軟件算法和硬件算力逐步完善，隨之在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域持續(xù)滲透，場(chǎng)景化互聯(lián)智能將成為現(xiàn)實(shí)；主動(dòng)智能階段，智能系統(tǒng)具備自感應(yīng)、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自提高能力，無(wú)需等待用戶提出需求，人工智能技術(shù)由“弱人工智能”向“強(qiáng)人工智能”發(fā)展，推動(dòng)主動(dòng)智能實(shí)現(xiàn)。
在智慧城市領(lǐng)域中，AIoT產(chǎn)業(yè)正處于由單品智能向互聯(lián)智能過(guò)渡的關(guān)鍵階段，優(yōu)化方向?yàn)樘岣呷斯ぶ悄芗夹g(shù)滲透率，升級(jí)場(chǎng)景化智能體驗(yàn)。
智慧城市領(lǐng)域的AIoT參與者包括通信企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、IT服務(wù)類企業(yè)、運(yùn)營(yíng)商及垂直行業(yè)企業(yè)。通信企業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)專有網(wǎng)絡(luò)及基礎(chǔ)設(shè)施上具備核心優(yōu)勢(shì)，掌握物聯(lián)網(wǎng)芯片、LPWAN等核心技術(shù)；互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)具備龐大的用戶群（個(gè)體消費(fèi)者或企業(yè)）及技術(shù)優(yōu)勢(shì)，結(jié)合企業(yè)基因及戰(zhàn)略規(guī)劃布局物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)；IT服務(wù)類企業(yè)的核心優(yōu)勢(shì)是云服務(wù)業(yè)務(wù)；運(yùn)營(yíng)商基于數(shù)量龐大的物聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)備發(fā)展管理平臺(tái)；垂直行業(yè)企業(yè)重點(diǎn)深挖物聯(lián)網(wǎng)在各自所在行業(yè)的創(chuàng)新應(yīng)用。
（四）物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)
物聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)如下發(fā)展趨勢(shì)：
（1）物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化。隨著物聯(lián)網(wǎng)加速向各行業(yè)滲透，行業(yè)的信息化和聯(lián)網(wǎng)水平不斷提升，產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)占比將提速。據(jù)GSMA預(yù)測(cè)，產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)數(shù)將在2024年超過(guò)消費(fèi)者互聯(lián)網(wǎng)的連接數(shù)。2019年中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)中產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和消費(fèi)者市場(chǎng)各占一半，預(yù)計(jì)到2025年，物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)的大部分增長(zhǎng)來(lái)自產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)，產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的連接數(shù)將占到總體的61.2%。
（2）產(chǎn)業(yè)融合促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)形成“鏈?zhǔn)叫?yīng)”。產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、流通等各環(huán)書的互通提出新的需求，而“物聯(lián)網(wǎng)＋區(qū)塊鏈”（BIoT）為企業(yè)內(nèi)和關(guān)聯(lián)企業(yè)間的環(huán)節(jié)打通提供了重要方式。鏈?zhǔn)叫?yīng)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是基于BIoT完成產(chǎn)品某一環(huán)節(jié)的鏈?zhǔn)叫畔⒒ネ?，如產(chǎn)品出廠后物流狀態(tài)的全程可信追蹤；二是基于BIoT的更大范國(guó)的不同企業(yè)間價(jià)值鏈共享，如多個(gè)企業(yè)協(xié)同完成復(fù)雜產(chǎn)品的大規(guī)模出廠，其中涉及產(chǎn)品不同部件協(xié)同生產(chǎn)，包括設(shè)計(jì)、供應(yīng)、制造、物流等更多環(huán)節(jié)互通。
（3）智能化促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)部分環(huán)節(jié)價(jià)值凸顯。一是端側(cè)，隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的行業(yè)滲透面不斷加大，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析、處理、決策和自治等邊緣智能化需求增加。據(jù)IDC相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，未來(lái)超過(guò)50%的數(shù)據(jù)需要在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)分析、處理和存儲(chǔ)。邊緣智能的重要性獲得普遍重視，產(chǎn)業(yè)界正在積板探索邊側(cè)智能化能力提升和云邊協(xié)同發(fā)展；二是業(yè)務(wù)側(cè)，據(jù)GSMA最新預(yù)測(cè)顯示，到2025年，物聯(lián)網(wǎng)上層的平臺(tái)、應(yīng)用和服務(wù)帶來(lái)的收入占比將超過(guò)物聯(lián)網(wǎng)收入的67%，成為價(jià)值增速最快的環(huán)節(jié)，而物聯(lián)網(wǎng)連接收入占比僅為5%，因此物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)數(shù)量的指數(shù)級(jí)增加，以服務(wù)為核心、以業(yè)務(wù)為導(dǎo)向的新型智能化業(yè)務(wù)應(yīng)用將獲得更多發(fā)展。
（4）互動(dòng)化促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)向“可定義基礎(chǔ)設(shè)施”邁進(jìn)，與上層應(yīng)用形成閉環(huán)迭代?！翱啥x物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施”是指用戶可基于自身需求定制物聯(lián)網(wǎng)軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施的支撐能力。可定義基礎(chǔ)設(shè)施包括面向不同行業(yè)需求的基礎(chǔ)設(shè)施資源池，提供應(yīng)用開發(fā)管理、網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度、硬件設(shè)置等覆蓋全面的共性文撐能力?，F(xiàn)階段，遠(yuǎn)營(yíng)商等企業(yè)已經(jīng)開始探索以業(yè)務(wù)需求為導(dǎo)向的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施自動(dòng)配置能力，如意圖網(wǎng)絡(luò)、算力網(wǎng)絡(luò)等。可定義基礎(chǔ)設(shè)施有助于降低物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)復(fù)雜性，推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)規(guī)?；瘧?yīng)用拓展，而物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模應(yīng)用拓展則反向促進(jìn)可定義基礎(chǔ)設(shè)施持續(xù)升級(jí)、能力完備及整合，形成閉環(huán)迭代，實(shí)現(xiàn)能力的螺旋式上升。
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本書由吳冬升、李大成擔(dān)任主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版。書中在分析智慧城市重點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容和智能網(wǎng)聯(lián)汽車重點(diǎn)發(fā)展內(nèi)容基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討智慧城市與智能網(wǎng)聯(lián)汽車融合發(fā)展帶來(lái)的車聯(lián)網(wǎng)智能道路基礎(chǔ)設(shè)施、新型能源基礎(chǔ)設(shè)施、地理位置網(wǎng)、現(xiàn)代信息通信網(wǎng)、車城網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)和發(fā)展情況。并且介紹智慧城市與智能網(wǎng)聯(lián)汽車融合創(chuàng)新發(fā)展的相關(guān)案例。了解詳情請(qǐng)點(diǎn)擊：【新書推薦】《智慧城市與智能網(wǎng)聯(lián)汽車，融合創(chuàng)新發(fā)展之路》
吳冬升 博士
