物联网类参考文献格式范文 跟LPWAN开启物联网大门的会钥匙相关参考文献格式范文

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LPWAN开启物联网大门的会钥匙

物联网作为新一代信息技术的重要组成部分,2009年被列为我国战略性新兴产业,通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,与产业和移动互联深度融合,可以应用于生产生活各个领域,正成为“两化融合”的切入点、智慧城市的支撑点、智能生活的新亮点,未来将产生百倍于互联网的市场价值.而物联网快速发展对无线通信提出了更高要求,使得低宽带、低功耗、远距离、广覆盖、多连接的LPWAN(LowPowerWideAreaNetwork,低功耗广域物联网)应运而生.近两年物联网产业配套日益成熟,特别是2016年6月NB-IoT标准获得3GPP(3rdGenerationPartnershipProject,第三代合作伙伴计划)通过,确认其为基于标准化的物联网专有协议,自此物联网产业进一步爆发式增长,快速进入商用期.

技术特点与应用前景

NB-IoT与LoRa各有千秋.LPWAN可分为两类:一类是工作于未授权频谱的LoRa(LongRange,远距离传输技术)、SigFox等技术;另一类是工作于授权频谱下,3GPP支持的2G/3G/4G蜂窝通信技术,比如NB-IoT(NarrowBandInternetofThings,基于蜂窝的窄带物联网技术)、EC-G、LTECat-M等.其中,NB-IoT和LoRa占据主流,是颇具发展前景的两种技术.NB-IoT是物联网的重要分支,大部分技术研究和应用探索由华为等公司主导,数据传输的质量较高,主要在国内开展相关研究与应用.LoRa是基于扩频技术的超远距离无线传输方案,相比国外的如火如荼,国内略显冷清.国内以九月科技公司(LoRa芯片提供商)等为主导,而在国外,LoRa技术开发早、成本低、网络部署和应用开展较多,商业模式相对成熟,已经在世界多地进行试点和部署,自2015年3月LoRa联盟成立以来,已有17个国家宣布建网计划,120多个城市正在运行LoRa网络.

NB-IoT未来将占市场主导地位.基于技术特点和网络基础优势,NB-IoT频段稳定,已经成为窄带物联网领域新的国际标准,还可以在现有4GLTE网络上升级,实现平滑过渡,因此市场前景广阔.预计到2020年,传输速率在100Kbps以下的NB-IoT连接数量将达到20亿,约占广域无线连接方式的2/3,而LoRa及其他技术的市场连接数只占1/3.

NB-IoT成为智慧城市应用新导向.2016年下半年,NB-IoT开始进入规模化商用阶段,在低数据速率、大规模终端数目、广覆盖要求等典型的M2M(MachinetoMachine,机器对机器)应用场景中使用效果显著,如电力和燃气、水务、智慧医疗、智能路灯、智能停车、智能交通、环境保护、公共安全、平安家居等,而这些都是智慧城市重要的应用场景.2017年,深圳发布全球首个商用智慧水务窄带物联网项目,这一项目利用物联网云平台OceanConnect来管理800兆物联网站点,成为业界标杆.同年5月,全球首个基于4.5G大型窄带物联网络全国试行商用项目在上海落地,目前建立站点2600多个.

国内市场走势

市场增长可期.《移动运营商与数字转型》报告显示,到2020年,中国M2M市场的连接总数将达到10亿,其中大多数基于低功耗广域网络市场的发展.中国目前是全球最大的M2M市场,其中蜂窝M2M连接数约为1亿,到2020年,这一数字有望增至3.5亿,而LPWAN将额外提供7.3亿连接,使得总连接数超过10亿.到2025年,预计全球280亿台互联设备中,有50%将适用于LPWAN连接.在基于流动物联网技术开发新型解决方案的全球546家企业中,超过215家企业来自中国.在2017年世界移动大会(GA)上,NB-IoT和5G成为当仁不让的焦点,华为更是凭借NB-IoT解决方案荣获“最佳物联网移动创新奖”.

三大运营商基于自身优势加快应用推进.中国电信基于3GPP标准开发并发布了“NB-IoT企业标准(V1.0)”,同时启动7省12市的大规模外场试验,携手产业链合作伙伴发布物联网开放平台和物联网开放实验室,加速物联网重点领域的行业应用落地和项目推广.中国联通于2016年试点了首个标准化NB-IoT商用网络,在上海迪士尼乐园进行了外场实时停车位信息服务实验,同时发起物联网“全球连接倡议”,到2020年实现物联网M2M连接数超6亿的计划.中国移动在2017年6月宣布成立“中国移动物联网联盟”并发布“物联网发展计划”,力争2017年年底实现全国范围内NB-IoT商用,物联网智能连接数增加1亿,从而使总规模达到2亿,争取2020年连接总量超过17.5亿.

芯片研发及制造步伐与世界同步.芯片是NB-IoT的核心,目前有三类芯片公司涉足这一领域.一是通信芯片公司,如高通、华为、中兴等;二是计算芯片公司,如Intel等;三是无线芯片公司,如Nordic、Qorvo等.其中,Qorvo专门用于NB-IoT的PA模组已开始供货,爱立信、高通也在积极研发相关产品.华为、中兴、锐迪科的NB-IoT芯片2017年会进入量产阶段,大唐、紫光等正在逐步形成包括芯片、模组、终端、核心网在内的各环节设备生产和网络建设能力,通宇通讯、顺络电子等相关元器件制造商也争相发力.

以芯片研发为主导的产业生态正在形成.目前几十家终端商都在参与华为NB-IoT芯片的合作和测试,包括仪表公司、可穿戴设备公司等在内.先锋电子的首台NB-IoT物联网智能燃气表在上海正式安装并上线试运行;高新兴通过收购中兴物联加快物联网布局,推动其“公共安全+物联网”战略;三川智慧等仪器仪表商、乐心医疗等可穿戴设备商的终端产品已进入测试或试用阶段.

行业机遇与挑战

产业和社会双重需求亟待满足.在产业发展需求方面,物联网技术是制造业转型升级的基础,尤其是重点制造业转型升级需求日益加快,为低功耗广域物联网应用提供了良好契机.在城市发展需求层面,LPWAN基于其广覆盖、大连接、低功耗和低成本特点,可以很好地应用于安防、智慧医疗、智慧家居、环境保护、公共安全等领域,为城市化问题提供了很好的解决途径.

配套产业的成熟将推动应用加快落地.一是产业成熟度的提升,使得物联网部署成本不断降低,物联网处理器、传感器、宽带等成本大幅下降,为物联网大规模部署提供了基础.二是数据处理技术与能力明显提升,随着大数据整体技术体系基本形成,信息提取、知识表现、机器学习等人工智能研究方法和应用技术发展迅速.三是产业生态构建所需的关键能力正加速成熟,云计算、开源软件等技术精进,有效降低了企业构建生态的门槛,推动了全球范围内水平化物联网平台兴起和物联网操作系统进步.

政府加快技术推广和应用推进部署.2016年在《信息通信行业发展规划(2016-2020年)》中提出完善支持窄带物联网的全国性网络,实现窄带物联网在智慧城市、重点行业等的规模应用.同时《浦东新区国民经济和社会信息化“十三五”规划》中提到,支持物联网等新一代信息技术在产业发展、政府治理、社会管理、公共服务等领域的应用.

但是,挑战依然存在,仍需要在重视中不断摸索、化解,才能让LPWAN尤其是窄带物联网在中国健康发展.

产业链协同面临挑战.整个物联网是一个碎片化、使用场景多元化的市场,产业链繁杂,面临跨界融合的诸多障碍.除三大运营商的NB-IoT网络建设与运营需要有统一的顶层规划外,物联网产业发展也需要更加明确、协同性更强的政策导向,以及企业、行业间的融合.

安全性带来的挑战.由于节点分布广、数量多、环境复杂,LPWAN在工业、能源、电力、交通等国家战略性基础行业智能控制系统中大量应用,其安全漏洞会带来风险,一旦发生安全问题,将造成难以估量的损失.

关键技术开发需加大投入.一方面,窄带物联网应用的技术成熟度不够,造成应用成本居高不下,需以重大应用示范为先导,带动物联网关键技术突破和产业化发展,降低成本以促进应用的规模化推广.另一方面,物联网经过长期发展,中小企业和高校已经积累了大量的技术专利,但目前专利优势并没有转化成市场成果.

应用协同机制需加快统一.现阶段多数物联网应用仍是在特定领域中的闭环应用,“行业壁垒”和“信息孤岛”依然存在,跨领域、跨行业的互通共享与应用协同明显不足,下一步需要率先在政府层面加强机制体系方面的协同,减少重复开发建设,为充分发挥窄带物联网的应用价值打通渠道.

(作者单位系上海浦东智慧城市发展研究院)

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