天津市物联网产业技术应用及发展研究

闵 珊，姚瑞娟，张彦云

(天津市高技术研究发展中心 天津300051)

0 引 言

物联网作为新一代信息通信技术的典型代表，是全球新一轮科技革命和产业变革的核心驱动力和促进经济社会健康、可持续发展的关键基础与重要引擎。近年来，在国家政策的大力扶持和业内企业的不断努力下，我国物联网产业呈现良好的发展势头。天津市作为四大物联网产业集聚区的重要组成部分，要紧紧抓住京津冀协同发展的重大历史机遇，利用自身优势，抢抓新一轮物联网产业发展先机。

1 天津市物联网产业发展现状

天津市坚持“以应用促进产业，以产业带动应用”的两翼发展模式，充分发挥财政资金引导带动作用，着力在三大领域推进物联网技术的示范应用，有力促进了产业转型发展，提升了城市管理和公共服务水平，方便了百姓生活。首先，在工业、农业、生产性服务业等领域物联网应用示范上，先后实施了天钢、天铁、荣钢等重点企业能源中心建设、化学品去留监管系统、全国农业物联网区域试验工程、农产品冷链物流信息化应用试点等建设，推进精细化管理和科学决策，提升生产和运行效率，促进产业升级，推动落实节能减排。同时，重点支持交通、电力、环保等领域的物联网应用示范工程，实施了智能电网、智能交通、景区监控、天然气和自来水管网安全检测、桥梁安全检测等应用示范工程，推动物联网在重大基础设施管理、运营维护方面应用模式创新，提升重大基础设施监管与安全保障能力。如中新生态城国家智能电网综合示范工程，它是全国第一个进入实质性建设和运行的城市智能电网示范工程，也是目前国际上最大区域、最综合的一个智能电网示范区。在社会管理和民生领域，天津市重点支持公共安全、医疗卫生等领域的物联网应用示范工程，开展了食品安全监管平台、景区监控、电梯安全监控等应用示范工程。下一步，天津市将着力打造云感知、云计算、云存储、云安全、云方案、云灾备“六云”产业，加快壮大产业规模，健全完善创新体系，提升产业创新能力，不断优化市场环境，积极推进物联网在政府、行业、公共领域的应用，将天津建设成为国家级物联网产业发展和应用示范基地。

2 天津市物联网产业发展方向

2.1 物联网技术体系

物联网涉及感知、控制、网络通信、微电子、计算机、软件、嵌入式系统等多个技术领域，从技术架构上来讲，可将物联网分为感知层、网络层和应用层，结合我国及天津市物联网技术发展情况，按照上述分类，将物联网核心关键技术划分为感知关键技术、网络通信关键技术、应用关键技术、支撑技术和共性技术五大类[1]。

2.2 天津市物联网技术发展及方向建议

2.2.1 攻克RFID芯片设计技术

RFID(英文全称 Radio Frequency Identification)即射频识别技术，是物联网关键技术之一。目前，RFID芯片设计与制造技术正向着芯片功耗更低、作用距离更远、读写速度与可靠性更高、成本更加低廉的方向发展。国外在 RFID芯片设计方面起步较早，并获得了大量技术专利，而国内起步较晚，基础相对薄弱，取得的自主知识产权数量较少。目前国内具备RFID芯片优秀设计能力的企业(或单位)主要有无锡旗联、华大电子、大唐、清华同方微电子、复旦微电子、坤锐、华虹以及军民融合创新研究院等。天津市的科研院所与企业在自主标准 RFID芯片设计生产方面处于国内领先地位，具有较强竞争优势。天津军民融合创新研究院研发的符合中国自主空口协议标准的标签芯片产品，读取灵敏度达到了-20,dBm，各项指标均优于国内同类产品。

2.2.2 传统传感器基地向新型智能传感器基地转变

传感器技术是物联网重要的感知技术之一，作为数据采集的入口，可将其比作物联网的“心脏”。天津是我国重要的传统工业基地，自20世纪80年代国家将传感器技术确定为国家重点攻关项目以来，天津一直将传感器的研究与生产放在重要位置，通过不断推进研发，已经形成了较为完整的传感器产业链。然而，全市从事敏感元件及传感器研制生产的单位虽然有许多家，但存在规模较小、生存领域低端，技术水平较低、自主创新困难、产品结构不合理、产业化水平不高等问题。高端传感器及芯片生产主要集中在NXP等外资企业中，国产化需求迫切。

天津市可以采取以下措施促使天津由传统传感器基地向新型智能传感器设计及生产基地转变：首先，以工业控制、汽车、通讯、环保为重点服务领域，以传感器、弹性元件、光学元件、专用电路为重点对象，发展具有自主知识产权的原创性技术和产品；同时，以增加产品种类、提高产品质量和经济效益为主要目标，加速产业化，提升市场占有率；最后，以MEMS工艺为基础，以集成化、智能化和网络化技术为依托，加强制造工艺和新型传感器及仪表元器件的开发，使主导产品达到和接近国外同类产品的先进水平。

2.2.3 发力LPWAN技术，打通万物数据流

近些年，低功率广域网(LPWAN)技术发展迅速并进入商用领域，面向物联网广覆盖、低时延场景的5G技术标准化进程加速，同时工业以太网、LTE-V、短距离通信技术等相关通信技术也取得显著进展。

天津市在 LPWAN产业链上具有先天优势，一方面，拥有如恩智浦、中芯国际等实力较强的芯片、MCU等原件供应商，以及电信设备供应商。另一方面，本地运营商对推动 LPWAN业务的发展十分积极，中国电信(天津)NB-IOT物联网开放实验室已正式对外开放，网云融合为 LPWAN提供支撑的天翼云3.0也已上线运行，天津是联通首个NB-IOT网络商用地域，天津市 NB-IOT协会也正在积极筹备组建。

2.2.4 提升创新识别技术

近几年来，随着互联网、物联网、云计算、大数据等技术的发展，识别技术也进入一个新的快速发展时期。天津市在识别技术领域有较为深厚的积累：易华录研发的语义图像与视频检索技术产品、天地伟业专注的智能视频分析技术和产品，中国科学院自动化研究所与滨海新区人民政府共建的天津中科智能识别产业技术研究院、天津理工大学的“计算机视觉与系统”省部共建教育部重点实验室、天津大学计算机视觉实验室、专注于边缘计算的南开大学程明明团队等都在各自领域有着较高声誉，为天津识别技术产业发展提供了不竭动力与市场运作经验。

天津市可利用现有优势，瞄准识别技术发展趋势，重点攻研以下方向：通过将特征表示和学习方法与深度学习方法相结合，进一步提升性能或降低计算消耗；深入推进将图像数据重建与其他数据高效融合的研究；进一步提升视频分析与监控目标跟踪鲁棒性和行为识别模型的泛化能力，加大远距离、多模态、非干扰、高通量、大规模用户、轻便快捷型新一代生物特征识别研究力度；解决语音识别方面如何利用副语言现象或通过听觉模型提高语音识别的准确率和完整性问题。

2.2.5 紧盯大数据与云计算，完善标准和测评体系，培育优势行业生态圈

天津市大数据产业发展已具备一定基础，目前，开发区、高新区、保税区和武清区逐渐成为大数据领域产业集聚地，在数据挖掘与分析领域、数据存储领域、数据库研发应用领域汇集了海量信息、搜狐视频、58同城、腾讯等龙头企业。特别是国家工业云创新示范工程平台集成了遥感数据处理、动漫与影视特效渲染等服务功能；国家超算天津中心利用大数据与高性能计算融合技术的关键技术研发成果，构建产业应用平台，成为产业技术自主创新的重要源头和提升企业创新能力的支撑平台。

我国用户选择云服务和大数据计算服务时，首要考虑的 3个因素是稳定性、安全性和网络质量。完善大数据和云计算相关的标准体系和测试评判是今后推广的重点，因此如何针对不同行业用户开发出更为适用的技术和产品成为未来一段时间内的关注重点。

3 天津市物联网产业推广应用重点领域

根据我市产业发展及“天津智港”战略需求，精选市场需求旺盛、应用模式清晰的重点领域阐述如下：

①智能交通，打造网联车示范区，开展自动驾驶、汽车电子标识等应用示范和推广。智能交通是天津市科技创新“十三五”规划重点谋划的领域，规划中提出：重点发展京津冀区域智慧交通一体化系统建设技术，支持互联网汽车等智能车辆的研发、集成和生产技术，支持车载智能传感器、智能终端、联网通信、汽车智能操作系统建设，支持车辆远程管理与云服务技术等。天津市有着成熟的传统汽车制造工业(如：一汽、长城)，以及强势成长的新能源汽车工业(如：天津比亚迪、国能新能源汽车等)，各种车辆配套产业丰富且成熟，在智能交通车端、路端、控端3个主要环节已有提前布局。

②智慧医疗，争做大健康产业领跑者，建立医疗数据中心，推动智能穿戴产品和智慧养老应用发展。智慧医疗是医疗行业未来发展的趋势，其融合了云计算、大数据、人工智能等物联网先进技术，目前已步入启动期。天津为京冀纽带，医疗卫生基础雄厚。居民对新事物接受程度高、医疗养生意识足，医疗电子、云计算及数据处理技术积累充分，为智慧医疗行业的发展提供了沃土。

③智慧城市，以社会公共事业和公共管理智慧建设为入口，重点发展环保监测、安防监控、智慧政务、节能减排等领域。利用科技的力量建设智慧城市已成为全社会的普遍共识。2016年，党中央和国务院提出了“建设新型智慧城市”的战略。从城市到智慧城市再到新型智慧城市，“智慧”成为城市发展方式转型升级的关键词。天津市也于 2016年末推出了《天津市智慧城市建设“十三五”规划》，其中提到，到2020年，初步建成“智能、融合、惠民、安全”的“智慧天津”，打造面向未来的智慧城市。

④智慧储运，依托区域优势，借势京津冀交通一体化规划，利用创新技术打造智能储运新典范。天津拥有大型港口、丰富的公路铁路运输网、高效成熟的航空运输，海陆空物流储运都有着良好行业基础和国内优势，同时也是国家京津冀协同发展及“一带一路”倡议中重要的一环，物联网技术的深度应用可使天津的储运优势继续保持、储运产业高速发展。现代化仓储和物流是仓储的两个重要组成部分，合理的仓储、调度和高效运输是决定储运先进的关键因素，无人化的智慧仓储、调度和运输是未来储运业的趋势。

天津市在智慧储运领域已有积极布局：天津与京东已计划建设全球首个智慧物流产业集群基地，力图实现无人仓、无人车、无人机等高科技产品的工业化生产，打造产业链发展的生态闭环。这为储运行业实现无人化提供了硬件基础。

4 结 论

随着“互联网+”“工业 4.0”“中国制造2025”等概念的兴起，物联网已从“概念阶段”跨入了“落地阶段”，在各地区、各领域发挥的作用愈加凸显。京津冀协同发展战略给天津带来了前所未有的机遇，作为环渤海地区的中心，天津在与国际物联网对接上有着得天独厚的优势，不仅可以辐射京冀，还可以联通东三省、华北、华东地区乃至全国。我们相信物联网的发展前景是巨大的，天津的发展前景也是不可限量的[3]。

[1]钟方伟，周平，马斌. 浅谈物联网关键技术的发展与应用[J]. 电脑知识与技术，2017(30)：279-282.

[2]包顺华，李世成. 物联网技术应用及发展研究[J]. 中国新通信，2017(15)：87.

[3]冯科，窦子豪，王宪伟，等. 浅谈山西省物联网发展现状与未来[J]. 科技与创新，2017(16)：52-55.