基于物联网海量数据的产业生态重塑

张 萍

（江苏省宏观经济研究院，江苏 南京 210013）

近年来，物联网成为继移动互联网后最热门的领域之一，无论从技术上、标准上、产业上还是政策上都在积极地研究和推进物联网的发展。国家层面更是高度重视物联网技术和产业的发展，上升到国家战略的高度，结合互联网+与工业4.0制定了《国家制造2025计划》，习近平主席多次强调，要让物联网更好地促进生产、走进生活、造福百姓。

一、物联网的内涵

物联网的本质，是信息的互联以及人与物的互动，本质上是人的智慧与控制能力的延伸，通过感知器件从物获得其自身及其环境信息（如RFID装置、二维码、红外传感、卫星定位系统、信息扫描、智能摄像头等），经过策略或者算法的处理再反馈到对物的控制，从而进一步解放人的本身，这里的策略或者算法从最简单的专家系统到人工智能不断的演进。物联网本身是互联网的一部分，但并不是所有的物的网络都会接入互联网，也可以是物的局域网络。物联网不是一个简单的技术，它是信息化发展即互联网技术与生态发展的使然，物联网本身的发展必然也会逐步形成自己的生态系统。

根据Gartnert预测，到2020年，全球联网设备数量将达到260亿台，物联网市场规模将达到1.9万亿美元①http：//www.chyxx.com/industry/201804/632226.html.。如此巨大的市场，不会是孤立的技术或者企业群落，必将形成一个基于物联网技术的产业生态。物联网产业生态已经在多个维度被提出，从物联网产业链的参与角色的不同视角可以分为不同的划分维度，从技术驱动企业角度看到的生态，从政府看到的生态，从业务运营企业看到的生态，从技术受益者看到的生态。从物联网协会的视角分为：技术生态，产业生态，经济生态，组织生态。从物联网企业的角度看分为产业链生态（关注物联网技术痛点），解决方案生态（关注物联网的落地），开发者生态（关注物联网商业模式）等。

整个物联网产业生态，无论是围绕设备制造商的企业生态，还是围绕运营商的解决方案生态，最终将所有的生态参与者链接的核心纽带，也就是物联网的本质，那就是信息流，也就是数据。物的信息化感知，是为了能够使物具备被机器感知的能力，产生原子数据；网络，使数据能够在不同的处理接入点间流动；数据中心，是使数据聚集、分类、分析，最终形成有效信息的计算单元，物联网数据到信息流示意图，如图1所示。

图1 物联网数据到信息流示意图

具备感知能力的物的数据通过物联网聚集计算后产生的数据，形成一个信息的海洋，这个跟现在的互联网中的数据类似，但又有所不同，它物的数据的感知与累积，以及相关数据的聚类，最终形成的信息为进一步的信息挖掘与加工提供了源泉。本文讨论的重点就是基于物联网的海量数据形成有效信息后，基于这些物联网数据进而应用于传统相关行业，从而进一步重塑传统产业的生态。

二、传统通信技术对创新产生的强烈诉求促进物联网迎来高速发展

在通信技术高度发展的今天，传统的电信应用及互联网的发展已经无法拉动通信基础设施的快速投资，行业亟须新的应用创新拉动投资，就像苹果智能手机对移动互联网时代的开启一样，通信业亟须新的应用拉动5G时代的投资。物联网被认为是一个可以推动下一个信息时代的创新源泉。

物联网的发展与移动互联网的发展过程类似，首先是连接的发展，只有连接达到一定的规模才能称之为网络。物接入了网络，接下来就是信息生成，也就是物的信息的感知，从而形成海量的数据。有了物的网络与海量的数据，接下来就是基于这些数据的挖掘与分析，作为人工智能的输入，最终形成一个有生命的物联网。这个物联网发展的过程一般被划分为如下三个阶段。

第一阶段，物联网连接建立阶段。在这个阶段物联网连接大规模建立，设备基于通信模块通过各种移动网络接入技术（2G3G4G5G）、RFID、Bluetooth、WIFI等连接入网，连接的管理、感知终端信息化以及网络基础设施建设是这一阶段的关键要素。据Ericsson预测，到2021年移动连接数将达到创纪录的275亿，其中物联网连接数超过60%、智能手机连接数超过30%①http：//www.gizwits.com/article/443/.。物联网各领域将成指数级增长，包括物流智能化、制造智能化、电网智能化、安防智能化、交通智能化、车联网、智能家居、智能医疗、可穿戴设备等。这一阶段重点投资领域是物联网络基础设施建设，包括该领域专用通信芯片、物联网传感器、连接管理系统、物联网检测与测试仪表等。

第二阶段，物联网海量数据形成阶段。在这个阶段海量数据产生于大量接入物联网的设备对信息的感知和收集，逐步形成各领域物联网大数据。物联网传感器逐步智能化，基于物联网设备能够采集的数据更加丰富多样，这些数据本身不可能存储在智能设备商，而是通过数据中心云计算系统机型汇聚、存储和分类分析处理。随着物联网业务的发展，在这一阶段其业务逐步成为数据中心与计算的核心业务之一。在这一阶段，为了满足物联网数据快速增长对存储和计算能力的诉求，数据中心的云存储与云计算能力也快速发展，在云存储、云计算、大数据、数据分析等领域出现大量投资机会。

第三阶段，物联网技术变现阶段。伴随着人工智能在物联网领域的应用，对物联网智能感知产生的海量数据的智能分析产生的有价值信息及物联网应用和服务逐步体现其核心价值。参考GARTNER，物联网应用与服务产值达到3000亿美元的规模只需要到2020年，其市场规模将4倍于物联网基础设施规模。在这个阶段中，数据的价值逐步体现，根据对物联网数据的分析，获得价值信息，对用户进行画像，基于这些价值信息与用户画像的精准服务解决方案将助力于企业投资的商业变现。物联网解决方案提供商、AI应用、机器学习等厂商将是这个领域的投资重点。

三、大带宽/低时延/海量连接的5G技术为物联网万物互联提供基础

与4G相比，5G数据转发性能更高，可提供大于10Gbps的峰值速率与超过1Gbps的移动速率体验。同时，5G可以提供海量连接能力，可支持1M连接/平方公里，为物联网的海量连接场景提供了可行的解决方案。低时延是5G的另外一个主要特性，通过云化及边缘计算等技术，5G的E2E时延可以达到1ms级别。同时，5G的移动性可以达到500公里/小时场景下稳定提供服务的能力。不同的物联网应用对于通信的质量要求的关注点不同，比如无人驾驶的通信带宽和时延是关键诉求，远程手术对时延及其敏感，而智能水表等对时延敏感性较低，对带宽的要求也不高，这些多样化的物联网场景通过5G的网络切片技术可以得到很好的支撑。

物联网应用在终端消费者、工业领域、政务、教育、医疗等行业都将发挥巨大作用。公共基础服务物联网化包括社会资源的智能化管理、交通体系的信息化与智能化、平安城市、农业智能化、政务智能化、智慧医疗、智慧教育等。以智能交通系统为例，通过车辆识别系统实时获取行驶在城市不同道路上的车辆，通过车载智能系统对车主的出行习惯及驾驶习惯进行画像，所有相关信息汇总到交通大数据中心，通过智能数据挖掘与分析，给出城市不同时段的道路拥堵情况的实时反馈，同时通过用户画像形成未来道路情况的预测，形成智能的出行道路规划建议，对车辆的出行路径进行建议，使有限的道路资源得以合理的利用，从而降低城市的拥堵，降低交通排队等待时间，减少中心城区的碳排放量。根据分析，通过智慧交通物联网技术，在不改变现有道路资源配比的情况下，可以使城市的拥堵降低20%～25%，排队等待时间降低超过30%。以当前的智能地图为例，笔者就亲身体验过百度地图的智能建议带来的出行效率提升，一个以个人平时出行经验为参考选择路线，另外一个接听以百度地图智能路径建议为参考选择出行路线，从南京到达滁州的时间相差1倍以上，百度地图的智能路径规划有效地避开了拥堵路段、交通事故路段、景区限行路段等，出行效率大大提升。

在制造业领域、工业加工领域，物联网技术结合工业4.0极大地提升了生产效率。从事智能手机代工的富士康工厂，近年来业务量不断增加，但是其某地的工厂却在裁员，其背后的原因就是工厂利用工业机器人替代了部分需要人工参与的环节，利用物联网技术提升了生产加工效率。亚马逊、阿里巴巴、京东等的智能物流仓储系统可以做到不需要人参与而使成千上万个物品种类有条不紊地进行配送。近年来，银行业也从传统的柜员服务体系逐步调整为智能终端服务体系，有多家银行已经在进行传统柜员的裁员，甚至有人能够做到旅行不带任何现金，这都是金融物联网带来的支付模式的转变。

未来物联网将会是端/管/云一体化模式，端就是智能消费终端，包括车联网的自动驾驶系统、车载娱乐系统，以及智能可穿戴设备、智慧家居、VR、AR等智能娱乐体验系统等都将成为物联网价值体现领域。IT产品、信息、应用等变身资源池向云端集中，以服务方式透过管道向末端用户发送，实现随时随地的信息消费。

四、基于物联网的智慧家居生态系统分析

对于物联网产生的数据，其分类可以依据其服务的领域进行，比如智慧家居、智慧城市、智慧农业等。本文以智慧家居展开，探讨其对传统产业的影响。智能家居是物联网技术的一个重要应用领域，越来越多的物联网产品出现在日常生活中，如智能手环、智能电视、机顶盒、智能插座、智能音箱等[1]。每种产品都有自己的独特设计，它们都能联网，有一定的计算能力，具备一定的智能，可以自动实现一些功能。但是，这些设备没有形成一个有机的整体，有着不同的实现技术，有些功能是重复的，缺乏统一的管理[2]。本文提出一个构建方案，将家居中的各个系统，通过物联网技术，整合起来，形成一个可以集中控制、功能互补的有机系统。

家庭是社会的基本组成单元，几乎所有的社会生产与消费活动都与家庭有关。物联网时代，智慧家庭中的智能感知家居，包括智能门锁、智能冰箱、智能空调、智能洗衣机、智能厨房、智能垃圾桶、智能药箱、智能穿戴设备等，都将成为物联网智慧家庭的数据来源。单一的一种智能家居设备的数据累计也许意义不大，但是将一个家庭中所有的智能家居的数据进行汇总形成大数据，对数据进行关联、分析，整个家庭的数据将会形成一个系统，从家庭成员的衣食住行、医疗、教育、养老等，基于这些相互关联的数据，整个家庭将会变成一个有机体。比如，基于健康数据、作息习惯、饮食习惯、家庭成员之间的信息依赖关系，家庭的用药习惯等，可以有效地进行家庭成员的健康指导，作息是否合理，饮食是否得当，疾病的根因是否是不良习惯导致等，最终形成一套家庭健康信息依赖链，基于物联网的智能家居生态系统构建如图2所示。

从图2可以看到，智慧家庭作为物联网中的一环，其背后的支撑系统不仅仅是单一的产品或者技术，而是一个巨大的产业。这个产品包括物联网技术企业、通信技术企业、运营商解决方案企业以及基于物联网数据衍生的智能服务业，这些不同的领域共同构成了智慧家庭的物联网生态。基于智慧家庭产生的消费习惯画像、成员健康画像等数据的应用必将促使衍生的智能服务业不断完善，从而对传统的服务业进行重塑。

图2 基于物联网的智能家居生态系统构建

五、小结

物联网作为一个新兴的产业领域，其构成包括相关的技术体系、产业体系、组织体系等，这些不同体系的相互促进和影响构成了整个物联网生态。物联网感知技术与通信技术的发展，为物联网的发展与信息聚集提供了基础设施，而基于物联网海量信息的智能处理形成的数据又反过来形成需求指导和影响物联网与通信技术的发展。同时，基于物联网海量数据形成的用户画像又促使服务业基于价值链不断调整，从而影响整个产业。物联网生态的不断发展及其智能化的过程不但是物联网产业生态完善的过程，也是对传统产业生态重塑的过程。