总览 / 章节 / 第7章 物联网
这一章不是把联网对象越数越多，而是在说明：感知、连接、平台、资本、制造、国家战略和追赶路径必须一起成立，物联网才会从口号变成产业。
物联网章节的真正重点，是把‘芯’‘网’‘钱’‘制’‘国’这些分散要素重新组织成一条产业系统链。
为什么值得读：它能帮读者把‘万物互联’从想象口号升级为系统工程视角。
如何进入自己的系统：读这一章时，要重点看平台整合和中国追赶逻辑，而不只是终端联网数量。
这节在解决什么：第7章 物联网：万物有“芯”皆可联
怎么迁移到自己的系统：物联网（IoT，Internet of Things）这一概念最早于1999年出现。美国麻省理工学院建立了“自动识别中心（Auto-ID）”，首次提出“万物皆可通过网络互联”，并阐明物联网的基本含义。
提醒：早期的物联网仅是依托射频识别（RFID）技术实现物物相连的网络。随着技术和应用的发展，物联网的内涵已发生了巨大变化。2005年11月17日在突尼斯举行的信息社会世界峰会（World Summit on the Information Society，WSIS）上，国际电信联盟（International Telecommunications Union，IIU）对物联网的概念做出了界定：通过二维码识读设备、射频识别装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按照约定协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
这节在解决什么：物联网（IoT，Internet of Things）这一概念最早于1999年出现。美国麻省理工学院建立了“自动识别中心（Auto-ID）”，首次提出“万物皆可通过网络互联”，并阐明物联网的基本含义。
怎么迁移到自己的系统：早期的物联网仅是依托射频识别（RFID）技术实现物物相连的网络。随着技术和应用的发展，物联网的内涵已发生了巨大变化。2005年11月17日在突尼斯举行的信息社会世界峰会（World Summit on the Information Society，WSIS）上，国际电信联盟（International Telecommunications Union，IIU）对物联网的概念做出了界定：通过二维码识读设备、射频识别装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按照约定协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
提醒：需要指出的是，物联网并非单独建立一张网络，而是在现有网络基础上的拓展和延伸。就像互联网和移动互联网通过PC、平板电脑、智能手机已经实现人与人之间的互联一样，未来将能实现一切硬件的互联（见图7-1）。因此，简单地说，物联网是在原有网络基础上，对任何客观物体网络化和智能化的过程。如果说第一代互联网技术实现的是计算机之间的互联并成功搭建了虚拟网络世界，第二代互联网技术是通过移动互联网实现了人与人之间的互联，那么未来的互联网技术要实现的是所有物品的互联，彻底打通虚拟世界与现实世界之间的壁垒。
这节在解决什么：物联网的建立离不开传感器应用的普及。近年来，内置传感器的新硬件纷至沓来。从VR/AR头戴式设备、智能手环、智能手表到无人驾驶汽车、无人机、工业互联网，一个全新的智能世界正快步小跑着进入我们的生产和生活。尽管这些新硬件的销售数量并不能算大，而且都是独立网络连接，有些甚至还可以说是“中看不中用”，但这却意味着传感器的子网络点状扩张已经开始。假以时日，各类硬件的子网络有望融合成一个大网络。随着基础网络容量提升和各种设备的智能化，物联网产业将在未来几年迎来快速发展期，其应用对象可划分为政府、企业、消费者三类，并围绕这三类不同群体衍生出多样化应用，必将创造巨大的社会价值。
怎么迁移到自己的系统：政府：物联网涵盖公共资源管理、智能交通、平安城市、智慧政务等诸多领域
提醒：目前，中国、美国等主要国家的政府对物联网的诉求大多是为了解决日益加剧的能源消耗问题、污染问题、城市安全问题，因此，未来智能交通、智能抄表、智能路灯等涉及城市生活方面的相关应用将是发展重点。例如，瑞典政府实施的智慧交通计划就是在车上装上电子车牌，与交通大数据平台连通，实现实时智能交通管理和拥堵费收取，并取得了显著成效——整个斯德哥尔摩地区交通拥堵降低了20%~25%，交通排队时间下降30%~50%，废气排放减少2.5%，二氧化碳等温室气体排放量下降了40%。
这节在解决什么：近年来，全球物联网产业市场规模呈现快速上升之势，已从2013年的1.9万亿美元飙升至2015年的2.7万亿美元。物联网产业的发展与可用连接数密切相关（当前全球可用连接数约为90亿，其中物联网连接不到一半。预计到2020年，全球连接数将达到260亿。其中智能手机90亿，可穿戴设备100亿，M2M连接70亿）。预计物联网潜在市场规模将超过7万亿美元，是真真正正的“智慧金矿”。
怎么迁移到自己的系统：物联网涵盖整个国民经济的方方面面，其中9个主要应用领域市场产值最大（见表7-1）。
提醒：表7-1 物联网主要领域的潜在市场规模
这节在解决什么：物联网产业链由感知层、网络层和应用层三大领域组成。
怎么迁移到自己的系统：感知层。主要包括信息感知，识别物体采集信息，是物联网识别物体和信息的来源，也是其上游产业。感知层是由各种半导体传感设备及其网络网格组成，由传感器、条形码、射频识别标签以及卫星定位系统等构成的感知终端。感知层是竞争性领域。由于各个行业应用物联网模式不同，对其传感器和终端设备的需求差别较大，也对产品生产提出了较高要求。
提醒：网络层。主要实现物联网的数据传输和处理感知层获取的信息，是物联网的中游产业。物联网所包括的网络有互联网、局域网、城域网、外网、网络系统平台等。网络层属于寡头竞争的垄断性行业，其垄断性不仅体现在对其建设过程，而且在其运营环节也呈现不同程度的垄断。
这节在解决什么：如今，物联网技术层面日趋成熟，但其稳定性尚存在瑕疵。制约物联网产业发展的问题主要有三类：
怎么迁移到自己的系统：一是基础网络能力不足。物联网的连接对象是超大规模的智能设备，因此需要稳定、持续的网络环境，对网络覆盖、时延和终端设备功耗要求较高。然而，目前4G网络主要是为大流量和按需响应的人—人通信设计，难以满足物联网构架所需。
提醒：二是终端设备价格较高。由于产品成熟有一定的过程，价格下降也需要一定的时间，当前VR、AR、无人机、智能手表、4G模组等终端设备，价格依然相对较高。主流VR设备动辄就要数千元；4G模组成本仅约为60元，可是经渠道商加价后一般会超过100元。也许，对于一些技术发烧友或尝鲜者来说，VR这类产品的高价可以容忍，但对于普通消费者和企业而言，却很难在高成本面前选择淘汰现有设备。
这节在解决什么：针对上述制约物联网产业发展的三个问题，国内外科技型巨头不断进行技术创新和市场整合，并取得了显著进展，有望在未来几年内将其彻底解决。
怎么迁移到自己的系统：以NB-IoT为代表的LPWA技术引领连接数迅猛增长
提醒：以基于蜂窝的窄带物联网（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT）为代表的低功耗广域（Low Power Wide Area，LPWA）连接技术解决了移动物联网普及的障碍，LPWA大规模部署后将促进物联网连接数迅猛增长。相比传统的短距离通信技术和已有的蜂窝通信技术，以NB-IoT为代表的LPWA具有四大明显优势，非常适合需要远距离数据传输、通信数据量少、需电池供电长久运行的物联网应用场景：一是广覆盖。NB-IoT的覆盖比传统GSM网络多20个DB。如果按照覆盖面积计算，一个基站可以提供10倍的面积覆盖。二是海量连接。200KHz频率下面，借助NB-IoT一个基站可以提供10万个连接。三是低功耗。NB-IoT通信模组电池可以独立工作十年，而不需要充电。四是低成本。NB-IoT模组的成本低于5美元，且NB-IoT是基于蜂窝网络，可直接部署于现有的GSM网络、UMTS网络或LTE网络，运营商部署成本较低，将实现向4.5G平滑升级。
这节在解决什么：物联网时代的硬件将出现两个很明显的发展趋势。首先，从单个硬件来看，要求功能多样化，体积微小化，实现低功耗；其次，从硬件整体来看，种类将会呈现爆炸式增长，并且单一硬件的生命周期还将大幅缩短。这两大趋势也就同时催生了物联网时代制造工艺的两个重要发展方向：模块化与多样化。在这样一个趋势下，系统封装（System in Package）技术与3D打印制造技术将大有可为。
怎么迁移到自己的系统：系统封装是指在一个封装中集成诸如数字电路、模拟电路、RF（射频）、存储器和接电路等多种电路，以实现图像处理、语音处理、通信和数据处理等多种功能。从而能够很好地满足物联网时代硬件高集成度、体积微小化的需求，且相较于更为高端的芯片封装（System on a Chip）技术又有成本低和开发周期短的显著优势。
提醒：在半导体技术演进路径上，IC（集成电路）封装系统封装化趋势非常明显，并且随着物联网时代的到来，这一趋势还将呈现加速发展之势。物联网时代，对于硬件产品的要求是在集成度提高的同时降低生产成本。而随着芯片制造工艺制程的不断提高，希望通过提高工艺制程来缩小芯片体积提高集成度的难度却越来越大，成本也越来越高。系统封装技术则是直接在芯片封装环节进行系统集成，这样能够在满足产品集成度要求的情况下，大大降低生产难度，在成本上也能满足产品需求。
这节在解决什么：面对新一轮物联网技术革命可能带来的历史机遇，欧美发达国家政府纷纷进行物联网战略布局。以美国为例，美国物联网产业自2005年开始发展，至今整个产业链日趋成熟，开始步入平台加速的阶段。
怎么迁移到自己的系统：2005~2010年是物联网技术的尝试阶段。射频识别技术在美国物流、零售、医药产业中得到应用。一些公司开始对无线传感器网络进行研究，Crossbow、Dust Network、Chips、Inter、Freescale等公司均先后推出了商用WSN芯片。2009年，“智慧地球”的发展理念被升级为国家物联网的发展战略。时任总统奥巴马签署了总额为7870亿美元的《美国恢复和再投资法案》，在智能电网、医疗卫生和教育等领域推动物联网的应用与发展。
提醒：2010~2014年是物联网技术的推广阶段。2011年以来，美国政府先后发布了先进制造伙伴计划、总统创新伙伴计划，引入企业与大学的技术专家共同制定其参考框架和技术协议。美国国家标准与技术研究院组织其工业界和ICT产业界的龙头企业，共同推动工业互联网相关标准框架的制定。在此期间，出现了智能家居企业Nest、智能手表厂商Pebble和谷歌眼镜等一批物联网创新企业和产品。
这节在解决什么：必须指出的是，中国拥有全球最大的电子消费市场与工业规模，物联网将在中国有着光明的前景。赛迪智库的数据显示，2014年我国物联网产业的市场规模达到人民币6000亿元，而到2018年将达到人民币1.5万亿元，年复合增长率超过25%，充分展现出了强劲的发展势头。随着中国已成为全球ICT类终端设备的生产与研发基地，或许中国企业将能从物联网尤其是工业物联网和车联网中获得比国外巨头更多的机会。据Accenture（埃森哲）预测，未来15年中国工业物联网市场规模将达到1.8万亿美元。由于中国已经成为全球最大的制造业国家，未来工业在产业升级过程中将产生巨大的市场空间，其发展潜力十足。
怎么迁移到自己的系统：除国家层面出台相关政策外，各地政府也针对物联网产业制定了中长期的规划与战略，以期通过物联网产业发展带动地方产业转型升级。不少地方政府还出台物联网专项规划、行动方案和发展意见，从土地使用、基础设施配套、税收优惠、核心技术和应用领域等多个方面为物联网产业的发展提供政策支持。从重点区域物联网战略规划政策中可以看出，我国的东部和南部由于自身信息化程度较高，信息化基础设施建设较为完善，在推进物联网建设时速度较快，发展阻力较小（见表7-2）。
提醒：目前，我国物联网产业空间格局已经形成分别以北京、上海、深圳、重庆为核心的环渤海、长三角、珠三角、中西部地区四大产业集聚区。其中，环渤海以北京为核心，打造物联网产业研发、设计、运营和公共服务平台的龙头区域。长三角区域以上海和无锡为双核，是我国起步最早，产业规模最大的区域。无锡作为“国家传感网创新示范区”，集聚了大批物联网龙头企业，在技术研发、产业化与应用推广方面起到示范作用。珠三角区域成为物联网产业制造、软件研发和系统集成的重要基地。而中西部区域在软件、信息服务、传感器等领域发展迅猛，成为第四大产业基地。产业发展聚集区的形成，能够促进产业集群和联动效应，推动产业规模化的形成，对于产业发展具有积极意义。
这节在解决什么：尽管物联网潜在市场空间在万亿量级，但目前尚未进入爆发期。现阶段物联网的瓶颈在于网络能力不足、终端成本居高不下、产业链整合度不够。随着NB-IOT的推出、终端成本逐步下降、巨头切入物联网产业链，未来2~3年内有望出现明显改善。在感知层元器件层面，物联网一旦爆发，市场需求将有一波机会，其中智能识别的发展空间最大。但我国企业很难借力，原因在于国内企业普遍集中在传统领域，竞争壁垒不高，长期增长潜力并不大。从微观主体的实力来看，国内代表性企业科大讯飞和东方网力都是依靠政府采购支撑，若“真刀真枪”地展开竞争，前景难以预料。网络层受益于物联网整体发展，商业模式清晰，运营商及通信连接管理平台位于核心位置，收益最有保障。应用层中物联网平台处于核心，国内IT巨头多有布局，而下游细分领域分散，有望形成专注于细分领域的小型SAAS（Software-as-a-Service，软件即服务）平台。今后，我国物联网产业可以网络层和应用层中的强势企业为突破口，逐步带动上游制造环节改善，从而全面推动整个产业发展，缔造支撑“中国智造”、加快迈向工业强国的“中国网”。
怎么迁移到自己的系统：第8章 精准医疗与中产阶级经济学
提醒：不要把““智”往直前”只当成热词，还要看它是否真的进入产业系统和基础设施层。
因为物联网不是单点创新，而是多个环节共同推进时才能成立的复合产业系统。
