物联网的应用前景和解决方案

物联网的应用前景和解决方案

作者：叶云

来源：《中兴通讯技术》2012年第02期

摘要：文章认为要实现物联网规模化发展，产业链的横向整合、行业应用的纵向深入是关键。电信运营商作为物联网的重要推动者，在横向整合方面，应以建设社会公共物联网基础架构为目标，并通过物联网智能管道能力开放提供附加增值服务；在纵向深入方面，应以新技术变革、政府示范项目、商业模式创新为契机，以个人/家庭业务为发展重点，同时致力于打造物联网开放生态环境，实现行业应用的长尾聚合。基于上述思路，文章提出了服务运营商的端到端物联网解决方案。

关键词：物联网；物联网支撑平台；智能管道；开放生态环境；智能家居；健康保健

Abstract:To scale the development of the Internet of things (IoT), converging the industrial chain is necessary. Operators need to construct public IoT infrastructure and provide value-added services by opening IoT smart pipes. To open up the IoT environment and long-tail industrial applications, chances have to be taken with new technology, government projects, and business models. The focus should also be on individual and family services. We propose IoT E2E solutions for operators.

Key words:IoT; IoT support platform; smart pipe; opening environment; intelligence home; health care

物联网的发展潮流代表了社会信息化的发展方向，存在着客观的发展需求。长期以来，通信产业的发展目标一直是实现人与人之间无缝的联系和沟通。这一目标已经较好实现，但未来发展空间有限。2009年以来，以“物联网”、“智慧地球”为代表的信息化发展理念在全球范围内出现，标志着社会信息化逐步从人与人向人与物、物与物方向发展，为通信产业未来的发展指明了方向[1]。

在全球范围内，运营商成为物联网发展的重要推动者。人们期望其在物联网的发展中获得巨大利益的同时带领整个通信产业迈向更加广阔的空间。这一方面是由于传统通信业务的饱和，运营商迫切需要寻找新的“蓝海”；另一方面也期望通过物联网业务进一步拓展粘滞度高的行业用户，获得持续稳定收入来源。在物联网发展的过程中，运营商除了为物联网提供基础承载网络之外，还希望借助物联网，深入到各行各业的应用中，提供物联网专业服务，扩大自身生存空间。

1 物理层实现规模化发展

面临的挑战及应对策略

物联网的发展将经历应用示范期、规模成长期、全面发展期3个阶段。经过多年的努力和尝试，全球物联网当前正处在规模发展的前夜。物联网突破“瓶颈”实现规模化发展，面临三大挑战[2]：

(1)横向欠缺整合。面对复杂的物联网产业链，缺乏社会公共的物联网基础架构整合。众多厂家形成的物联网产业联盟联系松散，缺乏有效的价值链分工。这一现状导致单一厂商被迫考虑物联网应用方案端到端的各个环节，资源投入大、见效慢，提高了整个社会的物联网建设成本。同时导致厂商自身资源投入分散，难以聚焦资源实现应用深化，导致物联网应用肤浅，无法满足最终客户复杂的实际需求。

(2)纵向亟待深入。首先，物联网面对的行业众多且分散，部署环境、应用场景本身存在巨大差异；其次，部分行业控制力较强，工业级环境要求严格，客观或人为存在着行业壁垒；此外，行业难以规模化，一些行业物联网应用改造成本高企，而新的商业模式匮乏。这些均阻碍着物联网行业应用的深化，以及跨行业主导厂商的培育和发展。

(3)基础网络需要优化。伴随物联网进一步的发展和规模化，其对通信网络产生巨大压力，并且产生地址、安全、服务质量(QoS)等一系列的新问题，需要对整个基础网络进行针对性优化。其中，既需要通盘考虑规划通信网络的长期演进，并进行相应的标准化工作，也需要从现实的网络升级需求出发，逐步探索物联网基础网络优化的途径。

下面分别就应对这些挑战的方向和思路进行分析和探讨：

1.1 横向整合

物联网横向整合的目标是建立社会公共物联网基础架构，从感知层、网络层到应用层，形成相应的价值链分工，降低整个社会的物联网建设和投入成本，其中运营商将发挥关键作用。社会公共物联网基础架构如图1所示。

这一物联网基础架构存在两个关键的核心节点：一个是感知层和网络层之间标准化、规范化的物联网嵌入通信模块和网关产品，将不同类型的感知终端以规范的方式接入通信网络，从而使得通信网络能够对物联网感知终端进行识别，进而保证其在网络层数据传输的QoS和安全性；另一个是网络层和应用层之间的物联网业务支撑平台，其通过标准化的通信协议与物联网通信模块和网关进行通信，从感知终端获取原始感知数据，并通过标准应用编程接口(API)将感知数据提供给应用层，从而对应用层屏蔽了感知终端/网络的差异性。通过上述两个核心节点，整个物联网才能够真正形成感知层、网络层、应用层的价值链分工，并形成基于价值链分工的产业联盟。社会公共物联网基础架构的建设，关键是上述两个核心节点的建设和推广应用，而运营商成为建设的积极倡导者和推进者。

在这一过程中，标准化工作非常重要。从国际范围来看，整个标准化组织的物联网标准制订都处于相对滞后的状态，这使得领先的运营商纷纷制定自身的企业规范。物联网规范的制订以物联网业务支撑平台为核心，重点在平台与终端接口、平台与应用接口的标准化。

上述架构成功的关键，在于充分发挥这一架构与松耦合的物联网架构之间的差异化竞争优势，从而吸引各厂商将其产品和应用迁移到这一架构中。运营商物联网智能管道能力的开放成为重要的竞争优势，通过开放运营商在网络层拥有的网络感知控制能力、终端感知控制能力、基础业务能力、运营支撑能力，能够有效提升物联网应用的安全性和可靠性。特别是对于关键的物联网应用，具有更加重要的意义。

1.2 纵向深入

推进物联网行业应用的纵向深入，应抓住新技术变革、政府示范项目、商业模式创新的变革契机，推动物联网在各个行业的深化。

(1)新技术带来的变革契机

物联网新技术通过对传统产业的技术变革，在某种程度上颠覆了传统行业产业链条，从而为运营商和设备制造商进入行业市场提供了良好的契机。当前，尤其应重视网络视频监控和RFID技术在各个行业的运用。例如中兴通讯承担的中国重庆电子车牌项目就是一个利用新技术所带来的机遇，突破重点行业的范例。该项目借助RFID新技术变革引入，较短时间内就实现了电子车牌在整个重庆市范围的规模化应用，并推向全国。

(2)政府示范项目的机会

伴随物联网热潮的兴起，各国政府纷纷推出各行业的物联网应用示范项目。在示范项目建设中，政府关注重点在于整个物联网产业链的发展，以及社会公共资源在物联网领域最优化的投入，从而为运营商主导的社会公共物联网基础架构深入行业提供了机会。电信运营商和设备制造商可以通过在政府示范项目充分的合作，形成合力，实现重点行业的突破。例如中兴通讯和上海电信合作，在上海提供了车辆监控系统服务世博会，取得了良好的社会效应。此项目于2010年10月获得了CDG组织颁发的业务创新大奖。

(3)商业模式创新带来的机会

物联网的建设，除了少量能够投入巨资的重点行业之外，大量行业呈现碎片化的应用场景，这使得采用传统的建设方式无法赢利并进入良性循环。因此，必须借鉴互联网创新经验，在物联网应用经营模式和商业模式方面进行创新。其中重要的发展思路，是运营商自主运营的