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物联网软件产业链研究(一)
发帖日期:2011-01-21 09:34:41

物联网是继计算机、互联网和移动通信之后新一轮信息技术革命,是信息产业领域未来竞争的制高点之一,物联网的应用涉及智能工业、智能交通、环境保护、公共管理、智能家庭、医疗保健等多个领域。目前,物联网已经成为我国经济和社会生活中热点,各级政府高度重视物联网的应用推广,着力推动物联网产业发展。物联网是我国软件和信息技术服务的重要应用领域,加快打造物联网软件产业链是我国软件服务业发展的重要战略任务。

1、物联网的系统架构分析

目前,业界流行的、典型的物联网架构是ITU提出的传感层、传输层和应用层三层架构,这个结构主要问题包括:①所谓的感知层、传输层表述的物联网整体系统中这个层级的功能表述,而应用层脱离了功能范畴,应用是一种对象,面向各行、各业。②任何行业的、领域的特定应用都包含了抽象后的各个功能层,如果物联网的结构是基于传感层--传输层--应用层架构的,这样面向对象的、某个具体的行业、或领域的应用包含了应用层,“应用包含了应用层”逻辑上存在问题。③物联网不是先构建独立的网络,再开展独立行业的应用,物联网是基于各个行业应用网络整合而成的开放架构。因此,先有独立架构的应用网络,再有整体的物联网网络。④根据物联网技术和应用特征,该架构缺少了一个核心功能:智能处理。在完成感知、传输后,需要对感知的信息进行管理、计算、存储、分析和挖掘等功能,由于物联网底层的感知层是各类异构网络组成,还需要中间件完成协同。物联网所要完成的智能处理功能,需要处理层来完成。⑤作为传感层-传输层-应用层三层结构中表述的应用层,例如物流、农业、军事、应急指挥等特定的应用,每个特定的应用都有独立的感知层、公共的传输层和智能的处理层三个层次构成。

有专家撰文把物联网分为设备、连接和管理(DCM)三层架构,这样区分的三层结构存在体系结构不清、功能层级不明的问题,三个层次的表述的维度、颗粒度是不一致,设备是产品,连接和管理是一种功能表述。众所周知,各种设备是部署在不同功能层的,底层感知层有设备、传输层有设备、处理层也有设备,而连接也同样分布在各个功能层,就是管理功能也是分散在不同层面。因此,设备、连接和管理三层结构也是不合理的。

合理的架构应该是基于高度抽象的功能层级,它包含了感知层、传输层和处理层,见图1。感知层主要承担物体的标识和信息的采集,传输层承担各类设备的网络接入以及信息的传输,处理层完成信息的分析处理和决策,以及实现或完成特定的智能化应用和服务任务,以实现物/物、人/物之间的识别与感知,发挥智能作用。

1.1感知层

作为物联网的核心层,该层主要用于物品标识和信息的智能采集,它由基本的感应器件(例如RFID标签和读写器、各类传感器、摄像头、GPS、二维码标签和识读器等基本标识和传感器件组成)、以及感应器组成的网络(例如RFID网络、传感器网络等)两大部分组成。该层的核心技术包括电子射频技术、新兴传感器技术、无线网络组网技术、现场总线控制技术(FCS)等,涉及的核心产品包括传感器、电子标签、传感器节点、无线路由器、无线网关等。

 
 

1:物联网三层架构

 

有些层级分类中,传输层把底层的RFID、传感器等各类识别和感应器件的组成的通信传输网络放到传输层里,这样理解有失偏颇。既然是“层”,就要能够独立完成相应功能,因此基于自组网技术、现场总线技术构建的感知网络也在这个层面,尽管它们也具有短距离的传输、通信功能,但是不能列入传输层。部分物联网络的感知层要独立完成信息处理和控制功能,因此,部分物联网架构中应该包含了独立的处理控制中心等处理控制模块。

1.2传输层

传输层主要完成接入和传输功能,是进行信息交换、传递的数据通路,包括接入网与传输网两种。传输网由公网和专网组成,典型传输网络包括电信网(固网、移动网)、广电网、互联网、电力通信网、专用网(数字集群)。接入网包括光纤接入、无线接入、以太网接入、卫星接入等各类接入方式,实现底层的传感器网络、RFID网络的最后一公里的接入。

1.3处理层

处理层由业务支撑平台(中间件平台)、网络管理平台(例如M2M管理平台)、信息处理平台、信息安全平台、服务支撑平台等组成,完成协同、管理、计算、存储、分析、挖掘、以及提供面向行业和大众用户的服务等功能,典型技术包括中间件技术、虚拟技术、高可信技术,云计算服务模式、SOA系统架构方法等先进技术和服务模式可以被广泛采用。

尽管物联网在智能工业、智能交通、环境保护、公共管理、智能家庭、医疗保健等经济和社会各个领域的应用特点尽快千差万别,但是每个应用的基本架构都包括感知、传输和处理三个层次,各种行业和各个领域的专业应用子网都是基于三层基本架构构建的。

2、物联网产业链分析

2.1物联网产业链分析

物联网的产业链非常完整,从元器件到设备、从软件产品到信息服务,物联网每个功能层都包含了硬件产品、硬件设备到软件产品、系统方案,还有行业应用系统的运维服务。完整的物联网产业链主要包括感知和控制器件提供商(包括电子标签、各类传感器、执行器等制造商)、感知层末端设备提供商(传感节点、网关等完成底层组网、自组网的设备)、网络提供商(通信网(固网和移动网)、互联网、广电网、电力通信网(PLC)、专网等网络运行服务商)、软件与系统解决方案提供商(包括从底层微操系统、微中间件,还有处理层的操作系统、数据库、中间件和将应用软件)、系统集成商(行业应用系统集成商和处理层的应用集成商,有时候独立提供行业解决方案)、专业运营及服务提供商(逻辑上处于处理层,提供行业专业应用系统的运维服务)等六大环节(如图2所示)。
 

2:物联网产业链
 

(1)核心感知和控制器件提供商

感应器件是物联网标识、识别以及采集信息的基础和核心,感应器件主要包括RFID、传感器(生物、物理和化学等等)、智能仪器仪表、GPS等;主要控制器件包括微操作系统、执行器等等,它们用于完成“感”、“知”后的“控”类指令的执行。拥有自主知识产权的感应器件的研发、设计和制造是我国物联网产业发展的核心环节,于此相关的射频芯片、传感器芯片和系统芯片等核心芯片设计和生产商,以及感应器件制造商是扶持发展的重点。

(2)感知层末端设备提供商

感知层的末端设备具有一定独立功能,典型设备如传感节点设备、传感器网关等末端网络产品设备,以及射频识别设备、传感系统及设备、智能控制系统及设备等。感知层末端设备的制造和广泛应用是我国物联网产业发展的关键。

(3)网络提供商

对于物联网数据传输提供支撑和服务,包括互联网、电信网、广电网、电力通信网、专网以及其它网络等。

(4)软件与系统解决方案提供商

物联网与软件和服务相关的产业分布在处理层和感知层,物联网核心软件和服务包括:①操作系统、数据库、中间件、行业应用软件等软件产品开发商;②行业应用解决方案提供商。

(5)系统集成商

根据客户需求,将实现物联网的硬件、软件和网络集成为一个完整解决方案提供给客户的厂商。部分系统集成商也提供软件产品和行业解决方案。

(6)专业运营服务提供商

指行业的、领域的物联网应用系统的专业运营服务商,为客户提供统一的终端设备鉴权、计费等服务,实现终端接入控制、终端管理、行业应用管理、业务运营管理、平台管理等服务。

需要指出,物联网发展还需要材料、电子元件等支撑产业支持,这些产业是物联网产业的关联产业。我们应该重点培育物联网核心产业,鼓励发展支撑产业,以应用促进相关产业发展。

2.2物联网核心产业链组成

物联网的核心产业是感知层和处理层直接相关的产业,要着重打造与核心产业关联的相关产业链,这些产业分布在感知层和处理层。物联网传输层是物联网应该的基础和支撑,但是它属于独立运行的成熟通信网络,技术、应用和商业模式比较成熟,属于物联网的网络支撑服务系统,不应该属于物联网核心产业链的内容。当然,通信网络运营商如果基于自己的传输网络优势,向上、下的感知层、处理层的服务延伸,提供应用系统的运维服务,此时它们已经不是传统意义的网络传输提供商了,提供的是物联网的行业专网运维服务,属于运维服务商了。

物联网应用中,没有感知控制的需求,就没有数据传输和数据处理的需求,感知层处于物联网产业链的核心和关键地位,感知层涉及的产业链包括核心感知器件提供商、感知层末端设备提供商、软件开发商和应用系统集成商。

物联网底层实现了“感”,要实现对物品的“知”,然后实现对物品的“控”,处理层的智能处理发挥着必不可少的作用,处理层的产业链涉及软件开发商、系统集成商、运营服务商在物联网产业链中具有重要地位,在一个应用系统建成以后,持续的应用和经济价值来源于处理层的服务。



1楼

158****0145
邀请
积分:580
头衔:会元
装备:对讲机
发帖日期:2011-02-09 10:20:18

过年好 祝福兔年新春快乐



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