【萬字長文】物聯網的激盪二十年

作者:趙小飛
物聯網智庫 原創
2005年11月,在突尼西亞舉辦的資訊社會世界峰會(WSIS)上,國際電信聯盟(ITU)釋出了一份名為《ITU網際網路報告2005:物聯網》,正式向世人展示了什麼是“物聯網(Internet of Things)”。雖然業界一致認為,1999年,麻省理工學院的Kevin Ashton首次提出”物聯網”這一術語,但僅僅只是一個理念,沒有成體系的解釋,也無法形成共識。而ITU作為最具影響力的國際組織之一,在這份長達130頁的報告中,從物聯網的形態、技術體系、產業架構、應用場景、未來前景等進行系統性的闡述,是首次在全球釋出物聯網產業化的宣言和行動綱領,可以說ITU的這份報告是全球物聯網產業的起點。
如今,距離《ITU網際網路報告2005:物聯網》釋出已有20年,物聯網早已不再是一個專業術語,產業發展也經歷了多輪起伏,人們的生產、生活大量場景也離不開物聯網的支援。20年的產業激盪變遷,當年提出的很多理念可能發生了很大變化,很多此前沒有預期到的技術和場景不斷湧現。今天,我們一起回顧一下物聯網在這20年裡的變與不變。

一、20年前的物聯網行動綱領

(一)ITU眼裡的物聯網是什麼?

在《ITU網際網路報告2005:物聯網》中,對於“什麼是物聯網”的描述,ITU認為目前透過將短程移動收發器嵌入到各種工具和日常用品中,使人與物、物與物之間能夠實現新的通訊形式。此前,資訊通訊技術(ICT)提供2個維度的願景,即隨時、隨地為任何人提供連線,如今又增加了一個新的維度,即為所有物提供連線。ICT技術的3維特徵,將使連線數成倍增加,建立一個全新的動態網路,即物聯網。物聯網既不是科幻小說,也不是行業炒作,而是基於堅實的技術進步和正在積極實現的泛在網路願景。
ITU提出從三維度看物聯網

(二)物聯網技術體系包括哪些內容?

ITU認為物聯網是一場代表計算和通訊未來的技術革命,其發展取決於從無線感測器到奈米技術等多個重要領域的動態技術創新。
首先,為了將日常物品和裝置連線到大型資料庫和網路乃至網際網路中,需要一個簡單、不引人注目且經濟高效的物品識別系統來收集和處理有關裝置的資料,射頻識別(RFID)正是提供此功能的一項技術。其次,感測器相關技術的進步,有利於各類物理裝置狀態變化的資料收集。ITU同時強調將資訊處理能力下放到網路邊緣,物體本身的嵌入式智慧可以進一步增強網路的能力。再次,小型化和奈米技術的進步意味著越來越小的物體將具有互動和連線的能力。所有這些發展的結合將創造一個物聯網,以感官和智慧的方式連線世界上的物體。即使是像灰塵一樣小的顆粒也可能被標記並聯網。
ITU專門強調RFID是物聯網的關鍵推動因素之一,RFID的無線通訊能力,以及提供下一代條碼技術之外的更多功能,可以即時跟蹤物品生命週期中重要資訊。彼時,RFID已廣泛應用於高速收費、零售、藥品、醫療等領域,且當時如日中天的手機廠商諾基亞釋出了支援RFID閱讀器的手機,且計劃在2006年之前推出支援RFID的消費手機。
從ITU的描述來看,感測技術、通訊技術、計算技術、裝置小型化技術等一系列技術是驅動物聯網發展的因素,在接下來的20年裡,這些技術發生了深刻變化,把之前靜態的物體變成新的動態物體,並將智慧嵌入到日常環境中,推動全新的產品和服務誕生。

(三)塑造物聯網市場

ITU認為,物聯網技術為消費者、製造商和公司提供了巨大的潛力。然而,為了使這些突破性的創新從想法發展到面向大眾市場的特定產品或應用,需要一個艱難的商業化過程,涉及廣泛的參與者,包括標準開發組織、研究中心、服務提供商、網路運營商和主要使用者等主體的努力。
ITU在報告中列出了幾個典型的應用案例,包括麥當勞的Paypass、臺灣長庚醫院患者RFID腕帶、英國供應鏈管理中的物品跟蹤、日本透過特定晶片進行移動支付、美國公鴨島的環境監測等。

(四)物聯網發展的挑戰

在ITU看來,物聯網大多數領域的技術標準化仍處於起步階段,或者處於支離破碎的狀態。標準化對於任何技術的大規模部署和傳播都是至關重要的,幾乎所有商業上成功的技術都經過了一些標準化過程,以實現大眾市場的滲透。例如,截止2005年的網際網路和行動通訊的發展,在很大程度上受益於TCP/IP和IMT-2000(3G)等標準。所以說,在物聯網起步的2005年,標準化是首要的挑戰。
另外,說服使用者採用新興技術的最重要挑戰之一是保護資料和隱私,特別是感測器和智慧標籤可以跟蹤使用者的動作、習慣和持續偏好,日常用品配備了部分或全部類似五官的功能以及計算和通訊能力,人和人、人和物、物和物之間會形成不可見和持續的資料交換,而且很有可能是在這些資料的所有者和發起者未知的情況下發生。2004年左右,兩家知名零售商計劃對RFID進行商業試驗,但因為公眾的擔憂和消費者的抵制而作罷。因此,ITU倡議,為了促進物聯網基礎技術更廣泛採用,必須堅持知情同意、資料保密和安全原則。同時,保護安全隱私不應僅限於技術解決方案,還應包括監管、市場和社會倫理方面的考慮。

(五)發展中國家受益於物聯網的影響

為實現聯合國千年發展目標的全球承諾,WSIS在保證普遍、無處不在、公平和負擔得起的原則下,關注ICT技術的發展,透過ICT和相關新興技術採取共同行動,減輕貧困,增強人類潛力和全面發展。ITU認為,在這方面物聯網的基礎技術提供了許多潛在的好處,例如採用感測器技術跟蹤巴西咖啡和奈米比亞牛肉原產地、監測孟加拉國飲用水安全以及多個國家防治疾病等。
ITU預計,下一代通訊技術很可能起源於發展中國家更大的增長市場,尤其是中國和印度,物聯網的應用將適應當地的條件和情況。以RFID為例,中國正在迅速準備成為RFID部署的領導者。因此,發展中國家遠非物聯網的被動追隨者,而是將極大地影響這些新興技術的實施和廣泛採用。

二、物聯網產業20年的變遷

《ITU網際網路報告2005:物聯網》的釋出,物聯網的願景快速被全球接受,多個國家出臺各項政策大力推進該產業發展,推動物聯網產業逐步形成。20年的激盪變遷,很多ITU描繪的願景已經實現,物聯網雖然不是全社會追逐的熱點,但它已經成為數字經濟核心產業,在當前數字化發展洪流中,作為底層技術,正在默默地為千行百業數字化發展提供有力支撐。20年變遷有太多故事,筆者從幾個方面梳理一下物聯網的20年。

(一)政策支援持續深化,物聯網產業架構沿主線演進

1、從感知到數字經濟核心產業,物聯網政策延續性
我們以中國為例來對物聯網的政策體系進行回顧。從2006年起,國家相繼出臺一系列政策,不斷加大對感測器產業發展的支援。
2009年是物聯網發展的關鍵一年,時任國務院總理溫家寶在考察無錫時提出建立“感知中國”中心,11月溫家寶總理在首都科技界大會上的講話中再次提出“全球網際網路正在向下一代升級,感測網和物聯網方興未艾。智慧地球簡單說來就是物聯網與網際網路的結合,就是感測網在基礎設施和服務領域的廣泛應用。我們要著力突破感測網、物聯網的關鍵技術”。中國的物聯網發展大幕開始揭開。歐盟也在同一年制定的物聯網行動方案,推出物聯網標準戰略。
2010年3月,政府工作報告中首次明確提出“加快物聯網的研發應用”。2010年10月,《國務院關於加快培育和發展戰略性新興產業的決定》釋出,檔案中明確提出了“促進物聯網示範應用”。2012年7月,國務院印發《“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃》,物聯網作為“新一代資訊科技產業”的重要組成部分被提出。戰略性新興產業是以重大技術突破和重大發展需求為基礎,對經濟社會全域性和長遠發展具有引領帶動作用的先進產業。物聯網納入戰略性新興產業,體現了國家對該領域的高度重視。
為落實黨中央、國務院有關精神,進一步加快我國物聯網發展,財政部決定自2011年起中央財政設立物聯網發展專項資金,全面支援我國物聯網的發展,並會同工信部聯合印發了《物聯網發展專項資金管理暫行辦法》。
2013年2月,《國務院關於推進物聯網有序健康發展的指導意見》釋出,作為中國物聯網發展的綱領性檔案,提出了“實現物聯網在經濟社會各領域的廣泛應用,掌握物聯閘道器鍵核心技術,基本形成安全可控、具有國際競爭力的物聯網產業體系,成為推動經濟社會智慧化和可持續發展的重要力量”等目標。
此後,物聯網的產業化發展不斷加速,對於物聯網的政策支援也一直延續,物聯網在支援經濟社會數字化、智慧化發展過程中的作用更加明顯。2018年中央經濟工作會議將物聯網列為新型基礎設施,2021年《十四五規劃》釋出,物聯網被列為數字經濟重點產業,2023年《數字中國建設整體佈局規劃》提出推進移動物聯網全面發展。隨著人工智慧、大資料等資訊通訊技術與物聯網加快融合,“萬物智聯”已成為物聯網發展的大趨勢,智慧物聯網(AIoT)相關政策也不斷出臺,順應智慧化經濟社會建設。
針對物聯網出臺的政策數量很多,無法一一列舉。在筆者看來,物聯網支援政策的延續性非常明顯,過去20年涉及到資訊通訊技術、數字化發展等相關政策大多會提及深化物聯網應用。物聯網雖然不是全社會炙手可熱的領域,相對於一些在短時間內曇花一現的技術詞彙,20年的歷程證明了物聯網具有持久的生命力。
2、三層產業架構成為演進的主線
《ITU網際網路報告2005:物聯網》並未給出物聯網的概念和詳細架構,早期很多應用是依託RFID技術和裝置形成物品智慧識別和管理而形成的網路。隨著業界對物聯網的持續探索,物聯網的內涵不多擴大,多個機構給出了物聯網的概念。中國信通院(彼時為工業和資訊化部電信研究院)於2011年給出的概念後來被廣泛沿用:物聯網是通訊網和網際網路的拓展應用和網路延伸,它利用感知技術與智慧裝置對物理世界進行感知識別,透過網路傳輸互聯,進行計算、處理和知識挖掘,實現人與人、人與物、物與物之間的資訊互動和無縫連結,達到對物理世界即時控制、精確管理和科學決策的目的。當然,隨著技術發展,物聯網的概念內涵也在不斷演進。
中國信通院釋出的《物聯網白皮書(2011年)》首次給出了物聯網的系統性架構,在當時的環境下,這一架構對於產業發展形成重要指引,在後來十餘年的發展過程中,物聯網整體架構雖然有所調整,但基本上都是在這一架構上的演進完善。
物聯網網路架構是物聯網架構的核心,《物聯網白皮書(2011年)》提出物聯網通常由感知層、網路層和應用層組成,感知層實現對物理世界的智慧感知識別、資訊採集處理和自動控制,並透過通訊模組將物理實體連線到網路層和應用層。網路層主要實現資訊的傳遞、路由和控制。應用層包括應用基礎設施/中介軟體和各種物聯網應用。
中國信通院在業界首次提出物聯網三層架構
時至今日,物聯網這三層架構依然是研究物聯網的起點。隨著技術進步和產業場景的擴充套件,邊緣層、平臺層等也逐漸加入,尤其是人工智慧和物聯網的深度融合,AIoT成為主導後,物聯網架構細分環節不斷完善。在網路架構的指引下,物聯網技術標準、產業體系也基於這一框架逐漸形成,如今我們對物聯網產業的分析研究,依然習慣性將不同的企業和場景分配到這一架構相應層級中。

(二)RFID表現出強大的生命力,感知技術如ITU預期發展

ITU的物聯網報告似乎非常青睞RFID,這和當時的技術和產業環境密切相關。RFID透過儲存物品資訊,既有一定的感知能力,又透過射頻技術將相關資料傳輸出去,具有通訊的能力。在本世紀初,對於物理裝置的連線技術非常有限,彼時WiFi、藍牙以及蜂窩網路還不具備在非電子裝置上大規模部署的條件,因此RFID就成為少有的一項合適技術。
RFID確實不負眾望,這一誕生於上世紀50年代的古老技術,在本世界20年中實現了持續發展。ITU報告中提出,2004年RFID市場規模約為15-18億美元。市場研究機構Global Market Insights資料顯示,2024年全球RFID市場規模為168億美元,預計2025–2034年期間年複合增速為12.7%。RFID標籤年出貨量已超過500億片,標籤成本大幅下降,已深度滲透到了物流、交通、零售、製造、醫療、資產管理等領域,雖然還存在一些挑戰,但已經兌現了ITU在2005年對其的期望。
而ITU所設想的給所有物品裝上“五官”的感測器,雖然不是物聯網專用,但物聯網的發展對感測器提出規模化需求,過去20年中也迎來快速發展契機。
感測器也並非一個新的產業,上世紀60-70年代就已經產生,最初是結構型感測器,利用結構參量變化來感受和轉化訊號,後來發展為固體型感測器,由半導體、電介質、磁性材料等固體元件構成,是利用材料某些特性製成,到2000年後,智慧型感測器成為主流。智慧感測器帶有微處理器,具有采集、處理、交換資訊的能力,由於微處理器充分發揮各種軟體的功能,可以完成硬體難以完成的任務,從而大大降低了感測器製造的難度,提高感測器的效能,降低成本。
ITU報告中將奈米技術是物聯網技術體系的重要組成部分,不過,過去20年中奈米技術並未成為物聯網發展的重點。當然,奈米技術還是做出了不少貢獻,其中一個重要的領域就是感測器,奈米化感測器使特定場景物聯網成為可能。一些科學家嘗試把幾毫米或幾微米大小的感測器壓縮到奈米量級,這種尺寸的感測器可以在活體內迴圈,或直接和建築材料結合,構成奈米物聯網(IoNT),奈米物聯網在醫藥、節能等領域有廣泛場景。奈米物聯網被評為2016年世界經濟論壇提出的10大創新技術。

(三)通訊技術的跨越式發展,實現了“萬物互聯”的願景

在筆者看來,通訊技術是過去20年中物聯網快速發展最直接的支援技術。《ITU網際網路報告2005:物聯網》並未特別提及具體的通訊技術,也是受限於那個時代通訊技術和物聯網結合的態勢尚不明確。回顧2005年,彼時3G作為最先進的蜂窩通訊技術,主要用於手機使用者,能夠規模化應用於物聯網並不確定;WiFi、藍牙的市場知名度還非常小,還沒成為手機的標配,更不用說用於物聯網了;其他專用於物聯網的通訊技術還未誕生。不過,在數年後這些新的通訊技術實現跨越式發展,快速降低了物理裝置聯網的門檻,推動“萬物網際網路”願景的實現。
1、3GPP陣營崛起推動蜂窩技術成為物聯網連線的主力
說起物聯網通訊技術,3GPP無疑是過去20年崛起的實力最強的物聯網通訊技術陣營。作為一個國際化組織,3GPP最初是為了制定3G國際標準而生,後來承擔了行動通訊後續演進的國際標準的制定工作,早已成為全球行動通訊發展的風向標。物聯網通訊的全球標準制定,離不開3GPP這一組織的工作。3GPP過去20年物聯網標準工作,在一定程度成為物聯網發展的一條主線。
源於2005年初次擁抱物聯網
與ITU釋出物聯網報告同一年,3GPP在那個時候已啟動了MTC(Machine Type Communication)的研究工作,即開始了《Study on Facilitating Machine to Machine Communication in 3GPP Systems》的研究專案。彼時,一些採用蜂窩網路開展物聯網工作的將其稱為M2M(機器對機器通訊)。首個研究專案於2007年在3GPP R8版本中以技術報告形式釋出,並在後續開展標準化工作,於2011年完成了首個完整的技術規範,在3GPP R10版本中釋出。
該版本針對M2M通訊在物流、健康醫療、遠端管理、無線支付、無線抄表等方面的需求進行研究,支援透過蜂窩網路接入大量物聯網終端。
針對物聯網終端開展分類標準化工作
對於物聯網的支援,除了接入網的架構、核心網支援等網路側的規範外,終端也需要有專門的標準規範,才能實現有效通訊。伴隨著4G LTE標準的制定,3GPP對於終端的規範也在持續推進,最為典型的是透過上下行速率對終端進行分類,適應了各種類別物聯網終端的接入特點,這一分類在後續物聯網發展中產生了重大影響。
3GPP在R8版本中就包含了對使用者終端接入能力的標準化工作,定義了Cat 1-Cat 5的等級,體現在TS 36.306規範中。3GPP在後續版本中持續研究和更新,如在R10中定義了Cat 6-Cat8,在R11中定義了Cat.9-10。
從Cat 4開始以及以上級別的終端主要針對手機終端,這些級別需要更高速率,而Cat 4以下級別更適合物聯網,尤其是Cat 1的定義,對後續物聯網的發展產生了重要影響,目前國內移動物聯網中速率主要是Cat 1的終端。3GPP在R12版進一步降低終端等級,首次定義的Cat 0的終端等級,工作頻寬為20 MHz,上下行速率僅為1Mbps。
LPWAN標準橫空出世
從2013年開始,低功耗廣域網路(LPWAN)進入人們視線中,低速率、低功耗的物聯網場景需求越來越多。3GPP陣營現有的物聯網技術不能滿足LPWAN場景需求,3GPP陣營專家們快速響應,開始制定新的標準,並於2016年R13版本中凍結了基於蜂窩網路的LPWAN標準,包括eMTC、EC-GSM和NB-IoT三個標準,其中eMTC是基於4G LTE網路的演進,EC-GSM是基於2G GSM網路演進,而NB-IoT則是相對獨立的物聯網標準。
3GPP這三大LPWAN標準的問世,在業界產生了巨大反響,成為行動通訊產業的一大亮點,似乎承載了蜂窩通訊運營商在物聯網領域的未來。當然,這三類技術後來的命運差別很大,尤其是EC-GSM問世後不久就慘遭拋棄,NB-IoT和eMTC則分別受到了全球不同國家地區和運營商的青睞,直至今天形成了明顯的市場格局。
5G和後5G時代的物聯網技術
隨著5G的商用,業界將目光聚焦於5G支援的物聯網技術上,其中uRLLC和mMTC則更多是為物與物通訊提供技術支援。在5G技術演進方面,為達到千億級連線的目標,物聯網也是重點方向,最為典型的是三個方面:
第一是RedCap的標準化工作。作為輕量級的5G,專用於物聯網場景,如今R17已完成凍結,首個RedCap標準問世,業界開始依據標準推動其商用化程序。第二是無源物聯網的標準化工作。3GPP R18版本已將無源物聯網納入研究專案中,R19進一步開展標準化工作。第三是衛星物聯網標準化,即IoT-NTN。隨著首個IoT-NTN標準問世,過去幾年,3GPP陣營的衛星物聯網實力不斷壯大,空天地一體化物聯網形成。
2、非授權頻譜陣營多元化發展路徑,促進物聯網多樣化場景繁榮
3GPP陣營依託授權頻譜,由運營商統一部署蜂窩網路為物聯網提供服務。在物聯網發展過程中,WiFi、藍牙這些短距離通訊技術和LoRa等廣域網技術依託非授權頻譜,也為大量場景提供支援。資料顯示,非授權頻譜通訊技術支撐的物聯網連線數佔比超過70%,授權頻譜的蜂窩物聯網連線僅佔不足30%的比例,因此非授權頻譜技術的大範圍應用,也是推動物聯網“萬物互聯”願景實現的重要條件。
站在“巨人的肩膀上”,WiFi、藍牙實現從手機到物聯網的滲透
在筆者看來,物聯網的發展也是站在“巨人的肩膀上”實現的,這一“巨人”就是智慧手機。目前,消費級物聯網尤其是智慧家居、穿戴裝置等均採用WiFi、藍牙等通訊技術,初期透過手機APP實現與這些消費物聯網裝置的互動,後來隨著人工智慧的發展,逐漸衍生出語音、手勢等多樣化互動手段。
WiFi、藍牙能夠大規模應用於物聯網領域,受益於其在手機中快速普及或成為標配。當這些技術在手機應用成熟後,對其進行輕量化剪裁,能夠快速應用於物聯網裝置中。
以WiFi為例,1997年,WiFi的第一個標準IEEE 802.11正式釋出,1999年WiFi聯盟成立,匯聚了蘋果、微軟、英特爾等科技巨頭,致力於推動無線網路技術的普及。同年,蘋果推出了全球首款WiFi筆記本iBook。不過,彼時WiFi普及率還非常低,一些筆記型電腦開始逐漸採用WiFi,能夠用於物聯網的場景還未出現。
隨著智慧手機的普及,由於3G網路的不完善和資費高昂,WiFi開始搭載在智慧手機上,讓人們能夠在熱點地區能夠連線WiFi低成本上網。ABI Research資料顯示,2009年WiFi手機出貨量為1.41億部。到2014年,支援WiFi的智慧手機佔比一達90%左右,基本成為智慧手機的標配。
也就是在WiFi快速成為手機標配的同時,很多企業嗅到了物聯網的機會,開始推出基於WiFi的物聯網產品。一個典型的案例就是美國初創公司Nest,該公司於2010年創辦,主要產品是智慧溫控器,該溫控器透過WiFi連線,可以透過手機進行設定和操作,該公司2014年1月被谷歌以32億美元收購。
此後,基於WiFi的智慧家居產品層出不窮,除了一些創業公司外,網際網路企業、家電廠商、電信運營商等大型企業也紛紛入局,推動消費物聯網連線數級數級增長,鼓勵小米、塗鴉智慧、海爾、美的等廠商在國內外廣泛開展服務。市場調研機構Statista資料顯示,2022年中國智慧家居市場規模已達到233億美元,到2028年最終將達到520億美元的市場規模。在家庭應用方面,2022年智慧家居在中國家庭的滲透率為16.6%,即有8000多萬戶家庭採用了智慧家居產品。
非授權頻譜LPWAN依然佔據一席之地
以LoRa為代表的非授權頻譜LPWAN技術,從一個法國圖盧茲小鎮誕生,經歷過被Semtech收購、LoRa聯盟建立、LoRaWan規範迭代等操作,成為全球物聯網領域的一個事實標準。ITU在2005年的物聯網報告中,並沒有預期到類似的創業公司能夠創造全球物聯網事實標準。
根據IoT Analytics的跟蹤資料,2023年全球採用各類LPWAN技術的連線數中,NB-IoT的份額為54%,但LoRa佔據了29%的份額,位居第二。如果不考慮中國市場,全球其他國家和地區的LPWAN市場格局呈現另一種景象,LoRa的連線數佔LPWAN連線總數的比例是41%。
2018年初,隨著工信部無線電管理局一份檔案的出臺,LoRa在中國市場無法進行城域級組網,轉而專注於園區、家居以及一些垂直行業,在中國市場出貨量有所放緩。不過,憑藉靈活的業務和商業合作模式,LoRa在物聯網市場上依然保持穩定的市場份額和影響力。各類垂直行業企業、網際網路企業、OEM廠商等加大對LoRa的應用,例如亞馬遜AWS釋出多個基於LoRaWAN的產品,AWS自研的通訊技術Sidewalk也將LoRa調製技術融入其中,成為LoRa生態中一個重要玩家。

(四)人工智慧深度融合,AIoT成為物聯網價值實現的手段

在通訊技術發展驅動下,物聯網大連線成果顯著,但連線後如何實現價值成為業界關注重點。隨著人工智慧的發展,AI+快速滲透,人工智慧和物聯網深度融合的AIoT是物聯網新階段的核心業態,促進物聯網價值實現,這也是2005年ITU物聯網報告中重點關注的方向。
尋求超越連線的價值
基於大連線匯聚的海量裝置資料進行應用創新,充分利用人工智慧最新成果,賦能各類行業和企業使用者數字化、智慧化轉型升級,進一步放大超越連線的價值,已成為各界共識。
目前,AIoT技術方案已成為產業數字化方案的核心組成部分。此前,各行業更多積累的是基於人活動的資料以及網際網路的資料,在此基礎上推進的數字化轉型並不能穿透到核心生產經營環節,推進核心生產經營的數字化變革也存在一定困難。如今,在各類物聯網技術的推動下,各行業核心資產、裝置都可以低成本實現互聯,實現全場景、全流程從物理世界到數字世界的對映,為實質性數字化轉型打下基礎。例如,在工業場景,各類機器、資產連線後,不僅僅是幫助管理者進行狀態監測、替代人工盤點這些簡單的應用,而進一步透過人工智慧的加持,對這些聯網裝置長期執行資料進行建模分析,提前預警裝置故障,形成預測性維護的應用;在智慧家居中,各類家電、照明、安防等裝置連線後,透過人工智慧技術的應用,為家庭使用者提供一個智慧化生活場景。
生成式人工智慧的最新成果,物聯網成為重要場景
生成式人工智慧爆發,大模型成為各行各業探索的重點,物聯網從業者也在持續探索這一最新技術如何融合應用。
從物聯網發展趨勢來看,物聯網資料規模足夠大,有超越網際網路資料之勢。市場研究機構IDC預測,到2025年,物聯網裝置生成的資料量將達到全球資料總量44%。其中智慧攝像頭、智慧汽車等強算力、大頻寬終端產生的資料尤為驚人。海量的物聯網連線,未來產生的資料量可能超過網際網路,可以給人工智慧模型持續輸入“養料”去訓練。
同時,物聯網資料的鮮明特點,為大模型帶來新鮮養料。相對於網際網路,由於物聯網資料是物理實體產生的資料,具有鮮明的客觀性,且大部分場景主要目的是用於生產經營,因此實用性也更高。物聯網所產生的資料既有標籤、感測器感知的裝置靜態資料,也有裝置執行中產生的時間序列動態資料。在資料型別方面,物聯網技術能夠實現對物理世界的狀態資料、定位資料、行為資料等採集,獲得各行業能源、資產屬性、診斷類資料和訊號類資料,這些資料對於各行業核心的生產經營和智慧化升級意義重大。
在這些特殊資料的“投餵”下,大模型或許能夠更深入地學習各行業具體場景知識,輸出更精準的資訊,並進一步驅動應用創新。去年7月,一家來自日本的物聯網虛擬運營商Soracom宣佈推出將生成式人工智慧的功能更深入地嵌入物聯網連線和服務平臺的產品,包括一個低程式碼應用構建器,透過定義感測器、攝像頭、執行器、GenAI引擎和雲之間的資料流,讓即使是非技術使用者也可以即時構建整合人工智慧的物聯網應用,另一個透過自然語言網路資料分析簡化大型物聯網部署的管理。
在筆者看來,如果說蜂窩網路、WiFi等通訊技術的發展,讓連線無處不在,那麼人工智慧以遠超預期的速度發展,與物聯網的深度融合,則讓物聯網的價值無處不在。當然,人工智慧的快速發展,在一定程度上受益於物聯網的進步,如目前熱門的具身智慧、端側AI,可以實現智慧無處不在的願景,需要物聯網的發展,在家庭、汽車、工作、日常消費所有場景中下沉。

(五)其他領域也在持續演進

還有很多物聯網重點領域,在20年中發生顯著變化,也值得關注。
物聯網平臺十餘年前成為各類廠商佈局的重點,承載著這些大型企業針對物聯網乃至數字化全球戰略佈局的任務,但過去幾年經歷波折,很多都已退出這一領域,典型的如谷歌、愛立信、SAP、IBM、博世等多個領域全球領先的企業退出物聯網平臺。
物聯網作業系統也經歷了一波過山車似的過程,此前大量廠商佈局物聯網作業系統,希望抓住物聯網時代的入口,Ali OS Things、Lite OS、ARM Mbed OS‌等那些耳熟能詳的作業系統,現在似乎很少被提及。
筆者認為,物聯網平臺、作業系統雖然曝光率越來越低,但並不意味著它們沒有價值。物聯網產業整體發展,平臺、作業系統依然是必備元素,只是它們的商業模式、服務方式發生了變化,在背後支援物聯網各類場景的部署。
還有一個值得關注的是物聯網安全領域,這也是ITU物聯網報告中專門提及的。過去20年,物聯網經歷了數輪重大安全隱患的重大威脅,使用者的安全意識也越來越高,安全防護技術和商業模式不斷進步。正如ITU所述,物聯網安全不應僅限於技術解決方案,還應包括監管、市場和社會倫理方面的考慮,近年來,全球主要經濟體大力推進物聯網安全標籤計劃,正是從這一角度來給物聯網安全提供解決方案。

三、中國物聯網:20年由什麼因素驅動?

《ITU網際網路報告2005:物聯網》的附錄中,披露了多個國家移動市場和寬頻市場資料,截止2004年底,中國的手機使用者為3.34億,普及率僅為25.5%,寬頻普及率僅為6.5%。在這樣的資料背景下,ITU認為中國將成為物聯網的領導者,這一預測在隨後發展中也成為現實。
如今,中國的手機使用者早已超過14億,普及率早超過100%,寬頻使用者規模6.7億戶,其中30%以上實現了千兆寬頻入戶。在此背景下,中國物聯網連線數領先全球,僅僅蜂窩物聯網連線數已在2023年實現了“物超人”,非蜂窩物聯網連線數規模更大。不論從連線數、供應商生態,還是從應用規模來看,中國的物聯網產業領先優勢都非常明顯。
20年來,中國物聯網的發展既有中國經濟整體快速發展,全社會資訊化、數字化趨勢明顯,帶來生產、生活和社會治理的數字化需求不斷上升,需求驅動非常明顯;又有中國大量的企業,尤其是民營企業不斷髮揮創新精神,抓住市場各類機遇,以十足的幹勁迎接挑戰,並從國內走向海外,增加物聯網產品和方案的供給。
ITU在報告中提到,不論物聯網如何發展,人應該是整體願景的核心,因為人的需求是該領域未來創新的關鍵,而且,技術和市場不能獨立於社會和道德體系的總體原則而存在。在通往物聯網的道路上,只能透過以人為本的戰略來實現,並在創造技術的人和使用技術的人之間建立更緊密的聯絡。這樣,我們才能更好地應對現代生活給我們帶來的挑戰。筆者認為, “以人為本”的核心理念,也是驅動中國物聯網20年變革的一個核心因素。

結語

《ITU網際網路報告2005:物聯網》開篇引用了“普適計算”之父Mark Weiser提出的觀點:“發展最好的技術是那些似乎“消失”的技術,它們將自己融入到日常生活的結構中,直到與日常生活無法區分。”在筆者看來,物聯網正在向著這一狀態發展,從20年前首次提出物聯網,到十年前物聯網成為備受關注的熱詞,再到如今不再追捧,物聯網已逐漸融入到生產生活的方方面面,家裡的智慧門鎖和遠端控制的家電、街頭的共享單車、消失的水錶燃氣表抄表員、輔助駕駛汽車、關鍵物品即時追蹤、智慧工廠等等場景,雖然很多人不知道背後的物聯網技術,但每天都在使用它。這或許就是物聯網產業激盪二十年最主要的成就。


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