登录  /  注册

NEWS

物联网:老概念,新爆发 | 研究报告

发布日期:2017/08/08

物联网(IoT,Internet of Things)概念于1999年由麻省理工提出,但2016年却被称为物联网的元年,在这17年中,技术的进步是物联网从概念逐渐走向成熟的核心驱动力。当我们纵观历史,在话音时代,数十亿的连接量催生出了类似于AT&T这样百亿美金级别的通讯巨头;在PC互联网时代,数百亿的连接量催生出了类似于IBM、微软这样的千亿级别的公司;在移动互联网时代,数百亿的连接量催生了如苹果、Google、阿里巴巴这样的互联网企业,这印证了人类每一次连接方式的改变,都会诞生出一批伟大的公司,而伟大的公司会反过来更深刻地改变我们的生活,推动社会的进步。所以,我们可以大胆地推测,在物联网时代,数千亿的连接量会诞生出下一个巨无霸,再一次重新定义我们的生活。物联网不是空中楼阁,它关心的是每一个人、每一件物品。因此,这个值得憧憬的未来,是百分百地为你而来。

在这份报告中,我们将主要探讨这几个问题

  • 什么是物联网?

  • 物联网作为一个20年前提出的概念为何现在爆发?

  • 物联网行业的驱动力是什么?

  • 物联网的产业链包含什么?

  • 由华为主导的NB-IoT协议解决物联网中的什么痛点?

  • 物联网在未来的生活中将会怎么改变我们?

*本文为《36Kr-物联网行业研究报告》的节选,完整版报告将于36氪官方网站上发布。

物联网行业综述

万物相连,未来即将到来

广义的物联网概念最早于1999年由麻省理工学院提出。其定义是“通过射频识别(RFID)、全球定位系统等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品通过物联网域名相连接,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概念”。本篇报告中,我们将“物联网(IoT,Internet of things)”定义为“在互联网概念的基础上,将其用户端延伸和扩展到物与物,物与人,所有的物品与网络连接,并进行信息交换和通信”的一种网络概念。

本报告将物联网分为四个层级,分别是:感知层、网络层、平台层和应用层。感知层是物联网的底层,其功能主要是通过传感器采集物体上的各类信息。网络层的主要功能是通过各类通信协议,将感知层中采集的信息传输至平台层。在网络层中,较为知名的协议有eMTC,NB-IoT、SigFox和LoRa等。平台层则是以云计算为核心,将传感器在物体上采集到的数据进行汇总和处理。在物联网产业链中,平台层与感知层被视为物联网的核心环节,而应用层是物联网产业链的最顶层,是面向客户的各类应用,例如智能家居、共享出行、智能电表、水表、气表和热等各个实际使用场景。

在本篇报告中着重从MEMS传感器、通信协议、云计算等技术来介绍行业的驱动力。

MEMS传感器,安装于终端,实现不同维度的数据采集

感知层是物联网的底层,可将其分为MCU、MEMS传感器、通信模块三类。感知层功能的实现,是通过在物体上安装不同种类的传感器(例如陀螺仪、压力传感器、位移传感器等)实现对物体的状态进行检测,与此同时将采集到的信息通过通信模组进行回传,实现物体的联网。MEMS传感器相关技术的进步,使得更多维度的信息可以被感知并采集,从而使物联网这一概念可以使用在更多的生活生产场景落地。因此我们认为,MEMS传感器技术的进步是物联网爆发的主要驱动力之一。

近年来,随着微机电技术(MEMS)的规模应用使传感器的单价快速下降,根据Yole Department数据显示,MEMS和传感器市场规模将从2016年的380亿美元增长至2021年的660亿美元,复合年增长率(CAGR)为12% 。

通信协议,物联网设备实现信息交换的传输通道

在LPWAN技术出现以前,物联网网络难以平衡广覆盖和低功耗/低成本这对矛盾统一体。以目前物联网最常见的GPRS(2G)为例,技术存在功耗较高,每个扇区的连接量较低以及网络覆盖面积有限等缺陷,从而无法满足物联网在不同使用场景下的需求。

为了改进GPRS无法满足物联网连接需求的现状,业界提出了如LoRaSigFox等工作于未授权频段的低功耗广域物联网(LPWAN)通信协议。与此同时,作为行业标准制定机构3GPP也提出了基于LTE发展而来的eMTC协议、基于GSM发展而来的EC-GSM协议和NB-IoT协议。相较于3G/4G蜂窝网络,LPWAN具有成本低、能源消耗少、覆盖广等优势。

云平台,以云计算为核心,结合需求为企业提供定制化服务

云计算的成熟是驱动物联网发展的一大重要因素,将数据的储存和运算放在云端,使物联网终端解放,从而专注传感和控制功能。云计算的服务方式可被分为三层,分别是:IaaS(基础设施即服务)、PaaS(平台即服务)和SaaS(软件即服务)。

IaaS层包含的是服务器、虚拟机、磁盘柜等一系列基础设施。是由云端公司将IT环境搭建好之后,对外出租一系列硬件基础设施。

PaaS层是基于基础设施层(IaaS),包含了操作系统、数据库、中间件和运行库的一层。PaaS是将IT环境作为服务打包出租,方通过SDK的开发,使设备可以与云服务商的云平台进行连接。实现数据的传输、转发和储存等功能。基于PaaS层的架构,可以封装出不同使用场景下定制化的SaaS服务。除定制化的SaaS服务之外,PaaS层接口的开放,可以集成更多第三方数据以及接入第三方体系,从而实现不同的智能设备厂商,可以通过相同的PaaS平台进行智能设备的管理和控制。

物联网产业布局

物联网上下游产业链分析

MEMS巨头厂商地位稳固,全方位布局物联网感知层

MEMS技术是传感器产业的核心,将不断提升的运算能力以及传感器与MEMS技术融合,会带来更多新的使用场景。我们梳理了2016年MEMS全球前30的厂商,并对行业龙头博世进行了分析。

与西方国家比较,我国在MEMS行业中的水平还比较靠后。在该领域排名前30的厂商主要分布在美国、德国和日本。2016年,排名前30的公司中,增长速度超过20%有三家,分别是博通(28.57%)、QORVO(23.08%)和ULIS(23.81%)。

网络层,各大通信运营商的又一竞争平台

我国三大电信运营商中,中国移动计划2017年在北京、上海、天津、重庆等18个重点城市建设约5.8万个物联网基站,形成NB-IoT/eMTC覆盖能力。中国联通计划在北京、上海、广东、江苏等12个省市开展NB-IoT/eMTC网络升级建设,涉及建设/改造约2.8万个基站。据新闻显示,在2017年5月17日,中国电信已全面建成基于800MHz的NB-IoT网络。

• LPWAN产业链中主要包含了底层芯片,通信模组,运营商和终端、通信模组、终端设备和运营商。目前主要的芯片供应商为华为海思、中兴和高通。其中,华为海思、中兴微电子和联发科主要研发NB-IoT相关芯片。鉴于对市场未来不确定性的考虑,高通采取多模多频方式,通过软件升级,可同时支持NB-IoT和eMTC双模式。我们认为,因为两种不同的协议有着很强的互补性,高通的双模物联网芯片会在未来更有优势。

平台层,承上启下实现数据汇总、处理,提供PaaS服务

平台层作为数据流的集中、处理和疏散中心,也是物联网核心价值之一。它向下实现对终端的管理,向上为应用开发与系统集成提供PaaS服务,PaaS服务是云计算的其中一环,能够汇集海量数据,为物联网设备和垂直应用提供横向的平台服务,是实现物联网有效管理的基础。

按照逻辑关系和功能,可以将物联网分为设备管理平台、连接管理平台、应用支持平台和业务分析平台等四个平台。

为传统行业赋能,形成“物联网+”的新业态、新模式。

物联网作为一个大趋势,并不是独立存在的一种新行业,而是与不同领域的传统行业深度结合,由物联网给传统行业赋能,形成“物联网+”的新业态、新模式。

例如当下风口,共享单车,是传统的自行车行业中,结合了物联网概念与技术,形成一种新的使用场景。又比如智慧家庭,是将原来的家居行业与物联网相结合,使灯、电器设备等家具智能化,使其在使用场景中具有更人性化的交互模式等一些列改变来提高人的生活质量。因此,结合传统行业我们可以将物联网应用分为消费物联网应用、产业物联网应用两个大类。

物联网使用场景解析

共享单车,以其庞大的规模、广泛的市场刺激物联网商用爆发

共享单车是物联网+自行车行业所产生出的一种全新业态模式。也是目前为止,物联网领域中较为典型、规模较大的一个应用场景。其本质是通过在传统的自行车上加装智能锁。用户通过智能锁来使用自行车,企业通过智能锁牢来完成对车辆的监控、管理和费用计算。另外,智能锁可以记录下用户的骑行轨迹、骑行时间等一系列数据,协助企业对自行车部署、调度等一系列运营方式进行优化。

目前我国市场上有多家共享单车服务提供商,其中最主要的是ofo小黄车和摩拜单车。据公开数据显示,截止2017年5月,ofo小黄车已覆盖150座城市;摩拜单车已覆盖130座。除了以上的运营行为外,共享单车企业也希望利用物联网技术,实现自身的升级,随着多种LPWAN通讯协议的落地,ofo小黄车于2017年2月开展与中国电信、华为的合作,三方将共同研发基于NB-IoT协议的共享单车解决方案并于六月首次商用。摩拜于2017年5月与中国移动、高通展开合作,启动eMTC、NB-IoT和GSM多模外场测试。

我们认为,共享单车以其庞大的车辆和用户规模加快了物联网商用的进程,而物联 网为企业带来的大数据,也促进了共享单车行业精细化智能化运营以及更多层面的 自我升级。在本报告中,我们以市场占有率排名第一的 ofo 小黄车做为案例进行 分析。

物联网技术日渐成熟,智能家居或将得到快速发展

智能家居是物联网应用层中to c的应用场景。该概念包含的范围较广,所包含的技术较多。通常来说,家庭娱乐、家庭安防等一切围绕家这一平台而搭建的生态系统均属于智能家居这一范畴。

物联网仅仅是解决了智能家居中设备联网的问题,而智能家居与生活的密切程度决定了设备是否足够智能、交互场景是否足够简单等因素会对该领域有很大影响。因此,大数据、人工智能等技术的发展,才能最终决定也是智能家居能否快速发展的重要因素。

工业物联网,万亿资本下的弯道超车,释放IIoT领域价值

工业物联网作为目前目前是物联网项目最多的应用领域是物联网领域的一个重要分支。物联网、工业物联网和工业4.0的区别入下图。

物联网行业展望

物联网的千亿连接量,将会催生出下一个巨无霸企业

物联网是互联网的外延,互联网是通过个人电脑、移动终端等设备将人联网,形成的一种全新的人与人的连接方式。而物联网是通过传感器、通信模组和智能芯片使物体联网。人类每一次连接方式的改变,都会催生出一批巨无霸型的企业,在数十亿连接量的语音网时代,产生了AT&T这样的百亿美元规模的公司;在实现百亿连接的PC/移动互联网时代,产生了如IBM、微软、Google、BAT这样的千亿美金级别企业;而物联网实现的千亿连接量一定会诞生出下一个巨无霸企业。