物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的新機(jī)遇和新挑戰(zhàn)研究

付 鵬，楊 寧，占亮亮

(江蘇億云博通智能科技有限公司，江蘇 南京 210000)

1 物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)與價值分析

1.1 中國經(jīng)濟(jì)改革的“紅利”

中國經(jīng)濟(jì)跨過了2018年，也意味著自改革開放跨過了整40周年，技術(shù)隨著經(jīng)濟(jì)而發(fā)展，從1978—2018年，這40年可以看作是中國經(jīng)濟(jì)的上半場。自2019年開始，以技術(shù)發(fā)展為主導(dǎo)的中國經(jīng)濟(jì)下半場發(fā)展邏輯開始發(fā)生質(zhì)的變化。

在此背景下，總結(jié)中國經(jīng)濟(jì)上半場的兩大“紅利”特點。(1)“人口紅利”：集中體現(xiàn)在制造業(yè)和房地產(chǎn)業(yè)。(2)“流量紅利”：互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)帶來的社會產(chǎn)業(yè)變革。

“人口紅利”模式的最大特點是按企業(yè)所提供服務(wù)能夠圈到的用戶人數(shù)為核算依據(jù)，哪個行業(yè)搶的用戶多賺的就多。但是，中國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的客觀事實是人口高速增長的節(jié)奏已經(jīng)開始喪失。2015年二胎政策放開后，2017年中國人口自然增長只有5.32‰(2016年是12.95‰)，開始出現(xiàn)明顯回落，2018年該數(shù)據(jù)是3.81‰、2019年是3.34‰。即便如此，北京、上海這兩座超級城市卻已經(jīng)開始在控制流入人口增長。2018年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)[1-2]顯示，北京、上海兩地常住人口近40年首次同時出現(xiàn)負(fù)增長。很顯然，傳統(tǒng)的依靠人口進(jìn)城紅利的房地產(chǎn)行業(yè)和依賴大量廉價勞動力的制造業(yè)企業(yè)都開始經(jīng)歷發(fā)展的關(guān)鍵拐點。實體企業(yè)經(jīng)濟(jì)的上半場，做了業(yè)務(wù)A，之后會進(jìn)一步開拓業(yè)務(wù)B，因為社會基本結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)都在完善中，所以有更多的選擇機(jī)會。如今，實體企業(yè)經(jīng)濟(jì)的下半場，如果選定了業(yè)務(wù)A，只有不斷地深挖業(yè)務(wù)才有出路，還要營造防御壁壘，才能讓競爭者望而卻步。

從“流量紅利”來看，互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)伴隨計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，可以分為兩大部分：PC互聯(lián)網(wǎng)時代和移動互聯(lián)網(wǎng)時代，這被看作是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的上半場。在PC互聯(lián)網(wǎng)盛行時代，中國出現(xiàn)了諸如百度、阿里、騰訊、京東、搜狐、新浪等互聯(lián)網(wǎng)公司。在移動互聯(lián)網(wǎng)盛行時代，淘寶讓用戶逐漸養(yǎng)成了使用手機(jī)淘寶的習(xí)慣；騰訊也完成從QQ到微信的變革，以使自己在社交領(lǐng)域站得更穩(wěn)；新浪微博也隨之變更客戶端；還有針對移動互聯(lián)網(wǎng)用戶使用特點和習(xí)慣，今日頭條、抖音、美團(tuán)、滴滴、拼多多等小巨頭也應(yīng)時誕生，并迅速占領(lǐng)細(xì)分市場。無論是PC互聯(lián)經(jīng)濟(jì)還是移動互聯(lián)網(wǎng)[3]經(jīng)濟(jì)，都是以“流量稱王”的時代，流量主導(dǎo)一切。但當(dāng)今經(jīng)濟(jì)社會高速增長的人口趨勢沒有了，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，線上流量和數(shù)據(jù)基本不再增長，顯而易見，互聯(lián)網(wǎng)[4]的流量紅利也頂?shù)搅恕疤旎ò濉薄?/p>

不論是傳統(tǒng)企業(yè)還是互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，在中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的下半場即將進(jìn)入到“深挖用戶”和“服務(wù)實體”的階段。當(dāng)今經(jīng)濟(jì)社會的技術(shù)服務(wù)需求焦點開始向如何提升企業(yè)或組織的工作效率轉(zhuǎn)移，當(dāng)人均GDP達(dá)到一定程度時，管理成本也會越來越高，企業(yè)的存亡與管理成本息息相關(guān)。所以，能夠促進(jìn)實體之間協(xié)作的企業(yè)，能夠真正提升實體運作效率的企業(yè)以及能夠徹底掌控實體供應(yīng)鏈的企業(yè)，都將是中國經(jīng)濟(jì)社會下半場的主角。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)核心競爭領(lǐng)域

隨著現(xiàn)代信息社會的快速發(fā)展，計算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)都為人們的生活和工作提供了極大的便利，也促進(jìn)了我國其他領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展研究。在我國，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系已基本形成的大趨勢下，各相關(guān)企業(yè)具備了一定的技術(shù)，也形成了一定的產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用的基礎(chǔ)。2017年，我國物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模突破1萬億元，2019年我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模已超1.2萬億元，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)較上年增長72.9%，其中，物聯(lián)網(wǎng)云平臺成為競爭核心領(lǐng)域，預(yù)計2021年我國物聯(lián)網(wǎng)平臺支出將位居全球第一。

具體來看，不論是C端用戶(個人用戶)關(guān)注的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備帶來的實際智能體驗，還是B端用戶(行業(yè)用戶或企業(yè))關(guān)注的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的投入產(chǎn)出比，都在激發(fā)著國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)平臺領(lǐng)域的演進(jìn)和提升，同時，這個領(lǐng)域?qū)⒊尸F(xiàn)出更為激烈的競爭態(tài)勢。

1.3 平臺層服務(wù)能力凸顯核心競爭力

互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)開啟了深挖用戶的階段，從B端用戶的需求角度也要面對企業(yè)管理效率成本的問題，而具備強(qiáng)大的軟件平臺能力是實現(xiàn)一切需求的關(guān)鍵支撐，在這一“風(fēng)口”下的物聯(lián)網(wǎng)平臺必將大有所為。從功能框架來看，物聯(lián)網(wǎng)平臺可劃分為4個部分，從底層到上層分別是連接管理平臺(Connectivity Management Platform，CMP)、設(shè)備管理平臺(Device Management Platform，DMP)、應(yīng)用使能平臺(Application Enablement Platform，AEP)和業(yè)務(wù)分析平臺(Business Analytics Platform，BAP)。每一個部分都可以看作是物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)層的獨立環(huán)節(jié)，在生態(tài)上實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)交互以及信息的快速傳遞和處理。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)演進(jìn)規(guī)律和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展特點，連接CMP和AEP將會在行業(yè)內(nèi)大放異彩。

綜合行業(yè)應(yīng)用來看，物聯(lián)網(wǎng)AEP以提供開發(fā)工具、標(biāo)準(zhǔn)接口、數(shù)據(jù)存儲和行業(yè)套件為“服務(wù)”本質(zhì)。平臺以開放的方式吸引開發(fā)者和用戶，通過和開發(fā)者或者用戶的互動，不斷完善平臺的個性、兼容性、拓展性以及與第三方系統(tǒng)和應(yīng)用的連接能力。這些切合開發(fā)者和終端用戶需求的使用特點，必將為AEP在同類型平臺競爭中占據(jù)優(yōu)勢。物聯(lián)網(wǎng)CMP更側(cè)重于對傳感端的鏈接，以建立基礎(chǔ)鏈接通信網(wǎng)絡(luò)為主要目的，CMP是物聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)的基礎(chǔ)，從技術(shù)和業(yè)務(wù)復(fù)雜性上以及物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)支撐的重要性綜合來對比，AEP特點更加鮮明。

在實際應(yīng)用過程中，一方面，物聯(lián)網(wǎng)AEP可以部署在公有云，為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)者提供了快速開發(fā)、部署以及管理應(yīng)用的功能，而無須考慮下層基礎(chǔ)設(shè)施擴(kuò)展、數(shù)據(jù)管理和歸集、通信協(xié)議、通信安全等問題，降低開發(fā)成本，和獨立開發(fā)相比，可以節(jié)省70%的時間。

另一方面，AEP也可以作為私有云部署，為每一個相對縱向的行業(yè)提供定制應(yīng)用開發(fā)。AEP平臺解決的一個重大問題是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的靈活擴(kuò)展問題，即使物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的終端規(guī)?；蛘哂脩羧藬?shù)迅猛增加，也無須擔(dān)心在開發(fā)和支持上的資源投入，因為通常開發(fā)者或客戶能在AEP上快速地擴(kuò)展和管理其應(yīng)用。

2 教育物聯(lián)網(wǎng)新領(lǐng)域

隨著教育信息化、現(xiàn)代化校園建設(shè)的推進(jìn)，越來越多的設(shè)備被投入使用，教育管理信息化的矛盾也逐漸凸顯。諸多的信息化設(shè)備在給學(xué)校日常教學(xué)工作提供便利的同時，也帶來了一些新的問題。如數(shù)量眾多，維護(hù)工作量大；靠人力進(jìn)行管理，重復(fù)工作量大；管理粗放，使用率低等。

在校園物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的早期階段，學(xué)校和教育主管部門為了解決學(xué)校大量的設(shè)備使用管理問題，也在嘗試制定各種規(guī)章制度，但是，面對龐大的設(shè)備種類和數(shù)量，只靠人力、經(jīng)驗和制度必然造成“管不過來，管不到位”的情況。教育信息化管理者面臨的現(xiàn)實難題主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

(1)針對統(tǒng)一配發(fā)的設(shè)備無法實時掌握、實時監(jiān)控、監(jiān)管其使用狀態(tài)。(2)電子設(shè)備使用率低，常常會造成設(shè)備故障率增加、使用壽命縮短的風(fēng)險，但是，傳統(tǒng)的粗放化管理模式必然會向這方面的風(fēng)險導(dǎo)向。(3)不能第一時間將設(shè)備故障信息傳遞給管理和檢修人員，影響設(shè)備使用效率。(4)數(shù)量龐大、品目繁多的設(shè)備的統(tǒng)計和管理，是一個耗費大量人工和時間的高強(qiáng)度工作，必然會出現(xiàn)統(tǒng)計和管理上的紕漏，無法保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和時效性。(5)由于教學(xué)設(shè)備和電氣設(shè)備沒有實現(xiàn)集中化和科學(xué)化的管理，所以無法做到設(shè)備的合理和綜合利用。(6)隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，各級教育部門和學(xué)校也在不斷嘗試某些物聯(lián)網(wǎng)單品和技術(shù)，如：智能化會議室、智能手環(huán)、校園能耗監(jiān)控、人臉識別考勤機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)門禁系統(tǒng)。但是，這些單品配套的系統(tǒng)又帶來許多新問題，例如：產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)各異、差異性大；一體化及智能化程度低，設(shè)備聯(lián)動配合場景困難；缺少統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集成平臺和監(jiān)控平臺；對傳統(tǒng)設(shè)備束手無策，形成巨大浪費；跟物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備綁定的系統(tǒng)出現(xiàn)更多的信息孤島等。

于是，教育信息化2.0[5]明確提出了校園信息化建設(shè)要由注重“物”的建設(shè)向滿足“人”的多樣化需求和服務(wù)方向轉(zhuǎn)變，從“管理本位”的教育管理向“服務(wù)本位”的教育治理轉(zhuǎn)型。信息技術(shù)和智能技術(shù)將會不斷深度融合到教育全過程，教與學(xué)環(huán)境要為師生隨時提供服務(wù)，才能達(dá)到“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時時可學(xué)”的目的。在提出校園信息化環(huán)境建設(shè)時，要以“數(shù)據(jù)建設(shè)為中心”，從數(shù)據(jù)貫通的角度，對區(qū)域及智慧校園建設(shè)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃和頂層設(shè)計；從數(shù)據(jù)平臺建設(shè)的角度，去整合或倒推各種軟硬件建設(shè)；從數(shù)據(jù)平臺設(shè)計的角度，消除架構(gòu)零散、數(shù)據(jù)缺失、孤島壁壘等諸多信息化建設(shè)問題。在此基礎(chǔ)上，不斷構(gòu)建師生、事、物、場景、時間、地點的數(shù)據(jù)化虛擬空間，逐步實現(xiàn)事物數(shù)據(jù)化、終端一體化[6-7]。

種種跡象表明，物聯(lián)網(wǎng)AEP在校園信息化建設(shè)過程中將會占據(jù)舉足輕重的作用。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)面臨的新機(jī)會和新挑戰(zhàn)

3.1 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)存在的問題

我國在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)布局較早，尤其在近幾年得到了持續(xù)發(fā)展，通過政策引導(dǎo)以及相關(guān)企業(yè)的共同努力，在關(guān)鍵技術(shù)上已經(jīng)取得了一定的成果(如華為對NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)的推進(jìn)貢獻(xiàn))，競爭優(yōu)勢也在不斷地加強(qiáng)。同時，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)可以成熟應(yīng)用在各個領(lǐng)域，如：零售、交通、物流、家居、建筑、能源、農(nóng)業(yè)等[8]。

但是，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)過快發(fā)展的同時，也給物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)帶來一些亟待解決的應(yīng)用和技術(shù)問題。

(1)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范問題。物聯(lián)網(wǎng)使用多種技術(shù)，在一個行業(yè)中，各企業(yè)使用的標(biāo)準(zhǔn)不一，設(shè)備兼容是個問題，建設(shè)泛物聯(lián)網(wǎng)兼容應(yīng)是個很好的選擇。(2)底層技術(shù)問題。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)在于感知層，當(dāng)前，我國自主研發(fā)的傳感器芯片還不足以滿足大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，且傳感器精度遠(yuǎn)不如國外的同類產(chǎn)品，需要著重鉆研底層技術(shù)。(3)網(wǎng)絡(luò)安全問題。物聯(lián)網(wǎng)核心在于“聯(lián)網(wǎng)”，保證網(wǎng)絡(luò)安全以及個人隱私安全是物聯(lián)網(wǎng)必須解決的問題之一。(4)行業(yè)應(yīng)用問題。物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)應(yīng)用于多個行業(yè)，但現(xiàn)在只是簡單地將設(shè)備進(jìn)行連接，激發(fā)創(chuàng)新更多應(yīng)用，將AEP迅速規(guī)?；?，都是值得思考的問題。(5)商業(yè)模式問題[9]。物聯(lián)網(wǎng)在發(fā)展中，企業(yè)不但要明確自己的角色定位，最重要的是解決誰買單的問題，目前成本較高，還需探索更多的商業(yè)模式。

3.2 5G技術(shù)帶來的新挑戰(zhàn)

2019年6月，國家工信部正式為企業(yè)頒發(fā)5G牌照，5G用戶從2020年開始將用5年時間完成“全民滲透”，用戶規(guī)模在2025年將達(dá)到12.8億。5G產(chǎn)業(yè)作為通信基礎(chǔ)設(shè)施，其市場規(guī)模不會暴漲，到2030年產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到6.6萬億[10-12]。

5G技術(shù)給通信領(lǐng)域帶來最顯著的變化就是通信速度的大幅提升，隨著通信速度的提升，用戶的需求和關(guān)注點也在不斷地變化。在通信領(lǐng)域，以往從2G到3G的演進(jìn)過程打開了移動互聯(lián)網(wǎng)的“潘多拉魔盒”；3G到4G的跨變對移動互聯(lián)網(wǎng)開始了深度數(shù)據(jù)挖掘；現(xiàn)在，迎來了5G時代，類似需求變更還將會繼續(xù)發(fā)生，而每一輪被弱化的用戶需求點恰恰是技術(shù)在該輪革命中所彌補的缺陷。5G時代的用戶需求轉(zhuǎn)移，可能會發(fā)生在以下3個層面。

(1)鏈接媒介更換。5G的出現(xiàn)大幅度弱化了服務(wù)本身對媒介功能的要求，因為傳輸速度足夠快，基本可以實現(xiàn)異地對接傳輸，這就意味著用戶不必下載繁雜的操作系統(tǒng)或軟件，通過“云”來完成業(yè)務(wù)。對物聯(lián)網(wǎng)來說，運營商的CMP與方案商的AEP之間要么合作得更加緊密，要么進(jìn)入到相互同化的階段。

(2)5G帶來的另一個市場模式變革是智能設(shè)備物權(quán)與使用權(quán)的分離，即可能導(dǎo)致未來所有帶有移動網(wǎng)絡(luò)功能的設(shè)備免費化，而這樣的商業(yè)模式變革遠(yuǎn)比5G帶來速度上的提升更加深刻。彼時，幾乎所有的大型科技公司甚至包括某些方案商、設(shè)備商，都會將重點轉(zhuǎn)移到云平臺業(yè)務(wù)，而那些僅依靠提供設(shè)備鏈接服務(wù)生存的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，將會越來越步履維艱。

(3)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)模式也會迎來大的轉(zhuǎn)變，即2C模式向2B2C模式的深層轉(zhuǎn)變。從產(chǎn)業(yè)鏈的角度不難發(fā)現(xiàn)，5G時代[13]更多貼近生活的數(shù)據(jù)掌握在那些智能設(shè)備制造商的手中，所以，過去互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)專注于服務(wù)C的模式，要轉(zhuǎn)變成服務(wù)B的新2B2C模式。提供物聯(lián)網(wǎng)平臺服務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)公司固有的優(yōu)勢將下沉到更底層，這對擅長做上層應(yīng)用業(yè)務(wù)開發(fā)的眾多互聯(lián)網(wǎng)公司而言，將是一個不小的挑戰(zhàn)。

3.3 物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的新機(jī)會

截止到2020年，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為主營業(yè)務(wù)的企業(yè)多集中在中小規(guī)模企業(yè)，尤其是以各細(xì)分行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用為主的創(chuàng)業(yè)公司居多，這些企業(yè)面臨的新機(jī)會包括以下幾個方面。

(1)隨著智能硬件的應(yīng)用普及，人工智能必然會成為下一代通用技術(shù)，智能硬件的傳感和鏈接是產(chǎn)業(yè)變革的關(guān)鍵，更多的基礎(chǔ)鏈接會變?yōu)橹悄苕溄?，越來越多的硬件會通過越來越簡單的方式完成互聯(lián)通信，為產(chǎn)品創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來新一輪的歷史機(jī)遇。在新經(jīng)濟(jì)增長模式下，相比較而言能夠快速迭代創(chuàng)新的企業(yè)一定會有更大的發(fā)展空間。

(2)在技術(shù)推動的新經(jīng)濟(jì)增長模式下，用戶需求焦點一定在平臺即服務(wù)(Platform as a Service，PaaS)的全能和通用性特點上。雖然有些企業(yè)已經(jīng)在各自的細(xì)分市場取得了設(shè)備連接數(shù)領(lǐng)先，例如小米的智能家居、通用領(lǐng)域應(yīng)用的機(jī)智云、工程機(jī)械領(lǐng)域的根云、航空設(shè)備領(lǐng)域的航天云網(wǎng)等，但是這樣的服務(wù)體系局限于內(nèi)部生態(tài)和同類型產(chǎn)品的使用范圍，一體化解決方案的服務(wù)能力尚不足，用戶體驗感不強(qiáng)。所以，能在供應(yīng)鏈、生產(chǎn)流程優(yōu)化、產(chǎn)品創(chuàng)新、PaaS泛物聯(lián)、應(yīng)用一體化方面超前的企業(yè)會有更好的發(fā)展機(jī)會。

(3)在新的互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)模式下，智能硬件產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)對傳統(tǒng)的中心式計算體系形成了挑戰(zhàn)，因此，數(shù)據(jù)存儲的切片和下沉成為亟待解決的技術(shù)關(guān)鍵。利用邊緣計算進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選是當(dāng)前階段不錯的選擇，邊緣計算是一種計算拓?fù)洌渲行畔⒌氖占?、處理和交付更接近于信息源或者終端。一旦在邊緣計算的框架下形成點對點的數(shù)據(jù)交互，能極大地降低中心節(jié)點的負(fù)擔(dān)。同時，如果能夠在本地實現(xiàn)復(fù)雜內(nèi)容和負(fù)載數(shù)據(jù)的篩選、細(xì)化，對服務(wù)效率的品質(zhì)將會有極大的提升。物聯(lián)網(wǎng)的邊緣計算領(lǐng)域?qū)槲锫?lián)網(wǎng)企業(yè)創(chuàng)造更多的業(yè)務(wù)拓展機(jī)會。