0引言

当前，全球民用物联网正在深刻改变人们生产生活、社会管理和公共服务，呈现加速发展的态势，而军用物联网也扩大了未来作战的时域、空域和频域，实现军事技术革命和作战方式的变革，受到多国重视。为决策层领导掌握物联网发展的最新情况，我们开展了关于全球民用和军用物联网的发展调研，形成了《关于物联网发展的综述》一文，对民用和军用物联网的整体状况进行了梳理，同时对未来物联网市场发展前景进行了预测，以供参考。

1物联网概述1.1物联网概念的内涵

现在，物联网（The Internet of Things，简称IOT）的概念已经不再专指基于RFID技术的无线传感网络，关于它的定义和覆盖范围颠覆了人类之前传统思维，将基础物理设施和IT基础设施融为一体。根据国际公认的物联网定义，IOT是通过射频识别（RFID）、红外感应器、GPS、激光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

1.2物联网的发展历程

根据亿欧智库《2018中国物联网应用研究报告》和网络资料，将物联网发展历程中的大事记整理如下图1所示：

图1. 物联网发展历程中大事记

1.3物联网的体系架构

根据物联网智库《中国物联网产业全景图谱报告（2019）》和亿欧智库《2018中国物联网应用研究报告》，物联网体系架构主要分为四层，分别是感知层、传输层、平台层以及应用层，如下图2所示。

图2. 物联网体系的四层架构

具体来说，感知层是主要是利用传感器、二维码、GPS、射频装置等，进行被测物体及其周围环境的数据采集和初步分析；传输层负责将感知层采集的数据接入到以太网、无线网络或卫星集群等接入网络中，再通过移动通信网络、互联网或专用网等传输网络进行远距离的数据运送，同时向感知层传输指令，进而完成物理世界的广泛处理和传输，对物体实现应用与控制；平台层是为了对采集的数据进行处理和分析，实现有效整合和利用；应用层是以客观物理世界为中心，面向客户的各类应用，提供网络任意端上应用程序之间的接口。

1.4物联网的产业链布局根据物联网智库《中国物联网产业全景图谱报告（2019）》、中商产业研究院《2019年中国物联网行业市场前景研究报告》和亿欧智库《2018中国物联网应用研究报告》，物联网产业链分为上游、中游和下游，其中上游是为消费型（个人消费和家庭消费）、政策型和产业型等总体商，提供中间件与应用、系统集成方案与实施，以及系统运营与服务等；中游是通信网络运营商，包括电信网络运营商、广电网络运营商、互联网运营商、专网运营商，主要涉及有线（光纤通信）和无线（WIFI、蓝牙、Zigbee、WLAN、NB-IoT、2G/3G/4G/5G等）应用产业;下游是传感器、二维码、识别技术、RFID、GPS/北斗等感知设备供应商和通信模块供应商。目前物联网产业链中各环节的企业布局如图3。

图3. 物联网的产业链布局

2物联网关键技术

根据中国知网孟勋《物联网技术综述》和网络资料分析，物联网主要涉及以下六项关键技术，如下图4所示：

图4. 物联网的六大关键技术

2.1 无线传感技术

物联网中的无线传感技术集成了传感器、通信模块以及处理单元等几个节点，每个节点在一定协议的约束下形成一个分布式网络，对采集的数据进行优化，再借助无线电波将信息传输到信息处理中心，最终在不破坏物体原有属性以及空间环境下，完成物和物之间的信息数据交互和传输。

2.2 RFID

RFID标签是一种无线射频识别技术，利用射频信号通过空间电磁耦合实现无接触信息传递并通过所传递的信息实现物体识别，主要由应用软件系统、阅读器和应答器等组成。按通信方式，分为被动、半被动（也称作半主动）和主动三类。从供电电源情况，分为有源标签、无源标签和半有源&半无源标签。

2.3 二维码

二维码是用特定的几何图形，按一定规律在平面(二维方向上)分布黑白相间图形，利用计算机内部 “0”、“1”比特流概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。

2.4 嵌入式系统技术

嵌入式系统技术是一种完全嵌入受控器件内部的专用计算机系统，综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术，以执行有特定要求的预先定义任务，同时具有体积小、成本低、功能多等特点。

2.5 信息安全技术

物联网的信息安全技术主要涉及到人侵检测、信息加密、恶意节点识别与剔除等。一旦物联网系统遭到信息安全攻击，不仅所获得的数据或信息没有意义，而且可能有害，甚至导致系统的崩溃或瘫痪。

2.6 边缘计算技术

边缘计算是一种分散式运算的架构，在大数据背景下，将应用程序、数据资料与服务的运算，由网络中心节点，移往网络逻辑上的边缘节点来处理，可解决传统依赖中央服务器带来的网络延迟和巨大带宽成本问题。

3 民用物联网发展现状

随着美国“智慧地球”、日本“U-Japan”、韩国“U-Korea”、我国“感知中国”，以及欧盟《欧洲物联网行动计划》等提出后，多国政府都已将物联网上升为国家战略，大力发展民用物联网产业。

3.1全球民用物联网发展现状3.1.1物联网技术

专利数量和发展变化趋势可以反映一个国家（地区）科技发展的最新动态。根据中国知网刘建华等《物联网技术专利国际比较研究》和支丽平等《基于专利分析的全球物联网产业发展态势研究》，关于全球物联网专利技术的主题热点、内容分布、区域分布等如下图5-7所示：

图5. 全球物联网专利技术的主题热点

其中 G06K（数据识别；数据表示；记录载体；记录载体的处理）所占数量远远超过其他技术；排名第二的是H04W（无线通讯网络）；H04L（数字信息的传输，像打字机，图像电报，一般编码，电话电报通讯设备等）排第三。

图6. 全球物联网领域专利技术分布情况

图7. 全球物联网领域专利数量占比

3.1.2物联网标准

根据中国知网潘颖等《物联网标准研究综述》、林伟俊《物联网标准发展现状概述》和网络资料统计，到2019年，全球物联网标准如下表1：

表1. 全球物联网产业标准制定现状

3.1.3物联网政策

近年来，包括美国、欧盟、英国、日本、韩国等在内的许多发达国家和地区都十分重视物联网的发展。这些国家在物联网的政策制定上各有侧重，包括网络安全、生态圈建设、制造模式等。根据中国知网陈骞《国外物联网政策动向》、夏聃《国外物联网产业发展概览》和网络资料统计，到2019年，全球物联网的政策情况汇总如下图8：

图8.全球在物联网领域的政策汇总

3.1.4物联网应用市场

根据51CTO《全球物联网产业发展现状解析大全》、中国知网夏聃《国外物联网产业发展概览》、前瞻产业研究院《2018-2023年中国物联网行业细分市场需求与投资机会分析报告》和网络资料，全球物联网应用领域见表2，除了美国已开始重点发展军事物联网，全球物联网的重点应用在电力、工业、能源、医疗、交通和智慧城市等六个方面，如图9所示。根据中国信通院《物联网白皮书（2018年）》，从全球范围来看，产业物联网（包括智慧城市物联网和应用在工业、能源、交通、物流、医疗、教育等行业的生产性物联网）与消费物联网（可穿戴设备、智慧硬件、智能家居、车联网、健康养老等）基本同步发展，其中智慧城市、生产性物联网和消费物联网市场应用热点趋势如图10所示,以及整体应用支出情况见图11。

表2. 全球物联网应用领域一览

军事

图9. 全球物联网重点应用领域

图11. 全球物联网支出的领域情况统计

从全球物联网项目数量统计，根据中国信通院《物联网白皮书（2018年）》，智慧城市是当前全球最火的物联网项目。2018年全球范围内公布的1600个物联网建设项目中，智慧城市项目占23%，工业物联网占17%，建筑物联网、车联网、智慧能源等项目分别占比12%、11%、10%，如图12所示。

图12. 全球物联网项目细分领域数量2018年占比统计

从全球物联网项目地域统计，根据前瞻产业研究院《2018-2023年中国物联网行业细分市场需求与投资机会分析报告》，将近一半的智慧城市项目在欧洲，占比45%；美洲在健康物联网领域一路领先，如今占全球项目总数的55%，同时在车联网项目中也领跑全球，占全球项目总数的54%，如图13。

图13. 全球物联网项目2018年地域情况统计

从全球物联网设备数量和市场规模统计，根据GSMA统计数据显示，2010-2018年全球物联网设备数量高速增长，复合增长率达20.9%；2018年，全球物联网设备连接数量高达91亿个。2013-2017年，全球物联网市场规模由398亿美元增长至798亿美元。

3.2我国民用物联网发展现状

物联网是我国战略性新兴产业，2017年进入了实质性发展阶段。目前多个科研机构和企业都正在加快物联网的技术研发和产业发展，随着相关标准和政策的不断出台和落地，我国“物联网+行业应用”的细分市场规模持续扩大。

3.2.1物联网技术

根据中国知网刘建华等《物联网技术专利国际比较研究》和支丽平等《我国物联网产业专利分析研究》，关于全球物联网专利技术的主题热点、申请数量、申请地域、申请人等统计分析如下图14-17所示：

图14. 我国物联网专利技术的主题热点

图15. 我国物联网领域专利技术的申请数量

图16. 我国物联网领域专利技术的申请地域分布

图17. 我国物联网技术的专利申请人

3.2.2物联网标准

2012年3月30日，我国提交的“物联网概述”标准草案， 经国际电信联盟审议通过，成为了全球的第一个物联网总体性标准。我国在物联网领域建立自己技术体系的同时，也专注于国内和国际标准的制定与切合。根据中国信通院《物联网白皮书（2018年）》、中国知网潘颖等《物联网标准研究综述》和网络资料统计分析，截止到2018年6月，我国已制定30项物联网国家标准，行业标准研究也在积极推进。截止2018年中，新制定标准达81项，已完成十三五标准制定任务的40.5%，其中部分国家标准如表3所示。

表3. 我国物联网产业标准制定现状

3.2.3物联网政策

2009年，“感知中国”计划实行后，我国物联网的建设已经上升到国家战略层面。2010年起，国务院和工信部等部门开始制定并陆续发布针对物联网产业的政策，扶植物联网产业的发展，探索物联网产业链生态构建。根据中商产业研究院《2019年中国物联网行业市场前景研究报告》以及《全国及各省市物联网行业政策汇编 2019年》和网络资料，截止2019年6月，我国物联网行业的相关国家政策汇总如下表4。

表4. 我国物联网产业相关国家政策现状

3.2.4物联网应用市场

根据中国信通院《物联网白皮书（2018年）》，目前，我国很多行业在政府相关政策驱动下，形成了相关行业物联网的刚性需求，促成物联网在这些行业的快速落地，典型的包括智慧城市中各类公共事务和安全类应用。现在，政策驱动的物联网应用落地快于企业自发的物联网应用需求，而消费者自发的物联网需求慢于企业的自发需求，如图16所示。

图16. 我国民用物联网市场的整体情况

根据中国信通院《物联网白皮书（2018年）》和亿欧智库《2018中国物联网应用研究报告》，继“十二五”期间国务院、工信部、发改委等纷纷出台物联网发展指导文件，2017年1月，工信部发布《信息通信行业发展规划物联网分册（2016-2020）》，明确指出我国物联网加速进入“跨界融合、集成创新和规模化发展”的新阶段。现在，我国民用物联网主要集中在智能制造、智能物流、智能交通、智能医疗、智能建筑、智能农业、智能能源、智能零售、智能安防、智能家居等十个领域，具体见表5。

表5. 我国民用物联网十大应用领域

图17. 我国物联网市场应用距离“十三五”目标完成占比

图18. 我国物联网产业总体产业规模

图19. 我国五个物联网特色的新型工业化产业示范基地

从物联网连接数来看，我国移动的物联网连接数达到3.8亿，电信达到7419万，联通达到8423万，我国公众网络M2M连接数共计5.4亿，距十三五期末目标值完成31.8%，如图20所示。另外，NB-IoT在“十三五”上半程处于网络建设阶段，相关应用将在下半程规模推进，预计连接数将呈现加速增长态势。

图20. 我国物联网市场的连接数统计

根据中国知网于文平《2017-2018 年中国物联网发展年度报告》，2017 年以来，我国物联网数据规模及多样性持续扩大，行业生态体系逐步完善，细分领域创新成果不断涌现，产业技术和应用发展进入落地关键期。

4 军用物联网发展现状

军事物联网是以现有军用网络为基础，构建涵盖战场感知、军事训练与指挥、后勤保障、军事物流、智慧营区、故障诊断等核心军事应用的庞大网络体系。利用军事物联网，将作战相关的所有要素和作战单元进行信息化和数字化操作，完成军事应用实体之间的通信、共享和协作，最终实现全军范围内信息化作战能力的提升和效能的保障。

4.1军用物联网与民用物联网的差异

军用物联网作为应用在军事领域的物联网，最优先、最核心的问题就是明确军事需求，即是如何将其融入联合作战及其保障体系中，从而有效提升作战能力和保障效能，因此军用物联网和民用那个物联网相比，有许多特殊之处，根据蓝羽石等著《物联网军事应用》，具体表现如下图21所示的六个方面：

图21. 军用物联网和民用物联网的差异

4.2 军用物联网战时需求4.2.1未来战场的指挥与控制根据马良荔等著《物联网及其军事应用》和中国知网刘杰等《军用物联网应用及安全对策研究》、蒋源《军事物联网的需求分析》，为适应信息化条件下的联合作战，军事指挥与控制由树状垂直指挥向横向扁平化发展，可以直接作战指挥前线士兵，控制作战装备。利用军事物联网，可以建立安全、灵活、高效的一体化信息作战指挥控制系统，实现情报实时共享、策略优化决定、作战行动动态管控、作战效果精确评估。

4.2.2未来战场的情报与监视

未来战场的作战方式是以信息战为主，是继机动战、火力战等之后出现的以夺取信息权为主旨的新的作战形式。利用军事物联网，通过对己方和地方的人员动态、兵力部署、武器配备和运动状态等各类信息的监视，对战场进行实时感知，为作战指挥、兵力调遣、进攻防御、部署战场提供强大的情报服务，以供决策。

4.2.3未来战场的侦察与杀伤

未来战争的发展目标是“发现即摧毁”，强调战场侦察能力和杀伤能力。由于物联网在军事领域的广泛应用，可将传感网络的触角延伸至战场的各个角落，实现彼此独立的侦察网、通信网、指控系统、火力网的综合集成，形成一体化军事物联网。而且，指挥机构能够根据传感网络侦察所得信息，经融合分析、智能决策，自动连接到武器平台，在导航和定位技术的支撑下，追踪目标，发射武器，对目标进行重点火力、定点火力的打击杀伤，而且可依据侦察信息，评估打击效果，对下一步目标打击进行决策。

4.2.4未来军事物流与后勤保障

目前，后勤装备保证存在着资源总量不足，却在局部闲置浪费的问题。依托军事物联网，实现对后勤物资的筹划、生产、配送、接收、储存等过程的动态监控，及时调整保障计划和行动；随时获得在储、在运、在用物资的当前信息，实现从生产线、仓库到战场、单兵的全称动态监控，可在准确的地点、准确的时间向作战部队提供数量适当的装备与补给，避免多余的物资涌向作战地域；同时，可借助物流信息的深度融合与计算，预见性的做出决策，自主协调、控制组织和实施后勤保障行动，实现自适应的后勤装备保障能力。此外，还可利用物联网建立以单兵生命电子监测为基础的卫勤保障信息链，实现对伤病员的身份确认、定位搜索、动态监测和病例追溯，有针对性地做好救援准备，全面提升卫勤保障能力。

4.2全球军用物联网发展现状

根据宋航著《物联网技术及其军事应用》、蓝羽石等著《物联网军事应用》、中国知网何明等《军用物联网研究综述》和刘珊珊《军用物联网发展综述》，美国国防部较早开始启动无线传感器网络的研究，将其定位为指挥、控制、通信、计算机、打击、情报、监视、侦查（C4 KISR）系统不可缺少的一部分。2001年，美军就研制了“远程战场监控传感器系统”，“灵巧传感器网络通信系统”，作为通用的通信基础设施。2002年，美军又推进“更广阔视野”计划，用飞机抛洒微型传感器（“智能微尘”），形成无线传感器网络，全面感知战场信息，旨在通过在战场上布置大量传感器为参展人员搜集和传输信息。同年，美军开发了“战场环境侦查与监视系统”，通过“数字化路标”信息交互平台，为作战单位提供个性化的情报服务。2003年，美军开发“沙地直线”系统与“协同作战能力”项目，主要研究将无线传感器网络用于目标识别、目标分类与跟踪以及精确打击。2005年确立了“无人值守地面传感器群”项目，其主要目标是使基层部队指挥员根据需要能够将传感器灵活部署到任何区域。美海军确立了“传感器组网系统”研究项目，其核心是一套实时数据库管理系统，对从战术级到战略级的传感器信息进行管理。近年来美军又强调“网络中心战”、“行动中心战”与“传感器到射手”的作战模式，突出了无线传感器网络在感知战场态势，传送目标信息到武器装备和射手的作用。

美国国防部军需供应局已经将23个仓库纳入到一套军用物联网系统下进行管理，并对原来的42套业务和支持流程进行合并，节省了大约18亿美元的费用。美军通过“全资产可视性计划”实现了后勤保障系统对人员流、装备流、物资流的全程透明化管理，实现了“被动储备式”后勤向“主动配送式”的转变。

4.3我国军用物联网发展现状

根据中国知网刘珊珊《军用物联网发展综述》，我国对战场态势感知还处于起步阶段，但是，无线传感器网络作为物联网的重要技术，研究几乎与发达国家同步启动，同时，我国也开展物联网在战场互联网建设、作战指挥（网络化指挥、自适应指挥和分布式指挥）和防空兵精确作战等方面研究。

我国对军用物联网的军事物流应用研究也在不断的推进，构建了包括5个层次、2个体系的军事物流信息平台的体系结构框架，以从采购、运输、仓储、配送环节，实现军用物联网环境下的军事物流智能化管理。而且，基于军事物联网技术，我国研究开发应急卫生物资管理系统，对平时的存储和战士机动中的卫生物资实现了数据的自动采集、可视、跟踪、定位及合理调度的动态管理。同时我国还研究了军事仓库物联网建设。

5物联网发展前景预测5.1全球物联网发展前景预测

（1）物联网连接数到2025年将达252亿

根据美国市场研究公司Forrester预测，“万物物联”成为全球网络未来发展的重要方向，到2020 年，世界“物物互联”的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30 比1，仅在智能电网和机场防入侵系统方面的市场就有上千亿美元，如图22所示。

智能电网和机场防入侵系统方面的市场就有上千亿美元

图22. 全球物联网市场连接数到2020年预测

根据GSMA Intelligence预测，从2017年到2025年，产业物联网连接数将实现4.7倍的增长，消费物联网连接数将实现2.5倍的增长9。根据GSMA统计数据预测，2025年全球物联网设备（包括蜂窝和非蜂窝）连接数将达到252亿个。

（2）物联网设备数到2025年将达220亿台

根据前瞻产业研究院《2018-2023年中国物联网行业细分市场需求与投资机会分析报告》，2017 年以来，全球物联网设备规模、普及率和企业级应用项目呈爆发式增长，物联网解决方案渐趋成熟。2017 年全球物联网设备数量增长强劲，达84 亿台，首次超过人口数量，到2020年，活跃的物联网设备数量预计将增加到204亿台，到2025年将增加到220亿台，如图23所示。

图23. 物联网市场的设备数到2025年的预测

（3）物联网市场规模2025年将达3.9～11.1万亿美元

根据前瞻产业研究院《2018-2023年中国物联网行业细分市场需求与投资机会分析报告》，未来十年，全球物联网将实现大规模普及，年均复合增速将保持在20％左右，到2022年，全球物联网整体市场规模到2.3万亿美元，而且2023年有望达到2.8万亿美元左右，如图24所示。根据麦肯锡报告，到2025年，全球物联网市场有望在十年内实现大规模普及，市场规模或将成长至3.9 ～ 11.1 万亿美元。而且，根据市场研究公司Machina Research，从数据量来看，到2025 年，物联网将产生超过2 泽（1ZB=1万亿GB）字节的数据，主要来自于消费电子设备。

图24.2017-2023年全球物联网整体市场规模变化趋势及预测

（4）物联网安全支出到2020年将达到26亿美元

在物联网行业快速发展的背景下，物联网安全事件频发，全球物联网安全支出将不断增加，当前，基于物联网的攻击已经成为现实，根据Gartner调查，近20%的企业或者相关机构在过去三年内遭受了至少一次基于物联网的攻击。为防范安全威胁，Gartner预测2020年全球物联网安全支出将达到26亿美元，其中终端安全支出约541百万美元，网关安全支出约327百万美元，专业服务支出约589百万美元，如下图25所示。

图25. 全球物联网安全支出的预测

5.2我国物联网前景预测

（1）我国物联网连接数到2022年将达到70亿

根据前瞻产业研究院《2019年物联网行业市场研究报告》，2025年我国的授权频谱窝物联网连接数将增加到19亿左右，而且窄带物联网（NB-IOT）技术已在全国范围内部署，以支持智慧城市（如公用事业仪表）、共享单车以及智慧农业等应用。预计到2022年我国物联网连接规模达70亿，如下图26所示。

图26. 我国物联网的连接数预测

（2）我国物联网产业规模到2022年将超过2万亿元

根据前瞻产业研究院《2019年物联网行业市场研究报告》，预计到2022年，我国物联网产业规模将超过2万亿元，即21300亿元，如下图27所示。根据我国物联网行业的十三五规划，2020年我国物联网行业规模目标1.5亿元，但是根据物联网发展趋势，此目标将有望超预期完成。

图27. 我国物联网产业的规模预测

（3）我国未来将是物联网的主要市场

根据Machina Research预测，从物联网连接数来看，我国与美国、日本分别占21%、20%和7%；从物联网收入份额来看，我国与美国、日本分别占19%、22%和6%，如下图28所示，与美国不相上下，我国将引领2025 年全球物联网市场。

图28. 物联网产业到2025年的前三强市场占比统计

鸣谢：本文中参考的文献资料主要来源于中国知网，物联网产业的统计数据和预测数据主要来源于中国信息通信研究院、前瞻产业研究院、亿欧智库、物联网智库、中商产业研究院、麦肯锡、美国市场研究公司Forrester、市场研究公司Machina Research、Gartner、GSMA等智库和咨询机构，军事物联网部分资料来源于马良荔等编著的《物联网及其军事应用》、蓝羽石等编著的《物联网军事应用》和宋航编著的《物联网技术及其军事应用》，特此感谢！