【正文】 perators the Internet of Things platform of realization of advice. This paper on China tele operators development the Internet of Things business situation, problems are analyzed, and how to build in China tele operators’ the Internet of Things platform expand the Internet of Things business mode is discussed and studied.Keywords: The Internet of Things, Tele operators。 Industry application。 terminal第一章 緒論 選題背景及研究意義物聯(lián)網(wǎng)的概念是在1999年提出的，其英文名稱為The Internet of Things。由該名稱可見，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上的延伸和擴(kuò)展的一種網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信。2005年之后，ITU將物聯(lián)網(wǎng)的概念泛在化，將物聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)展為將各種信息傳感設(shè)備，如射頻識別(RFID)裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)。其目的是讓所有的物品都與網(wǎng)絡(luò)連接在一起,方便識別和管理，充分利用了網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)勢[3]。2009年初，IBM提出了智慧的地球，就是將地球上所有物品進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，通過后臺系統(tǒng)進(jìn)行智能管理。在我國很早以前某些行業(yè)也有一些類似的需求，但當(dāng)時還不具備相應(yīng)的實施條件。2009年8月，國務(wù)院總理溫家寶視察了中科院無錫微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心，也提出盡快建立中國的傳感信息中心，并形象地稱為“感知中國”中心。 因此，物聯(lián)網(wǎng)推進(jìn)工作逐步提升到日程上來。物聯(lián)網(wǎng)明確列入《國家中長期科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃（20062020年）》和2050年國家產(chǎn)業(yè)路線圖。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用十分廣泛，可以說無處不在。而物聯(lián)網(wǎng)中最主要的核心部分就是機(jī)器之間的互聯(lián)、互通，也就是俗稱的M2M（M2M：“Machine to Machine”或“Man to Machine”或“Man to Man”，即“機(jī)器對機(jī)器”或“人對機(jī)器”或“人對人”；主要是指通過“無線網(wǎng)絡(luò)”傳遞信息和后端的服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)機(jī)器對機(jī)器或人對機(jī)器的實時數(shù)據(jù)交換，也就是機(jī)器互聯(lián)、互通）。M2M應(yīng)用遍及電力、交通、工業(yè)控制、零售、公共事業(yè)管理、醫(yī)療、水利、石油等多個行業(yè)，對于車輛防盜、安全監(jiān)測、精細(xì)農(nóng)業(yè)、人員定位、醫(yī)療狀況監(jiān)控、自動售貨、公共交通管理等，M2M可以說是無所不能[4]。我國目前M2M 市場才起步，以電信運營商推動為主，產(chǎn)業(yè)鏈存在很多空白，因此有必要研究電信運營商M2M業(yè)務(wù)的發(fā)展?fàn)顩r，以對我國電信運營商M2M 業(yè)務(wù)的發(fā)展進(jìn)行更好的規(guī)劃。 研究內(nèi)容本論文著眼于電信運營商物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的現(xiàn)狀及其存在問題的研究。首先以國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，了解物聯(lián)網(wǎng)的特點及其有關(guān)技術(shù)；第二，以國外的電信運營商物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀與我國相比，通過分析國外的成功經(jīng)驗，為我國電信運營商物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展提供依據(jù)，并對我國電信運營商建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)平臺提出建議架構(gòu)。第二章 物聯(lián)網(wǎng)的概述 物聯(lián)網(wǎng)的概念物聯(lián)網(wǎng)是將各種信息傳感設(shè)備（如射頻識別(RFID)裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器）與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)，讓所有物品與網(wǎng)絡(luò)連接在一起，方便識別、管理和監(jiān)控，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)融合的應(yīng)用，最終為人們提供無所不在的全方位服務(wù)[5]。物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things) 把世界上所有的機(jī)器都納入到一張通信網(wǎng)中，并且被普遍連接,形成所謂“物聯(lián)網(wǎng)”,然后將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來,實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合，達(dá)到更加精細(xì)和動態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活,達(dá)到“智慧”狀態(tài)。M2M是物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)階段的主要體現(xiàn)，未來M2M泛在化及物聯(lián)網(wǎng)，當(dāng)M2M進(jìn)入泛在化階段（物的定義極大豐富，任何物品都可以接入網(wǎng)絡(luò)），物與物不再單一互聯(lián)而是全部融入一張網(wǎng)絡(luò)中及為物聯(lián)網(wǎng)。M2M（MachinetoMachine）作為實現(xiàn)機(jī)器與機(jī)器之間的無線通信手段，為制造業(yè)的信息化提供了一種新的解決思路。例如：在汽車上配裝采集車載信息終端、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等，實現(xiàn)車輛運行狀態(tài)監(jiān)控等；在石油設(shè)備中安裝可以采集油井工作情況信息的模塊，遠(yuǎn)程對油井設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，及時準(zhǔn)確了解油井設(shè)備工作情況；在電力設(shè)備中安裝可監(jiān)測配電網(wǎng)運行參數(shù)的模塊，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的實時監(jiān)測、控制和管理維護(hù)。在未來的“物聯(lián)網(wǎng)”時代，當(dāng)司機(jī)出現(xiàn)操作失誤時汽車會自動報警；公文包會提醒主人忘帶了什么東西；衣服會“告訴”洗衣機(jī)對顏色和水溫的要求等等。 物聯(lián)網(wǎng)的特征互聯(lián)網(wǎng)將地球變成了一個村子，而物聯(lián)網(wǎng)將之變成一個人，有感知的人，因此物聯(lián)網(wǎng)最基本的特征是擬人性，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的三個主要特征如下：l 全面的情景感知通過RFID、二維碼、無線傳感網(wǎng)、自組網(wǎng)等末端網(wǎng)絡(luò)，將管理對象的屬性信息(ID、編碼、人體特征等)、個體狀況信息(體溫、血壓、位置等)及環(huán)境信息(溫度、濕度、雨量、壓力、加速度、震動等)等信息準(zhǔn)確收集。l 無縫連接與可靠傳遞通過各種通信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將主動聯(lián)入和被動識別物體的信息實時準(zhǔn)確地傳遞出去。l 信息匯聚及智能處理利用云計算，模糊識別等各種智能計算技術(shù)，對海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理，將處理結(jié)果作為智能化服務(wù)提供給用戶，對物體實施智能化的控制?？偠灾?，IT產(chǎn)業(yè)下一階段的任務(wù)是把新一代IT技術(shù)充分運用在各行各業(yè)之中。即把感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，并且被普遍連接，形成所謂“物聯(lián)網(wǎng)”。 物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)支撐 隨著各種通信技術(shù)從平行、獨立地發(fā)展，逐步走向融合，如移動通信技術(shù)與IP網(wǎng)絡(luò)的融合；電信網(wǎng)、電視網(wǎng)、計算機(jī)網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)走向融合，形成了新一代技術(shù)－M2M技術(shù)，以實現(xiàn)人與人(MantoMan)、人與機(jī)器(MantoMachine)、機(jī)器與機(jī)器(MachinetoMachine)之間暢通無阻、隨時隨地的通信。通過M2M技術(shù)提供的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)平臺，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化城市中的信息資源共享和數(shù)據(jù)資源共享。M2M是物聯(lián)網(wǎng)(IOT)、泛在網(wǎng)(Ubiquitous Network)的技術(shù)基礎(chǔ)，目標(biāo)是使所有機(jī)器設(shè)備都具備聯(lián)網(wǎng)和通信能力，其核心理念就是“網(wǎng)絡(luò)一切(Network Everything) ”。當(dāng)前的重點是以車載通信（包括汽車、船舶等）為代表的智能信息處理和物與物（M2M）通信技術(shù)，解決其中的移動通信與網(wǎng)絡(luò)、定位、多媒體通信、導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)問題；利用RFID和傳感器網(wǎng)絡(luò)等無處不在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過RFID、傳感器網(wǎng)絡(luò)與信息通信網(wǎng)絡(luò)的無縫結(jié)合和應(yīng)用，形成一大批有示范效應(yīng)的應(yīng)用范例，形成國際一流的產(chǎn)品能力和較為完善的產(chǎn)業(yè)鏈。物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建依賴三個實體層的存在和互動。一是無所不在的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)；二是無所不在的終端單元（如RFID芯片） ；三是無所不在的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。l 物流網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)傳感器：傳感器整體在功能、成本、可靠性方面尚未成熟；正向低成本、低功耗、新型化、微型化、智能化、綜合化發(fā)展，研發(fā)側(cè)重于新材料新功能新型傳感器、MEMS、智能傳感器、多功能傳感。識別：RFID相對較為成熟，技術(shù)研發(fā)集中在遠(yuǎn)距離芯片設(shè)計與制造、低成本標(biāo)簽天線和封裝、多功能讀寫器、讀寫器協(xié)調(diào)與組網(wǎng)、嵌入式智能化系統(tǒng)集成軟件，RFID標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入到全球統(tǒng)一標(biāo)識標(biāo)準(zhǔn)爭奪的關(guān)鍵階段。GPS等位置識別技術(shù)成熟，實時定位系統(tǒng)（RTLS）發(fā)展較快并開始應(yīng)用。微機(jī)電：SoC、納米技術(shù)以及與機(jī)械或生物學(xué)科結(jié)合的MEMS和生物芯片技術(shù)是重要發(fā)展方向。MEMS器件正在向微電子部件和系統(tǒng)演變，具有自檢、自校、量程轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程設(shè)定和無線通訊等智能化功能。嵌入式系統(tǒng)：較成熟，朝型化和專業(yè)化發(fā)展。物物通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：低速低功耗近距離無線接入正研究新的物理層和MAC層技術(shù)；廣域無線接入增強技術(shù)正研究支持機(jī)器類通信的需求；Adhoc網(wǎng)絡(luò)以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為代表面向應(yīng)用定制，標(biāo)準(zhǔn)研究剛開始起步。認(rèn)知無線電和環(huán)境感知技術(shù)：總體處于研究初期。認(rèn)知無線電部分技術(shù)實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，但進(jìn)展緩慢；網(wǎng)絡(luò)環(huán)境感知方面還處于學(xué)術(shù)討論階段。物聯(lián)網(wǎng)軟件與算法：SOA已成為軟件架構(gòu)主流發(fā)展趨勢，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范正在多個國際組織中研究制定；中間件呈多樣化發(fā)展，行業(yè)應(yīng)用的高端中間件主要由IBM等國外企業(yè)掌握；面向物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模應(yīng)用的軟件與算法尚在起步。海量信息智能處理：總體處于初期發(fā)展階段。云計算方面目前正進(jìn)行通用計算服務(wù)平臺的研發(fā)，國際標(biāo)準(zhǔn)化工作剛起步，多個國際標(biāo)準(zhǔn)組織參與制定與云計算相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。l 物流網(wǎng)相關(guān)技術(shù)使用的頻率物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)國際頻率規(guī)劃情況RFID（射頻識別）低頻13 5kHz、UHF頻段433MHz和860960MHz、868/915MHz、2450MHzNFC（近距離通信）Bluetooth（藍(lán)牙）（WiFi）CC1100（無線收發(fā)器）300348MHz、400464MHz和 800928MHzIMT（移動通信）450470MHz、698960MHz、MHz、23002400MHz和2690MHzBWA（寬帶無線接入），5GHz，24GHz和26GHz 本章小結(jié)本章是物聯(lián)網(wǎng)的概述，它包括物聯(lián)網(wǎng)的概念、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的特征，然后闡述了當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。 第三章 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀與其分析 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀M2M應(yīng)用市場正在全球范圍快速增長，隨著包括通信設(shè)備、管理軟件等相關(guān)技術(shù)的深化，M2M產(chǎn)品成本的下降，M2M業(yè)務(wù)將逐漸走向成熟。目前，在美國和加拿大等國已經(jīng)實現(xiàn)安全監(jiān)測、機(jī)械服務(wù)、維修業(yè)務(wù)、自動售貨機(jī)、公共交通系統(tǒng)、車隊管理、工業(yè)流程自動化、電動機(jī)械、城市信息化等領(lǐng)域的應(yīng)用。2009年M2M模塊的全球發(fā)貨量達(dá)到4千萬片，在2013年將達(dá)到9千5百萬片。同時，全球范圍的統(tǒng)計，運營商在移動M2M上收入在2008年達(dá)到30億英鎊，而到2012年，預(yù)計達(dá)到89億英鎊。預(yù)計2010年全球傳感器市場可達(dá)600億美元以上，2035年前后，我國的傳感網(wǎng)終端將達(dá)到數(shù)千億個；到2050年，傳感器將在生活中無處不在。圖31 M2M模塊發(fā)貨量預(yù)測（單位：百萬）[6] 全球物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀物聯(lián)網(wǎng)市場的發(fā)展將分三個階段。2003 年到2009 年是物聯(lián)網(wǎng)市場的初創(chuàng)期，在這個階段內(nèi)，商業(yè)模式還處于摸索中，產(chǎn)業(yè)關(guān)注的焦點普遍存在于新生縱向市場的開拓上，傳統(tǒng)運營商占據(jù)主導(dǎo)地位，在為行業(yè)客戶提供定制個性化解決方案中，運營商的移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)具有無可比擬的優(yōu)勢。隨著第二階段的到來，縱向市場將被打破，橫向市場將得到發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商將成為新的經(jīng)濟(jì)增長點，越來越多的網(wǎng)絡(luò)類型都將應(yīng)用于解決方案當(dāng)中，服務(wù)提供商將飛速增加。第三個階段是成熟階段，家庭和個人應(yīng)用將成為物聯(lián)網(wǎng)的主要力量，產(chǎn)業(yè)鏈將整合，發(fā)展模式將簡化。目前全球市場屬于第一階段與第二階段的中間段，已經(jīng)出現(xiàn)了Jasper Wireless 和Wyless 這樣的全球化的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商，而傳統(tǒng)電信運營商仍處于主導(dǎo)地位，應(yīng)用客戶也以企業(yè)客戶為主。 中國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀隨著信息化建設(shè)的深入推進(jìn)，很多物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)也從中收益，很多政府部門和企業(yè)就是采用物聯(lián)網(wǎng)方案實現(xiàn)信息化，應(yīng)用涉及到石化、零售、物流、水利、醫(yī)療、汽車等行業(yè)?？梢钥闯?，我國近幾年物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用發(fā)展迅速，以GPS 技術(shù)或者有線網(wǎng)絡(luò)為主，而基于移動通信應(yīng)用則較少。目前階段還是以政府和企業(yè)應(yīng)用為主，雖然使用相應(yīng)業(yè)務(wù)的部門和企業(yè)不一定將其看作是物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，而只看作是單獨的行業(yè)信息化應(yīng)用，但是確實推動了我國物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場的發(fā)展。與國外的產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r相比，產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)有所缺失，特別是物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商等重要的環(huán)節(jié)。這說明，雖然我國物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用市場已經(jīng)初具規(guī)模，但產(chǎn)業(yè)還比較零散，市場尚處于摸索階段，未來還有很長的路要走。目前我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢環(huán)節(jié)有電信運營商、系統(tǒng)集成商和通信模塊商。 電信運營商物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮，是一個全新的技術(shù)領(lǐng)域，全球?qū)⒂?億9千萬的機(jī)器設(shè)備將于2012年通過物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接和共享信息[7]。就當(dāng)前而言，計算機(jī)和手持設(shè)備是IT的主體，主要是上圖中的內(nèi)圈設(shè)備。外圈中的物體的數(shù)量規(guī)模龐大，在未來將從各個維度從后臺支撐人類的IT需求，物聯(lián)網(wǎng)給IT和通信帶來了廣闊的新市場。面對物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，全球主要運營商都從組織保障、產(chǎn)業(yè)鏈合作、業(yè)務(wù)應(yīng)用開發(fā)與服務(wù)方面加快了整體性布局和探索。 OrangeOrange公司是法國電信子公司，2004年，Orange開始進(jìn)入M2M市場，是最早開始關(guān)注M2M的運營商之一，并推出了M2M Connect、Cell ID等多項M2M業(yè)務(wù)，目前在已經(jīng)擁有超過110萬的M2M SIM卡。比利時子公司Mobistar是Orange的M2M業(yè)務(wù)推廣主力，OrangeMobistar業(yè)務(wù)范圍內(nèi)開放國際M2M中心（IMC），IMC集咨詢、技術(shù)創(chuàng)新、項目管理和系統(tǒng)集成為一身，提供全球M2M連接服務(wù)和實時解決方案。 VodafoneV