我国智能物联网应用现状、问题对策与未来展望

□ 文 陈福炯 侯静怡

0 引言

当前，数字化、信息化、网络化、智能化正加速融合应用到生产、生活等各种场景中。在万物互联的物联网时代，海量连接产生的交互及数据分析需求促使物联网与人工智能（AI：Artificial Intelligence）的更深融合，使人类开启了智能物联网（AIoT：Artificial Intelligence Internet of Things）时代。

智能物联网（AIoT）一般是指在监控、互动、连接情境下，通过各种传感器实时采集各类海量信息，在设备终端、边缘端、云端通过AI、机器学习对数据进行智能处理、智能分析和智能控制：包括智能传感、定位、比对、预测、调度等，是人工智能与物联网的协同应用。

1 我国智能物联网的应用现状

2015年起，随着物联网技术发展迭代，中国物联网连接量开始突飞猛进，2018年逼近30亿，年复合增长率高达67%。根据艾瑞咨询研究报告预测，到2025年中国物联网连接量将增至200亿。

AIoT是个综合性大市场，目前主要包括云计算企业、AI公司、SI公司（System Integration：系统集成）、IoT公司。云计算企业与AI公司擅长于大数据分析、智能化识别等人工智能技术前沿研发；而系统集成SI公司、物联网IoT公司则在整合技术、服务顾客、理解市场需求上有优势。随着技术逐渐成熟，带来硬件、软件、平台、AI算法成本降低，物联网终端数量规模化效应、多样化特征逐渐凸显，AIoT市场正逐渐由企业主导的供给驱动转变为客户主导的需求驱动。从应用场景看，智能物联网目前主要用于家庭居住场景、建筑人居场景、产业场景、智慧城市场景。

1.1 家庭居住领域

智能物联网应用于家庭居住领域主要得益于机器智能能够分析人的行为习惯、适应人的偏向爱好、便利人的居住生活等方面。以人与产品、产品与平台、平台与人的交互方式，通过智能系统采集、分析人的行为方式，应用、便利人类生活。对场景中人的行为方式进行采集、分析、决策、应用不仅依靠各个智能系统或智能终端，而且还依赖于整个AIoT系统与系统整体解决方案来完成家庭居住场景智能化应用。

目前，适应家庭居住场景的智能物联网系统主要包括三个层次：即感知层、平台层与智能系统层，主要包括硬件感知设备、软硬件平台系统、智能系统与用户数据等。硬件感知设备主要包括智能的灯具、电器、网关、音箱、手机等室内智能感知设备，以及信息大屏、智能摄像头、闸机、巡检机器人等室外智能感知设备；软硬件平台主要包括设备管理、连接管理、应用使能平台、大数据分析平台等来实现入住与办公管理、设备管理、能耗管理、数据管理、远程维护等智能化功能；智能系统主要由智能照明与厨卫、智能安防与暖通、智能化影音与娱乐等智能化应用组成；用户数据是智能物联网智能化应用的重要实现来源，主要包括身份信息、生活习惯、消费习惯、个性化场景等内容。

1.2 建筑人居领域

智能物联网在建筑人居领域的主要应用场景有社区、地产、酒店、长短租楼宇、商务楼宇、办公楼宇、产业园区等，主要注重的方面有：人的行为模式与使用体验；安全与防灾预警；节约能耗、人力和时间成本；提高工作效率。

智能物联网在建筑人居领域的应用主要包括门禁考勤、入住手续、智能迎宾、机器人服务、智慧停车、智能电梯、感应节能、智能监控、AR全景管理等。建筑人居领域的应用非标准化程度越来越高，今后需要从终端硬件、管理与优化、系统平台搭建、软件开发、施工等方面来保障与改善。

1.3 产业领域

智能物联网在产业领域的应用主要集中于在农业和工业领域。学者龚琴指出依靠智能物联网技术实现农情监测与农信采集，以便实现农业精准化管理，实现农业互联互通共享，对自然灾害的预警和监测等，以全面提高农业信息化水平。智能物联网AIoT技术主要应用于现代农业中的农情监测、设施农业、农产品流通、食品安全追溯等多个方面。

智能物联网在工业物联网领域典型应用于设备健康管理、数据实时在线、设备远程监控、调试、控制、执行与维护，能耗节能分析，多工厂、多工序、多设备情境下的并联调度减排，工业视觉检测，产品编码、仪表读数、标签等信息识别、高速动态下多点目标定位，库位优化、最优出库、子仓协同、异常订单处理等仓储物流功能执行，工作人员行为规范检测、通过巡检机器人对异常或危险状况监控等方面。

1.4 智慧城市领域

智能物联网为智慧城市实现信息采集、分析处理、控制优化，为多部门协调、控制、管理智慧城市提供重要实现手段，提升和赋能城市精细化管理的效率。智能物联网赋能智慧城市管理能够实现场景分析、人流车流分析、异常预测、优化调度等智能分析，以及依靠公安、城管、市政、环保、交通、建设、科技、水务、工商、国土、旅游、园林等多部门协同行政，来实现对城市大数据分析、城市诊断、城市安全、市政管理、交通分析与调度、能源管理、公共服务、社区服务、民生服务、突发事件响应、综合指挥、应急避险等智慧城市职能的应用与管理。

2 我国智能物联网应用中存在的问题与对策

2.1 应用场景存在局限

虽然目前智能物联网已经在许多应用场景中实现了广泛落地，但是仍仅主要限于上述四类应用场景，且具体应用场景也存在局限性。而物联网应用范围与具体场景绝不止限于目前布局的应用场景，因此扩展物联网与智能化物联网的应用范围、应用领域与应用场景是未来发展的必然趋势。

今后，随着基础硬件设备与智能硬件设施的逐步发展与完善，特别是AI技术、云计算、大数据分析、系统集成能力、平台开发水平等不断提升的联动配合，要不断扩展智能物联网的具体应用场景和应用领域，不仅在改善人居、建筑、市政、产业等生产、生活、公共服务领域方面，还要在各应用领域内不断扩展具体应用场景广度与深度，不断提升科技改变未来、智能塑造生活、信息改造生产、数字赋能服务的发展内涵。

2.2 智能化技术水平与应用水平不高

AI技术诞生的时间不长，虽然有一些技术设备实现了商用，但大部分技术仍停留在理论与实验阶段，距离大规模的商业化应用与开发阶段尚远，我们已经步入数字化、网络化、信息化发展阶段，但是距离步入物联网时代、智能化时代的阶段还不是数年、十数年能够完成的任务，可能还需要数十年才能够实现。物联网大规模商业化应用与技术开发也不是一朝一夕的事情，需要不断提升智能化技术水平与应用水平，以改善应用效能。

今后，要加大终端、软件、平台、系统、A I 技术等智能软硬件技术与系统的更新与升级，不断加大智能化改造投入和提升智能化应用水平，扩大物联网智能化应用场景的广度与深度，实现物联网系统在数字化、信息化、网络化与智能化方面的深度融合。

2.3 标准程度低，规范和安全防范不足

由于智能物联网系统复杂、机构混杂，涉及领域广泛、应用场景众多、设备数量众多、项目差异化程度高等原因，导致目前智能物联网领域的标准化程度低，市场亟需标准化、规范化的生产供应体系，应用端的安全风险也很大，亟需破解和消除。另外，由众多头部企业和各类型机构构成的网络化相互合作生态，促进了智能物联网AIoT丰富的商业化应用，也导致行业标准与规范化不足，海量智能物联网设备的安全隐患问题较为突出。

今后，要加强行业标准、国家标准、国际标准与规范的制定出台与实施应用，促进物联网终端与平台、平台与系统、系统与综合解决方案等实现互认兼容，提升系统安全技术水平，早日建成系统安全、规范健全与全面兼容的智能化物联网应用系统。

3 我国智能物联网应用的未来展望

3.1 实现智能物联网应用规模的快速扩大

AIoT对实体经济的融合应用与赋能，使AIoT拥有十万亿级的未来市场发展空间。2019年，我国AIoT市场规模近4000亿元，据艾瑞咨询预测，2022年AIoT预计市场规模将超7500亿元。2019年物联网连接量达45亿，2025年将增至200亿左右。仅智慧城市领域，到2025年广义城市软件平台市场将达3000亿元，狭义政务软件平台市场将达600亿元，将集中在城市大数据、城市运营、交通、安防等9大领域实现重点增长。到2025年，引入城市大脑等智能运营系统的城市将超过300个，超220个城市公共停车系统将初步实现智能化，超130个城市的智能管网、智能电网等智能基础设施体系将逐步布局铺设，我国超过45%城市公共摄像头属于前端智能。在工业领域，车联网（V2X）汽车保有量将达14%，智能移动机器人（AGV）出货量将超4万台，约7万家工厂使用AIoT应用。在建筑人居类应用场景领域，全国90%的社区将采用智能车牌识别系统，超1275万套住宅采用前装智能模式，超4460万居民受益。在家庭居住领域，2025年，65%以上中国家庭拥有AI管家，一户家庭可以拥有10台具备AI感知能力的设备。

随着AIoT深入发展，将产生大量新建与改造的机会，并将解决方案模块化、标准化，开辟新增长空间，终局将形成以几大生态巨头为“核心者”、众多设备、软件、系统、平台等支持厂商支撑、助力、赋能几大整体方案解决企业的产业生态圈。未来，AIoT技术成熟也将催生更大的焦点关注、投融资数量和金额。

3.2 实现智能物联网应用领域的不断拓展

物联网能够实现万物互联，按照较终极的设想，未来的未来，可能会实现万亿级别的物联网设备、终端的互联互通。不仅仅包括家庭居住、家居家电、家用设备、建筑设备、商业服务、产业设备、市政管理等，甚至人体、动物、一草一木通过装上诸如传感器、终端控制设备等都可以连入物联网。

在家庭居住领域，要提升物联网设备的智能化应用水平的广度和深度，扩大接入设备范围，提升智能化物联网设备的技术水平，不断改善用户体验与便捷性。

在建筑人居领域，要加大扩展物联网设备的应用范围，开发智能化物联网供给端、应用端设备、系统与平台，不断实现效率提升与成本节约。同时，不断提升商业建筑设施的智能化水平、环保性、节能性要求，提升商业化建筑楼宇的智能化服务效率、效能与水平。

在产业领域，首先，要不断适应农村、农民、农业对智能物联网设备、技术、平台的使用需求，加快扩展智能物联网设备、技术、平台在农村、农民、农业中的使用范围。其次，在工业领域，从工业自动化、到工业数字化、信息化、网络化，再到工业物联网的智能化，要不断研发新的AI与物联网设备、技术、系统，扩展具体应用场景，提高网络化、智能化水平。最后，还要适应服务业对于智能物联网的迫切应用需求，不断提升智能物联网在教育、医疗、科技研发、交通运输物流、广电传媒、金融保险、信息通讯等服务产业的应用范围和应用水平。

在智慧城市领域，要大力提升智慧城市、行政职能、城市管理的数字化、信息化、网络化、智能化水平，实现融合发展，实现各行政部门的职能互补、协同配合、数据共享、信息同步、智能分析，不断完善公共服务与系统安全。

3.3 实现智能物联网应用技术水平的不断提升

AIoT系统复杂，任何厂商都不可能单独完成，需要云计算公司、AI公司、SI公司、IoT公司四方共同参与建设。

首先，云是AIoT的最佳商业化载体，立足于接入、智能分析和生态环节的智能云服务成为云计算发展的重要方向。目前感知智能推广迅速，然而能够辅助决策的认知智能技术发展仍然十分有限。未来，云计算公司要重点解决智能计算、智能分析、智能决策、智能控制、智能执行等认知智能技术。

其次，AI公司已成为独立软件开发商（ISV）中的新锐，拥有了大规模前沿算法开发能力，以窄技术链接大范围应用市场。未来，AI公司要着重开发应用于更广范围、服务于更多场景的智能化设备和技术，加速A I 技术落地，扩展AI技术覆盖面、适用领域和地区范围。

同时，SI 公司（System Integration：系统集成）立足于全环节完整的系统集成与实施服务的系统集成公司直面客户对AIoT服务能力提出的新要求，今后，这些公司要加大系统集成、软件开发、平台搭建等业务，力求在产品输出方面为终端用户提供更理想、更流畅、更便捷的物联网智能化体验。

最后，最活跃的市场参与者、以实现万物智能为主要目标的物联网IoT公司拥有庞大连接量，今后，要重点关注智能化技术应用，不断整合智能化应用技术，加大自主创新力度，研发更广应用范围、更强处理能力的智能物联网设备、软件与系统。

4 结论

物联网的发展目标是实现万物互联。在未来，或许有兆亿级的物联网设备与终端，通过软件与平台、系统化集成模块与智能化技术模块，接入物联网。不仅仅局限于最早联网的电脑、智能手机等几十亿个互联网设备终端能接入物联网，也包括家居、家具、家电等家庭居住类应用场景，以及社区、地产、酒店、长短租楼宇、商务楼宇、办公楼宇、产业园区等建筑人居类应用场景，农业、工业、服务业等产业物联网应用场景和城市交通、人流、市政等智慧城市管理应用场景。在这些应用场景中的智能化终端设备都能接入物联网，甚至人体、动物、一草一木都能通过智能化感知设备而接入物联网。未来，伴随着物联网技术、AI技术、以及二者融合应用产生的智能物联网应用技术的进一步发展，人类有望从当前的信息化、数字化、网络化时代而逐步迈入物联网、智能化时代。而且随着量子技术研究开发的逐步成熟与商业化应用，人类有望逐渐步入量子时代，未来借助于量子计算机高效运算能力、量子通信技术的高速传播能力等量子技术发展，更有望让未来拥有兆亿级体量的智能物联网系统实现超大规模、更广范围的商业化应用。■