十四五,物联网行业将迎来爆发式增长

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十四五,物联网行业将迎来爆发式增长,第1张

引言:

近年来,作为前沿技术之一,物联网可谓是赚足了眼球。随着世界各国研究人员对物联网的技术研发日益深入,物联网技术也不断发展成熟,并不断渗透到各个细分行业中。为推动物联网技术深度融入各个领域,我国各有关部门已经出台了一系列政策,其中就包括《面向智慧城市的物联网技术应用指南》等文件。“十四五”规划虽还未全面公开,但是根据中项网行业信息整理分析,物联网行业将在十四五期间迎来大爆发。

物联网概念的由来及发展

物联网(Internet of Things,IoT)一词,最早于1991年由麻省理工的教授提出。在1995年比尔盖茨撰写的《未来之路》一书中也有所提及。1999年,麻省理工学院自动识别中心的Kevin Ashton教授将RFID及传感器应用于日常生活,将物品标记应用,提出“万物皆可通过网络互联”,阐明了物联网的基本含义。根据“物联网“的英文名称:Internet of things(IoT),顾名思义,就是物物相连的互联网,其实它还有一个名称,就是传感网,是指这有两层意思:其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网的活点定义是利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起,形成人与物、物与物相联,实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。

物联网已广泛应用于各行各业,正不断向“高价晋级“

目前物联网应用已经遍布各个行业,预计将为数十亿日常物品提供连接和智能,而且它已经在各个领域广泛部署,即:可穿戴设备、智能家居、医疗保健、智慧城市、农业、工业自动化等。

未来物联网将会更加广泛的应用于不同行业和领域中,从简单的状态检测和自动化,向高阶的综合调度和智能化决策等方向演进:

物联网行业竞争即将到白热化阶段,技术突破成为行业痛点

目前,在物联网行业,广为人知的主要是华为、阿里等Top10的企业。然后实际上,在物联网领域做的比较好的企业已经有上百家,还有其他大大小小的新进去企业和独角兽公司等,由此可见物联网行业竞争已经到了白热化阶段。物联网作为新一代信息技术的高度集成和综合运用,通过智能传感器、多媒体采集、专网、5G、云计算、大数据等技术,在疫情科学防控、企业复工复产等方面发挥支撑作用,接口融合问题将是物联网行业面临的最大的技术难点和痛点。

“十四五“—物联网真正的爆发期

根据国际调研机构Strategy Analytics发布的《全球联网和物联网设备预测更新》,截至2018年底,全球联网设备数量已经达到220亿。在华为的预测中,到2025年,物联网设备的数量也将接近1000亿个,每小时会有200万个传感器被部署。

根据中项网近五年项目及招投标信息汇总分析,2020年物联网相关项目数量呈直线上升,未来物联网市场上涨空间可观,预计到2025年国内物联网市场规模将突破6万亿,年均复合增长率将达25%。

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物联网的发展前景很不错,具体如下:

1更安全的保护措施。在新技术出现之初,它的技术力量几乎都集中在创新上,导致监管水平低下,这就使业界的兴奋、激进和政策、监管的滞后常常形成鲜明的对比。由于物联网设备和基础设施的价格下降,企业在物联网设备上的应用也越来越普遍,这种创新和应用一旦普及,各种新技术的风险也突显出来。

2更普遍使用智能消费品设备。IoT所覆盖的行业人群广泛,从智慧交通、智能物流、医疗、农业、能源等行业应用,到私人智能家居、个人、智能汽车等应用,无论是降低成本,还是提高中国居民的生活质量,都将是中国居民生活质量的巨大提升。

我国物联网,年复合增长率超过25%

2016年6月,科技研究机构国际数据公司IDC表示,到2020年,全球物联网的市场将达到17万亿,从2014年的6558亿美元,以每年年复合增长率169%的速率快速攀升。物联网的整个市场形态,正在不断地呈现出新的玩家、新的商业模式以及各种各样的产品以及解决方案。

2017年9月13日,中国经济信息社在无锡发布的《2016-2017年中国物联网发展年度报告》中显示,中国已经形成了包括芯片和元器件、设备、软件、系统集成、电信运营、物联网服务等较为完善的物联网产业链。已部署的机器到机器终端数量突破1亿,物联网产业规模已从2009年的1700亿元跃升至2016年超过9300亿元,年复合增长率超过25%。

当然,这仅仅是整个国内物联网市场的一个缩影。随着移动互联网时代逐渐开始向万物互联时代转变,无论是工业、农业、制造业,物联网都正在成为一种划时代的革命性技术。

医疗,物联网的必争之地

医疗,这个与人类生存息息相关的行业,同样也有理由实现互联互通。

医疗改革的不断推进,迫使医疗机构的内部建设、经营管理在医院运行中的地位越来越高。在此背景下,医院要想进一步提高医疗质量,降低服务成本,提高医疗服务质量,就应该以确切的疗效和无微不至的服务来树立自己的品牌,以品牌的提升来带动医院的全面发展,维护医院正面形象,避免医患冲突。通过精细化运营管理,降低服务成本,让医院长久持续地发展。

因此,人财物的管理必然要更加精细化,以最低的成本提供最优质的服务。

物联网技术的出现,能够帮助医院实现对医疗对象(如医生、护士、病人、设备、物资、药物等)的智能化感知和处理,支持医院内部医疗信息、设备信息、药品信息、人员信息、管理信息的数字化采集、处理、存储、传输等。帮助医院实现解决医疗平台支撑薄弱、医疗服务水平整体较低、医疗安全生产隐患、医疗管理成本高等问题。

简单来说,物联网既提升了医疗服务水平,也帮助医院实现了开源节流。

埃森哲(Accenture)在2017年发布的《2017年医疗物联网调查》中指出,到2020年,物联网在医疗领域的市场价值将达到1630亿美元,2015年至2020年间复合年增长率为381%。

报告显示,当今的医疗机构对于IoHT解决方案的投资比例,正随着IT预算的整体规模而增加。IT预算总额低于2600万美元的医疗机构,将其预算的58%用于投资物联网;预算总额为2600万-5000万美元的医疗机构,投资比例为96%;预算总额为5100万-1亿美元者,投资比例为104%;预算总额为1亿-2亿美元者,投资比例为126%;预算总额超过2亿美元者,投资比例则达到了137%。

国家智慧医疗评价指标体系的构建与物联网应用场景

2016年8月,中国医院杂志发表了一篇《国家智慧医疗评价指标体系的构建》的研究文章。该研究项目组受国家卫生计生委规划信息司委托,采用德尔菲法建立一套科学的国家智慧医疗评价指标体系。用于综合评价医院的智慧应用于管理水平,指导和促进医疗机构的智慧应用与建设。

参与咨询的专家主要来自信息化程度较高的三级医疗机构长期从事医院管理、卫生信息管理的管理者,专家权威系数较高。经过两轮咨询,专家在评价指标体系的构成及权重系数上基本达成一致。目前该评价指标体系已经在北京、上海、广东、浙江、江西、内蒙古、河北、黑龙江等多个省份开始进行内部测评。

其中标黄的部分为医疗物联网企业的潜在切入场景

在智慧医疗评估体系中,与医疗物联网应用场景相关的二级指标主要为基础设施(0764)、智慧患者(0237)、智慧管理(含行政、业务)(0130)、智慧护理(0085)、智慧后勤(0036)和智慧保障(0142)。根据这些信息,我们能够判断出物联网企业发力重点应该为两个方面,一是围绕患者服务为中心的护理、后勤和基础设施;二是围绕医院人财物为中心的保障和行政业务管理。

事实果真是这样吗?

无锡,中国物联网起航之城

为了解目前医疗物联网的落地场景,动脉网整理和分析了国内的24家知名医疗物联网企业。

从图表中的数据发现,目前国内物联网企业最为集中的地方分别是北京、杭州、深圳和无锡。北京、深圳、杭州作为国内互联网企业最为集中的几个地区,并不让人意外。值得一提是无锡,这个有着“中国物联网起航之城”称号的城市。

从上世纪70年代起,无锡就开始引进半导体产业,在90年代,无锡实施了国家“908”工程。迄今,无锡已形成完整的IC设计、制造、封测产业链,是仅次于上海的中国IC产业产值第二大城市。

也正是由于IC产业是物联网产业链中不可或缺的一环,因此近年来,大量无锡IC设计企业将研发方向转入传感及RFID领域。几乎所有的设计企业都与物联网的配套相关,良好的IC产业基础使无锡成为物联网产业的天然襁褓。

在这24家企业中,本文整理出了14个医疗物联网的应用场景。分别是体征监测(心电、血糖、睡眠质量等)、移动护理(移动查房)、人员管理(护理人员定位、婴儿防盗、老人定位等)、输液管理、资产管理(血液管理、器械管理、高值耗材管理等)、远程转诊会诊、报警求助、手术室管理、环境监控(PM25、温湿度、光照等)、院内导航、标本送检、药品管理、冷链管理以及床旁交互。

根据应用场景的不同特性,本文将这14个场景分为两大属性,分别是医疗服务需求和成本控制需求。正如我们之前预料的那样,围绕患者服务为中心的护理、后勤和基础设施。以及围绕医院人财物为中心的保障和行政业务管理是物联网企业在医疗的落地重点。以下为这两种需求的分布图(仅供参考):

由图可知,目前医院对于物联网的需求基本重点放在了提升医疗服务质量上。而成本控制方面,包括设备管理、耗材管理等应用还相对较少。

由于设备和耗材管理并不能为医院非常直观地反映成本控制的效果。再加上药品零差率和医疗付费方式改革,让医院不太愿意再在医疗器械等环节加大投入,所以这也导致了医院对于这方面的物联网应用热情度不高。但长期来看,医院通过物联网实现资产管理是必然的趋势,但仍然需要一定的接受时间。

针对体征监测、移动护理、人员管理、输液管理和资产管理这5大重点领域,本文分别采用了具体案例,来详细说明它们的真实落地情况。

4大应用场景落地案例

体征监测

随着医院重症病人、传染病人和发热病人的不断增加,护理人员需要频繁测量体温、脉搏等生命体征。传统测量体温等生命体征的方法和数据记录方法,不仅时间长、效率低,而且测量工作也费时费力。

物联网体温标签,采用物联网技术,对病人体温实现实时、连续、自动采集,变传统的体温测量为体温监护,为医院提供简约、智能的体温监测方案。

1、可连续采集,变体温测量为体温监护,第一时间发现病情拐点

2、24小时实时显示,提供体温信息可视化界面。

人员定位

基于物联网技术的人员定位管理系统,是Wi-Fi技术和RFID技术在医疗行业的典型应用。通过加强对特殊患者位置及动态的监管,能够真正做到“以患者管理为中心”。

该系统实现了对医院各类人群的精细化和智能化管理,精确的RoomLevel级和BedLevel级定位服务、自定义事件机制及多样化提醒方式,更加切合医院实际应用场景,物联网产生的感知信息丰富医疗信息数据的同时也为医护人员的日常工作带来极大的便利。

常见定位人员包含:医生、护士、病患、新生儿以及发送人员等其他医务工作者。

此外,三甲医院的新生儿普遍较多,如果不采用有效的标识,往往会造成婴儿错抱及婴儿被盗等问题,给医院及婴儿家庭带来灾难性的后果。

该婴儿防盗系统通过为婴儿和母亲佩戴有源的RFID远距离标签,实现母亲和婴儿的匹配。其中,母婴身份信息匹配管理功能包含在母亲标签中,婴儿标签一旦被佩戴至婴儿脚踝后,(未经允许) 私自取下,系统将自动产生报警信息。同时,系统可在婴儿活动空间内布置物联网AP用于采集婴儿的信息。配合在病区出入口安装出口监视器,从而实现对婴儿全方位,全时段的24小时监控。

输液管理

作为国家重点大学研究型附属医院的中山医院,每年门急诊量达280万余人次,收住病人6万人次。如此巨大的患者量,给医院的医护人员带来了极大的服务压力。对此,医院希望用物联网技术来帮助护士减轻工作量。

中山医院信息科的相关人员希望搭建一个部署简单、不绑定业务软件厂商的物联网平台,既能稳定支撑业务系统,又可以和现有的无线网络无缝对接的物联网方案。

由于这套系统可以实时监测输液余量,因此医护人员在工作中可以根据屏幕显示输液量,做到提前备药,提前换液。一旦出现某个病人输液速度过快的情况,系统便会自动报警,让医护人员实时掌握输液滴速,保证输液安全。

中山医院护理部主任表示:“过去,我们一直在寻求能提升护理质量和护理安全的好方法。使用了这套全闭环输液管理系统,既缩短了护理工作中输液所占用的时间,同时也极大程度规避了医疗风险事件,有效提升了患者的就医满意度。如今,工作轻松很多,呼叫铃声也变得很少,病区很安静,病人也比较满意,一切都变得井然有序。”

资产管理

过去医院的高值耗材,设备科发出去给科室,并不知道科室到底用在哪一位病人身上,是用了还是丢了。但如果引进物联网之后,就能形成一个全流程的闭环管理。比如耗材是在哪个科室申请的,哪个供应商供应的,采购价格是多少,进入库房之后,被哪个科室领用走了,最后用到哪个病人身上,医院都能一清二楚,因为这些信息都被系统一一记录在案。

在医疗设备方面,现阶段三甲医院固定资产较多,却少有医院能有准确的数据。财务科与设备科的报表差异大,在业内来看却十分正常。

某三甲医院院长称:“我们以前用的条码管理,每年盘点也至少要2个月,有些条码污损还读不出来,而且条码信息量比较少,不能确保数据准确,如果用上RFID电子标签读取,信息量会很完善,全程可追溯,估计1周就能全部完成。”

过去,医院在总体效益好的时候会倾向于增购设备。但在精细化管理之后,医院设备科会先对每台设备的效益进行分析,如果发现其中某台设备的使用率较低,那么就意味着,医院并不需要再购买新的设备,只需要提高这台设备的利用率即可。

很多时候医院修一套设备,比买台新的还贵,因为没参考数据。现在管理人员通过物联网平台,买设备的费用、设备的营收、维修的花销,整个产品的利用曲线都能了如指掌。

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行业主要企业:大富科技(300134)、梦网集团(002123)、共进股份(603118)、胜宏科技(300476)、润和软件(300339)、立昂技术(300603)

本文核心数据:中国物联网市场规模、中国物联网区域竞争情况

行业概况

1、定义

所谓“物联网”(Internet of

Things,IOT),又称传感网,指的是将各种信息传感设备,如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网连接起来并形成一个可以实现智能化识别和可管理的网络。

早期的物联网是指依托射频识别技术的物流网络,随着技术和应用的发展,物联网的内涵已经发生了较大的变化。现阶段,物联网是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的各种信息传感设备,通过网络设施实现信息传输、协同和处理,从而实现广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的互联。物联网依托多种信息获取技术,包括传感器、射频识别(RFID)、二维码、多媒体采集技术等。物联网的几个关键环节可以归纳为“感知、传输、处理”。

2、产业链剖析:共有四大层面

所谓产业链,是以生产相同或相近产品的企业集合所在产业为单位形成的价值链,是承担着不同的价值创造职能的相互联系的产业围绕核心产业,通过对信息流、物流、资金流的控制,在采购原材料、制成中间产品以及最终产品、通过销售网络把产品送到消费者手中的过程中形成的由供应商、制造商、分销商、零售商、最终用户构成的一个功能链结构模式。

从产业链条来看,物联网的产业链条由上而下可以分为感知层、传输层、平台层和应用层四个层级。

自2018年中美贸易摩擦以来,美国加大了对中国高新技术出口的限制,不断扩大实体清单,影响了中国一些科技主导型企业的发展,这从侧面警示了中国在全球供应链中地位的脆弱性。物联网通过传感器把物理世界与数字世界联系起来,实现物与物、物与人的泛在连接,实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。其中传感器作为数据采集的源头,已经成为各种应用能力所需的数据来源所在。目前中国国内也涌现出了一些传感器芯片重点生产企业,如:高德红外、西人马、士兰微、敏芯微电子、博通、全志科技、大唐微电子、复旦微电子等。

行业发展历程:处于市场验证期

物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等 信息传感设备,按约定的协议,把任何物体与因特网连接起来,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。物联网发 展历史悠久,可分为三个阶段:

行业政策背景:政策大力推进

“十三五”以来,国家重视物联网产业建设及物联网成果应用,出台多度政策意见来推动物联网产业发展。在“十三五”以来发布的行业政策中,以推动物联网成果应用为主,利用物联网技术加强信息交换、提高监督管理水平等。

根据最新发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》,在“十四五”期间,明确新基建,还要让5G用户普及率提高到56%。并且5次提到关于物联网的规划发展,除了划定数字经济的7大重点产业外,其余4次提到的场合均体现出对物联网发展重点的表述。

十四五规划中划定了7大数字经济重点产业,包括云计算、大数据、物联网、工业互联网、区块链、人工智能、虚拟现实和增强现实,这7大产业也将承担起数字经济核心产业增加值占GDP超过10%目标的重任。

发展现状

1、中国物联网连接数快速增长

全球物联网仍保持高速增长。物联网领域仍具备巨大的发展空间,根据GSMA发布的《The mobile economy

2020(2020年移动经济)》报告显示,2019年全球物联网总连接数达到120亿,预计到2025年,全球物联网总连接数规模将达到246亿,年复合增长率高达13%。我国物联网连接数全球占比高达30%,2019年我国的物联网连接数363亿。而根据2021年9月世界物联网大会上的数据,2020年末,我国物联网的数量已经达到453亿个,预计2025年能够超过80亿个。

2、应用层与平台层价值最高

从产业链价值分布看,应用层和平台层贡献最大的附加值,分别占到35%左右,传输连接层虽然重要,但产值规模较小;底层的感知层元器件由于种类众多,产业价值也较大,占到20%左右。

3、传输层产业结构中传输层占比最高

根据赛迪发布的《2019-2021年中国物联网市场预测与展望数据》,物联网的传输层依旧位居最大份额;随着大规模地方性物联网政策的落实陆续完成,支撑层增长速度放缓;而随着各领域市场需求的释放,平台层、应用层市场增长速度将持续呈上升趋势。

4、中国物联网市场规模突破25万亿

目前,物联网已较为成熟地运用于安防监控、智能交通、智能电网、智能物流等。近几年来,在各地政府的大力推广扶持下,物联网产业逐步壮大。再加之近几年厂商对物联网这一概念的普及,民众对物联网的认知程度不断提高,使得我国物联网市场规模整体呈快速上升的趋势。2019年我国物联网市场规模约在176万亿元左右,2020年根据赛迪公布的数据,我国物联网市场规模约达到214万亿元左右;预计未来三年,中国物联网市场规模仍将保持18%以上的增长速度。中国物联网市场投资前景巨大,发展迅速,在各行各业的应用不断深化,将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式。

行业竞争格局

1、区域竞争:北京物联网相关项目最多

截至2021年5月底,工信部共公开2批《物联网关键技术与平台创新类、集成创新与融合应用类项目公示名单》,前瞻结合2批的项目名单分析,目前中国物联网关键技术与平台创新类、集成创新与融合应用类项目主要集中在北京、浙江、广东和山东,其项目数分别为39个、24个、22个、20个。

2、企业竞争:以龙头企业间的竞争为主

《2021年中国物联网企业发展指数报告》于2021年10月29日发布,报告从动态角度评估物联网产业链各公司发展状况,围绕企业影响力、资金支持、研发技术能力、发展成效等多维度能力进行分析,剖析中国物联网企业的成就和面临的挑战,并总结中国物联网企业的发展情况及市场参与者竞争实力,试图发掘物联网行业业务实力强、成长性好以及竞争壁垒高的优秀企业群体。根据《2021年中国物联网企业发展指数报告》,2021年我国物联网最具领导力企业名单如下:

物联网行业发展前景及趋势分析

1、产业物联网占比逐渐上升

根据信通院于2020年12月发布的《2020中国物联网白皮书》,2019年中国物联网连接数中产业物联网和消费者市场各占一半,预计到2025年,物联网连接数的大部分增长来自于产业市场,产业物联网的连接数将占到总体的61%。由此来看,未来产业物联网的市场发展潜力大于消费物联网。

2、市场规模不断增大

目前,物联网在全球呈现快速发展趋势,欧、美、日、韩等国均将物联网作为重要战略新兴产业推进,但在繁荣景象背后却仍存在着众多阻碍发展的因素。其中核心标准的缺失,尤其是作为顶层设计的物联网参考架构等基础标准目前仍处于空白,基于争夺物联网产业主导权,各国对国际标准方面的竞争亦日趋白热化。

新冠疫情对于物联网行业来说犹如达摩利斯之剑,一方面疫情导致全球技术供应链出现一定的停滞期,另一方面疫情助推中国物联网的渗透。2020年无人工厂、无人配送、无人零售、远程教学、远程医疗等“无接触经济”的爆发均离不开物联网技术的支撑。综合多方面的情况分析,前瞻认为未来5年中国物联网的发展将保持高速增长,到2026年市场规模超过6万亿元。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国物联网行业细分市场需求与投资机会分析报告

据报道,物联网时代下,中国的物联网产业已经进入快车道。2017年,中国物联网行业井喷式发展,如果说2016年是物联网的新元年,那么2017年无疑是中国物联网的爆发之年。

报道称,专家表示,2017年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,智能可穿戴设备、智能家电、智能网联汽车、智能机器人等数以万亿计的新设备竞相接入网络,形成海量数据,带来应用的爆发性增长。

工信部印发《关于全面推进移动物联网(NB-IOT)建设发展的通知》,明确加快推进移动物联网部署,到2017年末,实现NB-IoT网络覆盖直辖市、省会城市等主要城市,基站规模达到40万个。

物联网的大发展不仅将进一步便利人们的生活,同时还将推动其他技术取得突破,促进各行各业的发展,物联网万亿级的垂直行业市场正在不断兴起,将推进供给侧结构性改革不断深入,将驱动物联网和其它前沿技术不断融合,虚拟现实、自动驾驶、智能机器人等技术也将不断取得新突破。

2021下半年,英国太空初创公司SpaceLacuna首次使用荷兰Dwingeloo的射电望远镜从月球上反射回LoRa信息。从数据捕获的质量来看,这绝对是一次令人印象深刻的实验,因为其中一条消息甚至包含完整的LoRaWAN 帧。

据悉,LacunaSpace 使用一组低地球轨道卫星从与Semtech 的 LoRa设备和地面无线射频技术集成的传感器接收信息。卫星在距地面500 公里处每100 分钟在地球两极上空盘旋一次。随着地球自转,卫星覆盖全球。LoRaWAN由卫星使用,它可以节省电池电量,并且消息会在短时间内存储,直到它们通过地面站网络。然后将数据中继到地面网络上的应用程序,或者可以在基于Web 的应用程序上查看。

此次,LacunaSpace发出的LoRa信号持续了244 秒后被同一芯片接收, 其传播距离大约730360公里,截至目前,这或许是LoRa消息传输的最远距离。

要说基于LoRa技术的星地通信,其实早在2018年 2 月的TTN(TheThings Network)大会上,就已经取得了里程碑式的进展,证明了LoRa 可在卫星物联网下应用的可能性。在当时现场演示中,接收机捕捉到了从低轨卫星传来的LoRa信号。

如今,利用现有的低功耗远距离物联网技术,如LoRa或NB-IoT,为全球各地的物联网设备和在轨卫星之间提供直接通信,可以被视为低功耗广域网市场的一部分。在其商业价值在被大范围认可之前,不妨碍这些技术成为一个很有意思的应用方向。

Semtech发力LR-FHSS

填补物联网连接的市场空白

早在前几年,Semtech就开始发力LR-FHSS,并于2021年年底正式宣布LoRa平台增加对LR-FHSS的支持。

所谓LR-FHSS,即长距离-跳频扩频,英文全称为LongRange – Frequency Hopping SpreadSpectrum。同LoRa一样,也是一种物理层调制技术,其性能大部分与LoRa保持一致,如灵敏度、带宽支持等。

LR-FHSS理论上可支持数以百万计的终端节点,这显著提高了网络容量,解决之前制约着LoRaWAN发展的信道拥塞问题。此外,LR-FHSS还具有高抗干扰性,可通过提高频谱效率来缓解数据包冲突,并拥有上行链路跳频调制能力。

集成LR-FHSS功能后,LoRa更适用于终端密集、数据包多的应用场景。也因此,集成了LR-FHSS功能的LoRa卫星项目具备多重优势:

一是,可接入十倍于LoRa网络的终端容量 ;

二是,传输距离更远,可达600-1600km ;

三是,抗干扰性更强 ;

四是,实现了更低的成本,包括管理和部署成本(不需要额外开发硬件,自身具备卫星通讯能力)。

据悉,Semtech的LoRaSX1261、SX1262收发器和 LoRaEdgeTM 平台以及V21网关参考设计均已支持LR-FHSS。因此,在现实应用中, 通过 LoRa终端 与 网关 分别进行软件升级与更换,即可先提升网络容量和抗干扰能力,而对于已经部署了V21网关的LoRaWAN 网络,运营商可以通过简单的网关固件升级来启用新功能。

集成LR-FHSS

LoRa不断拓展应用版图

此前,物联网市场研究机构BergInsight发布了一份卫星物联网的调研报告,数据显示,虽然受到新冠疫情的不利影响,2020年全球卫星物联网用户数仍然实现增长,总规模达到340万;预计未来几年全球卫星物联网用户年复合年增长率将高达358%,在2025年将达到1570万。

目前, 全球仅有10%的地区可以访问卫星通信服务 ,这为卫星物联网的发展提供了广阔的市场空间,也是低功耗卫星物联网的机会。

LR-FHSS也将在全球范围内推动LoRa部署的发展,LoRa平台增加对LR-FHSS的支持后,不仅有助于其为偏远地区提供具有更高性价比、无处不在的连接服务,更标志其向在人口稠密地区实现大规模物联网部署迈出了重要一步,将进一步推动LoRa的全球部署以及进一步拓展创新应用:

01

支持卫星物联网服务

LR-FHSS让卫星能够连接到全球的广大偏远地区,支持无网络覆盖区域的定位和数据传输需求。相关LoRa用例包括野生动物的追踪、海上船只集装箱定位、牧场牲畜定位、提高农作物产量的智能农业解决方案、以及用于提高供应链效率的全球分销资产跟踪等。

02

支持更频繁的数据交换

在以往的LoRa应用领域中,如物流及资产追踪、智慧楼宇及园区、智能家居、智慧社区等,由于这些应用场景下发出的信号越来越长、信号交换越来越频繁的原因,空中的LoRa调制信号量将显著增加。由此带来的LoRaWAN发展的信道拥塞问题也可通过升级LoRa终端及更换网关来解决这一问题。

03

增强室内深度覆盖

除了拓展网络容量之外,LR-FHSS支持在同一网络基础设施中实现更深的室内终端节点,从而提高了大型物联网项目的可扩展性。例如,LoRa是全球智能电表市场的首选技术,而增强的室内覆盖将进深度一步巩固其地位。

低功耗卫星物联网入局玩家越来越多

海外LoRa卫星项目不断涌现

麦肯锡公司曾预测,天基物联网的产值在2025年可能达到5600-8500亿美元的产值,这也许是大量企业追逐这一市场的主要原因。当前,已有近几十家厂商提出了卫星物联网组网计划。

从海外市场来看,卫星物联网是物联网市场一个创新的重要领域。LoRa作为低功耗卫星物联网中的一部分,在海外市场上已经有了不少应用:

2019年,Space Lacuna联合Miromico开始对LoRa卫星物联网项目进行商业试验,并于次年成功应用到农业、环境监测或资产跟踪当中。通过使用 LoRaWAN,电池供电的物联网设备的使用寿命可以延长,节省运维成本。

IRNAS 与Space Lacuna合作 探索 LoRaWAN技术的新用途,包括跟踪南极洲的野生动物以及使用 LoRaWAN网络的浮标,以便在海洋环境中部署密集的传感器网络,从而支持系泊应用和漂流。

Swarm (已被Space X收购)已将Semtech的LoRa器件集成到其连接解决方案中,从而实现近地轨道卫星间的双向通信。为Swarm在物流、农业、联网 汽车 和能源等领域开辟了新的物联网(IoT)使用场景。

Inmarsat与Actility合作形成Inmarsat LoRaWAN网络,该平台以Inmarsat ELERA骨干网络为基础,为物联网客户提供丰富的解决方案,包括农业、电力、石油和天然气、采矿、物流等行业。

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纵观海外市场,不仅已有不少成熟的应用该项目。很多企业的积极性也非常高,Omnispace、EchoStarMobile、Lunark等等众多公司都在尝试利用LoRaWAN网络以提供更成本更低、容量更大、覆盖范围更广的物联网服务。

写在最后

虽说,LoRa技术还可用于填补缺乏传统网络覆盖的农村地区和海洋的空白,是解决“万物互联”的极佳路径。

但是从国内市场角度来看,LoRa在这方面的发展仍处于起步阶段。 相比海外,面临着更多的难题:需求方面,由于海事卫星的网络覆盖已经非常好且数据可以双向传输,因此并不强劲;应用方面,国内仍然比较局限,主要盯着集装箱项目,鉴于以上原因,国内卫星企业想要推动LR-FHSS的应用也比较难;资本方面,由于项目的不确定比较大,项目可大可小、周期很长,因此这种类型的项目很大程度上取决于资本的投入。

1软件与信息服务产业集群。

加快研发具有自主知识产权的操作系统、数据库、中间件、办公软件等基础软件,重点突破CAD、EDA等工业软件,推动大数据、人工智能、区块链等新兴平台软件实现突破和创新应用。强化广州、深圳等中国软件名城的产业集聚效应和辐射带动作用,支持珠海、佛山、惠州、东莞、云浮等地市大力发展特色软件产业,加强新一代信息技术与优势特色产业的创新应用,加快培育自主软件产业生态。打造国内领先、具有国际竞争力的软件和信息服务产业发展高地。

2新一代电子信息产业集群。

重点发展新一代通信设备、新型网络、手机与新型智能终端、高端半导体元器件、物联网传感器、新一代信息技术创新应用等产业。以补齐短板做强产业链、以市场导向提升价值链、以核心技术发展创新链,基本解决“缺芯少核”问题。继续做强做优珠江东岸电子信息产业带,推动粤东粤西粤北地区主动承接珠三角产业转移发展配套产业。保持全球领先地位,实现从“世界工厂”向“广东创造”转变,形成世界级新一代电子信息产业集群。

3智能家电产业集群。

巩固扩大空调、冰箱、电饭锅、微波炉等家电产品世界领先地位,做优做强电视机、照明灯饰等优势产业。推动传统家电、小家电与互联网深度融合,实现数字化、智能化转型。打造以广州、深圳、佛山为核心的创新网络和生产性服务业网络,以深圳、珠海、佛山、惠州、中山、湛江等为核心的制造网络。形成全球领先的智能家电产业集群。

4数字创意产业集群。

以数字技术为核心驱动力,以高端化、专业化、国际化为主攻方向,大力推进5G、AI、大数据、VR/AR等新技术深度应用,巩固提升游戏、动漫、设计服务等优势产业,提速发展电竞、直播、短视频等新业态,培育一批具有全球竞争力的数字创意头部企业和精品IP,高标准建设一批省级数字创意产业园等发展载体,形成以广州、深圳为核心引擎,珠海、汕头、佛山、东莞、中山等地特色集聚的“双核多点”发展格局,打造全球数字创意产业高地。

5智能机器人产业集群。

以需求为导向,培育一批深度应用场景,重点发展工业机器人、服务机器人、特种机器人、无人机、无人船等产业,集中力量突破减速器、伺服电机和系统、控制器等关键零部件和集成应用技术。支持广州、深圳等地市开展机器人研发创新,珠海、佛山、东莞、中山等地市建设机器人生产基地,其它各地市做好产业配套。持续优化产业生态,完善产业支撑体系,建设国内领先、世界知名的机器人产业创新、研发和生产基地。

6汽车产业集群。

坚持传统与新能源汽车共同发展,推广新能源及智能网联汽车,扩大高端车型比例,提升新能源车比重。建立安全可控的关键零部件配套体系,显著提高自主品牌影响力。结合国内外汽车产业发展新趋势,立足现有汽车产业园区基础,优化以广州、深圳、珠海、佛山、肇庆为重点的汽车产业区域布局,打造具有国际影响力的汽车产业集群。

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