数字经济下的欧洲物联网发展概述

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　　摘要：物联网作为数字经济发展的关键数字化技术之一，已成为ICT与经济融合的下一步发展路径。本文从连接、数据、物联网平台、标准化和互操作性四个重要维度对欧洲物联网的当前发展进行了简要介绍，同时也阐述了为实现物联网对欧盟单一数字市场战略的最大影响在各个维度下应采取的进一步措施和行动。
　　关键词：数字经济 物联网 连接 数据 物联网平台 标准化和互操作性
　　1.背景简介
　　随着数字技术的飞速发展，数字化已几乎渗透到欧洲所有经济部门当中，整个欧洲的经济社会发展也越来越依赖数字技术。数字技术正在重塑价值链、业务运营、客户关系、跨部门关系等一系列相关联的事物，从而催生出“数字经济”的概念。
　　尽管关于数字经济的定义尚未统一，但ICT（信息和通信技术）显然是数字经济的重要基础。在ICT与经济之间的大规模渐进式融合过程中存在七个关键的数字化技术不可或缺，分别是大数据与数据分析、云技术、网络安全、物联网、机器人与自动化机械、移动服务和社交媒体。其中，物联网正逐渐成为数字经济的关键支柱，被认为是ICT与经济融合的下一步发展路径。然而，物联网自身的发展又涉及许多层次和维度，不仅与技术有关，还涵盖更多更广泛的相关概念，下文将从连接、数据、物联网平台、标准化和互操作性四个维度对欧洲物联网的发展进行简要分析和阐述。
　　2.连接
　　在物联网应用中，所有设备都已连接，并且每个物联网平台都包含一个连接层。它具有将不同协议和不同数据格式集成到一个“软件”界面的功能，以确保可以与所有设备进行交互并正确读取数据。无论是在规模还是范围上，连接设备正在迅猛的加速发展，并且更加注重互操作性。超级连接就是在包括Wi-Fi、蓝牙、低功耗Wi-Fi、Wi-Max、以太网、LTE和Li-Fi（利用光作为媒介进行网络间通信）等各种通信技术快速发展的基础上形成的，叠加5G技术的发展应用，很快将有数十亿的无线设备通过超级连接和5G联接起来。传统的频谱使用方案将无法满足如此巨大的通信连接量，势必需要动态地共享频谱，因此，低频段、中频段和高频段的动态频谱接入解决方案（DSA）将广泛运用于各种物联网应用。此外，在这种情况下，标准化和互操作性至关重要，因为开发人员、最终用户和业务决策者需要考虑为其应用程序提供超过36种无线连接解决方案和协议。
　　例如，自动驾驶车辆应用作为物联网生态系统中的一个重要通信构件，其定义了五个通信领域，包括车辆到一切的所有通信（V2X）、车辆到基础设施（V2I）、车辆到行人（V2P）、车辆到设备（V2D）、车辆到网格（V2G）和车辆到车辆（V2V）。其使用的无线技术范围十分宽广，从AM/FM、卫星、蓝牙、Wi-Fi、蜂窝2-4G、5G到DSRC（基于IEEE 802.11p的专用短程通信技术），不同的应用具有不同的网络标准、网络属性和通信协议参数。车载通信系统可以与雷达、LiDAR及有源传感系统互补使用;使用V2I和V2V两种无线模式的DSRC，允许自动驾驶车辆获取交通数据以优化其驾驶策略;在车辆中使用Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、WiMax和蜂窝2G-4G技术也有益于增强各类支持功能。此外，传统的无线通信仍然受限于带宽（DSRC上限为27 Mb/s），而毫米波作为下一代无线通信技术，其工作频率高达300 GHz，信道带宽高达几千兆赫，可以实现多吉比特（Multi-Gigabit）传输。
　　3.数据
　　数据已经成为当今世界经济的核心组成部分，在人工智能的辅助下，数据对于优化和决策起到至关重要的作用。而另一方面，如果无法保证对数据的正确访问和使用，就意味着不可能实现经济的进一步增长。考虑到物联网在许多情况下是构建服务和应用程序的唯一数据提供者，其预期增长将在接下来的十年中影响欧洲的几乎所有行业。通过以先进的廉价传感器作为数据流的核心来源，结合可扩展的云平台和智能分析等新兴技术，以此构建的物联网市场规模将在2019年达到约1.3万亿美元，这必然会催生出新的商业机会和产品模式，并将促成更好的客户服务和体验。此外，物联网不仅仅在于传感器的感知功能（例如测量光照强度），还关乎于执行功能（例如遥控灯开关）。从这个意义上讲，物联网不仅扮演数据源的角色，还可以在数据处理链的另一端扮演最终消费者的角色。
　　在欧洲，除了物流、能源、公用事业以及制造业等物联网的早期使用者，越来越多的组织正在加入到物联网应用者的行列中。目前，欧盟超过半数的商业用户已经在使用或计划使用物联网，依托物联网对数据的收集与处理使得企业竞争力、产品质量、客户参与度等方面持续增长。另外，智慧城市也是采用物联网应用高效使用数据的一种典型场景。世界各地，特别是欧洲的市政当局正在广泛使用连接设备来优化公共服务，包括建筑物的能源、水资源优化使用，个性化、程序化的照明管理，具有最佳处置时间表的废物监测，高效的停车位管理以及空气质量评估和警报等服务。尽管如此，物联网仍需要一些外部条件来促成其实现对欧洲DSM（欧盟单一数字市场）的最大影响，包括建立一个连贯且公平的数据使用法律框架以及广泛且有力的连接基础。
　　4.物联网平台
　　物联网平台正在成为整个物联网基础设施的中心骨干，当前已有超过450个物联网平台可供使用，这些平台因技术深度、细分市场以及技术实施方案而有所区分。预计在未来五年内，物联网平台将管理约250亿个新连接的设备及其生成的44 ZB（Zettabyte）数据，这些平台将集成基本的设备连接、数据存储功能和设备管理、动作管理、分析以及与外部接口的集成等高级功能。
　　根据Gartner对物联网平台的定义，其是一种在平台上构建并受监控的通常利用应用程序来管理和控制各种类型端点的软件套件或PaaS云产品，它应该具备以下功能：
　　設备及其应用软件的供应和管理;
　　数据聚合，集成，转换，存储和管理（通常统称为“数据消化”）; 　　事件处理，包括规则引擎、编排、BPM;
　　自定义和构建应用程序;
　　物联网数据分析和可视化;
　　网络安全;
　　物联网设备通信（基于局域网和/或互联网）;
　　适配器（API集线器，网关软件，也适用于端点上的应用程序）;
　　面向开发人员和最终用户的用户界面。
　　可见，一个物联网平台应该能够促进通信、数据流、设备管理以及应用程序功能，但平台并不是应用程序本身，尽管许多应用程序可以完全在平台框架内构建完成。物联网平台能够将机器、设备、应用程序和人员链接到数据和控制中心，它不仅限于实体中心命令，在理想情况下还可以从许多不同的轨迹点进行访问和管理。此外，平台还应采用远超现有工业水平的搜索引擎和数据存储系统，其大多数元素都是基于云的，并且运行在无线连接上。通常来说，物联网平台除了可以按照不同的基于标准来分类，也可以根据其能力进行归类，这些功能通常包括设备连接、连接后端、归一化、设备管理、数据库、行为管理、分析、可视化、开发工具、云/边缘存储、外部接口和应用程序支持等。
　　5.标准化和互操作性
　　众所周知，物联网在发展初期即打算支持涵盖各种垂直行业和学科的大量不同应用，这将导致在互操作性和标准化方面产生高度的复杂性。另一方面，通过汇集新技术和解决方案来解决全球性挑战时，体系结构模型、接口、协议、测试方法和认证方案等一系列的新需求也随之产生，使得如何成功解决标准化和互操作性方面的问题变得极为重要。
　　目前，在个别标准制定组织（例如ETSI SmartM2M、ITU-T、ISO、IEC、oneM2M、W3C、IEEE、OASIS等）以及一些工业倡议组织（例如IIC、OCF、Platform Industrie 4.0等）中，已有几种标准化举措共存。在此基础上，2016年整个欧洲层面开展了在AIOTI WG03（物联网创新联盟3号工作组）协调下的绘制工作，以提供物聯网标准制定总则、联盟和开源软件以及相关技术和应用的标准概述。为了更好地理解并简化在多种技术和标准之间的导航方式，AIOTI WG03按照不同领域的划分将其归为五类，即智能城市，智能健康，智能农业，智能移动和智能环境。通过H2020 UNIFY-IoT项目的官方文档，可以得出以下几点结论：
　　总体而言，在所有物联网应用领域的现有物联网架构中仍无法确定明显的优胜者;
　　在不同的特定模型之间仍缺乏全球数据模型和转换机制是目前几个物联网领域的一个大问题;
　　采用了差异较大的网络技术和通信协议，不可避免的需要使用多个通信基础设施（例如LoRa、GPRS/3G/4G、mSatellite等），尤其是在处理传感器网络时;
　　在智能农业等某些领域，大多数平台都是专有解决方案，并没有定义特定的标准来解决通用平台问题;
　　安全性和隐私性仍然是需要在不同物联网领域解决的重大问题。
　　6.结束语
　　在数字化浪潮席卷全球的今天，物联网正成为世界数字经济发展的关键支柱，也是现阶段传统产业转型升级的重要基石之一，建立一个具有前瞻性、可操作性的物联网发展战略已成为欧洲及世界各国的统一愿景。为实现这一目标，各个国家仍需要在连接、数据、物联网平台、标准和互操作性等维度上采取适当的措施和行动，伴随着这些进程的持续推进，参与其中的经济行为者、行政部门以及普通民众都将受益匪浅。
　　参考文献：
　　[1] OECD. “OECD Digital Economy Outlook 2015”.
　　[2] P. Guillemin， P. Moretto， O. Vermesan， F. B?senberg， "IoT Standards landscape"， 2017.
　　[3] Gartner. "Survey Analysis： Early Adopters of Internet of Things Poised to Make 2016 the Year of the Customer."
　　[4] IoT platforms – Central backbone for the IoT， IOT Analytics.
　　[5] O. Vermesan and J. Bacquet （Eds.）. Cognitive Hyperconnected Digital Transformation Internet of Things Intelligence Evolution， ISBN： 978-87-93609-10-5， River Publishers， Gistrup， 2017.
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