天津市物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展研究

閔 珊，姚瑞娟，張彥云

(天津市高技術(shù)研究發(fā)展中心 天津300051)

0 引 言

物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息通信技術(shù)的典型代表，是全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動力和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會健康、可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)與重要引擎。近年來，在國家政策的大力扶持和業(yè)內(nèi)企業(yè)的不斷努力下，我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)良好的發(fā)展勢頭。天津市作為四大物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)的重要組成部分，要緊緊抓住京津冀協(xié)同發(fā)展的重大歷史機(jī)遇，利用自身優(yōu)勢，搶抓新一輪物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展先機(jī)。

1 天津市物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

天津市堅持“以應(yīng)用促進(jìn)產(chǎn)業(yè)，以產(chǎn)業(yè)帶動應(yīng)用”的兩翼發(fā)展模式，充分發(fā)揮財政資金引導(dǎo)帶動作用，著力在三大領(lǐng)域推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的示范應(yīng)用，有力促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展，提升了城市管理和公共服務(wù)水平，方便了百姓生活。首先，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)等領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范上，先后實施了天鋼、天鐵、榮鋼等重點企業(yè)能源中心建設(shè)、化學(xué)品去留監(jiān)管系統(tǒng)、全國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)區(qū)域試驗工程、農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流信息化應(yīng)用試點等建設(shè)，推進(jìn)精細(xì)化管理和科學(xué)決策，提升生產(chǎn)和運(yùn)行效率，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級，推動落實節(jié)能減排。同時，重點支持交通、電力、環(huán)保等領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程，實施了智能電網(wǎng)、智能交通、景區(qū)監(jiān)控、天然氣和自來水管網(wǎng)安全檢測、橋梁安全檢測等應(yīng)用示范工程，推動物聯(lián)網(wǎng)在重大基礎(chǔ)設(shè)施管理、運(yùn)營維護(hù)方面應(yīng)用模式創(chuàng)新，提升重大基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)管與安全保障能力。如中新生態(tài)城國家智能電網(wǎng)綜合示范工程，它是全國第一個進(jìn)入實質(zhì)性建設(shè)和運(yùn)行的城市智能電網(wǎng)示范工程，也是目前國際上最大區(qū)域、最綜合的一個智能電網(wǎng)示范區(qū)。在社會管理和民生領(lǐng)域，天津市重點支持公共安全、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程，開展了食品安全監(jiān)管平臺、景區(qū)監(jiān)控、電梯安全監(jiān)控等應(yīng)用示范工程。下一步，天津市將著力打造云感知、云計算、云存儲、云安全、云方案、云災(zāi)備“六云”產(chǎn)業(yè)，加快壯大產(chǎn)業(yè)規(guī)模，健全完善創(chuàng)新體系，提升產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力，不斷優(yōu)化市場環(huán)境，積極推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)在政府、行業(yè)、公共領(lǐng)域的應(yīng)用，將天津建設(shè)成為國家級物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和應(yīng)用示范基地。

2 天津市物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向

2.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系

物聯(lián)網(wǎng)涉及感知、控制、網(wǎng)絡(luò)通信、微電子、計算機(jī)、軟件、嵌入式系統(tǒng)等多個技術(shù)領(lǐng)域，從技術(shù)架構(gòu)上來講，可將物聯(lián)網(wǎng)分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，結(jié)合我國及天津市物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展情況，按照上述分類，將物聯(lián)網(wǎng)核心關(guān)鍵技術(shù)劃分為感知關(guān)鍵技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)、支撐技術(shù)和共性技術(shù)五大類[1]。

2.2 天津市物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展及方向建議

2.2.1 攻克RFID芯片設(shè)計技術(shù)

RFID(英文全稱 Radio Frequency Identification)即射頻識別技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)之一。目前，RFID芯片設(shè)計與制造技術(shù)正向著芯片功耗更低、作用距離更遠(yuǎn)、讀寫速度與可靠性更高、成本更加低廉的方向發(fā)展。國外在 RFID芯片設(shè)計方面起步較早，并獲得了大量技術(shù)專利，而國內(nèi)起步較晚，基礎(chǔ)相對薄弱，取得的自主知識產(chǎn)權(quán)數(shù)量較少。目前國內(nèi)具備RFID芯片優(yōu)秀設(shè)計能力的企業(yè)(或單位)主要有無錫旗聯(lián)、華大電子、大唐、清華同方微電子、復(fù)旦微電子、坤銳、華虹以及軍民融合創(chuàng)新研究院等。天津市的科研院所與企業(yè)在自主標(biāo)準(zhǔn) RFID芯片設(shè)計生產(chǎn)方面處于國內(nèi)領(lǐng)先地位，具有較強(qiáng)競爭優(yōu)勢。天津軍民融合創(chuàng)新研究院研發(fā)的符合中國自主空口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)簽芯片產(chǎn)品，讀取靈敏度達(dá)到了-20,dBm，各項指標(biāo)均優(yōu)于國內(nèi)同類產(chǎn)品。

2.2.2 傳統(tǒng)傳感器基地向新型智能傳感器基地轉(zhuǎn)變

傳感器技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)重要的感知技術(shù)之一，作為數(shù)據(jù)采集的入口，可將其比作物聯(lián)網(wǎng)的“心臟”。天津是我國重要的傳統(tǒng)工業(yè)基地，自20世紀(jì)80年代國家將傳感器技術(shù)確定為國家重點攻關(guān)項目以來，天津一直將傳感器的研究與生產(chǎn)放在重要位置，通過不斷推進(jìn)研發(fā)，已經(jīng)形成了較為完整的傳感器產(chǎn)業(yè)鏈。然而，全市從事敏感元件及傳感器研制生產(chǎn)的單位雖然有許多家，但存在規(guī)模較小、生存領(lǐng)域低端，技術(shù)水平較低、自主創(chuàng)新困難、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)業(yè)化水平不高等問題。高端傳感器及芯片生產(chǎn)主要集中在NXP等外資企業(yè)中，國產(chǎn)化需求迫切。

天津市可以采取以下措施促使天津由傳統(tǒng)傳感器基地向新型智能傳感器設(shè)計及生產(chǎn)基地轉(zhuǎn)變：首先，以工業(yè)控制、汽車、通訊、環(huán)保為重點服務(wù)領(lǐng)域，以傳感器、彈性元件、光學(xué)元件、專用電路為重點對象，發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)性技術(shù)和產(chǎn)品；同時，以增加產(chǎn)品種類、提高產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益為主要目標(biāo)，加速產(chǎn)業(yè)化，提升市場占有率；最后，以MEMS工藝為基礎(chǔ)，以集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)為依托，加強(qiáng)制造工藝和新型傳感器及儀表元器件的開發(fā)，使主導(dǎo)產(chǎn)品達(dá)到和接近國外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平。

2.2.3 發(fā)力LPWAN技術(shù)，打通萬物數(shù)據(jù)流

近些年，低功率廣域網(wǎng)(LPWAN)技術(shù)發(fā)展迅速并進(jìn)入商用領(lǐng)域，面向物聯(lián)網(wǎng)廣覆蓋、低時延場景的5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程加速，同時工業(yè)以太網(wǎng)、LTE-V、短距離通信技術(shù)等相關(guān)通信技術(shù)也取得顯著進(jìn)展。

天津市在 LPWAN產(chǎn)業(yè)鏈上具有先天優(yōu)勢，一方面，擁有如恩智浦、中芯國際等實力較強(qiáng)的芯片、MCU等原件供應(yīng)商，以及電信設(shè)備供應(yīng)商。另一方面，本地運(yùn)營商對推動 LPWAN業(yè)務(wù)的發(fā)展十分積極，中國電信(天津)NB-IOT物聯(lián)網(wǎng)開放實驗室已正式對外開放，網(wǎng)云融合為 LPWAN提供支撐的天翼云3.0也已上線運(yùn)行，天津是聯(lián)通首個NB-IOT網(wǎng)絡(luò)商用地域，天津市 NB-IOT協(xié)會也正在積極籌備組建。

2.2.4 提升創(chuàng)新識別技術(shù)

近幾年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展，識別技術(shù)也進(jìn)入一個新的快速發(fā)展時期。天津市在識別技術(shù)領(lǐng)域有較為深厚的積累：易華錄研發(fā)的語義圖像與視頻檢索技術(shù)產(chǎn)品、天地偉業(yè)專注的智能視頻分析技術(shù)和產(chǎn)品，中國科學(xué)院自動化研究所與濱海新區(qū)人民政府共建的天津中科智能識別產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院、天津理工大學(xué)的“計算機(jī)視覺與系統(tǒng)”省部共建教育部重點實驗室、天津大學(xué)計算機(jī)視覺實驗室、專注于邊緣計算的南開大學(xué)程明明團(tuán)隊等都在各自領(lǐng)域有著較高聲譽(yù)，為天津識別技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了不竭動力與市場運(yùn)作經(jīng)驗。

天津市可利用現(xiàn)有優(yōu)勢，瞄準(zhǔn)識別技術(shù)發(fā)展趨勢，重點攻研以下方向：通過將特征表示和學(xué)習(xí)方法與深度學(xué)習(xí)方法相結(jié)合，進(jìn)一步提升性能或降低計算消耗；深入推進(jìn)將圖像數(shù)據(jù)重建與其他數(shù)據(jù)高效融合的研究；進(jìn)一步提升視頻分析與監(jiān)控目標(biāo)跟蹤魯棒性和行為識別模型的泛化能力，加大遠(yuǎn)距離、多模態(tài)、非干擾、高通量、大規(guī)模用戶、輕便快捷型新一代生物特征識別研究力度；解決語音識別方面如何利用副語言現(xiàn)象或通過聽覺模型提高語音識別的準(zhǔn)確率和完整性問題。

2.2.5 緊盯大數(shù)據(jù)與云計算，完善標(biāo)準(zhǔn)和測評體系，培育優(yōu)勢行業(yè)生態(tài)圈

天津市大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展已具備一定基礎(chǔ)，目前，開發(fā)區(qū)、高新區(qū)、保稅區(qū)和武清區(qū)逐漸成為大數(shù)據(jù)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)集聚地，在數(shù)據(jù)挖掘與分析領(lǐng)域、數(shù)據(jù)存儲領(lǐng)域、數(shù)據(jù)庫研發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域匯集了海量信息、搜狐視頻、58同城、騰訊等龍頭企業(yè)。特別是國家工業(yè)云創(chuàng)新示范工程平臺集成了遙感數(shù)據(jù)處理、動漫與影視特效渲染等服務(wù)功能；國家超算天津中心利用大數(shù)據(jù)與高性能計算融合技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)成果，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)應(yīng)用平臺，成為產(chǎn)業(yè)技術(shù)自主創(chuàng)新的重要源頭和提升企業(yè)創(chuàng)新能力的支撐平臺。

我國用戶選擇云服務(wù)和大數(shù)據(jù)計算服務(wù)時，首要考慮的 3個因素是穩(wěn)定性、安全性和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。完善大數(shù)據(jù)和云計算相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)體系和測試評判是今后推廣的重點，因此如何針對不同行業(yè)用戶開發(fā)出更為適用的技術(shù)和產(chǎn)品成為未來一段時間內(nèi)的關(guān)注重點。

3 天津市物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)推廣應(yīng)用重點領(lǐng)域

根據(jù)我市產(chǎn)業(yè)發(fā)展及“天津智港”戰(zhàn)略需求，精選市場需求旺盛、應(yīng)用模式清晰的重點領(lǐng)域闡述如下：

①智能交通，打造網(wǎng)聯(lián)車示范區(qū)，開展自動駕駛、汽車電子標(biāo)識等應(yīng)用示范和推廣。智能交通是天津市科技創(chuàng)新“十三五”規(guī)劃重點謀劃的領(lǐng)域，規(guī)劃中提出：重點發(fā)展京津冀區(qū)域智慧交通一體化系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)，支持互聯(lián)網(wǎng)汽車等智能車輛的研發(fā)、集成和生產(chǎn)技術(shù)，支持車載智能傳感器、智能終端、聯(lián)網(wǎng)通信、汽車智能操作系統(tǒng)建設(shè)，支持車輛遠(yuǎn)程管理與云服務(wù)技術(shù)等。天津市有著成熟的傳統(tǒng)汽車制造工業(yè)(如：一汽、長城)，以及強(qiáng)勢成長的新能源汽車工業(yè)(如：天津比亞迪、國能新能源汽車等)，各種車輛配套產(chǎn)業(yè)豐富且成熟，在智能交通車端、路端、控端3個主要環(huán)節(jié)已有提前布局。

②智慧醫(yī)療，爭做大健康產(chǎn)業(yè)領(lǐng)跑者，建立醫(yī)療數(shù)據(jù)中心，推動智能穿戴產(chǎn)品和智慧養(yǎng)老應(yīng)用發(fā)展。智慧醫(yī)療是醫(yī)療行業(yè)未來發(fā)展的趨勢，其融合了云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等物聯(lián)網(wǎng)先進(jìn)技術(shù)，目前已步入啟動期。天津為京冀紐帶，醫(yī)療衛(wèi)生基礎(chǔ)雄厚。居民對新事物接受程度高、醫(yī)療養(yǎng)生意識足，醫(yī)療電子、云計算及數(shù)據(jù)處理技術(shù)積累充分，為智慧醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展提供了沃土。

③智慧城市，以社會公共事業(yè)和公共管理智慧建設(shè)為入口，重點發(fā)展環(huán)保監(jiān)測、安防監(jiān)控、智慧政務(wù)、節(jié)能減排等領(lǐng)域。利用科技的力量建設(shè)智慧城市已成為全社會的普遍共識。2016年，黨中央和國務(wù)院提出了“建設(shè)新型智慧城市”的戰(zhàn)略。從城市到智慧城市再到新型智慧城市，“智慧”成為城市發(fā)展方式轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵詞。天津市也于 2016年末推出了《天津市智慧城市建設(shè)“十三五”規(guī)劃》，其中提到，到2020年，初步建成“智能、融合、惠民、安全”的“智慧天津”，打造面向未來的智慧城市。

④智慧儲運(yùn)，依托區(qū)域優(yōu)勢，借勢京津冀交通一體化規(guī)劃，利用創(chuàng)新技術(shù)打造智能儲運(yùn)新典范。天津擁有大型港口、豐富的公路鐵路運(yùn)輸網(wǎng)、高效成熟的航空運(yùn)輸，海陸空物流儲運(yùn)都有著良好行業(yè)基礎(chǔ)和國內(nèi)優(yōu)勢，同時也是國家京津冀協(xié)同發(fā)展及“一帶一路”倡議中重要的一環(huán)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深度應(yīng)用可使天津的儲運(yùn)優(yōu)勢繼續(xù)保持、儲運(yùn)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展?，F(xiàn)代化倉儲和物流是倉儲的兩個重要組成部分，合理的倉儲、調(diào)度和高效運(yùn)輸是決定儲運(yùn)先進(jìn)的關(guān)鍵因素，無人化的智慧倉儲、調(diào)度和運(yùn)輸是未來儲運(yùn)業(yè)的趨勢。

天津市在智慧儲運(yùn)領(lǐng)域已有積極布局：天津與京東已計劃建設(shè)全球首個智慧物流產(chǎn)業(yè)集群基地，力圖實現(xiàn)無人倉、無人車、無人機(jī)等高科技產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)，打造產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的生態(tài)閉環(huán)。這為儲運(yùn)行業(yè)實現(xiàn)無人化提供了硬件基礎(chǔ)。

4 結(jié) 論

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”“工業(yè) 4.0”“中國制造2025”等概念的興起，物聯(lián)網(wǎng)已從“概念階段”跨入了“落地階段”，在各地區(qū)、各領(lǐng)域發(fā)揮的作用愈加凸顯。京津冀協(xié)同發(fā)展戰(zhàn)略給天津帶來了前所未有的機(jī)遇，作為環(huán)渤海地區(qū)的中心，天津在與國際物聯(lián)網(wǎng)對接上有著得天獨厚的優(yōu)勢，不僅可以輻射京冀，還可以聯(lián)通東三省、華北、華東地區(qū)乃至全國。我們相信物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景是巨大的，天津的發(fā)展前景也是不可限量的[3]。

[1]鐘方偉，周平，馬斌. 淺談物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 電腦知識與技術(shù)，2017(30)：279-282.

[2]包順華，李世成. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展研究[J]. 中國新通信，2017(15)：87.

[3]馮科，竇子豪，王憲偉，等. 淺談山西省物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀與未來[J]. 科技與創(chuàng)新，2017(16)：52-55.