物聯網(The Internet of Things)是一套讓真實世界任何物體都能隨時連結的網絡,主要是透過網際網路技術讓各種實體物件、自動化裝置能彼此溝通並交換資訊。其運用的技術包括各種有線、無線通訊技術、感知、儲存、嵌入式系統等。
物聯網的定義很簡單,就是把所有物品透過RF等感測設備與互聯網串連,來實現智慧化識別和管理的工作。物聯網是透過智慧感測、識別技術與運算、網路的整合應用,也被視為繼電腦、互聯網之後,全球通訊產業發展的第三次浪潮。
龐大數據流量造驚人商機
國際知名的商業顧問公司SRI將物聯網相關技術歸納成兩大類,第一類是打造物聯網元件的技術,這包括電子通訊介面和協定、微控制系統、無線通訊技術、RFID技術、能源補充技術、感測器、動作器、定位技術以及各種軟體。
第二類物聯網技術是讓物件間彼此溝通的協同技術,包括地理資訊標籤、生物認證、機器人、機器視覺、擴增實境、親臨實境(Telepresence)、個人黑箱與生活記錄器、觸控介面、潔淨科技等技術。
分析機構Gartner表示,時至2010年全球已有超過300億個RFID標籤應用在各種產品中,而5年後更有150億個裝置可以連上網路,每天約可創造15 Petabytes(註:1000TB)的資料量,預計全世界的資料量將走上摩爾定律,也就是每18個月將成長一倍。
市調機構Gerald Santucci也預估,到了2020年,現有的網際網路將成為物聯網,預計上千億個裝置都將涵蓋在物聯網的範圍之中,可供上網的裝置數量呈現十倍數成長,這些龐大的設備和資料流量都將成為可見的商機。也因此,包括美國、歐盟、日本和中國等都看好物聯網的成長前景,紛紛以國家級獎勵計畫鼓勵投入物聯網的技術研發。
物聯網榮登新兆元產業 2020趨成熟
物聯網被認為是繼網際網路(WWW)、行動網際網路(Mobile Internet)之後的第三代網路架構,其概念源自美國麻省理工的Auto-ID研究中心。1999年,該研究中心希望能研發一種讓電腦與各種物件連結的網絡,到了2003年時,該中心研究發現真正的目標,在於研發一個讓任何物件可以彼此互相連結的網絡,也就是物聯網。
物聯網在定義上,就是透過無線射頻(RFID)、紅外線感測器、二維條碼、全球定位系統、雷射掃描器等感測器,隨時隨地獲取物體資訊,然後再透過電信網路與互聯網的融合,將物體資訊即時準確傳遞出去,最後利用雲端運算、模糊識別等各種智慧計算技術,對龐大的資料和資訊進行分析和處理,然後對物體實施各種智慧化控制及管理,或是智慧化識別、定位與追蹤。也因此,物聯網包含的範圍相當龐大,不只是原先我們所認定的網際網路,還包含雲端、3G、無線網路、有線電視、遠端監控等,就連智慧電網也都屬於物聯網的範疇。
在發展的時程上,專家估計2010至2015年,為物聯網的導入期,發展重心在技術研發,如IPv6、標準及介面制定。2015至2020年為成長期,物聯網商用將會有規模及效益,這段期間重點將擺在大量資料分析處理。到了2020年以後將邁入成熟期,進入全面推廣及應用,投入資金多,產生的效益也顯著,為全球經濟注入新一輪的成長動力。專家認為,物聯網的產業價值比互聯網大上30倍,預計將可形成下一個兆元級的新產業,然而整個發展週期至少要到2020年才會漸趨成熟。
電信商坐擁物聯網主導優勢
和其他產業的發展模式一樣,物聯網在發展初期也面臨到規格模糊、各自為政的混亂狀態,造成全球相關產業鏈的銜接困難。因此,如何制定出讓全球都可通用的規範標準、協調各種新興技術間的適用性、解決駭客入侵的安全性與資料氾濫問題,並考量到蒐集使用者資訊時的排斥心態,都是物聯網發展上將面臨到的問題與挑戰。
物聯網產業鏈可細分為標識、感測、運算和訊息傳送等四個環節,關鍵技術包括RFID、感測器、智慧晶片和電信運營商的無線傳輸網絡。與射頻識別設備、感測器等個別微觀產業鏈相比,電信運營商在物聯網架構中的發展空間較大,未來運營商將在物聯網產業鏈中,強勢介入多個環節的運作。且由於物聯網運作時,必須透過營運商所建構的網路來佈線,因此預計可為營運商帶來更多主導物聯網商業發展模式的機會。
專家指出,物聯網概念最初是由物流業運籌的需要而誕生,從2000年開始將RFID標籤導入供應鏈的應用而聲名大噪,並在2005年開始,將這樣的應用進一步導入門禁安全、大眾運輸等感應式的門禁卡或捷運卡來使用。未來物聯網更將藉由智慧型RFID標籤來提供區域定位資訊,2015年以後還可以導入微型化、綠色節能概念與多重可用頻譜等特色,具體實現全球網路物件的遠端遙控概念。
專家認為,就目前的電信法規來看,大舉投入物聯網還是會有些阻礙,且廠商還必須為終端產品支付RFID感測元件成本,以及標籤、設備間的驗證費用成本。而三網融合後,頻寬需求暴增,外加使用者最關切的安全性與隱私問題,都有待業界一同努力克服。
中美韓將物聯網列為戰略產業
物聯網的前瞻性,讓中美韓等國都將物聯網列為重要的戰略產業。專家指出,物聯網的完整概念最初來自於IBM的「智慧地球」計劃,也因此使得美國總統歐巴馬於2008年提出了「物聯網振興經濟戰略」,藉此勾勒出「全球物聯網」的智慧型基礎建設計畫。至於中國與韓國也都發表了類似的計畫,例如中國政府提出的「感知中國(Sensing China)」,以及韓國政府推出的「物聯網基礎設施構建基本規劃」,都陸續落實成為「國家物聯網」的示範工程當中。
專家認為,中國政府之所以如此重視物聯網,在於物聯網具有提高效率及減少能源消耗的概念,也因此成為中國2010年的新興戰略性產業。目前無錫的傳感信息中心已經提升到國家層級,無錫也成為中國大陸第一個物聯網城市。也正由於中國擁有龐大內需市場撐腰,使得中國政府亟欲在國際標準的制訂過程中扮演關鍵角色,例如中國的3G通訊標準(TD-SCDMA)及區域網路通訊的WAPI等,都是中國政府努力著手的標準。
然而專家也說,目前中國物聯網在體制上相互分割,缺乏資源共享;在技術方面,包括感測器、IC晶片、關鍵設備、中國智慧交通高階市場等,七成以上都被國外企業搶占,不僅產業鏈尚存在瓶頸,且技術標準也缺乏統一;另外,商業模式仍處在初級階段,成本高且不能大規模商用;最後則是物聯網在實際應用上,絕大部分是對現有產業的改變,也因此存在相當大的跨入門檻。
專家說,為了替物聯網熱身,中國政府加速推動電信網、廣播電視網和網際網路等「三網合一」,未來三網互聯互通、資源共享,可為用戶提供語音、資料和廣播電視等多項服務,對於未來發展物聯網有非常大的助益。因此三網合一的執行成效,也被視為中國發展物聯網的觀察指標。
- 如果把IOT的概念濃縮成一句話,那就是中國移動總裁王建宙所講的「全面感知、可靠傳遞、智慧處理」。
中國十二五 物聯網榜上有名
中國市場由於內需龐大,自然其物聯網政策動向也備受外界關注。專家表示,中國的「十二五」(2011~2015)期間,物聯網投資將聚焦智慧電網、智慧交通、智慧物流等十大領域。
專家指出,受到物聯網利多消息刺激,相關產業如廈門信達、新大陸、東信和平、高鴻股份等廠商均成為獲益者。日後隨著物聯網持續發展,包括石基信息、廣聯達、輝煌科技、銀江股份、交技發展、海康威視、通富微電、日海通訊等廠商商機更是無限。
專家說,中國大陸發展物聯網應用的重點領域,分別是智慧電網、智慧交通、智慧物流、智慧家居、環境與安全檢測、工業與自動化控制、醫療健康、精緻農牧業、金融與服務業,及國防軍事等。
如果把物聯網的概念濃縮成一句話,那就是中國移動總裁王建宙所講的「全面感知、可靠傳遞、智慧處理」。專家解釋說,全面感知就例如將所有的家電產品裝上感測器;可靠傳輸就要靠3G行動網路的完整佈建與升級,加上多元的無線通訊網路,如Zigbee與Wi-Fi等;智慧處理則需要專業的感測知識,透過雲端運算與物聯網訊息處理中心的完善運作。如此才能相互搭配,完美運作。
中國大陸於2010年正式成立物聯網技術產業聯盟。工信部也帶頭成立物聯網領導協調小組,加速物聯網產業化進程。2010年3月,上海物聯網中心正式揭幕。這些都將促進物聯網技術的推廣和應用。整體來看,2011年將是全球物聯網快速發展的一年,大陸三大電信運營商也爭相發展物聯網技術及應用。中國移動表態支援3G與物聯網的結合,目前M2M終端產品已達300萬,年成長超過八成,主要應用集中在電力和交通運輸行業。中國聯通也將在未來跨入無線環保監測平台。中國電信則積極加速物聯網技術開發應用,推出「平安e家」的安全服務。至於華為則正在研發一個數位家庭平台專案,也屬於物聯網範疇。台灣的中華電信、台灣大哥大、遠傳、威寶、亞太等電信業也預計都將是物聯網的主要受益者。
物聯網上游供應商列表
射頻識別(RFID) |
望穀、NXP,TI,ST,INFINEON,復旦,華虹,貝嶺、盛群、亞信、聯傑、譁裕、旺玖、晶彩科 |
二維碼識別 |
新大陸、鼎翰、光群雷 |
自動識別晶片生產商 |
廈門信達、欣技、連宇、同亨、振樺、精聯 |
智慧卡 |
東信和平 |
勇闖物聯網 台灣最適合WSN相關研發
感測技術與智慧建設似乎逐漸成為物聯網的發展核心,包括美國、歐盟、日本、中國、南韓等國,都紛紛將物聯網納入國家重點發展項目中。在物聯網的龐大商機中,電信運營商將扮演重要角色。由於電信運營商具備行動、固網之有線、無線等基礎網路建設,又有現有的龐大企業與個人用戶,若將物聯網規劃納入3G加值服務之中,不僅門檻低,更可與上、中、下游產業鏈結盟,商業優勢非常高。
專家指出,未來電信運營商發展物聯網,有七大關鍵技術,這包括高可靠度的RFID、高精度的感測器、IPv6位址規劃(由於IP需求成長快,預計IPv4位址將很快地匱乏)、即時無線傳輸、衛星通信、標準化M2M、以及嵌入式的智慧型奈米級感測器等。
專家認為,台灣企業發展物聯網,可先重點研發無線感測網路(WSN)相關產品。至於WSN應用服務方面,可從年長者的居家照護、家居與社區環境安全維護,或者開發智慧型資料傳輸系統等方面來著手。
而除了「全球物聯網」與「國家物聯網」之外,專家認為未來IOT的八大類應用重點產業將包括:城市、交通、零售、金融、家居、能源、生產與農牧等,這些重點產業對於台灣將更有真實商機。此外,由於台灣在設備、零組件及IC晶片的研發具有優勢,且在零組件與裝置等方面的製造技術十分成熟,包括旺玖、盛群、聯傑、盛達、精聯、精技與欣技等,都是未來十分有機會在物聯網產業鏈中大幅獲利的廠商。
各國的物聯網戰略計畫
中國 |
2009年8月 感知中國 |
美國 |
2008年底 IBM向美國政府提出的『智慧地球』戰略
強調感測技術的應用,提出建設智慧型基礎設施 |
歐盟 |
2009年6月 物聯網行動計畫
具體而務實,強調RFID的廣泛應用,注重信息安全 |
日本 |
2009年8月i-Japan戰略
在u-Japan的基礎上,強調電子政務和社會訊息服務應用 |
參與中國自主標準 台灣才有機會出頭
2010年全球物聯網快速發展,儘管整個產業依然處於起步階段,距離大規模應用尚有一段距離,但突破性的技術、晶片、產品和解決方案等都已經逐步問世。專家認為,五年內物聯網將會出現跳躍式的發展。
專家說,只要能在物聯網市場建立完備的研發和產業鏈藍圖,五年之後都有機會成為物聯網的領導者,或者成為標準、技術和產品的輸出國家,成為稱霸物聯網的強國。
目前台灣在物聯網的技術發展上,在WSN產業中上游段的廠商已經成熟,例如晶片廠商達盛,模組廠商台達電、聯陽、誠力、茂綸,終端設備廠的華寶、正文、亞旭、凌克、華凌資通、瑞帝電通等。但中下游段的系統整合業者仍然缺乏,目前僅有中華電信及研華。雖然系統套件的廠商包括安潤、亞美地、昇輝能源、遠聯科技、禾伸堂等,也能提供系統整合解決方案,但由於缺少開放性的共通平台,使得應用普及的速度減緩。
台灣WSN相關廠商
晶片廠商 |
達盛 |
模組廠商 |
台達電、聯陽、誠力、茂綸 |
終端設備廠 |
華寶、正文、亞旭、凌克、華凌資通、瑞帝電通 |
系統整合業者 |
中華電信、研華 |
系統套件廠商 |
安潤、亞美地、昇輝能源、遠聯科技、禾伸堂 |
此外,由於物聯網的主要市場在中國大陸,因此包括系統及服務方面,台灣廠商也落後大陸的電信營運商及解決方案廠商,如中國移動、中國電信、中國聯通、遠望谷,與同方股份等。
台灣廠商過去在國際大廠透過IP方式圍困之下,長期只能在代工領域發揮專長。專家認為,未來台灣廠商可以專注在中國國家標準化管理局在主導自有RFID協定開發事宜,或者電子標籤國家標準,甚至和中國自主3G標準TD-SCDMA整合等物聯網相關協定與基礎建設的機會,藉由中國廣大的內需市場,來參與中國自主標準的建立,才有機會邁向新興市場,進而稱霸全球市場。
結語
儘管物聯網具有多項優勢,但也並非毫無破綻,在許多領域都有一定挑戰存在。舉例來說,物聯網由於應用環境過於廣泛,相關產業也極為分散,難以集中資源進行發展。勢必需要透過少數最具爆發性之產業帶動商機,才能逐漸拓展。
其次,物聯網之通訊標準尚未統一,雖然不少業者看好3G可在物聯網中扮演重要角色,但尚有多項類似通訊技術可在此領域發光發熱,因此如何打造統一之標準,同樣令人懷疑。
最後,目前業界尚未擁有完整的商業模式,業者們如何在物聯網中互通有無、創造商機,也成為物聯網最終能否成功的重要關鍵。