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物联网深度报告

2017-06-16 14:56
科技那回事
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1、物联网深度融入生活场景,爆发条件成熟

1.1、背景:互联网获客成本提高,以物互联时代正式开启

互联网用户总数趋于饱和,获客成本快速增加。据CNNIC统计,在经历前几年的快速增长后,我国网民总数和移动互联网用户数量增速已趋于缓和。2016年全国网民规模总数为7.31亿人,其中移动互联网用户超过6.95亿人。用户总数正趋于饱和,对互联网公司而言同样意味着获客成本的迅速提升。

近几年来,我国互联网市场增速的放慢使互联网公司获客成本逐年提升,线上市场的饱和迫使他们将注意力由线上转移至线下。以阿里巴巴为例,2013-2015年阿里巴巴营销费用分别为45.45亿元、85.13亿元和113.07亿元,淘宝活跃买家分别为2.55亿人、3.50亿人和4.23亿人。假设其用于阿里云等创新业务的营销费用占比逐年为30%、40%和50%,则2015年淘宝获客成本由之前的38.33元/人增加到了77.45元/人。

在以数据称王的当下,线上数据获取渠道的逐渐枯竭促使互联网企业纷纷将注意力转至线下,而物联网技术作为连接线下和线上的最终途径正成为他们投入的重要方向。在创新技术的驱动下,可穿戴设备、智慧零售、共享经济等以物联网为主要工具的商业模式正取代工业物联网成为物联网商业化的主流,甚至是引领未来几年物联网快速发展的新生力军。

物联网正处于持续增长阶段,一个全球化的智能互联时代已经到来。根据中国产业信息网预测,未来五年国内物联网市场将从2016年的9300亿元人民币增长到2020年的18300亿元,整体规模将以倍数增加。根据IDC的统计,2016年全球物联网市场的总投入为7369亿美元,而到2020年该数字将达到12899亿美元,年复合增长率约为15.02%。未来几年,物联网将在全球范围内快速扩张。

作为物联网软件和数据传输的载体,2016年全球物联网安装设备已达到148.66亿台,而五年后全球设备数量将超过300亿台,年复合增长率达20.2%。而根据联合国预计,2020年世界总人口将处于73亿和85亿人的区间,如果以70%的互联网渗透率计算,2020年全球互联网人数范围将在51亿和60亿之间。

从数据终端数量来看,如果把用户比作互联网时代数据产生的终端,那么到2020年物联网的终端数将是互联网的五倍以上。未来物联网所产生的数据也将在量级上大幅超过互联网。而相比单纯的互联网用户行为,物联网传感器分布在生活和经济活动的方方面面,其所产生的数据将更为具体。

1.2、爆发条件的演进:从传感器成本的下降到低功耗广覆盖技术的出现

条件一:传感器成本的下降使物联网大规模应用成为可能

传感器是物联网感知层的设备,包括温度传感器、压力传感器、麦克风等等。据IDC统计,2015年全球对传感器的投入占对物联网总投入的四分之一,而到2020年,对传感器方面的投入将突破3151亿美元,远超其他技术。传感器作为物联网的底层配件,是支撑整个物联网运行的关键设备,投入量越大意味着未来可获取的数据越多。而对于物联网运营商而言,大规模投入传感器的基础仍在于其成本的持续下降。

传感器行业竞争加剧,价格有明显下降趋势。由于传感器行业所遵循的摩尔定律,即集成电路上可容纳的元器件的数目,每隔约18个月便要增加一倍,性能也将提升一倍,但同时价格维持不变。因此在过去十年间,一些传感器的价格猛降了100倍。此外,MEMS技术的出现使得芯片成本进一步下降。近几年全球传感器出货量大幅增长,但行业营收却增长不大。根据ICInsights预测,2016年-2020年所有半导体传感器的平均售价的年复合增长率将达-5%,而前五年大约是-2.5%。技术的持续更新和市场的竞争饱和将成为传感器持续降价的主导因素。在这样的条件驱动下,物联网的大规模部署将成为必然趋势。

条件二:低功耗广覆盖技术的出现使物联网链接更为持久广泛

目前物联网的主要连接方式还是以WiFi、蓝牙及ZigBee等技术为主,应用于室内和短距离数据传输场景。据统计,目前短距离连接的极限是WiFi和蓝牙的200米,这意味着大范围的室内场景和远距离数据传输场景对物联网技术的应用将因此而受限。

随着物联网连接环境和物品种类的不断扩大,经济活动对物联网的应用在通信技术的连接范围提出了更高的要求。然而,由于当下作为远距离通信主要手段的2G3G4G技术能耗高,同时更适用于庞大数据量传输,在低频次应用场景中并不具备高效性,因而进一步推动了市场对低功耗远距离传输技术的需求。

近年来,低功耗广域网技术(LPWAN)快速兴起,以功耗低、距离远等特点迅速吸引了市场的注意。低功耗广域网技术可分为非3GPP组织主导的基于非授权频段的LoRa和Sigfox等技术,和3GPP组织主导的基于授权频段的eMTC、NB-IOT和EC-GSM等技术。此前,Semtch公司的LoRa技术和Sigfox公司的Sigfox技术已经率先开始商业化,但因为存在信号干扰等问题,始终没能得到广泛应用。2016年,3GPP组织正式推出eMTC和NB-IoT标准技术,基于授权频段的突出优势迅速吸引大量厂商跟进。

以最具代表性的NB-IoT为例,低功率广域网技术相比传统物联网通信技术具备以下几类优势。

一、覆盖范围更广:其基站发射功率比LTE和GPRS基站更强,覆盖范围达164dBm~15km,因此地下车库、地下室和地下管道等信号阻碍很大的地方也能进行覆盖。

二、数据容量更大:NB-IoT的上行容量比4G提升了50-100倍,允许接入的设备数量也因此增加了50-100倍。

三、电池寿命更长:NB-IoT数据传输速率是65kbps,加上eDRX省电技术和PSM省电模式通过延长设备空闲时的休眠时间优化了用电效率,NB-IoT终端设备在AA电池下供电可以工作10年。

四、三种部署方式:厂商可根据不同的应用需求选择独立部署、保护带部署或带内部署。其中独立部署需要独立频段,不会形成信号干扰;保护带部署是利用LTE频带边缘的保护频段但信号较弱;带内部署是直接使用LTE内的空闲波段。

五、芯片成本低:由于对速率、功耗和带宽的要求都很低,NB-IoT芯片的DSP(数字信号处理)配置较低,PA(功率放大器)较小,均衡算法也较简单,整体降低了芯片成本。

因为技术的演变,使得物联网的应用场景更为广泛。低功率广域网技术已在智能计表、地质勘测等领域首先展开应用,并逐渐与垃圾站、消防用品等低频次城市资产相结合,在智慧城市这一领域将物联网的连接范围进一步扩大。随着配套设施的完善,低功率技术将有望进入更多实体经济领域。通过发挥广域数据传输和低功率节能特性,远距离资产跟踪(如共享单车等)和小型设备通信(如可穿戴设备等)将成为LPWAN对物联网整个产业的新的开拓方向。同时更多的长尾物品将因为这类技术的成熟陆续加入物联网的连接范畴,使数据源的量级得到进一步提升。

1.3、持续的渗透:从幕后到台前,融入ToC经济

智慧城市和工业制造是驱动早期物联网发展的两大要素,物联网技术通过传感和数据传输有效提升了这些场景的运作效率,同时也因为其后台辅助性技术的性质而没有得到明显的市场化推动。随着成本减少和技术的进步,物联网技术的应用得以更为贴进用户的日常活动,以可穿戴设备、新零售和共享经济等为代表的ToC经济体系在物联网技术的支持下得以快速崛起。

政府积极推动以智慧城市为主体的物联网相关工程建设。国家在过去几年对智慧城市的高投入成为了推动早期物联网市场发展的主要因素。政府以提高民生水平、实现城市管理智能化为驱动,在智能电表、智慧交通、智慧医疗等领域植入物联网传感技术,而物联网设备通过识别和感知而形成的数据将成为政府用以提升公共事业发展的基础。当然,单纯的政府订单驱动无法长久维持物联网的快速发展,而物联网技术对于实体经济运行效率的提升则使企业端对其投入大幅加大,并使之成为未来几年推动行业增长的重要动力。

在和实体经济的融合方面,物联网目前应用最成熟的是工业制造领域,以感应技术取代了人工在供应链管理、产品设备监控管理、环保监测以及能源管理等环节的投入,体现出效率提升和成本控制等优势。以思科工业物联网解决方案为例,思科和物联网解决方案提供商FANUC通过传感器实时监控机器运行温度等数据,有效防止某工厂生产机器的宕机问题,为其节省4000万美元的成本。

随着投入成本减少和通信技术进步两大条件的成熟,物联网以物替人的特性得以延伸至那些原本因为成本过高和通信范围受限等因素影响而无法布置的场景中。在物流、交通出行、商贸零售等领域,物联网逐渐形成一定规模的布局。

在经历前几年与实体经济的融合,对于物联网技术的运用已出现在更为接近最终用户的经济环节中,如可穿戴设备、新零售和共享经济,我们看到物联网技术正以更为直接的方式融入最终用户的消费行为,这使用户数据和物联网更为紧密地连接在一起。对于实体经济而言,这些数据的最终导向将是提升整体经济活动的运行效率同时为之创造更多的经济价值。

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