物聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)前世界新一輪經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展的戰(zhàn)略制高點之一，是全球各發(fā)達(dá)國家信息化社會建設(shè)的重要內(nèi)容。在中國，目前物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)初具基礎(chǔ)，市場規(guī)模超過2000億元。其中RFID產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模超過100億元，傳感器市場規(guī)模超過900億元。機(jī)器到機(jī)器（M2M）終端數(shù)量接近1000萬，并已經(jīng)成為全球最大的M2M市場之一。這對于國家建設(shè)創(chuàng)新型社會，促進(jìn)兩化融合，培育和壯大新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的具有重要意義。

    一、中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)正加速發(fā)展

    2011年，中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)2627.4億元，同比增長30.2%。其中，支撐層、感知層、傳輸層、平臺層、應(yīng)用層規(guī)模分別為71.9億元、577.1億元、870.0億元、984.3億元和124.1億元，各層在整個產(chǎn)業(yè)中的占比分別為2.7%、22.0%、33.1%、37.5%和4.7%。相比其它各層而言，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的規(guī)模明顯偏小，說明我國的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用尚處起步階段。

圖1  2010-2011年中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模

圖2  2011年中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（單位：億元）

    對于經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式亟需轉(zhuǎn)變的中國來說，以物聯(lián)網(wǎng)為代表的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)無疑是國家大力培育的新經(jīng)濟(jì)增長點。而物聯(lián)網(wǎng)的一個重要特征就是智能性，即讓過去被動的“物”，呈現(xiàn)主動的身份與感知，以增加更多的智能性，這其中孕育著巨大的拓展空間。一個擁有巨大拓展空間的產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展機(jī)遇期是非常有限的。經(jīng)驗表明，工業(yè)革命真正的創(chuàng)新是在最初的三十年之內(nèi)完成的，電氣革命也是如此。因此當(dāng)前要依靠創(chuàng)新來推動物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。可喜的是，國內(nèi)諸多科研院所或企業(yè)，如中科院上海微系統(tǒng)所、中科院微電子所、中國哈爾濱工業(yè)大學(xué)、清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、北京郵電大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、天津大學(xué)和國防科技大學(xué)、華為技術(shù)、中興通訊、武漢郵科院、普天通信、中電集團(tuán)、中電科技等均開展了傳感網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)的研究，已在傳感器、通信、網(wǎng)絡(luò)等方面獲得眾多自主知識產(chǎn)權(quán)和專利，創(chuàng)新驅(qū)動物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢日益顯現(xiàn)。

    同時，在國家政策的推動下，各級地方政府部門也揚(yáng)鞭奮起，江蘇、山東、浙江、上海、北京、廣東、武漢等省市開始制定物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃政策，努力打造無線城市、發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)示范工程、培育物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)、攻堅物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)、舉辦物聯(lián)網(wǎng)主題展會，積極搶占物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的制高點。產(chǎn)業(yè)分布上，國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)已初步形成環(huán)渤海、長三角、珠三角，以及中西部地區(qū)等四大區(qū)域集聚發(fā)展的總體產(chǎn)業(yè)空間格局。其中，長三角地區(qū)產(chǎn)業(yè)規(guī)模位列四大區(qū)域的首位。

    環(huán)渤海地區(qū)是國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)重要的研發(fā)、設(shè)計、設(shè)備制造及系統(tǒng)集成基地。該地區(qū)關(guān)鍵支撐技術(shù)研發(fā)實力強(qiáng)勁、感知節(jié)點產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用與普及程度較高、網(wǎng)絡(luò)傳輸方式多樣化、綜合化平臺建設(shè)迅速、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用廣泛，并已基本形成較為完善的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系架構(gòu)。

    長三角地區(qū)是我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用的起源地，在發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域擁有得天獨(dú)厚的先發(fā)優(yōu)勢。憑借該地區(qū)在電子信息產(chǎn)業(yè)深厚的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，長三角地區(qū)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要定位于產(chǎn)業(yè)鏈高端環(huán)節(jié)，從物聯(lián)網(wǎng)軟硬件核心產(chǎn)品和技術(shù)兩個核心環(huán)節(jié)入手，實施標(biāo)準(zhǔn)與專利戰(zhàn)略，形成全國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)核心與龍頭企業(yè)的集聚。

    珠三角地區(qū)是國內(nèi)電子整機(jī)的重要生產(chǎn)基地。在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展上，珠三角地區(qū)圍繞物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造、軟件及系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營服務(wù)以及應(yīng)用示范領(lǐng)域，重點進(jìn)行核心關(guān)鍵技術(shù)突破與創(chuàng)新能力建設(shè)，著眼于物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、城市管理信息化水平提升，以及農(nóng)村信息技術(shù)應(yīng)用等方面。

    中西部地區(qū)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，各重點省市紛紛結(jié)合自身優(yōu)勢，布局物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，搶占市場先機(jī)。湖北、四川、陜西、重慶、云南等中西部重點省市依托其在科研教育和人力資源方面的優(yōu)勢，以及RFID、芯片設(shè)計、傳感傳動、自動控制、網(wǎng)絡(luò)通信與處理、軟件及信息服務(wù)等領(lǐng)域較好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)完整產(chǎn)業(yè)鏈條和產(chǎn)業(yè)體系，重點培育物聯(lián)網(wǎng)龍頭企業(yè)，大力推廣物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程。

    2012年2月14日，工業(yè)和信息化部正式發(fā)布《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及形勢、指導(dǎo)思想、發(fā)展原則、發(fā)展目標(biāo)、主要任務(wù)、重點工程等進(jìn)行梳理和部署，指出智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)、智能環(huán)保、智能安防、智能醫(yī)療、智能家居是我國物聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展的重點領(lǐng)域，并從政策、財稅、技術(shù)、人才等方面提出了保障措施。廣泛的應(yīng)用為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)；政策的指導(dǎo)必將加速中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步伐。

    二、“光物聯(lián)”正成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的熱點領(lǐng)域

    隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展與應(yīng)用的不斷滲入，產(chǎn)業(yè)各細(xì)分領(lǐng)域正在不斷涌現(xiàn)，特色化應(yīng)用也正紛紛出現(xiàn)。其中，“光物聯(lián)”是其中頗具具代表性熱點領(lǐng)域之一。從定義上看，“光物聯(lián)”是基于光電子技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的深度融合，通過光感知、光傳輸、光顯示、光照明等技術(shù)與應(yīng)用節(jié)點，實現(xiàn)光電技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的全面對接。一方面，“光物聯(lián)”產(chǎn)業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的深入和細(xì)化，是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)差異化、特色化發(fā)展的重要內(nèi)容，另一方面，“光物聯(lián)”是光電產(chǎn)業(yè)的拓展和延伸，是光電產(chǎn)業(yè)拓展與升級的重要方向。

    “光物聯(lián)”體系架構(gòu)上，其與物聯(lián)網(wǎng)的整體體系架構(gòu)相類似，也可相應(yīng)的分為五層，分別包括技術(shù)支撐層、感知層、傳輸層、平臺層以及應(yīng)用層。其中，技術(shù)支撐層是指光物聯(lián)體系中所涉及到一些關(guān)鍵性、支撐性技術(shù)，如感知技術(shù)、組網(wǎng)技術(shù)、信息處理及安全技術(shù)等；感知層是指主要以光纖傳感器、CCD/CMOS、激光掃描等感知器件作為信息感知的手段，實現(xiàn)對信息的采集；傳輸層主要指依靠光纖網(wǎng)絡(luò)和無限網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方式，實現(xiàn)信息的傳輸；平臺層的主要功能是依靠軟件系統(tǒng)、計算中心、管理中心、信息中心等軟硬設(shè)施的建設(shè)，為各類應(yīng)用提供綜合性的運(yùn)營和支撐平臺；應(yīng)用層是指光物聯(lián)技術(shù)在不同行業(yè)中的應(yīng)用，除了涉及到的一些關(guān)鍵硬件外，如設(shè)備、終端等，還包括在這些行業(yè)運(yùn)用光物聯(lián)技術(shù)過程中所衍生出的一些新型服務(wù)業(yè)。
　　

圖3光物聯(lián)體系架構(gòu)圖　　

    “光物聯(lián)”作為物聯(lián)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，與以無線傳輸為手段的無線物聯(lián)網(wǎng)相比，有著明顯的優(yōu)勢，同時由于其部分技術(shù)的不成熟性，目前在應(yīng)用中尚存一定的劣勢。

    表1“光物聯(lián)”技術(shù)優(yōu)劣勢比較
　　

    三、“光物聯(lián)”具備良好的發(fā)展與應(yīng)用前景

    目前，我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展與全球同處于起步階段，初步具備了一定的技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用基礎(chǔ)，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢。作為物聯(lián)網(wǎng)的重要細(xì)分領(lǐng)域，通過光的原理和特點實現(xiàn)物物相聯(lián)的“光物聯(lián)”正在成為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱點領(lǐng)域。

    1、光感知技術(shù)多樣、功能豐富，逐漸成為物聯(lián)網(wǎng)感知熱點。

    光感知技術(shù)包括光纖傳感、CCD/CMOS、激光掃描、遙感等技術(shù)。光纖傳感是以光波為載體，光纖為媒質(zhì)，感知和傳輸外界被測量信號的新型傳感技術(shù)；CCD/CMOS圖像傳感器可直接將光學(xué)信號轉(zhuǎn)換為模擬電流信號，實現(xiàn)圖像的獲取、存儲、傳輸、處理和復(fù)現(xiàn);激光掃描是一種光學(xué)距離傳感技術(shù)，用于條碼識別、工程探測、出入通行控制、危險區(qū)域防護(hù)等；遙感是指非接觸的，遠(yuǎn)距離的探測技術(shù)，一般指運(yùn)用傳感器/遙感器對物體的電磁波的輻射、反射特性的探測，并根據(jù)其特性對物體的性質(zhì)、特征和狀態(tài)進(jìn)行分析的理論、方法和應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)。實現(xiàn)以感知、探測、成像等功能為主的光感知技術(shù)不斷提高，出現(xiàn)諸如分布式光纖傳感系統(tǒng)、三維激光掃描儀、智能攝像頭、智能紅外探測器等一系列光感知產(chǎn)品，產(chǎn)品類型日益豐富，應(yīng)用領(lǐng)域也得到廣泛拓展。光感知技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)感知層的重要內(nèi)容。隨著物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)在全國大范圍推開，光感知技術(shù)也將在更大范圍內(nèi)獲得發(fā)展，更大程度提升社會生產(chǎn)效率和生活品質(zhì)。另外，光纖傳感器以其抗干擾性強(qiáng)、靈敏度高的特點成為檢測外界環(huán)境參數(shù)的重要載體。同時，光纖本身具有信息傳輸?shù)墓δ埽瑢⒏兄�和傳輸結(jié)合起來使得光纖傳感技術(shù)在長距離線路上的應(yīng)用具有先天優(yōu)勢。

    2、光通信傳輸效率高、承載能力大，逐漸成為物聯(lián)網(wǎng)傳輸熱點。

    在傳輸層，光纖通信擁有巨大的容量、很高的帶寬和極小的損耗。目前市場應(yīng)用仍然以40Gbit/s為主，隨著用戶需求的提高，單波道通信容量將從40Gbit/s逐漸升級為1000Gbit/s。主流商用FTTH技術(shù)仍然集中在EPON、GEPON和GPON，具備靈活帶寬調(diào)配能力和新業(yè)務(wù)接入能力的自動交換光網(wǎng)絡(luò)(ASON)也受到企業(yè)和政府的高度重視。隨著光纖放大器和波分復(fù)用技術(shù)的迅速發(fā)展，光纖通信的通信距離和通信容量得到迅速拓展。光纖通訊技術(shù)能夠有效適應(yīng)海量的數(shù)據(jù)集合和泛在的網(wǎng)絡(luò)要求，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的拓展。以光纖網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的光通信，可以為社會低成本、高效率的信息化發(fā)展提供有力支撐，是未來的發(fā)展趨勢，也將成為物聯(lián)網(wǎng)傳輸層的熱點技術(shù)。

    3、光物聯(lián)應(yīng)用形式多、發(fā)展?jié)摿Υ螅�逐漸成為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱點。

    在光感知領(lǐng)域，光纖傳感器正在逐步從實驗室走向商業(yè)化，其應(yīng)用幾乎涉及國民經(jīng)濟(jì)和國防軍事等所有重要領(lǐng)域，尤其可以安全有效地應(yīng)用于各種惡劣環(huán)境中。CMOS將在移動通信、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、游戲機(jī)等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大幅增長。激光技術(shù)領(lǐng)域，一方面產(chǎn)品的投入產(chǎn)出比和技術(shù)基礎(chǔ)的優(yōu)化作用愈發(fā)明顯，融合在產(chǎn)品與服務(wù)中的技術(shù)含量越來超高，另一方面激光技術(shù)與眾多學(xué)科相結(jié)合，更加貼近人們的日常生活。

    在光傳輸領(lǐng)域，光纖光纜產(chǎn)能逐漸向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，美國與日本企業(yè)在光電器件領(lǐng)域占有絕對優(yōu)勢，而歐洲光通信產(chǎn)業(yè)則略有衰退跡象。隨著FTTH技術(shù)的逐漸成熟和中國、印度等發(fā)展中國家與地區(qū)新興市場的崛起，全球光通信市場規(guī)模將依然保持穩(wěn)定增長，現(xiàn)在中國已成為全球光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的區(qū)域。隨著3G產(chǎn)業(yè)鏈日臻成熟與完善，其用戶數(shù)量和終端種類正在迅速增長，全球3G市場迎來了蓬勃發(fā)展期，而3G及其升級技術(shù)的強(qiáng)勁發(fā)展將不斷開創(chuàng)新應(yīng)用，持續(xù)開拓新市場。此外，F(xiàn)TTX網(wǎng)絡(luò)和3G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)都將帶動光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)相關(guān)設(shè)備市場的快速增長。此外，國家電力網(wǎng)、鐵路網(wǎng)、公路網(wǎng)、運(yùn)輸管道網(wǎng)等大型工程設(shè)施及相關(guān)設(shè)備的互連可以廣泛使用光纖傳感技術(shù)，發(fā)揮其長距離、高靈敏度，傳感合一的優(yōu)勢，并與各種設(shè)備實現(xiàn)物理系統(tǒng)的整合，實現(xiàn)高效監(jiān)控、科學(xué)管理。光物聯(lián)逐漸成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的熱點。

    整體而言，光物聯(lián)感知層、傳輸層、應(yīng)用層的主要產(chǎn)品已經(jīng)廣泛存在于安防、交通、環(huán)境監(jiān)測、管線管網(wǎng)、橋梁監(jiān)測、目標(biāo)追蹤等領(lǐng)域，包括光纖傳感器、CCD/CMOS、激光掃描設(shè)備、光纖光纜、光通信器件、光通信設(shè)備、光存儲設(shè)備、光顯示設(shè)備等。此外，F(xiàn)TTX網(wǎng)絡(luò)和3G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)將帶動光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)相關(guān)設(shè)備市場的快速增長。中國已經(jīng)成為全球光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的地區(qū)。光物聯(lián)實現(xiàn)智能感知、大容量傳輸，必將成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的亮點，吸引越來越多的企業(yè)和地區(qū)關(guān)注。

    四、以武漢為代表的地方城市正大力培育發(fā)展“光物聯(lián)”產(chǎn)業(yè)

    在國家政策的積極引導(dǎo)下，全國各地政府都高度重視物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，北京、上海、無錫、杭州、成都、重慶、青島等城市出臺了一系列鼓勵物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策，并各自探索出各自不同的發(fā)展路徑。在“光物聯(lián)”領(lǐng)域，武漢作為“中國光谷”，在光電子信息領(lǐng)域具備雄厚的發(fā)展基礎(chǔ)。

    武漢東湖高新區(qū)是繼北京中關(guān)村之后獲國務(wù)院批準(zhǔn)建設(shè)的第二家國家自主創(chuàng)新示范區(qū)，是我國重要的光電子信息產(chǎn)業(yè)基地，國家重要的自主創(chuàng)新中心，國家六大建設(shè)“世界一流高科技園區(qū)”的試點園區(qū)之一，擁有國內(nèi)最大的光纖光纜、光電器件生產(chǎn)基地、最大的光通信技術(shù)研發(fā)基地以及最大的激光產(chǎn)業(yè)基地。其光纖光纜的生產(chǎn)規(guī)模居全球第一，占據(jù)國內(nèi)市場份額的55%；光電器件、激光產(chǎn)品在全球產(chǎn)業(yè)分工中占有一席之地。

    武漢理工大學(xué)、華中科技大學(xué)、武漢郵科院等一批知名的光纖傳感器研究機(jī)構(gòu)及大量的研究人員為武漢“光感知”技術(shù)研究提供了科研平臺。長飛光纖光纜、武漢郵科院、華工正源光子等一批重點企業(yè)，為武漢“光物聯(lián)”產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了產(chǎn)業(yè)化條件。此外，東湖示范區(qū)作為國家級火炬計劃軟件產(chǎn)業(yè)基地，逐步形成了自己特有的軟件產(chǎn)業(yè)：以中國地質(zhì)大學(xué)、武漢大學(xué)為技術(shù)支撐的3S（GIS、GPS、RS）地理信息系統(tǒng)；以華中科技大學(xué)為技術(shù)支撐的3C（CAD、CAM、CAPP）制造業(yè)信息系統(tǒng)；以武漢達(dá)夢數(shù)據(jù)庫公司為代表的網(wǎng)絡(luò)信息安全軟件；以烽火通信、精倫電子為代表的嵌入式軟件企業(yè)。這為“光物聯(lián)”系統(tǒng)應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。

    依托以上優(yōu)勢，武漢已將“光物聯(lián)”產(chǎn)業(yè)作為本地物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)特色發(fā)展的核心戰(zhàn)略，并大力加以扶持發(fā)展。“光物聯(lián)”產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，不僅將為武漢等城市電子信息產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整與持續(xù)發(fā)展提供新的動力，也將中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入新的活力。<