物联网产业研究:物联网产业链全景图谱

2021-07-12 18:04
1 物联网——万物互联 万亿市场
物联网(IoT)是实现万物互联的核心技术,它赋予物品以感知力、控制力和决策力,推动各类生活场景 沿智能化方向不断发展。物联网的主要应用领域包括智能家居、车联网、公共服务、智慧农业、智慧物 流、智慧工业等,把过去独立割裂的终端融入网络体系,也可以创造大量新应用模式和商业模式。
物联网的商业模式很多跟连接数挂钩,比如感知和传输层按传感器、网络模组出货量收费;平台层按连 接数量收费;应用层按用户规模产生经济效益等。GSMA预计到2025年,全球物联网设备连接数将达到 251亿个,全球物联网市场规模将达到1.1万亿美元。
2 感知层——物理感知的枢纽
传感器是物和物之间得以相连的起点,是将接收到的物理感知转化为电信号的基本枢纽。传感器技术经过数十年的发 展,已经能够将各种场景下大部分物理状态信息采集转化为电子信息系统可以处理的电信号。像温度、湿度、压力 (重量)、气压(轮胎胎压)、光照强度、气体成分、指纹、面部识别、速度和位移等等,均可通过传感器进行采集 感知。这些传感功能,与智慧家居、物流、车辆安全监测、节能环保、安防等下游场景密切配合,可以组合形成丰富 的应用模式。
物联网终端功能控制和实现的核心是MCU芯片。MCU也称为单片机或微控制器,由CPU、存储器、各类 端口等构成,是智能控制的核心部件,可以简单理解成一台微型电脑。 传感器采集的信息、输入界面(按键、APP遥控等)输入的命令等经过MCU的分析和处理,再控制执行 机构(电机、变频压缩机、音频设备等),实现物联网最终的功能。
3 传输层——信息传递的管道
3.1. 无线传输为主,短距离和长距离各擅胜场
物联网的传输层以无线传输为主,按照传输距离的不同,无线传输又可以分为局域网(LAN)和广域网 (LPWAN)两种。局域网包括人们较为熟知的蓝牙、WiFi等,其特点是通信距离相对较短,一般在200米 范围以内,适合于室内、低移动性场景(智慧家居、智能仓库等)。广域网包括NB-IoT、Sigfox等,其特 点是通信范围大,可以达到15km以上,适合于大范围、移动性场景(车联网、物流跟踪、资产定位等)。
3.2. 低速率场景更多,高速率价值量较高
而根据传输速率的不同,物联网业务可分为高速率、中速率及低速率业务。其中,高速率业务主要使用3G、 4G 及WiFi技术,可应用于视频监控、车载导航等场景;中速率业务主要使用蓝牙、eMTC等技术,可应用于 智能家居、储物柜等高频使用场景;低速率业务,即LPWAN(低功耗广域网),主要使用NB-IoT、LoRa、 Sigfox及ZigBee等技术,可能应用于智慧停车、远程抄表等使用频次低的应用场景。
全球物联网市场有大约60%以上都属于低速率业务,这类应用需要具有支持海量连接数、低终端成本、低终 端功耗和超强覆盖等能力。由于自身的发展以及成本等问题,各个企业都在向低成本、低功耗等方向发展。而在低速率领域,中国主要以发展NB-IoT(窄带物联网)为主。
3.3. 传输层的核心:物联网模组
在实际产业链落地中,由于无线传输领域涉及复杂的标准专利、射频技术等,一般由专业厂商将与无线 数据传输相关的整体功能,制作成物联网模组。下游家电等厂商将物联网模组安装调试后可以快速实现 网络连接。
物联网模组就是将芯片、存储器等电子器件集成于电路板上的模块化组件,是实现设备联网的基础枢纽。 依据网络制式的不同,无线模组主要可以分为4G模组、5G模组、NB-IoT模组等,依据应用场景的不同, 无线模组也可以分为智能模组和车规级模组等。
4 平台层——应用实现的桥梁
计费、开通、应用实现、后端数据管理等
硬件端具备物联网能力后,需要平台实现整个网络和应用的具体实现。平台按功能类型大致可以分为4类, 实际上很多通用化平台兼具多个功能。
1)CMP/DMP管理平台:设备连接的管理。举个例子,买一个扫地机器人,回家开机激活,与手机APP绑定 等,这些都是通过管理平台实现。
2)AEP应用使能平台:很多传统公司(比如插排工厂),想升级成物联网遥控插排,但是没有相应的技术人 员,他们就可以付费使用AEP平台,AEP平台上汇聚了很多物联网解决方案,插排工厂在平台上设置产品参 数(有几个插孔)、功能模块(手机控制开关、定时开关等),就可以直接生成需要的物联网功能。
3)BAP业务分析平台:物联网采集了大量用户数据,有专门的平台来分析用户数据,通过大数据让设备的 功能更加智能,也可以通过对用户习惯的分析做定制化营销等等拓展功能(比如智能门锁给老年人用,每天 都开门,突然一整天都没出门,就给家人报警是不是摔倒了等)。
5 应用层——百花齐放推动产业链大发展
5.1芯片铸就物联网多样下游应用
5.1.1. 瑞芯微:通用SoC奠定应用基石,AIoT布局全面
专注打磨智能应用处理器SoC二十年,逐步拓展AIoT产业布局;公司聚焦于产品应用领域的拓展,其芯片应 用场景由单一的平板电脑市场扩展至智能盒子、智能手机等消费电子领域以及智能安防等AIoT领域。目前公 司主要产品为智能应用处理器芯片、电源管理芯片及其他芯片,同时提供专业技术服务及与自研芯片相关的 组合器件。
5.1.2. 晶晨股份:国内多媒体SoC芯片龙头,横向拓展其他AIoT领域
聚焦多媒体智能终端SoC二十年,超高清音视频编解码技术形成领先优势;公司于2003年成立,主营业务聚 焦基于音视频编解码技术的多媒体终端芯片设计,自 2004年研发出用于 RMVB 解码芯片后持续推出了一系 列具有竞争力的多媒体 SoC 芯片。凭借对音频编解码等核心技术的持续跟踪研发,目前已自主研发用于智能 机顶盒、智能电视、AI 音视频智能终端等领域关键核心技术,在超高清音视频编解码技术上形成领先优势。
5.2智能家居
5.2.1. 智能家居行业定义及分类
智能家居以住宅为平台,将网络通信、自动控制、物联网、云计算及人工智能等技术与家居设备相融合,形 成便捷、舒适、健康、安全、环保的家庭人居环境。随着各项技术应用场景渗透加快及中国国民消费结构转 型升级,智能家居单品品类得以不断创新与扩张,主要包括智能安防、智能连接控制、智能家电、智能家庭 能源管理、智能光感、智能家庭娱乐等细分方向。
5.2.2. 物联网智能家居行业规模
中国物联网智能家居市场已破千亿元,且增长较快,过去4年的CAGR达20%。根据亿欧智库测算,2020年整 体市场规模约为4354亿元,预计2025年将超8000亿元。从2019年中国各细分市场规模看,家电市场由于规模大、智能化发展早且渗透率高,其在智能家居市场中规 模最大,达2822亿元;智能连接控制和智能家庭安防市场则分别位列二、三,为364亿元和186亿元,智能家 庭娱乐和智能光感市场规模分别为180亿元和99亿元,智能家庭能源管理市场规模最小,为78亿元。
5.3工业软件与鸿蒙
5.3.1. 工业软件--CAX承载物联网中各工业产品的设计与制造
CAX领域:CCAX由CAD\CAM\CAE组成,是研发设计非常核心的组成部分。CAD用通俗的语言讲,就是代替人手,用 软件来绘制产品的结构和外观的设计软件;CAM,则是用电脑来模仿零部件等产品生产的过程中,刀轨的运行轨迹 的软件;CAE,也可以叫做仿真,是用电脑来模仿产品在各个场景下的受力、受热等情况,来达到测试所设计产品是 否能够达到相关力学、电磁学标准。CAX便是CAD\CAM\CAE三种软件三位一体的来模仿整个工业设计和制造的过程。
与物联网的关系:一切工业产品,比如大到飞机、轮船、汽车;小到耳机、平板、手机,都需要研发设计软件来设 计。没有研发设计软件,就没有物联网里各个器械的存在,所以研发设计软件可以说是“工业产品之母”。
5.3.2.鸿蒙OS的推出标志着新一轮十年创新周期开启
鸿蒙:鸿蒙OS是面向物联网时代的新一代操作系统,目标实现万物互联和万物智能,未来将逐步覆盖1+8+N全场景 终端设备:“1”代表智能手机,“8”代表PC、平板、手表、智慧屏、AI音箱、二级、AR/VR眼镜、车机,“N”代 表物联网生态产品,为消费者衣食住行全场景提供智能智慧服务。鸿蒙操作系统负责人王成录此前在采访中表示, 2021年保守将有3亿设备搭载鸿蒙,其中华为手机搭载2亿,华为自有Pad、手表、智慧屏、音箱搭载3 千万台以 上。
与物联网的关系:鸿蒙的推出,是从过去二十年来以PC、智能手机为代表“互联网+”创新,过渡到未来二十年以 汽车、XR、家居为代表的物联网时代的“标志事件。从PC、智能手机到物联网,鸿蒙代表新一轮十年创新周期开启。
5.4海外产业链
海外物联网产业链
从海外市场来看,科技巨头在物联网单环节有较强基础,积极往上下游延伸:例如博世在汽车供应链的优势积极往 车联网IoT云平台延伸,亚马逊和谷歌拥有云计算平台优势并积极往可穿戴和智能音箱延伸。在部分细分领域,创业 公司取得领导地位,如PaaS平台的涂鸦智能(Tuya)与企业物联网AI解决方案方案的C3.ai(AI)。
谷歌:深入布局流量入口、通讯协议、操作系统
谷歌在智慧终端广泛布局,积极推动智能家居统一协议:Google Nest智能音箱作为智慧家居的控制终端。谷歌亦拥 有多种便携电子设备、可穿戴设备的丰富产品线。谷歌与亚马逊苹果合作推动“Matter”协议,致力构建一套基于 IP 网络的智慧家居物联网协议。
操作系统竞争力强,Fuchsia为重要AIoT新OS:谷歌安卓在移动端拥有较高市占率,且自动驾驶操作系统(Android Auto)被汽车整车厂逐步开放兼容,全新的Fuchsia OS将作为谷歌微内核的OS,成为谷歌在IoT的重要棋子。
苹果:杰出产品驱动,带动物联网新技术普及
苹果产品线包括多款重要的终端智慧设备:如Airpods、Apple Watch可穿戴设备及其它便携电子设备。苹果于2014 年推出Homekit 智慧家居系统,授权第三方厂商生产符合标准的智慧家居产品,让用户可以通过IPhone、Ipad等统 一控制。苹果在物联网的重要布局也包括Siri语音助手、Carplay车载娱乐系统等。
苹果往往以杰出的产品带动物联网的新技术应用:例如苹果2021年4月推出的Airtag,首次大规模商业化 UWB技术, 利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,相比蓝牙、 Wi-Fi、 RFID等表现出定位精度、安全性、穿透性、抗干扰性、 传输距离显著优势。
涂鸦智能:全球领先的IoT云平台
涂鸦智能为全球领先的 IoT 云平台, 连接品牌、OEM 厂商、开发者和连锁零售商的智能化需求, 提供一站式人工智能 物联网的 PaaS 级解决方案。并且涵盖了硬件开发工具、全球云、智慧商业平台开发三方面, 提供从技术到营销渠道 的全面生态赋能, 打造世界领先的 IoT 云平台。
构建物联网开发者生态, 并实现万物智能 。截至2021年3月31日, 涂鸦 IoT 开发平台累计有超过32.4万注册开发者, 日 语音 AI 交互超1.22亿次, 每日设备请求次数840亿次, Powered by Tuya赋能超31万设备SKUs, 产品和服务覆盖超过220 个国家和地区, 辐射全球超10万个线上和线下销售渠道。