物联网（Internet of Things，简称 IoT）是指通过种种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何的需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。

  而根据工信部《关于印发物联网新型基础设施建设三年行动计划（2021-2023年）的通知》，物联网是以感知技术和网络通信技术为主要手段，实现人、机、物的泛在连接，提供信息感知、信息传输、信息处理等服务的基础设施。

  物联网的系统架构划分一般可分为四个层次，分别为感知与控制层、通信网络层、平台服务层、应用服务层。

  在感知方面，其主要通过从传感器、计量器等器件获取环境、资产或者运营状态信息，在进行适当的处理之后，通过传输模块将数据传递出去。感知方面的设备大致上可以分为自动感知设备及人工生成信息设备。自动感知设备是能自动感知外部物理物体与物理环境信息的设备，包括了 RFID、传感器、GPS 等，人工生成信息设备是人工生成信息的智能电子设备，包括了智能手机、计算机、其他移动通信终端等，是自动感知的辅助手段，也是实现人与物进行连接的重要桥梁。

  在控制方面，其通过通信模块接收控制指令信息，在本地传递给控制器件达到控制资产、设备及运营的目的。

  通信网络层作为纽带连接着感知与控制层和平台服务层，它由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网等组成，相当于人的神经中枢系统，负责将感知与控制层获取的信息，安全可靠地传输到平台服务层，然后根据不同的应用需求来做信息处理。物联网通信网络层包含接入网络和传输网络，分别实现接入功能和传输功能。传输网络由公网与专网组成，典型传输网络包括电信网（固网、移动通信网）、广电网、互联网、电力通信网、专用网（数字集群）。

  接入网络包括光纤接入、无线接入、以太网接入、卫星接入等各类接入方式，实现感知与控制层中传感器网络的接入。

  物联网平台服务层是物联网产业链条中的关键环节，其向下通过通信网络连接感知与控制层，向上为应用服务层提供统一的开发接口，构建了设备和业务的端到端通道，为所有的领域的实际应用提供平台服务，如设备接入、设备管理、安全管理、消息通信、监控运维以及数据应用等。

  应用服务是物联网的最终目的，其主要是将设备端收集来的数据来进行处理，从而给不同的行业提供智能服务，如智能污染监控、智能交通管理、智能工厂管理、智能家居管理、运程信息管理等。

  物联网存在先天碎片化问题，据微软《IoT Signals（物联网信号）》研究报告表明，想要更多地利用物联网的公司认为面临的最大障碍是复杂性和技术挑战。物联网赋能不一样的行业转变发展方式与经济转型，应用场景和需求碎片化导致物联网终端异构、网络通信方式多样、平台林立、不同厂家设备和产品之间的互联互通和互可操作性差。物联网的“碎片化”成为制约物联网大规模发展的重要障碍，这种“碎片化”大多数表现在以下方面：

  ①终端传感器、执行器电气接口、通信接口的碎片化。物联网终端的传感器接口可能是模拟的，也可能是数字的，数字的接口又有很多不同的数字总线协议，使得对多种不同传感器的电气接口的访问成为处理器编程的又一个繁重工作。

  ②终端传感器、执行器访问协议的碎片化。不同物联网终端的访问协议均有几率存在不同，针对不同的用户，每一类不同的传感器访问均需要重复进行编程配置。

  ③终端通信接入方式的碎片化。终端通信接入方式包括了有线网络接入、总线接入或无线网络接入。而无线网络接入又分为蓝牙、ZigBee、WIFI，蜂窝移动网络、LoRa、NB-IoT 等。

  ④纷繁复杂的处理器及周边模块所引起的碎片化。不同嵌入式系统所使用的处理器不同，不同处理器及相应的板级资源配置使得开发者需要面临各种不同的板级硬件。

  ⑤物联网平台的碎片化。近年来物联网平台发展迅速，但从物联网终端到物联网平台之间的数据接入传输协议并没有统一，终端设备连接到不同的平台有必要进行重复的编程工作。

  ⑥物联网应用的碎片化。社会分工必然导致社会组织天然具有屏障。每一个组织建设物联网应用的初衷必然是服务于自己的业务目标，而不是首先考虑别的组织的需要，造成不一样系统之间的孤立。

  针对底层芯片的选型，周围器件的构建，再到操作系统的选择，通讯方案的确定等物联网产品研究开发过程中的“碎片化”问题

  ①数据传输量大，数据储存、网络建设及经营成本高。根据 GSMA Intelligence的预测，2017-2025 年，全球物联网连接数将实现超过 3 倍的增长，达到 250 亿台，这一数目远超移动网络时代的联网设备数目。随着物联网连接数量大幅度增长，相关终端产生的数据量也将大幅度的增加，在传输、储存有关数据时，导致了数据储存、网络建设及经营成本大幅度的提高。基于以上问题，边缘计算应用的需求也相应大幅度的增加，有关数据在边缘端先行筛选、处理后再将有效数据上传，可以大幅度减少对网络传输、云端存储及云端解决能力的占用。

  ②物联网终端数量庞大，能源耗用成本高。物联网终端产品均为嵌入式设备，若相关嵌入式设备的能耗不能得到一定效果控制，必将限制物联网的大规模应用。因此在物联网终端产品研发时，需在满足其具体应用的基础上，尽可能采用低功耗的架构进行设计。

  ③物联网产品损坏后造成的损失及维修成本高。部分物联网终端及节点部署在无人值守的场合，部分物联网节点损坏后将影响其他物联网设备的通信、控制，相关这类的产品损坏后造成的损失及维修成本高。因此对物联网产品，特别是应用于产业物联网的产品的常规使用的寿命、可靠性等要求较高。

  ④物联网产品定制化程度高，单一用户自主开发成本高，导致物联网使用成本高。物联网产品均为嵌入式设备，其涉及计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术等，且物联网的芯片平台种类众多、操作系统的定制化高，单一用户自主开发成套嵌入式物联网产品的周期长，可复用性差，投入产出率低，导致单一用户自主开发物联网嵌入式设备的经济效益低。

  因此，专门干物联网嵌入式软硬件开发的厂商为各行业应用领域用户更好的提供定制化设计、开发的趋势势在必行，只有专业化、标准化、模块化才能大大降低物联网产品的开发成本、缩短产品研究开发周期，加快产品性能迭代，进而提升产品的市场竞争力。

  近年来物联网安全事件频发，智能家居、摄像头乃至电网等重要基础设施遭受攻击，影响扩大化，导致公司制作和社会运行瘫痪，带来非常大经济损失。现阶段，我国物联网安全仍面临难题，大多数表现如下：

  ①安全标准体系尚未发布。我国物联网安全政策布局仍不足，物联网安全标准体系尚未发布，安全标准的场景针对性不足，产业链各环节安全防护意识不统一，安全防护体系不完善，没形成物联网安全产业合力，目前呈现分散状态。

  ②产业链涉及环节众多，安全风险高。我国物联网安全产业尚处于起步阶段，物联网产业链涉及环节众多，安全建设需要多方共同合作推进，目前缺乏典型场景的安全解决方案和标杆企业，需求侧对价格敏感，对物联网安全成本增加的接受度差。

  ③终端异构严重，安全能力普遍较弱。物联网安全核心终端的产业成熟度不高，现阶段终端安全是物联网安全的重中之重，是物联网安全的基础，终端海量异构，安全能力普遍较弱，一旦被破坏、控制或攻击，不仅影响应用服务的安全稳定，导致隐私数据泄露、生命财产安全受损，更会危害网络关键基础设施，威胁国家安全。

  ④新技术融合增大物联网安全风险。规模化应用促使物联网不断和AI、边缘计算、IPv6、容器、微服务等新技术加快融合，这些新技术给物联网发展带来功能性能提升的同时，也对传统安全保护措施带来了新的挑战。

  业界认为物联网的发展和落地主要将经历三个阶段：第一阶段，硬件成本下滑，功耗降低，物联网连接数爆发；第二阶段，存储、计算成本大幅度地下跌，大数据的价值开始体现，批量的数据分析需求大规模出现；第三阶段，机器学习、人工智能加快速度进行发展并应用到相应领域提高生活和生产的智能化管理，真正的物联网大数据时代到来，实时处理数据的需求快速增长。

  目前，全球和中国物联网行业发展仍处于第一阶段。从产业高质量发展顺序看，感知层和连接层将会最先发展，随着联网终端的慢慢的变多，应用会应运而生，同时云平台会同步成长和成熟。

  最近几年，全球物联网行业呈现加快速度进行发展的趋势，应用领域快速扩张，大数据、人工智能、云计算、边缘计算等新技术与物联网快速融合。全球物联网连接数将从2023年的160亿增长到2033年的400亿，年复合增长率为9.6%。

  ②以美国为代表的发达国家和地区重点布局物联网，物联网市场规模持续迅速增加

  发达国家和地区纷纷出台政策进行战略布局，抢抓新一轮信息产业的发展先机。受益于政策支持，发达国家和地区物联网市场规模持续快速增长，根据 IDC预测，2020-2025 年全球主要发达国家和地区物联网市场规模年均复合增长率基本在 10%以上。

  在国家有关政策的推动下，中国物联网将持续、加快速度进行发展，2023年全国物联网市场规模约为3.35万亿元，同比增长9.84%。未来，物联网上升空间可观，思瀚产业研究院分析师预测，2024年全国物联网市场规模可达4.01万亿元，2025年达到4.55万亿元。

  （2）传统嵌入式设备已不能够满足物联网应用需求，嵌入式系统更新换代需求较大，智能嵌入式设备市场空间广阔

  物联网本质上是网络与嵌入式系统发展到高级阶段的融合。从某种角度而言，物联网应用系统也可以看作是嵌入式系统的网络应用，因为物联网系统中的“物”，大多数都是各种嵌入式设备。人与“物”的相连，前提也是“物”需要是嵌入式设备，具备感知、人机交互等能力。

  一方面，原有的嵌入式计算机更多的采用单片机的方式来进行控制，如原来的冰箱、洗衣机、健身器材等，嵌入式系统只能执行简单的控制和交互功能，计算能力有限，没有联网功能。但是随着物联网的兴起、计算机技术的演进，对于嵌入式计算机的性能要求大幅度的提高，对于网络通信、人机交互、信息处理、边缘计算、智能化软件管理、平台管理等要求明显提升。

  原来应用较多的单片机、无操作系统的嵌入式计算机或计算处理、通信能力、人机交互能力较弱的嵌入式计算机已经不能满足行业的需求。另一方面，随着设备联网，更多新的应用场景、应用功能也被提出，厂家需要更智能的嵌入式计算机进行整体控制。因此，具有较强计算处理、网络通信、人机交互能力的智能嵌入式计算机系统全面替代传统的嵌入式计算机是整个行业的趋势，智能嵌入式设备市场空间广阔。

  随着嵌入式计算机及物联网行业的加快速度进行发展，行业产业链结构逐渐产生一些变化，下游应用企业对专业的嵌入式计算机开发企业依赖增加，大多数表现在以下两方面：

  随着嵌入式计算机及物联网行业的慢慢地发展，智能嵌入式计算机的设计、生产越来越复杂，不一样的客户、不同应用领域的要求均不相同，由物联网应用厂商自己进行产品设计的成本高、周期长、复用率低，经济效益一下子就下降，因此专业的嵌入式开发企业公司应运而生。在此背景下，部分行业龙头选择注重自身的定位和价值点、专注于自身有优势的领域，较少因为考虑成本等因素而将产业链内所有环节纳入自己的营业范围。因此上述企业在应用物联网过程中，多寻求专业的嵌入式开发公司进行定制化开发，而其更多的专注于物联网生态构建、物联网内容创作、物联网数据应用以及后续物联网具体应用程序开发等工作。其中境外有突出贡献的公司更多愿意选择上述发展的策略。因此专业的嵌入式计算机设计厂商获得较大的发展空间。

  物联网无所不在，应用超过300项，应用领域渗透到民商政企的所有的环节。2025年，预计价值量最高的应用类别为工厂、城市、医疗保健、外部环境等

  而其中物联网大部分应用场景为传统行业，传统行业内原应用企业多不具备智能嵌入式产品的开发基础经验，也不具备智能嵌入式产品开发的技术实力、资金实力，由其独自开发嵌入式计算机系统的难度较大、成本比较高、经济性较低，因此会选择专业的嵌入式计算机开发公司进行合作，为专业的嵌入式计算机设计及制造商的带来了发展机会。