智能家居物联网结构图(物联网水表结构图)干货分享
信息来源:互联网 发布时间:2023-12-19
物联网是指通过各种信息传感器、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,实时采集任何需要监控、 连接、互动的物体或过程,实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。
物联网(Internet of Things,简称IOT)是指通过各种信息传感器、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。
物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体,它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络
任正非此前说过,鸿蒙系统不是为手机而生,而是为物联网而生的鸿蒙相比软件,物联网这一块才是核心万物互联除了需要软件生态的建立,更需要硬件的支持鸿蒙系统的诞生意义重大,在万物互联的时代,中国人拥有自己的操作系统和软件平台更令人感到安全和放心,少了很多的顾虑和牵绊。
物联网利用丰富的连接技术,以实现不同场景的连接需求物联网技术主要有被动识别、短距有线、短距无线、长距无线四大类,RFID技术(被动识别)的出现掀起第一次物联网浪潮,但被动读取的性质使其应用场景有限;ZigBee、WIFi、Lora等短距离无线组网技术的成熟,掀起第二次物联网浪潮。
长远看,蜂窝通信技术(4G/5G等长距无线)的不断演进,将进一步推动物联网的应用和升级。
目前物联网的技术局域无线通信、广域无线通信、有线通信。局域无线通信中如WiFi、蓝牙等比较常见;广域无线通信如NB-IoT比较常见;有线通信中如ETH等。
根据GSMA数据,2019年全球物联网连接数达到120亿,预计2025年达到246亿,年复合增速13%据Strategy Analytics,2019年全球物联网产值达到6860亿美元,2024年有望突破1.1万亿美元,CAGR达到10.7%。
不同的主流咨询机构口径不同,但对未来都给了很高的期待据观察,物联网的发展速度有望超越大家的普遍预期,未来5年复合增速达到15%的水平,是增长最快的硬件科技赛道之一
物联网架构一般可分为四层:感知层、传输层、平台层和应用层本篇行业前瞻将重点带领大家一起探究物联网四层架构中每层架构的核心内容和投资机会我们参考国信证券的物联网分析报告,简化核心内容,分享给大家,希望能有所帮助。
一、物联网架构—感知层物联网感知层主要通过感知设备以及全球定位系统等获取物品的相关信息,是物联网数据的核心来源,负责对物理世界的信息获取,对外界信息全面感知指一些嵌入在终端里的底层元器件,包括各传感器、RFID、二维码等,广义来看,视频监控、图像识别等亦属于感知层,该层主要功能是实现数据搜集。
感知层主要由协同信息处理层、数据采集层和短距离通信协议构成其中,数据采集层由各种传感器构成,通过各种传感器获取物理世界的物件的时间信息、状态信息等信息物联网的信息采集器主要采集多媒体信息、位置、状态、温度等信息。
传感器是感知物品及其所处状态、环境各种信息数据的底层元器件,是数据搜集环节的基础和关键但是不同场景往往只需要一种或几种传感器,因此某一类传感器不属于必然受益环节1、MEMS传感器传感器逐步走向智能化和集成化,MEMS即微机电系统,利用集成电路制造技术和微机械加工技术,把微传感器、微执行器制造在一块芯片上的微型集成系统,具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高、易于集成等优点,正逐渐取代传统传感器。
MEMS器件市场空间广阔:据Yole数据,2019年MEMS器件市场规模约115亿美元,其中消费电子领域应用占60%;随着物联网等快速发展,2025年市场空间可突破177亿美元。
目前,传感器的主要供应商还是海外巨头,排名前十的MEMS传感器公司,全为海外公司国内公司如歌尔股份、瑞声科技等,正从个别传感器领域不断突破,进入细分领域前列,国产替代空间巨大歌尔精密零组件业务主要提供 MEMS 传感器、微型麦克风、微型扬声器/受话器等产品,2020年实现收入122.05亿元,同比增长14.93%。
据Yole数据,2019年全球MEMS产业企业收入排名中歌尔股份位列第9位,是唯一一家进入全球前十的中国企业其精密零组件业务持续发展,折射物联网浪潮下的MEMS器件机遇
传感器的种类繁多、工艺差别较大,专业化分工带来的规模效应不显著,因此国际主流厂商以IDM为主。但在个别领域,亦出现了专门的设计、代工、封测公司,具体的产业链及领先公司如下所示:
2、MCU :物联网传感节点的控制核心MCU(微控制器),是把CPU的频率和规格做缩减,形成芯片级的计算机,用以对不同的电子终端实现控制功能MCU分为4位、8位、32位及64位等不同规格,32位及以上属于高端产品。
物联网系统的网络拓扑由简单的节点组成,这些节点收集并传输数据到中央控制器或网关,实现数据处理和智能控制目前,先进的IoT传感器节点整合了传感器功能,并使用8位或32位MCU来运行RF协议栈
MCU下游应用广泛,主要包含汽车电子、工业控制及医疗、计算机、消费电子(等领域,汽车电子为最大的应用领域受益高端应用的发展,MCU市场规模稳定增长据IC insights数据,目前32位及64位高端MCU已占市场份额的69%,预计2024年市场规模可达224亿美元,20-24年CAGR约6.41%。
总体来看,MCU市场集中度高,高端MCU芯片被国外厂商占据,尤其是通用类MCU,龙头厂商具有非常强的规模优势,如德州仪器、NXP、Microchip、Cypress等我国企业也正在个别领域不断突破壮大中,主要有。
中颖电子、兆易创新、灵动微电子、华大半导体等。针对具体的应用场景,如智能家居、电力物联网、工业互联网等,开发适配的MCU,有望在固有竞争格局下弯道超车,可关注以下相应标的:
3、智能控制器智能控制器是基于成熟的MCU或DSP,烧录嵌入式软件后的模组类产品,是智能终端设备的大脑,广泛应用于各类智能终端中在物联网应用中,智能控制器成为各类联网终端远程控制的基础,有望受益物联网的应用升级趋势。
据Frost&Sullivan预测,2021年中国智能控制器市场规模将突破2.7万亿元,2016-2021年CAGR约14.7%从下游应用领域来看,智能控制器广泛应用于汽车电子、家用电器、电动工具、智能建筑、健康与护理等众多领域。
智能控制器市场较为分散,业内参与者主要包括海外大规模多元制造商(智能控制器仅为业务之一)、细分领域专业制造商以及各类中小厂商智能控制器厂商主要通过购买上游核心芯片进行封装和软件设计,属于中游环节,国内龙头如。
拓邦股份、和而泰等,依靠工程师红利和智能制造能力,有望在细分领域内实现国产替代。
二、物联网架构—传输层传输层主要指通信网络以及帮助终端接入网络的通信模组,根据不同的场景,应用不同的网络,主要的功能是实现数据传输1、通信芯片传输层这一块通信芯片是物联网核心技术,指基带芯片,实现通信信号的调制,是无线通信网络的最核心环节,技术壁垒最高。
以蜂窝芯片为例,能够提供4G基带芯片的主要有高通、英特尔、华为、中兴、ASR、GCT等,目前高通、华为海思、三星在5G芯片领域较为领先,MTK、ASR等能够跟随物联网连接数的增长直接推动基带芯片需求的增加,基带芯片属于必然受益环节;此外,物联网连接方式逐渐向NB-Iot/4g(cat.1)/5g等网络迁移,NB-IoT、5G等制式的芯片出货量迎来快速增长。
不同通信制式的芯片技术难度不同,其中,蜂窝>WiFi>蓝牙等目前,在各个领域,都有国产公司不断突破,技术较为简单的领域已有细分全球龙头跑出,如WiFi芯片的乐鑫科技、博通集成,蓝牙领域的泰凌微电子,全球份额都已经较高。
而技术壁垒最高的蜂窝领域,有赖于华为、中兴等企业的进一步突破2、通信模组每一个联网的终端,都需要借助通信模组这一媒介传输数据,通信模组与物联网连接数存在一一对应关系在物联网连接技术升级和连接需求不断扩大的背景下,物联网无线通信模组正处于行业繁荣期。
蜂窝通信模组过去几年的全球出货量以复合20%以上的速度快速增长,2019年底出货量达到了2.65亿;WiFi和蓝牙的全球模组出货量亦快速增长,2019年WiFi MCU大约出货在2亿颗,蓝牙为42亿颗通信模组已处在爆发中。
通信模组是较为简单的产业链环节,中国厂商已经实现了突破和国产替代,逐步达到在全球占主导地位的水平以蜂窝为例,据Counterpoint,20Q2国内厂商移远通信、日海智能、广和通出货量已位居世界前三,合计市场份额达到52%。
移远通信是物联网模组全球龙头:公司产品体系全面,囊括2G-5G蜂窝模块、WiFi模块、NB-IoT模块、GNSS模块等,经销/直销体系完善,近年来快速成长,已成为全球龙头,据Berg Insight数据显示,2019年公司蜂窝模块出货量位居世界第一。
2020年前三季度,公司实现营业收入43.1亿元,据公司业绩预告,2020全年实现净利润2.29-2.59亿元,同比增长55.00%到75.00%三、物联网架构—平台层主要指云平台和操作系统,所有的终端入网后,数据需要汇总在一个云平台上,实现对终端状态数据的计算、存储。
物联网PaaS平台在产业链中处于核心枢纽的环节其搭建在底层云计算资源之上,共同提供开放的云服务,允许各类应用在其上开发、部署和运营同时,对所有接入物联网的终端设备和底层硬件进行连接管理和监控从功能角度看,其包含了物联网AEP(应用使能)、DMP(设备管理)、CMP(连接管理)以及BAP(业务分析)。
由于各类应用部署在物联网云平台上,意味着用户侧数据也在平台上沉淀,因此其是物联网应用以及增值服务提供的基础,潜在价值巨大,是各个产业巨头的必争之地
我们在往期的行业前瞻重点分析了云计算产业链的机会,物联网平台层关键核心技术仍然是云计算提供的技术支持。可点击《行业前瞻—云计算》了解板块行情。
涂鸦智能是物联网云平台先锋企业,主营物联网PaaS、智能设备分销以及SaaS等其他服务:2020年,公司实现了快速增长,全年实现营收1.80亿美元,同比增长70%物联网PaaS业务以模组为突破口实现快速增长,2020年部署数量达1.17亿台,PaaS业务实现收入1.52亿元,同比增长98.6%。
SaaS及其他增值服务成为未来增长引擎,2020年实现640亿美元收入,同比增长214.2%四、物联网框架—应用层物联网的实质是对传统行业的改造赋能,因此根据对象的不同,可分为消费物联网和产业物联网,前者主要包括个人及家用物联网,后者则包括工业物联网、商业物联网、智慧城市以及智慧交通&车联网等。
过去智能家居等消费物联网发展更为迅速,但随着物联网继续发展,对产业的改造将成为物联网的核心场景,产业物联网连接数将超过消费物联网
个人物联网这一块主要是个人的智能设备,如智能可穿戴设备、手机/PC/平板、移动医疗健康产品等个人智能设备,尤其是智能可穿戴设备在过去几年经历了相当快的增长,其中TWS、智能手表/手环等爆品热度持续不减,据Canalys,2020年TWS出货接近2.6亿台,可穿戴手表出货1.85亿台,可关注TWS耳机个股机会。
家用物联网的主体是智能家居主要包括智能音箱、智能家电、智能安防、智能影音娱乐、智能照明、智能中控、智能能源管理等 关于物联网应用层这一块我们主要探讨以下应用场景:1、工业物联网工业物联网的本质是通过工业资源的网络互联、数据互通和系统互操作,实现制造原料的灵活配置、制造过程的按需执行、制造工艺的合理优化和制造环境的快速适应,达到资源高效利用,是支撑智能制造的使能工业生态体系。
典型的垂直场景包括制造、能源与电力、油气、采矿、医疗、农业及运输等
2、商业物联网商业物联网连接B端商户经营者(包括零售门店、餐饮门店及本地生活门店)和最终消费者,提供智能化的产品和服务,旨在提升顾客消费体验和经营管理决策效率、实现供需精准匹配的智能服务系统,是连接消费需求侧和供给侧的桥梁和纽带。
由于交易结算、订单履约环节是与消费者消费行为直接关联、生成数据资产的核心环节,因此智能交易终端(智能金融POS、收音机、手持非金融设备等)是核心商用终端2019年,中国商业物联网整体市场规模为1161亿元,占全球比例为17.7%,预计2020年因受到疫情影响,商户收入将出现明显下降,进而导致其在硬软件支出上的回落。
在疫情好转后商业物联网将恢复增长,到2023年中国整体市场规模将达到1438亿元
3、智慧城市智慧城市是运用物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等新一代信息技术,促进城市规划、建设、管理和服务智慧化的新理念和新模式智慧城市的整体框架分为发展战略层、技术实施层和目标效用层三大层次,即智慧城市是以城市的战略定位、建设规划、措施保障、组织合作为指导规划,通过“端-边- 网- 云- 智”的技术架构,实现管理高效、服务便民、产业发展、生态和谐的目标效用。
在智慧城市里我们主要探讨智能灯杆和水表智慧灯杆在发展中已不局限于智能照明等基础应用,随着国家和地方加快推进“多杆合一”试点,智能灯杆已吸引包括互联网、通信和安防等各类企业的加入,部署数量快速增长,据Ofweek预测,2021年全国智能灯杆建设规模可达44460根,前景广阔。
其实智慧灯杆就是组装,无多少门槛可言。故涉及智慧灯杆的概念股无特别大的想象力。这也是智慧城市炒作时智慧灯杆表现平平的原因。
水表方面,2019年起,家用智能水表开始规模升级,目前渗透率约为30%,未来向上的空间和增速较高电表方面,国家电网目前包括控制器、传感器、智能电表、监测仪等在内的各类连接设备终端已经超过5亿台,公司计划2025年超10亿台,2030年超20亿台。
总体来说,包括水、电、气表在内,根据 IoT Analytics 预测数据,2018年全球智能表计出货量为1.32亿台,2018至2024年CAGR达7%,预计2024年达到2.03亿台远程抄表背景下,智能水表快速发展。
宁水集团始终专注于水计量领域,智能表营收占比持续提升:公司水表产品线齐全,全方位覆盖智能/机械水表、大口径/小口径水表、热水表、特种水表,截至20Q3,公司实现营业收入10.62亿元,同比+16.3%;智能水表快速发展,已成为公司主要收入来源,2019年占比达到52.7%,实现营收7.23亿元,同比+78.1%。
4、车联网车联网是车与外界进行信息交换的一种通信方式,包括:车与车之间的直接通信(V2V);汽车与行人通信(V2P);汽车与道路基础设施通信(V2I);以及车辆通过移动网络与云端进行通信(V2N)车联网可划分为车载通信、智慧道路、车路协同三个领域。
车载通信指帮助汽车配备通信能力、可实现车路信息协同;智慧道路是指将道路侧配备通信单元,以可实现路、车、云的通讯;车路协同是指综合利用通信、融合感知、高精度定位、云计算技术等实现人车路之间的高效协同车联网中主要的投资机会在于。
车载通信的OBU和智慧道路的RSU未来,除了满足传统的车联网应用要求外,T-BOX逐渐向网联化控制器方向发展,实现车-云平台、车-车、车-道路设施等各个交通参与方的实时通信,是车辆实现智能网联和政府实现智能交通的关键组成部分。
而随着C-V2X产业化步伐稳步推进,新一代的T-BOX产品除了需要包含更先进的移动通信单元(4G/5G)、更高高精度的定位模块等部件外,C-V2X通信单元也有望与T-BOX融合,组成功能升级的OBU经测算国内车载单元OBU市场规模在2025年有望达到60亿美元, 2020-2025年CAGR约160%。
路侧基础设施即是在车联网架构中铺设于道路一侧的通信支持基础设施,包括路侧单元(RSU)、交通信号机、路侧智能感知系统(各类摄像头、激光雷达、毫米波雷达等)、动态交通标识牌、电子车牌RFID读写器、车位检测器、高精度定位地基增强站以及路侧气象感知站等相关设备。
经测算国内路侧单元RSU市场规模在 2025 年有望接近600亿元, 2020-2025年CAGR约140%车路协同这一块只关注高精度地图高精度定位通常与高精度地图结合使用V2X方案以车路协同协议信号解析技术为核心,结合智能地图与高精度定位,实现行人、车辆、交通状况、路面条件、天气等信息的车道级实时动态交互,赋予车辆感知超视距信息的能力,有效提高驾驶的安全性和汽车通行效率。
华测导航深耕高精度卫星定位导航(GNSS),技术领先公司主营数据采集设备(占78%)和数据应用及解决方案(占22%)两大业务,数据采集设备主要包括高精度 GNSS 接收机、GIS 数据采集器、海洋测绘产品、三维激光产品、无人机测绘产品等;数据应用及解决方案主要包括位移监测系统、农机自动导航系统、数字施工、精密定位服务系统等。
根据公司业绩快报,全年公司营业收入为 13.89 亿元,同比增长 21.24%;归母净利润为 2.03 亿元,同比增长 46.41%综上,我们整理了A股物联网相关公司,基本上全覆盖了物联网四层架构涉及的概念股,如下图所示:
(蓝色标记为重点关注个股)
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