以未来移动通信系统支撑，放眼未来智慧物联中各种设备，针对增强移动宽带型的应用，支持大规模机器类通信场景，具备提供低延迟、高可靠的服务能力，探索智慧物联系统通信层面的关键技术，主要包括：无线通信信道建模、网络接入与资源优化调度、多任务协同计算等。
针对智慧物联系统产生的海量传感数据、决策数据等，研究降低大数据存储、计算处理复杂度的方法，为了后续数据挖掘与数据决策的基础；使用人工智能方法，建立多维度分析方法，从大量传感数据中挖掘特定事件，预测可能发生的事件等；面向典型物联系统，针对不同的目标建立优化模型，给出相应的优化决策算法。
针对智慧物联系统多种应用场景，多种业务类型，多种节点特征，多种网络结构等，着重针对通信传输安全、节点接入安全、网络共享安全、数据隐私与可用等角度，研究跨层“应用层-网络层-物理层”与跨域“蜂窝网-自组网”的组合安全与协作隐私保护机制，突破组合安全难题，实现分级、可扩展层间安全。
依据前沿研发理念、管理方法，在开源软件的基础上，研究开发支持云服务的软件开发管理平台，包括从需求管理、到代码提交与编译，测试与验证到部署与运维，打通软件交付的全路径，构建基于多类型多平台的数据统一标准和格式，构建工业软件统一接口。
面向我国产业基础能力薄弱现状，针对不同行业、不同领域构建三维立体模型，提出并建立链式突破理论，分析专精特新冠军企业成长范式，提出政策建议；研究轨道交通、汽车、民生等产业的发展现状、企业案例，提出产业链现代化的建设路径，一方面围绕产业链薄弱环节开展研究，另一方面围绕产业链高质量提升开展研究；开展智能制造工厂建设的理论体系、标准体系开展方法论研究，分析企业工业互联网建设的理论、技术和方法，提出企业实践模式和具体应用。