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物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與行業(yè)知識(shí)科普

2018-10-29 11:46 Andy001847

導(dǎo)讀:如果“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代來(lái)臨,人們的日常生活將發(fā)生翻天覆地的變化。然而,不談什么隱私權(quán)和輻射問(wèn)題,單把所有物品都植入識(shí)別芯片這一點(diǎn)現(xiàn)在看來(lái)還不太現(xiàn)實(shí)。人們正走向“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代,但這個(gè)過(guò)程可能需要很長(zhǎng)很長(zhǎng)的時(shí)間。

一、定義

“物聯(lián)網(wǎng)”(英文Internet of Things簡(jiǎn)稱IOT)指的通過(guò)射頻識(shí)別(RFID)(RFID+互聯(lián)網(wǎng))、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái),進(jìn)行信息交換和通訊,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。簡(jiǎn)而言之,物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。

中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)校企聯(lián)盟將物聯(lián)網(wǎng)的定義為當(dāng)下幾乎所有技術(shù)與計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合,實(shí)現(xiàn)物體與物體之間:環(huán)境以及狀態(tài)信息實(shí)時(shí)的實(shí)時(shí)共享以及智能化的收集、傳遞、處理、執(zhí)行。廣義上說(shuō),當(dāng)下涉及到信息技術(shù)的應(yīng)用,都可以納入物聯(lián)網(wǎng)的范疇。

物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)科普

二、簡(jiǎn)介

物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of things)的概念是在 1999 年提出的,它的定義很簡(jiǎn)單:把所有物品通過(guò)射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái),實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。國(guó)際電信聯(lián)盟 2005 年一份報(bào)告曾描繪“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代的圖景:當(dāng)司機(jī)出現(xiàn)操作失誤時(shí)汽車會(huì)自動(dòng)報(bào)警;公文包會(huì)提醒主人忘帶了什么東西;衣服會(huì)“告訴”洗衣機(jī)對(duì)顏色和水溫的要求等等。

物聯(lián)網(wǎng)把新一代 IT 技術(shù)充分運(yùn)用在各行各業(yè)之中,具體地說(shuō),就是把感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中,然后將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來(lái),實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與物理系統(tǒng)的整合,在這個(gè)整合的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中,存在能力超級(jí)強(qiáng)大的中心計(jì)算機(jī)群,能夠?qū)φ暇W(wǎng)絡(luò)內(nèi)的人員、機(jī)器、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)施實(shí)時(shí)的管理和控制,在此基礎(chǔ)上,人類可以以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活,達(dá)到“智慧”狀態(tài),提高資源利用率和生產(chǎn)力水平,改善人與自然間的關(guān)系。

毫無(wú)疑問(wèn),如果“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代來(lái)臨,人們的日常生活將發(fā)生翻天覆地的變化。然而,不談什么隱私權(quán)和輻射問(wèn)題,單把所有物品都植入識(shí)別芯片這一點(diǎn)現(xiàn)在看來(lái)還不太現(xiàn)實(shí)。人們正走向“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代,但這個(gè)過(guò)程可能需要很長(zhǎng)很長(zhǎng)的時(shí)間。

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三、歷史

1999 年 MIT Auto-ID Center 提出物聯(lián)網(wǎng)概念,即把所有物品通過(guò)射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái),實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。

2004 年 日本總務(wù)省提出 u-Japan 構(gòu)想中,希望在 2010 年將日本建設(shè)成一個(gè) “Anytime,Anywhere,Anything,Anyone”都可以上網(wǎng)的環(huán)境。同年,韓國(guó)政府制定了 u-Korea 戰(zhàn)略,韓國(guó)信通部發(fā)布的《數(shù)字時(shí)代的人本主義:IT839 戰(zhàn)略》以具體呼應(yīng) u-Korea。

2005 年 11 月 在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)(WSIS)上,國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布了《ITU 互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告 2005:物聯(lián)網(wǎng)》,報(bào)告指出,無(wú)所不在的 “物聯(lián)網(wǎng)”通信時(shí)代即將來(lái)臨,世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過(guò)因特網(wǎng)主動(dòng)進(jìn)行交換。射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)將到更加廣泛的應(yīng)用。

2008 年 11 月 IBM 提出“智慧的地球”概念,即“互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)=智慧地球”,以此做為經(jīng)濟(jì)振興戰(zhàn)略。如果在基礎(chǔ)建設(shè)的執(zhí)行中,植入“智慧”的理念,不僅僅能夠在短期內(nèi)有力的刺激經(jīng)濟(jì)、促進(jìn)就業(yè),而且能夠在短時(shí)間內(nèi)為中國(guó)打造一個(gè)成熟的智慧基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)。

2009 年 6 月 歐盟委員會(huì)提出針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)方案,方案明確表示在技術(shù)層面將給予大量資金支持,在政府管理層面將提出與現(xiàn)有法規(guī)相適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管方案 。

2009 年 8 月 溫家寶總理在無(wú)錫考察傳感網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)明確指示要早一點(diǎn)謀劃未來(lái),早一點(diǎn)攻破核心技術(shù),并且明確要求盡快建立中國(guó)的傳感信息中心,或者叫“感知中國(guó)”中心。

目前經(jīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn),全國(guó)信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)組建了傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組,標(biāo)準(zhǔn)工作組現(xiàn)聚集了中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)公司等國(guó)內(nèi)傳感網(wǎng)主要的技術(shù)研究和應(yīng)用單位。

物聯(lián)網(wǎng)的概念已經(jīng)是一個(gè)“中國(guó)制造”的概念,它的覆蓋范圍與時(shí)俱進(jìn),已經(jīng)超越了1999年Ashton教授和2005年ITU報(bào)告所指的范圍,物聯(lián)網(wǎng)已被貼上“中國(guó)式”標(biāo)簽。

截至2010年,發(fā)改委、工信部等部委正在會(huì)同有關(guān)部門,在新一代信息技術(shù)方面開(kāi)展研究,以形成支持新一代信息技術(shù)的一些新政策措施,從而推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

物聯(lián)網(wǎng)作為一個(gè)新經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè),具有良好的市場(chǎng)效益,《2014-2018年中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域市場(chǎng)需求與投資預(yù)測(cè)分析報(bào)告》數(shù)據(jù)表明,2010年物聯(lián)網(wǎng)在安防、交通、電力和物流領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模分別為600億元、300億元、280億元和150億元。2011年中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到2600多億元。

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四、核心技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)包括射頻識(shí)別(RFID)裝置、WSN 網(wǎng)絡(luò)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、Internet 與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)服務(wù),行業(yè)應(yīng)用軟件。在這些技術(shù)當(dāng)中,又以底層嵌入式設(shè)備芯片開(kāi)發(fā)最為關(guān)鍵,引領(lǐng)整個(gè)行業(yè)的上游發(fā)展,以下我們著重介紹 RFID 技術(shù), WSN 技術(shù)以及4G技術(shù)。

1)、無(wú)線射頻技術(shù)(RFID)

RFID 作為物聯(lián)網(wǎng)中最為重要核心技術(shù),對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展起著至為重要作用。 RFID 目前仍然面臨著諸多問(wèn)題有待解決。RFID 的存在諸多國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),如影響力最大的 EPCGlobal 標(biāo)準(zhǔn),支持各頻段的 ISO/IEC 標(biāo)準(zhǔn),以及日本本土制造商 SONY,NEC 等支持的 UID 標(biāo)準(zhǔn)。各國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)間互不兼容,導(dǎo)致 RFID 應(yīng)用難以大范圍內(nèi)推廣。目前,歐盟下的 GRIFS 項(xiàng)目致力于各 RFID 標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)間相互合作。RFID 的標(biāo)簽成本仍然過(guò)高和中國(guó)自主制定的 RFID 標(biāo)準(zhǔn)推廣問(wèn)題都成為制約物聯(lián)網(wǎng)問(wèn)題的瓶頸之一。除此之外,目前 RFID 應(yīng)用大中集中為閉環(huán)市場(chǎng),集中于醫(yī)療,軍工等,到普及的開(kāi)環(huán)市場(chǎng)還有一段時(shí)日。

RFID 系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集和后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)兩大部分組成。目前已經(jīng)發(fā)布或者正在制定中的標(biāo)準(zhǔn)主要與數(shù)據(jù)采集相關(guān),其中包括電子標(biāo)簽與讀寫器之間的接口、讀寫器與計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換協(xié)議、RFID 標(biāo)簽與讀寫器的性能和一致性測(cè)試規(guī)范以及 RFID 標(biāo)簽的數(shù)據(jù)內(nèi)容編碼標(biāo)準(zhǔn)等。在 RFID 標(biāo)簽的數(shù)據(jù)內(nèi)容編碼領(lǐng)域,各路標(biāo)準(zhǔn)競(jìng)爭(zhēng)最為激烈。目前全球共有五大標(biāo)準(zhǔn)組織,分別代表了國(guó)際上不同團(tuán)體或者國(guó)家的利益。其中 EPCGlobal 是由北美 UCC 產(chǎn)品統(tǒng)一編碼組織和歐洲 EAN 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)組織聯(lián)合成立,在全球擁有上百家成員,并且得到了零售巨頭沃爾瑪、制造業(yè)巨頭強(qiáng)生、寶潔等大型企業(yè)的強(qiáng)力支持。而 AIM、ISO、UID 則代表一部分歐美國(guó)家以及日本對(duì) RFID 標(biāo)準(zhǔn)的爭(zhēng)奪;IP-X 的成員則以非洲、大洋洲、亞洲等國(guó)家為主,比較而言,EPCGlobal 得到更多廠商的認(rèn)可和支持。

EPCGobal標(biāo)準(zhǔn)與 ISO/IEC 在各個(gè)頻段的 RFID 都頒布了標(biāo)準(zhǔn)和日本 UID 采用的頻段為 2.45GHz 和13.56MHz 不同, EPCglobal 只專注于 860-960 MHz 的 UHF 頻段。EPC 網(wǎng)絡(luò)由五個(gè)基本要素組成:產(chǎn)品電子代碼(EPC)、射頻識(shí)別系統(tǒng)(EPC 標(biāo)簽和識(shí)讀器)、發(fā)現(xiàn)服務(wù)(包括 ONS)、 EPC 中間件、 EPC 信息服務(wù)(EPCIS)。

2)、WSN技術(shù)

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成,通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。傳感器網(wǎng)絡(luò)將能擴(kuò)展人們與現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行遠(yuǎn)程交互的能力。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的信息獲取平臺(tái),能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種檢測(cè)對(duì)象的信息,并將這些信息發(fā)送到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn),以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的指定范圍內(nèi)目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤,具有快速展開(kāi)、抗毀性強(qiáng)等特點(diǎn),有著廣闊的應(yīng)用前景。美國(guó)商業(yè)周刊和 MIT 技術(shù)評(píng)論在預(yù)測(cè)未來(lái)技術(shù)發(fā)展的報(bào)告中,分別將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)列為 21 世紀(jì)最有影響的 21 項(xiàng)技術(shù)和改變世界的 10 大技術(shù)之一。

WSN 網(wǎng)絡(luò)通常分為物理層、MAC 層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層,應(yīng)用層。物理層定義 WSN 中的 Sink, Node 間的通信物理參數(shù),使用哪個(gè)頻段,使用何種信號(hào)調(diào)制解調(diào)方式等。MAC 層定義各節(jié)點(diǎn)的初始化,通過(guò)收發(fā) beacon, request, associate 等消息完成自身網(wǎng)絡(luò)定義,同時(shí)定義的MAC 幀的調(diào)試策略,避免多 20 個(gè)收發(fā)節(jié)點(diǎn)間的通信沖突。在網(wǎng)絡(luò)層,完成邏輯路由信息采集,使收發(fā)網(wǎng)絡(luò)包裹能夠按照不同策略到使用最優(yōu)化路徑到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。傳輸層提供包裹傳輸?shù)目煽啃?,為?yīng)用層提供入口。應(yīng)用層最終將收集后的節(jié)點(diǎn)信息整合處理,滿足不同應(yīng)用程序計(jì)算需要。

IEEE 802.15 該組織致力于無(wú)線個(gè)人網(wǎng)(WPAN)網(wǎng)絡(luò)底層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)制定,其分表的 IEEE Std 802.15.4-2006 詳細(xì)定義了 PHY 和 MAC 層實(shí)現(xiàn)的各種機(jī)制,在最近的 IEEE Std 802.15.4-2009c 中添加了對(duì)中國(guó) WPAN 頻段支持 (314–316 MHz, 430–434 MHz, and 779–787 MHz bands)以及 O-QPSK 調(diào)制的支持。

ZigBee Alliance Zigbee 是基于 IEEE 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)建立的針對(duì) WPAN 的整套協(xié)議棧。IEEE 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)與 ZigBee Alliance 的關(guān)系相當(dāng)于 IEEE 802.11 標(biāo)準(zhǔn)與 WIFI Alliance 的關(guān)系?;?ZigBee 的 RF 芯片在數(shù)千個(gè)微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信,這些傳感只需要很少的能量,以接力的方式通過(guò)無(wú)線電波將數(shù)據(jù)從一個(gè)傳感器傳到另一個(gè)傳感器,所以的通信效率非常高,廣泛應(yīng)用于工業(yè)場(chǎng)景。

IETF 6LoWPAN 該工作組的任務(wù)是定義在如何利用 IEEE 802.15.4 鏈路支持基于 IPv6 的通信的同時(shí),遵守開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)以及保證與其他 IP 設(shè)備的互操作性。該協(xié)議中使用了 IP 報(bào)頭壓縮技術(shù),將龐大的 128 位 IPv6 源或目的地址壓縮或刪除,同時(shí)在 MAC 與 IP 層之間使用適配層,使得 1280 比特的 IPv6 的 MTU 能夠在 127 字節(jié)的 MAC frame 上傳輸。 IPSO Alliance 該聯(lián)盟為各大 IT 廠商結(jié)合產(chǎn)物,致力于推動(dòng) IP 協(xié)議在智能物體上的普及。

ZigBee 協(xié)議棧底層是基于 IEEE 802.15.4 2003 的 PHY 層和 MAC 層機(jī)制構(gòu)成,而上層包括應(yīng)用層,網(wǎng)絡(luò)層和安全服務(wù)層。

3)、4G技術(shù)以及即將到來(lái)的5G技術(shù)

2008 年 5 月,由國(guó)資委牽頭的電信業(yè)務(wù)重組方案正式公布,中國(guó)聯(lián)通的 CDMA 網(wǎng)與 GSM 網(wǎng)被拆分,前者并入中國(guó)電信,組建為新電信,后者吸納中國(guó)網(wǎng)通成立新聯(lián)通,鐵通則并入中國(guó)移動(dòng)成為其全資子公司,中國(guó)衛(wèi)通的基礎(chǔ)電信業(yè)務(wù)將并入中國(guó)電信。根據(jù)電信業(yè)重組方案,3G 牌照的發(fā)放方式是:新中國(guó)移動(dòng)獲得 TD-SCDMA 牌照,新中國(guó)電信獲得 CDMA2000 牌照,中國(guó)聯(lián)通獲得 WCDMA 牌照。2009 年 1 月 7 日 14:30,工業(yè)和信息化部為中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通發(fā)放 3 張第三代移動(dòng)通信(3G)牌照,此舉標(biāo)志著我國(guó)正式進(jìn)入 3G 時(shí)代。

3G 與2G 的主要區(qū)別是在傳輸聲音和數(shù)據(jù)的速度上的提升,它能夠在全球范圍內(nèi)更好地實(shí)現(xiàn)無(wú)線漫游,并處理圖像、音樂(lè)、視頻流等多種媒體形式,提供包括網(wǎng)頁(yè)瀏覽、電話會(huì)議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù),同時(shí)也要考慮與已有第二代系統(tǒng)的良好兼容性。而 4G 通信技術(shù)將繼續(xù)大幅提高通話質(zhì)量及數(shù)據(jù)通信速度。目前,4G 通信技術(shù)相關(guān)的科研和應(yīng)用探索已經(jīng)在全球各大高校和企業(yè)研究中心內(nèi)悄然進(jìn)行。4G 最大的優(yōu)勢(shì)在于更高的數(shù)據(jù)傳輸速率,預(yù)計(jì)數(shù)據(jù)傳輸速率會(huì)超過(guò) 100Mbit/s,這個(gè)速率是目前移動(dòng)電話數(shù)據(jù)傳輸速率的 1 萬(wàn)倍,也是 3G 移動(dòng)電話速率的 50 倍。隨之而來(lái)的高清晰電視電影節(jié)目將推動(dòng)手機(jī)新的應(yīng)用模式。此外,4G 通信技術(shù)有望集成不同模式的無(wú)線通信協(xié)議,從無(wú)線局域網(wǎng)和藍(lán)牙等室內(nèi)無(wú)線網(wǎng)絡(luò),到室外的蜂窩信號(hào)、廣播電視到衛(wèi)星通信,移動(dòng)用戶可以自由地從一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)漫游到另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

4G關(guān)鍵技術(shù)

(1)接入方案:第一代無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)使用普通的 TDMA 或 FDMA。TDMA 在高速率信道上,為了避免多徑效應(yīng),需要加大保護(hù)周期,這使 TDMA 變得低效。2G 的無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn) GSM 使用 TDMA 和 FDMA 的結(jié)合形式做為接入方案,而 CDMA 標(biāo)準(zhǔn)使用另外一種接入技術(shù):CDMA。而在 3G 中,IS-2000, UMTS, HSXPA, 1xEV-DO, TD-SCDMA 接入方案都為 CDMA。在 4G 中,新的接入方案將得到布署,這包括 OFDMA 和 SC-FDMA,MC-CDMA 等。

(2)IPv6 支持:在 3G 標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)架構(gòu)中,同時(shí)使用并行的電路交換和數(shù)據(jù)包交換網(wǎng)絡(luò),在 4G 中,將只支持?jǐn)?shù)據(jù)包交換網(wǎng)絡(luò),有利于數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡脱舆t。 IPv6 擁有著用之不盡的 IP 地址,足以滿足全球所有手機(jī)終端的編號(hào)支持。

(3) 高級(jí)天線系統(tǒng):在 4G 中,將會(huì)使用多天線技術(shù),這將意味著高速率,高穩(wěn)定,遠(yuǎn)距離通信的實(shí)現(xiàn)。多天線意味著空間利用(spatial multiplexing),對(duì)功耗限制和帶寬保留的實(shí)現(xiàn)起著重要作用。MIMO 是多天線系統(tǒng)中的代表技術(shù),在下一代無(wú)線局域網(wǎng) 802.11n 中,已得到廣泛布署,未來(lái)的手機(jī)和移動(dòng)基礎(chǔ)也將會(huì)大量布署 MIMO 技術(shù)。

目前,ITU 對(duì) 4G 標(biāo)準(zhǔn)的征集從 2009 年開(kāi)始,到 2009 年底征集標(biāo)準(zhǔn)結(jié)束,正式標(biāo)準(zhǔn)在 2011 年確定?,F(xiàn)在主推的 4G 標(biāo)準(zhǔn)包括由 3GPP 主推的 LTE(Long Term Evolution),IEEE 主推的 WiMax 以及 UWB 標(biāo)準(zhǔn)。在完成 TD-SCDMA 商業(yè)應(yīng)用后,中國(guó)政府正在制定自主的 4G 標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)移動(dòng)計(jì)劃將其下一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)為 TD-LTE。

5G技術(shù)相比目前4G技術(shù),其峰值速率將增長(zhǎng)數(shù)十倍,從4G的100Mb/s提高到幾十Gb/s。也就是說(shuō),1秒鐘可以下載10余部高清電影,可支持的用戶連接數(shù)增長(zhǎng)到100萬(wàn)用戶/平方公里,可以更好地滿足物聯(lián)網(wǎng)這樣的海量接入場(chǎng)景。同時(shí),端到端延時(shí)將從4G的十幾毫秒減少到5G的幾毫秒。

正因?yàn)橛辛藦?qiáng)大的通訊和帶寬能力,5G網(wǎng)絡(luò)一旦應(yīng)用,目前仍停留在構(gòu)想階段的車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、無(wú)人機(jī)網(wǎng)絡(luò)等概念將變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。此外,5G還將進(jìn)一步應(yīng)用到工業(yè)、醫(yī)療、安全等領(lǐng)域,能夠極大地促進(jìn)這些領(lǐng)域的生產(chǎn)效率,以及創(chuàng)新出新的生產(chǎn)方式。

物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)科普

五、應(yīng)用

“物聯(lián)網(wǎng)”被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后,世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為,物聯(lián)網(wǎng)一方面可以提高經(jīng)濟(jì)效益,大大節(jié)約成本;另一方面可以為全球經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇提供技術(shù)動(dòng)力。目前,美國(guó)、歐盟、中國(guó)等都在投入巨資深入研究探索物聯(lián)網(wǎng)。我國(guó)也正在高度關(guān)注、重視物聯(lián)網(wǎng)的研究,工業(yè)和信息化部會(huì)同有關(guān)部門,在新一代信息技術(shù)方面正在開(kāi)展研究,以形成支持新一代信息技術(shù)發(fā)展的政策措施。

中國(guó)移動(dòng)總裁王建宙反復(fù)提及,物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)成為中國(guó)移動(dòng)未來(lái)的發(fā)展重點(diǎn)。他表示將會(huì)邀請(qǐng)臺(tái)灣生產(chǎn) RFID、傳感器和條形碼的廠商和中國(guó)移動(dòng)合作。據(jù)他介紹,運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),上海移動(dòng)已為多個(gè)行業(yè)客戶度身打造了集數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和業(yè)務(wù)管理于一體的整套無(wú)線綜合應(yīng)用解決方案。最新數(shù)據(jù)顯示,上海移動(dòng)目前已將超過(guò)10萬(wàn)個(gè)芯片裝載在出租車、公交車上,形式多樣的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在各行各業(yè)大顯神通,確保城市的有序運(yùn)作。在上海世博會(huì)期間,“車務(wù)通”將全面運(yùn)用于上海公共交通系統(tǒng),以最先進(jìn)的技術(shù)保障世博園區(qū)周邊大流量交通的順暢;面向物流企業(yè)運(yùn)輸管理的“e物流”,將為用戶提供實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的貨況信息、車輛跟蹤定位、運(yùn)輸路徑選擇、物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與優(yōu)化等服務(wù),大大提升物流企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力。

在“物聯(lián)網(wǎng)”普及以后,用于動(dòng)物、植物和機(jī)器、物品的傳感器與電子標(biāo)簽及配套的接口裝置的數(shù)量將大大超過(guò)手機(jī)的數(shù)量。物聯(lián)網(wǎng)的推廣將會(huì)成為推進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的又一個(gè)驅(qū)動(dòng)器,為產(chǎn)業(yè)開(kāi)拓了又一個(gè)潛力無(wú)窮的發(fā)展機(jī)會(huì)。按照目前對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的需求,在近年內(nèi)就需要按億計(jì)的傳感器和電子標(biāo)簽,這將大大推進(jìn)信息技術(shù)元件的生產(chǎn),同時(shí)增加大量的就業(yè)機(jī)會(huì)。

據(jù)介紹,要真正建立一個(gè)有效的物聯(lián)網(wǎng),有兩個(gè)重要因素。一是規(guī)模性,只有具備了規(guī)模,才能使物品的智能發(fā)揮作用。例如,一個(gè)城市有100萬(wàn)輛汽車,如果我們只在1萬(wàn)輛汽車上裝上智能系統(tǒng),就不可能形成一個(gè)智能交通系統(tǒng);二是流動(dòng)性,物品通常都不是靜止的,而是處于運(yùn)動(dòng)的狀態(tài),必須保持物品在運(yùn)動(dòng)狀態(tài),甚至高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下都能隨時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)話。

1)、 電力電網(wǎng)

預(yù)計(jì)從 2005 年到 2020 年,中國(guó)的能源消耗總量將是現(xiàn)在的兩倍,屆時(shí),中國(guó)將成為世界上最大的能源消費(fèi)國(guó)。自 2001 年以來(lái),中國(guó)每年的能源消耗量一直以 12%的平均速度增長(zhǎng),也就是說(shuō)能源消耗量增長(zhǎng)速率高于 GDP 增長(zhǎng)速度。例如,2007 年 GDP 增長(zhǎng)了 11.3%,而能源需求增長(zhǎng)為 14.4%。由于電網(wǎng)系統(tǒng)效率低下,發(fā)電和輸電過(guò)程中浪費(fèi)非常嚴(yán)重?,F(xiàn)在,我們可以利用高科技對(duì)事物有更透徹的感知和度量,不管是安裝在室內(nèi)的計(jì)量器還是發(fā)電廠里的渦輪。所有這些感知和度量支持我們更好的收集信息和數(shù)據(jù),透過(guò)先進(jìn)的分析工具產(chǎn)生智能洞察,再以此實(shí)時(shí)地做出更好的決策。儀表管理技術(shù)的進(jìn)步使個(gè)人和企業(yè)可以選擇使用能源的方式和時(shí)間,這就為使用風(fēng)能和太陽(yáng)能等利于環(huán)保的能源奠定了基礎(chǔ)。對(duì)于電力提供商而言,智慧的電力意味著更高的電力的可靠性和電力質(zhì)量,更短的停電恢復(fù)時(shí)間,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更高生產(chǎn)率和對(duì)電力潛在障礙的防護(hù),從而更精確地預(yù)測(cè)需替換的資產(chǎn)設(shè)備及支出。

減少停電現(xiàn)象

通過(guò)在智慧的電力中安裝先進(jìn)分析和優(yōu)化引擎,電力提供商可以突破“傳統(tǒng)” 網(wǎng)絡(luò)的瓶頸,而直接轉(zhuǎn)向能夠主動(dòng)管理電力故障的“智能”電網(wǎng)。對(duì)電力故障的管理計(jì)劃不僅考慮到了電網(wǎng)中復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和資源限制,還能夠識(shí)別同類型發(fā)電設(shè)備,這樣,電力提供商就可以有效地安排停電檢測(cè)維修任務(wù)的優(yōu)先順序。如此一來(lái),停電時(shí)間和頻率可減少約 30%,停電導(dǎo)致的收入損失也相應(yīng)減 6 少,而電網(wǎng)的可靠性以及客戶的滿意度都得到了提升。

智能電表

在智慧的電力設(shè)施的支持下,智能電表可以重新定義電力提供商和客戶的關(guān)系。通過(guò)安裝內(nèi)容豐富且讀取方便的設(shè)備,用戶可了解在任何時(shí)刻的電力費(fèi)用,并且用戶還可以隨時(shí)獲取一天中任意時(shí)刻的用電價(jià)格(查看前后的記錄),這樣電力提供商就為用戶提供了很大的靈活性,用戶可以根據(jù)了解到的信息改變其用電模式。智能電表不僅可以測(cè)量用電量,它還是電網(wǎng)上的傳感器,可以協(xié)助檢測(cè)波動(dòng)和停電。它還能儲(chǔ)存和關(guān)聯(lián)信息,支持電力提供商完成遠(yuǎn)程開(kāi)啟或關(guān)閉服務(wù),也能遠(yuǎn)程支持使用后支付或提前支付等付費(fèi)方式的轉(zhuǎn)換。總而言之,智能電表可大幅度減小系統(tǒng)的峰值負(fù)荷,轉(zhuǎn)換電力操作模式,也能重新定義客戶體驗(yàn)。

2)、 醫(yī)療系統(tǒng)

由于缺乏資金和管理不當(dāng),中國(guó)醫(yī)療保健體系覆蓋率很低,39%的農(nóng)村居民和 36%的城市居民無(wú)法承受專業(yè)的醫(yī)療治療。而且,由于一直以來(lái)有限的政府投資主要針對(duì)的是規(guī)模更大、等級(jí)更高的城市醫(yī)院、農(nóng)村地區(qū)醫(yī)院的床位嚴(yán)重短缺。資金較少的醫(yī)院于是將其核心競(jìng)爭(zhēng)力從臨床治療轉(zhuǎn)向創(chuàng)收活動(dòng),而這反過(guò)來(lái)極大地影響了對(duì)患者護(hù)理的質(zhì)量。然而,中國(guó)一直都在竭盡全力發(fā)展一個(gè)現(xiàn)代化的醫(yī)療體系。發(fā)展和完善 21 世紀(jì)的醫(yī)療體系,必須采取智慧的方法進(jìn)行信息共享管理。實(shí)時(shí)信息共享可以降低藥品庫(kù)存和成本并提高效率。有了綜合準(zhǔn)確的信息,醫(yī)生就能參考患者之前的病歷和治療記錄,增加對(duì)病人情況的了解,從而提高診斷質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量。智慧的醫(yī)療能夠促成一種可以共享資源、服務(wù)及經(jīng)驗(yàn)的新服務(wù)模型,能夠推動(dòng)各醫(yī)院之間的服務(wù)共享和靈活轉(zhuǎn)賬,能夠形成一種新的管理系統(tǒng),使開(kāi)支和流程更加透明化。

整合的醫(yī)療平臺(tái)

整合的醫(yī)療保健平臺(tái)根據(jù)需要通過(guò)醫(yī)院的各系統(tǒng)收集并存儲(chǔ)患者信息,并將相關(guān)信息添加到患者的電子醫(yī)療檔案,所有授權(quán)和整合的醫(yī)院都可以訪問(wèn)。這樣資源和患者能夠有效地在各個(gè)醫(yī)院之間流動(dòng),通過(guò)各醫(yī)院之間適當(dāng)?shù)墓芾硐到y(tǒng),政策,轉(zhuǎn)診系統(tǒng)等。這個(gè)平臺(tái)滿足一個(gè)有效的多層次醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)對(duì)信息分享的需要。

電子健康檔案系統(tǒng)

電子健康檔案系統(tǒng)通過(guò)可靠的門戶網(wǎng)站集中進(jìn)行病歷整合和共享,這樣各種治療活動(dòng)就可以不受醫(yī)院行政界限而形成一種整合的視角。有了電子健康檔案系統(tǒng),醫(yī)院可以準(zhǔn)確順暢地將患者轉(zhuǎn)到其他門診或其他醫(yī)院,患者可隨時(shí)了解自己的病情,醫(yī)生可以通過(guò)參考患者完整的病史為其做出準(zhǔn)確的診斷和治療。

3)、 城市設(shè)施

當(dāng)前,中國(guó)大多數(shù)城市在 IT 基礎(chǔ)架構(gòu)方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他發(fā)達(dá)國(guó)家。北京寬帶覆蓋率為 55%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于倫敦、紐約和東京的平均覆蓋率 80%。城市管理低效和公共服務(wù)的落后是阻礙中國(guó)城市發(fā)展的兩大系統(tǒng)挑戰(zhàn)。由于缺乏內(nèi)部整合和協(xié)作,不同的政府機(jī)構(gòu)和職能部門在流程及數(shù)據(jù)管理上相對(duì)分散并且重復(fù)嚴(yán)重,由此帶來(lái)的后果就是處理公共事務(wù)和公共服務(wù)時(shí)響應(yīng)緩慢、效率低但成本很高。全球自然環(huán)境和政局不斷變化,人們對(duì)安全問(wèn)題也更加關(guān)注。為了更好的滿足市民不斷提升的需求,必須建立一個(gè)由新工具新技術(shù)支持的涵蓋政府、市民和商業(yè)組織的新城市生態(tài)系統(tǒng)。在智能且互聯(lián)的工具的支持下,政府可以實(shí)時(shí)收集并分析城市各領(lǐng)域的數(shù)據(jù),以便快速制定決策并采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)。市民可以遠(yuǎn)程工作、購(gòu)物、學(xué)習(xí)和進(jìn)行交易,從而令生活變得更加便利、靈活和自主。企業(yè)可充分利用集成數(shù)據(jù)管理所支持的跨政府職能部門的“一站式服務(wù)”,快速通過(guò)企業(yè)建立,企業(yè)運(yùn)營(yíng)所需的政府流程。他們還可以通過(guò)公司內(nèi)部以及業(yè)務(wù)合作伙伴之間的互聯(lián)互通更有效地管理產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、制造、物流和配送。

實(shí)時(shí)城市管理

實(shí)時(shí)城市管理設(shè)立一個(gè)城市監(jiān)控報(bào)告中心,將城市劃分為多個(gè)網(wǎng)格,這樣系統(tǒng)能夠快速收集每個(gè)網(wǎng)格中所有類型的信息,城市監(jiān)控中心依據(jù)事件的緊急程度上報(bào)或指派相關(guān)職能部門(如火警,警察局,醫(yī)院)采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng),這樣政府就可實(shí)時(shí)監(jiān)督并及時(shí)響應(yīng)城市事件。

整合的公共服務(wù)

新的公共服務(wù)系統(tǒng)將不同職能部門(如民政、社保、警察局、稅務(wù)等)中原本孤立的數(shù)據(jù)和流程整合到一個(gè)集成平臺(tái),并創(chuàng)建一個(gè)統(tǒng)一流程來(lái)集中管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù),為居民提供更加便利和高效的一站式服務(wù)。

4)、交通管理

解決交通擁堵的傳統(tǒng)方式是增加容量(例如,新增高速公路和車道等)。但在當(dāng)今的環(huán)境中,我們需要其他解決辦法。將智能技術(shù)運(yùn)用到道路和汽車中無(wú)疑是可以實(shí)現(xiàn)的 - 例如,增設(shè)路邊傳感器、射頻標(biāo)記和全球定位系統(tǒng)。我們應(yīng)重新思考我們可以如何通過(guò)使用新技術(shù)和新政策使我們從 A 點(diǎn)到達(dá) B 點(diǎn)更加方便快捷。這可改變?nèi)藗児逃械乃季S和習(xí)慣,還可以豐富駕駛者的經(jīng)驗(yàn),而不再僅僅關(guān)心出行時(shí)間及路線選擇。同時(shí),它還可以改進(jìn)汽車、道路以及公共交通,使之更具便利性。新的交通系統(tǒng)可以是乘坐公共交通的人可以通過(guò)手機(jī)查看下一班的市郊火車或地鐵上有多少空座位。集成服務(wù)和信息對(duì)未來(lái)的公共交通至關(guān)重要。例如,為均衡供求,未來(lái)的交通系統(tǒng)將可以定位乘客位置,并為他們提供所需的智慧的交通工具。許多交通規(guī)劃者已開(kāi)始努力促成多個(gè)系統(tǒng)的集成,并在各種交通類型、多個(gè)城市甚至國(guó)家或地區(qū)之間整合費(fèi)用和服務(wù)。智慧的交通系統(tǒng)可以縮短人們的空間距離,(提高生產(chǎn)效率、降低旅程時(shí)間和加速突發(fā)事件交通工具的響應(yīng)速度),也可保護(hù)環(huán)境(如改善空氣質(zhì)量、降低噪音污染、延長(zhǎng)資產(chǎn)生命周期、保護(hù)古跡/景點(diǎn)/住宅)。

實(shí)時(shí)交通信息

智慧的道路是減少交通擁堵的關(guān)鍵,但我們?nèi)圆涣私庑腥恕④囕v、貨物和商品在市內(nèi)的具體移動(dòng)狀況。因此,獲取數(shù)據(jù)是重要的第一步。通過(guò)隨處都安置的傳感器,我們可以實(shí)時(shí)獲取路況信息,幫助監(jiān)控和控制交通流量。人們可以獲取實(shí)時(shí)的交通信息,并據(jù)此調(diào)整路線,從而避免擁堵。未來(lái),我們將能建成自動(dòng)化的高速公路,實(shí)現(xiàn)車輛與網(wǎng)絡(luò)相連,從而指引車輛更改路線或優(yōu)化行程。

道路收費(fèi)

通過(guò) RFID 技術(shù)以及利用激光、照相機(jī)和系統(tǒng)技術(shù)等的先進(jìn)自由車流路邊系統(tǒng)來(lái)無(wú)縫地檢測(cè)、標(biāo)識(shí)車輛并收取費(fèi)用。

5)、 物流供應(yīng)鏈

中國(guó)物流成本所占 GDP 百分比一直都高于發(fā)達(dá)國(guó)家,這反映出供應(yīng)鏈運(yùn)營(yíng)效率低下的體制性問(wèn)題。僅以 2006 年為例,中國(guó)物流成本占整個(gè) GDP 的 18%,而日本為 11%,美國(guó)為 8%,歐盟僅為 7%。在這 18%中,運(yùn)輸成本總計(jì)超過(guò) 55%,而存儲(chǔ)成本達(dá) 30%。法規(guī)、基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)營(yíng)等三大瓶頸是中國(guó)供應(yīng)鏈低效的深層原因,這不僅削弱了中國(guó)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力,也會(huì)妨礙內(nèi)部貨物流以及國(guó)內(nèi)需求的擴(kuò)大。智慧的供應(yīng)鏈將促使物理網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字網(wǎng)絡(luò)融合,將先進(jìn)的傳感器、軟件及相關(guān)知識(shí)整合到系統(tǒng)中。智慧的供應(yīng)鏈的價(jià)值在于我們可以從各種數(shù)據(jù)中抽取有價(jià)值的信息 - 包括基于地理空間或位置的信息、關(guān)于產(chǎn)品屬性的信息、產(chǎn)品流程/條件、供應(yīng)鏈關(guān)鍵業(yè)績(jī)指標(biāo)等 -以及數(shù)據(jù)流的速度。智慧的供應(yīng)鏈可以滿足 21 世紀(jì)的需求,它可以提高效率(如動(dòng)態(tài)供求均衡、預(yù)測(cè)事件檢測(cè)和解決、旨在降低庫(kù)存的庫(kù)存水平和產(chǎn)品位置高度可視性)、降低風(fēng)險(xiǎn)(例如,降低污染和召回事件的發(fā)生頻率及其影響、減少產(chǎn)品責(zé)任保金、減少偽劣消費(fèi)產(chǎn)品),也能減少供應(yīng)鏈的環(huán)境保護(hù)壓力(如降低能源和資源消耗、減少污染物排放)。 智慧的供應(yīng)鏈通過(guò)使用強(qiáng)大的分析和模擬引擎來(lái)優(yōu)化從原材料至成品的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)。這可以幫助企業(yè)確定生產(chǎn)設(shè)備的位置,優(yōu)化采購(gòu)地點(diǎn),亦能幫助制定庫(kù)存分配戰(zhàn)略。使用后,公司可以通過(guò)優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)真正無(wú)縫的端到端供應(yīng)鏈,這樣就能提高控制力,同時(shí)還能減少資產(chǎn)、降低成本(交通運(yùn)輸、存儲(chǔ)和庫(kù)存成本)、減少碳排放,也能改善客戶服務(wù)(備貨時(shí)間、按時(shí)交付、加速上市)

6)、 通信行業(yè)

在“2009 年中國(guó)國(guó)際信息通信展覽會(huì)”上,中國(guó)移動(dòng)展出了手機(jī)支付,這就是典型的物聯(lián)網(wǎng)概念應(yīng)用。手機(jī)支付實(shí)際上主要是手機(jī) SIM 卡的更換,由普通 SIM 卡更換為 RFID-SIM卡,而不需要對(duì)手機(jī)進(jìn)行更換。用戶在消費(fèi)時(shí),只需要將手機(jī)從接收器上輕輕一掃,就可以方便進(jìn)行各種購(gòu)物,以及獲得詳細(xì)的費(fèi)用清單。中國(guó)電信一直在推介自己的全球眼技術(shù),其實(shí)就是遠(yuǎn)程監(jiān)控的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。比如上海海關(guān)都采用中國(guó)電信的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),通過(guò)畫面可以對(duì)貨物進(jìn)行通關(guān)檢查,也減少人力。中國(guó)聯(lián)通日前在上海推出了公交卡手機(jī),通過(guò)刷手機(jī)可以實(shí)現(xiàn)公交車票支付,這些都是典型的應(yīng)用。

物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)科普

六、應(yīng)用案例

1)物聯(lián)網(wǎng)傳感器產(chǎn)品已率先在上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)防入侵系統(tǒng)中得到應(yīng)用。系統(tǒng)鋪設(shè)了3萬(wàn)多個(gè)傳感節(jié)點(diǎn),覆蓋了地面、柵欄和低空探測(cè),可以防止人員的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵。上海世博會(huì)也與中科院無(wú)錫高新微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心簽下訂單,購(gòu)買防入侵微納傳感網(wǎng)1500萬(wàn)元產(chǎn)品。

2)ZigBee路燈控制系統(tǒng)點(diǎn)亮濟(jì)南園博園。ZigBee無(wú)線路燈照明節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用是此次園博園中的一大亮點(diǎn)。園區(qū)所有的功能性照明都采用了ZigBee無(wú)線技術(shù)達(dá)成的無(wú)線路燈控制。

3)首家手機(jī)物聯(lián)網(wǎng)落戶廣州將移動(dòng)終端與電子商務(wù)相結(jié)合的模式,讓消費(fèi)者可以與商家進(jìn)行便捷的互動(dòng)交流,隨時(shí)隨地體驗(yàn)品牌品質(zhì),傳播分享信息,實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)向物聯(lián)網(wǎng)的從容過(guò)度,締造出一種全新的零接觸、高透明、無(wú)風(fēng)險(xiǎn)的市場(chǎng)模式。手機(jī)物聯(lián)網(wǎng)購(gòu)物其實(shí)就是閃購(gòu)。廣州閃購(gòu)?fù)ㄟ^(guò)手機(jī)掃描條形碼、二維碼等方式,可以進(jìn)行購(gòu)物、比價(jià)、鑒別產(chǎn)品等功能。這種智能手機(jī)和電子商務(wù)的結(jié)合,是“手機(jī)物聯(lián)網(wǎng)”的其中一項(xiàng)重要功能。預(yù)計(jì)2013年手機(jī)物聯(lián)網(wǎng)占物聯(lián)網(wǎng)的比例將過(guò)半,至2015年手機(jī)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)6847億元,手機(jī)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用正伴隨著電子商務(wù)大規(guī)模興起。

4)與門禁系統(tǒng)的結(jié)合

一個(gè)完整的門禁系統(tǒng)由讀卡器、控制器、電鎖、出門開(kāi)關(guān)、門磁、電源、處理中心這八個(gè)模塊組成,無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)門禁將門點(diǎn)的設(shè)備簡(jiǎn)化到了極致:一把電池供電的鎖具。除了門上面要開(kāi)孔裝鎖外,門的四周不需要設(shè)備任何輔佐設(shè)備。整個(gè)系統(tǒng)簡(jiǎn)潔明了,大幅縮短施工工期,也能降低后期維護(hù)的本錢。無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)門禁系統(tǒng)的安全與可靠首要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:無(wú)線數(shù)據(jù)通訊的安全性包管和傳輸數(shù)據(jù)的安穩(wěn)性。

5)與云計(jì)算的結(jié)合

物聯(lián)網(wǎng)的智能處理依靠先進(jìn)的信息處理技術(shù),如云計(jì)算、模式識(shí)別等技術(shù),云計(jì)算可以從兩個(gè)方面促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)和智慧地球的實(shí)現(xiàn):首先,云計(jì)算是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的核心。 其次,云計(jì)算促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的智能融合。

6)與TD結(jié)合

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展是確保TD成功的重大契機(jī)。TD-SCDMA是我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng),是寬帶無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò),TD的發(fā)展需要數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的拉動(dòng),物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用是需求最迫切的增強(qiáng)型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),具有廣闊的應(yīng)用前景,能夠充分發(fā)揮TD網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì),有助于促進(jìn)TD產(chǎn)業(yè)鏈的成熟。

完善現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò),發(fā)揮TD優(yōu)勢(shì),積極推動(dòng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與TD網(wǎng)絡(luò)融合,構(gòu)建適于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的GPRS/TD/WSN(無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò))融合網(wǎng)絡(luò),大力發(fā)展適于TD網(wǎng)絡(luò)承載的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù),提升TD的核心競(jìng)爭(zhēng)力,給物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展以強(qiáng)有力的支撐,是中國(guó)移動(dòng)的發(fā)展思路。

7)與移動(dòng)互聯(lián)結(jié)合

物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用在與移動(dòng)互聯(lián)相結(jié)合后,發(fā)揮了巨大的作用。

智能家居使得物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用更加生活化,具有網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制、搖控器控制、觸摸開(kāi)關(guān)控制、自動(dòng)報(bào)警和自動(dòng)定時(shí)等功能,普通電工即可安裝,變更擴(kuò)展和維護(hù)非常容易,開(kāi)關(guān)面板顏色多樣,圖案?jìng)€(gè)性,給每一個(gè)家庭帶來(lái)不一樣的生活體驗(yàn)。

8)與指揮中心的結(jié)合

物聯(lián)網(wǎng)在指揮中心已得到很好的應(yīng)用,網(wǎng)連網(wǎng)智能控制系統(tǒng)可以指揮中心的大屏幕、窗簾、燈光、攝像頭、DVD、電視機(jī)、電視機(jī)頂盒、電視電話會(huì)議;也可以調(diào)度馬路上的攝像頭圖像到指揮中心,同時(shí)也可以控制攝像頭的轉(zhuǎn)動(dòng)。網(wǎng)連網(wǎng)智能控制系統(tǒng)還可以通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制,可以多個(gè)指揮中心分級(jí)控制,也可以連網(wǎng)控制。還可以顯示機(jī)房溫度濕度,可以遠(yuǎn)程控制需要控制的各種設(shè)備開(kāi)關(guān)電源。

9)物聯(lián)網(wǎng)助力食品溯源,肉類源頭追溯系統(tǒng)

從2003年開(kāi)始,中國(guó)已開(kāi)始將先進(jìn)的RFID射頻識(shí)別技術(shù)運(yùn)用于現(xiàn)代化的動(dòng)物養(yǎng)殖加工企業(yè),開(kāi)發(fā)出了RFID實(shí)時(shí)生產(chǎn)監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)能 夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控生產(chǎn)的全過(guò)程,自動(dòng)、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的采集主要生產(chǎn)工序與衛(wèi)生檢驗(yàn)、檢疫等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的有關(guān)數(shù)據(jù),較好的滿足質(zhì)量監(jiān)管要求,對(duì)于過(guò)去市場(chǎng)上常出現(xiàn)的肉 質(zhì)問(wèn)題得到了妥善的解決。此外,政府監(jiān)管部門可以通過(guò)該系統(tǒng)有效的監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量安全,及時(shí)追蹤、追溯問(wèn)題產(chǎn)品的源頭及流向,規(guī)范肉食品企業(yè)的生產(chǎn)操作過(guò) 程,從而有效的提高肉食品的質(zhì)量安全。

物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)科普

七、未來(lái)快速發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域

知名研究機(jī)構(gòu)發(fā)布了未來(lái)最有前景的幾大物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景,其中智能工業(yè)、智能家居、智慧醫(yī)療、智能汽車、智能農(nóng)業(yè)等是未來(lái)最有可能普及的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。

1)、智能工業(yè)傳感器是實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的基礎(chǔ)

眾所周知,工業(yè)4.0已經(jīng)成為國(guó)家戰(zhàn)略的一部分,智能制造是國(guó)家工業(yè)變革的關(guān)鍵,智能工業(yè)傳感器在制造中的角色越來(lái)越重要。工業(yè)傳感器的特點(diǎn)是性能指標(biāo)和精度要求高,不允許數(shù)據(jù)采集和處理的失誤。不同于傳統(tǒng)工業(yè)的傳感器,智能工業(yè)傳感器將用于智能制造,它在精度、穩(wěn)定性、抗沖擊性方面提出了更為苛刻的要求。

未來(lái),基于工業(yè)4.0的智能工業(yè)傳感器需求將大幅增加,而這也是工業(yè)傳感器廠商面臨的最大機(jī)遇點(diǎn)。

2)、智能家居給這些傳感器帶來(lái)了增長(zhǎng)空間

智能家居的一大特點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)對(duì)家居用品的控制,隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,越來(lái)越多的傳感器將用于家電中,如洗衣機(jī)、電視、冰箱、燈光、空調(diào)、油煙機(jī)等,原來(lái)沒(méi)有傳感器的產(chǎn)品都將因智能家居的普及而成為傳感器主戰(zhàn)場(chǎng)。

傳感器將是智能家居產(chǎn)品的標(biāo)配,例如壓力傳感器可用于洗衣機(jī)中對(duì)泡沫量的監(jiān)控;光電傳感器用于燈泡實(shí)現(xiàn)對(duì)燈光的控制;電磁傳感器用在洗碗機(jī)里面可實(shí)現(xiàn)噴水臂的移動(dòng)等,還有流量傳感器、智能氣體傳感器等均大有用途。

3)、智慧醫(yī)療需要各式各樣的智能傳感器

物聯(lián)網(wǎng)給傳感器產(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨大機(jī)遇:五大領(lǐng)域的需求將暴漲

智慧醫(yī)療是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)患者和醫(yī)務(wù)人員及醫(yī)療設(shè)備之間的互動(dòng),其工作的核心部分是對(duì)患者的信息進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、傳輸和處理。在進(jìn)行圖像傳輸以及海量數(shù)據(jù)計(jì)算處理的過(guò)程中,需要各中各有具有智能處理功能的傳感器,如用于測(cè)量病人血壓的MEMS壓力傳感器,用于研究睡眠窒息的熱電傳感器,用于監(jiān)控和測(cè)量體表體溫的溫度傳感器等。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,無(wú)線醫(yī)療傳感器逐漸向智能化、微型化、低功耗等方向發(fā)展,傳感器在智慧醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越廣泛。據(jù)外媒報(bào)道,科學(xué)家研究了一種新型傳感器,可用于診斷眼外傷,它根據(jù)測(cè)定人類眼淚所含維C濃度的高低,判斷眼外傷的嚴(yán)重情況。最近科學(xué)家又研究了一款僅有膠囊大小的可吞服心率傳感器,病人吞服后可測(cè)量其生命體征等數(shù)據(jù)并將信息傳輸?shù)浇邮掌髦?,供醫(yī)生遠(yuǎn)程監(jiān)控。

隨著技術(shù)的進(jìn)步,應(yīng)用于智慧醫(yī)療的傳感器種類將越來(lái)越多,但它們的一大共性是具備智能傳感器的特點(diǎn)。

4)、智能傳感器助力汽車的智能化

物聯(lián)網(wǎng)給傳感器產(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨大機(jī)遇:五大領(lǐng)域的需求將暴漲

雖然國(guó)內(nèi)的很多汽車實(shí)現(xiàn)了一些基本的聯(lián)網(wǎng)功能,但并不是真正的智能汽車。隨著AI和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,智能汽車會(huì)成為未來(lái)的主流。智能汽車是一個(gè)集環(huán)境感知、多等級(jí)輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng),它的一大特點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)控制,而控制與操作的關(guān)鍵離不開(kāi)智能傳感器,智能汽車的普及將帶來(lái)智能傳感器的增加。

在智能汽車?yán)锩?,未?lái)應(yīng)用最多的幾大智能傳感器將是空氣流量傳感器、里程表傳感器、機(jī)油感應(yīng)傳感器、剎車壓力傳感器、位置傳感器和碰撞傳感器等。

5)、智能農(nóng)業(yè)傳感器市場(chǎng)前景廣闊

物聯(lián)網(wǎng)給傳感器產(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨大機(jī)遇:五大領(lǐng)域的需求將暴漲

智能農(nóng)業(yè)是我國(guó)建設(shè)成為農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)的關(guān)鍵,在未來(lái)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,需要很多類型的物聯(lián)網(wǎng)傳感器和相關(guān)技術(shù)。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的組成包括智能水質(zhì)傳感器、無(wú)線傳感網(wǎng)、無(wú)線通信等,它們一起組成完整的智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng),傳感器是實(shí)現(xiàn)這些的第一步。

物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)的特點(diǎn)是以信息化技術(shù)為基礎(chǔ),在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)傳感器收集數(shù)據(jù)并進(jìn)行量化分析和智能決策,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境非常復(fù)雜,不同的場(chǎng)景需要的傳感器不一樣,如空氣溫度、濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度等,這些數(shù)據(jù)的采集都需要使用相對(duì)應(yīng)的智能農(nóng)業(yè)傳感器。

國(guó)內(nèi)傳感器企業(yè)迎來(lái)快速發(fā)展的良機(jī)

在傳統(tǒng)的傳感器市場(chǎng),我國(guó)企業(yè)由于起步晚、核心材料缺失、技術(shù)落后及產(chǎn)業(yè)生態(tài)缺失等,整個(gè)傳感器處于緩慢發(fā)展的狀態(tài)。隨著物聯(lián)網(wǎng)的推進(jìn),傳感器在各大領(lǐng)域的作用越來(lái)越明顯,我國(guó)的傳感器企業(yè)也迎來(lái)了新的機(jī)遇。目前中國(guó)已經(jīng)成為全球最大的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng),未來(lái)仍有較大的發(fā)展空間,物聯(lián)網(wǎng)需要各式各樣的智能傳感器,在這一點(diǎn)上我國(guó)企業(yè)與國(guó)外站在了同一起跑線上,未來(lái)實(shí)現(xiàn)趕超的可能性更大。

近年來(lái),我國(guó)的傳感器產(chǎn)業(yè)正在向著正確的軌道發(fā)展,逐步形成了幾大核心企業(yè)群,北京、上海、南京、深圳、沈陽(yáng)、武漢和西安等地均有很多潛力巨大的傳感器企業(yè),這些企業(yè)也在積極地研發(fā)智能傳感器技術(shù),以求在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代獲得更大的市場(chǎng)份額。隨著物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景的深入,這些企業(yè)都將獲得更大的發(fā)展機(jī)遇。

物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)科普