物联网运用技术9

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1、物联网技术及应用报告 目录 Contents 物联网发展历史 1 物联网技术标准与体系结构 2 物联网应用最新动态 3 国内石油行业物联网应用现状 4 物联网概念的产生 1999 美国麻省理工学院 MIT 自动识别中心 Auto ID Labs 提 出网络化无线射频识 别 RFID 系统 利 用信息传感设备将物 品与互联网连接起来 实现智能化识别和 管理 国际电信联盟 ITU 在突尼斯举行的信 息社会世界峰会 WSIS 上提出 物联 网IoT 的概念 并 发布 ITU互联网报 告2005 物联网 自此 物联网正式走 入人们的视野 2005 6月18日 欧盟执委 会发表 物联网 欧 洲行动计划

2、系统 提出发展物联网的规 划和行动蓝图 8月7 日 温家宝总理视察 无锡 提出 感知中 国 计划 拉开中国 物联网发展的帷幕 2009 物联网相关概念解析 基本定义 v 物联网指通过信息传感设备 按照约定的协议 把任何物 品与互联网连接起来 进行信息交换和通信 以实现智能 化识别 定位 跟踪 监控和管理的一种网络 它是在互 联网基础上延伸和扩展的网络 2010年3月5日温家宝总 理政府工作报告 v 我的理解 物联网的概念有狭义和广义之分 狭义物联网 即 联物 基于物与物间通信 实现 万物网络化 广义物联网即 融物 是物理世界与信息世界的完整融 合 形成现实环境的完全信息化 实现 网络泛在化 并

3、因此改变人类对物理环境的理解和交互方式 物联网相关概念解析 基本特征 v 全面感知 通过射频识别 传感器 二维码 GPS卫星定位等相对成熟 技术感知 采集 测量物体信息 v 可靠传输 通过无线传感器网络 短距无线网络 移动通信网络等信息 网络实现物体信息的分发和共享 v 智能处理 通过分析和处理采集到的物体信息 针对具体应用提出新的 服务模式 实现决策和控制智能 物联网相关概念解析 相较于传感网 泛在网 v 无线传感器网络 Wireless Sensor Networks 包含传感器节点 按计算能力可分为普通节点和汇聚节点等 传感器节点包含了具有采集环境数据功能的感应器和具有联 网功能的电子元

4、件 节点间能够通过特有无线通信方式互联 如 ZigBee v 泛在网络Ubiquitous Networking 在现有电子通信范畴内通信网络的基础上 提出无处不在网 络 即 任何人无论何时 何地都可以何种方式实现通信和 服务的接入 泛在网络支持人与人 人与物 物与物之间的通信 物联网相关概念解析 相较于传感网 泛在网 v 区别与联系 泛在网 物联网和传感网是依次包容的关系 传感器网络专注于物与物之间的末端联系 它专注于物理世 界信息的感知和采集 专注于网络的分发和汇聚效率 专注 于低速高效 低功低耗 物联网是面向物与物和人与物的网络 它包含多种感知单元 传感器 RFID等等 同时支持一种或几

5、种网络通信方式 为现实世界提供服务和应用 泛在网涵盖并高于物联网 讲求多网络和多技术融合 探索 通信和服务的无缝连接 探索人与人之间新的通信和服务方 式 v 机对机通信Machine to Machine 机器与机器之间的通信 研究机器的智能交互和机器的网络 化应用 主要驱动力来自工业和自动化行业 M2M连接的机器多是非 IT设备 通过无线或有线通信网络实现通信 v 信息物理融合系统Cyber Physical Systems CPS是一个综合物理环境 信息环境和智能计算的系统集合 从工业角度提出大型系统的实时感知和动态控制 美国CPS指导小组将CPS应用主要放在交通 国防 能源 医 疗 农业

6、和大型建筑设施上面 物联网相关概念解析 相较于M2M CPS 物联网相关概念解析 相较于M2M CPS v 区别与联系 M2M和CPS可以被认为是工业界对物联网的理解 表达和展望 M2M偏重实际应用 强调机器之间的通信并因此实现智能动 作和智能联动 是典型的车间派 CPS偏重系统化 注重理论联系实际 由上至下解决问题并 有理论支撑 是典型的高工派 从工业角度来讲 CPS就是物联网 目录 Contents 物联网技术标准与体系结构 2 物联网发展历史 1 物联网应用最新动态 3 国内石油行业物联网应用现状 4 体系结构与技术标准 我国物联网技术标准Y 2060 v Y 2060物联网概述 Y I

7、oT overview 是由我国工信部电 信研究院牵头立项 多家国内外高校 科研机构 企业和 标准组织共同协商制定完成的第一份物联网总体性标准草 案 v 该概述标准涵盖了物联网的概念 术语 技术视图 特征 需求 参考模型 商业模式等基本内容 v 该草案2012年2月17日已经通过国际电信联盟ITU T第13研 究组的审议 目前已进入研究组草案制定阶段 这意味着 该项标准草案距正式成为国际标准仅一步之遥 目录 Contents 近年物联网应用动态 3 物联网发展历史 1 物联网技术标准与体系结构 2 国内石油行业物联网应用现状 4 物联网应用平台与接口技术 Pachube 实时网络服务平台 v

8、Pachube的最大贡献是通过提供基于互联网的网络服务平台 在业务上将感知层和应用层逻辑分离开来 v Pachube为IoT感知设备和网络应用提供了统一的网络开发 接口 v 2011年Pachube被云服务提供商LogMeIn收购 v 目前较为典型的商业应用是与CurrentCost合作 形成一套 完整的家用电力能源感知 采集 监测 分析和决策方案 IoT感知设备Pachube网络应用 物联网应用平台与接口技术 ArcGIS 专业地理信息处理引擎 v 地理信息系统 GIS Geographic Information System 是以采集 存储 管理 分析 描述和应用整个或部分地 球表面 包

9、括大气层在内 与空间和地理分布有关数据的 计算机系统 v ArcGIS作为专业的地理信息系统 不仅能够提供地图可视 化查询和定位 更能够通过空间分析 寻找到不同的地理 因素之间的内在联系 从而帮助决策者在更加全面 系统 地把握信息的基础上进行科学的决策 v 随着感知数据类型和容量的快速增长 ArcGIS在专业地理 信息处理方面的优势逐步显现 成为物联网应用不可或缺 的一部分 美国犹他州 盐湖城市中 心WiFi热点 信号强度云 数据采集 自该城市中 心约1700个 WiFi连接点 物联网应用平台与接口技术 ArcGIS 专业地理信息处理引擎 v Nike 智能运动鞋 通过嵌入鞋内的感知设备采集跑

10、步 数据 通过IPod接收 存储并转发数据 通过Nike 网站备份 分析数据 设置目标 并能够与朋友分享成绩 物联网在普通家庭中的应用 健康与健身 v XBox360 Kinect 利用3D体感摄像技术捕捉玩家动作 通过相应游戏软件达到健身目的 物联网在普通家庭中的应用 智能电器 v 惠而浦的智能家电计划 全球家电巨头惠而浦在年初表示年 内将推出可联网 connected 的 电器 在未来18个月将陆续推出四 种电器 包括冰箱 洗碗机 洗衣 机和烘干机 真正意义上的智能电器可能要到 2015年末 v Ubuntu智能电视 年初在2012CES大会上推出 运行Ubuntu 12 04 LTS版本

11、 支持Ubuntu One云存储服务 物联网在工业领域中的应用 仓储管理 v 目前RFID技术正在为供应链领域带来一场巨大的变革 以识别距离远 快速 不易损坏 容量大等条码无 法比拟的优势 简化繁杂的工作流程 有效改善供应 链的效率和透明度 v 托盘是供应链中最基础也是最主要的货物单元 它已 经广泛应用于生产 仓储 物流 零售等各个供应链 环节 v 近年来 被原油价格不断上涨所困扰的石油化工行业 重新把提高物流效率作为现实的研究课题 其中 散 杂货物流的大型化和大量化的改进工作一直在探讨之 中 v 日本著名物流公司山九股份有限公司拥有陆路和海上 的物流业务 还包括设备管理及服务领域的业务 该

12、公司携手三井股份有限公司 用RFID技术实现集装箱 的智能化管理 物联网在工业领域中的应用 智能运输 v 2011年12月29日 国家标准化管理委员会与交通运输 部联合宣布 国际标准化组织 已投票通过 并颁布由中国专家领衔制定的 货物集装箱 货运标签系统 国际标准 v 该标准是物流 物联网领域第一个由中国专家发起和 主导的国际标准 是中国拥有自主知识产权的创新成 果最终上升为国际标准的成功探索 也是我国交通运 输系统首次登上领衔制定国际标准的舞台 物联网在工业领域中的应用 智能运输 v 随着识别技术的发展 人们对智能化系统的要求在不断 的提高 v 采用先进的RFID射频识别技术 对进出单位大门

13、 危险 区域的人员和车辆实现自动读卡识别 v 只要身上带卡就可以实现免掏卡自动识别 自动开门 把卡放车上可以自动开启道闸 同时还可以支持自动进 行人数 车辆数 统计 行动轨迹跟踪和定位 物联网在日常生活中的其它应用 安全管理 v 2010年5月份开始的上海世博会的门票系统将全部采用 RFID技术 每张门票内都含有一颗自主知识产权 世博 芯 通过采用特定的密码算法技术 确保数据在传输 过程中的安全性 外界无法对数据进行任何篡改或窃取 v 2010年交通运输部 发改委 财政部发布 关于促进高 速公路应用联网电子不停车收费技术的若干意见 国 家从政策层面上大力发展电子不停车收费 ETC v 到 十二

14、五 末 全国高速公路ETC平均覆盖率将达到 60 ETC车道数达到6000条 ETC用户量达到500万个 非现金支付使用率达到40 物联网在日常生活中的其它应用 安全管理 v 物联网与环保设备的融合能够实现对生活环境中各种 污染源及污染治理各环节关键指标的实时监控 v 在重点排污企业排污区域安装无线传感设备 可以实 时监测企业排污数据 及时发现污染源 防止突发性 环境污染事故的产生 物联网在日常生活中的其它应用 环境保护 v 江苏省太湖流域水环境信息共享平台采用物联网传感 技术理念 运用先进的虚拟实境 视频监控 通讯组 网等信息化技术 覆盖流域内282家重点污染源 75个 水质自动站 53个国

15、家考核断面 21个湖体监测点位 和太湖蓝藻遥感预警监测 实现流域水环境全方位 一体化监控 在太湖流域水环境管理与决策中发挥了 重要的支撑作用 物联网在日常生活中的其它应用 环境保护 目录 Contents 国内石油行业物联网应用现状 4 物联网发展历史 1 物联网技术标准与体系结构 2 物联网应用最新动态 3 物联网应用案例分析 物流 v 上海石化物流信息系统 每个托盘放置RFID标签 门口固定RFID Reader自 动识别出入托盘 工作人员手持RFID读取设 备 操作主要包括入库 出库 盘点和用户管理 缺乏对非计划货物的容错 处理 物联网应用案例分析 巡检 v 齐鲁石化电子巡检系统 采用无

16、源非接触RFID标签 和防爆手持数据采集器 杜绝方案本身的安全隐患 手持数据采集器能够记录 巡检到的标签编码和时间 并提示需作的工作 记录信息通过数据线上传 至管理电脑 物联网应用案例分析 称重 v RFID智能称重系统 利用地感线圈控制车流 同时控制RFID读卡器读取 车辆信息 电子衡称重信息显示在显 示屏内 并抓拍车辆图像 信息 免除人工干预 自动记录 数据 自动核放 物联网应用案例分析 定位 v 中石化北京化工研究院 气瓶管理系统 每个气瓶一个RFID标签 并建立气瓶安全档案 通过手持RFID读卡器进行 信息采集和监控 气瓶仓储场地安装固定 RFID读卡器 管理气瓶进 出库 通过无线路由器连接服务 器和读卡器 手持 固定 v方案规划问题 列举的案例均针对石化行业的一环 缺乏整体规划 v忽视标准体系建设 国内物联网的标准体系与应用脱钩 现有的物联网标 准比较零散 存在缺失或不统一 与国际标准融合存在一定差距 技术标准话语权也相 对有限 亟需加强物联网的标准与应用结合力度 形成统一的 物联网标准体系 国内石油行业物联网应用现状 存在的问题 v安全问题 主动发射信号引发的信息安全 隐私