电力物联网的理念和发展趋势

第一篇：电力物联网的理念和发展趋势

电力物联网的理念和发展趋势

1.物联网的概念 1.1.物联网的定义

物联网的概念由MIT的KevinAshton在1998年首次提及，他指出将RFID技术和其他传感器技术应用到日常物品中构造一个物联网。紧接着的第二年由KevinAshton带头建立的Auto-IDcenter对物联网的应用进行了更为清晰的描述：依靠全球RFID标签无线接入互联网，使得从剃须刀到欧元纸币再到汽车轮胎等数百万计的物品能够被持续地跟踪和审计。

电力行业对“物联网”的理解应该是：物联网是一个实现电网基础设施、人员及所在环境识别、感知、互联与控制的网络系统。其实质是实现各种信息传感设备与通信信息资源的（互联网、电信网甚至电力通信专网）结合，从而形成具有自我标识、感知和智能处理的物理实体。实体之间的协同和互动，使得有关物体相互感知和反馈控制，形成一个更加智能的电力生产、生活体系。

1.2.物联网的特征

物联网作为通信、信息、传感、自动化等技术的融合，具有全面感知、可靠传递和智能处理的特征。全面感知就是让物品会说话，将物品信息进行识别，利用RFID、传感器、二维码等能够随时随地采集物体的动态信息。并通过网络传输后台，进行信息共享和管理。可靠传递指信息通过现有的通信网络资源进行实时可靠传输。智能处理就是通过后台的庞大系统来进行智能分析和管理。真正达到人与物的沟通、物与物的沟通。

2.物联网的体系构架

物联网的体系架构大致可以分为技术体系、标准体 系、产业链体系和应用体系。物联网的技术体系分为感知层、网络层和应用层，公共技术贯穿体系中的全部技术环节，具体如图1所示。物联网的标准体系分为基础平台标准和应用子集（轮廓）标准，具体如图2所示。

物联网的产业链体系分为设计研究、生产和市场3个环节，如图3所示。物联网的应用体系更加丰富多彩，物联网技术可以应用于智能电网、智能交通、农业、军事、石油等很多行业，具体如图4所示。

3.电力物联网的发展方向 3.1.智能电网与物联网的关系

智能电网和物联网是目前全球的两个研究热点。包括 中国在内的许多国家，这两个热点都已上升到国家战略的高度。这两个研究热点的提出均是当今世界高速发展的必 然结果。两者在内涵、特征、实现手段等方面有着千丝万缕的联系。

（1）上述两网的提出具有相同的背景和驱动力

智能电网与物联网并不是全新的概念，它们都是随着业务需要和技术发展而逐步形成的。社会各界也开始将发展智能电网与物联网作为解决社会、经济、能源等问题的良药。可以说：智能电网与物联网的提出是人类社会发展的必然选择，是应用需求驱动和技术发展驱动共同作用的结果。

需求方面：“两网”都面临着“高效低碳”、“节能减排”等环境问题；“两网”都有提高网络可观、可感、可控的要求。需要提高网络的安全、可靠性和服务质量；同时，“两网”都要迎接来自市场的挑战。需要不断促进市场的发展，不断完善市场监管，不断鼓励行业创新和发展。

技术方面：当今世界新技术层出不穷、日新月异，通信技术、信息技术、传感技术、控制技术等技术都已经达到了很高的水平。理论原理已经非常成熟，相关设备制造水平不断提高，大量的社会应用积累了丰富的经验。“融合”已经成为今后技术发展的主流和趋势。可以说智能电网与物联网的提出已经具备了坚实的技术基础，同时“两网”的建设更是技术发展的迫切要求。

（2）两网具有类似的内涵和特征

对比智能电网与物联网，可以发现两网在定义、内涵和特征上具有很多相似之处。所以有专家称：本质上，智能电网与物联网具有天然的内在联系。

我国智能电网是要建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制等技术，构建以信息化、自动化、互动化为特征的国际领先、自主创新、中国特色的坚强智能电网，包括发电、输电、变电、配电、用电和调度6个环节。

根据经济社会发展对未来电网的要求，中国智能电网应具备以下5方面的基本内涵：坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动。其特征是信息化、自动化、互动化。

目前，业界普遍认为物联网应分为3个层面，即感知层、网络层和应用层。感知层负责信息搜集，对物质世界感知；网络层负责信息传输、信息初步处理、分类、聚合等；应用层为各行各业提供应用的基础。

相应的物联网特征是全面感知、可靠传递和智能处理。全面感知就是让物品会说话，将物品信息进行识别，并通过网络传输后台，进行信息共享和管理。可靠传递就是通过现有的通信网络资源进行可靠地传输信息。智能处理就是通过后台的庞大系统来进行智能分析和管理。

可见，智能电网与物联网在内涵和特征上有很多相似之处，可以说两网本质是相通的。（3）智能电网与物联网在实现手段上具有高度的一致性和相互借鉴性

公司明确提出：建设坚强智能电网要以坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，以智能控制为手段，覆盖所有电压等级的各个环节，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合，即通过通信、信息、传感、控制等技术的融合，实现在电网上的应用。具体说就是：通过终端传感器在客户之间、客户和电网公司之间形成即时连接的网络互动，实现数据读取的实时、高速、双向的效果，从而整体提高电网的综合效率。公司坚强智能电网实现电力流、信息流、业务流高度一体化的前提，在于信息的无损采集、流畅传输、有序应用。各个层级的通信支撑体系是坚强智能电网信息运转的有效载体。通过充分利用坚强智能电网多元、海量信息的潜在价值，可服务于坚强智能电网生产流程的精细化管理和标准化建设，提高电网调度的智能化和科学决策水平，提升电力系统运行的安全性和经济性。

物联网的建设同样是以大量丰富的传感终端作为神经末梢，以强大可靠的通信网络作为健壮的身体，以智能处理、控制技术作为发达的大脑。以此构建完善的物联网。可见智能电网都要将通信、信息、传感、控制等技术进行融合，并实现合理应用。所以，两者在实现手段上具有高度的一致性和相互借鉴意义。

综上所述，智能电网与物联网本质相通、特征相似、手段相关。可以认为，物联网技术是电网智能化建设的重要技术支撑。物联网技术能有效整合通信基础设施和电力系统基础设施资源，使信息通信基础设施资源服务于电力系统运行，提高电力系统信息化水平，改善现有电力系统基础设施的利用效率。同时，智能电网是物联网的重要应用领域。智能电网建设将成为拉动物联网产业，甚至整个信息通信产业（ICT）发展的强大驱动力，并有力影响和推动其他行业的物联网应用和部署进度，进而提高我国工业生产、行业运作和公众生活等各个方面的信息化水平。

4.电力物联网的特点

由于电力系统的特殊要求，在智能电网中应用的物联网（简称电力物联网）也有自己的特点。

智能电网的核心在于，构建具备智能判断与自适应调节能力的多种能源统一入网和分布式管理的智能化网络系统，可对电网与客户用电信息进行实时监控和采集，且采用最经济与最安全的输配电方式将电能输送给终端用户，实现对电能的最优配置与利用，提高电网运行的可靠性和能源利用效率。智能电网的本质是能源替代和兼容利用，它需要在开放的系统和共享信息模式的基础上，整合系统中的数据，优化电网的运行和管理。相应的，电力物联网的本质就是电力信息的可靠、高效的控制手段。对应物联网的3层体系架构，电力物联网其实有3大要素，即电力信息的采集、电力信息的传递和电力信息的处理。

电力物联网的建设必须在满足智能电网坚强可靠、经济高效总体要求下，实现电力流、信息流、业务流的高度一体化。这就决定了电力物联网的如下特点。

首先，电力物联网实际上是专用网。电力物联网可用的基层网络可以有很多种。根据应用的需要可以是电力行业通信专网，也可以是新建的专用于电力物联网的通信网，在应急情况下就可以部分采用公众通信网。原则上，电力物联网只有电力系统才能连进去，电力物联网的绝大多数信息流只能在电力系统内部流动。

其次，电力物联网往往是受限网络。物联网在电力系统中有大量丰富多样的应用，电力系统不同的应用对信息提出不同的需求。所以，电力物联网的应用多样性与承载平台的通用性之间需要有应用中间件来适配，进行数据过滤、数据挖掘与决策支撑等智能信息处理。物联网信息对于各种应用是受限的。同时，电力物联网具有严格的用户身份识别、验证、鉴权制度，不同用户享受不同等级的物联网服务。所以电力物联网也是用户受限的。

最后，电力物联网具有高度的安全性和可靠性。由于电力物联网直接支撑电网业务，所以电力物联网很大程度上影响着电力系统的安全稳定运行。所以建设坚强智能电网必须要求电力物联网具有极高的安全性和可靠性。

针对电力物联网的特点，大致可将其分为3个发展阶段：信息汇聚阶段，协同感知阶段，泛在聚合阶段。

信息汇聚阶段的主要特征是：将分布于多区域的、利用多种感知技术手段所采集的信息进行汇聚，通过电力通信网络资源将感知信息汇聚到业务应用系统，集中进行信息的处理与共享，并提供信息应用服务。关键技术包括电力传感器设计与实现、短距离传输技术、低功耗技术、电磁兼容技术等，以实现相关信息采集、汇聚设备的小型化、低功耗、低成本、国产化和绿色环保。

协同感知阶段的主要特征是以事件、任务和目标为驱动进行感知、网络和应用各个层面的协同工作，系统具备分布式、跨层次、自学习的协同处理能力，提供智能、精确的多元化信息服务。关键技术包括任务驱动的大规模自治组网技术、上下文感知技术、电力通信网络与多传感器网络无缝融合技术、海量信息处理技术等。

泛在聚合阶段的主要特征是泛在的感知服务将海量信息进行聚合，产生出新的有应用价值的信息，即电力物联网广泛应用于各个领域，实现任何人、任何物体、任何时间、任何地点的互联互通，引发新的应用和服务模式。关键技术包括信息聚合理论、模糊控制技术、泛在异构网络、人工智能、仿生学传感器、纳米材料、生物芯片等。

5.电力物联网的应用前景

电力物联网技术将在智能电网的诸多环节广泛应 用。有些物联网技术已经被应用，有些还需要加大推广应用力度。

电力物联网整体构架的推广应用可以有力地促进电力物联网行业标准的编写，物联网安全体系的完善，电力物联网一体化管理平台的建立和电力传感器的研制。

（1）发电环节

在智能电网的发电环节中，目前存在电源结构和布局不合理，电网的调节手段和调峰能力不足等问题，发电机控制系统技术水平和国外相比有一定差距，储能技术应用研究也处在起步阶段。

结合物联网技术，可以研究水库智能在线调度和风险分析的原理和方法，开发集实时监视、趋势预测、在线调度、风险分析为一体的水库智能调度系统。根据水库来水和蓄水情况及水电厂的运行状态，对水库未来的运行进行趋势预测，对水库异常情况下水库调度决策进行实时调整，并提供决策风险指标，规避水库运行可能存在的风险，提高水能利用率。

依托国家风电技术与检测研究中心、太阳能发电技术与检测研究中心的建设以及物联网技术的发展和进步，可以加快新能源发电及其并网技术研究，规范新能源的并网接入和运行，实现新能源和电网的和谐发展。

结合物联网技术可以研究不同类型风电机组的稳态特性和动态特性及其对电网电压稳定性、暂态稳定性的影响；提出风电场接入电网的可靠性分析评估方法，建立可靠性模型，开发相应的分析软件。开发风能实时监测和风电功率预测系统；建立风电机组/风电场并网测试体系；研究风电场继电保护技术及保护配置方案、定值整定；研究变流器、变桨控制、主控及风电场综合监控技术、低电压穿越技术；开发出具有自主知识产权的风电运行、控制、保护等系统，进行产业化推广应用。

联网技术的应用有助于研究大规模核电、风电和特高压输电对系统内抽水蓄能容量规模的要求；研究“三华特高压同步电网”中抽水蓄能电站的联网效益，主要分析错峰、调峰、水火互济、跨流域补偿、互为备用和调剂余缺的能力；研究大型抽水蓄能电站在智能电网功能定位，逐步实现调峰填谷、核蓄互助、风蓄互补，开展大容量蓄能机组直接接入特高压电网的研究、实现蓄能机组事故备用、潮流调整等功能扩展；研究抽水蓄能电站的智能调度运行控制技术，依靠自主创新，开发研制抽水蓄能电站关键设备，包括计算机监控、调速、励磁、变频器等，并投入示范应用；初步研究蓄能机组跟踪风电功率变化的功率调节技术，在风蓄互补系统中发挥更大作用；制定满足电力系统需求的蓄能机组机网协调和辅助服务等技术标准。深化抽水蓄能黑启动功能研究，200MW及以上蓄能机组带地区小负荷孤网运行可靠保证。

物联网技术同样有助于开展钠硫电池、液流电池、锂离子电池的模块成组、智能充放电、系统集成等关键技术研究；开展智能电网中储能电源规划设计和运行调度技术的研究；逐步开展储能技术在智能电网安全稳定运行、削峰填谷、间歇性能源柔性接入、提高供电可靠性和电能质量、电动汽车能源供给、燃料电池以及家庭分散式储能中的应用研究和示范。加强大型压缩空气储能等多种蓄能技术的研发，在重大技术突破的基础上开展试点应用。（2）输电环节

输电环节是智能电网中一个极为重要的环节，目前已经开展了许多相关的工作。但是还存在许多问题，主要有：电网结构仍然薄弱，设备装备水平和健康水平仍不能满足建设坚强电网的要求；线路设备检修方式较为落后；系统化的线路设备状态评价工作刚刚起步。

因此，在输电可靠性、设备检修模式以及设备状态自动诊断技术上和国际水平相比还存在一定的差距。在智能电网的输电环节中有许多应用需求亟待得到满足，需要结合物联网的相关技术，提高智能电网中输电环节各方面的技术水平。

包括线路、杆塔和电容器等重要一次设备，保护、安稳和通信等二次设备以及营销和信息系统等。可以结合物联网技术，提高一次设备的感知能力，并很好地结合二次设备，实现联合处理、数据传输、综合判断等功能，提高电网的技术水平和智能化程度。

输电线路状态检测是输电环节的重要应用，主要包括雷电定位和预警、输电线路气象环境监测与预警、输电线路覆冰监测与预警、输电线路在线增容、导地线微风振动监测、导线温度与弧垂监测、输电线路风偏在线监测与预警、输电线路图像与视频监控、输电线路运行故障定位及性质判断、绝缘子污秽监测与预警、杆塔倾斜在线监测与预警等方面。这些方面都需要物联网技术的支持，包括这种传感器技术、分析技术和通信技术等。

结合物联网技术，可以更好地实现这些高级应用，提高输电环节的智能化水平和可靠性程度。物联网在输电环节中可以实现具有较大规模的产业化应用。（3）变电环节

变电环节是智能电网中一个十分重要的环节，目前已经开展了许多相关的工作，主要是全面开展变电站综合自动化建设。

但是目前还存在许多问题，主要有：设备装备水平和健康水平仍不能满足建设坚强电网的要求；变电站自动化技术尚不成熟；智能化变电站技术、运行和管理系统尚不完善；设备检修方式较为落后；系统化的设备状态评价工作刚刚起步。

可以将物联网技术应用于智能变电站建设中，建立智能变电站信息监控与采集系统，实现对智能变电站设备、资源、运行状况的全面监控与管理。建立基于物联网的智能变电站通信信息一体化平台，实现变电站信息通信的统一接口。建立完善智能变电站物联网标准化工作。建立智能变电站状态监测系统、故障预警与自动恢复系统、自动决策分析系统。建立智能变电站与输电系统、调度系统、分布式发电系统的物联网接口，将智能变电站纳入整个智能电网的物联网体系。（4）配电环节

配电网是我国电网的重要环节，同时目前也是最薄弱的一环。在配网自动化、配网状态监测检修、现场作业、智能巡检等方面还有很多工作要做。

配电自动化系统，又称配电管理系统(DMS)，通过对配电的集中监测、优化运行控制与管理，达到高可靠性、高质量供电，降低损耗和提供优质服务的目标。物联网在配电网自动化方面的应用主要集中在以下几个方面：快速故障诊断、隔离和自动恢复供电、无功/电压控制、配网潮流检测分析计算等。

电力设备的状态检修是工业化国家普遍推行的一种科学的设备检修管理策略。长期以来，我国电力设备大多采用传统的计划检修模式，耗费巨大，工效不佳。科学、合理地安排检修，降低检修成本及工作量，保证系统的高可靠性，提高设备有效利用率，是国内全行业面临的困难与挑战。物联网在配电网设备状态监测、预警与检修方面的应用主要包括：对配电网关键设备的环境状态信息、机械状态信息、运行状态信息的感知与监测；配电网设备安全防护预警；对配电网设备故障的诊断评估和配电网设备定位检修等方面。

由于我国配电网的复杂性和薄弱性，配电网作业难度很大，常出现误操作和安全隐患。切实保障配电网现场作业安全高效是智能配电网建设一个亟需解决的问题。物联网技术在配电网现场作业管理方面的应用主要包括：身份识别、电子标签与电子工作票、环境信息监测、远程监控等。搭建配电网现场作业管理系统，实现确认对象状态，匹配工作程序和记录操作过程的功能，减少误操作风险和安全隐患，真正实现调度指挥中心与现场作业人员的实时互动。

我国配电网环境多样、复杂，自然环境、人为活动都会对配电网线路产生影响。物联网在这方面的应用主要包括：巡检人员的定位、设备运行环境和状态信息的感知、辅助状态检修和标准化作业指导等。（5）用电环节

智能用电环节作为智能电网重要环节，直接面向社会、面向客户，是社会各界感知和体验统一坚强智能电网建设成果的重要载体，在建设统一坚强智能电网中具有特定的地位和作用。

随着我国经济社会的快速发展，发展低碳经济、促进节能减排政策的持续深化，电网与用户的双向互动化、供电可靠率与用电效率要求的逐步提高，电能在终端能源消费中的比重不断增大，用户用能模式发生巨大转变，大量分布式电源、微网、电动汽车充放电系统、大范围应用储能设备及大耗电量系统接入电网，需要发挥研究与之相适应的物联网关键支撑技术，以适应不断扩大的用电需求。

用电环节应用物联网技术，重点在于建立基于物联网的智能用电服务系统，建立用电信息采集系统，建立智能用电、智能家居的物联网接入标准体系，构建基于物联网的智能用电系统，建立完善电动汽车与充电系统的物联网信息采集与处理工作，实现电动汽车与充电系统的统一标识和管理。建立基于物联网的能效监测与管理系统等。（6）电网资产管理环节

电网企业提出开展资产全寿命周期管理工作，以全寿命周期为主线的成本管理，实现资产的物资流、信息流、价值流有效合一的集约化管理，实现资产的全过程、精益化管理。

随着电网规模的扩大，输、变、配电设备数量及异动量迅速增多且运行情况更加复杂，对巡检工作提出了更多更高的要求，而目前的巡检工作主要还是依靠人力或电子设备进行巡视，面对更艰巨的巡检任务，针对巡检人员的监督机制成为生产管理的薄弱环节，需要更加完善的方案监督巡检人员确实到达巡检现场并按预定路线进行巡检。同时，由于电网规划、管理、分析、维护系统的高度集成，迫切需要一种更加信息化、智能化的辅助手段进一步提升巡检工作的效率。

资产管理可以应用物联网技术实现资产数据的现场采集，将资产清查和巡检工作进行有机结合，提升电网资产管理水平。

充分利用ERP、生产管理等业务应用系统的数据资源、RFID和移动数据采集技术，实现帐、卡、物数据更新的惟一性、完整性、准确性和及时性，提高设备账、物、卡的管理水平。

充分利用传感器网络、RFID射频识别、通用无线业务分组等技术实现电网资产管理的标识、感知和信息传送，利用业务应用系统实现电网资产管理的信息处理，从而借助物联网技术提升电网资产管理水平。

将电力设备、物资等编码标准推广应用，形成行业和国家标准，并在此基础上，制定电网资产标签编码标准，实现资产的身份管理。

第二篇：物联网发展趋势（模版）

物联网发展趋势

物联网，是指物物相连的互联网。行业内对物联网的定义是，通过射频识别（RFID）、红外传感、全球定位系统、激光扫描等信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等。物联网包含两个层次的含义：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网概念的基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。

物联网正在逐渐的进入到大众的生活当中，在生活中也随处可见，智能蓝牙手环、家里的智能门锁、智能窗帘等这些都是物联网应用。但这些只是物联网中的冰山一角以后我们的城市，工作环境、生活环境几乎人类可以涉及到的地方都将应用到物联网，所以说物联网是以后发展的趋势，同时物联网即将促使人类进入下一个智能时代。

中国物联网市场现状分析

中国物联网正经历从硬件、传感等基础设备向软件平台和垂直行业应用升级，迈入发展第二阶段，万物互联的产业生态才刚起步。预计2020年全球将有500亿连接，是当前连接数的6-7倍，我国物联网市场规模将超过2万亿元，是当前电信运营规模的2倍。驱动物联网生态发展的因素逐渐成熟，硬件成本下降、云计算与大数据与行业结合、5G和NB-IOT等技术推进。生态所处阶段，正值爆发前夜。

随着高速宽带网络的普及，和大数据、云计算的发展，以及物联网平台型企业的成长和行业标准的推进，对物联网行业的需求也随之升级，从基础的物品识别、网络信息传输，开始向平台管理、数据分析等更高层次的需求升级，如此一来，物联网的云、管、端的信息闭环将会打通。

而中国利用得天独厚的工业优势和互联网+的战略概念，很快实现国内云计算机服务器的部署，平均增速达到70%以上，加速了传统的电子企业的转型，进行跨界融合。紧随着物联网的发展中心向中国倾斜，周边的相关服务产业也发生了相关的变化，如智能家居、智慧医疗、智慧城市、智能物流、智能可穿戴设备都是国内市场重要的部署方向，这也是中国企业发展壮大物联网的新机遇。中国作为经济体量最大的发展中国家，物联网的渗透率不足5%。未来10年，全球物联网产值将达到8万亿美元。此外，物联网将朝着多元化方向发展，硬件未来将不再是获利的主要来源。到2020年，来自应用和服务的产值将占物联网总产值的70%，远超半导体、通讯技术和云端平台的产值；预计到时全球会有240亿台物联网设备联网，而思科、华为、爱立信则估计2020年物联网连接数量在500亿至1000亿个之间，远超现在70多亿部手机数量。其中，用于运动健身、休闲娱乐、医疗健康等的可穿戴设备会成为主要应用。

中国物联网在下列方向，具有无与伦比的发展优势

1、中国物联网所覆盖的行业人群广，从行业应用的智慧交通、智能物流、医疗、农业、能源领域，到私有的智能家居、个人、智能汽车等应用，无论从减少成本提高效率还是提高中国居民的生活质量，物联网无疑将在中国市场获得巨大的成功。

2、我国是世界制造业的中心，包括智能手机、笔记本电脑、工业汽车、家电等，可以说各种配套产业链最为齐全，再加上多年积累的制造研发经验，可将其提炼为数据模型后快速复制并与应用结合，从而可让我国制造业更加智能化和个性化。

3、中国有将近8亿的互联网用户量，移动网络覆盖率98%，截止目前为止4G用户数量超过2.5亿，为物联网的发展打下坚实基础，同时也能够随时随地联网。我国将充分利用这些优势，专注发展，就能创造出巨大的社会利益链，促使我国成为全球物联网大国。中国物联网行业区域结构预测

国内物联网产业已初步形成环渤海、长三角、珠三角，以及中西部地区等四大区域集聚发展的总体产业空间格局。其中，长三角地区产业规模位列四大区域的首位。未来中国物联网产业空间演变将呈现出三大趋势： a.产业发展“多点开花”，热点地区将不断涌现

b.产业分布“星火燎原”，二、三线城市纷纷投身物联网产业发展 c.产业演变“合纵连横”，区域分工将进一步显现 据预测未来60%的连接将通过广域低功耗蜂窝技术来实现，NB-IOT将重点瞄准这60%的市场。另外，30%市场需要中等保障，比如智能家居等，需要通过传感器、WiFi、低功耗蓝牙、Zigbee等技术实现，剩下还有10%的高保障业务，比如智能驾驶、智慧医疗、虚拟现实等，需要大容量、实时传输、智能处理等，还将依赖于5G/LTE等高速移动蜂窝技术

相比那些基础设施早已完备的老城市，基础设施欠缺的新兴城市也许更适合迎接物联网时代的到来。因为新兴城市中每一个新的组件在投入使用前都可以基于物联网来设计，无论是公共汽车、红绿灯、路灯、广告牌等等，直接嵌入总比后来新添要高效的多。南非初创公司WhereIsMyTransport正试图改变非洲的公共交通，它试图收集新兴城市一切正式或非正式的交通方式和路线，为用户提供到达某个目的地的最佳出行方案。

随着“物联网‘十二五’发展规划”、“中国制造2025”等政策的提出，物联网发展已经成为国家层面技术及产业创新的重点方向。本文根据2016年10月在深圳举行的“2016瑞萨电子全球开发者大会(DevCon)”上，中国半导体行业协会陈贤副理事长等人的演讲介绍了物联网发展的现状及趋势。

物联网是指通过RFID、红外感应器、GPS、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

物联网主要有两个特征，即规模性和实时性。一是规模性，只有具备了规模，才能使物品的智能发挥作用。二是实时性，通过嵌入或附着在物品上的感知器件或外部信息获取技术，每隔极短的时间都可以反映物品状态，包括静止或运动、安全或危险、良好或腐烂，都可以实时反映出来，如机场周界、文物监护、桥梁监控、环境监测、食品溯源等。物联网发展阶段及架构 按市场发展划分，物联网可以分为概念、研发、实验和应用四个阶段。按应用发展划分，物联网发展则可以划分为孤岛、封闭、有限物联和无限物联。

在孤岛阶段，物联网在某一行业或领域内部小范围应用，尚未形成行业统一标准与技术规范;在封闭阶段，在某一行业或领域内的物联网应用，已形成行业统一标准与技术规范;在有限物联阶段，跨有限几个行业或领域的物联网应用，采用跨行业的统一标准与技术规范;在无限物联阶段，囊括大部分行业或领域的物联网应用，采用统一的标准和技术规范。物联网在架构上分为三层，即感知层、传输层和应用层。

感知层是物联网体系对现实世界进行感知、识别和信息采集的基础性物理网络，主要功能是识别物体与采集信息，为后续信息处理和相应决策行为提供海量、精准的数据信息支撑。

传输层是物联网实现无缝连接、全方位覆盖的重要保障性网络集群，担负着将感知层识别与采集的数据信息高速率、低损耗、安全可靠地传送到应用层的艰巨使命，同时能够良好地抗击外部干扰和非法入侵。

应用层实现了物联网技术与应用的结合，最终形成涉及人们日常学习、工作和生活方方面面的物联网应用集合。发展物联网成为各国重要发展战略

全球物联网市场规模不断扩大，联网设备高速增长，预计到2018年，全球物联网市场规模超过千亿美元，联网设备年均复合增长率保持在31%以上(如图1和图2)。

随着物联网技术的不断发展和市场规模的不断扩大，其已经成为全球各国的技术及产业创新的重要战略。

美国提出“智慧地球”概念，引发全球物联网关注热潮，将物联网上升为国家创新战略的重点之一。先进的硬件设计制造技术，已经趋于完善的通信互联网络均为物联网的发展创造了良好的条件。目前，美国已经开始在工业、农业、军事、医疗、环境监测、建筑、空间和海洋探索等领域开展物联网应用积累。

欧盟委员会发布《物联网——欧洲行动计划》，提出了包括芯片、技术研发等在内的14项框架内容。欧盟在技术研发、指标制定、应用领域、管理监控、未来目标等方面陆续出台了较为全面的报告文件，建立了相对完善的物联网政策体系。尤其在智能交通应用方面，欧盟依托其车企的传统优势，通过联盟协作在车联网的研究应用中遥遥领先。

韩国十分重视物联网产业化发展，不断加大其在物联网核心技术以及微机电系统(MEMS)传感器芯片、宽带传感设备的研发。目前，韩国物联网产业主要集中在首尔、京畿道和大田地区，其中首尔集中了全国60%以上的物联网企业。韩国物联网的优势在于其消费类智能终端、RFID、NFC 产品与相应的技术解决方案。

我国就物联网发展也做出了多项国家政策及规划，推进物联网产业体系不断完善。《物联网“十二五”发展规划》、《关于推进物联网有序健康发展的指导意见》、《关于物联网发展的十个专项行动计划》，以及近期颁发的《中国制造2025》等多项政策不断出台，并指出“掌握物联网关键核心技术，基本形成安全可控、具有国际竞争力的物联网产业体系，成为推动经济社会智能化和可持续发展的重要力量。”在物联网发展热潮以及相关政策的推动下，我国物联网产业将持续保持高速增长态势，虽然增长率近年略有下降，但仍保持在23%以上的增长速度(如图3)，到2015年，我国物联网产业规模已经超过7500亿元(如图4)。预计未来几年，我国物联网产业将呈加速增长态势(如图5)，预计到2020年，我国物联网产业规模超过15000亿元(如图6)。

物联网产业链发展现状

在感知层上，感知企业众多且较为分散，自主传感器核心技术不足，高端传感器芯片以进口为主，市场竞争较为激烈。主要应用有RFID标签和读写器、各类传感器、摄像头、二维码标签和识读器等。

感知层传感器的发展趋势 ：

(1)微型化。信息时代信息量激增，要求传感器能捕捉处理海量的信息的能力日益加强。

(2)智能化。要求不但能够执行信息处理和信息存储，而且还能够进行逻辑思考和结论判断。

(3)多功能化。将多种敏感元件组装在材料或单独—块芯片上的。

(4)无线网络化。要求传感器能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息。从而真正实现“无处不在的计算”理念。

在传输层上，传输主要以移动通信网和局域网为网络载体，仍较少使用互联网。产业发展较为完备，企业以传统通信企业为主。传输层的主要设备有光纤光缆、光器件、光接入设备、光传输设备等光传输设备以及3G/4G/5G、NFC、ZigBee、蓝牙、Wifi/WAPI等通讯和网络设备。

传输层的主要作用是将感知层识别与采集的数据信息高速率、低损耗、安全可靠地传送到平台层。当前标准化程度较高，产业化能力较强、较成熟，参与厂商众多，成为产业中竞争较为激烈的领域。LPWA大规模部署后将促进物联网连接数迅猛增长，以NB-IoT为代表的技术解决了移动物联网普及障碍。未来5G将满足物联网高级应用多样化需求，实现终极万物互联。

应用层以软件和现代服务企业为主，基础软件技术主要掌握在跨国企业手中，传统IT企业逐渐介入物联网业务，随着各地物联网示范性应用陆续增多，企业数量将明显增加。

随着物联网技术的成熟和产业的发展，涉及的领域越来越广，目前主要集中在9个领域。

物联网应用覆盖范围遍布个人、家庭和企业，增长空间巨大。智能家居领域由于和日常生活高度融合而受到广泛关注，成为发展较快的应用领域。智能交通中以及智能医疗领域的需求空间广阔、产品附加值高。其中，车联网悄然成为物联网发展先锋。物联网应用的发展

我国目前在物联网应用中的工业、医疗、交通、金融以及安防等方面都得到了相应的发展。以智能交通为例，虽然智能交通产业在我国还处于起步阶段，但ITS作为新的经济增长点和交通系统建设的必然选择，已得到国家相关部门的高度重视。2015年，智能交通整体市场规模达到691.3亿元，同比增长30.5%。随着《关于进一步加快推进城市公共交通智能化应用示范工程建设有关工作的通知》的提出，2017年6月底前，将会完成37个示范城市的示范工程建设任务。极大地促进了智能交通的发展。

就物联网的发展，中国半导体行业协会陈贤副理事长提出以下几点建议：积极构建物联网及传感器发展生态环境;以智慧城市建设推动公共基础设施和服务系统应用落地;加大研发力度，完善协同创新体制;以重点领域为突破，加快进军高端传感器市场;推广成熟应用模式，培育新兴商业模式;加快建立并落实信息安全保障体制。

第三篇：物联网的发展趋势

物联网的发展趋势

摘 要：随着物联网技术的不断发展，传感器网络得到了广泛的应用并成为信息技术领域重要的基础设施。物联网被视为继计算机、互联网之后的世界信息工业第三次浪潮。“物联网”行业在未来的发展潜力巨大；“物联网”观念的问世，冲破了以前传统观念，顾名思义，物联网即是“物物相连的互联网”，它成为了将人与人联系起来的枢纽，本文将对物联网的发展进行系列探讨。

关键词：物联网发展；特性；用途；物联网发展趋向；中国物联网

（一）物联网发展起源

1990年物联网的实践可以追溯到施乐公司的网络可乐贩售机――Networked Coke Machine。2005年 11月17日，国际电信联盟发布《ITU互联网报告2005：物联网》，首次阐述了“物联网”的概念，物联网一词便从此诞生。2009年8月，温家宝总理发表“感知中国”讲话，也将物联网的发展首次提升到国家层面。从此我国物联网领域的研究和应用开发达到了高潮，自温家宝总理提出“感知中国”以来，物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”。物联网在中国开始受到了极大的关注。

（二）物联网特征

物联网是万物相连通的，具有全面感知，稳定传输，智能处理的特性。

1-全面感知

因为物联网连接对象的是物，物通过物联网的平台与其它物体相?B。因此，物联网需要有能够感知物的性质，方可授予物智能，从而实现对物的感知，这性质也是物联网的最大特性之一。

2-可靠传输

物联网通过前端感知层收集各种信息，还要通过传输网络将感知的各类信息进行及时传输。

3-智能处理

通过物联网中各种传感器设备可以对信息实现远程获取，对物流信息进行实时监控，在流通中的物体内安装内置芯片，系统就能够实现实时监控物体运行的状态，且在智能处理的整个过程中，都可以实现各环节信息共享。

物联网融合了互联网和移动互联网的优势，使每个物体都能“说话”，实现人与物、物与物之间的直接交流。此外，实现了任何时间、任何地点、任何对象之间的联系，有助于人类社会与物质世界的有机结合，使人类能够更精细、更动态地管理生产和生活，从而提高全社会的信息化能力。

（三）物联网用途

①物联网与云计算的融合

（1）单中心，多终端。此类模式分布范围的较小，各物联网终端（传感器、摄像头或3G手机等）把云中心或部分云中心作为数据/处理中心，终端所获得信息、数据统一由云中心处理及存储，云中心提供统一界面、分级管理等功能，对日常生活提供较好的帮助。主要应用在小区及家庭的监控、某些公共设施的保护等方面。

（2）多中心，大量终端。多中心、大量终端的模式较适合区域跨度加大的企业、单位。有些数据或者信息需要及时甚至实时共享给各个终端的使用者也可采取这种方式。这个模式的前提是我们的云中心必须包括公共云和私有云，并且他们之间的互联没有障碍。这样，对于保密性要求很高的事情，就可以较好地达到保密要求而又不影响信息的传播。

②物联网制造业

物联网制造业以传感终端设备制造业为主，可细分为传感产业、RFID产业和智能仪器仪表产业。传感设备的高智能性与嵌入式系统密切相关。设备的高精度离不开集成电路、嵌入式系统、微能源等基础产业的支撑。一些计算机设备和网络通信设备也是物联网制造业的一部分，目前在市场上得到广泛应用。

（四）中国物联网

物联网的建设在我国越来越受到重视。建立我国自主知识产权标准体系，掌握核心技术，建立应用系统，是现实需要。2010年1月《中国互联网统计报告》显示，截至2009年12月30日，中国互联网用户已达3.84亿人，中国互联网普及率为28.9 %，IP v4地址达到2.32亿个。面对中国信息产业巨大的市场规模和发展空间，中国正在抓住机遇，为在国际物联网发展中掌握一定的话语权做准备。

目前物联网在概念上成为讨论的热点，但是公众缺乏对物联网本质上的认识。我国由于在物联网方面有一定的技术门槛，同时在多种因素的鼓动下，公众容易盲从，对物联网可能产生系列的错误理解。我国物联网刚刚起步，需要一个整体统一的战略部署和规划，以便进行顶层设计和明确物联网产业的定位、发展目标。

（四）物联网的未来发展趋势

未来几年是中国物联网相关产业以及应用迅速发展的时期。以物联网为代表的信息网络产业成为新兴战略性产业之一，成为推动产业升级、迈向信息社会的“发动机”。随着物联网关键技术的不断发展和产业链的不断成熟，物联网的应用将呈现多样化、泛在化的趋势。未来物联网是开放和共享的，各国之间的联系将更为密切，各国物联网很难独立于世界物联网之外。我国物联网的建设也是如此，只有与其它国家物联网进行合作互联，才能更好地发挥物联网的作用。

因此，在未来的物联网不单单只是人与人之间连接的平台，也不仅仅是一条产业链，在一定程度上，它更是国与国之间连接枢纽，在物联网这一媒介的作用下，各国之间的联系将更为密切，各国物联网很难独立于世界物联网之外。我国物联网的建设也是如此，只有与其它国家物联网进行合作互联，才能更好地发挥物联网的作用。

参考文献

[1]宁焕生，张彦.RFID与物联网-射频、中间件、解析与服务[M].北京：电子工业出版社，2008.[2]徐东英，中国电子标准化所.物联网标准制定最新进展

（作者单位：山西省朔州市朔城区长宁街中北大学）

第四篇：浅谈物联网技术未来发展趋势

《物联网技术》讲座听后感

——浅谈物联网技术未来发展趋势

摘要：

物联网主要技术就是把网络技术运用于万物，组成“物联网”。比如把感应器嵌入装备到油网、电网、路网、水网、建筑、大坝、等物体中，然后将“物联网”与“互联网”整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，并且由超级计算机群对“整合网”的人员、机器设备、基础设施实施实时管理控制，以精细动态方式管理生产生活,提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然关系。

The main technology of the Internet of Things is to apply network technology to all things to form the “Internet of Things”.Embedding sensors such as network equipment to oil, power grids, roads, canals, buildings, DAMS, such as the object, then the “Internet of things” and “Internet” together, realizes the human society and the integration of the physical system, and by a supercomputer group of persons on the integration of network, implement the real-time control machinery, equipment, infrastructure, management production and living in fine dynamic way, improve the level of resource utilization and productivity, improve the relationship between man and nature.关键词：物联网产品，Arduino，Linux，iBeacon，蓝牙技术

物联网对我来说既新颖陌生又十分熟悉；说它新颖陌生是因为在我身边还没有运用这项技术，但是却又非常令人着迷；说它十分熟悉是因为老师与我们学生时常谈论这个内容。

物联网这个词最先是由国外提出的，叫做：Internet of Things。在我国正式由温家宝总理提出：2009年8月总理提出“感知中国”，物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中国受到了全社会极大的关注，其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比拟的。

物联网主要技术就是把网络技术运用于万物，组成“物联网”。比如把感应器嵌入装备到油网、电网、路网、水网、建筑、大坝、等物体中，然后将“物联网”与“互联网”整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，并且由超级计算机群对“整合网”的人员、机器设备、基础设施实施实时管理控制，以精细动态方式管理生产生活,提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然关系。

关于物联网的应用，我觉得可以应用与很多方面。生活中，我们通过物联网可以管理家里电器。而在学习上，我们可以利用它进行交互式学习。医学方面的运用更加有利，比如，连续监测高血压患者的人体特征参数、周边环境信息、感知设备和人员情况等。我们以为这个技术很高深，但其实原理很容易理解，就拿其运用于医学方面来说。医学物联网中的“物”，就是各种与医学服务活动相关的事物，如健康人、亚健康人、病人、医生、护士、医疗器械、检查设备、药品等等。医学物联网中的“联”，即信息交互连接，把上述“事物”产生的相关信息交互、传输和共享。医学物联网中的“网”是通过把“物”有机地连成一张“网”，就可感知医学服务对象、各种数据的交换和无缝连接，达到对医疗卫生保健服务的实时动态监控、连续跟踪管理和精准的医疗健康决策。

物联网技术对我们来说是十分有利的技术，但由于硬件方面跟进不足，导致现在发展缓慢，以至于现在普通人对它的印象还只是想象之中的东西。但是一旦物联网技发展起来，对整个社会将会产生革命性的的影响，到时候，我们的生活更加丰富多彩。我期待物联网技术的发展，期待它造福我们。

物联网将会在以后人们的生活中有很大的应用空间，下面就:是几个生活中的应用的例子:电子支付的发展完全取代现金,现金从此不再存在电子交付的发展可以很方便的完成所有支付行为、商场超市等、购物医院看病、乘坐各种交通工具、旅馆住宿、饭店吃饭、各种费用缴纳等，你的一切消费行为都可以电子交付且必须电子交付。因为没有现金而支付用的卡就是你的身份证，身份证具有全球唯一的安全号码，具有身份识别和支付功能。

手机已经不仅仅是通讯的工具，手机的发展成为人不能离开的工作、学习、娱乐、通讯的信息中心、手机功能的强大完全可以代替现有的台式机笔记本电脑，你的一切工作学习娱乐等全部在手机上完成。如果需要大屏幕显示、办公室或家里或公共场合都有无线键盘和显示器打印机等。如果去野外有无线可折叠键盘、显示器等,离开手机你将什么也不能干手机定位技术使政府随时随地知道你的精确位置和正在干什么。

在交通运输方面也会产生很大的影响:智能交通的作用主要体现在对交通的疏导管理，而智能运输则侧重对运输业全流程的监管，最有代表性的案例是电子关锁的应用。目前已有部分地区的海关开始了电子关锁的应用，其流程如下①海关工作人员上门为企业服务，在货物装箱后即进行验关操作并办理好相关手续②装载货物集装箱的门]被海关工作人员锁上电子关锁③集装箱被集装箱货车拉往码头④集装箱被运到集装箱码头上船，不必再进行验关。在这整个流程里，电子关锁起到的作用是运输过程的智能监控，通过监控运输的路线、耗时、及上锁开锁工作人员的操作等一系列信 息，确保运输过程货物不会被掉包。电子关锁有效提高企业通关效率，最大程度地简化企业通关成本。而有了电子关锁作为支撑，海关就能更好地为企业提供服务。

物联网不是传统意义上的互联网的延伸，也不是下一代互联网。它是以“物的特性为基础的，通过大里的统计学应用和经验的总结，结果作用于”物"，从而为人类服务的网络。他与互联网根本的区别在于数据的来源与服务的目的:互联网数据来自于人或操纵于人，大量冗余，信息量大，信息熵(就是信息的意义价值)较小，网络服务的目的减轻人的劳动强度，更多的便利性和娱乐性;物联网数据来自于物，作用于物，服务于人，是真实的可靠的有意义的，网络服务的目的使人过上更加科学、绿色、适用的生活。

参考文献：

1、樊世清，于泽，郭红军《论物联网对供应链管理的影响》、《中国经贸导刊》

2、李霞《浅谈物流信息技术与物联网》、《商场现代化》

3、肖慧彬《物联网中企业信息交互中间件技术开发研究》

4、江宏，《物联网引发供应链管理革命;物流技术与应用》

5、龚英，胡涛;《国际供应链与物流管理的创新、合作与共赢》、《中国重庆供应 链与物流国际论坛”会议综述》

第五篇：中国物联网现状和发展趋势

物联网现状：

我国已形成基本齐全的物联网产业体系，部分领域已形成一定市场规模，网络通信相关技术和产业支持能力与国外差距相对较小，传感器、RFID等感知端制造产业、高端软件和集成服务与国外差距相对较大。仪器仪表、嵌入式系统、软件与集成服务等产业虽已有较大规模，但真正与物联网相关的设备和服务尚在起步。

我国已形成了较完整的敏感元件与传感器产业，产业规模稳步增长。我国形成了RFID低频和高频的完整产业链以及以京、沪、粤为主的空间布局，2009年市场规模达到85亿元并成为全球第3大市场。我国仪器仪表产业连续多年实现20%以上的增长，2009年产值超过5000亿元，企业数量为5000多个，小型企业数量占比达到90%。

在物联网网络通信服务业领域，我国物联网M2M网络服务保持高速增长势头，目前M2M 终端数已超过1000万，年均增长率超过80%，应用领域覆盖公共安全、城市管理、能源环保、交通运输、公共事业、农业服务、医疗卫生、教育文化、旅游等多个领域，未来几年仍将保持快速发展，预计“十二五”期间将突破亿级。三大电信企业在资源配置方面积极筹备，加紧建设M2M管理平台并推出终端通信协议标准，以推进M2M业务发展。国内通信模块厂商发展较为成熟，正依托现有优势向物联网领域扩展。国内M2M终端传感器及芯片厂商规模相对较小，处于起步阶段。尽管我国在物联网相关通信服务领域取得了不错的进展，但应在M2M通信网络技术、认知无线电和环境感知技术、传感器与通信集成终端、RFID与通信集成终端、物联网网关等方面提升服务能力和服务水平。

在物联网应用基础设施服务业领域，虽然不是所有云计算产业都可纳入物联网产业范畴，但云计算是物联网应用基础设施服务业中的重要组成部分，物联网的大规模应用也将大大推动云计算服务发展。国内云计算商业服务尚在起步，SaaS已形成一定规模，而真正具有云计算意义的IaaS和PaaS商业服务还未开展。目前，我国在云计算服务的基础设施（IDC 中心）建设、云计算软硬件产业支持和超大规模云计算服务的核心技术方面与发达国家存在差距。云安全方面，我国企业具有一定的特点和优势。随着物联网应用的规模推进、互联网快速发展和国家信息化进程的不断深入，我国云计算服务将形成巨大的市场需求空间，“十二五”期间将呈现快速发展态势。

在物联网相关信息处理与数据服务业领域，信息处理与数据分析的关键技术主要是数据库与商业智能。我国数据库产业非常薄弱，知名企业只有三四家，只占国内市场10%左右的份额。商业智能（BI）领域我国虽然技术相对落后，但已形成了一定规模，国内现有BI厂商有近500家，但高端市场仍由国际厂商垄

断。整体而言，我国拥有自主知识产权的数据库产品、BI产品和掌握关键技术的软件企业少，产业链不完整，缺乏产品线完整、软硬结合、竞争力强的国际企业。

在物联网应用服务业领域，整体上我国物联网应用服务业尚未成形，已有物联网应用大多是各行业或企业的内部化服务，未形成社会化、商业化的服务业，外部化的物联网应用服务业还需一个较长时期的市场培育，并需突破成本、安全、行业壁垒等一系列制约。

综上所述，我国尚未形成真正意义的物联网产业形态和爆发点，物联网有形成巨大市场的潜力，但潜在空间转化为现实市场还需要较长时间培育，关键点是通过技术和应用创新形成新兴业态和新增市场。我们预计，“十二五”期末我国物联网相关产业规模将达到5000多亿元规模，而真正可能形成万亿元级规模的时间节点预计在“十三五”后期。