物联网与大数据的应用前景及利与弊

第一篇：物联网与大数据的应用前景及利与弊

大数据的应用前景及利与弊 大数据的应用前景

1.数据的资源化

在大数据技术中蕴含着丰富的数据信息资源，它们的科学有效应用能够切实为企业带来巨大的经济产值，产生更多经济收益。因此，要利用好信息资源就要进一步开放研究大数据技术。信息资源的有效应用离不开先进的数据技术和信息化思维，网络技术人员应当将传统信息资源开发管理方法与大数据技术有机地结合起来，通过将不同数据集进行重组和整合，发挥就数据集所不具有的新功能，从而为企业创造出更多的价值。而掌握了数据资源处理技术的企业，在未来还能够通过将数据使用权进行出租或者转让等方式获取巨大的经济收益。

2.科技的交叉融合

大数据技术的发展不仅能够将网络计算中心、移动网络技术和物联网、云计算等新型尖端网络技术充分地融合成一体，促进不同科学技术的交叉融合，同时还能够促进多学科的交叉融合，充分发挥出交叉学科和边缘学科在新时代的新功能与效用。大数据技术的长足进步与发展既要求工程技术人员要立足于信息科学，通过对大数据技术中的信息获取、储存、处理等各方面的具体技术进行创新发展，也要将大数据技术与企业管理手段结合起来，从企业经营管理的角度研究分析现代化企业在生产经营管理活动中大数据技术的参与度及其可能带来的影响。在一些需要处理和应用到大量数据的信息部门，企业一方面要着力提高大数据技术的应用水平，另一方面要及时引起跨学科人才，充分发挥多科学与交叉性学科在本部门中的参与度。

3.以人为本的大数据技术发展趋势

科学技术的使用主体归根结底是人，虽然在大数据技术支撑的网络信息环境下，信息数据的及时流通与整合能够满足人类生产生活的所有信息需求，能够为人的科学决策提供有效指导，但大数据技术终究无法代替人脑，这就要求大数据技术在发展过程中要坚持以人为本的基本原则，重视人的地位，将人的生产活动与网络大数据虚拟关系结合起来，在密切人与人之间的交流的同时，充分发挥每一个独立个体的个性和特长。

未来项目应用趋势

1.开放源码

Apache、Hadoop、Spark等开源应用程序已经在大数据领域占据了主导地位。一项调查发现，预计到今年年底，近60%企业的Hadoop集群将投入生产。佛瑞斯特的研究显示，Hadoop的使用率正以每年32.9%的速度增长。专家表示，2018年许多企业将继续扩大他们的Hadoop和NoSQL技术应用，并寻找方法来提高处理大数据的速度。2.内存技术

很多公司正试图加速大数据处理过程，它们采用的一项技术就是内存技术。在传统数据库中，数据存储在配备有硬盘驱动器或固态驱动器(SSD)的存储系统中。而现代内存技术将数据存储在RAM中，这样大大提高了数据存储的速度。佛瑞斯特研究的报告中预测，内存数据架构每年将增长29.2%。目前，有很多企业提供内存数据库技术，最著名的有SAP、IBM和Pivotal。3.机器学习

着大数据分析能力的不断提高，很多企业开始投资机器学习(ML)。机器学习是人工智能的一项分支，允许计算机在没有明确编码的情况下学习新事物。换句话说，就是分析大数据以得出结论。机器学习是2018年十大战略技术趋势之一。它指出，当今最先进的机器学习和人工智能系统正在超越传统的基于规则的算法，创建出能够理解、学习、预测、适应，甚至可以自主操作的系统。4.预测分析

预测分析与机器学习密切相关，事实上ML系统通常为预测分析软件提供动力。在早期大数据分析中，企业通过审查他们的数据来发现过去发生了什么，后来他们开始使用分析工具来调查这些事情发生的原因。预测分析则更进一步，使用大数据分析预测未来会发生什么。

2016年调查显示，目前仅有29%的公司使用预测分析技术，这个数量并不多。同时，许多供应商最近都推出了预测分析工具。随着企业越来越意识到预测分析工具的强大功能，这一数字在未来几年可能会出现激增。5.智能APP

企业使用机器学习和AI技术的另一种方式是创建智能应用程序这些应用程序采用大数据分析技术来分析用户过往的行为，为用户提供个性化的服务。推荐引擎就是一个大家非常熟悉的例子。在2017年十大战略技术趋势列表中，高德纳公司把智能应用列在了第二位。高德纳公司副总裁大卫·希尔里(David Cearley)说：“未来10年，几乎每个app，每个应用程序和服务都将一定程度上应用AI。6.智能安保

许多企业也将大数据分析纳入安全战略。企业的安全日志数据提供了以往未遂的网络攻击信息，企业可以利用这些数据来预测并防止未来可能发生的攻击，以减少攻击造成的损失。一些公司正将其安全信息和事件管理软件与大数据平台结合起来。还有一些公司选择向能够提供大数据分析能力产品的公司求助。7.物联网

物联网也可能对大数据产生相当大的影响。根据IDC 2016年9月的报告，“31.4%的受访公司推出了物联网解决方案，另有43%希望在未来12个月内部署物联网解决方案。”

随着这些新设备和应用程序上线，许多公司需要新的技术和系统，才能够处理和感知来自物联网的大量数据。8.边缘计算

边缘计算是一种可以帮助公司处理物联网大数据的新技术。在边缘计算中，大数据分析非常接近物联网设备和传感器，而不是数据中心或云。对于企业来说，这种方式的优点显而易见。因为在网络上流动的数据较少，可以提高网络性能并节省云计算成本。它还允许公司删除过期的和无价值的物联网数据，从而降低存储和基础架构成本。边缘计算还可以加快分析过程，使决策者能够更快地洞察情况并采取行动。

9.高薪职业

对于IT工作者来说，大数据的发展意味着大数据技能人才的高需求。IDC称“到2018年，美国将有181,000个深度分析岗位，是数据管理和数据解读相关技能岗位数量的五倍。”

由于人才缺口过大，罗伯特哈夫技术公司预测，2017年数据科学家的平均薪资将增长6.5%，年薪在116,000元到163,500元之间。同样，明年大数据工程师的薪资也将增长5.8%，在135,000元到196,000元之间。10.自助服务

由于聘请高级专家的成本过高，许多公司开始转向数据分析工具。先前预测，“视觉数据发现工具的增长速度将比其他商业智能(BI)市场快2.5倍，到2018年，所有企业都将投资终端用户自助服务。一些大数据供应商已经推出了具有“自助服务”能力的大数据分析工具，专家预计这种趋势将持续到2017年及以后。数据分析过程中，信息技术的参与将越来越少，大数据分析将越来越多地融入到所有部门工作人员的工作方式之中。

大数据带来的利与弊

一.大数据带来的益处 1.大数据服务市场崛起

对于很多企业来说分析只是数据工作的一部分，只有把一种数据与其他相关数据结合在一起进行深度挖掘，才更有价值。例如，将天气状况的数据加入到客户数据中，并进一步分析发 现在客户的 采购模式中是否存在与天气相关的因素等，就比单独分析客户数据有用得多。2.大数据时代的到来将为企业的发展和竞争提供新的出路

以阿里巴巴为例。阿里巴巴通过对旗下的淘宝、天猫、阿里云、支付宝、万网等业务平台进行资源整合，形成了强大的电子商务客户群及消费者行为的全产业链信息，造就了独一无二的数据处理能力，这是目前其他电子商务公司无法模仿与跟随的。同时，也将电子商务的竞争从简单的价格战上升了一个层次，形成了差异化竞争。此外，电商企业通过大数据应用积极开拓发展互联网金融业务。目前阿里、京东、苏宁三大主流电商企业已相继试水。除“阿里小贷”模式比较成功之外，京东模式也渐出效果。2012年，京东通过与中国银行合作，推出“供应链金融服务”，供应商凭借其在京东的订单、入库单等向京东提出融资申请，核准后递交银行，再由银行给予放款。据报道，此服务可以帮助京东供应商大幅度缩短账期，资金回报率由原来的60%左右提高到226%。3.大数据技术为政府社会治理带来新机遇

针对目前社会治理领域普遍存在的服务理念滞后、决策机制不够科学、部门协作亟须加强、工作方式待改进与工作效率求提升等问题，大数据技术从认识、理论、方法、实践和效果评估等方面都能给人以启发。大数据技术通过对海量数据的快速收集与挖掘、及时研判与共享，成为支持社会治理科学决策和准确预判的有力手段，为社会转型期的社会治理创新带来了机遇。

4.大数据引领新发展

大数据成为关键生产要素。随着大数据时代的到来，数据将如能源、材料一样，成为战略性资源。2012年3月，奥巴马政府在白宫网站发布了《大数据研究和发展倡议》，将其视为“未来的新石油”，提出通过大数据加速在科学、工程领域的创新步伐，强化美国国土安全，转变教育和学习模式。如何利用数据资源发掘知识、提升效益、促进创新，使其服务于国家治理、企业决策乃至个人生活服务，是大数据时代的重要战略课题。二.大数据带来的弊端 1.数据信息的安全问题 在大数据时代中，数据的流动量越来越大，数据信息的保密和个人信息的泄露面临着巨大的挑战，尤其是人们在线对话和网上交易日益增长，其面临的安全问题将会更加严峻。在大数据时代通过对个人信息的分析很容易了解其生活习惯和喜好，这样会导致国家和企业的机密以及个人信息的泄露。2.数据污染，数据质量差 很多中型以及大型企业，每时每刻也都在产生大量的数据，但很多企业在大数据的预处理阶段很不重视，导致数据处理很不规范。大数据预处理阶段需要抽取数据把数据转化为方便处理的数据类型，对数据进行清洗和去噪，以提取有效的数据等操作。甚至很多企业在数据的上报就出现很多不规范不合理的情况。以上种种原因，导致企业的数据的可用性差，数据质量差，数据不准确。而大数据的意义不仅仅是要收集规模庞大的数据信息，还有对收集到的数据进行很好的预处理处理，才有可能让数据分析和数据挖掘人员从可用性高的大数据中提取有价值的信息。

物联网的应用前景及利与弊 物联网的应用前景

我国物联网发展正呈现出一股蓬勃的气势，一方面由于物联网可以提高经济的总量，另一方面还可以降低生活成本。因此在未来中我国物联网产业发展将会广泛应用于家居、智能交通、环保监测、智能电网、金融、医疗等多个方面。我们可以主要从生活和商业两个方面着手对物联网的前景进行描述。

物联网在生活方面的前景 第一，物联网的发展可以在环保监控上体现优势。环境监控已经是当前社会的重要环保手段。今年两会的召开，环保政策又被上升到了新的高度。配合我国新的环保政策，物联网能在环境监控方面发挥高科技效应。企业超标排污、生态环境恶化等问题，在物联网高科技技术的跟踪中，会从隐形中脱离，变成肉眼可见，变成人人可以直接参与监督的话题。截止到2013年6月我国省市级污染监控中心344个，对一万多家企业实施了自动监控。但是仍然不够，仍然有屡禁不止的超标排污现象，这对当地居民和我国社会环境造成了极大的破坏和极其恶劣的影响。2009年我国环境一号A、B卫星在轨交付使用，构筑起了我国在空间领域的检测网，这是我国民用卫星中技术最复杂的对地观测系统，是物联网技术的高度体现。因此在地面上，也要配合高度的物联网RFID等技术的检测系统，以形成一套海陆空全方位检测环境的传感体系，让污染无法遁形。

物联网在商业方面的前景

（1）物联网能与金融深度结合，改善金融体系的安全防护方面的运作。在现实生活中，金融犯罪现象在犯罪现象总量中占比不小，金融安全防护工作对于金融机构有着至关重要的作用。智能管理是物联网技术的优势，他可以提高金融安全效率，并节约人工资源成本。一方面，物联网技术可以对来访人员进行智能管理。通过物联网技术对来访人员可以进行实时跟踪和智能分类，监控来访人员的活动区域，当不符合身份的人员进入到不应该进入的区域，物联网系统启动自动警告系统，发出警示，能有效降低犯罪率，节约人工成本。利用RFID设备在库房、机房等硬件设施上安放识别设备，还能为侦破违法行为提供线索和证据；另一方面，物联网技术能提高金融系统的支付业务的效率和安全性。

（2）物联网技术能为物流技术带来新的生机。物流领域对物联网的需求并不小，传统的物流早已无法满足快速发展的需求。随着网络上对于物流丢包现象的抨击，大力发展物联网物流优势已经迫在眉睫。智能物流能利用物联网的先进技术，在信息采集、信息处理、信息流通和信息管理技术上，表现的更臻于完美。

未来项目应用趋势：物联网行业发展的八大走向

一、物联网将演变为认知工具

2017年物联网的发展将从IoT 0.0版的连接装置演变成IoT 2.0版的使用认知运算(cognitive computing)及预测运算(predictive computing)。

(一)、IoT 0.0即是机器对机器(Machine-to-Machine, M2M)特性包括：联机装置是透过手机或与其他网络、极少的数据数据有整合企业或消费者的应用程序、且重点放在嵌入式硬件和手机网络的“管道(plumbing)”方面。

(二)、IoT 1.0特性包括：云端运算、整合企业管理、支持新的商业模式，如产品即服务、装置与网络安全、大数据分析、聚焦于整合软件功能和应用程序。

(三)、IoT 2.0特性是指物联网将从数据运用至事件响应，再转变为使用知觉工具和认知运算(或预测运算)。

二、认知技术成为新的智慧

物联网正在快速地转向运用人工智能(AI)来改变智能装置，在没有人为干预的情况下，能直接对环境的变化做出反应。

2017年云端服务与AI的整合解决方案，能够整合APP、机器学习及AI，以提供完整的情境认知(situation awareness)、预测及规范功能，并帮助组织实现物联网的价值。

三、认物联网平台商品化

大型企业将持续致力于建设生态系统，并以最低成本提供各种组件(building blocks)，借以促进创新和发展新物联网相关的解决方案与能力。

物联网平台的战争早已开始，包括：Amazon网络服务、微软Azure的物联网、IBM Watson云端运算、SAP的HANA，以及PTC的Thingworx等。拥有自己的物联网生态系统的AT&T、Verizon和Cisco等公司，将继续向更大型的平台供货商提供组件(building blocks)，并开始将自己生态系统转移至更大的物联网生态系统。

四、无人机运输成真

Amazon于2016年12月7日第一次让无人机成功运输包裹。Frost&Sullivan预估无人机商业测试的法规将于2017年通过，2017年底将可提供无人机运输服务。此外，高通公司和AT&T也在测试无人机商业运输、无人机监控森林大火、移动通信基地台(cell tower)和电缆，同时继续游说立法者批准搭载传感器的无人机可用于商业用途。

五、物联网是国家网络安全的危机

不安全的装置和恶意软件恐成为物联网的安全隐患，2017年黑客入侵物联网装置而造成损失。例如:2006年10月DDoS攻击，黑客成功入侵无人监控的摄影机。目前有数十亿个网络设备正在运行，类似的黑客攻击会入侵电网基础设施、联网汽车(connected car)，交通监视器、核电厂等等，将成为国家网络安全的危机。

六、智能汽车和智能家居的融合已经实现 物联网让移动装置和智能家居得以融合，能帮助消费者实现集中管理数字生活的梦想。其中包含：共享汽车、整合火车与飞机的行程、汽车租赁、响应需求的运输(TAXI、BRT)、都市内的大众交通、汽车能源管理、APP、旅程规划、大数据、动态停车、私人管家等等。

七、争取竞争优势的AI助理

Amazon、Google、Apple、Microsoft都在努力抢占个人助理的市占率，为争下家庭、消费者物联网和人工智能的市场大饼。在2017年AI个人助理的发展中，首先将现有服务和具备智能家居解决方案的AI个人助理进行整合;第二阶段则是与车联网进行整合;第三阶段是与自动驾驶整合;最后是小型公司大量引进AI个人助理，将会增加市场领导者的竞争压力。

八、云端运算普及化

高效的数据标准与雾运算(Fog Computing)将可支持端点智慧(Endpoint intelligence)，将有助于物联网的未来部署。

点运算(Point computing)之特性：具有简单、基于私人云端的物联网部署;企业后端数据处理;以应用为中心的通讯等。

云端运算(Cloud computing)之特性：基于公共云端的物联网部署、协同物联网部署的新兴应用、以云端为中心的通讯。

雾运算(Fog Computing)之特性：在雾运算环境中，端点层级的数据管理、半自动化Semi-autonomous)的物联网应用、以数据为中心的通讯。

物联网的利与弊

与此同时，在物联网的快速发展壮大中，我们也要看到物联网随之带来的利与弊。物联网的弊端

1、成本矛盾。对于生产商来说，成本问题更是一个两难问题，成本太高，应用压力大；成本压得太低，制造业又失去利润。目前，物联网相关成本，只能通过整个供应链去平衡。

2、安全性。在互联网时代，著名的蠕虫病毒在一天内曾经感染了25万台计算机。可想而知，在市场价值更大的物联网上，为了牟取利益而从事物联网病毒制造传播的人将会更甚于互联网。

3、隐私性。有观点认为，发展物联网，将会对现有的一些法律法规政策形成挑战，例如信息采集的合法性问题、公民隐私权问题等等。当你在智能身份证或者智能手机卡上打上你的一切信息，在全世界任何一个读卡器上都能随便读取你的信息。

物联网的益处

而物联网的发展对于我国经济与社会发展的积极影响主要表现在以下几个方面。

1、物联网的发展将催生一大批新兴产业

2、物联网的发展有助于提高生产效率与企业竞争力

3、物联网的发展有助于政府公共管理与服务效率的提高

4、物联网的发展有利于推动人、社会与自然的协调、和谐发展。

结语 物联网，就是利用现代最新传感技术和网络的便利条件结合起来，把所有智能的一切物体联合成一个网络，从而极大的方便人们的生活。

物联网给我们带来的最大好处是能够提高社会的智能化、自动化水平，把原来不能实现或者难以实现的功能实现了。

物联网能让没有智慧的“物”通过植入无线智能芯片，使得人类的感知更灵敏，控制更自如，生活更方便。

总而言之，物联网的发展是大势所趋，我们更应该看到他所带来的益处，相信随着时间的推移，真正的物联网时代的到来，会使得物联网应用更加规范且安全，为我们的日常生活带来更佳的体验与感受。

第二篇：制造业的物联网应用前景

制造业的物联网应用前景

摘 要：近年来，物联网产业（Internet of Things，IoT）发展已步入正轨，但尚有潜力可挖掘，并极有可能成为制造业发展的新引擎。从以往的数据来看，制造业企业由物联网应用获得的收益达到历史最高。通用电气（GE）等龙头企业已致力于产品智能化及服务方式革新的研究，为了创立新的经营模式，文章还对过去无法处理和利用的数据重新进行了分析。

关键词：制造业；物联网；应用前景物联网将成为制造业发展的新引擎

TCS此次调查共涉及四大区域（北美、欧洲、亚太地区和拉美地区）的795名企业高管，分析了目前企业与物联网产业相关 的经营模式及发展蓝图，并对制造业的前景进行了宏观研究。研究主要将针对以下几个方面展开：

（1）企业中哪些部门负责与物联网应用相关的事务？目前与物联网相关的研发进展及未来的计划？研发的方向？

（2）企业中应用到的涉及物联网产业的技术有哪些？目前是如何应用及应用在企业经营的哪些环节上（如：市场、销售、服务、供应链等环节）？

（3）物联网技术的应用给企业经营模式带来了怎样的变化？哪一类的产品和服务从中受益？利润额如何？

（4）企业物联网技术应用过程中的经验和教训（收入有无增加和减少）？收入增减差距如何？

TCS针对企业物联网技术应用深度的调查包括以下四个方面：

（1）供应链监控：传感器、数码摄像头、无线射频识别系统（RFID）、经营活动跟踪设备、状况监控设备，以及产品运送到客户途中的全程监控系统等。

（2）商业经营场所监控：数码摄像头、视频摄像头、传感器（在企业经营场所安装的监控设备，主要用于对员工和客户间的商业行为进行监控，相关企业包括汽车销售商、工厂、车间等）。

（3）产品和服务监控：在向客户销售的产品中安装数码传感器、嵌入式软件等相关产品。

（4）客户监控：通过在客户的移动设备（包括智能手机、平板电脑和其他可穿戴设备等）中安装相关应用程序实施。报告中涉及的制造企业

为完成此次调查，TCS共访问并征集了140名制造企业高管的意见，这些制造企业的高管中有3/5来自美国，18.6%来自德国，12.9%来自中国香港，7.9%来自日本，7.1%来自巴西，2.9%来自印度，2.9%来自澳大利亚。

大多数（占比80%）受访企业的年收入超过10亿美元，另外1/5的企业年收入超过500亿美元。

调查受访者中，25%从事IT工作，18.6%从事销售工作，12%从事生产和制造工作，高管占比10%。图1所示是受访企业年收入区间统计。图2所示是受访者的职位情况列表。

图1 受访企业年收入区间统计

图2 受访者职位情况

在受访者中，有10.7%的受访者是企业的首席执行官、首席营运官或负责业务部门的高管，14.3%的受访者是企业的一级管理人员（如：业务主管、市场主管、销售主管、首席信息官等），47.9%的受访者是直接对企业一级管理人员负责的二级管理人员，余下的则是其他人员。73%的受访者属于企业管理层，包括首席执行官、部门领导、高管及直接向他们负责的管理层。图3所示是不同职级受访者所占的比例。

图3 不同职级受访者所占比例制造企业的物联网投入

2015年，制造企业在物联网方面的平均投入为1.082亿美元，占其平均收益的0.45%。从表1可以看出，制造业在物联网方面的投入占比虽然不及旅游、运输和酒店业（占收益的0.6%）及通信业（占收益的0.55%），但较投入占比较低的能源业（占收益的0.22%）而言，还是高出不少。表1所列是2015年各产业企业物联网投入的情况统计。

制造企业为何选择在物联网技术方面进行投入呢？在如今的竞争态势下，制造企业面临压缩开支、谋求商业模式创新满足客户需求，以及开发智能产品的挑战。越来越多的企业为了占得先机，都纷纷加大对物联网技术方面的投入，如电梯制造企业就在其产品中嵌入了故障停机报警系统。

制造企业对物联网改造方面的投入中，35.5%用于产品监控，其余方面还包括供应链监控、客户监测和营业场所监控等，对产品监控方面的投入明显大于其他方面。这一点不难理解，毕竟对产品监控方面的投入是资产密集型的，投入可以更为直观地用在原材料到成品的这一生产过程中。除此之外，供应链监控和客户监控方面的投入也有显著增长。图4所示是2015年物联网各核心业务的投入占比情况。

对于其他产业而言，同样把对物联网的投入重心放到了产品监控方面，2015年投入占比31%，供应链监控投入占23%，营业场所监控占19%。

图4 2015年物联网各核心业务的投入占比情况

据预测，到2020年，制造企业产品监控方面的投入将有所减少（占33.1%），但在这四类投入中的占比仍然最高，营业场所监控的投入根据预计也将有所减少。图5所示是预计2020年物联网各核心业务的投入占比情况。

图5 预计2020年物联网各核心业务的投入占比情况

相比较上面提到的投入预算而言，物联网投入的经费预算也呈现类似的趋势，即产品监控占比最高（30.4%），客户监控其次（28.5%），供应链监控22.1%，营业场所监控18.9%。图6所示是预计到2018年制造业企业的物联网投入经费预算情况。

图6 2018年制造业企业的物联网投入经费预算情况

从预算看，制造企业2018年对物联网的平均投入将继续维持在1.202亿美元的水平上，也就是说比2015年的投入水平高出11个百分点；相比较其他产业的情况而言，制造企业的物联网投入计划也将比较高。图7所示是2018年各行业物联网投入的经费预算情况。

制造企业目前的物联网技术使用情况

近半数的企业将物联网技术运用到生产和配送方面，以监控产品从制造到送到客户手中的全过程。制造企业的物联网投入涵盖了产品生产的每个阶段，同时企业还不遗余力扩大增值服务的范围以满足客户需求。

图7 2018年各行业物联网投入的经费预算情况

（1）近半数（48%）的制造企业把物联网投入重点放在从生产到配送环节的产品流监控上

对供应环节的监控是目前制造企业物联网技术运用的重点，包括：从原材料到制成品的过程监控，从产品到客户手中的运输、仓储和配送过程监控等。制造企业努力提高整个流程的可见程度。近十年来，RFID标签主要被用在库存管理方面。随着目前传感器价格降低和能效提高，相信RFID标签的使用将更为频繁，制造企业将更多地把标签用于进料托盘和备品补充监控方面。

例如德国马牌轮胎制造企业――大陆集团（Continental AG）将Wi-Fi传感器应用在橡胶和其他轮胎配件的装车管理上，通过传感器将装有相关材料的位置数据向库存管理系统传输，有效优化了原材料管理流程，并提高了生产效率 ；另一个事例来自欧洲飞机制造企业――空中客车公司，他们在制造和装配过程中，通过智能眼镜和平板电脑对飞机零配件进行扫描，以确保整个流程的精确性（比如：每颗螺丝应旋紧的程度等）。

（2）超过1/4（26.4%）的制造企业把物联网投入重点放在对产品表现进行监控的方面

美国通用电气公司（GE）物联网技术应用的重点在于客户对产品表现的评价，他们设计的应用程序可以采集和分享来自于客户的相关数据。比如，在一条能源通道上，GE可以接收并分析来自智能传感器，以及气象、地震、人口、医疗健康、学校等部门的数据，并对维修和风险管理的过程进行优化分析并加以安排。

（3）近1/4（24.3%）的制造企业把物联网投入的重点放在客户移动终端上安装的应用程序设计，实现对相关信息的采集

汽车制造企业通过为汽车配备移动用户界面，以掌握用户使用习惯等反馈信息；通过在生产制造的汽车上配备信息娱乐系统，也可以为相关部门追踪用户在线服务消费模式和偏好提供便利；通过将获取到的信息与车主及人口统计数据等资料库相关联，保险公司的保费核算就有了参考依据；通过对先进的车载远程信息系统进行分析，才能设计出更方便易用的移动应用程序。

德国采埃孚股份有限公司（ZF Friedrichshafen AG）的智能汽车传送系统，能监控并记录出卡车司机的驾驶习惯，传感器还能对获取的数据进行分析，通过关联当前路况与地形数据信息，对司机行进过程中的速度调整给出适当建议，这对于节油和延长传送系统工作寿命都有助益。

（4）约22%的制造企业把物联网投入的重点放在经营场所安装的传感器或其他设备，实现对工作人员与客户的沟通情况进行监控

Nest公司 的智能恒温控制器通过气温调节，起到节约能耗的作用。这个自学习程序使恒温控制器能够对采集到的使用者行为及习惯数据加以分析，比如对包括使用者出现并离开监控场所的时间、监控场所内外的温度和湿度条件进行分析，以决定能源使用模式，实现节能的效果。

（5）约7.9%的制造企业把物联网投入的重点放在可穿戴移动终端上，实现监控功能

目前制造企业中出现了一个新理念，一些企业已经开始对这一理念的应用研究，即通过让企业工作人员佩戴相应的可穿戴移动终端实现监控。比如亚马逊对其配送中心的送货员都安装了GPS定位标签并为他们配备了随身扫描仪，以便优化配送流程。

同时，汽车制造企业也针对他们的实际情况研发出易用的可穿戴设备及应用，如汽车制造企业可以通过苹果公司的智能手表产品的相关应用程序，为客户在展厅中营造出个性化的参观体验。图8所示是制造企业物联网技术的运用情况。图9所示是2020年制造企业应用物联网技术的方式调查。

对于目前仍未使用数字技术的制造企业而言，其中31.6%的企业表示截至2020年他们可能会通过在产品上安装数字传感器了解产品表现；另有相近比例的企业表示或将对产品配送过程进行监控；26.3%的这类企业表示或将对经营场所安装监控设备实施监控。

第三篇：物联网在油田的应用前景

物联网在油田的应用前景

姓名：杨承欣； 单位：陆上作业区采油七区；

摘要：在信息化时代的今天，物联网的应用已经在各行各业逐步推开和深入，例如车载通讯和智能交通、农产品的跟踪溯源、智能家电、自动物流监控等等，温家宝总理在今年的政府工作报告中指出：“今年要加大培育战略性新兴产业，加快物联网的研发应用。”可见智能化、信息化是世界的发展方向，本文着重探讨和研究石油行业里一些具体能够利用现代通讯手段进行智能化的设备和监控单元，以实现数字化油田的目标。

关键词： 物联网、数字化油田、自动监控

1．物联网

1．1 物联网简介

物联网的概念是1999年提出来的，其英文名称是“The Internet of things”。由此，顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、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相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

图1.物联网概念

1．2 物联网的构成

从技术架构上来看，物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层。

感知层由各种传感器以及传感器网关构成，可燃气体浓度传感器、温度传感器、压力传感器、二维码标签、RFID 标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网识别物体、采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息。网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。

应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。

图2.物联网架构

1．3 物联网的特征

首先，它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。

其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。还有，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。

1．4 物联网的发展前景和政策扶持 物联网的三个发展方向：

1、任何时间：由只在工作时发展到全天候；

2、任何地点：由只在个人电脑发展到室内任一台电脑，再到户外任意终端，再到移动终端；

3、任何事物：由最初的两台电脑连接到两个操作电脑的人之间的交互，再到人与事物间的交互，到最终发展成物与物的交互（即M2M）。

M2M不是简单的数据在机器和机器之间的传输，更重要的是，它是机器和机器之间的一种智能化、交互式的通信。也就是说，即使人们没有实时发出信号，机器也会根据既定程序主动进行通信，并根据所得到的数据智能化地做出选择，对相关设备发出正确的指令。可以说，智能化、交互式成为了M2M有别于其它应用的典型特征，这一特征下的机器也被赋予了更多的“思想”和“智慧”。

据有关部门保守预测，M2M服务市场将保持每年25％的增长，2010年产值有望达到80亿美元。在中国，至2012年国内的市场容量将达到一亿部终端的规模。随着包括设备、通讯、管理软件等技术的深化，M2M 产品成本的下降，M2M业务将逐渐走向成熟，目前，M2M 技术已经在欧洲和韩国实现商用，主要应用在安全监测、机械服务和维修业务、自动售货机、公共交通系统、车队管理、工业流程自动化、电动机械、城市信息化等领域。

人们纷纷看好了M2M的发展前景。一个出发点就是，在当今世界上，机器的数量至少是人的数量的4倍，这意味着巨大的市场潜力。预测，2010年全球将有超过4000亿台的机器具备数据传输功能，取代人力控制和操作，实现设备的智能管理和服务。

温家宝总理在无锡考察传感网产业时对物联网发展作重要指示，中国政府将M2M通信技术列入“十一五”规划国家级重点通信项目，各国政府均将信息化提升为国家战略。

图3.物联网的政策支持

2．我区目前自动化现状 2.1油井远程监控

由于油井的离散分布式特点，所以每口单井配备一个监控终端单元，通过无线信号将收集到的油井工况数据发送到安装在计量间的无线信号接收单元，再转换成有线信号接入交换机传到中控室。目前这个监控终端负责收集的信息有油压、套压（分别由两个依靠电池供电、量程范围配套的压力传感器将数据无线传输到监控单元）、载荷（由一个依靠太阳能充电的载荷传感器将抽油机一个冲程内的载荷数据和驴头定位数据通过无线传输到监控单元，其内部有一个速度感应器，依靠驴头在上下死点时运动速度为零来定位上下死点的位置，如果抽油机冲次太慢则误差较大）、三相电流（由三个电流互感器直接将数据输入监控单元）。

图4.油井监控设备

目前存在的主要问题是传感器可靠性差，中控室时常录取不到功图，传感器供电问题、信号紊乱、无信号等各种因素都有，不过厂家也不厌其烦地在调试、改进。

2．2 防盗及视频监控自动化系统

每个井场都配备了至少两个摄像头，确保没有照摄不到的死角，需要固定角度照摄的配有高分辨率广角摄像头，还有可全方位调整照摄角度的红外摄像头，摄像头连接编码器，编码器转换成数字信号接入交换机。同时每个井场还配有功放，连接一个扩音器，可通过中控室向井场的人员喊话。

图5.监控摄像头和扩音器

在中控室的监控电脑上可以安装一个程序，该程序可以调出井场的监控画面，并且可以在屏幕上画出一些线条和闭合的多边形，只要在摄像头固定角度的时候，如果有变化的色彩碰触到这些画好的线条或进出闭合的多边形，就会发出报警，以这种非智能的方式间接提醒工作人员注意井场的动态。

夜间，井场需配备一定亮度的探照灯，才能实施监控，遇到雷雨天气摄像头出现故障的概率就会高一些。

2．3计量间、集输站自动化

计量间的自动化主要方向就是操作，附带着一定量的监控和传感数据。中控室发出指令，通过PLC传送到某个电动执行装置进行动作，从而完成计量倒阀任务，需要监控分离器液位变化，记录上液时间，监控分离器压力、出口压力、单井来液温度、阀位状态，还有一个计量间内可燃气体浓度传感器，这些数据都直接传送到PLC，PLC连接交换机。

图6.自动化计量间

2．4车辆GPS监控

中控室配有一台专门监控采油区所有车辆的电脑，安装有GPS客户端，可以对所有车辆的地理位置、运行车速、车内操作进行监控和记录。不仅可以实时监控，也可以调出历史记录进行回放，对违章行为进行追责，促进行车的安全。

3．物联网在采油区的应用前景

纵观目前油区的自动化现状，还不能完全称之为物联网，但是现在的状态是处在向物联网演进过程中的初步发展阶段，如果想进一步向物联网发展，大多数的设备都不需要完全废除，只需给相应的设备添加一些更加智能的芯片，网络的传输容量再扩充一下，或改用覆盖更加广泛、信号更加稳定的网络资源（例如由三大运营商提供的3G无线网），就可以称得上是物联网了。

下面我就从构建物联网的三个层面：感知层、网络层和应用层分别探讨在油田的可行性和构想。

3．1感知层

感知层好比人的眼睛、耳朵、鼻子，负责收集信息，在采油生产过程中所要收集的信息类型主要包括压力、载荷、电流值，进入计量间采集的信息有温度、可燃气体浓度、液位数据、阀位状态等，这些信息都有相对应的传感器负责收集，只需要单向传递到中控室，工作人员负责监控，所以没有必要再往更加智能的方向升级。但是载荷传感器可以考虑，因为它负责产生油井的一项十分重要的数据——功图，石油工程技术人员就是依靠功图来间接判断井下抽油泵的工况，判断出工况才能具体实施不同的下一步措施，否则一出问题就不知什么原因，无从决定下一步工作，只能上作业检泵，使生产成本增加。

如果把载荷传感器纳入物联网的范畴，使技术人员在任何时间，任何地点，使用定制的或者通用的终端都能读取到某口井的功图，将极大的提高油井的管理水平。

由于功图的重要性，为了减少自动化系统中其他因素对载荷录取的影响，建议功图的读取从现有的自动化系统中脱离出去，建立一套独立的系统，对其进行智能升级，向物联网定义的方向发展。

由于本人是非专业人士，具体的实施方案可行与否，以及更深层次的技术细节无从得知，我只能根据现实生活中真实的、已经应用的类似事物做大胆的构想。例如我们人人都有的手机，从最初的只能打电话，到可以发短信，再到可以上网、拍照、播放音乐和视频，其实当手机可以上网的时候，说明它具备了收发数据的功能，此时它又是一个接入互联网的物体，从另一个定义去说，使用手机就可以算是一个物联网的应用了。我的构想简单地说就是把载荷传感器制作成一部可以录取功图数据的3G手机，当然因为目的不同，通话功能、拍照功能、音乐播放功能等都可以去掉，只需要定时发送功图数据，接收一些简单的命令就可以了，网络方面可以利用中国三大电信运营商的3G网，基本上可实现随时随地读取某口井的功图。如下图：

图7.现场读取功图

3．2网络层

网络层负责传递和处理感知层获取的信息，也就是网络建设。我区自动化网络的现状是：比较集中的计量间与计量间之间都是用光纤连接的，每个计量间都有一部交换机，是华为3Com公司出品的H3C 3600交换机，有四个光模块接口，24个RJ-45接口，质量上乘，网络比较稳定，问题主要涉及埋地光纤，因为油田每天各种施工比较多，生产部门的现场监督人员往往也不熟悉自动化部门的情况，所以经常出现光纤毁坏的情况，因此往后的建设施工都优先考虑光纤架空。

比较偏远的井场，油井又不是很多，产量也不高，或者铺设光纤成本较高的井场，比如我区有两个井场与中控室之间隔有一条河，这些情况采用的是无线网桥传输，但是网络极其不稳定，我怀疑厂家使用的是IEEE 802.11b标准的设备，传输速度11Mbps，实际传输速率是4Mbps到6Mbps，如果加入视频监控，丢包问题很严重，基本上自动化变成了半自动化。可以考虑升级成IEEE802.11g标准的设备，或者添加一个CDMA

DTU接入中国电信的CDMA网络，该设备通过标准RS 485 或者RS 232 接口，把串口数据通过CDMA网络进行透明传输，可直接与数据采集器、智能仪表、PLC、单片机控制器等广泛用于工业现场的设备进行连接，实现终端和网管平台的双向通信。这种设备目前很多厂家可以生产，并且通过中国电信认证，中国电信免费提供应用对接测试平台。

图8.南京阿达尔生产的CDMA

DTU

图9.中国电信物联网应用和推广中心

3．3应用层

应用层主要涉及到中控室的电脑，安装相应的程序，实施智能分析与控制、信息的挖掘、行业增值应用等。我们现在的情况远未达到起初设想的目标，比如登录北京安控建设的冀东油田信息发布平台，里面的查询系统、一井一法管理系统中都有许多相当好的应用，只是由于感知层收集的数据并不完整和准确，所以应用层的应用也就无法开展。

不过相信随着技术的进步、设备的完善，人们勇往直前的摸索和尝试，总是会进步的。

4．结束语

目前，我国物联网发展与全球同处于起步阶段，初步具备了一定的技术、产业和应用基础，呈现出良好的发展态势。产业发展初具基础，技术研发和标准研制取得突破，应用推广初见成效。尽管我国物联网在产业发展、技术研发、标准研制和应用拓展等领域已经取得了一些进展，但应清醒的认识到，我国物联网发展还存在一系列瓶颈和制约因素，主要表现在以下几个方面：核心技术和高端产品与国外差距较大，高端综合集成服务能力不强，缺乏骨干龙头企业，应用水平较低，且规模化应用少，信息安全方面存在隐患等。

以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，深入贯彻落实科学发展观，把握世界新科技革命和产业革命的历史机遇，抓住我国加快培育和发展战略性新兴产业的契机，加强统筹规划，促进协同发展；加强自主创新，注重应用牵引；加强监督管理，保障信息安全；加强政策扶持，优化发展环境。重点突破核心技术，研制关键标准，拓展规模应用，构建产业体系，为我国物联网的全面发展并在新一轮国际竞争中占据有利位置奠定坚实基础。

物联网将是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”！

第四篇：物联网技术及应用

电子商务前沿讲座 物联网技术及应用

姓名 王丹 学号 2008012849 班级 08电子商务 完成时间 2011-12-9

物联网技术及其应用

摘要：近来，物联网屡被提及，各种迹象已经很明确的说明：在未来10-15年内我们将见证新一轮信息技术产业革命的巨大变革。本文重点介绍了物联网技术的发展以及其在相应行业的典型应用，并列举了世界重点国家的物联网发展战略，对物联网知识提供较为详尽的描述。

关键词：物联网；组网；网络架构

一、物联网概念的提出

物联网(the Internet of things)这一概念于1999年正式提出，但是最早出现在贝尔·盖茨1995年所著的《未来之路》中，当时Bill Gates 已经率先提及internet of things 这一概念，只是限于当时无线网络、硬件和传感技术的限制，并未得到广泛认同和发展。1998年，美国麻省理工大学(MIT)创造性地提出了当时称作EPC系统的“物联网”的构想；1999年，美国 Auto-ID首先提出“物联网”的概念，称物联网主要是建立在物品编码、RFID技术和互联网的基础上；2005 年，ITU发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，综 合二者内容，正式提出“物联网”的概念，包括了所有 物品的联网和应用。目前较为公认的物联网的定义是： 通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、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。

二、主要国家的物联网发展战略

2005年4月8日，在日内瓦举办的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟专门成立了“泛在网络社会（UbiquitousNetworkSociety国际专家工作组”，提供了一个在国际上讨论物联网的常设咨询机构。根据这个工作组的报告，2005年，许多国家已经纷纷开始“无处不在物联网”的发展战略，包括日韩基于物联网的“U社会”战略、欧洲“物联网行动计划”以及美国“智能电网”、“智慧地球”等登。此外，物联网已经开始在军事、工业、农业、环境监测、建筑、医疗、空间和海洋探索等领域投入应用。2009年包括Google在内的互 联网厂商、IBM、思科在内的设备制造商和方案解决商以及AT&T、Veri-zon、中移动、中国电信等在内的电信运营企业纷纷加速了物联网的战略布局，以期在未来的物联网领域取得先发优势。

（一）、美国的物联网战略

美国非常重视物联网的战略地位，在国家情报委员会（NIC）发表的《2025对美国利益潜在影响的关键技术》报告中，将物联网列为六种关键技术之一。美 国国防部在2005年将“智能微尘”（SMARTDUST）列为重点研发项目。国家科学基金会的“全球网络环境研究”（GENI）把在下一代互联网上组建 传感器子网作为其中重要一项内容。2009年2月17日，奥巴马总统签署生效的《2009年美国恢复与再投资法案》中提出在智能电网、卫生医疗信息技术应 用和教育信息技术进行大量投资，这些投资建设与物联网技术直接相关。物联网与新能源一道，成为美国摆脱金融危机振兴经济的两大核心武器。

（二）、欧盟的物联网战略

欧洲在信息化发展中落后美国一步，但欧洲始终不甘落后。2005年4月，欧盟执委会正式公布了未来5年欧盟信息通信政策框架“i2010”，提出，为迎 接数字融合时代的来临，必须整合不同的通信网络、内容服务、终端设备，以提供一致性的管理架构来适应全球化的数字经济，发展更具市场导向、弹性及面向未来 的技术。

2006年9月，当值欧盟理事会主席国芬兰和欧盟委员会共同发起举办了欧洲信息社会大会，主题为“i2010-创建一个无处不在的欧洲信息社会”。

自2007年至2013年，欧盟预计投入研发经费共计532亿欧元，推动欧洲最重要的

（四）、我国的物联网战略

随着物联网迅速发展及欧美各国相应的制定出符合本身物联网发展的国家战略，2009年，温家宝总理在无锡考察时对物联网的发展提出了三点要求：一是把传感系统和3G中的TD-SCDMA技术结合起来；二是在国家重大科技专项中，加快推进传感网的发展；三是尽快建立中国的传感信息中心，或者叫“感知中国” 中心。我国开始把物联网作为我国未来重要的发展战略。

在2009年12月的国务院经济工作会议上，明确提出了要在电力、交通、安防和金融行业推进物联网的相关应用。我国已在无线智能传感器网络通信技术、微型传感器、传感器终端机和移动基站等方面取得重大进展，目前已拥有从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链。目前，我国传感网标准体系已形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案已被采纳,中国与德国、美国、韩国一起，成为国际标准制定的主导国之一。我国的物联网战略实施主要分三个阶段：关键应用阶段、规模应用阶段和普遍应用阶段。

我国物联网战略规划图

关键应用阶段：以相关行业的领先企业为龙头，探索工业信息化、农业信息化和社会信息化中的关键应用，以应用创新拉动技术创新，初步形成合理的产业格局和产业价值链。领先企业引领关键应用的产业化突破是这个阶段的关键，这个阶段的成功与否对产业发展的前途至关重要。

规模应用阶段：随着技术的演进，进一步扩大物联网信息化应用的深度、范围和规模，显著提升物联网应用的信息化份额，形成物联网产业与传统产业融合互动的发展格局。

普遍应用阶段：在全国城乡建立与经济和社会发展需求相适应的普遍信息服务体系，建成完善的物联网产业链和产业布局，确立中国在全球物联网产业发展中的核心地位。

三、物联网架构

物联网经典架构主要由四层组成，自下而上分别为：感知层，传送层，运营层和应用层。如果拿人来做比喻的话，感知层就如同皮肤和五官这些视觉、触觉和嗅觉器官，主要用来识别物体，采集相关信息；经过感知层采集到的信息，途径人体神经网络（传送层）迅速传递到大脑，经过人体脑部（运营层）的汇总分析，作出应对各种复杂的情况的具体反应（应用层）。

感知层：包括传感器等数据采集设备以及相应的传感器网络。该层的主要任务是将现实社会的各种物理量通过诸多手段，实时并自动化的转化为虚拟世界可以处理的数字化信

息。感知层是物联网发展和应用的基础，RFID技术、传感和控制技术、短距离无线通信技术是感知层涉及的主要技术，其中又包括芯片研发、通信协议研究、RFID材料、智能节电供电等细分领域。

传送层：该层的主要任务是将感知层采集到的信息，通过传感器网、通信网、互联网等各种网络进行汇总传输，从而将大范围内的信息加以整合，以备处理。该层设计的典型技术如Ad-Hoc(无线自组网)、Wi-Fi、GSM、TCP/IP技术等。

运营层：该层的主要任务是将经过传输层整合汇总的信息进行分析和处理，并在必要时，将各种信息按照应用途径进行分类管理，形成新的信息基础架构，为各种应用提供信息支撑平台。该层涉及的典型技术如GIS(地理信息系统)、ERP(企业资源计划),此外，还涉及到API接口，专家系统等应用模块。

应用层：利用分析处理的感知数据，为用户提供丰富的特定服务。物联网的应用可以分为监控型(物流监控、污染监控等)、查询型(智能检索、远程抄表等),控制型(智能交通、智能家居、路灯监控等)、扫描型(手机钱包、高速公路不停车收费)等。应用层是物联网研究和发展的目的。

四、物联网实现关键技术

要实现上述的物联网架构，单一的技术是难以胜任的。物联网是一系列技术以及管理有机结合的产物。下面，简要介绍支撑物联网实现的几项关键技术。

（一）、RFID技术

无线射频识别技术（Radio Frequency Idenfication，RFID）是一种非接触的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别。

RFID系统至少包含电子标签和阅读器两部分。RFID阅读器（读写器）通过天线与RFID电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。典型的阅读器包含有高频模块(发送器和接收器)、控制单元以及阅读器天线。

射频识别系统的基本模型如下图所示。其中，电子标签又称为射频标签、应答器、数据载体；阅读器又称为读出装置，扫描器、通讯器、读写器(取决于电子标 签是否可以无线改写数据)。电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合、在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递、数据的交换。

电感耦合模型的读写器

电磁反向散射耦合型的RFID读写器

发生在阅读器和电子标签之间的射频信号的耦合类型有两种。

(1)电感耦合。变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电磁感应定 律，如右图所示。

(2)电磁反向散射耦合：雷达原理模型，发射出去的电磁波，碰到目标后反射，同时携带回目标信息，依据的是电磁波的空间传播规律。

电感耦合方式一般适合于中、低频工作的近距离射频识别系统。典型的工作频率有：125kHz、225kHz和13．56MHz。识别作用距离小于1m，典型作用距离为10～20cra。

电磁反向散射耦合方式一般适合于高频、微波工作的远距离射频识别系统。典型的工作频率有：433MHz，915MHz，2．45GHz，5．8GHz。识别作用距离大于1m，典型作用距离为3—l0m。

（二）、传感技术

传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱，它是现代科学技术发展的基础条件，遵循信息论和系统论原理。从仿生学观点，如果把计算机看成处理和识别信息的“大脑”，把通信系统看成传递信息的“神经系统”的话，那么传感器就是“感觉器官”。传感技术是关于从自然信源获取信息，并对之进行处理（变换）和识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术，包括传感器设计、信息处理、信息识别、遥感观测等。

网络节点作为无线传感网的主要组成，首先是一个传感器，主要实现物联网中物物、物人之间信息交换的必要部分。目前无线传感网更加关注各种信息的采集和处理，利用压缩、识别、融合和重建的方法处理采集的信息，以满足网络多元化的应用需求。

（三）、EPC系统

1999年美国Auto-ID Center 将RFID技术与Internet结合,提出了EPC(Electronic Product Code)概念。产品电子代码是物联网的主要支撑，它的载体是RFID电子标签，传递介质是互联网。电子标签、产品电子码、互联网构成了物联网的基本构想。RFID中存储的EPC,通过传感器网络识别并自动采集到中央处理系统，利用开发的计算机网络进行信息交换、处理与共享，实现物品的透明化管理。

EPC系统充分利用了RFID和网络技术的优点，很好的解决了产品的唯一标示、同时识别多个物品和“非可视化识别”问题，其最终目标是为全球的每一个物体建立全球的、开

放的标示标准。该系统由全球电子代码体系、RFID系统以及信息网络系统3部分组成，主要包括EPC编码标准，EPC电子标签，射频识别器，神经网络软件，对象名解析服务以及实体标记语言6方面。

（四）、地理信息系统(GIS)地理信息系统(GEO-information system),是一种特定的十分重要的空间信息系统，它是在计算机软硬件支持下，对整个或局部空间中的有关地理信息分布的数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

GIS所处理和管理的对象是多种地理空间实体数据及其相互关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感数据、属性数据等，用于分析和处理一定地理区域内分布的现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。

典型的GIS系统结构如下：

物理网技术是构建“智慧地球”、“智慧城市”、“智慧物流”、“智慧能源”、“智慧电力”等基础，其技术的发挥，必须将每个传感器和动态信息进行空间定位，摆脱单点应用的限制。而地理信息系统正好为物联网技术的发展提供了所需的空间基础，还可以进行空间处理、空间分析、建模等功能，并且有利于跨行业、跨地区的数据共享及相互操作，是物联网发展的强劲动力和重要支撑。

（五）、智能技术

智能技术是为了有效的达到某种预期的目的，利用知识所采用的各种方法和手段，它是一些列技术的统称和综合应用。目前较为成熟的智能技术主要有：机器学习、数据挖掘、语言网格、知识网格、自主计算、神经计算、内容计算和专家系统等。智能技术的发展很大程度上促进了人们所处的物质世界的数字化、网络化和智能化。

物联网的重要价值之一在于它试图将世界中的物体以传感和智能的方式关联起来，因而智能技术也是物联网成功实现的关键技术之一。通过将智能系统植入物体，如嵌入式芯片等，使物体能够主动或被动的与用户进行沟通和交流，从而具备一定的智能性。

五、物联网技术的应用

物联网应用领域非常广泛，大到国际性军事反恐、区域性的城市交通，小到家庭、个人。当物联网与互联网、移动通讯网相联时，可随时随地全方位“感知”对方，人们的生活方式将从“感觉”过渡到“感知”阶段，并进一步过渡到“控制”阶段，应用前景十分广泛，正如IBM所描述的“智慧地球”理念一样：

“我们把智慧系统嵌入系统和流程当中，使服务的交付、产品开发、制造、采购和销售得以实现，使从人、资金到石油、水资源乃至电子的运动方式都更加智慧，使亿万人生活和工作方式都变得更加智慧。”

物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体的说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种设备中，然后将物联网与互联网整合起来，实现信息的共享，是物体达到智慧状态，并且使人类能够随时捕捉物体的动态信息，从而提高资源利用率、生产力水平，改善人与自然之间的关系。

（一）、车辆定位与监控

该类应用是将GIS系统与物联网技术充分结合，从而实现车辆的准确定位以及跟踪其实时的运转情况，如机器部件是否正常运转，汽车油耗程度等等。该类应用典型的系统拓扑结构如下：

系统描述：

 油箱传感器安装在油箱内部采集油箱液位数据；  采集和传输设备安装在驾驶室内；  中国移动GPRS覆盖整个中国地区；

 油量监控应用系统PC服务器部署在运营商IDC机房；

 企业办公网络可以通过internet,通过浏览器访问油量监控系统web获得服务；  管理人员手机访问GPRS服务，无线访问油量监系统Wap服务。

（二）、无线医疗

很难想象病人无需住在拥挤的病房就能享受到同等医疗服务，然而随着物联网技术的 快速发展，它正逐渐成为现实。通过将相应的无线监测设备与人体绑定，或者人体直接带上无线设备，或者将其植入人体的某个器官，远程的医疗服务中心就能够随时捕捉到人体的生理和病例变化，既能够提高疾病的预防能力，同时还能及时追踪疾病的监控和治疗情况，得到病人的病人的及时反馈，而且大大节省了病人的看病时间和成本，医院的病房安排。

戴着“多功能手表”

（三）、智能电网

优化电力工业的结构和布局，减轻电力发展对资源和环境的依赖，是我国电力工业当前和今后一个时期必须给与高度重视的一个重要问题。物理网技术的成熟为解决这一难题提供了可行的解决方案。在当期整个电力系统的生产、储存、配送、输送和消费的各个环节，存在着生产效率低下、传输浪费严重、配送安排不合理以及消费不能及时反馈的诸多问题。智能电网则通过终端遥感器在客户之间、客户和电网公司之间形成及时链接的网络互动，实现数据的实时、高效、双向的效果，从而提高电网的综合效率。在智能电网的指导下，电力资源将在充分满足用户需求的情况下，实现合理的生产、科学合理的配送计划、以最低的成本进行电力传输；而不再是由供向需的单方向流动。

（四）、智能物流

物联网最重要的应用是现代物流领域，该领域明确提出要把物联网最为发展的重点。目前我国物流领域成本偏高，占总成本的18%-20%。物联网在物流管理中的应用目标是通过物联网的建设，形成集成化的信息平台，实现物流系统的现代化。具体来说，可利用物联网相关技术对包裹进行统一编码，嵌入EPC标签，这样在物流途中就可以实施监控，有利于及时发现物品运输过程中出现的问题；另外，通过RFID技术读取EPC编码，并将其传输到数据处理中心，可供企业和消费者实时查询，切实增强用户满意度，有效提高物流服务质量。

（五）、农业生产

物联网在农业生产上的应用同样广泛，主要体现在远程控制和实时采集方面。智能农业可以通过无线信号收发模块传输数据，实时监控大棚的温湿度、光照、土壤酸碱性、CO2浓度等影响农作物生长的重要因子，并随时进行科学处理，从而确保农产品的正常生长，提高农作物产量和质量。另外，在农作物的销售环节，可以运用成熟的物联网技术在农产品基地与消费者之间搭建网络消费平台，这样可以让消费者了解农作物的生长过程，从而在最为需要的时候购买到最为舒心的产品。

六、结语

继计算机、互联网两次浪潮之后，物联网技术定义应用和普及必将带来新一轮信息产业浪潮。事实证明，这一趋势已经不可阻挡。它不仅会带来产业的变革，还会对管理模式、人们的生活方式产生深远影响。随着物联化与智能化技术的不断提高，智慧将充斥在地球的每一个角落，我们将享受到最新的科技文明成果，并依靠这一成果科学合理的规划、指导工业生产、农业安排、医疗卫生、城市交通、能源开发、自然保护等等，我们期待这一天的早日到来，并为之而不懈努力。

参考文献：

[1] 呈

曼 王让会，《物联网技术与应用》，《物联网与地理信息系统》，2010。[2] 甘志祥，《物联网的起源和发展背景的研究》，《现代经济信息》，2009。[3] 百度百科，www.xiexiebang.com。[4] 《物联网周刊》，2010年03月

第五篇：物联网发展与应用

物联网的概述及应用

摘要：物联网，是继计算机、互联网的应用与普及之后，蓬勃兴起的世界信息技术革命的第三次浪潮，是二十世纪人类社会以信息技术应用为核心的技术革命的延展与归结。当今社会，物联网已越来越受到人们的重视，也有了较快的发展，日趋成熟，在许多领域都取得了较大的成果，本文主要介绍物联网的一些基本知识，以及它在一些领域的应用，还有个人的一些创新想法。

关键词：物联网

概述

应用

创新 一 物联网的概述 1.物联网的定义

物联网的概念是在1999年提出的,它的定义很简单:把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来,按照约定的协议,进行信息交换和通讯,最终实现智能化识别和管理。从物联网的定义上我们不难看出物联网指的是将各式各样的信息传感设备(例如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等)与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。从目前物联网的发展来看,RFID电子标签技术是其中非常重要的技术指标。RFID,正是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构想中,RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息,通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统,实现物品的识别,进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享,实现对物品的“透明”管理。

2.物联网的原理

物联网首先必须建立在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界上任何事物网络。这个网络中,物品(商品)能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。

“物联网”概念提出,打破了传统旧思路,展开了一个新的技术领域。传统的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开:一方面是基础的建设,例如机场,建筑物等,而另一方面是数据中心,例如个人电脑、宽带等,这两方面是相对独立存在的。而在“物联网”时代,钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施。新一代的IT技术在各行各业中得到了充分的应用。我们可将感应器和装备嵌入到各种基础设施中,大到国家基础设施电网,铁路,桥梁等,小到家庭生活中的必须用品,空调,冰箱,热水器等,然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合,这样我们就能够达到真正的智能化,提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然间的关系。3.物联网的特征

和传统的互联网相比，物联网有其鲜明的特征。

首先，它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。还有，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式 4.存在的问题

在物联网中所有“事物”都连接到全球网络，彼此间相互通信，这也带来了新的安全和隐私问题，例如可信度，认证，以及事物所感知或交换到的数据的融合。人和事物的隐私应该得到有效保障，以防止未授权的识别和攻击。安全与隐私这个问题，是人类社会的问题，不论是物联网还是其他技术，都是面临这两个问题。因此，不仅要从物联网内部的技术上做出一定的控制，而且要从外部的法规环境上作出一定的司法解释和制度完善。二 物联网的应用

1.物联网在农业方面的应用

在传统农业中,人们获取农田信息的方式都十分有限,主要是通过人工测量。这需要消耗大量的人力,而通过使用无线传感器网络可以有效降低人力消耗和对农田环境的影响,获取精确的作物环境和作物信息。

在温室环境里,每个温室为无线传感器网络一个测量控制区。采用不同的传感器节点和具有简单执行机构的节点构成无线网络,来测量土壤湿度、土壤成分pH值、降水量、温度、空气湿度和气压、光照强度、CO2浓度,由此获得作物生长的最佳条件。将生物信息获取方法应用于无线传感器节点,可为温室精准调控提供科学依据。

用户通过布置无线传感器网络检测系统,可以对牲畜家禽、水产养殖的生活习性、环境、生理状况及种群复杂度进行观测研究,也可用于对森林环境监测和火灾报警。传感器节点随机密布在森林之中,平常状态下定期报告环境数据,当发生火灾时,节点通过协同合作会在很短的时间内将火源的具体地址、火势大小等信息传送给相关部门。此外,无线传感器网络也可以应用在精准农业中,来监测农作物中的害虫、土壤的酸碱度和施肥状况等。

在作物的生长过程中,形状传感器、颜色传感器、重量传感器等可用来监测物的外形、颜色、大小等,由此确定作物的成熟程度,以便适时采摘和收获。用户可以利用二氧化碳传感器进行植物生长的人工环境的监控,以促进光合作用的进行。例如,塑料大棚蔬菜种植环境可以利用超声波传感器、音频传感器等进行灭鼠、灭虫;还能用流量传感器及计算机系统自动控制农田水利灌溉。从而达到提高作物产量、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。2.物联网在交通方面的应用

解决交通拥堵的传统方式是增加容量。但在当今交通容量有限的城市环境中,我们需要其他解决办法。将物联网技术运用到道路和汽车中是一个高效的解决途径。例如,增设路边传感器、射频标记和全球定位系统。实时城市管理设立一个城市监控报告中心,将城市划分为多个网格,这样系统能够快速收集每个网格中所有类型的信息。这样我们可以重新思考如何通过使用新技术和新策略使交通更加方便快捷。这需要改变人们固有的思维和习惯,还可以丰富驾驶者的经验,而不再仅仅关心出行时间及路线选择。同时,它还可以改进汽车、道路以及公共交通,使之更具便利性。人可以通过手机查看下一班的市郊火车或地铁上有多少空座位。集成服务和信息对未来的公共交通至关重要。例如,为均衡供求,未来的交通系统将可以定位乘客位置,并为他们提供所需的智慧的交通工具。

智慧的道路是减少交通拥堵的关键,但我们仍不了解行人、车辆、货物和商品在市内的具体移动状况。因此,获取数据是重要的第一步。通过安置的RFID技术以及利用激光、照相机和系统技术等的先进自由车流路边系统来无缝地检测、标识车辆,我们可以实时获取路况信息,帮助监控和控制交通流量,并据此调整路线,从而避免拥堵。以后我们将能建成自动化的高速公路,实现车辆与网络相连,从而指引车辆更改路线或优化行程。智慧的交通系统可以缩短人们的空间距离,也可有效地保护环境。

3.物联网在生物识别方面的应用

生物识别技术在我国的普及速度十分惊人。从这项技术在国内出现到现在，不到十年时间，就已经处处可见。在大城市的写字楼中，很多公司使用的指纹打卡机就是生物识别技术的简单应用，还有笔记本电脑应用的人脸识别登录系统和指纹识别系统等等。这些技术看似与传统锁具相去甚远，但其实也属于锁具及安防产品的一部分。

相比指纹识别技术，人脸识别和视网膜（虹膜）识别技术似乎还不那么普及，但是在大城市郊外的别墅区，应用人脸识别和视网膜（虹膜）识别技术的锁具与安防系统比比皆是。生物识别技术是锁具及安防产业的未来发展方式，但是目前我国能够生产指纹锁的企业并不是太多，而能生产人脸识别锁具和视网膜识别锁具的企业更是凤毛麟角。这与我国锁具及安防行业的发展现状有关。

2010中国国际锁具、安防产品展（CIL&S）专家表示“中国国际锁具、安防产品展（CIL&S）依托于全球第二大五金展——中国国际五金展（CIHS）的强大平台，致力于为广大锁具与安防企业的技术革新与产业发展做出贡献。参与展会的将有300余家锁具与安防行业国内外领军企业参展，他们将带来最先进的锁具及安防产品参展。”该专家表示，“展会还将在现场设立„新品展示专区‟，为锁具及安防企业的新产品、新技术提供免费的展示机会，助力锁具及安防企业把握未来行业发展的技术动向，进而促使自己的产品实现技术上的飞跃。” 三 可能的创新应用

我认为可以通过物联网技术来设计智能声控门，它们分为两类，一种是跟声控灯差不多的，有人要经过的时候，只要发出人的声音，门自动就开了，这类声空门没有选择性，任何人都可以让它打开，它主要应用于一些公共场所。另外一种是与指纹锁相似的，只有特定的人的声音以及设定好的类似于密码的话才能让它打开，这类们可以用于防盗，而且开门比较方便。不过这些只是一些想法，具体怎么实施，本人也不清楚。