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1.3 物联网的行业应用

1.3.1 工业领域的应用

具有环境感知能力的各类终端、基于泛在技术的计算模式、移动通信等不断融入工业生产的各个环节中,大幅提高制造效率、改善产品质量、降低产品成本和资源消耗,将传统工业提升到智能工业的新阶段。从当前技术发展和应用前景来看,物联网在工业领域的应用主要集中在以下几个方面。

制造业供应链管理:物联网应用于企业原材料采购、库存、销售等领域,通过完善和优化供应链管理体系,提高了供应链效率,降低了成本。空中客车通过在供应链体系中应用传感网络技术,构建了全球制造业中规模最大、效率最高的供应链体系。

生产过程工艺优化:物联网技术的应用提高了生产线过程检测、实时参数采集、生产设备监控、材料消耗检测的能力和水平,同时也使得生产过程的智能监控、智能控制、智能诊断、智能决策、智能维护水平不断提高。一些钢铁企业应用各种传感器和通信网络,在生产过程中实现对加工产品的宽度、厚度、温度实时监控,提高产品质量,优化生产流程。

产品设备监控管理:各种传感技术与制造技术融合实现了对产品设备操作使用记录、设备故障诊断的远程监控。GE Oil&Gas集团在全球建立了13个面向不同产品的i-Center(综合服务中心),通过传感器和网络对设备进行在线监测和实时监控,并提供设备维护和故障诊断的解决方案。

环保监测及能源管理:物联网与环保设备的融合体现了对工业生产过程中产生的各种污染源及污染治理各环节关键指标的实时监控。在重点排污企业排污口安装无线传感设备,不仅可以实时监测企业排污数据,而且可以远程关闭排污口,防止突发性环境污染事故发生。电信运营商已经开始推广基于物联网的污染治理实时监测解决方案。

工业安全生产管理:把传感器嵌入和装配到矿山设备、油气管道、矿工设备中,可以感知危险环境中工作人员、设备机器、周边环境等方面的安全状态信息,将现有的网络监管平台提升为系统、开放、多元的综合网络监管平台,实现实时感知、准确辨识、快捷响应及有效控制。

1.3.2 农业领域的应用

物联网在农业领域的应用是通过实时采集温室内温度、湿度信号及光照、土壤温度、CO2浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数,自动开启或者关闭指定设备。可以根据用户需求,随时进行处理,为实施农业综合生态信息自动监测、对环境进行自动控制和智能化管理提供科学依据。通过感知模块采集温湿度等信号,经由无线信号收发模块传输数据,实现对大棚温湿度的远程控制。智能农业产品还包括智能粮库系统,该系统通过将粮库内温湿度变化的感知与计算机或手机的连接进行实时观察,记录现场情况以保证粮库内的温湿度平衡。

智慧农业建设的脚步日益加快,先进的农业应用系统被广泛推广,越来越多的农民群众接受了这种“开心农场”式的生产方式。目前,利用RFID、无线数据通信等技术采集农业生产信息,以帮助农民及时发现问题,并且准确地确定发生问题的位置,使农业生产自动化、智能化,并可远程控制。

1.3.3 智慧城市领域的应用

城市管理中采用物联网技术的应用子系统将各种不同类型的感知网络互联,结合应用地理信息系统、空间信息系统,通过传感节点和城市基础设施相结合,感知它们的环境、状态、位置等信息,有针对性地进行传感数据的连接和信息融合,在建立城市管理各应用子系统的同时还应该不断进行技术、业务、应用创新,以满足经济、社会发展的需求。

1.重要地点边界监控系统及城市视频监控系统

重要地点边界监控系统采用复合传感器、智能视频相结合的方式,通过传送网络,对政府、军事单位等重要地点周边边界和区域内重要场所进行全天候、全方位的监控。该系统具备的传感网监测系统前端由大量控制器节点组成,经过无线网络技术进行联网,并通过传感网关进行传感数据的传送和控制信息的接收,可以实现自主组网、无人值守,具有很强的环境适应性和智能性,能够完成入侵目标的监测识别、定位与跟踪,同时还可以消除环境气候、动物等非入侵者引起的误警率和虚警率。

城市视频监控系统采用在各类事件频发的地点设置视频监控节点(包括交通要道、街头巷尾、人流密集处等),经过有线或无线网络将视频信号实时传送到管理系统中,能够与GIS、卫星定位系统等进行融合,可以一边在大屏幕中显示视频内容,另一边在管理系统中显示该视频监控具体位置、周边情况。如遇突发事件(如:交通肇事逃逸、街头突发犯罪等),系统能够提供相关信息做出辅助判断,并利用装备在警方车辆上的卫星定位系统感知该车辆具体位置,以便在最短时间内调动警力来处理事件。

2.危险源监控系统

危险源监控系统通过建立危险源数据采集及监控系统,来实现报警、监控、管理和执法监管水平的提高,如针对城市日常生产、生活中的易燃、易爆、有毒环境(地下燃气输送管道、加油站、有毒气体存储运输等),以及当前高层楼房的电梯运行安全监控,通过将各类数据采集、探测终端部署在危险源附近,对危险源进行实时数据采集,并通过有线、无线网络等方式传送至城市管理系统中进行汇总、分析和共享,能够实现预防和监控,并针对临界安全阀值进行报警,以充分发挥公共安全监管系统的作用,消除危险隐患,提升公共安全水平。

3.交通管理及公交、环卫救护、城管等特种车辆定位系统

随着城市化进程的发展,交通拥堵已经成为城市管理中的一大问题和难题,因此,把物联网技术引入交通管理中,形成智能交通管理,采取交通流信息实时监测、路况情况视频监测、可变交通信息标志、信息发布等系统,可以智能化解决交通拥堵和停车问题,尽量减少噪声和空气污染。

物联网应用于城市管理还具有很多方面,如:地面井盖自动监测系统、垃圾箱充满自动报警系统、城市户外广告牌管理系统、路灯自动控制及监测系统、食品安全跟踪监测系统,等等。

4.城市安防

智能城市产品包括对城市的数字化管理和城市安全的统一监控。前者利用“数字城市”理论,基于3S(地理信息系统GIS、全球定位系统GPS、遥感系统RS)等关键技术,深入开发和应用空间信息资源,建设服务于城市规划、城市建设和管理,服务于政府、企业、公众,服务于人口、资源环境、经济社会的可持续发展的信息基础设施和信息系统。后者基于宽带互联网的实时远程监控、传输、存储、管理的业务,利用无处不达的宽带和3G网络,将分散、独立的图像采集点进行联网,实现对城市安全的统一监控、统一存储和统一管理,为城市管理和建设者提供一种全新、直观、视听觉范围延伸的管理工具。

5.智慧消防

伴随着城市建设的快速发展,城市消防安全风险的不断上升,城市高层、超高层建筑和大型建筑日益增多,建筑消防安全问题越来越突出。消防灭火救援科技需求紧迫,需要提升社会火灾防控能力,实现消防工作与经济社会协调发展。火灾猛于虎,防患于未然。伴随着城市化进程的加快,如何防患火灾、确保消防安全,成为当今城市治理中的重点和难点问题。

智慧消防是采用“感、传、知、用”等物联网技术手段,综合利用RFID、无线传感、云计算、大数据等技术,通过互联网、无线通信网、专网等通信网络,对消防设施、器材、人员等状态进行智能化感知、识别、定位与跟踪,实现实时、动态、互动、融合的消防信息采集、传递和处理,通过信息处理、数据挖掘和态势分析,为防火监督管理和灭火救援提供信息支撑,提高社会化消防监督与管理水平,增强消防灭火救援能力。

1.3.4 智慧交通领域的应用

智能交通系统主要包括公交行业无线视频监控平台、智能公交站台、电子票务、车管专家和公交手机一卡通五种业务。公交行业无线视频监控平台利用车载设备的无线视频监控和GPS定位功能,对公交运行状态进行实时监控。智能公交站台通过媒体发布中心与电子站牌的数据交互,实现公交调度信息数据的发布和多媒体数据的发布功能,还可以利用电子站牌实现广告发布等功能。电子门票是二维码应用于手机凭证业务的典型应用,从技术实现的角度,手机凭证业务就是以手机为平台、以手机身后的移动网络为媒介,通过特定的技术实现并完成凭证功能的。

车管专家利用全球卫星定位技术(GPS)、无线通信技术(CDMA)、地理信息系统技术(GIS)、中国电信3G等高新技术,将车辆的位置与速度,车内外的图像、视频等各类媒体信息及其他车辆参数等进行实时管理,有效满足用户对车辆管理的各类需求。公交手机一卡通将手机终端作为城市公交一卡通的介质,除完成公交刷卡功能外,还可以实现小额支付、空中充值等功能。

1.3.5 其他领域的主要应用

1.智能家居领域

智能家居是一个居住环境,是以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境,实施智能家居系统的过程称为智能家居集成。将各种家庭设备(如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、网络家电等)通过程序设置,使设备具有自动功能,通过通信运营商的宽带、固话和3G无线网络,可以实现对家庭设备的远程操控。与普通家居相比,智能家居不仅提供舒适宜人且高品位的家庭生活空间,实现更智能的家庭安防系统;还将传统家居环境中那些各自单独存在的设备连为一个整体,形成系统。

目前智能家居市场较为混乱,智能建筑领域的产品标准缺乏。为了弥补不足,2011年11月29日,长虹联合住建部发布《2011年度中国城市居民e家生活指数研究报告》,公布了我国首个智慧家庭发展情况的评价标准——e家生活指数:2011年度中国城市居民e家(智能家居)生活指数研究结果为34.04分。此报告为管理者和部门制定相关政策提供参考依据,对提升我国智能建筑及居住区数字化标准水平做出了积极贡献。

在智能家居应用方面,2011年12月,海尔U-home“云社区”全球体验中心在青岛落成并揭幕。随着这一体验中心的落成和投入运行,智能家居行业首个主打“云社区”概念的体验中心正式浮出水面。

2.智能电网领域

智能电网与物联网作为具有重要战略意义的高新技术和新兴产业,现已引起世界各国的高度重视,我国政府不仅将物联网、智能电网上升为国家战略,并在产业政策、重大科技项目支持、示范工程建设等方面进行了全面部署。应用物联网技术,智能电网将会形成一个以电网为依托,覆盖城乡各用户及用电设备的庞大的物联网络,成为“感知中国”最重要的基础设施之一。智能电网与物联网的相互渗透、深度融合和广泛应用,将能有效整合通信基础设施资源和电力系统基础设施资源,进一步实现节能减排,提升电网信息化、自动化、互动化水平,提高电网运行能力和服务质量。智能电网和物联网的发展,不仅能促进电力工业的结构转型和产业升级,更能够创造一大批原创的具有国际领先水平的科研成果,打造千亿元的产业规模。

3.智能物流领域

智能物流打造了集信息展现、电子商务、物流配载、仓储管理、金融质押、园区安保、海关保税等功能为一体的物流园区综合信息服务平台。信息服务平台以功能集成、效能综合为主要开发理念,以电子商务、网上交易为主要交易形式,建设了高标准、高品位的综合信息服务平台,并为金融质押、园区安保、海关保税等功能预留了接口,可以为园区客户及管理人员提供一站式综合信息服务。

4.智能医疗

智能医疗系统借助简易、实用的家庭医疗传感设备,对家中病人或老人的生理指标进行自测,并将生成的生理指标数据通过固定网络或3G无线网络传送到护理人或有关医疗单位。根据客户需求,通信运营商还可提供相关增值业务,如紧急呼叫救助服务、专家咨询服务、终生健康档案管理服务等。智能医疗系统真正解决了现代社会子女们因工作忙碌无暇照顾家中老人的无奈,可以随时表达孝子情怀。

5.智能环保

智能环保领域应用是通过对地表水水质的自动监测,可以实现水质的实时连续监测和远程监控,及时掌握主要流域重点断面水体的水质状况,预警预报重大流域性水质污染事故,解决跨行政区域的水污染事故纠纷,监督总量控制制度落实情况。太湖环境监控项目,通过安装在环太湖地区的各个监控的环保和监控传感器,将太湖的水文、水质等环境状态提供给环保部门,实时监控太湖流域水质等情况,并通过互联网将监测点的数据报送至相关管理部门。

6.智能校园

目前已有的校园手机一卡通和金色校园业务,促进了校园的信息化和智能化。校园手机一卡通主要的实现功能包括:电子钱包、身份识别和银行圈存。电子钱包即通过手机刷卡实现主要校内消费;身份识别包括门禁、考勤、图书借阅、会议签到等,银行圈存即实现银行卡到手机的转账充值、余额查询。目前校园手机一卡通的建设,除了满足普通一卡通功能外,还实现了借助手机终端实现空中圈存、短信互动等应用。