1.5　物联网应用

目前，物联网应用蓬勃发展，已经覆盖日常工作、生活的众多领域，在环境监测、市政设施监控、楼宇节能、食品药品溯源、工业自动化、公共安全等方面发挥越来越重要的作用。物联网应用示意图如图1-3所示。在电力相关行业，远程抄表、输变电监测、能源的高效利用等应用稳步拓展；在交通领域，路网监测、车辆管理和调度等应用正在发挥积极作用；在物流领域，物品仓储、运输、监测应用正广泛推广；在医疗领域，个人健康监护、远程医疗等应用日趋成熟。本节简要介绍物联网的几个典型应用案例，以加深对物联网的理解。

1.5.1　智能工业

智能工业是物理设备、计算机网络、人脑智慧相互融合、三位一体的新型工业体系。在智能工业领域，为了提高制造效率、改善产品质量、降低产品成本和资源消耗，将移动通信技术、能够感知环境的各类智能终端、泛在计算技术等新兴技术不断融入工业生产的各环节，从而实现从传统工业到智能工业的转换。物联网智能工业应用示意图如图1-4所示。

在《物联网“十二五”发展规划》中，智能工业被归纳为工业生产过程控制、生产环境监测、制造供应链跟踪、产品全生命周期监测、促进安全生产和节能减排等多个工业环节。

在基于物联网的供应链管理应用中，通过构建完善的供应链管理系统，对原材料采购、库存和销售管理等各个环节进行高效管控，提高供应链工作效率并降低管理成本。例如，空中客车（Airbus）基于传感网络技术构建了全球规模最大、效率最高的供应链智能管理体系。

在生产过程工艺优化方面，通过采用物联网技术能够实现生产过程的智能检测、关键控制参数的实时采集、生产设备运行状态监控，以及材料消耗监测等；实现智能化监测与控制、诊断及决策。

产品设备监控管理通过融合各种智能传感器相关技术及传统工业制造技术，实现设备操作日志及故障诊断的远程监控。例如，美国GE Oil ＆ Gas集团在全球范围内设置了13个面向不同产品的i-Center，通过智能传感设备实现了实时在线监测，并能够提供设备维护和故障诊断解决方案。

环保监测及能源管理通过传统环保设备与快速发展的物联网技术相融合，实时监控工业生产过程中的各种污染源及各治理环节的关键指标，如在排污口安装无线传感装置实时监测排污数据，并且能够根据监测数据执行远程操作关闭排污口，防止破坏性的环境污染事故。

此外，通过工业安全生产管理平台，基于嵌入矿山设备、油气管道等工业设施中的智能传感设备，可以实时感知危险环境中的人员、设备及周边环境等方方面面的安全状态信息，将传统企业分散、独立、功能单一的网络监管设施升级为系统、开放、多功能的综合性安全生产监管平台，最终实现企业生产安全态势信息的实时感知、准确辨识、快捷响应及有效控制。

1.5.2　智能农业

智能农业以现代化农业设施为依托，通过物联网相关技术将农业生产过程中的科研、生产、加工及销售有机地结合在一起，实现全天候、反季节的规模化农业生产。智能农业经由物联网集成最新的生物、农业工程及农用新材料等相关技术，提升了农业生产的科技含量，增加了农业产品的附加值、土地产出率及劳动生产率，有力地促进了我国农业生产的技术革命，是农业生产的跨世纪工程。

智能农业需要根据用户的不同需求自动完成所有与农业生产相关的生态信息监测，进而为农业生产环境自动控制和智能化管理提供科学依据，如通过对大棚的土壤温度、CO2浓度、湿度及光照、叶面湿度、露点温度等各项重要环境参数进行实时监测，完成灌溉、光照等设备的远程自动控制。

物联网智能农业应用示意图如图1-5所示。除了一线农业生产，智能农业还涵盖了智能粮库等与农业相关的各个行业，如智能粮库系统通过实时感知并记录温度、湿度变化来实施粮库的温湿度恒定控制。

1.5.3　智能物流

基于信息的智能获取、智能传递、智能处理和智能运用等相关技术，智能物流通过集成所有相关的智能化技术，模仿人的思维、感知、学习及推理判断等能力，自动解决物流系统中面临的问题。智能物流将条形码、射频识别、各种传感器、全球定位系统等先进物联网技术和设备与智能信息处理、网络通信技术相结合，实现全流程的自动化运作和高效优化管理，能够提供更高水平的服务并降低运营成本，可以广泛地应用于物流业所包含的运输、仓储、配送、包装、装卸等各个基本组成环节。物联网智能物流应用示意图如图1-6所示。

目前，智能物流的发展逐步体现出5个明显的特征。

（1）智能化：物流作业过程中的运筹与决策的智能化。

（2）一体化：以物流智能管理为核心，运输、存储、包装及装卸等各个环节的一体化。

（3）层次化：全流程智能物流管理系统的层次化。

（4）柔性化：突出“以顾客为中心”的理念，根据用户需求变化进行灵活调度的柔性化。

（5）社会化：有力地促进区域经济的发展和世界范围内的资源优化配置，实现社会化。

从技术的角度来看，物联网技术能够将传统物流与智能化系统运作管理结合为一个智能平台，实现物流行业全产业链的信息化、智能化、自动化、透明化的运作模式，强调的是数据智能化、网络协同化及决策智能化。此外，智能物流在功能上要保证6个“正确”，即正确的货物、正确的数量、正确的地点、正确的质量、正确的时间、正确的价格；在技术上要达到智能的物品识别、地点跟踪、物品溯源、物品监控、实时响应。

1.5.4　智能交通

智能交通系统（Intelligent Transportation System，ITS）是将信息、数据通信传输、电子传感、电子控制、计算机等先进技术有效地集成并运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内全方位发挥作用的实时、准确、高效的智能化综合交通运输管理系统，是未来交通系统的发展方向。在该系统中，车辆能够智能地在道路上自由行驶，公路靠自身的智能将交通流量调整至最佳状态。基于智能交通系统，管理人员能够及时掌握道路、车辆的最新状态。物联网智能交通应用示意图如图1-7所示。

21世纪将是实现公路交通全面智能化的世纪，而智能交通是一体化的交通综合管理系统，它能够更加有效地利用交通设施、平衡交通负荷，并降低环境污染、保证交通安全、提高运输效率。智能交通的实现与物联网技术是息息相关的，只有物联网技术不断发展成熟，智能交通系统才能最终实现，因此可以说智能交通是交通物联化的体现。

1.5.5　智能电网

智能电网是传统电网的智能化扩展，被称为“电网2.0”。通过物联网技术将智能化传感和测量设备、先进的控制方法及决策支持系统有机地集成，可实现电网的运行可靠、经济高效、环境友好及使用安全等目标。电网智能化的主要特征包括系统自愈、自激励，以及自主抵御攻击，提供能够满足不同用户需求的电能质量，并允许各种不同发电形式智能接入，实现电力市场及资产的高效配置及运行优化。物联网智能电网应用示意图如图1-8所示。

1.5.6　智能环保

智能环保是“数字环保”概念的延伸和拓展。它借助物联网技术将各种类型的感应、传感装置和智能装备嵌入环境监控对象中，由超级计算机和云计算等技术提供的计算能力将其智能化整合，实现人类社会与自然环境有机结合，以更加精细及智能化的方式实现自然环境的管理和决策。

智能环保是在数字地球、地理信息系统、全球定位系统、智能管理与决策系统等技术的基础上衍生的智能化系统工程。它以环保为最终目标，将信息、网络、自动控制和通信等新兴技术集成到全球、国家及省地市等各个层次的环保领域中，完成环保信息的数据汇集及处理、决策支持、信息共享等服务，实现环保的智能化。物联网智能环保应用——中国移动智能河长制解决方案示意图如图1-9所示。

1.5.7　智能医疗

智能医疗利用物联网技术构建健康档案及医疗信息的智能管理平台，实现患者、医务人员、医疗机构、医疗设备之间的智能交互；通过在医疗行业广泛地融入人工智能、传感技术等，实现医疗服务的智能化。物联网智能医疗应用——华为区域卫生信息化基础设施解决方案示意图如图1-10所示。

随着人均寿命的显著延长和人们对自身健康关注的不断提高，现代社会需要更好、更智能的医疗系统，远程医疗、电子医疗（E-health）等需求日益显现。随着物联网、云计算、人工智能、专家系统、嵌入式系统等技术的不断完善，构建智能化医疗体系成为可能，从而能够提供全民平等的顶级医疗服务，彻底解决医疗资源分布不均等问题。

早在2004年，物联网技术就已经开始与医疗行业相结合。美国食品药品监督管理局（FDA）大力推广和实施RFID技术，并且通过政府相关机构立法来规范RFID技术在药物的运输、销售、防伪、追踪体系中的应用。此外，美国某些医院尝试采用 RFID 技术构建新生儿管理信息系统，利用RFID标签和阅读器，为新生儿和小儿科病人管理提供技术支持。2008年年底，IBM提出了“智能医疗”概念，将物联网技术充分地应用到医疗领域，提供医疗信息互联、共享协作、临床创新、科学诊断及公共卫生预防等能力。

1.5.8　智能安防

随着安防技术的快速发展和21世纪信息技术的腾飞，当今的安防理念已经迈入一个全新的发展阶段，传统安防技术与信息系统之间的界限逐步消失，特别是随着物联网技术的日益普及和广泛应用，安防技术从过去的简单安全防护系统向城市综合化安防体系快速演进，并且安防项目开始涵盖更加广泛的领域，如街道社区、楼宇建筑、银行邮局、道路监控、机动车辆、警务人员、关键基础设施等。

针对国计民生的重要场所，如机场、码头、水电气厂、桥梁大坝、河道、地铁等，通过引入物联网技术可以实现动态的跟踪定位等手段，建立全方位、多层次的立体防护体系；同时兼顾城市管理、环保监测、交通管理及应急指挥等各项应用，建立综合性、智能化、多层次的安全防护体系。

此外，随着车联网技术的兴起，智能安防系统能够在公共交通管理、车辆事故处理、车辆偷盗防范等方面更加快捷、准确地实施跟踪定位，还可以随时随地地获取更加精准的灾难事故、道路流量、车辆位置、公共设施安全等信息。

1.5.9　智能家居

概念层面的“智能家居”很早就被提出，但一直没有具体的实施案例，直到1984年美国联合科技公司（United Technologies Building System）通过整合建筑设备信息化技术，并将其应用于美国康涅狄格州哈特福德市的CityPlaceBuilding项目时，才出现了真正的“智能型建筑”，从此揭开了全世界争相实施智能家居理念的序幕。

物联网智能家居应用示意图如图1-11所示。智能家居（Smart Home， Home Automation）以家庭住宅为基础工作平台，综合利用布线、网络通信、安全防范、自动控制、音视频等技术将家居生活所有相关的设施有机集成，通过构建住宅设施与家庭事务综合管理系统，提升家居环境的安全性、便利性、舒适性、艺术性及环保节能效率等。

在技术上，智能家居是家居环境的物联化体现。智能家居通过物联网技术连接家庭环境中的所有智能设备（如音视频设备、照明系统、窗帘控制器、空调控制器、安防系统、数字影院系统、影音服务器、影柜系统、网络家电等），并集成家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发及可编程定时控制等功能和手段；同时兼具智能建筑、网络通信、信息家电、设备自动化等能力，提供全方位、多层次的信息交互功能，实现家居环境的智能。