1、物联网-全球信息科技 及自动化行业的新机遇,演讲：杨恒 （博士）,第一部分 物联网技术 物联网产生的背景、技术现状、产业链等,第二部分 物联网应用 物联网的工程应用情况、前景分析、中国电信在物联网方面的情况介绍,第三部分 物联网技术及应用 物联网对信息科技及工业自动化的影响及工业物联网的关键技术、未来面向行业的物联网应用领域。,第一部分 物联网技术,业界对物联网（ IOT： Internet of Things ）通用理解： 1、从技术理解 物联网是指物体通过智能感应装置，经过传输网络，到达指定的信息处理中心，最终实现物与物、人与物之间的自动化信息交互与处理的智能网络。 2、从应用理解 物联网
2、是指把世界上所有的物体都联接到一个网络中，形成“物联网”,然后“物联网”又与现有的互联网结合,实现人类社会与物理系统的整合，达到更加精细和动态的方式管理生产和生活。,物联网技术,物联网技术,物联网三个重要特征：1、全面感知，利用RFID，传感器，二维码等随时随地获取物体的信息2、可靠传递，通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去3、智能处理，利用云计算，模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制,中国电信对物联网的理解“物联网” 是基于特定的终端，以有线或无线（IP/CDMA）等为接入手段，为集团和家庭客户提供机器到机器、机器到人
3、的解决方案，满足客户对 生产过程/家居生活监控、指挥调度、远程数据采集和测量、远程诊断等方面的信息化需求。,物联网技术,传感网络技术,是由使用传感器的器件组成的在空间上呈分布式的无线自治网络，用来感知环境参数，如温度、震动等等。,近程通讯技术,是新兴的短距离连接技术，从很多无接触式的认证和互联技术演化而来，RFID和蓝牙技术是其中的重要代表。,物联网现阶段最主要的表现形式： M2M,M2M是机器到机器的无线数据传输，有时也包括人对机器和机器对人的数据传输。有多种技术支持M2M网络中的终端之间的传输协议，目前主要有CDMA 、GPRS、IEEE802.11a/b/g WLAN等等。,7,物联网技
4、术,物联网技术,物联网技术,物联网产生的背景： 1、经济危机下的推手 经济长波理论：每一次的经济低谷必定会催生出某些新的技术，而这种技术一定是可以为绝大多数工业产业提供一种全新的使用价值，从而带动新一轮的消费增长和高额的产业投资，以触动新经济周期的形成。 过去的10年间，互联网技术取得巨大成功。目前的经济危机让人们又不得不面临紧迫的选择，物联网技术成为推动下一个经济增长的特别重要推手。 2、传感技术的成熟 随着微电子技术的发展，涉及人类生活、生产、管理等方方面面的各种传感器已经比较成熟。例如常见的无线传感器（WSN）、RFID、电子标签等。 3、网络接入和信息处理能力大幅提高 目前，随着网络接
5、入多样化、IP宽带化和计算机软件技术的飞跃发展，基于海量信息收集合分类处理的能力大大提高。,物联网技术,物联网技术,物联网的演进路径： 1995年比尔.盖茨在未来之路书中首次提出”物物“相联的雏形， 1999年EPCglobal联合100多家企业成立IOT联盟并正式提出物联网概念。10年间，世界各国都在加紧研究。从技术演进视野来看，物联网的发展主要分为四个阶段 ： 1、第一阶段 大型机、主机的联网 2、第二阶段 台式机、笔记本与互联网相联 3、第三阶段 一些移动设备（如手机、PDA等）的互联 4、第四阶段 嵌入式互联网兴起阶段，更多与人们日常生活紧密相关的应用设备，包括洗衣机、冰箱、电视、微波
6、炉等都将加入互联互通的行列，最终形成全球统一的“物联网”的互联,从Internet到IOT,物联网技术,物联网技术,中国物联网的研究情况： 1999年，中科院启动了传感网研究，组成了2000多人的团队，先后投入数亿元，在以下5个方面取得重大进展，目前已拥有从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链。 （1）无线智能传感器 （2）网络通信技术 （3）微型传感器 （4）传感器端机 （5）移动基站 目前，我国的物联网相关研发水平与发达国家相比毫不逊色，是世界上少数能实现物联网产业化的国家之一。,IOT基本理论模型,近距离 通信,因特网,跟踪定位,高速 数据 网络,物联网技术,物联网技术,物联网发展过
7、程中面临的五个主要技术问题： （1）技术标准问题 世界各国存在不同的标准。中国信息技术标准化技术委员会于2006年成立了无线传感器网络标准项目组。2009年9月，传感器网络标准工作组正式成立了PG1(国际标准化)、PG2(标准体系与系统架构)、PG3(通信与信息交互)、PG4(协同信息处理)、PG5(标识)、PG6(安全)、PG7(接口)和PG8(电力行业应用调研)等8个专项组，开展具体的国家标准的制定工作。 （2）安全问题 信息采集频繁，其数据安全也必须重点考虑。 （3）协议问题 物联网是互联网的延伸，在物联网核心层面是基于TCP/IP，但在接入层面，协议类别五花八门，GPRS/CDMA、短
8、信、传感器、有线等多种通道，物联网需要一个统一的协议栈。,物联网技术,物联网发展过程中面临的主要问题（续）： （4）IP地址问题 每个物品都需要在物联网中被寻址，就需要一个地址。物联网需要更多的IP地址，IPv4资源即将耗尽，那就需要IPv6来支撑。IPv4向IPv6过渡是一个漫长的过程，因此物联网一旦使用IPv6地址，就必然会存在与IPv4的兼容性问题。 （5）终端问题。 物联网终端除具有本身功能外还拥有传感器和网络接入等功能，且不同行业需求千差万别，如何满足终端产品的多样化需求，对运营商来说是一大挑战。,第二部分 物联网应用,物联网应用,物联网总体应用前景： 在国家大力推动工业化与信息化两
9、化融合的大背景下，物联网将是工业乃至更多行业信息化过程中一个比较现实的突破口。一旦物联网大规模普及，无数的物品需要加装更加小巧智能的传感器，用于动物、植物、机器等物品的传感器与电子标签及配套的接口装置数量将大大超过目前的手机数量。 按照目前对物联网的需求，在近年内就需要按亿计的传感器和电子标签。专家预计，2011年，内嵌芯片、传感器、无线射频的“智能物件”将超过1万亿个，物联网将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场，这将大大推进信息技术元件的生产，给市场带来巨大商机。,物联网应用,应用案例1：牲畜溯源 给放养的牲畜中的每一只羊都贴上一个二维码，这个二维码会一直保持到超市出售的肉品上，消费者可
10、通过手机阅读二维码，知道牲畜的成长历史，确保食品安全。我国已有10亿存栏动物贴上了这种二维码。,物联网应用,应用案例2：机场防入侵 上海浦东国际机场防入侵系统铺设了3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空探测，多种传感手段组成一个协同系统后，可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。上海移动的车务通将在2010年世博会期间全面运用于上海公共交通系统，以最先进的技术保障世博园区周边大流量交通的顺畅。,应用案例3：电力管理 江西省电网对分布在全省范围内的2万台配电变压器安装传感装置，对运行状态进行实时监测，实现用电检查、电能质量监测、负荷管理、线损管理、需求侧管理等高效一体化管理，一年来降低
11、电损1.2亿千瓦时。,应用案例4：个人保健 人身上可以安装不同的传感器，对人的健康参数进行监控，并且实时传送到相关的医疗保健中心，如果有异常，保健中心通过手机，提醒您去医院检查身体。,物联网应用,应用案例5：平安城市建设 利用部署在大街小巷的全球眼监控探头，实现图像敏感性智能分析并与110、119、112等交互，实现探头与探头之间、探头与人、探头与报警系统之间的联动，从而构建和谐安全的城市生活环境。,物联网应用,物联网应用,应用案例6：未来数字家庭 2009年11月23日中国电信“物联网技术重点实验室”和“中国电信物联网应用和推广中心”正式挂牌。此前，中国电信一直致力于数字家庭的解决方案和实际
12、运营。,数字家庭是以计算机技术和网络技术为基础，包括各类消费电子产品、通信产品、信息家电及智能家居等，通过不同的互连方式进行通信及数据交换,实现家庭网络中各类电子产品之间的“互联互通”的一种服务 数字家庭的四大功能：信息、通信、娱乐和生活,信息,通信,物联网铸就数字家庭生活新空间,物联网网关,IP 网络,天气 资讯 视频,短信 彩信 电话,缴费 支付 购物,物业 社区 底商,家庭医疗中心,家庭安防中心,家庭数据中心,家庭沟通中心,家庭娱乐中心,家庭教育中心,家庭商务中心,社区业务中心,家庭医疗中心,应用系统,物联网 平台,BOSS,网管系统,融合通信&物联网家庭应用推动家庭生活数字化,1,信息
13、家电控制子网,3,4,通信娱乐子网,家庭安防/健康子网,业务平台,WAP短信WEB,能力开放,服务开放,其他特性需求 家庭内部网络拓扑管理 远程网管界面，远程配置 协议栈：TCP/IP, UDP/IP, ARP, ICMP, Telnet, DHCP 可编程，可加载特定应用，支持固件升级 数据收集、处理、转发,基于电信终端中间件的物联网网关,中间件,数字家庭物联网平台,集中控制平台 （ITMS）,家庭物联网 业务提供平台,Portal,SDK,第三方服务集成商,医院,能力开放,服务开放,物联网 平台,功能需求 家庭物联网业务平台：实现家庭应用的集中管控和开通、家庭智能终端应用信息存储、转发 I
14、TMS：实现对家庭应用终端的集中管理 家庭门户：实现已WEB/WAP/短信等方式对家庭网络的远程访问和控制 业务开放模块：实现第三方服务通用开发模块及接口的开放,系统集成商,运营商、服务提供商,从“孤岛”到“整体解决方案”的升华；,用户,房产商,工作建议一：家庭互联、信息汇聚 运营商、终端制造商共同制定网关和家庭信息终端的互连标准、开发适配模块，将各个信息孤岛连通，汇聚家庭信息，打通双向网络通路,工作建议二：服务体系 运营商、内容服务提供商、系统集成商共同制定平台服务标准，为第三方服务集成商开放平台能力接口，打造融合家庭控制、多媒体信息和通信于一体的家庭信息化服务平台,应用示范、商业模式 共同
15、开发符合互通标准的数字家庭设备，构建数字家庭服务平台，组织应用示范； 在实施过程中探索商业模式，形成服务商、内容商、运营商、终端商等的共赢,软件开发商,内容提供商,终端制造商,IOT的技术发展趋势,物联网 管理平台,移动POS,金融,供应链,智能运输,工业自动化,智能建筑,消防,公共安全,环境保护,气象,数字化医疗,遥感勘测,军事,农业,林业,水务,电力,煤炭,石化,物流、零售、自动服务,设备、安全、节能,生产、安全、防灾、水电油气,防火、勘察、报警,污染检测、报警,水质、水量、污染、安全,大棚、土壤、灌溉、环境、跟踪,抄表、监控、节能,设备、临床、辅助诊断、病程,险情、油井、运输、管线,联动
16、、消防栓、定位、调度,照明、信号、应急、灾害、识别,大地勘测、森林、地震、海洋,侦查、监控、定位、评估,降水、防洪、远程设备,交易、订单、跟踪、识别,通风、瓦斯、救灾定位,库存、车队、监控、导航、识别、货物,电子支付、实时信息,第三部分 物联网技术及应用,面向工业自动化的物联网技术是以泛在网络为基础、以泛在感知为核心、以泛在服务为目的、以泛在智能拓展和提升为目标的综合性一体化信息处理技术。,1、物联网技术改变工业自动化,泛在网络， 主要是指工厂范围内泛在的物物互联网络，实现对生产活动的时间和空问维度管理的拓展，显著提高了物流管理的实时性和可追溯性，对生产管理产生的影响将是巨大的。泛在感知，是指
17、以微型系统与电子器件为泛在信息技术的硬件基础，借助于嵌入各种应用环境的系统来实现对多种模式信息(声、光、电、热、生理信息、化学信息、动作与空间信息等)的捕获、分析和传递，为人类深层次理解物理世界提供的前所未有的技术手段，将极大地拓展人们对物理世界的了解和监测能力，促进各领域工业生产活动的进一步合理化和精细化控制。泛在服务，是以为用户提供方便的、深层次的信息服务为目标，以基于机理模型、统计模型、数据挖掘等信息处理技术为手段，对由泛在网络和泛在感知应用所产生的海量数据进行深人的知识挖掘和学习，从而避免将信息淹没在海量数据的汪洋之中。泛在智能，是对泛在信息处理技术的拓展和提高，以泛在信息服务的自适应
18、、自优化、自配置、自恢复为特征，面向不同领域提供即插即用、即时可定制、高度抽象等领域知识。,物联网将改变工业生产、经营和管理模式,制造企业与客户和市场的联系更为密切。由于对制造过程的追踪能力大为提升，对售后产品的监测和服务手段更强，促成了由批量生产为目标的专注于生产为中心的管理模式，向面向客户需求为主、同时兼顾生产效率的定制化、全生命周期管理的个性化制造模式转变。管理层次减少或扁平化具备了基本条件，决策更为有效。扁平化管理思想的出现，主要是追求管理效率带来的要求。而在泛在信息技术的支持下，企业的社会化分工将更为专业，完成全制造过程链上的各企业具有天然的平等地位，扁平管理不仅是追求管理效率的需求
19、，同时也真正具备了实现扁平管理的组织前提和支撑条件。生产组织更为柔性，将在社会化集成的层面上适应市场变化的需求。企业的专业化高效运行、制造资源的社会化无缝集成，使得制造可以在无边界企业意义上的社会化环境下及时重组，实现更大跨度的资源集成。,2、面向工业自动化的物联网关键技术,物联网的技术体系包括信息感知层、网络接人层、应用层 。,感知层包括传感器等数据采集设备，是物联网发展和应用的基础，其中RFID技术、传感和控制技术是感知层涉及的主要技术。网络层将建立在现有的移动通讯网和互联网基础上，通过各种接入设备与移动通讯网和互联网相连，将采集信息上传到互联网，漆黑中短距离无线通信技术、数据存储技术和网
20、络管理技术是网络层涉及的主要技术。应用层利用经过对感知数据的分析处理，为用户提供丰富的特定服务，其中信息处理技术、应用平台技术等式应用层涉及的主要技术。,工业测控应用的特殊性对物联网提出了以下特定的要求：,* 高可靠性 * 实时性 * 节能运行 * 安全性 * 兼容性,针对物联网的技术体系和上述挑战性问题，面向工业自动化的物联网需要研究如下关键技术难题：,(1) 新型传感器与传感装置微型化、智能化、能量获取技术(2) 工业无线网络技术通信与组网技术、基础服务与网络管理技术、网络规划与部署技术(3) 信息处理与应用海量信息处理、新型制造模式、泛在信息处理服务与协同平台,3、面向自动化行业的物联网
21、的典型行业应用,物联网在工业领域具有广阔的应用前景。近期，冶金流程工业、石化工业和汽车工业等是物联网技术应用的热点领域。,冶金流程工业 物联网对于提高冶金流程工业的自动化水平，提高产品质量和生产效率，促进冶金流程工业能源平衡，实现节能减排，以及实现设备状态的在线监测与维护，降低设备故障率和维护成本等方面具有重大意义石化工业 支撑整个数字油田、数字化工上层应用的是大量的底层生产运行数据，物联网技术将为此提供基础数据来源。基于传感器网络和RFID电子标签系统获得的大量信息，石化企业的管理者甚至可以实时获得企业中的每一口油井、每一个阀门和每一台泵的运行信息，进而有效利用这些信息进行优化控制与决策。汽车制造工业 物联网以其泛在的、智能的自动化和信息化技术，应用于汽车工业，从而可以最大程度减小系统集成和调试时间、降低投资成本，方便生产运行阶段的维护与工艺调整；提高各工艺设备系统的稳定性，减少故障停机时问，保证计划产量的实现。物联网是汽车制造工业自动化和信息化的发展趋势。,无锡泛太科技物联网应用实例,
