浅析物联网发展为自动化带来哪些积极影响

浅析物联网发展为自动化带来哪些积极影响,第1张

安全的远程连接

物联网希望实现万物互联,以便进行诊断、配方管理、协作工程和各种数据采集(从OEE到序列化)。物联网能够获取更多当前尚未获取的数据。原因可能是我们之前没有部署用于获取数据的传感器而且IT也不允许这样做。

网络安全  

网络安全对于提高生产力大有帮助,能够有效防止工人试图绕过安全系统 *** 作。在安装费用、测试和诊断能力方面,网络安全也有许多优势。既要保持控制和线路功率又要确保工作速度、转矩、方向和位置不会引起危害。在实施过程中还要符合传统安全实施方案(即:将主控系统状态与独立控制器上的校验做比较)。

安全的运动控制  

在网络安全功能中,安全运动控制功能最为强大。通过嵌入到伺服机构/变频驱动(配有安全编码器等硬件)中的智能软件,网络安全系统可保持生产线、印刷机、机器人及其他设备的正常运行(在安全模式下)。这种智能不仅能够提供现在熟悉的安全扭矩关闭信息,还能够提供安全的受限转矩、受限速度、位置和受限加速度等更多信息。

预见性维护  

预见性维护的关键是根据机器实际状态而非根据固定的周期进行监控。此外,监控机器状态的关键是机械扰动。利用加速度计等网络化传感器可检测轴承、主轴、联轴器和其他机械设备的频率,预测发生故障的趋势,以安排预先性维护

资源管理  

能源监测,不仅是电力监测,还包括水、蒸汽、压缩空气和真空、天然气、温度等,可以帮助您认识到提高可持续性的巨大潜力。将这些监测数据带入到单独的机器和过程单元(不仅是分支电路或输入电表),将使数据变得更可行。为何一个收缩炉或轮班比另一收缩炉或轮班耗能多权衡能源成本和生产量之后的最佳生产线速度是什么

自动补偿

将更多智能推向设备级而不仅是在物联网通信。这样有助于提高性能并省去人为干预。先进的伺服驱动器就是一个好例子。驱动器内的自动补偿能够响应异常情况,预先消除干扰,无需技术人员对驱动器进行微调。无需引入示波器功能,也不用再插入笔记本电脑

2017年中国半导体封装测试技术与市场年会已经过去一个月了,但半导体这个需要厚积薄发的行业不需要蹭热点,一个月之后,年会上专家们的精彩发言依然余音绕梁。除了“封装测试”这个关键词,嘉宾们提的最多的一个关键词是“物联网”。因此,将年会上的嘉宾观点稍作整理,让我们再一起思考一下物联网时代的先进封装。
智能手机增速放缓

半导体下游市场的驱动力经历了几个阶段,首先是出货量为亿台量级的个人电脑,后来变成十亿台量级的手机终端和通讯产品,而从2010年开始,以智能手机为代表的智能移动终端掀起了移动互联网的高潮,成为最新的杀手级应用。回顾之前的二三十年,下游电子行业杀手级应用极大的拉动了半导体产业发展,不断激励半导体厂商扩充产能,提升性能,而随着半导体产量提升,半导体价格也很快下降,更便宜更高性能的半导体器件又反过来推动了电子产业加速发展,半导体行业和电子行业相互激励,形成了良好的正反馈。但在目前, 智能手机的渗透率已经很高,市场增长率开始减缓,下一个杀手级应用将会是什么?

物联网可能成为下一个杀手级应用

根据IHS的预测,物联网节点连接数在2025年将会达到700亿。

从数量上来看,物联网将十亿量级的手机终端产品远远抛在后面,很可能会成为下一波的杀手级应用。但物联网的问题是产品多样化,应用非常分散。我们面对的市场正从单一同质化大规模市场向小规模异质化市场发生变化。对于半导体这种依靠量的行业来说,芯片设计和流片前期投入巨大,没有量就不能产生规模效应,摊销到每块芯片的成本非常高。

除了应对小规模异质化的挑战, 物联网需要具备的关键要素还包括 :多样的传感器(各类传感器和Sensor Hub),分布式计算能力(云端计算和边缘计算),灵活的连接能力(5G,WIFI,NB-IOT,Lora, Bluetooth, NFC,M2M…),存储能力(存储器和数据中心)和网络安全。这些关键要素会刺激CPU/AP/GPU,SSD/Memory,生物识别芯片,无线通讯器件,传感器,存储器件和功率器件的发展。

物联网多样化的下游产品对封装提出更多要求

物联网产品的多样性意味着芯片制造将从单纯追求制程工艺的先进性,向既追求制程先进性,也最求产品线的宽度发展。物联网时代的芯片可能的趋势是:小封装,高性能,低功耗,低成本,异质整合(Stacking,Double Side, EMI Shielding, Antenna…)。

汽车电子的封装需求: 汽车电子目前的热点在于ADAS系统和无人驾驶AI深度学习。全球汽车2016年产销量约为8000万台,其中中国市场产销量2800万台,为汽车电子提供了足够大的舞台。ADAS汽车系统发展前景广阔,出于安全考虑,美国NHTSA要求从2018年5月起生产的汽车需要强制安装倒车影像显示系统。此外,车道偏离警示系统(LDW),前方碰撞预警系统(FCW),自动紧急刹车系统(AEBS),车距控制系统(ACC),夜视系统(NV)市场也在快速成长。中国一二线城市交规越来越严格也使得人们对ADAS等汽车电子系统的需求提升。ADAS,无人驾驶,人工智能,深度学习对数据处理实时性要求高,所以要求芯片能实现超高的计算性能,另外对芯片和模块小型化设计和散热也有要求,未来的汽车电子芯片可能需要用25D技术进行异构性的集成,比如将CPU,GPU,FPGA,DRAM集成封装在一起。

个人移动终端的封装需求: 个人消费电子市场也将继续稳定增长,个人消费电子设备主要的诉求是小型化,省电,高集成度,低成本和模块化。比如个人移动终端要求能实现多种功能的模块化,将应用处理器模块,基带模块,射频模块,指纹识别模块,通讯模块,电源管理模块等集成在一起。这些产品对芯片封装形式的要求同样是小型化,省电,高集成度,模块化,芯片封装形式主要是“Stack Die on Passive”,“Antenna in SiP”,“Double Side SiP等。比如苹果的3D SiP集成封装技术,从过去的ePOP & BD PoP,发展到目前的是HBW-PoP和FO-PoP,下一代的移动终端封装形式可能是FO-PoP加上FO-MCM,这种封装形式能够提供更加超薄的设计。

5G 网络芯片的封装需求: 5G网络和基于物联网的NB-IOT网络建设意味着网络芯片市场将会有不错的表现。与网络密切祥光的大数据,云计算和数据中心,对存储器芯片和FPGA GPU/CPU的需求量非常大。通信网络芯片的特点是大规模,高性能和低功耗,此外,知识产权(IP)核复杂、良率等都是厂商面临的重要问题。这些需求和问题也促使网络芯片封装从Bumping & FC发展到25D,FO-MCM和3D。而TSV技术的成功商用,使芯片的堆叠封装技术取得了实质性进展,海力士和三星已成功研发出3D堆叠封装的高带宽内存(HBM),Micron和Intel等也正在联合推动堆叠封装混合存储立方体(HMC)的研发。在芯片设计领域,BROADCOM、GLOBAL FOUNDRIES等公司也成功引入了TSV技术,目前已能为通信网络芯片提供25D堆叠后端设计服务。

上游晶圆代工厂供应端对封装的影响

一方面,下游市场需求非常旺盛,另外一方面,大基金带领下的资本对晶圆代工制造业持续大力投资,使得上游的制造一直在扩充产能据SEMI估计,全球将于2017年到2020年间投产62座半导体晶圆厂,其中26座在中国大陆,占全球总数的42%。目前晶圆厂依然以40

nm以上的成熟制程为主,占整体晶圆代工产值的60%。未来,汽车电子,消费电子和网络通信行业对芯片集成度、功能和性能的要求越来越高,主流的晶圆厂中芯和联电都在发展28nm制程,其中台积电28nm制程量产已经进入第五年,甚至已经跨入10Xnm制程。

随着晶圆技术节点不断逼近原子级别,摩尔定律可能将会失效。如何延续摩尔定律?可能不能仅仅从晶圆制造来考虑,还应该从芯片制造全流程的整个产业链出发考虑问题,需要 对芯片设计,晶片制造到封装测试都进行系统级的优化。 因此, 晶圆制造,芯片封测和系统集成三者之间的界限将会越来越模糊。 首先是芯片封测和系统集成之间出现越来越多的子系统,各种各样的系统级封装SiP需要将不同工艺和功能的芯片,利用3D等方式全部封装在一起,既缩小体积,又提高系统整合能力。Panel板级封装也将大规模降低封装成本,提高劳动生产效率。其次,芯片制造和芯片封测之间出现了扇入和扇出型晶圆级封装,FO-WLP封装具有超薄,高I/O脚数的特性,是继打线,倒装之后的第三代封装技术之一,最终芯片产品具有体积小,成本低,散热佳,电性能优良,可靠性高等优势。

先进封装的发展现状

先进封装形式在国内应用的越来越多,传统的TO和DIP封装类型市场份额已经低于20%,

最近几年,业界的先进封装技术包括以晶圆级封装(WLCSP)和载板级封装(PLP)为代表的21D,3D封装,Fan Out WLP,WLCSP,SIP以及TSV,

2013年以前,25D TSV封装技术主要应用于逻辑模块间集成,FPGA芯片等产品的封装,集成度较低。2014年,业界的3D TSV封装技术己有部分应用于内存芯片和高性能芯片封装中,比如大容量内存芯片堆叠。2015年,25D TSV技术开始应用于一些高端GPU/CPU,网络芯片,以及处理器(AP)+内存的集成芯片中。3D封装在集成度、性能、功耗,更小尺寸,设计自由度,开发时间等方面更具优势,同时设计自由度更高,开发时间更短,是各封装技术中最具发展前景的一种。在高端手机芯片,大规I/O芯片和高性能芯片中应用广泛,比如一个MCU加上一个SiP,将原来的尺寸缩小了80%。

目前国内领先封装测试企业的先进封装能力已经初步形成

长电科技王新潮董事长在2017半导体封装测试年会上,对于中国封测厂商目前的先进封装技术水平还提到三点:

SiP 系统级封装: 目前集成度和精度等级最高的SiP模组在长电科技已经实现大规模量产;华天科技的TSV+SiP指纹识别封装产品已经成功应用于华为系列手机。

WLP 晶圆级封装 :长电科技的Fan Out扇出型晶圆级封装累计发货超过15亿颗,其全资子公司长电先进已经成为全球最大的集成电路Fan-In WLCSP封装基地之一;晶方科技已经成为全球最大的影像传感器WLP晶圆级封装基地之一。

FC 倒装封装: 通过跨国并购,国内领先企业获得了国际先进的FC倒装封装技术,比如长电科技的用于智能手机处理器的FC-POP封装技术;通富微电的高脚数FC-BGA封装技术;国内三大封测厂也都基本掌握了16/14nm的FC倒装封装技术。

导读新年伊始,在2020年受疫情影响的大环境下,物联网也迎来了更多充满戏剧性的挑战与变革,在疫情爆发后,各地采取的一系列措施及发生的这大大小小的的事件背后,多多少少都有物联网的身影,为此,在这里小编整理了相关报告后,和大家说说2020年物联网在全球的主要进展,分享给大家以供参考和借鉴!下面我们一起来看看物联网2020年回顾:十大重要进展。

Part I: Covid-19对IoT 2020的影响

受疫情影响,公众对物联网的兴趣下降了15%

人们通过Google搜索“物联网”话题的频率在2020年骤然下降。自2020年3月疫情大流行以来,这一下降比例达到15%;此后,“物联网”话题搜索量一直保持相对稳定并处于较低水平,也没有回升迹象。物联网显然不像其它话题那样在公众中扮演重要角色,例如:在同一时间范围内,公众对游戏的搜索兴趣猛增了约65%、对“在家工作”的兴趣增加了104%、对“失业救济金”的兴趣猛增了250%。在对3000多个财报电话的分析显示,在2020年第二季度,“IoT”一词的使用量呈类似下降趋势。但是,有关物联网,尤其是“工业物联网”的讨论在第三季度又重新开始。

尽管疫情大流行,但2020 IoT市场仍然强劲

尽管Covid-19疫情不断,并且
2020年全球GDP下降了5%,物联网市场在2020年仍在增长(无论是支出规模还是连接设备总数)。虽然有少量物联网项目因各种原因(如在封锁期间无法建立基础设施)而停止或推迟,但大多数物联网项目在2020仍在继续。

事实上,2020年是智能设备的一个拐点——活跃的物联网连接数量(例如:连接的汽车、智能家居设备、连接的工业设备)等,有史以来第一次超过了非物联网连接的数量(例如:智能手机、笔记本电脑和台式机)。目前全球有217亿活跃的连接设备,其中54%(117亿)是物联网设备连接。到2025年,预计将有超过300亿个物联网连接,即地球上几乎每人有4个物联网设备。

十余个物联网主题随疫情加速发展

物联网在应对疫情中起着至关重要的作用。一些以物联网为中心的用例在帮助世界应对疫情方面发挥了(并将继续发挥)重要作用。最值得注意的包括工作场所、医院和其它基于物联网的接触者追踪(例如:Concept
Reply的跟踪和定位系统),以及整个疫苗供应链中的产品跟踪和验证(例如:Controlant)。

对2021年的前景持谨慎乐观态度

进入2021年,物联网技术的整体情况,看起来很乐观。人们普遍认为,任何因Covid-19对业务的负面影响都将在2021年逐渐消失,新的“数字化转型浪潮”将推动物联网市场的发展。企业将加速发展的主题之一是“新技术支持的商业模式”,其中许多新的商业模式将由互联的物联网产品来实现。企业关注的另一个主要主题是“人工智能”。

Part II: IoT 2020十大进展

最大的物联网新势力:小米

2020年1月,来自中国的电子制造商小米宣布计划在未来5年内至少投资72亿美元用于5G和人工智能(AIoT)。新的推动包括对智能电视、无人机、电动滑板车、空气净化器、路由器、安全摄像头等一系列消费和企业物联网设备的重大投资。

物联网在对抗Covid-19中的最大贡献:挽救生命

在2020年初,物联网行业没有人能够预见到,IoT技术将在这一整年中为拯救生命而扮演重要角色。伦敦帝国理工学院于2020年6月进行的一项被广泛引用的研究估计,在第一波Covid-19大流行期间,社交距离仅在欧洲就挽救了300万条生命。虽然这些被挽救的生命大多可以归功于人们只是待在家里、戴上口罩和避免接触,但物联网技术无疑在一些情况下阻止了进一步的传播。

许多物联网厂商竞相推出社交距离工具(包括BoschIO的工作场所隔离和联系人追踪解决方案,Software AG和Dell的Smart Social
Distancing解决方案,或Concept Reply的追踪和定位系统等)。

位于德国莱比锡的Goebecke面包店只是使用这种解决方案的众多企业之一。该企业老板介绍,工作场所的音频提醒和对员工数据的分析能力,都使员工更加谨慎、意识更强,这些员工随后变换了各自之间的距离。

最近,用于Covid-19的物联网的重点已经转移到疫苗供应链监控上,以确保疫苗安全交付,不发生产品丢失、篡改或变质。例如,辉瑞公司(Pfizer/Biontech)选择了冰岛的初创公司Controlant来监控其Covid-19疫苗的配送。

加速最快的物联网垂直领域:医疗保健

多年来,由于行业的高度规范性以及缺乏对医疗数字化的支持和紧迫性,在医疗环境中实施物联网项目被证明是很麻烦的。

现在,越来越多的证据表明,Covid-19已经导致了医疗保健领域的数字化爆炸,特别是在医院。美国食品药品监督管理局(FDA)在2020年5月发布了多项临时政策,以在2020年支持数字化工具。德国在2020年10月首次允许医生开出针对特定疾病的数字健康应用(例如,一款有助于治愈焦虑症的应用)。

在大流行期间激增的应用之一是“远程医疗”,即医生通过视频会议治疗患者。医生报告说,远程医疗通常被视为只是迈向数字诊断的第一步,它依靠物联网设备从远处诊断病人。数家医院于2020年开始进行试验。2020年12月,一名伦敦外科医生在加利福尼亚用5G技术对香蕉进行远程手术的视频在网上疯传。

2020年最大的物联网融资:Samsara

Samsara又成功了。2020年5月,在第一次Covid-19大封锁期间,该公司又筹集了4亿美元,旨在进一步扩大其工业物联网业务。本轮融资对该公司的估值为54亿美元,较2019年投资时估值下降14%。首席执行官Sanjit
Biswas在宣布这轮融资时,还宣布裁员300人(占劳动力的18%),这是由于Covid-19对关键垂直运输系统的影响。

2020年值得注意的顶级投资(与物联网相关)包括:

最重要的技术标准化:5G Release 16

2020年7月,3GPP标准机构达到了一个重要的里程碑:发布版本16,这是5G技术的第二套规范,也是5G
IoT的关键一步。构成版本16的一套新规范包括对“超可靠、低延迟通信”(eURLLC)、定位功能以及对TSN(时间敏感网络)的支持等方面的重大改进,所有这些方面对于各种物联网用例的物联网连接都非常重要,尤其是对于高端应用,如工业物联网领域的应用。此外,版本16还可以在新的5G核心网上部署和管理NB-IoT和LTE-M技术,使5G网络可以通过这些技术管理大规模和低复杂性的物联网。当前,全球约有2亿个IoT连接使用NB-IoT
/ LTE-M的产品。预计,面向高端应用的5G物联网将在2022年及以后兴起。

最著名的新流行语:AIoT

多年来,人们一直认为,物联网的真正价值可以通过应用于物联网数据流的AI/ML算法来解锁。因此,事后看来,“AI + IoT=
AIoT”在2020年出现并成为一个新流行语也就不足为奇了。在2020年12月,Google对这个话题的搜索量大概比12个月前多了70%。有趣的是,这个词似乎起源于中国(而不是像“
IoT”一词起源于美国)。华为和小米以及台积电(TSMC)这几年一直在推崇人工智能物联网的概念,即人工智能和物联网的融合。

2020年,许多“非中国”公司在品牌推广工作中都使用了这个术语。美国工业软件提供商Aspen Technology于2020年8月宣布了其新的工业40
AIoT
Hub,瑞士网络安全公司Wisekey于2020年9月推出了以AIoT为中心的新数字战略。在2020年推崇这一术语的公司的其它例子包括总部位于新加坡的ASM
Pacific Technology和总部位于美国的分析软件提供商SAS。

最大的物联网相关收购:Nvidia-ARM

2020年9月13日,英伟达宣布有意收购ARM,这是迄今为止最大的半导体交易,估值400亿美元。除了是最大的半导体交易外,此次收购有望为AI&边缘物联网带来新的技术创新。英伟达收购的主要业务板块是ARM的处理器IP,其中也有重要的IoT成分,尤其是边缘计算。ARM的IoT产品&服务集团(ARM的Pelion
IoT平台、MbedOS、SoC解决方案/安全、KigenSIM解决方案)将不参与此次交易。如果这笔交易获得监管部门的批准,可能会出现这样一种情况:中国企业永远得不到ARM的技术。这可能会进一步造成美中贸易关系的不平衡,从而使美国在半导体知识产权市场占据主导地位。

2020年的重要收购(与物联网相关)包括:

最雄心勃勃的新物联网连接技术:Amazon Sidewalk

2020年11月,亚马逊通知Amazon Echo设备和Ring安全摄像头的客户,Amazon
Sidewalk将很快推送到他们的设备上。Sidewalk是一个雄心勃勃的项目,旨在创建一个邻里共享的网络,让宠物或资产追踪器等物联网设备,即使在家庭Wi-Fi网络中断或超出范围时也能连接到互联网。这是通过将不同的Wi-Fi网络连接成一个低带宽网络,供不同用户的物联网设备使用的技术。

2020年9月,LoRa低功耗标准幕后的芯片公司Semtech宣布已与亚马逊建立合作伙伴关系,以合作构建网络;几个月后的12月,据报道LoRa联盟正在洽谈,也将加入并支持Sidewalk,使用开放的LoRaWAN标准,该联盟及其500多家成员公司都支持该标准。

最重要的政府举措:美国物联网网络安全改进法

2020年12月,《物联网网络安全改进法案》终于签署成为美国法律。其中,该法律要求美国国家标准与技术研究所(NIST)定期(至少每5年一次)更新物联网安全标准和指南。专家们希望,该法律能够促使制造商在设计物联网设备时考虑到一些网络安全功能(例如:使用安全编码实践、提供足够的认证、定期给设备打补丁)。

最大的IoT 2020 IPO:C3ai

2020年12月9日,C3ai上市(在纽约证券交易所交易,股票代码为“AI”)。C3是一个真正的物联网成功案例。该公司由美国亿万富翁Tom
Siebel于2009年创立,他因创立Siebel Systems公司而闻名,2006年1月该公司出售给甲骨文。C3ai最初叫C3
Energy,主要专注于电网、电表和公用事业的数字化,该公司后来(2016年)品牌更新为C3IoT,并将其关注点扩大到能源之外,作为一个横向物联网平台。近年来,该公司强调通用分析和人工智能能力,这也是为什么该公司再次将品牌重塑为C3ai。今天的C3ai声称它可以从5700万个传感器读取数据,但Siebel明确表示,重点是AI(包括非IoT应用)。2020年12月上市至今,股价已较开盘价飙升超过40%,估值近140亿美元(截至2021年1月8日)。

以上就是小编今天给大家整理分享关于“年度盘点|物联网2020年回顾:十大重要进展”的相关内容希望对大家有所帮助。小编认为要想在大数据行业有所建树,需要考取部分含金量高的数据分析师证书,这样更有核心竞争力与竞争资本。

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。

转( >第一章是物联网系统概述;第二章讲述互联网技术;第三章讲述物联网信息采集技术;第四章讲述物联网网络通信技术;第五章讲述物联网物品编码技术;第六章讲述物联网数据库技术;第七章讲述物联网网络安全技术;第八章讲述物联网管理系统开发。
实现物联网的基础技术
一、互联网技术
二、信息采集技术
三、网络通信技术
四、物品编码技术
五、数据库技术
六、网络安全技术
七、物联网管理系统开发技术

●传感器技术:价格低廉、性能良好的传感器是物联网应用的基石,物联网的发展要求更准确、更智能、更高效以及兼容性更强的传感器技术。智能数据采集技术是传感器技术发展的一个新方向。信息的泛在化对传感器和传感装置提出了更高的要求。具体如,微型化:元器件的微小型化,要求节约资源与能源;智能化:具备自校准、自诊断、自学习、自决策、自适应和自组织等人工智能技术;低功耗与能量获取技术:供电方式为电池、阳光、风、温度、振动等多种方式。
●设备兼容技术:大部分情况下,企业会基于现有的工业系统建造工业物联网,如何实现工业物联网中所用的传感器能够与原有设备已应用的传感器相兼容是工业物联网推广所面临的问题之一。传感器的兼容主要指数据格式的兼容与通信协议的兼容,兼容关键是标准的统一。目前,工业现场总线网络中普遍采用的如Profibus、Modus协议,已经较好地解决了兼容性问题,大多数工业设备生产厂商基于这些协议开发了各类传感器、控制器等。近年来,随着工业无线传感器网络应用日渐普遍,当前工业无线的WirelessHART、ISA100.11a以及wIA—PA3大标准均兼容了IEEE802.15.4无线网络协议,并提供了隧道传输机制兼容现有的通信协议,丰富了工业物联网系统的组成与功能。
●网络技术:网络是构成工业物联网的核心之一,数据在系统不同的层次之间通过网络进行传输。网络分为有线网络与无线网络,有线网络一般应用于数据处理中心的集群服务器、工厂内部的局域网以及部分现场总线控制网络中,能提供高速率高带宽的数据传输通道。工业无线传感器网络则是一种新兴的利用无线技术进行传感器组网以及数据传输的技术,无线网络技术的应用可以使得工业传感器的布线成本大大降低,有利于传感器功能的扩展,因此吸引了国内外众多企业和科研机构的关注。
传统的有线网络技术较为成熟,在众多场合已得到了应用验证。然而,当无线网络技术应用于工业环境时,会面临如下问题:工业现场强电磁干扰、开放的无线环境让工业机器更容易受到攻击威胁、部分控制数据需要实时传输。相对于有线网络,工业无线传感器网络技术则正处在发展阶段,它解决了传统的无线网络技术应用于工业现场环境时的不足,提供了高可靠性、高实时性以及高安全性,主要技术包括:自适应跳频、确实性通信资源调度、无线路由、低开销高精度时间同步、网络分层数据加密、网络异常监视与报警以及设备入网鉴权等。
●信息处理技术:工业信息出现爆炸式增长,工业生产过程中产生的大量数据对于工业物联网来说是一个挑战,如何有效处理、分析、记录这些数据,提炼出对工业生产有指导性建议的结果,是工业物联网的核心所在,也是难点所在。
当前业界大数据处理技术有很多,如SAP的BW系统在一定程度上解决了大数据给企业生产运营带来的问题。数据融合和数据挖掘技术的发展也使海量信息处理变得更为智能、高效。工业物联网泛在感知的特点使得人也成为了被感知的对象,通过对环境数据的分析以及用户行为的建模,可以实现生产设计、制造、管理过程中的人一人、人一机和机一机之间的行为、环境和状态感知,更加真实地反映出工业生产过程中的细节变化,以便得出更准确的分析结果。
●安全技术:工业物联网安全主要涉及数据采集安全、网络传输安全等过程,信息安全对于企业运营起到关键作用,例如在冶金、煤炭、石油等行业采集数据需要长时问的连续运行,如何保证在数据采集以及传输过程中信息的准确无误是工业物联网应用于实际生产的前提。

2006至2020年,物联网应用从闭环、碎片化走向开放、规模化,智慧城市、工业物联网、车联网等率先突破。中国物联网行业规模不断提升,行业规模保持高速增长,江苏、浙江、广东省行业规模均超千亿元。

截至到2019年,我国物联网市场规模已发展到15万亿元。未来巨大的市场需求将为物联网带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。

近年来,我国政府出台各类政策大力发展物联网行业,不少地方政府也出台物联网专项规划、行动方案和发展意见,从土地使用、基础设施配套、税收优惠、核心技术和应用领域等多个方面为物联网产业的发展提供政策支持。在工业自动控制、环境保护、医疗卫生、公共安全等领域开展了一系列应用试点和示范,并取得了初步进展。

目前我国物联网行业规模已达万亿元。中国物联网行业规模超预期增长,网络建设和应用推广成效突出。在网络强国、新基建等国家战略的推动下,中国加快推动IPv6、NB-IoT、5G等网络建设,消费物联网和产业物联网逐步开始规模化应用,5G、车联网等领域发展取得突破。

政策推动我国物联网高速发展

自2013年《物联网发展专项行动计划》印发以来,国家鼓励应用物联网技术来促进生产生活和社会管理方式向智能化、精细化、网络化方向转变,对于提高国民经济和社会生活信息化水平,提升社会管理和公共服务水平,带动相关学科发展和技术创新能力增强,推动产业结构调整和发展方式转变具有重要意义。

以数字化、网络化、智能化为本质特征的第四次工业革命正在兴起。物联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,通过对人、机、物的全面互联,构建起全要素、全产业链、全价值链全面连接的新型生产制造和服务体系,是数字化转型的实现途径,是实现新旧动能转换的关键力量。

我国物联网行业呈高速增长状态 未来将有更广阔的空间

自2013年以来我国物联网行业规模保持高速增长,增速一直维持在15%以上,江苏、浙江、广东省行业规模均超千亿元。中国通信工业协会的数据表明,随着物联网信息处理和应用服务等产业的发展,中国物联网行业规模已经从2013年的4896亿元增长至2019年的15万亿元。

虽然我国物联网发展显著,但我国物联网行业仍处于成长期的早中期阶段。目前中国物联网及相关企业超过3万家,其中中小企业占比超过85%,创新活力突出,对产业发展推动作用巨大。

物联网作为中国新一代信息技术自主创新突破的重点方向,蕴含着巨大的创新空间,在芯片、传感器、近距离传输、海量数据处理以及综合集成、应用等领域,创新活动日趋活跃,创新要素不断积聚。

物联网在各行各业的应用不断深化,将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式。未来巨大的市场需求将为物联网带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。

在政策、经济、社会、技术等因素的驱动下,2020年GSMA移动经济发展报告预测,2019-2025年复合增长率为9%左右,2020年中国物联网行业规模目标16亿元,按照目前物联网行业的发展态势,十三五规划的目标有望超预期完成;预计到2025年,中国物联网行业规模将超过27万亿元。

未来物联网行业将向着多元方向发展

标准化是物联网发展面临的最大挑战之一,它是希望在早期主导市场的行业领导者之间的一场斗争。目前我国物联网行业百家争鸣,还未有一个统一的标准出现。因此在未来可能通过不断竞争将会出现限数量的供应商主导市场,类似于现在使用的Windows、Mac和Linux *** 作系统。

合规化同样是当下物联网面临的问题之一,特别是数据隐私问题。目前数据隐私已成为网络社会的一个关键词,各种用户数据泄露或被滥用的事件频发,特别是Facebook的丑闻引发了全球担忧。

因此在未来,我国各种立法和监管机构将提出更加严格的用户数据保护规定,,用户的敏感数据可能会随着时间的推移而受到更严格的监管。

安全化是指预防物联网软件遭受网络黑客攻击,在未来,以安全为重点的物联网设施将受到更多的关注,特别是某些特定的基础行业,如医疗健康、安全安防、金融等领域。

多重技术推动物联网技术创新

从技术创新趋势来看,物联网行业发展的内生动力正在不断增强。连接技术不断突破,NB-Iot、eMTC、Lora等低功耗广域网全球商用化进程不断加速;物联网平台迅速增长,服务支撑能力迅速提升;

区块链、边缘计算、人工智能等新技术题材不断注入物联网,为物联网带来新的创新活力。受技术和产业成熟度的综合驱动,物联网呈现“边缘的智能化、连接的泛在化、服务的平台化、数据的延伸化”等特点。

—— 以上数据来源于前瞻产业研究院《中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》


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