物联网有哪些应用场景？

以下是物联网常见的应用场景：
1、车联网
车联网行业中，车载智能终端、车载扫码支付设备、行车记录仪、车载综合监控/DVR。车载设备借助物联卡，流量卡实现车与车、人、路、平台之间的联系。
2、智慧物流
智慧物流是指物联网用于物流行业，在物流的运输、仓储、包装、装卸、配送，大大降低了物流运输成本，提高运输效率，在物流中的运用大致是这四个方向：仓储管理、运输监测、冷链物流、智能快递柜。
3、智能穿戴
智能穿戴其实就是指智能手表、智能手环、智能眼镜等，物联网卡是智能穿戴行业不可或缺的一部分。
4、智慧城市
智慧城市是未来城市发展的方向和趋势，通过物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等智能计算技术的应用，使得城市管理、教育、医疗、交通运输、住宅等更互联、高效和智能，人们可以随时随地享受到便利的生活。
5、智能安防
安防是物联网的一大应用场景，智能安防主要包括三大部分，智能门禁、报警系统、监控系统，行业中主要以安防监控为主。
6、智慧农业
将物联网技术运用到农业中去，使传统农业更具“智慧”，从而实现农业无人化、自动化、智能化管理。
7、智慧医疗
安全健康也是我们非常关心的问题，物联网技术在医疗行业中有着极大的作用，物联网卡将设备进行连接，实现信息实时采集和稳定传输数据，对医疗行业的服务水平和效率有着积极的促进作用。在医疗中的运用大致是这两个场景：可穿戴医疗设备、数字化医院。

物联网（IoT）是指具有嵌入式识别、传感和驱动功能的空间分布设备，通过互联网和Web扩展到物理领域。近年来，随着科技的迅猛发展，物联网技术不断升级与积累，产业链得到不断完善与成熟，将带动全球物联网市场的持续发展。

在应用方面，物联网应用前景广阔。首先，在智能家居方面，物联网可以实现智能家居设备之间的互通和联动，让人们能够在家中更加方便舒适地生活。其次，在工业自动化方面，物联网可以实现设备之间的信息交换和数据共享，提高生产效率和质量。除此之外，物联网在智慧城市、医疗保健等领域都有广泛的应用。

尤其值得一提的是，随着5G技术的推广，物联网的应用前景更加广阔。5G网络的高速低延迟性能将有助于物联网设备之间更加快速地进行数据交互，为物联网的广泛应用提供了更好的支持。

行业主要企业：大富科技(300134)、梦网集团(002123)、共进股份(603118)、胜宏科技(300476)、润和软件(300339)、立昂技术(300603)

定义

所谓“物联网”(Internet of
Things，IOT)，又称传感网，指的是将各种信息传感设备，如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网连接起来并形成一个可以实现智能化识别和可管理的网络。

早期的物联网是指依托射频识别技术的物流网络，随着技术和应用的发展，物联网的内涵已经发生了较大的变化。现阶段，物联网是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的各种信息传感设备，通过网络设施实现信息传输、协同和处理，从而实现广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的互联。物联网依托多种信息获取技术，包括传感器、射频识别(RFID)、二维码、多媒体采集技术等。物联网的几个关键环节可以归纳为“感知、传输、处理”。

物联网行业发展前景及趋势分析

1、产业物联网占比逐渐上升

根据信通院于2020年12月发布的《2020中国物联网白皮书》，2019年中国物联网连接数中产业物联网和消费者市场各占一半，预计到2025年，物联网连接数的大部分增长来自于产业市场，产业物联网的连接数将占到总体的61%。由此来看，未来产业物联网的市场发展潜力大于消费物联网。

2、市场规模不断增大

目前，物联网在全球呈现快速发展趋势，欧、美、日、韩等国均将物联网作为重要战略新兴产业推进，但在繁荣景象背后却仍存在着众多阻碍发展的因素。其中核心标准的缺失，尤其是作为顶层设计的物联网参考架构等基础标准目前仍处于空白，基于争夺物联网产业主导权，各国对国际标准方面的竞争亦日趋白热化。

新冠疫情对于物联网行业来说犹如达摩利斯之剑，一方面疫情导致全球技术供应链出现一定的停滞期，另一方面疫情助推中国物联网的渗透。2020年无人工厂、无人配送、无人零售、远程教学、远程医疗等“无接触经济”的爆发均离不开物联网技术的支撑。综合多方面的情况分析，前瞻认为未来5年中国物联网的发展将保持高速增长，到2026年市场规模超过6万亿元。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国物联网行业细分市场需求与投资机会分析报告》。

——预见2023：《2023年中国物联网产业全景图谱》(附市场规模、竞争格局和发展前景等)

行业主要上市公司：大富科技(300134)、梦网集团(002123)、共进股份(603118)、胜宏科技(300476)、润和软件(300339)、立昂技术(300603)等

定义

所谓“物联网”(Internet of
Things，IOT)，又称传感网，指的是将各种信息传感设备，如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网连接起来并形成一个可以实现智能化识别和可管理的网络。

早期的物联网是指依托射频识别技术的物流网络，随着技术和应用的发展，物联网的内涵已经发生了较大的变化。现阶段，物联网是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的各种信息传感设备，通过网络设施实现信息传输、协同和处理，从而实现广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的互联。物联网依托多种信息获取技术，包括传感器、射频识别(RFID)、二维码、多媒体采集技术等。物联网的几个关键环节可以归纳为“感知、传输、处理”。

产业发展前景：物联网将继续保持高速增长

1、发展前景：市场规模不断扩大，产业物联网占比逐渐上升

物联网是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。中国以加快转变经济发展方式为主线，更加注重经济质量和人民生活水平的提高，采用包括物联网在内的新一代信息技术改造升级传统产业，提升传统产业的发展质量和效益，提高社会管理、公共服务和家居生活智能化水平。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。综合多方面的情况分析，前瞻认为未来6年中国物联网的发展将保持高速增长，到2027年市场规模超过7万亿元。

根据信通院于2020年12月发布的《2020中国物联网白皮书》，2019年中国物联网连接数中产业物联网和消费者市场各占一半，预计到2025年，物联网连接数的大部分增长来自于产业市场，产业物联网的连接数将占到总体的61%。由此来看，未来产业物联网的市场发展潜力大于消费物联网。

2、发展趋势：重点城市带动周边城市发展，分工协作格局将进一步显现

国内物联网产业已初步形成环渤海、长三角、珠三角，以及中西部地区等四大区域集聚发展的总体产业空间格局。其中，长三角地区产业规模位列四大区域的首位。未来中国物联网产业空间演变将呈现出三大趋势：

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国物联网行业细分市场需求与投资机会分析报告》。

基于单片机的智能冰箱系统
2021-05-23邓然邵鑫宇于剑光朱英坤
科学与生活订阅 2021年5期收藏
关键词：无线通信冰箱单片机
邓然 邵鑫宇 于剑光 朱英坤



摘要：互联网技术的日益发展带动了智能冰箱的市场占有率，家电接入物联网迈入高速市场化发展期，从而带有无线通信模块的智能家电迎来了发展期。智能冰箱能够进行不同模式间切换，自动适应不同环境，始终保持食物最佳储存状态，通过电脑或手机，可以对冰箱内食物数量、质量进行监控，为用户提供健康食谱，通过互联网进行网络下单补充食材，并能进行美食分享。本系统旨在设计一款智能冰箱系统，选用性能较高的STM32单片机进行系统搭建，使冰箱内环境参数恒定，可以通过智能化手段查看数据。利用DS18B20传感器实现对冷冻室温度测量。DHT11传感器实现对保鲜室内温湿度测量，可以通过屏幕查看当前温湿度。根据测量结果自动启动设备实现制冷，除霜。通过Wifi无线通信实现，终端设备查看数据。
关键词：冰箱;温度;单片机;无线通信
1绪论
11 课题研究的背景和意义
随着人们对智能新技术依赖和需求不断提高。智能家居成为了人们追求的目标。智能家居利用家庭住宅为平台，将目前多种成熟技术、智能化硬件、智能终端等进行应用，组建成一个智能化家居系统。在目前国家经济快速发展的同时，对于家居住宅节能减排、保护环境、绿色、低碳等要求下，智能家居控制设备所体现出的自身优越性，逐渐成为住宅行业未来发展追求的重点。
12 智能冰箱的研究现状
国外对智能家居的研究从1980年开始，到目前为止已经发展了三十多年，比中国起步早，大概经过了四次技术变化。
智能家居产品使用最多的是第三次智能家居技术，实现家中所有设备统一控制，不过第四次技术中使用IP技术，在一些发达国家已经开始研发，有相应的产品。
2013年4月，三星推出了一款名为T9000的智能冰箱，除了冰箱本身在外观上是四开门的设计外，最为吸引人眼球的是这款冰箱加载了安卓的系统，这款冰箱门上配备了一块10英寸的触摸屏，支持WiFi网络的连接，并且有自带的笔记应用程序Evernote
海信也在2012年11月份推出了博纳SMART智能冰箱，这款冰箱可以搭载物联云服务，引入全新的食品管理功能。2015年海尔公司发布“馨厨”互联网智能冰箱，自带10寸屏幕、立体声扬声器，通过此电子屏可以进行影音娱乐播放，生活咨询查询，以及网络交互等。
13 主要研究内容
基于单片机的智能电冰箱设计与实现，DS18B20温度传感器采集冰箱内冷冻室内温度，DHT11温湿度传感器采集冰箱冷藏室内温度和湿度，数据传送给STM32F103主控单元模块，OLED液晶显示数据。根据不同数据可以控制制冷设备和除霜设备，同时无线传输数据到终端设备显示，达到恒温恒湿的效果。
2 智能冰箱总方案设计
根据智能冰箱的特性可知，家居冰箱数据传输要求通信方式具有数据量小、传输距离比较近、节点多、安全系数高等特点，而无线通信具有自组网、多节点、低功耗、短延迟等特点，无疑是智能家居内部网络通信方式的最佳选择，所以在智能家居通信方式上采用WiFi等无线通讯方式相结合的形式。
21 系统分析
系统主要由以下部分组成：智能冰箱、远程服务器及智能移动终端（智能手机或PAD）。系统以STM32F103单片机为控制核心，利用DHTIl数字式温度传感器采集温度信号，并送入单片机处理后显示。然后把数据通过单片机的串口送入串口转Wi-Fi数据传输模块中，由该模块进行无线数据的收发。无线路由器进行中继和路由，远程服务器对收发的数据进行处理，并与智能移动终端进行通信，由智能移动终端对冰箱进行远程控制及远程状态显示。智能冰箱控制系统及无线系统结构框图如图2-1所示。
22 无线通信方案选择
本系统采用无线通信方式通信，将传感器采集到冰箱的数据经过无线方式传送到手机显示，同时通过此无线方式，进行控制。
222 Wifi
WiFi之所以能够风行全球，这与它的固有特性是分不开的，相比于其他无线通信技术，传输速度快、电力消耗非常低、无线链路更好的工作、高信号可靠性。采用wifi无线通信方式作为无线通信方案。
23 智能冰箱硬件选型
在智能冰箱系统的设计当中，硬件选择主要包括控制器芯片、温度传感器和WIFI芯片。同一个功能，可以选择不同的硬件，但是好的硬件对整个系统的稳定性、功耗和经济成本至关重要，因此，硬件的选择对于本研究方案至关重要。
231控制器芯片选择
该微处理器功能强大、价格低廉，工作电压在2～36V，具有多种省电模式，这保证了低功耗应用，工作环境温度在-40℃～+80℃/-40℃～+105℃，这显示了它可以在寒冬酷暑的季节稳定运行。
主要具有以下几种优势：
（1）成本低
（2）功能强大
（3）技术成熟
（4）功耗相对较低。
232冷藏室温湿度传感器选择
DHT11温湿度传感器也是一款含有已经校准的数字信号输出的温湿度传感器部分。具有的数字模块的采集技术与温湿度传感器的技术，保证了产品含有很好的可靠性与稳定性。这DHT11温湿度传感器如图2-3所示。
233冷冻室温度传感器选择
冷冻室需要对食品进行冷冻，所以需要选择一款量程适合低温检测的传感器。DS18B20是常用的数字温度传感器，其输出的是数字信号，具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点。
234 Wifi模块选择
ATK-ESP8266是一款高性能串口-无线模块，它板载ESP8266模块，通过串口和主控芯片通讯，这样可以很方便和主控芯片进行连接，最终选取ATK-ESP8266作为系统的WiFi模块。
24 系统软件选型
在 STM32 主控芯片开发时采用的是Keil u Vision5 开发环境。它主要针对 ARM 处理器，特别是采用 ARM Cortex-M 作为内核的处理器。Keilu Vision5 可以兼容Keil u Vision4，并在Keil u Vision4 的基础上，加强了对 Cortex-M微控制器开发的支持，并且把传统的开发模式和界面分成了 MDK Core 和Software Packs 两部分。
经过方案讨论，最后制定了最终智能冰箱系统设计方案。硬件框图如图2-6所示。
3 系统软件设计
本文软件设计选择在STM32主控芯片开发时采用的是Keil u Vision5开发环境。采用JLINK仿真器进行研究。在进行系统设计的过程中应用了模块化的设计思路，也就是说系统中的各个环节由子函数的调用发挥作用。
31 软件总体设计
Keil u Vision5是keil公司2013年10月推出的一款主要针对使用u Vision5 IDE 集成开发工具，它主要针对ARM处理器，特别是采用ARM Cortex-M作为内核的处理器。
Keilu Vision5 可以兼容Keil u Vision4，并在Keil u Vision4 的基础上，加强了对Cortex-M微控制器开发的支持，并且把传统的开发模式和界面分成 MDK Core 和Software Packs 两部分。
JLINK仿真器是SEGGER公司推出的JTAG仿真器，主要是为支持仿真ARM内核芯片，能在KEIL、ADS等多种集成开发环境下支持大部分ARM系列内核的仿真。
4结论
本文设计一款简单实用价格低廉的智能冰箱系统。该系统采用STM32 作为硬件平台，配合嵌入式 *** 作系统实现智能控制的基本功能。该系统不追求华丽外表，主要是价格低廉、简单实用，着眼于低端市场。本文设计了一种智能冰箱系统，该系统基于Wifi无线通信技术实现冰箱内食品环境温湿度信息采集、冷藏室和冷冻室等温度远程调节与监控、信息提示功能、数据存储等集控制和信息管理于一体，全方位全过程数据质控的成套设备及控制管理系统，具有安全可靠、能耗低、保鲜效果好、健康卫生等优点。
参考文献
[1]洪鑫，陈功冰箱的网络智能化交互设计策略研究[J]机电产品开发与创新，2018，31（01）：16-18+22
[2]吕秀凤，焦其意，崔培培，高冬花综述智能冰箱的发展现状[J] 家电科技，2015，（11）：24-25
课题类别：黑龙江省教育科学“十四五”规划2021年度重点课题
课题名称：新工科背景下基于AIOT的物联网工程专业人才培养模式的探究
课题编号GJB1421618
哈尔滨华德学院 黑龙江哈尔滨 150028

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