物联网的主要技术有哪些？

●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。\x0d\●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。\x0d\●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。\x0d\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。\x0d\●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。\x0d\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。\x0d\●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。

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。

对于互联网大家并不陌生，我们将设备连接到互联网产生了许多惊人的好处， 通过使用智能手机，笔记本电脑和平板电脑，我们感受到了这些好处，但其实，对其他一切设备都是如此，是的，我说的是一切设备。

物联网实际上是一个非常简单的概念，它意味着把世界上所有的东西都连接到互联网上，不仅仅局限于手机、电脑。物联网技术的原理其实就是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万建筑的“Internet of Things”，也就是大家常说到的万物互联。

据电力行业2020年度发展报告指出，2019年我国能源互联网建设速度加快，终端能源电气化水平有所提升。电力体制持续改革，电力科技创新逐步加快，标准化建设取得成效。同时构建全球能源互联网成为了全球共识，电力国际合作进一步加深。

在江苏工业园区，运用天然气分布式热电冷三联供，完成资源阶梯级利用，能源综合率达到70%左右；在北京大学，通过监控平台管理，每年可节约225万吨用水量和116万千瓦的用电量；在上海，浦东供电公司利用云平台开展负荷填谷，使全域电力负荷下降约4%。诸多数据表明了，综合能源管理改变了能源使用节奏，也为该区域带来了新的发展活力。

随着物联网和5G技术的成熟，简单的节能管理已经难以满足需求。要真正做到综合能源管理，不光要实时收集数据，还要利用数据进行分析总结规律，对异常状况进行报警。实际降低能耗的同时还要与自身系统相连接。借此选用 Hightopo 帮助南京工业大学建立的综合能源管控可视化系统为案例：

可视化系统不光展示出整个园区，还密切对建筑物用能、能源管网进行监测。同时根据获取的数据对该建筑、该区域的能耗进行评价、审计、分析并生成具体的数据统计以便管理者查看并做出调整。还兼顾对设备全生命周期的管理，由被动维修变为主动保养，减少由于设备停摆所带来的损失。

并且在Hightopo 的轻量架构的基础上可以与园区自身系统相接形成数据互通告别数据分离。学校通过节能降低了运行成本，减轻管理压力，同时学生的节能意识也在管理模式变化中得到了增强。

综合能源管控系统能做到精准调配资源，可以规避这种情况发生。区域能源管理也为智慧城市增添了新思路，使得综合能源服务拥有更多展现方式。从完善区域的能源结构再到完善整个城市的能源分配管控，降低能耗成本，符合低碳绿色的时代发展需求。

参考资料：

                      官网——Web组态

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之前的文章 《石油地质数字孪生概述》 中，我们介绍了常规数字孪生的概念、石油地质数字孪生的概念及其内涵。本文主要介绍石油地质数字孪生的特点及实现目标。

由于石油研究对象、石油业务的特殊性，石油地质数字孪生相比常规设备类数字孪生有着非常明显的差异，主要表现在以下方面：

11 对客观实体描述的不确定性

常规的数字孪生一般是对某个特定的设备或者可见实体进行描述，对这些实体的描述属于确定性的描述。而石油地质研究的对象，是地下地质体，是无法直接观测的，因此对地下地质体的描述永远是研究者主观认识的描述，存在极大的不确定性。随着对地下地质体的认识深入，只能不断地接近客观实体。

12 对客观实体描述的动态性

对地下地质体的描述是随着石油勘探开发业务的开展不断深入、细化的，因此这个“客观”的实体是不断变化的，这和常规实体的唯一性有着较大的差别。这种变化需要随着工作的深入，要不断对地下地质体的描述进行实时更新。

13 数字孪生建立与运用的同步性

常规的数字孪生系统一般是先建立一个数字孪生系统，然后在这个孪生系统之上建立各种应用。而石油地质数字孪生系统是边建立边应用，在建立的过程中不断应用，应用的过程中又同时建立并不停地完善系统，两者是同步的，相辅相成的。

石油勘探开发研究对象处于地下，研究工作者无法直接观测和描述，所有对地下地质体的认识都是采用间接的方式。石油地质数字孪生是一种新的技术形式，通过这种技术可以将对地下地质体的直接描述和认识变成可能，从而解决业务上的很多技术问题。

21 对地质对象进行更准确的描述

只要能够测量与描述，就能够改善，这是工业领域不变的真理，对石油勘探开发同样这样。无论开展哪个工作，前提是对我们的工作对象进行准确的了解，都需要对地质体进行精确的测量和描述，对地质体的各种属性、参数和动态变化情况有全面的认识，从而实现在工作中进行精准的分析和优化。

过去对地质体传统的描述方法一般是单维度描述，不同维度的描述信息缺少有效的关联，从而对地质体的展示方式上也缺少更加直观的方法。

通过石油地质数字孪生可以对地下地质体进行更加全面、形象、准确地描述。对地下地质体的描述可以从过去的简单描述，升级为多个业务维度联合描述，对地质体可以实现全三维描述，并且可以随时间变化实现四维动态描述。同时，利用数字孪生技术，可以借助于物联网和大数据技术，通过采集有限的物理传感器指标的直接数据，并借助大样本库，通过机器学习推测出一些原本无法直接测量的指标和数据。

22 达到更全面的分析和预测能力

石油勘探开发各项工作都是建立在对地质体的分析和预测基础之上，特别是对未来的变化趋势及指标预测更是影响工作的关键指标。通过常规的分析方法和手段很难做到比较全面的预测分析，而数字孪生可以结合物联网的数据采集、大数据的处理和人工智能的建模分析，实现对当前状态的认识和评估、对过去发生问题的总结，以及对未来趋势的预测，并给予分析的结果，模拟各种可能性，提供更全面的决策支持。

23 实现工作过程的建模及标准化

石油勘探开发的业务过程是由一系列相互关联、相互结合的业务组成，同时该业务过程也是对地下地质体的认识、实践、再认识的一个深化过程。石油地质数字孪生可以很好的将石油勘探开发的业务过程和地下地质体的认识过程统一起来。

在石油工业中所有的石油勘探开发工作都是依据一定的行业规范或标准实施的，所以这个业务过程是标准化的。通过石油地质数字孪生可以将石油勘探开发工作过程进行建模及标准化，实现对业务的标准化 *** 作及管理。

24 实现对过去认识经验的数字化

石油勘探开发各种过程是对地下地质体不断认识的循环过程，所有的工作都是建立在前人的各种经验和各种积累基础之上的，因此对过去的工作及认识经验的总结在工作中占据非常重要的地位，采用传统方式难以对历史认识进行集成和深化。

而通过数字孪生技术可以很好地对过去的经验进行管理和应用，将原先无法保存的专家经验进行数字化，并提供保存、复制、转移和应用的能力，通过知识化的管理和应用加深对地质体的深化认识。

25 实现对未来趋势及各种认识的预测

通过对历史数据的管理不仅仅可以得到过去的经验，通过大数据分析处理技术还可以对未来进行很好的预测，这种预测结果对未来的工作有着巨大的指导意义。

26 实现勘探开发整个业务的闭环

我们对地下地质体准确的认识是为了更好地进行下一步的工作决策，整个石油工作就是在认识、实践、再认识、再实践的不断循环、不断深化的过程中开展的。数字孪生技术可以提供一个直观、客观的工作平台，一方面将认识成果沉淀起来，同时在该工作平台利用积累的认识成果进行新的认识，并指导下一步工作决策，实现整个勘探开发工作的闭环。

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