挑战一:低功耗是重中之重
物联网从一个利基市场(小众市场)不断发展成为一个几乎将我们生活各个方面都连接在一起的庞大网络,面对如此广泛的应用,功耗是至关重要的。在物联网领域中,许多联网器件都是配备有采集数据节点的微控制器(MCU)、传感器、无线设备和制动器。在通常情况下,这些节点将由电池供电运行,或者根本就没有电池,而是通过能量采集来获得电能。特别是在工业装置中,这些节点往往被放置在很难接近或者无法接近的区域。这意味着它们必须在单个纽扣电池供电的情况下实现长达数年的运作和数据传输。
“电池的安装、养护和维修不仅难度很高,同时也会带来高昂的开销。而在某些车间或厂房内,这些 *** 作甚至非常危险。”关注无线和低功耗充电领域的Harsha表示,“我们的目标就是让用户在器件的使用寿命内无需更换电池。”基于此,Harsha和他的团队正在研究尽可能延长微型电池供电时间的方法。例如,借助太阳能来供电,无论是室内或是户外光源,即使是只从光源中采集很少的能量,其影响也是巨大的。同时,通过工厂中某一物件的内外环境温差,也能够实现能量的采集,例如温度高于外部空气的高温液体管道。此外,在工业装置中,车间内机器所产生的振动也能被用于能量采集。通过住所内来自WiFi的无线电波,也可以为支持物联网节点的电池生成一个小电荷。
以上种种方法的目标是将电池的使用寿命延长10%或20%。虽然消费类电子元器件更新换代的速度越来越快,但是工业应用中的物联网技术可以持续很长的时间。通过使用能量采集来延长电池的使用寿命,一块电池可以持续供电20年到30年,直到所有的节点需要更换。在某些情况下,由于能量采集的使用,这些节点甚至可以实现无电池运行。
挑战二:感测必不可少
如果没有感测,那么物联网也将不复存在。传感器、微型器件和节点是构成整个物联网系统的基石,它们能够测量、生成数据并将数据发送给其他节点或云端设备。无论是感测住宅的房门是否关闭,还是汽车的机油是否需要更换,抑或是生产线上的某个设备会不会出现故障,传感器采集到的数据都是关键信息。
“感测在需要作出决策的时候便会发挥作用,这一过程不一定需要人工干预。”专注电流感测领域的Jason表示,“如果传送带正在传输某个物体,传感器能够帮助确定这个物体是什么、重量为多少以及传送带是否过热等。例如,分析电机内的电流能够让人们了解电机的健康状况、是不是出现了故障。这些都是在进行工厂控制时需要了解的内容,而传感器使这一切变为可能。当提供实时数据时,这些重要数据的结合将影响到方方面面。”
因为传感器采集了海量的数据,特别是在工业物联网(IIoT)中更是如此,所以传感器软件的创新与传感器硬件的创新同样重要。当获得了海量的信息时,如何确定信息是不是过多?如何判定所掌握的数据是不是有用?其中极为重要的一环就是算法。一旦有了合适的算法并且得以充分利用,它们将改变制造业。工厂会变得越来越小,效率却越来越高。
挑战三:连通性选择由繁化简至关重要
一旦传感器数据被低功耗节点采集,这些数据必须被传送到某个地方。在大多数情况下,它会被传送至一个网关,这是物联网系统中互联网与云或其他节点之间的中间点。目前,根据独特的使用情况和不同的需求,我们可以选择多种有线或无线的方式来连接设备。各项不同连通性标准和技术都有其特殊的价值与用途,不过将WiFi、Bluetooth、Sub-1 GHz和以太网中的所有这些标准都整合起来却是一项巨大的工程。鉴于产品的多样性以及需要将连通性添加到很多标准与技术并不相同且大多数此前并不具备互联网连通性的产品中,这就需要采用复杂的技术,并使其变得更加简单。
挑战四:管理云端连通性是关键
一旦数据通过一个网关,它在大多数情况下会直接进入云端。在这里,数据被分析、检查,然后付诸实施。物联网的价值源自云端服务上运行的数据。正如连通性一样,云端服务的选择也有很多,这也是物联网发展中另一个复杂点。
“目前,云端供应商的种类繁多,数量也不尽相同,并且没有针对云端设备连接和管理方式的标准。”专注物联网市场发展领域的Gil表示。为了满足那些使用多个云端服务的用户的需求,必须开发物联网云端生态系统,提供集成的TI技术解决方案。可喜的是,由于云端技术已经实现了良好的成本效益,物联网目前正以极快的步伐飞速发展。不过,为了实现物联网的进一步增长,在复杂度简化方面还有很多工作要做。
挑战五:安全性是广泛采用的关键
整个系统的安全性是制约物联网被广泛采用的最大障碍之一。随着越来越多的设备变得“智能化”,越来越多的潜在安全性漏洞将出现。这需要业界研究构建先进的硬件安全机制,同时将安全机制成本和功耗保持在较低的水平上。这需要相关厂商在集成安全协议和安全性软件方面投入大量的人力物力,努力减少把高级安全性功能添加到物联网产品中所遇到的障碍,以确保在保障安全性方面降低门槛。
挑战六:为经验不足的开发人员提供简易物联网解决方案
虽然物联网技术曾经主要由技术公司使用,但是从目前来看甚至在未来一段时间里,物联网技术将在有着一定技术背景限制的行业中被广泛应用。以一个生产龙头公司为例。直到目前,由于没有任何需求,电气工程师也许从未在龙头制造公司工作过。但是如果这家公司打算生产接入互联网的花洒,那么其在人力和时间方面的投入将是巨大的。因此,物联网技术必须能够轻松地添加到其现有和未来的产品中,而无须网络和安全工程师参与其中。这些公司不需要像一家互联网技术公司那样,在技术学习方面投入,他们现在可以从相关企业获得现成可用的技术。对于相关技术公司来说,如何为这些经验不足的开发人员提供简易且立即见效的物联网解决方案,既是挑战更是机遇。
由于我们生活中越来越多的事物正在与网络建立互联,并且随着物联网应用的不断普及与拓展,还有大量的工作需要去完成。以物联网为代表的信息化应用是对我们未来方方面面高品质生活的巨大展望,包括我们的住所、汽车和高效工厂内的用户便利性与生活方式等,而这一切将最终使我们的世界变得更加美好。原标题:2019年中国物联网行业市场分析:规模化应用时,融合各行各业推动智能化转型
物联网融合各行各业推动智能化转型
物联网作为全新的连接方式,近年来呈现突飞猛进的发展态势。全国人大代表、小米集团董事长兼CEO雷军表示,在中国,物联网的大规模应用与新一轮科技与产业变革融合发展,预计2022年,中国物联网行业市场规模将超过724万亿元。他表示,各行各业的智能化转型如火如荼,物联网作为连接人、机器和设备的关键支撑技术,应加快推动布局,抓智能化转型机遇。
工业物联:助制造业实现“智能+”
政府工作报告指出,要打造工业互联网平台,拓展“智能+”,为制造业转型升级赋能。在雷军看来,推动工业物联网的应用,是实现制造业“智能+”的必要途径。
他表示,随着数字经济新引擎5G技术的布局,将能满足机器类通信、大规模通信、关键性任务通信对网络速率、稳定性和时延的高要求,因此物联网应用场景十分广泛,尤其与车联网、无人驾驶、超高清视频、智能家居等产业深度融合,进一步应用到制造业、农业、医疗、安全等领域,为各行各业带来新的增长机遇。
据前瞻产业研究院发布的《中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》统计数据显示,2015年全球物联网设备数量仅仅38亿台。截止至2018年底全球联网设备数量已经超过170亿,扣除智能手机、平板电脑、笔记本电脑或固定电话等连接之外,物联网设备数量达到70亿台。预测2019年全球物联网设备数量将达83亿台。并预测在2025年全球物联网设备数量将突破200亿台。
全球物联网市场的支出预计将在2017年增长37%,至1510亿美元。由于物联网的市场加速,这些估计数已向上修正。2017年全球物联网市场规模达到1100亿美元,截止至2018年末全球物联网市场规模增长至1510亿美元,并预测在2025年全球物联网市场规模将达15670亿美元。
2015-2025年全球物联网设备数量统计情况及预测
数据来源:前瞻产业研究院整理
2017-2025年全球物联网市场规模统计情况及预测(单位:十亿美元)
数据来源:公开资料、前瞻产业研究院整理
雷军表示,目前全球制造业竞争推动工厂向智能化转型,物联网作为连接人、机器和设备的关键支撑技术受到企业的高度关注。即将布局的5G技术优势,将能够较好满足工业控制需求,同时为制造企业提供远程控制和数据流量管理工具,以便更高效智能地管理大量的设备,并通过无线网络对这些设备进行软件更新。
雷军建议,我国应加大对高端装备、智能制造、工业物联网等重点领域的财税金融支持力度,引导中央、地方产业投资基金和社会资本,围绕大型制造企业上下游进行垂直改造,加强自动化产线、无人工厂等重大技术研发和成果转化,打造虚拟的产业闭环,提高产业的生产效率和整体国际竞争力。
农业物联万物生长数字化:物联网+农业会迎来怎样的“春天”
雷军表示,乡村振兴战略是以发展和创新的眼光推进现代农业建设。实施乡村振兴战略,就是推进农业农村的现代化,以创新驱动乡村振兴发展。
他认为,随着物联网在农业领域的应用越来越广泛,5G技术的应用将为建设智慧农业、数字乡村奠定坚实科技基础,带动农业实现发展变革。
什么是智慧农业呢
按照业界的说法,智慧农业以智慧生产为核心,智慧产业链为其提供信息化服务支撑。目前我国智慧农业有四大应用场景:数据平台服务、无人机植保、农机自动驾驶以及精细化养殖。
雷军建议,国家有关部门应制定出台5G农业应用补贴和优惠政策,并鼓励社会资本、运营商、互联网企业等共同参与,因地制宜规划打造智慧农业示范区、试验区,并在经验成熟后进行全国推广,全面提升农业领域的高新科技应用程度。
例如在养殖业,通过无线传感器网络技术,进行基本信息管理、疾病档案管理、防疫管理、营养繁殖管理,发展智慧养殖,实现数字化养殖。
在植保方面,借助物联网技术自动探测和记录区域内的微气候、墒情等环境信息,并结合植物保护专家系统来精确地预测病虫害的发生,从而通过无人机喷洒农药,精准高效解决农业生产的植保问题。
交通物联:无人驾驶或将最早“引爆”
“在5G众多的应用场景中,无人驾驶和车联网被认为是最有可能出现的引爆点。”雷军表示,智慧交通对通信网络有着极高的要求,而大带宽、低时延、海量的连接数量、严密的覆盖,这些都是5G技术的核心优势。
在雷军看来,智慧交通最可能爆发,一方面因无人驾驶具有巨大的节能潜力,在减少交通事故、改善拥堵、提高道路及车辆利用率等方面意义深远,并可直接带动智能汽车后市场等产业的快速发展。
另一方面,全球车联网产业进入快速发展阶段,信息化、智能化引领,全球车联网服务需求逐渐加大。基于5G技术的应用,智能交通领域将快速进入发展上行区间。
了解到,在重庆,长安、小康、力帆等汽车企业,均与百度的智能驾驶Apollo开放平台展开合作,包括自动驾驶全技术链流程、功能安全及信息安全、车联网、云服务等领域。
雷军建议,国家应研究、制定和出台关于智能交通的中长期发展目标,制定相应的法律法规和行业标准支持产业发展。尤其针对无人驾驶汽车的安全责任问题、技术试验问题、车联网的国家标准规范、智能芯片应用等产业发展关键点进行前置研判,通过鼓励性政策支持交通运输领域智能、安全、可控发展。
医疗物联:智能化就诊为“健康中国”加速
“物联网技术在医疗行业也有很广泛的应用空间。”雷军说,服务患者方面,可以采用LBS技术实现智能导诊,优化就诊流程,还可以借助可穿戴传感器和服务解决方案进行远程护理。
在保障设备质量方面,可以采用各类专用传感器,跟踪设备使用情况,借助预测性维护来修复关键医疗设备存在的潜在问题,完善设备运维体系。
环境监测方面,可以通过传感器对ICU室、手术室等特殊地点进行环境监测和预警。同时,基于医疗护理全流程的健康大数据,在安全保护前提下的数据标准细化、完善,以及数据网络的综合利用也显得尤为迫切。
在业界看来,在推进智慧医疗体系建设的大背景下,有多个方面的需要关注。比如,互联网医疗相关服务体系,包括发展互联网医疗、互联网+公共卫生服务、互联网+家庭医生签约等;另外还有医疗行业数据安全和服务质量安全。
雷军表示,要推动医疗实现智慧化,国家有关部门应逐步推动新技术在医疗卫生领域的应用,加快完善医疗物联网和健康大数据相关标准,制定医疗智能可穿戴设备及配套信息平台行业标准。
同时,出台针对物联网企业在医疗领域投入科学研究、应用开发的鼓励政策,使云计算、人工智能、虚拟现实/增强现实、物联网、区块链等技术在医疗卫生行业更好地集成创新和融合应用,满足人民日益增长的健康医疗新需求。
提高创新能力大力发展商业航天产业
关注物联网发展的同时,雷军今年参会还重点关注了在2018年热火朝天的商业航天的发展。
在雷军看来,航天是当今世界最具挑战性和广泛带动性的高科技领域之一,为服务国家发展大局和增进人类福祉作出了重要贡献。
近年,在运载、卫星和空间应用等领域,涌现出太空探索公司(SpaceX)、蓝色起源(BlueOrigin)、一网(OneWeb)等大批商业航天公司,被认为是最为活跃的创业领域之一。
雷军说,商业航天行业规模未来预计可达数万亿美元,将迎来空前的发展机遇,可重复使用火箭、巨型商业星座、商业载人空间站等航天计划,正在逐渐成真,彰显出商业航天推进技术进步和产业发展的巨大力量。
雷军建议,首先,我国应加快推动航天立法,确保民营企业长期稳定、合理有效利用空间资源的权利。建立商业航天市场准入退出、公平竞争、保险和赔偿、安全监管等机制,构建较为完善的商业航天法律体系。
雷军表示,商业航天属于快速发展的新兴行业,门槛高、投资大、战略意义显著,比多数产业更容易受到政府监管和行业政策的影响。
雷军建议,可由政府统筹,国企、民企多方聚力,布局商业航天产品智能制造,鼓励民企参与航天装备制造相关的国家重点项目,加速颠覆性航天技术创新与应用。
同时,制定商业航天装备产品量产及上下游企业的培育政策及实施细则,加大航天智能制造技术共享和转化力度,开放国家航天制造基础设施,颁布航天试验设施共享目录、有偿使用收费标准等。
在此基础上,雷军建议,应完善落实政府采购商业航天产品与服务机制,开放商业航天公司的行业准入,拓展商业服务与应用领域。
例如,可以简化商业火箭发射、航天测控、无线电频率等审批程序,引导鼓励民营企业战略性空间资源布局,承担轨道环境有序可控的应尽责任;可以进一步开放已有发射场,新增发射工位,满足高频次商业发射服务需求等。
物联网就业前景很好,物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点,其应用范围几乎覆盖了各行各业。
物联网专业是教育部允许高校增设新专业后,高校申请最多的学校,这也说明了国家对物联网经济的重视和人才培养的迫切性。物联网的产业规模比互联网产业大20倍以上,而物联网技术领域需要的人才每年也将在百万人的量级。
物联网的基本特征从通信对象和过程来看,物与物、人与物之间的信息交互是物联网的核心。物联网的基本特征可概括为整体感知、可靠传输和智能处理。
整体感知—可以利用射频识别、二维码、智能传感器等感知设备感知获取物体的各类信息。
可靠传输—通过对互联网、无线网络的融合,将物体的信息实时、准确地传送,以便信息交流、分享。
智能处理—使用各种智能技术,对感知和传送到的数据、信息进行分析处理,实现监测与控制的智能化。
物联网在当今社会有着巨大的意义和作用,曾被誉为经济发展和国家安全的关键所在。下面是我精心推荐的物联网应用技术论文,希望你能有所感触!
物联网应用技术论文一:浅析物联网应用技术摘 要近几年来物联网技术受到了人们的广泛关注。本文介绍了物联网技术的研究背景,传感网的原理、应用、技术,无锡是首个国家传感网信息中心。以最具代表性的基于RFID的物联网应用架构、基于传感网络的物联网应用架构、基于M2M的物联网应用架构为例,对物联网的网络体系与服务体系进行了阐述;分析了物联网研究中的关键技术,包括RFID技术、传感器网络与检测技术、智能技术和纳米技术;最后,展望了无锡物联网技术作为国家首个传感网信息中心对人类生活、工业发展、科技进步的促进作用。
关键词物联网;技术;应用
尽管物联网技术在国外以成熟,但国内物联网才刚刚起步,问题显然很明显。那就是物联网安全,物联网是一种虚拟网络与现实世界实时交互的新型系统,其无处不在的数据感知以无线为主的信息传输、智能化的信息处理,一方面固然有利于提高社会效率,另一方面也会引起大众对信息安全和隐私保护问题的关注。从技术上讲物联网存在很多网络安全隐患。由于物联网在很多场合都需要无线传输,这种暴露在公开场所之中的信号很容易被窃取,也更容易被干扰,这将直接影响到物联网体系的安全。物联网规模很大,与人类社会的联系十分紧密,一旦受到病毒攻击,很可能出现世界范围内的工厂停产、商店停业、交通瘫痪,让人类社会陷入一片混乱。
1物联网的定义
作为一个新兴产业,物联网从诞生到广泛应用需要经历四个阶段。第一阶段为设想阶段,是产业发展的最初时期;第二阶段是技术研发阶段;第三阶段为实验阶段。在技术研发的水平达到一定程度时,就可以进行小范围的试用和检测,这是从理论走向实践的一步。国内的研究也在同步前行,如中国移动、电信和联通三大电信运营商业开始尝试物联网业务。中国移动的手机钱包和手机购电业务,该业务也可以应用于超市、餐厅等小额支付场合;中国联通的无线环保检测平台通过3G网络,可实现对水表、灌溉、水文等动态数据进行检测,又可对空气质量、碳排放和噪音进行检测;第四阶段为全国推广阶段,也是投入资金最大的时期。同时,一旦大规模商用,大量基础设施的建设和终端产品的全面推广必将推动电信、信息存储处理、IT服务整体解决方案等众多市场的发展。
2物联网的发展趋势
业内专家认为,物联网一方面可以提高经济效益,大大节约成本;另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。物联网的发展是以移动技术为代表的普适计算和泛在网络发展的结果,带动的不仅仅是技术进步,而是通过应用创新进一步带动经济社会形态、创新形态的变革,塑造了知识社会的流体特性,推动面向知识社会的下一代创新。开放创新、共同创新、大众创新、用户创新成为知识社会环境下的创新新特征,技术更加展现其以人为本的一面,以人为本的创新随着物联网技术的发展成为现实。要真正建立一个有效的物联网,有两个重要因素。一是规模性,只有具备了规模,才能使物品的智能发挥作用。二是流动性,物品通常都不是静止的,而是处于运动的状态,必须保持物品在运动状态,甚至高速运动状态下都能随时实现对话。
3物联网应用技术的隐私问题
在物联网中,射频识别技术是一个很重要的技术。在射频识别系统中,标签有可能预先被嵌入任何物品中,比如人们的日常生活物品中,但由于该物品(比如衣物)的拥有者,不一定能够觉察该物品预先已嵌入有电子标签以及自身可能不受控制地被扫描、定位和追踪,这势必会使个人的隐私问题受到侵犯。因此,如何确保标签物的拥有者个人隐私不受侵犯便成为射频识别技术以至物联网推广的关键问题。而且,这不仅仅是一个技术问题,还涉及到政治和法律问题。这个问题必须引起高度重视并从技术上和法律上予以解决。造成侵犯个人隐私问题的关键在于射频识别标签的基本功能:任意一个标签的标识(ID)或识别码都能在远程被任意的扫描,且标签自动地,不加区别地回应阅读器的指令并将其所存储的信息传输给阅读器。这一特性可用来追踪和定位某个特定用户或物品,从而获得相关的隐私信息。这就带来了如何确保嵌入有标签的物品的持有者个人隐私不受侵犯的问题。
4物联网应用的关键领域
41 RFID
射频识别即RFID(Radio Frequency Identification)技术,又称电子标签、无线射频识别,是一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无需人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签, *** 作快捷方便。RFID是一种简单的无线系统,只有基本器件,该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器(或阅读器)和很多应答器(或标签)组成。
42传感网
传感网是随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信单元的微小节点,通过自组织的方式构成的 无线网络 。借助于节点中内置的传感器测量周边环境中的热、红外、声纳、雷达和地震波信号,从而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大 小、速度和方向等物质现象。
43 M2M技术
M2M是Machine-to-Machine/Man的简称,是一种以机器终端智能交互为核心的、网络化的应用与服务。M2M根据其应用服务对象可以分为个人、家庭、行业三大类。通信 网络技术 的出现和发展,给社会生活面貌带来了极大的变化。人与人之间可以更加快捷地沟通,信息的交流更顺畅。但是目前仅仅是计算机和其他一些IT类设备具备这种通信和网络能力。众多的普通机器设备几乎不具备联网和通信能力,如家电、车辆、自动售货机、工厂设备等。M2M技术的目标就是使所有机器设备都具备连网和通信能力,其核心理念就是网络一切(Network Everything)。M2M技术具有非常重要的意义,有着广阔的市场和应用,推动着社会生产和生活方式新一轮的变革。M2M是一种理念,也是所有增强机器设备通信和网络能力的技术的总称。人与人之间的沟通很多也是通过机器实现的,例如通过手机、电话、电脑、传真机等机器设备之间的通信来实现人与人之间的沟通。另外一类技术是专为机器和机器建立通信而设计的。如许多智能化仪器仪表都带有RS-232接口和GPIB通信接口,增强了仪器与仪器之间,仪器与电脑之间的通信能力。目前,绝大多数的机器和传感器不具备本地或者远程的通信和连网能力。
44两化融合
两化融合是信息化和工业化的高层次的深度结合,是指以信息化带动工业化、以工业化促进信息化,走新型工业化道路;两化融合的核心就是信息化支撑,追求可持续发展模式。 在中国***第十六次全国代表大会上,江泽民同志率先提出了“以信息化带动工业化,以工业化促进信息化”的新型工业化道路的指导思想;经过5年的发展和完善,在中国***第十七次全国代表大会上胡锦涛同志继续完善了“发展现代产业体系,大力推进信息化与工业化融合”的新科学发展的观念,两化融合的概念就此形成。
5结语
根据物联网的内涵可知,要真正实现物联网需要感知、传输、控制及智能等多项技术。物联网的研究将带动整个产业链或者说推动产业链的共同发展。信息感知技术、网络通信技术、数据融合与智能技术、云计算等技术的研究与应用,将直接影响物联网的发展与应用,只有综合研究解决了这些关键技术问题,物联网才能得到快速推广,造福于人类社会,实现智慧地球的美好愿望。
参考文献
[1]刘化君物联网体系结构研究[J]中国新通信,2010,5
[2]陆光耀物流信息管理[M]北京:中国铁道出版社,2008
[3]肖慧彬物联网中企业信息交互中间件技术开发研究北京:北方工业大学,2009
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