智慧环保,如何把物联网技术应用到环境

智慧环保,如何把物联网技术应用到环境,第1张

环境保护工作严峻的形式给环境监管带来更高要求。当前环保监控系统中,移动执法和污染源、河流、水质、空气质量等环境要素的控均有各自的系统,分别有不同的 *** 作步骤,系统间难以兼容、 *** 作繁杂;各系统接口的不同导致无法实现系统间的信息共享;现场执法人员无法实时掌握污染源排放情况;诸多不足给环境监控人员工作带来很大不便。在此大背景下,“智慧环保”应运而生。

一、“智慧环保”是互联网技术与环境信息化相结合的概念

智慧环保借助物联网技术的数字环保平台,将在线监测监控网络、环境应急指挥系统融合,结合物联网、云计算、多网融合等多种技术方案,通过实时采集污染源排放因子、环境质量、环境生态、环境风险、企业信息管理等信息,构建全方位、多层次、立体化、全覆盖的生态环境监测网络,构筑感知测量更透彻、互联互通更可靠、智能应用更深入的智慧环保物联网体系,以更加精细和动态的方式实现环境管理和决策,从而实现环境保护智慧化。

二、智慧环保建设思路

1、建设思路

结合当前环境保护工作实际需求,按照“服务需求、应用主导;统筹规划,统一标准;整合资源、协同共享”的原则,提出一种“智慧环保”项目建设思路:包括大气环境综合监测系统、水环境综合监测系统、网格化监管系统、企业信息管理系统、企业环境信用评价系统、建设项目环境管理系统、排污许可证管理系统、三同时验收系统、环境监测业务管理系统等,形成覆盖主要生态要素的资源环境承载能力动态监测网络,实现环境信息统一监管、统一应用、统筹规划、生态环境数据互联互通和开放共享,具体归纳为:

(1)一张网:建设加密监测网+网格化监管网。通过“线上千里眼、线下网格员”的综合布局实现环境监管的天罗地网,通过线上监控和线下监管联动,促进环保执法溯源明确、反应及时、处理快速、监督有效。

(2)一张图:采用多维GIS融合技术,将污染源分布、环境质量实时监控、污染趋势变化,网格员分布等在一张地图上显示出来,真正实现“物联网前端感知、应用时态分析、管理虚拟仿真、多维GIS空间分析”一体化的GIS可视化应用创新模式,实现对环境质量和管理直观把控,对环保决策及监督进行有力支撑。

(3)一张表:将空气质量、水环境质量、网格化监管、企业信用评分等进行排名,有利于增强环保意识,强化各级属地责任、环保部门综合监管责任、行业部门管理责任和企业主体责任等,促进治污有效落实,从而使环境质量整体好转。

(4)一个库:将大气、噪声、固废、污染源、移动执法等不同业务信息集成于一个数据库,实现数据统一存取,信息共融共通,方便各种环境保护相关的工作应用。

(5)一个平台:通过整合原有业务系统,建立健全网格化监测监管系统及移动办公系统,促使工作程序化,规范化,提高工作效率及社会服务效能。进而实现工作过程可监控、全程可追溯、公众可监督,实现综合、动态、事前、事中、事后相结合,打造一个全方位、多层次、规范化的信息化监控平台。

2、建设模式

智慧环保基于云计算、物联网、互联网+架构,其网络架构主要包括智能感知层、网络传输层、服务层和系统应用层。智能感知层包括对水质、空气、噪声、固废、土壤、污染源核辐射、移动执法等环境要素的感知监测设备;网络传输层为以互联网为基础的高速传输网络,如移动网络、卫星网络、互联网络和自组网络等;服务层包括支撑平台和环境云数据中心,支撑全局的环境数据资源和业务应用;系统应用层提供环境在线监控平台主要的功能――水质监测、大气监测和污染源、固废、噪声、生态监测,对数据、业务进行集成,形成完整的集成系统,实现日常办公应用、环保电子政务、环境管理和监控及决策支持等功能。

智慧环保项目涉及层面较广,实际构建中需要与多个技术方沟通对接,依据“优先解决突出问题”、“避免重复建设”和“充分利用现有资源”的原则,将大气环境网格化监测、水环境监测和网格化环境监管纳入建设重点,噪声、医废、固废、放射源可后期跟进;视频追踪和可与当地公安部门的综治系统结合,实现视频信息资源共享。

3、智慧环保发展前景

智慧环保是当代信息技术发展的必然,也为新时期环境保护科学发展提供了崭新之路。通过智慧环保,使得搭建一套综合信息基础架构成为可能,从而实现对环境的有效管理。通过部署完善的感测网,运用现场实地监测的感测系统,达到环境监管与预防突发环境事件发生的效果。

智慧环保提高环境与发展的综合决策能力,对构建资源节约型、环境友好型社会,实现环境保护战略目标具有重要意义。

三、智慧环保网格化环境监管平台

搭建网格化环境监管平台,建立城市管理长效机制,深化环境监管体制改革,建立条块结合、责权利相统一的环境管理新模式,推进安全社区创建,保障城市安全稳定,打造“平安城市”,实现城市环境监管管理资源的横向共享和业务的整合,立足城市科学管理,为城市发展服务。

网格化环境监管系统采用万米单元网格管理法和环境管理部件、事件管理法相结合的方式,应用、整合多项智慧环保技术,实现环境监管管理的信息化、标准化、精细化、动态化;按照“属地管理、分级负责、无缝对接、全面覆盖、责任到人”的原则,以政府为责任主体,明确相关部门环境监管职能,建立“横向到边、纵向到底”的网格化环境综合监管平台,明确职责分工,促进管理流程再造,落实管理职能逐步,建立起发现迅速、分工明确、责任到位、处置及时、运转高效的安全管理和监督的长效机制,保证环境监管运行使用中管理问题能够及时发现、及时处理、及时解决。

网格化环境监管平台采用“三级管理、三级网络”的模式以村居为单位,以村居网格为基本单元,区县、乡镇结合,集合区县级管理,建立全区统一编码,实现区、镇街、村居三级网格管理层面信息资源共享。一级网格是全区级别,由环保局负责;二级网格是各个镇街级别的,由各个镇街环保责任人负责;三级网格是各村(社区)构成,主要是由警务助理级区域责任人负责。金鹏信息智慧环保解决方案

1恒宝股份
2新大陆
3聚光科技:环境监测物联网先锋,
4东软载波:电力线载波龙头受益智能电网建设,
5盛路通信:移动宽带助力物联网公司起航,近看微波超预期,中看物联网布局
6安居宝:保障住房的推广和智能家居
7达华智能:实实在在的物联网应用,
8远望谷:毛利率恢复正常水准,物联网发展前景广阔
9东方电气:电源设备领袖
10大唐电信:金融IC卡推广和移动支付标准制定
11东信和平:金融IC卡
12厦门信达:自动识别芯片生产商

WiFi行业市场综述

WiFi技术具有短距传输、高速率等特点,率先在手机、笔记本电脑等消费级电子终端设备上实现大规模应用,并逐步向物联网、虚拟现实等应用场景渗透。

WiFi技术定义

WiFi(Wireless Fidelity)是一种将电子终端设备以无线方式互相连接的局域网通讯技术。WiFi技术基于IEEE 80211标准,该标准是由电气和电子工程师协会(IEEE)定义的无线局域网通信标准,通过定义一个媒体访问控制层(MAC)和数个物理层(PHY)规范标准为便携式、可移动终端设备建立局域网无线连接。

根据IEEE 80211标准的定义,WiFi网络架构可分为独立型基本服务集(Independent Basic Service Set)、基础结构型服务集(Infrastructure Basic Service Set)、网状基本服务集(Mesh Basic Service Set)以及扩展服务集(Extended Service Set)。WiFi技术具有短距传输、高速率等特点,率先在手机、笔记本电脑等消费级电子终端设备上实现大规模应用,并逐步向物联网、虚拟现实等应用场景渗透。

物联网无线传输技术

在物联网通信技术体系中,WiFi、蓝牙、Zigbee同属无线局域网技术,主要面向通信范围较小的场景,三类技术在传输速率、传输距离、功耗等方面存在差异。

国际WiFi联盟简介

国际WiFi联盟根据各类企业对产品认证的不同需求设置4个成员级别,不同级别成员需交付费用、享有权益各不相同。

国际WiFi联盟国际WiFi联盟(WiFi Alliance,WFA)成立于1999年,是负责WiFi技术应用产品认证及商标授权的国际组织。电气和电子工程师协会(IEEE)为WiFi技术创建IEEE 80211标准,但不负责测试、认证相关技术产品,国际WiFi联盟填补技术认证方面的空白,通过建立和执行WiFi相关产品认证标准,对技术相关产品的互 *** 作性、兼容性等进行测试、验证,以进一步推动WiFi技术规范应用。当相关技术产品通过国际WiFi联盟的测试后,产品的相关制造商、经销商即可获得授权,在产品上使用“WiFi CERTIFICATE”商标。国际WiFi联盟根据各类企业对产品认证的不同需求设置4个成员级别,不同级别成员需交付费用、享有权益各不相同,其中,面向大、中型企业的成员级别包括贡献者会员和实施者会员,面向小型企业的成员级别包括入门级参与者会员和入门级实施者会员。

WiFi行业产业链分析

中国分立器件领域8英寸晶圆制程整体落后于国际领先水平,并向后制中国WiFi行业产业链包括上游的芯片供应商、模组供应商,中游的路由器供应商、WLAN设备供应商,以及下游的消费级电子终端供应商、物联网应用服务商约着中国小信号分立器件设计能力的发展。

中国WiFi行业产业链

中国WiFi行业产业链包括上游的芯片供应商、模组供应商,中游的路由器供应商、WLAN设备供应商,以及下游的消费级电子终端供应商、物联网应用服务商。上游的芯片供应商为模组供应商提供WiFi芯片产品,模组供应商为中游的路由器供应商和WLAN设备供应商提供通讯设备模组产品。中游的路由器供应商和WLAN设备供应商为下游提供路由器、WLAN设备等无线网络设备产品。下游的消费级电子终端供应商、物联网应用服务商为最终用户提供基于WiFi技术的终端产品以及应用服务。

产业链上游分析

WiFi芯片市场高度集中,海外大型传统集成电路设计厂商占据主导地位,而伴随着WiFi 6标准的推广,头部厂商逐步加快推广WiFi 6芯片产品。

WiFi芯片市场状况:WiFi芯片市场集中度高,以海外厂商为主,博通、高通、Marvell、Celeno、Quantenna等头部厂商占据约80%市场份额。

WiFi芯片市场价格:WiFi芯片可分为终端设备芯片和网络设备芯片,其中,终端设备芯片市场平均单价区间约为5-10元,网络设备芯片市场平均单价区间约为20-30元。

WiFi芯片市场参与者:WiFi芯片市场参与者包括以博通、高通、Marvell、Celeno、联发科等为代表的大型传统集成电路设计厂商,和以乐鑫科技、南方硅谷、联胜德、新岸线等为代表的中小型集成电路设计企业。

WiFi芯片市场发展前沿:WiFi 6为最新WiFi技术标准,博通、高通、Marvell等WiFi芯片头部厂商逐步加快推广WiFi 6芯片产品。2019年,WiFi芯片市场发生多起芯片厂商收购事件,传统集成电路头部厂商通过收购WiFi芯片相关厂商打进WiFi产业链上游市场,为其在物联网应用市场的战略布局作铺垫。

WiFi产业链各环节厂商逐步向WiFi模组市场拓展,按照模组产品的应用特性可将WiFi模组厂商分为终端设备类厂商、芯片类厂商、物联网应用服务类厂商和网络设备类厂商。

WiFi模组市场状况:相比WiFi芯片,WiFi模组生产门槛更低,厂商数量众多,市场竞争更激烈,WiFi产业链各环节厂商逐步向WiFi模组市场拓展。

WiFi模组市场价格:WiFi模组可分为终端设备模组和网络设备模组,其中,网络设备模组市场平均单价区间约为40-60元。不同类型终端设备所采用的WiFi模组产品价格存在差别,其中,手机端WiFi模组市场平均单价区间约为5-20元,智能家居类终端设备WiFi模组市场平均单价区间约为15-45元。

WiFi模组市场参与者:按照模组产品的应用特性可将WiFi模组厂商分为终端设备类厂商、芯片类厂商、物联网应用服务类厂商和网络设备类厂商。终端设备类厂商典型代表包括华为、小米、三星等,芯片类厂商典型代表包括高通、博通、联发科等,物联网应用服务类厂商包括涂鸦智能、利尔达等,网络设备类厂商包括锐捷科技、华为、TP-Link等。

WiFi模组市场发展:现阶段,相比手机端WiFi模组,应用于智能家居、智慧城市等物联网场景的WiFi模组价格仍处于较高水平,仍有较大下降空间。

产业链中游分析

多家厂商推出支持WiFi 6标准的路由器产品,而该类产品定价高,主要面向游戏场景,无线速率达3,000Mbps以上。

WiFi路由器:信号传输重要设备

WiFi路由器可将有线网络信号转换为无线网络信号,为安装WiFi模组的手机、笔记本电脑、智能家电等终端设备提供信号传输功能。在中国市场中,WiFi路由器代表厂商包括TPLink、华为、小米、华硕、Netgear等。

多家厂商发布WiFi 6路由器产品

在WiFi 6技术标准应用推广步伐逐步加快的发展背景下,TP-Link、华为、小米、华硕、Netgear等多家路由器厂商推出支持WiFi 6标准的路由器产品以迎合市场发展需求,而从产品的发展情况分析,现阶段的WiFi 6相关路由器产品定价高,多采用4核芯片,主要面向游戏场景,无线速率均在3,000Mbps以上,其中,华硕GT-AX11000的速率可达11,000Mbps以上。伴随WiFi 6路由器应用规模进一步扩大,相关产品价格将趋于下降。

现阶段的WLAN设备市场以商用级产品为主,市场集中度高,新华三、锐捷网络、华为等WLAN设备头部厂商陆续推出基于WiFi 6标准的WLAN设备,市场竞争愈发激烈。

WLAN设备:WLAN(Wireless Local Area Network,无线局域网)指以无线电波为数据传输介质将计算机设备相互联通,构成资源共享的局域网络体系。构成WLAN网络的设备包括WLAN终端设备、AP(Access Point,无线接入点)、AC(Access Controller,无线控制器)、PORTAL服务器等。

WLAN设备产品及应用服务:WLAN设备厂商主要为用户提供AP和AC设备,并可为用户提供WLAN网络整体解决方案。WLAN设备产品及应用服务可分为商用级和消费级两个层级,而现阶段的WLAN设备市场以商用级产品为主,主要面向产业园区、机场、火车站等大型应用场景。

WLAN设备市场竞争格局:WLAN设备市场集中度高,思科、Aruba-HPE、Ubiquiti、ARRIS、华为占据全球市场约80%份额,而中国市场中,新华三、锐捷网络、华为、信锐技术、思科的市场份额约共达90%。在中国通信运营商2019年WLAN设备大型集中采购项目中,锐捷网络、新华三多次中标。

WLAN设备市场发展前沿:新华三、锐捷网络、华为等WLAN设备头部厂商陆续推出基于WiFi 6标准的WLAN设备,如锐捷网络的RG-AP880、华为的AirEngine系列等,头部厂商在WiFi 6 WLAN设备方面的竞争将愈发激烈,WLAN设备市场将保持高度集中的发展态势。

产业链下游分析

消费级电子终端是WiFi技术核心应用场景,但近5年来,以智能手机为代表的消费级电子终端市场规模逐步下滑,WiFi技术逐步向物联网应用场景渗透。

消费级电子终端是WiFi技术核心应用场景

手机、平板电脑、笔记本电脑等消费级电子终端是WiFi技术核心应用场景,在消费级电子终端市场发展带动下,WiFi产业基础逐步建立。现阶段,市场中的多数智能手机、平板电脑、笔记本电脑产品均支持WiFi技术,其中,约50%的WiFi连接设备为智能手机。近5年来,中国智能手机出货量从2015年的46亿部下滑至2019年的37亿部,下滑趋势明显,对WiFi产业产生不利影响。伴随WiFi 6标准逐步推广,苹果、华为、三星、小米、vivo、OPPO等智能手机厂商逐步加快WiFi 6相关产品布局,以在竞争愈发激烈的智能手机市场中取得发展优势。

WiFi技术正重点渗透物联网应用场景

近5年来,伴随着消费级电子终端市场规模逐步下滑,WiFi技术逐步拓展应用市场,向智能家居、智慧城市、智能制造等物联网应用场景渗透,其中,WiFi技术在智能家居场景的应用推广步伐较快。WiFi技术具有短距传输、高速率等特点,能迎合智能家居场景的应用需求。除WiFi外,蓝牙、Zigbee等局域网技术亦是智能家居场景的常用无线传输技术,三种技术之间存在竞争关系。在中国市场中,基于WiFi技术的物联网应用服务商典型代表包括小米、欧瑞博、涂鸦智能、紫光物联网等。

市场规模

近5年来,在消费级电子终端设备市场发展步伐趋于滞缓的背景下,中国WiFi芯片市场规模有所下滑,预计未来5年,WiFi 6标准及物联网应用将带动WiFi芯片市场进一步增长。

中国WiFi芯片市场规模

现阶段,WiFi技术仍主要应用于手机、平板电脑、笔记本电脑等传统消费级电子终端设备,WiFi芯片市场与消费级电子终端市场密切相连。近5年来,消费级电子终端设备市场规模呈现下滑趋势,以手机为例,中国手机出货量在2016年达到近5年来的顶峰,而2017-2019年,中国手机出货量逐年下滑,对WiFi芯片市场造成不利影响。按芯片销售额进行计算,中国WiFi芯片市场规模从2015年的1729亿元下滑至2019年的1680亿元。近两年来,智能家居、智慧城市等物联网领域对WiFi芯片产品需求愈发提升,中国WiFi芯片出货量有所回升。

WiFi芯片市场未来发展

WiFi 6芯片产品将成为主流:现阶段,支持WiFi 6标准的芯片产品出货量仍不高,而伴随着WiFi 6标准逐步应用推广,预计至2023年,支持WiFi 6标准的芯片在WiFi芯片总出货量中的占比有望达90%

物联网应用占比将逐步提升:在手机、平板电脑、笔记本电脑等消费级电子终端出货量逐步下滑的背景下,WiFi技术将加快渗透至智能家居、智能制造等物联网应用场景,相关芯片应用占比将逐步提高。

新型应用场景将日益增多:除传统消费级电子终端和物联网应用外,WiFi技术在VR/AR、超高清视频等新型高速率应用场景亦具有高适用性,预计针对此类应用的WiFi芯片将在未来5年不断增多。

WiFi行业发展驱动因素

WiFi 6标准推动技术升级

WiFi 6标准通过引入OFDMA频分复用技术、MU-MIMO技术、BSS着色机制、TWT技术等技术实现升级发展。

WiFi技术每4-5年实现一次迭代升级,而最新的WiFi 6标准于2018年推出市场。在WiFi 6标准中,OFDMA频分复用技术、MU-MIMO技术分别在频率空间和物理空间上提供多路并发技术支持,显著提升网络整体性能与速度,降低网络时延,优化用户体验。BSS着色机制可降低同频道干扰,有效提升频谱资源利用效率。WiFi 6标准还通过引入TWT技术降低终端设备功耗,有利于WiFi技术在物联网领域进一步应用推广。

基于WiFi 6标准的多方位性能升级,支持WiFi 6标准的芯片、模组、路由器、无线AP、手机终端等产品市场需求日益提升,WiFi 6标准将推动WiFi行业进一步发展。

WiFi 6标准实现多方面性能提升:相比WiFi 4、WiFi 5等历代标准,WiFi 6标准在带宽、 设备连接数量、时延、功耗等多方面实现提升。WiFi最高调制从WiFi 5的256QAM提升至WiFi 6的1,024QAM,可在高密度用户环境下实现高速率、低时延网络传输。此外,WiFi 6标准还将每个频段的载波发送时间从Wi-Fi 5标准的32毫秒提升至128毫秒,有效降低丢包率和重传率。

WiFi 6标准相关产品不断增多:自WiFi 6标准发布以来,市场中的WiFi 6标准相关产品数量不断增多,有利于行业进一步发展。从市场产品情况分析,WiFi 6标准相关产品主要集中在芯片、模组、路由器、无线AP、手机终端等方面,其中,以无线AP和手机终端发展最为突出。在无线AP方面,华为、锐捷网络、新华三等厂商走在前列,而在手机终端方面,苹果、华为、三星、小米等手机大厂在WiFi 6手机产品方面的竞争亦愈发激烈。

智能家居应用市场快速扩张

WiFi是智能家居场景重要无线组网连接技术,在智能家居应用市场快速扩张的发展背景下,WiFi技术产业发展步伐日益加快。

中国智能家居市场快速扩张:在人工智能、物联网、云计算、大数据等智能技术赋能下,智能家居行业快速发展,相关产品数量增长迅猛。此外,伴随着中国居民人均可支配收入日渐提高,消费者对智能家居产品的消费能力亦不断提高,推动中国智能家居市场逐步扩张。中国智能家居市场规模从2015年的1,6544亿元增长至2019年的3,8762亿元,年复合增长率达237%。预测未来5年,消费者对智能家居的认知度将日益提升,智能家居产品普及度将逐步提高,智能家居市场规模将进一步扩张。

WiFi是智能家居场景重要无线组网连接技术:WiFi技术具有高速率、高宽带、安全可靠等突出优点,可满足智能家居应用需求,是智能家居场景重要无线组网连接技术。根据中国智能家居产业联盟数据,2018年,WiFi在中国智能家居行业组网连接技术体系中的应用占比达194%,为智能家居场景第二大无线传输技术。得益于中国智能家居市场快速发展,应用WiFi技术的智能家居设备数量不断增长,WiFi产业发展步伐日益加快。

中国WiFi行业发展风险因素

中国WiFi行业发展风险主要体现在需求端和技术应用端:在需求端,智能手机出货量趋于下滑不利于WiFi产业发展;在技术应用端,WiFi面临其他物联网通信技术竞争风险。

需求端风险:智能手机出货量趋于下滑

手机、平板电脑、笔记本电脑等消费级电子终端是WiFi技术的核心应用市场,其中,约50%的WiFi连接设备为智能手机。中国智能手机出货量在2016年达到近5年来的顶峰后逐渐下滑,从2016年52亿部下降至2019年的37亿部,下滑趋势明显。作为下游应用需求端的核心代表,智能手机市场逐渐萎缩对WiFi产业链上、中游发展带来明显发展风险,行业发展压力加大。

技术应用端风险:其他物联网通讯技术竞争风险

在传统消费级电子终端市场发展步伐趋于滞缓的背景下,WiFi技术逐步转移目标应用市场,正重点渗透物联网应用场景。在物联网应用场景中,WiFi技术面临来自NB-IoT、LoRa、Zigbee等无线传输技术竞争。相比NB-IoT、LoRa等技术,WiFi技术在功耗、连接设备数量等方面处于劣势。此外,WiFi模组价格下滑幅度小于其他技术模组产品,不利于其在物联网领域进一步应用推广。

中国WiFi行业相关政策法规分析

中国政府发布的多部重要产业规划均对无线通信、无线局域网技术提出相关发展要求及指引,有力推动WiFi行业进一步发展。

2016年7月,中共中央、国务院发布《国家信息化发展战略纲要》,提出要统筹国家现代化建设需求,实现信息基础设施共建共享,协调频谱资源配置,科学规划无线电频谱,提升资源利用效率,该政策内容有利于中国频谱资源规范化配置,使WiFi技术在稳定频谱环境下运作。2019年2月,中共中央、国务院发布《粤港澳大湾区发展规划纲要》,提出要推动珠三角无线宽带城市群建设,实现免费高速无线局域网在大湾区热点区域和重点交通线路全覆盖,实现城市固定互联网宽带全部光纤接入,WiFi作为无线局域网重要技术之一,将在粤港澳大湾区逐步推广应用。

中国WiFi行业发展趋势

WiFi 6将与5G技术形成互补共存关系

5G和WiFi 6均应用MIMO相关技术,同具有高速率、低时延等突出优势,而两者的技术本质和应用优势各不相同,5G将重点面向户外场景,WiFi 6将重点面向户内场景。

5G和WiFi 6为通讯领域两大前沿技术,两种技术同具有高速率、低时延等优势,均可应用于物联网、虚拟现实、超高清视频等应用领域。而从两种技术的本质特性分析,5G为广域网授权频谱技术,重点面向户外应用场景,WiFi 6为局域网非授权频谱技术,重点面向户内应用场景,两者的应用优势各不相同。WiFi 6可改善5G通信在户内场景穿透性差、覆盖率低、功耗高等问题,5G可改善WiFi 6在户外场景无法实现大量设备远距传输的问题,两者将逐步形成互补共存关系。

新兴应用场景不断增多

伴随着WiFi 6标准逐步应用推广,WiFi网络的高速率、低时延、低功耗等性能优势将更加突出,应用WiFi网络的新兴应用场景不断增多。

相比WiFi 4、WiFi 5等历代WiFi技术标准,WiFi 6在带宽、网络速率、网络时延、功耗等方面实现提升,从而进一步拓展WiFi技术应用场景。从WiFi技术的应用发展情况分析,第一阶段以手机、平板电脑、笔记本电脑等消费级电子终端为驱动,第二阶段以智能家居、智慧城市等物联网应用为驱动,第三阶段以虚拟现实、超高清视频应用等新一代高速率应用为驱动,而在WiFi 6技术标准发展推动下,WiFi技术向第三阶段迈进的步伐日益加快。

中国WiFi行业市场竞争格局

中国WiFi芯片厂商的发展水平与海外头部厂商相比有较大差距,仍需进一步提高,而WiFi 6为现阶段行业发展关键竞争点,WiFi 6相关网络设备、终端设备产品将不断增多。

中国厂商在WiFi芯片环节参与度最低:WiFi芯片市场集中度高,以海外厂商为主,中国厂商在WiFi芯片环节的参与度最低。在中国芯片厂商中,乐鑫科技在WiFi MCU芯片方面逐渐积累优势,华为在最新发布的AX3 WiFi路由器中应用其自研的凌霄系列芯片,中国厂商的发展步伐日渐加快,但和海外头部厂商相比仍有较大差距。

WiFi 6为现阶段行业发展关键竞争点:WiFi产业链各环节厂商陆续研发支持WiFi 6标准的产品,WiFi 6为现阶段行业发展关键竞争点。近两年来,支持WiFi 6标准的WLAN设备、路由器、手机终端产品受到市场高度关注,而在WiFi 6相关产品方面走在前列的厂商包括华为、小米、锐捷网络等。华为在路由器、WLAN设备、手机终端等方面均布局WiFi 6相关产品,其中以AirEngine系列WLAN设备发展最突出。小米在WiFi 6路由器、手机终端、智能家居设备等方面走在前列。

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摘 要:对物联网的技术信息进行了综合分析,介绍了物联网的起源、基本概念、国内外的研究现状和应用现状,讨论了物联网的体系结构、感知及终端技术、物联网的安全、智能化等关键技术,最后结合中国物联网的发展及产业现状,提出了物联网的应用与技术建议。
关键词:物联网(IOT);射频识别(RFID);网络应用;关键技术
中图分类号:TP3934 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2012)08-0078-03
Features and application of Internet of Things
MA Yin
(Jiangsu College of Information Technology, Wuxi 214153, China)
Abstract: A comprehensive analysis of Internet of Things (IOT) is made The origin and basic concepts of IOT is presented firstly The current research on IOT at homeland and abroad and application of IOT are introduced secondly The key techniques of IOT such as the architecture, perception and terminal technology, security of IOT and intelligence are discussed in detail Combined with the development and current industry situation, the suggestions about IOT application and technical improvement are made finally
Keywords: Internet of Things (IOT); Radio Frequency Identification (RFID); Internet application; key technique
0 引 言
随着信息技术的发展,智能化管理与服务也得到快速发展,物联网正是在这样的条件下发展起来的新兴产业。物联网是以感知为核心的物物互联的综合信息系统,其发展将促进传统生产、生活方式向着现代智能化的方式转变,可大大提高生产力和社会运行效率,提升人们的生活质量。物联网是继计算机、互联网之后,世界信息产业的第3次革命。
早在1995年,比尔·盖茨在《未来之路》中就已经提及物物互联的概念,但受限于当时无线网络、硬件及传感设备的发展情况而未引起重视。1998年,美国麻省理工学院(MIT)创造性地提出了当时被称为EPC系统的物联网构想。1999年,在建立物品编码、RFID技术和物联网的基础上,美国Auto-ID中心首先提出“万物皆可通过网络互联”,从此阐明了物联网的基本含义[1]。
物联网的基本思想产生于上世纪末,但近年来,随着信息技术的发展,物联网才真正引起人们的关注。2005年,在信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005:物联网》[2]。《报告》指出,无所不在的“物联网”通信时代即将来临:通过一些关键技术,用互联网将世界上的物体都连接在一起,使世界万物都可以上网,世界上所有物体都可以通过互联网主动进行信息交换。射频识别技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术和机器人技术等将得到更加广泛的应用。欧洲智能系统集成技术平台(EPOSS)于2008年在《物联网2020》[3]报告中分析预测了未来物联网的发展主要经历四个阶段:2010年之前广泛应用于物流、零售和制药等领域;2010—2015年实现物与物之间的互联;2015—2020年进入半智能化阶段;2020年之后实现全智能化。目前,物联网的产业发展和应用正在由第一阶段向第二阶段过渡期,物物互联的应用范围不断扩大。RFID 在欧美国家已具有成熟的产业链,这些国家主要将RFID 技术应用于交通、车辆管理、身份识别、生产线自动化控制、仓储管理及物资跟踪等领域。我国目前的物联网虽然只有小规模应用,但物联网的战略性新兴产业地位已经明确。
1 物联网关键技术及特点
物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化的重要特征。物联网是一种复杂多样的综合网络系统,根据信息生成、传输、处理和应用过程,可以把物联网分为感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层。
11 感知识别层
感知识别层由大量具有感知和识别功能的设备组成,可以部署于世界任何地方、任何环境之中,被感知和识别的对象也不受限制。感知识别技术是物联网的核心技术,是联系物理世界和信息世界的纽带,主要作用是感知和识别物体,采集并捕获信息。关键技术不仅包括射频识别技术、无线传感器等信息自动生成设备,也包括各种智能电子产品用来人工信息生成,主要是感知和识别设备的功耗、物体标签信息的浓缩和写入、物体信息代码的分类匹配等。近年来,各类可联网的电子产品层出不穷,智能手机、个人数字助理(PDA)、多媒体播放器、上网本、笔记本、平板电脑等迅速普及,人们可以随时随地接入互联网,分享信息。信息生成方式的多样化是物联网区别于其他网络的重要特征。
12 网络构建层
网络构建层主要是将感知识别层数据接入互联网。互联网及下一代互联网(包含IPv6技术)是物联网的核心网络。
各种无线网络可提供随时随地的网络接入服务。各种不同类型的无线网络合力提供便捷的网络接入,是实现物物互联的重要基础设施。无线个域网包括蓝牙技术(802151标准)、ZigBee技术(802154标准),无线局域网包括现在广为流行的Wi-Fi技术(80211标准),无线城域网包括现有的WiMAX技术(80216标准),无线广域网包括现有移动通信网络及其演进技术(3G、4G通信技术)。

物联网的感知部分主要以传感器为主。

由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通讯接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统。其目标是把信息的获取、处理和执行集成在一起,组成具有多功能的微型系统,集成于大尺寸系统中,从而大幅度地提高系统的自动化、智能化和可靠性水平。

因为MEMS,赋予了普通物体新的生命,它们有了属于自己的数据传输通路、有了存储功能、 *** 作系统和专门的应用程序,从而形成一个庞大的传感网。这让物联网能够通过物品来实现对人的监控与保护。

扩展资料

物联网自身就是一个复杂的网络体系,加之应用领域遍及各行各业,不可避免的存在很大的交叉性。如果这个网络体系没有一个专门的综合平台对信息进行分类管理,就会出现大量信息冗余、重复工作、重复建设造成资源浪费的状况。

每个行业的应用各自独立,成本高、效率低,体现不出物联网的优势,势必会影响物联网的推广。物联网现急需要一个能整合各行业资源的统一管理平台,使其能形成一个完整的产业链模式。

物联网的应用领域涉及到方方面面,在工业、农业、环境、交通、物流、安保等基础设施领域的应用,有效的推动了这些方面的智能化发展,使得有限的资源更加合理的使用分配,从而提高了行业效率、效益。

在家居、医疗健康、教育、金融与服务业、旅游业等与生活息息相关的领域的应用,从服务范围、服务方式到服务的质量等方面都有了极大的改进,大大的提高了人们的生活质量。

在涉及国防军事领域方面,虽然还处在研究探索阶段,但物联网应用带来的影响也不可小觑,大到卫星、导d、飞机、潜艇等装备系统,小到单兵作战装备,物联网技术的嵌入有效提升了军事智能化、信息化、精准化,极大提升了军事战斗力,是未来军事变革的关键。

参考资料来源:百度百科-物联网


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