物联网(Internet of Things, 简称IoT)一词也有人称作 IoE(Internet of Everything),最早在 1999 年由麻省理工学院自动化识别系统中心创办人之一 Kevin Ashton 介绍相关概念时提到:…物联网有改变世界的潜能,就像互联网一样,甚至更深远。
一、定义
物联网(Internet of Things, 简称IoT)一词也有人称作 IoE(Internet of Everything),最早在 1999 年由麻省理工学院自动化识别系统中心(MIT Auto ID Center)创办人之一 Kevin Ashton 介绍相关概念时提到:物联网有改变世界的潜能,就像互联网一样,甚至更深远。
二、发展
1997年,负责P&G〈Procter & Gamble〉保养品营销的Kevin Ashton在几次的巡视中,注意到英国零售商在榛果油唇膏总是缺货,他尝试找寻方法解决,并尝试引入无线识别系统〈RFID〉管理P&G供应链,虽然当时RFID单价成本颇高,但他知道在量产之后,可以有效压低成本,也就是说只要P&G大量购入就可以搭到成本摊平,最后也成功改善供应链相关问题。一年之后,Ashton出任麻省理工学院自动化识别系统中心的执行官〈Executive Director〉,并在来年提出物联网一词;至今仅经过十多年,物联网算是起步不久,同时面临许多挑战的应用。
三、架构
物联网中,资料由底层的感测节点收集,并交给感测汇聚节点以提供上层运算设备,或是进一步传送至云端网络作为分享、储存或再运算使用,整个系统架构可能有许多种形式,不仅限于图一所示。
▲ 图一、感测网络阶层图
不过常见物联网架构为欧洲电信标准组织 (European Telecommunications Standards Institute, ESTI) 所整理之三层式体系结构,如图二所示。其中包含最底层感知层、中间层、网络层以及最上层“应用层”。感知层为物联网发展的基础,其中包含各种感测与通讯能力的设备,借助感知和监测环境信息,如声音、温度、湿度、亮度、速度等等,并使相关信息能传达至网络层;而网络层扮演搜集所有节点装置,包含各种有线与无线网络技术,必要时整合异质网络,将信息汇流到物联网专属的运算中心进行处理;应用层以客户需求分析感知数据,用来提供各领域各种应用。
▲ 图二、物联网ESTI三层式体系结构
物联网这个概念,人尽皆知,而且正以强势之姿席卷全球,各行各业因它而深处巨变之中。
物联网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事万物的“InternetofThings”。
在这个网络中,物品(商品)能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。
智能仓储是物流过程的一个环节,智能仓储的应用,保证了货物仓库管理各个环节数据输入的速度和准确性,确保企业及时准确地掌握库存的真实数据,合理保持和控制企业库存。
利用SNHGES系统的库位管理功能,更可以及时掌握所有库存货物当前所在位置,有利于提高仓库管理的工作效率。RFID智能仓储解决方案,还配有RFID通道机、查询机、读取器等诸多硬件设备可选。
智慧物流是一种以信息技术为支撑,在物流的运输、仓储、包装、装卸搬运、流通加工、配送、信息服务等各个环节实现系统感知。全面分析,及时处理及自我调整功能,实现物流规整智慧、发现智慧、创新智慧和系统智慧的现代综合性物流系统。
智慧物流能大大降低制造业、物流业等各行业的成本,实打实地提高企业的利润,生产商、批发商、零售商三方通过智慧物流相互协作,信息共享,物流企业便能更节省成本。
智能医疗在医疗卫生领域中,物联网是通过传感器与移动设备来对生物的生理状态进行捕捉。如心跳频率、体力消耗、葡萄糖摄取、血压高低等生命指数。
把它们记录到电子健康文件里面。方便个人或医生进行查阅。还能够监控人体的健康状况,再把检测到的数据送到通信终端上,在医疗开支上可以节省费用,使得人们生活更加轻松。
智能家庭在家庭日常生活中,物联网的迅速发展使人能够在更加便捷、更加舒适的环境中生活。人们可以利用无线机制来操作大量电器的运行状态,还可实现迅速定位家庭成员位置等功能,因此,利用物联网可以对家庭生活进行控制和管理。
智能农业在农业领域,物联网的应用非常广泛,如地表温度检测、家禽的生活情形、农作物灌溉监视情况、土壤酸碱度变化、降水量、空气、风力、氮浓缩量、土壤的酸碱性和土地的湿度等,进行合理的科学估计,为农民在减灾、抗灾、科学种植等方面提供很大的帮助,完善农业综合效益。
智能交通以图像识别技术为核心,综合利用射频技术、标签等手段,对交通流量、驾驶违章、行驶路线、牌号信息、道路的占有率、驾驶速度等数据进行自动采集和实时传送,相应的系统会对采集到的信息进行汇总分类,并利用识别能力与控制能力进行分析处理,对机动车牌号和其它高档车进行识别、快速处置,为交通事件的检测提供详细数据。该系统的形成,会给智能交通领域带来极大的方便。
智能电网也被称为“电网2.0”,它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。解决方案主要包括以下几个方面:
一是通过传感器连接资产和设备提高数字化程度;
二是数据的整合体系和数据的收集体系;
三是进行分析的能力,即依据已经掌握的数据进行相关分析,以优化运行和管理。
有资料显示,全球每天有550万个新设备接入物联网。这里整理了物联网涉及的各个领域的应用项目,总有一个有用的。
物联网未来发展趋势——电子化照护智慧城市
1 智能停车:监测可服务的停车位
2 建筑结构状态:监测建筑、桥墩、纪念碑的结构状态
3 都市噪音地图:实时监测都会闹区噪音
4 智能手机监测:检测手机通讯接口为Wifi 还是蓝牙
5 电磁场强度:检测基地台或Wifi 路由器的强弱
6 交通堵塞:监测车辆与行人状况进行优化
7 智能照明:根据天候状况自动调整照明情况
8 废弃物管理:监测垃圾桶状况,优化垃圾车回收路线
9 智能道路:根据气候与路况,提供高速公路警报与改道信息
物联网未来发展趋势——电子化照护智慧环境
10 森林火灾:监测燃烧气体与火灾情形,以确定警示区域
11 空气污染:控制工厂二氧化碳、汽车废气或农场有毒气体排放
12 积雪程度:实时监测雪道状况,通知相关人员预防雪崩
13 山崩:监控土壤水分、震动和地表密度,预防地表的危险情况发生
14 地震提前侦测:根据地震分布区域进行控制
物联网未来发展趋势——电子化照护智慧水力
15 自然水监测:监控城市自来水质量状况
16 河川污染:监测河流里是否有工厂废水
17 泳池状态:远程监控游泳池水质状况
18 海洋污染:监测海水是否遭污染
19 管线泄漏:监测是否漏液与管线压力变化
20 洪水状态:监测河流、水库的水流变化
物联网未来发展趋势——电子化照护智能电表
21 智能电网:监控与管理能源消耗
22 储罐监控:监测储水罐水压或油气罐的油气状况
23 太阳能设备部署:监测太阳能板安装效果
24 仓储计算:测量供货压力状况
物联网未来发展趋势——电子化照护安全与应变
25 边界出入控制:控制受限区域,防止未经授权的用户访问
26 湿度控制:监测重要建筑场地的漏水情况,避免断裂和腐蚀发生
27 辐射程度:分布式监测核电厂周围的辐射状况,实时发出泄漏警报
28 易燃物和有害气体:监测工厂或矿山周围的危险气体程度
物联网未来发展趋势——电子化照护零售通路
29 供应链控制:监测供应链的生产状况,提供产品追踪的能力
30 电子付费NFC:提供各种营业场所的付费服务
31 智能购物:根据顾客的习惯、爱好等等个人状况,提供购买建议
32 智能仓储管理:控制商品在货架与仓库的变动,自动化管理进货
物联网未来发展趋势——电子化照护物流
33 货运状态:监测货品是否遇到震动、拍打、开封或冷藏等等
34 货物定位:从库房、港口大面积货物中寻找货物
35 危险物品侦测:当易燃易爆物品接近则发出警报
36 航线追踪:对特殊物品,像是药品、珠宝或危险物品进行航线管理
物联网未来发展趋势——电子化照护工业控制
37 M2M 应用:设备的自动诊断与资产管理
38 室内空气质量:监测化工厂的气体水平,保障工人和物品安全
39 温度监控:控制敏感商品的工业或医药用冰箱的温度
40 臭氧侦测:监测肉类加工过程中排放的臭氧状况
41 室内定位:以主动式Zigbee 或被动式RFID/NFC 来定位资产
42 车辆自动诊断:通过Can 总线搜集信息,给司机发送警报或建议
物联网未来发展趋势——电子化照护智慧农业
43 葡萄酒质量改进:监测葡萄园土壤水分和树干直径,控制葡萄健康
44 温室监控:控制温室内气候,最大化作物的产出和质量
45 高尔夫球场:对干燥地域进行浇灌,以节省用水
46 气象网络:研究地区的天气,预报各种气象的变化情形
47 混合肥料:控制堆肥的湿度和温度,避免真菌和微生物污染
智慧畜牧 48 水质栽培:控制水中植物的状况,提高收获
49 家畜监测:监控牧场里家畜的生长情形,以确保存活率和健康
50 动物追踪:定位开放牧场或大范围放牧的动物
51 有毒气体监测:监测牧场通风情形,预防粪便堆积产生有害气体
物联网未来发展趋势——电子化照护智能家居
52 水电使用:监控家庭的水电使用状况,以获取建议节省开销
53 远程控制:远程遥控开关,避免事故或节省能源
54 入侵检测系统:监测是否有强行入侵的状况
55 重要物品监测:监测博物馆和美术馆的情形
物联网未来发展趋势——电子化照护
56 老年人照护:帮助独自居住的老年人或残障人士
57 医药冰箱:控制需冷冻保存的疫苗、药品的存放情形
58 运动员照护:进行运动中心生命特征监控
59 病患监控:监测病人或养老院的状况
60 紫外线监控:监测太阳紫外线,避免长期暴露在外面
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