物联网导论课程报告

1、物联网导论课程报告（浅析物联网在智能电网行业中的应用）学年学期 专业 自动化 学号 0962510227 授课班号 学生姓名 吴啸科 指导教师 摘要物联网的定义是：通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。从技术上理解，物联网是指物体通过智能感应装置，经过传输网络，到达指定的信息处理中心，最终实现物与物、人与物之间的自动化信息交互与处理的智能网络。从应用上理解，物联网是指把世界上所有的物体都连接到一个网络中，形成“物联网”，然后“物联网”又与先有的互联网结合

2、，实现人类社会与物理系统的整合，达到更加精细和生动的方式管理生产和生活。智能电网物联网的概念一经提出，立即受到各国政府企业和学术界的重视在需求和研发的相互推动下 迅速热遍全球 这里在综述智能电网物联网发展现状和关键技术的同时 提出了我国物联网技术在智能电网中的应用前景并在应用前景下提出智能电网中物联网的技术框架。【关键词】：物联网，智能电网，智能感应装置AbstractContent is defined through the network, the infrared sensors, RFID global positioning system, laser scanner, sensi

3、ng device information such as agreed by agreement, any items and Internet connection, exchange information and communication, to realize intelligent identification, location, tracking and monitoring and management of a network.Technically, understand networking understanding means object through the

4、 intelligent inductive devices, through the transmission network, reaches the specified information processing center, and finally realize, between people and objects of automation information interaction and processing of intelligent network.The smart grid of Things concept has been proposed by the

5、 national government business enterprises and academic attention immediately mutual needs and R & D driven by rapid thermal times of global networking development status and key technology in the synthesis of smart grid material at the same time Chinas Internet of Things technology in the smart Grid

6、 and the application prospect of Things the smart Grid technology framework.【Keywords】：Things, Smart Grid， Intelligent sensing devices目录第一章 什么是物联网 HYPERLINK l _Toc325316862 PAGEREF _Toc325316862 h 5 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc325316857 物联网的概念5 HYPERLINK l _Toc325316858 各个国家对物联网的定义5 HYPERLINK l

7、_Toc325316859 中国对物联网的定义：5 HYPERLINK l _Toc325316860 欧盟对物联网的定义：6 HYPERLINK l _Toc325316861 物联网的特征6 HYPERLINK l _Toc325316862 第二章 物联网的作用6 HYPERLINK l _Toc325316863 智能电网6 HYPERLINK l _Toc325316864 智能家居7 HYPERLINK l _Toc325316865 智能医疗7 HYPERLINK l _Toc325316866 智能城市7 HYPERLINK l _Toc325316867 智能环保8 HYPE

8、RLINK l _Toc325316868 智能交通8 HYPERLINK l _Toc325316869 智能物流8 HYPERLINK l _Toc325316870 智能校园9 HYPERLINK l _Toc325316871 第三章 物联网的技术框架9 HYPERLINK l _Toc325316872 物联网的网络分层9 HYPERLINK l _Toc325316873 物联网的核心技术9 HYPERLINK l _Toc325316874 核心技术之感知层10 HYPERLINK l _Toc325316875 核心技术之信息汇聚层：10 HYPERLINK l _Toc325

9、316876 核心技术之传输层：11 HYPERLINK l _Toc325316877 第四章 物联网在智能家居行业中应用情况分析11 HYPERLINK l _Toc325316878 智能电网的含义11 HYPERLINK l _Toc325316879 面向智能电网的物联网需求 PAGEREF _Toc325316879 h 12 HYPERLINK l _Toc325316880 物联网在智能电网中应用的基本架构 PAGEREF _Toc325316880 h 12 HYPERLINK l _Toc325316881 物联网在智能电网中的应用 PAGEREF _Toc32531688

10、1 h 13 HYPERLINK l _Toc325316882 电力设备状态监测 PAGEREF _Toc325316882 h 13 HYPERLINK l _Toc325316883 电力生产管理 PAGEREF _Toc325316883 h 13 HYPERLINK l _Toc325316884 电力资产全寿命周期管理 PAGEREF _Toc325316884 h 14 HYPERLINK l _Toc325316885 智能用电 PAGEREF _Toc325316885 h 14 HYPERLINK l _Toc325316886 物联网在智能电网中的作用 PAGEREF _

11、Toc325316886 h 15 HYPERLINK l _Toc325316887 第五章 物联网的发展前景17 HYPERLINK l _Toc325316888 物联网技术面临的挑战 PAGEREF _Toc325316888 h 17 HYPERLINK l _Toc325316889 我国物联网发展现状 PAGEREF _Toc325316889 h 17 HYPERLINK l _Toc325316890 我国物联网的发展趋势 PAGEREF _Toc325316890 h 18 HYPERLINK l _Toc325316891 附录： PAGEREF _Toc32531689

12、1 h 19第一章 什么是物联网物联网的英文名称为“The Internet of Things”，简称：IOT。物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，按约定的协议，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在链接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。以移动技术为代表的普适计算、泛在网络被称为继计算机技术、互联网技术之后信息技术的第三次革命。而物联网通

13、过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用，被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用，物联网也被视为互联网的应用拓展。因此应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。由“物联网”名称可见，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础之上的延伸和扩展的一种网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。这里的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围：1、要有相应信息的接收器；2、要有数据传输通路；3、要有一定的

14、存储功能；4、要有CPU；5、要有操作系统；6、要有专门的应用程序；7、要有数据发送器；8、遵循物联网的通信协议；9、在世界网络中有可被识别的唯一编号。中国对物联网的定义：物联网(Internet of Things)指的是将无处不在（Ubiquitous）的末端设备（Devices）和设施（Facilities），包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”(Enabled)的，如贴上RFID的各种资产（Assets）、携带无线终端的个人与车辆等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”（Mote），通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距

15、离通讯网络实现互联互通（M2M)、应用大集成（Grand Integration)、以及基于云计算的SaaS营运等模式，在内网（Intranet）、专网（Extranet）、互联网（Internet）环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面（集中展示的Cockpit Dashboard)等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。欧盟对物联网的定义：物联网是一个动态的全球网络基础设施，它具有基于标准和互操作通信协议

16、的自组织能力，其中物理的和虚拟的“物”具有身份标识、物理属性、虚拟的特性和智能的接口，并与信息网络无缝整合。物联网将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一道，构成未来互联网。 物联网的核心是物与物以及人与物之间的信息通信。故而物联网的基本特征可概括以下三点： （1）可感知。通过射频识别（RFID）、二维码、传感器等感知、捕获、测量技术对物体进行实时信息收集和获取。 （2）可互联。先将物体接入信息网络，再借助各种通信网络（如因特网等），可靠地进行信息实时通信和共享。 （3）智能化。通过各种智能计算技术，对获取的海量数据信息进行分析和处理，从而实现智能化决策和控制。第二章 物联网的作用物联网把新一

17、代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。自200l 年以来，中国每年的能源消耗量一直以12的平均速度增长，也就是说能源消耗量增长速率高于GDP 增长速度。由于电网系统效率低下，发电和

18、输电过程中浪费非常严重。现在，我们可以利用高科技对事物有更透彻的感知和度量，不管是安装在室内的计量器还是发电厂里的涡轮。所有这些感知和度量支持我们更好的收集信息和数据，透过先进的分析工具产生智能洞察，再以此实时地做出更好的决策。仪表管理技术的进步使个人和企业可以选择使用能源的方式和时间，这就为使用风能和太阳能等利于环保的能源奠定了基础。对于电力提供商而一言，智慧的电力意味着更高的电力的可靠性和电力质量，更短的停电恢复时问，进而实现更高生产率和对电力潜在障碍的防护，从而更精确地预测需替换的资产设备及支出。、减少停电现象：通过在智慧的电力中安装先进分析和优化引擎，电力提供商可以突破“传统”网络的瓶

19、颈，而直接转向能够主动管理电力故障的“智能”电网。对电力故障的营理计划不仅考虑到了电网中复杂的拓扑结构和资源限制，还能够识别同类型发电设备，这样，电力提供商就可以有效地安排停电检测维修任务的优先顺序。如此一来，停电时间和频率可减少约30%，停电导致的收入损失也将减少，而电网的可靠性和客户的满意度也将得到提高。、智能电表：在智慧的电力设施的支持下，智能电表可以重新定义电力提供商和客户的关系。通过安装内容丰富且读取方便的设备，用户可了解在任何时刻的电力费用，并目用户还可以随时获取一天中任意时刻的用电价格（查看前后的记录），这样电力提供商就为用户提供了很大的灵活性，用户可以根据了解到的信息改变其用电

20、模式。智能电表不仅可以测量用电量，它还是电网上的传感器，可以协助检测波动和停电。它还能储存和关联信息，支持电力提供商完成远程开启或关闭服务，也能远程支持使用后支付或提前支付等付费方式的转换。总而言之，智能电表可大幅度减小系统的峰值负荷，转换电力操作模式，也能重新定义客户体验。 智能家居产品融合自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体，将各种家庭设备(如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、网络家电等)通过智能家庭网络联网实现自动化，通过中国电信的宽带、固话和3G无线网络，可以实现对家庭设备的远程操控。与普通家居相比，智能家居不仅提供舒适宜人且高品位的家庭生

21、活空间，实现更智能的家庭安防系统;还将家居环境由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交互功能。 智能医疗系统借助简易实用的家庭医疗传感设备，对家中病人或老人的生理指标进行自测，并将生成的生理指标数据通过中国电信的固定网络或3G无线网络传送到护理人或有关医疗单位。根据客户需求，中国电信还提供相关增值业务，如紧急呼叫救助服务、专家咨询服务、终生健康档案管理服务等。智能医疗系统真正解决了现代社会子女们因工作忙碌无暇照顾家中老人的无奈，可以随时表达孝子情怀。 智能城市产品包括对城市的数字化管理和城市安全的统一监控。前者利用数字城市理论，基于3S(地理信息系统GIS、全球定位系统

22、GPS、遥感系统RS)等关键技术，深入开发和应用空间信息资源，建设服务于城市规划、城市建设和管理，服务于政府、企业、公众，服务于人口、资源环境、经济社会的可持续发展的信息基础设施和信息系统。后者基于宽带互联网的实时远程监控、传输、存储、管理的业务，利用中国电信无处不达的宽带和3G网络，将分散、独立的图像采集点进行联网，实现对城市安全的统一监控、统一存储和统一管理、为城市管理和建设者提供一种全新、直观、视听觉范围延伸的管理工具。 智能环保产品通过对实施地表水水质的自动监测，可以实现水质的实时连续监测和远程监控，及时掌握主要流域重点断面水体的水质状况，预警预报重大或流域性水质污染事故，解决跨行政区

23、域的水污染事故纠纷，监督总量控制制度落实情况。太湖环境监控项目，通过安装在环太湖地区的各个监控的环保和监控传感器，将太湖的水文、水质等环境状态提供给环保部门，实时监控太湖流域水质等情况，并通过互联网将监测点的数据报送至相关管理部门。 智能交通系统包括公交行业无线视频监控平台、智能公交站台、电子票务、车管专家和公交 一卡通五种业务。公交行业无线视频监控平台利用车载设备的无线视频监控和GPS定位功能，对公交运行状态进行实时监控。 智能公交站台通过媒体发布中心与电子站牌的数据交互，实现公交调度信息数据的发布和多媒体数据的发布功能，还可以利用电子站牌实现广告发布等功能。 电子门票是二维码应用于 凭证业

24、务的典型应用，从技术实现的角度， 凭证业务就是 凭证，是以 为平台、以 身后的移动网络为媒介，通过特定的技术实现完成凭证功能。 车管专家利用全球卫星定位技术(GPS)、无线通信技术(CDMA)、地理信息系统技术(GIS)、中国电信3G等高新技术，将车辆的位置与速度，车内外的图像、视频等各类媒体信息及其他车辆参数等进行实时管理，有效满足用户对车辆管理的各类需求。 公交 一卡通将 终端作为城市公交一卡通的介质，除完成公交刷卡功能外，还可以实现小额支付、空中充值等功能。 测速E通通过将车辆测速系统、高清电子警察系统的车辆信息实时接入车辆管控平台，同时结合交警业务需求，基于GIS地理信息系统通过3G无

25、线通信模块实现报警信息的智能、无线发布，从而快速处置违法、违规车辆。 智能物流打造了集信息展现、电子商务、物流配载、仓储管理、金融质押、园区安保、海关保税等功能为一体的物流园区综合信息服务平台。信息服务平台以功能集成、效能综合为主要开发理念，以电子商务、网上交易为主要交易形式，建设了高标准、高品位的综合信息服务平台。，并为金融质押、园区安保、海关保税等功能预留了接口，可以为园区客户及管理人员提供一站式综合信息服务。 中国电信的校园 一卡通和金色校园业务，促进了校园的信息化和智能化。校园 一卡通主要实现功能包括：电子钱包、身份识别和银行圈存。电子钱包即通过 刷卡实现主要校内消费;身份识别包括门禁

26、、考勤、图书借阅、会议签到等，银行圈存即实现银行卡到 的转账充值、余额查询。目前校园 一卡通的建设，除了满足普通一卡通功能外，还实现了借助 终端实现空中圈存、短信互动等应用。中国电信实施的“金色校园”方案，帮助中小学行业用户实现学生管理电子化，老师排课办公无纸化和学校管理的系统化，使学生、家长、学校三方可以时刻保持沟通，方便家长及时了解学生学习和生活情况，通过一张薄薄的“学籍卡”，真正达到了对未成年人日常行为的精细管理，最终达到学生开心，家长放心，学校省心的效果。第三章 物联网的技术框架物联网可分为三层：感知层、信息汇聚层和应用层，感知层相当于人体的皮肤和五官、网络层相当于人体的神经中枢和大脑

27、、应用层相当于人的社会分工。感知层是物联网的皮肤和五官识别物体，采集信息。感知层包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、终端、传感器网络等，主要是识别物体，采集信息，与人体结构中皮肤和五官的作用相似。感知层是物联网发展和应用的基础，RFID技术、传感和控制技术、短距离无线通讯技术是感知层涉及的主要技术。其中又包括芯片研发，通讯协议研究，RFID材料，智能节点供电等细分技术。信息汇聚层是物联网的神经中枢和大脑信息传递和处理。网络层包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心、信息中心和智能处理中心等。网络层将感知层获取的信息进行传递和处理，类似于人体结构中的神经中枢和大

28、脑。网络层中的感知数据管理与处理技术是实现以数据为中心的物联网的核心技术。感知数据管理与处理技术包括传感网数据的存储、查询、分析、挖掘、理解以及基于感知数据决策和行为的理论和技术。云计算平台作为海量感知数据的存储、分析平台，将是物联网网络层的重要组成部分，也是应用层众多应用的基础。应用层是物联网的“社会分工”与行业需求结合，实现广泛智能化。应用层是物联网与行业专业技术的深度融合，与行业需求结合，实现行业智能化，这类似于人的社会分工，最终构成人类社会。 从物联网的定义及各类技术所起的作用来看，物联网的关键核心技术应该是无线传感器网络（WSN）技术，主要原因是：WSN技术贯穿物联网的全部三个层次，

29、是其它层面技术的整合应用，对物联网的发展有提纲挈领的作用。WSN技术的发展，能为其它层面的技术提供更明确的方向。核心技术之感知层：传感器技术、射频识别技术、二维码技术、微机电系统和GPS技术传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大技术。从仿生学观点，如果把计算机看成处理和识别信息的“大脑”，把通信系统看成传递信息的“神经系统”的话，那么传感器就是“感觉器官”。微型无线传感技术以及以此组件的传感网是物联网感知层的重要技术手段。2.射频识别（RFID）技术射频识别（Radio Frequency Identification，简称RFID）是通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据的

30、无线通讯技术。在国内，RFID已经在身份证、电子收费系统和物流管理等领域有了广泛应用。RFID技术市场应用成熟，标签成本低廉，但RFID一般不具备数据采集功能，多用来进行物品的甄别和属性的存储，且在金属和液体环境下应用受限，RFID技术属于物联网的信息采集层技术。3.微机电系统（MEMS）微机电系统是指利用大规模集成电路制造工艺，经过微米级加工，得到的集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。MEMS技术属于物联网的信息采集层技术。4.GPS技术GPS技术又称为全球定位系统，是具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GP

31、S作为移动感知技术，是物联网延伸到移动物体采集移动物体信息的重要技术，更是物流智能化、智能交通的重要技术。核心技术之信息汇聚层：传感网自组网技术、局域网技术及广域网技术1.无线传感器网络（WSN）技术无线传感器网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）的基本功能是将一系列空间分散的传感器单元通过自组织的无线网络进行连接，从 而将各自采集的数据通过无线网络进行传输汇总，以实现对空间分散范围内的物理或环境状况的协作监控，并根据这些信息进行相应的分析和处理。WSN技术贯穿物联网的三个层面，是结合了计算、通信、传感器三项技术的一门新兴技术，具有较大范围、低成本、高密度、灵活布设

32、、实时采集、全天候工作的优势，且对物联网其他产业具有显著带动作用。2. Wi-FiWi-Fi（Wireless Fidelity，无线保真技术）是一种基于接入点（Access Point）的无线网络结构，目前已有一定规模的布设，在部分应用中与传感器相结合。Wi-Fi技术属于物联网的信息汇总层技术。3. GPRSGPRS（General Packet Radio Service，通用分组无线服务）是一种基于GSM移动通信网络的数据服务技术。GPRS技术可以充分利用现有GSM网络，目前在很多领域有广泛应用，在物联网领域也有部分应用。GPRS技术属于物联网的信息汇总层技术核心技术之传输层：通信网、互

33、联网、3G网络、GPRS网络、广电网络、NGB通信网是一种使用交换设备、传输设备，将地理上分散用户终端设备互连起来实现通信和信息交换的系统。通信最基本的形式是在点与点之间建立通信系 统，但这不能称为通信网，只有将许多的通信系统（传输系统）通过交换系统按一定拓扑结构组合在一起才能称之为通信。也就是说，有了交换系统才能使某一地区 内任意两个终端用户相互接续，才能组成通信网。2.3G网络3G是英文the3rdGeneration的缩写，指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式 （1G）和第二代GSM、CDMA等数字 ，第三代 （3G）是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。这

34、是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。通俗的讲，GPRS是一项高速数据处理的科技，方法是以“分组”的形式传送 资料到用户手上。虽然GPRS是作为现有GSM网络向第三代移动通信演变的过渡技术，但是它在许多方面都具有显著的优势。广电网通常是各地有线电视网络公司（台）负责运营的，通过HFC（光纤+同轴电缆混合网）网向用户提供宽带服务及电视服务网络，宽带可通过Cable Modem连接到计算机，理论到户最高速率38M，实际速度要视网络情况而定中国下一代广播电视网（NGB）是以有线电视数字化和移动多媒体广播（CMMB）的成果为基础，以自主创新的“高性能带宽信息网”核心

35、技术为支撑，构建适合我国国情的、三网融合的、有线无线相结合的、全程全网的下一代广播电视网络。第四章 物联网在智能家居行业中应用情况分析通过信息化手段，使能源资源开发、转换（发电）、输电、配电、供电、售电及用电的电网系统的各个环节，进行智能交流，实现精确供电、互补供电、提高能源利用率、供电安全，节省用电成本。 这样的电力网络，就称之为智能电网。根据美国能源局现代电网发展报告，智能电网的 7 大特征包括： 具有自我修复能力（自愈性）；激发用户主动参与电网的运作（激励性）；抵御袭击（安全性）；提供高质量的电能，减少停电损失（高质量）；能够容纳各种发电和蓄电形式（新能源参与）；繁荣电力市场；优化设备运

36、行，降低电网运行费用。通过IT创建开放的系统和建立共享信息模式的基础 ，整合系统中的数 据，可以优化电网的运行和管理，让电网更智能，从物联网的三个层次提高电网的可靠性、管理效率和服务水平。三个层次分别为高级分析决策，传输和集成电力企业信息；实时监测电网运行状态 、资产设备状态和电力信息。为了实现能源的可持续开发，提高系统的稳定性和能源利用效率，智能电网需要和物联网技术的紧密结合。面向智能电网的物联网需求智能电网中一个很重要的部分，就是处于网络末端的传感器，其原理及作用与物联网的感知层是一致的，它是智能电网中具有广泛的应用空间，是实现智能化不可或缺的关键部分。它应用在电网建设、电网安全生产管理、

37、运行维护、信息采集、安全监控、计量及用户交互等各个方面，可以全面提高智能电网各环节的信息感知深度、广度以及密度，提高电力系统的智能化程度，促进以及“信息流、业务流、电力流的高度融合”的实现。物联网的相应技术广泛应用于电力系统的发、输、变、配、用环节，带来巨大的经济效益和社会效益。发电机组监控、厂区监控、污染物及气体排放监控、能耗监控、抽水蓄能监控、风电厂监控、功率预测、光伏发电站监控、生物质发电、储能监控、电源接入等方面都需要物联网技术的支持。在输电线路监控、杆塔防护、智能变电站、配电自动化、状态监测、作业与设备管理等方面也对物联网技术有着广泛的应用需求。甚至在智能表计及高级量测、智能用电、多

38、网融合、电动汽车及充电、能效监测与管理、电力需求管理等也成为智能电网中物联网技术应用的主要方面。随着智能电网的建设步伐的不断加快，人们对于智能化用电的需求不断提升。智能家电、智能小区等逐步走入人们的日常生活，这就使得智能电网与物联网相结合的迫切性加剧，因此将物联网技术应用于智能电网中，是智能电网构建过程中的必然。为了满足物联网的异构需求，物联网需要一个开放的、分层的、可扩展的网络架构。面向智能电网的物联网大致分为感知层、网络层和应用层三个层次 。图1.面向智能电网的物联网架构感知层包括二维码标签和识读器、RFID 标签和读写器、摄像头、各种传感器、传感器网络，WSN 感知层的主要作用是感知和识

39、别物体，采集并捕获信息。智能电网光网络层包括光缆、光端机组成的光网络，物联网管理中心、信息中心等利用网络的能力对海量信息进行智能处理的部分。即光网络层不但要具备网络的能力，还要提升信息处理的能力。同时，对海量的物联网提供的数据和信息进行分析处理，提升对智能电网的洞察力，实现电网真正的智能化。智能电网应用层是将物联网技术与智能电网的需求相结合，实现电网智能化应用的解决方案。智能电网通过应用层最终实现信息技术与智能电网的深度融合，对智能电网的发展具有广泛的影响。 应用层的关键在信息化的过程中，能满足电网系统的各个环节，进行智能交流，实现精确供电，互补供电，提高能源利用率和供电安全，节省用电成本的目

40、标下，达到各信息元的需求分析以及信息的内部共享。电力设备状态监测电力设备状态监测利用物联网技术在常规机组内部安置一定数量的传感监测点，于是可以实时了解机组运行情况，这包括它的各种技术指标与参数，从而提高常规机组状态监测水平。例如，通过在水电站坝体安装传感器网络，可以随时监测坝体变化情况，以规避水库运行可能存在的风险。同样地，物联网技术也可以对风能、太阳能等新能源发电进行在线监测、控制以及功率预测等。利用物联网技术，可以大幅提高一次设备的感知能力，使其能与二次设备很好地结合，从而实现联合处理、数据传输、综合判断等功能，极大地提高电网的技术水平和智能化程度。此外，输电线路状态在线监测是物联网的重要

41、应用，它也可以提高对输电线路运行状况的感知能力，包括气象条件、覆冰、导地线微风振动、导线温度与弧垂、输电线路风偏、杆塔倾斜等内容的监测。输电线路状态在线监测系统图2.电网线路在线监测物联网结构示意图电力生产管理因电力生产的管理较为复杂，管理电力现场作业难度相当大，从而伴有误操作、误进入等安全隐患存在。通过物联网技术进行身份识别、电子工作票管理、环境信息监测、远程监控等，方便地实现了调度指挥中心与现场作业人员的实时互动。图3为基于物联网的电力现场作业监管系统。图3. 基于物联网的电力现场作业监管系统而在电力巡检管理上，利用射频识别（RFID）、全球定位系统（GPS）、地理信息系统以及无线通信网，

42、对设备的运行环境及其运行状态进行监控，并根据识别标签辅助设备定位，实现了人员的到岗监督，从而监督工作人员参照标准化和规范化的工作流程，进行辅助状态检修和标准化作业。 在塔基下、杆塔上及输电线路上安装地埋振动传感器、壁挂振动传感器、倾斜传感器、距离传感器、防拆螺栓等设备，并结合输电线路状态的在线监测系统，实现对重要杆塔较好的实时监测和防护。如图4为杆塔防护系统。图4.杆塔防护系统4.电力资产全寿命周期管理在电力设备中应用射频识别和标识编码系统，对资产进行身份管理、状态监测、全寿命周期管理，自动识别目标对象并获取数据，从而在技术上为实现电力资产全寿命周期管理、提高运转效率、提升管理水平提供了更好的

43、支撑。4.智能用电分布式电源接入以及电动汽车充放电的实现，同时也是实现用户与电网的双向互动、提高供电可靠性与用电效率以及节能减排的技术保障。在电动汽车、电池、充电设施中安装传感器和射频识别装置，实时感知电动汽车运行状态、电池使用状态、充电设施状态以及当前网内能源供给状态，实现电动汽车及充电设施的综合监测与分析，并保证电动汽车运行在稳定、经济、高效运行。物联网技术也方便于家居智能化的实现。借助于在各种家用电器中内嵌的智能采集模块和通信模块，可以实现家用电器的智能化和网络化，完成对家用电器运行状态的监测、分析以及控制；借助于在家中安装门窗磁报警、红外报警、可燃气体泄漏监测、有害气体监测等传感器，可

44、以实现家庭安全防护；借助于应用无线、电力线载波技术，可以实现水、电、气表自动抄收；借助于光纤复合低压电缆、电力线载波以及智能交互终端，可以实现用户与电网的交互，以及相关的通信服务、视频点播和娱乐信息等服务。如图5物联网在智能家居中的应用。图5物联网在智能家居中的应用我们感觉智能电网是与物联网最为密切的一个行业，未来智能电网的建设必然产生世界上最大、最为智能、信息感知最为全面的物联网。物联网技术可以实现电力设备状态检测、电力生产管理、电力资产全寿命周期管理、智能用电。利用物联网技术将有助于实现智能用电双向交互服务、用电信息采集、智能家居、家庭能效管 理、分布式电源接入以及电动汽车充放电，为实现用

45、户与电网的双向互动、提高供电可靠性与用电效率以及节能减排提供技术保障。大力发展智能电网可以实现以下目标：1、实现按需发电，避免电力浪费；2、促进分布式发电；3、保证输电安全；4、提升服务水平；5、节约电能使用；6、通过智能交互终端，可为用户提供家庭安防、社区服务、互联网服务等增值服务。第五章 物联网的发展前景据美国权威预测，到2020年，物联网这一新兴产业将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场，成为比互联网大30倍的全球支柱产业，而且将带来无数的就业机会。难怪美国政府把物联网确定为“振兴经济、确立竞争优势的关键战略”。在未来，可以想象通过物物相连的庞大网络实现智能交通、智能安防、智能监控、智

46、能物流以及家庭电器的智能化控制。物联网固然给世界经济发展构建了一个十分美好的蓝图，但从目前全球状况来看，物联网的发展和普及仍有众多问题需解决。第一，资金和成本问题。实现物物相联，首先必须在所有物品中嵌入电子标签，并需安装众多读取和识别设备以及庞大的信息处理系统，而这必然导致大量的资金投入。而电子标签的嵌入也将导致物品成本的上升，在成本尚未降至能普及的前提下，物联网的发展将受到限制。第二，技术问题。重点牵扯三个方面：一是关于通信距离瓶颈。目前传感器所能连接的距离也就在100米1000米范围内，也就是说，超过1000米之后，传感器发射信号将不足以支撑数据的传输；二是关于外部环境指标。目前的传感器对

47、外部环境指标要求比较高，特别是对湿度、温度的要求，一旦外部环境发生较大变化，其工作效率可能就要大打折扣；三是关于网络安全。由于很多时候是无线传输，因此信号在传输中被窃取的危险系数就高，系统的安全和隐私性难以得到有效保障。第三，标准问题。物联网的发展必然涉及通信的技术标准，而各类层次通信协议标准如何统一则是一个十分漫长的过程，中国RFID标准已提及多年，但至今仍未有统一说法，这正是限制我国RFID发展的关键因素之一。物联网的各类技术标准有待中国、日本、美国及欧洲发达国家共同协商。第四，产业化问题。物联网的产业链复杂庞大，其产业化必然需要芯片商、传感设备商、系统解决方案厂商、移动运营商等上下游厂商

48、的通力配合，而在各方利益机制及商业模式尚未统一的背景下，物联网产业发展将不会一帆风顺。我国加强高校物联网工程学院建设。在有实力众多的高校建立物联网工程学院。如:北京邮电大学和南京邮电大学。作为“感知中国”的中心，无锡市2010年9月与北京邮电大学就传感网技术研究和产业发展签署合作协议，标志中国“物联网”进入实际建设阶段。南京邮电大学召开物联网建设专题研讨会，及时调整科研机构和专业设置，新成立了物联网与传感网研究院、物联网学院。2010年10月24日，在中国第四届中国民营科技企业博览会上，西安优势微电子公司宣布：中国的第一颗物联网的中国芯“唐芯一号”芯片研制成功，中国已经攻克了物联网的核心技术。唐芯一号芯片是一颗2.4G超低功耗射频可编程片上系统PSoC，可以满足各种条件下无线传感网、无线局域网、有源RF