物联网机遇挑战与应用

物联网机遇、挑战与应用

曹顺良

博士一、物联联网机遇遇与挑战战二、物联联网典型型应用三、鹰眼眼火灾智智能实时时防范系系统纲要

互动一下下：当今今世界IT领域的三大热点点技术?物联网（InternetofThings）移动互联联网（MobileInternet）云计算（CloudComputing）

开场白连上互联联网，我我就是世世界的中中心，给我一个个IP地址，我我能漫游游世界！！接入物联联网，我我就是世世界的眼眼睛，给我一个个RFID，我能掌掌握世界界！国际电信信联盟（（ITU）曾描绘绘“物联联网”时时代的情情形：司机出现操作作失误时时汽车会会自动报报警；公文包会提醒主主人忘带带了什么么东西；；衣服会“告诉诉”洗衣衣机对颜颜色和水水温的要要求;……对“物联联网”的的解读众众说纷纭纭传感、通通讯、网网络、处处理等各各领域都都从自己己的角度度去阐述述和放大大。初始定义义：MIT：把所有物物品通过过射频识识别（RFID）等信息息传感设设备与互互联网连连接起来来，实现现智能化化识别和和管理的的网络。。ITU：信息与通通信技术术的目标标已经从从任何时时间、任任何地点点连接任任何人，，发展到到连接任任何物品品的阶段段，而万万物的连连接就形形成了物物联网。。除RFID技术外，，传感器器、纳米米、嵌入入式芯片片等技术术被广泛泛应用。。欧盟：将现有的的互联的的计算机机网络扩扩展到互互联的物物品网物联网定定义现在“物物联网””概念内内涵已远远远超出出以往的的定义，，涵盖了了当初的的物联网网、传感感网、电电子标签签、M2M等概念。。中国科学学院的解解读－－－关键词词：信息息化物联网是是全球信息息化发展展的新阶阶段，从从信息化向向智能化化提升。目前公众众所说的的物联网网就是带有传感感/标识器的的智能感感知信息息网络系系统，涵盖了了当初的的物联网网、传感感网等概概念。通过传感感/识别器和和网络将将管理对对象连接接起来，，实现信信息感知知、识别别、情报报处理、、态势判判断和决决策执行行等智能能化的管管理和控控制。是在传感感、识别别、接入入网、无无线通讯讯网、互互联网、、计算技技术、信信息处理理和应用用软件、、智能控控制等信信息技术术集成基基础上的的新发展展。对物联网网的理解解

物联网把新一代代IT技术充分分运用在在各行各各业之中中，具体体地说，，就是把把感应器器嵌入和和装备到到电网、、铁路、、桥梁、、隧道、、公路、、建筑、、供水系系统、大大坝、油油气管道道等各种种物体中中，然后后将“物物联网””与现有有的互联联网整合合起来，，实现人人类社会会与物理理系统的的整合，，在这个个整合的的网络当当中，存存在能力力超级强强大的中中心计算算机群，，能够对对整合网网络内的的人员、、机器、、设备和和基础设设施实施施实时的的管理和和控制，，在此基基础上，，人类可可以以更更加精细细和动态态的方式式管理生生产和生生活，达达到“智智慧”状状态，提提高资源源利用率率和生产产力水平平，改善善人与自自然间的的关系。。物联网本质材料器件系统网络处理存储传输获取产生

信息技术在材料、器件、系统领域软、硬件方面的创新发展，使得信息的产生、获取、传输、存储、处理形成了一个有机的全过程，这一全过程渗透到经济、社会、安全的各个方面—信息化在信息技术产业发展的基础上，催生了以信息化为主要特征的新产业当这样的新产业成为社会生产力的主要方面，或信息化过程成为提高劳动生产率的主要方式，我们则进入了信息社会应用与服务科研与制造摘自中国国科学院院江绵恒恒副院长长2004年院工作作会报告告物联网的的核心内内涵：信息化新新阶段物联网特特征全面感知知可靠传输输智能处理理感知传输智能利用RFID、传感器器、二维维码等能够随时时随地采采集物体体的动态态信息。通过网络络将感知知的各种种信息进行行实时传传送。利用计算算机技术术，及时时地对海海量的数据进行行信息控控制，真真正达到到了人与物的的沟通、、物与物物的沟通通。1.4物联网的的特征网络层应用层物联网概概念体系系架构1.5物联网的的体系架架构2008年：智慧慧地球2009年：智能能电网2005年：GENI/FIND2009年：NETSE2004年：U-Japan2009年：i-Japan2006年：AKARI欧盟提出出了类似似计划ITU2005年度技术术报告，，指出“物联网”时代即将将来临2007年：欧盟盟FIRE2009年：ITU成立FG-FN以美国、、欧盟、、日本为为代表的的发达国国家把物物联网和和未来网网络提高高到国家家战略的的高度，，部署了了相应的国国家级研研究计划划，并将将之作为为发展战战略新型型产业的的重要方方向和应应对国际际金融危危机的利利器我国应抓抓住机遇遇，做出出近、中中、远期期系统部部署欧盟、新加坡、中国台湾都提出了类似计划物联网已已成为世世界热点点物联网产产业规划划现状国内物联联网产业业发展规规划北京：形形成城市市政务感感知体系系上海：形形成较为为完善的的物联网网产业体体系和空空间布局局江苏：建建设成为为物联网网领域技技术、产产业、应应用的先先导省福建：侧侧重提升升示范区区域智能能管理和和民生智智能化水水平杭州：物物联网技技术融入入城市运运营管理理的各个个领域成都：实实现“三三中心、、两基地地、六体体系和一一高地””的“3261”战略目标标佛山：物物联网产产业形成成规模，，实现了了M2M之间的互互联，促促进四化化融合（（信息化化、工业业化、城城市化、、国际化化）嘉兴：“百家企业业，千亿亿产值”智慧地球球物联网时时代将带带来全球球第三次次信息化化浪潮2010年国务院院出台加加快培育育战略性性新兴产产业决定定节能环保保、新一代代信息技技术、生物、、高端装装备制造造、新能能源、新新材料、、新能源源汽车等等产业。。促进物联联网、云云计算的的研发和和示范应应用。着力发展展集成电电路、新新型显示示、高端端软件、、高端服服务器等等核心基基础产业业。提升升软件服服务、网网络增值值服务等等信息服服务能力力，加快快重要基基础设施施智能化化改造。。2011年国家传传感网创创新示范范区发展展中心规规划物联网具具有成长长潜力大大、带动动性强、、综合经经济效益益好，成成为我国国战略性性新兴产产业的重重要组成成部分。。发展态势势判断产业推动动：我国物联联网应用用和产业业培育，，以政府府+市场的表表现形式式，政府府驱动为为主，产产业尚处处于初级级培育阶阶段;历史机遇遇：物联网概概念带动动了半导导体技术术、高端端制造技技术、软软件与系系统集成成技术的的快速发发展，对对我国和和区域培培育战略略性新兴兴产业、、优化产产业结构构带来了了历史性性的机遇遇；基于物联联网技术术（概念念）的服服务业正正在起步步，将会会产生新新的业态态和商机机。特别别是基于于我国特特有的应应用和市市场优势势，对我我国占领领产业链链的高端端带来了了历史机机遇；对具有创创新、创创业意愿愿者将带带来历史史性的机机遇！2020-01-15一、物联联网机遇遇与挑战战二、物联联网典型型应用三、鹰眼眼火灾智智能实时时防范系系统纲要重庆邮电电大学\物联网的的应用举举例•物联网作作为一种种应用概概念，把把新一代代IT技术充分分运用在在各行各各业之中中，从而而产生了惊惊人的应应用可能能，这些些新的应应用深入入到人们们生活的的方方面面面。个人健康康工业检测测智能交通通智能消防防政府工作作公共安全全老人护理理现代物流流环境保护护物联网应应用领域域环境保护护政府工作作公共安全全智能家居居智能消防防工业监测测精准农业业智能交通通老人护理理个人健康康人员安全全物流管理理医疗管管理交通管理理食品安全全动物识别别图书管理理煤矿安全全资产管理理票证管理理汽车管理理金融支付付RFID防伪航空管理理军事管理理物联网包包容了未未来人、、社会和和企业各各种信息息化领域域工业生产产工业是物物联网应应用的重重要领域域。具有有环境感感知能力力的各类类终端、、基于泛泛在技术术的计算算模式、、移动通通信等不不断融入入到工业业生产的的各个环环节，可可大幅提提高制造造效率，，改善产产品质量量，降低低产品成成本和资资源消耗耗，将传传统工业业提升到到智能工工业的新新阶段。。制造业供应链管理物联网应用于企业原材料采购、库存、销售等领域，通过完善和优化供应链管理体系，提高了供应链效率，降低了成本。生产过程工艺优化物联网技术的应用提高了生产线过程检测、实时参数采集、生产设备监控、材料消耗监测的能力和水平。生产过程的智能监控、智能控制、智能诊断、智能决策、智能维护水平不断提高。产品设备监控管理各种传感技术与制造技术融合，实现了对产品设备操作使用记录、设备故障诊断的远程监控环保监测及能源管理物联网与环保设备的融合实现了对工业生产过程中产生的各种污染源及污染治理各环节关键指标的实时监控。在重点排污企业排污口安装无线传感设备，不仅可以实时监测企业排污数据，而且可以远程关闭排污口，防止突发性环境污染事故的发生。电信运营商已开始推广基于物联网的污染治理实时监测解决方案。工业安全生产管理把感应器嵌入和装备到矿山设备、油气管道、矿工设备中，可以感知危险环境中工作人员、设备机器、周边环境等方面的安全状态信息，将现有分散、独立、单一的网络监管平台提升为系统、开放、多元的综合网络监管平台，实现实时感知、准确辨识、快捷响应、有效控制。感知太湖湖智慧慧水利（环境保保护）基于物联网技技术对蓝蓝藻湖泛泛发生进进行感知知，采用水质质传感器器检测探探头、在在线监测测仪、监监测站管管理中心心，在线线实时监监测水质质的pH、溶解氧氧、温度度、浊度度、电导导率、TDS、盐度、、氯离子子、硝酸酸根离子子、钙离离子、钾钾离子、、氟离子子和氮气气等指标，，并实现相相关业务务数据的的集中管管理，建建设一个个具有智智能感知知、智能能调度和和智能管管理能力力的一体体化综合合管理及及服务系系统。背景事件件：2007年太湖蓝蓝藻污染染事件发生于2007年5、6月间，中国江苏的太湖爆发的严严重蓝藻污染，造成无锡全城自来水污染。生生活用水水和饮用用水严重重短缺，，超市、、商店里里的桶装装水被抢抢购一空空。公共安全全防范城市公共共安全是是城市可可持续发发展的重重要保障障，维护护城市公公共安全全是城市市政府的的重要职职责。随随着社会会的进步步和城市市化进程程的加快快，大量量人口涌涌入城市市，在为为城市发发展注入入活力的的同时，，也给城城市公共共安全带带来巨大大压力。。我国公公共安全全面临严严峻挑战战，对科科技提出出重大战战略需求求。智能生活活如果室内内有异常常进入的的行为，，由物联联网衍生生出的智智能家居居会立即即报警，，以短信信或鸣叫叫形式通通知到主主人手机机；此外外，对现现有空调调的遥控控器进行行小改装装，即可可用手机机短信指指挥遥控控器，远远程遥控控家中空空调，调调节温度度。智能能家居进进一步发发展后，，还可通通过屋内内的物联联网终端端，抓拍拍到屋内内“入侵侵者”的的图像，，以彩信信方式传传送到主主人手机机，更有有甚者，，终端还还会发出出响铃和和释放烟烟雾，对对“入侵侵者”进进行警告告……

牲畜溯源给放养的的牲畜中中的每一一只羊都都贴上一一个二维维码，这这个二维维码会一一直保持持到超市市出售的的肉品上上，消费费者可通通过手机机阅读二二维码，，知道牲牲畜的成成长历史史，确保保食品安安全。我我国已有有10亿存栏动动物贴上上了这种种二维码码。

无线葡萄园传感器节节点被分布在在葡萄园园的每个个角落，，每隔一一分钟检检测一次次土壤温度度、湿度或该区域域有害物的数量，，以确保保葡萄可可以健康康生长。。研究人人员发现现，葡萄萄园气候候的细微微变化可可极大地地影响葡葡萄酒的的质量。。通过长长年的数数据记录录以及相相关分析析，便能能精确的的掌握葡葡萄酒的的质地与与葡萄生生长过程程中的日日照、温温度、湿湿度的确确切关系系。这是是一个典典型的精准农业业、智能耕耕种的实实例。

个人保健人身上可可以安装装不同的的传感器器，对人人的健康康参数进进行监控控，并且且实时传传送到相相关的医医疗保健健中心，，如果有有异常，，保健中中心通过过手机，，提醒您您去医院院检查身身体。一、物联联网机遇遇与挑战战二、物联联网典型型应用三、鹰眼眼火灾智智能实时时防范系系统纲要萧山友成成机工有有限公司司火灾1月1日凌晨，，杭州市市萧山区区瓜沥镇镇临港工工业园区区内的杭杭州友成成机工有有限公司司发生特特大火灾灾，三名名消防官官兵在扑扑救过程程中不幸幸牺牲。。起火建筑筑为二层层钢结构构厂房、、仓库，，局部三三层。建建筑总面面积为16230平方米，，存放着着塑料制制品、酒酒精、纸纸箱、泡泡沫材料料等大量量可燃易易燃物品品。过火火面积约约为12104平方米。。1月4日下午，，从萧山山警方了了解到，，经公安安、消防防部门全全力调查查，已确确认这是是一起人为纵火火案件，犯罪嫌嫌疑人李李某某现现已被警警方依法法刑事拘拘留。经经记者核核实，嫌嫌疑人李李某某为为48岁的女性性，系杭杭州友成成机工有有限公司司员工。。我们的解决方案案鹰眼火灾灾智能实实时防范范系统具具有虚拟围栏栏，徘徊徊侦测，，安全区域域监控功功能有效效的防止止人为纵纵火，配合火火焰感应应器，红红外温度度热像仪仪，和火火焰监控控摄像机机能够在在火灾初初期就发发现火情情，通报报火情和和进一步步通过自自动灭火火系统来来有效的的控制火火情。红色阶段段触动动徘徊警警讯与录录影每个物体体会有一一细线连连接，当当回转或或转向徘徊辨识视频绿色线条条侦测判判断单向向人翻墙墙侵入红色阶段段发出出警讯利用电子子围墙当当翻墙辨识视频绿色线条条禁区侦侦红色阶段段触动动禁区发发出警讯讯白色框测测判断有有人进入入禁区辨识视频火焰智能快速速辨识视频黄色阶段段侦测测判断小小火苗红色阶段段发出出警讯，，可启动动消防系系统萧山电焊焊工过失失引发火火灾2013年4月17日上午9点10分左右，，位于萧萧山经济济技术开开发区的的浙江圣圣奥家具具制造有有限公司司突发火火灾。据目击者者称，当当时现场场黑烟弥弥漫，附附近居民民闻到了了空气中中的焦味味后，离离开公共共聚集场场所并拨拨打119求助。经过查看看，着火火部位为为公司的的垃圾房房，旁边边还遗留留着一只只电焊机机，旁边边一名30多岁的男男子呆呆呆地望着着废墟。。男子姓江江，是公公司的员员工，火火灾发生生的原因因，因为为他操作电焊焊不当所引起。。对于这这一事实实，他供供认不讳讳。江某说，，当时他他正在对对公司蒸蒸汽管道道的开关关阀门进进行焊接接，没想想到焊接接产生的的火星溅溅落到了了附近的的垃圾堆堆等可燃燃物上，，由此引引发火灾灾。鹰眼火灾灾智能实实时防范范系统能能在火灾灾发生时时通过无线火焰监控控摄像机机实时监控控火情，，同时通通告相关关人员及及时救火火，把火火灾扼杀杀在萌芽芽中。我们的解决方案案萧山室室外仓库库火灾2013年4月16日下午1点59分，杭州州萧山区区义桥一一塑料厂厂露天仓仓库突发发火灾，，由于仓仓库内堆堆放大量量塑料编编织带，，顿时黑黑烟滚滚滚，漫天天烟尘。。接警后后，杭州州消防总总共出动动14辆消防车车，经过过50分钟的奋奋力扑救救，将火火势扑灭灭。大量易燃燃材料堆堆积在室外，造成传传统的消消防设备备无法监监测到火火灾的形形成。鹰眼火灾灾智能实实时防范范系统能通过无线火焰监控控摄像机机实时监控控火情、也可以以通过成像旋转转摄像机，将防范区区域增大大。我们的解决方案案室外烟智能快速速辨识视频黄色阶段段侦测测判断红色阶段段发出出警讯，，可启动动消防系系统室外火智能快速速辨识视频绿色阶段段侦测测判断小小火苗红色阶段段发出出警讯，，可启动动水雾消消防系统统襄阳网吧吧失火2013年4月14日6时左右，，湖北省省襄阳市市樊城区区前进东东路一景景城市花花园酒店店发生火火灾，8时50分大火被被扑灭。。火灾造造成61人伤亡，，其中已已确认有有14人死亡。。襄阳市市樊城区区警方已已以失火火罪立案案。经查明由由于网吧吧线路老化化，消防通通道被锁锁，疏散散逃生窗窗安置防防盗窗影影响人员员疏散，，检查酒酒店发现现疏散楼楼梯间堆堆放杂物物，自动动报警系系统不能能正常使使用等问问题。我们的解决方案案鹰眼火灾灾智能实实时防范范系统采用电流感测测器实时时监测线路路的异常电电流,在电线的的电流超过警戒戒值的时时候，自自动通知知相关人人员提高高安防检检查力度度，防范于未未然。通过自动动灭火系系统来有有效的控控制火情情，减少蔓延延造成更更大伤亡亡。火灾智能能实时防防范系统统架构示示意图集成监控终端无线终端烟感探头气体探头红外帘幕探头摄像机互联网安卓手机Iphone手机IPAD笔记本电脑感知层集成终端传输层报警和控制RFIDGPRS1、火灾报警中心2、处警指挥中心3、实时视频平台4、设施巡检部门5、消防联动装置6、119监控平台7、GIS报警平台8、系