物联网技术与其在制造业上的应用

物联网技术与其在制造业上的应用“十五年周期定律”

IBM前CEO郭士纳：计算模式每隔15年发生一次变革1965年——大型机的商业应用1980年——个人计算机的普及1995年——互联网革命2010年——？？IBM前CEO郭士纳预测：计算模式每隔15年发生一次变革；2010年以物联网为标志；欧盟网络企业和RFID司物联网总监Peter.Friess预测：2015年到2020年间显现对经济发展刺激作用；易观国际分析：物联网最主要的推动力只有两个：政府与电信运营商；未来物联网产业的最关键环节是应用层面的行业用户；美国权威咨询机构forrester预测到2020年：(物物互联业务：人与人通信业务)比将达到30:1；物联网将拥有30万亿元通信大市场；物联网概念的提出物联网概念最早出现于比尔盖茨1995年《未来之路》一书，该书提出了“物-物”相联的物联网雏形，只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展，并未引起世人的重视。1998年，美国麻省理工学院（MIT）创造性地提出了当时被称作EPC系统的“物联网”的构想。衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求公文包会提醒主人忘带了什么东西司机出现操作失误时汽车会自动报警1999年，美国Auto-ID首先提出物联网（TheInternetofthings）的概念，主要建立在物品编码、射频识别（RadioFrequencyIDentification，RFID）技术和互联网的基础上。和通讯，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。这时对物联网的定义很简单：把所有物品通过射频识别（RFID）等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别管理。物联网概念的提出2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出了“物联网”的概念。报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。射频识别技术、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。物联网概念的提出2009年1月28日，奥巴马就任美国总统后，与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”，作为仅有的两名代表之一，IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。当年，美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点。

物联网概念的提出2009年8月7日温家宝总理在无锡微纳传感网工程技术研发中心视察并发表讲话，“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”，提出了“感知中国”的理念，这标志着政府对物联网产业的关心与支持力度已提升到国家的战略层面。2010年初，我国正式成立了传感（物联）网技术产业联盟，2010年3月2日，上海物联网中心正式揭牌。

物联网概念的提出物联网的定义物理网是通过各种信息传感设备及系统（传感网、射频识别系统、红外感应器、激光扫描器等）、条码与二维码、全球定位系统，按约定的通信协议，将物与物、人与人、人与物连接起来，通过各种接入网、互联网进行信息交换，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种信息网络。这个定义的核心是，物联网的主要特征是每一个物件都可以寻址，每一个物件都可以控制。物联网的定义物联网所解决的传统意义上的互联网没有考虑的问题是：对于任何物品的连接问题。物联网可以在任何时间、环境，任何物品、人、企业、商业，采用任何通信方式（包括汇聚、连接、收集、计算等），以满足所提供的任何服务的要求。对物联网网技术层层面的认认识从技术层层面上看看，物联联网是指指物体通通过智能能感知装装置，经经过传输输网络，，到达指指定数据据处理中中心，实实现人与与人、物物与物、、人与物物之间信信息交互互与处理理的智能能化网络络。传感网和和物联网网是对同同一概念念的不同同表述，，其实质质没有什什么区别别，两者者都是以以智能传传感器，，RFID等客观世世界标识识和感知知技术，，借助于于无线通通信技术术、互联联网、移移动通信信网等实实现人与与物理世世界的信信息交互互。对物联网网应用层层面的认认识纵观信息息网络发发展应用用过程，，可以认认为物联联网是网网络的应应用延伸伸，物联联网不是是网络而而是应用用和业务务。它是是信息网网络上的的一种增增值应用用，主要是在在提升数数据传送送效率、、改善民民生、提提高生产产率、降降低企业业管理成成本等方方面发挥挥重要作作用。应用是技技术进步步的源动动力，只只有具有有广阔的的应用前前景，技技术才能能得以发发展。作为消费费者，物物联网到到底给我我们带来来了什么么？诸如：①①自动化化，降低低成本和和效率，，提升企企业的综综合竞争争能力；；②信息息的实时时性，借借助通信信网络，，及时获获得远端端的信息息；③有有利于安安全生产产，及时时发现和和消除安安全隐患患，便于于实现安安全监管管；等等等。物联网的的EPC体系结构构随着全球球经济一一体化和和网络化化进程的的加快，，为满足足对单个个物品的的标识和和高效识识别，美美国麻省省理工学学院的自自动识别别实验室室（Auto-ID）在美国国统一代代码协会会的支持持下，提提出要在在计算机机互联网网的基础础上，利利用RFID、无线通通信技术术，构造造一个覆覆盖世界界万物的的系统，，同时提提出了电子产品品代码（ElectronicProductCode，EPC的概念）），即每每个对象象都将赋赋予一个个唯一的的EPC，并由采采用射频频识别技技术的信信息系统统管理，，彼此联联系，数数据传输输和数据据储存由由EPC网络处理理。EPCGlobal对于物联联网的描描述是：：一个物联联网主要要由EP编码体系、射射频识别系统统及信息网络络三部分组成成。物联网的EPC体系结构—EPC编码体系物联网实现的的是全球物品品的信息实时时共享。显然然要做的是实实现全球物品品的统一编码码，即对在地地球上任何地地方生产出来来的任何一件件物品，都要要给它打上电电子标签。在在这种电子标标签携带有一一个电子产品品代码，并且且全球唯一。。电子标签代表表了该物品的的基本识别信信息，例如，表示示“A公司于B时间在C地点生产的D类产品第E件”。目前欧欧美支持的EPC编码和日本支支持的UID编码是两种常常见的两种电电子编码体系系。物联网的EPC体系结构—射频识别系统统射频识别系统统包括EPC标签和读写器器。EPC标签是编号的的载体，当EPC标签贴在物品品上或内嵌在在物品中时，，该物品与EPC标签中的产品品电子代码就就建立了一对对一的映射关关系。EPC标签从本质上上来说是一个个电子标签，，通过RFID读写器可以对对EPC标签内存信息息进行读取。。这个内存信信息通常就是是产品代码。。产品代码经经读写器报送送给物联网中中间件，经处处理后存储在在分布式数据据库中。用户户查询物品信信息时只要在在网络浏览器器的地址栏中中，输入物品品的名称，生生产商等数据据，就可以实实时获悉物品品在供应链中中的状况。物联网的应用用领域电力负载监控、远程抄表农业大棚监控、动物溯源安全平安城市、危险品跟踪环保环境监测、污染物处理交通物流调度、定位导航市政路灯控制、电梯监控企业生产监控、设备管理医疗远程诊断、老人看护智能楼宇远程诊断面向智能工厂厂的生产过程程监控环境监测协同供应链管管理智能电网现代物流过程程监控与跟踪踪定位畜牧养殖和电电子监管智能家居—云数据中心智能家居用户户终端系统配配置智能家居物联联网云数据中中心运营架构构示意图物联网与制造造业经销数据中心

(后台)分枝客户供应商制造运送呼叫中心Web销售商金融预测物联网数据中心（后台）分支经销客户供应商制造运送呼叫中心Web销售商金融预测理想的灵活系系统现实性21传感技术＋MEMS技术：制造装备技术术能力的提升升制造装备制造系统企业管理RFID+工业WSN+工业应用软件件：设备的互联互互通、制造过过程的状态检检测、物流的的实时监控等等，对制造环境境的感知能力力得到极大的的提升，生产产效率、产品品质量取得突突破性的应用用。智能装备感知制造系统实时企业管理物联网是企业业的神经系统统移动设备RDCRFID/条码读写器仓库CallerCaller打印机港口物流复杂事件探测测任务提交云计算平台复杂模式库事件存储库规则数据库物联网EPC信息服务器对象命名服务务器PML服务器数据中心面向制造业供供应链的物联联网信息服务务平台工业智能控制制系统应用示示例在工业企业部部门，为了提提高产品的整整体质量，及及时、准确地地获取生产数数据，并对数数据进行及时时分析处理，，减少生产浪浪费，缩短生生产周期，常常需要组建企企业内部的生生产过程控制制管理系统。。作为企业内内物联网应用用系统设计示示例，下图示示意了一个基基于RFID技术的工业企企业内部生产产监控管理系系统的组成。。这个物联网网系统主要包包含有GM二维码（电子子标签）、RFID读写器，中间间件系统和互互联网几个组组成部分。工业智能控制制系统应用示示例1.利用二维条码码与RFID读写器感知节节点数据工业生产现场场主要由生产产设备、工作作人员、生产产材料、产品品等构成。上上图中，二维维条码贴于每每件产品上，，所使用的RFID读写器可为手手持式或固定定式，以方便便地应用于生生产过程。中中间件系统含含有EPC数据，后端应应用数据库软软件系统还包包含ERP系统等。这些些都与互联网网相联，可及及时有效地跟跟踪、查询、、修改或增减减数据。当在在某个企业生生产的产品被被贴上存储有有EPC标识的RFID标签后，在该该产品的整个个生命周期，，该EPC代码将成为它它的唯一标识识，以此EPC编码为索引就就能实时地在在RFID系统网络中查查询和更新产产品的数据信信息。2.车间内各个流流通环节对产产品进行定位位和定时追踪踪在车间的每一一道工序都设设有一个RFID读写器，并配配备相应的中中间件系统，，联入互联网网。这样，在在半成品的装装配、加工、、转运以及成成品装配和再再加工、转运运和包装过程程中，当产品品流转到某个个生产环节的的RFID读写器时，RFID读写器在有效效的读取范围围内会检测到到GM二维码的存在在。对于某一个局局部环节而言言，其具体工工作流程为：：RFID读写器从含有