物联网时代:物联网的十大应用领域(下)

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目录:

(上)

一、物联网应用概述

二、物联网应用领域划分

1智能物流

2智能交通

3智能家居

4环境监测

5金融与服务业

(下)

6智慧医疗

7智慧农业

8智慧工业

9智能电网

10国防军事

6智慧医疗

健康 对个人来说非常重要,但人生病是不可避免的,如何使人们少生病、生小病、生病后能及时诊断和治疗成为目前卫生领域的重大课题。

物联网在医疗卫生方面的广泛应用可以解决上述问题。目前可穿戴设备早已出现在市场上,他的出现可以使得人们及时了解自身如呼吸、心跳、血糖等一系列生理参数,这些参数可与正常生理参数相比对,为人们提供 健康 辅助信息与建议;同时这些参数可以上传到医疗信息中心,一来为个人建立一个实时的 健康 参数库,二来可以通过这些参数自动诊断 健康 状况,从而使人们达到少生病、生小病、生病后能及时诊断和医疗的目的。

目前,看病难困扰着整个卫生系统,其原因是医疗资源的分配不公。采用物联网技术可以解决医疗资源分配不公的问题。通过物联网采集的病理数据可远程传输给权威医疗机构,专家通过对这些数据的分析可诊断病情,提出医疗方案,在远端的病人可根据医疗方案,由当地医疗人员处置。这样就保障了优良医疗资源的高效应用。

目前有很多精确度很高的手术如一些神经外科手术都需要 *** 作专门的仪器来进行手术, *** 作便是传感层接收的信息,仪器内嵌入的系统根据接收的信息通过特定的程序执行特定的 *** 作。理论上来说,信息可以由仪器本身自带的传感器产生,也可由远程端发送来信息,这样一些难度极大的手术便可由专家通过远程 *** 作来完成。然而现实中由于手术需要的实时性与网络传输信息的延迟性,这一设想还无法实现。5G技术的出现让这一设想成为可能。

物联网的应用还可以减少排队就医的时间,病人可通过物联网终端以及病情的缓急来预约就诊时间,就诊后可用移动支付的手段减少付费的麻烦,附着在药品上的RFID标签可以极大地减少药品的误服率,保障了用药安全。

(值得一提的是,作者所在的团队的项目便是一个智能医疗的项目,是一个关于康复医学的项目,主要用来帮助骨折患者的恢复以及防止二次骨折的可能。)

7智慧农业

物联网在农业上的应用可以使得农业生产更加智慧。在农田里部署的无线传感器网络实时采集田地里的水、肥等与农作物生长有关的参数,及时控制农作物生长所需的各种环境使得农作物的品质更高。

物联网中的大数据分析与数据挖掘技术可以用来指导农户科学地生产、种植,从全局考虑种植与需求,以保证丰产丰收。

在养殖方面,RFID标签可植入动物体内,动物的全生长过程均存于监控之中,这样可以保障动物肉品的全方位可追溯,保障了食品的安全。

(如果有机会的话,我会写一篇一个基于物联网技术的大棚无人种植智能监控系统方案)

8智慧工业

物联网与工业的融合应用产生了智慧工业,工业从大规模的生产逐渐演变成了个性化生产。企业从供应链的角度出发,通过虚拟现实知道用户消费和订购,将用户的个性化需求通过物联网实时传送到企业的生产线上,通过工业的自动控制技术,在一个生产线上可生产不同的个性化的产品,从而提高了企业的竞争力。

物联网与3D打印技术的结合,使得工业生产“可见即可得”。通过各种感知技术将用户想象的个性化产品图形化,图形化的虚拟产品可通过3D打印变成实际产品,这样就加快了产品研发、生产的速度,更快速地响应用户需求,提高企业的效益。

9智能电网

智能电网来源于电力自动化,其目标是在保障电力系统可靠性的同时,以更加经济的方式合理调配电能,使得电力企业和用户获得满意的效益。

电能是由其它如水力、火力、核能等能源转化而成的,它是一个无法存储的能量,因此多发电会产生浪费,少发电则供电不足。采用物联网技术后,电力企业可以通过在每个用户的用电设备上部署传感器,实时获得其用电信息,将该用电信息传送给电力企业,企业就可以及时调整发电量,以保障用电需求。另外,企业也可根据这些信息以及感知到的其他与 社会 生活、生产有关的信息,估算出用电需求量,依据需求量可有计划地安排发电所需的煤、油等发电物料,以保障企业的经济效益。

此外,用户可根据自身经济状况,合理安排用电时间,在用电高峰期时,由于此时电价高,可减少用电,当在用电低谷时,由于电价较低,可加大用电量。采用物联网技术,电力企业和用户可以全面感知用电情况,准确获得用电的高峰和低谷信息,指导企业和用户,使双方均获得较好的经济收益。

10国防军事

物联网在国防军事上有着广泛的应用。全面的感知可获得战场上的全面情况,为合理部署战斗力量提供了保障。现代战争是一个精确打击的战争,感知了全面战场信息就获得了精确打击的对象,火力能有效地打击敌人,保护自己。全面感知还可以有效地调配战斗资源,合理分配各种轻、重及远程火力、战斗人员和后勤保障。

在国防军事上,通过各种地面、空中、海洋、空间感知设备获取全方位的信息,这些信息与武器互连,从而形成了强大的武装网络和战斗力,为我国的国防现代化做出了巨大的贡献。

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2006至2020年,物联网应用从闭环、碎片化走向开放、规模化,智慧城市、工业物联网、车联网等率先突破。中国物联网行业规模不断提升,行业规模保持高速增长,江苏、浙江、广东省行业规模均超千亿元。

截至到2019年,我国物联网市场规模已发展到15万亿元。未来巨大的市场需求将为物联网带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。

近年来,我国政府出台各类政策大力发展物联网行业,不少地方政府也出台物联网专项规划、行动方案和发展意见,从土地使用、基础设施配套、税收优惠、核心技术和应用领域等多个方面为物联网产业的发展提供政策支持。在工业自动控制、环境保护、医疗卫生、公共安全等领域开展了一系列应用试点和示范,并取得了初步进展。

目前我国物联网行业规模已达万亿元。中国物联网行业规模超预期增长,网络建设和应用推广成效突出。在网络强国、新基建等国家战略的推动下,中国加快推动IPv6、NB-IoT、5G等网络建设,消费物联网和产业物联网逐步开始规模化应用,5G、车联网等领域发展取得突破。

政策推动我国物联网高速发展

自2013年《物联网发展专项行动计划》印发以来,国家鼓励应用物联网技术来促进生产生活和社会管理方式向智能化、精细化、网络化方向转变,对于提高国民经济和社会生活信息化水平,提升社会管理和公共服务水平,带动相关学科发展和技术创新能力增强,推动产业结构调整和发展方式转变具有重要意义。

以数字化、网络化、智能化为本质特征的第四次工业革命正在兴起。物联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,通过对人、机、物的全面互联,构建起全要素、全产业链、全价值链全面连接的新型生产制造和服务体系,是数字化转型的实现途径,是实现新旧动能转换的关键力量。

我国物联网行业呈高速增长状态 未来将有更广阔的空间

自2013年以来我国物联网行业规模保持高速增长,增速一直维持在15%以上,江苏、浙江、广东省行业规模均超千亿元。中国通信工业协会的数据表明,随着物联网信息处理和应用服务等产业的发展,中国物联网行业规模已经从2013年的4896亿元增长至2019年的15万亿元。

虽然我国物联网发展显著,但我国物联网行业仍处于成长期的早中期阶段。目前中国物联网及相关企业超过3万家,其中中小企业占比超过85%,创新活力突出,对产业发展推动作用巨大。

物联网作为中国新一代信息技术自主创新突破的重点方向,蕴含着巨大的创新空间,在芯片、传感器、近距离传输、海量数据处理以及综合集成、应用等领域,创新活动日趋活跃,创新要素不断积聚。

物联网在各行各业的应用不断深化,将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式。未来巨大的市场需求将为物联网带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。

在政策、经济、社会、技术等因素的驱动下,2020年GSMA移动经济发展报告预测,2019-2025年复合增长率为9%左右,2020年中国物联网行业规模目标16亿元,按照目前物联网行业的发展态势,十三五规划的目标有望超预期完成;预计到2025年,中国物联网行业规模将超过27万亿元。

未来物联网行业将向着多元方向发展

标准化是物联网发展面临的最大挑战之一,它是希望在早期主导市场的行业领导者之间的一场斗争。目前我国物联网行业百家争鸣,还未有一个统一的标准出现。因此在未来可能通过不断竞争将会出现限数量的供应商主导市场,类似于现在使用的Windows、Mac和Linux *** 作系统。

合规化同样是当下物联网面临的问题之一,特别是数据隐私问题。目前数据隐私已成为网络社会的一个关键词,各种用户数据泄露或被滥用的事件频发,特别是Facebook的丑闻引发了全球担忧。

因此在未来,我国各种立法和监管机构将提出更加严格的用户数据保护规定,,用户的敏感数据可能会随着时间的推移而受到更严格的监管。

安全化是指预防物联网软件遭受网络黑客攻击,在未来,以安全为重点的物联网设施将受到更多的关注,特别是某些特定的基础行业,如医疗健康、安全安防、金融等领域。

多重技术推动物联网技术创新

从技术创新趋势来看,物联网行业发展的内生动力正在不断增强。连接技术不断突破,NB-Iot、eMTC、Lora等低功耗广域网全球商用化进程不断加速;物联网平台迅速增长,服务支撑能力迅速提升;

区块链、边缘计算、人工智能等新技术题材不断注入物联网,为物联网带来新的创新活力。受技术和产业成熟度的综合驱动,物联网呈现“边缘的智能化、连接的泛在化、服务的平台化、数据的延伸化”等特点。

—— 以上数据来源于前瞻产业研究院《中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》

通过高低压隔离耦合电路,隔离低频三相交流电与单板低压,保证单板安全,同时提供PLC信号注入和提取的高频通路。

通过接收链路,滤波、处理从交流电力线上提取的PLC信号。

通过发送链路,对PLC信号进行功率放大,然后向交流电力线注入PLC信号。

通过PLC控制器,实现PLC信号和RS485信号双向转换。

通过RS485收发接口电路,提供RS485信号接收和发送的通路,实现与数据采集器通信

华为plc智能家居方案工作原理

华为plc智能家居方案这是基于HPLC/IEEE19011结合华为特有技术,且面向物联网场景的中频带电力线载波通信技术。其工作频段范围在07-12MHz,噪声低且相对稳定,信道质量好;采用正交频分复用(OFDM)技术,频带利用率高,抗干扰能力强;通过将数字信号调制在高频载波上,实现数据在电力线介质的高速长距离传输。PLC-IoT应用层通信速率在100Kbps到2Mbps,通过多级组网可将传输距离扩展至数公里,基于IPv6可承载丰富的物联网协议,使能末端设备智能化、实现设备全联接。

同时,PLC-IoT精确有效地建立了电力线通信信道传输模型,根据频率选择特性确定最佳信号传输频率,并通过大量的实测数据分析获得电力线的信道特性。可将其优势可以总结为:

一、基于开放标准的IPv6技术,不同类型的末端设备可以共享PLC网络,物联网关主机侧应用和容器内多个应用也可共享同一个PLC网络,独立访问各自管理的末端设备而互不影响,提升PLC网络的并发能力和通信效率。

二、基于华为主推的新一代台区识别技术,无需任何外加设备,根据宽带载波技术特点和电网及信号特性,仅通过软件分析处理,在模块本地自动分析出末端设备所归属的变压器区域。利用无扰台区识别的结果,可免除白名单配置,从而减少现场配置,提升设备部署效率。

三、PLC-IoT+RF双模通信采用宽带电力线载波与微功率无线通信技术融合,在高频次采集的场景下,PLC-IoT与RF双通道并行采集不同节点的数据,提升效率40%左右。关键信息交互时,双通道可同时传输关键信息,形成冗余通道,实现可靠通信。并且当设备发生停电故障、PLC链路断开时,可通过RF通信及时上报停电事件。

四、PLC-IoT模块配合旁路耦合电路,为PLC-IoT通信提供了又一种逃生通道。当电力线开关断开后,PLC-IoT模块可通过旁路耦合单元继续通信,将停电事件等重要信息上报给物联网关,实现停电主动抢修,提升运营效率和客户满意度,解决停电后如何将信息上报并及时进行处理的问题。

五、PLC-IoT模块结合边缘计算网关,提供即插即用框架,PLC-IoT尾端模块开放SDK,第三方应用通过简单函数调用,即可实现自身末端设备的自动发现,以及向容器中业务APP与远端物联网平台的注册,使能物联网关与末端设备快速建立业务通道,有效解决传统末端设备上线流程复杂,安装部署耗时的问题。

PLC-IoT产品:

PLC头端

》IP化PLC头端通信模块(配套核心板使用)

》作为PLC网络的中央协调器,负责组建PLC网络

》尺寸:9262mm6762mm245mmPLC小型化尾端

》IP化PLC尾端通信模组(集成在末端设备中)

》作为PLC网络的组网节点,受协调器管理

》支持合作伙伴二次开发

》尺寸:36mm27mm1755mm(不含pin针)PLC标准化尾端

》IP化PLC尾端通信模块

》作为PLC网络的组网节点,受协调器管理

》尺寸:655mm453mm20mm物联网关核心板

》边缘计算核心板,支持虚拟化和容器技术

》支持合作伙伴基于容器开发APP应用

》尺寸:926mm80mm139mm

华为PLC解决方案

以华为全屋智能主机为中央控制系统,具备稳定可靠的PLC全屋网络,高速全覆盖的全屋WiFi,支持丰富的可拓展的鸿蒙生态2配套,对全屋环境、用户行为及系统设备等进行分布式信息管理和智能决策,给用户带来沉浸式、个性化、可成长的全场景智慧体验。

方案配置中包含PLC硬件使能器件+场景体验:其中硬件包括,全屋智能主机(含全屋Wi-Fi6+系统),以及传感器类,窗帘电机类,照明驱动类(含灯具),控制面板类等核心PLC硬件使能器件,场景体验包括,预置50+场景,其中包含首批鸿蒙AI场景(普通场景为通过ifttt预设条件设置的场景,鸿蒙场景为搭载鸿蒙系统搭建的全新AI场景),同时支持消费者自定义拓展场景体验。

为家庭的两张网络,一张为采用最新PLC技术的全屋家庭控制总线网络,全屋PLC技术具有高成熟、高稳定、高连接、高可靠、易布署等优势。目前已实现支持2000米传输距离,轻松覆盖高达500平的大户型,华为实验室测试显示累计100万+小时不掉线,通讯成功率高达9999%,极端条件断网不断联;在扩展性上可连接设备多达384个,满足家庭大量设备扩展需求。

另一张为实现全屋无死角覆盖的全屋Wi-Fi6+无线网络,也是家庭宽带的优势解决方案。全屋Wi-Fi6+主路由模块包含1个IPTV、1个上行连光猫、1个连PLC、5个多房间AP扩展共8个网口,实现全屋Wi-Fi覆盖。

plc技术是什么

在知道什么是PLC-IoT之前,我们需要先了解PLC是什么。PLC(PowerLineCommunication)即电力线通信,又称电力线网络,指利用既有电力线,将数据或信息以数字信号处理方式进行传输。

PLC不需要组网和额外通讯费用,与现有路灯控制系统兼容也非常好。但是PLC受线缆质量、负载影响较大,对信号的抗干扰能力较差。

PLC-IoT(PowerLineCommunicationInternetofThings)对PCL进行了改良,PLC-IoT的抗干扰能力更强,信通的质量更好,同时,可以将数字信号调制在高频载波上,通过多级组网可将传输距离扩展至数公里,实现数据在电力线介质的高速长距离传输。

简单来说PLC,即电力线通信技术(PowerLineCommunication,简称PLC)是以电力线(低压、中压或者直流)作为媒介,传输数据与信息的一种载波通信方式。

PLC电力线通信技术实现了数据在电力线高速、可靠、实时、长距离的传输,突出特点是网随电通,无需额外部署专门的通信线即可接入网络,华为全屋智能是基于华为海思PLC-IoT芯片开发的全屋智能系统。

PLC-IoT系统可以单独控制各个设备,也可以根据需求编辑场景实现不同产品同时控制,可以与HiLink平台的各个设备实现联动控制,用户通过华为智慧生活App远程或近端查看和控制设备。

华为全屋智能PLC与传统PLC区别

电力载波技术十多年前也有应用,像电力猫等也一直在使用这一技术。

华为全屋智能使用的PLC技术跟传统PLC技术本质的区别在于使用协议、带宽技术、传输数据类别。

首先不同于路由器、电力猫使用的PLC技术,华为全屋智能PLC-IoT是基于协议IEEE19011的系统;而路由器PLC是基于协议Ghn的技术。IEEE19011协议属于窄带技术,频宽16MHz-12MHz,仅传输控制信令和心跳报文,每个设备对带宽的占用很小;而Ghn技术属于宽带技术,因为在传输数据类别上面效率就完全不一样,传统PLC技术,传输的是数据业务,占据大量带宽资源,所以在使用中可能会受到其他电器的噪声干扰,导致传输速率有跳变,在部分干扰较大的场景下,会影响使用体验,也就是通常说的“失灵”,而其通常在开放环境使用,没有隔离器等措施,容易受到干扰。

华为全屋智能的PLC-IoT系统作为一条独立的回路接入家庭电路中,为了减少阻断传统家电设备产生的噪声,在独立回路上安装了一个滤波器,阻断掉传统家电对智能家具设备的干扰,从而达到稳定、安全的需求。PLC回路可最多支持384个设备。智能家居PLC技术是一个成熟的技术,在电力网,路灯等工业场景广泛应用,稳定通信距离可以高达2KM,华为将这个技术应用到家居场景,设备的连接稳定性可以得到保障。

华为PLC是什么

PLC只是一种技术路线,和ZigBee,SigMesh,甚至传统的总线技术一样,它就是个技术路线而已,直到目前,ZigBee和SigMesh也没有分出个高下,有所长也有所短,PLC加入战局把传统的总线技术也放到了一起对比,这是ZigBee和SigMesh无法做到的。

PLC已经在远程抄表和路灯监控的应用上验证了自身“广域”的应用价值,只这一点就是其它所有技术路线都几乎无法企及的,华为的野心在于真正的万物互联,智能家居只是其中一个部分,PLC几乎同时可以满足广域智能互联和家居智能互联的应用,又能同时兼顾快速改造和重新搭建两种业务应用类型,所以是个“大致正确”的方向,剩下的问题只是技术和应用的成熟度,以及性价比。

另外一个非常重要的但通常都不会被放到桌面上来讲的内容,是标准,这不仅涉及到利益,和5G技术应用一样,用星条国的话讲,还涉及到国家和社会安全,以及家庭和个人隐私保护。

如果ZigBee,SigMesh、KNX和PLC都能达到基本一样的互联和智能效果,性价比方面不会有过大的差别,在社会公共领域和大规模家庭应用方面,PLC会成为首选项,这是社会综合需求。

巨型企业做标准和资本,大型企业做战略和策略,中型企业做业务和渠道,小型企业做产品和技术,重心是不一样的,目标也是不一样的,结果当然不一样。

PLC至少有三个因素符合华为智能互联方面的技术路线选择需求:1、应用领域的覆盖性;2、全新的标准制定;3、有线无线的无缝结合。

在此基础上,华为强调的是HiLink系统,并没有完全排斥其它类型的智能技术融合,比如SigMesh,也是很有希望融入到华为的智能互联体系内的。

HiLink是根系,Wi-Fi是主干,PLC和SigMesh还有其它一些有可能融入的智能互联技术是分支,智能音箱路由网关开关面板插座是绿叶,终端应用产品是开花结果。华为plc智能家居方案这套系统能让现实更接近理想中的智能生活,想当年这种设计只会出现在科幻故事、里,像一回家,就自动开窗帘、开地暖,把灯光调到合适亮度,反正想实现什么功能,直接买个功能家电接入这套全屋智能系统即可。

对于互联网大家并不陌生,我们将设备连接到互联网产生了许多惊人的好处, 通过使用智能手机,笔记本电脑和平板电脑,我们感受到了这些好处,但其实,对其他一切设备都是如此,是的,我说的是一切设备。

物联网实际上是一个非常简单的概念,它意味着把世界上所有的东西都连接到互联网上,不仅仅局限于手机、电脑。物联网技术的原理其实就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建筑的“Internet of Things”,也就是大家常说到的万物互联。

据电力行业2020年度发展报告指出,2019年我国能源互联网建设速度加快,终端能源电气化水平有所提升。电力体制持续改革,电力科技创新逐步加快,标准化建设取得成效。同时构建全球能源互联网成为了全球共识,电力国际合作进一步加深。

在江苏工业园区,运用天然气分布式热电冷三联供,完成资源阶梯级利用,能源综合率达到70%左右;在北京大学,通过监控平台管理,每年可节约225万吨用水量和116万千瓦的用电量;在上海,浦东供电公司利用云平台开展负荷填谷,使全域电力负荷下降约4%。诸多数据表明了,综合能源管理改变了能源使用节奏,也为该区域带来了新的发展活力。

随着物联网和5G技术的成熟,简单的节能管理已经难以满足需求。要真正做到综合能源管理,不光要实时收集数据,还要利用数据进行分析总结规律,对异常状况进行报警。实际降低能耗的同时还要与自身系统相连接。借此选用 Hightopo 帮助南京工业大学建立的综合能源管控可视化系统为案例:

可视化系统不光展示出整个园区,还密切对建筑物用能、能源管网进行监测。同时根据获取的数据对该建筑、该区域的能耗进行评价、审计、分析并生成具体的数据统计以便管理者查看并做出调整。还兼顾对设备全生命周期的管理,由被动维修变为主动保养,减少由于设备停摆所带来的损失。

并且在Hightopo 的轻量架构的基础上可以与园区自身系统相接形成数据互通告别数据分离。学校通过节能降低了运行成本,减轻管理压力,同时学生的节能意识也在管理模式变化中得到了增强。

综合能源管控系统能做到精准调配资源,可以规避这种情况发生。区域能源管理也为智慧城市增添了新思路,使得综合能源服务拥有更多展现方式。从完善区域的能源结构再到完善整个城市的能源分配管控,降低能耗成本,符合低碳绿色的时代发展需求。

参考资料:

                      官网——Web组态

                       百度百科——图扑软件


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