
物联网中非常重要的技术是RFID电子标签技术。以简单RFID系统为基础,结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等,构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的,比Internet更为庞大的物联网成为RFID技术发展的趋势。物联网用途广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。预计物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。有专家预测10年内物联网就可能大规模普及,这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场。
国际电信联盟2005年一份报告曾描绘“物联网”时代的图景:当司机出现 *** 作失误时汽车会自动报警;公文包会提醒主人忘带了什么东西;衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。
物联网把新一代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。
物联网是利用无所不在的网络技术建立起来的,是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮,是一个全新的技术领域。早在1999年,在美国召开的移动计算和网络国际会议就提出,“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”;2003年,美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首;2005年,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。
毫无疑问,如果“物联网”时代来临,人们的日常生活将发生翻天覆地的变化。然而,不谈什么隐私权和辐射问题,单把所有物品都植入识别芯片这一点现在看来还不太现实。人们正走向“物联网”时代,但这个过程可能需要很长很长的时间。一、将真实的加工制造连接到工业40
如果使用了工业40技术,一个新的加工制造生产线可以实现多达25种的产品变化,同时将产量提高10%,库存减少30%。工业40架构的应用让制造商在生产过程中可以获得更丰厚的投资回报率。
工业40是一场工业的革命,目的是将信息技术(IT)的虚拟世界、机器的物理世界以及互联网合为一体。其中心是将具有IT功能的所有工业领域都整合起来。
工业物联网(IIoT)设备要想创建工业40生产制造环境需要注意以下5个方面。在工业40中,对机器工具或一组机器的 *** 作,应该允许使用诸如智能手机或平板电脑这样的智能设备进行简单的连接。
1分布式智能
这里说的分布式智能是指在智能传动和控制技术网络的机器设备中,加入尽可能多的智能和控制功能、或者单独的传动轴,而不是从一个中央处理单元(CPU)来处理所有的动作。
2快速连接
在决定应该使用现场总线的什么功能时,应该看一下生产平台是否支持例如OPC UA(来自于OPC基金会)这样的标准。消除不同供应商系统的障碍,而且对通讯和控制平台采取一种更加开放的方式很重要。
3开放标准和系统
开放标准允许基于软件的解决方案可以更加灵活地集成,并有可能将新的技术移植进现有的自动化架构中。
4实时数据整合
可能利用实时的机器和工厂性能数据来改变自动化系统和生产工艺的管理方式。不用捕捉并分析数月以来有价值的关于生产率、机器停机时间或者能源消耗的数据,支持工业40的平台能够将数据整合到常规的工厂管理报告之中。这会让制造商和机器具备详细的信息来执行快速的工艺和生产变更,以实现产品满足特定客户需求的愿景。
5自适应性
科技帮助生产线变得主动。目标就是让工作站和模块可以适应个性化的客户或产品需求。
二、让工业40和IIoT在智能工厂里运行工业40和工业物联网(IIoT)能够为设备(从传感器到大规模控制系统)、数据和分析之间提供更好的连接性,Beckhoff自动化的TwinCAT产品专家Daymon Thompson这样认为。传感器和系统需要网络连接来共享数据,分析有助于做出更明智的决策。
物联网主要包括4个基本元素:实体的设备、与设备之间的双向连接、数据以及分析设备可以是小到一个传感器大到一个大规模控制系统中的任何一种。传感器和系统需要与更大的网络进行连接,以共享由传感器或系统产生的数据。对此数据进行的分析会产生可执行的信息,其结果是让人们做出精明的决策。
关于智能工厂的3个思考在决定实施工业40之前,要对智能工厂提出的3个问题是:
1你是否想要自动完成快速的产品转换,以及对市场需求的响应更好?
2你是否想通过识别出可以进行持续改进的区域来提升你的设备综合效率(OEE)以及生产总产量?
3你是否想要根除浪费,例如能源、原材料和闲置时间?
在确定和完善真实世界里智能工厂的目标之后,采用基于PC控制的硬件和软件有助于帮助你早日成功。
三、为什么要部署工业物联网?因为在工业世界里普遍使用了联网的传感器而比商业的物联网(IoT)更加先进,这些传感器就是物联网里面的“物”。数以亿计的联网的有线及无线压力、液位、流量、温度、震动、声波、位置、分析仪表以及其他传感器被用于工业领域,而且每年以数百万台的速度增加,为工厂提供了更多的监控、分析和优化。
IIoT通过将传感器连接到分析和其他系统中,来自动提高性能、安全性、可靠性和能源效率,具体方式为:
1从传感器上采集数据比以往经济有效得多,因为传感器很多都是电池供电和无线通讯的
2使用大数据分析和其他技术将这些数据翻译成可以理解的信息。
3将这些可 *** 作的信息在正确的时间呈献给正确的人员,要么是工厂人员,要么是远程专家。
4如果工作人员采取了正确的 *** 作,将带来性能上的提升。
四、基于平台的工具克服了IIoT的复杂性基于平台的方式提供了一种灵活的硬件架构,可以部署在许多不同的应用场合中,消除了硬件的复杂性,并让每一个新的问题基本上都成为软件方面的挑战。系统设计师选择的平台应该基于一个对信息技术(IT)友好的 *** 作系统(OS),这样它们可以安全地进行供给和配置,进而来正确地认证和授权用户维护系统的整体性,并让系统最大程度地可用。
五、基于数据的工业物联网如果没有数据,就没有大数据、云和分析功能,也没有区别于物联网(IoT)的工业物联网(IIoT);PI北美组织的副总监Carl Henning说,IIoT中的“物”造就了IoT中的“物”。IIoT需要开放的标准,以太网和软件标准可以为控制和制定决策所需要的信息提供数据。
其中一部分)时,大多数人认为最有用的特性是实时功能。
通过将信息、自动化、以及运行在工业物联网上的生产系统之间不断融合,物联网正在积极地影响着未来的工业自动化,Softing 有限公司市场部副总裁Mark Knebusch指出。随着以太网速度越来越快,电缆系统的集成更加重要,而电缆的认证有助于提升工业网络的性能。
3 Kittenblock中快速上手IOT31 加载IOT插件
插件已经成功加载:
32 建立IOT本地服务器
我们重新复习下MQTT物理模型:
1首先物联网肯定有一台服务器。不然那些要联网的设备把接收到的数据发给谁呢?服务器的作用就是接收数据,处理数据,分发数据
2多个联网的设备。它们的作用就是给服务器发送数据,或者接受服务器的数据。
本节实验,我们用我们的Kittenblock将本机电脑设置为IOT本机服务器,并且本机也作为一个联网的客户端,对服务器进行消息发送
为了方便学校上课场景(连接外网服务器不方便),我们可以直接通过Kittenblock后台建立起IOT本地服务器。
刚建立器IOT本机服务器,设备列表是空的,当然因为没有设备连接到本地服务器上
33 连接服务器
拖拽积木,设备的ID名称可以自由填写,这个名称是显示在服务器上的
更改完信息后,记得点击下积木块,才会执行这条指令
回到本地服务器的列表查看,可以看到设备CCFIVE已经连上上服务器了
34 订阅话题
设备已经与服务器成功连接后,我们需要进行话题订阅,话题的形式一般是“/”+英文,当然不用“/”也是OK的
回到本地服务器的列表查看,可以看到设备CCFIVE已经订阅了"/hello"的话题
35 话题广播与接收
因为我们现在只有一台设别,所以话题我们自己发送自己接收,我们写一个接收程序,让舞台的小喵说出来
话题发送与接收
现象结果:
36 多台电脑MQTT相互通讯
如果你的实验环境下有多台设备,不妨将多台设备都连接到同一个服务器上,例如下图电脑A、B、C都连接到1921680117上,然后对应向共同的话题推送消息,这时候其它设备如果也订阅了这个话题,它也会收到消息更新。第一,物体(Things)。这个的含义是物体将不再是笼统的一个品类,而是有唯一标志符,可识别的。这一方面,已经有二维码、IPv6
寻址以及
RFID(Radio
Frequency
Identification,
无线射频识别,
通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据)。二维码当前应用很广,RFID也已经发展到单品级RFID,未来每件衣服有一个唯一标志的
RFID
码也不再是梦。
第二,感知(Perceivable)。家电必须能够感知环境和人。当前传感器的发展不断突破,温度、湿度、人体红外这种常规的自不必说,无论技术成熟度、价格都已经很成熟。其他各种新型传感器也在不断突破中。
第三,无线(Wireless)。必须摒弃繁琐的布线技术,占用物理空间,转而使用各种无线成熟技术。当前无线成熟技术百花齐放,WIFI
一马当先,蓝牙、Zigbee、3G、4G都应用很广。
第四,云计算(Cloud)。互联网的发展史就是云计算的发展史,从网格计算、高性能架构、高性能存储一路过来,云计算将各种互联网技术整合在了一起。当前各大互联网公司都采用云计算技术,已经积累了丰富的经验,云计算的人才也越来越多。产品方案里面应该包含云的概念,如果只是局域网的话,并不是很合适。
第五,沟通(Communication)。互联网时代,家电与人沟通还只能依赖于计算机,但移动互联网的兴起,智能手机的普及,让物与人的沟通变得随时随地。
第六,智能(Intelligence)。物联网是手段,智能是目标。需要具备思维逻辑与行为交互能力,这一点可能是难点。可以从一些需求迫切、智能化难度较低的家电,如热水器、饮水机、空调入手,逐步深入。智能是一个课题,单纯技术型或者产品型的公司很难做到,需要具备研究能力的公司来实现。
技术方面,无论在上述六项能力中的哪一点,都还有很大的空间可以挖掘,这对于物联网基础技术供应商来说是一大机会。但单项技术并不是技术难点,整合才是物联网家电落地的障碍。产品方面,整合技术才最需要突破。物联网家电要取得突破,需要具备这六项能力中的大多数。
谷歌公司执行董事长埃里克·施密特曾在一次座谈会上大胆预言:互联网即将消失,一个高度个性化、互动化的有趣世界--物联网即将诞生。
物联网是通过传感器、控制器等设备按照协议把任何物品相连接,从而实现信息交换和通讯的一种网络。普通的日常用品因为连接而获得了新的生命,它们甚至将具有学习能力,可以通过感知、学习来根据用户的行为对自身的行为做出相应的调整。
物联网的出现、发展、成熟将大大改变人们现有的生活环境和习惯。因此,物联网被认为是继计算机、互联网之后,世界信息产业发展的第三次浪潮。
物联网的出现是基于人性的必然
早在远古时代,人类便寄希望与世界万物相沟通,以实现对周围环境的预知和控制。尽管由于科技的限制只能依靠巫术和宗教来获得某种与万物互联的体验,但这种需求却深深地根植于人类的基因当中。
在互联网时代,人们常说,由于网络的出现造就出一个相对独立的数字世界。然而,数字世界的出现并不能满足人们控制现实世界的深层需求,但却为物联网的出现做好了铺垫。物联网使得虚拟的数字世界与现实的物质世界整合为一,处于这一网络中的物品都像被赋予了读心术一般,不仅能感知用户的需求和情绪,更能自动根据判断做出响应。
试想当你拖着疲惫的身躯回到家时,房屋的空调早已开启,并设置到了合适的温度,灯光被调节到适合放松的颜色和亮度,悠扬的音乐在你一踏进门便开始响起。这样的场景过去只能出现在科幻当中,现在却已成为现实。
为人服务,让人感到舒服正是物联网所擅长的事情,而这不正是人类一直以来所追求的吗物联网的出现既是互联网及其相关技术发展的结果,也是基于人性的必然。
物联网发展条件渐趋成熟
传感器是物联网最为基础的组成部分,就好比是人的五官和四肢,正因为传感器的存在,物品才能采集到足够多的信息,最终上传整个网络的"大脑"。未来将有成千上万的传感器被嵌入到现实物质世界的各种物品之中,无所不在的传感器搜集、分析着来自世界各地的数据。
根据行业内统计,我国从事传感器研制、生产和应用的单位达到了1700余家,销售额在2015年时突破1300亿元。从全世界来看,则更要远高于这些数字,整个传感器产业已然成熟。根据一些机构预测,到2025年,传感器市场的总体规模将达到数千亿美元。
5G网络拥有速度快、高连接数、低时延、高可靠性和低功耗等多项优先,被认为是实现物联网发展的又一关键性技术。
5G网络在多项核心技术上已经取得了突破,然而,受制于标准尚不统一等因素的影响,5G网络的全面商用尚需时间。相比5G网络,运用部分5G技术的45G网络则有可能率先被运用于物联网。近日,有消息称,华为牵头制定的45G窄带蜂窝物联网将有望于年内实现商用。
物联网的标准协议一直是制约行业发展的关键所在。就在一周前,韩国召开的3GPPRAN全会第72次会议批准NB-IoT(窄带蜂窝物联网)对应的3GPP协议相关内容,这意味着NB-IoT标准核心协议已经全部完成,物联网将大规模走进人们的生活当中。
列王的纷争
互联网改变了人类社会的信息沟通方式,这导致众多传统商业模式在很短的时间内就被完全颠覆,在颠覆的同时,也造就了大量新的商业思想和模式,成就了一批新型公司。
与互联网相比,物联网对人类社会的改变将更为全面、深刻。互联网实现了人与信息的连接,物联网则不仅有人与信息的连接更提供了与多种物品的融合。物联网使得整个世界变得更像一个生命体,而不是一个冷冰冰的物质世界。
物联网所带来的不仅是人们生活上的便利,更是蕴藏了大量的商业机会。根据美国市场研究公司Gartner预测:到2020年,物联网所带来的利润将达到300亿美元;而2015年,麦肯锡发布的一份报告显示,到2025年,全球物联网的下游应用市场规模有望达到111万亿美元。
物联网就像是一块肥沃的土地,全球各大科技公司都希望能在这片沃土上划得属于自己的一块。
早在2013年,高通、思科、海尔、LG等公司就联合起来组成了名为AllSeen Alliance 的技术联盟,希望借联盟的力量推动物联网的发展。随后,各种由大公司牵头的物联网联盟相继成立。2014年,英特尔、三星、戴尔等公司共同成立了智能家居设备标准联盟--开放互联联盟(OIC),旨在与AllSeen Alliance联盟一较高下。
物联网不仅是硬件公司的必争之地,传统的互联网公司也在其中寻找着属于自己的机会。2014年1月,谷歌宣布以32亿美元收购美国智能家居公司Nest Labs,谷歌收购这家创立于2010年的公司的重要原因在于加速布局智能家居产业,希望在物联网领域占得一席之地。正如雷军所说:未来没有所谓的互联网公司,未来每个公司都变成物联网公司。
在物联网的争夺战中自然也少不了中国公司的身影。在2015年7月,百度就联合中国互联网协会发起成立了中国互联网协会物联网工作委员会,同年,还发布了物联网平台BaiduIoT。国内的另两大互联网公司,阿里和腾讯也都相继推出了自己的物联网 *** 作系统和物联网平台。同时,华为、中兴等硬件厂商也在布局物联网领域。国内的物联网产业即将迎来一场多方较量的大战。
物联网早已进入我们的生活当中
各种可穿戴设备可能是现在人们生活中对物联网使用的最佳案例。佩戴智能设备,我们的心跳、呼吸、血压等基本健康数据都被收集起来传送到智能设备的APP当中。
通过对所收集的数据的分析,计算机可以对人们的身体状况作出一个大致的判断,甚至可以根据推断患某种疾病的机率,并给出相应的预防建议。
正向所有技术所带给人们生活的变化一样,在开始时,可能人们都还没有察觉。但当人们发现时,整个人类世界早已变得天翻地覆。
转载至RFID世界网
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。
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》。
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