第一篇：物聯網與大數據的應用前景及利與弊

大數據的應用前景及利與弊 大數據的應用前景

1.數據的資源化

在大數據技術中蘊含著豐富的數據信息資源，它們的科學有效應用能夠切實為企業帶來巨大的經濟產值，產生更多經濟收益。因此，要利用好信息資源就要進一步開放研究大數據技術。信息資源的有效應用離不開先進的數據技術和信息化思維，網絡技術人員應當將傳統信息資源開發管理方法與大數據技術有機地結合起來，通過將不同數據集進行重組和整合，發揮就數據集所不具有的新功能，從而為企業創造出更多的價值。而掌握了數據資源處理技術的企業，在未來還能夠通過將數據使用權進行出租或者轉讓等方式獲取巨大的經濟收益。

2.科技的交叉融合

大數據技術的發展不僅能夠將網絡計算中心、移動網絡技術和物聯網、云計算等新型尖端網絡技術充分地融合成一體，促進不同科學技術的交叉融合，同時還能夠促進多學科的交叉融合，充分發揮出交叉學科和邊緣學科在新時代的新功能與效用。大數據技術的長足進步與發展既要求工程技術人員要立足于信息科學，通過對大數據技術中的信息獲取、儲存、處理等各方面的具體技術進行創新發展，也要將大數據技術與企業管理手段結合起來，從企業經營管理的角度研究分析現代化企業在生產經營管理活動中大數據技術的參與度及其可能帶來的影響。在一些需要處理和應用到大量數據的信息部門，企業一方面要著力提高大數據技術的應用水平，另一方面要及時引起跨學科人才，充分發揮多科學與交叉性學科在本部門中的參與度。

3.以人為本的大數據技術發展趨勢

科學技術的使用主體歸根結底是人，雖然在大數據技術支撐的網絡信息環境下，信息數據的及時流通與整合能夠滿足人類生產生活的所有信息需求，能夠為人的科學決策提供有效指導，但大數據技術終究無法代替人腦，這就要求大數據技術在發展過程中要堅持以人為本的基本原則，重視人的地位，將人的生產活動與網絡大數據虛擬關系結合起來，在密切人與人之間的交流的同時，充分發揮每一個獨立個體的個性和特長。

未來項目應用趨勢

1.開放源碼

Apache、Hadoop、Spark等開源應用程序已經在大數據領域占據了主導地位。一項調查發現，預計到今年年底，近60%企業的Hadoop集群將投入生產。佛瑞斯特的研究顯示，Hadoop的使用率正以每年32.9%的速度增長。專家表示，2018年許多企業將繼續擴大他們的Hadoop和NoSQL技術應用，并尋找方法來提高處理大數據的速度。2.內存技術

很多公司正試圖加速大數據處理過程，它們采用的一項技術就是內存技術。在傳統數據庫中，數據存儲在配備有硬盤驅動器或固態驅動器(SSD)的存儲系統中。而現代內存技術將數據存儲在RAM中，這樣大大提高了數據存儲的速度。佛瑞斯特研究的報告中預測，內存數據架構每年將增長29.2%。目前，有很多企業提供內存數據庫技術，最著名的有SAP、IBM和Pivotal。3.機器學習

著大數據分析能力的不斷提高，很多企業開始投資機器學習(ML)。機器學習是人工智能的一項分支，允許計算機在沒有明確編碼的情況下學習新事物。換句話說，就是分析大數據以得出結論。機器學習是2018年十大戰略技術趨勢之一。它指出，當今最先進的機器學習和人工智能系統正在超越傳統的基于規則的算法，創建出能夠理解、學習、預測、適應，甚至可以自主操作的系統。4.預測分析

預測分析與機器學習密切相關，事實上ML系統通常為預測分析軟件提供動力。在早期大數據分析中，企業通過審查他們的數據來發現過去發生了什么，后來他們開始使用分析工具來調查這些事情發生的原因。預測分析則更進一步，使用大數據分析預測未來會發生什么。

2016年調查顯示，目前僅有29%的公司使用預測分析技術，這個數量并不多。同時，許多供應商最近都推出了預測分析工具。隨著企業越來越意識到預測分析工具的強大功能，這一數字在未來幾年可能會出現激增。5.智能APP

企業使用機器學習和AI技術的另一種方式是創建智能應用程序這些應用程序采用大數據分析技術來分析用戶過往的行為，為用戶提供個性化的服務。推薦引擎就是一個大家非常熟悉的例子。在2017年十大戰略技術趨勢列表中，高德納公司把智能應用列在了第二位。高德納公司副總裁大衛·希爾里(David Cearley)說：“未來10年，幾乎每個app，每個應用程序和服務都將一定程度上應用AI。6.智能安保

許多企業也將大數據分析納入安全戰略。企業的安全日志數據提供了以往未遂的網絡攻擊信息，企業可以利用這些數據來預測并防止未來可能發生的攻擊，以減少攻擊造成的損失。一些公司正將其安全信息和事件管理軟件與大數據平臺結合起來。還有一些公司選擇向能夠提供大數據分析能力產品的公司求助。7.物聯網

物聯網也可能對大數據產生相當大的影響。根據IDC 2016年9月的報告，“31.4%的受訪公司推出了物聯網解決方案，另有43%希望在未來12個月內部署物聯網解決方案?！?/p>

隨著這些新設備和應用程序上線，許多公司需要新的技術和系統，才能夠處理和感知來自物聯網的大量數據。8.邊緣計算

邊緣計算是一種可以幫助公司處理物聯網大數據的新技術。在邊緣計算中，大數據分析非常接近物聯網設備和傳感器，而不是數據中心或云。對于企業來說，這種方式的優點顯而易見。因為在網絡上流動的數據較少，可以提高網絡性能并節省云計算成本。它還允許公司刪除過期的和無價值的物聯網數據，從而降低存儲和基礎架構成本。邊緣計算還可以加快分析過程，使決策者能夠更快地洞察情況并采取行動。

9.高薪職業

對于IT工作者來說，大數據的發展意味著大數據技能人才的高需求。IDC稱“到2018年，美國將有181,000個深度分析崗位，是數據管理和數據解讀相關技能崗位數量的五倍?！?/p>

由于人才缺口過大，羅伯特哈夫技術公司預測，2017年數據科學家的平均薪資將增長6.5%，年薪在116,000元到163,500元之間。同樣，明年大數據工程師的薪資也將增長5.8%，在135,000元到196,000元之間。10.自助服務

由于聘請高級專家的成本過高，許多公司開始轉向數據分析工具。先前預測，“視覺數據發現工具的增長速度將比其他商業智能(BI)市場快2.5倍，到2018年，所有企業都將投資終端用戶自助服務。一些大數據供應商已經推出了具有“自助服務”能力的大數據分析工具，專家預計這種趨勢將持續到2017年及以后。數據分析過程中，信息技術的參與將越來越少，大數據分析將越來越多地融入到所有部門工作人員的工作方式之中。

大數據帶來的利與弊

一.大數據帶來的益處 1.大數據服務市場崛起

對于很多企業來說分析只是數據工作的一部分，只有把一種數據與其他相關數據結合在一起進行深度挖掘，才更有價值。例如，將天氣狀況的數據加入到客戶數據中，并進一步分析發 現在客戶的 采購模式中是否存在與天氣相關的因素等，就比單獨分析客戶數據有用得多。2.大數據時代的到來將為企業的發展和競爭提供新的出路

以阿里巴巴為例。阿里巴巴通過對旗下的淘寶、天貓、阿里云、支付寶、萬網等業務平臺進行資源整合，形成了強大的電子商務客戶群及消費者行為的全產業鏈信息，造就了獨一無二的數據處理能力，這是目前其他電子商務公司無法模仿與跟隨的。同時，也將電子商務的競爭從簡單的價格戰上升了一個層次，形成了差異化競爭。此外，電商企業通過大數據應用積極開拓發展互聯網金融業務。目前阿里、京東、蘇寧三大主流電商企業已相繼試水。除“阿里小貸”模式比較成功之外，京東模式也漸出效果。2012年，京東通過與中國銀行合作，推出“供應鏈金融服務”，供應商憑借其在京東的訂單、入庫單等向京東提出融資申請，核準后遞交銀行，再由銀行給予放款。據報道，此服務可以幫助京東供應商大幅度縮短賬期，資金回報率由原來的60%左右提高到226%。3.大數據技術為政府社會治理帶來新機遇

針對目前社會治理領域普遍存在的服務理念滯后、決策機制不夠科學、部門協作亟須加強、工作方式待改進與工作效率求提升等問題，大數據技術從認識、理論、方法、實踐和效果評估等方面都能給人以啟發。大數據技術通過對海量數據的快速收集與挖掘、及時研判與共享，成為支持社會治理科學決策和準確預判的有力手段，為社會轉型期的社會治理創新帶來了機遇。

4.大數據引領新發展

大數據成為關鍵生產要素。隨著大數據時代的到來，數據將如能源、材料一樣，成為戰略性資源。2012年3月，奧巴馬政府在白宮網站發布了《大數據研究和發展倡議》，將其視為“未來的新石油”，提出通過大數據加速在科學、工程領域的創新步伐，強化美國國土安全，轉變教育和學習模式。如何利用數據資源發掘知識、提升效益、促進創新，使其服務于國家治理、企業決策乃至個人生活服務，是大數據時代的重要戰略課題。二.大數據帶來的弊端 1.數據信息的安全問題 在大數據時代中，數據的流動量越來越大，數據信息的保密和個人信息的泄露面臨著巨大的挑戰，尤其是人們在線對話和網上交易日益增長，其面臨的安全問題將會更加嚴峻。在大數據時代通過對個人信息的分析很容易了解其生活習慣和喜好，這樣會導致國家和企業的機密以及個人信息的泄露。2.數據污染，數據質量差 很多中型以及大型企業，每時每刻也都在產生大量的數據，但很多企業在大數據的預處理階段很不重視，導致數據處理很不規范。大數據預處理階段需要抽取數據把數據轉化為方便處理的數據類型，對數據進行清洗和去噪，以提取有效的數據等操作。甚至很多企業在數據的上報就出現很多不規范不合理的情況。以上種種原因，導致企業的數據的可用性差，數據質量差，數據不準確。而大數據的意義不僅僅是要收集規模龐大的數據信息，還有對收集到的數據進行很好的預處理處理，才有可能讓數據分析和數據挖掘人員從可用性高的大數據中提取有價值的信息。

物聯網的應用前景及利與弊 物聯網的應用前景

我國物聯網發展正呈現出一股蓬勃的氣勢，一方面由于物聯網可以提高經濟的總量，另一方面還可以降低生活成本。因此在未來中我國物聯網產業發展將會廣泛應用于家居、智能交通、環保監測、智能電網、金融、醫療等多個方面。我們可以主要從生活和商業兩個方面著手對物聯網的前景進行描述。

物聯網在生活方面的前景 第一，物聯網的發展可以在環保監控上體現優勢。環境監控已經是當前社會的重要環保手段。今年兩會的召開，環保政策又被上升到了新的高度。配合我國新的環保政策，物聯網能在環境監控方面發揮高科技效應。企業超標排污、生態環境惡化等問題，在物聯網高科技技術的跟蹤中，會從隱形中脫離，變成肉眼可見，變成人人可以直接參與監督的話題。截止到2013年6月我國省市級污染監控中心344個，對一萬多家企業實施了自動監控。但是仍然不夠，仍然有屢禁不止的超標排污現象，這對當地居民和我國社會環境造成了極大的破壞和極其惡劣的影響。2009年我國環境一號A、B衛星在軌交付使用，構筑起了我國在空間領域的檢測網，這是我國民用衛星中技術最復雜的對地觀測系統，是物聯網技術的高度體現。因此在地面上，也要配合高度的物聯網RFID等技術的檢測系統，以形成一套海陸空全方位檢測環境的傳感體系，讓污染無法遁形。

物聯網在商業方面的前景

（1）物聯網能與金融深度結合，改善金融體系的安全防護方面的運作。在現實生活中，金融犯罪現象在犯罪現象總量中占比不小，金融安全防護工作對于金融機構有著至關重要的作用。智能管理是物聯網技術的優勢，他可以提高金融安全效率，并節約人工資源成本。一方面，物聯網技術可以對來訪人員進行智能管理。通過物聯網技術對來訪人員可以進行實時跟蹤和智能分類，監控來訪人員的活動區域，當不符合身份的人員進入到不應該進入的區域，物聯網系統啟動自動警告系統，發出警示，能有效降低犯罪率，節約人工成本。利用RFID設備在庫房、機房等硬件設施上安放識別設備，還能為偵破違法行為提供線索和證據；另一方面，物聯網技術能提高金融系統的支付業務的效率和安全性。

（2）物聯網技術能為物流技術帶來新的生機。物流領域對物聯網的需求并不小，傳統的物流早已無法滿足快速發展的需求。隨著網絡上對于物流丟包現象的抨擊，大力發展物聯網物流優勢已經迫在眉睫。智能物流能利用物聯網的先進技術，在信息采集、信息處理、信息流通和信息管理技術上，表現的更臻于完美。

未來項目應用趨勢：物聯網行業發展的八大走向

一、物聯網將演變為認知工具

2017年物聯網的發展將從IoT 0.0版的連接裝置演變成IoT 2.0版的使用認知運算(cognitive computing)及預測運算(predictive computing)。

(一)、IoT 0.0即是機器對機器(Machine-to-Machine, M2M)特性包括：聯機裝置是透過手機或與其他網絡、極少的數據數據有整合企業或消費者的應用程序、且重點放在嵌入式硬件和手機網絡的“管道(plumbing)”方面。

(二)、IoT 1.0特性包括：云端運算、整合企業管理、支持新的商業模式，如產品即服務、裝置與網絡安全、大數據分析、聚焦于整合軟件功能和應用程序。

(三)、IoT 2.0特性是指物聯網將從數據運用至事件響應，再轉變為使用知覺工具和認知運算(或預測運算)。

二、認知技術成為新的智慧

物聯網正在快速地轉向運用人工智能(AI)來改變智能裝置，在沒有人為干預的情況下，能直接對環境的變化做出反應。

2017年云端服務與AI的整合解決方案，能夠整合APP、機器學習及AI，以提供完整的情境認知(situation awareness)、預測及規范功能，并幫助組織實現物聯網的價值。

三、認物聯網平臺商品化

大型企業將持續致力于建設生態系統，并以最低成本提供各種組件(building blocks)，借以促進創新和發展新物聯網相關的解決方案與能力。

物聯網平臺的戰爭早已開始，包括：Amazon網絡服務、微軟Azure的物聯網、IBM Watson云端運算、SAP的HANA，以及PTC的Thingworx等。擁有自己的物聯網生態系統的AT&T、Verizon和Cisco等公司，將繼續向更大型的平臺供貨商提供組件(building blocks)，并開始將自己生態系統轉移至更大的物聯網生態系統。

四、無人機運輸成真

Amazon于2016年12月7日第一次讓無人機成功運輸包裹。Frost&Sullivan預估無人機商業測試的法規將于2017年通過，2017年底將可提供無人機運輸服務。此外，高通公司和AT&T也在測試無人機商業運輸、無人機監控森林大火、移動通信基地臺(cell tower)和電纜，同時繼續游說立法者批準搭載傳感器的無人機可用于商業用途。

五、物聯網是國家網絡安全的危機

不安全的裝置和惡意軟件恐成為物聯網的安全隱患，2017年黑客入侵物聯網裝置而造成損失。例如:2006年10月DDoS攻擊，黑客成功入侵無人監控的攝影機。目前有數十億個網絡設備正在運行，類似的黑客攻擊會入侵電網基礎設施、聯網汽車(connected car)，交通監視器、核電廠等等，將成為國家網絡安全的危機。

六、智能汽車和智能家居的融合已經實現 物聯網讓移動裝置和智能家居得以融合，能幫助消費者實現集中管理數字生活的夢想。其中包含：共享汽車、整合火車與飛機的行程、汽車租賃、響應需求的運輸(TAXI、BRT)、都市內的大眾交通、汽車能源管理、APP、旅程規劃、大數據、動態停車、私人管家等等。

七、爭取競爭優勢的AI助理

Amazon、Google、Apple、Microsoft都在努力搶占個人助理的市占率，為爭下家庭、消費者物聯網和人工智能的市場大餅。在2017年AI個人助理的發展中，首先將現有服務和具備智能家居解決方案的AI個人助理進行整合;第二階段則是與車聯網進行整合;第三階段是與自動駕駛整合;最后是小型公司大量引進AI個人助理，將會增加市場領導者的競爭壓力。

八、云端運算普及化

高效的數據標準與霧運算(Fog Computing)將可支持端點智慧(Endpoint intelligence)，將有助于物聯網的未來部署。

點運算(Point computing)之特性：具有簡單、基于私人云端的物聯網部署;企業后端數據處理;以應用為中心的通訊等。

云端運算(Cloud computing)之特性：基于公共云端的物聯網部署、協同物聯網部署的新興應用、以云端為中心的通訊。

霧運算(Fog Computing)之特性：在霧運算環境中，端點層級的數據管理、半自動化Semi-autonomous)的物聯網應用、以數據為中心的通訊。

物聯網的利與弊

與此同時，在物聯網的快速發展壯大中，我們也要看到物聯網隨之帶來的利與弊。物聯網的弊端

1、成本矛盾。對于生產商來說，成本問題更是一個兩難問題，成本太高，應用壓力大；成本壓得太低，制造業又失去利潤。目前，物聯網相關成本，只能通過整個供應鏈去平衡。

2、安全性。在互聯網時代，著名的蠕蟲病毒在一天內曾經感染了25萬臺計算機。可想而知，在市場價值更大的物聯網上，為了牟取利益而從事物聯網病毒制造傳播的人將會更甚于互聯網。

3、隱私性。有觀點認為，發展物聯網，將會對現有的一些法律法規政策形成挑戰，例如信息采集的合法性問題、公民隱私權問題等等。當你在智能身份證或者智能手機卡上打上你的一切信息，在全世界任何一個讀卡器上都能隨便讀取你的信息。

物聯網的益處

而物聯網的發展對于我國經濟與社會發展的積極影響主要表現在以下幾個方面。

1、物聯網的發展將催生一大批新興產業

2、物聯網的發展有助于提高生產效率與企業競爭力

3、物聯網的發展有助于政府公共管理與服務效率的提高

4、物聯網的發展有利于推動人、社會與自然的協調、和諧發展。

結語 物聯網，就是利用現代最新傳感技術和網絡的便利條件結合起來，把所有智能的一切物體聯合成一個網絡，從而極大的方便人們的生活。

物聯網給我們帶來的最大好處是能夠提高社會的智能化、自動化水平，把原來不能實現或者難以實現的功能實現了。

物聯網能讓沒有智慧的“物”通過植入無線智能芯片，使得人類的感知更靈敏，控制更自如，生活更方便。

總而言之，物聯網的發展是大勢所趨，我們更應該看到他所帶來的益處，相信隨著時間的推移，真正的物聯網時代的到來，會使得物聯網應用更加規范且安全，為我們的日常生活帶來更佳的體驗與感受。

第二篇：制造業的物聯網應用前景

制造業的物聯網應用前景

摘 要：近年來，物聯網產業（Internet of Things，IoT）發展已步入正軌，但尚有潛力可挖掘，并極有可能成為制造業發展的新引擎。從以往的數據來看，制造業企業由物聯網應用獲得的收益達到歷史最高。通用電氣（GE）等龍頭企業已致力于產品智能化及服務方式革新的研究，為了創立新的經營模式，文章還對過去無法處理和利用的數據重新進行了分析。

關鍵詞：制造業；物聯網；應用前景物聯網將成為制造業發展的新引擎

TCS此次調查共涉及四大區域（北美、歐洲、亞太地區和拉美地區）的795名企業高管，分析了目前企業與物聯網產業相關 的經營模式及發展藍圖，并對制造業的前景進行了宏觀研究。研究主要將針對以下幾個方面展開：

（1）企業中哪些部門負責與物聯網應用相關的事務？目前與物聯網相關的研發進展及未來的計劃？研發的方向？

（2）企業中應用到的涉及物聯網產業的技術有哪些？目前是如何應用及應用在企業經營的哪些環節上（如：市場、銷售、服務、供應鏈等環節）？

（3）物聯網技術的應用給企業經營模式帶來了怎樣的變化？哪一類的產品和服務從中受益？利潤額如何？

（4）企業物聯網技術應用過程中的經驗和教訓（收入有無增加和減少）？收入增減差距如何？

TCS針對企業物聯網技術應用深度的調查包括以下四個方面：

（1）供應鏈監控：傳感器、數碼攝像頭、無線射頻識別系統（RFID）、經營活動跟蹤設備、狀況監控設備，以及產品運送到客戶途中的全程監控系統等。

（2）商業經營場所監控：數碼攝像頭、視頻攝像頭、傳感器（在企業經營場所安裝的監控設備，主要用于對員工和客戶間的商業行為進行監控，相關企業包括汽車銷售商、工廠、車間等）。

（3）產品和服務監控：在向客戶銷售的產品中安裝數碼傳感器、嵌入式軟件等相關產品。

（4）客戶監控：通過在客戶的移動設備（包括智能手機、平板電腦和其他可穿戴設備等）中安裝相關應用程序實施。報告中涉及的制造企業

為完成此次調查，TCS共訪問并征集了140名制造企業高管的意見，這些制造企業的高管中有3/5來自美國，18.6%來自德國，12.9%來自中國香港，7.9%來自日本，7.1%來自巴西，2.9%來自印度，2.9%來自澳大利亞。

大多數（占比80%）受訪企業的年收入超過10億美元，另外1/5的企業年收入超過500億美元。

調查受訪者中，25%從事IT工作，18.6%從事銷售工作，12%從事生產和制造工作，高管占比10%。圖1所示是受訪企業年收入區間統計。圖2所示是受訪者的職位情況列表。

圖1 受訪企業年收入區間統計

圖2 受訪者職位情況

在受訪者中，有10.7%的受訪者是企業的首席執行官、首席營運官或負責業務部門的高管，14.3%的受訪者是企業的一級管理人員（如：業務主管、市場主管、銷售主管、首席信息官等），47.9%的受訪者是直接對企業一級管理人員負責的二級管理人員，余下的則是其他人員。73%的受訪者屬于企業管理層，包括首席執行官、部門領導、高管及直接向他們負責的管理層。圖3所示是不同職級受訪者所占的比例。

圖3 不同職級受訪者所占比例制造企業的物聯網投入

2015年，制造企業在物聯網方面的平均投入為1.082億美元，占其平均收益的0.45%。從表1可以看出，制造業在物聯網方面的投入占比雖然不及旅游、運輸和酒店業（占收益的0.6%）及通信業（占收益的0.55%），但較投入占比較低的能源業（占收益的0.22%）而言，還是高出不少。表1所列是2015年各產業企業物聯網投入的情況統計。

制造企業為何選擇在物聯網技術方面進行投入呢？在如今的競爭態勢下，制造企業面臨壓縮開支、謀求商業模式創新滿足客戶需求，以及開發智能產品的挑戰。越來越多的企業為了占得先機，都紛紛加大對物聯網技術方面的投入，如電梯制造企業就在其產品中嵌入了故障停機報警系統。

制造企業對物聯網改造方面的投入中，35.5%用于產品監控，其余方面還包括供應鏈監控、客戶監測和營業場所監控等，對產品監控方面的投入明顯大于其他方面。這一點不難理解，畢竟對產品監控方面的投入是資產密集型的，投入可以更為直觀地用在原材料到成品的這一生產過程中。除此之外，供應鏈監控和客戶監控方面的投入也有顯著增長。圖4所示是2015年物聯網各核心業務的投入占比情況。

對于其他產業而言，同樣把對物聯網的投入重心放到了產品監控方面，2015年投入占比31%，供應鏈監控投入占23%，營業場所監控占19%。

圖4 2015年物聯網各核心業務的投入占比情況

據預測，到2020年，制造企業產品監控方面的投入將有所減少（占33.1%），但在這四類投入中的占比仍然最高，營業場所監控的投入根據預計也將有所減少。圖5所示是預計2020年物聯網各核心業務的投入占比情況。

圖5 預計2020年物聯網各核心業務的投入占比情況

相比較上面提到的投入預算而言，物聯網投入的經費預算也呈現類似的趨勢，即產品監控占比最高（30.4%），客戶監控其次（28.5%），供應鏈監控22.1%，營業場所監控18.9%。圖6所示是預計到2018年制造業企業的物聯網投入經費預算情況。

圖6 2018年制造業企業的物聯網投入經費預算情況

從預算看，制造企業2018年對物聯網的平均投入將繼續維持在1.202億美元的水平上，也就是說比2015年的投入水平高出11個百分點；相比較其他產業的情況而言，制造企業的物聯網投入計劃也將比較高。圖7所示是2018年各行業物聯網投入的經費預算情況。

制造企業目前的物聯網技術使用情況

近半數的企業將物聯網技術運用到生產和配送方面，以監控產品從制造到送到客戶手中的全過程。制造企業的物聯網投入涵蓋了產品生產的每個階段，同時企業還不遺余力擴大增值服務的范圍以滿足客戶需求。

圖7 2018年各行業物聯網投入的經費預算情況

（1）近半數（48%）的制造企業把物聯網投入重點放在從生產到配送環節的產品流監控上

對供應環節的監控是目前制造企業物聯網技術運用的重點，包括：從原材料到制成品的過程監控，從產品到客戶手中的運輸、倉儲和配送過程監控等。制造企業努力提高整個流程的可見程度。近十年來，RFID標簽主要被用在庫存管理方面。隨著目前傳感器價格降低和能效提高，相信RFID標簽的使用將更為頻繁，制造企業將更多地把標簽用于進料托盤和備品補充監控方面。

例如德國馬牌輪胎制造企業――大陸集團（Continental AG）將Wi-Fi傳感器應用在橡膠和其他輪胎配件的裝車管理上，通過傳感器將裝有相關材料的位置數據向庫存管理系統傳輸，有效優化了原材料管理流程，并提高了生產效率 ；另一個事例來自歐洲飛機制造企業――空中客車公司，他們在制造和裝配過程中，通過智能眼鏡和平板電腦對飛機零配件進行掃描，以確保整個流程的精確性（比如：每顆螺絲應旋緊的程度等）。

（2）超過1/4（26.4%）的制造企業把物聯網投入重點放在對產品表現進行監控的方面

美國通用電氣公司（GE）物聯網技術應用的重點在于客戶對產品表現的評價，他們設計的應用程序可以采集和分享來自于客戶的相關數據。比如，在一條能源通道上，GE可以接收并分析來自智能傳感器，以及氣象、地震、人口、醫療健康、學校等部門的數據，并對維修和風險管理的過程進行優化分析并加以安排。

（3）近1/4（24.3%）的制造企業把物聯網投入的重點放在客戶移動終端上安裝的應用程序設計，實現對相關信息的采集

汽車制造企業通過為汽車配備移動用戶界面，以掌握用戶使用習慣等反饋信息；通過在生產制造的汽車上配備信息娛樂系統，也可以為相關部門追蹤用戶在線服務消費模式和偏好提供便利；通過將獲取到的信息與車主及人口統計數據等資料庫相關聯，保險公司的保費核算就有了參考依據；通過對先進的車載遠程信息系統進行分析，才能設計出更方便易用的移動應用程序。

德國采埃孚股份有限公司（ZF Friedrichshafen AG）的智能汽車傳送系統，能監控并記錄出卡車司機的駕駛習慣，傳感器還能對獲取的數據進行分析，通過關聯當前路況與地形數據信息，對司機行進過程中的速度調整給出適當建議，這對于節油和延長傳送系統工作壽命都有助益。

（4）約22%的制造企業把物聯網投入的重點放在經營場所安裝的傳感器或其他設備，實現對工作人員與客戶的溝通情況進行監控

Nest公司 的智能恒溫控制器通過氣溫調節，起到節約能耗的作用。這個自學習程序使恒溫控制器能夠對采集到的使用者行為及習慣數據加以分析，比如對包括使用者出現并離開監控場所的時間、監控場所內外的溫度和濕度條件進行分析，以決定能源使用模式，實現節能的效果。

（5）約7.9%的制造企業把物聯網投入的重點放在可穿戴移動終端上，實現監控功能

目前制造企業中出現了一個新理念，一些企業已經開始對這一理念的應用研究，即通過讓企業工作人員佩戴相應的可穿戴移動終端實現監控。比如亞馬遜對其配送中心的送貨員都安裝了GPS定位標簽并為他們配備了隨身掃描儀，以便優化配送流程。

同時，汽車制造企業也針對他們的實際情況研發出易用的可穿戴設備及應用，如汽車制造企業可以通過蘋果公司的智能手表產品的相關應用程序，為客戶在展廳中營造出個性化的參觀體驗。圖8所示是制造企業物聯網技術的運用情況。圖9所示是2020年制造企業應用物聯網技術的方式調查。

對于目前仍未使用數字技術的制造企業而言，其中31.6%的企業表示截至2020年他們可能會通過在產品上安裝數字傳感器了解產品表現；另有相近比例的企業表示或將對產品配送過程進行監控；26.3%的這類企業表示或將對經營場所安裝監控設備實施監控。

第三篇：物聯網在油田的應用前景

物聯網在油田的應用前景

姓名：楊承欣； 單位：陸上作業區采油七區；

摘要：在信息化時代的今天，物聯網的應用已經在各行各業逐步推開和深入，例如車載通訊和智能交通、農產品的跟蹤溯源、智能家電、自動物流監控等等，溫家寶總理在今年的政府工作報告中指出：“今年要加大培育戰略性新興產業，加快物聯網的研發應用?！笨梢娭悄芑?、信息化是世界的發展方向，本文著重探討和研究石油行業里一些具體能夠利用現代通訊手段進行智能化的設備和監控單元，以實現數字化油田的目標。

關鍵詞： 物聯網、數字化油田、自動監控

1．物聯網

1．1 物聯網簡介

物聯網的概念是1999年提出來的，其英文名稱是“The Internet of things”。由此，顧名思義，“物聯網就是物物相連的互聯網”。這有兩層意思：第一，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。因此，物聯網的定義是通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。

圖1.物聯網概念

1．2 物聯網的構成

從技術架構上來看，物聯網可分為三層：感知層、網絡層和應用層。

感知層由各種傳感器以及傳感器網關構成，可燃氣體濃度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、二維碼標簽、RFID 標簽和讀寫器、攝像頭、GPS等感知終端。感知層的作用相當于人的眼耳鼻喉和皮膚等神經末梢，它是物聯網識別物體、采集信息的來源，其主要功能是識別物體，采集信息。網絡層由各種私有網絡、互聯網、有線和無線通信網、網絡管理系統和云計算平臺等組成，相當于人的神經中樞和大腦，負責傳遞和處理感知層獲取的信息。

應用層是物聯網和用戶（包括人、組織和其他系統）的接口，它與行業需求結合，實現物聯網的智能應用。

圖2.物聯網架構

1．3 物聯網的特征

首先，它是各種感知技術的廣泛應用。物聯網上部署了海量的多種類型傳感器，每個傳感器都是一個信息源，不同類別的傳感器所捕獲的信息內容和信息格式不同。傳感器獲得的數據具有實時性，按一定的頻率周期性的采集環境信息，不斷更新數據。

其次，它是一種建立在互聯網上的泛在網絡。物聯網技術的重要基礎和核心仍舊是互聯網，通過各種有線和無線網絡與互聯網融合，將物體的信息實時準確地傳遞出去。在物聯網上的傳感器定時采集的信息需要通過網絡傳輸，由于其數量極其龐大，形成了海量信息，在傳輸過程中，為了保障數據的正確性和及時性，必須適應各種異構網絡和協議。還有，物聯網不僅僅提供了傳感器的連接，其本身也具有智能處理的能力，能夠對物體實施智能控制。物聯網將傳感器和智能處理相結合，利用云計算、模式識別等各種智能技術，擴充其應用領域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理出有意義的數據，以適應不同用戶的不同需求，發現新的應用領域和應用模式。

1．4 物聯網的發展前景和政策扶持 物聯網的三個發展方向：

1、任何時間：由只在工作時發展到全天候；

2、任何地點：由只在個人電腦發展到室內任一臺電腦，再到戶外任意終端，再到移動終端；

3、任何事物：由最初的兩臺電腦連接到兩個操作電腦的人之間的交互，再到人與事物間的交互，到最終發展成物與物的交互（即M2M）。

M2M不是簡單的數據在機器和機器之間的傳輸，更重要的是，它是機器和機器之間的一種智能化、交互式的通信。也就是說，即使人們沒有實時發出信號，機器也會根據既定程序主動進行通信，并根據所得到的數據智能化地做出選擇，對相關設備發出正確的指令。可以說，智能化、交互式成為了M2M有別于其它應用的典型特征，這一特征下的機器也被賦予了更多的“思想”和“智慧”。

據有關部門保守預測，M2M服務市場將保持每年25％的增長，2010年產值有望達到80億美元。在中國，至2012年國內的市場容量將達到一億部終端的規模。隨著包括設備、通訊、管理軟件等技術的深化，M2M 產品成本的下降，M2M業務將逐漸走向成熟，目前，M2M 技術已經在歐洲和韓國實現商用，主要應用在安全監測、機械服務和維修業務、自動售貨機、公共交通系統、車隊管理、工業流程自動化、電動機械、城市信息化等領域。

人們紛紛看好了M2M的發展前景。一個出發點就是，在當今世界上，機器的數量至少是人的數量的4倍，這意味著巨大的市場潛力。預測，2010年全球將有超過4000億臺的機器具備數據傳輸功能，取代人力控制和操作，實現設備的智能管理和服務。

溫家寶總理在無錫考察傳感網產業時對物聯網發展作重要指示，中國政府將M2M通信技術列入“十一五”規劃國家級重點通信項目，各國政府均將信息化提升為國家戰略。

圖3.物聯網的政策支持

2．我區目前自動化現狀 2.1油井遠程監控

由于油井的離散分布式特點，所以每口單井配備一個監控終端單元，通過無線信號將收集到的油井工況數據發送到安裝在計量間的無線信號接收單元，再轉換成有線信號接入交換機傳到中控室。目前這個監控終端負責收集的信息有油壓、套壓（分別由兩個依靠電池供電、量程范圍配套的壓力傳感器將數據無線傳輸到監控單元）、載荷（由一個依靠太陽能充電的載荷傳感器將抽油機一個沖程內的載荷數據和驢頭定位數據通過無線傳輸到監控單元，其內部有一個速度感應器，依靠驢頭在上下死點時運動速度為零來定位上下死點的位置，如果抽油機沖次太慢則誤差較大）、三相電流（由三個電流互感器直接將數據輸入監控單元）。

圖4.油井監控設備

目前存在的主要問題是傳感器可靠性差，中控室時常錄取不到功圖，傳感器供電問題、信號紊亂、無信號等各種因素都有，不過廠家也不厭其煩地在調試、改進。

2．2 防盜及視頻監控自動化系統

每個井場都配備了至少兩個攝像頭，確保沒有照攝不到的死角，需要固定角度照攝的配有高分辨率廣角攝像頭，還有可全方位調整照攝角度的紅外攝像頭，攝像頭連接編碼器，編碼器轉換成數字信號接入交換機。同時每個井場還配有功放，連接一個擴音器，可通過中控室向井場的人員喊話。

圖5.監控攝像頭和擴音器

在中控室的監控電腦上可以安裝一個程序，該程序可以調出井場的監控畫面，并且可以在屏幕上畫出一些線條和閉合的多邊形，只要在攝像頭固定角度的時候，如果有變化的色彩碰觸到這些畫好的線條或進出閉合的多邊形，就會發出報警，以這種非智能的方式間接提醒工作人員注意井場的動態。

夜間，井場需配備一定亮度的探照燈，才能實施監控，遇到雷雨天氣攝像頭出現故障的概率就會高一些。

2．3計量間、集輸站自動化

計量間的自動化主要方向就是操作，附帶著一定量的監控和傳感數據。中控室發出指令，通過PLC傳送到某個電動執行裝置進行動作，從而完成計量倒閥任務，需要監控分離器液位變化，記錄上液時間，監控分離器壓力、出口壓力、單井來液溫度、閥位狀態，還有一個計量間內可燃氣體濃度傳感器，這些數據都直接傳送到PLC，PLC連接交換機。

圖6.自動化計量間

2．4車輛GPS監控

中控室配有一臺專門監控采油區所有車輛的電腦，安裝有GPS客戶端，可以對所有車輛的地理位置、運行車速、車內操作進行監控和記錄。不僅可以實時監控，也可以調出歷史記錄進行回放，對違章行為進行追責，促進行車的安全。

3．物聯網在采油區的應用前景

縱觀目前油區的自動化現狀，還不能完全稱之為物聯網，但是現在的狀態是處在向物聯網演進過程中的初步發展階段，如果想進一步向物聯網發展，大多數的設備都不需要完全廢除，只需給相應的設備添加一些更加智能的芯片，網絡的傳輸容量再擴充一下，或改用覆蓋更加廣泛、信號更加穩定的網絡資源（例如由三大運營商提供的3G無線網），就可以稱得上是物聯網了。

下面我就從構建物聯網的三個層面：感知層、網絡層和應用層分別探討在油田的可行性和構想。

3．1感知層

感知層好比人的眼睛、耳朵、鼻子，負責收集信息，在采油生產過程中所要收集的信息類型主要包括壓力、載荷、電流值，進入計量間采集的信息有溫度、可燃氣體濃度、液位數據、閥位狀態等，這些信息都有相對應的傳感器負責收集，只需要單向傳遞到中控室，工作人員負責監控，所以沒有必要再往更加智能的方向升級。但是載荷傳感器可以考慮，因為它負責產生油井的一項十分重要的數據——功圖，石油工程技術人員就是依靠功圖來間接判斷井下抽油泵的工況，判斷出工況才能具體實施不同的下一步措施，否則一出問題就不知什么原因，無從決定下一步工作，只能上作業檢泵，使生產成本增加。

如果把載荷傳感器納入物聯網的范疇，使技術人員在任何時間，任何地點，使用定制的或者通用的終端都能讀取到某口井的功圖，將極大的提高油井的管理水平。

由于功圖的重要性，為了減少自動化系統中其他因素對載荷錄取的影響，建議功圖的讀取從現有的自動化系統中脫離出去，建立一套獨立的系統，對其進行智能升級，向物聯網定義的方向發展。

由于本人是非專業人士，具體的實施方案可行與否，以及更深層次的技術細節無從得知，我只能根據現實生活中真實的、已經應用的類似事物做大膽的構想。例如我們人人都有的手機，從最初的只能打電話，到可以發短信，再到可以上網、拍照、播放音樂和視頻，其實當手機可以上網的時候，說明它具備了收發數據的功能，此時它又是一個接入互聯網的物體，從另一個定義去說，使用手機就可以算是一個物聯網的應用了。我的構想簡單地說就是把載荷傳感器制作成一部可以錄取功圖數據的3G手機，當然因為目的不同，通話功能、拍照功能、音樂播放功能等都可以去掉，只需要定時發送功圖數據，接收一些簡單的命令就可以了，網絡方面可以利用中國三大電信運營商的3G網，基本上可實現隨時隨地讀取某口井的功圖。如下圖：

圖7.現場讀取功圖

3．2網絡層

網絡層負責傳遞和處理感知層獲取的信息，也就是網絡建設。我區自動化網絡的現狀是：比較集中的計量間與計量間之間都是用光纖連接的，每個計量間都有一部交換機，是華為3Com公司出品的H3C 3600交換機，有四個光模塊接口，24個RJ-45接口，質量上乘，網絡比較穩定，問題主要涉及埋地光纖，因為油田每天各種施工比較多，生產部門的現場監督人員往往也不熟悉自動化部門的情況，所以經常出現光纖毀壞的情況，因此往后的建設施工都優先考慮光纖架空。

比較偏遠的井場，油井又不是很多，產量也不高，或者鋪設光纖成本較高的井場，比如我區有兩個井場與中控室之間隔有一條河，這些情況采用的是無線網橋傳輸，但是網絡極其不穩定，我懷疑廠家使用的是IEEE 802.11b標準的設備，傳輸速度11Mbps，實際傳輸速率是4Mbps到6Mbps，如果加入視頻監控，丟包問題很嚴重，基本上自動化變成了半自動化。可以考慮升級成IEEE802.11g標準的設備，或者添加一個CDMA

DTU接入中國電信的CDMA網絡，該設備通過標準RS 485 或者RS 232 接口，把串口數據通過CDMA網絡進行透明傳輸，可直接與數據采集器、智能儀表、PLC、單片機控制器等廣泛用于工業現場的設備進行連接，實現終端和網管平臺的雙向通信。這種設備目前很多廠家可以生產，并且通過中國電信認證，中國電信免費提供應用對接測試平臺。

圖8.南京阿達爾生產的CDMA

DTU

圖9.中國電信物聯網應用和推廣中心

3．3應用層

應用層主要涉及到中控室的電腦，安裝相應的程序，實施智能分析與控制、信息的挖掘、行業增值應用等。我們現在的情況遠未達到起初設想的目標，比如登錄北京安控建設的冀東油田信息發布平臺，里面的查詢系統、一井一法管理系統中都有許多相當好的應用，只是由于感知層收集的數據并不完整和準確，所以應用層的應用也就無法開展。

不過相信隨著技術的進步、設備的完善，人們勇往直前的摸索和嘗試，總是會進步的。

4．結束語

目前，我國物聯網發展與全球同處于起步階段，初步具備了一定的技術、產業和應用基礎，呈現出良好的發展態勢。產業發展初具基礎，技術研發和標準研制取得突破，應用推廣初見成效。盡管我國物聯網在產業發展、技術研發、標準研制和應用拓展等領域已經取得了一些進展，但應清醒的認識到，我國物聯網發展還存在一系列瓶頸和制約因素，主要表現在以下幾個方面：核心技術和高端產品與國外差距較大，高端綜合集成服務能力不強，缺乏骨干龍頭企業，應用水平較低，且規?；瘧蒙?，信息安全方面存在隱患等。

以鄧小平理論和“三個代表”重要思想為指導，深入貫徹落實科學發展觀，把握世界新科技革命和產業革命的歷史機遇，抓住我國加快培育和發展戰略性新興產業的契機，加強統籌規劃，促進協同發展；加強自主創新，注重應用牽引；加強監督管理，保障信息安全；加強政策扶持，優化發展環境。重點突破核心技術，研制關鍵標準，拓展規模應用，構建產業體系，為我國物聯網的全面發展并在新一輪國際競爭中占據有利位置奠定堅實基礎。

物聯網將是下一個推動世界高速發展的“重要生產力”！

第四篇：物聯網技術及應用

電子商務前沿講座 物聯網技術及應用

姓名 王丹 學號 2008012849 班級 08電子商務 完成時間 2011-12-9

物聯網技術及其應用

摘要：近來，物聯網屢被提及，各種跡象已經很明確的說明：在未來10-15年內我們將見證新一輪信息技術產業革命的巨大變革。本文重點介紹了物聯網技術的發展以及其在相應行業的典型應用，并列舉了世界重點國家的物聯網發展戰略，對物聯網知識提供較為詳盡的描述。

關鍵詞：物聯網；組網；網絡架構

一、物聯網概念的提出

物聯網(the Internet of things)這一概念于1999年正式提出，但是最早出現在貝爾·蓋茨1995年所著的《未來之路》中，當時Bill Gates 已經率先提及internet of things 這一概念，只是限于當時無線網絡、硬件和傳感技術的限制，并未得到廣泛認同和發展。1998年，美國麻省理工大學(MIT)創造性地提出了當時稱作EPC系統的“物聯網”的構想；1999年，美國 Auto-ID首先提出“物聯網”的概念，稱物聯網主要是建立在物品編碼、RFID技術和互聯網的基礎上；2005 年，ITU發布了《ITU互聯網報告2005：物聯網》，綜 合二者內容，正式提出“物聯網”的概念，包括了所有 物品的聯網和應用。目前較為公認的物聯網的定義是： 通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物 品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智 能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。

二、主要國家的物聯網發展戰略

2005年4月8日，在日內瓦舉辦的信息社會世界峰會（WSIS）上，國際電信聯盟專門成立了“泛在網絡社會（UbiquitousNetworkSociety國際專家工作組”，提供了一個在國際上討論物聯網的常設咨詢機構。根據這個工作組的報告，2005年，許多國家已經紛紛開始“無處不在物聯網”的發展戰略，包括日韓基于物聯網的“U社會”戰略、歐洲“物聯網行動計劃”以及美國“智能電網”、“智慧地球”等登。此外，物聯網已經開始在軍事、工業、農業、環境監測、建筑、醫療、空間和海洋探索等領域投入應用。2009年包括Google在內的互 聯網廠商、IBM、思科在內的設備制造商和方案解決商以及AT&T、Veri-zon、中移動、中國電信等在內的電信運營企業紛紛加速了物聯網的戰略布局，以期在未來的物聯網領域取得先發優勢。

（一）、美國的物聯網戰略

美國非常重視物聯網的戰略地位，在國家情報委員會（NIC）發表的《2025對美國利益潛在影響的關鍵技術》報告中，將物聯網列為六種關鍵技術之一。美 國國防部在2005年將“智能微塵”（SMARTDUST）列為重點研發項目。國家科學基金會的“全球網絡環境研究”（GENI）把在下一代互聯網上組建 傳感器子網作為其中重要一項內容。2009年2月17日，奧巴馬總統簽署生效的《2009年美國恢復與再投資法案》中提出在智能電網、衛生醫療信息技術應 用和教育信息技術進行大量投資，這些投資建設與物聯網技術直接相關。物聯網與新能源一道，成為美國擺脫金融危機振興經濟的兩大核心武器。

（二）、歐盟的物聯網戰略

歐洲在信息化發展中落后美國一步，但歐洲始終不甘落后。2005年4月，歐盟執委會正式公布了未來5年歐盟信息通信政策框架“i2010”，提出，為迎 接數字融合時代的來臨，必須整合不同的通信網絡、內容服務、終端設備，以提供一致性的管理架構來適應全球化的數字經濟，發展更具市場導向、彈性及面向未來 的技術。

2006年9月，當值歐盟理事會主席國芬蘭和歐盟委員會共同發起舉辦了歐洲信息社會大會，主題為“i2010-創建一個無處不在的歐洲信息社會”。

自2007年至2013年，歐盟預計投入研發經費共計532億歐元，推動歐洲最重要的

（四）、我國的物聯網戰略

隨著物聯網迅速發展及歐美各國相應的制定出符合本身物聯網發展的國家戰略，2009年，溫家寶總理在無錫考察時對物聯網的發展提出了三點要求：一是把傳感系統和3G中的TD-SCDMA技術結合起來；二是在國家重大科技專項中，加快推進傳感網的發展；三是盡快建立中國的傳感信息中心，或者叫“感知中國” 中心。我國開始把物聯網作為我國未來重要的發展戰略。

在2009年12月的國務院經濟工作會議上，明確提出了要在電力、交通、安防和金融行業推進物聯網的相關應用。我國已在無線智能傳感器網絡通信技術、微型傳感器、傳感器終端機和移動基站等方面取得重大進展，目前已擁有從材料、技術、器件、系統到網絡的完整產業鏈。目前，我國傳感網標準體系已形成初步框架，向國際標準化組織提交的多項標準提案已被采納,中國與德國、美國、韓國一起，成為國際標準制定的主導國之一。我國的物聯網戰略實施主要分三個階段：關鍵應用階段、規模應用階段和普遍應用階段。

我國物聯網戰略規劃圖

關鍵應用階段：以相關行業的領先企業為龍頭，探索工業信息化、農業信息化和社會信息化中的關鍵應用，以應用創新拉動技術創新，初步形成合理的產業格局和產業價值鏈。領先企業引領關鍵應用的產業化突破是這個階段的關鍵，這個階段的成功與否對產業發展的前途至關重要。

規模應用階段：隨著技術的演進，進一步擴大物聯網信息化應用的深度、范圍和規模，顯著提升物聯網應用的信息化份額，形成物聯網產業與傳統產業融合互動的發展格局。

普遍應用階段：在全國城鄉建立與經濟和社會發展需求相適應的普遍信息服務體系，建成完善的物聯網產業鏈和產業布局，確立中國在全球物聯網產業發展中的核心地位。

三、物聯網架構

物聯網經典架構主要由四層組成，自下而上分別為：感知層，傳送層，運營層和應用層。如果拿人來做比喻的話，感知層就如同皮膚和五官這些視覺、觸覺和嗅覺器官，主要用來識別物體，采集相關信息；經過感知層采集到的信息，途徑人體神經網絡（傳送層）迅速傳遞到大腦，經過人體腦部（運營層）的匯總分析，作出應對各種復雜的情況的具體反應（應用層）。

感知層：包括傳感器等數據采集設備以及相應的傳感器網絡。該層的主要任務是將現實社會的各種物理量通過諸多手段，實時并自動化的轉化為虛擬世界可以處理的數字化信

息。感知層是物聯網發展和應用的基礎，RFID技術、傳感和控制技術、短距離無線通信技術是感知層涉及的主要技術，其中又包括芯片研發、通信協議研究、RFID材料、智能節電供電等細分領域。

傳送層：該層的主要任務是將感知層采集到的信息，通過傳感器網、通信網、互聯網等各種網絡進行匯總傳輸，從而將大范圍內的信息加以整合，以備處理。該層設計的典型技術如Ad-Hoc(無線自組網)、Wi-Fi、GSM、TCP/IP技術等。

運營層：該層的主要任務是將經過傳輸層整合匯總的信息進行分析和處理，并在必要時，將各種信息按照應用途徑進行分類管理，形成新的信息基礎架構，為各種應用提供信息支撐平臺。該層涉及的典型技術如GIS(地理信息系統)、ERP(企業資源計劃),此外，還涉及到API接口，專家系統等應用模塊。

應用層：利用分析處理的感知數據，為用戶提供豐富的特定服務。物聯網的應用可以分為監控型(物流監控、污染監控等)、查詢型(智能檢索、遠程抄表等),控制型(智能交通、智能家居、路燈監控等)、掃描型(手機錢包、高速公路不停車收費)等。應用層是物聯網研究和發展的目的。

四、物聯網實現關鍵技術

要實現上述的物聯網架構，單一的技術是難以勝任的。物聯網是一系列技術以及管理有機結合的產物。下面，簡要介紹支撐物聯網實現的幾項關鍵技術。

（一）、RFID技術

無線射頻識別技術（Radio Frequency Idenfication，RFID）是一種非接觸的自動識別技術，其基本原理是利用射頻信號和空間耦合（電感或電磁耦合）或雷達反射的傳輸特性，實現對被識別物體的自動識別。

RFID系統至少包含電子標簽和閱讀器兩部分。RFID閱讀器（讀寫器）通過天線與RFID電子標簽進行無線通信，可以實現對標簽識別碼和內存數據的讀出或寫入操作。典型的閱讀器包含有高頻模塊(發送器和接收器)、控制單元以及閱讀器天線。

射頻識別系統的基本模型如下圖所示。其中，電子標簽又稱為射頻標簽、應答器、數據載體；閱讀器又稱為讀出裝置，掃描器、通訊器、讀寫器(取決于電子標 簽是否可以無線改寫數據)。電子標簽與閱讀器之間通過耦合元件實現射頻信號的空間(無接觸)耦合、在耦合通道內，根據時序關系，實現能量的傳遞、數據的交換。

電感耦合模型的讀寫器

電磁反向散射耦合型的RFID讀寫器

發生在閱讀器和電子標簽之間的射頻信號的耦合類型有兩種。

(1)電感耦合。變壓器模型，通過空間高頻交變磁場實現耦合，依據的是電磁感應定 律，如右圖所示。

(2)電磁反向散射耦合：雷達原理模型，發射出去的電磁波，碰到目標后反射，同時攜帶回目標信息，依據的是電磁波的空間傳播規律。

電感耦合方式一般適合于中、低頻工作的近距離射頻識別系統。典型的工作頻率有：125kHz、225kHz和13．56MHz。識別作用距離小于1m，典型作用距離為10～20cra。

電磁反向散射耦合方式一般適合于高頻、微波工作的遠距離射頻識別系統。典型的工作頻率有：433MHz，915MHz，2．45GHz，5．8GHz。識別作用距離大于1m，典型作用距離為3—l0m。

（二）、傳感技術

傳感技術同計算機技術與通信技術一起被稱為信息技術的三大支柱，它是現代科學技術發展的基礎條件，遵循信息論和系統論原理。從仿生學觀點，如果把計算機看成處理和識別信息的“大腦”，把通信系統看成傳遞信息的“神經系統”的話，那么傳感器就是“感覺器官”。傳感技術是關于從自然信源獲取信息，并對之進行處理（變換）和識別的一門多學科交叉的現代科學與工程技術，包括傳感器設計、信息處理、信息識別、遙感觀測等。

網絡節點作為無線傳感網的主要組成，首先是一個傳感器，主要實現物聯網中物物、物人之間信息交換的必要部分。目前無線傳感網更加關注各種信息的采集和處理，利用壓縮、識別、融合和重建的方法處理采集的信息，以滿足網絡多元化的應用需求。

（三）、EPC系統

1999年美國Auto-ID Center 將RFID技術與Internet結合,提出了EPC(Electronic Product Code)概念。產品電子代碼是物聯網的主要支撐，它的載體是RFID電子標簽，傳遞介質是互聯網。電子標簽、產品電子碼、互聯網構成了物聯網的基本構想。RFID中存儲的EPC,通過傳感器網絡識別并自動采集到中央處理系統，利用開發的計算機網絡進行信息交換、處理與共享，實現物品的透明化管理。

EPC系統充分利用了RFID和網絡技術的優點，很好的解決了產品的唯一標示、同時識別多個物品和“非可視化識別”問題，其最終目標是為全球的每一個物體建立全球的、開

放的標示標準。該系統由全球電子代碼體系、RFID系統以及信息網絡系統3部分組成，主要包括EPC編碼標準，EPC電子標簽，射頻識別器，神經網絡軟件，對象名解析服務以及實體標記語言6方面。

（四）、地理信息系統(GIS)地理信息系統(GEO-information system),是一種特定的十分重要的空間信息系統，它是在計算機軟硬件支持下，對整個或局部空間中的有關地理信息分布的數據進行采集、存儲、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。

GIS所處理和管理的對象是多種地理空間實體數據及其相互關系，包括空間定位數據、圖形數據、遙感數據、屬性數據等，用于分析和處理一定地理區域內分布的現象和過程，解決復雜的規劃、決策和管理問題。

典型的GIS系統結構如下：

物理網技術是構建“智慧地球”、“智慧城市”、“智慧物流”、“智慧能源”、“智慧電力”等基礎，其技術的發揮，必須將每個傳感器和動態信息進行空間定位，擺脫單點應用的限制。而地理信息系統正好為物聯網技術的發展提供了所需的空間基礎，還可以進行空間處理、空間分析、建模等功能，并且有利于跨行業、跨地區的數據共享及相互操作，是物聯網發展的強勁動力和重要支撐。

（五）、智能技術

智能技術是為了有效的達到某種預期的目的，利用知識所采用的各種方法和手段，它是一些列技術的統稱和綜合應用。目前較為成熟的智能技術主要有：機器學習、數據挖掘、語言網格、知識網格、自主計算、神經計算、內容計算和專家系統等。智能技術的發展很大程度上促進了人們所處的物質世界的數字化、網絡化和智能化。

物聯網的重要價值之一在于它試圖將世界中的物體以傳感和智能的方式關聯起來，因而智能技術也是物聯網成功實現的關鍵技術之一。通過將智能系統植入物體，如嵌入式芯片等，使物體能夠主動或被動的與用戶進行溝通和交流，從而具備一定的智能性。

五、物聯網技術的應用

物聯網應用領域非常廣泛，大到國際性軍事反恐、區域性的城市交通，小到家庭、個人。當物聯網與互聯網、移動通訊網相聯時，可隨時隨地全方位“感知”對方，人們的生活方式將從“感覺”過渡到“感知”階段，并進一步過渡到“控制”階段，應用前景十分廣泛，正如IBM所描述的“智慧地球”理念一樣：

“我們把智慧系統嵌入系統和流程當中，使服務的交付、產品開發、制造、采購和銷售得以實現，使從人、資金到石油、水資源乃至電子的運動方式都更加智慧，使億萬人生活和工作方式都變得更加智慧?！?/p>

物聯網把新一代IT技術充分運用在各行各業之中，具體的說，就是把感應器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統、大壩、油氣管道等各種設備中，然后將物聯網與互聯網整合起來，實現信息的共享，是物體達到智慧狀態，并且使人類能夠隨時捕捉物體的動態信息，從而提高資源利用率、生產力水平，改善人與自然之間的關系。

（一）、車輛定位與監控

該類應用是將GIS系統與物聯網技術充分結合，從而實現車輛的準確定位以及跟蹤其實時的運轉情況，如機器部件是否正常運轉，汽車油耗程度等等。該類應用典型的系統拓撲結構如下：

系統描述：

? 油箱傳感器安裝在油箱內部采集油箱液位數據； ? 采集和傳輸設備安裝在駕駛室內； ? 中國移動GPRS覆蓋整個中國地區；

? 油量監控應用系統PC服務器部署在運營商IDC機房；

? 企業辦公網絡可以通過internet,通過瀏覽器訪問油量監控系統web獲得服務； ? 管理人員手機訪問GPRS服務，無線訪問油量監系統Wap服務。

（二）、無線醫療

很難想象病人無需住在擁擠的病房就能享受到同等醫療服務，然而隨著物聯網技術的 快速發展，它正逐漸成為現實。通過將相應的無線監測設備與人體綁定，或者人體直接帶上無線設備，或者將其植入人體的某個器官，遠程的醫療服務中心就能夠隨時捕捉到人體的生理和病例變化，既能夠提高疾病的預防能力，同時還能及時追蹤疾病的監控和治療情況，得到病人的病人的及時反饋，而且大大節省了病人的看病時間和成本，醫院的病房安排。

戴著“多功能手表”

（三）、智能電網

優化電力工業的結構和布局，減輕電力發展對資源和環境的依賴，是我國電力工業當前和今后一個時期必須給與高度重視的一個重要問題。物理網技術的成熟為解決這一難題提供了可行的解決方案。在當期整個電力系統的生產、儲存、配送、輸送和消費的各個環節，存在著生產效率低下、傳輸浪費嚴重、配送安排不合理以及消費不能及時反饋的諸多問題。智能電網則通過終端遙感器在客戶之間、客戶和電網公司之間形成及時鏈接的網絡互動，實現數據的實時、高效、雙向的效果，從而提高電網的綜合效率。在智能電網的指導下，電力資源將在充分滿足用戶需求的情況下，實現合理的生產、科學合理的配送計劃、以最低的成本進行電力傳輸；而不再是由供向需的單方向流動。

（四）、智能物流

物聯網最重要的應用是現代物流領域，該領域明確提出要把物聯網最為發展的重點。目前我國物流領域成本偏高，占總成本的18%-20%。物聯網在物流管理中的應用目標是通過物聯網的建設，形成集成化的信息平臺，實現物流系統的現代化。具體來說，可利用物聯網相關技術對包裹進行統一編碼，嵌入EPC標簽，這樣在物流途中就可以實施監控，有利于及時發現物品運輸過程中出現的問題；另外，通過RFID技術讀取EPC編碼，并將其傳輸到數據處理中心，可供企業和消費者實時查詢，切實增強用戶滿意度，有效提高物流服務質量。

（五）、農業生產

物聯網在農業生產上的應用同樣廣泛，主要體現在遠程控制和實時采集方面。智能農業可以通過無線信號收發模塊傳輸數據，實時監控大棚的溫濕度、光照、土壤酸堿性、CO2濃度等影響農作物生長的重要因子，并隨時進行科學處理，從而確保農產品的正常生長，提高農作物產量和質量。另外，在農作物的銷售環節，可以運用成熟的物聯網技術在農產品基地與消費者之間搭建網絡消費平臺，這樣可以讓消費者了解農作物的生長過程，從而在最為需要的時候購買到最為舒心的產品。

六、結語

繼計算機、互聯網兩次浪潮之后，物聯網技術定義應用和普及必將帶來新一輪信息產業浪潮。事實證明，這一趨勢已經不可阻擋。它不僅會帶來產業的變革，還會對管理模式、人們的生活方式產生深遠影響。隨著物聯化與智能化技術的不斷提高，智慧將充斥在地球的每一個角落，我們將享受到最新的科技文明成果，并依靠這一成果科學合理的規劃、指導工業生產、農業安排、醫療衛生、城市交通、能源開發、自然保護等等，我們期待這一天的早日到來，并為之而不懈努力。

參考文獻：

[1] 呈

曼 王讓會，《物聯網技術與應用》，《物聯網與地理信息系統》，2010。[2] 甘志祥，《物聯網的起源和發展背景的研究》，《現代經濟信息》，2009。[3] 百度百科，www.tmdps.cn。[4] 《物聯網周刊》，2010年03月

第五篇：物聯網發展與應用

物聯網的概述及應用

摘要：物聯網，是繼計算機、互聯網的應用與普及之后，蓬勃興起的世界信息技術革命的第三次浪潮，是二十世紀人類社會以信息技術應用為核心的技術革命的延展與歸結。當今社會，物聯網已越來越受到人們的重視，也有了較快的發展，日趨成熟，在許多領域都取得了較大的成果，本文主要介紹物聯網的一些基本知識，以及它在一些領域的應用，還有個人的一些創新想法。

關鍵詞：物聯網

概述

應用

創新 一 物聯網的概述 1.物聯網的定義

物聯網的概念是在1999年提出的,它的定義很簡單:把所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯網連接起來,按照約定的協議,進行信息交換和通訊,最終實現智能化識別和管理。從物聯網的定義上我們不難看出物聯網指的是將各式各樣的信息傳感設備(例如射頻識別(RFID)裝置、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等)與互聯網結合起來而形成的一個巨大網絡。從目前物聯網的發展來看,RFID電子標簽技術是其中非常重要的技術指標。RFID,正是能夠讓物品“開口說話”的一種技術。在“物聯網”的構想中,RFID標簽中存儲著規范而具有互用性的信息,通過無線數據通信網絡把它們自動采集到中央信息系統,實現物品的識別,進而通過開放性的計算機網絡實現信息交換和共享,實現對物品的“透明”管理。

2.物聯網的原理

物聯網首先必須建立在計算機互聯網的基礎上,利用RFID、無線數據通信等技術,構造一個覆蓋世界上任何事物網絡。這個網絡中,物品(商品)能夠彼此進行“交流”,而無需人的干預。其實質是利用射頻自動識別(RFID)技術,通過計算機互聯網實現物品(商品)的自動識別和信息的互聯與共享。

“物聯網”概念提出,打破了傳統舊思路,展開了一個新的技術領域。傳統的思路一直是將物理基礎設施和IT基礎設施分開:一方面是基礎的建設,例如機場,建筑物等,而另一方面是數據中心,例如個人電腦、寬帶等,這兩方面是相對獨立存在的。而在“物聯網”時代,鋼筋混凝土、電纜將與芯片、寬帶整合為統一的基礎設施。新一代的IT技術在各行各業中得到了充分的應用。我們可將感應器和裝備嵌入到各種基礎設施中,大到國家基礎設施電網,鐵路,橋梁等,小到家庭生活中的必須用品,空調,冰箱,熱水器等,然后將“物聯網”與現有的互聯網整合起來,實現人類社會與物理系統的整合,這樣我們就能夠達到真正的智能化,提高資源利用率和生產力水平,改善人與自然間的關系。3.物聯網的特征

和傳統的互聯網相比，物聯網有其鮮明的特征。

首先，它是各種感知技術的廣泛應用。物聯網上部署了海量的多種類型傳感器，每個傳感器都是一個信息源，不同類別的傳感器所捕獲的信息內容和信息格式不同。傳感器獲得的數據具有實時性，按一定的頻率周期性的采集環境信息，不斷更新數據。其次，它是一種建立在互聯網上的泛在網絡。物聯網技術的重要基礎和核心仍舊是互聯網，通過各種有線和無線網絡與互聯網融合，將物體的信息實時準確地傳遞出去。在物聯網上的傳感器定時采集的信息需要通過網絡傳輸，由于其數量極其龐大，形成了海量信息，在傳輸過程中，為了保障數據的正確性和及時性，必須適應各種異構網絡和協議。還有，物聯網不僅僅提供了傳感器的連接，其本身也具有智能處理的能力，能夠對物體實施智能控制。物聯網將傳感器和智能處理相結合，利用云計算、模式識別等各種智能技術，擴充其應用領域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理出有意義的數據，以適應不同用戶的不同需求，發現新的應用領域和應用模式 4.存在的問題

在物聯網中所有“事物”都連接到全球網絡，彼此間相互通信，這也帶來了新的安全和隱私問題，例如可信度，認證，以及事物所感知或交換到的數據的融合。人和事物的隱私應該得到有效保障，以防止未授權的識別和攻擊。安全與隱私這個問題，是人類社會的問題，不論是物聯網還是其他技術，都是面臨這兩個問題。因此，不僅要從物聯網內部的技術上做出一定的控制，而且要從外部的法規環境上作出一定的司法解釋和制度完善。二 物聯網的應用

1.物聯網在農業方面的應用

在傳統農業中,人們獲取農田信息的方式都十分有限,主要是通過人工測量。這需要消耗大量的人力,而通過使用無線傳感器網絡可以有效降低人力消耗和對農田環境的影響,獲取精確的作物環境和作物信息。

在溫室環境里,每個溫室為無線傳感器網絡一個測量控制區。采用不同的傳感器節點和具有簡單執行機構的節點構成無線網絡,來測量土壤濕度、土壤成分pH值、降水量、溫度、空氣濕度和氣壓、光照強度、CO2濃度,由此獲得作物生長的最佳條件。將生物信息獲取方法應用于無線傳感器節點,可為溫室精準調控提供科學依據。

用戶通過布置無線傳感器網絡檢測系統,可以對牲畜家禽、水產養殖的生活習性、環境、生理狀況及種群復雜度進行觀測研究,也可用于對森林環境監測和火災報警。傳感器節點隨機密布在森林之中,平常狀態下定期報告環境數據,當發生火災時,節點通過協同合作會在很短的時間內將火源的具體地址、火勢大小等信息傳送給相關部門。此外,無線傳感器網絡也可以應用在精準農業中,來監測農作物中的害蟲、土壤的酸堿度和施肥狀況等。

在作物的生長過程中,形狀傳感器、顏色傳感器、重量傳感器等可用來監測物的外形、顏色、大小等,由此確定作物的成熟程度,以便適時采摘和收獲。用戶可以利用二氧化碳傳感器進行植物生長的人工環境的監控,以促進光合作用的進行。例如,塑料大棚蔬菜種植環境可以利用超聲波傳感器、音頻傳感器等進行滅鼠、滅蟲;還能用流量傳感器及計算機系統自動控制農田水利灌溉。從而達到提高作物產量、改善品質、調節生長周期、提高經濟效益的目的。2.物聯網在交通方面的應用

解決交通擁堵的傳統方式是增加容量。但在當今交通容量有限的城市環境中,我們需要其他解決辦法。將物聯網技術運用到道路和汽車中是一個高效的解決途徑。例如,增設路邊傳感器、射頻標記和全球定位系統。實時城市管理設立一個城市監控報告中心,將城市劃分為多個網格,這樣系統能夠快速收集每個網格中所有類型的信息。這樣我們可以重新思考如何通過使用新技術和新策略使交通更加方便快捷。這需要改變人們固有的思維和習慣,還可以豐富駕駛者的經驗,而不再僅僅關心出行時間及路線選擇。同時,它還可以改進汽車、道路以及公共交通,使之更具便利性。人可以通過手機查看下一班的市郊火車或地鐵上有多少空座位。集成服務和信息對未來的公共交通至關重要。例如,為均衡供求,未來的交通系統將可以定位乘客位置,并為他們提供所需的智慧的交通工具。

智慧的道路是減少交通擁堵的關鍵,但我們仍不了解行人、車輛、貨物和商品在市內的具體移動狀況。因此,獲取數據是重要的第一步。通過安置的RFID技術以及利用激光、照相機和系統技術等的先進自由車流路邊系統來無縫地檢測、標識車輛,我們可以實時獲取路況信息,幫助監控和控制交通流量,并據此調整路線,從而避免擁堵。以后我們將能建成自動化的高速公路,實現車輛與網絡相連,從而指引車輛更改路線或優化行程。智慧的交通系統可以縮短人們的空間距離,也可有效地保護環境。

3.物聯網在生物識別方面的應用

生物識別技術在我國的普及速度十分驚人。從這項技術在國內出現到現在，不到十年時間，就已經處處可見。在大城市的寫字樓中，很多公司使用的指紋打卡機就是生物識別技術的簡單應用，還有筆記本電腦應用的人臉識別登錄系統和指紋識別系統等等。這些技術看似與傳統鎖具相去甚遠，但其實也屬于鎖具及安防產品的一部分。

相比指紋識別技術，人臉識別和視網膜（虹膜）識別技術似乎還不那么普及，但是在大城市郊外的別墅區，應用人臉識別和視網膜（虹膜）識別技術的鎖具與安防系統比比皆是。生物識別技術是鎖具及安防產業的未來發展方式，但是目前我國能夠生產指紋鎖的企業并不是太多，而能生產人臉識別鎖具和視網膜識別鎖具的企業更是鳳毛麟角。這與我國鎖具及安防行業的發展現狀有關。

2010中國國際鎖具、安防產品展（CIL&S）專家表示“中國國際鎖具、安防產品展（CIL&S）依托于全球第二大五金展——中國國際五金展（CIHS）的強大平臺，致力于為廣大鎖具與安防企業的技術革新與產業發展做出貢獻。參與展會的將有300余家鎖具與安防行業國內外領軍企業參展，他們將帶來最先進的鎖具及安防產品參展?！痹搶＜冶硎荆罢箷€將在現場設立?新品展示專區?，為鎖具及安防企業的新產品、新技術提供免費的展示機會，助力鎖具及安防企業把握未來行業發展的技術動向，進而促使自己的產品實現技術上的飛躍。” 三 可能的創新應用

我認為可以通過物聯網技術來設計智能聲控門，它們分為兩類，一種是跟聲控燈差不多的，有人要經過的時候，只要發出人的聲音，門自動就開了，這類聲空門沒有選擇性，任何人都可以讓它打開，它主要應用于一些公共場所。另外一種是與指紋鎖相似的，只有特定的人的聲音以及設定好的類似于密碼的話才能讓它打開，這類們可以用于防盜，而且開門比較方便。不過這些只是一些想法，具體怎么實施，本人也不清楚。