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智能物联网可行性报告制作：罗伟东二〇一五年七月2/24一、项目背景随着信息社会的发展，网络和信息技术已越来越多地出现在人们的生活之中，而这一切发展的最终目标都是给人类提供一个舒适、便捷、高效、安全的生活环境。如何建立一个高效率、低成本的智能物联网系统已成为当今世界的一个热点问题。近年来，国际上许多大公司提出了相应的解决方案，但迄今为止，这一领域的国际标准尚未成熟，各国正努力研制适合于本国国情的智能物联网系统，我国各研究机构也在尽力开发出一种适合中国国情的智能物联网系统及嵌入式Internet解决方案。智能物联网系统的提出和实现不仅会带来普通居民用户家庭生活方式上的变革，而且将涉及智能工业控制、智能林业、智能农业、智能医疗等领域。1、智能物联网系统：智能物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。物联网通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。3/242.智能物联网系统组成：项目主要由智能农业、智能林业、智能工业、智能医疗及智能家居几大部分组成。①智能农业：在农业生产过程中，农作物的生长与自然界的多种因素息息相关，其中包括大气温度、大气湿度、土壤的温度湿度、光照强度条件、CO2浓度、水分及其他养分等等。传统农业作业过程中，对这些影响农作物生长的参数进行管理，主要依靠人的感知能力，存在着极大的不准确性，农业生产也就成为一种粗放式管理，达不到精细化管理的要求。随着科学技术的发展，伴随着城镇化改革的进行，在农业生产过程中，越来越多的劳动力被解放出来，劳动力成本不断增加，传统农业无法进一步的发展，也逐渐滞后于社会的发展。因此，对传统农业的要求在不断提高，将先进技术应用于农业将得到广泛推广，智能农业随之产生。智能农业产品通过实时采集温室内温度、土壤温度、CO2浓度、湿度信号以及光照、叶面湿度、露点温度等环境参数，自动开启或者关闭指定设备。可以根据用户需求，随时进行处理，为设施农业综合生态信息自动监测、对环境进行自动控制和智能化管理提供科学依据。通过模块采集温度传感器等信号，经由无线信号收发模块传输数据，实现对大棚温湿度的远程控制。智能农业还包括智能粮库系统，该系统通过将粮库内温湿度变化的感知与计算机或手机的连接进行实时观察，记录现场情况以保证量粮库的温湿度平衡。4/24②智能林业：森林是与人类生存息息相关的重要生态资源，森林病虫害及森林火灾一旦大规模发生，会将多年的绿化成果毁于一旦，对我国生态文明建设构成严重威胁。森林火灾的许多不良后果还没法用数字严格计算。比如，土壤侵蚀、燃烧物质造成的大气、水污染。火灾产生的烟雾对全球大气系统有明显的负作用。温室效应加剧，糖类代谢(碳水化合物代谢)受到破坏。如何采用现代化信息技术手段对森林火灾、林业病虫害等灾害对森林生态进行更好的保护是摆在我们面前的又一新课题。近年来，在森林病虫害及森林火灾防护方面，林业局及相关部门已做出了巨大的努力，也取得了很大的成效，但和少数发达国家相比还存在着一定的差距，尤其是在“智慧城市”建设的大潮下，建设智慧林业信息化应用管理系统更是迫在眉睫。为了保护来之不易的绿化成果，保证生态建设可持续发展，需从体制上建立健全森林防火防病虫害长效机制，更需运用技术手段切实提高依法治林、科学管林、预警响应、应急。智能林业系统集信息科学、计算机科学、遥感观测、通讯技术、林政管理、地理信息系统、物联网、云计算、大数据、卫星定位技术等众多学科、理论、前沿科技于一体，旨在运用技术手段实现对林业立体化、信息化、智能化管理的目标。③智能医疗：智能医疗是通过打造健康档案区域医疗信息平台，利用最先进的物联网技术，实现患者与医务人员、医疗机构、医疗设备之间的互动，5/24逐步达到信息化。在不久的将来医疗行业将融入更多人工智慧、传感技术等高科技，使医疗服务走向真正意义的智能化，推动医疗事业的繁荣发展。在中国新医改的大背景下，智能医疗正在走进寻常百姓的生活。随着人均寿命的延长、出生率的下降和人们对健康的关注，现代社会人们需要更好的医疗系统。这样，远程医疗、电子医疗（e-health）就显得非常急需。借助于物联网/云计算技术、人工智能的专家系统、嵌入式系统的智能化设备，可以构建起完美的物联网医疗体系，使全民平等地享受顶级的医疗服务，解决或减少由于医疗资源缺乏，导致看病难、医患关系紧张、事故频发等现象。将物联网技术用于医疗领域，借由数字化、可视化模式，可使有限医疗资源让更多人共享。从目前医疗信息化的发展来看，随着医疗卫生社区化、保健化的发展趋势日益明显，通过射频仪器等相关终端设备在家庭中进行体征信息的实时跟踪与监控，通过有效的物联网，可以实现医院对患者或者是亚健康病人的实时诊断与健康提醒，从而有效地减少和控制病患的发生与发展。此外，物联网技术在药品管理和用药环节的应用过程也将发挥巨大作用。④智能工业智能工业是将具有环境感知能力的各类终端、基于泛在技术的计算模式、移动通信等不断融入到工业生产的各个环节，大幅提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗，将传统工业提升到6/24智能化的新阶段。工业和信息化部制定的《物联网“十二五”发展规划》中将智能工业应用示范工程归纳为：生产过程控制、生产环境监测、制造供应链跟踪、产品全生命周期监测，促进安全生产和节能减排。传统的工业自动化控制系统主要包括3个层次，分别是设备层(devicelayer)、控制层(controllayer)、以及信息层(informationlayer)。设备层的功能是将现场设备以网络节点的形式挂接在现场总线网络上，依照现场总线的协议标准，设备采用功能模块的结构，通过组态设计，完成数据撷取、A/D转换、数字滤波、温度压力补偿、PID控制等各种功能；控制层是自动化的基础，从现场设备中获取数据，完成各种控制、运行参数的监测、警报和趋势分析等功能，控制层的功能一般由工业计算机或PLC等控制器完成，这些控制器具备网络能力以协调网络节点之间的数据通信，同时也实现现场总线网段与以太网段的连接；第三层信息层提供实现远程控制的平台，并连接到企业自动化系统，同时从控制层提取有关生产数据用于制定综合管理决策。与未来先进制造技术相结合是物联网应用的生命力所在。物联网是信息通信技术发展的新一轮制高点，正在工业领域广泛渗透和应用，并与未来先进制造技术相结合，形成新的智能化的制造体系。这一制造体系仍在不断发展和完善之中。概括起来，物联网与先进制造技术的结合主要体现在8个领域。7/24a.泛在感知网络技术建立服务于智能制造的泛在网络技术体系，为制造中的设计、设备、过程、管理和商务提供无处不在的网络服务。面向未来智能制造的泛在网络技术发展还处于初始阶段。b.泛在制造信息处理技术建立以泛在信息处理为基础的新型制造模式，提升制造行业的整体实力和水平。泛在信息制造及泛在信息处理尚处于概念和实验阶段，各国政府均将此列入国家发展计划，大力推动实施。c.虚拟现实技术采用真三维显示与人机自然交互的方式进行工业生产，进一步提高制造业的效率。虚拟环境已经在许多重大工程领域得到了广泛的应用和研究。未来，虚拟现实技术的发展方向是三维数字产品设计、数字产品生产过程仿真、真三维显示和装配维修等。d.人机交互技术传感技术、传感器网、工业无线网以及新材料的发展，提高了人机交互的效率和水平。制造业处在一个信息有限的时代，人要服从和服务于机器。随着人机交互技术的不断发展，我们将逐步进入基于泛在感知的信息化制造人机交互时代。e.空间协同技术空间协同技术的发展目标是以泛在网络、人机交互、泛在信息处理和制造系统集成为基础，突破现有制造系统在信息获取、监控、控制、人机交互和管理方面集成度差、协同能力弱的局限，提高制造系统的敏捷性、适应性、高效性。f.平行管理技术未来的制造系统将由某一个实际制造系统和对应的一个或多个虚拟的人工制造系统所组成。平行管理技术就是要8/24实现制造系统与虚拟系统的有机融合，不断提升企业认识和预防非正常状态的能力，提高企业的智能决策和应急管理水平。g.电子商务技术制造与商务过程一体化特征日趋明显，整体呈现出纵向整合和横向联合两种趋势。未来要建立健全先进制造业中的电子商务技术框架，发展电子商务以提高制造企业在动态市场中的决策与适应能力，构建和谐、可持续发展的先进制造业。h.系统集成制造技术系统集成制造是由智能机器人和专家共同组成的人机共存、协同合作的工业制造系统。它集自动化、集成化、网络化和智能化于一身，使制造具有修正或重构自身结构和参数的能力，具有自组织和协调能力，可满足瞬息万变的市场需求，应对激烈的市场竞争。⑤智能家居智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。智能家居系统包含的主要子系统有：家庭网络系统、智能家居（中央）控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统、背景音乐系统（如TVC平板音响）、家庭影院与多媒体系统、家庭环境控制系统等七大系统。其中，智能家居（中央）控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统是必备系统，家庭网络系统、背景音乐系统、家庭影院与多媒体系统、家庭环境控制系统为可选系统。9/24自从世界上第一幢智能建筑1984年在美国出现后，美国、加拿大、欧洲、澳大利亚和东南亚等经济比较发达的国家先后提出了各种智能家居的方案。智能家居在美国、德国、新加坡、日本等国都有广泛应用。智慧家居是今后家居领域发展的必然趋势，随着智能家居的迅猛发展，越来越多的家居开始引进智能化系统和设备。智能化系统涵盖的内容也从单纯的方式向多种方式相结合的方向发展。3、可行性分析物联网用途广泛，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、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。物联网在2011年的产业规模已超过2600亿元人民币。4、智能物联网产业前景①社会发展的需要：人类经历了农业时代、工业时代，现已进入了信息时代。那么，信息时代以后，人类社会又会进入一个什么样的时代呢？权威专家普遍认为：人类将进入一个智能时代！人们将享受科技为人类带来的智能化生活方式。②农业时代工业时代信息时代智能时代蒙昧时代10/24图2-1：人类发展历程图②国家政策支持：国家“十二五”规划出台，以物联网为代表的战略型新兴产业，将成为我国大力扶持和发展的七大战略性行业之一。据权威机构预测，国家将在未来十年投入四万亿大力发展物联网，智能建筑、智能办公、智能家居、RFID等产业将是未来重点发展的领域。作为物联网产业中不可或缺的一部分，智能家居因与实际生活贴近，成为物联网浪潮中最汹涌的一波。目前智能家居从多点开花向星火燎原势头迈进。③市场需求：随着社会、经济水平的发展，人们的生活开始追求个性化、自动化、快节奏，追求充满乐趣的生活方式。因此，人们对生活品质的要求也越来越高，要求生活环境舒适化、安全化，家居生活人性化、智能化。④市场的潜力：目前，中国富裕阶层正在形成，据全球管理咨询公司麦肯锡的研究数据显示，到2015年，中国富裕家庭数量将达到640万户(富裕家庭是指家庭年收入超过25万人民币的城市家庭)，且未来五到七年将以每年20%的速度递增。同时，更多的80、90后成为家庭的主心骨，对居住环境有着更高的要求。科技、时尚、智能的生活将是未来的趋势，智能家居亦将成为必需品。二、项目的SWOT分析1、项目优势分析11/24行业