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物联网时代给仪器仪表行业带来的市场机遇北京自动化技术研究院赵力行2013-11-23企业战略选择仪器仪表行业虽然是属于传统制造业，但是在中国经济进行产业结构升级，发展方式转变过程中承担着的重要角色。同时与七大战略新兴产业密不可分。中小企业战略重点：•集中一点•特色经营•灵活应变•拾遗补缺提纲物联网产生的技术基础物联网时代对仪器仪表的新要求物联网促进仪器仪表产业发展案例介绍现阶段存在的问题分享提纲物联网产生的技术基础物联网时代对仪器仪表的新要求物联网促进仪器仪表产业发展案例介绍现阶段存在的问题分享物联网产生的技术基础物联网最主要的三大技术基础传感器技术网络通信技术计算机技术（网络计算、云计算）网络通信技术发展到今天已经无处不在广域、局域、短距离有线、无线、光纤GSM、GPRS、3G、TDCDMA、WPAN、Wi-Fi、ZigBee、Bluetooth、IPv6……IPv6•物联网的前提是必须为物品赋以独一无二的地址•现有标准IPv4只支持大概40亿（232次方）个网络地址，平均每个人不到1个，人都不够分的。•IPv6是互联网协议第四版（IPv4）的更新版Pv6支持2128（约3.4×1038）个地址，这等价于在地球上每平方英寸有4.3×1020地址（6.7×1017地址／mm2）丰富的地址资源使得物联网成为可能。物联网概念物联网的英文名称叫“TheInternetofthings”，顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。物联网的定义是：通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。(摘自政府工作报告注释）物联网概念无线传感器网络（WSN）物联网的构成目前国外物联网的现状美国：“智慧地球”确定为国家战略欧盟：“物联网是我们的未来”日本：泛在网为立国之本国际电信联盟ITU：展开物联网标准研究国际标准化组织ISO：成立了物联网特别工作组物联网被正式提升为战略性新兴产业，国家物联网标准联合工作组成立中国—物联网成为战略新兴产业提纲物联网产生的技术基础物联网时代对仪器仪表的新要求物联网促进仪器仪表产业发展案例介绍现阶段存在的问题分享传感器的概念什么是传感器？传感器是这样一种装置，它能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成，并按照一定的规律转换成可用信号，最后将探知的信息传递给其他装置。传感器的概念传感器是对物质世界的信息进行测量的基础手段和设备，是信息产业的源头。温总理提出“感知中国”，传感器是感知的数据来源。传感器的种类繁多，传感器广泛应用在生产生活的方方面面，其发展水平是国家科技水平和综合国力的重要体现。传感器是物联网的技术基础之一，没有智能传感器就谈不上物联网。测控仪表的分类按照需要测量的物理量可分为：热工量：温度、压力、流量、物位、真空度电量：电压、电流、功率、频率、射线量声学、光学、辐射：噪音、光学测量、核仪器机械量：位移、速度、加速度、转速、振动、重量、力、力矩、尺寸、表面粗糙度、硬度物性与成份量：物质成分、浓度、黏度、粒度、湿度、露点、酸碱度、纯度、分子量等等种类繁多，用途广泛。测控仪表的指标测控仪表指标：测量范围（量程）、精确度、分辨率、灵敏度、线性度、重复性、频率响应、滞后、长期稳定性、零点漂移、温度漂移、蠕变、寿命、价格等等光学栅格物镜二极管UV传送光源三棱反射镜电容器偏转反射镜前窗口测控技术的相关领域测控技术涉及许多基础科学、通用技术和保障性技术，大致包括：材料科学、机械设计与加工工艺、检测技术、光学技术、电子电路设计、可靠性工程、环境适应性技术、防爆安保技术、安全技术、标准化等，所以说测控技术是一个国家基础工业与科学技术综合实力的体现。测控仪表行业是高科技产业，专利和情报工作也尤为重要。测控仪表的构成对测量信号的感受采集对测量信号的分析处理对测量信号的表达输出能源信号的感受采集-检测技术常用检测原理电磁、光学、微波、超声波、半导体效应、核辐射、电化学分析、色谱分析、质谱分析误差理论概率、误差、误差传递、误差分配力学、流体力学和热力学等基础理论检测技术—电磁原理电磁原理电阻：热敏、压敏、磁敏、光敏、气敏、湿敏电容：C∞єS/d，频率电路、交流电桥、脉冲电感：自感、互感电势：电磁感应、热电效应、压电效应磁性检测：热磁效应（磁氧分析）磁弹性（磁致伸缩）铁磁材料的磁性能变化核磁共振效应信号的分析处理—计算技术硬件上这些年随着半导体技术的发展，计算机、单片机的功能越来越强大，特别是数字处理芯片（DSP）的出现大大提高了软硬件的综合性能。仪器仪表的开发可根据仪表的需求从最小的8脚的单片机，到大规模的DSP芯片选择不同规模的处理器。软件技术也是随着计算机的出现应运而生，离散数学快速发展，产生数字信号处理技术，主要方法有数字滤波、快速傅里叶变换和小波变换等方法，直至目前的嵌入式系统。信号的表达输出—网络技术仪表检测结果的表达输出已经从原来的就地指针、数字显示发展到依靠网络技术实现远程显示、存储、分析、运算、控制等功能。现场总线无线网络保障技术—可靠性工程可靠性基本理论故障机理：温度、磨损、振动、电磁干扰、辐射可靠性预计、分配和分析指标：平均无故障时间、失效率、可靠度提高可靠性的设计方法降额设计、冗余设计屏蔽、接地、隔离、滤波器简化设计和退化分析、最坏情况设计、概率设计法提高可靠性的工艺措施老化筛选、装配焊接、工艺卫生、QC活动可靠性试验抽样方法、寿命试验数据处理方法、失效率和MTBF验证保障技术—环境适应性技术气候环境试验温度、湿热、低气压、沙尘、盐雾、腐蚀性气体、雨淋、霉菌、太阳辐射机械环境试验振动、冲击、碰撞、倾跌与翻倒、自由落体、倾斜与摇摆、稳态加速度电磁兼容试验抗扰度：静电放电、射频、快瞬脉冲群、浪涌、工频磁场、共模、串模、电源电压暂降、中断、频率发射：谐波电流发射、传导骚扰、辐射骚扰电器安全试验防电击：电器强度、绝缘、接地保障技术—防爆安保技术爆炸基础理论爆炸环境要素：点燃源、爆炸性物质、空气爆炸混合物的特征参数：爆炸极限、最小点燃能量、爆炸压力、自燃温度、最大试验安全间隙爆炸性物质的分类、分级、危险场所的区域划分防爆技术基础隔爆型d、增安型e、本质安全型i、正压外壳型p、油浸型o、充沙型q、浇封型m、粉尘防爆型DIP、无火花型n保障技术—安全技术危险的分类：电击、与能量有关的危险、着火、与热有关的危险、机械危险、辐射危险、化学危险防电击、防机械冲击和碰撞、防火焰蔓延、温度限制和耐热、防液体危险、防气体释放、爆炸和炸裂、防辐射保障技术—标准化标准和标准化制订标准的原则制订标准的程序标准的编写方法标准化组织国际：国际标准化组织（ISO）国际电工委员会（IEC）TC65国内：国家标准化管理委员会工业过程测量和控制标准化技术委员会TC124（秘书处：机械工业仪器仪表综合技术经济研究所）技术新趋势、新领域现代服务业：检维修服务、应用服务、定制研发生产、解决方案新一代现场总线无线仪表和传感器网络分析仪器在线化安全仪表系统（SIS）光纤传感MEMS技术（MicroElectroMechanicalsystems）物联网时代对仪器仪表的新要求体积小重量轻低功耗PowerconsumptionpermonthUpdateevery15minutes0.020J/monthStandbycurrentofMSP430(1µAat2.2V)5.7J/monthTurboTag(Zinkoxidebattery)80J物联网时代对仪器仪表的新要求RFID红外感应器全球定位系统激光扫描器光纤传感MEMS技术（MicroElectroMechanicalsystems）MEMS技术MEMS（MicroElectroMechanicalsystems）技术是未来传感器的主要技术发展方向之一，同时是技术制高点。就定义而言，MEMS(微机电系统)它是一种制造技术。是感知、计算和执行的融合。MEMS技术是把电子和机械特性结合了起来，它可以同时执行物理、化学、生物等方面的功能，它能同时发生物理、化学反应和电作用。MEMS器件与产品ab提纲物联网产生的技术基础物联网时代对仪器仪表的新要求物联网促进仪器仪表产业发展案例介绍现阶段存在的问题分享工业自动化农业自动化资产监控商业市场自动售货物联网应用领域自然灾害监控环境监控交通监控公共领域公共设施监控智能家具远程医疗自动抄表个人和家庭健康管理物联网行业应用各行各业应用：•物流：UPS特快专递、远洋运输、铁路运输•环境监控：气体泄漏、水体污染、工厂排放•节能减排：节能监察、热力管网、燃气管网•交通监管：危险品、渣土运输车辆监控定位•公共安全：消防、电梯、基础设施•城市管理：大型活动指挥、地下管线•医疗卫生：家庭监护、远程医疗•等等应用项目序号公共安全类城市管理类节能减排类民生类1有毒有害气体远程防控系统无线多媒体综合信息发布平台节能监察无线监控管理平台无线小额支付平台2水箱安防管理平台大型活动指挥调度系统燃气管网智能优化无线社区服务平台3建筑火灾无线报警监控管理系统建筑工地无线监控系统城市热网远程无线监控管理系统无线社区安防管理系统4房屋、桥梁、涵洞、隧道等建筑物倒塌预警系统渣土运输车管理系统供电系统智能优化一氧化碳无线防控系统5无线电梯智能实时监控系统危险品安全监控管理医疗废物管理（卫生、环保）智慧家居6烟花爆竹手机视频监控系统水质无线监测系统人员密集场所安全监控7可燃气体无线防控平台城市地下管线综合管理8危化品生产储运监控系统城市路灯无线管理系统物联网促进仪器仪表产业发展物联网的产业链：传感器、网络运营商、软件供应商、系统集成商等，作为金子塔的塔座，传感器的需求量将会是整个链条总量最大和最基础的环节。无线网络、Internet、Telecom等网络运营商（硬件、组网….）（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器装置、各类物理量测量传感器、通信产品硬件等部件制造商相关软件供应商（数据库软件、通讯软件、网络软件、信息安全软件….系统集成商（根据客户需求提供不同需求特点的解决方案）提纲物联网产生的技术基础物联网时代对仪器仪表的新要求物联网促进仪器仪表产业发展案例介绍现阶段存在的问题分享北京市城市安全运行和应急管理领域城市安全运行和应急管理辅助决策系统物联网应用支撑平台春节期间烟花爆竹综合管理物联网应用示范工程“城市生命线”实时监测物联网应用示范工程安全生产物联网应用示范工程“政治中心区”综合管理物联网应用示范工程轨道交通安全防范物联网应用示范工程极端天气条件下保持道路交通畅通物联网应用示范工程城市运行保障和应急抢险车辆卫星定位管理物联网应用示范工程区县和社区综合监管物联网应用示范工程烟花爆竹综合管理物联网应用示范工程安监局烟花爆竹监管系统：12家批发单位仓库的出入库、仓库安防及周边环境；五环内销售网点视频图像监控。环保局提供噪音、空气质量实时信息；气象局提供200多个自动气象站的实时气象信息；消防局提供36个高点监控图像，实时监控燃放情况。接入市容委900多辆综合执法车、卫生局400多辆急救车、消防局200多辆消防车的实时定位信息。接入卫生局医院外伤收治、市容委烟花爆竹残屑清运、消防局火警接报信息。提纲物联网产生的技术基础物联网时代对仪器仪表的新要求物联网促进仪器仪表产业发展案例介绍现阶段存在的问题分享在物联网发展的现阶段面临的矛盾物联网对中国来说是新概念，但物联网的应用早就存在；物联网的产业链很长，但缺乏龙头企业；物联网产业规模很大，但每一种产品在市场上又难以上规模；物联网应用领域几乎无处不在，但又似乎难以切入；物联网看上去技术门槛不高，但在核