物联网企业培训_应用篇

物联网企业培训——应用篇专注教育领域服务教育人群石俊东高级工程师物联网应用领域国际电信联盟2005年的一份报告中曾描绘了“物联网”时代的图景：当司机出现操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主要忘带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等。这些理想化的服务指出了物联网的一个发展方向，目前在中国物联网的发展已经展开，并且在一些领域具体实施，如2010年上海世博会期间，为确保世博园区食品安全，监管部门启动“世博食品安全实时监控综合平台”。食品或原材料进入园区之前，需佩带电子标签（RFID），食品或原材料入园时，工作人员只要用读卡器轻照电子标签，一个番茄、一根豆芽都能追根溯源。物联网管理平台移动POS金融供应链智能运输工业自动化智能建筑消防公共安全环境保护气象数字化医疗遥感勘测军事农业林业水务电力煤炭石化物流、零售、自动服务设备、安全、节能生产、安全、防灾、水电油气防火、勘察、报警污染检测、报警水质、水量、污染、安全大棚、土壤、灌溉、环境、跟踪抄表、监控、节能设备、临床、辅助诊断、病程险情、油井、运输、管线联动、消防栓、定位、调度照明、信号、应急、灾害、识别大地勘测、森林、地震、海洋侦查、监控、定位、评估降水、防洪、远程设备交易、订单、跟踪、识别通风、瓦斯、救灾定位库存、车队、监控、导航、识别、货物电子支付、实时信息物联网应用领域物联网应用架构物联网过多的被解读为一个商业术语，而不是严格意义上的科学概念，无论是商业服务者，还是科学研究者看来，物联网都可以称得上是科技以人为本、服务生活的完美融合体。从各个行业具体而微小规模应用的涓涓细流，逐渐汇聚成今天技术高度集成、应用广泛的大江大河。物联网的潮流主要由三个干流组成。基于传感网络基于RFID基于M2M物联网应用架构物联网应用架构基于传感网络通过一种低功耗自组网的短程无线通讯技术实现传感器数据的传输，所有数据汇集到中心节点，通过一个无线网关与互联网相连，利用手机或远程计算机可以实时以现场的环境状态信息进行监控。基于RFID以RFID射频识别技术（俗称电子标签）为核心，进行快速读定、长期跟踪管理，作为一种自动识别技术，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信对目标加以识别。基于M2MM2M是一种以机器智能交互为核心的、网络化的应用与服务，简单地说，M2M是指机器之间的互联互通，综合了数据采集、GPS、远程监控、通信等技术，实现业务流程的自动化。物联网应用架构2010中国国际物联网博览会上发布的《2009-2010中国物联网年度发展报告》称，2009年中国物联网产业市场规模达1716亿元。到2015年，中国物联网整体市场规模将达到7500亿元，年复合增长率超过30%，市场前景将远远超过计算机、互联网、移动通信等市场。与此同时，工业和信息化部已将物联网规划纳入到“十二五”的专题规划，列为国家重点发展的五大战略性新兴产业之一，明确提出，要发展宽带融合安全的下一代国家基础设施，推进物联网的应用，并且物联网“十二五”规划已经锁定十大领域，这十大领域是：智能电网智能交通智能物流智能家居金融与服务业精细农牧业医疗健康工业与自动化控制环境与安全检测国防军事物联网应用架构十大应用领域（主干技术）与应用架构隶属关系如下表所示：应用领域应用架构智能电网基于传感网络、M2M智能交通基于RFID（EPC）智能物流基于RFID智能家居基于传感网络金融与服务业基于RFID精细农牧业基于传感网络、RFID医疗健康基于传感网络、RFID工业与自动化控制基于M2M、RFID环境与安全检测基于传感网络国防军事基于传感网络、RFID、M2M物联网技术应用智能家居智能物流智能农业环境监测RFID人员定位煤矿井下定位ETC交通收费医疗健康技术应用物联网技术应用智能家居智能物流智能农业环境监测RFID人员定位煤矿井下定位ETC交通收费医疗健康技术应用实例分析：物联网技术应用领域－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、智能家居-系统设计方案安全防范技术、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。智能家居将让用户有更方便的手段来管理家庭设备，比如，通过触摸屏、无线遥控器、电话、互联网或者语音识别控制家用设备，更可以执行场景操作，使多个设备形成联动；另一方面，智能家居内的各种设备相互间可以通讯，不需要用户指挥也能根据不同的状态互动运行。实例分析：物联网技术应用领域－家居实例分析：物联网技术应用领域－家居Internet智能手机PDAPC智能网关智能家居安防系统冰箱空调窗帘电灯网络摄像头门磁指纹识别可视对讲智能影音投影仪音响网络电视资源共享系统硬盘网络打印机电脑•智能照明•智能安防•智能遥控•远程监控•门禁控制•电动控制•环境监控•智能家电实例分析：物联网技术应用领域－家居实例分析：物联网技术应用领域－家居步进电机常用智能家居设备。玻璃易碎红外对射红外探测网络摄像头水浸传感器烟感门禁实例分析：物联网技术应用领域－家居远程监控。实例分析：物联网技术应用领域－家居物联网技术应用智能家居智能物流智能农业环境监测RFID人员定位煤矿井下定位ETC交通收费医疗健康技术应用实例分析：物联网技术应用领域－物流智能物流是基于互联网、物联网技术的深化应用，利用先进的信息采集、信息处理、信息流通、信息管理、智能分析技术，智能化地完成运输、仓储、配送、包装、装卸等多项环节，并能实时反馈流动状态，强化流动监控，使货物能够快速高效地从供应者送达给需求者，从而为供应方提供最大化利润，为需求方提供最快捷服务，大大降低自然资源和社会资源的消耗。智能物流的智能性体现在：（1）实现监控的智能化，主动监控车辆与货物，主动分析、获取信息，实现物流过程的全监控；（2）实现企业内、外部数据传递的智能化，通过EDI等技术实现整个供应链的一体化、柔性化；（3）实现企业物流决策的智能化，通过实时的数据监控、对比分析，对物流过程与调度的不断优化，对客户个性化需求的及时响应；（4）在大量基础数据和智能分析的基础上，实现物流战略规划的建模、仿真、预测，确保未来物流战略的准确性和科学性。实例分析：物联网技术应用领域－物流智能物流的体系特别的庞大，其中包含了智能仓储、智能配送、智能零售及供应链一体化的应用等等。下面就物联网如何在供应链业务流程中应用（供应－生产－仓储－运输－销售）进行实例模拟与分析。实例分析：物联网技术应用领域－物流供应链－－供应。采用供应商管理库存模式供应商通过整托盘运输将原材料运至原材料库区通过叉车操作将托盘通过固定式RFID门，完成自动收发货当生产工位需要补货时，供应商的显示屏会显示补货信息，供应商对生产工位进行补货出库。实例分析：物联网技术应用领域－物流供应链－－生产。生产线（原有）上安装固定式RFID读写器每个工位代表一个生产工序，经过每个生产工序后，RFID读写器将该工位信息写入RFID，实现自动生产跟踪在生产末端将成品的基础信息写入RFID通过RFID信息管理提示供应商进行补货，提供详细补货信息实例分析：物联网技术应用领域－物流供应链－－仓储。半自动叉车将码有成品的托盘（入口处）叉起，用超视距条码扫描枪扫描货品标签通过半自动叉车上配有的车载工控机进行信息处理，成品信息录入与货品货架放置同步进行、同步完成反馈托盘应放入的货架储位，并进行入库后反馈，实现对仓储信息自动管理实例分析：物联网技术应用领域－物流供应链－－运输配送。通过GIS系统和RFID系统，实现货物自动跟踪和管理通过液晶屏显示整个运输跟踪过程实例分析：物联网技术应用领域－物流供应链－－运输配送（车辆监控）。利用RFID库存管理将货物装入车内，进入车辆管理利用GPS定位和GIS地图进行车辆定位，并实时跟踪货物情况涉及第三方设备系统接入，如RFID读卡，电子标签实时跟踪车辆的具体位置及到达时间，经度多少，纬度多少，当前速度是多少实例分析：物联网技术应用领域－物流供应链－－运输配送（车辆管理）。任务车辆查询和分派任务查询，对车辆的出入进行管理，确定车号来跟踪物流货物，可查询车辆起始位置和到达目的地位置，到达时间等实例分析：物联网技术应用领域－物流供应链－－销售。“未来超市”运营模式，消费者可使用加装了电脑屏的购物车，轻点屏幕选好商品，电脑便在超市平面图上标出商品所在方位按需要把商品放进购物车，商品内含的智能标签即被无线感应，远处收银台便实现自动算账。物联网技术应用智能家居智能物流智能农业环境监测RFID人员定位煤矿井下定位ETC交通收费医疗健康技术应用实例分析：物联网技术应用领域－农业智能农业是指在相对可控的环境条件下，采用工业化生产，实现集约高效可持续发展的现代超前农业生产方式，就是农业先进设施与露地相配套、具有高度的技术规范和高效益的集约化规模经营的生产方式。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。实例分析：物联网技术应用领域－农业传统的现代温室大棚。对于这样规模的温室大棚，需要配备5-6人每天进行勘查现场、记录植物生长状态（如土壤湿度、土壤酸碱度）、调节植物生长环境（如加热、喷水、通风、施肥）等日常性工作。假如有几个、十几个、几十个同等规模的大棚，就要需要更大量的工作人员。传统的现代温室大棚精细农业智能大棚智能化改造对大棚智能化改造，改造目标：取消人员现场勘查从而降低运作成本。实现自动周期性记录植物生长状态，自动调节植物生长环境，随时（如使用手机）随地（如在外地）监控，原本由多人进行的工作由1人完成。实例分析：物联网技术应用领域－农业智能化改造需要解决以下关键问题：1、感知大棚室内空气温、湿度4、感知大棚土壤深、浅层湿度5、感知大棚土壤PH值6、感知大棚土壤氮磷钾含量2、感知大棚室内二氧化碳深度3、感知大棚室内光照强度7、控制大棚室内电加热系统8、控制大棚三维喷头加湿系统9、控制大棚植物根系滴灌系统10、控制大棚监视系统11、控制大棚鼓风机系统12、控制大棚液态施肥系统15、基于无处不在的泛在网络，随时随地“勘查”14、避免有线网络带来的布线（电源布线和网络布线）、部署复杂度13、通过节能低耗手段，上传采集信息或下放控制信号实例分析：物联网技术应用领域－农业感知大棚室内空气温湿度、光照强度、二氧化碳浓度感知大棚土壤湿度、酸碱度PH值实例分析：物联网技术应用领域－农业采用何种节能低耗手段，上传采集信息或下放控制信号采用ZigBee作为大棚内部的数据采集、控制及自组网节点；采用自组网技术实现大棚内部的网络数据传输及控制，灵活的自适应网络可以有效的识别出在系统中的任意节点，并且当有节点发生故障时，可以自动选择路径，自动进行网络适应，保证网络的健壮性。基于ZigBee协议，将无线传感节点采集到的感知信息传输给智能网关；基于ZigBee协议，将来自智能网关（用户触发）的控制信号传输给无线传感节点。避免有线网络带来的布线（电源布线和网络布线）、部署复杂度实例分析：物联网技术应用领域－农业提供业务平台，负责对用户提供智能大棚的所有功能展示，包括如：环境数据监测、历史数据、监控设置、远程控制等等。业务平台通过互联网向用户提供服务，支持多种类型终端的客户端/浏览器支持，包括如：支持PC机IE浏览器、Symbian/Android手机操作系统。基于无处不在的泛在网络，随时随地“勘查”实例分析：物联网技术应用领域－农业智能化改造需要这样一个网络来支撑：实例分析：物联网技术应用领域－农业网络拓扑：实例分析：物联网技术应用领域－农业用户终端环境数据监控历史数据监控设置远程控制智能网关传感节点传感器单元控制单元传感节点系统架构：感知层接入层应用及网络层物联网技术结构（四层结构）智能农业－典型的物联网应用实例分析：