物联网概述
摘要:
物联网(Internet of Things, IoT)是指通过感知设备、控制器、传感器等多种感知设备与信息感知设备及系统之间的数据传输和交互作用,延伸人与物的联系的一种信息网络。物联网的核心在于“物物相连的互联网”,通过感知层采集信息并进行处理,在网络层进行通信与组网,在应用层提供开放的云服务和智能管理功能。物联网的应用范围广泛,涵盖工业、农业、物流、交通等多个领域,并在环保、安防等行业的渗透率不断提升。随着技术的发展和市场需求的增长,物联网在智慧城市、工业互联网等领域的应用逐渐扩大,成为推动社会经济发展的重要力量。
1.1 物联网的定义和特征
1、物联网的定义
物联网(英文缩写为IoT)也被称作'万物互联之网'。进一步说明,在原有互联网架构上拓展和完善这一概念。其中,在这一网络架构下,物联网系统通过实时数据传输实现了不同物品之间的高效沟通。
物联网被视为互联网、传统电信网等信息基础设施的基础平台,在促进众多具备独立功能的物体建立互联关系方面发挥着关键作用。作为新一代信息技术的核心领域之一,并引领着未来技术发展的主要方向,在推动信息化进程方面具有决定性意义。物联网其实就是通过万物互联技术构建起来的一个全新的网络空间。
物联网作为现代信息技术发展到一定阶段后衍生出的一种集成式应用与技术创新模式,在感知技术、网络技术和人工智能与自动化技术的基础上进行整合应用,在促进人机智慧交互的同时构建一个智能化的生活空间。
到目前为止,在物联网领域尚未形成一个统一且权威的信息学定义。基于现有文献中对物联网概念的不同解释,其核心内涵主要体现在以下几个方面:通过多种自动识别技术和感知设备实现,在不同网络架构之间建立连接,并依据预先建立的标准通信协议框架进行操作。这些技术手段能够实现信息数据的采集、传输和处理过程,在不同场景下完成智能化识别、定位、跟踪、监控和管理功能。
2、物联网的基本特征
一般认为,物联网具有以下的三大特征:
通过一系列先进的检测手段进行全方位信息收集,在不同场景下实现对目标物实时采集各类物体的关键数据信息
(2)互通互联(可靠传递)。不同通信网络与互联网相互融合,借助可靠传递机制促进物体信息的有效共享。
智慧运行(智能处理)。通过云计算技术、数据挖掘技术和模糊识别技术等人工智能技术,对海量的数据与信息实施分析与处理,并从而实现物体智能化控制。
3、物联网和互联网的关系
(1)互联网(Internet)
也称其为因特网/英特网,并称其为互联网;它是由多个网络相互连接而成的巨大系统;这些系统通过一组通用的协议(TCP/IP协议)进行连接。
互联网包含无数种计算机、终端设备以及各类网络设备如路由器和交换机等,并且通过丰富多样的互联线路构成。
互联网主要服务于人类,在构建起人类与信息资源之间的重要桥梁的同时,实现了人类获取、处理和利用信息能力的显著提升。通过互联网平台,人们得以在全球范围内实现信息的高效交流与资源共享。
常见的互联网应用场景主要包括:信息资源获取(包括但不限于Web页面、搜索引擎以及其他相关服务等)、多终端互动(通过多种渠道实现人与人之间的沟通与协作功能)、在线娱乐体验(涵盖多个细分领域如在线音乐平台;短视频平台;文学作品分享平台;网络游戏及辅助工具等)、电子商务活动及 online 交易系统以及电子政务服务平台与公共信息服务系统等多种类型。
(2)物联网(IOT)
借助通信技术将感知设备、控制器、机器人及其相关物品进行创新性集成,并通过多样化的有线及无线网络实现对互联网的无缝对接。这种配置最终能够构建起人-物以及物-物之间互联互融的整体网络体系。
物联网依附于传统互联网发展而来,并构成一个基于互联网构建的广泛连接网络。这种新型网络系统不仅覆盖范围更为广阔,在技术架构上也实现了质的飞跃。相较于传统互联网而言,在数据处理、应用生态等多个维度均展现出显著优势与创新价值。
物联网服务的是物质世界中的人类与物;这些设备不仅具备感知能力、通信能力和计算能力,并被称作智能设备或智能终端。
互联网促进了人类社会信息共享与交流,并构建了一个令人惊叹的虚拟信息空间。那么说来的话,则是物理世界与信息世界的深度融合。从而让人类能够更好地享受智能化的生活。物联网的价值体现在业务创新与应用拓展上;正是应用领域的持续创新推动了物联网的快速发展。
(3)物联网和互联网的不同之处
物联网与互联网在应用系统的运用上有所不同,在终端连接的方式也存在差异;而物联网所涉及的技术领域更为广泛。
物联网涵盖行业性、专业性和区域性的应用服务;互联网则提供覆盖全球范围的公共信息服务。
物联网数据主要通过自动化手段生成;互联网数据主要依赖人工操作生产。
物联网主要由能够进行反馈调节且具备高度可控性的闭环系统构成;其核心功能即为实现闭环系统的自动调节。通常情况下,互联网的主要职责是处理信息而不具备自我调节能力。
4、物联网与“互联网+”的关系
"互联网+"其实只是指"互联网+"这一概念而已。科技的进步促使人们开始探索如何将这一概念应用到更多领域中去。通过促进"互联网"与"传统行业"的深度结合,并借助现代信息技术手段不断创造新的行业生态和发展机遇。凭借自身优势,' 互联网+'正在帮助传统企业实现转型升级,使之能够更好地适应当前快速发展的社会环境,最终推动整个社会持续向前发展。
“互联网思维”:跨界、融合、转型、升级、开放、共享、创新、创业。
“互联网+”这一概念是对我国内部社会经济发展思路的高度凝结。它包括了多种类型的互联网——如传统互联网、移动互联网以及物联网——与各行各业和社会各个层面之间的跨领域融合。
物联网是支撑“互联网+”发展的核心技术之一。
推进“互联网+”,将为物联网产业开辟更加广阔的发展空间。
1.2 物联网的起源与发展
1、物联网概念的产生
(1)物联网的理念的出现
物联网的概念源于1995年版《未来之路》一书。在该著作中,比尔·盖茨阐述了‘人-机-物’融合的构想。
比尔盖茨的豪宅:“未来生活预言”的科技豪宅。
(2)物联网概念最早源于RFID网络
1998年麻省理工学院(MIT)Auto-ID中心基于Auto-ID中心的构想而被提出现代物联网技术。
自1999年以来该研究机构首次系统性推出"物联网"概念。
该研究机构将RFID技术和互联网技术相结合,在物品编码、RFID技术和互联网应用的基础上实现了全球范围内任意时间和地点对物品的唯一标识与管理。
(3)物联网概念的另一个来源:传感网
随着传感器相关技术的进步以及传感网络技术的兴起,在物联网体系中形成的大量数据构成了物联网领域的重要信息资源库之一
(4)与物联网密切相关的概念:M2M
具体来说,关于M2M这一缩写的起源尚无定论。其中一些人则认为诺基亚可能是在这一时期较早开始采用该缩写的公司之一。到了2002年左右,则与Opto 22建立合作关系。这一合作项目的主要成果就是为其提供了一系列基于无线数据通信技术的服务方案。该概念的核心在于实现机器间的互联互通和交互。其核心技术则主要集中在无线数据通信技术和信息技术的深度融合上。通过这种融合方式,在原有基础上进一步提升基于这些技术基础下的无线业务流程自动化水平,并最终为企业带来更为丰富的增值服务。
可被归类为广泛使用的标签的机器对机器(缩写为M2M)能够用于描述各种技术。它允许设备间无需人工干预即可实现信息交换与操作执行。最初的应用领域是制造与工业,在之后的时间里扩展至医疗、商业以及保险等多个领域,并成为物联网的重要组成部分之一。
(5)ITU与物联网研究报告
在突尼斯信息社会世界峰会(WSIS)上于2005年11月17日召开之际,《ITU互联网报告2005:物联网》由国际电信联盟(ITU)正式提出"物联网"这一全新概念。该报告预言,在未来无处不在的物联网时代即将到来之际全球各地的每一个物品都将借助网络实现互相交换:无论是轮胎还是牙刷、建筑还是纸巾都能通过网络实现互相连接与互动。射频识别技术(RFID)、传感器技术以及纳米技术和智能嵌入技术将在各个领域得到更加广泛的应用以推动物联网时代的到来
按照ITU的定义,在物联网时代,人们在众多日常物品中植入短距离通信模块从而为人类在信息与通信领域开辟了一个全新的连接维度无论何时何地的人与人之间的联系都将得到显著提升这一变革不仅限于人与人的互动更延伸至人与物、物与物之间的互动网络该报告描绘了"物联网"时代的图景:当司机操作失误时车辆能够自主发出警报信号手提公文包能提前警示主人遗忘忘记携带物品衣物能够向洗衣机传递所需颜色和水温参数以确保衣物得到恰到好处的清洗效果
《ITU互联网报告2005:物联网》主要包含七章内容:所指为物联网,物联网支撑技术,市场机会,面临的挑战与问题,发展中国家的机会,展望2020年的某个时候,以及一种新型生态系统等相关内容。
2、物联网发展的技术背景
(1)普适计算
一九九一年, 美籍计算机科学家马克·韦泽(Mark Weiser)在其 seminal 论文中, 即《科学美国人》杂志上发表的文章"The Computer for the 21st Century", 开创性地阐述了 pancomputing 的概念, 认为这一思想将会成为推动未来技术与人们日常生活深度融合的关键。
1999年,IBM也提出普适计算(IBM称之为pervasive computing)的概念。
普适性(即普遍性)概念也被称作普及型运算或广泛应用于各领域的运算体系,在这一理论框架下计算机系统并未从人们的视野中消失而是退出了人们的视线。遵循普适运算模式的人们能够在任意时间和地点通过多种方式进行信息获取与处理。
普遍计算是一个广泛涵盖多个研究领域的课题,在分布式计算方面主要用于...在移动设备环境下则强调...通过人机交互界面实现...,其中人工智能技术起到核心作用...,同时嵌入式系统提供了硬件支持...,感知网络负责数据采集与处理...,而信息整合与融合则是其核心技术支撑...
(2)CPS(CyberPhysical System)
2006年,Helen Gill开拓了CPS领域,并将其作为重要研究方向纳入规划,NSF随后将其列为关键研究项目
"Cyber"指的是信息系统,"Physical"指的是物理系统(硬件设施、环境条件以及生成数据)。
CPS 强调的是物理世界与信息世界之间持续不断的信息反馈机制。
该系统集成了多维计算、通信与物理环境要素,在有机融合3C(Computation、Communication、Control)技术基础上实现深度协作机制。该系统通过有机融合3C(Computation、Communication、Control)技术实现对大型工程系统的实时感知能力,并能完成对其动态控制过程的有效管理;同时提供相应的信息服务支持。该系统采用一体化设计策略整合计算、通信与物理系统资源,在保证可靠性的前提下显著提升了系统的高效运行能力以及各环节之间的协同效率;展现出显著的应用潜力。

3、物联网发展的推动
(1)“智慧地球”研究计划
2009年1月28日,当奥巴马正式就职美国总统后,他与美国商界领袖们展开了为期一天的"圆桌型会谈".作为少数几位受邀参与此会晤的关键人物,IBM首席执行官彭明盛首次提出了"智慧地球"这一概念.这一提议立即引发了新政府对新一代智能基础设施的投资意向.随后,IBM正式发布了名为"智慧地球"的战略规划书.该计划一经公布便立刻引起了社会各界的高度关注.有专家预测该构想可能发展成为美国的战略性举措,并将在全球范围内产生深远影响."智慧地球"理念的核心在于将各种类型的传感器集成到能源网络、铁路系统、桥梁、隧道、公路、建筑设施、供水系统、大坝以及油气管道等各类设施之中,并实现互联互通,从而形成覆盖广泛的应用网络.
(2)“感知中国”与中国物联网发展规划
2009年8月,在视察中科院无锡物联网产业研究所时(后文简称“在无锡物联网产业研究所视察”),温家宝总理提出了“感知中国”的概念(后文简称“感知中国”)。这一概念被国务院于2010年9月正式认可,并成为国家战略重点支持的对象,并得到了国家层面的战略重视与重点推进。随后,《物联网产业十二五发展规划》于2012年2月发布,在规划中明确指出了物联网将在智能工业、智能农业、智能物流、智能交通、智能电网、智能环保、智能安防、智能医疗以及智能家居等多个领域开展深入应用与示范推广。
(3)欧盟发布《欧盟物联网战略研究路线图》
欧盟于2009年9月15日发布《欧盟物联网战略研究路线图》,推动了物联网技术的研发与应用。
该战略明确自2009年9月15日起实施未来三年、六年及十年的发展规划,并聚焦于物联网在多个关键领域的突破。
其中包含以下主要方向:
一是明确未来五年内需在航空航天、汽车制造、医疗设备以及能源管理等领域取得实质性进展;
二是重点突破数据采集处理能力、网络基础设施构建以及智能化物联架构等十二个核心技术领域。
(4)日本和韩国的泛在国家战略
在亚洲国家中, 日本是较早开展物联网应用实践的一国。该国是全球首个提出'泛在网'战略(源自拉丁语Ubiquitous,简称U网络,意指无处不在)的概念。2004年,日本政府在其两期E-Japan战略目标均提前完成的基础上,提出了'U-Japan'战略计划,该战略旨在通过信息技术提升各行各业的社会福祉水平。物联网技术被纳入泛在网框架内,并成为实现这一目标的重要支撑手段之一。通过实施这一系列战略举措,'U-Japan'计划不仅推动了日本国内物联网技术的发展,还在电网管理、远程监控、智能家居、汽车联网以及灾害应急响应等领域取得了显著成效
2004年时起,Korea启动了具有里程碑意义的U-Korea战略,该战略持续十年,旨在于全球最优的pan infrastructure之上,推动Korea成为首个pan society.该战略的核心目标是在全球范围内打造最优化的pan基础设施,从而实现这一宏伟愿景.随后于2009年10月13日,Korea通信委员会(Korea Communication Commission, KCC)批准了《基于IP的pan传感器网络基础设施的基本规划方案》.
1.3 物联网的体系架构层次与主要技术
在物联网的概念定义中包含有三个关键部分:数据识别、通信网络和系统管理。通常情况下将物联网的体系结构划分为感知层、网络层和应用层三层体系。

1、感知层
(1)感知层的组成与功能
知层通过传感器和终端物联网芯片负责采集大量信息。
感知层主要包含多样化的感知设备及其系统和多种终端智能设备。
物联网感知层的主要职能是收集发生在物理世界中的物理事件和数据类型信息包,其中包括各类物理参数、实体标识符、位置坐标参数、音频信号片段以及视频片段等内容,此外还包括来自上层网络的控制指令,并负责相应的执行与控制工作。
(2)感知层涉及的主要技术
识别技术:主要依靠特定的识别装置和扫描装置进行操作。这些装置能够自动获取人或物的身份信息及其相关的属性和特征等关键信息。在实际应用中通常涉及的包括条码技术和RFID技术以及生物特征识别技术和声音和视觉识别技术等各项核心技术。
感知技术:将各种类型的传感器部署在物体表面或周围区域,以监测并识别物体现有的物理特性及化学成分的变化情况。
定位技术主要用于实现位置信息的获取。其中的主要技术和具体实现方式包括卫星定位与导航系统(GPS等)、基于无线通信基站的室内与室外位置确定(如 cellular location)、以及 WiFi 和蓝牙等无线接入方式下的室内定位。
智能设备技术:主要是通过赋予设备处理信息的能力来实现功能设计,在生活中、工作中各种类型的设备都成为智能化终端。其中涉及的主要技术支持包括:嵌入式架构用于数据处理整合、感知芯片实现环境感知、人机交互引擎优化用户体验以及机器学习算法推动智能化发展等。
2、网络层
(1)网络层的组成与功能
物联网网络层作为连接感知层与应用层的关键纽带而存在,并非简单的节点连接器。其主要由多种私有网络、互联网以及有线和无线通信网等多种组成部分构成。
网络层通过可靠的安全通道实现各节点间的有效互动。该系统架构中,网络层的主要职责包括接收并处理来自感知层的大量数据信息,并将其上传至应用层或云端平台进行深入分析。此外,该系统还负责向终端发布相应的操作指令并返回必要的辅助数据。
网络层面的主要职责是负责信息的传递功能。其主要作用是通过通信网络实现信息的传输过程,并确保各互连网络间设备间的互联通达。该层面接收感知层所获取的各项数据信息,并通过相应的机制确保信息在传输过程中得到安全可靠的处理和保护,最终将整理后的数据传递至应用层面进行处理。
(2)网络层涉及的主要技术
网络层涉及的主要技术是物联网通信与组网技术。
物联网通信不仅限于小型设备和传感器节点之间的短距离数据传输(即局域网),还包括基于宽频接入技术实现的城市级移动通信系统以及覆盖全球范围的大规模互联网连接。
物联网中的网络种类丰富。其主要表现形式包括:以太网与Wi-Fi技术作为基础的安全保障体系;既可以实现短距离通信又可支持长距离通信;既能满足企业专用需求又具备公用级性能;此外还可以采用局域网到全球互联网的混合组网架构。实际物联网系统通常采用多种组网方式相结合的方式构建。
物联网通信与组网技术的核心内容包括无线网络通信架构及其相关的互联网接入技术。
采用近距离无线通信技术构建一个物联网领域的局域网络系统是物联网领域最为活跃的技术方向之一。主要采用的技术包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、RFID、NFC和UWB等多种无线通信技术,每种技术都具有其独特的优势。
其中一种重要的远距离通信技术主要包括移动通信技术和卫星通信技术等。
从近距离通信网络到远距离通信网络往往会涉及连接到互联网的技术。
3、应用层
(1)应用层的组成与功能
物联网应用层可以细分为应用和管理服务两部分内容。
应用层通过大数据分析获取数据特征,并搭建开放的云服务平台以支持第三方进行商业决策和业务服务。
应用部分涵盖了物联网在多个领域的各种应用场景,例如实时监控系统、智慧电网、工业自动化监控、现代农业、城市治理、家庭 automation 以及环境监测等。
应用部分涵盖了物联网在多个领域的各种应用场景,例如实时监控系统,智慧电网,工业自动化监控,现代农业,城市治理,家庭 automation 以及环境监测等.
管理服务部分是指为物联网的应用提供业务支撑和信息处理与服务。
物联网应用层的中心职能是接收并分析自网络层获取的大规模数据,并基于分析结果优化为用户提供相应的服务方案。
(2)应用层的主要技术
旨在科学合理地利用以及高效地处理物联网信息安全。物联网应用层所包含的主要技术领域是信息处理与服务技术。
感知数据如何储存:如物联网数据库技术、海量数据存储技术等。
数据信息如何检索:搜索引擎技术等。
数据如何使用: 云计算、 数据融合与数据挖掘、 智能决策、机器学习等。
数据信息如何不被滥用:数据安全与隐私保护等。
应用系统开发:如嵌入式开发技术、系统开发集成技术等。
物联网中间件技术是一种介于数据感知设施与后台应用软件之间的核心系统软件其主要特征之一是为了为物联网系统的各类应用提供专业的平台支持服务另一个显著特点是必须实时连接至网络操作系统并持续保持正常运行状态该技术能够承担物联网应用所需的一系列计算与数据处理功能它主要负责对感知设备采集的数据进行精确捕捉过滤与汇总随后对数据进行质量检验与解码处理最后完成数据的传输存储以及任务管理等核心操作此外在实际应用场景中该技术还能够实现与其他支撑软件系统的高效协同工作能力
1.4 物联网产业链
1、物联网产业的构成
物联网产业主要由研发生产硬件与软件产品的各类企事业单位以及提供物联网服务的相关机构构成,属于新兴的高科技产业。

2、物联网产业的特点
(1)物联网产业的带动性
(2)物联网产业的渗透性
(3)物联网产业的集成创新性
3、物联网产业链
物联网产业能够构成一个完整的产业链体系,在其上游环节主要涉及产品制造,在中间环节则包括系统集成和软件开发,在下游环节则聚焦于提供应用服务。

上游产业中的"产品制造"领域主要包括:专业级芯片设计及制程开发、嵌入式系统及其软硬件研发工作、感知元件及自动化控制系统制造等环节;同时涉及网络基础设施设备制造以及无线通信模块化部署相关的零部件加工和信息安全防护产品的整体生产线规划。
此领域的"系统集成与软件开发"产业涵盖以下几种类型:解决方案提供商、集成服务提供商以及软件开发公司。
在下游的应用服务领域中存在以下相关类型的企业:物联网运营相关企业的主要类型之一是物联网运营服务提供商;另一个重要的类型是移动通信运营商;互联网相关企业还包括互联网服务提供商;云计算领域的主要参与者是云计算服务提供商;高性能计算相关的另一类企业是高性能计算服务提供商;此外信息安全相关的 Lastly, 信息安全相关的另一类企业则是信息安全服务(provider)
在物联网应用领域的发展推动下,社会将持续推动物联网产业向更高层次发展,使得该行业形成了一个包含上游、中游和下游产业在内的有机整体,这些环节之间建立了相互依存、相互影响和促进发展的良性循环格局。
1.5 物联网应用前景
近年来,在人们生活水平显著提高以及技术持续创新推动下,物联网行业迎来了翻天覆地的变化。从2006年到2020年期间,在经历了闭环与碎片化阶段后逐步向开放与规模化转型。智慧城市建设取得突破性进展的同时,在工业物联网和车联网领域也实现了快速突破。中国物联网行业的整体规模稳步增长,并在多个领域实现了超高的发展速度。江苏省、浙江省以及广东省的物联网行业发展状况均超过了1万亿元。智能化技术广泛应用于各个领域中。
物联网技术在未来的发展前景如何?随着主要行业若能找到将技术应用于其特定需求的新方法,则物联网应用规模将在未来十年内得到显著提升。借助于更优的数据采集与分析能力及预测性维护等技术支持,在制造业、城市管理以及医疗健康等多个领域均有潜力继续推行物联网技术的应用。
1、物联网在工业领域的应用
制造业供应链管理主要涉及物联网在企业原材料采购、库存以及销售等多个领域的应用。通过构建和完善相应的供应链管理体系来提升其运营效率,并实现成本节约。
(2)生产过程工艺优化:物联网通过实时检测生产线运行状态并实施动态数据采集,在设备运行状态监控的基础上实现对生产设备的精准管理以及材料损耗追踪的基础上,在提高生产效率的同时实现了生产过程的智能化监控和自动化控制,并逐步提升了故障预警与诊断能力以及系统的整体决策水平和维护效率。
借助于多种传感技术和制造技术的集成应用,能够有效实现对产品设备的远程操作和故障诊断监控。
物联网与环保设备的融合应用能够具备实时监测工业生产过程中各类污染物及其处理过程中的关键参数的能力
工业安全生产管理:将感应器集成部署于矿山设备组网架构中,并通过网络化技术实现对工作环境中的人员配置及作业区域安全状态实时监测。通过重构现有的分散化监管体系并引入多元化的数据融合技术手段,在保障系统开放性和灵活性的同时提升监管效率与准确性。实现对人员配置状态的实时感知与动态调整;建立多维度的安全风险评估模型;提供智能化的安全预警与应急响应服务。
2、物联网在农业领域的应用
(1)实现农产品的智能化培育控制。
(2)推进农产品生产过程的智能化监控工作。通过标签技术对农产品实施高效、精确识别,并实现其实时数据的存储与管理。
(3)增强农业的生态功能。
(4)食品安全追溯。
该系统主要包含农业生产状况的实时监控模块、故障诊断系统以及作业安排方案,并通过自动化控制技术实现无人操作状态。
利用物联网技术对农用土地资源、水资源、生产资料等数据进行采集与分析处理,并以此为基础为政府、企业以及农民制定科学合理的农业生产规划方案。
3、物联网在物流领域的应用
基于物联网技术构建智能化仓储管理系统能够显著提升货物存储效率大幅扩展了仓储容量有效降低了人力投入强度和运营成本实现了收货登记盘点调配等功能模块的全面覆盖并确保了库存数据的实时查询与高效统计同时提供了完整的报表生成与管理功能
(2)运输管理:采用物流车辆管理系统对运输过程中的车辆及货物实施实时监控,在线追踪其位置与状态参数,并特别关注货物状态及湿度温度变化情况。同时对运输车辆的各项运行指标包括进度、轮胎温度与压力值、燃油消耗量统计数值以及车速变化情况和刹车频率进行持续监测记录。这些数据的有效整合能够帮助我们掌握整个运输过程中的各类动态数据,在提升作业效率的同时降低运营成本并减少货品损失程度。
通过物联网技术的应用, 配送中心实现了智能化的出入库管理, 自动化处理和高效盘点工作流程, 从而显著提升了物流效率和准确性。
(4)在供应链管理领域:通过RFID技术、红外传感器和视频监控系统等感知设备能够实时采集货物的状态信息。随后将这些信息经过物联网网络传输层发送至销售终端、生产制造环节以及原材料供应部门。从而提升各环节对信息获取的速度和效率水平,并延长处理过程中的可用时间。基于智能化物流信息化管理系统能够显著提升客户预测需求准确性。进而推动各参与方之间的紧密合作关系,并促进整个系统的综合效益实现提升而不是单纯追求利润的简单转移。
可追溯管理方面:借助物联网技术建立可追溯的智能系统,旨在实现智能物流过程中的质量管理和责任追究功能。借助产品追溯体系,能够对产品质量和物流效率进行全程监控与责任追查。
物联网在物流业的核心在于与物流信息化融合,并构建起信息技术的一个有机体系。通过推动物流系统的自动化、可视化、可控化和智能化实现其整体目标,并进一步实现网络化的整体目标,最终构建智慧物流体系。
4、物联网在交通领域的应用
(1)交通实时监控管理:借助物联网技术获取的数据动态追踪系统运行状况与关键指标参数值的变化情况,在线分析并支持对路网运行效率进行持续评估与优化改进工作流程设计;该系统具备实时获取、存储与分析能力,并能基于数据特征识别出潜在的问题风险点,在线提供针对性解决方案;通过整合路网资源信息构建路网运行状态模型,并基于此模型实施精准化管理决策;实现对异常事件快速响应与处理,并建立完善的数据安全防护体系;支持对多种场景下的资源优化配置与配置策略动态调整工作流程设计并提供相应的技术支持;确保道路网络运行效率最大化的同时有效规避潜在的安全隐患与运营风险
(2)交通规划支持:为交通规划者收集和整理涉及路网交通流及交通需求的数据(包括当前数据与历史数据),同时具备支持实现路网 traffic planning 计算、评估以及仿真模拟的技术手段。
(3)交通执法管理:交管部门高效可靠地采集违反交通法规事件的数据信息,在不打扰正常交通秩序的情况下实施相应的管理措施。通过自动化手段或人工干预的方式实施相应的管理措施。
(4)基础设施的养护运行:通过统计和分析交通基础设施的养护运行数据,在此基础上制定相应的养护运行方案。
(5)突发事件应急管理体系:针对城市道路交通系统中可能出现的各类突发事件(如交通事故、车辆抛锚、货物掉落、自然灾害等),建立实时监测与预测分析机制,在最短时间内准确获取事发地点、事件性质及类别和交通运行状态等实时数据,并通过相关部门之间的协同配合对突发事件进行快速响应与有效处理。建立完善的突发事件应对机制,在最短时间内实现事发地点的道路恢复畅通,并最大限度地减少突发事件造成的道路运行影响。
(6)交通信息发布与诱导:为交通参与者发布道路交通系统、公共交通系统以及其他与出行相关的详细信息。这些信息包括出发前准备阶段所需的驾驶员指导、行车途中所需要的实时路况提示以及行程规划建议等定制化信息,并通过路径诱导及导航服务帮助用户规划最优行程路线。其主要目的是优化通勤体验并提升整体交通运输系统的安全性与效率。通过该信息发布机制,在减少通勤时间延误的同时降低交通事故发生率和伤亡程度,并有效减少车辆尾气排放量以改善环境质量。
5、物联网在医疗领域的应用
物联网技术在医疗领域展现出巨大的应用前景。
推动医院实现患者端及物联设备端的智能化服务。
覆盖包括医疗健康信息处理、设备及用品管理以及公共卫生安全监控在内的相关需求。
有效解决医疗机构运营支持不足、整体服务水平不高以及安全生产风险较高的问题
智能医疗监护借助物联网技术实时监测受监测者的健康状况, 不受时空限制, 极大地方便了受护者, 有效缓解了医疗资源分布不均的问题, 提升了医院的服务水平和管理效能, 方便医院实现对精神病人及智障患者的精准监护与有效照护, 并能在关键时刻迅速启动应急响应机制
借助物联网技术,在药品防伪监管、血液管理和医用耗材及医疗器械设备等各领域实现了从供应到使用各环节的全程监控,并同时实现了医疗废物全流程动态追踪
(3)医疗服务智能化:基于物联网技术和相关平台的支持,在线提供实时支付功能,并通过网络进行诊疗和病理分析;同时涵盖挂号预约、诊疗过程中的智能监控与管理等环节。
(4)健康管理智能化。借助物联网技术实现对病人的全方位健康数据采集,并建立高效的采集与共享机制。通过推动远程医疗服务与自助诊疗工具的发展,有效缓解资源短缺与分配不均的问题,并降低整体医疗支出水平。
6、物联网在家居生活领域的应用
智能家居通过物联网技术实现了家庭设备的整合与互联,在线下线结合的基础上采用网络化综合智能控制和管理手段,并实现个性化、便捷化的家居体验。
家居生活环境智能控制:涵盖健康环境监测、智能化调节措施、智能化室内照明调控以及各家庭用电器的智能化远程管理等。
(2)家庭智能安防:智能家居中的安全防护体系由多种安防探测器构成(如烟雾感应器、运动检测传感器、玻璃破损传感器以及磁铁感应传感器等),并配备门禁系统、监控摄像头以及录像设备等构成全方位的安全防护网络。与可穿戴式电子设备协同工作的智能化安全防护体系将实现智能化与安全性的双重提升。
(3)借助物联网技术实现家居远程监控与操控:通过电信宽带平台构建智能家居生态系统,在线用户可以通过IE或手机等设备进行家居摄像头的操作以实现远程查看。同时还可以使用IE、智能手机或可穿戴设备来操控各种家用电器。例如,在线操作电饭煲使其烹饪相应餐食,在预定时间段内准备洗澡水,并可在设定时间段启动空调以调节室温等各项日常需求。
(4)基于物联网的信息服务:智能家居系统集成是智能家居联网的重要组成部分,并且通过将可视化影音系统纳入其中,并结合智能硬件与虚拟现实技术的应用融合使用,在这种环境下用户能够随时获取并充分体验互联网信息时代的生活方式
(5)基于物联网技术的在线教育体系:学校与家长借助智能家居设备连接至互联网的教育工具能够促进更为密切的合作关系,并构建了家庭与课堂之间的桥梁。这些智能家居设备为不同年龄段的人都提供了教育资源便利,在线课程不仅能够开展终身学习项目,并致力于个人持续学习发展。
7、物联网在环保领域的应用
借助物联网技术实时收集污染源数据、环境质量指标以及生态相关信息的基础上构建全方位多层次全覆盖的生态环境监测网络 从而促进环境数据高效传输与精准共享 通过建立覆盖广泛的数据资源中心并整合成统一的服务平台 进一步推动污染减排工作 保障环境风险防范机制运行 并培育环保战略性新兴产业 为实现生态文明建设目标提供有力支撑
物联网技术可被应用于环境保护领域;通过这一应用,在宏观与微观层面均可提升监测密度。具体而言,在监测范围上将由原本关注的废水与废气排放扩大至危险废物、重金属污染物、辐射源以及环境风险等方面,并从城市及工业领域的污染监测转向对城镇与农村环境污染的整体把控。在监测深度方面,则不仅限于追踪污染源末端指标(如污染物浓度或排放量),还可以覆盖企业污染排放状况以及治理设施的实际运行状态。
(3)通过物联网技术精确监控各种工业废物产生的废气、废水等工业废弃物,在最大限度地减少其污染程度的基础上实施系统性的治理措施;经过全面评估后成功实现了废物资源化与无害化的整体处理效果,在一定程度上实现了废物的循环利用目标,并通过余热回收系统实现了能源的最大优化配置,在废物提炼方面形成了较为完善的产业链体系。
8、物联网在安防领域的应用
物联网技术的应用能够有效提升社会治安监控水平,在视频监控系统的基础上实现防盗报警装置的部署,在此基础上建立完善的门禁管理系统,并结合消防预警机制和安保服务体系,在指挥中心实现数据整合与实时反馈
(2)危化品运输监控
(3)食品安全监控
对重要桥梁、建筑及相关轨道交通设施和市政管网等基础设施的安全运行实施实时监控系统建设与预警响应机制优化
9、物联网在电网领域的应用
物联网技术可以在智能电网的发电端、送电端、变电端、配电端以及用电端等多个方面发挥作用。智能电网是指基于集成化的高速双向通信网络的电网。通过先进的传感技术和测量手段,配合设备技术的应用以及先进控制方法和决策支持系统的协同作用,在确保电网运行的安全性与可靠性的同时,并实现高效运作与可持续发展。该系统不仅有助于提升新能源接入的效率,并且能够增强输电系统的承载能力;同时促进用户参与网格负荷调节工作;最终目标是优化资产管理效益水平。
