物联网典型应用.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第3章 物联网经典应用,伴随初美国在IBM企业倡议下，将物联网正式引入美国国家战略，在全球掀起了一阵阵物联网热浪。欧盟、日本、韩国、中国等纷纷跟进，将物联网作为各自信息产业领域国家级战略，物联网也有望成为继计算机、互联网之后世界信息产业第三次浪潮。那么，物联网主要应用包含什么，将给人们生产、生活带来怎样影响？本章将一一展现。,第1页,第3章 物联网经典应用,3.1 智能电网,3.2 智能交通,3.3 智慧物流,3.4 精细农业,3.5 公共安全,3.6 智慧医疗,3.7 智能环境保护,3.8 智能家居,本章小结,第2页,3.1 智能电网,3.1.1 智能电网概述,3.1.2 智能电网系统与技术需求,3.1.3 智能电网应用与市场预期,第3页,3.1.1 智能电网概述,智能电网一个主要内容就是大力支持可再生能源接入，这与中国整个电力能源结构调整目标相一致，能够加紧风电、光伏发电等绿色能源发电及其并网技术研究，规范新能源并网接入和运行，实现新能源和电网友好发展。,智能电网能容忍对电网多个部分同时攻击，以及可能出现多方面、交联、较长时间攻击。电网安全协议包含阻止、预防、检测、响应等，将电网和经济影响最小化。,第4页,3.1.1 智能电网概述,伴随电网规模日益增大，电网运行与控制复杂程度越来越高，对实现电能安全传输和可靠供给提出了更大挑战，这要求我们从经济高效以及安全可靠性方面都要进行考虑。,经济方面，优化资源配置，提升设备传输容量和利用率；在不一样区域间进行及时调度，平衡电力供给缺口；支持电力市场竞争要求，实施动态浮动电价制度，实现整个电力系统优化运行。,安全可靠性方面，更加好地对人为或自然发生扰动做出辨识与反应。在自然灾害、外力破坏和计算机攻击等不一样情况下，确保人身、设备和电网安全。,第5页,3.1.2 智能电网系统与技术需求,(1)感知互动层,(2)网络传输层,(3)应用服务层,1.发电与储能,2.智能输电,3.智能变电,4.配电自动化,5.智能用电,第6页,(1)感知互动层,感知互动层主要经过无线传感网络、RFID、全球定位系统等信息传感终端，实现对智能电网各应用环节相关信息采集，包括传感器等数据采集设备以及数据接入到网关之前传感器网络，例如RFID标签和用来识别RFID信息扫描仪、视频采集摄像头、各种传感器以及由短距离传输技术组成无线传感网。,电力物联网感知互动层以传感网和通信网结合为切入点，经过异构网络实现协同工作以形成可管理感知网。感知互动层可进一步划分为两个子层，首先是经过传感器、智能视频识别等设备采集数据，然后经过RFID、工业现场总线、微功率无线、红外等短距离传输技术传输数据。感知互动层是电力物联网发展和应用基础，RFID技术、感知和控制技术、短距离无线通信技术是感知互动层涉及主要技术，其中又包括芯片、通信协议、RFID材料、智能节点等细分领域。,目前，感知互动层无线传感网技术标准众多，但电力物联网标准和规范较少，一方面是由于物联网技术在电力系统中应用刚起步，尚处于探索阶段；其次，物联网设备在强电磁环境下应用可行性以及对电力设备潜在影响需进行严格论证和验证。,第7页,(2)网络传输层,网络传输层以电力光纤网、电力无线专用网为主，辅以电力线载波通信网、无线通信公网，实现感知互动层各类电力系统信息广域或局部范围内信息传输。这些数据能够经过电力专网、电信运行通信网、国际互联网、小型局域网等网络传输，实现有线与无线结合、宽带与窄带结合、感知网与通信网结合。,网络传输层中感知数据管理与处理技术是实现以数据为中心物联网关键技术。感知数据管理与处理技术包含传感网数据存放、查询、分析以及基于感知数据决议和行为理论和技术。云计算平台作为海量感知数据存放、分析平台，将是物联网传输层主要组成部分，也是应用服务层众多应用基础。,第8页,(3)应用服务层,应用服务层主要采取数据挖掘、智能计算、模式识别以及云计算等技术，协同各系统共同运作，实现电网海量信息综合分析和处理，实现智能化决议、控制和服务，从而提升电网各个应用步骤智能化水平。,应用服务层处理是信息处理和人机界面问题，由网络传输层传输而来数据在这一层里进入各类信息系统进行处理。应用服务层也能够按照形态直观地划分为两个子层，一个是应用程序层，进行数据处理；另一个是终端设备层，提供人机界面。,第9页,1.发电与储能,图3-1 电力物联网应用服务架构,第10页,2.智能输电,输电步骤是智能电网中一个极为主要步骤，即使已经开展大量研究和示范工作，但依然存在许多问题，主要有：电网结构依然微弱，设备装备水平和健康水平仍不能满足建设坚强电网要求；设备检修方式较为落后；系统化设备状态评价工作刚才起步。,所以，在输电可靠性、设备检修模式以及设备状态自动诊疗技术上，和国际水平相比还存在一定差距。在智能电网输电步骤中有许多应用需求亟待得到满足，需要结合物联网相关技术，提升智能电网中输电步骤各方面技术水平。,第11页,2.智能输电,电网技术改造工作将连续开展，改造范围包含线路、杆塔和电容器等主要一次设备，保护、安稳和通信等二次设备，以及营销和信息系统等。能够结合物联网技术，提升一次设备感知能力，并很好地结合二次设备，实现联合处理、数据传输、综合判断等功效，提升电网技术水平和智能化程度。,输电线路状态检测是输电步骤主要应用，主要包含雷电定位和预警、输电线路气象环境监测与预警、输电线路覆冰监测与预警、输电线路在线增容、导地线微风振动监测、导线温度与弧垂监测、输电线路风偏在线监测与预警、输电线路图像与视频监控、输电线路运行故障定位及性质判断、绝缘子污秽监测与预警、杆塔倾斜在线监测与预警等方面。,这些方面都需要物联网技术支持，包含传感器技术、分析技术和通信技术等。利用物联网技术加强这些高级应用，能够深入提升输电步骤智能化水平和可靠性程度。,第12页,3.智能变电,变电步骤也是智能电网中一个十分主要步骤，当前已经开展了许多相关工作，包含全方面规范开展设备状态检修，全方面开展资产全寿命管理工作研究，全方面开展变电站综合自动化建设。,变电步骤存在问题主要有：设备装备水平和健康水平仍不能满足建设坚强电网要求；变电站自动化技术尚不成熟；智能化变电站技术、运行和管理系统尚不完善；设备检修方式较为落后；系统化设备状态评价工作刚才起步。,中国电网变电步骤自动化和数字化水平、设备检修模式以及设备状态自动诊疗技术和国际水平相比还存在一定差距。在变电步骤中有许多应用需求亟待得到满足，需要结合物联网相关技术，提升电网变电步骤各方面技术水平。,第13页,3.智能变电,设备状态检修工作正在全方面推进。以,110kV,及以上电压等级变压器、断路器设备为重点，设备检修工作逐步过渡到以状态检修为主管理模式。需要物联网技术将主要设备状态经过传感器感知到管理中心，实现对主要设备状态实时监测和预警，提前做好设备更换、检修、故障预判等工作。,智能化变电站建设也需要全方面推进。近年来，伴随数字化技术不停进步和,IEC6 1850,标准在国内推广应用，变电站综合自动化程度也越来越高。将物联网技术应用于变电站数字化建设，能够提升环境监控、设备资产管理、设备检测、安全防护等应用水平。,第14页,4.配电自动化,配电自动化系统，又称配电管理系统，经过对配电集中监测、优化运行控制与管理，到达高可靠性、高质量供电，降低损耗和提供优质服务目标。,电力设备状态检修是工业化国家普遍推行一个科学设备检修管理策略。长久以来，中国电力设备大多采取传统计划检修模式，花费巨大，工效不佳。科学、合理地安排检修，降低检修成本及工作量，确保系统高可靠性，提升设备有效利用率，是国内电力全行业所面临困难与挑战。,物联网在配电网设备状态监测、预警与检修方面应用主要包含：对配电网关键设备环境状态信息、机械状态信息、运行状态信息感知与监测；配电网设备安全防护预警；对配电网设备故障诊疗评定和配电网设备定位检修等方面。,当前，中国配电网设备检修方式还普遍落后，有必要使用先进物联网技术实现突破。,第15页,4.配电自动化,因为中国配电网复杂性和微弱性，配电网作业监管难度很大，常出现误操作和安全隐患。切实保障配电网现场作业安全高效是智能配电网建设一个急需处理问题。,物联网技术在配电网现场作业监管方面应用主要包含：身份识别、电子标签与电子工作票、环境信息监测、远程监控等。,基于物联网配电网现场作业管理系统主要用于实现确认对象状态，匹配工作程序和统计操作过程功效，降低误操作风险和安全隐患，真正实现调度指挥中心与现场作业人员实时互动。,伴随电网规模扩大，输、变、配、用电设备数量及异动量快速增多且运行情况愈加复杂，对巡检工作提出了更多更高要求，而当前巡检工作主要还是依靠人力或离线电子设备进行巡视，面对更艰巨巡检任务，针对巡检人员监督机制成为生产管理微弱步骤，需要愈加完善技术伎俩监督巡检人员确实抵达巡检现场并按预定路线进行巡检。同时，因为电网规划、管理、分析、维护系统高度集成，迫切需要一个愈加信息化、智能化辅助伎俩以深入提升巡检工作效率。,第16页,5.智能用电,智能用电步骤作为智能电网直接面向社会、面向客户主要步骤，是社会各界感知和体验智能电网建设结果主要载体。,当前，中国部分电网企业已在智能用电方面开展相关技术研究，并建立了集中抄表、智能用电等智能电网用户侧试点工程，主要包含利用智能表计、交互终端等，提供水电气三表抄收、家庭安全防范、家电控制、用电监测与管理等功效。,第17页,5.智能用电,不过当前用电步骤还存在许多不足，主要有：低压用户用电信息采集建设较为滞后，覆盖率和通信可靠性都不理想；用户与电网灵活互动应用有限；分布式电源并网研究与实践经验较匮乏；用户能效监测管理还未得到真正应用。,伴随中国经济社会快速发展，发展低碳经济、促进节能减排政策连续深化，电网与用户双向互动化、供电可靠率与用电效率要求逐步提升，电能在终端能源消费中比重不停增大，用户用能模式发生着巨大转变，大量分布式电源、微网、电动汽车充放电系统、大范围应用储能设备接入电网。这些不足将成为制约中国智能电网用电步骤瓶颈，所以，迫切需要研究与之相适应物联网关键支撑技术，以适应不停扩大用电需求与不停转变用电模式。,第18页,3.1.3 智能电网应用与市场预期,发电应用主要包含：对大规模新能源，如风能、太阳能、生物质能、海洋能、地热能等可再生能源发电与并网监测，对电动汽车和储能设备运行状态监控。,智能巡检应用主要包含：巡检人员定位、设备运行环境和状态信息感知、辅助状态检修和标准化作业指导等。,智能电网中变电步骤有各种应用和技术改进需求，结合物联网技术，能够更加好地实现各种高级应用，提升变电步骤智能化水平和可靠性程度。物联网也将在变电步骤中实现含有较大规模产业化应用。,第19页,3.1.3 智能电网应用与市场预期,物联网技术在智能用电步骤拥有广泛应用空间，主要有：智能表计及高级量测、智能插座、智能用电交互与智能用电服务；电动汽车及其充电站管理；绿色数据中心与智能机房；能效监测与管理和电力需求侧管理等。,面向智能电网物联网应用，应该以实际需求为牵引，凭借技术和标准优势，在智能电网发、输、配、变、用等步骤推进广泛应用。经过试点工程验证示范作用，促进技术和产品成熟，降低技术风险和商业风险，进而形成大规模、广辐射应用体系。预计到，全国将有510个面向智能电网应用物联网应用智能城市，产业规模到达亿元，带动相关产业规模到达万亿级。,第20页,3.2 智能交通,3.2.1 智能交通概述,3.2.2 智能交通系统与技术需求,3.2.3 智能交通应用与市场预期,第21页,3.2.1 智能交通概述,物联网提出以来，一直受到各国军事部门、学术界、工业界极大关注。它在交通运输方面应用备受关注，为智能化交通运输系统建设提供了一个愈加系统化处理方案。智能交通物联网就是将先进传感、通信和数据处理等物联网技术，应用于车辆、出行者、道路及其相关管理部门，形成一个安全、通畅和环境保护互联智能交通运输系统。,物联网在传统智能交通系统基础上，使其智能化水平有质飞跃，经过感知车辆运行状态、交通基础设施状态、出行者行为等，在更高层次上满足人们交通出行安全、通畅和环境保护需求，满足运输智能化、自动化需求和车辆智能化、安全性和节能减排需求。,第22页,3.2.1 智能交通概述,智能交通管理系统摆脱了单纯修路局限，强调把握交通流背后信息流，经过优质信息服务实现道路高效使用。智能交通系统作为当代交通运输发展趋势，在城市交通发展中正饰演着越来越主要角色。,据初步预计，智能交通系统能够提升路网运行效率，使交通堵塞降低约,60%,，使现有道路通行能力提升,2,3,倍。经过智能交通控制，平均车速提升带来了燃料消耗量和排出废气量降低，汽车油耗也可由此降低,15%,。如以,7000,万辆汽车保有量测算，每年可减小约,2500,万吨汽油消耗，占了每年成品油进口量二分之一以上。同时，交通顺畅将大幅度降低车辆在道路上停滞时间，使得汽车尾气排放大大降低，从而改进了空气质量,第23页,3.2.2 智能交通系统与技术需求,1.智能交通信息感知技术,2.智能交通信息传输技术,3.智能交通信息处理技术,第24页,1.智能交通信息感知技术,(1)磁频感知技术,(2)波频感知技术,(3)视频采集技术,(4)位置感知技术,第25页,(1)磁频感知技术,基于电磁感应原理，主要有环形线圈传感器和磁力传感器等。它们普通经过粘贴，固定在车道表面，或切割路面安装在路面下。当车辆经过检测区域时，在电磁感应作用下，交通传感器内电流会跳跃式上升，当该电流超出指定阈值时会触发统计仪。该技术能够检测车辆流量、车道拥有率以及停车位是否空闲等交通参数。,第26页,(2)波频感知技术,该技术分为主动式和被动式两种，前者经过检测器向检测区域发射含有一定波长能量波束，当车辆经过检测区域时，该波束经车辆反射后被检测器接收，然后经过处理分析取得所需交通参数，该技术主要设备有微波雷达、超声波检测器、主动式红外检测器等；后者则直接接收经过检测区域车辆发射含有一定波长能量波束，并分析所需交通参数，包含被动红外线检测器、被动声学检测器等。,第27页,(3)视频采集技术,该技术是一个将视频图像和模式识别相结合并应用于交通领域新型采集技术。视频检测系统将视频采集设备采集到连续模拟图像转换成离散数字图像后，经软件分析处理得到车牌号码、车型等信息，进而计算出交通流量、车速、车头时距、拥有率等交通参数。含有车辆跟踪功效视频检测系统还能够确认车辆转向及变车道动作。视频检测器能采集交通参数最多，采集图像可重复使用，能为事故管理提供可视图像。,第28页,(4)位置感知技术,该技术是智能交通物联网感知互动层关键技术之一，全方面准确交通信息采集需要使用位置感知技术。,智能交通中位置感知技术当前主要分为两类，一类是基于卫星通信定位，如美国全球定位系统（,Global Positioning System,，,GPS,）和中国北斗定位系统，利用绕地运行卫星发射基准信号，接收机经过同时接收,4,颗以上卫星信号，经过三角测量方法确定当前位置经纬度。经过在专门车辆上布署该接收器，并以一定时间间隔统计车辆三维位置坐标（经度坐标、纬度坐标、高度坐标）和时间信息，辅以电子地图数据，能够计算出道路行驶速度等交通数据。,第29页,(4)位置感知技术,另一类位置感知技术是基于蜂窝网基站，其基本原理是利用移动通信网络蜂窝结构，经过定位移动终端来获取对应交通信息。该技术包含两种方法：第一个是利用已知蜂窝基站位置对移动终端进行绝对定位，比如基于电波抵达时间、基于电波抵达时间差以及,A-GPS,（,Assisted GPS,）结合了基站信息和,GPS,信息对移动终端进行定位技术；第二种是基于基站切换行为，移动终端在移动过程中会不停切换到新基站以确保网络通信质量。所以在城市道路上移动会对应一个稳定切换序列，经过在基站采集全部用户切换序列，可计算出交通流信息。,第30页,2.智能交通信息传输技术,智能交通物联网网络传输层经过泛在互联功效，实现感知信息高可靠、高安全性传输。智能交通信息传输技术主要内容包含交通物联网接入技术、车路通信、车车通信技术等。,专用短程通信（,Dedicated Short-Range Communication,，,DSRC,）技术是智能交通领域为车辆与道路基础设施间通信而设计一个专用无线通信技术，是针对固定于车道或路侧单元与装载于移动车辆上车载单元（电子标签）间通信接口规范。,DSRC,通信系统主要包含,3,个部分：车载单元（,On-Board Unit,，,OBU,）、路侧单元（,Road-Side Unit,，,RSU,）和通信协议。中国采取,DSRC,技术标准工作在,ISM5.8GHz,频段，下行链路为,5.830GHz/5.840GHz,，传输速率为,500kbit/s,，上行链路为,5.790GHz/5.800GHz,，传输速率为,250kbit/s,。,DSRC,技术经过信息双向传输，将车辆和道路基础设施连接成一个网络，支持点对点、点对多点通信，含有双向、高速、实时性强等特点，广泛地应用于道路收费、车辆事故预警、车载出行信息服务、停,第31页,2.智能交通信息传输技术,除车路通信外，车车通信也是智能交通物联网主要通信技术。车车间无线通信主要是依赖于移动自组织网络技术（,Mobile Ad Hoc Network,，,MANET,），也可称为车车间通信自组织网络（,Vehicular Ad Hoc Network,，,VANET,）或车载自组织网络。车车通信在几十到几百米通信范围内，车辆之间能够直接传递信息，不需要路边通信基础设施支持。,VANET,中，全部具备通信能力车辆组成了通信网络中移动节点。车辆经过无线接口自动检测通信范围内车辆，并自动维护网络状态信息。当一个车辆需要传输信息时，将消息传输给依据网络状态确定下一个车辆，并经过多跳通信方式将信息传输给更远范围目标车辆。该技术能够更加好地实现车辆之间信息交互，满足道路上车辆快速动态改变特征，进而及时地在局部范围内公布主要交通信息。,基于,VANET,车车通信系统适应性更强，尤其适合用于基础设施遭到破坏、交通事故、地震等危机情形及时通信。车车通信系统应用主要有紧急信息警示、车辆纵向协调控制、协作驾驶等。当前车车通信难点集中在,VANET,网络实现上，因为驾驶人员不一样驾驶行为和路网对车辆移动限制，会造成车流密度不停改变。换道规则和车辆跟驰规则又造成车辆之间相互影响，这些特殊移动模式给,VANET,设计带来了许多挑战。,第32页,3.智能交通信息处理技术,交通信息提取普通依赖于模式识别和统计技术，实现从原始采集数据（可能是图像、图形、文字和语音等）中提取交通相关参数，如车牌号码、交通状态识别、交通流量等。几个经典技术包含车牌识别技术和基于蜂窝网络交通信息提取技术。车牌识别过程通常分为图像采集、图像预处理、车牌定位、字符分割和车牌识别,5,个部分。,首先经过采集摄像头拍摄包含车牌视频图像，再对图像进行预处理以克服图像干扰和加紧处理速度，然后从图像中提取车牌字符部分，将车牌上字符串分割成独立单个字符，最终提取字符特征并与存放库中己知字符模式比对，识别出字符，得到完整车牌号码。,基于蜂窝基站定位交通流量提取过程主要包含：采集基站切换序列、建立基站切换模板库、路径匹配以及交通参数计算。经过事先在全部路段上测试发生基站切换位置点并存放在切换序列库中，将实时采集到基站序列与库序列匹配，确定终端所在道路，以及经过时间进而计算出全部道路上行驶速度、交通流量等参数。,第33页,3.智能交通信息处理技术,然而，因为基站切换并不但仅与信号强度相关，也与当前基站通信容量及运行策略相关，所以每条道路切换序列可能并不完全稳定，需要使用诸如滤波等方法平滑处理。基于基站切换行为智能交通信息采集技术还需要识别用户交通模式，判断用户是步行、骑车还是乘车，只有乘车用户位置数据才对交通流量分析有意义。,另外在有高架桥或立交桥等重合区域，还需要区分桥上和桥下不一样交通流，需要经过大量样本训练和学习，对每种交通模式进行行为建模。,因为交通信息采集源各种多样，比如固定线圈、监控摄像头、,GPS,浮动车、蜂窝网络等，还需要进行数据融合，利用各种数据源相互检验、相互补充、综合处理，产生高精度实时交通信息。交通信息融合方法大致包含,3,类：统计分析法，如直接对数据源作加权平均或滑动平均；基于概率统计模型，如卡尔曼滤波、贝叶斯预计和统计决议理论等；基于人工智能方法，如神经网络、含糊推理和证据推理。,统计分析方法是交通参数融合经典方法，主要包含自适应加权平均、指数平滑法、利用平均值递推预计算法对交通参数进行融合。自适应加权平均数据融合算法，是在总均方误差最小这一最优条件下，依据各个传感器所得检测值以自适应方式寻找其对应权值，使融合后值到达最优。卡尔曼滤波方法则经过引入控制论中状态空间概念，将所要预计交通参数作为状态，用状态方程来描述系统，用测量模型统计特征递推决定统计意义下最优融合数据预计。,第34页,3.智能交通信息处理技术,许多智能交通应用还需要能够预测交通情况，并利用交通诱导系统为出行者提供有效出行参考，到达缓解交通拥堵、节约能源目标。交通信息预测时间普通不超出,15,分钟，同时交通系统含有高度不确定性和非线性，实时准确交通预测给海量数据处理带来了很大挑战。,预测交通参数通常包含交通流量和旅行时间，交通流量是城市交通流诱导、公路交通事件检测等应用基础数据。路段平均旅行时间是进行车辆诱导主要依据，也是出行者最关注交通参数。建立交通流诱导关键是要能准确地预测未来时段内车辆在路段上旅行时间。当前使用交通流量预测方法大致包含多元回归模型和时间序列模型等传统预测模型、小波理论和与神经网络相关复合预测模型以及非参数回归和谱分析法等当代预测方法。,第35页,3.2.3 智能交通应用与市场预期,(1)自适应交通控制系统,(2)智能交通诱导与交通信息服务,(3)电子收费系统,(4)智能公共交通管理系统,(5)智能汽车,第36页,(1)自适应交通控制系统,许多城市道路交叉路口时常出现这么情况，有时在一个方向已经没有车了，可绿灯依然亮着，而另外一个方向却有很多车在红灯下等候。自适应交通控制系统经过布署在路面或移动,GPS,车采集到路段交通流信息和路口交通状态，依据路口各个方向交通状态以及周围相邻路口交通状态，改变路口各方向红绿灯信号连续时间（信号配时），使得路口使用效率得以提升。,第37页,(2)智能交通诱导与交通信息服务,统计结果表明，城市道路所承载交通流量可能相差很大，比如交通拥堵时依然会有相当一部分道路依然很通畅。智能化交通诱导系统经过实时采集城市道路交通流量、可用停车位等数据，并连续进行建模和分析，实时分析路网交通状态，向出行者提供实时交通信息和路径引导信息。它经过诱导出行者出行行为，改进道路交通情况，实现交通流路网交通流均衡分配。,第38页,(3)电子收费系统,相关部门统计数据表明，当前人工道路收费模式下，一辆车停车缴费最快也需要,8,10s,时间，繁忙公路上收费站前往往会造成大量车辆拥堵。电子收费系统经过在车辆上安装带有标识功效终端，车辆驶过收费道口时，系统会自动识别通信车辆并使用电子货币结算，从而实现道路不停车收费，防止了以前在收费站前停靠交费过程。,第39页,(4)智能公共交通管理系统,许多城市公交站台，乘客望眼欲穿下一班车，而公交公司却不知道增发哪些班次。乘客等不到出租车，而一些司机却在空驶。这些当下城市公共交通常态，都是由于交通信息流动不通畅所致。基于物联网智能公共交通管理系统，经过综合利用GPS定位技术、通信技术、地理信息系统等技术实现运营公交车、出租车、出行乘客、查询终端、公交站点和管理中心等元素互联互通。一方面方便广大乘客了解公共交通信息，合理安排出行，其次使得公共交通管理机构加强对运营车辆指挥调度，提高运营效率。,第40页,(5)智能汽车,图3-2 中国智能交通行业投资额预测,第41页,3.3 智慧物流,3.3.1 智慧物流概述,3.3.2 智慧物流系统与技术需求,3.3.3 智慧物流应用与市场预期,第42页,3.3.1 智慧物流概述,当前中国物流业和发达国家相比还有很大差距。进入新世纪以来，中国物流业总体规模快速增加，服务水平显著提升，发展环境和条件不停改进，但总体水平依然偏低，还存在一些突出问题：,全社会物流运行效率偏低，社会物流总费用与,GDP,比率高出发达国家,1,倍左右。,社会化物流需求不足和专业化物流供给能力不足问题同时存在，“大而全”、“小而全”企业物流运作模式还相当普遍。,物流基础设施能力不足，还未建立布局合理、衔接顺畅、能力充分、高效便捷综合交通运输体系，物流园区、物流技术装备等能力有待加强。,地方封锁和行业垄断对资源整合和一体化运作形成障碍，物流市场还不够规范。,物流技术、人才培养和物流标准还不能完全满足需要，物流服务组织化和集约化程度不高。,第43页,3.3.1 智慧物流概述,物联网在物流领域应用实现将有望处理中国物流行业所面临困境，极大地降低物流成本，提升物流服务水平。,物联网体系架构以感知互动层为支撑，经过,RFID,技术为每一个产品分配唯一身份标识实现对单品管理，经过广泛分布于生产流水线、运输工具、仓储环境等处传感器采集产品质量、物理环境相关信息，经过深度数据分析实现智能决议和新业务开发。将物联网先进技术融入到详细物流运作中，将能够实现高度物流信息化、自动化和便利化。企业经过接入物流物联网信息网络能够即时建立与企业内部、供给商、消费者、政府部门等相关单位之间联络、协调和合作，实现整体联动社会化物流。,物流物联网建设能够极大加强物流步骤各单位间信息交互，实现企业间有效协调与合作，推进物流行业专业化、规模化发展。开放物联网信息网络能够深化专门从事物流服务第三方物流（,3PL,）企业与客户合作关系，最大程度地开发他们在包装、运输、装卸、仓储、加工配送等物流资源，为客户提供优化物流处理方案和增值服务。,伴随当代经济发展，企业之间交换关系和依赖程度也越来越错综复杂。在市场瞬息万变和竞争环境日益激烈情况下，企业在物流方面要求：一是响应快速，二是协同配合，三是个性化需要。而物联网应用不但能够使物流充分满足企业要求，甚至能够经过物流步骤及时信息反馈，改变企业生产滞后于市场需求被动局面，打造企业主动推进市场形成新局面。,第44页,3.3.2 智慧物流系统与技术需求,1.感知互动层技术,2.网络传输层技术,3.应用服务层技术,第45页,1.感知互动层技术,(1)条码识别,(2)RFID,(3)智能图像识别,(4)GPS,(5)AIS,第46页,(1)条码识别,条形码是由宽度不一样、反射率不一样条和空，按照一定编码规则（码制）编制成，用以表示一组数字或字母符号信息图形标识符。伴随计算机应用不停普及，条形码识别技术应用得到了很大发展。条形码能够标出商品生产国、制造厂家、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等信息，因而在商品流通、图书管理、邮电管理、银行系统等许多领域都得到了广泛应用。,第47页,(2)RFID,射频识别系统通常由电子标签（射频标签）和阅读器组成。电子标签内存有一定格式电子数据，常以此作为待识别物品标识性信息。应用中将电子标签附着在待识别物品上，作为待识别物品电子标识。,阅读器与电子标签可按约定通信协议互传信息，通常情况是由阅读器向电子标签发送命令，电子标签依据收到阅读器命令，将内存标识性数据回传给阅读器。这种通信是在无接触方式下，利用交变磁场或电磁场空间耦合及射频信号调制与解调技术实现。射频识别系统能够取得比条形码更多标识信息和更远识别距离。,第48页,(3)智能图像识别,集装箱号码自动识别，简称箱号识别，是基于图像识别中,OCR,（光学字符识别）技术发展而来一个实用技术，包含触发、图像抓拍、字符识别等几个关键步骤。它能对集装箱图像进行实时抓拍，对集装箱号和箱型代码（,ISO,号码）进行识别。,实时影像、车辆和集装箱信息均转化成为数字化信息存放在计算机中，经过调用这些信息，与物流、码头、堆场或海关信息管理系统进行整合，提升关口和货物管理、集装箱存货管理、场地规划、收费管理及其它相关物流管理自动化程度，有效地节约了集装箱检验时间，降低了人工统计集装箱号码犯错率。,第49页,(4)GPS,卫星定位是一个结合卫星及通信发展技术，利用导航卫星进行测时和测距系统。全球卫星定位系统（简称,GPS,）是美国从,20,世纪,70,年代开始研制，历时,20,余年，耗资,200,亿美元，于,1994,年全方面建成，含有海陆空全方位实时三维导航与定位能力新一代卫星导航与定位系统。全球卫星定位系统以全天候、高精度、自动化、高效益等特点，成功地应用于物流运输领域，取得了很好经济效益和社会效益。,第50页,(5)AIS,AIS,全称为,Automatic Identification System,，汉字名为自动识别系统，也称全球无线电应答器系统。,AIS,是近年来几个国际组织，尤其是国际海事组织（,IMO,）、国际航标协会（,IALA,）、国际电信联盟（,ITU,）共同研究结果。,AIS,目标是使全部船舶都安装无线电应答器系统，使本船只能够被其它装有没有线电应答器船舶“看得见”。,AIS,能够识别船只、帮助追踪目标、简化信息交流、提供其它辅助信息以防止碰撞发生等，,AIS,正确使用有利于加强海上生命安全、提升航行安全性和效率，以及对海洋环境保护。,第51页,2.网络传输层技术,(1)移动通信技术,(2)集群通信技术,第52页,(1)移动通信技术,移动通信技术是以无线电波为通信用户提供实时信息传输技术，经过“蜂窝”（,Cellular,）技术地域覆盖和短距离通信组合，以实现在保障覆盖区或服务区内顺畅个体移动通信。当前国内移动通信技术发展正处于以第二代移动通信（,2G,）技术为主导、大力推广第三代移动通信（,3G,）技术阶段。伴随技术不停发展，移动通信技术数据传输能力越来越强，在广域、远程无线语音与数据传输等应用中，为用户提供方便快捷服务。,第53页,(2)集群通信技术,集群通信系统产生于,20,世纪,70,年代，已经广泛应用于军队、公安、司法、铁路、交通、水利、机场、港口等部门。集群通信系统由基站、移动台、调度台和控制中心,4,部分组成。其中，基站负责无线信号转发，移动台用于在运行中或停留在某个不确定地点进行通信，调度台负责对移动台进行指挥、调度和管理，控制中心主要负责控制和管理整个集群通信系统运行、交换和接续。,集群通信系统能够将所含有可用信道为系统全体用户共用，能够自动选择信道，含有共用频率、共用设施、共享覆盖区、共享通信业务、共同分担费用、兼容有线通信等特点，同时还含有调度指挥、控制、交换、中继等功效，既节约射频频谱，又能为用户提供快速、方便、无干扰通信，是一个多用途、高效能而又廉价先进无线调度通信系统。,第54页,3.应用服务层技术,(1)EDI,(2)物流信息系统,第55页,(1)EDI,EDI,，即电子数据交换。联合国家标准准化组织将,EDI,描述为按照统一标准、将商业或行政事务处理转换成结构化报文数据格式，并利用计算机网络实现一个数据电子传输方法。,EDI,主要功效表现在电子数据传输、传输数据存证、文书数据标准格式转换、安全保密、提供信息查询、提升技术咨询服务、提供信息增值服务等方面。,EDI,作为一个新型有效信息交换伎俩，能够提升整个物流流程各个步骤信息管理和协调水平，是实现快速响应（,QR,）、高效消费者响应（,ECR,）、高效补货等方法必不可少技术。,第56页,(2)物流信息系统,所谓物流信息系统，实际上是物流管理软件和信息网络结合产物，小到一个详细物流管理软件，大到利用覆盖全球互联网将全部相关合作搭档、供给链组员连接在一起提供物流信息服务系统，都可称为物流信息系统。对一个企业来说，物流信息系统不是独立存在，而是企业信息系统一部分，或者说是其中子系统，即使对一个专门从事物流服务企业也是如此。,建立在信息网络基础上物流信息系统，通常也被人们称为物流信息平台。在信息网络环境下，“系统”和“平台”这两个概念在很多时候被人们不加区分地使用。,物流公共信息平台基本功效是将物流相关企业和服务机构，如生产制造商、物流服务商、分销商、银行、保险、政府相关机构，经过统一信息网络连接起来，实现不一样数据格式、各种信息标准转换和传输，提供公共应用模块，方便企业使用，降低信息成本，深入还能够提供决议分析服务。,第57页,3.3.3 智慧物流应用与市场预期,中国政府高度重视智慧物流产业发展，初出台了物流产业调整振兴规划（以下简称规划），为物流领域物联网应用快速发展带来了强大动力。同时规划中明确提出了要主动推进企业物流管理信息化，促进智慧物流发展，要求物流产业尽快制订物流信息技术标准和信息资源标准，建立物流信息采集、处理和服务交换共享机制。,加紧行业物流公共信息平台建设，建立全国性公路运输信息网络和航空货运公共信息系统，以及其它运输与服务方式信息网络等，由此深入扶持智慧物流发展。预计到年，智慧物流领域物联网产业市场规模将到达300亿元，到2016205年智慧物流领域物联网产业市场规模将到达800亿元。,第58页,3.4 精细农业,3.4.1 精细农业概述,3.4.2 精细农业系统与技术需求,3.4.3 精细农业应用与市场预期,第59页,3.4.2 精细农业系统与技术需求,1.农业信息感知技术,2.农业信息传输技术,3.农业信息处理技术,第60页,1.农业信息感知技术,(1)营养元素传感器,(2)水体溶解氧浓度传感器,(3)耳标,第61页,(1)营养元素传感器,营养元素传感器对营养元素含量检测采取是离子敏传感器。离子敏传感器由离子敏感膜和转换器两部分组成。敏感膜用以识别离子种类和浓度，转换器则将敏感膜感知信息转换为电信号。普通用于检测无土栽培环境中所调配营养液中营养元素含量，或依据流回营养液中元素吸收情况决定营养元素调配比率，也可用于普通大棚或温室中土壤营养元素含量检测。,第62页,(2)水体溶解氧浓度传感器,水体溶解氧检测使用溶解氧浓度传感器，该传感器使用覆膜酸性电解质原电池原理来实现水体中溶氧（,DO,）浓度测量。该传感器经常应用于水产养殖中水含氧量检测监控。,第63页,(3)耳标,耳标是动物标识之一，用于证实牲畜身份，承载牲畜个体信息标识，加施于牲畜耳部。电子耳标应用,RFID,技术，内置芯片和天线，编码信息存放于芯片内。因为,RFID,含有非接触、远距离、自动识别移动物体、可读可写等特征，一些自动化计量、测量、定量系统在畜牧业中得以推广使用。,智能农业感知技术有其独有特点：首先，伴随感知区域面积增大，阀门节点增多，监测控制点数量会快速上升，所以要求感知控制节点必须含有较强扩展能力；其次，感知系统多布署在复杂环境，如森林、水域、大田，在大多数情况下难以向感知控制设备提供稳定可靠电源，这就要求系统含有较低功耗，以实现长久稳定工作；最终，要求控制系统含有较快组网速度及实时通信能力，能够快速准确地实现田间阀门控制。,第64页,2.农业信息传输技术,智能农业物联网网络传输层经过泛在互联功效，实现感知信息高可靠、高安全传输。互联网和移动通