物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用-全文預(yù)覽

　　

【正文】 空中寫卡 遠(yuǎn)程抄表 無線監(jiān)控 ? M2M SIM卡和移動(dòng)通信模塊是 2023年主推的物聯(lián)網(wǎng)部件產(chǎn)品 ? 建議微電子和終端公司應(yīng)走出去，強(qiáng)化和和運(yùn)營(yíng)商的深度合作，拓展行業(yè)合作范圍 ? 建議在市場(chǎng)拓展的基礎(chǔ)上，完善移動(dòng)通信模塊的產(chǎn)品家族，形成滿足多行業(yè)應(yīng)用的產(chǎn)品系列 ? 建議積極探索 RFID、 M2M終端和傳感網(wǎng)產(chǎn)品的引入，以形成物聯(lián)網(wǎng)感知層的較完整布局 形成行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)整體解決方案的建議 感知層 網(wǎng)絡(luò)層 應(yīng)用層 軟件公司水利解決方案 企通礦企解決方案 無線 /光纖網(wǎng)絡(luò) 水資源管理系統(tǒng) 灌區(qū)信息化系統(tǒng) 農(nóng)村水利管理信息系統(tǒng) 水利通信與自動(dòng)化 安全保障系統(tǒng) 生產(chǎn)組織管理系統(tǒng) 人員考勤定位 生產(chǎn)環(huán)境安全監(jiān)控 井下視頻監(jiān)控 工業(yè)自動(dòng)化控制 遠(yuǎn)程產(chǎn)量監(jiān)控 問題 1：新行業(yè)快速突破怎么辦？ 問題 2：每行業(yè)獨(dú)立系統(tǒng)可行否？ 問題 3：如何演進(jìn)實(shí)現(xiàn)泛在聚合？ 問題 4：如何積累并形成競(jìng)爭(zhēng)力？ 問題 5：架構(gòu)上業(yè)務(wù)可擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)？ 問題 6： WLAN外，還能做什么？ 問題 7：如何快速滿足感知需求？ 問題 8：如何統(tǒng)一管理各種感知？ ? 形成行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案的核心是：“聚焦行業(yè)的選擇”和“系統(tǒng)關(guān)鍵能力和整合能力” ? 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用熱點(diǎn)行業(yè)：電力，交通，物流，醫(yī)藥衛(wèi)生（需要確定聚焦的行業(yè)） ? 系統(tǒng)關(guān)鍵能力： “公司統(tǒng)一的行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)”、“業(yè)務(wù)平臺(tái)”和“感知層關(guān)鍵技術(shù)” ? 系統(tǒng)整合能力：基于積極的市場(chǎng)拓展基礎(chǔ)上的產(chǎn)業(yè)鏈縱向和橫向合作 積極爭(zhēng)取政府示范項(xiàng)目的建議 初期項(xiàng)目范圍建議 ? 第一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目應(yīng)考慮公司實(shí)際情況，采用已有的成熟解決方案 ? 軟件公司的“水利行業(yè)解決方案”，針對(duì)農(nóng)業(yè)水利調(diào)度的示范項(xiàng)目 ? 西安大唐的“礦業(yè)企業(yè)解決方案”，針對(duì)工礦企業(yè)生產(chǎn)安全和管理的示范項(xiàng)目 ? 監(jiān)控公司的“視頻監(jiān)控解決方案”，針對(duì)公共安全和企業(yè)安防的示范項(xiàng)目 ? 宣傳時(shí)可以集成在一起， 比如“工礦企業(yè)生產(chǎn)安全和管理 安防”的綜合示范項(xiàng)目 創(chuàng)新集成項(xiàng)目建議 ? 在與地方政府的示范項(xiàng)目合作中，很有可能遇到需要?jiǎng)?chuàng)新集成的情況 ? 堅(jiān)持行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)采用自主產(chǎn)品，軟件公司為主要支撐力量 ? 不同層面產(chǎn)品分配給對(duì)口產(chǎn)業(yè)單位，在公司統(tǒng)一組織下分別引入合作產(chǎn)品 ? 針對(duì)創(chuàng)新集成示范項(xiàng)目，虛擬團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)擁有從研發(fā)決策到項(xiàng)目執(zhí)行的授權(quán) ? 創(chuàng)新集成的示范項(xiàng)目，有利于提升各產(chǎn)業(yè)單位的物聯(lián)網(wǎng)切身體會(huì)和發(fā)展意識(shí) ? 創(chuàng)新集成的示范項(xiàng)目，有利于促進(jìn)公司對(duì)于業(yè)界的了解和促進(jìn)業(yè)界合作 推進(jìn)合作生態(tài)建立 ? 以項(xiàng)目為導(dǎo)向，建立物聯(lián)網(wǎng)合作生態(tài)，通過不同層面合作形成完整解決方案 ? 感知層：在主要應(yīng)用類型設(shè)備上，分別擁有合作廠商 ? 網(wǎng)絡(luò)層：在 WLAN之外，引入新的產(chǎn)品線和具備以太網(wǎng)組網(wǎng)部署能力 ? 應(yīng)用層：針對(duì)聚焦行業(yè)，引入幾個(gè)專業(yè)的應(yīng)用合作廠商 ? 以參與重要的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟為基礎(chǔ)，形成大唐電信的業(yè)界地位和影響力 小結(jié) 矩陣式 總體 發(fā)展策略 ? 產(chǎn)業(yè)發(fā)展和市場(chǎng)拓展并重 ? 應(yīng)用導(dǎo)向解決方案能力和關(guān)鍵產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力并重 ? 深化運(yùn)營(yíng)商合作關(guān)系和開拓行業(yè)客戶合作關(guān)系并重 建立適應(yīng) 物聯(lián)網(wǎng) 的體制 物聯(lián)網(wǎng) 解決方案 能力建設(shè) ? 積極探索面向解決方案交付的體制建設(shè) 感知層 關(guān)鍵技術(shù) + 規(guī)模出貨關(guān)鍵部件 + 系統(tǒng)架構(gòu)關(guān)鍵平臺(tái) + 開放產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)合作 目 錄 物聯(lián)網(wǎng)概念綜述 1 2 3 5 4 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和機(jī)遇分析 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展挑戰(zhàn)和思考 股份公司物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展策略建議 總 結(jié) 總 結(jié) 矩陣式發(fā)展策略 感知層關(guān)鍵技術(shù) 規(guī)模出貨關(guān)鍵部件 系統(tǒng)架構(gòu)關(guān)鍵平臺(tái) 開放產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)合作 物聯(lián)網(wǎng)作用是：實(shí)現(xiàn)機(jī)器和物與人通信和交互的“橋” 物聯(lián)網(wǎng)表現(xiàn)形式是：信息基礎(chǔ)設(shè)施和實(shí)體基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)合 物聯(lián)網(wǎng)的目標(biāo)是： 通過網(wǎng)絡(luò)和 IT技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化，解決各個(gè)行業(yè)“效率、安全、節(jié)能”等問題 第二講 射頻識(shí)別技術(shù) RFID ? 射頻識(shí)別是無線電頻率識(shí)別的簡(jiǎn)稱，即通過無線電波進(jìn)行識(shí)別。 標(biāo) 簽閱 讀 器天 線RFID ? 應(yīng)答器（射頻卡或標(biāo)簽） （ a ）外形 （ b ）內(nèi)部結(jié)構(gòu) 射頻卡 RFID ? 應(yīng)答器 （射頻卡或 標(biāo)簽） 標(biāo)簽 智能標(biāo)簽 UHF 電子標(biāo)簽卡 UHF 電子標(biāo)簽鎖 UHF 金屬電子標(biāo)簽 RFID ? 閱讀器 （讀寫器或基站） F T RD 2 0 0 0 U H F 閱讀器 4 3 3 MH z 遠(yuǎn)距離閱讀器 1 3 . 5 6 MH z 遠(yuǎn)距離閱讀器 1 2 5 k H z 工業(yè)級(jí)閱讀器 RFID 閱讀器 應(yīng)答 器 數(shù)據(jù) 通信 接口 時(shí)序 能量 RFID的基本原理框圖 射頻卡或 電子標(biāo)簽 讀寫器 或基站 RFID的工作頻率 RFID的工作頻率可劃分為： LF： 低頻 30－ 300KHz，常用 125KHz； HF： 高頻 3－ 30MHz， 工作頻率為 。 ? 指狀電極上的電位差形成電場(chǎng)。 RFID ? 應(yīng)答器的主要性能參數(shù) – 工作頻率 – 讀 /寫能力 – 編碼調(diào)制方式 – 數(shù)據(jù)傳輸速率 – 信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量 – 工作距離 – 多應(yīng)答器識(shí)讀能力（亦稱防碰撞或防沖突能力） – 安全性能（密鑰、認(rèn)證）等。 – 有源應(yīng)答器： 工作電源完全由內(nèi)部電池供給，同時(shí)內(nèi)部電池能量也部分地轉(zhuǎn)換為應(yīng)答器與閱讀器通信所需的射頻能量。 – 在應(yīng)答器中，天線和應(yīng)答器芯片封裝在一起。 – 目前， RFID在票務(wù)系統(tǒng)（城市公交車、高速公路收費(fèi)、門票等）、收費(fèi)卡、城市交通管理、安檢門禁、物流、家政、食品安全追溯、藥品、礦井生產(chǎn)安全、防盜、防偽、證件、集裝箱識(shí)別、動(dòng)物追蹤、運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí)、生產(chǎn)自動(dòng)化、商業(yè)供應(yīng)鏈等眾多領(lǐng)域獲得廣泛重視和應(yīng)用。作用距離從數(shù)厘米至十多米不等 ? ISO/IEC 18001 ：給出了應(yīng)答器的外形要求 ? ISO/IEC 10374 ：微波應(yīng)答器的集裝箱識(shí)別標(biāo)準(zhǔn) ，工作頻率范圍為 850~950 MHz以及 ~ GHz，應(yīng)答器的靈敏度以最大電場(chǎng)強(qiáng)度 150 mV/m定義，最大可閱讀距離為 13 m RFID的 ISO IEC標(biāo)準(zhǔn) ? ISO/IEC的 RFID標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介 – 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) ISO/IEC 14443 ? 近耦合非接觸式 IC卡的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) ? 用于身份證和各種智能卡、存儲(chǔ)卡 ? ISO/IEC 14443標(biāo)準(zhǔn)由四部分組成，即 ISO/IEC 144431/2/3/4 – ISO/IEC 144432射頻能量 Mi n t 1 2 . 5 μ s t 1 ≤ 2 . 5 μ s 條件 2 . 5 μ s 0 . 5 μ s 0 . 7 μ s 0 0 Max 3 . 0 μ s t 1 1 . 5 μ s 0 . 4 μ s t 1 t 2 t 3 t 4 t 1 t 2 t 4 t 3 1 1 0 % 1 0 0 % 90 % 60 % 5 % 5 % 60 % 1 1 0 % 1 0 0 % 90 % 載波幅度 t 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 A S K 100 % 修正密勒碼 106 kb p s 曼徹斯特 碼 副載波頻率為 f c / 16 負(fù)載調(diào)制 106 kb p s P C D P I C C P I C C P C D P a us e RFID的 ISO IEC標(biāo)準(zhǔn) ? ISO/IEC的。 “有了無線識(shí)別（ RFID）技術(shù)，還需要管家嗎？” ——胡錦濤 20230418美國(guó)西雅圖微軟“未來之家” RFID的 ISO IEC標(biāo)準(zhǔn) ? 標(biāo)準(zhǔn)的作用 – 確保協(xié)同工作的進(jìn)行，規(guī)模經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)，工作實(shí)施的安全性以及其他許多方面 – RFID標(biāo)準(zhǔn)化的主要目的在于通過制定、發(fā)布和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，解決編碼、通信、空中接口和數(shù)據(jù)共享等問題，最大程度的促進(jìn) RFID技術(shù)及相關(guān)系統(tǒng)的應(yīng)用 – 標(biāo)準(zhǔn)采用過早，有可能會(huì)制約技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步；采用過晚，可能會(huì)限制技術(shù)的應(yīng)用范圍。 – 條形碼（ Bar Code）技術(shù)：最早產(chǎn)生在 20世紀(jì) 20年代，由一組規(guī)則排列的條和空、相應(yīng)的數(shù)字組成 。 RFID ? 閱讀器的電路組成 發(fā)送通道 接收通道 時(shí)鐘 電路 振蕩器 載波形成 天線 MCU 動(dòng)作 控制 通信 接口 RFID ? 天線 – 天線的目標(biāo)是取得最大的能量傳輸效果。采用電感耦合方式的應(yīng)答器多為無源應(yīng)答器。 較復(fù)雜的應(yīng)用需要一個(gè)閱讀器可同時(shí)對(duì)多個(gè)應(yīng)答器進(jìn)行操作，即要具有防碰撞（亦稱防沖突）的能力。 偶極子天線 換能器 反射 帶 壓電晶體基片 反射器 反向散射方式 RFID的工作原理 聲表面波應(yīng)答器以壓電效應(yīng)和避免彈性相關(guān)的 低速傳播的聲波為依據(jù)，加以體積小、重量輕、工 作頻率高、相對(duì)帶寬較高，并且可采用與集成電路 芯片工藝相同的平面加工工藝，制造簡(jiǎn)單，工藝的 一致性好，靈活性高； 反向散射方式 RFID的工作原理 ? 換能器的作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲波。 ? 應(yīng)答器中存放的識(shí)別信息由閱讀器讀出。 物聯(lián)網(wǎng)泛在聚合目標(biāo)舉例：智能交通 智能交通統(tǒng)一應(yīng)用平臺(tái) 人體生理監(jiān)測(cè) ? 心跳、血壓 ? 體溫 ? 疲勞、醉酒 道路監(jiān)測(cè) ? 車速、車型 ? 車流量 ? 道路狀況 車輛狀態(tài)監(jiān)測(cè) ? 剎車 ? 胎壓 ? 車間距 局部氣象監(jiān)測(cè) ? 溫度、濕度 ? 風(fēng)、雨 ? 雪、冰 前方橋下有人過馬路 !! 智能交通傳感網(wǎng)應(yīng)用實(shí)例：提前預(yù)警 智能交通實(shí)現(xiàn)的前提：全面的感知，及時(shí)可靠的傳送，智能應(yīng)用平臺(tái)的信息聚合處理和應(yīng)用 小結(jié)：物聯(lián)網(wǎng)概念最關(guān)注以人為中心 統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)概念核心關(guān)注點(diǎn)是：以人為中心，建立為人服務(wù)的物的基礎(chǔ)架構(gòu)和應(yīng)用體系 E社會(huì)模型 智慧地球模型 ? 強(qiáng)調(diào)以人為中心的任意可達(dá)的網(wǎng)絡(luò) ? 強(qiáng)調(diào)以人為中心的按需可用的服務(wù) ? 強(qiáng)調(diào)為人服務(wù)的生產(chǎn)生活各個(gè)方面 ? 強(qiáng)調(diào)為人服務(wù)的智能處理能力提升 智慧城市 智慧電力 智慧醫(yī)療 智慧水源 智慧電信 智慧零售 智慧交通 智慧石油 智慧銀行 智慧食品 Smart Pla 智慧地球 物聯(lián)網(wǎng)不是包含一切的連接物的網(wǎng)絡(luò)，其核心是以人為中心的物的網(wǎng)絡(luò)和為人服務(wù)的應(yīng)用 目 錄 物聯(lián)網(wǎng)概念綜述 1 2 3 5 4 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和機(jī)遇分析 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展挑戰(zhàn)和思考 股份公司物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展策略建議 總 結(jié) 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈分布現(xiàn)狀 感知層 網(wǎng)絡(luò)層 應(yīng)用層 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 業(yè)務(wù)支撐平臺(tái) 最終用戶 行業(yè)用戶 商業(yè)用戶 家庭用戶 應(yīng)用集成商 終端提供商 模塊提供商 軟件提供商 芯片提供商 設(shè)備提供商 芯片提供商 系統(tǒng)集成商 軟件提供商 硬件提供商 軟件提供商 硬件提供商 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商（運(yùn)營(yíng)商 /專網(wǎng)） 服務(wù)提供商 個(gè)人用戶 物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈非常長(zhǎng)和構(gòu)成很復(fù)雜的產(chǎn)業(yè)，標(biāo)準(zhǔn)化、開放和協(xié)同是關(guān)鍵 ? 標(biāo)準(zhǔn)化： ? 標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)的價(jià)值鏈模式 ? 產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)進(jìn)行聯(lián)合的基礎(chǔ)，精確分工和聯(lián)合的前提 ? 開放： ? 核心是產(chǎn)業(yè)利益之爭(zhēng) ? 既有行業(yè)專業(yè)領(lǐng)域的封閉性將是物聯(lián)網(wǎng)模式的最大挑戰(zhàn) ? 協(xié)同： ? 各環(huán)節(jié)廠商競(jìng)爭(zhēng)力各有所長(zhǎng)，只有各環(huán)節(jié)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，才能提供完整的解決方案 國(guó)家和地方政府支持物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展要點(diǎn) 1 2 5 6 3 4 應(yīng)用服務(wù)導(dǎo)向 關(guān)鍵技術(shù)突破 試點(diǎn)示范帶動(dòng) 產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟推進(jìn) 基礎(chǔ)設(shè)施先行 產(chǎn)業(yè)園區(qū)輻射 ? 傳感器技術(shù)和部件 ? 移動(dòng)通信技術(shù)和芯片 ? 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù) ? 政府事務(wù)應(yīng)用 ? 社會(huì)公共服務(wù)應(yīng)用 ? 行業(yè)和企業(yè)專業(yè)應(yīng)用 ? 公共安全、交通、環(huán)境 ? 生活服務(wù)、醫(yī)療衛(wèi)生 ? 安全溯源、電網(wǎng)、物流 ? 政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)建設(shè) ?