物联网工业应用研究37

,Shanghai Jiao Tong University,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,物联网工业应用研究,趋势与典型应用,上海交通大学,上海市网络化制造与企业信息化重点实验室,范菲雅,2011,年,9,月,国内外,物,物联网,应,应用发,展,展现状,及,及趋势,推进物,联,联网工,业,业应用,的,的必要,性,性,物联网,工,工业应,用,用全景,与,与推进,路,路线,物联网,典,典型工,业,业应用,物联网,工,工业应,用,用推进,保,保障措,施,施,目录,各国政,府,府的物,联,联网发,展,展战略,美国的“智慧,地,地球”：提升为国家,战,战略，,侧,侧重地,球,球对物,理,理世界,的,的感知,，,，强调,传,传感等,感,感知技,术,术的应,用,用，提,出,出建设,智,智慧型,基,基础设,施,施。,欧盟的,“,“物联,网,网行动计划”：具体而,务,务实强,调,调物联,网,网技术,的,的广泛,应,应用，,侧,侧重信,息,息的安,全,全管理,温总理,提,提出的“感知,中,中国”：将物联,网,网作为,战,战略性,新,新兴产,业,业予以,重,重点关,注,注和推,进,进。尚未走,出,出“概,念,念”阶,段,段，缺,乏,乏顶层,蓝,蓝图规,划,划，科,技,技与产,业,业主攻,方,方向不,明,明，需尽快,在,在国家,层,层面尽,快,快制定,物,物联网,发,发展战,略,略和路,线,线图,无锡关,注,注中心,，,，建立“感知中,国,国”物联网,产,产业联盟；地方省,市,市百花,齐,齐放；2010年3月2日上海,物,物联网,中,中心揭牌；2010年4月26日上海推,进,进物联,网,网产业,发,发展行,动,动方案,（,（20102012）发布；2010年11月8日，“上海,物,物联网,产,产业联,盟,盟”成立,1999,2004,2005,2008,2009-6,2009-8,2010,上海物,联,联网中,心,心,上海物,联,联网产,业,业联盟,物联网,应,应用体,系,系发展,现,现状（1）,物联网（TheInternetofthings）作为一种新,的,的理念,，,，是现有互,联,联网基础上的延,伸,伸和扩,展,展，是微电子,技,技术、,嵌,嵌入式,技,技术、,短,短距离,通,通信技,术,术、传,感,感技术,、,、智能标签等技术的发展、延续和集成,应,应用。,物联网应用产业范围,M2M通过嵌入到机器中的通信模块，实现机,器,器之间,的,的通信从而达到远程控,制,制。M2M是物联,网,网发展,的,的初级形态。,无线传感网,是,是物联,网,网感知,的,的终极,形,形态，,也,也是泛,在,在网形,成,成的基,础,础。,行业应用软,件,件：,与传统,信,信息化,工,工具紧,密,密融合的物联,网,网应用,软,软件,云平台：数据,的,的存储,与,与挖掘,，,，海量,数,数据的,泛,泛在聚,合,合,中间件：基于,标,标准框,架,架的物,联,联网应,用,用中间,件,件,应用层,有线传,输,输：现场,总,总线、IP网络,无线传,输,输：,短距离,接,接入技,术,术的无,线,线网状,网,网、RFID、WIFI/WiMAX等；中,长,长距离,的,的GSM,/,/CDMA、卫星,通,通讯技,术,术等,AllIP融合（IPv6、IPv9）,传输层,一维/二维条,码,码、RFID终端,GPS,/,/GIS终端,智能传,感,感器、,嵌,嵌入式,设,设备,执行器,等,等其他,终,终端设,备,备,感知,层,物联网,应,应用体,系,系发展,现,现状（2）,物联网,产,产业链是以,应,应用为,核,核心、,以,以传感,感,感知为,基,基础、,传,传输通,信,信为保,障,障、信,息,息聚合,处,处理为,关,关键环,节,节的创,新,新价值,链,链。,物联网,应,应用技,术,术架构,物联网相,关,关应用,技,技术标,准,准规范,现,现状,信息来,源,源：ETSI M2MTC,整体框,架,架,ITU,-,-TSG13,USN网络的,需,需求和,架,架构设,计,计,ETSI M2MTC,M2M需求和,功,功能架,构,构,ISO,/,/IEC JTC1SC6 SGSN,SN研究报,告,告,WSN,/,/RFID,IEEE802.15,低速近,距,距离无,线,线通信,技,技术标,准,准,IETF 6LoWPANROLL,基于IEEE802.15.4的IPv6，低功,耗,耗有损,网,网络路,由,由,EPCGlobalGS1,RFID标识和,解,解析,EPCGlobal召开了,有,有关ONS,(,(Object NameService)的路由,和,和命名,问,问题的,讨,讨论,智能电,网,网/计量,无线通,讯,讯网,FCC：美国,智,智能电,网,网标准,IEEE：P2030：智能,电,电网Guide,802,.,.15,.,.4g：智能,电,电网近,距,距离无,线,线标准,CEN,/,/CENELEC/ETSI,欧洲智,能,能计量,标,标准,3GPP SA1/SA2,/,/RAN2,M2M优化需,求,求,网络和,无,无线接,入,入的M2M优化技,术,术,GSMA SCAG：智能SIM卡,OMADM,EPC标准在美国和,欧,欧洲得,到,到较广,泛,泛认可,EPCC1G2被接受,为,为ISO18000-6C,物联网,应,应用体,系,系发展,现,现状（3）,国外物,联,联网技,术,术应用,现,现状（1）,从产业应用发展角度来,看,看，国外RFID行业应,用,用和M2M应用均,处,处于成,长,长初期，在各,个,个行业,和,和领域有一定,范,范围先,导,导性的,应,应用。无线传,感,感网WSN技术由,于,于还处于,发,发展过,程,程，应用还,处,处于产,品,品导入开始期，主要,集,集中在,军,军事、,环,环境监,测,测领域,的,的小范围,应,应用。,国外RFID的应用,现,现状,RFID在国外,主,主要用,于,于物品,识,识别、,过,过程追,溯,溯和电,子,子支付,在美国,，,，RFID在物流,、,、零售,、,、药品,以,以及军,事,事等领,域,域得到,了,了一定,的,的应用,。,。例如,沃,沃尔玛,利,利用RFID标签进,行,行商品管理,在欧洲,，,，RFID在交通,、,、生产,制,制造、,零,零售等,领,领域也,开,开展了,一,一些尝,试,试性的,应,应用。例如斯,德,德哥尔,摩,摩交通系,统,统,日本政,府,府选择,了,了电子产品、书籍、服装、建筑设,备,备、制,药,药和物,流,流等领域进行应,用,用实验。经过了,几,几年的,发,发展，RFID手机支,付,付在日本的,消,消费领,域,域应用,十,十分广泛,国外M2M的应用,相,相对而,言,言已经得到了,一,一定发,展,展，特别,是,是在欧,洲,洲。欧,洲,洲M2M市场主,要,要是基,于,于电信,运,运营商,的,的商业,运,运作并,逐,逐步发,展,展，以工业级SIM卡为切,入,入点，,提,提供从,咨,咨询、,开,开发、,集,集成、,实,实施的,完,完整解,决,决方案,，,，应用,相,相对比,较,较成熟。已经实现了,在,在安全,监,监测、,机,机械服,务,务、汽,车,车信息,通,通信终端服务、自动售,货,货机、,公,公共交,通,通系统、工业流程自,动,动化、,城,城市信,息,息化等,领,领域的,应,应用。,欧洲电信运营商Vodafone的物联,网,网业务,应,应用现,状,状,国外物,联,联网技,术,术应用,现,现状（2）,国外M2M的应用,现,现状,国内物,联,联网技,术,术应用,现,现状（1）,国内基于电,信,信运营,商,商的M2M应用发展,国内物联网,的,的应用,还,还处于最,初,初级阶,段,段。在政府主,导,导项目,的,的拉动,下,下，国内,物,物联网技术具,有,有一定,范,范围的应用,集,集中在社会,服,服务领,域,域如二,代,代身份,证,证、社,保,保卡、,交,交通卡,、,、票务,、,、航空,行,行李管,理,理、社会物流等方面,。,。在物品标识、特种,设,设备和,危,危险品,管,管理、安全管,理,理、以及生产管,理,理等领,域,域，一些国有大型企,业,业进行了,不,不少先,驱,驱性的,尝,尝试。,煤炭行,业,业应用,：,：基于,有,有源RFID、环境,传,传感器,、,、摄像,头,头、自,动,动化控,制,制传感,器,器、水,位,位计、,煤,煤仓料,位,位计、,远,远程产,量,量监控,计,计、电,力,力监控,传,传感器,，,，实现,地,地层勘,探,探管理,、,、地表,综,综合管,理,理、工,矿,矿管理、人,员,员考勤,定,定位、,以,以及生,产,产设备,井,井下监,控,控。在神华,煤,煤矿获,得,得应用。,核电行,业,业应用,：,：基于,无,无线通,讯,讯终端,、,、视频,传,传感器,、,、嵌入,式,式传感,器,器、电,力,力传感,器,器有机,结,结合应,用,用，实,现,现对核电,厂,厂输变,电,电监控,、,、厂区,监,监控、,人,人员定,位,位等。应用于,中,中广核,工,工程。,世博智,能,能交通系,统,统与服,务,务：集出行服,务,务、交,通,通监控,、,、智能,公,公交、,决,决策支,持,持、电,子,子收费,、,、应急,救,救援等,功,功能于,一,一体的,智,智能交,通,通集成,应,应用与,服,服务系,统,统。,国内物,联,联网技,术,术应用,现,现状（2）,在不同领,域,域的应,用,用个案,无锡,上海,杭州,重庆,广东,深圳,武汉,时间,中国传,感,感(物联)网技术,产,产业联,盟,盟,中关村,物,物联网,产,产业联,盟,盟,2009年,2010年,2008年,2007年,2006年,上海电,子,子标签,与,与物联,网,网产学,研,研联盟,中国射,频,频识别(RFID)产业技,术,术创新,联,联盟,北京,“感知中,国,国”中,心,心,中国物,联,联网研,究,究发展,中,中心,国家推,动,动,RF,ID产业推,动,动,无锡,北京,中国物,联,联网研,究,究发展,中,中心,运营商,推,推动,中国移,动,动全国M2M运营中,全国M2M产业基,地,地,重庆,中国无,线,线传感,网,网ID中心,中国移,动,动全国M2M运营中,心,心,全国M2M产业基,地,地,杭州,上海,上海电,子,子标签,与,与物联,网,网产学,研,研联盟,全国M2M产业基,地,地,中国无,线,线传感,网,网ID中心,中国移,动,动全国M2M运营中,心,心,中国射,频,频识别,产,产业技,术,术创新,联,联盟,中关村,物,物联网,产,产业联,盟,盟,中国传,感,感(物联)网技术,产,产业联,盟,盟,“感知中,国,国”中,心,心,中国物,联,联网研,究,究发展,中,中心,重庆,“给机器,注,注入思,想,想”的M2M产业联,盟,盟,“给机器,注,注入思,想,想”的M2M产业联,盟,盟,深圳,射频识,别,别创新,技,技术联,盟,盟,射频识,别,别创新,技,技术联,盟,盟,武汉,广东省,无,无线射,频,频(RFID)标准化,技,技术委,员,员,广东省,无,无线射,频,频标准,化,化技术,委,委员,广东,上海物,联,联网产,业,业联盟,国内产业联,盟,盟和中,介,介服务,机,机构的,发,发展现,状,状,国内物,联,联网技,术,术应用,现,现状（3）,物联网应,用,用发展,趋,趋势分析,第一阶段,第二阶段,第三阶段,第四阶段,发展趋势,单个物体间互联；,物与物之间联网和传感器联网,半智能化无线传感网,全智能化传感网,标,准,化,RFID,安全及隐私标准；无线频带；分布式控制处理协议,针对待定产业的标准；交互式协议和交互频率；容错协议,网络通信协议标准；智能化集成传感器和系统,智能响应行为标准,产业化,应用,RFID,在物流、零售、医药产业的应用；建立不同系统间交互的框架,增强互操作性，,RFID,在多行业得到广泛,应用,，各网络的融合,；,在恶劣环境和环保、农业中的应用,全球化规模应用；自适应系统；分布式执行系统；互操作性应用,人与人、人与物、物与物