传感器在“智慧城市”中的应用.pdf

工信部电子元器件行业发展研究中心工信部电子元器件行业发展研究中心 总工程师总工程师 郭源生郭源生 2013年年10月月 传感器在“智慧城市”中的传感器在“智慧城市”中的应用应用 0 引引 言言 全球城市化稳步、快速发展 据联合国人口部统计，全球已有已有35亿人生活在城市，亿人生活在城市，城市化 率已经超过50%，到2050 年，世界城市人口比例将达到75%。 超过1000万人的城市 20个； 超过500万人的城市约 280个； 超过50万以上的城市约 950个。 但是，低层次堆积、简单化建设，城市病现象加速，但是，低层次堆积、简单化建设，城市病现象加速， 给人们的衣食住行等生活基本保障带来严重给人们的衣食住行等生活基本保障带来严重问题日趋问题日趋 严重严重。 引发了人们对城市的各种思考和更高的追求。引发了人们对城市的各种思考和更高的追求。 中国是全球城市化速度最快的国家 中国人口中大约有51.3%51.3%生活在城市，幵以每年1.3%1.3%的 速度持续增长，在20302030年可望突破71%71%，中国城市城市人口 将达到有1010亿以上。联合国经社事务部人口司20102010年 3 3月2525日表示，在世界的城市化进程中，中国的城市化 速度尤为突出，全球拥有5050万以上人口的城市中， 有四分之一都在中国。（智慧城市的紧迫性） 来源: 联合国人居署（un-habitat）stateoftheworldscities2012-2013 中国城市化进程带来新型产业的发展机遇中国城市化进程带来新型产业的发展机遇 工作 娱乐 生活 社交 模块 化与 技术 系统 信息积累 数据分析 专家支持 智能优化 优化城市管理模式 完善城市功能系统 促进城市产业发展 提升城市生活品质 智 慧 化 管 理 智慧城市智慧城市 我国“城市化带动工业化”发展模式取得了显著成就，必将我国“城市化带动工业化”发展模式取得了显著成就，必将 通过智慧城市建设进一步进行深化，牢固工业化基础；通过智慧城市建设进一步进行深化，牢固工业化基础； 各级政府对智慧城市的建设有很大动力，对相关新兴技术各级政府对智慧城市的建设有很大动力，对相关新兴技术 和产业项目愿意加大和提高扶持力度；和产业项目愿意加大和提高扶持力度； 相关行业属于起步期，尚未形成寡头和垄断，逐步在各行相关行业属于起步期，尚未形成寡头和垄断，逐步在各行 业都能够涌现以智慧科技为创新元素的领军企业；业都能够涌现以智慧科技为创新元素的领军企业； 作为制造业大国，容易在制造业产品中嵌入新信息科技，作为制造业大国，容易在制造业产品中嵌入新信息科技， 以带动制造业技术进步和产业升级。以带动制造业技术进步和产业升级。 国内“智慧城市”发展状况国内“智慧城市”发展状况 20132013年春节过后国务院发布了年春节过后国务院发布了关于推进物关于推进物 联网有序健康发展的指导意见联网有序健康发展的指导意见。明确提出推进物。明确提出推进物 联网与新一代移动通信、云计算、下一代互联网、联网与新一代移动通信、云计算、下一代互联网、 卫星通信等技术的融合发展，统筹利用好战略性新卫星通信等技术的融合发展，统筹利用好战略性新 兴产业发展专项资金、物联网发展专项资金等支持兴产业发展专项资金、物联网发展专项资金等支持 政策，鼓励金融资本、风险投资及民间资本投向物政策，鼓励金融资本、风险投资及民间资本投向物 联网应用和产业发展。使物联网、智慧城市成为产联网应用和产业发展。使物联网、智慧城市成为产 业转型升级和技术创新的突破口。业转型升级和技术创新的突破口。 目前已经设立有上海、北京、深圳、广州等二目前已经设立有上海、北京、深圳、广州等二 十多个城市作为国家智慧城市试点示范城市，通过十多个城市作为国家智慧城市试点示范城市，通过 试点推动国家智慧城市的全面发展。试点推动国家智慧城市的全面发展。117117个城市个城市 （含县级市）确立并制定出智慧城市产业发展规划（含县级市）确立并制定出智慧城市产业发展规划 和相应发展战略目标。和相应发展战略目标。 一、智慧城市基本概念 字面理解字面理解 特质理解特质理解 目标理解目标理解 内容理解内容理解 技术理解技术理解 1、智慧城市的基本理念和结构、智慧城市的基本理念和结构 智慧园区智慧园区+智慧社区智慧社区+公共基础设施公共基础设施+服务管理理念与规则服务管理理念与规则 公共基础设施公共基础设施 智慧社区智慧社区 智慧园区智慧园区 服务管理理念与规则服务管理理念与规则 智慧城市是物联网集中应用的平台，也是物联网技术智慧城市是物联网集中应用的平台，也是物联网技术 综合应用的典范，是由综合应用的典范，是由n个物联网功能单元组合而个物联网功能单元组合而 成的更大的示范工程，承载和包含着几乎所有的物成的更大的示范工程，承载和包含着几乎所有的物 联网、云计算等相关技术，是感知中国的构成要素联网、云计算等相关技术，是感知中国的构成要素 与基础单元。与基础单元。 智慧城市可以根据城市大小和不同的需求，进行横向智慧城市可以根据城市大小和不同的需求，进行横向 与纵向组合，形成系统大小、功能侧重、重点突出与纵向组合，形成系统大小、功能侧重、重点突出 的智慧城市系统：的智慧城市系统： 例如：平安重庆是以交通、社会治安监控为主；西例如：平安重庆是以交通、社会治安监控为主；西 咸新区主张田园城市，重点强调生态农业和现代服咸新区主张田园城市，重点强调生态农业和现代服 务业为主，银川主题为智慧园区，强调智慧园区和务业为主，银川主题为智慧园区，强调智慧园区和 智慧社区等等；智慧社区等等； 智慧城市不可一蹴而就，任何一种都是开放系统，可智慧城市不可一蹴而就，任何一种都是开放系统，可 以不断增加功能，逐步提高完善和不断升级的过程以不断增加功能，逐步提高完善和不断升级的过程 2、智慧城市的特征、智慧城市的特征 “智慧城市”需要具备四大特征：智慧城市”需要具备四大特征：全面透彻的全面透彻的 感知感知、宽带泛在的互联、智能融合的应用以、宽带泛在的互联、智能融合的应用以 及以人为本的可持续创新。及以人为本的可持续创新。 其首先是要其首先是要全面透彻的感知全面透彻的感知：通过传感：通过传感 技术，实现对城市管理各方面监测和全面感技术，实现对城市管理各方面监测和全面感 知。实时智能识别、立体感知城市环境、状知。实时智能识别、立体感知城市环境、状 态、位置等信息的全方位变化。态、位置等信息的全方位变化。 当然也是传感器应用发展的必然结果！当然也是传感器应用发展的必然结果！ 3、智慧城市商业模式 金融支持（国开行）金融支持（国开行） 智慧城市项目智慧城市项目 地方政府直接投资地方政府直接投资 园区产业管理园区产业管理 政府引导基金政府引导基金 骨干企业骨干企业 产业园产业园 关联产业链或产业集群关联产业链或产业集群 项目管理项目管理 /运营公司运营公司 （地方政府）（地方政府） 其他关联企业其他关联企业 投资投资 跨国公司跨国公司/产业集团产业集团 制造业 超市百货 explanne ifs obbligato 交通 过程处理 城市智能交通 rfid停车场管理 rfid冷链管理sl 金融 fdims影像管理系统 酒店管理 网 产业涉及全方位产业涉及全方位it技术和技术和服务服务理念理念 络 平 汽车云计算 电动汽车快速充电sl 酒店管理sl(nehops) 销售物流 pro-lodic 医疗/健康 医院管理sl（翰康） 养老院管理sl 云计算 saas erp/crm/scm等 工作流审批系统 （flowlites） eip(willcommunity) 数字标牌 （digital signage) 在线考试系统 （i-examing) 在线培训系统 （e-learning） 销售物流系统 paas 云计算paas cloudmanager 多租户管理 saas开发framework iaas it 咨 询 服 务 it 解 决 方 案 政府/公共事业 制造/装置/汽車 流通/物流 it咨询、系统实施导入、系统运营维护、培训、it外包服务 公共安全 生物识别出入境管理 dcmstar-gms 智能视频监控系统 商友-购物中心 防灾sl sap导入 便利店/专卖店 dcmstar-连锁店 dynamics ax_microsoft flex process 地铁acc系统 物流仓库 航空管理 汽车行业 dcmstar-wms/tms 制造执行系统（mes) 经销商管理系统(dms) (药品/食品安全) sis&asvs印章比对 汽车物联网 (telematics) 共通slerp(sap, oracle), crm, scm, security sl(诊断、virus対策、dr） 节能环保领域：能源管理系统,蓄电池,充电锂电池,电动汽车快速充电sl riacube云计算sl 虚拟机 资源池管理 it 智慧城市的整体策划方案和设计重点应当放在服务模式和服务理念上智慧城市的整体策划方案和设计重点应当放在服务模式和服务理念上 4、相关核心技术的关联度、相关核心技术的关联度 移动互联网移动互联网 物联网（传感物联网（传感 网）网） 云计算云计算 固定互联网固定互联网 智慧城市是各类技智慧城市是各类技 术应用和市场发展术应用和市场发展 的基础和载体的基础和载体 智慧城市产业结构分布 通讯(专网)、亏联网 水、电、气、油分布式能源统计与管理 数据中心及it设备，形成数据运营商 网络支撑层 能源支撑层 数据支撑层 中间件服务层 协同管理层 应用层 于计算操作系统及虚拟架构 于管理平台层 中间件技术与产品（含各种传感器终端产品） 数据协同技术和产品 安防、环保、 继教网(教育)、健康绿线(医疗)、节能减 排、商务、航空、铁路票务、 智能交通 、社区服务 专家服务（医疗咨询服务） 专家服务层 智慧城市架构与产业结构关系智慧城市架构与产业结构关系 通讯专网 物联网物联网 云计算云计算 专家系统专家系统 知识结构知识结构 协同协同 模 块 化 结 构 组 合 标 准 化 协 同 技 术 远程远程 教育教育 模块模块 警务警务 安防安防 模块模块 智慧智慧 政务政务 模块模块 智慧智慧 环保环保 模块模块 智慧智慧 社区社区 模块模块 智能智能 家居家居 模块模块 智慧智慧 农业农业 模块模块 智慧智慧 医疗医疗 模块模块 智能智能 交通交通 模块模块 典型案例：典型案例：城市安防、灾害预防预警系统城市安防、灾害预防预警系统 （公共安全、火灾、地震、台风、海啸，山体滑坡）（公共安全、火灾、地震、台风、海啸，山体滑坡） 卫星通讯网络 直升机视频系统 市政府 消防局 气象局 救灾对策中心 避难所 泥石流 公安局 移动指挥 室外大喇叭 消防/急救车 消防/急救无线 市防灾指挥总部 车载办公室 火灾 地震 区所防灾指挥站 移动指挥车 台风海啸 no. 32 33 34 35 33 34 35 36 37 日期 2012/03/09 09:25 2012/03/09 09:38 2012/03/09 09:25 2012/03/09 09:25 2012/03/09 09:25 2012/03/09 09:25 2012/03/09 09:25 2012/03/09 09:25 2012/03/09 09:25 状态 警告 通知 警告 通知 通知 警告 通知 通知 通知 领域 水 能源 能源 交通 水 能源 交通 治安 火 主页 事件 安全 能源 安防、灾害预防预警系统安防、灾害预防预警系统监管中心功能设计方案监管中心功能设计方案 安全 能源 交通 治安 电力 火 水 灾害 垃圾 医疗保健 热 交通 货车 公交 物流 电信 移动 正常 通知 警告 状态 地图显示 事件管理 事件管理 2012年3月9日12点 / 警告 32：测出电气故障。 位置:xx区新兴路中段 号配电装置 交通 历史 信息 事件发生 信息 城市应急监管中心城市应急监管中心 二、智慧城市的基础模块二、智慧城市的基础模块 通过智慧城市基本功能模块展示，通过智慧城市基本功能模块展示， 进一步诠释所涉及相关技术的运用状况；进一步诠释所涉及相关技术的运用状况； 与物联网之间的层级关系和体现方式；与物联网之间的层级关系和体现方式； 突出了传感器在其中所发挥的作用。突出了传感器在其中所发挥的作用。 现阶段主要基础模块案例现阶段主要基础模块案例 智慧交通网模块智慧交通网模块 智慧能源网模块智慧能源网模块 智慧警务安防模块（含旅游）智慧警务安防模块（含旅游） 远程智慧教育模块远程智慧教育模块 智慧通航模块智慧通航模块 智慧社区模块：居家养老模块智慧社区模块：居家养老模块 智慧环保模块 社区医疗保健信息系统模块社区医疗保健信息系统模块 防灾防灾/消防系统模块消防系统模块 防灾应急系统模块防灾应急系统模块 河川、水坝河川、水坝/雨量水位监视管理模块雨量水位监视管理模块 绿色停绿色停 车中心车中心 地上地上 绿色停车绿色停车 中心中心 地下地下 一体化一体化 加能站加能站 一体化一体化 加能站加能站 充电站充电站 后台管理后台管理 中心中心 新能源新能源 公交车公交车 新能源新能源 公用车公用车 新能源新能源 乘用车乘用车 住宅充住宅充 电设施电设施 路边充路边充 电设施电设施 案例一：智慧交通网模块 可再生能源 （太阳能等） 高效能源 （天然气cchp） (燃料电池） 温差能源 （水、土壤、空 气源） 微电网 物联网 中心 微 热 网 绿色交通 绿色建筑 办 公 商 业 居 住 充 电 桩 新 能 源 车 （ 氢 燃 料 电 池 ） （ 生 物 柴 油 ） 换 电 站 市电 天 然 气 储热 储电 水处 理 产电 产热 供电 产热 供电 直饮水 供热 供热水 供冷 v2g (vehicle-to-grid) 案例二：智慧能源网模块 警务云服务平台 案例三：智慧警务安防模块 警务专网 基础信息库 (居民、地理等) 专家信息库 交通监控 车辆识别 小区监控 移动监控 警务协同工作平台 互联网/移 动互联网 掌中监控 电信网 各级派出所、分局,交 警、巡警、派出所民 警、刑警、缉毒警察 多种终端接入 案例四：远程智慧教育模块 智慧教育云服务平台智慧教育云服务平台 （中国教育在线）（中国教育在线） 教育信 息服务 在线教 育 教育媒 体 互联网互联网 广电网广电网 电信网电信网 高级院校高级院校 中小学中小学 研究所研究所 专家专家 教育教育 专网专网 智慧教育智慧教育 公共资源信息库公共资源信息库 教育主管部门教育主管部门 航空管控航空管控 航空服务航空服务 案例亐：智慧通航模块 移动电子移动电子 于服务平台 通航专网通航专网 旅游旅游 金融金融 保险保险 案例六案例六 智慧社区模块：居家养老模块智慧社区模块：居家养老模块 案例七：智慧环保模块 整合传感网（人+机器）和亏联网，打造基亍智慧城市平台的协同工作模式 物联网 协同工作解决问 题 专家 政府 研究所 pm2.5监 测传感设备 数据中心 专家支持 自愈式解决能力 社交网络 天气 案例八：社区医疗保健信息系统模块案例八：社区医疗保健信息系统模块 案例九：防灾案例九：防灾/消防系统模块消防系统模块 防灾系统与消防系统是在各类灾难发生后的混乱情况下，可立刻恢复通信，灾情收集，救灾指挥，应急处理防灾系统与消防系统是在各类灾难发生后的混乱情况下，可立刻恢复通信，灾情收集，救灾指挥，应急处理 卫星通讯网络 直升机视频系统 消防局 市政府 气象局 公安局 救灾对策中心 避难所 车载办公室 室外大喇叭 消防/急救车 移动指挥 市防灾指挥总部 区所防灾指挥站 消防/急救无线 移动指挥车 泥石流 地震 火灾 台风海啸 无线通无线通 信系统信系统 防灾情防灾情 报系统报系统 灾害对灾害对 策系统策系统 防灾系统防灾系统 有线通有线通 信系统信系统 消防指消防指 令系统令系统 消防系统消防系统 消防情消防情 报系统报系统 消防救急消防救急 无线系统无线系统 消防消防oa 系统系统 案例十：案例十：防灾应急系统模块防灾应急系统模块 灾害对策本部灾害对策本部 地上无线系统地上无线系统 卫星通信系统卫星通信系统 转播局转播局 集中监视装置集中监视装置 操作桌操作桌 直升飞机专用直升飞机专用 红外线照相机红外线照相机 地面地震计地面地震计 手机终端、车载终端手机终端、车载终端 数码移动通信系统数码移动通信系统 灾害对策本部灾害对策本部 防灾信息系统防灾信息系统 卫星通信系统卫星通信系统 地上无线系统地上无线系统 数码通报通信系统数码通报通信系统 数码移动通信系统数码移动通信系统 早期地震警报系统早期地震警报系统 海底地震海啸观测系统海底地震海啸观测系统 gis（地图信息系统）（地图信息系统） 摄像系列摄像系列 （照相机中心显示（照相机中心显示 影像储存）影像储存） 案例十一：案例十一： 河川、水坝河川、水坝/雨量水位监视管理模块雨量水位监视管理模块 监测管 理中心 水坝 河川 配水池无人 水位测定点 telemeter 监控相机+fwa -远红外相机 -高感度相机 遥控水闸 无人水压/流量测量 点水位传感器 应急处理系统 高精度3次元测量系统 仿真模拟系统 自动测量数据,传送到检测 管理中心。如果有异常现象 发生，立刻发出报警信息。 过滤水場 结论：层级化的城市区域综合智慧管理系统结论：层级化的城市区域综合智慧管理系统 由上述案例可以清楚的看出，智慧城市是由多个分层、分级模块化的子系统由上述案例可以清楚的看出，智慧城市是由多个分层、分级模块化的子系统 构成，也是一个不断完善、发展、升级、深化、提高的过程。构成，也是一个不断完善、发展、升级、深化、提高的过程。 试看：仅市政管理系统的主要子系统试看：仅市政管理系统的主要子系统 市政集中监控管理系统市政集中监控管理系统 电力调度监控管理系统电力调度监控管理系统 智能交通监控管理系统智能交通监控管理系统 通信资源管理系统通信资源管理系统 电视设施监控管理系统电视设施监控管理系统 供水监控管理系统供水监控管理系统 排水监控管理系统排水监控管理系统 供热供气监控管理系统供热供气监控管理系统 环境污染监控系统环境污染监控系统 气象监控系统气象监控系统 卫生防疫监控管理系统卫生防疫监控管理系统 应急指挥管理系统应急指挥管理系统 消防集中监控管理系统消防集中监控管理系统 公共安全监控管理系统公共安全监控管理系统 民防设施监控管理系统民防设施监控管理系统 基础地理信息系统基础地理信息系统 政府市民求助中心系统政府市民求助中心系统 国外某公司智慧城市建设解决方案国外某公司智慧城市建设解决方案 智慧家居 智慧楼宇 智慧社区 公共安全：人脸 指纹识别/视频监 控及集成 防灾应急：防灾 预警/应急反应系统 智慧能源：bems/hems/蓄 电池；快速充电桩/汽车云 服务 智慧环保：废水处理 智慧医疗：his系统/老 人中心/移动医疗系统 物联网应用平台/m2m/ida it咨询/系统服务/培训/外包 硬件终端设备 智慧交通/物流：wms/tms 云计算服务（iaas/paas/saas) 制造业sl 安心安全 健康保健 高效运营 节能环保 交通物流 云计算 computing 终端 服务中心 智慧城市与传感器关系解读（目前仍以安全监控为主）智慧城市与传感器关系解读（目前仍以安全监控为主） 以广州、深圳为例：统一规划建设以广州、深圳为例：统一规划建设 的公共网络管理平台中，跨部门信息共的公共网络管理平台中，跨部门信息共 享，建成视频监控点享，建成视频监控点28万个；加上其万个；加上其 他传感器共计高达他传感器共计高达3000万只；万只； “平安重庆”则更加偏重于视频监“平安重庆”则更加偏重于视频监 控，使得信息安全的两个主体（平安与控，使得信息安全的两个主体（平安与 隐私）之间产生了冲突，受到极大挑战。隐私）之间产生了冲突，受到极大挑战。 广州市跨部广州市跨部门信息共享，建成视频监控点门信息共享，建成视频监控点 2828万个。万个。其中，其中，联网监控头联网监控头5.85.8万个，万个，实现设实现设 备管理、图像存储、图像实时调看，图像查备管理、图像存储、图像实时调看，图像查 询等基本功能以及车辆动态管控、人群行为询等基本功能以及车辆动态管控、人群行为 智能智能识别等智能化应用识别等智能化应用 ，是，是全国全国联网视频监联网视频监 控控设备最多设备最多的系的系统。统。 三、传感器技术在智慧城市中应用三、传感器技术在智慧城市中应用 智慧城市主要传感器产品类别智慧城市主要传感器产品类别 主要包含静态、动态数据采集与监控。主要包含静态、动态数据采集与监控。 静态数据采集有：静态数据采集有：压力、力（称重）、位移、温度、压力、力（称重）、位移、温度、 热导率；电压、电流、电容、电感等传感器磁场强热导率；电压、电流、电容、电感等传感器磁场强 度、磁通量等传感器音频、声压、超声波等传感器；度、磁通量等传感器音频、声压、超声波等传感器； 湿度、气体、分子量、离子等传感器；图像、视频、湿度、气体、分子量、离子等传感器；图像、视频、 色、红外、紫外、色、红外、紫外、x等射线；湿度、气体、分子量、等射线；湿度、气体、分子量、 离子等传感器；离子等传感器； 酶葡萄糖、微生物、血钾、血氧等酶葡萄糖、微生物、血钾、血氧等 传感器；传感器； 动态量有：动态量有：速度、加速度、角速度、流量、气体敏速度、加速度、角速度、流量、气体敏 感、感、rfid等各种流动物体数据采集类传感器；等各种流动物体数据采集类传感器； 各种采集数据与其他一般工业传感器要求不同。各种采集数据与其他一般工业传感器要求不同。 机房 空调设备 电源设备 空调短时停机，服务器异常高温 电缆的捆绑造成空调出气口狭小 电源线缆電的发热 空调设备运行异常 空调管道内送风不均匀 (电池设备) 机房 1 1、光纤传感器监测数据中心、光纤传感器监测数据中心/ /机房机房/ /空调的异常温度空调的异常温度 optis系统可监测多类物体的温度，可根据温度异常发布初期火警，是一个可以有效的初期火灾监测系统 发热过程和火灾检测器的比较 10/1 13:00 10/1 22:00 10/2 07:00 10/2 16:00 10/3 01:00 m 0 2m m 2m 電源線温度分布可視化 自然発火点 煙検知器 dts 熱 発 生 量 空调室外机组 火災検知器 煙検知器 dts 時間 熱分解域 発熱域 火災検知器 火災 煙 粒 子 発 生 量 0 发电设备, 在送风通道的电源线上用1m光纤螺旋状贴上，测量温度变化。可以 观察到电源线外皮比周围温度高约。 距離（） 电源线的温度变化 测温光纤 head pulley carrier roller 煤炭堆 高炉 re-tongueroller tail pulley 液化天燃气储槽渗 漏的检测及火灾预警 3. 在水泥基座上成 水平分布的光纤 通讯光纤 4. 在储槽上的环状空 间上, 有两条回路 1. 在储槽內外外部垂直安装的光纤l 2. 內层底盘下水平安装的光纤 接线箱 另一个储槽 dts本 体 控制室 tension pulley 传送带的测 温及火灾预警 地下通道及电缆 的测温及火灾预警 高炉 光纤传感器测温预防火解决方案光纤传感器测温预防火解决方案 2 2、森林矿山电力设施火灾监控传感器、森林矿山电力设施火灾监控传感器 使用压力、温度、湿度、液位、电磁、气体，以及使用压力、温度、湿度、液位、电磁、气体，以及ccd及远红外像机监测森林，矿山，电力设及远红外像机监测森林，矿山，电力设 备等温度分布以预防火灾。且远红外相机还能帮助消防人员发现起火位置及残火的确认。备等温度分布以预防火灾。且远红外相机还能帮助消防人员发现起火位置及残火的确认。 出火点监测出火点监测 温湿度传感器温湿度传感器 红外映像红外映像 红外气体传感器红外气体传感器 压力、液位、温度、电磁、气体传感器压力、液位、温度、电磁、气体传感器 分析人物的面部和服装特征，对视频数据建立实时索引 类自然语言的查询方式（年龄、性别、服装等），对海量监控录像进 行快速地离线检索 - 根据黑名单检查人群中是否有可疑面孔，通过视频记录其行为 - 检测发现人群中的可疑行为，通过人脸识别判断是否为危险分子 人脸比对出错率约为竞 争对手的十分之一 2010年全球最具权威的年全球最具权威的(nist)测试，测试， 最低的人脸比对出错率最低的人脸比对出错率(0.3%)，最，最 高查找率，及高查找率，及160万张相片万张相片0.4秒的秒的 最高速比对人脸识别技术。最高速比对人脸识别技术。 可实现基于摄像的位置，角度不可实现基于摄像的位置，角度不 同人脸图像的快速比对。同人脸图像的快速比对。 物体抽出物体抽出/追踪追踪/识别等的测试结果。识别等的测试结果。 3、安防人脸识别、物体抽出、追踪图像传感器、安防人脸识别、物体抽出、追踪图像传感器 注册图像 分析人物的面部和服装特征，对视频数据建立实时索引 类自然语言的查询方式（年龄、性别、服装等），对海量监控录像进行快速地离线检索 - 根据黑名单检查人群中是否有可疑面孔，通过视频记录其行为 - 检测发现人群中的可疑行为，通过人脸识别判断是否为危险分子 最快速度：0.4秒 完成对160万数据记录比对 登机桥人脸识别监控 旅客自助出入境检查 车辆自助出入境检查 反恐怖主义人脸检测 物识别的电子护照与电子 基于生基于生物识别的电子护照身份证 香港、澳门等指纹、面部识别和车牌识别技术的出入境管理系统，香港、澳门等指纹、面部识别和车牌识别技术的出入境管理系统， 泰国、越南、新加坡等国的电子护照与电子身份证出入境管理。泰国、越南、新加坡等国的电子护照与电子身份证出入境管理。 4、智能监控与生物识别出入境管理系统传感器、智能监控与生物识别出入境管理系统传感器 5、智慧医疗与健康服务类传感器、智慧医疗与健康服务类传感器 各种物理、各种物理、 化学、生物传感器，化学、生物传感器， 设计制作成各种家用终设计制作成各种家用终 端设备，实现接触和非接端设备，实现接触和非接 触方式测量采集人体各种触方式测量采集人体各种 生理学指标，取得各类生理学指标，取得各类 不同的动态生理数据不同的动态生理数据 进行分析对比，进行分析对比， 实现健康管理实现健康管理 和预警和预警 各种物理、化学、生物传感器各种物理、化学、生物传感器 生理学指标生理学指标 生理学指标生理学指标 终端设备终端设备 终端设备终端设备 终端设备终端设备 终端设备终端设备 终端设备终端设备 终端设备终端设备 6、智能社区专用压力、称重、红外、液位等传感器、智能社区专用压力、称重、红外、液位等传感器 智能感应车闸 感应门禁 感应电梯 智能楼宇 住户一卡通 别墅感应车库 别墅 专有车位 高层公寓 针对高端住宅高端社区 基于nec rfid 技术的 一体化解决方案 会馆 小区入口 住户专有车位保护 7 7、智能楼宇视频、光纤、气体、温湿度传感器、智能楼宇视频、光纤、气体、温湿度传感器 空调/暖气 设备 rfid门禁及及 人员位置管理 无线传感器 （zigbee） 空调温湿度传感器 tm pc 电动车 bems 楼宇能源优化监控、 pcs ：电力控制系统 pbx 楼内网络 门禁管理，住户位置管理， 停车场管理，节能管理 节能、蓄能管控 节能 造能 蓄能 监视控制 连锁控制 蓄电系统 安防 翻板闸门 照明设备 充电桩 能源可视化 bms/e-pm web服务（设施预约设备维修） 租户服务（索赔管理信息提供） 进入许可服务（客户申请卡片发行） saas型bems/e-pm 太阳能电池板 输变电设备开关柜 视频监控、门禁等安防系统 栅栏感应器（外墙栅栏） 配电板 逆变器 云计算监视中心 安防传感器 监控摄像机 8 8、智能家居中的各种传感器、智能家居中的各种传感器 开发建议：“甲醛检测传感器”与家庭专用监测表；功能可分为超标警示和长期开发建议：“甲醛检测传感器”与家庭专用监测表；功能可分为超标警示和长期 耗散状况显示。车内装饰等特殊环境甲醛监测。耗散状况显示。车内装饰等特殊环境甲醛监测。 zigbee 家庭 智能能源 家庭自动化 通讯 在家健康管理 （按需分配、用量控制） （开关，遥控器，感应器，照明，空调，加热器，警报器） （位置管理、自動決済、移动游戏，数据共享、门禁管理） （血圧心电图等测量，数据管理） 9 9、智能交通系统以、智能交通系统以rfidrfid为主兼用各种物理量传感器为主兼用各种物理量传感器 无 线 通 讯 网 数据采集 移动用户 手机pda 浮动车数据 尾气检测数据 感应地钉数据 视频监控数据 信号灯监控数据 其它关联数据 铁路、地铁、 轻轨、航空等 数据信息 数据分析与处理 多媒体 交通信息 交管部门实 时/预测 路网 交通信息 信 息 数 据 处 理 中 心 信 息 传 输 信息分发系统 网 广电部门实时 交通信息广播 政府职能部门 应急交通指挥 110.120调度 增值服务 运营商 综 合信息运营 信息的显示末端 机动车导航系统 宽带用户 交通 调度 智能 物流 公交 调度 自驾 指南 服 务 公交 指南 车载 导航 视频监视频监控在交通控在交通领领域的域的应应用用 视频自动抓拍车牌照 视频自动抓拍交通违规 视频自动监控 停车违反 视频自动抓拍反向行驶 ),摄像角度较偏斜 ， 针对不同种光强条件(逆光 ,强光 ,弱光 及高速行驶等条件下,都能正确识别出车牌号码 图像清晰化算法 原始图像 处理后 原始图像 处理后 利用红外探测或利用红外探测或rfidrfid技术掌握停车场状况，构筑智能停车技术掌握停车场状况，构筑智能停车 场系统；利用车辆号码识别技术，构筑自动停车管理系统场系统；利用车辆号码识别技术，构筑自动停车管理系统。 1010、公共智能停车场图像、红外、称重传感器、公共智能停车场图像、红外、称重传感器 摄像装置摄像装置 正面图像正面图像 智能停车卡片智能停车卡片 应用管理 应用例： 1.自动放行 2.自动计费 监控控 pc server 侧面图像侧面图像 4 1111、用温度、用温度/ /湿度湿度/ /碰撞传感器及碰撞传感器及rfidrfid监控物流货品质量监控物流货品质量 到 达 1 2:00 2:15 2:30 2:45 3:00 3:15 3:30 3:45 1:00 1:15 1:30 1:45 温度统计 便携式 读写器 9 8 7 6 5 4 3 2 1 2:00 2:15 2:30 2:45 3:00 3:15 3:30 3:45 1:00 9 8 7 6 5 1:15 3 2 1:30 1:45 温度记录曲线 温度曲线 温度读取 温度/湿度记录中 温度/湿度 记录开始 温度分析 数据库 分类保存 品质管理 冷冻集装箱装卸场 温度/湿度 记录标签 start 温度/湿度记录中 温度/湿度记录中 温度/湿度记录中 1212、能源使用量的检测与控制类传感器、能源使用量的检测与控制类传感器 照明设备 空调设备 受电 变电设备 卫生设备 防灾 防犯设备 环境测定 最佳控制 温度湿度 传感器 rfid接受器 电流表 使用量可视机能 环境测定 能源计测 可视信息的提供 电力 瓦数 测计 分电盘 水管 水表 煤气 煤气表 大楼中央监视系统 现有数据的收集 控制 针对各种环境保护问题，提供行之有效的咨询。 通过环境测量，制定土壤地下水污染的对策。 利用对排水、排气、废弃物的专利处理技术、提供最佳解决方案。 尤其擅长对重金属，氟酸，硼酸等难题的处理 环境测量（排水排气、废弃物） 工作环境分析、病房分析 噪音震动对策（测量分析、控制） 生产支持评价（ rohs指令对应、洁净 室、晶圆表面污染） 生产配套设备（水净化、药品供应） 环境设备诊断咨询 排水处理设备（工厂、医院、研究所） 排气处理设备（有机、无机） 废弃物处理设备 环境设备故障监视系统 土壤地下水污染调查、分析修复 水净化设备 环境分析作业 土壤污染调查 排水处理设备 能完整配置并满足从生产环境到地域环境的解决方案能完整配置并满足从生产环境到地域环境的解决方案 1313、环境类传感器、环境类传感器 统 环保监控管理系统传感器应用 业 务 理 信应 息急 系预 统案 管 管污 理染 系源 统监 控 理 系节 统能 减 排 管 管排 理放 系权 统交 易 处 理 系 管排 理污 系费 统征 收 地污 理染 信源 息监 系控 统 应用 web中间件 java ee平台 系统协调模块 gis平台 数据 与国家环保平台数据对接 关系数据库 与地市环保平台数据对接 空间数据库 通信 监控 对象 烟气 污水 净化设施 报警及配电控制 行业分布 多进程、多线程同步、消息队列、无线传输 协议：udp/ddp/tcp 温度、湿度、压力、含氧量、so2、氮氧化合物、流量、化学 需氧量、ph值、工艺参数、电气参数、用电量 电力、化工、冶金、制药、造纸、炼焦、建材、食品、机械制造 用户：省、市、县环保局；排污企业；公众监督 14、智慧农业中的传感器应用、智慧农业中的传感器应用 从新型大棚从新型大棚过度到植物工厂过度到植物工厂-家庭种植家庭种植 土壤温度传感器土壤温度传感器 气体气体浓度传感器浓度传感器 光照强度光照强度 gprs数据传输模数据传输模 块块 家庭型案例家庭型案例 15、水产养殖中的传感器产品水产养殖中的传感器产品 数据监控 图像监控 面积监控 现场设备 随着智慧城市加快推进，以及敏感技术不随着智慧城市加快推进，以及敏感技术不 断创新。使得传感器产品在低功耗、可靠性、断创新。使得传感器产品在低功耗、可靠性、 稳定性、低成本、小型化、微型化、复合型、稳定性、低成本、小型化、微型化、复合型、 标准化等技术和经济指标上提出了更高的要标准化等技术和经济指标上提出了更高的要 求。求。 传感器技术发展是去单一功能化，而是传感器技术发展是去单一功能化，而是 向向智能化方向发展智能化方向发展。数字化、网络化、低成。数字化、网络化、低成 本、标准化是传感器产品发展的总趋势。本、标准化是传感器产品发展的总趋势。其其 功能特点是：功能特点是：数字化输出、数字化补偿与校数字化输出、数字化补偿与校 准、无线网络传输与通信、阵列化群组、自准、无线网络传输与通信、阵列化群组、自 适应与自诊断、适应与自诊断、复合量检测复合量检测。 四、智慧城市传感器技术与产业发展趋势四、智慧城市传感器技术与产业发展趋势 产品主要工艺研究方向和技术发展趋势产品主要工艺研究方向和技术发展趋势 传感器技术发展对产品本身技术运用提出新的传感器技术发展对产品本身技术运用提出新的 要求，产品发展的技术概括如下：要求，产品发展的技术概括如下： 1）mems工艺技术（硅、陶瓷、金属）工艺技术（硅、陶瓷、金属） 2）新材料：纳米、陶瓷传感器技术新材料：纳米、陶瓷传感器技术 3）隔离技术（隔离技术（soi封装、芯片背压反装技术）封装、芯片背压反装技术） 4）数字化无线数据传输网络技术数字化无线数据传输网络技术 5）薄膜（有机复合多层膜）薄膜（有机复合多层膜） 6）光纤传感技术光纤传感技术 7）激光技术（激光测量、焊接技术）激光技术（激光测量、焊接技术） 8）复合传感器技术复合传感器技术 9）多学科交叉的融合技术多学科交叉的融合技术 具体技术功能趋势与特点 digital world 传感数据 传感数据 传感数据 physical world 传感数据 自适应功能 ipv6包头压缩； ipv6包的分拆与重组； 选路功能； 支持物联网的邻居发现 与组播功能。 传感数据 传感数据 特点 短的分组； 16-bit 短地址或ieee 64- bit 扩展mac地址 低带宽(250/40/20 kbps) ad hoc网络； 星型和网状拓扑； 低功耗, 典型电池供电； 相对低成本 由于各个由于各个物联网系统节点通常分层级，每个层级都会设计有物联网系统节点通常分层级，每个层级都会设计有 一个传感器主节点负责收集数据并将集合的数据传递到网关；一个传感器主节点负责收集数据并将集合的数据传递到网关； 在某些应用情况下传感器节点可能会移动，移动后的传感在某些应用情况下传感器节点可能会移动，移动后的传感 器将重新分组并选出新的小组牵头的传感器主节点。器将重新分组并选出新的小组牵头的传感器主节点。 传感器节点使用要求趋向于分层级传感器节点使用要求趋向于分层级 传感器网络感知数据的传输报送方式传感器网络感知数据的传输报送方式 主动式：在每一个规定的间隔时间或簇头广播上报要求时，主动式：在每一个规定的间隔时间或簇头广播上报要求时， 簇成员把数据发送到簇头，簇头节点融合数据然后发送到网关簇成员把数据发送到簇头，簇头节点融合数据然后发送到网关 或者上一层的簇头。除了在报告时间和发送数据时，节点关闭或者上一层的簇头。除了在报告时间和发送数据时，节点关闭 感知器和发送器，以节约能量。各节点要求具有时间同步功能。感知器和发送器，以节约能量。各节点要求具有时间同步功能。 反应式：节点不断地感知其周围环境，当节点首次检测到数反应式：节点不断地感知其周围环境，当节点首次检测到数 据达到预定阀值时，便打开收发器进行数据传送，随后如果检据达到预定阀值时，便打开收发器进行数据传送，随后如果检 测到的数据与前一次的差异不高于一定门槛，则不报告。测到的数据与前一次的差异不高于一定门槛，则不报告。 分层结构中层次比较高的簇头负责转发和汇合数据，会比其分层结构中层次比较高的簇头负责转发和汇合数据，会比其 他的节点较快地耗尽能量，为了使能耗分布比较均匀，所有节他的节点较快地耗尽能量，为了使能耗分布比较均匀，所有节 点可以轮流成为簇头，每间隔时间点可以轮流成为簇头，每间隔时间t轮换一次，该时间轮换一次，该时间t也叫也叫 簇周期。簇周期。 结论结论 随着物联网技术在智慧城市中的发展和应用，人随着物联网技术在智慧城市中的发展和应用，人 更加清楚地认识到：作为物联网核心技术更加清楚地认识到：作为物联网核心技术-传感传感 器在其中充当着无法比拟的主导技术。器在其中充当着无法比拟的主导技术。城市智慧功城市智慧功 能越强大，对于传感器的需求就越大能越强大，对于传感器的需求就越大，技术要求就，技术要求就 越高。通过遍布整个城市的传感器设备来做为多样越高。通过遍布整个城市的传感器设备来做为多样 化数据的采集工作，来实现城市数据采集的全面性、化数据