光纤传感物联网技术以及应用前景(专业).ppt

光纤传感物联网技术及应用前景,目录,一、IT技术的最新发展二、工业是物联网的重要领域三、光纤传感的优势及创新四、光纤传感物联网及应用前景五、结束语,一、IT技术的最新发展,1、IT技术发展的十五年周期定律,IT技术每15年有一次重大变革与创新,主要特点：(1)以PC为标志的个人计算机广泛应用的时代:上世纪80年代初至90年代中为鼎盛时期(2)以WWW互连网为标志的网络普及的时代:上世纪90年代中至本世纪初为广泛应用时期(3)以物联网为标志IT技术发展的新时代TheInternetofthings:2010年-物联网元年,世界信息产业的第三次浪潮,2、物联网的概念,通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互连网连接起来,进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络物联网就是“物物相连的互联网”,两大特点:第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯,物联网（TheInternetofthings）的定义：,物联网结构与关键技术,感知,传输,智能处理,3、物联网的发展背景与智慧地球,物联网的概念是在1999年提出的。过去在中国，物联网被称之为传感网1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议提出了，“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布了ITU互联网报告2005：物联网，正式提出了“物联网”的概念2009年月日，首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施,物联网的发展背景：,智慧地球的提出：,智慧地球的提出在所有基础建设中，植入“智慧”的理念，形成智慧的地球,不仅能在短期内有力的刺激经济、促进就业，而且能在短时间内打造一个成熟的智慧基础设施平台,IT技术的发展产业下一阶段的任务是把新一代技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成物联网,3、物联网的发展背景与智慧地球,预测发展的四个阶段2010年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域，20102015年物体互联，20152020年物体进入半智能化，2020年之后物体进入全智能化,物联网的关键环节物联网产业链可以细分为标识、感知、处理和信息传送四个环节,每个环节的关键技术分别为RFID、传感器、智能芯片和电信运营商的无线传输网络,4、物联网的关键环节和发展阶段,物联网的用途在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系,物联网的作用物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合,4、物联网的作用与用途,物联网开展的三个步骤对物体属性进行标识，属性包括静态和动态的属性，静态属性可以直接存储在标签中，动态属性需要先由传感器实时探测需要识别设备完成对物体属性的读取，并将信息转换为适合网络传输的数据格式将物体的信息通过网络传输到信息处理中心（处理中心可能是分布式的，如家里的电脑或者手机，也可能是集中式的，如中国移动的IDC），由处理中心完成物体通信的相关计算,4、物联网的开展步骤,5.国内外发展概况,美国：将“智慧地球”确立为其科技创新的两大主攻方向之一，大力投资新一代的智慧型基础设施项目的建设，目前已启动100多亿美元的智能电网研究、建设欧洲：2009年5月，欧洲主要国家的代表在布鲁塞尔举行物联网的专题讨论会,物联网的发展被纳入新的14点行动计划韩国：通过了物联网基础设施构建基本规划，提出到2012年构建世界上最先进的物联网基础设施日本：提出了I-Japan战略（物联网国家战略），在2010年将日本建成一个可连接的4a（anytime，anywhere，anything，anyone）网络。,5.国内外发展概况,2009年8月，温家宝总理提出在无锡建中国的传感网中心（“感知中国”）2009年11月，温总理让科技引领中国可持续发展着力突破传感网、物联网关键技术2010年3月，政府工作报告大力培育战略性新兴产业，加快物联网的研发应用中国工程院成立了物联网在节能环保、电力、交通等领域应用研究的多个课题组,5.国内外发展概况,上海：将物联网产业发展作为下一步发展的重点，投8亿元在嘉定建立上海物联网中心，以形成规模应用示范北京：由中关村40多家企业共同发起组建的中关村物联网产业联盟，将推动建设1012项标志性示范应用工程，培育行业龙头企业无锡：在中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心建立“感知中国”中心，江苏省科技厅正积极推进“感知中国”中心示范区科技创新平台建设广东：成立RFID标准化技术委员会，加紧RFID标准攻关，力争使广东版RFID标准成为国家标准，抢占未来物联网产业发展的高地。,感知工业感知安保感知交通感知环保感知园区感知医疗感知电力感知物流感知农业,无锡市推出九大行业应用示范工程,6.现存在的主要问题,物联网：基础设施落后IT技术：整体水平差距很大传感器：技术和产业化方面都不能满足需求核心技术：缺乏具有自主知识产权的核心技术,二、工业是物联网的重要领域,工业是物联网应用的重要领域。具有环境感知能力的各类终端、基于泛在技术的计算模式、移动通信等不断融入到工业生产的各个环节，可大幅提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗，将传统工业提升到智能工业的新阶段,1、物联网的工业应用,制造业供应链管理:物联网应用于企业原材料采购、库存、销售等领域，通过完善和优化供应链管理体系，提高了供应链效率，降低了成本。空中客车（Airbus）通过在供应链体系中应用传感网络技术，构建了全球制造业中规模最大、效率最高的供应链体系,2、物联网的供应链应用,生产过程工艺优化:物联网技术的应用提高了生产线过程检测、实时参数采集、生产设备监控、材料消耗监测的能力和水平。生产过程的智能监控、智能控制、智能诊断、智能决策、智能维护水平不断提高。钢铁企业应用各种传感器和通信网络，在生产过程中实现对加工产品的宽度、厚度、温度的实时监控，从而提高了产品质量，优化了生产流程,3、物联网的生产过程应用,产品设备监控管理:各种传感技术与制造技术融合，实现了对产品设备操作使用记录、设备故障诊断的远程监控。GEOil对外,够建一个基于光纤传感物联网的演示平台,以获取用户的实时评价和反馈信息,在家电领域应用的前景,三、光纤传感物联网及应用前景,通过光纤传感物联网,可实现对家用各类家电的智能控制通过光纤传感物联网,可实现对家庭环境的舒服度和安全的智能控制通过光纤传感物联网,可实现对家庭护理和人员健康的智能控制,在智能家居应用的前景,三、光纤传感物联网及应用前景,三、光纤传感物联网及应用前景,在世界最大煤炭输出港秦皇岛港应用，将关键装备翻车机整机停车检修时间可缩短为原来的20%，每年的经济效益增加量可达3000余万元在国内最大港口上海港应用，可使岸桥式起重机月检修次数由4次减少为1次，并降低了设备点检难度，提高了设备的使用效率和生产效率，相当于增加了3万TEU/年台的货物吞吐量。按每个TEU收入400元计算，增加产值总额达400万元/年在国内最大浮吊中交第四航务工程局（奋进号）浮吊上应用，可实现起重结构健康监测和安全评估,在港口装备领域应用的前景,三、光纤传感物联网及应用前景,我国航空发动机的研制水平比较发达国家还存在一定的差距，尽快地减小这种差距，有利于我国的国防建设和提升国家的综合实力我国大飞机的立项建设、新型战斗机的开发都离不开航空发动机。这些飞行器的安全运行必须具备有效地在线监测技术和手段。因此，大飞机等项目的建设为本项目的应用提供了广阔的前景,在航空发动机领域应用的前景,在风电机组领域应用的前景,2008年我国新增风力发电机组5130多台，装机容量达6.24GW。2008年与2007年相比累计装机增长率为106%。因此，本项目在风电机组安全检测与故障诊断方面应用的社会和经济效益将十分显著,在大型数控机床领域应用的前景,2008年我国机床总销售额达到194亿美元，连续4年在规模和产值上成为世界第三大机床生产国。然而，高档机床的核心技术还未掌握。因此，本项目在大型数控机床加工过程在线监测方面的应用具有重要的社会意义和巨大的经济效益,三、光纤传感物联网及应用前景,还可应用于在重大基础设施、船舶舰艇、核工程、地质勘探与采矿工程、生物医学与环境工程、农业等领域。这些领域随着我国经济的快速发展，将产生巨大的经济效益和社会效益尤其是在危险环境和作业领域的应用，所带来的社会影响和经济效益更是不可估量,在其他领域应用的前景,三、光纤传感物联网及应用前景,四、面向物联网应用的光纤传感系统,光纤光栅周界入侵防范系统光纤光栅桥梁健康监测系统光纤光栅铁路安全监测系统光纤危险气体监测系统光纤光栅火灾报警系统光纤光栅大型装备健康监测系统,温家宝总理指出“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”，“在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展”“尽快建立中国的传感信息中心，或者叫感知中国中心”,四、结束语,智慧地球,智慧地球的核心是以一种更智慧的方法通过利用新一代信息技术来改变政府、公司和人们相互交互的方式，以便提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度。如今信息基础架构与高度整合的基础设施的完美结合，使得政府、企业和市民可以做出更明智的决策。智慧方法具体来说是以以下三个方面为特征：更透彻的感知、更全面的互联互通、更深入的智能化温家宝在无锡考查时说，至少三件事情可以尽