物联网典型应用(PPT 154页).ppt

1、第3章 物联网典型 应用,内容提要,物联网丰富的内涵催生出更加丰富的外延应用。 本篇将介绍物联网的综合应用层，通过八个典型的应用领域呈现物联网应用多样化、规模化和行业化的特点。,本篇重点介绍物联网的应用，包括智能电网，智能交通，智能物流，智能绿色建筑和环境监测，突出更透彻的感知，更全面的互联互通和更深入的智能化的特点。,内容回顾,1 智能电网 2 智能交通 3 智能物流 4 精细农业 5 公共安全 6 智慧医疗 7 智能绿色建筑 8环境监测 9智能家居 智能电网有哪些特征？国家发展智能电网的方向是什么？,本篇内容,3.1 智能电网的起源与发展,典型的电力系统组成部分,什么是智能电网？,电力系统

2、是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。 电力网络为电力系统中除发电设备和用电设备以外的部分（输电、变电和配电）。 智能电网的核心内涵是实现电网的信息化、数字化、自动化和互动化，具有电网自愈，用户交互，设备兼容，质量管理，系统安全，信息集成，管理优化，资产优化，市场协调9大特征。,欧美智能电网的特征,美国智能电网特征,欧美智能电网的特征（续）,欧洲智能电网特征,智能电网最新发展,美国的智能电网主要在配网层，特别强调的是用电智能化，智能电表系统的构建是重中之重。 欧洲的智能电网主要强调分布式能源的接入，包括新能源和储能系统的使用，电力电子技术的发展是关键。 中国的智能电网

3、覆盖面更为全面，是调度、发电、输电、变电、配电、用电六大环节的整体升级。,新能源下游应用分为并网发电、离网发电与可再生燃料等领域。,智能电网与物联网：新能源发展与利用,新能源发展与应用：并网发电,新能源发展与应用：离网应用,长期以来我国电力系统采用定期检修方式。 状态检修，即根据设备运行状态决定检修时机，可以克服定期维修的局限性，提高检修的针对性。 在线监测技术（实时检测设备运行状态）是物联网在电网系统中的重要应用，是状态检修的基础。 油色谱在线监测系统是集控制、测量分析技术于一体的精密设备。,智能电网与物联网：输变电检测与控制,配用电管理的目标是节省电能的无效开销。,智能电网与物联网：配用电

4、管理,电能表是电能计量的法定计量器具，分为机械表和电子表两大类。 用电子表代替机械表，载波通信是主流发展方向，也是节省开销的重要环节。,智能电表应用,智能电网与物联网：配用电管理（续）,实时电网调度自动化系统是一个总称，由于各个电网的具体情况不同，可以采用不同规格、不同档次、不同功能的电网调度自动化系统。 智能调度是物联网技术的又一重要应用。理想的智能调度与现有的调度自动化相比有六大特点： 数字化、集成化、网络化、标准化、市场化、智能化。,智能电网与物联网：实时电力调度,传感器网络作为智能电网末梢信息感知不可或缺的基础环节，在电力系统中有广阔的应用空间。 传感器网络在安全监控领域的应用可以更高

5、效的保护电网的安全。如在部署杆塔和防护线路解决线路故障问题的同时，通过在线路上配置传感设备检测线路的实时情况保证设备安全和电到位等。,智能电网与物联网：电网安全,更加深入的环境感知：设备嵌入包含其信息的可识别智能芯片，并利用无线/有线技术，对各设备进行联网，从而实现全面的在线监控。 更加全面的信息互通：物联网技术可将供电方、输配电管理方及电力用户有效连结，并通过互联网技术，实现电网系统中各参与者间的信息交换与共享，使分布式电网系统成为可能。 更加智能的电网建设：基于互联网技术而建设的智能电网体系，可实现从能源接入、输配电管理、安全监控、继电保护到用户计费计量的全过程智能化网络化控制。,3.3

6、智能电网的未来前景,2020年,“两纵两横”特高压交流后续工程开工建设，跨区直流工程投产规模达到1290万千瓦，配电网建设加大投入，智能化试点工程按期建成，关键技术研究、设备研制和标准制定取得新进展,以特高压为核心的坚强国家电网初步形成，电网的信息化、自动化、互动化水平明显提升，满足大规模可再生能源接入和输送 智能电能表广泛应用，电动汽车充放电站布局基本满足需要,形成以“三华”特高压同步电网为受端，东北特高压、西北750千伏电网为送端，联接各大煤、水、核电、大型可再生能源基地的电网结构 特高压及跨区电网输送能力满足各大能源基地接入和负荷中心用电需求,智能电网的未来前景,2010年,2015年,

7、电网规划,支持和引导电源结构优化调整，逐步提高水电、核电、风电、太阳能等非化石能源的装机比重,与ABB和西门子签署了智能电网设备合作谅解备忘录 设立研究小组开展智能电网技术攻关,智能电网相关规划正在进一步制定中,智能电网的未来前景,新能源领域,智能电网设备,1 智能电网 2 智能交通 3 智能物流 4 智能绿色建筑 5 环境监测 什么是智能交通？智能交通中应用了哪些物联网技术？有那些典型应用？,本篇内容,什么是智能交通？,智能交通系统 (Intelligent Transportation Systems, ITS) 通过在基础设施和交通工具当中广泛应用信息、通讯技术来提高交通运输系统的安全性

8、、可管理性、运输效能同时降低能源消耗和对地球环境的负面影响。,“智慧的地球”,在IBM提出的智慧地球概念中，智慧的交通需要具备以下特征。 环保的交通：大幅降低温室气体和其他各种污染物的排放量以及能源的消耗。 便捷的交通：通过泛在移动通信提供最佳路线信息和一次性支付各种方式的交通费用等服务，改善旅客体验。 安全的交通：实时检测危险、事故并及时通知相关部门。 高效的交通：实时进行跨网络交通数据分析和预测，优化交通调度和管理，最大化交通流量。 可视的交通：将所有公共交通车辆和私家车整合到统一的数据管理，提供单个网络状态视图。 可预测的交通：持续进行数据分析和建模，改善交通流量和基础设施规划。,3.传

9、感器技术,感知某一物理量的信息，并将它转化为有用信息的装置（非电量电信号）,车辆检测：磁频 波频 视频,车辆识别：光 磁,车辆控制：发动机管理 车辆控制 环境信息 危险警告,用于：,4.显示技术和人工智能,大屏幕显示： LED 发光二极管、点阵模块 LCD 液晶显示器件 人工智能： 用计算机模拟，延伸和扩展的智能。 其中： 智能控制模式控制、知识控制、 专家控制、神经网络控制。,地面控制站 和网站控制,用户接收机 选择信号算出导航解显示输出定位,5.车辆识别和自动定位,识别：长、宽、高、重的车辆属性；车载标志及身份属性。 IC卡：一卡多用，安全性、机读性、存储量大（静态数据、动态数据） 定位：

10、全球定位系统（GPS）,三部分组成,6.地理信息系统,由计算机程序和地理数据组织而成的地 理空间信息模型。 在ITS上应用采集、显示、查询、分 析地理位置信息。,无线通讯 短距离无线通信可使用IEEE 802.11系列协议来实现，其中美国智能交通协会以及美国交通部主推WAVE和DSRC两套标准。 长距离无线通信方案通过基础设施网络实现，如 WiMAX /GSM/3G。 计算技术 未来车辆将配备数量更少但功能更为强大的处理器。 新的嵌入式系统平台将支持更加复杂的软件应用，包括基于模型的过程控制、人工智能和普适计算，其中人工智能技术的广泛应用将有望为智能交通系统带来质的飞跃。,3.2 智能交通中的

11、物联网技术,感知技术 交通基础设施中的传感器嵌入在道路或者道路周边设施例如建筑之中。 车辆感知系统包括了部署道路基础设施至车辆以及车辆至道路基础设施的电子信标来进行识别通信，同时利用闭路电视技术和车牌号码自动识别技术对热点区域的可疑车辆进行持续监控。 视频车辆监测 利用视频摄像设备进行交通流量计量和事故检测属于车辆监测的范畴。,3.2 智能交通中的物联网技术,全球定位系统 GPS 车载嵌入式GPS接收器能接收多个不同卫星的信号并计算车辆当前位置，定位误差一般是几米。 由于GPS信号接收需要车辆具有卫星的视野，因此该技术在城市中心区域可能由于建筑物遮挡而受限。 探测车辆和设备 探测车辆通常是出租

12、车或政府所有的车辆，需配备无线通信设备。 探测车辆向交通运营管理中心汇报其速度和位置，管理中心整合分析得到广大范围内的交通流量情况以检测交通堵塞的位置。,3.2 智能交通中的物联网技术,不停车收费系统 电子收费 (Electronic toll collection, ETC)系统能够在车辆以正常速度驶过收费站的时候自动收取费用，降低了收费站附近产生交通拥堵的概率。 之前大部分电子收费系统都基于使用私有通讯协议的车载无线通讯设备。目前很多国际组织希望将此类协议标准化。,3.3 智能交通应用,挪威ETC系统应用 挪威政府启用AUTOPASS项目实现“开放式收费”，采用DSRC技术对车辆进行识别，

13、并利用视频图像抓拍技术对没有安装电子标签或电子标签非法的车辆事后追讨通行费。 电子收费车道上安装有DSRC读写设备和摄像机，省略了传统的交通灯、收费显示牌和栏杆等装置，车辆通过速度可达60公里/小时。 德国ETC系统应用 德国高速公路启用卫星卡车收费系统，几十万辆卡车装置了车上记录器 (OBU)，这种记录器能够记录卡车行驶情况与自动缴费，需要依赖卫星才能运作。 该系统部署了300个高架控制桥的红外线监视系统，阅读车牌号码，同时有大量带有监视器和装置电脑的监控车来回巡逻。,不停车收费系统,新加坡ETC系统应用 新加坡的城市道路电子动态收费系统 (Electronic Road Pricing,

14、ERP) 是专门的小范围无线信息系统，包括三个主要组成部分，车载单元，ERP显示牌，和控制中心。 法国ETC系统应用 由于道路基础设施往往由不同的公司运营，各家公司之间的电子标签和收费系统往往并不通用。因此各大公司开始协商在所有的高速公路路网上提供统一服务，即“一卡通”收费的可能性。 “一卡通”系统的技术考虑包括国际标准的制定、服务车型的选择、发票的出具、交易的组织、如何利用和改建现有的收费站点以及成本的控制。,不停车收费系统（续）,实时交通信息服务 实时的交通信息服务是智能交通系统最重要的应用之一，能够为驾驶员提供实时的信息例如交通线路，交通拥堵可能造成的时间延误，交通事故，安全提示，天气情

15、况，前方道路修整工程等。 智能交通系统还可以为乘客提供进一步的信息服务，例如车内的Internet访问服务以及音乐电影的下载和在线观看。,3.3 智能交通应用,实时交通信息服务（续） 提供实时的交通信息服务包括三个主要的组成部分，信息的收集，信息的处理以及信息的散布。每一个部分都需要不同的平台和技术设备支持。 目前美国的车辆当中已经越来越普遍的配备了信息设备，2009年已经有28%的车辆携带有各类先进的信息设备，分析家预计到2012年这一比例可达到40%。,3.3 智能交通应用,智能交通管理 智能交通管理主要包括交通控制设备例如交通信号、匝道流量控制和公路上的动态交通信息牌（为司机提供实时的交

16、通流量和公路状态信息）。 同时一个城市或者一个省份交通管理中心需要得到整个地区的交通流量状况以便及时检测事故、危险天气事件或其它对车道具有潜在威胁的因素。,3.3 智能交通应用,智能交通管理（续） 自适应的交通信号控制技术能够对交通信号进行动态控制，智能调整信号开关的时间。 如果交通信号装置能够检测到等待车辆的信息或者车辆能够与信号装置通信将此信息发送给信号装置，我们就能够优化交通信号的时间控制方案，并提高道路的交通流量，缓解交通拥堵状况。 智能的匝道流量控制也能够为交通管理带来巨大收益。 大概有20个美国的大城市已经使用各种形式的匝道流量控制技术。,3.3 智能交通应用,中国 制定发展战略,

17、单项研究：交通信号控制（无序状态），高速公路监控，GPS调度。20世纪末开始研究ITS发展战略。,中国ITS系统服务功能,1 智能电网 2 智能交通 3 智能物流 4 智能绿色建筑 5 环境监测 物流的发展历程如何？智能物流运用了哪些物联网技术？,本篇内容,什么是物流？,物流 （Logistics）是满足顾客需要为目的，从物品的源点到最终消费点，为有效的物品流通和存储，服务及相关信息而进行企划、执行和控制的过程。 物流发展阶段 粗放型物流 （20世纪 50 70年代） 系统化物流 （20世纪 70 80年代） 电子化物流 （20世纪 80年代 20世纪末） 物联化物流 （21世纪初 ）,粗放型

18、物流,物流发展阶段 粗放型物流 系统化物流 电子化物流 物联化物流,背景: 二战后世界经济迅速复苏 特点: 大型零售企业涌现 大量生产、大量消费 缺点： 库存量大、效率低下、缺乏部门间配合,系统化物流,物流发展阶段 粗放型物流 系统化物流 电子化物流 物联化物流,起因： 物流成为一门综合型科学 企业开始注重物流的成本和效益 新型物流技术 实时生产系统 集装箱技术 新型物流业务 航空快递,电子化物流,物流发展阶段 粗放型物流 系统化物流 电子化物流 物联化物流,现代物流的开始 关键技术 EDI 条形码 典型应用 UPS 世界港 （World Port）,电子数据交换（EDI）,物流发展阶段 粗放

19、型物流 系统化物流 电子化物流 物联化物流,需求背景 统一的计算机数据格式 无纸贸易 初期标准 X12 UN/EDI FACT 关键支撑 互联网,物联化物流,物流发展阶段 粗放型物流 系统化物流 电子化物流 物联化物流,现代物流面临的问题 互联互通不充分 标准难以统一、发展滞后 网络与设备的异构、信息共享不充分 感知不及时、不彻底 缺少实时感知手段 信息采集手段单一、采集的信息种类有限 缺少智慧型计算支持与服务 应用程度低 协同性不足,物联化物流,物流发展阶段 粗放型物流 系统化物流 电子化物流 物联化物流,智能物流 发展契机 物联网 特点 精准化：成本最小化，零浪费 智能化：软件智能化，设备

20、及网络智能化 协同化：资金流、物流、信息流三流合一,智能物流典型应用 ：EPC,商品物流首先需要解决的问题：我是谁？（Tagging） 电子产品码 Electronic Product Code 目标：“互联网地址系统” 每个物体或电子设备都有一个独立唯一的EPC Code 对象名称解析系统（Object Naming Service，ONS） 整个物流领域连成EPC 物联网,EPC物联网架构,智能物流典型应用 ： 美军的RF-ITV系统,海湾战争中美军后勤部门的问题 缺乏有效准确的物流管理，效率低下 物资堆放无序，浪费严重 解决方案：在运物资可视化 In-Transit Asset Visi

21、bility 准确定位，减少堆积，及时递送 帮助决策，把握态势 合理供应，优化采购配给方案,RF-ITV 关键技术：RFID技术,联合全资产可视化系统 （JTAV） RFID 标签 大量运用主动式标签、传感器标签 全球化读写识别设备部署架构 （Global Interrogator Infrastructure） 国际运输信息跟踪系统 （International Transportation Information Tracking）,智能物流典型应用：食品物流,食品物流的特殊性 保存、运输条件多、要求高 智能物联技术与食品物流 传感器搜集需监测的各种参数 条形码、RFID标签支持安全回溯

22、电子耳标方便快速通关 发展方向 丰富感知手段 提高智能化程度,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，2009年初出台了物流产业调整振兴规划（以下简称规划），为物流领域的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积极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定物流信息技术标准和信息资源标准，建立物流信息采集、处理和服务的交换共享机制。 加快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，以及其他运输与服务方式的信息网络等，由此进一步扶持智慧物流发展。预计到2015年，智慧物流领域物联网产业市场规模将达到3

23、00亿元，到20162020年5年的智慧物流领域物联网产业市场规模将达到800亿元。,4 精细农业,本篇内容,3.4 精细农业 民以食为天。我国是人口大国，农业不只是社会发展的基础，也是社会安定的基石。我国又是传统农业大国，勤劳的农业人口有着光荣的历史，以世界7%的耕地养活了22%的人口。,3.4.1 精细农业概述,农业物联网系统一般采用包括大量传感器节点构成的传感器网络；将环境采集传感器、带有身份标识的单体信息收集传感器以及多媒体传感器所采集的环境信息与作物信息，通过通信网络迅速回传；通过数据分析（包含图像识别）、模式识别、专家系统（人工智能、数据挖掘）进行智慧的判断，反馈给决策层与终端操作

24、者。 农业物联网的实施有着重要的意义。它将农业生产模式逐渐从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式，从而大量使用各种自动化、智能化、可远程控制的生产设备，实现对农业生产环境信息和农作物生长信息的全面感知、可靠传递和智能处理，是智能农业必经之路，是中国农业发展的重要趋势。,3.4.2 精细农业系统与技术需求（1）,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,3农业信息处理技术,（1）模糊控制,（2）专家控制,（3）神经网络控制,（4）学习控制,3.4.3 精细农业应用与市场预期（1）,1农业生态环境监测,3智能灌溉,2智能温室

25、,4智能病虫害诊断系统,5智能集约化水产养殖,6精量饲喂系统,7智能冷链,二、未来的农牧业物联网,未来大到一头牛，小到一粒米都将拥有自己的身份，人们可以随时随地通过网络了解它们的地理位置、生长状况等一切信息，实现所有农牧产品的互联。,物联网产业的发展，为实现农业、畜牧业的信息化、产业化提供了前所未有的机遇。同时，农业、畜牧业也为物联网产业的发展提供了最为广阔的应用平台。,三、目前工作进展情况,农产品溯源系统,从农田到 餐桌,系统结构,以农业企业档案数据为基础，围绕“生产、库存、销售”三条主线，对农产品的生产环境、生产活动、销售状况实施电子化管理。,农产品质量安全管理系统,详细信息链接,修改,删

26、除,农产品安全追溯系统,为了使消费者充分了解农产品的种源情况、生产基地环境质量、生产操作过程、用料用药情况、加工销售过程等各个环节，结合目前先进的条码技术对农产品的流通进行编码，从而建立安全的农产品生产全程追溯系统。,输入追溯号,畜产品质量安全追溯管理系统,溯源体系信息流向,饲养环节跟踪管理示意图,屠宰加工销售环节跟踪管理示意图,消费者质量安全查询流程示意图,奶牛体征监测系统,奶牛体征监测系统整体架构,畜牧业数字化平台,四、关键共性技术,传感器： 低成本、环境适应性、可靠性、微功耗、安全性 三类传感器： 集聚式传感器节点 移动式传感器节点(车载、便携） 分布式固定传感器节点 使用特点: 季节性

27、、空间分布性、多参数嵌入,网络互联： 分布式传感器 汇聚节点，采用ZigBee 适于环境变化的多跳、自组织通信技术， 互联网接入。 智能信息处理：逻辑思维 形象思维；知识工程； 云服务；人机和谐；现代信息服务产业。,RFID： 频率选择、天线技术、低功耗技术、封装技术、 定位与跟踪、防碰撞与安全技术等。,五、物联网在农业中的应用思考,资源 农地整治重大工程监管；基本农田数量、等级、 利用效率、环境质量网络化管理;农用水资源管理 环境 农田土壤、地表与地下 水环境、光热、小气候,物联网在农业中的应用领域,生产 作物生产：土壤理化参数、水、肥、保、苗 设施农业: 生物环境控制与管理信息系统 养殖生

28、产: 个性化生理、健康、喂养监测管理 农产品与食品 产地环境、产品储存、物流、营销 农业装备 服务作业调度、工况监控、远程诊断服务,3.6 智慧医疗,3.6.1 智慧医疗概述,（1）医疗服务还不够完善,（2）医疗资源相对缺乏,（3）医疗信息化水平相对较低,（4）医疗区域发展不平衡,3.6.2 智慧医疗系统与技术需求（1）,1医疗信息感知,（1）体温传感器,（2）电子血压计,（3）脉搏血氧仪,（4）血糖仪,（5）心电传感器,（6）脑电传感器,3.6.2 智慧医疗系统与技术需求（1）,2医疗信息传输,3医疗信息处理,（1）操作型处理,（2）分析型处理,3.6.3 智慧医疗应用与市场预期（3）,1.

29、 医疗监护,（1）生命体征监测 （2）人员及设备定位 （3）行为识别及跌倒检测,2. 医疗产品智能管理,1.药品防伪 2. 血液管理 3. 医疗垃圾管理,3.6.3 智慧医疗应用与市场预期（3）,3.医疗器械智能管理,1.手术器械管理 2.手术材料管理 3.医疗器械追溯,4. 智能医疗服务,1.移动门诊输液 2.移动护理 3.智能用药提醒 4.智能辅助,5.远程医疗,生物传感技术的应用,通过使用生命体征检设备、数字化医疗设备等传感器，采集用户的体征数据，通过有线或无线网络将这些数据传递到远端的服务平台，由平台上的服务医师根据数据指标，为远端用户提供保健、预防、监测、呼救于一体的远程医疗与健康管

30、理服务体系。,用户,医生,体征检测设备,数字医疗设备,网络,服务平台,运动能量管理,用户的智能手机,用户,运动者佩戴能量采集戒指与运动腕表开始活动,蓝牙传输,用户的运动能量 数据采集完毕,CDMA网络,健康管理服务平台,健康管理手机,用户心电图,测量方式,CDMA网络,健康管理服务平台,SMS、Phone,远程心电监护,远程高血压与糖尿病管理,用户的智能手机,蓝牙传输,CDMA网络,医疗机构,用户,用户的血压与血糖 数据采集完毕,远程急救,无线监护功能：救护车内的监护设备采集急救病人的生命体征信息，并通过CDMA网络将监护信息实时上传至急救指挥中心和进行抢救的医院急诊中心。 视频监控功能：急救

31、车外内的摄像视频信号经过CMDA网络上传到急救指挥中心与医院的急诊室远程监护中心。 定位调度功能：利用中国电信GPS ONE定位技术，查找最近的急救车进行调派，并对进行移动急救车辆进行轨迹监控。,急救指挥中心,医院急诊中心,无线查房与病人位置监控应用,可通过护士工作站、医生工作站、移动终端进行查房操作 医生/护士认证登录 录入/修改病人信息 录入病人住院用药情况 录入病人例行检查记录 对未查房/超时短信告警 短信提醒护士/医生对特定病人进行查房 相关后台管理 查房等级/提醒等级设置 相关查房统计报表 人员帐号/权限管理 查房记录模板编制,RFID腕带,平板电脑及3G无线模块,PDA手机终端,S

32、D接口RFID读卡器,智能工作终端,移动医护,利用高速CDMA无线网络，使医生/护士对住院病人的治疗/护理工作实现移动化办公。彻底解决了在哪发生的信息在哪录入的问题，减少了对纸张的依赖。轻松让医护人员能够在患者床边实时获取和记录针对该患者的病历信息和诊疗医护信息。,医院,医院,数据库,应用 服务器,移动业务 协同工作 服务器,CDMA,WIFI,智能药瓶,自动提示服药时间 医生可以根据病人情况，远程控制服药量 减少误服的机会,微型检测机器人,直接口服进人体，减少病人痛苦 可以配合外接无线通信设备，实现远程诊疗,手术辅助机器人,运用人工智能技术，实用机器人进行手术操作，可帮助外科医生更加精确的进

33、行外科手术，避免医疗事故的发生。 通过高质量专线保障，还可进行远程机器人控制,智能医疗的应用场景,CDMA网络,北京社区居民健康管理,北京社区居民正在利用中国电信健康管理服务进行检测,健康管理 服务机构,将国外先进的健康管理服务理念整合至CDMA手机，可通过手机内置或外置的“健康管理模块”采集用户的身体体征数据（如心电图、血压、血糖、能量消耗等），并通过中国电信3G网络将体征数据发送至专业健康管理服务平台，由平台对用户的健康进行长期个性化检测服务。 健康管理服务包括724小时的心电监护、医疗指标的分析（血压，心电，计步器等）、健康指导、建议、提醒、健康档案等。,上海宝山区120急护中心,采集内

34、容： 发送生命体征参数和波形，包括心电、血压、血氧、呼吸、脉搏、体温。 急救中心作为数据服务中心，能够不间断的接收来自急救车上病人的监护信息，数据传输流畅，延时10s。 接诊医院作为急诊信息显示终端，能够准实时的接收来自车载监护的监护数据，延时10s。,上海闵行区中心医院无线医疗,紧密围绕“以人为本，病人为中心”的现代救护理念，中国电信上海公司结合固网数据传输与3G、WiFi无线网络整体优势，助力上海闵行中心医院院建设无线数字医疗，为医院逐步建立了C+W的无线医疗环境，并实现无线医生护士站、危急值预警、无线远程会诊、医院无线远程管理,3.7.1 智能环保概述 为了适应环境发展的需求，必须通过加

35、强环境科技创新以提高环境监测和预警的技术支撑能力，提高检测装置的精度，扩大自动监测范围，提高所用设备长期运行的可靠性，加强信息处理技术、控制技术的应用，实现环境质量变化的预报和环境质量的直接控制。,4 智能环保,（1）感知互动层面 （2）网络传输层面 （3）应用服务层面,与传统的环境监测网络相比，基于物联网技术的环境监测网络有以下诸多优点。 监测更精细 监测更可靠 监测实时性更好,智能环保系统与技术需求（1）,1环境监测感知技术,（1）大气污染监测,（2）水体污染监测,（3）土壤污染监测,有机污染物。 无机污染物。 重金属污染物。 固体废物。 病源微生物。 放射性污染物。,2环境监测传感网技术

36、,（1）无线水下传感器网络,无线水下传感器网络可以实时监测河流、湖泊、海洋环境，如水质监测以获取相关水资源被污染的信息，海洋环境采样、海洋生物系统监测,（2）无线地下传感器网络,无线地下传感器网络具有广泛的应用价值，如监测土壤中的有害化学物质含量。在靠近河流或含水层的土壤区域部署无线地下传感器网络，无线地下传感器网络还可以用于监测地下隧道、大型建筑物安全、土壤运动情况，预测山崩、泥石流、地下冰层运动以及火山爆发等灾害。,3环境监测信息处理技术,（1）环境监测信息融合技术,为了节省传感器节点能量的消耗，减少网络数据的传输量，传感器网络在数据收集的过程中常常使用数据融合技术。,（2）不确定性数据处

37、理技术,在对采集到的数据进行处理时，必须考虑数据的不确定性，才有可能获得正确的监测结果。针对不确定性数据的研究，主要包括数据管理和数据挖掘两大方面，,（3）环境监测中的信息预测技术,预测技术包括以下几种。 数理统计预测技术：其中包括基于回归分析法的预测技术，基于时间序列分析法的预测技术等。 数学理论预测技术：如基于模糊理论的预测技术，基于灰色理论的预测技术，基于突变理论的预测技术等。 智能预测技术：如基于神经网络的预测技术，基于专家系统的预测技术，基于遗传算法的预测技术等。,3.7.3 智能环保应用与市场预期,1水质污染监测,2城市气候和空气污染物监测,3森林生态监测系统,4地质灾害监测,环境

38、监测的概念,环境监测宗旨：检测状态参数，跟踪质量变化，确定质量水平 环境监测目标：为环境管理、污染治理、防灾减灾等工作提供基础信息、方法指引和质量保证。 环境监测的对象：自然因素，人为因素，污染危害环境的其他因素，以及生物、生态的变化。 环境监测的不同阶段：,系统工程角度：,信息技术角度：,环境监测的发展,基于经验的观察 由自然因素认识自然规律； 反映自然规律不全面、不准确、不客观。 系统科学的监测 50年代，对污染严重地点的被动监测； 70年代，监测范围延伸为包含其他物理因素的离散测量。 自动监测 电子计算机控制和辅助处理； 监测环境有广度、有频度、有深度。 无线传感器网络,环境监测传感网：

39、典型应用系统部署,加州大学伯克利分校2002年 美国大鸭岛（Great Duck Island） 32个MICA节点 数据采集内容：温度、湿度、光照和大气压力 监测目的：持续监测海燕在繁殖季节的习性，收集相关环境数据供动物学家分析。,环境监测传感网：典型应用系统部署,哈佛大学2004年 厄瓜多尔活火山周围 16个节点 19天捕捉229次地震、火山爆发和其他地震波事件。 数据采集内容：100赫兹频率持续采集地震波和声波强度等。 监测目的：对高频数据采集过程中传输可靠性、数据验证和校准等问题的探索。,环境监测传感网：典型应用系统部署,瑞士巴塞尔大学、苏黎世大学与苏黎世联邦理工学院2006年 瑞士阿

40、尔卑斯山 数据采集内容：气候状况、地质结构和地表环境。 监测目的：研究气候对环境造成的影响，提前预测雪崩、山体滑坡等自然灾害。,环境监测物联网应用：森林生态物联网,应用目标：对以森林生态为中心的地球环境进行长期大规模监测,单位： 清华大学 香港科技大学 西安交通大学 浙江农林大学 组成： 无线传感器网络 车载网 移动3G 互联网,森林生态物联网：应用背景,应对全球气候变化和保持自然生态平衡。 2005年2月16日，京都议定书正式生效，明确提出通过森林等生态系统的有效管理提高固碳潜力，可以抵消碳减排份额 。确定森林缓减全球CO2中的作用。 2009年9月22日，胡锦涛主席在纽约G20气候变化峰会

41、提出用“森林碳汇”来减缓气候变化。 2009年12月18日，温家宝总理在哥本哈根气候变化会议。,森林生态物联网：典型应用场景,森林生态物联网：典型应用场景,森林生态安全监测 森林生态旅游导航与安全保障 林业生产智能管理和城市森林规划,环境监测物联网应用：Planetary Skin,发起单位：思科（CISCO）公司和美国国家航空航天局项目宗旨：应对全球气候变化的挑战，为人类提供环境信息量化评估和决策支持系统。,环境监测物联网应用：Planetary Skin,应用背景: 资源紧缺和信息富集主导当今世界发展和社会进步 节能减排的责任和义务难以界定 典型应用场景： 陆上碳汇经营 食品安全 水资源管

42、理 燃料、食品、纤维制品和饲料生产用地的冲突协调,3.8 智能家居,3.8.1 智能家居概述,1家居设施能耗过高,我国建筑能耗是世界上同纬度国家的3倍，占全国能源消耗总量的27.8%,2家庭安防手段落后,火灾报警、燃气泄漏报警，非法闯入,3家用电器使用不便,智能家居，是物联网应用的一个典型领域,3.8.2 智能家居系统与技术需求（1）,智能家居系统的主要技术需求包括如下几种,1传感器技术,（1）门磁传感器,（2）可燃气体探测器,（3）水浸传感器,（4）烟雾传感器,（5）红外和压力传感器,（6）光线传感器,（7）读数传感器,2网络传输技术,智能家居网络传输方式，主要包括有线传输与无线传输两种方式

43、。,（1）智能家居中的有线传输技术,LonWorks总线技术,X-10电力载波技术,（2）智能家居中的无线传输技术,3信息处理技术,（1）主人状态识别与预判,主人状态识别技术,主人状态预测技术,（2）主人身份识别,生物识别技术主要包括人脸识别和指纹识别技术,指纹识别技术,3.8.3 智能家居应用与市场预期,（1）智能家电,（2）家庭节能,（3）智能照明和通风,（4）家庭安防,最著名的智能家居要算比尔盖茨的豪宅 他描绘他的住宅是“由硅片和软件建的”，1997年，比尔盖茨的豪宅终于建成。他的这个豪宅完全按照智能住宅的概念建造，不仅具备高速上网的专线，所有的门窗、灯具、电器都能够通过计算机控制，而且

44、有一个高性能的服务器作为管理整个系统的后台。,智能家居概念,智能家居，或称智能住宅，在英文中常用Smart Home、Intelligent home，与此含义相近的还有家庭自动化（Home Automation）、电子家庭（Electronic Home、E-home）、数字家园（Digital family）、网络家居（Network Home），智能建筑（Intelligent Building）。,智能家居是以住宅为平台，兼备建筑、网络通讯、讯息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。,智能家居是在家庭产品自动化，智能化的基础上，通过网

45、络按拟人化的要求而实现的。 与普通家居相比，由原来的被动静止结构转变为具有能动智能的工具，提供全方位的讯息交换功能，帮助家庭与外部保持讯息交流畅通。,智能家居强调人的主观能动性，要求重视人与居住环境的协调，能够随心所欲地控制室内居住环境。 因此，具有相当于住宅神经的家庭网络、能够通过这种网络提供的各种服务、能与Internet相连接是构成智能化家居的三个基本条件。,智能家居功能,典型的智能家居具有以下功能： 1 家居安全监控：各种报警探测器的讯息报警 2 家电控制：利用计算机、移动电话、PDA通过高速宽带接入Internet，并对电灯、空调、冰箱，电视等家用电器进行远程控制 3 家居管理：远程

46、三表(水、电、煤气)传送收费,4 家庭教育和娱乐：如远程教学、家庭影院、无线视频传输系统、在线视频点播、交互式电子游戏等 5 家居商务和办公：实现网上购物、网上商务联系，视频会议 6 入口控制(门禁系统) ：采用指纹识别、静脉识别、虹膜识别、智能卡等 7 家庭医疗，保健和监护：实现远程医疗和监护，幼儿和老人求救，测量身体的参数(如血压，脉搏等) 和化验，自动配置健康食谱。,智能家居特点,“科技改变生活”。智能家居的应用将对我们的家庭生活和生活方式带来深远影响。 节省费用-在不需要时，能源消耗装置可以自动关闭，这样可以降低您的费用。 使用方便 ，安全性高。 改变生活方式。例如，你可以是穿著T恤在

47、家办公，可以在家炒股、进行远程会议，主妇在家逛街，孩子在家上课，在互联网上能完成的工作都可以在家完成。,智能家居结构,智能家居构造解决方案 基于Internet的网络和控制结构是目前和未来智能家居的主要构造方式。 整个智能家居结构的核心是Internet。以Internet为中心，在家庭网络连接下，结合了多种智能家居功能解决方案，包括家居控制、讯息服务、通讯交流、商务、娱乐、教育、医疗保健、移动通讯。,家居控制(Home Control),家居控制系统是智能家居的灵魂，通过它可以控制各种家用电器。,讯息服务(Information),通过Internet可以任何时间任何地点获得和交换讯息，讯息

48、传输可以以多种形式，从静态文本、图形到动态的音频、视频讯息。,商务(Commerce),基于Internet的电子商务使每天的家务变得更加容易和简单 在厨房，通过条形码阅读器记录采购清单 超市和供货商在线订购，即使在卧室在家还可以通过Internet理财，你在家就可以掌握信用卡上的支出和收入情况。,娱乐(Entertainment),在智能家居中，娱乐质量将更高，更加方便。 数字电视通过机顶盒接入网络，可以进行采购商品，在线点播电影，音乐网络收音机可以收听世界各地的新闻、体育、各种音乐,医疗保健(Health),Internet在智能家居医疗保健中的作用有很大的潜力，不仅使您的身心更加健康，而且会降低医疗保健成本。 每天，你都可以在家中将测量的血压、体温、脉搏、葡萄糖含量等参数传递给医疗保健专家，并和医疗保健专家在线咨询和讨论，省去了许多在医院排队等待的麻烦。,移动通讯(Mobility),人们希望在自由移动中保持联系，思想交流，获得讯息。无线网络技术可以解决这个问题，从手提电话到PDA，从无线家庭网络到汽车中的定位系统。在智能家居中，可以用手提电话或PDA通过无线网络收发E-mail，接受最新的股市行情。,智能家电,概述 目前，家电产品的发展主