物联网在能源环保中的应用(PPT 64页).ppt

1、神州物联网商务股份有限公司China Internet of Things Business Company Limited,物联网在能源环保中的应用,王俊伟 新浪微博 俊伟junwei,目录/contents,物联网发展简介,物联网在能源计量管理中的应用,物理网在环保监控中的应用,物联网的英文名称为 “IOT，Internetof Things”。 由名称可见，物联网就是 “物物相连的互联网”。,一. 什么是物联网,中国式物联网定义 物联网指的是将无处不在的末端设备和设施，包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”的如贴上RFID

2、（射频识别，俗称电子标签）的各种资产、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃，通过各种无线、有线的长距离和短距离通讯网络实现互联互通、应用大集成、以及基于云计算的SaaS营运等模式，在内网、专网或互联网环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。,一. 什么是物联网,欧盟对物联网的定义 2009年9月，在北京举办的“物联网与企业环境中欧研讨会”上，欧盟委

3、员会信息和社会媒体司RFID部门负责人Lorent Ferderix博士给出了欧盟对物联网的定义。 物联网是一个动态的全球网络基础设施，它具有基于标准和互操作通信协议的自组织能力，其中物理的和虚拟的“物”具有身份标识、物理属性、虚拟的特性和智能的接口，并与信息网络无缝整合。物联网将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一道，构成未来互联网。,一. 什么是物联网,目前对物联网也还没有一个统一的标准定义，但从物联网本质上看，物联网是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升，将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用，使人与物智慧对话，创造一个智慧的世界。 物联

4、网技术被称为是信息产业的第三次革命性创新。物联网的本质概括起来主要体现在三个方面： 一是互联网特征，即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络； 二是识别与通信特征，即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别与物物通信（M2M）的功能； 三是智能化特征，即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。,M2M(机器对机器) 是指将数据从一台终端 传送到另一台终端， 就是机器与机器的对话,一. 什么是物联网,“物品”进入物联网需要哪些条件呢？ 物联网的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的管理范围： 1、要有相应信息的接收器； 2、要有数据传输通路； 3、要有一定的存储功能； 4、要有

5、CPU； 5、要有操作系统； 6、要有专门的应用程序； 7、要有数据发送器； 8、要遵循物联网的通信协议； 9、要在世界网络中有可被识别的唯一编号。,一. 什么是物联网,大发展,兴起,诞生,1999年,2005年,2009年,二. 物联网的背景和发展, 1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议上首先提出物联网(Internet of Things)这个概念。提出了结合物品编码、RFID和互联网技术的解决方案。当时基于互联网、RFID技术、EPC标准，在计算机互联网的基础上，利用射频识别技术、无线数据通信技术等，构造了一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网“Internet of thi

6、ngs”（简称物联网）。 1999年，中科院启动了传感网的研究，并已取得了一些科研成果，建立了一些适用的传感网。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”。,二. 物联网的背景和发展,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ITU互联网报告2005：物联网，引用了“物联网”的概念。物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。 报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主

7、动进行交换。射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的应用。 物联网概念的兴起，很大程度上得益于国际电信联盟2005 年以物联网为标题的年度互联网报告。,二. 物联网的背景和发展, 2009年月28日，首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念，建议奥巴马政府投资新一代的智慧型基础设施。当年，美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点；2009年2月24日2009IBM论坛上，IBM大中华区首席执行官钱大群.公布了名为“智慧的地球”的最新策略。认为，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。,二. 物联网的背景和发展, 2009年8月：国务院总理

8、温家宝在无锡微纳物联网工程技术研究中心视 察并发表重要讲话，表示中国要抓住机遇，大力发展物联网技术，并提出要在无锡建设“感知中国”中心。 2009年9月：我国物联网标准体系已形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳。 2009年9月：南京邮电大学成立全国高校首家物联网研究院、物联网学院。 2009年11月：温家宝总理在人民大会堂向首都科技界发表了题为让科技引领中国可持续发展的讲话，指示要首力突破物联网、传感网关键技术，物联网产业随即被列入国家五大新兴产业之一。 2009年11月：中国物联网研究发展中心在无锡成立。 2010年1月：无锡物联网产业研究院在江苏软件外包园落户 2010

9、年1月：江苏无锡高新技术产业开发区正式获批为国家电子信息（物联网）示范基地。,二. 物联网的背景和发展,EPOSS（欧洲智能系统集成技术平台）在Internet of Things in 2020报告中分析预测，未来物联网的发展将经历四个阶段： 2010年之前 RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域； 2010-2015年 物体互联； 2015-2020年 物体进入半智能化； 2020年之后 物体进入全智能化。,二. 物联网的背景和发展,物联网的架构,三. 物联网的技术特点,从技术架构上来看，物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层。 感知层由各种传感器以及传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传

10、感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID 标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网获识别物体，采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息，并且将信息传递出去。 网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。 应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。,三. 物联网的技术特点,物联网的四大网络支撑,三. 物联网的技术特点,1.短距离无线通讯网：包括10多种已存在的短距离无线通讯（如R

11、FID、Zigbee、蓝牙、等） 标准网络以及组合形成的无线网状网（Mesh Networks)。 射频识别技术（Radio Frequency Identification，简称 RFID）是物联网发展的排头兵，是市场最为关注的技术。RFID是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，是目前比较先进的一种非接触识别技术。以简单RFID系统为基础，结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等，构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的，比Internet更为庞大的物联网成为RFID技术发展的趋势。 在“物联网”的构想中，RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把

12、它们自动采集到中央信息系统，实现物品(商品)的识别，进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。,三. 物联网的技术特点,Zigbee：Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜

13、的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。,三. 物联网的技术特点,长距离无线通讯网：包括GPRS/CDMA、3G, 4G,5G等蜂窝（伪长距离通讯）网以及真正的长距离GPS卫星移动通信网。 GPRS-General Packet Radio Service，通用无线分组业务，是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。通俗地讲，GPRS是一项高速数据处理的技术，方法是以分组的形式传送资料到用户手上。GPRS是作为现有GSM网络向第三代移动通信演变的过渡技术。 GPS系统：中国北斗卫星导航系统(BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite Sy

14、stem)：是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。,三. 物联网的技术特点,短距离有线通讯网：主要依赖10多种现场总线（如ModBus、DeviceNet等）标准，以及PLC电力线载波等网络； Modbus：Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它，不

15、同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。 长距离有线通讯网：支持IP协议的网络，包括计算机网，广电网，和电信网（三网融合）以及国家电网的通讯网。 三网融合：所谓“三网融合”，就是指电信网、广播电视网和计算机通信网的相互渗透、互相兼容、并逐步整合成为全世界统一的信息通信网络。“三网融合”是为了实现网络资源的共享，避免低水平的重复建设，形成适应性广、容易维护、费用低的高速宽带的多媒体基础平台。,三. 物联网的技术特点,物联网的建设 物联网技术是一项综合性的技术，是一项系统，目前国内还没有哪家公司可以全面负责物联网的整个系统规划和建设，理论上的研究已经在各行各业展开，而实际应用还仅局限于

16、行业内部。关于物联网的规划和设计以及研发关键在于RFID、传感器、嵌入式软件以及传输数据计算等领域的研究。 一般来讲，物联网的开展步骤主要如下： （1）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； （2）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； （3）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。,四.物联网的建设和应用,物联网的应用领域,四.物联网的建设和应用,物联网的应用案例 一：物

17、联网传感器产品已率先在上海浦东国际机场防入侵系统中得到应用。系统铺设了3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空探测，可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。而就在不久之前，上海世博会也与无锡传感网中心签下订单，购买防入侵微纳传感网1500万元产品。 二：ZigBee路灯控制系统点亮济南园博园。ZigBee无线路灯照明节能环保技术的应用是此次园博园中的一大亮点。园区所有的功能性照明都采用了ZigBee无线技术达成的无线路灯控制。,四.物联网的建设和应用,三：智能交通系统(ITS) 是利用现代信息技术为核心，利用先进的通讯、计算机、自动控制、传感器技术，实现对交通的实时控制与指挥管理。交通

18、信息采集被认为是ITS的关键子系统，是发展ITS的基础，成为交通智能化的前提。无论是交通控制还是交通违章管理系统，都涉及交通动态信息的采集，交通动态信息采集也就成为交通智能化的首要任务。 四：首家高铁物联网技术应用中心在苏州投用 我国首家高铁物联网技术应用中心2010年6月日在苏州科技城投用，该中心将为高铁物联网产业发展提供科技支撑。 高铁物联网作为物联网产业中投资规模最大、市场前景最好的产业之一，正在改变人类的生产和生活方式。据中心工作人员介绍，以往购票、检票的单调方式，将在这里升级为人性化、多样化的新体验。刷卡购票、手机购票、电话购票等新技术的集成使用，让旅客可以摆脱拥挤的车站购票；与地铁

19、类似的检票方式，则可实现持有不同票据旅客的快速通行。,四.物联网的建设和应用,缺乏核心技术自主知识产权 在物联网技术发展产品化的过程中，我国一直缺乏一些关键技术的掌握，所以产品档次上不去，价格下不来。缺乏RFID等关键技术的独立自主产权这是限制中国物联网发展的关键因素之一。 行业技术标准缺失 目前行业技术主要缺乏以下两个方面标准：接口的标准化；数据模型的标准化。虽然我国早在2005年11月就成立了RFID产业联盟，同时次年又发布了中国射频识别(RFID)技术政策白皮书，指出应当集中开展RFID核心技术的研究开发，制定符合中国国情的技术标准。但是，中国的RFID产业仍是一片混乱。技术强度固然在增

20、强，但是技术标准却还如镜中之月。正如同中国的3G标准一样，出于各方面的利益考虑，最后中国的3G有了三个不同的标准。物联网的标准最终怎样，只能等时间来告诉我们答案了。,五.我国物联网行业现存的问题,产业链发展不均衡 和美国相比，国内物联网产业链完善度上还存在着较大差距。虽然目前国内三大运营商和中兴华为这一类的系统设备商都已是世界级水平，但是其他环节相对欠缺。物联网的产业化必然需芯片商、传感设备商、系统解决方案厂商、移动运营商等上下游厂商的通力配合，所以要在我国发展物联网，在体制方面还有很多工作要做，如加强广电、电信、交通等行业主管部门的合作，共同推动信息化、智能化交通系统的建立。加快电信网，广电

21、网，互联网的三网融合进程。产业链的合作需要兼顾各方的利益，而在各方利益机制及商业模式尚未成型的背景下，物联网普及仍相当漫长。 各行业间协作困难多 物联网应用领域十分广泛，许多行业应用具有很大的交叉性，但这些行业分属于不同的政府职能部门，要发展物联网这种以传感技术为基础的信息化应用，在产业化过程中必须加强各行业主管部门的协调与互动，以开放的心态展开通力合作，打破行业、地区、部门之间的壁垒，促进资源共享，加强体制优化改革，才能有效的保障物联网产业的顺利发展。,五.我国物联网行业现存的问题,盈利模式无经验供借鉴 物联网分为感知，网络，应用三个层次，在每一个层面上，都将有多种选择去开拓市场。这样，在未

22、来生态环境的建设过程中，商业模式变得异常关键。对于任何一次信息产业的革命来说，出现一种新型而能成熟发展的商业盈利模式是必然的结果，可是这一点至今还没有在物联网的发展中体现出来，也没有任何产业可以在这一点上统一引领物联网的发展浪潮。 目前物联网发展直接带来的一些经济效益主要集中在与物联网有关的电子元器件领域，如射频识别装置、感应器等等。而庞大的数据传输给网络运营商带来的机会以及对最下游的如物流及零售等行业所产生的影响还需要相当长时间的观察。,五.我国物联网行业现存的问题,六.物联网发展的前景,RFID发展迅速。2009年中国RFID市场规模将达到50亿元，年复合增长率为33%。,智能终端备受期待

23、。随着物联网推进，特别是家用电器的智能化将是未来发展趋势,电信设备商最受益于物联网。当下最大的投资机会在于电信设备商，物联网的商业建设尚处于萌芽阶段。电信运营商是物联网的积极推动者，物联网丰富电信网络的应用。,传感器市场前景广阔。全球基于MEMS的半导体传感器和制动器的销售额将达到19%的年均复合增长率。,目录/contents,物联网发展简介,物联网在能源计量管理中的应用,物理网在环保监控中的应用,能源计量的现状和需求,能源是人类社会赖以生存和发展的物质基础 在当今世界，能源的发展，能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问 题。 片面追求全球经济的发展，带来的

24、是能源资源的枯竭与自然环境的破坏。 能源危机愈演愈烈！这对能源计量管理提出了更高的要求和挑战。,能源管理迫切需求,能源计量势在必行,各国能源计量现状,能源计量是我国当代能源管理的需求,能源计量物联网,公用事业能源计量物联网,公用事业能源计量物联网管理模式设想,能源计量物联网的解决方案,公用事业能源计量物联网管理解决方案,公用事业智能电网物联网解决方案,公用事业智能水气热物联网解决方案,其他能源计量物联网信息化解决方案,一些产品,建设坚强智能能源,能源计量物联网的未来发展,能源计量物联网未来发展趋向,物联网将会广泛运用到各行各业,目录/contents,物联网发展简介,物联网在能源计量管理中的应

25、用,物理网在环保监控中的应用,严峻的生态环境状况迫切要求我们必须正确处理环境保护与经济发展的关系，采取积极措施减少污染物排放，改善生态环境。,环保基础能力建设薄弱，环评工作缺乏有力支撑,环保监督人员配备远远不能适应新形势的要求,水质达标率,重点工业企业污染物,高能耗,高污染,物联网国家信息化战略的重要内容,2009年8月 感知中国,2008年底 强调传感等感知技术的应用，提出建设智慧型基础设施,2009年6月 物联网行动计划，具体而务实，强调RFID的广泛应用，注重信息安全,2009年8月 i-Japan战略，强调电子政务和社会信息服务应用,共同点: 融合各种信息技术，突破互联网的限制，将物体

26、接入信息网络，实现“物联网” 在网络泛在的基础上，将信息技术应用到各个领域，从而影响到国民经济和社会生活的方方面面 未来信息产业的发展由信息网络向全面感知和智能应用两个方向拓展、延伸和突破。,利用物联网技术进行环保监控,加强对重点污染源监管 加强环境监管、提高环境保护执行力 全面掌握污染源信息，实时监控企业环境违法行为 建立环境安全危机应急体系 环保部门面向公众，服务社会,Nokia Siemens Network 物联网环保监控方案,The World connected,对水环境、大气、噪声监控 实现污染源管理和视频监控预警,传感技术和智能嵌入技术灵活运用 2G、3G甚至4G无线通信手段的

27、运用,运用智能视频分析、 智能终端适配和数据采集等领先的智能技术， 电信级平台、大规模的终端管理能力 结合GPS定位和GIS数字地图等技术运用,基础平台,物联网共性平台,网络,接入网络,环境源,区域视频监控预警系统,环境质量管理系统,污染源管理系统,总体架构,水污染源,地表水,污水处理,烟气排放,垃圾焚烧,视频摄像头,火力发电,建筑工地,监测终端,水质监测,大气监测,噪声监测,粉尘监测,。,应用数据中心,物联网基础支撑,视频监控,应用,数据开放、能力提供、规则生成、应用融合,公众信息发布,环保综合业务办公,终端管理、终端标准化，降低终端成本，支持规模化推广,环境质量管理水环境监测,数据采集,控

28、制数据的采集、通讯、报警、反应控制,物联网监测设备通讯标准物联网设备数据传输标准,数据存储,水质 监测 数据,环境 标准 数据,监测点 数据,流域排污企业,其他关系数据,功能,饮用水源地水质监测； 环境水质评价； 水环境管理； 水质预测、预警；,水质自动预警，防止突发性水污染事故的发生。 水质监测数据与视频数据无缝叠加。 丰富的专题分析计算功能，浓度变化专题，污染物评价类别专题， 污染物评价类别时间变化专题等。 通过对入河排污口的管理，实现环境水质监测数据与污水监测数据的综合分析，为采取环境治理措施提供更直观的依据。 远程控制，可视化地对远程设备进行控制。 依托于环保部水环境调控模型，对流域预

29、警、流域水环境评价、污染事故处置提供辅助决策。,环境质量管理大气质量监测,数据采集,控制数据的采集、通讯、报警、反应控制,物联网监测设备通讯标准物联网设备数据传输标准,数据存储,大气 监测 数据,环境 标准 数据,监测点 数据,气息数据,其他关系数据,功能,空气质量级别自动判定； 趋势分析，质量状况统计，同期对比，快速了解环保治理状况。 空气质量日报自动生成和发布。 丰富的数据统计方式，污染负荷比，空气质量状况排序、对比，空气质量状况综合评价，超标率，超标倍数计算。 无效值、异常值自动标注。 空气质量预警、预报模块，增加公众服务能力,环境空气质量监测； 公众信息服务； 城市环境评价决策； 空气质量预警；,环境质量管理噪声在线监测,数据采集,控制数据的采集、通讯、报警、反应控制,物联网监测设备通讯标准物联网设备数据传输标准,数据存储,噪声 监测 数据,环境 标准 数据,监测点 数据,功能区数据,其他关系数据,功能,城市区域环境噪声监测； 城市交通噪声监测； 建筑噪声监测； 城市环境噪声长期监测和城市环境中扰民噪声源的监测等；,监测点位根据监测需求进行灵活设置，实现移动式监测。 集成气象数据，随时掌握天气状况 噪声环境评价，噪声网格专题图。 灵活多样的报警设置方式，如根据打桩阶段、土方阶段、结构阶段、装修阶段、昼夜等