智能建筑中的物联网

智能建筑中的物联网（精选9篇）

智能建筑中的物联网 第1篇

关键词：物联网,智能建筑,传感器,网络传输,控制系统,执行机构

0 前言

随着科技的进步和互联网技术的飞速发展, 以及整个社会信息化能力的快速提高, 物联网已经旗帜鲜明地登上了现代科技的表演舞台, 它是各种感知技术的广泛应用, 是一种建立在互联网上的泛在网络, 被称作继计算机、互联网与移动通信网之后的信息产业的第三次浪潮!对未来人类生产、生活必将产生巨大影响。正确认识物联网, 对智能建筑的设计和施工具有重要的指导意义。

1 物联网的构成

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;其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间, 进行信息交换和通信, 更重要的是物联网不仅仅提供了传感器的连接, 其本身也具有智能处理的能力, 能够对物理世界的事件和数据进行实时控制、精细管理和科学决策。

组成物联网的基础元件是传感设施 (完成信息采集任务) 、执行机构 (接受指令完成预设事件) 、控制系统 (接收判断处理信息, 发出指令) 。对于网络的控制系统而言, 它们的功能分别相当于人类的感觉器官 (用来检测被控量或输出量, 产生反馈信号) 、人类的手脚 (用于对被控对象进行操作, 如阀门、伺服电机等) 、人类的大脑 (对输入信号和反馈信号进行分析处理, 产生科学的决策, 并向执行器发出命令, 以达到预期的目的) 。

因此, 物联网又被称为传感网, 通过对物品信息的全面感知、可靠传送、智能处理, 来实现智能化识别和管理。物联网解决了物与物之间的连接, 物与人之间的连接, 人与人之间的连接, 延伸了人类感知的触角, 使人类可以用更加精细和动态的方式管理生产、生活, 提高资源利用率和生产力水平, 达到智慧状态。

2 智能建筑里的简单物联网

那些被传感设施检测的对象常常是:温度、湿度、流量 (空气流量、水流量) 、流速、压力 (水压、气压) 、液位、有害气体浓度等物理量, 转数、位移等机械量, 热量、冷量、电量等能量参数。用于采集生产、生活中发生的各种事件和数据, 包括各种物理量、身份信息、位置信息、音频、视频数据等。目的是为了准确的测量、可靠地传输、优化合理地控制它们, 以达到我们设想的舒适的环境、可靠的管理、合理节约的能耗等。

这些正是我们在智能建筑中通过安防报警系统、楼宇自控系统、门禁一卡通系统、停车场管理系统、智能会议广播系统等等正在进行的建设工程。这是一个综合复杂的建设体系, 目的却是为了使用更加简便, 结果更加稳定、可靠。这些系统已经具备了物联网特征。

通常智能建筑在智能控制系统建设时都设有安防报警系统, 通过系统前端摄像机捕捉视频信号, 将视频信号通过信息网络系统传输给视频存储和显示终端、通常是一组先进技术的数字设备对前端的摄像机进行控制和管理, 往往还会具有友好的人机界面, 使操作者只需进行简单培训, 即能熟练的使用, 24小时不间断地对各个重要出入口、通道、走廊、室外停车广场、地下停车场出入口等重要区域进行实时监测, 并在必要的情况下对接收的现场图像进行记录, 以备安保事故监控, 同时对报警区域进行监视和实况记录。管理人员在控制中心通过各摄像机对个控制点进行全方位监控, 保证整个建筑区域的安全, 防范事故发生并提早发现隐患。同时, 还可以数字监控、报警系统联动, 一旦出现了入侵、盗窃等犯罪活动, 安全防范系统在能及时发现、及时报警的同时, 报警区域的摄像头、灯光自动转向犯罪分子, 首先对犯罪分子有一种威慑作用, 使其不敢轻易作案, 其次, 数字监控系统能自动记录下犯罪现场以及的犯罪过程, 以便及时破案, 节省了大量人力、物力。配置IP网络摄像机还可以实现互联网远程视频监控功能。

楼宇自控是智能建筑必须体现的一个方面, 那些延伸到各个感应界面的温度传感器、液位传感器、压力传感器等采用分散式控制网络结构, 保证系统实时性, 确保及时对各控制参数进行比较、分析和统一完善的管理功能, 监控层采用国际标准通讯协议, 完全开放的系统, 实现了对主要机电设备优化控制和决策, 以达到高效、经济、节能、协调运行状态, 保证为使用者提供一个舒适、温馨、安全的环境。这个控制的循环, 也是感知到网络传输、到数据分析处理、到结果反馈、到命令执行的过程, 以期达到最佳的环境温度、适度的适度、高效节能的效果等等。

在停车场管理系统管理流程中, 方便的一卡通系统、体贴的车位引导系统、可靠的防砸杆设置、温馨的语言提示无不体现着以人为本的服务理念, 实现这些仍然体现着现代科学的发展, 稳定可靠的硬件设备和先进的软件结构才是一切服务的保障。智能停车场常常采用的模块式设计方案, 灵活的满足用户不同的需求配置的同时, 也方便了各个系统集成商及工程商的组配和维护工作, 硬件采用RS485的现场工业总线协议, 上层管理主机采用开放的TCP/IP协议、便可以与其他的管理系统有较好的数据交换功能, 极大地丰富了停车场系统的管理功能, 使管理人员可以根据自己的实际情况灵活设置并随时能够修改的功能需求, 比如各种收费种类、多进多出管理、长期和临时停车车位管理等。也可以轻松实现人们常常提到的一卡通功能, 把停车场卡片与其他系统如门禁出入管理、员工考勤管理、食堂消费管理等等, 让你时刻感觉到网络带来的便捷。

智能会议系统能够根据用户要求选择自动摄像跟踪系统、环境集中控制系统、手机屏蔽系统、远程视频会议系统、同声传译系统等不同的会议模式组合, 也可以仅仅选择音频扩声系统和投影显示系统的初级会议系统方案, 但这些选择都可以在智能会议系统模式下集中体现到“一键控制”上来, 即一键普通会议模式, 只要简单的一动手指, 就可以灯光打开、窗帘放下、扩声系统开启;或者一键视频会议模式, 同样只是轻轻一按, 灯光关闭、窗帘放下、投影幕放下、投影机及扩声系统开启等等。总之, 人们可以根据自己想要的模式提前预设, 然后, 再以最便捷、最可靠的方式命令系统去帮你实现。

现代会议系统不可或缺的多媒体视频系统则通过可联电脑的投影系统, 实物投影系统, 智能白板等来满足现代化信息交流的需要, 可以把已有的其他信号, 如闭路电视, 广播电视、网络电视会议信号等送入该多媒体会议系统, 还可把每个会场的多媒体会议信号送出到网络出口, 进行网络电视会议交流。自动跟踪摄像系统则可为会议提供高质量的现场视频图像信号资源。它能通过数字发言系统激活, 在无人操作的情况下准确、快速地对发言人进行特写。其采集到的信号可输出给投影系统及远程视频会议系统。

以上种种, 无不体现了人与人之间、物与物之间、人与物之间的交互联系, 实现了对物的控制, 像所有科技进步一样, 科技以人为本, 物联网是为人服务的。

3 结束语

面向智能电网的物联网架构分析论文 第2篇

3.1 感知延伸层

感知延伸层的监测目标有很多，比如家居对象、电力对象和智能安防等其他对象。其中家居对象是指涵盖家庭水热电表和远程操控的智能家电;电力对象是指涵盖输、变、配、用四大环节中的各项数据，比如用户用电信息、设备状态信息和气象环境信息等;而其他对象主要是指一些短距离通信设备，比如RFID 标签、摄像头、传感器等。通过感知延伸层收集到的.信息，需要对其进行必要的分类和预处理，然后选用合适的短距离通信手段接入感知终端和互动终端，如此感知数据就出现在了终端设备上，而且还可以实现与用户之间的良好互动。

3.2 网络层

网络层包含接入网和核心网两种。首先应通过有效的方式消除各网络之间的差异，把感知终端和互动终端的信息依照数据类别和安全等级分别传至电力接入专网和互联网。电力接入互联网包括多种接入方式，比如太网、ADSL、3G、xPON等;电力接入专网主要包括电力光纤接入网和宽带无线接入网，通过电力接入专网，可有效实现对信息的实时监控、双向互动。

3.3 应用层

应用层是在分析智能电网各项业务需求的基础上，建立的电力应用平台。该平台系统通过使用传感手段，在采集大量数据的基础上对信息进行更加完善的管理和控制。此外，由于新型电网与传统电网相比，发生了很多变化，所以应在现有电力应用平台的基础上进行创新，建立新型感知互动平台，实现社会用户和平台之间的感知与互动。主要注意的是必须是在内外网相互隔离条件下连接感知互动平台与电力核心网，其间接互联必须有强有力安全措施保障。

4 建立物联网

对人类社会生活各个层面影响的效果建立物联网对人类社会生活各个层面影响的效果。

5 结论

智能建筑中的物联网 第3篇

关键词：智能校园生活；物联网；案例演示法；任务驱动法；项目引导法

中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1671-864X（2014）08-0106-01

一、物联网的概述

物联网是通过无线射频识别电子标签、无线传感器等信息传感设备，按照传输协议，以有线和无线的方式把任何物品与互联网相连接，运用“云计算”等技术，进行信息交换、通信等处理，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等功能的一种网络[1]。

物联网的系统结构从下到上可以分为感知层、传输层、处理层和应用层四个层次[2]。感知层负责获取物体所处环境周围的信息，进行数据采集。传输层负责将感知层采集到的信息传递到处理层，它面对的是互联网、电信网和广播电视网等3大类网络。处理层将传输层送过来的数据进行存储、查询、分析、挖掘、理解，通过分析计算，最终做出决策和行为。位于最上面的是应用层，它根据处理层提供的决策行为向社会提供丰富的服务。从用户的角度看，这便是物联网的应用领域。物联网的应用非常广泛，电网行业、交通行业、物流行业、国防军事，几乎每一个领域都会因为物联网的涉入而更加智能化[3]。

二、发展物联网课程所需的知识体系、教学体系和师资力量

物联网属于计算机、通信、电子等多个领域的交叉学科。这门课程要求学生已经具备计算机系统等专业基础知识，通过课程学习能够掌握物联网通信等专业核心知识，完成课程学习后，在实践中进一步掌握领域应用知识。

课程应该分为理论教学和实验教学两部分，理论教学以教师讲授为主，实验教学以学生动手为主。这就要求教材、参考资料的选择上、实验室的建设上乃至师资队伍的培养上都必须符合课程要求，具有物联网的特色。教材应该选用高质量有特色的中英文教材，充分利用教材配备的网络课程资源引导学生进行课后学习。实验室除了要求设备齐全完好外，还应该具备实验大纲、实验指导书、任务书等材料，保证学生有明确的实验目的与实验任务。实验室还应该配备足够的实验技术人员，技术人员不仅要求能管理维护实验设备，还要求具有熟练的操作技能，可以指导学生进行实验活动。有条件的学校还应该建设实习实训基地，培养学生的实践能力。物联网课程需要双师型人才担负起教学的任务，教师既要有较高的学术水平，又要具有工程实践经验和科研经历。

三、与智能校园生活相结合的教学方式

传统的灌输式教学方式一直是课程改革不断探讨的主题。改革教学方法，为教学注入新的活力也是物联网课程必须面对的问题。

（一）案例演示法。

课堂教学以案例演示为主要方式，系统教授相关的知识点，让学生加深对基本概念、原理的理解，为实验课程和课后实践环节奠定坚实的基础。

智能化的校园生活涉及到学习、消费、住宿、交通等多个方面。在这个智能化的校园里，学生去食堂就餐，在超市商店内购物都无需携带与支付现金，宿舍的电费、水费都可以通过学生的账户自动支付。在图书馆借书时无须办理手续，书籍会自动记录被哪一位同学在什么时候带离了图书馆，什么时候被归还回图书馆，甚至会在借阅期限结束时“提醒”那位同学按时还书。学生们不再需要携带宿舍钥匙，每一间宿舍都“认识”居住在里面的学生，对不居住在这间宿舍内的人员“拒之门外”。宿舍楼的电梯知道每一位学生所住的宿舍，可以自动将学生送抵他们要去的楼层。

要在校园生活内构建物联网，首先要建立智能终端系统，物联网用户需要配备带有RFID标签的证件或申请将自己的个人信息以RFID电子标签的形式存储在手机SIM卡中，网内每一个物品都要标识属性。所以教师必须在课堂教学中系统地讲授传感器的知识，介绍射频识别技术；在此基础上构建传输层时要让学生掌握计算机网络系统结构、网络协议、网络管理和安全等知识；构建处理层时学生需要详细了解MEMS技术和云计算等知识。

（二）任务驱动法。

在实验教学之前，教师将实验任务布置给学生，让学生明确实验目的。学生通过查找资料、思考、探索、分组讨论等方式理清自己应该如何完成这个任务的思路，才能更积极、更有效地投入实验课程的学习中来[4]。

自行车和电瓶车是学生在校园内主要的交通工具，这些工具平时都需要上锁以防偷窃。教师可以指导学生利用已经掌握的物联网知识建立一个小型车辆安保系统，构建完成后车辆都“认识”自己的主人。当车主需要用车时无须携带钥匙，利用带有RFID标签的证件或手机将信息传递给车辆的感应器便可顺利开启车辆。当车辆感应到被破坏或偷窃的威胁时会自动向校园警卫处和车主报告信息。

（三）项目引导法。

当学生系统掌握了物联网的原理和知识，经过实验过程具备了一定的动手能力后，教师可以引导学生研究完整的物联网项目。教师在其中只负责掌控项目的总体运作，辅助学生。学生作为项目开发的主体必须充分发挥创新能力，依靠团队合作完成研究与设计。

教师可以引导学生研究一个实验室智能管理系统。在智能化的实验室里，每位学生会被记录下抵达实验室的时间和离开的时间，从这些数据中可以获取学生出勤的信息，教师便无需占用课堂时间对学生进行考勤。在实验室开放期间，每位进入实验室的学生必须经过身份识别过程，以确保实验室设备的安全。每一件实验设备都能记录下任何时间段被哪一位学生使用过，确保当出现丢失设备的情况时能尽快解决问题、减少损失。当实验设备出现损坏时，会自动向管理人员报备，提醒管理员及时维护或更新。

四、结束语

本文以构建智能校园生活为目标，探索了发展物联网课程所需要具备的因素，重点讨论并提出一种与目标密切结合的教学方式，逐步引导学生对课程产生学习兴趣，提高学生掌握知识的能力和实践动手能力，力争通过课程改革将学生培养为能胜任物联网相关技术的研发及物联网系统规划、分析、设计、实施等工作的应用型人才。

参考文献：

[1]武奇生，刘盼芝. 物联网技术与应用[M].北京：机械工业出版社，2011.2

[2]韩毅刚等. 物联网概论[M]. 北京：机械工业出版社，2012.7-13

[3]王志良，王粉花. 物联网工程概论[M]. 北京：机械工业出版社，2012.11-14

[4]杨冰等. 基于物联网市场需求的“计算机网络”教学改革[J].中国电力教育.2013，1.83-84

作者简介：梁菁（1982- ），女，广西梧州人，梧州学院计算机科学系教师，主要研究方向：物联网、图像处理。

智能建筑中的物联网 第4篇

一、物联网和智能电网

1.1物联网。

物联网是使用无线或者是有线的网络技术而建立的, 它包含着一项及其重要的技术——射频识别电子标签技术。物联网基于比较简单的射频识别系统, 结合现在已有的中间件技术以及数据库技术等等, 组成一个由数量巨大的移动标签以及很多的可以联网的阅读器、远远大于Internet系统的网络。物联网逐渐的成为射频识别技术未来的发展趋势。在该网络中, 系统能够实时地、自动地监控、识别、追踪、定位以及触发相应的事件。

1.2智能电网。

我国的智能电网通常是利用坚强网架, 结合智能控制手段以及信息通信平台, 具有电力系统所有的重要环节, 包含全部的电压等级, 透明开放、坚强可靠、友好互动、经济高效的现代化电网。智能电网在智能家庭建设、智能城市建设等方面具有积极作用。而且智能电网正在逐步的完善, 今后其会形成一个连接全部客户、覆盖所有城乡的巨大物联网。

二、智能电网中物联网通信技术的应用

2.1智能电表环节中物联网通信技术的应用。

电能计量是电力营销的一项非常重要的环节, 其智能化的水平高低在很大程度上决定着电网的智能化高低。以前, 电能计量主要是依靠工作人员定期到居民家中挨家挨户地抄取数据, 这样做不但效率非常低、耗时耗力, 而且有时数据会失真、时效性比较差, 智能电网必备的复杂电力信息的需求很难得到满足。

2.2智能电网配电环节中物联网通信技术的应用。

配电环节是智能电网的一个环节, 如果其想要向着智能化的方向发展, 所需的电力供应要更加的可靠, 反映故障的速度要更快, 就要使用物联网通信技术。配网通信独特的特点导致其通信不可能只使用一种通信方式, 要使用无线宽带技术、载波通信、光纤通信等多种通信技术才可以使配网通信得以完善和及时。

三、智能电网中新型的物联网通信技术——无线通信技术

3.1微波通信技术。

微波通信技术是使用频率为0.3到3000吉赫之间的无线电波来实现通信。其特点为通信容量比较大、通信的质量比较高、频率范围非常宽、相对来说传播比较稳定、具有很强的抗干扰能力, 而且结合使用高增益天线能够使通信具有很强的方向性, 能够实施一点对多点、点对点以及广播等多种方式的通信。

3.2卫星通信技术。

卫星通信技术指的是地球站之间利用通信卫星来转发信号的一种无线通信技术, 具有:容量大、频带宽, 覆盖区大, 通信比较可靠, 机动性好, 比较稳定, 高质量, 费用与距离无关, 通信距离远, 有多址能力, 能够实现全球个人或者是区域移动通信等优点, 可广泛应用于智能电网各个物联网通信过程中。

结语

物联网的通信技术使得智能电网向着智能化程度更高的方向发展, 在智能电网的研究方面具有重要意义。如今世界各国的用电已经向着智能化的方向发展, 智能用电的研究不能只关注于国内, 还要关注国外的先进科技, 定时或不定时地与国外的同行进行交流与合作, 使得我国的智能电网变得更加的完善, 并向着科技高新化的方向发展。

摘要：物联网的通信技术, 会使得智能电网的各方面变得更加快捷、方便。本文围绕着物联网通信技术, 说明了物联网通信技术在智能电网中的应用以及新型的物联网无线通信技术。

关键词：智能电网,物联网,通信

参考文献

[1]刘颖, 宋先华.基于物联网构想下的量测体系功能变化探讨[J].电测与仪表, 2009 (S2) .

面向智能家居的物联网体系结构研究 第5篇

物联网被认为是继计算机、互联网之后, 人类社会的第三次信息化浪潮。而作为物联网重要的一项应用领域, 智能家居比较适合与产业相结合, 打造和升级新的产业链, 从而推动国民经济的进一步发展。有国外学者CUSUMANO M.[1]认为, 只有公共技术平台才能形成产业链, 才能推动一个产业的发展。当前, 物联网标准体系是一个渐进发展成熟的过程。针对物联网的标准化工作, 可首先分离各行业的共性技术特点和应用特殊要求, 形成相应的基础技术标准, 保证必要的统一。然后依托共性技术标准, 根据不同行业成熟度和特点, 构建各行业应用标准, 并统一面向公众的应用标准[2]。因此, 研究设计一个既符合公共统一技术标准, 又充分考虑到行业发展特点的面向智能家居的物联网体系结构, 成为了一项既有实际应用意义而又迫切的任务。

一、物联网与智能家居概述

1.1物联网。物联网覆盖了信息技术和通信技术的众多领域, 包括RFID (射频标识) 、传感器、互联网。通常认为, 一般的物联网是一个层次化的网络。第一层是感知网络, 负责利用RFID、摄像头、传感器、GPS等识别物体、采集信息;第二层是传输网络, 负责利用移动通信系统、互联网等将感知层获取的信息进行处理和传递;第三层是业务和应用网络, 负责把感知网络和传输网络获取的信息进行分析和处理, 作出正确的控制和决策, 实现智能化的管理、应用和服务, 该层次的网络是与生产生活需求密切结合的业务和应用系统, 包括现有的各种智能物流、智能交通、M2M (Machine-to-Machine, 机器对机器通信) 以及智能家居等应用。本文提出的面向智能家居的物联网体系结构, 就是根据智能家居领域的应用特点, 对一般的物联网层次结构进行了重组。

1.2智能家居。智慧家居是以住宅为平台, 利用综合布线技术、网络通信技术、智能家居-系统设计方案安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成, 构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统, 提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性, 并实现环保节能的居住环境。

物联网的发展为智能家居引入了新的概念及发展空间, 智能家居可以被看作是物联网的一种重要应用。基于物联网的智能家居, 表现为利用信息传感设备 (同居住环境中的各种物品松耦合或紧耦合) 将家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起, 并与互联网连接起来, 进行监控、管理信息交换和通讯, 实现家居智能化。其包括:智能家居 (中央) 控制管理系统、终端 (家居传感器终端、控制器) 、家庭网络、外联网络、信息中心等[3]。

二、面向智能家居的物联网体系结构设计

物联网可以分成公共物联网和专用物联网, 公共物联网是指可以连接所有物品、覆盖某个社会行政区域的、与公共互联网连接的、作为真正社会的公共信息基础设施的物联网;专用物联网是指连接某些特定物品的、覆盖某个特定机构区域的、作为该机构内部特殊用途的物联网。在物联网发展的初级阶段, 专用物联网发展必然领先于公共物联网的发展, 专用物联网制定的技术标准不一定被公共物联网技术体系采纳, 这样, 早期发展的专用物联网技术可能成为被淘汰的技术[4]。面向智能家居的物联网就是一种专用物联网。随着物联网技术的广泛应用, 面向智能家居的物联网也需要进一步修改其体系结构, 从而设计出既兼容公共物联网技术, 又充分体现智能家居特点的专用物联网系统, 为智能家居的产业化发展铺平道路。

当前, 物联网标准、统一的体系结构还处于一个不断发展和完善的过程当中。对于智能家居应用领域, 有人按照一般的物联网体系结构来建立面向智能家居的物联网体系结构, 并设计出相应的物联网智能家居系统。按照一般的物联网三层结构定义, 该系统中智能门禁、传感器节点和控制节点属于感知层;控制终端及GSM/GPRS属于网络层;用户手机和电脑属于应用层[5]。然而也有观点认为, 以功能角度抽象建立的物联网体系结构分为“后端集中式”与“前端分布式”两种类型。“后端集中式”体系结构是指物联网中的大部分信息处理任务和用户服务请求是由后端信息服务器或服务支撑平台完成的;反之, “前端分布式”体系结构是指物联网中的大部分信息处理任务和用户服务请求是由前端感知设备或网关设备完成的。不同的信息处理方式决定了不同的系统性能[6]。这样的体系结构划分比较系统、全面的研究了物联网的技术及应用特点, 并为将来各应用领域的物联网标准的融合创造了条件。根据智能家居领域的应用特点, 本文提出了一种基于“前端分布式”的面向智能家居的物联网体系结构。类似于一般的网络分层结构, 该体系结构自底向上由通信服务层、资源层、轻量中间件层及用户应用层组成。

在这个面向智能家居的物联网体系结构参考模型中, 通信服务层将现有网络基础设施的服务, 如地址解析、流量模型、数据传输模式与移动管理等, 映射为一个统一的接口, 为资源层提供统一的网络通信服务;资源层是这个体系结构参考模型的核心, 包括真实物理世界的资源模型、基于语义的资源查询与解析、资源发现、资源聚合、资源创建和执行管理等模块, 为应用层与物理世界资源之间的交互提供统一的接口。资源层在使用通信服务的过程中接受网络身份及隐私管理;轻量中间件层只提供简单的数据存储管理、设备管理、服务管理、Qo S管理等功能;用户应用层为用户及第三方服务提供者提供统一的接口。

结合智能家居网络节点组网自由, 功能众多等特点, 与一般的物联网分为感知层、网络层、应用层三层的体系结构不同, 本文提出的这种基于“前端分布式”的物联网体系结构将底层感知网络抽象为服务或资源, 只采用轻量级的中间件管理服务, 这样就降低了后端信息服务器的运算需求, 使整个网络具备更好的可扩展性。同时, 这个面向智能家居的物联网体系结构也兼容具备公共物联网特征的SENSEI、Io T-A等物联网体系结构, 为将来物联网领域的融合和产业化发展提供了一个有价值的参考。

三、面向智能家居的物联网体系结构性能分析

对于本文提出的面向智能家居的物联网体系结构 (以下简称体系结构) , 可以从以下几个指标方面来分析其性能。

在水平性方面, 由于体系结构可以集成不同类型的标识与感知网络, 支持各种通信协议, 因此具有较好的水平性;在可扩展性方面, 对于采用后端集中式的信息处理的体系结构, 随着物联网规模的不断扩大, 后端信息服务器需要处理的数据将会急剧增加, 系统的规模将受限于后端信息服务器的数据处理能力。因此, 相比而言可支持的网络规模不如前端分布式信息处理方式的体系结构;在环境感知性方面, 由于体系结构支持基于语义的资源查询与解析等操作, 因此具有良好的环境感知性;在环境交互性方面, 由于体系结构可以允许在前端的感知设备上处理感知信息、做出决策和触发控制操作, 因此具备较强的环境交互性;在自适应性方面, 由于体系结构支持基于语义的资源发现和资源聚合等操作, 因此它们具有更好的自适应性;在安全性方面, 体系结构加入了网络身份及隐私管理等内容, 提出了比较具体的保证系统安全的规则, 因此该体系结构具有一定的安全性;在抗毁性方面, 因为体系结构不强依赖于后端集中式的信息服务平台, 所以即使局部的系统毁坏, 也不会对整个系统的正常运行带来影响。因此体系结构具有更好的抗毁性;在互操作性方面, 由于体系结构可以定义资源互访的接口, 因此依据其设计的物联网系统之间可以通过约定的接口进行互操作。

综上所述, 本文提出的面向智能家居的物联网体系结构既充分考虑到了智能家居应用领域的特点, 又兼容了未来公共物联网的结构特征, 具备了良好的性能及较高的实用及推广价值。

四、总结

本文基于“前端分布式”的物联网体系结构, 提出了一种面向智能家居的物联网体系结构, 并以水平性、可扩展性、环境感知性、环境交互性和自适应性等为指标对这种体系结构进行了分析, 指出该物联网体系结构既充分考虑到了智能家居应用领域的特点, 又兼容了未来公共物联网的结构特征。基于这种体系结构, 今后可以设计、实现出相应的物联网智能家居系统, 从而推动智能家居应用领域的产业化发展。

参考文献

[1]CUSUMANO M.Technology strategy and management, the evolution of platform thinking[J].Communications of the ACM, 2010, 53 (1) :32-34.

[2]孙其博, 刘杰, 黎羴, 范春晓, 孙娟娟.物联网:概念、架构与关键技术研究综述[J].北京邮电大学学报, 2010, 33 (3) :1-9.

[3]童晓渝, 房秉毅, 张云勇.物联网智能家居发展分析[J].移动通信, 2010 (9) :16-20.

[4]沈苏彬, 毛燕琴, 范曲立, 宗平, 黄维.物联网概念模型与体系结构[J].南京邮电大学学报 (自然科学版) , 2010, 30 (4) :1-8.

[5]严萍, 张兴敢, 柏业超, 杜仲林.基于物联网技术的智能家居系统[J].南京大学学报 (自然科学) , 2012, 48 (1) :26-32.

一种基于云端的物联网智能家居系统 第6篇

1系统总体设计

整个智能家居系统是由四个部分组成,分别是环境感知部分、数据网络传输部分、云端数据库部分、用户应用端部分。环境感知部分主要是由各种传感器和控制器组成,实现环境信息的采集和智能设备的控制。数据传输部分主要实现感应结点数据向云端数据库传输和控制数据由云端数据库向控制设备结点传输。云端数据库部分主要存储来自不同家居环境的感知数据,然后对数据进行分析处理,为用户提供环境控制的最优化方案,保存用户对优化方案的选择和修改。用户应用端主要是按照用户意愿获取相关环境感知基础数据,提供环境控制优化方案,辅助用户选择和修改方案,实现人性化和智能化的家居环境。

2环境感知模块

环境感知部分主要由感知部分和控制部分组成。感知部分主要根据家庭环境的需要设置相应的传感器,实现环境信息的感知,将感知的数据从传感器以各种形式传送到终端结点, 终端结点通过各种方式接口实现各种感应数据的采集,然后将数据数字化,最后按照规范的表述方式将数据标准化,为数据网络传输、云端数据库数据存储、用户应用的规范化奠定基础, 为下层传感器厂商设计标准的接口提供依据。控制器部分主要是对各种设备的进行控制,不同的设备也有不同的控制方式,终端结点控制器接口的规范化也为设备控制厂商提供了标准的控制接口,提高了系统的兼容性。

在智能家居系统中,需要感知的环境信息主要有温度、湿度、燃气、烟雾、二氧化碳浓度、光强、甲醛浓度、粉尘浓度及各种家用电器设备的状态等信息。控制器需要控制的设备主要有空调、冰箱、洗衣机、微波炉、电饭锅、加湿器、门禁系统、窗帘系统、灯控系统和各种报警器系统等。在环境信息的感知和家电设备的控制过程中,规范的接口方式是关键。规范的接口能促使企业标准化生产,降低产品成本,为智能家居的普及奠定了良好基础。

3数据网络传输模块

3.1无线传感器网络数据传输

无线传感器网络通过自组网实现家庭各终端结点数据在终端结点和网关结点之间传输,数据的传输过程可以是直接由终端结点传输到网关结点,也可以是通过中继结点实现数据在终端结点和网关结点的间接传输。在系统的终端结点数据处理中数据能按照既定的规范格式将数据标准化,这将为数据在结点之间快速的传输提供了便利,提高了传输的效率,方便了各结点对接收数据处理。

数据的传输方向分为上行和下行,上行数据主要是感知状态数据,数据传输的方向是从终端结点到网关结点,下行数据主要是控制数据,数据传输的方向主要由网关结点到终端结点。由于该方案是基于云端实现智能家居系统的,数据的标准化过程中不仅要考虑传感器的种类和编号信息,还要考虑该信息的时空状态,这将会为上层的云端数据应用提供基础。

3.2家庭无线宽带网络数据传输

无线传感器网络的网关结点通过与家庭无线路由进行数据交换,将环境感知信息传输到远程云端数据库,将远程云端数据库中的控制信息传出到网关结点,实现感知数据云端存储和控制数据终端结点接收。在这个过程中,由于数据的传输经过了无线传感器网络和Internet网络,异构网络的数据传输中应注意网络拥塞和数据一致性问题。

4云端数据库模块

云端数据库主要是存储智能家居系统获取的基础感知数据,然后按照应用需求对数据进行加工处理,获取优化方案,辅助用户选择和修改,真正实现家居智能优化。例如,家庭燃气泄漏与预警,家庭水路管网预警,家庭空调恒温自平衡系统,家庭防盗预警系统等。引入云计算后,系统能按照用户需求定制用户应用,用户按照自己的需求购买相应的硬件设备装置,提高了用户的主动性,满足了用户个性化的需求,降低了用户使用该智能家居系统的门槛,促进了智能家居产业的正向发展。 在这个智能家居系统中,基础数据是开放、家庭用户信息是私密的,业务是集成的,服务是智慧化的,计算处理是分布式的,而用户单元是异构的,体现了服务的个性化和人性化。

云既有公有云,也有私有云,同时还存在一种混合云。公有云一般是面向公众的,私有云一般是面向企业服务的。混合云就是指在用户应用中按照应用需求,需要使用公有云的时候就使用公有云,需要使用私有云的时候就使用私有云,系统中的应用需求是相互独立,但在云平台的内部他们是相互交融, 这样就可以充分的发挥混合云的优势,为用户应用需求服务。

5用户应用端模块

云端按照应用需求对数据进行各种优化,提供各种可行的方案,用户按照自己的需求在应用端进行选择,系统提供相应的服务,在用户应用中,系统按照用户的定制,提供用户需求的基础感知数据,有针对性的提供智能设备的优化控制方案,让智能家居真正智能化。

用户应用终端设计中考虑了用户使用网络的习惯,既能使用PC机终端实现智能家居的应用服务,也能通过手机终端相应的应用APP实现应用服务。

6结束语

本文主要解决了传统智能家居系统中存在的产品兼容、数据孤岛等问题,通过对传统智能家居系统的改进,通过实现智能家居软硬件模块接口的标准化,引导智能家居产品迈向的标准化。通过在传统的智能家居系统中引入云和大数据,克服了现有智能家居系统重复建设问题,大大提高了智能家居系统的开发效率,使系统更具健壮性。

摘要：针对目前智能家居设计方案中存在的问题,提出一种新的智能家居解决方案,该智能家居系统主要由环境感知、数据网络传输、云端数据库、用户应用端四个部分组成。由于云端数据存储的的诸多优点,保证了系统数据的稳定和可靠,降低了用户使用的门槛,为智能家居产品快速进入普通家庭消费奠定基础。

智能建筑中的物联网 第7篇

虽然我国电网信息化程度在不断地提高,但仍然面临着一些特殊问题,如建设坚强骨干电力网架,提高电网抵御多重故障的能力,加强各区域电网骨干网架,提升电网稳定水平,增强电网运行灵活性,完善电力相关企业信息化建设,实现与用户之间的信息互动,充分发挥信息技术在重大决策和现代化管理中的作用等[1]。这些问题的解决是现有电网向可靠、自愈、经济、兼容、集成和安全的智能电网演进的关键[2]。搭建新一代智能电网信息通信技术(ICT)平台是智能电网建设的基础。

同时,物联网作为一种实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的新型通信网络,已经在物流管理、智能建筑、安全服务、健康医疗等多个领域进行了试点应用,并且收到了良好的效果。物联网通过射频识别(RFID)、无线传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,将任何物品与互联网相连,从而实现物与物、人与物之间的信息交互和通信[3]。其中无线传感器网络和RFID技术是物联网末端最关键的技术。

目前,智能电网和物联网产业的发展均被提升到国家经济发展的战略决策层面,如何将智能电网和物联网有机地结合起来是电力发展中需要解决的重要问题。将物联网引入新一代智能电网信息通信技术(ICT)平台中,不应是对当前电力通信网的重构,而是在现有各种网络充分发展的基础上,利用传感器网络扩展物与物之间的直接通信方式,从而降低电网生产环节中的人工参与度,提升电网的安全系数。与此同时,还应利用物联网异构融合、兼容开放、自组织自愈等突出特点,与互联网紧密结合,实现多种网络的互联互通,实现电网与社会的相互感知与互动。基于物联网的应用能够极大地拓宽现有电力通信网的业务范围,提高电力系统的安全性和抗故障、御灾害能力,实现与用户的信息交互,最终达成智能电网节能减排、兼容互动、安全可靠的目标[4]。

本文结合物联网的基本网络架构和业务特性,通过对智能电网输电、变电、配电和用电四大环节的业务需求分析,提出了面向智能电网ICT平台的物联网分层体系架构,并将物联网与现有电力通信网的性能进行了对比。在此基础上,针对智能电网生产环节提出了基于无线传感器网络的应用方案;针对智能用电环节的感知互动性需求,具体分析了面向智能用电以及智能电网互动化的物联网解决方案。

1 面向智能电网的物联网架构分析

多年来,尽管国内电力行业在通信技术方面做了大量工作,对电网自动化水平的提高发挥了巨大作用。然而,面向下一代智能电网,现有电力信息通信平台仍然远不能满足其内在需求。因此,必须从战略高度重视新型信息通信网络体系结构的研究与试验工作,构建安全、可靠、稳定、适用、快速的智能电网ICT平台[5]。

从总体目标上看,面向智能电网的ICT平台应当是高度集成的开放式通信系统[6]。它在覆盖范围上应涵盖电源、电网、用户的全流程,形成统一整体;在业务环节上应覆盖电网建设、生产调度、电能交易、技术管理的全方位;在管理控制上应贯穿电网规划、设计、建设、运行维护、技术改造、退役的全过程;在数据流传送上应包括信息采集、信息传输、信息集成、信息展现、决策应用等各阶段,最终形成电力流、信息流、业务流的高度融合和一体化[7]。智能电网ICT平台除了为电网安全、稳定、经济、优质和高效运行提供全方位技术支撑外,还将为绿色节能环保、资源最优化配置、防灾减灾等方面提供坚强的技术支持[8]。

1.1 面向智能电网的物联网应用框架

由于现有电力通信网在数据的终端采集上存在大量盲区,如对高压输电线路状态监测多采用人工巡检,无法实现线路的实时监控;系统自愈、自恢复能力完全依赖于实体冗余;对客户的服务简单、信息单向;系统内部存在多个信息孤岛,缺乏信息共享;虽然局部的自动化程度在不断提高,但由于信息的不完善和共享能力的薄弱,使得系统中多个自动化系统是割裂的、局部的、孤立的,不能构成一个实时的有机统一整体,所以整个电网的智能化程度还不够高。

针对目前电力通信网中存在的诸多问题搭建面向智能电网的物联网应用框架,其实质是利用物联网搭建的支撑全面感知、全景实时的通信系统,将物联网的环境感知性、多业务和多网络融合性有效地植入智能电网ICT平台中,从而扫除数据采集盲区,清除信息孤岛,实现实时监控、双向互动的智能电网通信平台。

从具体内容上看,如图1所示,面向智能电网的物联网结合电网各大环节的应用需求,确立了智能输电、智能变电、智能配电和智能用电四大应用模块,从四大模块的应用需求侧出发搭建电力综合信息平台,面向上层的信息处理和应用,信息平台数据库作为信息处理的有效载体,紧密结合云计算技术,以实现泛在数据的实时处理分析,通过对海量信息的有效处理实现包括对输电线路、变电站设备、配电线路及配电变压器的实时监测和故障检修,统一调配电力资源,实现与用户的信息双向互动,进而实现高效、经济、安全、可靠和互动的智能电网内在要求。

针对下层的信息采集和传输,面向智能电网的物联网应用框架在感知延伸互动阶段,利用大面积、高密度、多层次铺设的传感器节点、RFID标签以及多种标识技术和近距离通信手段实现电网信息的全面采集,针对各个环节的不同特点和技术要求,分别在电力输、变、配、用四大环节搭建传感网络,同时结合多种近程通信技术,通过数据的大量采集提高信息的准确性,为智能电网的高效节能、供求互动提供数据保障。在信息传输阶段,以电力通信网作为信息传输通道,利用光纤或宽带无线接入方式传输输电线路信息、变电站设备状态信息、电力调配信息以及居民用电信息,实现对全网信息的实时监控。

1.2 面向智能电网的物联网分层网络架构

面向智能电网的物联网应用功能框架根据各大环节的不同特点提出了不同的应用需求。根据不同阶段完成功能和支撑技术的差异,结合物联网基本网络模型,将面向智能电网的物联网分为感知延伸层、网络层和应用层三层网络体系架构,如图2所示。

(1)感知延伸层

感知延伸层的监测目标包括与电力环节相关的电力对象、家居对象和智能安防等其他对象。电力对象的感知范围涵盖输、变、配、用四大环节中的气象环境、设备状态信息以及用户用电信息;家居对象的感知则涵盖家庭水热电表和远程操控的智能家电;而其他对象则包含各种负责安防监控的传感器、摄像头、RFID标签等短距离通信设备。从感知对象上采集到的信息经过一定的分类和预处理,通过无线自组织传感网、红外通信、现场总线等多种短距离通信手段接入感知终端和互动终端,在终端设备上体现感知数据并实现与用户的交互式操作。

(2)网络层

网络层又分为接入网和核心网。首先,感知终端和互动终端的信息通过网关屏蔽各网络之间的差异,按数据类别和安全等级分别传至电力接入专网和互联网。电力接入专网主要包括电力光纤接入网和宽带无线接入网,通过电力接入专网与电力核心网互联,对采集数据进行实时、可靠地回传;互联网侧包含以太网、ADSL、3G、x PON等多种接入方式。

(3)应用层

应用层针对智能电网各项业务的需求,搭建各种电力应用平台。各应用平台系统在通过传感手段获得的大量数据的基础上提供更加细腻的管理和控制。另外,应该在现有电力应用平台的基础上搭建新型感知互动平台,电网企业通过这个平台与社会用户进行相互的感知与互动。感知互动平台与电力核心网之间的连接必须是在内外网相互隔离条件下,有强有力安全措施保障的间接互联,因此,图中对二者的相连选取了虚线连接,意为一种虚拟的、物理隔离条件下的互联。

如表1所示,面向智能电网的物联网平台相较于现有电力通信网,在环境感知性、自愈性、互动性和安全性等方面都具有较大优势,而这些优势无疑是现有电网向着信息化、自动化和互动化的智能电网迈进的根本保障。

2 面向智能电网的物联网应用方案

2.1 面向智能电网生产环节的传感器网络应用方案

面向智能电网的物联网应用,其目的首先在于提高电力系统生产环节的信息化与自动化程度。这类应用的实现主要依托于物联网末端的无线传感器网络,应用场景主要包括高压输电线路、变电站一、二次设备尤其是一次设备的在线监测等应用,通过对线路与设备运行状态的连续感知及趋势预测,提高电网的安全水准,降低电网的运行成本[9];也包括像配电网自动化及用电信息采集等电网需求侧通信的应用。由于以上这些应用对通信的实时性要求不高,而通信节点数量庞大,非常适合采用低成本、低功耗和小型化的无线传感器网络技术。由大量的传感器节点自主形成一个多跳网络,实现物与物之间的直接通信。节点的较高密度分布使得监测数据能够满足一定的精度要求[10]。每个传感器节点采集的信息数据经无线传感器网络传至网关节点,由于网关节点包含数据采集模块、数据处理和控制模块、通信模块和供电模块等,因此可自动进行数据的分类,选择合适的预处理方式,对视频信息、气象信息、线路及设备的运行状态信息进行集中分类和数据融合[11],这样可以大大减少数据通信量,减轻网关节点的转发负担,减少节点能量消耗。但由于网关节点的处理能力有限,它所采集的数据在传感器网络内只能进行粗粒度的处理,因此信息数据必须传至智能电网ICT分析处理平台进行细粒度的处理分析,根据处理情况发送命令,做到故障的及时发现和解决[12]。

图3是一种适用于智能电网生产环节的传感网系统结构示意图。底层为部署在实际监测环境中的传感器、智能终端、RFID标签等输入、输出实体,向上依次为无线传感器网络、网关节点、接入网和核心网,最终连接至智能电网ICT平台分析处理系统。无线传感器网络利用感知延伸终端的网络节点采集输电、变电和配电环节中的设备状态信息、线路状态信息、气象环境信息和配用电一体化信息,将采集的数据汇聚至网关节点,网关节点将分类预处理后的数据信息传至接入网,进而统一进入电力通信核心网。传感数据通过电力通信专网发送至后台数据处理中心进行信息的统一分类、分析和处理,数据经分析处理后由ICT平台发出相关指令,按相同方式逆向传输至终端网络节点,实现对全网的实时监测和故障处理。

2.2 面向智能用电的物联网解决方案

智能电网的用户除了包括居民用户、工商业大用户等传统型用户外,还将包括电动汽车充电系统等新型用户。

在传统型用户的智能用电物联网应用中主要的连接对象是用户的智能双向电表。电网企业根据用电性质与场合的不同选用不同功能的智能双向电表,对用户实现电能计量、电能质量监测、窃电检测等多种应用[13](如表2所示)。通过智能双向电表终端设备的引入,全方位采集用户用电信息,实现从大用户到普通居民用户的全方位负荷监测与管理。智能电表通过传感器网络、电力线载波通信(PLC)或现场总线,再通过电力接入网和传输网,将电表数据上传至用电信息采集等应用平台。

另外,在智能用电中有一支较为重要的应用是电动汽车充电系统,在国家电网的推动下正在逐步实现。电动汽车充电设施的物联网应用除了传统用户的电能计量与监测外,还包括对充电站设施的监控、对充电车辆电池状态的监控以及对充电车辆的调度等。第一,充电站设施的监测包括充电车位监测、充电状态监测、视频监测、安防监测和烟雾报警等;第二,通过在电动汽车、动力电池、充电设备中设置传感器和RFID系统,可以实时感知电动汽车运行状态、动力电池使用状态等;第三,在电动汽车动力电池中置入RFID标签,当充电车辆驶入充电设施时,充电设施处的RFID阅读器能够感知当前电动汽车电池电量剩余情况。充电设施将需要等待充电的车辆数目和充电设施内的剩余充电车位,通过物联网上报给调度指挥中心,由调度指挥中心协调就近的充电设施,同时将就近充电设施的行使线路提供给等待充电的车主,避免车主的长时间等待。物联网技术使电动汽车实现高质、快速的充电,是智能电网应用的一个重要组成部分[14]。

2.3 智能电网互动化的物联网解决方案

互动性作为智能电网的另一个重要特征,在智能用电环节上体现得尤为明显。而感知作为物联网的基本特性,除利用多种手段实现泛在的物体感知外,还必须充分利用互联网和移动通信的资源实现人与物、物与物之间无所不在的连接与互动。作为智能电网互动性的集中体现,智能用电肩负着与用户建立密切、负责的交互关系,实现供需互动的重任。因此,相对于输电线路、无人值守变电站和配电网自动化系统,面向智能用电的ICT平台要求区域更广、业务更多的感知与互动。这种感知与互动的开放性和智能电网安全通信的要求是矛盾的,也只有解决了这一矛盾,才能真正找到面向智能电网的物联网应用模式。

如本文第2节所述,从解决智能电网ICT平台的网络安全性和开放性的矛盾出发,结合智能用电环节的应用需求,制定面向智能用电的物联网解决方案。该方案在现有用电信息采集等电力应用平台的基础上搭建新型感知互动平台,电网企业通过这个平台与社会用户进行相互的感知与互动。

与智能电表数据采集不同的是,智能家居设备的监控需要社会用户的参与。这就需要社会用户既能通过移动通信和互联网随时随地地用智能终端访问智能家居设备,又能随时随地地了解电网企业的分时电价水平和自己家庭的电力负荷分布情况,进而进行精细的用能管理。如图4所示,方案中将照明装置、水电气三表、供暖设施以及相应的智能家居设备通过星型、树形、网状等多种无线组网方式接入网关[15],网关将采集到的数据信息通过3G/ADSL/以太网/x PON等多种通信方式接入互联网。电网企业搭建的智能电网感知互动平台也接在互联网上,社会用户可通过手机等移动终端登录感知互动平台进行电价和家庭用电情况的查询、统计等处理。

第三,应用于智能用电系统的物联网方案中特别设计了安全网闸以实现用电信息采集平台和感知互动平台的信息抽取与推送。安全网闸类似于一个单刀双向高速电磁开关,并配有高速大容量缓存区,两个平台仅与缓存区进行数据交换而不直接相连,可以实现在两个平台进行信息交互的基础上,电力专网与互联网在任何时刻的完全隔离,从而有效提高了智能电网的安全性指标。

本方案从电网与用户感知互动的网络开放性角度出发,利用互联网搭建与用户交互的感知互动平台,可充分调动社会资源,大大提高各大网络运营商与终端设备厂商积极性,提升普通居民用户的节电积极性,从而调动起最广泛的社会力量参与到全面感知、有效互动的面向智能电网的物联网建设中来。通过搭建智能电网感知互动平台,利用互联网实现智能家居控制,不但有利于智能用电理念在广大居民用户中的推广,而且充分利用了现有的互联网资源,有效节约了构建智能配用电一体化平台的经济成本。更重要的是,在安全网闸的隔离保护下,电网企业将用户用电信息向感知互动平台进行智能推送,不但满足了用户实时掌握用电信息的需求,实现普通居民感知电网的愿望,而且也全面树立了电网企业的社会形象,从而真正达成双向的感知与互动,促进了电网建设向着透明、开放、安全的目标迈进。

3 结束语

智能建筑中的物联网 第8篇

一、面向智能电网的物联网架构分析

1 框架模块

面向智能电网的物联网有机结合了电网各个环节的实际情况和应用需求, 对四大应用模块进行了确立, 分别是智能输电模块、智能配电模块和智能变电模块以及智能用电模块。结合这四大模块的应用需求, 对电力整体信息平台进行构建, 以便更好的应用和处理上层信息。同时, 信息处理都是在信息平台数据库上完成的, 通过结合云计算技术, 来实时处理海量数据, 进而实时监测变电站设备及配电变压器的运行情况, 及时处理出现的各种问题。另外, 可以统一调配电力资源, 与用户之间的双向互动可以得到实现, 促使智能电网运行的安全性和可靠性得到强化。

2功能模块

面向智能电网的物联网结合不同环节的特点, 将不同的实际应用需求给提了出来。在每一个阶段需要采用差异化的支持技术来实现不同的功能, 我们用三层网络体系架构划分了面向智能电网的物联网, 分别是感知延伸层、网络层和应用层。其中, 感知延伸层主要是对诸多目标进行监测, 如电力对象、智能安防等。我们用接入网和核心网来继续划分网络层, 主要是实时采集数据, 并且提高了回传的可靠性。另外在应用层方面, 对各类电力应用平台进行了构建, 促使智能电网各项业务需求得到满足, 这样管理和监控目的就可以达成。

二、面向智能电网的物联网应用技术

智能电网的建设, 需要保证可以在线监测电网各个环节重要运行参数, 能够预测预防设备状态, 结合采集到的监控信息, 对输电线路辅助决策和配电环节的决策进行强化, 与用户进行双向互动等。只有结合智能管理和数据高效处理技术, 构建和完善网络架构等, 方可以实现这些智能化任务。而物联网技术因为具有一系列的优点, 可以在智能化电网重要环节及时准确全面的获取信息, 值得应用和推广。

1应用于发电设备

借助于物联网技术, 将传感监测点布置于常规机组内部, 可以对机组运行情况进行了解, 对各种技术指标和参数等进行掌握, 这样常规机组状态监测水平就可以得到提高。将传感器网络部署于坝体, 对坝体变化情况进行监测, 可以对水库运行中潜在的问题和风险进行规避。同时对于风电、光伏发电厂所处的微气象地理区域和地理环境等, 也可以利用物联网技术来进行监测, 借助于数据采集器, 来实时采集相关的气象要素, 如风速、温度、湿度、气压和降雨等, 这样就可以有效的监测和控制新能源发电厂。

2 应用于输电线路

借助于物联网技术, 可以更好的感知电网设备, 如输电线路、高压电气等, 并且与信息通信网络结合起来, 联合处理、数据传输以及综合判断等功能就可以得到实现, 电网智能化程度也可以得到提高。在电网输电环节中, 非常重要的一个方面就是监测输电线路状态, 要严格监测气象环境、线路履冰、输电线路、杆塔倾斜, 出现了问题, 及时发出预警信息。要想实现这些目的, 就需要将物联网技术给应用过来, 如传感器技术、智能分析处理技术等。通过将各种智能传感器和感知设备部署于杆塔、输电线路和重要设备上, 促使物联网网络得到组成, 这样可以有效识别目标, 科学分类侵害行为, 全方位防护电力设备的目标也可以得到实现。

3 应用于电网设备自动化和数字化

借助于物联网, 可以实时监测和预警诊断设备的环境状态信息、机械状态信息和运行状态信息等, 及时预警诊断出现的问题, 将故障预判和设备检修工作给及时开展下去。在长时间运行过程中, 会有发热现象出现于电力设备中, 设备运行状况会直接被设备各个部位的温度给表征出来, 那么就可以将无线传感器网络技术给应用过来, 来实时监测设备运行温度。

4 应用于电力现场作业管理

电力行业有着一定的特殊性, 电力现场作业比较复杂和危险, 在电力安全生产中, 非常重要的一个环节就是电力现场作业管理, 一不小心就会有误操作和其他安全隐患出现。针对这种情况, 在电力现场作业监管中, 就可以将物联网技术给应用过来, 如识别身份, 监测环境信息以及远程监控等等, 对对象状态进行确认, 对工作程序和操作过程进行监控和记录等, 这样误操作风险和安全隐患方可得到减少或者是避免, 调度指挥中心和现场作业人员的实时互动也可以得到实现。

5 应用于电力巡检管理

将物联网技术应用过来, 可以促使电力巡检管理的到位监督得到实现, 对巡检人员的操作进行指导, 更加规范和标准的完成任务。借助于智能巡检, 对设备运行环境进行监控, 对运行状态信息进行掌握。在智能电网发展过程中, 用户和电网的双向互动可以实现, 用电效率得到了显著提升。同时在电网中也接入了大量分布式电源、微电网和储能设备等, 这些业务需求给物联网技术所支持。在电动汽车及其充电网络的智能化管理中也可以应用物联网技术, 借助于物联网技术, 可对电动汽车运行状态、电池使用状态等实时感知, 通过综合监测和分析电动汽车及充电设施, 可以一体化监控管理电动汽车、电池以及人员和设备等, 优化配置资源。

结语

在电力系统飞速发展过程中, 智能电网建设受到了人们的关注, 智能电网对信息化、自动化和互动化有着较高要求, 那么就需要将先进的物联网技术给应用到传统电网各个环节中。实践研究表明, 通过融合渗透智能电网和物联网, 可以对通信基础设施资源和电力系统基础设施资源有效的整合, 电力系统运行的信息化水平得到提高, 更加高效安全的传输电能。相关人员需要深入研究, 对智能电网中物联网技术的应用方案进行健全和完善。

摘要：随着时代进步和科学技术的革新, 物联网技术逐渐出现, 它可以深度融合信息通信和智能电网, 如今已经得到了较为广泛的应用, 在一定程度上实现了电力工业革命, 提升了电力工业的信息化、自动化和互动化水平, 对于电力工业的结构转型和产业升级起到了很大的推动作用。本文简要分析了面向智能电网的物联网技术及其应用, 希望可以提供一些有价值的参考意见。

关键词：智能电网,物联网技术,应用

参考文献

[1]张伟.物联网技术在智能电网中的应用[J].科技资讯, 2012 (14) :10.

[2]钱永忠.我国物联网发展现状及在智能电网中的应用[J].硅谷, 2013 (20) :14.

崛起中的物联网 第9篇

“物联网概念”是在“互联网概念”的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络概念。用一句话来概括，就是把所有物品通过信息传感设备与互联网连接起来，以实现智能化识别和管理。它的核心就在于利用各种平台，打造经济发展与科技创新的制高点，最终目的是借助物联网各项技术提高经济效益、节约社会成本。

物联网是通过射频识别(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，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。目前，它在工业、安保、交通、物流、汽车、航空等诸多领域的应用已经或即将投入实践，RFID、智慧城市、车联网等相关的技术、产品与应用均已取得令人瞩目的成绩。

物联网溯源

物联网并非一开始就叫“物联网”的。

它的原名是传感网，我国在1999年提出，当时中国科学研究院启动了传感网的研究和开发项目，这项技术当时处于世界前列水平。

物联网的概念则是2005年提出的，当年在突尼斯举行的信息社会峰会上，经由国际电信联盟首次提出，并正式确立了这一概念。逐渐地，物联网开始被其他人或组织在多个场合正式引用。尽管到目前为止，它仍然没有一个约定俗成、业内公认的概念，但物联网一词已经影响深远。

物联网的出现是一项创举，它打破了传统思维下的衔接模式。过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开，如一方面是机场、公路、建筑物，另一方面是数据中心、个人电脑、宽带等。而在物联网时代，钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施，在此意义上，基础设施更像是一块新的地球。因此，在智慧地球概念提出后，人们迅速将物联网和智能电网归之为它的有机组成部分。

总的来说，“物联网”是指各类传感器和现有的“互联网”相互衔接的一种新技术。中国工信部总工程师朱宏任表示，物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中，物品(商品)能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术，通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。

物联网发展到一定阶段，它将和智能电网组成亲密的合作伙伴。到时候，利用无线传感器技术，人在外可利用手机随时遥控家中电器，公交可实现无人驾驶、手机刷卡，车位可实现空位预约服务，而厂家甚至能清楚每一台售出电器的使用情况，诸如此类等。到物联网真正普及时刻，“只有想不到，没有做不到”的各种目前看来匪夷所思的事情都会一一实现，美国大片里的变形金刚，或许会在将来某一日出现在公众视野。

不过，物联网从现阶段来看还仍处于愿景阶段，至于其普及的可能性有多大，或普及时日有多长，还难以轻言判定。

但可以肯定的是，在国家大力推动工业化与信息化两化融合的大背景下，物联网会是工业乃至更多行业信息化过程中，一个比较现实的突破口。在我国，物联网有着坚实的产业和应用基础。国家金卡工程协调小组办公室主任、中国信息产业商会执行会长张琪日前表示，物联网是我国战略性新兴产业、信息产业创新发展的新的增长点;是中国信息化重大工程最近十年的创新应用、大胆探索与成功实践所奠定的基础。

随着物联网发展纳入国家“十二五”重点规划，物联网作为新一代信息技术的重要组成部分，已列入国务院确定的首批加快培育的七个战略性新兴产业。最近国务院关于印发工业转型升级规划(2011—2015年)的通知(国发[2011]47号)中，明确支持包括物联网等若干新兴产业领域，推动一批技术创新示范企业和重点产业联盟发展，制定支持其发展的政策措施;统筹部署下一代互联网、三网融合、物联网等关键技术的研发和产业化，培育自主可控的物联网感知产业和应用服务业;支持物联网研发、产业化和应用示范。这为我国物联网发展带来了新机遇。

物联网产业链发展方向

物联网是新一代信息技术突破的重要方向，积极推动物联网产业的发展，对各国加快转变经济发展方式具有重要的战略意义。

国家工信部信息化推进司司长徐愈在2012年中国国际物联网博览会上表示，纵观当今世界，物联网已成为信息通讯创新和产业发展的重要突破方向，不仅具有重大的战略增长潜能，也是金融危机发生后，经济发展和科技创新的战略制高点，是各国构建经济社会发展新模式和重塑国家长期竞争力的先导性领域。

而相应的物联网开发和应用的产业链条，也将向规模化、智能化、协同化等方面延伸。届时，物联网、互联网等各项主要信息技术产业的协同发展将成为主流。而在智能化方向的引导之下，信息化与工业化的交叉融合将成为一项重点。

有业内相关专家将物联网产业链简单划分为四个层面：传感技术行业、网络运输行业、智能信息处理技术行业和物联网应用行业。尽管多个国家纷纷推出国家性战略层面的物联网规划如“智慧地球”等，但当今各国的物联网产业基本都处于技术研究和试验阶段。下面将从以上所划分的四个方面，来分析物联网未来发展的几种路径。

首先是传感技术行业，包括传感器、RFID(无线射频识别技术)、二维码、GPS定位、地理信息识别系统和多媒体信息等多媒体采集技术相关领域。从目前国内外情况来讲，与物联网应用和终端紧密相关的传感行业发展比较快，尤其是欧美地区较为成熟。传感行业的基础性关键技术RFID，近年来已经广泛应用于金融、安防和物流领域，并获得用户认可。有预测说，2012年全球RFID市场规模将达到200多亿美元。其中欧美地区名声在外，飞利浦、西门子、IBM、HP、微软等国际巨头在各自的领域各竞风流。

其次是网络传输行业，即利用各种有线和无线传输技术、交换技术、组网技术和网关技术等传送信息的行业。这个过程主要是把感知层收集到的信息安全可靠地传输到信息处理层，然后根据不同的应用需求进行信息处理，由不同的网络支撑起一个无所不能的大网。所以说，物联网的真正价值在于网，而不在于物。在网络的支撑下，复杂的关联世界将变得简单。而且有且只有互联网基础设施的发达和完备，才能保证物联网网络传输的顺利进行。

三是智能信息处理技术行业，即利用云计算、数据挖掘、模糊识别等各种智能计算技术。这项技术在国外起步较早，如IBM于2009年以“智慧的地球”战略为口号，在全球大力推广“云计算”等。在物联网应用层面，以美国硅谷为代表的互联网和科技方面的创新商业模式，也为物联网产业的发展起到了推波助澜的作用。

四是物联网应用行业，不仅包括互联网公司提供的互联网服务，还包括互联网的重点应用领域如智能电网、智能交通、智能物流、智能家居、环境与安全检测、工业与自动化控制、医疗健康、精细农牧业、金融与服务业、国防军事等。最近热炒的IPv6，国内已经在积极投入网络建设，华为、中兴等国产物联网设备商均有提供核心技术以及有竞争力的产品。

中国物联网发展现状

近年来，在全球金融危机的大背景下，各国政要纷纷以政治家的胆略和战略思维提出了振兴本国经济、确立竞争优势的关键战略，其中，物联网则以新秀的身份被不少国家看中。2009年美国奥巴马政府把“智慧地球”上升为国家战略;欧盟也在同年推出《欧洲物联网行动计划》;日本在2009年颁布了新一代信息化战略“i-Japan”;韩国2006年提出“u-Korea”战略，2009年具体推出IT839战略以呼应“u-Korea”战略;澳大利亚推出了基于智慧城市和智能电网的国家发展战略;此外“数字英国”、“数字法国”、“新加坡智慧国2015 (iN2015)”等等，这些从国家角度提出的重大信息化发展目标，将作为各国走出金融危机、重振经济的重要战略举措。

而中国，也在加紧物联网的谋篇布局。国务院总理温家宝在2009年提出了“感知中国”的理念，2010年中国把包含物联网在内的新一代信息技术等七个重点产业，列入“国务院加快培育和发展的战略性新兴产业的决定”中，同时纳入我国“十二五”重点发展战略及规划。我国《国家中长期科学与技术，发展规划(2006—2020年)》重点领域及其优先主题，包含了下一代网络关键技术与服务、高效能可信计算机、传感器网络及智能信息处理、面向核心应用的信息安全、国家公共安全应急信息平台、突发公共事件防范与快速处置等。这些既有物联网的应用需求，也有物联网关键技术的发展规划。在《信息产业科技发展“十一五”规划和2020年规划纲要》中，也将RFID和传感器等物联网关键技术列入了重点支持领域。2012年6月，国务院常务会议审议通过了十二五国家战略性新兴产业发展规划，明确将物联网作为重要任务和重大工程。

不同于国外市场化发展模式，国内主要依靠政策拉动、通过政府引导资金鼓励电信运营商投资的模式来发展，如国家发改委宣布拿出80亿元作为下一代互联网发展专项资金。数据显示，物联网产业规模高达万亿元，到2020年之前，全球接入物联网的终端将达到500亿个。而随着中国未来几年内实现传感技术行业、智能信息处理行业、互联网行业以及各行各业对物联网技术的应用，中国物联网产业才会逐渐酝酿出创新的商业模式和业务机会。

在中国，物联网的行业应用需求非常广阔，但技术、标准、产品以及市场的成熟度不高，且各行业发展并不均衡，处于发展的初级阶段。目前，智能交通、城市安防、智能电网等领域则是物联网最典型的应用场合，也是技术相对纯熟的领域，有些城市已经开展规模化应用，市场前景广阔。未来，随着技术和标准的进一步完善，航天、交通、通信、智能建筑、医疗健康、生产制造、军事、安全隐私、环境监控以及娱乐多媒体等将成为中国物联网行业应用的重点领域，行业应用将成为物联网产业链发展的主要驱动力。