今天小编为大家精心挑选了关于《物联网应用论文范文(精选3篇)》，希望对大家有所帮助。[摘要]对于物联网产业的发展瓶颈,应对办法在短期内难以获得。中国烟草由于其特殊的管理体制,在解决物联网产业发展中的瓶颈问题方面具有比较优势。
第一篇：物联网应用论文范文
物联网的应用
摘要:物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮,是一个全新的技术领域。它的出现将给人们的日常生活带来巨大的变化。本文阐述了物联网的概念,并总结其应用情况,对其发展提出了展望。
关键词:物联网;应用;发展
一、引言
物联网(Internet of Things)这一概念早在1999年就被提出,其字面意思就是为:物-物相连的互联网。由此可见,物联网的基础仍然是互联网,是对互联网的一种延伸和扩展,通过将各种有线和无线网络与互联网融合,实现物体信息的实时准确传递。其实现方法就是将传感器嵌入到诸如电网、建筑、供水系统等设备中,然后将物联网与现有的互联网整合起来,以实现人类社会与物理系统的整合。
二、物联网的应用
物联网在工业自动化、农业、环境监测以及人们的日常生活中都有着很好的应用。
(一)物联网在工业自动化领域的应用
工业领域是物联网应用的重要领域,将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,可以大幅提高效率,改善产品质量,降低产品成本以及资源消耗,将传统工业提升到智能工业的新阶段。
从当前技术发展和应用前景来看,物联网在工业领域的应用主要集中在以下几个方面:电力行业的远程抄表、输变电设备监控、物流运输等。
1.电力行业的远程抄表
传统的电力抄表是通过人工定时到现场抄取数据,既耗费人力资源,而且数据的实时性和准确性也不能得到保障,因此电力抄表物联网系统应运而生。它是将电力传感测量技术与信息通信技术、计算机技术等结合在一起,能够为电力管理部门提供及时、准确、直观的电量使用数据和统计状况。
在电力抄表领域有部分采用GPRS等无线技术的电力远程抄表应用,其系统拓扑图如图1所示。但基于电力远程抄表系统覆盖用户规模的快速增长以及抄表数据保密性的要求,GPRS等无线电力抄表方案已经不能适应电力远程抄表的需求,因此目前普遍使用的是基于CDMA 3G网络构建的电力远程抄表物联网,其具有简单、高效,安全的特点,非常适合电力部门用来将民用、工业电表采集的电力数据实时传递到地、市、省级的集中监控中心,实现对用电信息的统一监控和管理。
2.输变电设备监控
输变电设备状态监测主要是利用各种监测传感器、通信和数据采集分析技术实现对输变电设备状态信息的采集、传输、处理和转发。
输电设备状态监控包括对导线温度、绝缘端子污秽、杆塔倾斜、覆冰、线路舞动、微气象等进行监控。变电设备状态监测包括对高压电力变压器、气体绝缘组合电器、高压电容型设备、电力电缆等的工作状态进行监测。
输电设备的监测主要是在杆塔、输电线路以及其他重要设备上部署各种传感器,利用检测数据采集装置,实时采集输电线路的状态信息,通过CDMA/GPRS等通信方式传输到数据中心。目前,已经基本实现对导线温度、绝缘端子污秽、覆冰、线路舞动、微气象、风偏、振动、雷电测量与定位等的监控。变电设备的监测原理与此类似。
3.物流运输
有观点称,物流领域是物联网相关技术最有现实意义的应用领域之一,尤其是在国际贸易中,物流效率一直是整体国际贸易效率提升的瓶颈。物联网技术的应用对提升国际贸易流通效率有着极大作用,可以减少人力成本、货物装卸等成本。由RFID等技术和移动手持设备等硬件组成物联网,便可以对货物在全球范围内的状态进行监控,提供全面的跨境贸易信息,货物信息和物流信息跟踪,使得各个贸易参与方可以随时掌握货物信息,提高控制贸易风险的能力。
(二)物联网在农业领域的应用
物联网在农业领域的应用主要集中在以下几个方面:温室控制、节水灌溉、产品安全等。
1.温室控制
在温室内安装生态信息无线传感器等智能控制器,通过采集、分析和控制土壤湿度、成分、pH值、温度、空气湿度、气压、光强、二氧化碳浓度等,进行自动开窗、生物补光、自动调控温度等,获得作物生长最佳环境。
2.节水灌溉
在精细农业的灌溉系统中,首先感应土壤水分,将信息传输到计算机,判断出所需灌溉的水的量,然后控制灌溉系统的阀门打开和关闭,实现灌溉自动化,这样可以改善灌溉用水的利用率,很好地达到自动节水灌溉的目的。
3.产品安全
通过物联网加强农副产品生产和流通过程中的监管,可以将食品安全隐患降至最低。产品生产时,在其中嵌入电子标签代替目前的条码,记录产品生产、流通的整个过程。消费者可以通过电子标签查询到农产品从原料供应、生产、加工到销售的整个过程的相关信息。如果发现所购买的产品有问题,可以根据电子标签很容易的找到问题的来源,这样可以很好地为监管部门提供高效便捷的技术保障。
(三)物联网在环境监测方面的应用
物联网在环境监测领域有着重要的应用,可以广泛用在生态环境监测、气象和地理研究、洪水监测、火灾检测、水质监测、降水监测、大气监测、地质灾害监测等。
1.水质监测
对水质的监测包括饮用水质监测和水质污染监测两种。饮用水质监测是在水源地布置各种传感器、视频监视等设备,将水源地的基本情况、pH值等指标实时传至物联网,实现实时监测和预警;水质污染监测是在各单位污染排放口安装水质自动分析仪表和视频监控,对排污单位排放的污水水质中的BOD5、CODer、氨氮、流量等进行实时监控,并同步到排污单位、中央控制中心、环境执法人员的终端上,以便有效防止过度排放或重大污染事故的发生。
2.污水处理监测
在污水处理厂的入水口和出水口设置多种传感设备,可实现对进水水质和出水水质、流速、流量等持续的监测。从技术发展方向看,还可同时在污水处理的各个环节增加视频监控和各种传感设备及污水处理设备的自控设备,构建多个传感网节点,控制各污水处理流程中的水质,若水质不在预设的控制范围内,传感网节点便可根据处理的数据发送控制信号给污水处理设备的自控设备,以调整各污水处理设备的运行状态,使污水处理设备始终处于最经济的运行状态,同时也减少了工作人员的编制。
三、物联网的发展
在国际上,欧盟、美国、日本等都十分重视物联网的发展,并且已经做了大量研究和应用工作。其核心是利用物联网技术来改变未来产业发展模式和结构,改变政府、企业和人们的交互方式,提高效率与灵活性。把物联网充分应用到各个行业,把感应器嵌入到全球每个角落,利用网络设备收集大量数据,通过云计算、数据仓库和人工智能技术做出分析,从而给出解决方案。
与国际相比,我国在物联网的启动和发展上并不落后,我国中长期规划《新一代宽带移动无线通信网》中重点专项研究开发“传感器以其网络”,国内不少城市和省份已大量采用传感器网络解决电力、交通、公安、农业、渔业中的信息传递问题。
在不久的未来,智能化物联网的应用将无处不在,当气象感应系统预知台风来袭时,交通感应单元自动通知渔船返港,高速关闭,居民及时转移;当发生车祸时,路面监控系统可以自动通知急救,提供最佳路线,并提示来往该路段的车辆绕行;每个月公共服务系统会自动记录水电费等,然后通知户主后从银行卡中自动扣款。这一切都会为人类的生活带来颠覆性的变化。
参考文献:
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作者：贺涛
第二篇：物联网在烟草行业的应用及其对物联网产业发展的启示
[摘 要]对于物联网产业的发展瓶颈,应对办法在短期内难以获得。中国烟草由于其特殊的管理体制,在解决物联网产业发展中的瓶颈问题方面具有比较优势。物联网在烟草行业的成功应用为中国物联网产业发展提供了有益的启示：通过利用大型国有企业的体制优势,在产业链比较完整的行业构建行业内的物联网体系,推动标准的推广和技术的成熟,我国的物联网发展可以在物联网产业的国际竞争中占得先机。
[关键词]物联网;烟草行业;产业发展;启示
物联网通过射频识别、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,把任何物体与互联网连接起来,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,使人们能够通过互联网监控处于庞大网络中的物品运行情况,从而实现对物的智能化、精确化管理与操作。通过基于互联网的人与物的沟通,基于现代综合技术的人与物的智能化交流,物联网对经济和社会产生巨大的影响,被称为继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次浪潮和下一个“万亿级”产业,被许多国家列为重点发展的战略产业。但国际标准、关键技术等因素的制约,使物联网产业的发展仍然处于起步阶段。本文从烟草行业以其独特的优势,物联网获得较好应用得到启示,物联网产业发展可以从特定行业的推广应用入手,从中获得产业发展的宝贵实践经验,并提升物联网的自主研发能力,进而获得产业发展的国际竞争优势,最终达到加快我国物联网产业发展的目的。
1 物联网产业发展的主要问题
物联网所带来巨大的社会效益和经济效益,使得美国、欧盟、日本、韩国等国家都将物联网产业发展作为本国新一轮经济增长的发动机,纷纷抛出物联网相关信息发展战略规划。Intel,Microsoft,IBM等著名企业都纷纷开展无线传感器网络方面的研究,Jasper Wireless，Wyless等专业物联网服务提供商和提供M2M业务的Voda-fone，AT&T等国际电信运营商,在智能电网、智能交通、能物流智、环境保护与监测、智能家居等领域推进物联网产业的应用和发展。我国也提出“感知中国”的构想,部分省市出台物联网发展规划。
尽管物联网产业发展的极佳前景毋庸置疑,但纵观各国物联网发展的现状,大多是特定企业或科研机构针对特定问题进行的局部尝试,当前全球物联网产业仍然停留在初级阶段。主要制约因素和发展问题体现在下列方面：①标准化问题。物联网标准都还处于研究制定阶段,而且标准的制定通常又涉及各方利益的博弈和协调,制定过程极其复杂,标准难以统一,制约了物联网的规模化发展。②商业模式问题。产业链较为零散,缺乏推动行业物联网的主导力量,利益分配和成本分摊问题难以达成共识,难以形成共赢的、规模化的产业链,使物联网技术难以得到广泛推广的应用。③成本问题。一方面是研发成本高,小企业难以参与;另一方面是实现远距离扫描的标签、解读器等应用器件的成本高,增加了应用成本。④行业壁垒问题。壁垒是物联网技术推广的巨大难题,要发展物联网应用,最大的问题是如何打破行业、地区、部门之间的壁垒。⑤信息安全问题。一旦网络被非法入侵,破坏了信息的合法有序使用,可能导致人们的生活、工作完全崩溃。
2 物联网在烟草行业的应用
尽管物联网产业发展面临较大瓶颈,但国际竞争刻不容缓,对物联网的应用也并非绝无可行。从单一行业来看,可以利用现有的技术,构建行业内的物联网应用模式。中国烟草物联网的实践就展示了单一行业发展物联网的极佳前景。
2.1 中国烟草行业对物联网的成功尝试
国家烟草专卖局(总公司)提出烟草物联网建设的目标是建设完整统一、先进实用、具有鲜明行业特色的中国烟草物联网。烟草商业企业物流配送中心建设了数字仓储管理系统,对烟草商业企业卷烟仓储进销存和分拣配送信息进行全面采集,并采用电子标识、电子标签(RFID)等技术进行准确数字化货位定位管理,同时,应用RFID托盘有效地实现了同城卷烟物流的信息共享和系统无缝对接。在烟草商业物流配送中普遍应用了GPS技术实现线路优化和车辆实时调度等功能;在仓储监控等方面也应用传感物联网技术。
在物流配送方面。江苏烟草应用高清摄像头、温控器等感知、识别设备,对卷烟生产打码、传输、仓储等各环节进行全程监控和对卷烟仓库环境的温度、湿度等指标进行识别;建立生产仓储监控系统、工商卷烟物流在途信息系统、工商卷烟运输托盘系统和工商仓储信息共享系统等四个互相关联的信息化系统,实现了信息的可靠传递。利用工商卷烟物流在途信息系统,使烟草工业、商业双方能够实时对在途卷烟进行监测,对车载信息及时收集,迅速有效解决出现的问题。
在仓储管理方面。北京烟草物流中心实行 “一库式仓储分拣、接力配送、低成本和高效率运行”的管理模式,通过采用国内第一套具有完全自主知识产权的卷烟自动分拣系统,使北京烟草物流中心实现了作业的现代化、管理的数字化及全市范围内集中统一管理下的仓储、分拣和配送的自动化。
在烟叶种植方面。湖南郴州烟草建立了农业物联网技术应用示范基地,通过识别装置、传感器、自动剪叶机等设备,使烟叶生产实现了监控集成化、智能化。物联网技术还被运用在烟叶工场远程监控管理领域,实现了实时传感采集、历史数据存储、智能分析与远程联动控制等功能,对烟叶生长实施精确干预、人工调节,及时精准地满足烤烟生长对各项环境指标的要求。工作人员可以通过发送手机短信的方式,采集基地内湿度、光照、土壤养分等烤烟生长环境的数据;通过电脑或3G手机操作,可以远程指挥基地内的灌溉、通风等设施。
2.2 烟草行业物联网应用发展规划
烟草行业在产业链各个环节进行物联网技术的实践和试点,再利用行业的体制优势将各试点的经验向全行业推广开来,通过行业的统筹安排和有力组织,形成封闭运行、标准统一、实用先进、完整的物联网体系。根据《烟草行业物联网总体框架与卷烟物流物联网规划》,到2013年,中国烟草基本完成卷烟物流物联网建设。实现对卷烟物流资源(包括卷烟条、件、周转箱、托盘、车辆、叉车、仓储、货位、分拣等)的全面感知、确保卷烟物流资源始终处于可知、可控、可信状态;实现对卷烟物流作业流程(包括卷烟生产、出入库、分拣、配车、运输等业务流程)的全面优化,确保工作效率不断提高;实现卷烟物流基础管理(费用、成本、环境、安全、质量等)的精细化,确保卷烟物流的经济实用性和高效性,最终达到卷烟成品物流作业可视化、流程最优化和管理智能化目标。到2014年,将基本完成烟草行业资产(主要指卷烟生产制造)和烟叶物联网建设,实现对行业重要资源和烟叶生产、初烤、复烤过程的全面感知和互联互通。到2015年,将基本建成全行业全面感知、互联互通、先进实用、具有鲜明行业特色的中国烟草物联网。实现对整个烟草产业链(包括烟叶种植、烤烟、制丝、卷烟生产、仓储、运输、营销、服务等)的全面贯穿,实现烟草行业生产经营各个环节的高度自动化、信息化和智能化,基本建设成 “全面感知、全面覆盖、全程控制、全面提升”的中国烟草物联网。
3 对我国物联网产业发展的启示与政策建议
尽管我国物联网发展起步较早,许多关键技术也跻身世界前列,但在信息化基础、核心技术的研发能力等方面仍然存在着许多竞争劣势,要想在国际竞争上占得先机,就必须找到我国的产业发展优势。而中国烟草行业利用专卖专营的体制优势,为物联网产业的发展进行了很好尝试。
3.1 对物联网产业发展的启示
烟草行业之所以可以率先打造一个相对完整的物联网,其优势在于：
一是有完整的产业供应链。烟草行业整个产业链(包括烟叶种植、烤烟、制丝、卷烟生产、仓储、运输、营销、服务等)统一集中在国家烟草专卖局(总公司)的管理下,便于统一技术标准以及技术的推广和应用。同时,由于技术应用于整个行业,研发和使用的单位成本将大大降低。
二是有扎实的信息化基础。全行业地面通信骨干网已建成并全网投入运行,国家烟草专卖局与各直属单位及所属卷烟厂、分公司、烟机厂和进出口公司之间有600多个节点之间的互联互通,入网率达到100%;各直属单位与所属单位的联网率达到96%。
三是有闭环运作的特点。烟草行业采取行业内封闭式的运作模式,网络模块结构比较清晰,便于统一规划。同时,烟草行业安全认证体系建设逐步完善,网络与信息安全体系初步形成。
根据产业经济学的理论,新兴产业的发展需要有统一的技术标准和运营模式作为支撑,技术标准的统一要靠强有力的主导力量,形成主导力量的关键在于核心技术应用的广度和深度。美国政府从20世纪80年代起极力推广使用TCP/IP协议连接因特网,随着越来越多的个人电脑通过TCP/IP协议接入因特网,以及越来越多的商业信息通过因特网传递,TCP/IP协议的不可替代性也不断增强,使得越来越多的国家热衷于接入因特网,并逐步成为全球用户普遍遵循的网络协议。结果尽管TCP/IP协议与国际标准并不完全一致,但它却比国际标准更有影响力、更有市场价值。由此看来,就物联网发展的现状而言,物联网技术应用是争取话语权的首要途径。
我国烟草行业的特殊体制使产业链基本完整,这是许多发达国家极少有的情况。因此,我们要利用好这种体制优势,率先在像中国烟草类似的行业中构建系统的物联网,这对于我国物联网产业突破发展瓶颈、占据竞争优势,具有非常重要的意义。
一是有利于RFID等关键技术的推广应用。技术运用越广,市场的号召力越大,市场依赖程度相应越强,同时,提高全社会对物联网这种新兴事物的认知,为实现普遍应用打下良好的市场基础。
二是有利于技术的不断成熟。烟草物联网的大多数技术尽管为中国烟草自有,但主要是通过与网络运营商、软件开发商的合作实现的,在合作过程中,物联网的运营商将不断提高研发能力和技术水平,对于我国突破物联网技术瓶颈十分有益。
三是有利于提升技术标准的市场价值。通过运用我国自主研发的传感器网络接口、标识、安全、传感器网络与通信网融合发展,使这些技术标准在行业内得到广泛运用。这些标准还将辐射到烟农、卷烟零售商和广大卷烟消费者,由此产生的市场影响力可见一斑。中国作为巨大的消费市场,这些技术及标准的应用将为中国在国际标准谈判中获得重要优势。
3.2 对物联网产业发展的政策建议
第一,要积极鼓励产业链比较完整的行业先行试点。中央政府采取“试点先行、各个击破”的方式,对产业链比较完整的行业的物联网实行试点,实行优先发展战略。试点的对象主要针对有条件的大型国有企业或以国有控股为主的行业,充分利用这些企业在产业链中的主导力量,对他们的物联网进行优先开发应用。
第二,要加大对试点行业或企业的扶持力度。国家物联网产业发展机构应当将技术、项目和资金向试点行业进行适度的倾斜,使各试点行业的物联网体系具有完整性、统一性、先进性的特点。同时,要协调主要网络运营商、软件开发商组织好应用型技术的攻关。对试点行业的技术需求建立帮扶机制,为试点行业解决在实践过程中面临的技术问题。
第三,要整合各试点行业或企业的物联网资源。建立数据库,及时掌握各行业或企业物联网发展的动态。发挥好国家“ 物联网” 标准工作组的作用,在试点行业或企业的物联网技术研发和运用过程中确保技术标全面统一,切实提升我国自主研发的技术标准的市场价值。
参考文献：
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作者：熊莎
第三篇：物联网应用寻求“支撑面”
物联网产业的行业应用软件是属于“点”的层次,而通用的物联网中间件就是“面”的层次,如今,走在前面的物联网产业链上的厂商都力图从“面”或“平台”的角度,服务于物联网产业众多“垂直”的行业应用。
物联网应用驱动力美国《START-IT》杂志和《M2M》杂志编辑总监Peggy Smedley曾将物联网/M2M市场分为六大支柱应用(功能),分别为遥感监测、远程通信与信息处理、智能服务、传感器网络、RFID和远程控制。这个描述正好包含了前期专栏文章中提到的M2M、RFID、传感网三类从业人群的划分,再具体一点,就是将终端设备或子系统信息汇总到一个统一的管理系统,实现远程监视、自动报警、控制、诊断、维护,以及数据挖掘和决策分析,进而实现对设备的全局化管理和服务。以上这些物联网/M2M共性功能覆盖的行业应用可谓包罗万象,难以做完整的表述。
“机器”(所有智能物件)通信,也就是(远程)机器和(后台)中央服务系统之间的数据交换; 这种数据交换可以是双向的,上行通道主要收集设备和其使用信息,下行通道主要是发送指令(含软件升级); 从而实现对设备状况的监管和控制以及运营,也就是“管、控、营一体化”。
相关统计数据表明,中国的城市化水平已经从以前的不足19%,发展到目前的超过30%,2010年将接近50%; 污染治理方面,到2010年,全国城市污水处理率预计将达到70%,重点流域和东部地区要达到80%(含重点镇以上的城镇); 到2010年,环保市场需求将达10000亿元人民币,占世界的1.6%～2.6%。这些趋势都成为物联网应用的驱动力。
“水平”和“垂直”产业分工
物联网的应用和互联网一样,包罗万象,与其说物联网是一个新兴产业,还不如说它是一个因技术和产业发展到一定阶段而必然出现的理念,它将引导技术和产业新一轮的规范和整合、重新洗牌和布局,如何把包罗万象、千头万绪的应用规范梳理清楚,对产业的发展至关重要。
在美国《M2M》杂志2004年创刊时,就曾预言物联网“产业”的发展将在技术上形成(或整合)一批通用的水平(Horizontal)共性技术,来支撑一批垂直(Vertical)的“行业”应用。这也是上一期DCM分层理念的基础,尤其在软件层面,物联网(水平通用的)中间件技术和产品的发展和成熟将推动其在各(垂直)行业的广泛应用。物联网产业链庞大,有形形色色的应用场景,充满想象空间的各式各样的商业模式,DCM三层划分中,“水平”和“垂直”的严格分工将有助于产业链各个环节做大做强,一个企业“包打天下”,从软件到硬件都做的业务模式是制约中国物联网产业发展的瓶颈之一。
在物联网理念出现之前,DCM三个层面的技术和应用都在按各自的轨迹和行业特点发展,有的已发展了很多年。笔者认为,物联网产业发展的核心是建立行业规范和资源整合,这可能比一些关键技术的突破更为重要,关键技术是“点”的问题,而规范和整合是“面”的问题,不能以点盖面。“点”属于“垂直”技术,而“面”属于“水平”技术,也就是我们常说的“平台”技术。
目前物联网的一些关键技术主要集中在DCM划分的感知层面,也就是传感器技术,这些技术多半已超出了信息技术层面,属于物理、化学以及材料科学的范畴,也属于“垂直”应用关注的范围。传感网络是把传感器连网的技术,它的目标应该是把感知层的“点”汇总到“面”。在DCM的传输层,相关的有线和无线网络技术已基本发展成熟(“面”的问题已基本解决),尤其是3G技术的发展,作为物联网的重要基础设施,已经基本可以满足物联网产业的需求,关键是网络资源的整合和规范问题(也包括标准化)。
物联网的核心还是“面”的问题,这样DCM的应用层就具有了举足轻重的地位。应用层的关键是应用软件和中间件,物联网产业的行业应用软件是属于“点”的问题,而通用的物联网中间件就是“面”的问题,这也是IBM、Oracle等中间件厂商也积极投身物联网(智慧地球)产业的原因。一些人们早已熟悉的业务范畴,如ERP企业资源计划、MES制造业执行系统、CIMS计算机集成制造系统、SIS厂级监控信息系统、PDM产品设计管理、PLM产品生命周期管理、SCM供应链管理、MSA测量系统分析等,基本上也和物联网应用相关,或属于它的上游应用。很多时候,它们需要物联网中间件软件集成末端设备(如通过DCS、PLC、GPRS/CDMA、RFID Reader等连接和管理的设备)的数据作为输入,才能更大地发挥作用。
表2列举了部分物联网产业链厂商,它们的技术和产品(也就是商业模式)都力图从“面”或“平台”的角度,服务于物联网产业众多“垂直”的行业应用。
作者：周洪波