物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用調(diào)研報告

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用調(diào)研報告院系：信息學(xué)院專業(yè)：計科物聯(lián)

班級：10級計科物聯(lián)1班姓名：

周陳安學(xué)號：2010211486提交論文（報告）時間：2013年7月5日物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用調(diào)研報告計科物聯(lián)專業(yè)

學(xué)生周陳安

學(xué)號

2010211486一、摘要從飛鴿傳書到電報的發(fā)明，從電報到電話，從電話到計算機技術(shù)的應(yīng)用，再從計算機技術(shù)到物聯(lián)網(wǎng)時代，人類的發(fā)展伴隨著信息社會及其通訊手段的日新月異。當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)的蓬勃發(fā)展，必將使物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用滲透到人類社會的各個層面，必將給經(jīng)濟社會發(fā)展起到強有力的推動作用。物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，離不開各項物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵性技術(shù)的突破，物聯(lián)網(wǎng)是在計算機互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用RFID、GPS、GSM、ZIGBEE、條碼等技術(shù)，構(gòu)造一個覆蓋世界上萬事萬物的“InternetofThings”。在這個網(wǎng)絡(luò)中，物品（商品）能夠彼此進行“交流”，而無需人的干預(yù)。其實質(zhì)是利用射頻自動識別（RFID）技術(shù)，通過計算機互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品（商品）的自動識別和信息的互聯(lián)與共享。而RFID，正是能夠讓物品“開口說話”的一種技術(shù)。在“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)想中，RFID標(biāo)簽中存儲著規(guī)范而具有互用性的信息，通過無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把它們自動采集到中央信息系統(tǒng)，實現(xiàn)物品（商品）的識別，進而通過開放新的計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息交換和共享，實現(xiàn)對物品的“透明”管理。本研究報告將對物聯(lián)網(wǎng)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用進行調(diào)研，對現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)發(fā)展?fàn)顩r進行調(diào)研分析。二、物聯(lián)網(wǎng)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用隨著科技的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到了各個領(lǐng)域，包括智能電網(wǎng)、智能交通、智能物流、智能綠色建筑和環(huán)境監(jiān)測等。比如基于低、高速傳感網(wǎng)的太湖水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)已投入使用；基于傳感網(wǎng)的智能交通系統(tǒng)在流量監(jiān)測、紅綠燈控制、停車信息服務(wù)等方面已投入應(yīng)用等等。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在潛移默化的影響著我們的日常生活。這里主要總結(jié)一下物聯(lián)網(wǎng)的在智能電網(wǎng)、智能交通、智能物流和環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的具體應(yīng)用。（1）.智能物流領(lǐng)域智能物流是基于互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深化應(yīng)用，利用先進的信息采集、信息處理、信息流通、信息管理、智能分析技術(shù)，智能化地完成運輸、倉儲、配送、包裝、裝卸等多項環(huán)節(jié)，并能實時反饋流動狀態(tài)、強化流動監(jiān)控、使貨物能夠快速高效地從供應(yīng)者送達給需求者，從而為供應(yīng)方提供最大化利潤，為需求方提供最快捷服務(wù)，大大降低自然資源和社會資源的消耗，最大限度地保護好自然生態(tài)環(huán)境。智能物流的技術(shù)大致包括以下幾種：1.供應(yīng)鏈管理技術(shù)供應(yīng)鏈?zhǔn)菄@核心企業(yè)展開的對信息流、物流、資金流的管理從采購原材料開始，制成中間產(chǎn)品以及最終產(chǎn)品，最后把產(chǎn)品送到消費者手中。將供應(yīng)商、制造商、分銷售、零售商、最終用戶連成一個整體的網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu)。供應(yīng)鏈管理是聯(lián)系企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)間主要功能和商業(yè)過程，將其轉(zhuǎn)化成為有機的、高效的商業(yè)模式的管理集成。它驅(qū)動著企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)間的采購、生產(chǎn)、銷售、財務(wù)和信息技術(shù)等過程和活動。2.RFID技術(shù)RFID(RadioFrequencyIdentification)射頻識別技術(shù)是一種非接觸的自動識別技術(shù)，其利用射頻信號和空間耦合傳輸特性實現(xiàn)對被識別物體的自動識別技術(shù)。與現(xiàn)在普遍使用的條碼技術(shù)相比，RFID具有讀寫距離長、保密性強、存儲數(shù)據(jù)量大、適用惡劣環(huán)境、使用壽命長等優(yōu)點。RFID可以用來追蹤和管理幾乎所有的物理對象，是物流管理、追蹤等領(lǐng)域信息化的重要手段之一，對于提高物流的智能化水平有著十分關(guān)鍵的作用。RFID有助于解決零售業(yè)2個最大的難題：物品脫銷和損耗(因盜竊和供應(yīng)鏈被攪亂而損失的產(chǎn)品)。研究機構(gòu)估計：RFID能夠幫助把失竊和存貨水平降低25%。3.智能運輸技術(shù)降低貨物運輸成本、縮短貨物送達時間、隨時掌握貨物在途中的狀態(tài)是整個物流運輸管理中的重要環(huán)節(jié)。這就催生了智能運輸系統(tǒng)(IntelligentTransportSystem)ITS，它通過應(yīng)用現(xiàn)代通信、信息、網(wǎng)絡(luò)、控制、電子等技術(shù)建立一個高效運輸系統(tǒng)。包括先進的交通信息服務(wù)系統(tǒng)、先進的交通管理系統(tǒng)、先進的車輛控制系統(tǒng)、營運貨車管理系統(tǒng)、電子收費系統(tǒng)、緊急救援系統(tǒng)等運轉(zhuǎn)。物流智能化是物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向之一。隨著全球一體化的深入發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深入應(yīng)用，智能物流將迎來一個全新的歷史發(fā)展機遇。（2）.智能電網(wǎng)領(lǐng)域智能電網(wǎng)主要是通過終端傳感器在客戶之間、客戶和電網(wǎng)公司之間形成即時連接的網(wǎng)絡(luò)互動，實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取的實時、高速、雙向的效果，從而整體提高電網(wǎng)的綜合效率。智能電網(wǎng)實現(xiàn)電力流、信息流、業(yè)務(wù)流高度一體化的前提，在于信息的無損采集、流暢傳輸、有序應(yīng)用。各個層級的通信支撐體系是堅強智能電網(wǎng)信息運轉(zhuǎn)的有效載體。通過充分利用堅強智能電網(wǎng)多元、海量信息的潛在價值，可服務(wù)于堅強智能電網(wǎng)生產(chǎn)流程的精細化管理和標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，提高電網(wǎng)調(diào)度的智能化和科學(xué)決策水平，提升電力系統(tǒng)運行的安全性和經(jīng)濟性。

智能電網(wǎng)的核心在于，構(gòu)建具備智能判斷與自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力的多種能源統(tǒng)一入網(wǎng)和分布式管理的智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可對電網(wǎng)與客戶用電信息進行實時監(jiān)控和采集，且采用最經(jīng)濟與最安全的輸配電方式將電能輸送給終端用戶，實現(xiàn)對電能的最優(yōu)配置與利用，提高電網(wǎng)運行的可靠性和能源利用效率。智能電網(wǎng)的本質(zhì)是能源替代和兼容利用，它需要在開放的系統(tǒng)和共享信息模式的基礎(chǔ)上，整合系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，優(yōu)化電網(wǎng)的運行和管理。物聯(lián)網(wǎng)作為智能電網(wǎng)末梢信息感知不可或缺的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，在電力系統(tǒng)中具有廣闊的應(yīng)用空間，物聯(lián)網(wǎng)將滲透到電力輸送的各個環(huán)節(jié)，從發(fā)電環(huán)節(jié)的接入到檢測，變電的生產(chǎn)管理、安全評估與監(jiān)督，以及配電的自動化、用電的采集、以及營銷這方面都要采用物聯(lián)網(wǎng)，在電網(wǎng)建設(shè)、生產(chǎn)管理、運行維護、信息采集、安全監(jiān)控、計量應(yīng)用和用戶交互等方面將發(fā)揮巨大作用?？梢哉f80%的業(yè)務(wù)跟物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)。傳感器網(wǎng)絡(luò)可以全方位提高智能電網(wǎng)各個環(huán)節(jié)的信息感知深度和廣度，為實現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化以及信息流、業(yè)務(wù)量、電力流提供高可用性支持。我們感覺智能電網(wǎng)是與物聯(lián)網(wǎng)最為密切的一個行業(yè)，未來智能電網(wǎng)的建設(shè)必然產(chǎn)生世界上最大、最為智能、信息感知最為全面的物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)電力設(shè)備狀態(tài)檢測、電力生產(chǎn)管理、電力資產(chǎn)全壽命周期管理、智能用電。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將有助于實現(xiàn)智能用電雙向交互服務(wù)、用電信息采集、智能家居、家庭能效管理、分布式電源接入以及電動汽車充放電，為實現(xiàn)用戶與電網(wǎng)的雙向互動、提高供電可靠性與用電效率以及節(jié)能減排提供技術(shù)保障。下面舉出兩個生活中具體的例子：1減少停電現(xiàn)象

停電現(xiàn)象普遍存在且頗具破壞性，會降低電網(wǎng)可靠性和客戶滿意度、浪費能源、使網(wǎng)絡(luò)效率下降，也會影響公司收入(不管是買方還是賣方的收入)。通過在智慧的電力中安裝先進分析和優(yōu)化引擎，電力提供商可以突破“傳統(tǒng)”網(wǎng)絡(luò)的瓶頸，而直接轉(zhuǎn)向能夠主動管理電力故障的“智能”電網(wǎng)。對電力故障的管理計劃不僅考慮到了電網(wǎng)中復(fù)雜的拓撲結(jié)構(gòu)和資源限制，還能夠識別同類型發(fā)電設(shè)備，這樣，電力提供商就可以有效地安排停電檢測維修任務(wù)的優(yōu)先順序。如此一來，停電時間和頻率可減少約30%，停電導(dǎo)致的收入損失也相應(yīng)減少，而電網(wǎng)的可靠性以及客戶的滿意度都得到了提升。

2智能電表

在智慧的電力設(shè)施的支持下，智能電表可以重新定義電力提供商和客戶的關(guān)系。通過安裝內(nèi)容豐富且讀取方便的設(shè)備，用戶可了解在任何時刻的電力費用，并且用戶還可以隨時獲取一天中任意時刻的用電價格(查看前后的記錄)，這樣電力提供商就為用戶提供了很大的靈活性，用戶可以根據(jù)了解到的信息改變其用電模式。智能電表不僅可以測量用電量，它還是電網(wǎng)上的傳感器，可以協(xié)助檢測波動和停電。它還能儲存和關(guān)聯(lián)信息，支持電力提供商完成遠程開啟或關(guān)閉服務(wù)，也能遠程支持使用后支付或提前支付等付費方式的轉(zhuǎn)換。總而言之，智能電表可大幅度減小系統(tǒng)的峰值負荷，轉(zhuǎn)換電力操作模式，也能重新定義客戶體驗。（3）.智能交通領(lǐng)域智能交通是一個綜合性體系，它包含的子系統(tǒng)大體可分為以下幾個方面：1.車輛控制系統(tǒng)指輔助駕駛員駕駛汽車或替代駕駛員自動駕駛汽車的系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過安裝在汽車前部和旁側(cè)的雷達或紅外探測儀，可以準(zhǔn)確地判斷車與障礙物之間的距離，遇緊急情況，車載電腦能及時發(fā)出警報或自動剎車避讓，并根據(jù)路況自己調(diào)節(jié)行車速度，人稱“智能汽車”。目前，美國已有3000多家公司從事高智能汽車的研制，已推出自動恒速控制器、紅外智能導(dǎo)駛儀等高科技產(chǎn)品。

2.交通監(jiān)控系統(tǒng)該系統(tǒng)類似于機場的航空控制器，它將在道路、車輛和駕駛員之間建立快速通訊聯(lián)系。哪里發(fā)生了交通事故。哪里交通擁擠，哪條路最為暢通，該系統(tǒng)會以最快的速度提供給駕駛員和交通管理人員。

3.運營車輛高度管理系統(tǒng)該系統(tǒng)通過汽車的車載電腦、高度管理中心計算機與全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)駕駛員與調(diào)度管理中心之間的雙向通訊，來提供商業(yè)車輛、公共汽車和出租汽車的運營效率。該系統(tǒng)通訊能力極強，可以對全國乃至更大范圍內(nèi)的車輛實施控制。目前，行駛在法國巴黎大街上的20輛公共汽車和英國倫敦的約2500輛出租汽車已經(jīng)在接受衛(wèi)星的指揮。

4.旅行信息系統(tǒng)是專為外出旅行人員及時提供各種交通信息的系統(tǒng)。該系統(tǒng)提供信息的媒介是多種多樣的，如電腦、電視、電話、路標(biāo)、無線電、車內(nèi)顯示屏等，任何一種方式都可以。無論你是在辦公室、大街上、家中、汽車上，只要采用其中任何一種方式，你都能從信息系統(tǒng)中獲得所需要的信息。有了該系統(tǒng)，外出旅行者就可以眼觀六路、耳聽八方了。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，對推動智能交通的發(fā)展有著巨大的幫助，從發(fā)展的趨勢來看，物聯(lián)網(wǎng)和智能交通的結(jié)合將是必然的選擇，物聯(lián)網(wǎng)、云計算等現(xiàn)代信息技術(shù)處理能力將成為未來智能交通發(fā)展的核心技術(shù)。而根據(jù)智能交通不同細分市場自身特點的不同，對物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用的也提出了不同的要求，需要對各細分市場提供相應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

以高速公路智能交通系統(tǒng)為例，物聯(lián)網(wǎng)的主要應(yīng)用將集中在通信系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和收費系統(tǒng)三大塊，利用RFID、傳感網(wǎng)絡(luò)以及先進的信息處理技術(shù)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)分別通過提升信息收集、信息傳輸、信息處理的效率以及利用智能化、自動化的計算機系統(tǒng)來幫助高速公路管理部門、運營商更加高效、便捷的實現(xiàn)對高速公路的智能化監(jiān)控和管理，幫助高速公路司機和乘客更好地享受在高速公路上的旅行。目前，國家政府已給出了高度重視，并動用專項資金支持物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通領(lǐng)域的應(yīng)用。隨著物聯(lián)網(wǎng)時代到來、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用，將催熟智能交通、道路安全產(chǎn)品行業(yè)，交通與物聯(lián)網(wǎng)的融合已成趨勢，并將成為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中最高價值的行業(yè)之一。（4）.環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)可以廣泛地應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、生物種群研究、氣象和地理研究、洪水、火災(zāi)檢測、水質(zhì)監(jiān)測、排污水監(jiān)控、降水監(jiān)測、大氣監(jiān)測、電磁輻射監(jiān)測、噪聲監(jiān)測、森林植被防護、土壤監(jiān)測、生物種群監(jiān)測、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測等。下面詳細介紹：1.大氣監(jiān)測

對大氣的監(jiān)測一般可采用固定在線監(jiān)測、流動采樣監(jiān)測等方式，可在污染源安裝固定在線監(jiān)測儀表，在監(jiān)控范圍內(nèi)按網(wǎng)格形式布置有毒、有害氣體傳感器，人群密集或敏感地區(qū)布置相應(yīng)的傳感器。這樣，一但某地區(qū)大氣發(fā)生異常變化，傳感器就會通過傳感節(jié)點將數(shù)據(jù)上報至傳感網(wǎng)，直至應(yīng)用層的“云計算”，根據(jù)事先制定的應(yīng)急方案進行處理；對于污染單位的排放超標(biāo)，物聯(lián)網(wǎng)可實現(xiàn)同步通知環(huán)保執(zhí)法單位、污染單位，同時將證據(jù)同步保存到物聯(lián)網(wǎng)中，從而可避免先污染后處理的情況。2.水質(zhì)監(jiān)測

對水質(zhì)監(jiān)測包含飲用水質(zhì)監(jiān)測和水質(zhì)污染監(jiān)測兩種。飲用水源監(jiān)測是在水源地布置各種傳感器、視頻監(jiān)視等傳感設(shè)備，將水源地基本情況、水質(zhì)的PH值等指標(biāo)實時傳至環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)實時監(jiān)測和預(yù)警；而水質(zhì)污染監(jiān)測是在各單位污染排放口安裝水質(zhì)自動分析儀表和視頻監(jiān)控，對排污單位排放的污水水質(zhì)中的BOD5、CODer、氨氮、流量等進行實時監(jiān)控，并同步到排污單位、中央控制中心、環(huán)境執(zhí)法人員的終端上，以便有效防止過度排放或重大污染事故的發(fā)生。3.污水處理監(jiān)測

西安市目前已經(jīng)建設(shè)有兩個污水處理廠。但對于污水的進水監(jiān)測和出水監(jiān)測大多還是依靠工作人員在入水口和出水口定時采樣進行化驗，不但費時、費力，而且對于進出水質(zhì)的監(jiān)測不是持續(xù)在線監(jiān)測，使處理廠水處理設(shè)備不能達到最經(jīng)濟的運行狀態(tài)。在污水處理廠的入水口和出水口設(shè)置多種傳感設(shè)備，可實現(xiàn)對進水水質(zhì)和出水水質(zhì)、流速、流量等持續(xù)的監(jiān)測。從技術(shù)發(fā)展方向看，還可同時在污水處理的各個環(huán)節(jié)增加視頻監(jiān)控和各種傳感設(shè)備及污水處理設(shè)備的自控設(shè)備，構(gòu)建多個傳感網(wǎng)節(jié)點，控制各污水處理流程中的水質(zhì)，若水質(zhì)不在預(yù)設(shè)的控制范圍內(nèi)，傳感網(wǎng)節(jié)點便可根據(jù)處理的數(shù)據(jù)發(fā)送控制信號給污水處理設(shè)備的自控設(shè)備，以調(diào)整各污水處理設(shè)備的運行狀態(tài)，使污水處理設(shè)備始終處于最經(jīng)濟的運行狀態(tài)，同時也減少了工作人員的編制。

構(gòu)建環(huán)境保護物聯(lián)網(wǎng)的各種應(yīng)用領(lǐng)域，最主要的是選擇適合的傳感器，依托最優(yōu)的無線傳輸技術(shù)形成傳感網(wǎng)，根據(jù)對數(shù)據(jù)安全性的要求通過預(yù)定的網(wǎng)關(guān)接人網(wǎng)絡(luò)層，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綉?yīng)用層的“云儲存”。未來，智能化物聯(lián)應(yīng)用將隨處不在，當(dāng)氣象感應(yīng)系統(tǒng)預(yù)知臺風(fēng)來襲時，交通感應(yīng)單元自動通知漁船返港，高速關(guān)閉，劃定居民轉(zhuǎn)移區(qū)域;當(dāng)車禍發(fā)生時路面監(jiān)控系統(tǒng)自動通知急救醫(yī)院并提供最佳路線，GPS系統(tǒng)提示來往該路段車輛繞行;每月公共服務(wù)系統(tǒng)自動記錄水電煤氣費用通知戶主后在銀行賬號中自動扣款……這一切都會帶來人類生活顛覆性的變革和巨大的商機。

（5）物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用分析近十年來，隨著智能農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，泛在通信網(wǎng)絡(luò)、智能感知芯片、移動嵌入式系統(tǒng)等技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用逐步成為研究的熱點。

密集的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種無中心節(jié)點的全分布系統(tǒng)。通過隨機投放的方式，眾多傳感器節(jié)點被密集部署于監(jiān)控區(qū)域。這些傳感器節(jié)點集成有傳感器、數(shù)據(jù)處理單元、通信模塊和能源單元，它們通過無線信道相連，自組織地構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被監(jiān)測對象的信息并發(fā)送給觀察者。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)集傳感器技術(shù)、微機電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)、無線通信技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)和分布式信息處理技術(shù)于一體，因其廣闊的應(yīng)用前景而成為當(dāng)今世界上備受關(guān)注的、多學(xué)科高度交叉的熱點研究領(lǐng)域。

在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中。人們獲取農(nóng)田信息的方式都很有限，主要是通過人工測量，獲取過程需要消耗大量的人力，而通過使用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以有效降低人力消耗和對農(nóng)田環(huán)境的影響，獲取精確的作物環(huán)境和作物信息。

目前無線技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用比較廣泛，但大都是具有基站星型拓撲結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，并不是真正意義上的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。農(nóng)業(yè)一般應(yīng)用是將大量的傳感器節(jié)點構(gòu)成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，通過各種傳感器采集信息，以幫助農(nóng)民及時發(fā)現(xiàn)問題，并且準(zhǔn)確地確定發(fā)生問題的位置，這樣農(nóng)業(yè)將有可能逐漸地從以人力為中心、依賴于孤立機械的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)向以信息和軟件為中心的生產(chǎn)模式，從而大量使用各種自動化、智能化、遠程控制的生產(chǎn)設(shè)備。

●無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于溫室環(huán)境信息采集和控制。

在溫室環(huán)境里單個溫室即可成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)一個測量控制區(qū)，采用不同的傳感器節(jié)點和具有簡單執(zhí)行機構(gòu)的節(jié)點(風(fēng)機、低壓電機、閥門等工作電流偏低的執(zhí)行機構(gòu))構(gòu)成無線網(wǎng)絡(luò)來測量土壤濕度、土壤成分、pH值、降水量、溫度、空氣濕度和氣壓、光照強度、CO2濃度等來獲得作物生長的最佳條件，同時將生物信息獲取方法應(yīng)用于無線傳感器節(jié)點，為溫室精準(zhǔn)調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)。最終使溫室中傳感器、執(zhí)行機構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)化，利用網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)控制裝置的網(wǎng)絡(luò)化，從而達到現(xiàn)場組網(wǎng)方便、增加作物產(chǎn)量、改善品質(zhì)、調(diào)節(jié)生長周期、提高經(jīng)濟效益的目的。

●無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于節(jié)水灌溉。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自動灌溉系統(tǒng)利用傳感器感應(yīng)土壤的水分，并在設(shè)定條件下與接收器通信，控制灌溉系統(tǒng)的閥門打開、關(guān)閉，從而達到自動節(jié)水灌溉的目的。由于傳感器網(wǎng)絡(luò)多跳路由、信息互遞、自組網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)通信時間同步等特點，使灌區(qū)面積、節(jié)點數(shù)量不受到限制，可以靈活增減輪灌組，加上節(jié)點具有的土壤、植物、氣象等測量采集裝置、通信網(wǎng)關(guān)的Internet功能與RS和GPS技術(shù)結(jié)合的灌區(qū)動態(tài)管理信息采集分析技術(shù)、作物需水信息采集與精量控制灌溉技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)等構(gòu)建高效、低能耗、低投入、多功能的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉平臺?？稍跍厥?、庭院花園綠地、高速公路中央隔離帶、農(nóng)田井用灌溉區(qū)等區(qū)域，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)與生態(tài)節(jié)水技術(shù)的定量化、規(guī)范化、模式化、集成化，促進節(jié)水農(nóng)業(yè)的快速和健康發(fā)展。

2008年，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)提出了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田自動節(jié)水灌溉構(gòu)建方案，設(shè)計了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)農(nóng)田土壤濕度信息的實時采集和傳輸，通過灌溉控制器控制灌溉管網(wǎng)，分區(qū)域?qū)崟r灌溉并調(diào)節(jié)土壤濕度，實現(xiàn)了精細農(nóng)業(yè)所要求的時空差異性和水資源高效利用。

●無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于環(huán)境信息和動植物信息監(jiān)測。

通過布置多層次的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)檢測系統(tǒng)，對牲畜家禽、水產(chǎn)養(yǎng)殖、稀有動物的生活習(xí)性、環(huán)境、生理狀況及種群復(fù)雜度進行觀測研究，也可用于對森林環(huán)境監(jiān)測和火災(zāi)報警(平時節(jié)點被隨機密布在森林之中，平常狀態(tài)下定期報告環(huán)境數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，節(jié)點通過協(xié)同合作會在很短的時間內(nèi)將火源的具體地址、火勢大小等信息傳送給相關(guān)部門)。同時也可以應(yīng)用在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中，來監(jiān)測農(nóng)作物中的害蟲、土壤的酸堿度和施肥狀況等。形形色色的傳感器

在十五期間，國家863計劃數(shù)字農(nóng)業(yè)重大專項實現(xiàn)了農(nóng)田信息采集技術(shù)的突破，推出了一批成本低、高性能的土壤水分和作物營養(yǎng)信息采集技術(shù)產(chǎn)品，基本解決了數(shù)字農(nóng)業(yè)信息快速獲取技術(shù)瓶頸問題。開展了農(nóng)田水分、養(yǎng)分、作物長勢、冠層生理與生態(tài)因子、品質(zhì)、產(chǎn)量和蟲害草害等信息采集關(guān)鍵技術(shù)研究，開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型土壤水分傳感器，研制了土壤和作物養(yǎng)分信息快速采集方法與新型配套儀器設(shè)備；在蟲害與雜草動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的研究方面取得了重大進展，開發(fā)了基于稱重傳感器的高精度智能測產(chǎn)系統(tǒng)，解決了智能測產(chǎn)與谷物品質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的精度難題；使我國農(nóng)業(yè)信息快速獲取邁出了新的步伐。

現(xiàn)代化溫室和工廠化栽培調(diào)節(jié)和控制環(huán)境(控制溫度、濕度、光照、噴灌量、通風(fēng)等)培育各種秧苗，栽培各種果蔬和作物。在這個過程中，需要溫度傳感器、濕度傳感器、PH值傳感器、光傳感器、離子傳感器、生物傳感器、CO2傳感器等檢測環(huán)境中的溫度、相對濕度、PH值、光照強度、土壤養(yǎng)分、CO2濃度等物理量參數(shù)，通過各種儀器儀表實時顯示或作為自動控制的參變量參與到自動控制中，保證農(nóng)作物有一個良好的、適宜的生長環(huán)境。

在果蔬和糧食的儲藏中，溫度傳感器發(fā)揮著巨大的作用，制冷機根據(jù)冷庫內(nèi)溫度傳感器的實時參數(shù)值實施自動控制并且保持該溫度的相對穩(wěn)定。氣調(diào)庫相比冷藏庫是更為先進的貯藏保鮮方法，除了溫度之外，氣調(diào)庫內(nèi)的相對濕度(RH)、O2濃度、CO2濃度、乙烯(C2H4)濃度等均有相應(yīng)的控制指標(biāo)?？刂葡到y(tǒng)采集氣調(diào)庫內(nèi)的溫度傳感器、濕度傳感器、O2濃度傳感器、CO2濃度傳感器等物理量參數(shù)，通過各種儀器儀表適時顯示或作為自動控制的參變量參與到自動控制中，保證有一個適宜的貯藏保鮮環(huán)境，達到最佳的保鮮效果。

在作物的生長過程中還可以利用形狀傳感器、顏色傳感器、重量傳感器等來監(jiān)測物的外形、顏色、大小等，用來確定物的成熟程度，以便適時采摘和收獲；可以利用二氧化碳傳感器進行植物生長的人工環(huán)境的監(jiān)控，以促進光合作用的進行。例如，塑料大棚蔬菜種植環(huán)境的監(jiān)測等；可以利用超聲波傳感器、音量和音頻傳感器等進行滅鼠、滅蟲等；可以利用流量傳感器及計算機系統(tǒng)自動控制農(nóng)田水利灌溉。

生物技術(shù)、遺傳工程等都成為良種培育的重要技術(shù)，在這其中生物傳感器發(fā)揮了重要的作用。農(nóng)業(yè)科學(xué)家通過生物傳感器操縱種子的遺傳基因，在玉米種子里找到了防止脫水的基因，培育出了優(yōu)良的玉米種子。此外，監(jiān)測育種環(huán)境還需要溫度傳感器、濕度傳感器、光傳感器等；測量土壤狀況需用水分傳感器，吸力傳感器、氫離子傳感器、溫度傳感器等；測量氮磷、鉀各種養(yǎng)分需要用各種離子敏傳感器。

在動物飼養(yǎng)中也有傳感器應(yīng)用，如有可用來測定畜、禽肉鮮度的傳感器。它可以高精度地測定出雞、魚、肉等食品變質(zhì)時發(fā)出的臭味成分二甲基胺(DMA)的濃度，其測量的最小濃度可以達到1ppm，利用這種傳感器可以準(zhǔn)確地掌握肉類的鮮度，防止腐敗變質(zhì)。也有用來檢測雞蛋質(zhì)量的傳感器。

挖掘潛在應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域具有遠大的應(yīng)用前景。

在農(nóng)田、果園等大規(guī)模生產(chǎn)方面，如何把農(nóng)業(yè)小環(huán)境的溫度、濕度、光照、降雨量等，土壤的有機質(zhì)含量、溫濕度、重金屬含量、PH值等，以及植物生長特征等信息進行實時獲取傳輸并利用，對于科學(xué)施肥、灌溉作業(yè)來說具有非常重要的意義。

在生鮮農(nóng)產(chǎn)品流通方面，需要對儲運環(huán)境的溫度和農(nóng)產(chǎn)品的水分進行控制，環(huán)境溫度過高可能會發(fā)生大批農(nóng)產(chǎn)品的腐爛，水分不足品質(zhì)會受到影響，在這個環(huán)節(jié)要借助物聯(lián)網(wǎng)的幫助。

還有一類具有典型意義的應(yīng)用是工廠化健康養(yǎng)殖作業(yè)，需要通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)畜禽、水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測與控制。（六）物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用盡管社會各界對傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、泛在網(wǎng)的概念眾說紛紜，但人們普遍認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)是指通過各類傳感器實現(xiàn)物與物、物與人、人與人之間按需的信息獲取、傳遞、儲存、認(rèn)知、分析和使用。

物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)可以歸納為全面感知、可靠傳送、智能處理。全面感知是指利用射頻識別(RFID)、GPS、攝像頭、傳感器、傳感器網(wǎng)絡(luò)等感知、捕獲、測量的技術(shù)手段，隨時隨地對物體進行信息采集和獲取?？煽總魉褪侵竿ㄟ^各種通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)隨時隨地進行可靠的信息交互和共享。智能處理是指對海量的跨部門、跨行業(yè)、跨地域的數(shù)據(jù)和信息進行分析處理，提升對物理世界、經(jīng)濟社會各種活動的洞察力，實現(xiàn)智能化的決策和控制。相比互聯(lián)網(wǎng)具有的全球互聯(lián)互通的特征，物聯(lián)網(wǎng)具有局域性和行業(yè)性特征。

工業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要領(lǐng)域。具有環(huán)境感知能力的各類終端、基于泛在技術(shù)的計算模式、移動通信等不斷融入到工業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，可大幅提高制造效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本和資源消耗，將傳統(tǒng)工業(yè)提升到智能工業(yè)的新階段。

物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的幾方面應(yīng)用

從當(dāng)前技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用前景來看，物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在以下幾個方面。

制造業(yè)供應(yīng)鏈管理物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于企業(yè)原材料采購、庫存、銷售等領(lǐng)域，通過完善和優(yōu)化供應(yīng)鏈管理體系，提高了供應(yīng)鏈效率，降低了成本?？罩锌蛙?Airbus)通過在供應(yīng)鏈體系中應(yīng)用傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建了全球制造業(yè)中規(guī)模最大、效率最高的供應(yīng)鏈體系。

生產(chǎn)過程工藝優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用提高了生產(chǎn)線過程檢測、實時參數(shù)采集、生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控、材料消耗監(jiān)測的能力和水平。生產(chǎn)過程的智能監(jiān)控、智能控制、智能診斷、智能決策、智能維護水平不斷提高。鋼鐵企業(yè)應(yīng)用各種傳感器和通信網(wǎng)絡(luò)，在生產(chǎn)過程中實現(xiàn)對加工產(chǎn)品的寬度、厚度、溫度的實時監(jiān)控，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化了生產(chǎn)流程。

產(chǎn)品設(shè)備監(jiān)控管理各種傳感技術(shù)與制造技術(shù)融合，實現(xiàn)了對產(chǎn)品設(shè)備操作使用記錄、設(shè)備故障診斷的遠程監(jiān)控。

環(huán)保監(jiān)測及能源管理物聯(lián)網(wǎng)與環(huán)保設(shè)備的融合實現(xiàn)了對工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種污染源及污染治理各環(huán)節(jié)關(guān)鍵指標(biāo)的實時監(jiān)控。在重點排污企業(yè)排污口安裝無線傳感設(shè)備，不僅可以實時監(jiān)測企業(yè)排污數(shù)據(jù)，而且可以遠程關(guān)閉排污口，防止突發(fā)性環(huán)境污染事故的發(fā)生。電信運營商已開始推廣基于物聯(lián)網(wǎng)的污染治理實時監(jiān)測解決方案。

工業(yè)安全生產(chǎn)管理把感應(yīng)器嵌入和裝備到礦山設(shè)備、油氣管道、礦工設(shè)備中，可以感知危險環(huán)境中工作人員、設(shè)備機器、周邊環(huán)境等方面的安全狀態(tài)信息，將現(xiàn)有分散、獨立、單一的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管平臺提升為系統(tǒng)、開放、多元的綜合網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管平臺，實現(xiàn)實時感知、準(zhǔn)確辨識、快捷響應(yīng)、有效控制。

物聯(lián)網(wǎng)與先進制造技術(shù)結(jié)合體現(xiàn)的領(lǐng)域

與未來先進制造技術(shù)相結(jié)合是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的生命力所在。

物聯(lián)網(wǎng)是信息通信技術(shù)發(fā)展的新一輪制高點，正在工業(yè)領(lǐng)域廣泛滲透和應(yīng)用，并與未來先進制造技術(shù)相結(jié)合，形成新的智能化的制造體系。這一制造體系仍在不斷發(fā)展和完善之中。概括起來，物聯(lián)網(wǎng)與先進制造技術(shù)的結(jié)合主要體現(xiàn)在8個領(lǐng)域。

泛在感知網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立服務(wù)于智能制造的泛在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系，為制造中的設(shè)計、設(shè)備、過程、管理和商務(wù)提供無處不在的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。目前，面向未來智能制造的泛在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展還處于初始階段。

泛在制造信息處理技術(shù)建立以泛在信息處理為基礎(chǔ)的新型制造模式，提升制造行業(yè)的整體實力和水平。目前，泛在信息制造及泛在信息處理尚處于概念和實驗階段，各國政府均將此列入國家發(fā)展計劃，大力推動實施。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)采用真三維顯示與人機自然交互的方式進行工業(yè)生產(chǎn)，進一步提高制造業(yè)的效率。目前，虛擬環(huán)境已經(jīng)在許多重大工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用和研究。未來，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展方向是三維數(shù)字產(chǎn)品設(shè)計、數(shù)字產(chǎn)品生產(chǎn)過程仿真、真三維顯示和裝配維修等。

人機交互技術(shù)傳感技術(shù)、傳感器網(wǎng)、工業(yè)無線網(wǎng)以及新材料的發(fā)展，提高了人機交互的效率和水平。目前制造業(yè)處在一個信息有限的時代，人要服從和服務(wù)于機器。隨著人機交互技術(shù)的不斷發(fā)展，我們將逐步進入基于泛在感知的信息化制造人機交互時代。

空間協(xié)同技術(shù)空間協(xié)同技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)是以泛在網(wǎng)絡(luò)、人機交互、泛在信息處理和制造系統(tǒng)集成為基礎(chǔ)，突破現(xiàn)有制造系統(tǒng)在信息獲取、監(jiān)控、控制、人機交互和管理方面集成度差、協(xié)同能力弱的局限，提高制造系統(tǒng)的敏捷性、適應(yīng)性、高效性。

平行管理技術(shù)未來的制造系統(tǒng)將由某一個實際制造系統(tǒng)和對應(yīng)的一個或多個虛擬的人工制造系統(tǒng)所組成。平行管理技術(shù)就是要實現(xiàn)制造系統(tǒng)與虛擬系統(tǒng)的有機融合，不斷提升企業(yè)認(rèn)識和預(yù)防非正常狀態(tài)的能力，提高企業(yè)的智能決策和應(yīng)急管理水平。

電子商務(wù)技術(shù)目前制造與商務(wù)過程一體化特征日趨明顯，整體呈現(xiàn)出縱向整合和橫向聯(lián)合兩種趨勢。未來要建立健全先進制造業(yè)中的電子商務(wù)技術(shù)框架，發(fā)展電子商務(wù)以提高制造企業(yè)在動態(tài)市場中的決策與適應(yīng)能力，構(gòu)建和諧、可持續(xù)發(fā)展的先進制造業(yè)。

系統(tǒng)集成制造技術(shù)系統(tǒng)集成制造是由智能機器人和專家共同組成的人機共存、協(xié)同合作的工業(yè)制造系統(tǒng)。它集自動化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化于一身，使制造具有修正或重構(gòu)自身結(jié)構(gòu)和參數(shù)的能力，具有自組織和協(xié)調(diào)能力，可滿足瞬息萬變的市場需求，應(yīng)對激烈的市場競爭。

解決工業(yè)領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用面臨的關(guān)鍵技術(shù)問題

從整體上來看，物聯(lián)網(wǎng)還處于起步階段。物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用還面臨一些關(guān)鍵技術(shù)問題，概括起來主要有以下幾個方面。

工業(yè)用傳感器工業(yè)用傳感器是一種檢測裝置，能夠測量或感知特定物體的狀態(tài)和變化，并轉(zhuǎn)化為可傳輸、可處理、可存儲的電子信號或其他形式信息。工業(yè)用傳感器是實現(xiàn)工業(yè)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動化生產(chǎn)過程中，要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個參數(shù)，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達到最好的質(zhì)量?？梢哉f，沒有眾多質(zhì)優(yōu)價廉的工業(yè)傳感器，就沒有現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)體系。

工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)是一種由大量隨機分布的、具有實時感知和自組織能力的傳感器節(jié)點組成的網(wǎng)狀(Mesh)網(wǎng)絡(luò)，綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等，具有低耗自組、泛在協(xié)同、異構(gòu)互連的特點。工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是繼現(xiàn)場總線之后工業(yè)控制系統(tǒng)領(lǐng)域的又一熱點技術(shù)，是降低工業(yè)測控系統(tǒng)成本、提高工業(yè)測控系統(tǒng)應(yīng)用范圍的革命性技術(shù)，也是未來幾年工業(yè)自動化產(chǎn)品新的增長點，已經(jīng)引起許多國家學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視。

工業(yè)過程建模沒有模型就不可能實施先進有效的控制，傳統(tǒng)的集中式、封閉式的仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)已不能滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要。工業(yè)過程建模是系統(tǒng)設(shè)計、分析、仿真和先進控制必不可少的基礎(chǔ)。

此外，物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用還面臨工業(yè)集成服務(wù)代理總線技術(shù)、工業(yè)語義中間件平臺等關(guān)鍵技術(shù)問題。

從垂直和聚合兩個方面推動物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的