前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的物聯(lián)網(wǎng)工程的含義主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關(guān)鍵詞:再制造 表面工程 智能制造 應(yīng)用
中圖分類號:TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-9082(2017)01-0310-02
我國制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展一直遵循國家的相關(guān)規(guī)定和要求,根據(jù) 《 “十二五” 智能制造裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》的規(guī)定,相關(guān)企業(yè)要在接下來的5年到10年間,積極拓展自身運(yùn)營模式,并且建構(gòu)更加完善的制造模型。截止到2015年,我國智能制造裝備產(chǎn)業(yè)的實(shí)際銷售收入金額預(yù)計(jì)將超過1萬億元。預(yù)計(jì)再過五年,智能制造裝備業(yè)將成為具有國際競爭力的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。正是基于此,企業(yè)要積極建立并完善智能裝備產(chǎn)業(yè)體系,一定程度上實(shí)現(xiàn)裝備的智能化及制造過程的自動化。
一、再制造的表面工程概述
1.再制造的含義
再制造產(chǎn)業(yè)以商品的全壽命周期為基本研究理論,以提升原產(chǎn)品性能為基本目標(biāo),再制造的過程,就是建構(gòu)更加優(yōu)質(zhì)、高效以及節(jié)能環(huán)保的過程。在再制造項(xiàng)目運(yùn)行過程中,技術(shù)人員要依托先進(jìn)的技術(shù)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)模型,實(shí)現(xiàn)修復(fù)和創(chuàng)新,并且積極落實(shí)切實(shí)有效的管控措施。也就是說,再制造的過程就是產(chǎn)品質(zhì)量以及性能優(yōu)化升級的過程。再制造后的產(chǎn)品成本是新品的50%,節(jié)能60%[1]。
2.再制造表面工程的發(fā)展階段
我國再制造表面工程項(xiàng)目也經(jīng)歷了一段漫長的發(fā)展期,從傳統(tǒng)的單一表面工程階段,到符合表面工程階段,再到納米表面工程階段,技術(shù)在更替和轉(zhuǎn)變,相應(yīng)的運(yùn)維操作模式也呈現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的景象。為了進(jìn)一步提升再制造工程產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平,再制造項(xiàng)目已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)為智能化制造機(jī)制,目前,我國車輛網(wǎng)市場、物聯(lián)網(wǎng)、智能家居等都呈現(xiàn)出拉升態(tài)勢。
正是基于科學(xué)技術(shù)的不斷推進(jìn),再制造項(xiàng)目的運(yùn)行結(jié)構(gòu)和項(xiàng)目推廣程度在不斷優(yōu)化,對應(yīng)項(xiàng)目的發(fā)展節(jié)奏也在增速。加之移動互聯(lián)網(wǎng)的普及,使得智能硬件設(shè)施也逐漸滲透到人們的生活中。由于智能制造項(xiàng)目的高速發(fā)展,也極大擴(kuò)展和豐富了智能硬件產(chǎn)品的功能。創(chuàng)客空間、 云計(jì)算服務(wù)、 智能信息渠道、應(yīng)用程序開發(fā)、眾籌等成為了我國現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)中不可或缺的模塊,并且,自2013 年以來,可穿戴設(shè)備、智能家居等智能硬件也實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展。具體數(shù)據(jù)如下:
2013年到2017年,中國可穿戴O備市場規(guī)模呈現(xiàn)出穩(wěn)步增長的態(tài)勢,2013年市場規(guī)模約為13.8億;2014年市場規(guī)模約為45.4億,增長率為229.4%,增長率已經(jīng)突破了200%;2015年市場規(guī)模約為105.6億,增長率為132.6%;2016年市場規(guī)模約為180.4億,增長率為70.8%;預(yù)計(jì)在2017年,市場規(guī)模約為198.1億,增長率為65.2%,盡管增長率有所滑落,但是從數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn),短短五年時間,可穿戴設(shè)備的市場規(guī)模已經(jīng)增長了150億元,市場空間巨大。
2012年到2017年,中國車聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模呈現(xiàn)出穩(wěn)步增長的態(tài)勢,2012年市場規(guī)模約為580億;2013年市場規(guī)模約為730億,增長率為25.9%;2014年市場規(guī)模約為1100億,增長率為50.7%;2015年市場規(guī)模約為1550億,增長率為40.9%;2016年市場規(guī)模約為2120億,增長率為36.8%,預(yù)計(jì)在2017年,市場規(guī)模約為2640億。
2012年到2017年,中國物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模也在穩(wěn)步提高,2012年物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模約為3650億元;2013年物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模為5096億元,增長率突破39%;2014年物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模為6198億元,增長率為21.6%;2015年物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模為7556億元,增長率為21.9%,增長有小幅度提高;2016年物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模為8900億元,增長率為17.8%;預(yù)計(jì)2017年物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模將突破1萬億元[2]。
2012年到2017年,中國智能家居市場規(guī)模也在逐步升級,從2013年市場規(guī)模的156億元,到2013年的221億元,增長率已經(jīng)達(dá)到41.7%;2014年市場規(guī)模約為304億元,增長率為37.6%;2014年市場規(guī)模約為431億元,增長率為41.8%;2015年市場規(guī)模約為660億元,增長率有大幅度拉升,約為53.1%;預(yù)計(jì)2017年我國智能家居市場的總規(guī)模將近1000億元,增長率也將控制在49.7%左右。
二、再制造的表面工程應(yīng)用分析
1.機(jī)器人技術(shù)
近幾年,我國智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度較快,據(jù)中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟提供的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,在2014年,全球智能機(jī)器人銷量增長了接近30%,約為22.5萬臺,就中國市場而言,在2014年一年,智能機(jī)器人的銷量就增長為54%,約為5.6萬臺,已經(jīng)連續(xù)兩年成為全球最大工業(yè)機(jī)器人市場[3]。智能機(jī)器人主要是借助高新技術(shù),將傳統(tǒng)制造業(yè)推向了新的發(fā)展高度,且整體技術(shù)結(jié)構(gòu)和技術(shù)應(yīng)用價值都非常廣闊。針對實(shí)際發(fā)展情況,在2006年到2016年十年間,中國機(jī)器人市場銷量年均復(fù)合增長率達(dá)已經(jīng)超過30%,值得一提的是,在2013年和2014年兩年,其增長率已經(jīng)接近50%。智能機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛,不僅在家居、工業(yè)等方面積極拓寬發(fā)展領(lǐng)域,在汽車行業(yè)的應(yīng)用也越來越廣泛,國內(nèi)汽車行業(yè)機(jī)器人市場約400多億元,預(yù)計(jì)未來10年,我國電子電氣、化工、生化制藥等行業(yè)的機(jī)器人需求則成倍增長。甚至到了2020年,我國國內(nèi)機(jī)器人市場將突破2000億元大關(guān)。
在智能機(jī)器人研究和發(fā)展運(yùn)行的過程中,再制造的表面工程項(xiàng)目發(fā)揮了重要的推動作用,實(shí)現(xiàn)整體運(yùn)維結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式的最優(yōu)化。并且,在工業(yè)迅速發(fā)展的進(jìn)程中,基于老齡化和勞動力成本上升等社會現(xiàn)象,智能機(jī)器人向服務(wù)機(jī)器人轉(zhuǎn)型的市場空間正在逐步打開,且整體行業(yè)空間巨大[4]。
據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)盟的數(shù)據(jù)顯示,在2013-2016年全球已經(jīng)有2000萬家用機(jī)器人被售賣和應(yīng)用。隨著云機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)的迅猛發(fā)展,小型家用輔助機(jī)器人將大幅度降低生產(chǎn)成本,中國作為機(jī)器人主要市場,家用機(jī)器人的市場容量和產(chǎn)業(yè)運(yùn)行增長速度也受到了關(guān)注。
2.傳感器技術(shù)
在工業(yè)發(fā)展進(jìn)程中,傳感器的應(yīng)用價值和使用范圍非常大,需要相關(guān)技術(shù)人員給予高度重視,傳統(tǒng)傳感器在應(yīng)用過程中的弊端也逐漸呈現(xiàn)出來,如何進(jìn)一步落實(shí)新興技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展結(jié)構(gòu)的融合,正是傳感器產(chǎn)業(yè)需要在實(shí)踐中認(rèn)真思考的。再制造的表面工程,針對傳感器進(jìn)行自動化生產(chǎn)模式的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。智能化傳感器越來越多地被應(yīng)用到各個領(lǐng)域內(nèi),特別是工業(yè)自動化項(xiàng)目[5]。據(jù)美國光電產(chǎn)業(yè)發(fā)展協(xié)會的數(shù)據(jù)和產(chǎn)業(yè)預(yù)測,國際市場中智能傳感器的銷售額將以每年 20% 的速度增長。加之國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的規(guī)模和范圍在不斷增大,工業(yè)界也在考慮把智能傳感器引入工業(yè)生產(chǎn)中。在工業(yè)項(xiàng)目運(yùn)行過程中,借助智能傳感器的相應(yīng)元件,對數(shù)據(jù)進(jìn)行集中采集,從而進(jìn)一步打造高度自動化的生產(chǎn)模式。
據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),截止到2015年,中國傳感器制造業(yè)規(guī)模將增長13%,實(shí)現(xiàn)銷售收入約440億元。正是基于我國傳感器市場的穩(wěn)步發(fā)展,在物聯(lián)網(wǎng)市場逐漸優(yōu)化的規(guī)動力之下,2016年中國傳感器市場規(guī)模有望達(dá)到1000億元以上。除此之外,智能傳感器也將被應(yīng)用在食品行業(yè)、配送物流行業(yè)、汽車行業(yè)、煤礦開采行業(yè)以及計(jì)算機(jī)行業(yè)等領(lǐng)域[6]。
3.3D打印技術(shù)
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,再制造的表面工程也延伸到傳統(tǒng)打印行業(yè),利用3D打印已經(jīng)成為無紙化辦公以及高科技辦公的新興發(fā)展趨勢。據(jù)中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)顯示,截止到2014年全球3D打印市場規(guī)模已經(jīng)達(dá)到了40億美元。并且,將在2018年增長至125億美元。而中國市場的3D打印技術(shù),也將呈現(xiàn)出高速發(fā)展的態(tài)勢,艾媒咨詢數(shù)據(jù)中,中國3D打印技術(shù)已經(jīng)逐漸成型,且整體市場規(guī)模保持較高的增長速度[7]。
在2015年,我國已經(jīng)生產(chǎn)了約20萬臺3D打印機(jī),不僅產(chǎn)量較大,且整體質(zhì)量也符合設(shè)備標(biāo)準(zhǔn),并已經(jīng)出售到全球各地,總價值量達(dá)到了16億元。盡管如此,3D打印技術(shù)的國內(nèi)普及速率還有待提升,因此,產(chǎn)業(yè)內(nèi)部甚至可以將3D打印視作即將要開始的工業(yè)革命。
4.工業(yè)軟件
近幾年,我國工業(yè)軟件項(xiàng)目也呈現(xiàn)出高速發(fā)展的狀態(tài),尤其是航空航天、能源電力、裝備制造等領(lǐng)域的智能制造項(xiàng)目,對工業(yè)軟件市場規(guī)模的增長提供了支撐,并且工業(yè)大數(shù)據(jù)等成為了發(fā)展重點(diǎn)。
結(jié)束語
總而言之,再制造表面工程是一項(xiàng)能實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約以及環(huán)境保護(hù)的產(chǎn)業(yè)制造方式,將其和智能化技術(shù)結(jié)合在一起,是未來制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢,表面工程技術(shù)是整體運(yùn)維系統(tǒng)的重要技術(shù)模型,需要相關(guān)技術(shù)人員給予高度重視,在貼合時展訴求的基礎(chǔ)上,確保我國再制造表面工程的智能化發(fā)展進(jìn)程得到順利推廣,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
[1]邢忠,姜愛良,謝建軍等.汽車發(fā)動機(jī)再制造效益分析及表面工程技術(shù)的應(yīng)用[J].中國表面工程,2014,17(04):1-5,9.
[2]胡振峰,董世運(yùn),汪笑鶴等.面向裝備再制造的納米復(fù)合電刷鍍技術(shù)的新發(fā)展[J].中國表面工程,2016,23(01):87-91.
[3]徐濱士,劉世參,史佩京等.汽車發(fā)動機(jī)再制造效益分析及ρ環(huán)經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)研究[J].中國表面工程,2015,18(01):1-7.
[4]史佩京,王海斗,朱勝等.面向再制造的表面涂覆層制備技術(shù)[C].第七屆全國青年表面工程學(xué)術(shù)會議暨重慶市第二屆汽車摩托車摩擦學(xué)材料先進(jìn)技術(shù)與應(yīng)用推進(jìn)會論文集.2015:32-36.
[5]李運(yùn)強(qiáng),蔡樂.表面工程應(yīng)用實(shí)例[例37]激光熔覆在扁頭套再制造中的應(yīng)用[J].中國表面工程,2014,27(06):封3.
關(guān)鍵詞:智慧農(nóng)業(yè);物聯(lián)網(wǎng);架構(gòu);環(huán)境監(jiān)控;農(nóng)業(yè)大棚
中圖分類號:TP315
隨著知識經(jīng)濟(jì)時代的到來,信息技術(shù)逐漸在農(nóng)業(yè)中得到應(yīng)用,使得中國的農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨著重大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。中國是一個農(nóng)業(yè)大國,然而與發(fā)達(dá)國家相比,中國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢已漸漸退去。為了加快我國農(nóng)業(yè)發(fā)展,就要不斷加快向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的步伐,即加快農(nóng)業(yè)的信息化建設(shè)。隨著物聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)的發(fā)展,智慧農(nóng)業(yè)將成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)未來發(fā)展的趨勢。將物聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)應(yīng)用于智慧農(nóng)業(yè)中,能夠促進(jìn)農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展,改進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理模式,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。
1 物聯(lián)網(wǎng)
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念及體系架構(gòu)
(1)物聯(lián)網(wǎng)的概念
物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)至今沒有統(tǒng)一的定義。從字面含義來看,物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這里有2層含義[1]:第一,物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò);第二,其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間,進(jìn)行信息交換和通信。2005年,國際電信聯(lián)盟(ITU)正式將“物聯(lián)網(wǎng)”稱為“the Internet of Things”,對物聯(lián)網(wǎng)概念進(jìn)行了擴(kuò)展,提出了任何時刻、任何地點(diǎn)、任意物體之間互聯(lián),無所不在的網(wǎng)絡(luò)(Ubiquitous networks)和無所不在的計(jì)算(Ubiquitous computing)的發(fā)展愿景。
(2)物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)分為三層[2][3]:感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層主要功能是識別物體,采集信息,傳遞信息至相應(yīng)的設(shè)備;網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)處理和傳遞感知層獲取的信息,并將現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合并擴(kuò)展;應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶的接口,它與行業(yè)需求結(jié)合,對感知和傳輸來的數(shù)據(jù)信息融合、分析、處理,從而實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)的特征
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該具備三個特征[2]:一是全面感知;二是可靠傳送;三是智能控制和處理。
1.3 物聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)模式
物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式[4]的推進(jìn)應(yīng)該根據(jù)行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵成功因素,根據(jù)主導(dǎo)力量類型、行業(yè)需求、企業(yè)能力網(wǎng)絡(luò)與支撐系統(tǒng)成熟度、運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)、系統(tǒng)集成能力、標(biāo)準(zhǔn)化程度的進(jìn)展來確定不同階段的主要發(fā)展模式。物聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)模式應(yīng)該遵循一條從公用為主――商用引入――融合發(fā)展的道路。物聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)模式主要通過以下三個階段來體現(xiàn):第一階段(2010年-2015年):政府主導(dǎo),公共類、便利類產(chǎn)品為主。第二階段(2015年-2020年):以穩(wěn)定的行業(yè)市場用戶形成為標(biāo)志,商業(yè)應(yīng)用開始涌現(xiàn),多方參與管理。第三階段(2020年以后):以行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的最終確定和關(guān)聯(lián)軟硬件平臺的建設(shè)和融合為標(biāo)志。
2 智慧農(nóng)業(yè)
所謂“智慧農(nóng)業(yè)[5]”就是充分應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)成果,集成應(yīng)用計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、音視頻技術(shù)、3S技術(shù)、無線通信技術(shù)及專家智慧與知識,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可視化遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程控制、災(zāi)變預(yù)警等智能管理。
智慧農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高級階段,是集新興的互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為一體,依托部署在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的各種傳感節(jié)點(diǎn)(環(huán)境溫濕度、土壤水分、二氧化碳、圖像等)和無線通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的智能感知、智能預(yù)警、智能決策、智能分析、專家在線指導(dǎo),為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精準(zhǔn)化種植、可視化管理、智能化決策。智慧農(nóng)業(yè)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)控、食品安全等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景,具體的應(yīng)用有智能農(nóng)業(yè)大棚等。
3 物聯(lián)網(wǎng)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用架構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用架構(gòu)[6]可以分為信息感知層、信息傳輸層和信息應(yīng)用層3個層次來設(shè)計(jì),如圖1所示。
信息感知層處在三層架構(gòu)的最底層,包括數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)短距離傳輸兩個方面,通過各種各樣的傳感器、攝像頭等農(nóng)業(yè)設(shè)備采集環(huán)境及作物信息,然后以多種通信協(xié)議,通過短距離無線傳輸技術(shù)、有線傳輸技術(shù)等將數(shù)據(jù)信息傳輸至物聯(lián)網(wǎng)關(guān),做到現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息的實(shí)時檢測與采集。與此同時,上層下發(fā)的控制命令通過物聯(lián)網(wǎng)關(guān)傳送到控制設(shè)備,遠(yuǎn)程控制農(nóng)業(yè)設(shè)施,來實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的遠(yuǎn)程控制。
信息傳輸層通過Internet、2G和3G等的相互融合,以實(shí)現(xiàn)更加高效、更加可靠、更加廣泛、更加安全的互聯(lián)功能。
信息應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)了跨系統(tǒng)、行業(yè)、應(yīng)用之間的信息互通與共享。通過對由物聯(lián)網(wǎng)感知層采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和處理,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的智能化控制與管理,實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)的自動化和智能化,為合理化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供決策支持。
圖1 物聯(lián)網(wǎng)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用架構(gòu)圖
4 智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用案例
4.1 產(chǎn)品介紹
圖2所示,基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是將物聯(lián)網(wǎng)2.4G無線射頻技術(shù)、傳感器技術(shù)與電信3G網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)農(nóng)戶大棚的數(shù)據(jù)檢測、實(shí)時傳輸、報(bào)警等智能化控制。本產(chǎn)品通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對溫度、濕度等溫室大棚的環(huán)境因子進(jìn)行測定,通過對數(shù)據(jù)的處理向農(nóng)民下發(fā)報(bào)警短信,指導(dǎo)農(nóng)民的農(nóng)業(yè)生產(chǎn);同時,收集農(nóng)戶大棚農(nóng)作物種植品種,種植面積,種植環(huán)境等數(shù)據(jù),通過電信3G網(wǎng)絡(luò)上傳相關(guān)數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)存儲中心,利用獲取的數(shù)據(jù)向農(nóng)民下發(fā)專業(yè)的種植建議。
4.2 產(chǎn)品商業(yè)模式營銷策略
從1.3節(jié)我們了解到物聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)模式處在第一階段,該階段主要是政府主導(dǎo),那么該產(chǎn)品的商業(yè)模式也不例外,該產(chǎn)品的營銷策略和渠道也是圍繞著該商業(yè)模式進(jìn)行的。
基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的推廣目前主要依靠三方面營銷渠道,第一是由各省電信根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)村移動市場的實(shí)際情況制定相應(yīng)的針對農(nóng)村地區(qū)的智能大棚套餐(包括同固話、寬帶、手機(jī)的融合套餐政策)、營銷政策(包括同固話、寬帶、手機(jī)的融合營銷政策),由地市分公司及分布在全省的農(nóng)村支局執(zhí)行智能大棚的營銷活動,系統(tǒng)開發(fā)公司負(fù)責(zé)產(chǎn)品的研發(fā)、升級、售前、售后等技術(shù)支撐及業(yè)務(wù)運(yùn)營支撐工作;第二是與當(dāng)?shù)卣稗r(nóng)牧廳合作建立長期的農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化合作計(jì)劃,形成以政府牽頭,企業(yè)推進(jìn),農(nóng)戶獲利的良性發(fā)展循環(huán)模式,以政府農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼資金的項(xiàng)目方式推進(jìn)或通過農(nóng)牧廳下屬農(nóng)技站面向全省農(nóng)村市場推廣;第三是發(fā)展大型涉農(nóng)企業(yè)經(jīng)銷商,與大型涉農(nóng)企業(yè)建立合作關(guān)系,產(chǎn)品由企業(yè)自用或合作推廣。
4.3 產(chǎn)品試點(diǎn)
在甘肅省永靖縣利用樣品機(jī)(具有環(huán)境溫濕度傳感器)進(jìn)行產(chǎn)品試點(diǎn)工作,在永靖縣峴塬鎮(zhèn)光輝村3個農(nóng)戶的5個大棚進(jìn)行試點(diǎn),5個大棚種植了木瓜、西瓜、青椒等不同的蔬菜,農(nóng)戶對試點(diǎn)工作配合非常積極。農(nóng)戶認(rèn)為溫室終端設(shè)備對他們的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起到了一定的作用,因?yàn)槊總€農(nóng)戶都會種植幾個大棚,溫室終端的自動溫濕度報(bào)警功能,使他們不用再跑到每個大棚里監(jiān)測溫濕度,只需要根據(jù)接收的短信,就可以直接處理溫濕度超標(biāo)的情況,很方便。對于需要其他功能的農(nóng)業(yè)生產(chǎn),可以相應(yīng)的在樣品機(jī)上增加相應(yīng)的設(shè)備和功能模塊。
5 結(jié)束語
通過理論和實(shí)踐的證明,將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到智慧農(nóng)業(yè)中能為農(nóng)業(yè)提供很大的便利。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為智慧農(nóng)業(yè)的建設(shè)提供了前所未有的機(jī)遇,并且在不久的將來,物聯(lián)網(wǎng)必將會給農(nóng)業(yè)領(lǐng)域帶來革命性的變化。但是,在智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中仍然存在著一些問題,如農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的全網(wǎng)覆蓋、智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)施的價格以及標(biāo)準(zhǔn)制定、農(nóng)業(yè)傳輸?shù)目煽啃院图皶r性等等問題,這都需要政府、企業(yè)、科研單位、高校及各個相關(guān)行業(yè)的共同努力。
參考文獻(xiàn):
[1]嚴(yán)大虎,陳明選.物聯(lián)網(wǎng)在智慧校園中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2011,21(6):123-125.
[2]謝招,劉萬蓉,謝靜如.依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)促推農(nóng)業(yè)信息化[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,39(36):22812-22822,22832.
[3]錢志鴻,王義君.面向物聯(lián)網(wǎng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜述[J].電子與信息學(xué)報(bào),2013,35(1):215-227.
[4]孫啟明.物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式發(fā)展研究[D].北京郵電大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,2011:1-200.
[5]施連敏,陳志峰,蓋之華.物聯(lián)網(wǎng)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用[J].農(nóng)機(jī)化研究,2013,6:250-252.
[6]彭改麗.物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究[D].鄭州大學(xué)信息工程學(xué)院,2012:1-54.
【關(guān)鍵詞】 物聯(lián)網(wǎng) 云計(jì)算 數(shù)據(jù)挖掘
隨著科技的快速發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在社會生活中越來越廣泛,包括芯片技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)以及GPS導(dǎo)航定位技術(shù)等正在不斷完善與創(chuàng)新,信息傳感、收集與處理分析技術(shù)也越發(fā)趨于成熟。在此背景下,更多的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用被人們開發(fā)應(yīng)用,成為互聯(lián)網(wǎng)之后的又一大信息技術(shù)熱點(diǎn)領(lǐng)域。由此,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也被人們寄予了更多的期望,因此需要更加深入和廣泛的研究,從而不斷推進(jìn)更新更實(shí)用的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開發(fā)[1]。
在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中,最主要的技術(shù)障礙就是數(shù)據(jù)挖掘,當(dāng)前隨著云計(jì)算平臺的出現(xiàn),物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)有了新的發(fā)展方向,這使得目前我國眾多行業(yè)都在開發(fā)搭建基于云計(jì)算平臺的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),從而讓物聯(lián)網(wǎng)具備更加厚實(shí)的IT計(jì)算能力、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)分析能力和平臺拓展能力。因此,物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)產(chǎn)業(yè)的后續(xù)發(fā)展與當(dāng)前云計(jì)算平臺的發(fā)展有著極其密切的關(guān)系,而基于云計(jì)算平臺的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)則明顯有著更加廣闊的發(fā)展空間。
一、物聯(lián)網(wǎng)概述
1.1 物聯(lián)網(wǎng)
物聯(lián)網(wǎng)(IOT)指的是運(yùn)用各種各樣的傳感設(shè)備來進(jìn)行信息傳遞的計(jì)算機(jī)集群,這是在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)之后的再一次飛躍,包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)(移動通信技術(shù)、傳感器技術(shù)網(wǎng)絡(luò))等,而且還是下一代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的大方向。物聯(lián)網(wǎng)具有全面感知性、信息傳遞可靠性以及智能化處理性,例如運(yùn)用有線網(wǎng)絡(luò)或者無線網(wǎng)絡(luò)將通過傳感器采集到的數(shù)據(jù)信息傳遞出去,經(jīng)過云計(jì)算等技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理,整合共享,而后達(dá)到對物體的智能化控制。因此,物聯(lián)網(wǎng)一般至少包括傳感器等電子元件、數(shù)據(jù)存儲處理系統(tǒng)以及有線或者無線網(wǎng)絡(luò)[2]。
1.2 云計(jì)算
云計(jì)算指的是在互聯(lián)網(wǎng)支持的基礎(chǔ)上,通過互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)為用戶提供的依據(jù)需求而確定服務(wù)的計(jì)算方式。由于服務(wù)資源來源于互聯(lián)網(wǎng),并且互聯(lián)網(wǎng)通常使用云狀圖案來表示資源,所以稱之為云計(jì)算。云計(jì)算有著集群優(yōu)勢,同時具備高速運(yùn)算能力和較高的數(shù)據(jù)存儲能力,因而如今正被廣泛而深刻的應(yīng)用至IT行業(yè)中,具有高容錯性與高伸縮性的特點(diǎn)。目前在云計(jì)算平臺搭建中,用戶主要依靠Hadoop來進(jìn)行,作為云計(jì)算平臺搭建基礎(chǔ),可以極為有效的利用集群計(jì)算能力與數(shù)據(jù)存儲能力,從而實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的分析處理。
二、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)概述
2.1 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的含義
數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)產(chǎn)生時間并不算久,可自從20世紀(jì)90年代產(chǎn)生以來,在人類社會中產(chǎn)生了巨大的影響,同時受到了人們的廣泛應(yīng)用。目前來說,數(shù)據(jù)挖掘并不是一個獨(dú)立的學(xué)科,而是交叉學(xué)科,因此不同領(lǐng)域不同行業(yè)的人對其理解也存在不同之處,因而對其準(zhǔn)確的定義還沒有定論。目前,大部分學(xué)者比較認(rèn)同的關(guān)于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的含義是韓家煒等人對其的定義[3],包括三個方面的內(nèi)容,第一,具有大量的數(shù)據(jù)來源,并且是真實(shí)的數(shù)據(jù);第二,通過數(shù)據(jù)挖掘獲得的信息對人們有著較高的價值與作用;第三,獲得信息是可以被人們理解分析,被人們接受與運(yùn)用,能夠以此來做出判斷或決策。
2.2 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的特征
數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)具有分布廣、規(guī)模大、節(jié)點(diǎn)資源有限以及安全性復(fù)雜等特征。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)本身具有分布廣的特點(diǎn),因?yàn)閿?shù)據(jù)一般都存儲在不同的地方,其次,物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)極為龐大,本身有許多傳感器節(jié)點(diǎn),因而需要有能夠快速解決處理數(shù)據(jù)的中央節(jié)點(diǎn),再次,節(jié)點(diǎn)資源并不是無限的,因而中央節(jié)點(diǎn)一般不需要所有的數(shù)據(jù),但需要數(shù)據(jù)參數(shù),從而依靠分布式節(jié)點(diǎn)將用戶需要的數(shù)據(jù)傳輸出去。
三、在云計(jì)算平臺下的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)分析
在當(dāng)前的云計(jì)算平臺中,最主要的是以Hadoop為基礎(chǔ)搭建而成的平臺,在此以Hadoop為例,簡單介紹云計(jì)算平臺中數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。主要分為四大部分,分別為物聯(lián)網(wǎng)感知層、物聯(lián)網(wǎng)傳輸層、數(shù)據(jù)層和數(shù)據(jù)挖掘服務(wù)層。
3.1物聯(lián)網(wǎng)感知層
物聯(lián)網(wǎng)感知層主要依靠在目標(biāo)區(qū)域范圍內(nèi)放置極多的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)來發(fā)揮感知作用。具體來說,節(jié)點(diǎn)主要是通過傳感器、攝像頭以及其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作,而采集到的數(shù)據(jù)則會依靠物聯(lián)網(wǎng)感知層所具備的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備進(jìn)行匯聚,將所有的數(shù)據(jù)傳送到節(jié)點(diǎn),而后經(jīng)過匯總存儲之后再次通過傳輸層輸送到云計(jì)算平臺的數(shù)據(jù)處理中心[4]。
3.2物聯(lián)網(wǎng)傳輸層
物聯(lián)網(wǎng)傳輸層主要包括傳感器、無線(有線)網(wǎng)絡(luò)等,通過諸多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備搭建的高速度無縫數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),能夠快速將物聯(lián)網(wǎng)感知層采集到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳送到數(shù)據(jù)處理中心,從而實(shí)現(xiàn)全方位的互通互聯(lián)目標(biāo),也就是將各種類別的監(jiān)測處理設(shè)備聯(lián)網(wǎng)傳輸,實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間網(wǎng)絡(luò)信息的傳遞。
3.3數(shù)據(jù)層
數(shù)據(jù)層是物聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算平臺中數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的關(guān)鍵部分,物聯(lián)網(wǎng)本身具有異構(gòu)性和海量性的特征,因而在數(shù)據(jù)層內(nèi)將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲處理分析的能力是基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘平臺的關(guān)鍵。數(shù)據(jù)層中主要包括數(shù)據(jù)源轉(zhuǎn)化與存儲兩大部分,其中,數(shù)據(jù)源轉(zhuǎn)化主要對物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)性的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化,而存儲部分則是使用Hadoop搭建的平臺中的HDFS系統(tǒng)進(jìn)行分布式存儲,從而將海量性的數(shù)據(jù)完整存儲到數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)[5]。
由于在物聯(lián)網(wǎng)平臺中,對于不同的目標(biāo)會采用不同的數(shù)據(jù)類型來表現(xiàn),某種情況下,相同的目標(biāo)也會采用不同的數(shù)據(jù)類型來表現(xiàn),因此數(shù)據(jù)源轉(zhuǎn)化的作用主要體現(xiàn)在保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整,防止異構(gòu)性的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)化中出現(xiàn)損毀,從而達(dá)到保證數(shù)據(jù)挖掘目標(biāo)。數(shù)據(jù)源轉(zhuǎn)化在系統(tǒng)中的作用相當(dāng)于數(shù)據(jù)層與感知層的連接線,通過數(shù)據(jù)包的解碼轉(zhuǎn)換將不同的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成需要的數(shù)據(jù)類型,并且分布式存儲到數(shù)據(jù)處理中心。
3.4數(shù)據(jù)挖掘服務(wù)層
數(shù)據(jù)挖掘服務(wù)層包含數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)挖掘引擎以及用戶三大部分。其中,數(shù)據(jù)準(zhǔn)備部分的主要用途是對數(shù)據(jù)的清零、轉(zhuǎn)化以及規(guī)約等。數(shù)據(jù)挖掘引擎則主要包含數(shù)據(jù)挖掘算法以及模式評估,而用戶部分則主要將數(shù)據(jù)挖掘的內(nèi)容進(jìn)行可視化的表現(xiàn)。用戶部分是整個云計(jì)算平臺中數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)面對用戶的直接體現(xiàn),因而具有友好性,能夠讓用戶通過操作來對數(shù)據(jù)挖掘任務(wù)進(jìn)行處理認(rèn)知。
四、云計(jì)算平臺上物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用分析
數(shù)據(jù)挖掘工作流程為:用戶發(fā)出數(shù)據(jù)挖掘的請求之后,主要控制節(jié)點(diǎn)收到用戶請求之后會首先判斷能否進(jìn)行任務(wù),并且將結(jié)果回饋給用戶。若是可以進(jìn)行,主要控制節(jié)點(diǎn)就會調(diào)用數(shù)據(jù)挖掘算法,然后根據(jù)算法進(jìn)行分布式數(shù)據(jù)挖掘工作。通過挖掘數(shù)據(jù)任務(wù)的劃分之后,將具體內(nèi)容傳送到眾多節(jié)點(diǎn)中,節(jié)點(diǎn)再具體進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘[6]。
本次選擇Hadoop搭建云計(jì)算平臺,并以此進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。
首先,選擇一臺實(shí)驗(yàn)所需要的PC機(jī)器,配置基于普通水平的2G內(nèi)存,操作系統(tǒng)為win7。然后在PC端安裝虛擬機(jī),虛擬機(jī)的操作系統(tǒng)都是Linux操作系統(tǒng)。從而開始部署分布式節(jié)點(diǎn),本次共安裝3個虛擬機(jī)。其次,需要安裝與Linux版本相適應(yīng)的Eclipse7.5開發(fā)環(huán)境,并且于PC機(jī)上安裝SSH服務(wù),用于實(shí)驗(yàn)開始之后傳遞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。3臺虛擬機(jī)中也安裝SSH服務(wù),以便于Hadoop平臺運(yùn)用。
配置安裝完畢后,選擇采用關(guān)聯(lián)規(guī)則算法的數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)依據(jù)C++代碼程序轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的PML文件,文件大小為1G,然后將文件利用HDFS傳入Hadoop平臺,采用分布式存儲。接下來,運(yùn)行Apriori算法 [7],根據(jù)計(jì)算結(jié)果來判斷能否找到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集合中所有的項(xiàng)目,然后,選用不同大小的文件再次重復(fù)實(shí)驗(yàn),以此來得到較為準(zhǔn)確的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)運(yùn)行Hadoop平臺計(jì)算得到的數(shù)據(jù)如下表1。
從表1中可以看出,伴隨著文件不斷擴(kuò)大,在Hadoop平臺上運(yùn)行,采用Apriori算法所運(yùn)行的時間也隨之上升。經(jīng)過大量模擬實(shí)驗(yàn)后,可以看出Hadoop平臺有著較高的拓展性能,能夠滿足當(dāng)前市場對于物聯(lián)網(wǎng)大量數(shù)據(jù)挖掘的要求[8]。
五、結(jié)語
隨著社會經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也在不斷的趨于成熟。當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)海量的異構(gòu)性數(shù)據(jù)也在呈現(xiàn)著飛速增長的態(tài)勢,導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)越來越顯得困難重重。
在此背景下,基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)挖掘技術(shù)與傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘相比,其能夠通過分布式存儲的方式以及分布式并行的計(jì)算方法更好的滿足人們對物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘的要求,并且還能夠通過計(jì)算存儲遷移功能來避免數(shù)據(jù)存儲過大導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障的問題,不僅縮短了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間,提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和完整性,而且還極大的提高了數(shù)據(jù)挖掘的效率與質(zhì)量,有著極大的應(yīng)用前景。
因此,本文所提出的基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)對于當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義,并且經(jīng)過Hadoop平臺進(jìn)行模擬數(shù)據(jù)挖掘?qū)嶒?yàn)后,也驗(yàn)證了這種方案有著極大的可行性。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]卜范玉,王鑫,張清辰. 基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘模型[J]. 電腦與信息技術(shù),2012,06:49-52.
[2]謝楊. 基于云計(jì)算的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)[D].西南交通大學(xué),2015.
[3]李哲青,周毅. 基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘模式的構(gòu)建[J]. 信息與電腦(理論版),2013,06:122-123.
[4]褚翠霞. 基于云計(jì)算平臺的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘研究[J]. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2015,01:85.
[5]張旺軍. 基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘模式分析[J]. 網(wǎng)友世界,2013,13:39-40.
[6]李立,張玉州,江克勤. 一種改進(jìn)的基于云平臺的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘算法[J]. 安慶師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2014,02:37-40.
一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的含義
所謂的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在一九九九年提出來的,國內(nèi)外的不同專家和機(jī)構(gòu)對其有著不同的定義,一般的共識就是:物聯(lián)網(wǎng)通過射頻識別、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按照協(xié)議約定,把所有物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進(jìn)行信息的通訊和交換,從而實(shí)現(xiàn)智能化的識別、定位、跟蹤、監(jiān)控、管理的一種網(wǎng)絡(luò)。
目前我國物聯(lián)網(wǎng)體系的雛形已經(jīng)基本具備,具有十分典型的層級特征。一個完完整整的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)包含信息的感知層,信息的匯聚層,信息的處理層,信息的運(yùn)營層,信息的應(yīng)用層。物聯(lián)網(wǎng)存在六大關(guān)鍵性技術(shù),但是目前而言,作為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)最底層的感知技術(shù)和匯聚技術(shù)應(yīng)用的速度快,范圍廣,推動著物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不斷升級。
二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下倉儲管理系統(tǒng)的基本功能
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的倉儲管理系統(tǒng)是以射頻技術(shù)為基礎(chǔ)的,充分利用物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)金技術(shù)集成尖端的硬件設(shè)施和完善的軟件系統(tǒng)來管理倉儲環(huán)節(jié)。
智能化倉儲系統(tǒng)的基本功能
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的倉儲管理系統(tǒng),智能化的先進(jìn)管理模式,可以自動而精確地獲取產(chǎn)品信息和倉儲信息;還可以自動生成并打印入庫、出庫清單;同時可以動態(tài)的分配貨位實(shí)行隨機(jī)存儲,從而可以最大限度的使用倉儲空間;而且還可以及時有效的查詢庫存數(shù)量、庫存時間、庫存位置;然后可以對倉儲物品進(jìn)行隨機(jī)抽查盤點(diǎn),綜合盤點(diǎn);最后可以實(shí)時的統(tǒng)計(jì)和匯總各類信息,輸出統(tǒng)計(jì)報(bào)告。
(二)自動化的出庫管理功能
當(dāng)倉庫收到銷售部的訂單或者發(fā)貨通知后,出庫管理模塊自動的按照預(yù)定規(guī)則分組,區(qū)分先后順序合理安排。按照訂單要求,出庫管理模塊自動化的生成斂貨方案,按照此方案安排訂單斂貨任務(wù)。管控人員按照射頻終端的指引掃描貨物、確認(rèn)產(chǎn)品,并自動將其儲存狀態(tài)變更為待出庫。
在產(chǎn)品出庫時,由設(shè)置在倉庫出口的出庫讀寫器掃描產(chǎn)品的電子條碼,并且通過數(shù)據(jù)的采集接口鏈接給出庫李模塊,自動化的生成出庫清單與產(chǎn)品訂單進(jìn)行對比。若有差錯,系統(tǒng)進(jìn)行提示,提醒管理員進(jìn)行清查更正,如若兩者一致,便可以順利出庫,打印產(chǎn)品出庫清單,對庫存信息及時更新。
出入庫的管理模式(圖一)
(三)智能化的入庫管理功能
入庫管理是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下倉儲管理系統(tǒng)的核心功能模塊,通過本地?cái)?shù)據(jù)接口、采集數(shù)據(jù)接口和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接口與產(chǎn)品命名服務(wù)器等其他部分進(jìn)行交互,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品入庫自動管理功能。
產(chǎn)品在入庫時就設(shè)置入庫讀寫碼并進(jìn)行掃描,自動的形成產(chǎn)品入庫清單,然后通過本地的數(shù)據(jù)接口將入庫信息及時更新到本地?cái)?shù)據(jù)中心(所謂的本地?cái)?shù)據(jù)中心就是倉儲系統(tǒng)存儲維護(hù)本地庫存信息的數(shù)據(jù)庫)。入庫管理功能是按照最佳的儲存方式,選擇空貨位,通過射頻終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送,及時的確定將貨物放置在正確貨位,就位后掃描電子標(biāo)簽,打印入庫清單,確認(rèn)貨物存儲,以方面日后訂單發(fā)貨。
(四)智能化的庫存控制功能
庫存管控模塊根據(jù)系統(tǒng)確定的管控策略生成決策方案,當(dāng)實(shí)時庫存量高于或者低于庫存限量時便會自動報(bào)警,庫存管理員據(jù)此適時的進(jìn)行補(bǔ)購或者取消訂單。
在庫存管理模塊可以對庫存進(jìn)行準(zhǔn)確真實(shí)的統(tǒng)計(jì),根據(jù)出庫、入庫、庫存的信息完成庫存管理的日報(bào)、月報(bào)和年報(bào)。自動對各個分庫、班組、站所等基層工作單位的工作情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì),方便查詢和管控。
三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下倉儲管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
倉儲是物流管理環(huán)節(jié)的重要部分,其產(chǎn)生的原因主要分為主動存儲和被存儲。主動存儲包括時間差異、戰(zhàn)略考慮和市場因數(shù);被動存儲主要涉及到管理失誤、不可抗因素和供需脫節(jié)。倉儲管理所研究的內(nèi)容主要是倉、儲、物、環(huán)境四個方面:倉所指的是存儲環(huán)節(jié)所需要的設(shè)備設(shè)施;所謂儲就是出入庫業(yè)務(wù),在庫業(yè)務(wù)和倉儲規(guī)劃;物就是指倉庫內(nèi)的貨物和人的管理;環(huán)境就是指倉庫,物品活動所涉及的外在條件。
(一)軟件設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)
根據(jù)實(shí)際操作中的要求,倉儲管理的軟件設(shè)計(jì)必須具備以下七大功能:一是,業(yè)務(wù)管理模塊,對物品的入庫、出庫、移庫、盤點(diǎn)等業(yè)務(wù)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化,避免傳統(tǒng)倉儲所存在的弊端,并且進(jìn)行倉庫分析、物品分析和任務(wù)指派;二是,設(shè)備管理功能,利用硬件平臺和軟件平臺將收集的信息進(jìn)行分類處理,作為中間件及時的分配到不同模塊進(jìn)行處理;三是,安全管理模塊,倉庫的管理包括商品安全和倉庫安全,安全管理主要包括權(quán)限管理、設(shè)備管理、物品管理和環(huán)境監(jiān)控;四是,數(shù)據(jù)管理模塊,這一模塊的功能是進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢、更新和備份;五是,協(xié)作管理模塊,主要是進(jìn)行內(nèi)部管理和外部管理,然后將內(nèi)外部管理結(jié)合起來;六是,基本信息模塊,倉儲系統(tǒng)中最為基本的信息包括人員信息、設(shè)備信息、物品信息,這一模塊根據(jù)其他模塊的反饋及時更新用于日后的統(tǒng)計(jì)查詢;七是,電子地圖模塊,實(shí)時顯示倉儲的真實(shí)情況,了解設(shè)備運(yùn)行狀況和人員的工作狀況,提高倉儲工作效率。
軟件設(shè)計(jì)模塊(圖二RFID:標(biāo)簽)
(二)硬件布局方案
將來倉儲的發(fā)展趨勢是多功能的混合應(yīng)用、智能化、集約化和自動化。根據(jù)其功能結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)各個模塊的功能所涉及到的硬件設(shè)備主要有:一是,在每道門口安裝的感應(yīng)器,作用不同的門安裝不同的感應(yīng)器設(shè)備;二是,庫控動作人員所穿戴的RFID標(biāo)簽工作服、叉車車載讀卡器;三是,在各固定貨位、托盤、特殊倉庫等地方安裝的電子標(biāo)簽,方便貨物盤存和貨位選擇;四是,倉庫內(nèi)安裝的各種環(huán)境的感應(yīng)標(biāo)簽,目的是滿足貨物的安全和存儲要求;五是,防火、防水、通暖、通風(fēng)等輔助設(shè)備。
將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用到倉儲管理的所有環(huán)節(jié),對管理系統(tǒng)的軟件、硬件提出設(shè)計(jì)方案,建立智能化、自動化的倉儲管理系統(tǒng)。如今物流倉儲管理還存在一定的弊端和漏洞,恰當(dāng)?shù)囊M(jìn)和發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可以補(bǔ)充其不足,也可以為物聯(lián)網(wǎng)那個技術(shù)在其他物流供應(yīng)環(huán)節(jié)的利用起到示范帶頭作用。
參考文獻(xiàn)
[1]苗云飛.我國倉儲物流業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢.[J].現(xiàn)代物流.2009:56-57.
[2]孫曉波.物聯(lián)網(wǎng)概念和演進(jìn)路徑[J].電信工程技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化.2009:12-14.
[3]鄭平標(biāo),候海永.RFID技術(shù)在倉儲管理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].鐵道貨運(yùn).2005:18-21.
(作者單位:中北大學(xué))
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);智能化教學(xué);優(yōu)化管理;應(yīng)用前景
中圖分類號:TP393文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:2095-1302(2011)08-0082-03
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,IOT)又稱傳感網(wǎng),指的是將各種信息傳感設(shè)備,例如射頻識別(Radio Frequency Identification, RFID)裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進(jìn)行信息交換和通訊,以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)\[1\]。IOT應(yīng)用極其廣泛,遍及智能交通、文化教育、環(huán)境保護(hù)、公共安全、平安家居、工業(yè)監(jiān)測等多個領(lǐng)域,將極大地改變我們的生活、工作和學(xué)習(xí)方式。
近幾年,國內(nèi)一些高校針對IOT產(chǎn)業(yè)的發(fā)展形勢,整合自身原有技術(shù),投身到產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新機(jī)遇中。但I(xiàn)OT在高校的教學(xué)方式、教學(xué)手段以及教學(xué)管理等方面應(yīng)該如何開展,是一個值得思考的問題。本文基于對IOT內(nèi)涵與特征的理解以及高校IOT的研究現(xiàn)狀,分析了IOT在高校主要教學(xué)管理環(huán)節(jié)中的作用以及IOT在高校中的應(yīng)用前景,以便為高校教學(xué)管理提供一種新的解決方法。
1 物聯(lián)網(wǎng)的基本內(nèi)涵及基本特征
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的基本內(nèi)涵
隨著信息領(lǐng)域及相關(guān)學(xué)科的發(fā)展,相關(guān)領(lǐng)域的科研工作者分別從不同的方面對IOT進(jìn)行了較為深入的研究,IOT的概念也隨之有了深刻的改變,但是,至今仍沒有提出一個權(quán)威、完整和精確的IOT定義\[2\]。從IOT本質(zhì)上看,其有兩層含義:第一,IOT的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò);第二,在IOT中,用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間的信息交換和通信\[3\]。物聯(lián)網(wǎng)的目的是讓所有的物品都能夠遠(yuǎn)程感知和控制,并與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合成一個更加智慧的生產(chǎn)、生活體系。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)的基本特征
從通信對象和過程來看,IOT的核心是物與物以及人與物之間的信息交互。IOT的基本特征可概括為全面感知、可靠傳送和智能處理\[2\]三部分。
全面感知就是利用射頻識別、二維碼、傳感器等感知、捕獲、測量技術(shù)隨時隨地對物體進(jìn)行信息采集和獲取。
可靠傳送是通過將物體接入信息網(wǎng)絡(luò),依托各種通信網(wǎng)絡(luò),隨時隨地進(jìn)行可靠的信息交互和共享。
智能處理是利用各種智能計(jì)算技術(shù),對海量的感知數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析并處理,從而實(shí)現(xiàn)智能化的決策和控制。
為了更清晰地描述IOT的關(guān)鍵環(huán)節(jié),按照信息科學(xué)的視點(diǎn),可以圍繞信息的流動過程,抽象出IOT信息功能模型,圖1所示是其信息功能模型圖,從圖1可見,其具有信息獲取功能、信息傳輸功能、信息處理功能和信息施效功能\[3\]。
2 高校物聯(lián)網(wǎng)的研究現(xiàn)狀
從2004年開始,IOT相繼被美國、歐盟、日本、韓國等國家和區(qū)域性組織列為領(lǐng)先和振興全球經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)戰(zhàn)略。我國也于2009年制定了"感知中國"的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃,將其列為重點(diǎn)研究領(lǐng)域。無錫市2009年9月與北京郵電大學(xué)就傳感網(wǎng)技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展簽署的合作協(xié)議,標(biāo)志中國“物聯(lián)網(wǎng)”進(jìn)入實(shí)際建設(shè)階段。2009年9月10日,全國高校首家物聯(lián)網(wǎng)研究院在南京郵電大學(xué)正式成立。2010年6月10日,江南大學(xué)信息工程學(xué)院和江南大學(xué)通信與控制工程學(xué)院合并組建成立的“物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院”是全國第一個物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院\[3\]。2010年8月,教育部審批通過了140個高等學(xué)校戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)本科新專業(yè),在新增本科專業(yè)名單中,"物聯(lián)網(wǎng)"成為最大熱門,35所高校獲批開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè),新設(shè)專業(yè)將自2011年開始招生。
IOT在高校校園中的應(yīng)用已經(jīng)初見端倪。在國內(nèi)高校中,現(xiàn)已較為廣泛的使用RFID技術(shù),常用的有學(xué)生的校園一卡通。校園一卡通系統(tǒng)的實(shí)施為高校師生的就餐、購物和圖書借閱等日常工作和學(xué)習(xí)提供了便捷的生活方式。RFID技術(shù)是IOT技術(shù)的核心,目前RFID技術(shù)在各所高校中應(yīng)用已比較普遍,說明IOT在高校區(qū)域中的實(shí)現(xiàn)具備了一定的基礎(chǔ)。但是,IOT在高校校園中的實(shí)際應(yīng)用仍僅停留在最基本的應(yīng)用上,更深層次的應(yīng)用還有待進(jìn)一步研究。
3 物聯(lián)網(wǎng)在高校中的應(yīng)用趨勢
IOT的應(yīng)用根據(jù)其實(shí)質(zhì)用途可以歸結(jié)為三種基本應(yīng)用模式:對象的智能標(biāo)簽、環(huán)境監(jiān)控和對象跟蹤、對象的智能控制。將三種基本應(yīng)用模式和具體的情境和內(nèi)容相結(jié)合,IOT在高校領(lǐng)域中的應(yīng)用大概可分為教學(xué)方式、教學(xué)手段和教學(xué)管理三個方面,具體如圖2所示。把IOT引入高校能改善學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)方式,革新教學(xué)管理手段,所以,借助IOT技術(shù)更好地促進(jìn)教育的跨越式發(fā)展。
3.1 利用IOT構(gòu)建智能化教學(xué)方式
在教學(xué)方式方面,IOT的引入無疑可填補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的缺陷。由于教學(xué)環(huán)境的特性直接影響著教學(xué)效果,傳統(tǒng)課堂教學(xué)的物理環(huán)境所包含的教學(xué)資源比較有限,虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境又缺乏與現(xiàn)實(shí)世界的交互,通過IOT,不但可使得現(xiàn)實(shí)世界的物品互為連通,而且可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界的互聯(lián),有效地支持人機(jī)交互、人與物品之間的交互、人與人之間的交互\[4\]。使教學(xué)環(huán)境中的每個物件都具有數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化特性,可以為師生提供智能化的教學(xué)環(huán)境與教學(xué)資源。引入IOT后,教學(xué)方式將有兩個主要特點(diǎn):
其一是可優(yōu)化學(xué)習(xí)環(huán)境。學(xué)習(xí)環(huán)境(如噪音、光線強(qiáng)度、溫度等) 可以從很大程度上影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。在教室里布置傳感器節(jié)點(diǎn)監(jiān)測教室各角落的噪音情況,也可在教室里安裝光線傳感器,根據(jù)光線強(qiáng)度和學(xué)生位置,自動調(diào)節(jié)教室內(nèi)的照明燈亮度和計(jì)算機(jī)屏幕亮度,并可根據(jù)室外光照強(qiáng)度調(diào)整窗簾高度等。傳感器還可根據(jù)室內(nèi)二氧化碳濃度、溫度來自動調(diào)節(jié)通風(fēng)情況和空調(diào)溫度等\[5\]??傊?,IOT可以給學(xué)生提供一個舒適的學(xué)習(xí)環(huán)境,促進(jìn)學(xué)生更好的學(xué)習(xí)。
其二是可以豐富教學(xué)資源。引入IOT,可以突破課上聽講、作筆記,課外復(fù)習(xí)筆記、寫作業(yè)等固有學(xué)習(xí)模式,激勵學(xué)生在課外把所學(xué)課程作為一種娛樂來掌握。因IOT上幾乎所有的內(nèi)容都是互動的,學(xué)生僅僅瀏覽一張網(wǎng)頁,就會很快不由自主地開始進(jìn)行主動的選擇。再者,教師可以利用智能標(biāo)簽識別需要學(xué)習(xí)的對象,并根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為記錄、調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容,選擇適合學(xué)生的材料,學(xué)生也可以在教室內(nèi)利用計(jì)算設(shè)備讀取本地或調(diào)用異地嵌入了傳感器的物體的數(shù)據(jù)以用于當(dāng)前的學(xué)習(xí)。
3.2 利用IOT豐富教學(xué)手段
在教學(xué)手段方面,高校中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)通常是不可缺少的。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生動手能力和創(chuàng)新思維能力的重要教學(xué)手段,但傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)則有其局限性\[6\],另外,傳統(tǒng)上獲知實(shí)驗(yàn)設(shè)備相關(guān)信息的方式都是通過產(chǎn)品說明書,這種紙質(zhì)的說明書容易丟失、污損。IOT的介入可以為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供一個安全的、共享的、智能化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境。引入IOT后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)可確保實(shí)驗(yàn)過程安全。通過讓學(xué)生佩戴傳感器手表等形式,教師可以記錄學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程,及時發(fā)現(xiàn)錯誤并給予正確指導(dǎo),避免實(shí)驗(yàn)過程中危險(xiǎn)的發(fā)生。教師還可以對各種實(shí)驗(yàn)器材標(biāo)識數(shù)字化屬性與使用幫助信息,當(dāng)實(shí)驗(yàn)器材使用不當(dāng)時,會自動啟動報(bào)警系統(tǒng),提示學(xué)生規(guī)范操作,避免不安全事件發(fā)生,保證教學(xué)安全。對于學(xué)生操作太過危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn),教師可將各類傳感器安裝在實(shí)驗(yàn)器材上,通過遠(yuǎn)程控制這些實(shí)驗(yàn)器材來實(shí)時采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并將進(jìn)行加工和分析后的結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)提供給學(xué)生。
另外,引入IOT能有效管理實(shí)驗(yàn)物品,可使用RFID技術(shù)對實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行管理,采用電子標(biāo)簽將實(shí)驗(yàn)物品的基本屬性和幫助信息等內(nèi)容存儲起來,通過閱讀器方便地獲取實(shí)驗(yàn)物品的基本信息并通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理。
3.3 利用IOT支持教學(xué)管理
首先是可以學(xué)??记诠芾?。傳統(tǒng)的考勤在于老師或者班干部利用名單對每個學(xué)生進(jìn)行確認(rèn),費(fèi)時又費(fèi)力。而利用IOT技術(shù),可在學(xué)校的教室、大樓入口處等地點(diǎn)架設(shè)RFID讀取器,每個學(xué)生配戴RFID標(biāo)簽,學(xué)生進(jìn)入教室后,識別器會自動感測RFID信息,統(tǒng)計(jì)學(xué)生出勤情況,老師則可通過網(wǎng)絡(luò)查詢學(xué)生出勤情況及目前所在位置或行進(jìn)路線。
其次是學(xué)校圖書管理。隨著各大高校規(guī)模的不斷擴(kuò)大,其藏書量在逐年增加,傳統(tǒng)圖書條碼查找的方式會浪費(fèi)大量時間。圖書智能定位即在圖書上貼有RFID標(biāo)簽,在館藏范圍設(shè)置多個閱讀器,由閱讀器坐標(biāo)確定圖書的方位信息并傳送給定位服務(wù)器,這樣,讀者和管理員就可用客戶機(jī)或手機(jī)登錄定位服務(wù)器查詢圖書信息,同時也方便新書上架、圖書歸架的整理工作,提高尋找丟失書籍和盤點(diǎn)文獻(xiàn)資料的效率\[7\]。
對于教學(xué)儀器管理,IOT的應(yīng)用將使學(xué)校對教學(xué)儀器的管理從傳統(tǒng)的人工管理轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)化、自動化的管理。利用RFID技術(shù)在相應(yīng)教學(xué)儀器上貼上電子標(biāo)簽,便可通過IOT技術(shù)系統(tǒng)實(shí)時跟蹤和管理教學(xué)儀器的存儲過程、發(fā)放過程、使用過程以及回收和報(bào)修過程。
另外就是學(xué)生的安全管理。學(xué)生的安全是當(dāng)前高校工作中的一項(xiàng)重要任務(wù)。如何有效地保障學(xué)生在校安全是迫切需要解決的問題。利用IOT技術(shù)可以隨時掌握學(xué)生的準(zhǔn)確位置和其他情況,極大地預(yù)防不安全事故的發(fā)生。
4 結(jié) 語
盡管IOT產(chǎn)業(yè)具有龐大的發(fā)展空間,但是就目前而言, IOT還是一個處于研究及未得到產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的概念產(chǎn)品。目前對IOT的研究主要在物流管理、智能家居等領(lǐng)域,而高校校園IOT的研究正在慢慢起步,從校園一卡通到真正的校園IOT還將需要一個漫長的過程。如何充分利用IOT的技術(shù)優(yōu)勢來提高高校校園的智能化程度還需要進(jìn)行深入的研究與試驗(yàn)。但是,隨著IOT技術(shù)的日益成熟,IOT的遍及是不可避免的,IOT的出現(xiàn)將會促進(jìn)教育信息化的進(jìn)一步發(fā)展,并帶來更多的創(chuàng)新應(yīng)用和服務(wù),引起教學(xué)模式和管理模式的變革,最終將提升高校的教育信息化水平,有利于教育質(zhì)量的提高。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]王曉靜,張晉.物聯(lián)網(wǎng)研究綜述\[J\] .遼寧大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2010,37(1):37-39.
[2]孫其博,劉杰.物聯(lián)網(wǎng):概念、架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)研究綜述\[J\].北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào),2010,33(3):98-101.
[3]蔡日梅.電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境實(shí)驗(yàn)\[J\].互聯(lián)網(wǎng),2011,29(1):59-63.
【關(guān)鍵詞】 物聯(lián)網(wǎng)概念實(shí)質(zhì)演進(jìn)規(guī)律挑戰(zhàn)機(jī)遇
【Abstract】 Based on deep identification of the conception and character of the Internet of Things (IoTs), the paper argued that “the Internet of Things is the intelligent information network connected to physical objects”. After the retrospect on evolution history and intrinsic rules of IoTs’ development from the perspective of information technology progress, concentrating on the construction of new generation network infrastructure and the breakthrough of key technologies, it disclosed the challenge and opportunity encountered by IoTs in future development, as well as which implications to our country.
【KeyWords】 Internet of Things(IoTs);Conception and Character; Evolution Rules; Challenge and Opportunity
2012年7月的《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》明確提出實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算創(chuàng)新發(fā)展工程。世界范圍內(nèi)看,2009年以來,包括美國、歐盟、日本在內(nèi)的發(fā)達(dá)國家相繼出臺物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略與相關(guān)行動計(jì)劃,標(biāo)志著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)在經(jīng)過早期的宣傳“熱潮”之后,其發(fā)展正漸趨理性與務(wù)實(shí)。但與此同時也應(yīng)看到,在對物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵實(shí)質(zhì)、發(fā)展規(guī)律、挑戰(zhàn)機(jī)遇等重要問題的研究上,仍然存在許多含混不清的認(rèn)識,甚至是帶有誤導(dǎo)性的觀點(diǎn)。本文試圖就上述問題進(jìn)行深入討論,為加速物聯(lián)網(wǎng)推廣應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展提供參考。
1 物聯(lián)網(wǎng)的概念與實(shí)質(zhì)
物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of Things)的概念最早是由麻省理工學(xué)院Auto-ID實(shí)驗(yàn)室的Ashton于1999年提出的。當(dāng)時的定義是:把任何物品通過射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進(jìn)行信息交換和共享,以實(shí)現(xiàn)智能化識別和管理的一種網(wǎng)絡(luò)[1]。
2005年國際電信聯(lián)盟(ITU),正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。報(bào)告指出,無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時代即將來臨,世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網(wǎng)主動進(jìn)行交換。射頻識別技術(shù)(RFID)、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)將到更加廣泛的應(yīng)用[2]。根據(jù)ITU的描述,在物聯(lián)網(wǎng)時代,通過在各種各樣的日常用品上嵌入一種短距離的移動收發(fā)器,人類在信息與通信世界里將獲得一個新的溝通維度,從任何時間任何地點(diǎn)的人與人之間的溝通連接擴(kuò)展到人與物和物與物之間的溝通連接。然而,ITU的報(bào)告對物聯(lián)網(wǎng)缺乏一個清晰的定義。
2009年9月15日,歐盟第7框架下的RFID和物聯(lián)網(wǎng)研究項(xiàng)目組研究報(bào)告,給出了對物聯(lián)網(wǎng)的明確定義:物聯(lián)網(wǎng)是一個動態(tài)的全球網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,它具有基于標(biāo)準(zhǔn)和互操作通信協(xié)議的自組織能力,其中物理的和虛擬的“物”具有身份標(biāo)識、物理屬性、虛擬的特性和智能的接口,并與信息網(wǎng)絡(luò)無縫整合。物聯(lián)網(wǎng)將與媒體互聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)一道,構(gòu)成未來互聯(lián)網(wǎng)[3]。
我國著名物聯(lián)網(wǎng)專家、中科院院士鄔賀銓認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)中的“物”應(yīng)該是“Anything that can be connected and would benefit from being connected will be connected”。意即物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該是把一切有用的且能連接的“物”連接起來,而不是萬事萬物。鄔賀銓院士進(jìn)一步指出:物聯(lián)網(wǎng)相當(dāng)于互聯(lián)網(wǎng)上面向特定任務(wù)來組織的專用網(wǎng)絡(luò)(VPN)。與其說物聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò),不如說物聯(lián)網(wǎng)是業(yè)務(wù)或應(yīng)用,物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的拓展[4]。
總結(jié)起來,目前學(xué)術(shù)界和實(shí)踐界對物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識,主要有三類觀點(diǎn),其中主流并為人們所廣泛接受的是“網(wǎng)”的觀點(diǎn),即將物聯(lián)網(wǎng)視為互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的高級階段,或?qū)⑵湟暈橐环N新型的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,強(qiáng)調(diào)物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的自然演進(jìn),是將作為物理實(shí)體的“物”接入了互聯(lián)網(wǎng)。第二種是“聯(lián)”的觀點(diǎn),主要從技術(shù)角度出發(fā),強(qiáng)調(diào)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵在于物物“聯(lián)接”,強(qiáng)調(diào)物與物之間的互聯(lián)、互通與互操作,從而將無線傳感技術(shù)、近場通訊技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)等與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相并列的信息技術(shù)視為物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)。第三種是“物”的觀點(diǎn),強(qiáng)調(diào)通過物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接起來的“物”應(yīng)具有獨(dú)特的特征,即能夠自我感知或感知“他物”(對象或環(huán)境),能夠與其他“物”相通訊,能夠自我控制(自動化)或控制“他物”(智能化),即不僅能夠?qū)崿F(xiàn)“物感”“、物聯(lián)”、同時也能實(shí)現(xiàn)“物控”。
筆者認(rèn)為,“物聯(lián)網(wǎng)”的實(shí)質(zhì)應(yīng)是“物”,“聯(lián)”,“網(wǎng)”三者的結(jié)合,簡單的說,物聯(lián)網(wǎng)就是“連接到物理對象的智能信息網(wǎng)絡(luò)”。這個概念有四層含義:第一,物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是信息網(wǎng)絡(luò),但這里的“網(wǎng)絡(luò)”是指將所有物物相連、人人相連、人物相連并形成網(wǎng)絡(luò)(即非“點(diǎn)對點(diǎn)”連接,而是“多對多”連接)的情況都納入了“互聯(lián)網(wǎng)”的范疇;第二,物聯(lián)網(wǎng)將用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間、以及人與物品之間,將人與人之間的信息通訊擴(kuò)展到了物與物之間,人與物之間的信息交換和通訊;第三,物聯(lián)網(wǎng)依托的網(wǎng)絡(luò)具有智能屬性,它一方面可以對接入物聯(lián)網(wǎng)的各類“物”(物理終端)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測、智能控制與自動操作,同時它本身又具有自我配置、自我優(yōu)化、自我修復(fù)與自我保護(hù)的功能,屬于一類智能網(wǎng)絡(luò);第四,接入物聯(lián)網(wǎng)的“物”是一類特殊的物,是具有“智能”的物理終端,應(yīng)具備物感、物聯(lián)與物控的功能。按照上述比較嚴(yán)格的要求,接入到物聯(lián)網(wǎng)中的“物”實(shí)際上接近于一個“微型智能機(jī)器人”,微處理器相當(dāng)于它的“大腦”,信息接收(傳感)器、信息發(fā)送器相當(dāng)于它的“五官”,動作執(zhí)行器相當(dāng)于它的“四肢”。與過去不同的是,基于信息技術(shù)和納米技術(shù)的巨大進(jìn)步,今天我們完全有可能在極小的物理載體上集成這些功能。
關(guān)鍵詞:產(chǎn)學(xué)研;產(chǎn)學(xué)研用;政產(chǎn)學(xué)研用;角色價值;角色作用;物聯(lián)網(wǎng)
中圖分類號:F49 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:2095-1302(2012)07-0080-03
0 引 言
社會生產(chǎn)專業(yè)化分工助推人類社會步入工業(yè)時代,國際化網(wǎng)絡(luò)信息時代使得“知識經(jīng)濟(jì)”成為了社會發(fā)展的新型助推力,市場經(jīng)濟(jì)將“知識轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力”的命題轉(zhuǎn)化為“產(chǎn)學(xué)研”運(yùn)行模式?!爱a(chǎn)學(xué)研”的內(nèi)涵伴隨著不同領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)的成長而逐步豐富,其運(yùn)轉(zhuǎn)模式、參與角色、經(jīng)濟(jì)環(huán)境、宏觀/微觀政策等都在影響著“產(chǎn)學(xué)研”的轉(zhuǎn)化成效,同時,其各角色間的協(xié)調(diào)配合將直接影響到“產(chǎn)學(xué)研”轉(zhuǎn)化的能效和產(chǎn)業(yè)規(guī)模。鑒于上述問題,筆者分析討論了“產(chǎn)學(xué)研”的基本內(nèi)涵和升級演化,同時分析了“產(chǎn)學(xué)研”鏈條中各角色的作用價值以及如何完善自身功能以提升“產(chǎn)學(xué)研”的發(fā)展層次。
1 “產(chǎn)學(xué)研”概念的演進(jìn)
“產(chǎn)學(xué)研”內(nèi)涵和模式的演進(jìn)伴隨著社會科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展和市場經(jīng)濟(jì)的日益繁榮,“產(chǎn)學(xué)研”是指產(chǎn)業(yè)、高校、研究機(jī)構(gòu)相互配合,優(yōu)勢互補(bǔ),在資源協(xié)調(diào)配合中實(shí)現(xiàn)研究開發(fā)、生產(chǎn)一系列環(huán)節(jié)的附加價值的最優(yōu)化提升。
“產(chǎn)學(xué)研用”是指產(chǎn)業(yè)、高校、研究機(jī)構(gòu)、市場四個方面的動態(tài)配置,實(shí)質(zhì)是將企業(yè)生產(chǎn)、學(xué)生培養(yǎng)實(shí)踐、科學(xué)研究、市場用戶感受相結(jié)合的系統(tǒng)合作模式?!爱a(chǎn)學(xué)研用”較“產(chǎn)學(xué)研”而言,其強(qiáng)調(diào)了經(jīng)濟(jì)市場的客戶需求和產(chǎn)品使用滿意度的驅(qū)動力思想,通過融入“市場”環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的“客戶需求—研究設(shè)計(jì)—企業(yè)生產(chǎn)—市場推廣—客戶反饋—優(yōu)化改進(jìn)”全生命周期延伸和循環(huán)。市場作為“產(chǎn)學(xué)研”驅(qū)動力,同時也成為維系市場需求和高校科研之間的紐帶,使得“產(chǎn)學(xué)研合作教育”成為高等教育的新型模式??蒲袡C(jī)構(gòu)、高等學(xué)校通過“產(chǎn)學(xué)研合作教育”可以實(shí)現(xiàn)科技、教育與經(jīng)濟(jì)的有利銜接,通過合理課程設(shè)置、高校企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)等方式,可以使畢業(yè)生增強(qiáng)市場需求認(rèn)識并縮短工作適應(yīng)期。
“政產(chǎn)學(xué)研用”是在“產(chǎn)學(xué)研用”的基礎(chǔ)上加入了“政府”這一重要的角色,并突出“政策”這一推進(jìn)手段。市場作為價值和利益驅(qū)動的主體,具有自發(fā)性、盲目性和滯后性的特點(diǎn),因此,政府作為“產(chǎn)學(xué)研”中的導(dǎo)向性驅(qū)動力,將有力規(guī)避市場運(yùn)行弊端,提升社會價值鏈條的穩(wěn)固性和長久性。政府位于企業(yè)與科研院所鏈條外部,同時又滲透在產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售的整個過程之中,因此,政府的第三方角色可實(shí)現(xiàn)對立項(xiàng)評審、項(xiàng)目資金執(zhí)行監(jiān)管、項(xiàng)目市場效益評價等環(huán)節(jié)的公正公平評估,從而保證各方的權(quán)利和義務(wù);政府通過資金扶持、財(cái)稅政策、項(xiàng)目招標(biāo)等形式可以在國家層面推動基礎(chǔ)理論研究和工程項(xiàng)目研究,并且優(yōu)化社會主義市場經(jīng)濟(jì)中的新產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)、批量生產(chǎn)和市場應(yīng)用推廣。
概念的延伸與拓展體現(xiàn)了“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)構(gòu)體系的逐步完善和發(fā)展需求,“產(chǎn)學(xué)研”作為涉及產(chǎn)品全生命周期的理論體系的實(shí)用性概念,將隨著人們新問題和市場的新需求得到更深層次的完善。
2 “產(chǎn)學(xué)研”各角色在鏈條中的作用與價值
在“產(chǎn)學(xué)研”模式下,各個環(huán)節(jié)扮演者重要且不可替代的角色。從教育體系的角度而言,政府扮演著產(chǎn)學(xué)研合作教育的領(lǐng)導(dǎo)主體,企業(yè)作為資源供給中心,科研院所發(fā)揮著教育核心作用,教師扮演者推動模式發(fā)展的重要環(huán)節(jié)[1],而學(xué)生則貫穿于整個流程的始終并得到自我價值提升。
2.1 政府及科技服務(wù)機(jī)構(gòu)
什么是物聯(lián)網(wǎng)
物聯(lián)網(wǎng),這個名詞非常新,在2009年的時候剛剛提出,但到現(xiàn)在已經(jīng)上升到我們國家的戰(zhàn)略型新型產(chǎn)業(yè)的一個高度。物聯(lián)網(wǎng)的英文名是TheInternet of things,物聯(lián)網(wǎng)的含義就是物物相連,把物體本身的信息通過傳感器、智能卡、智能設(shè)備等一些智能采集裝置采集后,收集到一個平臺中間,進(jìn)行統(tǒng)一的存儲和計(jì)算,最終形成各種運(yùn)用決策,包括服務(wù)等等??傊锫?lián)網(wǎng)就是物體真實(shí)信息的一種網(wǎng)絡(luò)信息,事實(shí)上就是物體的一個大網(wǎng)絡(luò)。它的信息來源,不像互聯(lián)網(wǎng)是通過電腦來控制,電腦后面操作的是人,說到底還是人的行為。
物聯(lián)網(wǎng)的體系構(gòu)架
物聯(lián)網(wǎng)第一部分是感知層,就是要把數(shù)據(jù)全部采集上來,中間層是通信,信息采集上來之后,通信把它傳送到一個平臺中間的一個數(shù)據(jù)庫里,傳到一個大型的資源中心里面。之后就是應(yīng)用,也就是說,感知、通信、應(yīng)用,這也是物聯(lián)網(wǎng)的整個一個體系架構(gòu)。
感知層就是要把所有的物體本身的信息采集上來,比如二代身份證,就是一個采集工具,是一個用高頻射頻識別的一個證件,里面包括所有的原始信息或者將來可能會有的一些記錄,再通過讀寫器把它讀出來。我們可以通過身份證到飛機(jī)場去買票、換登機(jī)牌,這就是一個簡單的智能卡,比如我們應(yīng)用的條形碼,在超市收款機(jī)上掃描,也是通過電磁感應(yīng),這就是智能卡采集模式。
另外一種數(shù)據(jù)采集模式,是傳感器,這個傳感器不是我們傳統(tǒng)意義上的工業(yè)儀表。這種傳感器來自軍方技術(shù),最早應(yīng)用在戰(zhàn)場,因?yàn)楝F(xiàn)在半導(dǎo)體的發(fā)展比較快,從多晶硅到單晶硅,再到納米技術(shù)。所以現(xiàn)在的傳感器可以做的非常小,最小的傳感器可以做到納米級別,基本上人眼是看不到的。這個傳感器就是把以前的傳感器敏感裝置和電源等的芯片集中到一個單晶硅或者一個納米層面,做的非常小。傳感器可以傳感溫度、壓力、濕度等等。目前傳感器做得越來越小,越來越便宜。
工業(yè)自動化儀表也屬于感知層的一部分,包括智能儀表、智能開關(guān)、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)。此外,音視頻設(shè)備,也就是攝像頭、錄音裝置也是記錄真實(shí)事件的設(shè)備,也屬于感知層,簡言之,只要物體內(nèi)部嵌入芯片,只要計(jì)算機(jī)可以控制,就屬于物聯(lián)網(wǎng)的感知層。感知層處于物聯(lián)網(wǎng)基本架構(gòu)的最底層。沒有數(shù)據(jù)就沒有一切,所以對于物聯(lián)網(wǎng)來說數(shù)據(jù)的真實(shí)性和有效性是一個核心。
第二部分是通信層,電信運(yùn)營商主要是做通信層,把真實(shí)的信息傳輸?shù)揭粋€后臺系統(tǒng),比如一臺計(jì)算機(jī),一個數(shù)據(jù)中心中。這個傳輸過程就屬于通信層。在物聯(lián)網(wǎng)中的作用通信層也很重要,通訊方式包括無線、有線、包括手機(jī)網(wǎng)絡(luò)、無線傳感網(wǎng)等。
第三部分是應(yīng)用層,就是專業(yè)軟件及服務(wù),將海量數(shù)據(jù)分類、整理、挖掘分析、計(jì)算、優(yōu)化調(diào)度,最后應(yīng)用在各種專業(yè)領(lǐng)域:包括工業(yè)自動化、交通、農(nóng)業(yè)、旅游、環(huán)保、軍事等等。它分硬件和軟件兩部分,硬件就是服務(wù)器、計(jì)算機(jī)、存儲設(shè)備、云計(jì)算等。云計(jì)算模式很適合物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用,云計(jì)算主要的目的就是存儲處理海量數(shù)據(jù),一臺電腦談不上云計(jì)算,云計(jì)算存儲處理海量數(shù)據(jù)的能力可以達(dá)到TB級以上。同時在應(yīng)用層還廣泛使用數(shù)據(jù)挖掘軟件、專家分析軟件、專業(yè)應(yīng)用軟件等。
對物聯(lián)網(wǎng)的看法
對于物聯(lián)網(wǎng)的每個層面,每個專家都有不同的看法。中國工程院副院長鄔賀銓院士認(rèn)為:物聯(lián)網(wǎng)事實(shí)上需要政府投入,而且它的應(yīng)用層面是關(guān)鍵,必須找到需求才能搞應(yīng)用。中國移動的董事長認(rèn)為:物聯(lián)網(wǎng)事實(shí)上就是一個網(wǎng)絡(luò),它的核心是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)穩(wěn)定了,才能形成網(wǎng)。無錫劉海濤博士認(rèn)為:目前信息的感知和獲取是核心。中科院還有一位博士認(rèn)為:物聯(lián)網(wǎng)是一個大工程。還有些教授認(rèn)為:事實(shí)上物聯(lián)網(wǎng)就是一個信息化系統(tǒng)。
今年6月,總書記在兩院院士大會上發(fā)表講話說:物聯(lián)網(wǎng)就是支持智能服務(wù)發(fā)展,為個性化制造服務(wù)穿心提供有利的工具和環(huán)境。明確了物聯(lián)網(wǎng)的真正定義。
綜其所述,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)是核心,數(shù)據(jù)經(jīng)過感知和通信,建立物聯(lián)網(wǎng)絡(luò),核心是數(shù)據(jù)的專業(yè)應(yīng)用及服務(wù),最終為用戶提供的不是原始數(shù)據(jù),而是通過數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)優(yōu)化后,做出最優(yōu)的方案和輔助決策。物聯(lián)網(wǎng)就是數(shù)據(jù)優(yōu)化技術(shù),可以說是”O(jiān),618”優(yōu)選法、統(tǒng)籌法的應(yīng)用,為用戶提供最佳的可實(shí)施的優(yōu)化方案,并進(jìn)行專業(yè)化服務(wù)和運(yùn)營。
物聯(lián)網(wǎng)的起源及發(fā)展歷程
物聯(lián)網(wǎng)是由工業(yè)自動化、無線通訊技術(shù)、互聯(lián)阿技術(shù)、軍方應(yīng)用如射頻技術(shù)、無線傳感器等四方面發(fā)展來的。
1999年美國麻省理工學(xué)院正式提出傳感器的概念(即狹義的物聯(lián)網(wǎng));2005年世界最大的零售商沃爾瑪應(yīng)用智慧物流;2009年IBM提出“智慧地球”的概念,隨即美國總統(tǒng)奧巴馬把物聯(lián)網(wǎng)上升為國家戰(zhàn)略;今年我國總理在無錫考察時,又提出了“感知中國”的新理念,當(dāng)年的人大《政府工作報(bào)告》中也被列為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。從此,這種新概念很快得到社會各界高度重視。中國的物聯(lián)網(wǎng)與歐美日特點(diǎn)比較
西方特點(diǎn):
歐美日在信息化設(shè)施、技術(shù)體系、應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)等方面占據(jù)優(yōu)勢。在基礎(chǔ)元件、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面處于絕對優(yōu)勢,在標(biāo)準(zhǔn)制定方面處于優(yōu)勢。
中國特點(diǎn):
信息化基礎(chǔ)具有優(yōu)勢。
在標(biāo)準(zhǔn)制定方面已經(jīng)介入,與西方同時起步。
在政府的主導(dǎo)和引導(dǎo)作用方面占據(jù)優(yōu)勢。
是全世界最大的制造商。
具有全世界最大的市場。
所以我國目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與西方發(fā)達(dá)國家處于同一起點(diǎn),有些方面還有優(yōu)勢,在我國大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)正當(dāng)其時。
物聯(lián)網(wǎng)興起的原因分析
一、互聯(lián)網(wǎng)是虛擬世界,正在往娛樂化發(fā)展。而物聯(lián)網(wǎng)是把物質(zhì)世界和數(shù)字世界連接起來,將現(xiàn)實(shí)世界和虛擬世界相結(jié)合,而這一點(diǎn)是互聯(lián)網(wǎng)永遠(yuǎn)做不到的。
二、國際和國家高層的高度重視和推崇。信息化產(chǎn)業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)的強(qiáng)力推動,傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的積極呼應(yīng),資本市場的熱情高漲,在股市低迷的情況下,物聯(lián)網(wǎng)概念股普遍逆勢上揚(yáng)。我國各相關(guān)部委都在積極研究,不斷推出各類政策、措施來支持物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
深層次的原因是世界上每次經(jīng)濟(jì)危機(jī)后,都會有新的技術(shù)革命,而物聯(lián)網(wǎng)就是此次經(jīng)濟(jì)危機(jī)后的新技術(shù)革命代表。
物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化
物聯(lián)網(wǎng)的市場預(yù)測
1、“物聯(lián)網(wǎng)”是下一個百萬億級的產(chǎn)業(yè)。
2、到2020年,全球和物互聯(lián)業(yè)務(wù)與現(xiàn)有的人和人互聯(lián)業(yè)務(wù)之比將達(dá)到30比1。
3、到2035年前后,中國的物聯(lián)網(wǎng)終端將達(dá)到數(shù)千億個。
4、到2050年,物聯(lián)網(wǎng)將在生活中無處不在。產(chǎn)業(yè)化需要突破的難點(diǎn)
范圍空泛:重概念,輕需求。
結(jié)構(gòu)失衡:重采集,輕應(yīng)用和運(yùn)營。
基礎(chǔ)薄弱,單一的數(shù)據(jù)采集方向向復(fù)合式采集轉(zhuǎn)化。
欠缺運(yùn)用服務(wù)的理念與實(shí)踐。
國家欠缺統(tǒng)一規(guī)劃或應(yīng)對決策。
涉及現(xiàn)有信息化產(chǎn)業(yè)的利益。
物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展必定與現(xiàn)有管理體系沖突。
欠缺龍頭企業(yè)的示范效應(yīng)和帶頭效應(yīng)。
法律問題、隱私問題和意識問題日漸凸顯。
物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化在山西發(fā)展的思考
物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的根本是其規(guī)模性,山西經(jīng)濟(jì)要轉(zhuǎn)型,而轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵是依靠高科技。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)則是高科技的核心,物聯(lián)網(wǎng)在山西省的發(fā)展優(yōu)勢也體現(xiàn)在應(yīng)用上。雖然我國很多地方都在發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),但相比之下,山西是全國最容易應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的地方。山西作為資源大省、傳統(tǒng)工業(yè)大省,物聯(lián)網(wǎng)在煤炭、電力、智能建筑等領(lǐng)域均大有可為。對山西來說,發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用具有先天優(yōu)勢,可以說是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的溫床。山西長期圍繞資源發(fā)展工業(yè),付出過巨大代價,在環(huán)保、生態(tài)環(huán)境治理方面,均需要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。結(jié)合山西發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將有飛躍式的發(fā)展,并將帶動其他產(chǎn)業(yè)在發(fā)展方式上產(chǎn)生脫胎換骨的轉(zhuǎn)變。5年后,山西有望領(lǐng)軍我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。
中國如何打造“智慧城市”
在中國――這個最具機(jī)會、最具挑戰(zhàn)的地方,如何打造智慧城市這是一個引人人勝的課題。
IBM大中華區(qū)副總裁范寧對中國城市實(shí)現(xiàn)“智能化”的急迫感受頗深。他說,之前去一個城市出差,發(fā)現(xiàn)市長常常為一個問題深感困擾。原來,這個城市市區(qū)埋在地下的煤氣管道大概有i000多公里,加上郊區(qū)的煤氣管道大概有3000公里長,每年由于各種各樣施工都要被挖斷100多次。因?yàn)槭敲簹夤艿溃芸赡軙?、起火,造成重大的事故。而物?lián)網(wǎng)技術(shù)完全可以解決這個城市的地下安全隱患。
在中國城市規(guī)劃智能交通、智能醫(yī)療、智能能源系統(tǒng)是重中之重。一方面,中國出現(xiàn)了成百上千條新的公路,但是缺乏接合的交通道路管理系統(tǒng)。另一方面,中國的城市發(fā)展面臨共同性問題,諸如發(fā)展在先、規(guī)劃在后等,導(dǎo)致了很多因?yàn)槌鞘幸?guī)劃不合理而造成的交通狀況惡化。智慧交通的各種解決方案,實(shí)際上是一種信息化的管理方案。
未來中國城市將出現(xiàn)哪些新的景象?交通、教育、醫(yī)療、環(huán)保、能源等方面會有哪些變得越來越好,越來越方便呢?
在本次峰會上,各類學(xué)術(shù)研討論壇精彩紛呈,2017全球未磽絡(luò)發(fā)展峰會包括主論壇和“未來網(wǎng)絡(luò)學(xué)術(shù)與科研”、“試驗(yàn)驅(qū)動未來網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新”、“網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)與轉(zhuǎn)型”、“未來網(wǎng)絡(luò)與共享經(jīng)濟(jì)”等10個分論壇,此外還有“參禪互聯(lián)、牛首論道”江寧主題推廣、“未來之眼”峰會特別展等活動,與會嘉賓就未來網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、應(yīng)用創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和網(wǎng)絡(luò)安全空間四大板塊議題進(jìn)行了全方位探討。
關(guān)于“未來”的網(wǎng)絡(luò)革命
“未來網(wǎng)絡(luò),聽起來高深莫測,但在實(shí)際應(yīng)用中卻與每個人都息息相關(guān)?!苯K未來網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新研究院張廣興博士表示,比如未來5G網(wǎng)絡(luò),將比目前的4G網(wǎng)絡(luò)快10~100倍,從而使目前連接人的網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)連接物,比如通過云端系統(tǒng)指示無人駕駛汽車穿過交通流,也可能實(shí)現(xiàn)從遠(yuǎn)程問診到遠(yuǎn)程手術(shù)的飛躍。這將對移動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生顛覆性的改變,并催生無數(shù)新應(yīng)用、新模式、新產(chǎn)業(yè)。而5G網(wǎng)絡(luò)的開通發(fā)放,預(yù)計(jì)就在未來四五年間。
有人把未來網(wǎng)絡(luò)稱之為第三次網(wǎng)絡(luò)革命。第一次互聯(lián)網(wǎng)革命是在產(chǎn)業(yè)內(nèi)部,第則是主要發(fā)生在消費(fèi)行業(yè),比如電子商務(wù)。隨著互聯(lián)網(wǎng)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)的結(jié)合,第三次網(wǎng)絡(luò)革命就誕生了,這就是未來網(wǎng)絡(luò)。
既然已經(jīng)出現(xiàn)了,為什么還被稱為未來網(wǎng)絡(luò)?專家認(rèn)為,其實(shí)現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)還達(dá)不到和實(shí)體經(jīng)濟(jì)融合的標(biāo)準(zhǔn),這些技術(shù)和應(yīng)用只能通過漸進(jìn)的方式一步步來實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)華為提供的一個數(shù)據(jù)顯示,今天4K電視已經(jīng)研發(fā)面市,8K電視馬上就會進(jìn)入我們生活,VR、AR等應(yīng)用已經(jīng)成為風(fēng)口,那么這些設(shè)備需要的帶寬是多少?專家認(rèn)為,普通電視需要20多兆,質(zhì)量好一點(diǎn)的40多兆甚至70多兆,像8K、VR這種需要1G。顯然現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)不能滿足這個要求。網(wǎng)絡(luò)到15年、20年以后,可能是現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)一千倍的流量。
國內(nèi)外紛紛嘗試新一輪網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)
“未來網(wǎng)絡(luò)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施”,過去常說,“要致富先修路”,互聯(lián)網(wǎng)之路已經(jīng)到了不得不修、不得不重構(gòu)的階段。未來網(wǎng)絡(luò)可以說是超前于目前的市場環(huán)境,因此在產(chǎn)學(xué)研方面還是學(xué)術(shù)和研究方面的討論比較多。但是由于它的敏感性和革命性,也讓國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)界對此格外重視。
自2005年以來,全球?qū)ξ磥砭W(wǎng)絡(luò)方面已經(jīng)展開了很多研究,期望運(yùn)用新架構(gòu)與新技術(shù)構(gòu)建新一代網(wǎng)絡(luò),以滿足不斷發(fā)展的應(yīng)用需求。在未來網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)設(shè)施建設(shè)方面,有美國的GENI項(xiàng)目、歐盟的FIRE計(jì)劃等;在未來互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)方面,有美國的FIND計(jì)劃和FIA計(jì)劃,歐盟的Horizon 2020計(jì)劃等。全球主流運(yùn)營商也陸續(xù)宣布了多項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)戰(zhàn)略,如美國AT&T的Domain 2.0運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型計(jì)劃,中國移動NovoNet計(jì)劃、中國電信的CTNet2025計(jì)劃、以及中國聯(lián)通的CUBENet 2.0計(jì)劃等。
據(jù)國際TBR Research的最新報(bào)告顯示,全球18家頂級電信運(yùn)營商計(jì)劃在兩年內(nèi)采用SDN和NFV技術(shù),預(yù)計(jì)到2021年SDN/NFV的市場將增長至1580億美元,年復(fù)合增長率將超過116%??梢哉f,目前全球網(wǎng)絡(luò)正在進(jìn)入一次巨大的變革時代,給業(yè)界提供了新的機(jī)遇。
據(jù)了解,中國互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和用戶規(guī)模已經(jīng)成為全球第一,在未來網(wǎng)絡(luò)5G網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)研究方面,正在發(fā)揮著越來越重要的作用。2016年底國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施――未來網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)設(shè)施項(xiàng)目(CENI)正式獲國家發(fā)改委立項(xiàng)落戶無線谷,將在江寧開發(fā)區(qū)建設(shè)運(yùn)營管控中心,在南京、北京、上海、廣州、天津等40個城市設(shè)立網(wǎng)絡(luò)交換節(jié)點(diǎn)、光傳輸設(shè)備、量子通信設(shè)施,以及相應(yīng)光纖線路組成全國網(wǎng)絡(luò),著力建立先進(jìn)、開放、共享的國家網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)基礎(chǔ)平臺,促進(jìn)我國乃至全球未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究的發(fā)展。
挑戰(zhàn)之中包含機(jī)遇
“互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過40多年的發(fā)展已取得巨大成就,但隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大和用戶數(shù)量的爆發(fā)式增長,現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。此外,隨著互聯(lián)網(wǎng)由消費(fèi)性應(yīng)用領(lǐng)域向生產(chǎn)性應(yīng)用領(lǐng)域拓展,4K、8K、VR、AR、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等不斷涌現(xiàn),這些都對網(wǎng)絡(luò)的可靠性等提出了更高要求?!敝袊こ淘涸菏俊⒔K省未來網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新研究院院長劉韻潔介紹,正是為了解決傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)所面臨的桎梏,使其與實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合,互聯(lián)網(wǎng)迎來了新一輪歷史變革,正進(jìn)入未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展階段。
在提及未來網(wǎng)絡(luò)研究的重要性時,工信部通信發(fā)展司副司長陳立東說,近年來世界多國的政府和企業(yè)都積極研究未來網(wǎng)絡(luò),例如美國和歐盟都部署了未來網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)設(shè)施的建設(shè),提出了未來互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)計(jì)劃等。我國在未來網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)推進(jìn)等方面也取得了積極進(jìn)展。不過,陳立東建議,我國發(fā)展未來網(wǎng)絡(luò)要進(jìn)一步夯實(shí)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò),加快構(gòu)建新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施,在網(wǎng)絡(luò)研發(fā)過程中要充分考慮未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的方向和需求,引入新理念、新架構(gòu)、新應(yīng)用。
在中國工程院原副院長鄔賀銓院士看來,未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展對中國可謂機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。對于未來網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn),鄔賀銓院士做了詳細(xì)闡述。大寬帶,按國際電信聯(lián)盟剛剛通過了移動互聯(lián)網(wǎng)里面向消費(fèi)者的帶寬下行至少可以做到100M,上行至少做到50M,面向企業(yè)的帶寬,要求到GBT級;大連接,在5G里定義的大連接含義是1平方公里要支持100萬個物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn),在消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)上很少有這樣的要求;高可靠,用在高鐵,用在無人駕駛車,以至于用在工業(yè)上,可靠性要求不僅僅是5個9、6個9,甚至可能更高;低時延,現(xiàn)在5G規(guī)定的延時不小于1毫秒,工業(yè)上要求端到端是小于1秒,未來可能更嚴(yán)峻。
“未來網(wǎng)絡(luò)處于發(fā)展之初,總的來說還沒有很明確的技術(shù)路線,還有很多發(fā)展的不確定性,但這也是我們的機(jī)會?!彼f,過去我們做科研做產(chǎn)業(yè),往往都是發(fā)達(dá)國家先把方向定了,我們在后面跟著。但這次,大家都還在起步階段,充滿創(chuàng)新空間,過去很多科研項(xiàng)目都很難有這樣的機(jī)會。