物联网工业应用

物联网工业应用（通用8篇）

1.物联网工业应用 篇一

2011通信产业助力两化融合推进大会汇报材料

安徽Telematics车联网服务项目

——移动物联网深入民族汽车工业

一、项目概况

近年来随着中国汽车工业的发展和用户规模的扩大，汽车厂商正在由单纯的制造汽车向打造一体化汽车服务的过程转变，汽车厂商需要通过优质的服务来提升购车用户的体验，增加用户口碑和品牌忠诚度；于此同时，随着汽车上电子设备（如车载导航/PDA/智能手机）的广泛应用，人们在强调汽车安全性的同时也加强了舒适性、便捷性还有娱乐性的需求。而移动无线通讯技术的发展，尤其是3G时代的到来，使得信息数据传输能够更加快捷，服务也更为多样化。

芜湖分公司紧跟时代步伐，抓住汽车工业转型机遇，与埃泰克公司联手推出Telematics车联网服务，以其崭新的技术和服务理念为汽车制造厂商、汽车服务商和驾驶者提供丰富的功能和业务。

在美国电影中有一段驾驶者拨通一个电话，然后打开车载GPS，车辆就自动确认了目的地的片段，这就是Telematics车联网服务的其中一项，驾驶者再也不用去操作复杂的GPS定位设备来设定目的地，只需要打电话到Telematics车联网服务呼叫中心，告诉中心服务人员要去的目的地，经确认后中心服务人员就会远程通过无线网络为车主自动设定好目的地，并开始为车主导航。

当然，Telematics车联网服务不仅仅提供的是智能导航服务，它还为车主提供车况远程诊断、安全救援、车辆失窃追踪、媒体娱乐、安全提醒、路径优化等服务。同时Telematics车联网服务还为汽车制造厂商收集客户反馈，为汽车服务商（4S店）建立长期紧密的客户关系。通过Telematics为汽车制造商和汽车服务商更好的服务于最终用户，更好的维系以及促进和最终用户的关系，实现增值服务、促进和增加销售机会，全面改善用户体验，创造更多有价值的服务。

第 1 页 2011通信产业助力两化融合推进大会汇报材料

二、项目创新性

2.1 物联网技术深入汽车行业的应用

传统的车辆位置定位、导航终端主要针对车辆的位置加以应用，主要是GPS定位技术的集中体现，且形式多为车内外置不便于安放，有些可以与汽车内饰整合的终端安装复杂，不易于维护升级。而Telematics终端产品的规划设计上，融合了ONSTAR及SYNC2.0的先进技术理念，在产品的组合、可重构形式上实现了突破创新，使物联网技术得以真正应用，具有以下优势：

1、从人体工学的角度分析终端的显示位置最具合理性；

2、REALTIME的操作系统为关键功能提供可靠稳定的保障；

3、3G和2G的无缝转换保证了车辆在无3G信号的地方平滑转换；

4、与中控台组合成为高端的Telematics终端组合产品，且与车身紧密结合，不影响车辆美观；

5、借助物联网，终端统一远程批量升级不再是梦想；

2.2 Telematics全面构建统一客户信息平台

Telematics车联网服务项目的根本在于构建统一的客户信息平台，掌握完整的客户数据，建立有效的CRM、VRM体系，改变以往车主发现问题找4S店的模式，形成Telematics车联网服务通过Telematics终端发现问题主动联系车主的方式，提高了服务质量，增加了汽车服务商的销售机会。

Telematics车联网平台采用混合云的架构体系，使平台能够提供为近千万

第 2 页 2011通信产业助力两化融合推进大会汇报材料 的用户提供导航、安全、诊断、娱乐、助理等服务。

2.3 互联网通信技术与现代汽车电子技术的高度整合

Telematics车联网服务是互联网通信技术与现代汽车电子技术的高度整合，中国移动在无线通讯方面的先进技术与埃泰克在汽车电子行业的技术优势，使Telematics车联网服务成为可能，埃泰克公司研发适合人体工程学的车载终端设备并搭建Telematics车联网服务呼叫中心，移动公司提供无处不在的移动无线网络，同时整合移动现有内容业务，如无线音乐、车主俱乐部、天气预报等进行增值业务推广。

第 3 页 2011通信产业助力两化融合推进大会汇报材料

三、主要建设内容

3.1 Telematics平台构成

图3-1Telematics平台构成图

整合Telematics平台包括呼叫中心、云计算服务中心，呼叫中心是保持Telematics平台与终端群或车主联系，云计算服务中心存储了所有客户的资料，也就是说当Telematics平台呼叫产生时，中心服务人员就会从自动弹出的栏目中看到车主的相关信息以及以前的联系记录。数据挖掘中心是为汽车生产商、汽车服务商提供客户深度数据挖掘，掌握客户兴趣爱好，便于汽车生产商和服务商进行有针对性的营销活动。

同时Telematics平台不仅仅提供车载软件系统，同时在车主不开车时，还计划在互联网和手机客户端上分别提供相关服务。

此外Telematics平台还能够整合车厂内的服务系统、提供加盟入网服务系统等，保证平台的高度多元化无缝耦合，提供多种接口。

第 4 页 2011通信产业助力两化融合推进大会汇报材料

3.2 拓扑结构图

图3-2 系统拓扑结构图

Telematics车联网服务平台有：数据管理层、企业平台层、应用服务层、应用集成层、界面显示层、发布通道层、访问通道层。这七层分别针对不同的应用对象提供管理、监控、安全、导航、计费等业务。平台使用了国际领先的开放式协议，该协议为服务平台提供了较大的灵活性，可以更自由的选择供应商及合作方，也使应用及内容商可以不受平台的限制，开发出满足用户需求、便于推广的增值业务。

3.3 商业模式

第 5 页 2011通信产业助力两化融合推进大会汇报材料

Telematics产品的销售按渠道可分为前装及后装两大类：前装市场主要是针对汽车销售商，在车辆未出厂到达4S店之前，就已经安装了Telematics终端，其所带的Telematics服务会作为亮点功能着重在汽车销售中进行宣传。后装市场主要是针对4S店，通过人们对Telematics服务的感知，4S店可以对能够安装Telematics终端的相关车型，进行后期加装并收费，从而使驾驶者获得Telematics服务。

四、建设效果及效益分析

4.1 建设效果

2009年底，移动公司与埃泰克公司首次接触，对车载导航终端设备的功能和市场前景进行分析，认为传统的车载导航设备已经不能满足人们的需求，更无法达到为汽车制造厂和汽车服务商提供更多的数据支持和帮助，所以必须有一套全新的平台来整合传统车载导航市场，掌握完整的客户数据，建立有效的CRM、VRM体系。由此双方经过多次接触，结合美国OnStar平台的先进经验，提出了Telematics车联网服务项目的雏形。

到2010年10月左右，全新的Telematics终端研发完成上线生产，同时Telematics车联网服务呼叫中心也已基本建成。并在全国范围内使用移动无线网络进行小规模（400辆车）的进行相关数据测试。至此，Telematics车联网服务项目的核心搭建工作已经基本完成，双方又在业务正式上线后的收费渠道和内容提供等方面进一步磋商。

第 6 页 2011通信产业助力两化融合推进大会汇报材料

同时芜湖分公司正在与成都无线音乐基地联系，积极推进无线音乐内容引入，四川音乐基地相关领导对无线音乐车载的发展前景都表示乐观，认为面对有较高消费能力的有车族，在车载音乐方面有很大的潜力可以挖掘，车载无线音乐是无线音乐业务的延伸，是未来业务发展的重点方向，也是业务服务的创新领域。在经过与埃泰克公司相关技术人员的深入交流后，预计将于明年下半年将无线音乐产品加载到Telematics车联网服务项目中，使驾驶者直接可以进行无线音乐点播，告别车载CD。

随着汽车制造商基于品牌及销售的需要，将更侧重于汽车智能、汽车服务的发展，对Telematics产品的配装需求也将呈现较大、较快的增长。以奇瑞为例，其高端乘用车瑞麒品牌旗下X1、M1及未上市的G3已计划整合Telematics智能服务概念，预测到2015年仅奇瑞全网用户将达到100万规模。

目前Telematics车联网服务项目已与奇瑞、吉利、江淮、一汽、现代等汽车厂商接触，由于埃泰克本身就是这些汽车厂家的ABS车辆总线等电子元件的供应商，所以将于小规模测试完成后（2012年10月）首次批量安装在该些车厂的一些中低级车型上（Telematics终端车载前装）进入4S店进行销售，Telematics服务资费会作为车价的一部分或4S活动让利的方式来与公众首次见面。同时汽车服务商4S店也会为可以安装Telematics终端的车型上提供安装和相关服务（Telematics终端车载后装市场）。

在Telematics车联网服务项目正式运营后，将不断引入合适的服务内容，我们相信Telematics车联网服务项目将完全改变国内汽车产业格局，使汽车制造商不仅仅立足于生产，使4S店不仅仅立足于销售，使用户不仅仅是购买了一辆车。

也许在不久以后一套全面有效的Telematics服务平台将为更多的车主、汽车制造商、汽车服务商提供更多的增值服务。

第 7 页 2011通信产业助力两化融合推进大会汇报材料

4.2 经济效益

1、汽车制造商：由于Telematics引入了无线网络互联的应用，吸引了汽车市场较为广泛的80后主力消费群，同时汽车制造商通过Telematics车联网服务项目更多的了解最终用户的使用习惯，爱好，行驶过程中可能出现的问题等方面来不断修改车型中存在的问题。

以上汽InkaNet为例，引入ONSTAR概念成功地将荣威350打造成了具备“新时代高科技”概念的热销车。据2011年1-9月的数据显示，荣威350销量47700台，占据上汽荣威品牌56%的份额，成为了上汽自主品牌实现经济效益根本好转的关键。

2、汽车服务商：4S店详细了解最终用户的行驶数据，主动联系客户进行相关保养，增加相关收入。根据权威咨询调查，全球汽车后服务的市场份额与设备销售比从10年前的不到17%逐年递增达到2010年的33.8%即445亿美元。Telematics车联网服务利用移动车载信息化服务更提升了这一增长速度，预计2011年全球相关产业规模将达到627亿美元，并按40%的增长速度快诉发展。

3、内容提供商：内容可以是音乐媒体，天气预报、加油站信息等，作为Telematics车联网服务的内容提供方，收取相关内容服务费用。预计2013年仅无线音乐一项，在全国范围内将带来5亿元以上的收入。

4、救援服务提供商：服务提供商主要提供紧急抢修和援助等服务。

以上各个环节都是Telematics产业链的重要组成部分，主持并参与Telematics产品的商务模式、技术标准、资费标准的制定，共同培育中国Telematics产业发展环境。

4.3 社会效益

车联网Telematics是通过移动互联网，进行汽车的信息收集、共享和处理，实现车与路、车与车主、车主与车主、车主与第三方服务商的物联沟通，让汽车生活更加智能，具有巨大的经济和社会价值。

中国Telematics虽然刚刚起步，整体规模较小，但是在交通信息服务市场

第 8 页 2011通信产业助力两化融合推进大会汇报材料 的应用作为基础的应用，发展相对较快。随着汽车保有量的提高和私人汽车消费比例的上升，消费者认知度提高，各大汽车厂商也迫切需要通过产品、服务的提升，意识到将Telematics服务作为提高汽车附加值的重要武器，进一步促进汽车的销售，并通过Telematics的业务平台，维系和发展与最终用户的关系。

同时随着无线通讯网络的覆盖普及和移动数据应用的快速增长，以及汽车工业制造能力的快速攀升，消费用户对驾车的出行、娱乐、安全需求正在不断提高，用户对Telematics的应用服务表现出前所未有的关注和热情，Telematics的相关产品及服务正成功的渗透并改变着汽车用户的使用习惯。

第 9 页

2.物联网工业应用 篇二

关键词：物联网,基于案例的推理,中间件,生产管理和控制

1 概述

工业现场管控是广大的工业企业组织生产的核心内容之一。工业现场管控的工作包括对工业生产的执行过程、设备运作状态、设备故障诊断和安全生产等监管。当前, 在传统的工业企业中, 设备的自动化程度不高, 还缺乏有效手段对工业现场进行实时监控和管理, 使得企业的生产计划与生产实际有些脱节, 对设备的管控也难以及时到位, 影响了设备的维护保养, 降低了生产效率。

当前, 物联网技术发展迅速。通过配置多种多样的传感器, 动态采集各种信息, 结合互联网构建成的物联网络, 即通过智能感知、识别技术与普适计算和泛在网络的综合应用, 建立了物与物、物与人的网络连接, 实现了泛在感知, 支持了机器自动识别, 提升了自动化监控水平和效率[1]。目前, 物联网技术在工业现场的应用, 主要包括制造执行系统 (MES) 、制造业供应链管理、生产过程工艺优化、产品设备监控管理、环保监测及能源管理、安全生产管理与先进制造技术等诸多方面。物联网对生产设备提供了多方面的监控管理手段[2], 能明显地提高工业生产过程的智能控制、生产设备的智能诊断、材料消耗的智能检测的能力和水平, 有助于优化生产工艺, 维护生产设备, 提高产品的品质。

本文面向生产企业的需求, 基于物联网体系架构, 构建了工业现场的物联网, 开发了工业现场管控系统, 为企业提供工业生产过程及设备运行的实时监控、分析、诊断与管理服务, 提高工作效率。

2 整体设计

工业现场管控系统整体上划分为传感信号源、智能传感器、智能交互式终端及智能管控平台等四个层次 (图1) 。

(1) 传感信号:提供了多种感知信号的产生源, 包括温度、压力、流量、液位、震动、火灾报警及湿度等。

(2) 智能传感器:依据工业现场就近部署的原则, 实现了对工业现场监控信号的信息采集与集中。

(3) 智能交互式终端:以工位为单元, 采用触摸屏提供交互式操作, 支持与上级的协同交互工作;实现对工位附近的智能传感器的组网与信息汇聚, 建立物联网网关, 支持感知信息的传送。

(4) 智能管控平台:提供多种工业现场管控功能, 包括设备运维、生产过程和安全生产的监控与数据的统计分析等。

3 智能传感器

(1) 传感器终端硬件部分

智能传感器终端分为采集层、处理层和通信层三大部分, 每层又由多个功能模块组成 (图2) 。针对不同需要选用不同通信和信号调理模块, 就可以连接到温度、压力、流量、液位、振动、火灾报警等多种传感器。其中, AD转换采用12位AD采集精度, 信号调理模块的精度为0.02%, 整体传感器采样精度达到0.1%以上。系统采用低功耗的嵌入式CPU模块设计, 满足低功耗设计要求, 所有的器件选用工业级芯片, 工作温度达到-40~70℃, 电路上采用接地、屏蔽、滤波等措施, 使电磁兼容性达到国际3级标准。整个终端系统采用实时操作系统[3], CPU主频为100 MHz, 端口主频采用20 MHz, 实时处理能力最小可达到100 ms。

智能传感器终端各组成部件的技术性能如下。

1) 控制芯片:ARM cortex-M3处理器 (LPC17xx) 。

LPC1768微控制器的操作频率可达100 MHz, CPU具有3级流水线和哈佛结构, 处理速度快, 工作温度-40℃~85℃。

高达512 k B的Flash存储器, 64 k B的数据存储器。

以太网MAC接口。

USB主机/从机/OTG接口。

4路UART接口。

2条CAN通道。

2个SSP控制器和1个SPI控制器。

3路I2C接口和2-输入2-输出的I2S接口。

8通道12位ADC和1路10位DAC等丰富资源。

2) 传感器接口模块:支持多种传感器, 包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、液位传感器、震动传感器、火灾报警传感器。

3) AD采样接口:8路12位ADC接口。

4) 通信模块接口:FF现场总线接口、HART现场总线接口、EPA现场总线接口、Modbus现场总线接口、Profibus现场总线接口、Zigbee无线模块接口。

(2) 嵌入式软件系统

1) 运行系统:μc/os II, 具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点。

2) 硬件驱动:以太网MAC驱动、串口UART驱动、USB/OTG驱动、I2C/I2S驱动、SSP/SPI控制器驱动、CAN总线驱动、TCP/IP驱动。

3) 通信协议:TCP/IP协议、Modbus协议、FF现场总线协议、HART现场总线协议、EPA现场总线协议、Modbus现场总线协议、Profibus现场总线协议、Zigbee的ZStack协议。

4 物联网中间件

(1) 中间件的逻辑结构

中间件是位于操作系统之上和应用软件之下的一个软件层, 负责处理不兼容的操作系统或文件结构, 支持传感器终端与服务器之间的通信[4]。由于本项目需要集成应用多种传感器终端, 因此, 设计了物联网中间件, 实现传感信息的统一接入, 如图3所示。

通常来说, 中间件包括了应用、核心、驱动及接口等层次结构。硬件厂商提供了接口和驱动层的定义及相应的程序模块。位于核心层的数据接口程序负责接收命令和封装采样数据, 同时, 采样程序负责周期性地从传感器模块采集实时数据给接口程序。应用层主要是为应用程序提供调用接口。

(2) 中间件的工作流程

中间件的工作模式见图4, 其主要工作内容包括了传感器模块配置、数据采集原语与数据封装等三大内容。

1) 传感器的模块配置

传感器的配置模块主要功能是实现传感器模块的初始化, 建立数据采集的通道。其中, 各种传感器配置信息保存在传感器配置文件中。传感器的模块设置工作包括如下两步:

第一步:从传感器配置文件中读取相关信息, 识别传感器种类;

第二步:调用初始化函数, 进行传感器的初始化, 建立数据采集通道。

通过一个可编辑的传感器配置文件, 实现对多种传感模块的自动识别, 可以便捷地支持传感器集成与扩展。

2) 传感数据的原语结构

定义数据原语的目的是, 实现设备的独立性, 支持多种传感器的数据采集与数据集成, 为应用软件的访问提供统一的接口。传感数据的原语结构 (图5) 将在数据采集函数调用时转换为对应的传感器终端的命令集合, 驱动终端硬件的数据采集和通信。

3) 数据封装

从各传感器终端采集的数据, 由中间件按照统一的数据格式进行封装, 以屏蔽各感知数据的格式与意义的不同, 消除数据差异, 便于上层应用软件的处理。

(3) 中间件的数据格式与封装

中间件的数据格式与封装处理过程如下:

第一步:根据传感器种类, 标识传感器的数据类型;

第二步:根据预定义的结构, 对名称和位置信息等传感属性进行赋值;

第三步:按照数据封装标准, 对感知信息进行封装。

传感器数据的描述主要包括两类数据:元数据和传感数据。

感知信息的数据封装格式为:

《Metadata》+《Sensordata》,

其中, Metadata是元数据, Sensordata是感知数据。

元数据是指传感器数据的描述数据, 主要包括传感监测信息的类型、名称等;传感数据主要包括采样时间和当前传感器实际的感知数据。制定的标准数据格式则提供了统一的数据接口, 归一化了多种感知数据, 有效支持异构传感器数据的融合应用。

5 基于案例推理的智能决策

工业现场智能管控系统主要是基于对工业现场的多种传感数据的采集, 进行综合分析, 提供智能决策, 实施科学管控。智能决策过程是关键核心技术。

智能决策是指通过结合个人的智力资源和计算机的能力来改进决策质量的基于计算机的支持系统, 是以管理学、运筹学、控制论和行为科学为基础, 以计算机技术为手段的综合利用现有的数据、信息和模型, 建立了方法库、知识库、模型库、案例库等, 提高了决策支持过程的智能性、科学性和知识性, 辅助决策者提高解决半结构化或非结构化决策问题有效性的人机交互系统。

工业现场智能管控系统的智能决策过程主要采用了基于案例推理 (CBR) 的方法, 如图6, 通过工业现场采集的感知信息, 从已有的案例库中匹配相类似的案例, 从中找出合适的应对方法, 形成决策方案。

第一步:通过物联网中间件的数据采集与封装, 工业现场的各种感知信息都被集中到工业现场管控系统平台, 以构建现场感知特征向量, 支持综合分析与应对决策。

感知数据的类型很多, 例如:温度Tp、湿度Wt、压力Pt、流量Pm、液位Ht、火警Fr等。

在数据封装中, 系统建立了“元数据+传感数据”的格式。因此, 根据现场感知信息采集的配置, 特征向量定义如下:

<, , …, >。

第二步:依据现场感知特征向量, 采用相似度计算模型, 从案例库中检索匹配案例。

案例匹配的相似度计算算法采用欧氏距离度量, 即设现场感知特征向量为X, 案例库集合为Ω, 案例Y∈Ω, 则相似度值为:

通过设定相似度阀值Φ, 即相似度值小于Φ的案例则可形成候选案例清单。

第三步:依据知识库中设定的知识规则, 从特征值中进行故障判断。

由知识库中存储的知识规则, 根据现场感知特征向量的构成特点和参数, 进行故障原因的判断, 即根据元数据的取值来推测故障原因。

本系统采用产生式规则建立知识库, 知识规则的格式定义如下:

(Metadata, Value Min, Value Max) ->Event No

其中:Metadata是元数据, Value Min和Value Max是元数据取值范围的最小值和最大值, Event No是故障编号。

第四步:针对已筛选出的案例, 由人机交互形成决策方案, 并交付执行。同时, 该方案可构成新的案例, 被保存到案例库中。

6 应用分析

本文提出的工业现场管控系统已在液压气动行业的几个大型企业得到示范应用。该企业购置了大量的传统机床, 每两台机床构成一个工位。在企业的机床上安装了温度和液位传感器, 每个工位上配置了一台智能交互式终端, 接入两台机床的传感器;智能交互式终端通过无线WIFI接入工厂的高速局域网, 将传感器信息传送到工厂的工业现场管控系统。多个企业也通过互联网将工业现场感知信息传送到集团总部的监控调度中心, 其网络拓扑结构见图7。

集团总部的监控调度中心可以通过工业现场管控系统动态采集机床工作状态信息, 及时处理设备工作异常情况, 制定合理的机床维护保养计划, 进而有效提升产品的生产加工质量。

同时, 在每个工位的智能交互式终端上配置了7寸安卓平板电脑, 开发了制造执行系统 (MES) , 实现了生产任务的分配与生产执行情况的动态采集, 并支持网络化的视频交互协同工作, 提升了对生产计划执行情况的监管, 并支持与ERP系统的对接, 提高了企业信息化的应用水平。

7 结论

本文提出的工业现场管控系统融合了多种传感器接入、物联网中间件及网关等物联网技术, 实现了基于案例推理的智能决策, 建立了案例库, 提升了应对突发事件的能力, 加强了对工业现场生产任务执行情况的监管, 全面提升了企业管控生产过程和提升产品的品质。

参考文献

[1]Luigi Atzori, Antonio Iera, Giacomo Morabito, The Internet of Things:A survey[J].Computer Networks, 2010, 54 (15) :2787-2805.

[2]Martin Peter Michael, Architectural Solutions for Mobile RFID Services for the Internet of Things[A].IEEE, Congress on Services[C], 2008:71-74.

[3]王培进, 李晓路.嵌入式系统集成开发平台的设计与实现[J].计算机应与软件, 2012, 29 (5) :109-113.

3.川仪股份：工业物联网龙头 篇三

公司具备绝对竞争优势：一是产品品种、系列齐备，可根据市场的不同需求。二是齐备的产品结构有利于更全面地了解各产品之间的交叉特性。三是由于产品、技术领域覆盖面广，能更准确、全面地把握行业的发展动态。

工业物联网是工业4.0的核心基础。仪器仪表成本不断下降，从经济角度，大规模的使用传感器已经可行，同时与云计算相匹配，从而能够以更低廉的成本采集、分析更大量的数据，从而产生成本下降的趋势。随着整个物联网生态环境的成熟，工业物联网的应用需求开始逐渐强烈。我国工业物联网的发展也由过去的政府主导逐渐向应用需求转变。2014年我国工业物联网规模达到1157.3亿元，在整体物联网产业中的占比约为18%。赛迪顾问预测，在政策推动以及需求带动下，到2020年，工业物联网在整体物联网产业中的占比将达到25%，规模将突破4500亿元。

联手华为发力工业物联网：公司依靠自身优势与华为等优秀企业加强合作，近期取得阶段性成果，七大类仪表初步联通并推出样机。华为通过与川仪的合作方案解决了旧仪器仪表通信协议难扩展的问题。

操作策略：近期物联网概念爆发，二级市场上公司的股价也随之上涨，日线级别已出现背驰，可待回调后再介入。

4.物联网应用实例 篇四

油井生产远程监控分析优化系统通过网络远程采集油井的功图、压力、温度、电流、功率、扭矩等数据，实现油井生产工况实时诊断；远程实时产液量计量；用电消耗计量及能耗分析；应用扭矩法、电能法、功率曲线法等计算和调节抽油机平衡；基于诊断基础上的油井工作参数优化设计；基于诊断、优化设计结果的专家解决方案发布；基于油井工况诊断和工艺参数设计结果，远程实时实现对油井的“大闭环”智能控制，如图1所示。注水井生产远程监控分析优化系统通过网络远程采集注水井的压力、流量等数据，根据注水井配水要求，进行当前流量和配注量的比对，利用PID算法自动调节阀门开度。同时将即时流量数据和累计流量数据以及各种压力数据，传送到RTU，利用CDMAGPRS网络将数据传回到油田企业内部网计算服务器。工况分析优化服务器将现场监控终端采集的数据进行超限报警、注水量计算、报表、曲线、图示等数据统计;工况分析;参数优化设计等。Web发布系统根据系统设定的权限和管理范围，对管理的水井进行定制查询和统计、展示等。该系统使得注水设备具有物联网的“计算、网络通信、精确控制、远程协作和自治”五大功能。

自2005年开始，大港油田通过试验、示范、全面推广，截至2009年底共实施2000多口油水井生产远程监控分析优化系统，实现了油水井生产实时采集、实时计算、实时诊断、实时优化、实时发布、实时控制，有力地推动了油田的自动化、信息化、数字化的发展，2007年被确立为“港西模式”。“港西模式”为石油物联网新项目的建设提供样板。“港西模式”的核心技术是一套基于自动化技术、计算机技术、网络技术、系统工程技术以及油气田开发专业技术，以提高油田数字化水平、油井产量、系统效率、简化地面流程为目的，集数据采集、数据管理、生产动态预测、工程分析、远程计量、油井故障诊断、系统效率及损耗构成、优化设计、措施方案发布、智能控制等于一体的专家系统。该技术符合物联网的定义，广义上讲，就是一个在环境感知的基础上，深度融合了计算、通信和控制能力的可控可信可扩展的网络化物理设备系统，它通过计算进程和物理进程相互影响的反馈循环实现深度融合和实时交互来增加或扩展新的功能，以安全、可靠、高效和实时的方式监测或者控制一个物理实体。

5.物联网应用论文 篇五

摘要:近几年来物联网技术受到了人们的广泛关注。本文介绍了物联网技术的研究背景，传感网的原理、应用、技术，无锡是首个国家传感网信息中心。以最具代表性的基于RFID的物联网应用架构、基于传感网络的物联网应用架构、基于M2M的物联网应用架构为例,对物联网的网络体系与服务体系进行了阐述;分析了物联网研究中的关键技术,包括RFID技术、传感器网络与检测技术、智能技术和纳米技术;

关键词：物联网 RFID传感网 M2M

物联网的原理

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。

而RFID，正是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构想中，RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品(商品)的识别，进而通过开放新的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。

“物联网”概念的问世，打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开：一方面是机场、公路、建筑物，而令一方面是数据中心，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工地，世界的运转就在它上面进行，其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。

应用与技术

物联网可以以以电子标签和EPC(Electronic Product Code,产品电子代码)码为基础，建立在计算机互联网基础上形成实物互联网络，其宗旨是实现全球物品信息的实时共享和互通。物联网的系统结构由信息采集系统、PML信息服务器、产品命名服务器(ONS)和应用管理系统四部分组成。它们的功能如下：

信息采集系统。信息采集系统包括产品电子标签、读写器、驻留有信息采集软件的上位机组成，主要完成产品的识别和产品EPC码的采集和处理。存储有EPC码的电子标签在经过读写器的感应区域时，产品EPC码会自动被读写器捕获，从而实现自动化EPC信息采集，采集的数据将交由上位机信息采集软件进行进一步的.处理，如数据校对、数据过滤、数据完整性检查等，这些经过整理的数据可以为上层应用管理系统使用。

PML信息服务器。PML(Physical Markup Language，实体描述语言)信息服务器由产品生产商建立并维护，他们根据事先规定的原则对产品进行编码，并利用标准的XML对产品的详细信息进行描述。PML服务器在物联网中的作用在于以通用的格式提供对产品原始信息的描述，便于其他节点的访问。

产品命名服务器(ONS)。产品命名服务器ONS (Object Name Service)在各信息采集节点与PML信息服务器之间建立联系，实现从产品EPC码到产品PML描述信息之间的映射。

应用管理系统。应用管理系统通过和信息采集软件(如Savant)之间的接口获取产品EPC信息，并通过ONS找到产品的PML信息服务器，从而获取产品详细信息以实现诸如入库管理、产品路径跟踪等应用功能。

物联网通过Internet信息世界的互联实现物理世界任何产品的互联，实现在任何地方、任何时间可识别任何产品，使产品成为附有动态信息的“智能产品”，并使产品信息流和物流完全同步，从而为产品信息共享提供了一个高效、快捷的网络平台。

物联网的发展与市场培育

从国际上看，欧盟、美国、日本等国都十分重视物联网的工作，并且已作了大量研究开发和应用工作。它的核心是利用信息通信技术(ICT)来改变未来产业发展模式和结构(金融、制造、消费和服务等)，改变政府、企业和人们的交互方式以提高效率、灵活性和响应速度。把ICT技术充分用到各行各业，把感应器嵌入到全球每个角落，例如电网、交通(铁路、公路、市内交通)等相关的物体上。并利用网络和设备收集的大量数据通过云计算、数据仓库和人工智能技术作出分析给出解决方案。把人类智慧赋予万物，赋予地球。他们提出“智慧地球、物联网和云计算”就是美国要作为新一轮IT技术革命的领头羊的证明。在北京年11月全球物联网会议上，他们介绍了《欧盟物联网行动计划》(Internet of things ---An action plan for Europe)其目的也是企图在“物联网”的发展上引领世界。在欧盟较为活跃的是各大运营商和设备制造商，他们推动了M2M(机器与机器)的技术和服务的发展。

我国在“物联网”的启动和发展上与国际相比并不落后，我国中长期规划《新一代宽带移动无线通信网》中有重点专项研究开发“传感器及其网络”，国内不少城市和省份已大量采用传感网解决电力、交通、公安、农渔业中的“M2M”等信息通信技术的服务。

作为国家层面成立了《传感器的网络标准工作组》。而中国通信标准化协会也启动了基于互联网的物联网和基于电信网的物联网的相关标准和研究课题的申报工作。中国的几大电信运营商积极投入“物联网”的技术开发和应用的工作：物流信息化、公交视频化、校讯通、农村信息化、渔牧业监控、水文水质等。

在温总理关于“感知中国”的讲话后我国“物联网”的研究、开发和应用工作进入了高潮，江苏省无锡市一马当先率先提出建立“感知中国”研究中心，中国科学院、运营商、知名大学云集无锡共同协力发展我国的物联网。

感知矿山：

煤矿安全生产关系到人民群众的生命和财产安全，各级政府一贯重视煤矿安全生产问题，并采取一系列措施不断加强安全生产工作。由于煤炭生产系统复杂，工作场所黑暗狭窄，人员集中，采掘工作面随时移动，地质条件的变化会使移动的采掘工作面不断出现新情况和新问题，如不及时采取相应的有效措施，可能会导致重大灾害事故，这就给安全工作带来了困难。如何加强煤矿安全生产管理模式，实现管理的现代化、信息化成为煤矿企业关心的问题。基于矿区信息化和智能化的“感知矿山”就是物联网技术成功应用在煤炭行业很好的例证。

“感知矿山”通过全面感知，对矿区的人(人员定位、无线通信)、设备(综合自动化)、环境(安全监控、矿压监控等)全面感知，并通过高速网络实现全面覆盖，同时还具有直观形象的应用，通过3D GIS矿区全息展示，来全面感知矿山。

“感知矿山”可用于煤矿(地面、井下)安全生产、煤炭行业综合信息化、税务局、煤炭局、县区煤炭产量监控，也可用于林业系统监控、电力系统高压开关监视和控制等多个场景，目前在全国有很多成功案例。“感知矿山”实施的重点是，所有与矿区安全、生产相关的感知层网络的接入。因为在矿区建设过程中，不同传感器的生产厂商不同，协议接口不统一，有些是早期建设项目，没有智能接口。全面接入传感网络，是全面“感知”矿山的基础。

“感知矿山”不仅提高矿山的安全管理水平，更多的是涉及到生产，如利用信息技术、网络技术以及传感网络对矿区煤运皮带、煤仓、洗煤厂、水仓、变电站等各个生产相关设备系统的感知和控制，在很大程度上提升了矿区的自动化生产能力，是“两化”融合的典范

煤矿矿区综合信息化系统是将先进的自动控制、通信、计算机、信息和现代管理等技术相结合，将企业生产过程的控制、运行与管理作为一个整体，提供整体解决方案，以实现企业的优化运行、控制与管理，从而提高企业核心竞争力。综合自动化是煤矿实现高产高效的有效手段，对提高煤矿的生产运行状况、安全水平、事故灾害预测预报以及生产业务管理具有重要的作用。

本方案就是针对目前煤矿的实际需求，推出高效、可靠、安全的自动化网络系统。本系统以矿井综合自动化信息平台为主体，采用矿用光纤工业以太环网和工业现场总线等技术共同构建综合数字化信息传输平台。

感知层设备由大量感知环境、机电、人员等的传感器构成，例如，风速、风量、温度、转速、振动、电压、电流、功率等传感器，甲烷、CO、CO2 、O2、锚杆压力、钻孔应力、顶板离层环境等传感器，跑偏、堆煤、烟雾、皮带打滑等传感器，煤仓料位计、水位计等传感器以及摄像机、RFID人员定位等。这些传感器在矿区地面、井下构建了一个庞大的传感网络层。

网络层设备主要有铺设在地面、井下的吉比特光环网及网络交换机设备、光电转换设备、路由器、防火墙、服务器等，以及用来实现无线覆盖的PHS网络或Wi-Fi网络，共同构建了覆盖整个矿区的数据网络。

应用层是矿区综合信息化系统，包含矿区3D GIS系统、综合自动化系统、人员管理系统、视频监控系统、短信管理平台、矿区应急指挥系统、调度系统等。应用层软件提供各种通用的数据接口，在此之上，可以方便地将提升机监控系统、安全监控系统、矿井通信系统、应急救援通信系统、视频监控系统、井下调度无线通信系统、大巷运输系统、选煤厂计算机控制系统、主通风机监控系统、压风机监控系统、中央泵房监控系统、工业电视系统等进行无缝链接，最后经过工业以太网平台统一传输到应用层上进行统一的管理，如图1所示。真正实现矿井“采、掘、运、风、水、电、安全”等生产环节的信息化和自动化，从而优化生产和管理。

感知交通：

1)打的找车不再困难

“越是着急越是打不到车”是每个打车人都会遇到的难题，但是如今，无锡移动帮全市90%以上的出租车装上了智能定位管理系统，每辆车的位置都清晰地现实在中央平台上。市民只需一个电话就能叫来车。系统还有同事防盗报警、定位查车、轨迹回放、发布广告信息等多项功能。不仅保障了司机的安全，更大大方便了乘客。如果哪天你不小心把随身物品忘在了出租车上，而又不记得具体车牌号码了，别急，该平台的“查询历史车辆”功能将能帮你立刻查出相关的出租车车牌号。

2)智能公交助力市民优先

等公交车从不会像地铁般悠然自得，往往是我们“望眼欲穿”后，“拥挤不堪”的公交车才“姗姗来迟”，但是无锡移动助力打造的“智能公交”平台将能“感知”车辆位置、运行状况，并实现智能调度。它让车辆调度员足不出户就可以知道车辆行驶到什么位置了，车内是否出现过度拥挤，哪条线路需要增派车辆了。同时车辆行驶的信息也将及时显示在候车厅上，让等候的乘客不再焦急，甚至可通过手机查看车辆位置信息，踩准到站时间，将公交车变成您带司机的私家车，真正体现市民优先。

感知健康：

1)预约挂号远程会诊

医疗行业是与人民生活密切相关的行业，无锡移动与我市各大医院积极打造的医患通系统，搭建起医患沟通的感知平台，实现论文手机预约挂号，较好地促进了“看病难、看病贵”等问题的改善和解决。“手机远程会诊”更极大地拉近了医患距离，无论医生专家出差、度假或远隔一方，借助TD手机，总能方便地“聚在一起”共享医学检验图片，实现远程移动会诊。“婴儿标志识别系统”，通过婴儿佩戴RFID标志环，帮助妇幼医院较好地解决了初生婴儿身份识别、婴儿错领和冒领偷窃问题。随着TD与物联网的融合，数字健康工程将为人们带来更多意想不到的惊喜，这些应用将推动着未来的医疗信息化向系统网络、信息移动化、服务远程化的方向迈进。

2)体检竟然如此便捷

健康是人生最大的资本，但是繁琐的检查程序总是让生活紧凑的现代都市人“望而却步”，但是有了物联网的支持，只要给你的手指上套一个小夹子形状的传感器，你的体温和血糖就可以马上测出，并且实现24小时持续跟踪。更让人诧异的是类似的传感器甚至可以植入到人体内部，包括体温，营养物质、有害物质含量等信息可通过传感网传输至患者随身携带的TD手机上，并在第一时间发送至医疗中心，帮助医生提出更科学、有效地治疗方案，这样自觉自动的智能健康检查，怎么不让我们期盼。

未来，智能化物联应用将随处不在，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，划定居民转移区域;当车祸发生时路面监控系统自动通知急救医院并提供最佳路线，GPS系统提示来往该路段车辆绕行;每月公共服务系统自动记录水电煤气费用通知户主后在银行账号中自动扣款……这一切都会带来人类生活颠覆性的变革和巨大的商机。

总而言之，由于物联网是基于现代高新技术，而提供的服务内容应属现代服务业，从发展服务产业角度看，物联网也是我国发展现代服务业的重要组成部分，而它所包涵的微纳制造技术、仪表及测试设备、各种信息通信网的制造和工程，则属先进制造业。

参考文献

[1]田美花.基于RFID技术的生产执行系统关键技术研究.青岛：中国海洋大学，20xx

[2]肖慧彬.物联网中企业信息交互中间件技术开发研究.北京：北方工业大学，20xx

[3]马宇健.基于电子标签的签名系统设计与实现.北京：北方工业大学，20xx

6.物联网的应用案例 篇六

一、物联网传感器产品已率先在上海浦东国际机场防入侵系统中得到应用。

系统铺设了3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空探测，可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。而就在不久之前，上海世博会也与中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心签下订单，购买防入侵微纳传感网1500万元产品。

二、ZigBee路灯控制系统点亮济南园博园。ZigBee无线路灯照明节能环保技术的应用是此次园博园中的一大亮点。园区所有的功能性照明都采用了ZigBee无线技术达成的无线路灯控制

三、智能交通系统(ITS)

是利用现代信息技术为核心，利用先进的通讯、计算机、自动控制、传感器技术，实现对交通的实时控制与指挥管理。交通信息采集被认为是ITS的关键子系统，是发展ITS的基础，成为交通智能化的前提。无论是交通控制还是交通违章管理系统，都涉及交通动态信息的采集，交通动态信息采集也就成为交通智能化的首要任务。

四、首家高铁物联网技术应用中心在苏州投用

我国首家高铁物联网技术应用中心2010年6月18日在苏州科技城投用，该中心将为高铁物联网产业发展提供科技支撑。

高铁物联网作为物联网产业中投资规模最大、市场前景最好的产业之一，正在改变人类的生产和生活方式。据中心工作人员介绍，以往购票、检票的单调方式，将在这里升级为人性化、多样化的新体验。刷卡购票、手机购票、电话购票等新技术的集成使用，让旅客可以摆脱拥挤的车站购票；与地铁类似的检票方式，则可实现持有不同票据旅客的快速通行。清华易程公司工作人员表示，为应对中国巨大的铁路客运量，该中心研发了目前世界上最大的票务系统，每年可处理30亿人次，而目前全球在用系统的最大极限是5亿人次。

五、国家电网首座220千伏智能变电站

2011年1月3日，国家电网首座220千伏智能变电站――无锡市惠山区西泾变电站日前投入运行，并通过物联网技术建立传感测控网络，实现了真正意义上的“无人值守和巡检”。西泾变电站利用物联网技术，建立传感测控网络，将传统意义上的变电设备“活化”，实现自我感知、判别和决策，从而完成自动控制。完全达到了智能变电站建设的前期预想，设计和建设水平全国领先。

六、首家手机物联网落户广州

将移动终端与电子商务相结合的模式，让消费者可以与商家进行便捷的互动交流，随时随地体验品牌品质，传播分享信息，实现互联网向物联网的从容过度，缔造出一种全新的零接触、高透明、无风险的市场模式。手机物联网购物其实就是闪购。广州闪购通过手机扫描条形码、二维码等方式，可以进行购物、比价、鉴别产品等功能。

7.物联网工业应用 篇七

日前,德州仪器与宁波中车时代传感技术有限公司共同成立“宁波中车时代-德州仪器智能传感联合实验室”,双方将在智能传感、工业物联网系统、无线通信技术等领域开展深度合作。针对于此,结合当前全球智能制造的发展现状,围绕跨国企业的工业物联网市场布局现状及趋势,简要分析如下:

一、跨国企业的工业物联网市场布局现状

1. 工业巨头依托制造业先天优势,打造工业物联网云服务平台

工业自动化企业凭借在工业领域的沉淀积累,积极利用信息技术手段改造传统制造业,通过搭建工业物联网云服务平台,推动制造业转型升级。工业物联网需要将工业系统与IT系统深度融合,传统工业巨头对制造业有着深刻理解,在布局工业物联网市场方面具有天然优势。工业物联网云平台以工业系统为基础,利用传感器、互联网、云计算等信息技术及产品,通过信息采集、传输、分析处理、共享,实现了制造业资源的云化和数据的高效流动。如西门子的开放工业云平台Mind Sphere、通用电气的工业互联网平台Predix,都是在全球工业设备互联互通的基础上,将实时采集的工业生产数据和设备运行数据上传至基于云的系统,通过大数据分析处理,根据用户实际需求提供设备远程管理、预防性维护和故障诊断等定制化服务。

2. 半导体厂商抓住战略转型机遇,布局传感器及智能终端市场

工业物联网市场对智能芯片的需求持续增长,为半导体厂商提供了新的发展空间,芯片巨头积极向传感器和智能终端等领域布局。数据显示,2020年全球工业物联网产值将达到1510亿美元,随着传统芯片业务需求的持续放缓,半导体厂商正在积极加快向新兴市场转型,工业物联网在感知、传输和应用三个层面都离不开半导体厂商的技术及产品支持。在感知层,传感器实时采集生产数据及设备运行数据,是工业物联网的基础;在传输层,无线芯片及物联网网关为工业设备提供互联解决方案,为工业网络系统提供信息安全保障;在应用层,处理芯片、存储芯片为数据分析和存储提供硬件支撑。德州仪器日前宣布与宁波中车时代共建智能传感联合实验室,将重点围绕智能传感、工业物联网系统、无线通信技术等领域开展合作。

3. 互联网软件企业以服务应用为入口,提供行业系统解决方案

互联网与软件厂商从技术服务与应用层面入手,加强新一代信息技术与工业领域的融合创新,为制造企业提供工业物联网整体解决方案。当前,工业物联网的应用需求逐渐强烈,如生产、仓储、物流的高效需求,实时生产数据和设备数据的监控需求,智能预测和预警需求等。互联网与软件厂商能够凭借在大数据、云计算等领域的优势,通过技术创新与综合集成,针对具体行业提供涵盖软硬件产品及服务的工业物联网系统解决方案。目前,已有部分IT巨头通过收购与合作加强工业物联网应用层布局,如微软收购意大利云计算平台提供商Solair,用于升级其Azure Io T Suite,并提供面向各种市场的物联网服务,包括智能计量、远程维护和库存管理等;思科宣布将与SK电讯加强在网络基础设施虚拟化、云计算和基于Lo Ra的物联网通信技术等领域合作。

二、下一阶段发展趋势分析

1. 大数据在工业领域应用逐渐加深,将成为工业物联网发展的推动力

当前,大数据应用正在向工业领域加速渗透,大数据挖掘分析将成为推动工业物联网发展的重要手段。工业物联网是以数据驱动为主的产业,工业传感器实时采集设备及生产线上的温度、压力、振动等信息,汇聚成海量数据,再通过挖掘分析、处理、应用,最终形成产品或服务,实现价值转换,典型应用包括故障预测、远程诊断、工业生产线分析、能耗优化等诸多方面。在故障预测方面,大数据应用、建模与仿真技术则使得预测动态性成为可能;在工业生产线分析方面,可通过收集生产过程大数据,对工业产品的生产过程进行建模,利用仿真工具分析整个生产流程,优化和改进生产工艺流程;在能耗优化方面,利用传感器集中监控所有生产加工环节,能够发现能耗的异常或峰值情形,从而在生产过程中优化能源消耗,节约生产成本。

2. 虚拟现实应用场景逐渐增多,将为工业物联网提供远程服务等支持

随着三维显示、图像处理、传感等技术的快速发展,虚拟现实应用场景逐渐向工业设计、生产、管理、服务等环节延伸,将为企业提供虚拟仿真、远程管理、诊断维护等服务。在先进制造领域,虚拟现实技术可广泛应用于工业设计、虚拟仿真、生产流程模拟、虚拟装配、产品展示、设备远程管理维护、远程技术培训等方面,在完善产品设计、优化产品性能、提高产品质量、降低开发成本等方面发挥重要作用。虚拟现实技术与工业物联网相结合,将在增强设备管理、远程维护服务等方面提供技术支持,为用户提供更完善的产品及服务解决方案。5月23日,博世力士乐首次在中国推出工业4.0远程服务解决方案,该解决方案搭载了博世自主研发的In Sight Live虚拟现实技术,能够提供即时的远程诊断支持,提升现场服务效率并降低维护成本。

3. 工业物联网安全形势日益严峻,跨界合作将成为安全体系建设抓手

随着制造业的网络化、个性化、服务化发展,工业网络系统安全问题日渐突出,已成为制约工业物联网发展的瓶颈,跨界合作将成为推动工业物联网安全体系建设的重要抓手。当前,在制造业网络化趋势下,网络攻击正逐渐从互联网向工业物联网领域迁移渗透,工业自动化企业、芯片厂商和网络安全公司将积极开展跨界合作,加强技术、产品的兼容互通,促进软硬件研发协同,从工业基础设施、网关节点、数据存储、工业软件及系统等不同层面推动工业物联网安全体系建设。目前已有部分跨国企业围绕工业物联网安全领域开展跨界合作,罗克韦尔自动化与思科日前联手开发了一项符合工业安全应用规范的深度数据包检测(DPI)技术,从企业层、工业隔离区一直到生产单元/区域全面覆盖,以确保工业物联网的安全性。

三、对国内企业的建议

1. 加大技术研发投入,前瞻布局新兴市场

注重传感与互联等基础技术研发,前瞻布局大数据、虚拟现实、工业物联网等新兴市场。加强新一代信息技术研发投入,注重信息技术与传统领域的融合应用创新,重点围绕智能传感、可穿戴设备、无线芯片、物联网网关、处理芯片、存储芯片等关键领域寻求突破口。

2. 积极开展跨界合作,推动行业资源整合

充分发挥工业自动化企业、半导体厂商、软件开发商、互联网公司等各自优势资源,积极开展多方位跨界合作,加强信息资源共享、业务协同与技术研发合作。将工业基础设施、网关节点、数据存储、工业软件及系统等作为重要突破口,从不同层面推动工业物联网安全体系建设。

3. 加强服务模式创新,构建系统解决方案

互联网与软件厂商从服务与应用层面入手,凭借在大数据、云计算等领域的技术优势,加强新一代信息技术在工业领域的融合应用,推动服务模式创新。围绕终端设备、网络连接和云端服务等方向,积极开展工业物联网云服务平台建设,为用户提供从产品到服务的系统解决方案。

1510亿美元

8.物联网工业应用 篇八

物联网如何应用于教育

如果学生们能在一个特定领域收集数据做研究，为有形物体贴上标签以方便查找和分析这个物体的相关数据（这些数据还能够被输入到其他分析程序中），那么物联网就能在教育领域应用了。只要学生们设置好程序（为实物设置标签，把特定数据与将数据输入其他服务分析程序的命令相连），就可以坐回原位，依据研究目的开始收集数据并运行各种程序了。那种不断地走到外面去，接触各种有形物体，在不同的条件下收集各种数据已经过时了。学生们将能够24小时不间断地进行数据采集，这将使他们的研究更加精确。

可以说学生创造了一件艺术作品。他们能用许多标签来标记一幅画，包括它被创作的时点、日期与地点，绘画所涉及到的媒体，音频艺术家的评论，甚至是画家们讨论这些画作所带来影响的视频，包括与这些影响有关的图片。这些内容能够通过一个装置了AR编码的扫描仪完成，并将那些数据视同为AR（即强化的现实）数据。人们能在现实物体的顶部看到这些叠加的图片，且对处于同一空间的两个物体进行对比。这个过程不需要参观者拿出手机，搜寻这个画家和这幅画的信息以及关于这幅画的采访。因为这些都已经被标记在这幅画上，很容易就能得到。

如果一个学生想要通过触摸他们词汇表上的某个有形物体来学习外语该怎么办呢？可以创建一些无线射频识别标签，通过这些有形物体的内部结构将它们与词汇表相连，当学生将这个物体放置在无线射频识别器上时，它就会用母语和外语分别读出这个单词。触摸这个物体将会使学生更加专注，还可能（依据他们的学习方式）帮助他们更快地学习内容。

随着服务器空间的扩展和移动设备网络连接的更加迅速，物联网将会变得更加普遍，并成为时代主流。

信息化教学新时尚

利用物联网建立泛在学习环境。可以利用智能标签识别需要学习的对象，并且根据学生的学习行为记录，调整学习内容。这是对传统课堂和虚拟实验的拓展，在空间上和交互环节上，通过实地考察和实践，增强学生的体验。例如生物课的实践性教学中需要学生识别校园内的各种植物，可以为每类植物粘贴带有二维码的标签，学生在室外寻找到这些植物后，除了可以知道植物的名字，还可以用手机识别二维码后从教学平台上获得相关植物的扩展内容。

物联网在教育管理中可以用于人员考勤、图书管理、设备管理等方面。例如带有RFID标签的学生证可以监控学生进出各个教学设施的情况，以及行动路线。又如将RFID用于图书管理，可通过RFID标签方便地找到图书，并且可以在借阅图书的时候方便地获取图书信息而不用把书一本一本拿出来扫描。将物联网技术用于实验设备管理可以方便地跟踪设备的位置和使用状态，方便管理。

智能化教学环境，在校园内还可用于校内交通管理、车辆管理、校园安全、师生健康、智能建筑、学生生活服务等领域。例如在教室里安装光线传感器和控制器，根据光线强度和学生的位置，调整教室内的光照度。控制器也可以和投影仪和窗帘导轨等设备整合，根据投影工作状态决定是否关上窗帘，降低灯光亮度。又如对校内有安全隐患的地区安装摄像头和红外传感器，实现安全监控和自动报警等。

我国智慧教育建设仍任重道远

智慧教育的建设需要网络基础设施和基础信息平台的支撑，建设过程中需要投入真金白银。因此，智慧教育也只能从发达地区萌芽，试点先行，以点带面，点面结合，最后整体推进。

目前，宁波市在智慧教育建设方面已经产生了部分应用成果。例如市民卡进校园，在校园内，师生可凭“宁波市民卡——校园卡”进行图书借阅、电脑上网、食堂就餐、超市消费；在校园外，可乘坐公交车，在商户消费；校方可通过市民卡标识使用者身份，定位使用者位置，并应用于门禁管理、学生接送系统、考勤管理、考务管理等，家长则可及时掌握孩子到离校信息，对孩子在校期间的活动信息进行查询。

应用成果另一亮点就是电子书包，这是一种可以随身携带的无线设备，学生在校内能从学校数字教育管理平台下载电子教材、课件、辅导材料和家庭作业，校外可以用它进行复习、完成及提交作业，并可以与教师实时互动交流。这是一种新颖实用的教学互动模式，把信息技术应用于课堂教学和家庭教育，学生在任何时间、地点都可以进行学习。

东软睿道教育信息技术有限公司总裁李印杲在接受记者采访时，就认为，目前中国的智慧教育发展还很不够，需要多方面的共同努力。“现在不是老师在教会学生，而是学生养活了老师。教学方式需要一个变革，怎么去变革？就需要培养老师，但是一年能培养多少人？如果信息化手段实现了，同样的好老师，可以面向全国来教学，把自己的知识和体系按照规范的流程融入进来，如此效果会越来越好，中国的教育一定会发生根本的改变。”

各地探索智慧教育建设案例：

南京：南京理工大学广大师生员工只要通过工资号或学号登陆学校网站，各种信息和服务应有尽有。“智慧校园信息门户”展现了信息化建设的最新成果，实现了全校范围内主要系统和数据的互通共享，为不同目标人群提供个性化的信息服务，实现了服务和管理的双重提升。

宁波：从去年10月份开始，宁波市海曙区教育局投入230万致力于宁波市实验小学的“智慧校园”建设，宁波市实验小学配发的“一体机”设施就是其中的一个组成部分。老师只需用手指，就可直接在电视上操作电脑，还可以随时地进行标注、板书，保存当前板书内容，就像央视里“读报节目”，与学生的互动更强了。

云南：云南大学旅游文化学院与丽江电信签约“智慧校园”项目，将着力打造以校园应用门户为代表的校园综合信息、服务应用和管理手段的统一系统，在基础网络方面建立了校园网（局域网）和国际互联网有机结合的网络体系，实现师生在校内或在外地都可方便地查询、使用和管理相应的信息、系统和应用，方便轻松地在网络上进行学习、工作和管理。

福建：中国移动福建公司与福建师范大学签署战略合作协议，双方将以校园信息化建设为切入点，在无线校园、教学科研、校园生活等方面展开战略合作，共同打造全方位、高标准的智慧校园。中国移动福建公司将协助福建师范大学优化校园网络通信质量，通过建设2G/3G、wlan覆盖，实现无线数字化校园。同时，还将建立包括校园迎新系统、校园移动支付、智能掌上化系统等，以满足由管理到教学以及生活等全方位的信息化应用需求，让广大师生享受信息化带来的种种便利。

内蒙古：内蒙古师范大学与中国移动内蒙古公司在新城宾馆签订了“智慧校园”信息化合作项目。将移动通信技术融入到传统的管理信息系统中，将传统应用功能延伸到手机终端，使移动终端应用与教职工、学生的工作、学习、生活紧密结合，便于师生轻松获取各类校园信息，从而有效拓展校园信息化系统的使用环境。