物联网背景下工业设计创新理念研究论文

物联网背景下工业设计创新理念研究论文（8篇）

1.物联网背景下工业设计创新理念研究论文 篇一

兰 州 大 学

本 科 毕 业 论 文

题 目： 浅谈物联网技术背景下的智慧城市建设

姓 名： 高建东

学 号： ***

专 业： 行政管理

教学站点：平凉电大

入学时间： 2014年

指导教师： 张 莉

兰州大学网络教育学院制 浅谈物联网技术背景下的智慧城市建设

摘要：物联网是城市发展通向智慧化的桥梁，建立智慧城市将是城市信息化的终极目标和战略方向，以此作为城市发展瓶颈的突破口，将带给未来城市的全新面貌，推进城市和谐发展。

关键词:物联网技术，智慧城市，应用。

一、物联网的定义

通过各种感知设备和互联网，连接物体与物体的，全自动、智能化集、传输与处理信息的，实现随时随地和科学管理的一种网络。“网络化”、“物联化”、“互联化”、“自动化”、“感知化”、“智能化”是物联网的基本特征。

二、物联网智慧城市

1、智慧城市的概念

“智慧城市”指将城市信息化，通过建设宽带多媒体信息网络（无线或有线）、地理信息系统、电子身份系统（RFID）等基础设施平台，整合城市信息资源、建立电子政务、电子商务、劳动社会保险等信息化社区，逐步实现城市国民经济和社会的信息化，使城市在信息化时代的发展中位于全国领先地位。

通过智能计算技术等应用，使得城市管理、教育、医疗、房地产、交通运输、公用事业和公众安全等城市组成的关键基础设施组件和服务更互联、高效和智能。从技术发展的视角，智慧城市是数字城市与物联网相结合的产物。

智慧城市是新一代信息技术支撑、知识社会下一代创新环境下的城市形态。智慧城市基于物联网、云计算等新一代信息技术以及维基、社交网络、Fab Lab、Living Lab、综合集成法等工具和方法的应用，营造有利于创新涌现的生态，实现全面透彻的感知、宽带泛在的互联、智能融合的应用以及以用户创新、开放创新、大众创新、协同创新为特征的可持续创新。

2、智慧城市的特征

一体化：要进一步实现信息系统的整合，进一步将虚拟世界与物理世界融为一体；进一步将信息化与工业化、城市化、市场化、国际化、生态化融为一体。

协同化：要使城市规划、建设、管理、服务等各功能单位之间，城市政府、企业、居民之间的互动，在互动中实现城市治理模式创新和城市创新发展。

最优化：城市资源配置利用最优，经济社会活动要做到成本更低、效益更好、速度更快、精度更高、满意更多。

3、智慧城市的目标

智慧城市的建设目标是充分利用科技创新，以“智慧”引领城市发展，打造环境生态宜居、产业健康发展、政府行政高效、市民生活幸福的城市。在城市信息化基础上，新一代信息技术进一步在城市运行的各个领域全面渗入，形成一个全面感知、广泛互联、相互协同的有机网络。

信息网络架构高端：大力推进光纤到户、三网融合、无线城市、物联网和智能管网等建设，形成高端化、系统化的信息网络，加强信息资源的开发利用，真正实现信息城市，随时随地共享信息、感知和被感知，为智慧城市建设奠定坚实基础。

公共管理服务高效：打造政府云计算中心和公共管理服务平台，加强智慧政府建设，加快信息资源共享、城市管理模式和理念的转变，创新发展智慧社会保障、智慧医疗卫生、智慧教育文化、智慧社区、智慧交通等，实现公共管理服务能力与水平的提升。

产业体系融合发达：充分利用智慧城市建设契机，积极运用下一代信息技术、新一代网络技术和智能技术，大力发展智慧产业、战略新兴产业和现代服务业，促进传统产业高端化发展，推动产业结构转型升级，打造全面融合、发达的现代产业体系。

生活环境和谐友好：围绕生态宜居发展目标，发挥高新技术在环境建设方面的作用，积极发展低碳经济和循环经济，推进生态环境与城市发展相互促进、资源节约与可再生资源开发利用并举，进一步凸显城市自身特色，实现城市环境生态化、人文化、科学化，形成一个环境和谐友好的城市。

城市系统智慧开放：抓住信息技术引领的城市管理变革机遇，以信息技术、智能技术为手段，抓好专家体系、计算机体系、数据信息体系的综合集成，高标准规划、高起点建设，大力加强城市的综合管理与协调，实现城市系统的智慧开放，全面发挥城市的集聚力和辐射力，最终成为智慧开放的城市。

三、智慧城市的发展现状

1、国外发展情况

在全球范围内，智慧城市整体上已进入规划和建设阶段，在建的智慧城市超过100个，其中欧洲和亚洲是智慧城市建设开展较为积极的地区。欧盟 2006年欧盟发起了欧洲LivingLab组织，它采用新的工具和方法、先进的信息和通讯技术来调动方方面面的“集体的智慧和创造力”，为解决社会问题提供机会。该组织还发起了欧洲智慧城市网络。LivingLab完全是以用户为中心，借助开放创新空间的打造帮助居民利用信息技术和移动应用服务提升生活质量，使人的需求在其间得到最大的尊重和满足。2010年3月，《欧洲2020战略》提出三项重点任务，即智慧型增长、可持续增长和包容性增长。把“欧洲数字化议程”确立为促进经济增长的七大旗舰计划之一。欧盟又着力推进“信息社会”计划，并确定了欧盟信息社会的十大应用领域，作为欧盟“信息社会”建设的主攻方向。2010年斯德哥尔摩被欧盟委员会评定为“欧洲绿色首都”，在普华永道2012年智慧城市报告中，斯德哥尔摩名列第五，分项排名中智能资本与创新、安全健康与安保均为第一，人口宜居程度、可持续能力也是名列前茅。他们的智慧城市理念之一是：“让原有的技术或者设施以新的形式或者理念来运作。”致力于建立电子垃圾处理系统，使城市垃圾可自动分类，并按需要循环利用，实现城市环境与能源的可持续发展。

美国 2009年9月，IBM-迪比克计划，IBM参与建设的第一个智慧城市。2009年10月，纽约市政府宣布启动“连接的城市”行动，以增加民众与政府的联系、企业与政府的联系、企业与民众的联系及民众间的联系。这项行动的内容主要包括：1.实施移动通信和311网络热线服务；2.启动电子健康记录与服务；3.整顿全市数据中心，实施“纽约市IT基础设施服务行动”计划；4.改造升级政府部门的电子邮件系统，提高政府工作效率；5.建立“纽约市商业快递”网站，提高政府对企业的服务效率；6.把宽带服务引进每个社区和每所学校，向低收入群体普及宽带服务；7.建立智能交通系统和智能停车系统。2013年，哥伦布市被全球智慧论坛列入“全球7大智慧城市”之一，该市的建设具有三大特点，一是信息基础设施部署，二是绿色可持续发展，三是开放创新。2012年12月，哥伦布市通过无线网络部署第一阶段方案实现了网络速度从70Mbps到117Mbps的跨越。

新加坡 1992年新加坡提出的“智慧岛计划”，是全球最早提出智慧城市概念的国家。2006年6月推出资讯通信发展蓝图“智慧国2015”规划以来，新加坡一直努力建设以资讯通信驱动的智能化国度和全球化都市，并得以成为全球资讯通信业最为发达的国家之一，提升了各个公共与经济领域的生产力和效率。日本 2009年7月，制定“i-Japan（智慧日本）2015战略”，包括电子政务、医疗和教育三大核心领域。2012年7月，活力ICT日本计划，新ICT战略将重点关注大数据应用所需的云计算、传感器、社会化媒体等智能技术开发，并将“国家标准化”作为重点之一。

韩国 2011年6月，制定“Smart Seoul 2015”，利用信息化积极应对气候和环境变化，促进新产业发展及加快生活方式变革，提出要实现“智能绿色城市”的信息化发展具体目标。2011年6月，首尔发布“智慧首尔2015”计划，向世界展示了该市建设智慧城市的雄心。例如，首尔提出，发放证明书、缴纳税金等现在由政府机关和网站负责的行政服务，从2012年按阶段向使用手机的方式扩展。到2014年，市民可使用智能手机、平板电脑实现81项首尔市行政服务。

2、我国发展情况

中国最早提出建设智慧城市构想的是南京市，比新加坡晚（1992年）了近20年。到2011年，国内提出或者推进智慧城市建设的地市开始大幅增加，出现小范围“井喷”之势。

2010年国家科技部认定武汉、深圳为国家863智慧城市项目试点城市。工信部分别于2011年、2012年批复扬州、常州为“智慧城市”建设试点示范城市。2012年4月，中国工程院公布北京、杭州、武汉、宁波、西安五市为“中国智慧城市”试点城市。

2013年8月，国务院出台《关于促进信息消费扩大内需的若干意见》，其中明确提出要加快智慧城市建设，并提出在有条件的城市开展智慧城市试点示范建设。住建部于2013年1月公布包括北京市东城区、江苏省无锡市等90个城市(区、镇)为首批国家智慧城市试点，并在8月再次公布103个城市(区、县、镇)为国家智慧城市试点。

2013年10月，在工信部的指导支持下，中国智慧城市产业联盟在北京成立。该联盟由中国电子商会、中国航天科工集团等国内百余家大中型企事业单位、研究机构发起并建立。我国与智慧城市相关的国家级联盟已达到四个，分别是中国智慧城市产业联盟、国家智慧城市产业技术创新战略联盟、中国智慧城市规划建设推进联盟、中国智慧城市发展促进工作联盟。此外，中国智慧科学研究院、中国智慧城市网、国脉互联智慧城市研究中心等门户和研究机构纷纷组建，工信部、住建部、发改委等下属的支撑机构、行业组织、标准制定机构等也都按照自身定位加快智慧城市布局。

2013年11月，国际标准化组织(ISO/IECJTC1)通过了我国提议成立“智慧城市研究组”的决议，并由工信部电子工业标准化研究院有关人员担任召集人和秘书，美国、法国、韩国、日本、加拿大、荷兰、德国、英国、新加坡均表示将积极参加研究组工作。此项决议通过是我国在智慧城市国际标准化工作中的重要突破，对于建立我国在智慧城市国际标准领域的领导地位、促进国际国内智慧城市标准协调开展具有重要意义。

2013年12月，住建部数字城市工程研究中心与微软中国共同宣布将组建“住房和城乡建设部数字城市工程中心智慧城市技术解决方案联合实验室”，共同打造我国未来城市智慧发展重要技术支撑平台。

2014第四届中国智慧城市大会1月8日在北京召开，大会主题是智慧城市是新型城镇化必由之路，内容围绕新型城镇化、智慧城市、大数据三大焦点问题，此次会议的召开将进一步推动我国的智慧城市建设。

各市发展情况

北京 2013年北京市政府和相关卫星导航企业共同投资3亿元建设北京市北斗公共平台，作为我国首个已经落实的为智慧城市服务的北斗平台，将立足北京、服务全国，为智慧城市提供政务管理、行业应用和民生服务。

上海 在政府工作报告中指出，建设现代化国际大都市，必须率先构建“智慧城市”，始终在城市信息化方面走在前列。上海要加快建设城市光纤宽带网，实现百兆宽带接入能力覆盖300万户家庭，并加快“三网融合”，新建覆盖100万有线电视用户的下一代广播电视网络系统，加快建设新亚太海底光缆系统，海底光缆国际通信容量继续保持全国50%以上。

深圳 在2012年市政府常务会议审议通过的《智慧城市规划纲要》。实施包括一站式智慧门户工程、一站式公共信息服务网站等重大项目建设，以无线城市为载体打造“智慧深圳”。

南京 在2012年2月下发《南京市“十二五”智慧城市发展规划》，推动中国“无线谷”、射频谷、智能电网基地等一批智慧产业基地项目建设，促进智能工业、智能农业等智慧产业发展。以智慧的城市驱动南京的科技创新，促进产业转型升级，加快发展创新型经济。无锡 在2012年启动“智慧城市”三年行动计划，在全市九大领域开展30多项重点示范工程建设，包括为市民提供智能化远程健康监护服务、打造“智慧小区”。以物联网作为智慧城市的DNA,在智能交通、健康工程、平安城市、环境保护等方面加快推进传感网的建设。

宁波 将智慧城市的研发放到了城市发展的首位，对智慧技术和产品研发、智慧应用系统试点示范工程、智慧产业基地创建、人才引进和培养等方面给予政策支持。

武汉 将用10年打造智慧城市，以66.8平方米面积的未来科技新城为试点，构建基于“中国云”的智慧城市基础设施及智能处理基础平台，建设智能交通、城市基础设施、公共应急决策以及能源与资源管理四个智能示范应用工程，并力争突破智能感知、时空协同、泛在互联、数据活化、安全可信和服务发布六个关键技术。

四、智慧城市物联网面临的挑战

1、物联网应用个性化强，市场规模尚需培育，法律法规有待完善

同电信法一样，我国通信事业的的发展已经走过了相当远的路，但是相比欧美国家，我们的法律体系尚未建立。目前，尤其是欧洲针对物联网的架构、监管和隐私等行政和法律层面的问题已经提上日程，而我国似乎还没有多少动作。法规体系将会成为智慧城市物联网发展的制约因素。

2、是技术产业能力不强，尚缺乏核心芯片与传感技术

我国物联网发展还处于初级阶段，目前还没有形成产业。在物联网发展起步较早的欧美和日本掌握着物联网关键环节的技术(优越感、传输网络和应用计算)和核心专利。如目前80%左右的传感核心芯片都来自欧美和日本。在这一点上我们应该看到差距和不足。

3、目前标准仍然相对分散，缺乏统一标准体系，标准化程度低，互通性差，涉及大量国际组织，难协调

标准是一种交流规则，关系着智慧城市中不同类型网络、基础设施和环境间的信息沟通通。目前标准仍然相对分散，缺乏统一标准体系，标准化程度低，互通性差，涉及大量国际组织，难协调。没有统一的标准和规范，将造成智慧城市物联网开发、集成、部署和维护的高成本，制约物联网业和的规模应用。

4、是产业链复杂，需要强有力的整合者，需要进一步打破行业壁垒，实现资源共享

智慧城市物联网的发展目标是促进信息技术与其它行业的深度融合，这种融合必然会触及芯片商、传感设备商、系统解决方案商、移动运营商等企业的业务流程等，而在各方利益机制和商业模式尚未成型的背景下，物联网普及仍很漫长。物联网时代，“融合“变得愈发重要，及需整合智慧城市产业链的上下游。

5、将面临对国家安全和个人隐私的威胁和挑战。

无处不在的网络基础设施建设，使海量的城市基础部件信息自动进入网络，信息采集和交换设备大量使用，数据泄密也成为越来越严重的问题。智慧城市中，黑客有可能远程控制他人物品、操纵城市供电系统等。安全与隐私保护问题直接关系到智慧城市物联网服务能否得到真正的推广应用。

五、智慧城市物联网发展策略

1、出台法律法规，优化产业发展环境

政府主管部门要在影响物闻网产业发展的若干关键环节上，抓紧制定相关领域的法律法规，为产业发展提供坚实法律保障；加快研究、制定促进物联网产业发展的财政、人才、资金方面的政策，为产业发展创造良好政策环境；打破行业和区域壁垒，营造内容相对开放、数据资源共享的良好环境。智慧城市物联网是国家物联网战略中需求较迫切的一部分，开展和建设智慧城市物联网的示范工程，对于城市可持续性发展以及提高居民的幸福指数意义重大。

2、突破核心技术，提高产业竞争能力

实现核心技术的突破和自主产品的产业化，有利于占领产业发展制高点，为整个产业的安全可控和可持续发展打下良好基础。在感知层面，主攻传感技术、RFID技术和传感器自组网技术；在传输层面，主攻传感网与通信网的融合、大信息量传输通信网和三网融合相关技术；在处理层面，主攻中间件技术、基于云计算的应用处理和系统集成技术；同时还应该加快物联网架构和包括信息通信、计算机网络等技术在内的共性支撑技术和研发。

3、制定标准体系，推动产业规模发展

中国物联网标准联合工作组2010年6月8日在北京成立，联合工作组由全国11个部委及下属的工信部电子标签标准工作组、全国信标委传感器网络标准工作组等9个相关标准化组织自愿联合组成，还包括12家观察员单位。联合工作组的成立，将从大的层面改变各自为战、互不兼容的局面，强化以联物网关键资源、体系架构和核心技术标准为重点的顶层设计和统筹协调。而各地也应因地制宜加快建设资源共享、互联互通、统一规范的物联网标准体系。

4、推动技术创新、确保自主安全可控

智慧城市规划中，政府有关主管部门要大力支持开展拥有自有知识的核心关键技术的研究，推进自主产品研发和产业化，提升我国物联网产业的核心竞争力，保障我国物联网产业安全。同时，研究异构资源管理技术、联合准入访问技术、联合负载均衡技术、联合切换管理技术、节点设备鉴权技术和网络行为检测控制技术等安全管理关键技术，以促进智慧城市物联网在中国的安全发展。

5、打造示范工程，带动产业快速起步

产业键各方要通过制订一种有利于产业化推进的应用组织方案，由政府主导，行业协会组织，集中各种资源力量，推动和打造一批示范工程。

有实力的电子信息企业、电信运营商等应该密切结合智慧城市试点项目的需求，组织力量加快研发技术性能符合要求、建设成本和运营维护费用相对低廉、性价比较高的解决方案，成功建设一批应用项目。通过试点项目的成功建设和运营，不断拓展市场，为智慧城市在全国的大面积普及推广积累成功经验。

六、结束语

智慧城市已经成为全球城市发展的一种趋势，为了保证智慧城市的发展，实现城市资源的智能化管理，就需要物联网技术、云计算技术、移动互联网技术作为支撑，使得原本无法实现得城市服务和管理得以实现，让城市真正“智慧化”。互联网发展到今天，所谓的智慧城市离我们还有多远？这终究是一个创新驱动的时代。可以预见，随着技术从雏形逐渐羽翼丰满，特别是VR（增强现实）、AR（增强现实）、人工智能等新技术的不断落地，未来智慧城市对于包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求作出智能的响应，为人类创造更美好的城市生活”。

参考文献

【1】《物联网技术在智慧城市的应用》国脉物联网技术研究中心 2012年3月30日

【2】巫细波，杨再高 智慧城市理念与未来城市发展 广州：城市发展研究，2010，17（11）【3】史璐 智慧城市的原理与其在我国城市中发展的功能和意义 北京：中国科技论坛，2011（5）【4】石军 “感知中国“促进中国物联网加速发展【J】 通信管理与技术，2009（5）

2.物联网背景下工业设计创新理念研究论文 篇二

智能家居指的就是家居智能化, 通过人工智能技术将家庭中的照明、电视、空调、水电等系统能够实现自动控制或者远程控制, 使得家庭生活更节能、更舒适。例如可以在家的任何位置控制家庭里面的所有照明灯, 或者在天亮时自动打开窗帘, 或者在起床前自动启动电饭煲电源等等, 甚至可以连入报警系统。这些智能化的家居设备都能极大的提高我们生活的舒适度及安全度。

物联网智能家居则是结合了物联网和智能家居的相关技术, 通过传感器及通信技术实现了家庭智能设备的互联, 使得这些设备都可以被智能家居管理系统控制。

一、物联网智能家居的发展

智能家居最早可以追溯到美国联合科技公司将建筑设备信息化、整合化概念应用于美国康乃迪克州的一栋旧大楼的改造, 但是智能家居真正走入人们的视野是通过1997 年比尔盖茨的豪宅, 各种神奇的智能设备一下就吸引了大众的眼球, 人们才开始关注智能家居。一直到如今, 智能家居的发展可以大致分为三个阶段:

第一阶段是互联网时代的智能家居, 在这个时代网络开始普及, 进入到一般居民社区。微软等一些大公司也开始推广他的智能家居设备, 但这个阶段的智能设备都比较独立, 依据互联网独立工作, 例如网络电视、智能安防系统等等。

第二个阶段是移动互联网时代, 在这个阶段智能手机的发展开始了新的时代, 一些较复杂的智能穿戴设备“, 智慧城市”的概念开始出现, 出现了一些智能家居的子系统, 提出将各种智能家居设备连接到手机APP的项目开始出现。

第三个阶段是物联网时代智能家居, 在这个阶段智能家居管理系统进一步发展, 设备之间实现互联互通, 数据共享。智能路由器的推出, 智能家居设备之间不再通过有线方式连接。阿里、小米等企业纷纷开始布局智能生态圈, 推出一系列配套的智能家居产品。

中国智能家居已经发展了20 多年, 由于观念问题, 早起发展比较缓慢, 只在一些高档社区别墅中出现, 而且都是作为配套出现, 很少有人去关注智能家居。随着网络的普及, 物联网技术的发展, 智能手机的普及, 智能家居已经慢慢被人们所接受, 再加上越来越新颖的智能设备层出不穷, 很多人都意识到了物联网智能家居的带来的好处。

二、物联网智能家居的行业特点

(一) 需求旺盛

中国物联网智能家居经过了漫长的探索期, 已经逐渐被人们所接受。2013 年以来, 智能家居进入了市场启动器, 电视盒子、智能路由器、智能穿戴等等智能设备开始大热, 各个家电企业、电商、互联网企业开始合作, 开发的产品新奇多样, 用户需求旺盛, 特别是年轻用户, 出现了大量的花粉、米粉、果粉。新颖的智能家居设备已经彻底走入了普通家庭。

(二) 行业跨界

物联网智能家居的参与者众多, 他们各具优势, 传统的硬件制造企业依然是智能家居产品的主要制造者, 他们已经由原来的传统设备制造转向了智能化设备的制造。互联网企业则提供智能家居设备的交易平台、产业链整合及大数据服务。房地产企业则是智能家居设备的主要消费者, 他们负责自能家居设备的落地。另外还有创新创业型企业、众筹平台、应用商店等都参与到了物联网智能家居的行业中。智能家居行业的影响已经越来越大。

(三) 技术融合

物联网智能家居行业涉及到的技术众多, 智能手机操作系统为智能家居提供了良好的控制平台;传感器、智能识别技术为智能家居的控制提供了更多的手段;云服务及大数据技术为智能家居的个性化生活服务提供支撑;无线通信技术则为智能家居的覆盖提供了支持;机器人技术则大大扩展了智能家居服务的广度。

三、物联网智能家居的发展趋势

物联网智能家居已经遍布我们生活的方方面面, 而且发展趋势不容小觑, 物联网智能家居的发展方向主要有以下几个趋势:

第一是由智能家居单品向智能家居系统发展, 现在各个企业的智能家居单品层出不穷, 虽然能够吸引人的眼球, 但是企业间竞争也比较激烈, 单品的功能重复, 质量得不到保证, 再加上各智能设备功能独立, 兼容性不好, 对用户的使用带来了一定麻烦, 所以智能家居设备的发展必然朝着智能家居生态圈发展, 比如小米, 已经形成了自己的智能硬件生态体系。

第二由大众化的需求向个性化服务转变, 现下的自能设备大部分都是针对普通用户的, 追求的智能设备的推广, 随着智能设备的普及, 人们需求会越来越精细, 面向不同的用户, 不同功能的智能设备会越来越多, 针对幼儿、白领、老人等不同人群, 智能家居的功能会越来越细化。

物联网智能家居的发展已经是必然趋势, 随着大数据、物联网等技术的发展, 各个企业对智能家居设备的投入, 智能家居设备的价格越来越平民化, 物联网智能家居的发展潜力巨大, 前景美好。

摘要：随着大数据及物联网技术的发展, 智能家具已经进入物联网时代, 本文从物联网智能家具的概念出发, 分析了物联网自能家具的发展过程及现状, 并展望了物联网智能家具的发展趋势。

关键词：大数据,物联网,智能家居

参考文献

[1]中国智能家居市场专题研究报告2015.易观智库, 2015.

3.基于物联网背景下的产品设计 篇三

【关键词】物联网；产品设计；变革

引言

当今是一个依靠科技的力量在市场中不断竞争、发展的社会，物联网以及数据库这些新兴科技对人们的生活产生了很大的影响。这些科技的进步使得人和人之间的信息实时连通成为了可能，并有效的提升了系统的协调性以及智能化的程度，在产品的设计基于物联网的相关方面也发生了很大的变化，未来的社会将会是以网络为主导的社会，产品的设计、生产也将依赖于物联网的发展。

1.物联网的基本概述

1.1物联网的涵义

物联网简称loT，它主要是指将所有物品通过射频识别以及无线数据通信等信息传感的技术方式与互联网进行连接，从而组成带有智能化识别以及管理功能的网络系统[1]。它是在计算机以及互联网和移动通信后的最大信息技术的集成以及代表，物联网的发展渗透着诸多的领域，而产品设计作为交叉学科也在很大程度上受到了物联网技术带来的影响，因此，产品设计的方法和理念也在逐渐发生着变化。

1.2物联网的价值

物联网的出现对人们的传统思维产生了冲击。以往的网络和物理基础设施分离的观念在此背景下发生了很大的转变，公路、建筑以及个人电脑和数据中心都是分离开来的，但是物联网将这些设施都有机地组合到了一起，从而形成了一个庞大而统一的基础设施，而人们的活动也通过互联网得以展开，将物品和数据得到了有效的连接。从实际发展情况来看，物联网能够有效的提高经济效益，能降低成本；另外物联网在各个领域都得到了广泛的应用，例如政府工作、智能交通等。

2.物联网时代产品设计理念分析

2.1符号化以及数据化的人和对象

当前我们正处在一个新的通信时代的边缘，在信息技术和通信技术发展的过程中，它们满足了人们沟通的需求，正由此向着人和物以及物和物的发展方向迈进，从当前的发展来看，人们已经在人和物之间的沟通方面取得了阶段性的成果。人们在一个空间中流动，为了能够便于管理就有了身份编码，为了能够便于对人们的信息得以录入于是就将数据化的信息植入到了射频芯片再将其置入身份证卡。各个行业都有了数字编码，从某种程度上来说我们是在数字的环境中生活，数据化以及符号化是以“器”作为中心的设计表现，从一定程度来说这也是机械化的冷漠时代[2]。在物联网的时代，诸多的行业也正是通过数据库来进行完成，例如教育，可以通过数据库来进行教学。在不断的发展过程中，物联网已经和人们的距离愈来愈紧密。

2.2视觉效果上的仿真世界

产品设计主要是通过人的活动来实现的，产品的人性化设计也是人进行学习的过程，在物联网快速发展的时代，具体任务对象和人的物理距离愈来愈远，通过视觉设计来进行弥补是最为直接的方式。软件界面设计过程中会存在共性现象，传统的直接操控方式上被通过触屏的触控这一方式进行了取代，故此在图标设计的视觉方面就尽可能地对生活中的实物进行模仿，进而来缩短反应的时间，而在产品的设计上实际是使用过程的设计[3]。

3.产品设计变革探究

3.1产品设计新理念

基于物联网的产品设计要和传统的以硬件设计为主的方法和工具有着比较大的区别，故此在对产品系统进行开发初期要能够对系统的逻辑和规则进行分析以及验证。在将来对于产品的设计过程中，基于物联网的技术支持会对传统设计观念产生强大的冲击，并由此而得到改变。从这一方面可以看出，在将来的产品设计过程当中，对于信息化的传递将会更多的依赖于人体其它感官系统对操作的目的起到一定的作用，这将会成为今后的发展趋势。举例来说，声音在产品的使用当中会起到重要的作用，将产品的设计和声音得以有机的结合，并和使用者来交流，通过产品的发声能够为用户提供所需要的信息，如：工作状态以及安全感等。

对于产品设计来说，它不仅是有形的产品，还是一种方式和互动的设计，最佳的用户体验是产品设计的一个努力的方向，当用户对这一产品进行使用的同时也是产品和人沟通仪式进行的过程，这一环节就是产品和用户之间的沟通交流。在设计师对人和产品的互动过程进行精心的设计安排的关键理念就是能够使其充满趣味性以及仪式化，这样才能够增添用户使用的乐趣。

3.2物联网背景下的产品变革

在物联网的背景下，数字产品模块系统中的模块职能化的程度正大幅度的提升，模块间和模块与使用者之间建立了交互的关系，从而使全新的产品功能以及交互的体验不断得到了提升。物联网的技术能够使得很多的想象成为现实，物联网是能够使物和物之间进行互动的技术，从实体产品来说，将味觉以及嗅觉加入进去仿佛是不可思议的，在阅读一本烹饪书的时候，倘若是每种佳肴气味都在这本书中所蕴含，那么在信息的获取上就比较的方便，在处理这些信息的时候也会比较的直接[4]。新的技术会使得这些都不再遥不可及，人机互动的形式也会在更多的领域成为现实。物联网时代在无线网络技术的蓬勃发展下，使模块在跨产品系列当中的互换和使用将会达到前所未有的程度，也就是模块对于不同的系统在适应性方面得到了有效的加强从而创造了更为封堵的产品体验。

4.结语

总而言之，在物联网的背景下，产品设计的智能化与之得到了有效的连接，从而形成了巨大的网络，在人和物的关系上进行了重新的构筑，这一变革已经延伸到了数字产品的模块化设计当中，从这一基础上能够看出，产品和人的交互体验也得到了创新。在未来的产品设计中基础物联网背景下也会向着更具有智能化以及弹性的方向得以发展。

【参考文献】

[1]杨楠，李世国.物联网环境下的智能产品原型设计研究[J].包装工程，2014，（06）.

[2]王小锋，郑淑蓉.基于SCP范式的我国物联网产业分析[J].科技管理研究，2014，（03）.

[3]李健，史浩.基于物联网的产品碳足迹测算体系改进研究[J].科技进步与对策，2014，（04）.

[4]张宇，丁长青.实时信息解构：物联网感知功能的本质[J].南京邮电大学学报（社会科学版），2013，（04），

4.物联网背景下工业设计创新理念研究论文 篇四

1 物联网技术及其在铁路货物运输中的应用

1.1 物联网概述

物联网 ( The Internet of Things，IOT ) 是“物物相连的互联网”，有 2 层含义：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础之上的延伸和扩展;第二，用户端延伸和扩展至任何物品与物品之间的信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别 ( RFID ) 装置、感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网相连接进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[5]。

1.2 物联网技术在铁路货物运输中的应用

物联网技术在铁路货物运输中的应用，就是将物联网技术运用到铁路货物运输的整车、零担和集装箱 3 种形式中。

RFID，ZigBee ( 紫蜂协议 )，WiFi，北斗或GPS ( 全球定位系统 ) 等各类定位通信标签标明承运货物信息;各类移动基站或固定基站采集、上传标签信息;铁路物流管理上位机软件整理存储各类标签信息，供管理人员决策使用;中继器起到数据传输过程中的信号放大、分路作用。由此可见，铁路货物运输中物联网技术的应用，首先是适合于铁路物流不同货运载体体系的构建，其次是针对不同货运载体设计相应的`货物标识电子标签、信息智能识别技术及上位机应用软件开发，最终形成与之对应的物联网应用系统。

根据铁路货物运输的要求，物联网技术应用应采用独立电子标签设计，分别构建相应的物联网应用系统，以适应不同的货运形式要求。其中，核心问题是货物标识电子标签技术设计，电子标签主要有RFID，ZigBee 和北斗识别 3 种电子标签。物联网 3 类电子标签技术在铁路货物运输中应用，需要铁路产品实现单元化，即应用定型的存储容器，如托盘、集装箱、集装袋、集装筐等形成货物单元，针对不同的货物单元设计相应的货物标识电子标签、信息智能识别技术及上位机应用软件开发，最终形成与之对应的物联网应用系统。这样不仅能够保证产品的质量，实现货物装卸、入库等作业的智能化，而且在物联网环境下更易实现货物的追踪与查询，为货主提供更加便捷的服务。

2 铁路货物运输市场细分

2.1 铁路货物运输需求分析

由于货主在运输货物种类、运量、速度等方面的要求存在差异，对铁路货物运输需求也不尽相同。因此，通过货运市场货主需求调查及铁路货运市场聚类分析，对铁路运输产品的设计与研究具有重要意义。铁路货主选择运输产品主要考虑以下影响因素。

(1)货运量。货主在选择运输方式时，货运量作为一个重要的限制因素必不可少，货运量的大小不同，可选的运输方式也不尽相同。

(2)经济性。经济性是运输方式选择时重要的影响因素，尤其对低附加值大宗货物运输，在其他各影响因素水平大致相同条件下，经济性因素往往作为首选因素而发挥作用。

(3)安全性。货物在运输过程中质量的损坏及造成的影响及后果，有时难以用金钱来衡量。因此，货物运输的安全性十分重要，尤其对于高附加值货物。

(4)运输速度。货物的及时运送对于市场计划的投入及转换十分重要，因而货主对运输速度的要求也越来越高。

(5)便捷性。办理货运有关手续是否简单便捷，相关作业是否简便高效，越来越成为用户选择时考虑的重要因素。

(6)运输过程的透明性。在市场经济条件下，货物运输状态及位置的掌握，对于提高资源的配置及企业的管理水平具有重要的作用。因此，该因素成为企业选择运输方式时考虑的重要因素。

(7)服务性。随着附加产品形式的不断发展，“门到门”等服务性指标也成为货主选择时考虑的因素之一。

2.2 基于聚类分析的铁路货运市场细分

根据对货主产品选择影响因素分析，运用SP调查法，通过调查问卷获取货运需求信息，采用抽样调查的原则，在沈阳铁路局某货运站对货主发放调查问卷 105 份，收集整理得到有效问卷 100 份。为验证问卷设计的合理性和可信度，运用 KMO 检验和 Bartlett 球形检验方法进行检验。其中，KMO 值为 0.727>0.7，说明效度良好;Bartlett 球形检验结果 Sig值为 0.00，小于显著性水平0.05，因而拒绝Bartlett 球形检验的零假设，认为效度良好，适合继续做因子分析。

我国现有的铁路货物运输分为 3 种形式，分别为整车、零担、集装箱。运输产品的设计与开发应结合货主的需求在原有 3 种形式基础上进行。因此，以货运量、经济性、安全性、运输速度、便捷性、运输过程的透明性、服务性 7 个因子作为分类指标，采用 K-means 方法进行聚类分析，将 100 个样本分成 3 类。为验证聚类类别数的正确性，保证各个类别之间的区别显著，需要进行方差验证。对每个影响因子进行类间均方差和类内误差均方差分析，任意一个影响因子的类间均方差应远大于类内误差均方差，同时这 7 个影响因子在任意 2 个类之间的无差异性假设成立的概率均小于 0.01 ( p<0.000 )，即各个类之间的均值有显著性差异，以保证聚类结果的合理性。

对铁路货运市场进行细分后，需要对每个因素进行细分，研究每个细分市场的总体特征，以区分各细分市场货主的差异化需求。

5.物联网背景下工业设计创新理念研究论文 篇五

摘 要：文中介绍了侧重不同学科建设的物联网RFID实践教学体系，提出了物联网工程专业RFID课程实践教学开展的创新模式，并以RFID基础理论结合应用系统实例，从基础理?验证、硬件设计、软件设计和应用系统集成方面对RFID事件教学体系进行划分，说明了该模式的思路和具体实践内容。该实践教学创新模式的开展，提高了物联网专业学生的实践能力，奠定了物联网创新型人才的培养基础。

关键词：物联网；RFID；实践教学；创新模式

中图分类号：G451；TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2017）05-0-02

0 引 言

射频识别（RFID）是一种自动识别技术，利用空间电磁场实现信号的非接触传递，达到识别目标信息的目的。随着通信技术和半导体制作工艺的发展，微波领域的RFID应用越来越广，而作为物联网工程专业核心课程之一的RFID技术，对物联网感知层感知水平的提高起到关键作用，物联网工程专业实践教学开展的质量对培养复合型工程应用人才质量的影响至关重要。但大多院校物联网实践教学均围绕传感器、无线传感网络构建分析和RFID基础理论验证开展，正确把握物联网各专业课之间的联系特点，同时设计好其实践教学环节已成为各高校需要关注的问题。RFID实践教学体系

物联网是一个涉及计算机软件、电子信息、通信工程和信息安全等专业知识的学科，需要对以上各专业技术集成创新。RFID基础理论包含了上述各专业知识，但又是一个独立的完整体系架构，其实践教学是整个物联网专业实践教学环节的重要组成部分，由于各高校侧重学科不同，RFID实践教学的开展也不相同，大致可分为以下3类：

（1）通信类实践。RFID实践教学主要依托通信知识开展，包括电子标签和读写器通信编解码方式的实验、调制解调的实验、无线传感节点通信实验等，课程设计和毕业设计等实践也均围绕通信技术开展。

（2）计算机软件类实践。RFID实践教学以软件类为主，主要包括通信协议分析实验、防碰撞算法验证实验、编解码算法编程实验等，课程设计和毕业设计为中间件开发、应用系统软件设计等。

（3）电子类实践。RFID实践教学主要以电子信息类为主，包括电子标签读写实验、电子标签和读写器阻抗匹配实验、射频电路仿真实验等，课程设计和毕业设计为RFID阻抗匹配网络设计、读写器电源设计、读写器射频电路设计、射频频率跟踪系统设计等。RFID实践教学体系结构如图1所示。物联网RFID实践教学创新模式

由于物联网涉及多项专业知识，所以RFID实践教学模式不应是某一类专业的教学，应当综合通信专业、计算机专业和电子专业的实践，以通信专业知识理论验证为基础，电子专业硬件设计制作为平台，计算机应用软件设计为目标，贯穿RFID实践教学体系，才能把众多专业知识在RFID课程中融会贯通，达到比较全面的实践目的。和以往依托院校特色专业为基础的物联网专业实践教学开展模式不同，RFID实践教学创新模式体系构建如图2所示。

（1）基础理论验证，主要为RFID通信技术基础理论的验证实验。包括RFID通信模型中的各种编码解码波形观察分析对比，常用调制解调算法的实现和波形观察，125kHz/13.56 MHz/900 MHz RFID标签内容在不同标准体系下的读写实验以及RFID天线频率、方向性、阻抗和稳定性仿真分析。其中编解码、调制解调和电子标签读写实验可由RFID综合实验平台的试验箱实现，天线特性仿真分析可由HFSS或者MWS等仿真软件实现。

（2）硬件设计，主要为RFID读写系统部件的设计。包括电子标签和读写器的设计，其中电子标签的设计主要为天线设计，读写器设计主要为射频电路和天线的设计，可以按照模块分次完成，也可以课程设计的形式进行实践教学。

（3）软件设计，主要为读写器读写程序的设计和防碰撞算法的实现。包括低频和高频的读写器数据存取程序设计或者仿真，ALOHA及其改进算法以及BTS算法的仿真和观察。

（4）应用系统集成，主要为RFID通信系统的综合应用设计。包括利用单片机或DSP实现抑或其他基于无线通信技术的应用系统设计，如单片机控制的RFID标签汽车防盗系统、考勤系统和一卡通信息读取系统的设计。可以以课程设计或毕业设计的形式进行实践教学。

RFID实践教学体系基础理论验证实践平台如图3所示。RFID实践教学创新模式实施应注意的问题

RFID实践教学创新模式的实施应注意以下几个问题：

（1）理论教学相关知识的完善。为实现RFID实践教学开展的有效性，与其相关专业知识的补充十分必要，主要包括通信基础理论、无线通信技术、电磁场电磁波技术、微波技术和天线理论等基础知识，而这在一定程度上取决于培养计划的保障。

（2）实践教学设备的配置。实践教学开展的好坏直接受制于其配套设备，RFID实践教学创新模式实施的必要设备包括具有通信编解码和调制解调功能的综合开发平台、RFID标签制作综合试验箱、电磁场电磁波或天线特性分析软件和不同频段的RFID读写器等硬件设备。

（3）实验室师资队伍建设。物联网RFID课程涉及多专业、多学科，单一学科的实验室人员无法胜任学生实践教学的指导，因此应加强实验室师资队伍的建设，由专业课老师来指导学生的实践教学。结 语

物联网RFID课程是一个涉及多专业知识的学科，本文分析了目前依托特色专业的RFID实践教学体系结构，提出了物联网RFID实践教学创新模式，并说明了其实施应注意的问题，为RFID实践教学的有效开展奠定了基础。

参考文献

6.电力物联网的理念和发展趋势 篇六

1.物联网的概念 1.1.物联网的定义

物联网的概念由MIT的KevinAshton在1998年首次提及，他指出将RFID技术和其他传感器技术应用到日常物品中构造一个物联网。紧接着的第二年由KevinAshton带头建立的Auto-IDcenter对物联网的应用进行了更为清晰的描述：依靠全球RFID标签无线接入互联网，使得从剃须刀到欧元纸币再到汽车轮胎等数百万计的物品能够被持续地跟踪和审计。

电力行业对“物联网”的理解应该是：物联网是一个实现电网基础设施、人员及所在环境识别、感知、互联与控制的网络系统。其实质是实现各种信息传感设备与通信信息资源的（互联网、电信网甚至电力通信专网）结合，从而形成具有自我标识、感知和智能处理的物理实体。实体之间的协同和互动，使得有关物体相互感知和反馈控制，形成一个更加智能的电力生产、生活体系。

1.2.物联网的特征

物联网作为通信、信息、传感、自动化等技术的融合，具有全面感知、可靠传递和智能处理的特征。全面感知就是让物品会说话，将物品信息进行识别，利用RFID、传感器、二维码等能够随时随地采集物体的动态信息。并通过网络传输后台，进行信息共享和管理。可靠传递指信息通过现有的通信网络资源进行实时可靠传输。智能处理就是通过后台的庞大系统来进行智能分析和管理。真正达到人与物的沟通、物与物的沟通。

2.物联网的体系构架

物联网的体系架构大致可以分为技术体系、标准体 系、产业链体系和应用体系。物联网的技术体系分为感知层、网络层和应用层，公共技术贯穿体系中的全部技术环节，具体如图1所示。物联网的标准体系分为基础平台标准和应用子集（轮廓）标准，具体如图2所示。

物联网的产业链体系分为设计研究、生产和市场3个环节，如图3所示。物联网的应用体系更加丰富多彩，物联网技术可以应用于智能电网、智能交通、农业、军事、石油等很多行业，具体如图4所示。

3.电力物联网的发展方向 3.1.智能电网与物联网的关系

智能电网和物联网是目前全球的两个研究热点。包括 中国在内的许多国家，这两个热点都已上升到国家战略的高度。这两个研究热点的提出均是当今世界高速发展的必 然结果。两者在内涵、特征、实现手段等方面有着千丝万缕的联系。

（1）上述两网的提出具有相同的背景和驱动力

智能电网与物联网并不是全新的概念，它们都是随着业务需要和技术发展而逐步形成的。社会各界也开始将发展智能电网与物联网作为解决社会、经济、能源等问题的良药。可以说：智能电网与物联网的提出是人类社会发展的必然选择，是应用需求驱动和技术发展驱动共同作用的结果。

需求方面：“两网”都面临着“高效低碳”、“节能减排”等环境问题；“两网”都有提高网络可观、可感、可控的要求。需要提高网络的安全、可靠性和服务质量；同时，“两网”都要迎接来自市场的挑战。需要不断促进市场的发展，不断完善市场监管，不断鼓励行业创新和发展。

技术方面：当今世界新技术层出不穷、日新月异，通信技术、信息技术、传感技术、控制技术等技术都已经达到了很高的水平。理论原理已经非常成熟，相关设备制造水平不断提高，大量的社会应用积累了丰富的经验。“融合”已经成为今后技术发展的主流和趋势。可以说智能电网与物联网的提出已经具备了坚实的技术基础，同时“两网”的建设更是技术发展的迫切要求。

（2）两网具有类似的内涵和特征

对比智能电网与物联网，可以发现两网在定义、内涵和特征上具有很多相似之处。所以有专家称：本质上，智能电网与物联网具有天然的内在联系。

我国智能电网是要建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制等技术，构建以信息化、自动化、互动化为特征的国际领先、自主创新、中国特色的坚强智能电网，包括发电、输电、变电、配电、用电和调度6个环节。

根据经济社会发展对未来电网的要求，中国智能电网应具备以下5方面的基本内涵：坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动。其特征是信息化、自动化、互动化。

目前，业界普遍认为物联网应分为3个层面，即感知层、网络层和应用层。感知层负责信息搜集，对物质世界感知；网络层负责信息传输、信息初步处理、分类、聚合等；应用层为各行各业提供应用的基础。

相应的物联网特征是全面感知、可靠传递和智能处理。全面感知就是让物品会说话，将物品信息进行识别，并通过网络传输后台，进行信息共享和管理。可靠传递就是通过现有的通信网络资源进行可靠地传输信息。智能处理就是通过后台的庞大系统来进行智能分析和管理。

可见，智能电网与物联网在内涵和特征上有很多相似之处，可以说两网本质是相通的。（3）智能电网与物联网在实现手段上具有高度的一致性和相互借鉴性

公司明确提出：建设坚强智能电网要以坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，以智能控制为手段，覆盖所有电压等级的各个环节，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合，即通过通信、信息、传感、控制等技术的融合，实现在电网上的应用。具体说就是：通过终端传感器在客户之间、客户和电网公司之间形成即时连接的网络互动，实现数据读取的实时、高速、双向的效果，从而整体提高电网的综合效率。公司坚强智能电网实现电力流、信息流、业务流高度一体化的前提，在于信息的无损采集、流畅传输、有序应用。各个层级的通信支撑体系是坚强智能电网信息运转的有效载体。通过充分利用坚强智能电网多元、海量信息的潜在价值，可服务于坚强智能电网生产流程的精细化管理和标准化建设，提高电网调度的智能化和科学决策水平，提升电力系统运行的安全性和经济性。

物联网的建设同样是以大量丰富的传感终端作为神经末梢，以强大可靠的通信网络作为健壮的身体，以智能处理、控制技术作为发达的大脑。以此构建完善的物联网。可见智能电网都要将通信、信息、传感、控制等技术进行融合，并实现合理应用。所以，两者在实现手段上具有高度的一致性和相互借鉴意义。

综上所述，智能电网与物联网本质相通、特征相似、手段相关。可以认为，物联网技术是电网智能化建设的重要技术支撑。物联网技术能有效整合通信基础设施和电力系统基础设施资源，使信息通信基础设施资源服务于电力系统运行，提高电力系统信息化水平，改善现有电力系统基础设施的利用效率。同时，智能电网是物联网的重要应用领域。智能电网建设将成为拉动物联网产业，甚至整个信息通信产业（ICT）发展的强大驱动力，并有力影响和推动其他行业的物联网应用和部署进度，进而提高我国工业生产、行业运作和公众生活等各个方面的信息化水平。

4.电力物联网的特点

由于电力系统的特殊要求，在智能电网中应用的物联网（简称电力物联网）也有自己的特点。

智能电网的核心在于，构建具备智能判断与自适应调节能力的多种能源统一入网和分布式管理的智能化网络系统，可对电网与客户用电信息进行实时监控和采集，且采用最经济与最安全的输配电方式将电能输送给终端用户，实现对电能的最优配置与利用，提高电网运行的可靠性和能源利用效率。智能电网的本质是能源替代和兼容利用，它需要在开放的系统和共享信息模式的基础上，整合系统中的数据，优化电网的运行和管理。相应的，电力物联网的本质就是电力信息的可靠、高效的控制手段。对应物联网的3层体系架构，电力物联网其实有3大要素，即电力信息的采集、电力信息的传递和电力信息的处理。

电力物联网的建设必须在满足智能电网坚强可靠、经济高效总体要求下，实现电力流、信息流、业务流的高度一体化。这就决定了电力物联网的如下特点。

首先，电力物联网实际上是专用网。电力物联网可用的基层网络可以有很多种。根据应用的需要可以是电力行业通信专网，也可以是新建的专用于电力物联网的通信网，在应急情况下就可以部分采用公众通信网。原则上，电力物联网只有电力系统才能连进去，电力物联网的绝大多数信息流只能在电力系统内部流动。

其次，电力物联网往往是受限网络。物联网在电力系统中有大量丰富多样的应用，电力系统不同的应用对信息提出不同的需求。所以，电力物联网的应用多样性与承载平台的通用性之间需要有应用中间件来适配，进行数据过滤、数据挖掘与决策支撑等智能信息处理。物联网信息对于各种应用是受限的。同时，电力物联网具有严格的用户身份识别、验证、鉴权制度，不同用户享受不同等级的物联网服务。所以电力物联网也是用户受限的。

最后，电力物联网具有高度的安全性和可靠性。由于电力物联网直接支撑电网业务，所以电力物联网很大程度上影响着电力系统的安全稳定运行。所以建设坚强智能电网必须要求电力物联网具有极高的安全性和可靠性。

针对电力物联网的特点，大致可将其分为3个发展阶段：信息汇聚阶段，协同感知阶段，泛在聚合阶段。

信息汇聚阶段的主要特征是：将分布于多区域的、利用多种感知技术手段所采集的信息进行汇聚，通过电力通信网络资源将感知信息汇聚到业务应用系统，集中进行信息的处理与共享，并提供信息应用服务。关键技术包括电力传感器设计与实现、短距离传输技术、低功耗技术、电磁兼容技术等，以实现相关信息采集、汇聚设备的小型化、低功耗、低成本、国产化和绿色环保。

协同感知阶段的主要特征是以事件、任务和目标为驱动进行感知、网络和应用各个层面的协同工作，系统具备分布式、跨层次、自学习的协同处理能力，提供智能、精确的多元化信息服务。关键技术包括任务驱动的大规模自治组网技术、上下文感知技术、电力通信网络与多传感器网络无缝融合技术、海量信息处理技术等。

泛在聚合阶段的主要特征是泛在的感知服务将海量信息进行聚合，产生出新的有应用价值的信息，即电力物联网广泛应用于各个领域，实现任何人、任何物体、任何时间、任何地点的互联互通，引发新的应用和服务模式。关键技术包括信息聚合理论、模糊控制技术、泛在异构网络、人工智能、仿生学传感器、纳米材料、生物芯片等。

5.电力物联网的应用前景

电力物联网技术将在智能电网的诸多环节广泛应 用。有些物联网技术已经被应用，有些还需要加大推广应用力度。

电力物联网整体构架的推广应用可以有力地促进电力物联网行业标准的编写，物联网安全体系的完善，电力物联网一体化管理平台的建立和电力传感器的研制。

（1）发电环节

在智能电网的发电环节中，目前存在电源结构和布局不合理，电网的调节手段和调峰能力不足等问题，发电机控制系统技术水平和国外相比有一定差距，储能技术应用研究也处在起步阶段。

结合物联网技术，可以研究水库智能在线调度和风险分析的原理和方法，开发集实时监视、趋势预测、在线调度、风险分析为一体的水库智能调度系统。根据水库来水和蓄水情况及水电厂的运行状态，对水库未来的运行进行趋势预测，对水库异常情况下水库调度决策进行实时调整，并提供决策风险指标，规避水库运行可能存在的风险，提高水能利用率。

依托国家风电技术与检测研究中心、太阳能发电技术与检测研究中心的建设以及物联网技术的发展和进步，可以加快新能源发电及其并网技术研究，规范新能源的并网接入和运行，实现新能源和电网的和谐发展。

结合物联网技术可以研究不同类型风电机组的稳态特性和动态特性及其对电网电压稳定性、暂态稳定性的影响；提出风电场接入电网的可靠性分析评估方法，建立可靠性模型，开发相应的分析软件。开发风能实时监测和风电功率预测系统；建立风电机组/风电场并网测试体系；研究风电场继电保护技术及保护配置方案、定值整定；研究变流器、变桨控制、主控及风电场综合监控技术、低电压穿越技术；开发出具有自主知识产权的风电运行、控制、保护等系统，进行产业化推广应用。

联网技术的应用有助于研究大规模核电、风电和特高压输电对系统内抽水蓄能容量规模的要求；研究“三华特高压同步电网”中抽水蓄能电站的联网效益，主要分析错峰、调峰、水火互济、跨流域补偿、互为备用和调剂余缺的能力；研究大型抽水蓄能电站在智能电网功能定位，逐步实现调峰填谷、核蓄互助、风蓄互补，开展大容量蓄能机组直接接入特高压电网的研究、实现蓄能机组事故备用、潮流调整等功能扩展；研究抽水蓄能电站的智能调度运行控制技术，依靠自主创新，开发研制抽水蓄能电站关键设备，包括计算机监控、调速、励磁、变频器等，并投入示范应用；初步研究蓄能机组跟踪风电功率变化的功率调节技术，在风蓄互补系统中发挥更大作用；制定满足电力系统需求的蓄能机组机网协调和辅助服务等技术标准。深化抽水蓄能黑启动功能研究，200MW及以上蓄能机组带地区小负荷孤网运行可靠保证。

物联网技术同样有助于开展钠硫电池、液流电池、锂离子电池的模块成组、智能充放电、系统集成等关键技术研究；开展智能电网中储能电源规划设计和运行调度技术的研究；逐步开展储能技术在智能电网安全稳定运行、削峰填谷、间歇性能源柔性接入、提高供电可靠性和电能质量、电动汽车能源供给、燃料电池以及家庭分散式储能中的应用研究和示范。加强大型压缩空气储能等多种蓄能技术的研发，在重大技术突破的基础上开展试点应用。（2）输电环节

输电环节是智能电网中一个极为重要的环节，目前已经开展了许多相关的工作。但是还存在许多问题，主要有：电网结构仍然薄弱，设备装备水平和健康水平仍不能满足建设坚强电网的要求；线路设备检修方式较为落后；系统化的线路设备状态评价工作刚刚起步。

因此，在输电可靠性、设备检修模式以及设备状态自动诊断技术上和国际水平相比还存在一定的差距。在智能电网的输电环节中有许多应用需求亟待得到满足，需要结合物联网的相关技术，提高智能电网中输电环节各方面的技术水平。

包括线路、杆塔和电容器等重要一次设备，保护、安稳和通信等二次设备以及营销和信息系统等。可以结合物联网技术，提高一次设备的感知能力，并很好地结合二次设备，实现联合处理、数据传输、综合判断等功能，提高电网的技术水平和智能化程度。

输电线路状态检测是输电环节的重要应用，主要包括雷电定位和预警、输电线路气象环境监测与预警、输电线路覆冰监测与预警、输电线路在线增容、导地线微风振动监测、导线温度与弧垂监测、输电线路风偏在线监测与预警、输电线路图像与视频监控、输电线路运行故障定位及性质判断、绝缘子污秽监测与预警、杆塔倾斜在线监测与预警等方面。这些方面都需要物联网技术的支持，包括这种传感器技术、分析技术和通信技术等。

结合物联网技术，可以更好地实现这些高级应用，提高输电环节的智能化水平和可靠性程度。物联网在输电环节中可以实现具有较大规模的产业化应用。（3）变电环节

变电环节是智能电网中一个十分重要的环节，目前已经开展了许多相关的工作，主要是全面开展变电站综合自动化建设。

但是目前还存在许多问题，主要有：设备装备水平和健康水平仍不能满足建设坚强电网的要求；变电站自动化技术尚不成熟；智能化变电站技术、运行和管理系统尚不完善；设备检修方式较为落后；系统化的设备状态评价工作刚刚起步。

可以将物联网技术应用于智能变电站建设中，建立智能变电站信息监控与采集系统，实现对智能变电站设备、资源、运行状况的全面监控与管理。建立基于物联网的智能变电站通信信息一体化平台，实现变电站信息通信的统一接口。建立完善智能变电站物联网标准化工作。建立智能变电站状态监测系统、故障预警与自动恢复系统、自动决策分析系统。建立智能变电站与输电系统、调度系统、分布式发电系统的物联网接口，将智能变电站纳入整个智能电网的物联网体系。（4）配电环节

配电网是我国电网的重要环节，同时目前也是最薄弱的一环。在配网自动化、配网状态监测检修、现场作业、智能巡检等方面还有很多工作要做。

配电自动化系统，又称配电管理系统(DMS)，通过对配电的集中监测、优化运行控制与管理，达到高可靠性、高质量供电，降低损耗和提供优质服务的目标。物联网在配电网自动化方面的应用主要集中在以下几个方面：快速故障诊断、隔离和自动恢复供电、无功/电压控制、配网潮流检测分析计算等。

电力设备的状态检修是工业化国家普遍推行的一种科学的设备检修管理策略。长期以来，我国电力设备大多采用传统的计划检修模式，耗费巨大，工效不佳。科学、合理地安排检修，降低检修成本及工作量，保证系统的高可靠性，提高设备有效利用率，是国内全行业面临的困难与挑战。物联网在配电网设备状态监测、预警与检修方面的应用主要包括：对配电网关键设备的环境状态信息、机械状态信息、运行状态信息的感知与监测；配电网设备安全防护预警；对配电网设备故障的诊断评估和配电网设备定位检修等方面。

由于我国配电网的复杂性和薄弱性，配电网作业难度很大，常出现误操作和安全隐患。切实保障配电网现场作业安全高效是智能配电网建设一个亟需解决的问题。物联网技术在配电网现场作业管理方面的应用主要包括：身份识别、电子标签与电子工作票、环境信息监测、远程监控等。搭建配电网现场作业管理系统，实现确认对象状态，匹配工作程序和记录操作过程的功能，减少误操作风险和安全隐患，真正实现调度指挥中心与现场作业人员的实时互动。

我国配电网环境多样、复杂，自然环境、人为活动都会对配电网线路产生影响。物联网在这方面的应用主要包括：巡检人员的定位、设备运行环境和状态信息的感知、辅助状态检修和标准化作业指导等。（5）用电环节

智能用电环节作为智能电网重要环节，直接面向社会、面向客户，是社会各界感知和体验统一坚强智能电网建设成果的重要载体，在建设统一坚强智能电网中具有特定的地位和作用。

随着我国经济社会的快速发展，发展低碳经济、促进节能减排政策的持续深化，电网与用户的双向互动化、供电可靠率与用电效率要求的逐步提高，电能在终端能源消费中的比重不断增大，用户用能模式发生巨大转变，大量分布式电源、微网、电动汽车充放电系统、大范围应用储能设备及大耗电量系统接入电网，需要发挥研究与之相适应的物联网关键支撑技术，以适应不断扩大的用电需求。

用电环节应用物联网技术，重点在于建立基于物联网的智能用电服务系统，建立用电信息采集系统，建立智能用电、智能家居的物联网接入标准体系，构建基于物联网的智能用电系统，建立完善电动汽车与充电系统的物联网信息采集与处理工作，实现电动汽车与充电系统的统一标识和管理。建立基于物联网的能效监测与管理系统等。（6）电网资产管理环节

电网企业提出开展资产全寿命周期管理工作，以全寿命周期为主线的成本管理，实现资产的物资流、信息流、价值流有效合一的集约化管理，实现资产的全过程、精益化管理。

随着电网规模的扩大，输、变、配电设备数量及异动量迅速增多且运行情况更加复杂，对巡检工作提出了更多更高的要求，而目前的巡检工作主要还是依靠人力或电子设备进行巡视，面对更艰巨的巡检任务，针对巡检人员的监督机制成为生产管理的薄弱环节，需要更加完善的方案监督巡检人员确实到达巡检现场并按预定路线进行巡检。同时，由于电网规划、管理、分析、维护系统的高度集成，迫切需要一种更加信息化、智能化的辅助手段进一步提升巡检工作的效率。

资产管理可以应用物联网技术实现资产数据的现场采集，将资产清查和巡检工作进行有机结合，提升电网资产管理水平。

充分利用ERP、生产管理等业务应用系统的数据资源、RFID和移动数据采集技术，实现帐、卡、物数据更新的惟一性、完整性、准确性和及时性，提高设备账、物、卡的管理水平。

充分利用传感器网络、RFID射频识别、通用无线业务分组等技术实现电网资产管理的标识、感知和信息传送，利用业务应用系统实现电网资产管理的信息处理，从而借助物联网技术提升电网资产管理水平。

7.物联网背景下工业设计创新理念研究论文 篇七

1 技术创新和商业模式创新对物联网的意义

1.1 物联网的内涵

物联网是通过使用射频识别技术 (RFID) 、全球定位系统、激光扫描器等各种信息传感设备, 依据约定的协议, 将所有物品和互联网紧密结合形成一个庞大的网络, 传递信息流、物流、资金流和价值流, 以实现对物品的定位、识别、监控和管理[1]。

1.2 技术创新和商业模式创新对物联网的意义

物联网的技术体系结构是一个多层次、宽领域技术相融合的体系。物联网的技术在历经基础期、成长期、成熟期后, 技术得以不断创新和突破, 主要表现在:一是对传统的条码只是识别物品类别进行创新, 使物联网可以对任意物品唯一识别, 提高定位和识别的精确度;二是对传统条码只能接触才可识别的创新, 使物联网通过非接触即可识别实现从静态到动态的转变;三是对传统条码只能局部共享进行创新, 并通过全球统一代码标准, 实现物品信息全球共享, 从而提高了物联网产业化规模, 也拓宽了物联网的应用前景[2]。

根据目前物联网的发展现状, 物联网主要的商业模式有四种:通道型、自营型、合作型和定制型[3]。而物联网的商业模式主要由移动运营商和系统集成服务主导运营的两种商业模式。移动运营商主导的自营型和通道型, 系统集成服务上主导的是合作型和定制型[4]。两者都根据所掌握的客户信息, 充分利用运营服务和传感技术, 广泛应用于大范畴的客户群体, 直接促进了生活方式以及应用创新的改变。

2 物联网发展存在的问题

虽然物联网的发展前景被一致看好, RFID在物品追查、移动支付以及企业的供应链管理等诸多方面广泛应用, 物联网也逐渐面向更大的环境。但我国的物联网市场仍处于起步阶段, 物联网很大程度上依托于政府和企业资金的大量投入, 以及政策上的鼓励与支持, 对于物联网的发展, 主要是以推力为主, 而物联网本身没有形成一种真正的商业驱动力。主要问题在于:

(1) 原有的商业模式无法适应物联网的迅速发展, 未形成基于市场需求的物联网商业模式;

(2) 缺乏统一的技术标准以及系统规划, 行业的应用较为分散;

(3) 过于关注商业盈利以及行业之间的相互竞争, 相对而言, 物联网在公共服务领域的作用不够明显, 对公共事业的关注亟待提升。

3 物联网发展建议

如今, 随着全球化和信息化的不断深入, 企业也面临来自国内外的竞争与挑战, 越来越多的企业认识到商业模式的创新对企业发展的重要性, 以及技术创新对整个企业发展的推动和促进作用。美国Litepoint公司亚太地区总监林弘杰先生也提出, 商业模式和技术的创新是推动企业成功发展的关键, 这也使得Litepoint公司凭借其独特商业模式和核心创造力和竞争力迅速占领市场, 市场占有率高达80%。而加快物联网的发展关键在于真正地建立一个基于产业链上多方共赢的商业模式, 从而推动物联网长远、有效发展。为此, 笔者认为需要从以下几个方面来考虑物联网技术创新和商业模式的创新。

3.1 增强物联网基础技术的研发力度与研发实力

目前, 物联网技术主要以M2M和RFID为主, 我国的技术和执行标准与其他国家物联网的发展几近同步。我国应该继续加大对标准研究的投入, 合理引导创新主体分工合作, 掌握物联网的核心技术, 形成自己的核心竞争力, 同时, 通过整合产业链上的资源, 形成能够将不同环节进行有效联接的产业网络群, 为以后的发展奠定良好的基础。

3.2 引导和培育物联网的市场需求

市场自发需求是所有产业不断发展和壮大的基础。例如, 智能物流仓储、智能家居大规模的产业化, 需要巨大的市场需求, 并完成实际的购买交易。但就目前而言, 企业并未掌握用户的实际需求, 而公众对物联网不甚了解, 市场需求的自身动力不足[5]。

3.3 加大政策扶持以及注重物联网的战略部署

物联网不仅仅是一项新兴技术, 它也是由多种产业相互结合而成的产业网络。整合物联网的关键就在于对技术、业务、信息等方面的融合[6]。因此, 政府首先要制定相关的法律法规, 为物联网产业提供统一的规范与标准, 并制定宏观的战略规划, 明确发展目标、发展路径。其次, 还要注重人才的培养。鼓励全国高校开设关于物联网相关的专业, 对人才进行针对性的培养。同时, 加强国际交流, 提高重点高校国际交换生的比例, 积极学习国外先进的理念和技术, 掌握最新的科研成果, 促进物联网与时俱进。

4 结语

物联网是信息化发展的必然要求, 也被业界誉为继互联网和移动通信后的第三次信息革命。物联网技术被业界看好, 对于信息技术的发展具有不可替代的经济价值。对于研究物联网发展过程中存在的问题, 从技术创新和商业模式创新方面进行剖析, 注重技对术的开发、市场需求的把握与开拓, 以及宏观上政府政策的支持, 建立多方共赢的商业局面, 各方相得益彰, 物联网才能真正健康、可持续发展。

参考文献

[1]郑欣.物联网商业模式发展研究[D].北京邮电大学博士论文, 2011.

[2]杨震, 黄卫东.基于技术演化的物联网商业模式创新研究[J].江苏通信, 2011.

[3]Nicolas M D, Jonathan P D, Jennifer O, Michael Y.Corporate—NGO collaboration:co—creating new business models for developing markets[J].Long Range Planning, 2010, 43 (2-3) .

[4]周洪波.物联网:技术、应用、标准和商业模式[M].电子工业出版社, 2010.

[5]Morrison A.Gatekeepers of knowledge within industrial districts:who they are, how they interact[D].Working Paper, 2004.

8.物联网背景下工业设计创新理念研究论文 篇八

关键词：物联网RFID系统；电子标签

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 04-0000-01

一、射频识别技术

射频识别技术（RFID）是无线电技术在自动识别领域中的具体应用，RFID技术是通过无线射频方式进行，通信双方自动识别实现交换数据，它主要是通过射频信号进行识别目标对象，并自动获取物体的相关数据，同时也向后台的计算机处理系统进行通信，完成相关的数据信息处理。

射频识别技术包括数据的采集，数据的传输和数据的处理的功能。当标签进入磁场以后，标签接收读卡器发出的无线射频信号，标签内的感应电流所获取的能量把标签内存储的信息发送出去，如果标签自身有电源标签就会主动发送某一频率的信号；解读器读取信息并且解码，然后把信息送到中央信息处理系统，最后由中央信息系统进行数据处理。射频识别技术主要是电子标签和读写器之间的信息主要通过无线信号进行穿梭，这种信息传送的射频信号分两种耦合类型。

二、RFID系统组成

RFID系统有标签、阅读器、Internet，服务器、中间软件和计算机数据库系统。系统通过阅读器发送信号至电子标签，电子标签通过射频信号驱动内部的电磁电路提供电力，由天线将内部存储器所储存的数据传至阅读器，经由中介软件编码，通过网络最后再将信息存入对应数据库。

读写器读出的电子标签的信息，并采用分布式的系统中间件处理由读写器读取的一连串标签信息。由于每一个电子标签上只有唯一代码，计算机需要知道与该EPC匹配的其它信息，这就需要ONS来提供一种自动化的网络数据库服务，EPC中间件将EPC代码传给ONS，ONS指示EPC中间件到一个保存着产品文件的服务器（EPCIS）查找，该文件可由EPC中间件复制，因而文件中的产品信息就能传到供应链上。

三、RFID技术在物联网中的应用

现在国际上对于物联网的体系架构还没有形成一个统一的认识，相对而言，最具有广泛认可度的是欧美认可的EPC global“物联网”体系和日本的“Ubiquitous ID（UID）”物联网系统。RFID技术在英美的物联网体系主要是利用RFID标签采用EPC编码技术，做到一件物品对应一个编码，从而实现对每件物品进行完整的管理，而且还要注意对物品进行实时追踪，同时还要把物品的相关信息比如类别、属性等进行分类进行查询和统计。

（一）物流生产和运输方面

通过RFID技术在物联网中的应用，其标签中的信息可以及时得到获取，从而可以实时监控产品的具体地点位置，以进一步保证产品的安全性。如果在运输过程中出现一系列的问题，也可以根据实时反馈的信息进行准确定位，从而采取补救措施，进一步使损失降低。

（二）物流仓储方面

RFID技术的应用可以让产品出入库的信息更快、更准确地进行采集和获取。正是因为这种技术的智能读写的优点，产品相应的数据才可以更为快捷地嵌入数据库中，经过一系列处理之后，可以提前对产品进行挑拣和筛选，从而进一步进行仓储管理。

此外在仓库中货物被偷的问题时有发生，有时操作人员也会因为大意给企业带来不必要的损失，那么可以在仓库中设立对应的产品自动扫描系统，对货物进出仓库进行实时扫描，从而避免这一系列问题的产生。现如今，这项技术已经在货物库存盘点等方面有了很广泛的应用。

（三）销售管理方面

为了保证供应商不会受到牛鞭效应的影响，准确地安排生产计划，节约成本，基于RFID技术的物联网系统对一些缺货信息可以智能传送给仓库管理系统，并且对于这些信息进行汇总后，层层传递，逐一传递给上一级分销商直至制造商，信息传递速度非常快，在这样一个长的传递链条上，信息传递非常准确和及时，从而可以进一步降低运营成本。

在货物调配过程中，RFID技术的支持可以对货物流向进行即时控制，这样可以进一步提高货物拣选、配送的速度，而且可以提高货物到达的准确性和准时性，从而保证销售环节的畅通性。

对于零售商来说，为了提高订单的供货水平，对库存积压风险进一步降低，实行物联网技术可以对货物的仓储数量进行实时调控。通过大幅度提高自动结算的速度，很多销售企业的安全库存量就可以得到很好地控制，从而较少资金的占有，增加资金的流动性。每个产品都有唯一的识别码，可以实现每一件商品的单品识别，包括生产厂家、生产日期、库存位置、库存状态等，这些相应的信息都可以通过RFID技术传输至互联网以及数据中心，从而在数据处理之后反馈给相应的操作人员，可以大大提高销售的安全性。

（四）商品消费领域

随着电子商务的发展，人们的个性化消费观念进一步深化，如何通过物联网技术来满足消费者的个性化购买需求以及解决排队时间过长等问题，是物联网技术在商品消费领域的最有价值的应用。消费者可以通过物联网技术动态掌握自己感兴趣的商品的所有信息，同时可以对有一定质量问题的商品进行全程的追溯。

参考文献：

[1]张捍东，朱林.物联网中的RFID技术及物联网的构建[J].计算机技术与发展，2011（05）：62-65.

[2]王汉新.物流信息管理[M].北京：北京大学出版社，2011：111.