物联网(Internet of things)是一系列用于解决物的信息识别、交换、控制等技术的集合应用形成的网络。当连接从互联网时代的人与人走向万物互联,万物的数字化、智能化依赖物联网技术。因此,物联网是指利用各类信息识别设备(二维码、RFID、传感器、GPS、激光扫描等),把任何物品通过有线或无线传输协议相连接,进行信息交互,以实现识别、定位、监控、控制和管理的一种网络。
物联网已成为数字经济新型基础设施。通过物联网将过去大量无法联网的设备相互连接,产生的结构化数据与应用是产业数字化的重要推手,基于此物联网已成为数字经济时代的新型基础设施。
物联网市场规模
我国人口规模巨大,产业结构完备,经济发展正处在产业转型与消费升级阶段,因此不管在生产领域还是消费领域,都形成了对物联网的强劲需求。丰富且复杂的物联网应用场景,结合快速发展的互联网科技行业,使中国的物联网生态快速迭代发展,物联网数字化转型提速,产业物联网将引领未来增长。2019年中国物联网连接量达到55亿个,同比增速高达75.6%。预计到2023年,我国物联网连接数将增长至接近150亿个,随着数据化转型进程的加速,各行各业对物联网的需求将增加,产业物联网设备连接数所占比例也将迎来拉升。
体系框架
物联网是一套复杂的技术组合,涉及智能传感与识别、组网传输、云计算等一系列信息技术。
应用层—交通
基于物联网的智慧城市智能交通应用除了以下五个例子以外,还有充电桩、汽车电子标识、高速无感收费等应用。目前,物联网交通,也就是智慧交通还在不断发展完善之中,相信未来物联网更多的应用潜能将被发掘出来,助力智慧交通的建设,以实现智慧城市的目标。
(1)共享自行车:说到物联网交通,大家最为熟悉和了解的例子当属共享自行车了,共享自行车是通过配有GPS或者NB-loT模块的智能锁,将数据上传到共享服务平台,最终实现车辆的精准定位、实时掌控车辆运行状态等。
(2)智能公交:智能公交通过RFID、传感器等技术,实时了解公交车的位置,实现弯道及路线提醒等功能,同时能结合公交的运行特点,通过智能调度系统,对线路、车辆进行规划调度,实现智能排班。
(3)车联网:车辆上的车载设备(先进的传感器、RFID以及摄像头等设备)通过无线通信技术,对信息网络平台中的所有车辆动态信息进行有效利用,在车辆运行中提供不同的功能服务。如:实时监控车辆运行状态包括油耗、车速等。
(4)智能信号灯:在路口安装雷达装置,实时监测路口的行车数量、车距以及车速,同时可以根据不同需求监测行人数量以及天气情况,动态调控交通灯信号,提高路口车辆通行率,减少信号灯空放时间,以提高道路承载力。
(5)智慧停车:智慧停车因为停车慢、停车难等问题应运而生,智慧停车以停车位资源为基础,通过安装地磁感应、摄像头等设备,实现车牌识别、车位查找及预定以及使用手机APP自动支付功能等。
应用层—农业
智慧科技农业传感数据多样,集传感、存储、分析、联动与一体,实现远程监测和控制,智能数据处理,多样化报警方式。
(1)农业物联网:建设主要包括环境、植物信息检测,温室、农业大棚信息检测和标准化生产监控,精准农业中的节水灌溉等应用模式,例如农作物生长情况、病虫害情况、土地灌溉情况、土壤空气变更等环境状况以及大面积的地表检测,收集温度、湿度、风力、大气、降雨量,有关土地的湿度、氮浓缩量和土壤pH值等信息的监测。
(2)智能农业控制:通过实时采集农业大棚内温度、湿度信号以及光照、土壤温度、土壤水分等环境参数,自动开启或者关闭指定设备。可以根据用户需求,随时进行处理,为农业生态信息自动监测、对设施进行自动控制和智能化管理提供科学依据。大棚监控及智能控制解决方案是通过光照、温度、湿度等无线传感器,对农作物温室内的温度,湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、二氧化碳浓度等环境参数进行实时采集,自动开启或者关闭指定设备(如远程控制浇灌、开关卷帘等)。
应用层—医疗
物联网技术是未来智慧医疗的核心,其实质是通过将传感器技术、RFID技术、无线通信技术、数据处理技术、网络技术、视频检测识别技术、GPS技术等综合应用于整个医疗管理体系中进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术,从而建立起实时、准确、高效的医疗控制和管理系统。
目前物联网技术在医疗行业中有多方面的用途,其基本内容包括:
(1)人员管理智能化:实现对患者的监护跟踪安全系统,病人流动管理、出入控制与安全;婴儿安全管理系统、医护人员管理系统。加强出入婴儿室和产妇病房人士的管理,对控婴管理、母亲与护理人员身份的确认,在偷抱或误抱时及时发出报警,同时可对新生婴儿身体状况信息进行记录和查询,确认掌握新生婴儿安全。
(2)医疗过程智能化:依靠物联网技术通信和应用平台,实现包括实时付费以及网上诊断、网上病理切片分析、设备的互通等,以及挂号、诊疗、查验、住院、手术、护理、出院、结算等智能服务。
(3)供应链管理智能化:药品、耗材、器械设备等医疗相关产品在供应、分拣、配送等各个环节的供应链管理系统。依靠物联网技术,实现对医院资产、血液、医院消毒物品等的管理。产品物流过程涉及很多企业不同信息,企业需要掌握货物的具体地点等信息,从而做出及时反应。在药品生产上,通过物联网技术实施对生产流程、市场的流动以及病人用药的全方位的检测。
(4)医疗废弃物管理智能化:可追溯化是用户可以通过界面采集数据、提炼数据、获得管理功能,并进行分析、统计、报表,以做出管理决策,这也为企业提供了一个数据输入、导入、上载的平台。
(5)健康管理智能化:实行家庭安全监护,实时得到病人的全面医疗信息。而远程医疗和自助医疗,信息及时采集和高度共享,可缓解资源短缺、资源分配不均的窘境,降低公众医疗成本。
行业趋势
物联网设备连接量产生的数据两级呈爆发式增长,数据价值挖掘,数据安全流通的市场需求日益急迫,隐私计算融合区块链技术能够在数据跨主题流通中提供安全保障,成为平衡数据安全和数据要素价值释放的重要方案。隐私计算基于密码学、机器学习等技术,以可用不可见的密文得出计算结果,在保护主体信息安全的前提下实现数据交换和开放共享。而区块链技术作为重要补充,以其分布式存储、不可伪造、可追溯的特点,保障了信息源头的真实可靠。预计物联网的行业,会在产业链协同发展、数据交易和开放共享需求的持续牵引下,物联网+隐私计算+区块链的技术融合将向各行业加速渗透。
审核编辑:汤梓红
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