如今,互聯網已成為人與人之間交流溝通、傳遞信息的一條紐帶,互聯網技術也已然變得相當成熟。在此基礎上,我們是否也能做到人與物甚至物物之間都能進行信息交互?于是,基于互聯網技術的物聯網應運而生。
早在1999年,中國就提出過類似物聯網的概念,當時叫“傳感網”,并成為中科院重點研究的五大重大項目之一。ITU(國際電信聯盟)在2005年的信息社會世界峰會上首次引用了“物聯網”的概念,提出了物聯網早期的一些相關技術和面臨的挑戰(zhàn)。到了2009年,國家領導人關于“感知中國”的講話把我國物聯網領域的研究和應用開發(fā)推向了高潮。如今,物聯網逐漸融入到我們的日常生活和工業(yè)制造中,小到能通過感應室內溫度和濕度而自動進行調整的智能空調,大到智能工廠中將機器、人和數據高度融合的工業(yè)互聯網,都在體現著萬物互聯的思想。
那么如何做到萬物互聯呢?
RFID技術
RFID(射頻識別)技術是物聯網中“能讓物品開口說話”的技術,可以通過無線電信號識別帶有某些射頻標簽的目標并讀寫相關數據,而無需與目標進行機械或光學接觸來識別。通過無線電信號,物品上的射頻標簽中的相關信息會被自動采集到中央系統(tǒng)中來實現物品的識別。通過RFID技術,倉庫可以追蹤商品的所在,在汽車上安裝可以實現自動識別和繳費。該技術的主要難點在于如何選擇最佳頻率和機密性保密等。
傳感器技術
傳感器技術在物聯網中負責接收物品“講話”的內容。自然界中的很多信號,如溫度、壓力、光線、氣體、重力等等都可以通過傳感器進行檢測、交替和捕獲,轉換成電信號和光信號,并實現將獲得的信息進行變換、處理、存儲和傳輸等要求。物聯網經常處于自然環(huán)境中,傳感器會受到惡劣環(huán)境的考驗,所以,對于傳感器的要求會更加嚴格和苛刻。
無線網絡技術
既然是物物互聯,那就離不開網絡。互聯網是物聯網的基礎,除此之外,還有一些無線網絡技術在其中扮演著信息搬運工的角色。如我們熟知的藍牙和紅外技術,還有近距離、低復雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術——Zigbee。5G技術的降臨,將會帶來更高的速度、更寬的帶寬以及更廣泛的應用,亦會給物聯網注入新的能量。物聯網環(huán)境下,個體間的聯系越緊密,任何一個針對個體的網絡攻擊都有可能蔓延到更廣的范圍。因此,物聯網的網絡安全維護也是無線網絡技術的一項很重要的工作。
從工業(yè)物聯網到工業(yè)互聯網
在物聯網的各種場景中,消費級應用看似最吸引眼球,但真正最大的蛋糕來自于工業(yè)和行業(yè)物聯網應用。GE公司曾在一份報告(《Industrial Internet: Pushing theBoundaries of Minds and Machines》)中認為:將傳統(tǒng)的工業(yè)(涵蓋制造、自然資源開發(fā)、建筑、公用事業(yè)等)與運輸業(yè)和醫(yī)療保健業(yè)加起來,全球經濟的46%或全球產出中的32.3萬億美元,將得益于工業(yè)互聯網;隨著全球經濟和工業(yè)的發(fā)展,這一數字還將繼續(xù)上升。到2025年,預計廣義工業(yè)份額將增長至全球經濟的50%,或占未來全球產出中的82萬億美元。
具體來講,工業(yè)物聯網指的是物聯網在工業(yè)的應用。一方面,工業(yè)物聯網是一個物與互聯網服務相互交叉的網絡體系。另一方面,工業(yè)物聯網也是自動化與信息化深度融合的突破口。工業(yè)物聯網具有一般物聯網的特征,然而又非普通物聯網應用,設備之間的互聯互通需要極低的時延、極高的可靠性,對時延和可靠性具有極高的指標要求,需要為用戶提供毫秒級的端到端時延和接近100%的業(yè)務可靠性保證。尤其在數據通信領域,工業(yè)物聯網的低功耗、廣覆蓋、低時延、高可靠要求,其對技術升級要求遠高于一般物聯網。
2018年,為貫徹落實《國務院關于推進物聯網有序健康發(fā)展的指導意見》和《信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃物聯網分冊》,加快構建具有國際競爭力的產業(yè)體系,國家工信部組織開展了物聯網集成創(chuàng)新與融合應用項目征集工作,圍繞物聯網重點領域應用、關鍵技術突破、服務保障體系建設,征集了一批物聯網創(chuàng)新項目,由格創(chuàng)東智打造的“基于工業(yè)物聯網的智能生產監(jiān)控與品質檢測項目”成功入選。通過該項目,格創(chuàng)東智將整合工業(yè)物聯網以及工業(yè)智能應用,打造出一個連接機器、物料、人、信息系統(tǒng)、數據系統(tǒng)的基礎網絡,在對現有生產機臺以及設備進行智能化改造后,實現工業(yè)數據的全面感知、動態(tài)傳輸、實時分析、閉環(huán)控制,從而形成一個完整的基于物聯網的智能生產解決方案,以支持企業(yè)生產的科學決策與智能控制,大幅提高生產資源配置效率和產品品質,降低產品生產周期和成本。
而工業(yè)互聯網的概念實際上與國外提出的萬物互聯(Internet of Everything,將人、流程、數據和事物結合一起,使得網絡連接變得更加相關,更有價值)理念有相似之處,相當于是工業(yè)企業(yè)的萬物互聯。工業(yè)互聯網未來的發(fā)展戰(zhàn)略,是要將工業(yè)與互聯網在設計、研發(fā)、制造、營銷、服務等各個階段進行充分融合,以提高整個系統(tǒng)運行效率。工業(yè)互聯網實際就是整個工業(yè)過程互聯網化,重點強調的是企業(yè)信息的數字化。總體來看,工業(yè)互聯網是由機器、設備組、設施和系統(tǒng)網絡組成的龐大的物理世界,能夠在更深層面與連接能力、大數據、數字分析相結合,其本質是將物聯網、云計算和大數據等信息技術的充分應用于工業(yè)領域,最終實現對全球工業(yè)的重構。
如火如荼的物聯網革命正在深刻的改變著每個人的生活,在萬物互聯的浪潮中,物聯網成為整個信息科技行業(yè)未來最大的市場增長點,決勝物聯網已經成為諸多創(chuàng)新企業(yè)持續(xù)增長的原動力。2017年全球物聯網設備的總數為84億臺,而這個數字到2020年將會增長到208億。據國際市場調查機構IDC發(fā)布的報告顯示,截至2022年,中國物聯網市場規(guī)模將達3000億美元,占全球物聯網市場的四分之一以上,超越美國成為最大的物聯網市場。這意味著物聯網對諸多企業(yè)來說,不僅是發(fā)展壯大的最好機遇,同時也是生存的最大挑戰(zhàn),因為若你沒有抓住機遇,很可能就會淹沒在物聯網的大潮中。
本文作者:
格創(chuàng)東智數據分析系統(tǒng)管理工程師 邢福勤 (轉載請注明作者及來源)
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