物聯網的4個關鍵技術

1

識別和追蹤技術

工業物聯網涉及的識別和跟蹤技術包括RFID系統、條形碼和智能傳感器等。一個簡單的RFID系統由一個RFID閱讀器和一個RFID標簽組成。RFID系統具有識別、跟蹤和跟蹤設備的能力，其越來越多地應用于物流、供應鏈管理和醫療服務監控等行業。RFID系統的還能提供所涉及設備的實時信息，降低人工成本，簡化業務流程，提高庫存信息的準確性，提高業務效率。基于RFID的應用仍有很大的發展空間應用。 ? 為了進一步推動RFID技術的發展，RFID可以與無線傳感器網絡相結合，更好地實時跟蹤物體。特別是新興的無線智能傳感器技術，如電磁傳感器、生物傳感器、船外傳感器、傳感器標簽、獨立標簽和傳感器設備等，進一步促進了工業服務的實現。將智能傳感器獲取的數據與RFID數據集成，可以創建更適用于工業環境的物聯網應用。 ?

02

通信技術

IIoT涉及到無線傳感器網絡、無線網狀網絡、無線局域網等多種異構網絡。這些網絡幫助工業物聯網交換信息。網關能夠促進網絡上各種設備之間的通信，網關還可以用來處理網絡上通信中涉及的復雜節點。不同的設備可能有不同的QoS需求，比如性能、能源效率和安全性。許多設備需要電池，因此，降低這些設備的能源消耗是一個首要問題。工業物聯網中還涉及利用現有的互聯網協議，主要通信協議和標準如：RFID、NFC、IEEE802.11（WLAN）、IEEE 802.15.4（ZigBee）、IEEE 802.15.1（藍牙）、多跳無線傳感器網絡、機器對機器（M2M）、傳統IP技術如IP、IPv6等。 ? ? ?

3

網絡技術

無線網絡有很多跨層協議，如無線傳感器或Ad Hoc網絡（AHNs）。由于工業互聯網中的設備通常具有不同的通信和計算能力，以及不同的QoS要求，因此，在應用于工業互聯網之前，有的需要進行修改。相比之下，無線傳感器網絡中的節點通常對硬件和網絡通信有相同的要求，因此，不需要改變。此外，工業物聯網利用互聯網支持信息交換和實現數據通信，而無線傳感器網絡和AHNs不需要使用互聯網進行通信。 ?

4

服務管理

工業互聯網服務管理是指為滿足用戶或應用需求而進行的優質物聯網服務管理。OSGi平臺是一個很好的例子，它應用了一個動態SOA（面向服務）架構來支持智能服務的部署。開發服務網關協議OSGi （Open Services Gateway Initiative）作為一種有效的服務部署模塊化平臺，被廣泛應用于各種環境中（如移動應用、插件、應用服務器等）。在工業物聯網中，基于OSGi平臺的服務組合可以由Apache Felix iPoJo實現。服務可以分為兩種類型：主要服務和次要服務。在面向服務的工業物聯網中，可以按照以下步驟創建并部署服務：1）開發服務組合平臺；2）抽象設備的功能和通信能力；3）提供一套共同的服務。服務標識管理包括上下文管理和對象分類。工業互聯網還可以為網絡中的每一個真實物體建造一面鏡子。工業互聯網還具有面向服務和上下文感知的體系結構，其中每個虛擬和物理對象都可以彼此通信。 ?

? 物聯網的5個行業應用

除了顯而易見的工廠自動化應用外，本節簡要介紹工業物聯網在幾個行業中的應用。 ?

1

智慧電網

電網包括三個基本功能：電能的產生（發電）、傳輸和分配。對于傳統電網，由于許多因素，如消費者的低效電器和缺乏智能技術、低效的電能輸送路由和分配、不可靠的通信和監測，尤其是缺乏儲能機制，使得電網存在巨大的能源浪費。此外，電網還面臨其它一些挑戰，包括不斷增長的能源需求、可靠性、安全性、新興的可再生能源和老化的基礎設施問題等等。為解決上述諸多問題，基于信息處理和通信技術的智慧電網便應運而生，而工業物聯網在智能電網中將扮演重要的角色。IIoT通過提供智能設備或IoT設備（例如傳感器，執行器和智能儀表等）來監控、跟蹤、分析和控制，將極大地改善智能電網的效能和安全性等。 ?

2

智慧交通

工業物聯網在運輸和物流領域將發揮越來越重要的作用。隨著越來越多的物體配備條形碼、RFID標簽或傳感器，運輸和物流公司可以實現從產地到整個供應鏈的移動運輸實時監控。此外，IIoT有望為交通系統和汽車制造業的轉型提供有前景的解決方案。物聯網技術可以跟蹤交通車輛的當前位置、監測其運動并預測其未來位置。其它的應用，例如使用無人駕駛海上交通工具監控海底狀況、穿越海洋收集數據等等。 ?

3

礦業安全生產

由于地下礦山的工作條件，礦山安全問題受到越來越多的重視。為了預防和減少礦山事故的發生，需要利用IIoT對礦山災害信號進行感知，從而進行災害預測預警，以提高地下生產安全水平。通過在地表和地下使用RFID和無線通信技術，可以追蹤地下礦工的位置，并分析從傳感器收集到的關鍵數據來加強安全措施。另外，可以使用化學和生物傳感器對地下礦工進行早期疾病檢測和診斷。這些化學和生物傳感器可以從人體和器官中提取信息生物信息，并檢測有害粉塵、有害氣體和其它會引起事故的環境危害。 ? ? ?

4

食品供應鏈

由于食品供應鏈FSC具有較大的地理和時間尺度、復雜的運營流程，因此，食品供應鏈具有分散性和復雜性等特點。這種復雜性給食品質量管理、運營效率和公共食品安全帶來了諸多問題。IIoT可以精確跟蹤食品生產、加工、儲存、配送和消費的整個流程。未來的FSC系統將更加安全、高效、可持續。一個典型的FSC工業物聯網解決方案包括三個部分：現場設備，如WSN節點、RFID閱讀器/標簽、用戶界面終端等；由分布式計算機網絡連接的數據庫、服務器、各種軟小型計算機等骨干系統；無線局域網、蜂窩網絡、衛星、電力線通信、以太網等通信基礎設施。由于工業互聯網系統提供了無處不在的聯網能力，所有這些元素都可以分布在整個FSC中。此外，IIoT還提供了有效的傳感功能，以跟蹤和監測糧食生產過程。 ?

5

健康服務

基于物聯網中無處不在的識別、傳感和通信能力，醫療系統中的所有對象（人、設備、藥物等）都可以被跟蹤并持續監測。通過全球互聯互通，所有與醫療保健相關的信息，包括物流、診斷、治療、康復、藥物、管理、財務甚至日常活動等，都可以被有效收集、管理和共享。例如，病人的心率可以由傳感器收集，然后發送到醫生的辦公室。使用個人終端及移動互聯網接入等，基于工業物聯網的醫療服務可以更具移動性和個性化。 ? ?

編輯：黃飛

?