物联网在各领域的应用

西安电子科技大学第1页共10页物联网在各个领域的具体应用学院：计算机学院班级：001113学号：00111320姓名：朱孝南《物联网技术》结业报告西安电子科技大学第2页共10页物联网在各个领域的具体应用随着科技的快速发展，物联网技术的应用已经渗透到了各个领域，包括智能电网、智能交通、智能物流、智能绿色建筑和环境监测等。比如基于低、高速传感网的太湖水质监测系统已投入使用；基于传感网的智能交通系统在流量监测、红绿灯控制、停车信息服务等方面已投入应用等等。物联网技术已经在潜移默化的影响着我们的日常生活。这里主要总结一下物联网的在智能电网、智能交通、智能物流和环境监测领域的具体应用。（一）.智能电网领域智能电网主要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。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。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，提高电网运行西安电子科技大学第3页共10页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。物联网作为智能电网末梢信息感知不可或缺的基础环节，在电力系统中具有广阔的应用空间，物联网将渗透到电力输送的各个环节，从发电环节的接入到检测，变电的生产管理、安全评估与监督，以及配电的自动化、用电的采集、以及营销这方面都要采用物联网，在电网建设、生产管理、运行维护、信息采集、安全监控、计量应用和用户交互等方面将发挥巨大作用。可以说80%的业务跟物联网相关。传感器网络可以全方位提高智能电网各个环节的信息感知深度和广度，为实现电力系统的智能化以及信息流、业务量、电力流提供高可用性支持。我们感觉智能电网是与物联网最为密切的一个行业，未来智能电网的建设必然产生世界上最大、最为智能、信息感知最为全面的物联网。物联网技术可以实现电力设备状态检测、电力生产管理、电力资产全寿命周期管理、智能用电。利用物联网技术将有助于实现智能用电双向交互服务、用电信息采集、智能家居、家庭能效管理、分布式电源接入以及电动汽车充放电，为实现用户与电网的双向互动、提高供电可靠性与用电效率以及节能减排提供技术保障。下面举出两个生活中具体的例子：1减少停电现象停电现象普遍存在且颇具破坏性，会降低电网可靠性和客户满意西安电子科技大学第4页共10页度、浪费能源、使网络效率下降，也会影响公司收入(不管是买方还是卖方的收入)。通过在智慧的电力中安装先进分析和优化引擎，电力提供商可以突破“传统”网络的瓶颈，而直接转向能够主动管理电力故障的“智能”电网。对电力故障的管理计划不仅考虑到了电网中复杂的拓扑结构和资源限制，还能够识别同类型发电设备，这样，电力提供商就可以有效地安排停电检测维修任务的优先顺序。如此一来，停电时间和频率可减少约30%，停电导致的收入损失也相应减少，而电网的可靠性以及客户的满意度都得到了提升。2智能电表在智慧的电力设施的支持下，智能电表可以重新定义电力提供商和客户的关系。通过安装内容丰富且读取方便的设备，用户可了解在任何时刻的电力费用，并且用户还可以随时获取一天中任意时刻的用电价格(查看前后的记录)，这样电力提供商就为用户提供了很大的灵活性，用户可以根据了解到的信息改变其用电模式。智能电表不仅可以测量用电量，它还是电网上的传感器，可以协助检测波动和停电。它还能储存和关联信息，支持电力提供商完成远程开启或关闭服务，也能远程支持使用后支付或提前支付等付费方式的转换。总而言之，智能电表可大幅度减小系统的峰值负荷，转换电力操作模式，也能重新定义客户体验。（二）.智能交通领域智能交通是一个综合性体系，它包含的子系统大体可分为以下几个方面：西安电子科技大学第5页共10页1.车辆控制系统指辅助驾驶员驾驶汽车或替代驾驶员自动驾驶汽车的系统。该系统通过安装在汽车前部和旁侧的雷达或红外探测仪，可以准确地判断车与障碍物之间的距离，遇紧急情况，车载电脑能及时发出警报或自动刹车避让，并根据路况自己调节行车速度，人称“智能汽车”。目前，美国已有3000多家公司从事高智能汽车的研制，已推出自动恒速控制器、红外智能导驶仪等高科技产品。2.交通监控系统该系统类似于机场的航空控制器，它将在道路、车辆和驾驶员之间建立快速通讯联系。哪里发生了交通事故。哪里交通拥挤，哪条路最为畅通，该系统会以最快的速度提供给驾驶员和交通管理人员。3.运营车辆高度管理系统该系统通过汽车的车载电脑、高度管理中心计算机与全球定位系统卫星联网，实现驾驶员与调度管理中心之间的双向通讯，来提供商业车辆、公共汽车和出租汽车的运营效率。该系统通讯能力极强，可以对全国乃至更大范围内的车辆实施控制。目前，行驶在法国巴黎大街上的20辆公共汽车和英国伦敦的约2500辆出租汽车已经在接受卫星的指挥。4.旅行信息系统是专为外出旅行人员及时提供各种交通信息的系统。该系统提供信息的媒介是多种多样的，如电脑、电视、电话、路标、无线电、车内显示屏等，任何一种方式都可以。无论你是在办公室、大街上、家西安电子科技大学第6页共10页中、汽车上，只要采用其中任何一种方式，你都能从信息系统中获得所需要的信息。有了该系统，外出旅行者就可以眼观六路、耳听八方了。物联网技术的发展，对推动智能交通的发展有着巨大的帮助，从发展的趋势来看，物联网和智能交通的结合将是必然的选择，物联网、云计算等现代信息技术处理能力将成为未来智能交通发展的核心技术。而根据智能交通不同细分市场自身特点的不同，对物联网的应用的也提出了不同的要求，需要对各细分市场提供相应的物联网应用。以高速公路智能交通系统为例，物联网的主要应用将集中在通信系统、监控系统和收费系统三大块，利用RFID、传感网络以及先进的信息处理技术等物联网技术分别通过提升信息收集、信息传输、信息处理的效率以及利用智能化、自动化的计算机系统来帮助高速公路管理部门、运营商更加高效、便捷的实现对高速公路的智能化监控和管理，帮助高速公路司机和乘客更好地享受在高速公路上的旅行。目前，国家政府已给出了高度重视，并动用专项资金支持物联网技术在智能交通领域的应用。随着物联网时代到来、物联网技术广泛应用，将催熟智能交通、道路安全产品行业，交通与物联网的融合已成趋势，并将成为物联网领域中最高价值的行业之一。（三）.智能物流领域智能物流是基于互联网、物联网技术的深化应用，利用先进的信息采集、信息处理、信息流通、信息管理、智能分析技术，智能化地西安电子科技大学第7页共10页完成运输、仓储、配送、包装、装卸等多项环节，并能实时反馈流动状态、强化流动监控、使货物能够快速高效地从供应者送达给需求者，从而为供应方提供最大化利润，为需求方提供最快捷服务，大大降低自然资源和社会资源的消耗，最大限度地保护好自然生态环境。智能物流的技术大致包括以下几种：1.供应链管理技术供应链是围绕核心企业展开的对信息流、物流、资金流的管理从采购原材料开始，制成中间产品以及最终产品，最后把产品送到消费者手中。将供应商、制造商、分销售、零售商、最终用户连成一个整体的网链结构。供应链管理是联系企业内部和企业间主要功能和商业过程，将其转化成为有机的、高效的商业模式的管理集成。它驱动着企业内部和企业间的采购、生产、销售、财务和信息技术等过程和活动。2.RFID技术RFID(RadioFrequencyIdentification)射频识别技术是一种非接触的自动识别技术，其利用射频信号和空间耦合传输特性实现对被识别物体的自动识别技术。与现在普遍使用的条码技术相比，RFID具有读写距离长、保密性强、存储数据量大、适用恶劣环境、使用寿命长等优点。RFID可以用来追踪和管理几乎所有的物理对象，是物流管理、追踪等领域信息化的重要手段之一，对于提高物流的智能化水平有着十分关键的作用。RFID有助于解决零售业2个最大的难题：物品脱销和损耗(因盗窃和供应链被搅乱而损失的产品)。研究机构估西安电子科技大学第8页共10页计：RFID能够帮助把失窃和存货水平降低25%。3.智能运输技术降低货物运输成本、缩短货物送达时间、随时掌握货物在途中的状态是整个物流运输管理中的重要环节。这就催生了智能运输系统(IntelligentTransportSystem)ITS，它通过应用现代通信、信息、网络、控制、电子等技术建立一个高效运输系统。包括先进的交通信息服务系统、先进的交通管理系统、先进的车辆控制系统、营运货车管理系统、电子收费系统、紧急救援系统等运转。物流智能化是物流产业发展的重要方向之一。随着全球一体化的深入发展和互联网、物联网技术的深入应用，智能物流将迎来一个全新的历史发展机遇。（四）.环境监测领域物联网可以广泛地应用于生态环境监测、生物种群研究、气象和地理研究、洪水、火灾检测、水质监测、排污水监控、降水监测、大气监测、电磁辐射监测、噪声监测、森林植被防护、土壤监测、生物种群监测、地质灾害监测等。下面详细介绍：1.大气监测对大气的监测一般可采用固定在线监测、流动采样监测等方式，可在污染源安装固定在线监测仪表，在监控范围内按网格形式布置有毒、有害气体传感器，人群密集或敏感地区布置相应的传感器。这样，一但某地区大气发生异常变化，传感器就会通过传感节点将数据上报至传感网，直至应用层的“云计算”，根据事先制定的应急方案进行西安电子科技大学第9页共10页处理；对于污染单位的排放超标，物联网可实现同步通知环保执法单位、污染单位，同时将证据同步保存到物联网中，从而可避免先污染后处理的情况。2.水质监测对水质监测包含饮用水质监测和水质污染监测两种。饮用水源监测是在水源地布置各种传感器、视频监视等传感设备，将水源地基本情况、水质的PH值等指标实时传至环保物联网，实现实时监测和预警；而水质污染监测是在各单位污染排放口安装水质自动分析仪表和视频监控，对排污单位排放的污水水质中的BOD5、CODer、氨氮、流量等进行实时监控，并同步到排污单位、中央控制中心、环境执法人员的终端上，以便有效防止过度排放或重大污染事故的发生。3.污水处理监测西安市目前已经建设有两个污水处理厂。但对于污水的进水监测和出水监测大多还是依靠工作人员在入水口和出水口定时采样进行化验，不但费时、费力，而且对于进出水质的监测不是持续在线监测，使处理厂水处理设备不能达到最经济的运行状态。在污水处理厂的入水口和出水口设置多种传感设备，可实现对进水水质和出水水质、流速、流量等持续的监测。从技术发展方向看，还可同时在污水处理的各个环节增加视频监控和各种传感设备及污水处理设备的自控设备，构建多个传感网节点，控制各污水处理流程中的水质，若水质不在预设的控制范围内，传感网节点便可根据处理的数据发送控制信号给污水处理设备的自西安电子科技大学第10页共10页控设备，以调整各污水处理设备的运行状态，使污水处理设备始终处于最经济的运行状态，同时也减少了工作人员的编制。构建环境保护物联网的各种应用领域，最主要的是选择适合的传感器，依托最优的无线传输技术形成传感网，根据对数据安全性的要求通过预定的网关接人网络层，并将数据传输到应用层的“云储存”。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