2009年,无锡成立了国家传感网创新示范区,2019年,世界物联网博览会成为无锡靓丽的名片。随着过去10年间物联网硬件成本不断下降,行业门槛降低,同时伴随着基础设施不断完善,通信技术快速发展,网络能力显著提升等因素,物联网连接数迅速增长,全球物联网产业规模也随之迅速扩大,物联网产业在经历了概念驱动、示范应用引领之后,已经全面爆发。
5G 网络助力物联网深入发展
物联网为人工智能、大数据、云计算等技术融合创新提供了重要平台,正在成为互联网之后又一个产业竞争制高点。而5G、边缘计算、人工智能、大数据等加速迭代和演进,又推动物联网迎来规模化发展的窗口期和新一轮生态布局的机遇期。
“未来5G应用的80%将是物联网。目前,中国5G商用步伐加快,超百万的窄带物联网基站实现商用,连接数达15亿,并已建成全球规模最大的窄带物联网网络。”工信部副部长王志军在2019世界物联网无锡峰会上表示。
5G的到来极大地促进了物联网技术的发展。以5G为原点,随着其进一步商用,物联世界将极大丰富。依托5G网络大带宽、低时延、高可靠的特性以及每平方公里上百万的连接数量,可有效支撑车联网、智能制造、远程医疗等智能设备的即时海量连接,这也是物联网下一步发展的重要节点。
新应用层出不穷
物联网用途广泛,既助力行业发展,又与日常生活息息相关。2019世界物联网博览会展示了许多热点应用。中国电信的“5G+8K”超高清视频直播、中国移动的“5G+智能制造”模拟工厂、中国联通的5G远程医疗急救系统,吸引大批观众驻足体验。“WIoT-PARK”(物联网公园)沉浸式互动体验展区首次亮相,带来VR看无锡、5G直播、VR蹦极、罗森智慧超市、5G未来餐厅、大 健康 体检中心等多项体验展览。
5G+ 车联网
车联网通过把车和车、车和行人、车和基础设施、车和云端、车和交通指挥中心相连,将目的地周边地区的交通实时状况更准确及时地告知驾驶人,有效提升出行效率。
在博览中心B馆门口,有不少观战排队体验车联网公交。20分钟的车程,体验者感受了道路拥堵标识预警、人行道减速、行人盲区检测、路口碰撞预测等辅助驾驶功能。此外,5G无人驾驶体验区域内的自动配送物流车、自动清扫车和5G远程驾驶也吸引了众人驻足观看。
5G+ 医疗
中国移动展示的5G远程医疗系统和5G急救车模型,让参会者更直观地感受到“看病”与“治病”的变化。远程实时动态心电系统、胸痛中心急救管理系统、手持B超等物联网医疗设备摆满了展台。通过医院工作后台、监测及治疗设备、用户 APP ,医生可打破地域限制,实时获取病患的心电、血压、血氧、脉搏等信息,及时出具诊疗方案。今年5月,江苏移动就与江苏省人民医院、江苏省中医院分别签署了5G智慧医疗战略合作协议,5G急救车就是合作重点之一。5G急救车能将患者的体征、病情评估图像等信息以毫秒级速度传送至医院,同步交互高清音视频,可有效缩短院内急救响应时间,为患者争取更大生机。
5G+ 工业
在中兴通讯展区,其5G+工业园区方案利用覆盖园区的泛5G网络,实现园区内生产设备、表计、摄像头、无人机、机器人等的泛在连接,并通过物联网平台对它们进行统一管理;同时通过工单系统对园区内的异常情况进行实时控制,实现工业园区的可视化综合管控。
在5G+工业机器视觉方案中,高清摄像头在工业现场采集高清视频信号,通过5G网络传输到边缘侧进行机器视觉分析,在MEC进行边缘侧实时控制。机器视觉方案在工业现场有大量应用。如,在轮毂淬火过程中,通过高清摄像头进行轮毂淬火的视频采集,利用机器视觉分析轮毂颜色变化来判断温度是否满足淬火质量要求,实现机器视觉检测-成品质量判断-工业设备调整的闭环控制流程。
5G+ 教育
中国联通利用5G+VR,可提供网络、平台、内容及终端的全套解决方案。 结合 网络层的关键技术、平台层的分布式部署及多场景访问能力、内容层的全学科优质资源,以及终端层的多终端访问,中国联通可以为学习者打造高度开发、可交互、沉浸式的三维学习环境,真正实现教育部倡导的全时域、全空域、全受众的教学要求。
共谋物联网发展良策
物联网对网络强国、数字中国、智慧 社会 、数字经济等国家战略具有显著的支撑和辐射带动作用,成为经济发展的强大驱动力。但随着万物互联时代的到来,安全问题也随之凸显。
物联网无处不在的连接打破了传统的网络边界,5G、人工智能新技术的应用,又加剧了物联网的安全风险。当前,物联网设备基数庞大,但安全防护普遍脆弱,物联网被攻击事件屡屡发生,造成设备被控制、用户隐私 泄露 、数据被窃取,甚至造成影响基础通信网络正常运行等严重后果。保证安全已成为物联网行业 健康 发展的前提。
在2019世界物联网博览会信息安全高峰论坛上,多位专家探讨5G时代的物联网安全实践与发展。专家指出,当前物联网还需面对3个挑战。首先,自主创新上,核心技术虽有一定发展,但受制于人现状并未根本改变,攻坚克难之路仍任重道远。其次,安全可控上,国外物联网产品虽技术领先,但预置后门现象频现,安全防范之事需常抓不懈。最后,安全生态上,国内物联网生态虽日渐完善,但部分关键要素仍握于美西方,根治痛症之需仍迫在眉睫。
中国信息安全测评中心专家委员会副 主任 黄殿中表示:“物联网承载 科技 兴国战略与网络强国梦想,我们需实现自主发展、主动安全和生态体系构建的升级转型;实现由‘分块布局’向‘生态体系’转型;实现由‘受制于人’向‘自主发展’转型;实现由‘被动安全’向‘主动安全’转型。”
物联网如何改变世界?王志军表示,中国正进行新一轮物联网发展布局,将着力突破核心芯片、智能传感器、智能传输、智能信息处理、操作系统等关键核心技术,从根本上提升产业核心竞争力。此外,应用先行,我国将通过规模化发展提升产业竞争力,通过标志性的应用场景示范推进产业落地,以及重点支持车联网、工业互联网等领域加快部署,强化产需对接,实现规模发展。
作为新一代信息基础设施的建设者,运营商在万物智联时代将肩负新使命,创造新价值。中国联通总经理李国华表示,首先,运营商将广泛部署5G基础设施,构建广覆盖、高性能的网络,实现全程全网;其次,运营商将是垂直行业的赋能者,与不同垂直领域的合作将更加深入,为企业和消费者提供普惠性服务;再次,为实现资源优化与价值重构,运营商将设计并实践新型商业模式,寻求合作共赢,成为商业模式的 探索 者;最后,“融合”将是万物智联时代的基调,运营商将更多承担生态建设驱动者的角色,与产业各方一道构建生态圈,实现共享发展。
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作者:孟月
责编/版式:王禹蓉
●传感器技术:价格低廉、性能良好的传感器是物联网应用的基石,物联网的发展要求更准确、更智能、更高效以及兼容性更强的传感器技术。智能数据采集技术是传感器技术发展的一个新方向。信息的泛在化对传感器和传感装置提出了更高的要求。具体如,微型化:元器件的微小型化,要求节约资源与能源;智能化:具备自校准、自诊断、自学习、自决策、自适应和自组织等人工智能技术;低功耗与能量获取技术:供电方式为电池、阳光、风、温度、振动等多种方式。\x0d\●设备兼容技术:大部分情况下,企业会基于现有的工业系统建造工业物联网,如何实现工业物联网中所用的传感器能够与原有设备已应用的传感器相兼容是工业物联网推广所面临的问题之一。传感器的兼容主要指数据格式的兼容与通信协议的兼容,兼容关键是标准的统一。目前,工业现场总线网络中普遍采用的如Profibus、Modus协议,已经较好地解决了兼容性问题,大多数工业设备生产厂商基于这些协议开发了各类传感器、控制器等。近年来,随着工业无线传感器网络应用日渐普遍,当前工业无线的WirelessHART、ISA100.11a以及wIA—PA3大标准均兼容了IEEE802.15.4无线网络协议,并提供了隧道传输机制兼容现有的通信协议,丰富了工业物联网系统的组成与功能。\x0d\●网络技术:网络是构成工业物联网的核心之一,数据在系统不同的层次之间通过网络进行传输。网络分为有线网络与无线网络,有线网络一般应用于数据处理中心的集群服务器、工厂内部的局域网以及部分现场总线控制网络中,能提供高速率高带宽的数据传输通道。工业无线传感器网络则是一种新兴的利用无线技术进行传感器组网以及数据传输的技术,无线网络技术的应用可以使得工业传感器的布线成本大大降低,有利于传感器功能的扩展,因此吸引了国内外众多企业和科研机构的关注。\x0d\传统的有线网络技术较为成熟,在众多场合已得到了应用验证。然而,当无线网络技术应用于工业环境时,会面临如下问题:工业现场强电磁干扰、开放的无线环境让工业机器更容易受到攻击威胁、部分控制数据需要实时传输。相对于有线网络,工业无线传感器网络技术则正处在发展阶段,它解决了传统的无线网络技术应用于工业现场环境时的不足,提供了高可靠性、高实时性以及高安全性,主要技术包括:自适应跳频、确实性通信资源调度、无线路由、低开销高精度时间同步、网络分层数据加密、网络异常监视与报警以及设备入网鉴权等。\x0d\●信息处理技术:工业信息出现爆炸式增长,工业生产过程中产生的大量数据对于工业物联网来说是一个挑战,如何有效处理、分析、记录这些数据,提炼出对工业生产有指导性建议的结果,是工业物联网的核心所在,也是难点所在。\x0d\当前业界大数据处理技术有很多,如SAP的BW系统在一定程度上解决了大数据给企业生产运营带来的问题。数据融合和数据挖掘技术的发展也使海量信息处理变得更为智能、高效。工业物联网泛在感知的特点使得人也成为了被感知的对象,通过对环境数据的分析以及用户行为的建模,可以实现生产设计、制造、管理过程中的人一人、人一机和机一机之间的行为、环境和状态感知,更加真实地反映出工业生产过程中的细节变化,以便得出更准确的分析结果。\x0d\●安全技术:工业物联网安全主要涉及数据采集安全、网络传输安全等过程,信息安全对于企业运营起到关键作用,例如在冶金、煤炭、石油等行业采集数据需要长时问的连续运行,如何保证在数据采集以及传输过程中信息的准确无误是工业物联网应用于实际生产的前提。
主要学科有:
“主要学物联网概论、物联网硬件基础、无线传感网应用技术、RFID应用技术、M2M应用技术、物联网应用软件开发、Android移动开发等。物联网应用技术培养具有从事WSN、RFID系统、局域网、安防监控系统等工程设计、施工、安装、调试、维护等工作能力的高端技能型人才。”
物联网就业前景很好,物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点,其应用范围几乎覆盖了各行各业。
物联网专业是教育部允许高校增设新专业后,高校申请最多的学校,这也说明了国家对物联网经济的重视和人才培养的迫切性。物联网的产业规模比互联网产业大20倍以上,而物联网技术领域需要的人才每年也将在百万人的量级。
物联网的基本特征从通信对象和过程来看,物与物、人与物之间的信息交互是物联网的核心。物联网的基本特征可概括为整体感知、可靠传输和智能处理。
整体感知—可以利用射频识别、二维码、智能传感器等感知设备感知获取物体的各类信息。
可靠传输—通过对互联网、无线网络的融合,将物体的信息实时、准确地传送,以便信息交流、分享。
智能处理—使用各种智能技术,对感知和传送到的数据、信息进行分析处理,实现监测与控制的智能化。
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