电力物联网工程技术原理与应用
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2.1.4 物联网工程技术主要应用领域

物联网是指通过各种信息传感设备,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种信息,与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人,所有的物品与网络的连接,方便识别、管理和控制。

1. 物联网应用的三项关键技术

1)传感器技术

这也是计算机应用中的关键技术。到目前为止,绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来,一直需要传感器把模拟信号转换成数字信号,计算机才能处理。

2)RFID标签

这也是一种传感器技术。RFID技术是融合无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术,RFID在自动识别、物品物流管理方面有广阔的应用前景。

3)嵌入式系统技术

这是综合计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变,以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见,小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活,推动着工业生产以及国防工业的发展。如果把物联网比作人体,传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官,网络就是神经系统,用来传递信息,嵌入式系统则是人的大脑,在接收到信息后要进行分类处理。这个比喻很形象地描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。

2. 物联网工程技术应用领域

1)智能家居

智能家居是利用先进的计算机技术、物联网技术、通信技术,将与家居生活的各种子系统有机结合起来,通过统筹管理,让家居生活更舒适、方便、有效与安全。

2)智能交通

智能交通系统(Intelligent Transportation System,ITS)是未来交通系统的发展方向,它是将先进的信息技术、数据通信传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围、全方位发挥作用的实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。

3)智能医疗

智能医疗是通过打造健康档案区域医疗信息平台,利用最先进的物联网技术,实现患者与医务人员、医疗机构、医疗设备之间的互动,逐步达到信息化。在不久的将来医疗行业将融入更多人工智慧、传感技术等高科技,使医疗服务走向真正意义的智能化,推动医疗事业的繁荣发展。在中国新医改的大背景下,智能医疗正在走进寻常百姓的生活。

4)智能电网

智能电网是在传统电网的基础上构建起来的集传感、通信、计算、决策与控制为一体的综合数、复合系统,通过获取电网各层节点资源和设备的运行状态,进行分层次的控制管理和电力调配,实现能量流、信息流和业务流的高度一体化,提高电力系统运行稳定性,以达到最大限度地提高设备利用率,提高安全可靠性,节能减排,提高用户供电质量,提高可再生能源的利用效率。

5)智能物流

智能物流是利用集成智能化技术,使物流系统能模仿人的智能,具有思维、感知、学习、推理判断和自行解决物流中某些问题的能力。智能物流的未来发展将会体现出几个特点:智能化、一体化和层次化、柔性化与社会化。在物流作业过程中的大量运筹与决策的智能化;以物流管理为核心,实现物流过程中运输、存储、包装、装卸等环节的一体化和智能物流系统的层次化;智能物流的发展会更加突出“以顾客为中心”的理念,根据消费者需求变化来灵活调节生产工艺;智能物流的发展将会促进区域经济的发展和世界资源优化配置,实现社会化。通过智能物流系统的四个智能机理,即信息的智能获取技术、智能传递技术、智能处理技术、智能运用技术。

6)智能农业

智能农业(或称工厂化农业)是指在相对可控的环境条件下,采用工业化生产,实现集约高效可持续发展的现代超前农业生产方式,就是农业先进设施与陆地相配套、具有高度的技术规范和高效益的集约化规模经营的生产方式。

7)智能电力

智能电力是指电力行业与其客户间的交互影响,包括电力销售以及如何通过智能电网改变电力行业的运作方式;第二部分阐述电力行业的燃料供给及脱碳要求,介绍发展大规模发电和分布式发电的成本及其优、劣势;第三部分论述美国电力公司如何进行变革以应对这些挑战和保持可持续发展。

8)智能安防

智能安防技术随着科学技术的发展与进步和二十一世纪信息技术的腾飞已迈入了一个全新的领域,智能化安防技术与计算机之间的界限正在逐步消失,没有安防技术社会就会显得不安宁,世界科学技术的前进和发展就会受到影响。

9)智慧城市

智慧城市就是运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息,从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。其实质是利用先进的信息技术,实现城市智慧式管理和运行,进而为城市中的人创造更美好的生活,促进城市的和谐、可持续发展。

10)智能汽车

智能车辆是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统,它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通信、人工智能及自动控制等技术,是典型的高新技术综合体。目前对智能车辆的研究主要致力于提高汽车的安全性、舒适性,以及提供优良的人车交互界面。近年来,智能车辆已经成为世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新亮点,很多发达国家都将其纳入到各自重点发展的智能交通系统当中。

11)智能建筑

智能建筑指通过将建筑物的结构、系统、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合,从而为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境。智能建筑是集现代科学技术之大成的产物,其技术基础主要由现代建筑技术、现代计算机技术现代通信技术和现代控制技术所组成。

12)智能水务

智慧水务通过数采仪、无线网络、水质水压表等在线监测设备实时感知城市供排水系统的运行状态,并采用可视化的方式有机整合水务管理部门与供排水设施,形成“城市水务物联网”,并可将海量水务信息进行及时分析与处理,并做出相应的处理结果辅助决策建议,以更加精细和动态的方式管理水务系统的整个生产、管理和服务流程,从而达到“智慧”的状态。

13)商业智能

商业智能的概念在1996年最早由加特纳集团(Gartner Group)提出,加特纳集团将商业智能定义为:商业智能描述了一系列的概念和方法,通过应用基于事实的支持系统来辅助商业决策的制定。商业智能技术提供使企业迅速分析数据的技术和方法,包括收集、管理和分析数据,将这些数据转化为有用的信息,然后分发到企业各处。

14)智能工业

智能工业是将具有环境感知能力的各类终端、基于泛在技术的计算模式、移动通信等不断融入工业生产的各个环节,大幅提高制造效率,改善产品质量,降低产品成本和资源消耗,将传统工业提升到智能化的新阶段。工业和信息化部制定的“物联网‘十二五’发展规划”工业应用示范工程归纳为:生产过程控制、生产环境监测、制造供应链跟踪、产品全生命周期监测,促进安全生产和节能减排。

15)平安城市

平安城市是一个特大型、综合性非常强的管理系统,不仅需要满足治安管理、城市管理、交通管理、应急指挥等需求,而且还要兼顾灾难事故预警、安全生产监控等方面对图像监控的需求,同时还要考虑报警、门禁等配套系统的集成以及与广播系统的联动。

物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中,具体地说,就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合,在这个整合的网络当中,存在能力超级强大的中心计算机群,能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制,在此基础上,人类可以更精细和动态的方式管理生产和生活,达到“智慧”状态,提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然的关系。