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关于物联网的一点感想
物流1001 110570127 张一婧
之前一直听到物联网，一直觉得就是每个物品都有一个标签，然后通过标签的扫描让物品在流动的过程中受到实时的监控这么一个过程。直到前段时间才对其有了一个较深入的了解。
物联网概念模型与体系结构
物联网直观上是一类连接物品的互联网, 是下一代网络和互联网发展的必然产物。人们对物联网技术有两个极端的认识: 认为所有网络与信息化技术都是物联网技术, 物联网是信息化发展的一次新机遇;或者认为根本不存在物联网技术, 物联网技术仅仅是现有网络与信息技术的一种集成。
1．公共物联网与专用物联网
物联网可以分成公共物联网和专用物联网, 公共物联网是指可以连接所有物品、覆盖某个社会行政区域的、与公共互联网连接的、作为真正社会的公共信息基础设施的物联网;专用物联网是指连接某些特定物品的、覆盖某个特定机构区域的、作为该机构内部特殊用途的物联网。
2.物联网概念模型
物联网的概念模型是理解和进一步研究物联网的基础, 客观的物联网概念模型将引导有实用价值的物联网理论研究和技术开发。3．物联网体系结构
网络体系结构主要研究网络的组成部件以及这些部件之间的相互关系。按照研究者关心的网络系统的角度不同, 可以划分不同类型的网络体系结构。例如从网络的功能角度看, 可以得到网络的功能分层体系结构;从网络管理角度看, 可以得到网络管理体系结构。以下主要从物联网系统功能角度研究体系结构。物联网环境下煤矿安全监控系统体系架构研究
物联网环境下的煤矿安全监控系统具有以下特性：
①
高抗毁性。在物联网环境下，当控制器失效后，传感器和执行器仍可通过网络上传信息，并继续执行监测功能。地面主站发现控制器故障后，可迅速重组系统，恢复系统功能，使系统具备了自组织能力。② 高可靠性。在物联网环境下，由于取消了分站，减少了信息传输处理的环节，系统更加扁平化，可靠性得以提高，彻底解决了由于分站故障造成的系统可靠性降低问题。③
具备智能预警功能。煤矿灾害感知预警的复杂性表现：灾害的多样性；灾害征兆的非线性、突发性；没有明确的数学模型；需要大量的各专业专家知识；需要大量运算。每个安全监控系统生产厂商都难以独立实现智能预警。在物联网环境下，可以建立一个煤矿灾害感知云计算中心，利用云计算中心建立灾害感知模型，与安全监控监测数据相结合，实现煤矿安全监控系统对监测参数和可能发生事件的智能感知。系统主要部件（１）通信网络。（２）网络化传感器。（３）网络化执行器。（４）网络化控制器。（５）分站。
（６）主站
三、基于物联网的煤矿应急管理主要内容 1.煤矿生产事故危机预警。从目前我国煤炭生产企业总体事故预测水平来看，总体水平较低，事故预测的及时性、连贯性、准确性较差，事故预警的临界参考基础数据缺乏或数据处理能力，事故预警的功能并没有切实实现。随着物联网技术和云计算技术的发展，上述问题将得到改变。第一，物联网技术解决了预警基础数据连续、全面、准确采集和传递的问题。丰富的各类信息，能及时发现事故发生的前兆，判断可能的发展趋势，为科学决策提供基础，提高预警的可靠性；第二，云计算技术的发展和普及，解决了对大量的信息的存储、计算及成本费用问题。技术的发展使事故应急预警启动条件和临界变量阈值问题有望得以解决，预警变量阈值可以综合多方面因素，一是井下各种有毒有害气体含量，如甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氧气等；二是设备运行情况，如采煤机、水泵、风扇、等；三是各类生产环节状态，如电压、煤仓煤位、地下水位、空气温度、风速、负压、顶板压力等；四是人员工作状况，如违章操作、离岗等。预警的准确性、及时性会大大提高，突发事件的发生率会大大降低。这使企业事故应急管理工作的重心前移，从事故救援逐步转移到以防为主的感知预警。这对企业和社会都具有重大意义，大大降低了事故发生率，从被动应急救援逐渐转向主动的预警防灾。
2.井下人员定位及身份识别。目前，我国的多数煤矿生产设备落后，安全技术水平低，加之井下生产环境及其复杂，对井下员的工作状态达不到实时掌握，经常出现事故发生后无法及时明确井下人员所处位置及身份的情况。这给应急预案的选择、救援决策制定及救援行为等工作都造成了严重障碍，导致错过救援的黄金时间，造成重点生命和财产损失。通过基于物联网技术研制的各种煤矿人员定位系统可以很好地解决上述问题。功能上能够实现人员升降井考勤、限制区域报警、人员定位监控等，为井下人员的安全提供保证。一般人员定位及识别系统的硬件设计主要由计算机信息处理中心、基站和矿工所带的射频识别卡组成；软件设计主要包括基站与计算机信息处理中心，基站与射频识别卡的软件设计。系统的基本工作程是井下基站会自动收集井下工作人员随身携带的射频识别卡信息，该卡具有唯一性，信号经过微控制器处理后，通过各类无线或有线网络将信息发送到地面计算机信息处理中心，通过相应软件平台使井上管理人员实时地了解井下人员状态，一旦发生危机事件，可以及时确定井下受困人员数量、位置及快速识别遇难人员身份，为提高应急救援效率、妥善进行应急善后处理打下良好基础。
3.应急救援物资科学调度。一旦煤矿事故发生，科学调度应急救援物资便成为应急管理现场处理阶段的核心工作之一，大量的煤炭生产事故应急救援经验表明，能否及时、合理、科学地对应急救灾物资进行企业内、部门间、地区间的调度，直接影响最终救援效率和效果，导致应急救援结果的巨大差别，应该成为煤炭企业应急救援工作研究的重点。以射频识别技（RFID）为核心的物联网技术已经进入了成熟发展期，它集成了无线通信、芯片研发与制造、标签封装、系统集成等技术，能大大提高应急救援物资调度的科学性，特别是在事故应急救援中的各类救灾物资、车辆、道路实施动态调度、数量监测、标准核实、实时监控、运筹管理等方面有重要的应用价值。为事故救援提供强有力的后勤保障。
4.应急救援辅助决策。事故的发生、演变存在着错中复杂的逻辑关系。要对危机事件进行快速有效应对，使损失最小化，就必须建立智能决策辅助系统。这类系统以各种信息为基础，以预分析、事件分类分级、预案评估、预案选择、预案优化、资源调度等问题为对象，利用各种模型、分析方法、模拟技术等对有关数据进行科学处理，实现分析和预测功能，为决策部门提供依据。利用物联网技术及时获取事故相关信息并向管理部门快速报送，准确研判故发展趋势和救援需求，可以使救援指挥决策人员及时掌握事故现场基本情况，实现事故一线救援与指挥中心的实时联络，改变决策者依靠自身经验和判断做出决策的现状，大大提高决策的科学性和有效性。
上海物联网产业发展的制约因素及对策建议
上海物联网产业发展现状及存在的问题
在产业结构方面，上海物联网产业涵盖了感知层、网络层、应用层，初步形成了较为完整的产业链。上海不仅培育了华虹、展讯、锐迪科等本土企业，还集聚了西门子、霍尼韦尔、欧姆龙等全球顶尖企业。在产业布局方面，上海初步形成了较为完善的物联网产业体系和空间布局，拥有嘉定、浦东两个物联网产业基地，以及若干个物联网应用示范区和产业集聚区在产业应用方面，上海以物联网技术为支撑，聚焦环境监测、智能安防、智能交通、物流管理楼宇节能管理、智能电网、医疗、精准控制农业等方面，积极探索应用方案和运作模式。在技术研发方面，上海在RFID 芯片、通信终端芯片和模块等方面初步形成领先优势。总体而言，上海的物联网产业已经取得了一定的进展但也面临着诸多问题。除了标准、商业模式、升级成本等普遍问题外，还面临着产业应用不足以及产业集群竞争力弱的典型问题。
1、产业应用不足
物联网作为一项新兴科技，其应用应像互联网一样渗透到各行各业，如农业、工业、服务业。但目前无论从中间生产环节还是在最终消费领域，上海物联网应用水平较低，规模化应用少，应用推广仍处于探索阶段，还没有达到产业化的规模要求。两化融合作为物联网四大关键领域（其他是M2M、传感网、RFID）之一，是信息化和工业化高层次的深度结合。但据《中国两化融合发展报告》的数据，2010 年上海的“两化”融合程度只列全国第五位，远落后于广东。
2、产业集群竞争力弱
上海拥有两个物联网产业基地，一个是位于浦东新区的张江高科技园，另一个则是位于嘉定并依托中科院上海微系统与信息技术研究所的上海物联网中心。成立于2010 年3 月的上海物联网中心，与成熟的张江高科技园相比较，公共服务业尤其是生产性配套业不完善，产业链不完整，信息服务平台搭建落后。上海物联网基地在与发达国家产业集聚地如美国硅谷相比较，在知识产权保护、管理体制改进、行业协会协同、产学研联动等方面差距较大；在产业研究、产业联盟发展、产业应用示范等方面相对迟缓。上海物联网产业发展的制约因素
1、社会资金投入不足
上海物联网产业目前缺乏广泛的社会资金投入，最主要的原因是预期回报不确定，投资风险较大。物联网产业目前并没有一个明确的发展方向，企业进入的门槛没有确定，商业模式和盈利模式也不明确，从投资角度讲，投资物联网产业仍有很大难度。但是，资金是产业发展的血液，没有大规模的资金支持，产业发展初期将非常漫长，产业应用速度和成本降低速度都将十分缓慢。反观其他城市，在无锡涉及物联网的投资基金就有124 个，基金总规模达370 亿元。在北京代表政府进行股权投资的中关村发展集团在国内首次以“集群投资”方式，对覆盖物联网产业链上下游的8 家中小企业投资近6000 万元，实现了国有资本投资从“点对点”向“点对链”的延伸，从而激活了整条产业链的社会资金投入。因此，上海应借鉴无锡和北京的经验，采取税收优惠等政策以营造良好的创投环境，鼓励风险投资基金进入物联网产业。同时鼓励对一批具有核心技术、应用潜力、独特商业模式的物联网企业，与风险投资者进行组合投资和联合投资，以分散风险，扩大社会资金投资范畴，建立企业资金来源多元化机制。
2、公共服务平台建设滞后
物联网作为互联互通的网络，必须拥有涵盖完整产业链即研发设计、生产制造、产业化应用的公共服务平台。建立公共服务平台可以满足企业在技术研发、信息共享、政策咨询、产品认证、市场推介、知识产权、人才培训、综合配套等方面的需求，方便企业有效利用公共服务资源，大幅降低企业投入成本。科学实验仪器可以共享，技术和工艺能够快速消化吸收，尤其是应用接口和开发工具的统一，不仅能够最大程度的调动开发者的积极性，实现客户多样化、个性化的需求，而且更重要的是有助于实现统一的技术标准。公共服务平台开放式的特点还有利于企业成立一个开放式的商业联盟，实现商业利益共享，有助于探索新的商业模式。但上海此方面行动迟缓，相比较无锡却已成功建设了“MEMS 公共技术服务平台”、“EDA 公共技术服务平台”和“物联网软件开发评测平台”等三大公共服务平台。公共服务平台建设的滞后将直接影响多方资源的有效整合，不利于统一管理。
3、创新机制不完善
研发创新能力弱最根本的原因是真正有效的创新机制还未建立。创新机制不仅在于产生新的创意，更在于将这些创意转变为产品和服务的能力。当前，政府在创新活动中扮演了多重角色，既是直接投资者，又是监管者和审核者，更是产权拥有者。产权不清晰，激励低效率严重制约着研发创新活动，甚至发生只追逐当期利润的短期行为。在创新方面美国毫无疑问走在世界的前列，其创新机制是在市场经济的条件下，降低产业进入和退出的壁垒，强调优胜劣汰机制，重点发挥企业在创新过程中的主体作用，特别是发挥中小企业灵活、敏锐的特 点，形成中小企业创新集群。欧盟的中小高新技术企业通过结成“知识供应”的广泛联盟机制，使创新组织结构网络化。在国内，清华、北大、上海交大等17 所知名高校先后在无锡设立物联网研究中心，中科院等十余家专业机构相继在无锡设立物联网专业分支机构，中国移动、中国电信、国家电网等数十家央企陆续在无锡投资建设研发基地，IBM、西门子等跨国企业的物联网技术中心也纷纷落户无锡。由此可见无锡已经形成了“高校-机构-企业”三位一体的联合创新机制。
4、产业链效率低
所谓产业链效率，就是将产业链作为一个整体进行衡量的效率。产业组织不合理、产业集群竞争力弱的根本原因就是产业链效率低。从核心竞争力的角度看，产业链需要市场前景比较好、科技含量比较高、产品关联度比较强的优势企业作为链核（产业链核心企业）。上海要想提高产业链效率必须发展自己的链核，以链核为中心，以产品技术为联系，以资本为纽带，上下延伸、前后联系、形成链条。无锡已经基本形成包括传感制造、共性平台、软件开发、系统集成和运营服务等各门类的物联网产业链条和产业集群。所以上海应首要发展本地龙头企业，以长三角电子信息产业为支撑，充分发挥上海在集成电路、RFID 芯片制造方面的比较优势，不断向产业链上游发展研发与设计，向产业链下游发展品牌与服务，即不断向“微笑曲线”的两端延伸。这样，一个企业的单体优势就转化为一个区域和产业的整体优势，从而形成这个区域和产业的核心竞争力，实现产业的高效率发展。
5、产业政策不健全
美国在2009 年就提出了《美国创新战略》，韩国也出台了《物联网基础设施构建基本规划》，欧盟建立了涵盖技术研发、应用领域、标准制定、管理监控等相对完善的物联网政策体系。可是目前，上海还未形成完整的物联网产业政策体系，仅仅是制定了三年行动方案，并未出台物联网产业长期发展规划。诸如企业十分关心的物联网企业的认定、税收减免、信贷优惠、研发补贴、政府采购等政策还未落实。这不但影响着企业成长壮大的进度，同时也制约着产业的长远发展。但上海在充分发挥政府配置资源优势的同时，也应认识到政府干预经济的局限性，既不能“过”也不能“缺”，要制定出促进物联网健康有序发展的政策法规。例如建立有效的组织和制度约束，提高政府参与效率，防止资源的挪用；完善知识产权保护机制和金融机制；积极引导企业进驻产业园区，形成空间上的集聚，降低企业交易费用；完善科技成果技术转移和产业化。
6、国际合作不足 全球化的趋势下，不同国家和地区的生产要素在全球范围内进行自由配置和优化组合。国际合作能够有效的弥补地区短板，而缺乏国际合作，产业发展就像闭门造车，无法及时了解行业的新技术、新模式、新标准，自然也就生产不出满足社会需求的产品，产业应用无法推广，企业更不具备国际竞争力。欧盟不仅制定了统一的十四点行动计划，而且已规划至2020 年之后。日本的U-Japan 战略强调与欧美各国以及WTO、OECD、APEC、ITU 等组织进行国际间合作。国内无锡积极吸引了诸如航天科技集团、IBM、西门子、休斯网络公司等跨国企业。因此，上海发展物联网，必须遵从“引进来、走出去”的发展战略。鼓励跨国公司来沪建立研发机构，引进核心关键技术，包括信息感知技术、信息传输技术、信息处理技术和信息安全技术。建立国际产业联盟，尤其是与日本、韩国、台湾等周边地区，进一步加强国家与国家，城市与城市，行业与行业，设计企业与制造企业，服务行业与贸易行业之间的深度交流及项目合作。鼓励有实力的企业走出去，收购和兼并一些掌握核心技术或重大专利的国外公司。
7、信息安全存在隐患
由于物联网是依靠射频识别、无线传感、移动通信等技术对信息进行采集、传输、处理、应用的网络，这就必然产生人们所担心的信息安全问题。假如信息安全和个人隐私都得不到保障，那物联网就不可能大发展。一旦爆发大面积信息泄露问题，甚至会出现物联网产业发展停滞的局面。试想本是智能安防系统，可自身安全技术不到位，信息反而被犯罪分子所利用，那结果适得其反；嵌入射频识别标签的物品很可能不受控制地被识读、被跟踪、被定位，这势必侵犯了物品持有者的个人隐私。在欧盟的行动方案中，首先强调了要加强物联网的管理，完善个人隐私和数据的保护，提高物联网可信度、可接受度、安全性等，其次才是对技术和产业方面的政策建议。因此，在产业发展的同时，保证信息安全的技术和法律也要同步发展，不能因为投入成本高而忽略安全问题，否则一定会为日后埋下隐患。上海物联网产业发展的对策建议
1、市场导向与政府引导相结合 物联网作为一个新兴产业，坚持市场导向与政府引导相结合是推动产业发展行之有效的举措。在社会主义市场经济体制下，市场在资源配置中起基础性作用，市场导向是企业为满足市场需求，不断改善技术，降低成本，进而扩大应用市场的营销理念，同时市场环境的变化也会影响政府的政策制定。政府引导则是政府为促进产业发展，制定总体规划，加强综合协调，激励企业研发创新和规模应用。市场导向与政府引导的良性循环能够形成一种正反馈机制。所以，既要充分遵循市场经济规律，发挥企业主体作用，利用市场手段配置资源，又要注重规划引导，营造良好的产业发展环境，促进产业健康发展。
2、统筹规划协调推进
加强顶层设计，进行统筹规划，促进产业协调发展。成立由发改委、经信委、市科委等部门组成的产业发展统筹协调小组，实现跨行业、跨地区的协同管理能力，及时解决产业发展、项目建设、应用推广中的问题，保障交叉行业健康发展。建设物联网公共服务平台、基础信息安全平台、信息服务平台，为企业打造一站式服务，同时鼓励产业联盟、行业协会、中介机构等组织开展产业发展研究、政府决策咨询、人才培养与交流等产业服务工作，协调推进产业发展。由政府负责统筹和整合，形成产、学、研、民、官分工合作、协同推进的格局。
3、积极开展应用示范
根据上海市的经济结构特点，建立一批实用性强、经济效益高、社会效益明显的应用示范工程，特别是积极发挥嘉定、浦东、杨浦、长宁作为上海市物联网应用示范区的集聚示范作用。例如嘉定区可以依托“无线城市”建设工程、同济大学、国际汽车城等优势，大力推进包括车联网在内的相关应用示范工程。继续加快推进环境监测、智能安防、智能交通、物流管理、楼宇节能管理、智能电网、医疗、精准控制农业、世博园区、应用示范区和产业基地十个方面的物联网应用示范工程。然后逐步推进全社会、全行业的规模化应用，形成规模效应进而带动相关产业发展。
4、着力培育骨干企业 产业发展关键是企业。通过多元化的竞争机制，重点养具有核心技术或领先商业模式的大型企业，打造产业链核，提高企业国际竞争力。更加注重本土化大型企业的发展，如华虹、展讯、锐迪科。支持诸如全球物联网百强的晨讯科技等企业通过收购、兼并国外公司的方式迅速掌握世界先进技术和管理经验。鼓励优势企业积极参与国际物联网标准制 订，带动产业发展。
5、合理布局产业集群
借鉴韩国u-IT 产业集群计划，根据自身基础与优势，明确发展方向及重点，大力培育特色产业集群，形成重点突出、优势互补的产业发展态势。积极推进嘉定、浦东物联网产业基地双核发展，杜绝产业结构雷同、重复建设的现象，促进产城融合。继续在世博园区等地进行物联网应用示范，形成多个物联网产业集聚区。充分发挥产业集群优势，形成技术创 新、应用方案创新和商业模式创新合力，利用长尾效应，逐步延伸到众多产业。
6、大力支持研发创新 形成以企业为主体、产学研用相结合的技术创新体系。积极开展物联网领域的人才引进和培养工作，通过上海市“千人计划”、“浦江人才计划”引进产业技术领军人才和产业化高端人才，特别是物联网系统方案设计师、物联网硬件研发人员。集中政府和市场资源打造创业环境，开启资本、科技、人才与产业融合的企业孵化新模式。营造良好的创新创业环境，例如在高校内举办物联网创新创业大赛，并积极推进技术成果产业化。设立物联网发展专项创新资金，建立长效稳定的财政扶持机制。
汽车充电系统也被规划到智能用电的范畴
汽车充电系统的物联网应用中不但具有传统的电力，而且含有对充电地点设备的管理、监督和对汽车电池的监管和检测，以及对充电汽车的调配等。①对汽车充电地点检测的内容包括，车辆停靠位置、充电状态、安全措施和报警设备检测等；② 在电动汽车当中安装传感器，设备主要集中在电池和充电设备上，以此对电动汽车的形式状况和电池状态进行实施性跟踪监督；
③ 在电动汽车的电池当中安装RFID 标签，在车辆行驶到充电地点的时候，可以自动感知到电池的使用情况和剩余电量等。在充电地点当中，设备需要等待汽车的数量和剩余的充电设备数量，通过物联网把具体信息输送到指挥地点，根据指挥地点的统一调度，协调充电地点的设备，同时要把充电地点的具体位置报告给车主，以此来降低车主等待时间，提高充电效率。物联网技术的使用保证了电动汽车储蓄充足的电量，提供了更加高品质的充电场所，这也是智能电网应用当中极为重要的功能。
