物聯網、消費物聯網、工業物聯網與雲計算、大數據服務綜合分析報告

物聯網、消費物聯網、工業物聯網與雲計算、大數據服務綜合分析報告

一、物聯網基本概念

1.1定義

       物聯網(Internet of Things)指的是將無處不在(Ubiquitous)的末端設備(Devices)和設施(Facilities),包括具備“內在智能”的傳感器、移動終端、工業系統、樓控系統、家庭智能設施、視頻監控系統等、和“外在使能”(Enabled)的,如貼上RFID的各種資產(Assets)、攜帶無線終端的個人與車輛等“智能化物件或動物”或“智能塵埃”(Mote),通過各種無線和/或有線的長距離和/或短距離通訊網絡實現互聯互通(M2M)、應用大集成(Grand Integration)、以及基於雲計算(牛計算)的SaaS營運等模式,在內網(Intranet)、專網(Extranet)、和/或互聯網(Internet)環境下,採用適當的信息安全保障機制,提供安全可控乃至個性化的實時在線監測、定位追溯、報警聯動、調度指揮、預案管理、遠程控制、安全防範、遠程維保、在線升級、統計報表、決策支持、領導桌面(集中展示的Cockpit Dashboard)等管理和服務功能,實現對“萬物”的“高效、節能、安全、環保”的“管、控、營”一體化。

1.2應用場景

1)物聯網在農業中的應用

①農業標準化生產監測:是將農業生產中最關鍵的溫度、溼度、二氧化碳含量、土壤溫度、土壤含水率等數據信息實時採集,實時撐握農業生產的各種數據。②動物標識溯源:實現各環節一體化全程監控、達到動物養殖、防疫、檢疫、和監督的有效結合,對動物疫情和動物產品的安全事件進行快速、準確的溯源和處理。③水文監測:包括傳統近岸污染監控、地面在線檢測、衛星遙感和人工測量爲一體,爲水質監控提供統一的數據採集、數據傳輸、數據分析、數據發佈平臺,爲湖泊觀測和成災機理的研究提供實驗與驗證途徑。

2)物聯網在工業中的應用

①電梯安防管理系統:該系統通過安裝在電梯外圍的傳感器採集電梯正常運行、衝頂、蹲底、停電、關人等數據,並經無線傳輸模塊將數據傳送到物聯網的業務平臺。②輸配電設備監控、遠程抄表:基於移動通信網絡,實現所有供電點及受電點的電力電量信息、電流電壓信息、供電質量信息及現場計量裝置狀態信息實時採集,以及用電負荷遠程控制。③企業一卡通:基於RFID—SIM卡,大中小型企事業單位的門禁、考勤及消費管理系統;校園一卡通及學生信息管理系統等。

3)物聯網在服務產業中的應用

①個人保健:人身上可以安裝不同的傳感器,對人的健康參數進行監控,並且實時傳送到相關的醫療保健中心,如果有異常,保健中心通過手機提醒體檢。②智能家居:以計算機技術和網絡技術爲基礎,包括各類消費電子產品、通信產品、信息家電及智能家居等,完成家電控制和家庭安防功能。③智能物流:通過GPRS/3G網絡提供的數據傳輸通路,實現物流車載終端與物流公司調度中心的通信,實現遠程車輛調度,實現自動化貨倉管理。④移動電子商務:實現手機支付、移動票務、自動售貨等功能。⑤機場防入侵:鋪設傳感節,覆蓋地面、柵欄和低空探測,防止人員的翻越、偷渡、恐 襲擊等攻擊性入侵。

4)物聯網在公共事業中的應用

①智能交通:通過cPs定位系統,監控系統,可以查看車輛運行狀態,關注車輛預計到達時間及車輛的擁擠狀態。②平安城市:利用監控探頭,實現圖像敏感性智能分析並與110、l19、l12等交互,從而構建和諧安全的城市生活環境。③ 城市管理:運用地理編碼技術,實現城市部件的分類、分項管理,可實現對城市管理問題的精確定位。④環保監測:將傳統傳感器所採集的各種環境監測信息,通過無線傳輸設備傳輸到監控中心,進行實時監控和快速反應。⑤醫療衛生:遠程醫療、藥品查詢、衛生監督、急救及探視視頻監控。

      從推動經濟發展角度來講,作爲計算機、互聯網、移動通信後的又一次信息化產業浪潮,物聯網有望成爲後金融危機時代經濟增長的引擎,被稱爲是下一個萬億級的通信業務。物聯網的發展給運營商帶來了巨大的機遇與挑戰, 可以預見,隨着物聯網市場的進一步發展和成熟,電信運營商的優勢將完全體現,而話音市場的飽和等因素也促使電信運營商向物聯網方向轉移。

二、消費物聯網基本概念

2.1 定義

        隨着物聯網概念深入到各行各業,物聯網技術的不斷髮展,按照服務行業來看,我們劃分爲工業、農業、消費和城市服務四大板塊,於此同時,消費物聯網已悄然而至。消費物聯網(CIoT)則是消費應用類中的物聯網,是我們平常最常接觸到的程序、用例和設備集合的統稱。以智能家居爲代表的消費物聯網在整個物聯網產業中佔有重要的地位。

2.2 應用場景

    數據表明,在當前消費物聯網板塊中,智能家居佔據了約36%的規模總量,且該部分佔比也在不斷地增加,其次是可穿戴設備板塊。我們按照“物聯網產業路線圖2.0”中的設備商、方案商和運營商對當前消費物聯網企業主要的業務形態做簡單梳理劃分。設備商提供智能終端的研發及生產,如華米生產智能手環或者智能手錶;方案商提供智能系統的平臺或者解決方案,如華爲HiLink提供智能家庭的連接管理平臺,而塗鴉科技提供智能家庭解決方案;服務商基於智能終端產生的大量數據,更好的爲消費者服務,如京東的智能冰箱,通過長時間學習瞭解消費者的生活習慣,可以根據冰箱的狀態自動提醒消費者需要補充哪類食品,通過向用戶提供信息或者基於信息的服務的商業模式。

三、工業物聯網基本概念

3.1 定義

    工業物聯網將生產過程的每一個環節、設備變成數據終端,全方位採集底層基礎數據,並進行更深層面的數據分析與挖掘,從而提高效率、優化運營。工業互聯網不能被簡單的理解爲工業領域的互聯網,如果僅僅將工業和互聯網這兩個關鍵詞拆分來理解,容易被理解成工業領域所用的互聯網,這樣理解仍然是互聯網的概念。而工業物聯網基本可以理解爲工業領域的物聯網。另一方面,工業物聯網與工業4.0等這些概念之間也是既有交集也有差異。隨着工業化與信息化的深度融合,企業內部互聯互通的需求漸增,通過接入網絡進而達到提高產品質量和運營效率的需求更爲強烈,工業物聯網(IIoT)應運而生。

3.2 應用場景

     以高性能閥門製造商爲例。在過去,管理人員只有在下車到倉庫後纔要求新的庫存,並需要某人進行手動計數。 新零件的訂單通過傳真或快遞郵件發送給供應商,每端還需要少數人處理文書工作和會計。

      今天,同樣的公司可以獲得更多的庫存的動檢,這得益於工業物聯網技術,如配備有射頻識別(RFID)托盤跟蹤和使用攝像頭和重量傳感器計算現有部件數量的倉庫。 這些數據與ERP和其他軟件系統集成。 當某一部件的供應下降到一定閾值時,系統會自動將訂單提交給供應商以進行補充。 員工很少需要參與下訂單,加快了整個供應鏈的出貨量,並減少了勞動力需求,以代替以前的手動,高接觸的過程。

      工業物聯網帶來的效率可以擴展到成品閥門的運輸。卡車司機靠電話亭和紙張清單進行檢查的日子已經過去了。現在公司的IT系統使用優化模型來確定最有效的運輸車隊使用情況,並跟蹤全國各地的產品,將實時運輸數據反饋到總部,並通過移動應用程序或連接到網絡的其他設備即時傳送給驅動程序。啓用RFID的托盤在離開倉庫時被跟蹤,並被裝載到卡車上,並在交付後自動在客戶的接收中心登記。

       板載傳感器作爲電子測井設備(ELD)系統的一部分,監控車速和駕駛時間,甚至監控單個駕駛員使用制動器的頻率,這有助於節 省燃料,提高駕駛員的安全性並減少空閒資源。如果某個卡車司機執行危險的機動操作或駕駛太長時間,系統會提醒駕駛員並通知調度員。此外,ELD符合聯邦對司機的監控要求,更換司機曾經需要每天填寫的紙質日誌。

       工業物聯網還可實現更好的車隊維護。車載傳感器不是將卡車帶入維修店進行定期維護,而是可以警告車隊經理遇到特定車輛的問題。卡車可以固定或重新分配到更容易駕駛的路線,從而減少緊急維修和運輸延誤。

四、物聯網與雲計算、大數據服務關係

    物聯網是萬物互聯,基於互聯網爲人們提供更便捷、快速服務,物聯網首先是基於互聯網,把最底層設備的數據採集上來,供人們分析、處理。雲服務是由於大數據的產品而逐漸形成的,當越來越多的行業通過物聯網技術落地和應用後,物聯網以數據爲中心,總結物聯網中的各類數據及特性,更好的選擇不同的物聯網技術進行快速有效的實施。

       物聯網是互聯網的應用拓展,與其說物聯網是網絡,不如說物聯網是業務和應用。因此,應用創新是物聯網發展的核心,以用戶體驗爲核心的創新是物聯網發展的靈魂。物聯網大致分爲以下幾個層級:感知層,網絡層,應用層。

    感知層相當於人的感官和神經末梢,用來感知和採集應用環境中的各種數據。包括溫度、溼度、速度、位置、震動、壓力、流量、氣體等各種各樣的傳感器。靈敏度和精度高,功耗低,可以無線傳輸是對傳感層的要求。

 

       網絡層相當於人的神經系統,用來傳輸數據。包括各種各樣的無線通訊技術和標準,比如Zigbee/BLE/Wifi/NFC/RFID /LTE等。低功耗,廣域覆蓋,更多連接是無線網絡的發展方向。目前新的通訊技術和標準NB-IoT,LoRa,eLTE-IoT都是往這個方向努力。未來的5G會取代目前很多的無線通訊技術,一統江湖。

      應用層相當於人的大腦指示和反應,通過指令反向控制輸出。如設備管理,環境監測,工業控制等。

     物聯網的物物相連有兩層意思:其一,物聯網的核心和基礎仍然是互聯網,是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡;其二,用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間,進行信息交換和通信。物聯網是互聯網的延伸,實現信息化、遠程管理控制和智能化的網絡。它包括互聯網及互聯網上所有的資源,兼容互聯網所有的應用,但物聯網中所有的元素(設備、資源及通信等)都是個性化的和私有化的。物聯網是互聯網的應用拓展,與其說物聯網是網絡實體,不如說是業務和應用。

      物聯網、雲計算、移動互聯網、車聯網、手機、平板電腦、個人電腦以及遍佈地球各個角落的種種傳感器,都是數據來源或者承載的方式,包括網絡日誌、無線射頻識別(RFID)、傳感器網絡、社會網絡、社會數據、互聯網文本和文件、互聯網搜索索引、呼叫詳細記錄、天文學、大氣科學、基因組學、生物地球化學、生物學、其他複雜或跨學科的科研、軍事偵察、醫療記錄、攝影檔案館視頻檔案、大規模電子商務等。

      目前很多物聯網的服務器部署在雲端,通過雲計算提供應用層的各項服務。雲計算可以認爲包括以下幾個層次的服務:基礎設施即服務(IaaS),平臺即服務(PaaS)和軟件即服務(SaaS)。

       雲計算,大數據與物聯網有着密不可分的關係,物聯網對應了互聯網的感覺和運動神經系統。雲計算是互聯網的核心硬件層和核心軟件層的集合,也是互聯網中樞神經系統萌芽。大數據代表了互聯網的信息層(數據海洋),是互聯網智慧和意識產生的基礎。包括物聯網,傳統互聯網,移動互聯網在源源不斷的向互聯網大數據層匯聚數據和接受數據。雲計算與物聯網推動大數據發展。

       雲計算相當於人的大腦,是物聯網的神經中樞。雲計算是基於互聯網的相關服務的增加、使用和交付模式,通常涉及通過互聯網來提供動態易擴展且經常是虛擬化的資源。目前物聯網的服務器部署在雲端,通過雲計算提供應用層的各項服務。

       亞馬遜是最早意識到服務價值的公司,它把服務於公司內部的基礎設施,平臺,技術,成熟後推向市場,爲社會提供各項服務,也因此成爲全球雲計算市場的領頭羊。

       大數據相當於人的大腦從小學到大學記憶和存儲的海量知識,這些知識只有通過消化,吸收、再造才能創造出更大的價值。

       大數據是一種規模大到在獲取、管理、分析方面大大超出傳統數據庫軟件工具能力範圍的數據集合,具有海量的數據規模、快速的數據流轉、多樣的數據類型和價值密度低四大特徵。

      大數據分析常與雲計算聯繫在一起,大數據技術的戰略意義不在於掌握龐大的數據信息,而在於對這些含有意義的數據進行專業化處理,即在於提高數據的加工能力,通過加工實現數據的增值。從技術看,大數據與雲計算就像硬幣的正反面。大數據必然無法用單臺計算機進行處理,必須採用分佈式雲結構,特色在於對海量數據進行分佈式數據挖掘,但必須依託雲計算的分佈式處理、分佈式數據庫和雲存儲、虛擬化技術、數據挖掘電網、可擴展存儲系統等。如果將大數據比作一個產業,那麼這種產業實現盈利的關鍵在於提高對數據的“加工能力”,通過“加工”實現數據的“增值”。

      從技術上看,大數據與雲計算的關係就像一枚硬幣的正反面一樣密不可分。大數據必然無法用單臺的計算機進行處理,必須採用分佈式架構。它的特色在於對海量數據進行分佈式數據挖掘。但它必須依託雲計算的分佈式處理、分佈式數據庫和雲存儲、虛擬化技術。

      物聯網的傳感器與雲計算的大數據相結合,一個提供感應,一個提供反應,在大數據的提供下進行便利的生活,辦公。隨着物聯網的不斷髮展,運營商推進物聯網與雲計算的融合,爲實現通信業的快速轉型和升級做到以物聯網、雲計算創新應用爲載體,對人們的衣食住行和公共安全領域進行智能防護,遵循科學發展觀,順應自然發展規律,開發使用低碳環保新能源,使得現代水利、電力和商業等與公衆相關的產業變得智能,滿足人們的需求。

 

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