物联网技术和智慧产业发展V.pdf

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物联网技术和智慧产业发展主讲人：

李伯鸣2018年8月个人简介李伯鸣，杭州新中大科技股份有限公司总工程师，教授级高工，浙江省计算机学会常务理事、国家“863计划”项目课题负责人、全国标准化技术委员会委员、住建部标准化技术委员会委员，国家“核高基”项目课题副组长，中国土木工程学会（总工程师）咨询委员会委员、中国建筑学会经济分会理事、中国制造业ERP产业联盟理事、中国电子商务协会专家，浙江省电子商务学会理事。

三十年来长期从事制造业和工程项目管理信息化、MRP/MRPII、ERP、CIMS等领域的科技攻关、研发、咨询。

近年来承担并担任项目负责人的国家“863计划”、国家“核高基”、国家发改委产业化发展基金、科技部技术创新基金、工信部产业发展基金、及省市科研攻关项目等20余项，发表高质量论文20余篇，是新中大URP（UnionResourcePlanning）软件i6系统的核心架构师。

宁波市鄞州区人，1979年宁波市高考状元1983年毕业于北京大学力学系，1989年毕业于浙江大学力学系获得硕士学位。

自1993年创立新中大软件公司以来，持续致力于管理软件和企业管理思想的创新研究，原创性地提出URP思想，先后出版终结ERP、抢位灵动联盟的故事、抢位互联网URP削平商业世界等著作。

中国软件行业十大领军人物中国优秀民营科技企业家中国软件行业十大杰出青年杭州市十大杰出青年十大时尚浙商20042014杰出浙商新中大公司创始人：

石钟韶董事长FounderofNewgrandsoftwarenOnAugust20th,1993,Newgrandsoftware,theexcellentbrandofChinamanagementsoftware,wasborninHangzhou.案例：

规划建设中的“利源智慧工厂”手持智能终端智能监控设备智能便携设备LED电子公告智能考勤与人员监控智能生产过程管理智能环境与能耗检测智能无人值守磅房物联网/RFID云计算大数据移动互联/4G智能监测设备DCS设备视频监控设备智能感知设备智能监控层智能应用层智能技术层智能感知层问题：

MES系统没有充分发挥应有的作用问题表现1）MES系统已经做了与工厂生产过程控制系统的集成，采集了大量生产过程监测点中的生产实绩、工艺参数、能源计量等实时数据，实现了工厂设备运行状态的动态集中监视；但是，未能实现对实时事件发生时，应该作出的及时的预警反应和报告；增加了重大事件的遗漏风险性。

2）未能够利用当前的准确数据对现场生产指挥进行指导和处理；也未能够自动提供生产过程关键任务信息的完工报告；原因分析1）制造执行系统（MES）也是将ERP层和底层工业生产过程控制连接起来的信息系统；2）由于上层ERP系统还没有实施，所以无法实现自动的生产进度安排、追踪和控制生产实绩、物料流动、质量管理等功能；3）由于没有偏离标准指标时的预警系统，也就无法辅助管理人员及时处理生产平衡和优化管理；流程型企业信息化的三层集成模型解决方案1：

基于网关技术的MES系统与ERP集成方法设备1工业以太网PLC/DCS设备设备2设备设备a设备bSCADA系统MES系统工业以太网网关万向接口平台数据库服务器以太网应用服务器以太网客户端客户端客户端解决方案2：

实施智能无人值守磅房系统建议措施：

1）实施无人值守磅房系统，通过系统软件与外部硬件设施的配套使用，实现车辆过磅自动化管理，即提高了过磅车辆的速度，又减少了人力，杜绝了磅房计量过程中人为漏洞，并加入物流入场系统，使车辆运输管理更加规范。

2）实现地磅系统与ERP系统集成，能自动读取ERP采购入库通知单和销售合同对应的发货单数据;3）地磅系统过磅确认后，能自动向ERP系统回填过磅入库或出库数据。

解决方案3：

建立集团统一的物流配送平台物流配送管理平台电脑终端1电脑终端2电脑终端3pad便携式电脑手机车辆定位与跟踪器实现基于GPS或北斗卫星定位的车辆跟踪与定位，配送交易、运费结算、物流服务解决方案4：

采用与HR集成的智能考勤系统，实现智能人员定位1）采用与HR系统能够无缝集成的指纹考勤机或人脸识别的考勤机系统，既可以起到进出工厂的员工安全管理作用；又可以自动记录到岗和离岗工作时间；2）建议外勤人员或分公司员工启用与HR系统集成的、具有人员定位功能的智能手机APP签到功能；实现智能手机APP移动签到解决方案5：

运用大数据技术，建立灵活方便可配置的商业智能平台查看管理仪表多维分析找到问题原因，进行决策制定穿透钻取查询报表。

目录p物联网与智慧产业p物联网在智慧产业的应用p智慧产业的发展p物联网技术概论物联网（IoT）概念的提出2009年2008年2005年1998年lMIT的KevinAshton第一次提出：

把RFID技术与传感器技术应用于日常物品中形成一个“物联网”lITU报告：

物联网是通过RFID和智能计算等技术实现全世界设备互连的网络lIBM提出：

把传感器设备安装到各种物体中，并且普遍连接形成网络，即“物联网”，进而在此基础上形成“智慧地球l欧洲物联网研究项目工作组制订物联网战略研究路线图，介绍传感网/RFID等前端技术和20年发展趋势物联网形式早已存在，统一意义上的物联网概念提出是在架构在互联网发展成熟的基础上物联网概念物联网（TheInternetofthings）的概念最早是在1998年提出的，其后又多次被重复。

其定义是：

把任何物品通过射频识别（RFID），红外感应器，全球定位系统，激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议与互联网连接起来，进行信息交换和共享，以实现智能化识别和管理的一种网络。

传统基本定义：

“物联网”（InternetofThings）指的是将各种信息传感设备，如射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。

其目的是让所有的物品都与网络连接在一起，方便识别和管理传感器RFID自动化仪表多媒体信息数据采集短距无线传输技术自组织组网技术协同信息处理传感器中间件技术传感器网络组网和协同信息处理感知层下一代承载网M2M无线接入移动通信网互联网互联网、移动通信网及其他专网网络层异构网融合资源和存储管理专用网络远程控制应用通信中间件信息开放平台云计算平台服务支撑平台物联网应用支撑子层环境监测工业控制智能物流物联网应用应用层传感网与通信网的互通数字城市智能交通智能水利智能楼宇公共技术系统及网络管理安全技术QoS管理标识管理数据采集数据传输数据处理物联网体系框架物联网关键技术16物联网关键技术RFID云计算云存储云服务IPv6短距无线通信传感器二维码感知层技术：

RFID、传感器、条形码指通过条码、二维码、射频识别、传感器、工业仪表等在内的数据采集设备获取信息。

l智能卡（条码、二维码、射频卡等）l传感器（温度、压力、湿度、化学、重力等）l工业仪表（温度、压力、液位、分析仪、数控机床等）l智能设备（开关、控制器、执行机构、DCL等）l音视频设备（热成像相机、环型鹰眼、人脸抓拍集、人脸闸机等）17感知层是物联网全面感知的基础18物联网感知层lRFID标签和读写器lM2M终端和传感器l传感器网络和网关感知层实现方式l摄像头和监控lGPS/北斗定位授时l智能家居网关感知层作用感知层突破方向l感知和识别物体l采集和捕获信息l更敏感和更全面的感知能力l解决低功耗的问题l解决小型化和低成本问题RFID读写智能家居网关M2M终端传感器网络摄像头GPS/北斗传感器网关感知层是实现物的世界连接和感知的基础，必须考虑感知层的全面布局和发展重点产品策略无线上连&有线上连网络层技术：

互联网、无线或有线通信19基础通信网络企业网络电信网络（4G/3G/2.5/）Internet智能网关平台iSAN网络存储服务及磁盘整列数据库服务器集群数据中心应用软件平台u通信层即传输层，通过无线或有线模式，将信息传输到中央数据库中，建立海量的数据储备网络层是物联网无处不在的前提物联网网络层l接入网：

无线/光纤各种类型的接入形式l核心网：

统一IP协议上的大带宽的可靠网络l业务支撑平台：

业务统一管理部署和运营支撑网络层主要层次网络层作用网络层突破方向l连接感知层和应用层l随时随地的连接实现l当前最成熟的部分l扩展规模，以实现无处不在l业务可扩展的管理运营能力l简化结构，上下层面融合IP统一协议有效降低实现成本规模扩展带来IPv6的发展动力ONU接入网络l无线接入：

2G/3G/LTE/WLAN/WiMaxl有线接入：

光纤（PON）和铜线（xDSL）l汇集承载：

IP化传输网络（PTN/CE）核心网络&业务网关l统一IP协议的高效率的核心网络/设备/接口l针对海量流量和高可靠性要求的拓扑和机制l边缘业务控制实现业务感知、控制和策略转发CPE业务平台鉴权平台计费平台经营分析平台业务支撑平台l提供终端和业务的通道和联动控制逻辑l实现不同终端和业务统一管理、部署和扩展l针对客户提供用户自定义业务环境和接口网络层是物联网成为普遍服务前提，必须关注规模扩展机遇，重点是接入网络和业务支撑平台应用层技术：

云计算、云服务、云存储SaaSPaaSIaaS应用层是物联网智能处理的中枢物联网应用层l智能家居l智能交通l智能城管应用层主要应用方向应用层作用应用层突破方向l信息技术与行业专业技术结合l实现广泛智能化应用的解决方案集合l信息技术与行业的深度融合l信息的社会化共享和安全保障l基于云计算的应用整体架构l智能电力l智能医疗l智能通信服务云计算是应用大规模部署关键云计算资源云计算业务服务能力存储能力计算能力SaaSPaaSIaaS云计算的意义l适应业务量增长不确定性的弹性架构体系l适应海量数据计算和存储的低成本曲线的架构l适应开放式的应用提供和部署环境lIT架构和商业模式转变的关键物联网应用发展六热点大领域智能家居智能电力智能交通智能医疗智能城管智能通信服务六大热点涵盖了主要应用集和投资方向应用层是物联网的智能中枢，必须关注云计算新架构应用和聚焦方向的应用方案集合的提供小结：

物联网概念最关注以人为中心统一的物联网概念核心关注点是：

以人为中心，建立为人服务的物的基础架构和应用体系E社会模型智慧地球模型l强调以人为中心的任意可达的网络l强调以人为中心的按需可用的服务l强调为人服务的生产生活各个方面l强调为人服务的智能处理能力提升智慧城市智慧电力智慧医疗智慧水源智慧电信智慧零售智慧交通智慧能源智慧银行智慧食品SmartPlanet智慧地球物联网不是包含一切的连接物的网络，其核心是以人为中心的物的网络和为人服务的应用目录p物联网与智慧产业p物联网在智慧产业的应用p智慧产业的发展p物联网技术概论物联网九大应用领域智慧产业智慧产业是指运用知识、信息、创新、高科技等智慧行为进行生产创造，形成有形或无形智慧产品，并具有较高的自然、社会、经济、技术和环境等五律协同度的产业，是用智慧创造财富的产业人的智慧与人工智能相结合，进行研发、创造、生产、管理等活动，形成有形或无形智慧产品以满足社会需要的产业包括物联网、云计算、服务外包、蕊片研发、软件开发、系统集成、动漫、创意设计等都属于智慧产业范畴。

智慧产业发展背景27U.S.A.German2013年，国家发改委、工信部等八个政府部门共同起草了关于促进智慧城市健康发展的指导意见，指出要建设一批各具特色、成效显著、具有示范效应的智慧城市，在保障和改善民生、创新社会管理、保护生态环境、调整产业结构等方面取得积极成效，为我国城市转型发展提供新模式。

以互联网、新材料和新能源为基础，“数字化智能制造”为核心的产业革命即将到来。

在我国物质不断丰富和技术不断进步，人民需求日益丰富，面临着新的转型的情况下，适时地提出以“创新”为本体的智慧产业概念和发展智慧产业的战略构想，是从“中国制造”走向“中国创造”策略的一部分，具有重要意义。

China智慧产业的概念28核心内涵智慧产业狭义的智慧产业是指直接运用人的智慧进行研发、创造、生产、管理等活动，进而形成智慧产品以满足社会需要的产业,是教育、培训、咨询、策划、广告、设计、软件、动漫、影视、艺术、科学、法律、会计、新闻、出版等智慧行业的集合。

广义的智慧产业既包括传统的以人的智慧为基础的创意产业和知识产业，也包括最新的信息通讯业；既包括新兴的物联网为代表的新兴产业，也包括对传统产业的智能化改造、提升与融合。

目录p物联网与智慧产业p物联网在智慧产业的应用p智慧产业的发展p物联网技术概论应用领域1：

智能制造德国的“工业4.0”31美国“工业互联网”革命“中国制造2025”33智能制造系统34智能制造支持模式创新应用领域2：

智慧建造智慧建造：

智慧工地架构图手持智能终端智能监控设备智能穿戴设备LED电子公告劳务管理安全施工绿色施工材料管理物联网/RFID云计算大数据移动互联/4G智能监测设备3D扫描设备视频监控设备智能感知设备智能监控层智能应用层智能技术层智能感知层智慧建造：

智慧工地的全面应用智慧建造：

视频监控系统智慧建造：

智能安全帽智慧建造：

移动APP在智慧工地中的应用劳务实名制管理、人员定位、门禁管理材料进场管理、材料送检、防盗报警施工安全、塔吊运行监控、设备巡检、危险源管理、现场整改与处罚粉尘监控、噪音监控、视频监控、模板变形监测智慧建造：

智能印控智能印控以“互联网+智能硬件”的方式，解决建筑企业在用印中存在的盖章难、印章被滥用、代盖、偷盖等问题，通过审批流程、手机APP、物联网控制的方式将传统印章与互联网相结合，采用先进的智能硬件技术，实现印章智能、安全、高效管控。

用印审批一体化打印印控一体化记录备案一体化用印与文件管理一体化外带与移动授权一体化下发与回收一体化智慧建造：

BIM技术BIM全称：

BuildingInformationModeling建筑信息模型BIM运营监控质量、安全监督造价管理模型检查结构分析碰撞检查虚拟施工指导项目基础数据协同工程档案管理智慧建造：

产品智能化智能建筑智能建筑人员定位系统智能消防系统智能照明系统集中式智能空调集中管控系统智能电梯系统应用领域3：

智慧农业基于物联网技术的智慧农业以最高效率地利用各种农业资源，最大程度地减少农业能耗和成本，最大限度地减少农业生态环境破坏，实现农业系统的整体最优。

全面感知、可靠传输和智能信息处理等物联网和云计算技术。

以自动化生产、智能管理、系统化物流和电子化交易为主要生产方式的高产、高效、生态和安全的现代农业发展模式与形态。

智慧农业的现状与趋势智慧农业的发展历程尚未有公认的定义（物联网、移动互联、人工智能）现有农业生产措施与数据采集、传输、分析处理、“3S”（RS、GIS、GPS）技术有机结合，构成农业生产管理体系（LAN版）农业专家系统的应用（单机版）智慧农业架构示意图基于物联网技术的智慧农业包括智慧生产、智慧流通、智慧销售、智慧管理等环节。

智慧农业系统的功能架构智慧农业系统的智慧农业系统的集成平台应用领域4：

智慧医疗与健康远程视频状态监控处理电子健康档案系统应用领域5：

智能交通实时交通信息-智慧的道路是减少交通拥堵的关键，但我们仍不了解行人、车辆、货物和商品在市内的具体移动状况。

因此，获取数据是重要的第一步。

通过随处都安置的传感器，我们可以实时获取路况信息，帮助监控和控制交通流量。

人们可以获取实时的交通信息，并据此调整路线，从而避免拥堵。

未来，我们将能建成自动化的高速公路，实现车辆与网络相连，从而指引车辆更改路线或优化行程。

道路收费通过RFID技术以及利用激光、照相机和系统技术等的先进自由车流路边系统来无缝地检测、标识车辆并收取费用。

智能交通管理52传感器将数据通过无线传感网络传输给本地基站本地基站将数据传送给数据处理终端可以通过GSM，或3G网络TD-SCDMA等传感器本地基站交通流量控制超速车辆查询尾气排放监测智能交通管理汽车收费站利用物联网对汽车进行监控，扫描车牌号识别驾驶人支付宝账号，自动从授权的账号扣钱，实现了不停车收费智能收费智能站台应用领域6：

智慧城市目前智慧城市的发展阶段，主要的应用还处于对感知设备传递的信息进行简单处理的水平，充分认识大数据对于智慧城市建设的关键作用，对于避免智慧城市建设中出现“重感知，轻智慧”的通病具有重要意义。

从智慧城市的体系结构来看，由于智慧城市的基础在于物联网技术，因此智慧城市体系架构和物联网的体系结构相类似，也可分为四层，分别为感知层、传输层、平台层、应用层。

智慧城市相对于之前数字城市概念，最大的区别在于对感知层获取的信息进行了智慧的处理，因此也可以认为智慧城市是数字城市的升级版。

由城市数字化到城市智慧化，关键是要实现对数字信息的智慧处理，其核心是大数据处理技术。

智慧城市目录p物联网与智慧产业p物联网在智慧产业的应用p智慧产业的发展p物联网技术概论智慧产业发展的重要意义可持续发展经济平稳发展区域产业升级智慧城市建设l智慧产业是实现经济平稳发展的保证。

随着宏观经济政策调整，投资、消费和出口三大需求对经济增长支撑减弱。

智慧产业的发展有望带来巨大投资消费内需，稳定经济回升，构筑经济发展的新优势，在转型升级中促进经济“稳中求进，又好又快”发展。

l引领区域产业升级。

智慧产业的发展，将有效带动和提升区域高科技产业持续、健康的发展，而凭借我国的技术的不断进步，以及国际技术、产业转移的最新发展趋势，智慧产业将是我国未来最具竞争力的产业。

l智慧产业是智慧城市建设的重要动力。

智慧产业为城市发展提供网络化、智能化平台，支撑推动城市转型升级，优化产业布局和均衡发展，有效促进资源合理分配共享，为智能交通、智能电网、物联网、文化创意、应用软件与信息终端等产业的新一轮加速发展提供了难得机遇，为城市发展提供创新动力。

l智慧产业是实现可持续发展的必然选择。

全球生态环境恶化的严峻现实和经济发展要求，迫使人们必须走绿色、低碳的发展道路，以实现全球经济的可持续发展。

智慧产业既符合全球应对气候变化，保护生态环境的要求，又有利于经济、社会、环境、资源的可持续发展。

国外发展现状-美国57美国奥巴马总统签署了美国恢复和再投资法案，提出将在智能电网、卫生医疗信息技术应用、教育信息技术等领域推动物联网的应用与发展。

2004年2014年1994年1995年美国国家科学技术委员会（NSTC）制定AMT发展战略：

开发推广有利于环境的制造技术；积极实施与工程设计和制造相关的教育与培训计划。

美国国防部牵头启动了提出“下一代制造技术计划”，通过加速开发实施具有战略意义的制造技术，实现美国国防工业基础的转换。

2011年2009年美国工业互联网联盟成立，通过将物理世界连接至网络空间，重塑人类与技术的交互方式，将创新的工业互联网产品和系统转化为智能制造、医疗、交通运输及其它领域的新就业机会。

57美国政府确立了智慧制造4个方面的优先行动计划。

在为智能制造搭建工业建模与仿真平台、为虚拟工厂企业创建社区平台（包括网络、软件）、为生产决策开发下一代软件和计算架构、为多个行业和不同技能水平扩展能源决策工具的可用性。

1995年11月，美国政府启动敏捷制造使能技术战略发展计划，为期4年，每年投资3000万美元。

3000多家私营企业、16所大学以及许多政府机构参与了此项计划。

国外发展现状-美国58最新数据发现，近10年来，在智慧产业的带动下，美国制造业的产值提高超过50%，工人工作效率提高超过20%。

由于智慧产业拉动了制造业的发展，节省了人力资源，节省出的人力资源便可以进入其他产业。

美国制造业在1940年对劳动力的依存度是40%,现在已经降到11%。

国外发展现状-德国592007“微系统技术2000+”计划“ITK2020”计划数字德国2015工业4.0该计划为期4年，旨在开发微系统技术和产品的实际应用，扩大微系统技术在经济和社会中的广泛影响。

德国微系统技术在汽车与交通、电器电子、机械制造、精密机械与光学、化学与化学工程等领域具有国际竞争力，这是德国政府执行资助政策所取得的成果。

该战略旨在推动信息技术创新的应用，提升整个德国经济地位的能力。

在2007-2012年，联邦政府为此提供总额为15亿欧元的专项资助金。

资助重点是能为德国经济带来绝大部分增值的领域：

汽车技术和自动化、健康与医疗技术、后勤学、基于ITK的服务与远程通信，以及能源技术和资源管理技术。

该计划旨在通过实施数字化战略获得新的经济增长和就业机会，具体内容包括发展电子能源（E-energy）和智能电网；研发电动汽车，建设智能交通系统；在工业领域推广云计算技术等。

该战略旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统信息物理系统（Cyber-PhysicalSystem）相结合的手段，将制造业向智能化转型。

计划特别注重吸引中小企业参与，力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者，同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者。

200020102013国外发展现状-日本智能制造系统新制造业战略I-Japan活力ICT日本计划1989年20世纪90年代2009年2012年日本1989年提出智能制造系统，且于1994年启动了先进制造国际合作研究项目，包括了公司集成和全球制造、制造知识体系、分布智能系统控制、快速产品实现的分布智能系统技术等。

日本政府从20世纪90年代中期开始实施“新制造业”战略，利用信息技术改造和提升日本制造业。

2000年以来，日本“新制造业”战略重点转变为智能型制造业。

日本IT战略本部制定了至2015年的中长期信息技术发展战略该战略计划“I-Japan”。

该战略计划通过信息通信技术与产业的融合，从根本上提高生产效率，提高产品的附加值，开拓新的市场，使日本经济保持全球领先地位。

由三个关键部分组成,一是建立电子政务,医疗保健和人才教育核心领域信息系统,二是培育新产业,三是整顿数字化基础设施。

2012年7月，活力ICT日本计划出台。

新ICT战略重点聚焦大数据时代所需的云计算、传感器、社会化媒体等智能技术开发，使日本经济保持全球领先地位。

新医疗技术开发、缓解交通拥堵等公共领域将会得到大数据带来的便利与贡献。

我国智慧产业最新发展2011年4月2011年11月2012年2013年2013年，国家发改委、工信部等八个政府部门共同起草了关于促进智慧城市健康发展的指导意见，指出要建设一批各具特色、成效显著、具有示范效应的智慧城市，在保障和改善民生、创新社会管理、保护生态环境、调整产业结构等方面取得积极成效，为我国城市转型发展提供新模式。

国家发布智能制造装备产业“十二五”发展规划，规划中提出要大力培育和发展智能制造装备产业。

提出了智能装备产业发展的目标是：

到2015年，产业规模快速增长。

产业销售收入超过10000亿元，年均增长率超过25%，工业增加值率达到35%；到2020年，产业销售收入超过30000亿元。

工业和信息化部发布了物联网“十二五”发展规划，在重点领域应用示范工程中提出发展“智能工业”，在生产过程控制、生产环境监测、制造供应链跟踪、产品全生命周期监测、安全生产和节能减排等领域应用物联网技术。

工信部、科技部、财政部、商务部、国资委联合印发了关于加快推进信息化与工业化深度融合的若干意见，把“智能发展，建立现代生产体系”作为推动两化深度融合的基本原则之一。

该意见提出把智能发展作为信息化与工业化融合长期努力的方向。

推动云计算、物联网等新一代信息技术应用，促进工业产品、基础设施、关键装备、流程管理的智能化和制造资源与能力协同共享，推动产业链向高端跃升。

2015年2015年5月8日，国务院正式印发中国制造2025，到2025年，制造业整体素质大幅提升，创新能力显著增强，全员劳动生产率明显提高，两化融合迈上新台阶。

重点行业单位工业增加值能耗、物耗及污染物排放达到世界先进水平。

形成一批具有较强国际竞争力的跨国公司和产业集群，在全球产业分工和价值链中的地位明显提升。

我国智慧产业发展宁波智慧交通智慧交通建设以“四个系统建设”为核心：

城市道路交通监控系统、交通视频监控系统、高清拍摄系统、动静态交通诱导系统建设。

此外，