引言:交流與對(duì)話是人類生活的重要組成,能與物對(duì)話嗎?能召喚它們?yōu)槿祟惙?wù)嗎?假如能,什么技術(shù)能實(shí)現(xiàn)呢?這就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),而實(shí)現(xiàn)這一切的基礎(chǔ)設(shè)施就是物聯(lián)網(wǎng)。
物聯(lián)網(wǎng)到底是什么?
1999年11月2日,我在莫尼黑訪問(wèn)時(shí),德國(guó)專家介紹了未來(lái)的汽車與交通:汽車將采用清潔能源、無(wú)人駕駛,當(dāng)你想去那里,只需告訴汽車就可以了,汽車會(huì)在網(wǎng)絡(luò)控制下自動(dòng)行駛到達(dá)目的地。在網(wǎng)絡(luò)中,汽車可以像魚群一樣高速行駛,交通堵塞與交通事故將不再發(fā)生。實(shí)現(xiàn)這一切的關(guān)鍵是需要一個(gè)具有高精度衛(wèi)星定位的“智能交通管理網(wǎng)”和符合該網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的汽車,當(dāng)時(shí)我只將它當(dāng)成了一個(gè)科學(xué)幻想,并沒(méi)有真正在意。
2005年11月,在突尼斯舉行的“信息社會(huì)世界峰會(huì)”上,國(guó)際電信聯(lián)盟正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。并描繪出“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代的圖景:當(dāng)司機(jī)出現(xiàn)操作失誤時(shí)汽車會(huì)自動(dòng)報(bào)警;公文包會(huì)提醒主人忘帶了什么;衣服會(huì)“告訴”洗衣機(jī)對(duì)顏色和水溫的要求等。
物聯(lián)網(wǎng)的概念實(shí)際上就是將物體(或物品)通過(guò)信息傳感設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái),進(jìn)行信息交換和通訊,實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。在此基礎(chǔ)上,人類可以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)地管理生產(chǎn)和生活,達(dá)到“智慧”狀態(tài),提高資源利用率和生產(chǎn)力水平。
現(xiàn)在,我們應(yīng)該知道前面提到的“智能交通管理網(wǎng)”就是物聯(lián)網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)的眾多功能之一,但受技術(shù)限制,在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的初期還無(wú)法實(shí)現(xiàn),甚至不能作為實(shí)現(xiàn)的目標(biāo),但隨著技術(shù)的進(jìn)步、物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的深入,這一切比將成為現(xiàn)實(shí)。
今天,我們才開始走向“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代,人的意識(shí)、法律法規(guī)、技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)等還需要一個(gè)漫長(zhǎng)的時(shí)間去適應(yīng)。物聯(lián)網(wǎng)的概念、定義和實(shí)現(xiàn)的目標(biāo),也將隨著社會(huì)的進(jìn)步、需求的變化、技術(shù)的發(fā)展及建設(shè)的深入而改變。
讓物品說(shuō)話的技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)的概念打破了之前的傳統(tǒng)思維,過(guò)去我們一直是將物理基礎(chǔ)設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施分開,一方面是公路、建筑、汽車、家電等物體,而另一方面是數(shù)據(jù)中心,個(gè)人電腦、互聯(lián)網(wǎng)等。而物聯(lián)網(wǎng)將其整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施,像是一個(gè)新的地球,世界在上面運(yùn)轉(zhuǎn)。
它是一個(gè)覆蓋世界上萬(wàn)事萬(wàn)物的網(wǎng)絡(luò),物品在網(wǎng)絡(luò)中,能夠彼此進(jìn)行“交流”,而無(wú)需人的干預(yù)。其實(shí)質(zhì)是利用射頻自動(dòng)識(shí)別(RFID)技術(shù)、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、全球定位系統(tǒng)及信息技術(shù)等構(gòu)建網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)物品的自動(dòng)識(shí)別和信息的互聯(lián)與共享及智能社會(huì)。
RFID在標(biāo)簽中存儲(chǔ)著符合網(wǎng)絡(luò)規(guī)范的信息讓物體(物品)“說(shuō)話”,傳感網(wǎng)絡(luò)對(duì)物品的信息進(jìn)行自動(dòng)采集、處理,實(shí)現(xiàn)物品的識(shí)別,GPS對(duì)物體定位,并通過(guò)開放的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息交換、共享與控制,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的“透明”管理。
正泰的物聯(lián)網(wǎng)機(jī)遇
今天,我們家中,自動(dòng)抄收的電能表,可視房門監(jiān)視電話、自動(dòng)煤氣探測(cè)、聯(lián)網(wǎng)報(bào)警系統(tǒng)等其實(shí)就是物聯(lián)網(wǎng)智能家居的初級(jí)模式;指紋門禁考勤、聯(lián)網(wǎng)刷卡系統(tǒng)等都是物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)容之一,只是還沒(méi)有加裝RFID標(biāo)簽、也沒(méi)有按物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范;而且,國(guó)網(wǎng)公司用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)已經(jīng)拉開了中國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)的大幕,可以說(shuō)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)已在不知不覺中開始了。
物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)構(gòu)成包括物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架技術(shù)和智能物品設(shè)計(jì)與改造技術(shù)兩大類,目前,人們關(guān)心的主體還局限于構(gòu)架物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù),事實(shí)上要真正建立一個(gè)有效的物聯(lián)網(wǎng),必需有廣泛的支持該網(wǎng)絡(luò)的各類智能物品及規(guī)模,有了智能物品網(wǎng)絡(luò)才能運(yùn)轉(zhuǎn),具備了規(guī)模,才能使物品的智能發(fā)揮作用。例如,溫州有300萬(wàn)輛汽車,且只有1萬(wàn)輛汽車符合物聯(lián)網(wǎng)規(guī)范,就不可能形成一個(gè)“智能交通管理網(wǎng)”。
智能物品涉及到世間萬(wàn)物,對(duì)于任何要接入物聯(lián)網(wǎng)的物品都要按照物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)或改造,可以說(shuō)技術(shù)領(lǐng)域遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)行業(yè),這才是物聯(lián)網(wǎng)帶給我們真正的發(fā)展機(jī)遇,它必將催化中國(guó)乃至世界生產(chǎn)力的變革,并改變今天的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與格局。我們應(yīng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)與技術(shù)發(fā)展進(jìn)行跟蹤研究,并對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行分析處理,找到我們可以接入的產(chǎn)品領(lǐng)域,實(shí)施切入。
正泰是清潔能源及智能電氣解決方案供應(yīng)商,覆蓋高低壓電器、輸配電設(shè)備、儀器儀表、工業(yè)自動(dòng)化、建筑電器、光伏電池及組件系統(tǒng)和汽車電器等產(chǎn)業(yè),而且已經(jīng)制定了切實(shí)可行的智能電網(wǎng)設(shè)備發(fā)展方案,并已開始實(shí)施。正泰的第二代高效非晶微晶薄膜光伏電池、全系列光伏逆變器、光伏發(fā)電并網(wǎng)解決方案,智能電表、用電信息采集系統(tǒng),智能輸變電成套設(shè)備、智能高壓開關(guān)和變壓器、智能變電站、電力電纜、“交鑰匙”總包工程等處于領(lǐng)先地位;而且,智能電表、自動(dòng)抄表系統(tǒng)(AMR)、負(fù)荷控制系統(tǒng)等已經(jīng)用于國(guó)家電網(wǎng)公司用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)中。因此,智能電網(wǎng)建設(shè)應(yīng)是我們首先要介入的重點(diǎn),并以此為基礎(chǔ)向物聯(lián)網(wǎng)的其他領(lǐng)域擴(kuò)展,以下產(chǎn)品與系統(tǒng)可以成為我們發(fā)展的重點(diǎn):
一、 可再生能源及其計(jì)量管理系統(tǒng)
可再生能源包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、燃料電池和燃?xì)饫錈犭娙?lián)供等多種形式,包括幾種發(fā)電和分布式發(fā)電兩種方式,分布式發(fā)電是指建在用戶端的可再生能源發(fā)電方式??稍偕茉词侨〈鷤鹘y(tǒng)生化資源是解決能源危機(jī)、減少溫室氣體排放及環(huán)境污染最有效的方法與措施。因此,可再生能源利用成為了智能電網(wǎng)建設(shè)的重中之重。
由于可再生能源具有不可控性,需要多種能源有機(jī)的配合使用,才能滿足變化的電力需求。而實(shí)現(xiàn)這一切的關(guān)鍵設(shè)備就是分布式能源計(jì)量與管理系統(tǒng)。
二、 AMI、ADO、ATO、AAM
AMI(Advanced Metering Infrastructure)先進(jìn)計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施、 ADO(Advanced Distribution Operations)先進(jìn)配電運(yùn)行體系、ATO(Advanced Transmission Operations )先進(jìn)輸電運(yùn)行體系和AAM(Advanced Asset Management)先進(jìn)資產(chǎn)管理體系是涉及智能電網(wǎng)“發(fā)、輸、變、配、用、調(diào)”的全過(guò)程的關(guān)鍵設(shè)備與系統(tǒng)。
AMI是用來(lái)采集、計(jì)量、測(cè)量、儲(chǔ)存、分析和運(yùn)用(用戶)信息的完整網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),已經(jīng)超出了儀表和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備范疇,由智能電表、廣域通信網(wǎng)絡(luò)、測(cè)量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和用戶戶內(nèi)網(wǎng)絡(luò)四部分組成。涉及傳感與檢測(cè)、通信、輸配電、網(wǎng)絡(luò)、電力電子、儲(chǔ)能等技術(shù)領(lǐng)域。
ADO和ATO范圍涉及輸電、變電、配電和調(diào)度,包括智能輸變電成套設(shè)備、智能高壓開關(guān)和變壓器、智能變電站、電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、配電自動(dòng)化系統(tǒng)、電力電纜等。
三、 電動(dòng)汽車充電站及營(yíng)業(yè)管理系統(tǒng)
發(fā)展電動(dòng)汽車是解決能源危機(jī)、減少碳排放最有效方法與措施,也是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)智能交通管理網(wǎng)的基礎(chǔ)之一。2010年4月,國(guó)家電動(dòng)汽車充電站系列標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布,同時(shí)國(guó)網(wǎng)和南網(wǎng)先后公布了電動(dòng)汽車充電站建設(shè)規(guī)劃。僅國(guó)網(wǎng)就計(jì)劃到2020年在全國(guó)范圍內(nèi)建立1.4萬(wàn)座電動(dòng)汽車充電站和充電樁,總投資323億元人民幣。
發(fā)展電動(dòng)汽車將涉及電動(dòng)汽車、車用電池、智能配電網(wǎng)、充電站及充電樁等。充電站主要設(shè)備:充電機(jī)、充電樁、電能計(jì)量與監(jiān)控設(shè)備、有源濾波裝置、交直流轉(zhuǎn)換裝置、變壓器、配電柜及電纜等。
四、 其他
電器開關(guān)、接觸器、斷路器等控制器件將是物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中應(yīng)用量相當(dāng)大的產(chǎn)品,但要接入物聯(lián)網(wǎng)這些器件就必須符合物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)規(guī)范,滿足規(guī)范的重點(diǎn)。
嵌入式智能電表是智能家居中家用電器的必備器件,與智能電表十分相似,但智能電表是終端產(chǎn)品,而嵌入式智能電表是家電中的器件,他們技術(shù)相近、功能類似,但產(chǎn)品形式、技術(shù)要求、使用方法差別很大,成本、集成度、體積和嵌入方式是研究的重點(diǎn)。
三網(wǎng)合一必將成為物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),國(guó)家電網(wǎng)公司已經(jīng)開始在沈陽(yáng)等地利用嵌入光纖電纜進(jìn)行光纖入戶的三網(wǎng)合一試點(diǎn),基于先進(jìn)光纖通信(EPON)的智能電表、嵌入光纖電纜及三網(wǎng)合一設(shè)備都是我們可以擴(kuò)展產(chǎn)品范圍。
結(jié)束語(yǔ):從我們的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分析,我們的產(chǎn)品多數(shù)屬于可以接入物聯(lián)網(wǎng)物品,但需要按物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)要求與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改進(jìn)或重新設(shè)計(jì)??梢哉f(shuō)物聯(lián)網(wǎng)給我們帶來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇,但機(jī)遇的到來(lái),風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)隨之而來(lái),原本清晰的產(chǎn)業(yè)界限在逐步消失,相互滲透成為必然。如跟不上發(fā)展速度,原有的市場(chǎng)也可能隨著物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的深入而流失。
因此,我們現(xiàn)在應(yīng)該分析現(xiàn)有產(chǎn)品接入物聯(lián)網(wǎng)的可能性,以及接入需要的改進(jìn)措施與技術(shù)方案,并開始為我們重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)品接入物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備,準(zhǔn)確掌握物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)律,適時(shí)切入,我們必將迎來(lái)美好的明天。