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物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決方案范文1

關(guān)鍵詞：電梯物聯(lián)網(wǎng)；OFDM；頻率壓縮技術(shù)；數(shù)字信號

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2016）03-00-02

0 引 言

物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在智能電網(wǎng)、智能交通、智能物流、智能醫(yī)療、智能家居等諸多領(lǐng)域有了長足的發(fā)展，全國在用電梯的數(shù)量到2014年已接近300萬臺，電梯作為一種特殊的垂直交通工具，每天要運(yùn)送數(shù)千萬乘客，電梯的安全運(yùn)行和可靠運(yùn)行已經(jīng)成為社會關(guān)心的一大話題[1]。電梯物聯(lián)網(wǎng)是由電梯制造商、電梯維保服務(wù)商、政府相關(guān)監(jiān)管部門、電梯運(yùn)營部門等多方構(gòu)想解決電梯安全、可靠運(yùn)行問題的有效方案，并利用電梯的運(yùn)行平臺打造一個升值業(yè)務(wù)空間，但電梯轎箱與電梯物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)中心之間的高速IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)[2-4]，如監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)、電信業(yè)務(wù)和廣告等，以及低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)[5-7]，如各種傳感器、應(yīng)急話音等[8，9]的傳輸是目前領(lǐng)域的一個難題。困難產(chǎn)生的原因有如下幾點(diǎn)：

（1）電梯井內(nèi)的動力、照明、風(fēng)扇、控制、通信等，各種電纜都會產(chǎn)生電磁輻射，并且電磁輻射種類、強(qiáng)度、特性和時段各異，弄清楚干擾的類型非常困難，如何抗干擾更是難上加難；

（2）電梯運(yùn)行的井道實(shí)際情況多種多樣（粗細(xì)、高度、鋼筋多少等各不相同），因此隨行電纜也會“接收”這些情況各異的干擾，即干擾電磁場在電纜上產(chǎn)生干擾感應(yīng)電流，這個干擾感應(yīng)電流也就會在電纜外導(dǎo)體（編織網(wǎng)）縱向電阻上產(chǎn)生干擾感應(yīng)電壓（電動勢），這個干擾感應(yīng)電壓剛好串聯(lián)在視頻信號傳輸回路“長長的地線”中，從而形成干擾；

（3）電梯的載重、運(yùn)行速度、電力環(huán)境等非常復(fù)雜；

（4）新、老、舊電梯共存，傳輸環(huán)境各異；

（5）電梯橋箱的增值業(yè)務(wù)、質(zhì)量監(jiān)控業(yè)務(wù)量與日俱增，電磁空間環(huán)境與日惡化。

本文針對電梯物聯(lián)網(wǎng)的傳輸困難，提出了一套創(chuàng)新性的解決方案，利用電梯已有的220 V電力照明線路，進(jìn)行數(shù)字信號的傳輸，通過自主知識產(chǎn)權(quán)專利技術(shù)解決了數(shù)字信號的長距離、穩(wěn)定傳輸以及工程施工布線等難題。

1 傳輸解決方案

1.1 傳輸系統(tǒng)能力和特點(diǎn)

（1）采用隨行的220 V照明電纜，無須重新布線和復(fù)雜的配置，即插即用，大大簡化了施工難度；

（2）傳輸距離遠(yuǎn)，最遠(yuǎn)可達(dá)500 m，速率不低于15 Mb/s（應(yīng)用層的業(yè)務(wù)速率）。

（3）可提供以太網(wǎng)的數(shù)字接口，傳輸為全數(shù)字化；

（4）支持基于IP的話音、高清連續(xù)碼流的視頻圖像，高清的IP廣告業(yè)務(wù)，以及傳感器接入業(yè)務(wù)等；

（5）能夠?qū)崿F(xiàn)老舊電梯機(jī)房通過值班電話進(jìn)行寬帶業(yè)務(wù)傳輸?shù)哪康摹?/p>

1.2 傳輸系統(tǒng)架構(gòu)

（1）轎箱的設(shè)備連接方式

在電梯轎廂頂端部署一個傳輸設(shè)備，對下接轎箱的傳感器、電話、數(shù)字高清攝像頭、IP廣告機(jī)等；對上接電梯轎箱的隨行照明電纜。圖1所示為轎頂端的安裝示意圖。

（2）轎箱的設(shè)備互聯(lián)接口

①對隨行電纜的接口：壓線端子；

②對轎箱照明燈、風(fēng)扇和AC220 V插座的接口：壓線端子，最大通過電流為5 A；

③對轎箱業(yè)務(wù)接口

a.數(shù)字IP高清攝像頭：RJ-45；

b.數(shù)字IP廣告機(jī)：RJ-45；

c.轎箱對講電話接口：RJ-45；

d.轎箱各種傳感器接口：RS-485.

（3）樓頂電梯機(jī)房的設(shè)備連接方式

在樓頂?shù)碾娞輽C(jī)房部署另一個傳輸設(shè)備，對下接電梯轎箱的隨行照明電纜，對上接電梯物聯(lián)網(wǎng)的DTU設(shè)備，DTU設(shè)備通過互聯(lián)網(wǎng)接入電梯物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營服務(wù)中心。圖2所示為控制機(jī)房端的安裝示意圖。

（4）樓頂機(jī)房的設(shè)備互聯(lián)接口

①對機(jī)房AC220 V電源線的接口：壓線端子；

②對隨行電纜的接口：壓線端子，最大通過電流為5 A；

③對機(jī)房DTU設(shè)備的業(yè)務(wù)接口：RJ-45。

2 方案設(shè)備介紹

數(shù)字傳輸設(shè)備選用廣東廣聯(lián)電子科技有限公司的GL-PI240NC電梯隨行電纜電力線適配器。本款產(chǎn)品針對電梯強(qiáng)干擾遠(yuǎn)距離數(shù)字傳輸?shù)男袠I(yè)領(lǐng)域設(shè)計(jì)，適用于比較惡劣的環(huán)境。本產(chǎn)品采用IEEE.P1901標(biāo)準(zhǔn)，基于OFDM調(diào)制解調(diào)技術(shù)及頻率壓縮技術(shù)，在2 MHz～7 MHz的頻帶范圍內(nèi)，劃分為高達(dá)432個子載波進(jìn)行高速通信，物理層速率達(dá)到240 Mp/s。產(chǎn)品按照應(yīng)用行業(yè)和使用環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，通過靜電、輻射、傳導(dǎo)、雷擊、高溫濕熱等可靠性測試，產(chǎn)品滿足在電梯隨行電纜上傳輸高速數(shù)字信號的各種應(yīng)用需求。

GL-PI240NC電梯隨行電纜電力線適配器提供一個RS485接口和一個100 Mb/s以太網(wǎng)接口。本品可設(shè)置開關(guān)按鈕，可根據(jù)具體需要將其設(shè)置成局端（Master）或者終端（Slave），在實(shí)際使用時，按照如下流程進(jìn)行安裝：

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決方案范文2

物流行業(yè)信息化

突出貢獻(xiàn)企業(yè)、

行業(yè)信息化

典范應(yīng)用獎

“感知航道”采用多傳感器集成的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、海量數(shù)據(jù)處理及傳輸與存儲檢索、可伸縮分布式電子航道圖、數(shù)據(jù)鏈立體溝通體系等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對航道、船閘及船舶的全區(qū)域、全過程的及時、動態(tài)、準(zhǔn)確、有效的監(jiān)測、溝通、管理和服務(wù)。

“感知航道”解決方案是以物聯(lián)網(wǎng)為主要技術(shù)手段，以航道智能化為目標(biāo)，以航道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及交通航運(yùn)信息采集為核心，通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，建立各個部門相互協(xié)調(diào)的、一體化的、高效優(yōu)質(zhì)的、信息共享互聯(lián)互通的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，形成科學(xué)的、智能化的、可視化的內(nèi)河航道綜合信息智能化應(yīng)用服務(wù)平臺。

“感知航道”解決方案采用多傳感器集成的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、海量數(shù)據(jù)處理及傳輸與存儲檢索、可伸縮分布式電子航道圖、數(shù)據(jù)鏈立體溝通體系等信息化技術(shù)和手段，實(shí)現(xiàn)了對航道、船閘及船舶的全區(qū)域、全過程的及時、動態(tài)、準(zhǔn)確、有效的監(jiān)測、溝通、管理和服務(wù)。

“感知航道”解決方案以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對船舶密度、船舶交通量、船舶運(yùn)量、航道設(shè)施及水位狀態(tài)、航道斷面等要素感知。并利用GIS、圖形圖像識別、虛擬現(xiàn)實(shí)等新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)航道管理、船舶交通量管理、船舶密度、船舶運(yùn)量管理、電子巡航、船閘管理等航務(wù)管理信息系統(tǒng)一體化集成，實(shí)現(xiàn)航務(wù)管理智能化。該解決方案技術(shù)先進(jìn)，特別是在船舶載重分析，動態(tài)圖形合成，圖形圖像識別，水文地質(zhì)斷面分析等多個專業(yè)領(lǐng)域達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。

“感知航道”解決方案具有如下特點(diǎn)：

全覆蓋的無線傳感網(wǎng)絡(luò)和各種傳感器值守單元的熱插拔，基于多傳感數(shù)據(jù)融合的航道智能感知體系，建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，船閘及多級船閘間的智能交通誘導(dǎo)與控制，通航能力分析模型的建立，航道水下立體斷面數(shù)據(jù)處理，大數(shù)量的數(shù)據(jù)安全及時傳輸與存儲檢索，GIS與VR的集成。

典型用戶案例之蘇南運(yùn)河無錫段感知航道：

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決方案范文3

關(guān)鍵詞：智能交通；物流；公共安全；基礎(chǔ)設(shè)施

西門子是中國交通及物流行業(yè)長期可靠的合作伙伴。西門子交通與物流集團(tuán)整合了西門子在交通、運(yùn)輸和物流管理方面的優(yōu)勢，可以為客戶優(yōu)化其客運(yùn)及貨運(yùn)服務(wù)提供全面的解決方案。其業(yè)務(wù)范圍涵蓋了從鐵路自動化到基礎(chǔ)設(shè)施物流，從智能交通系統(tǒng)到電動交通技術(shù)等多個方面。在過去的幾十多年間，西門子交通與物流集團(tuán)成功地為中國交通基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展和現(xiàn)代化作出了貢獻(xiàn)。在軌道交通方面，集團(tuán)為北京、上海、廣州、深圳、南京、重慶、蘇州的城市軌道交通建設(shè)提供信號系統(tǒng)，還為多條主要干線鐵路提供了先進(jìn)的信號控制系統(tǒng)；在基礎(chǔ)物流方面，包括為北京首都國際機(jī)場三號航站樓提供了世界一流的行李處理系統(tǒng)，以及為北京綜合郵件處理中心提供先進(jìn)的信函分揀機(jī)；在道路交通方面，為武漢提供了中國迄今為止最大的城市交通控制系統(tǒng)交鑰匙項(xiàng)目；在電動交通方面，成功在上海建立電動汽車充電設(shè)施。西門子交通與物流集團(tuán)在中國的總部設(shè)于北京，并在西安成立了合資企業(yè)，為中國和海外市場生產(chǎn)信號控制系統(tǒng)。

2012年5月23日，借陜西省公安廳科技處和陜西安全技術(shù)防范管理辦公室舉辦《2012中國（西安）國際社會公共安全產(chǎn)品暨警察反恐技術(shù)裝備博覽會》的機(jī)會，《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》雜志記者對西門子交通與物流集團(tuán)進(jìn)行了采訪。

《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》：在西門子眼中，目前全世界范圍內(nèi)，智能交通發(fā)展的現(xiàn)狀怎樣？而中國智能交通又有怎樣的特點(diǎn)？

西門子：世界各地的城市都面臨一個相同的難題：如何讓擴(kuò)建潛力越來越小的路網(wǎng)滿足日益增加的交通流量的需求，同時還要滿足城市的流動性要求和環(huán)保要求。眾所周知，中國的智能交通在經(jīng)歷了兩個五年計(jì)劃的發(fā)展后，總體上取得了一定的成果，基本構(gòu)建了中國智能交通科技的基礎(chǔ)。西門子在中國智能交通行業(yè)的發(fā)展已有十多年，我們也見證了中國近幾年的快速發(fā)展，特別是通過技術(shù)引進(jìn)和自主創(chuàng)新，一些先進(jìn)技術(shù)逐漸在中國部分大城市交通部門得到應(yīng)用。以區(qū)域發(fā)展情況看，北京、上海、廣州等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市的智能交通建設(shè)已經(jīng)初具規(guī)模，而中西部地區(qū)主要還集中在高速公路收費(fèi)系統(tǒng)，城市內(nèi)部的智能交通系統(tǒng)有待繼續(xù)建設(shè)和完善。

《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》：顯而易見，西門子在傳統(tǒng)交通行業(yè)領(lǐng)域能夠提供幾乎涵蓋所有環(huán)節(jié)的產(chǎn)品，而在智能交通時代，西門子將如何定位自己的角色？西門子將以哪個角度作為切入點(diǎn)？

西門子：時展的大趨勢對我們的交通出行造成的壓力不斷增加。城市化、全球化和人口變化對現(xiàn)在和未來的交通出行帶來了巨大挑戰(zhàn)。越來越多的人員和貨物必須在盡可能短的時間里安全地運(yùn)送到其目的地。這個艱巨的任務(wù)只能采用一流的解決方案來完成——同時這些方案必須經(jīng)濟(jì)環(huán)保。這正是西門子憑借作為跨國企業(yè)可獲得的各種資源，每天致力于完成的目標(biāo)。西門子致力于提供全面的解決方案，兼顧安全、高效和環(huán)保各個方面，無論該解決方案的應(yīng)用對象是大城市、小村莊還是高速公路系統(tǒng)。

《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》：在西門子眼中，智能交通的“智能化”體現(xiàn)在哪里？而西門子在這方面有什么獨(dú)特的優(yōu)勢？

西門子：首先，西門子擁有市場領(lǐng)導(dǎo)者的豐富交通經(jīng)驗(yàn)。在交通管理的發(fā)展歷史中，西門子書寫了重要的篇章，我們在全球已經(jīng)設(shè)計(jì)和搭建了1 000多個交通管理中心，這是其他公司所無法比擬的。憑借我們多年來在交通領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)，我們的專業(yè)優(yōu)勢和經(jīng)驗(yàn)必然會為每個新客戶和新項(xiàng)目帶來大力幫助。

其次，西門子提供綜合、綠色的智能交通管理解決方案。我們的模塊化交通管理中心平臺，將目前普遍存在的孤島式交通管理、交通控制和停車誘導(dǎo)等應(yīng)用進(jìn)行深入的整合，以解決不同城市所面臨的交通問題，避免擁堵，提高交通暢通性，減少交通引起的總體環(huán)境壓力，而在從前這幾乎是不可能的。

同時，西門子擁有客戶友好的創(chuàng)新管理。多年來，城市交通基礎(chǔ)設(shè)施不斷發(fā)展，一般情況下各種新老設(shè)備都在同時使用。有鑒于此，我們特別注意我們的新技術(shù)必須具備與現(xiàn)有系統(tǒng)兼容的特性。在實(shí)現(xiàn)和實(shí)施我們的每一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)時，我們都充分考慮了將新的交通管理和交通控制中心與現(xiàn)有設(shè)備和系統(tǒng)有機(jī)銜接、共同工作，以保證項(xiàng)目實(shí)施能夠節(jié)約相應(yīng)的市政預(yù)算。

此外，西門子還有一項(xiàng)優(yōu)勢，即從產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初就專注于打造可持續(xù)性的系統(tǒng)。早在開發(fā)過程中，就考慮到產(chǎn)品的整個使用周期。西門子使用可再生材料，為可持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新的環(huán)境管理認(rèn)真地履行著自己應(yīng)盡的責(zé)任。

《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》：西門子在華與本土企業(yè)有多種合作體系，在智能交通領(lǐng)域，西門子的合作平臺是怎樣的？合作如何開展？對于合作伙伴，西門子能提供什么樣的幫助，以及對他們的要求是怎樣的？

西門子：西門子致力于成為中國“綜合綠色交通”建設(shè)的忠實(shí)合作伙伴。我們愿為中國城市交通提供咨詢，借鑒先進(jìn)的國際經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合中國城市的實(shí)際情況，采用多種分析方法提供建議和咨詢服務(wù)。

西門子同時期待與中國城市建立定期的聯(lián)絡(luò)溝通機(jī)制，如高層互訪、研討會等，加深合作。西門子財(cái)務(wù)服務(wù)集團(tuán)在中國通過一流的解決方案來滿足客戶的融資需求。世界各地要求更好更安全的交通運(yùn)輸解決方案的呼聲越來越高，但是迫切需要進(jìn)行改造的項(xiàng)目卻常常受到有限的公共資金的影響。與西門子財(cái)務(wù)服務(wù)一起合作，我們可以向公共部門提供一系列個性化的融資解決方案，這些解決方案已經(jīng)成功地在世界各地執(zhí)行和實(shí)施了最先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)。

西門子愿與本地交通與物流行業(yè)專業(yè)人才進(jìn)行交流。

《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》：如何面對跨國企業(yè)在技術(shù)上的競爭及本土企業(yè)在產(chǎn)品上的追趕？如何應(yīng)對成本方面的局限性？

西門子：西門子公司是世界上最成功的創(chuàng)新技術(shù)交通基礎(chǔ)設(shè)施的供應(yīng)商之一。全球范圍的人們都在使用我們的先進(jìn)技術(shù)和解決方案。

創(chuàng)新是西門子的生命之源，西門子在全球30多個國家擁有160個研發(fā)基地，在中國擁有16個研發(fā)中心，全球研發(fā)人員約為27 800人，2011財(cái)政年度研發(fā)投資達(dá)39.25億歐元，占營業(yè)收入的5.3%。我們認(rèn)為，持續(xù)的創(chuàng)新能夠使我們?nèi)〉米吭降某晒?。我們不斷地?cái)U(kuò)大自身的技術(shù)領(lǐng)先地位以及質(zhì)量和可靠性，從而使我們能夠隨時為客戶提供最新、最有效的解決方案。

《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》：在演講中，西門子提到了陜西太白縣的智能交通系統(tǒng)，在中國西部，最能夠被接受的產(chǎn)品和業(yè)務(wù)有哪些？這些技術(shù)、產(chǎn)品、平臺在普及過程中，遇到的主要困難是什么？

西門子：在西門子基礎(chǔ)設(shè)施與城市業(yè)務(wù)領(lǐng)域中，匯集了交通、運(yùn)輸和物流管理方面所需的所有專業(yè)知識和技能。國際和本地專業(yè)知識的結(jié)合，可確保項(xiàng)目運(yùn)作始終安全順利。

為了減少道路上四處駕駛尋找停車位的車輛，西門子提供先進(jìn)的停車誘導(dǎo)系統(tǒng)和車位管理系統(tǒng)，通過優(yōu)化的停車方案及停車位的使用率改善城市的交通，真正體現(xiàn)智能的交通應(yīng)用。

交通量的不斷增加導(dǎo)致越來越多的高速公路和快速公路出現(xiàn)交通擁堵，尤其在高峰時段，這種擁堵對旅行時間、交通安全和與交通有關(guān)的污染排放均會產(chǎn)生負(fù)面的影響。西門子提供實(shí)時交通管理和先進(jìn)的控制系統(tǒng)，幫助提高高速公路的使用效率和效益，縮短旅行時間，減少高速公路上的交通擁堵。

通常城市交通主干道極易出現(xiàn)交通中斷和行車速度減緩的情況。西門子提供智能交通信號燈控制解決方案，我們稱其“綠波”，它能夠使整條車龍連續(xù)順暢地通過各個交叉路口。此外，西門子還擁有其他智能交通解決方案，包括旅行信息解決方案，從相關(guān)數(shù)據(jù)的采集一直到路邊交通信息顯示或通過互聯(lián)網(wǎng)及移動設(shè)備獲得綜合交通信息等，從而使出行者綜合使用各種交通方式，提高出行效率。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決方案范文4

2007年8月的一天，北京西三旗建材城東路的佰能電氣公司一反往日的平靜。公司高層在這一天集體決定，將隸屬于中鋼集團(tuán)的佰能電氣一分為三，其中新成立一家時代凌宇科技有限公司(下稱“時代凌宇”)，主打物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品和解決方案。

對于這樣的改變，佰能電氣公司對外的解釋是，讓公司拳頭業(yè)務(wù)部門能夠“術(shù)業(yè)有專攻”。佰能電氣隸屬于原冶金工業(yè)部，是中關(guān)村一家以工業(yè)控制為主的高新技術(shù)企業(yè)，主要面向鋼鐵行業(yè)。相對而言重工業(yè)是一個夕陽產(chǎn)業(yè)，于是自2000年起佰能電氣開始往建筑智能化和城市信息化發(fā)展。2007年左右，考慮到工控主要偏強(qiáng)電領(lǐng)域，智能化和信息化偏弱電領(lǐng)域，而兩者的行業(yè)背景、發(fā)展方向、針對的用戶群、技術(shù)特點(diǎn)、所需人才都不同，很難平衡發(fā)展，因此佰能電氣決意變革。

原佰能電氣繼續(xù)做工控和清潔能源，新成立的時代凌宇脫胎為做高端智能建筑和軟硬件開發(fā)，第三家是與德國合資的制造工廠，制造高低壓以及控制設(shè)備。

后來，員工將公司的股份買來，原有的國有股份退出，成為了現(xiàn)在的民營公司。

黃孝斌就是在這個時候被委以重任，掌管時代凌宇。如同哥倫布只帶上了勇氣出發(fā)尋找新大陸，黃孝斌也僅憑一種信念開始了創(chuàng)業(yè)之旅。這個畢業(yè)于北京科技大學(xué)(原鋼鐵學(xué)院)并在佰能電氣工作了8年的年輕博士，帶著分來的30號人開始了新的摸索。

與IBM的爭與和

盡管黃孝斌手頭有30L的團(tuán)隊(duì)，但對于當(dāng)時沒有知名度、待遇不高、前景不確定的時代凌宇，有人還是充滿疑慮，這一度讓黃孝斌情緒低落。幸運(yùn)的是，有人愿意跟他干。在他看來，認(rèn)同他的理想將是雙方合作的前提。當(dāng)然，理想也僅僅只是前提，“我們也會給這些人_定股權(quán)作為激勵，讓他們成為股東?！?/p>

人才之外，黃孝斌思考最多的莫過于如何讓客戶知道他們的產(chǎn)品。

為了改變這個被動局面，2008年初，時代凌宇投入100多萬元建立了北京市第一個智能城市應(yīng)用創(chuàng)新中心，他們將一些物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵的產(chǎn)品、技術(shù)以及針對城市智能化管理的解決方案進(jìn)行展示。

創(chuàng)新中心專門邀請政府官員、專家、企業(yè)家到他們那里體驗(yàn)擺在桌面上的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。

黃孝斌之所以這么做，其目的就在于：當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)的概念剛剛興起的時候，讓所有來過公司的人都有這樣一個概念，“物聯(lián)網(wǎng)，我在時代凌宇見過?！碑?dāng)別人講到物聯(lián)網(wǎng)都只是在展示PPT時，時代凌宇展示的卻是立體的整體解決方案和實(shí)際應(yīng)用的例子。此時，時代凌宇也成為了國內(nèi)最早對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)行研發(fā)的企業(yè)之一。

這一步，恰恰使時代凌宇進(jìn)入了一個相對藍(lán)海的市場。但也不是全無競爭對手，2007年，在時代凌宇進(jìn)入這個看似很少有國內(nèi)競爭者進(jìn)入的領(lǐng)域時，卻不得不面對像IBM這樣的國際巨鱷。

黃孝斌曾坦言：“與IBM的競爭當(dāng)然會有?！边@主要在于雙方都提供系統(tǒng)的解決方案，在軟硬件產(chǎn)品、咨詢業(yè)務(wù)上有很多類似的地方，因此出現(xiàn)競爭也是自然的現(xiàn)象。

但由于時代凌宇和IBM的核心技術(shù)、核心產(chǎn)品和競爭優(yōu)勢不同，因此他們之間更多的是合作，目前雙方是解決方案和各產(chǎn)品線的合作伙伴，在項(xiàng)目進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)時就開始合作，時代凌宇會選用IBM的存儲、服務(wù)器和基礎(chǔ)軟件，IBM也會選擇一些時代凌宇的產(chǎn)品，以共同完成一個解決方案。

2008年11月底，時代凌宇開始申請成為IBM產(chǎn)品服務(wù)合作伙伴，2009年年初順利通過IBM的資格審查流程，成為其國內(nèi)僅有的幾家服務(wù)合作伙伴之一。

黃孝斌說：“時代凌宇與IBM合作的方式是，如果競爭對手都是國內(nèi)廠商時，由我們主打；競爭對手都是國外廠商時，由IBM主打?！背薎BM，時代凌宇還和運(yùn)營商、研究所及上下游廠商開展合作。

3年一個億

盡管經(jīng)歷了創(chuàng)業(yè)初期的各種考驗(yàn)，但黃孝斌依舊深信物聯(lián)網(wǎng)是未來信息技術(shù)的發(fā)展方向，不過該領(lǐng)域的火熱程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超乎他的想象。

隨著各級政府對城市安全和應(yīng)急管理信息化中物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用日益看重，為相關(guān)政府機(jī)構(gòu)提供城市管理物聯(lián)網(wǎng)解決方案，成了時代凌宇承接最多的項(xiàng)目。2010年初，時代凌宇采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在北京市石景山殘聯(lián)做試點(diǎn)，對重度殘疾的人進(jìn)行監(jiān)測和看護(hù)治療，現(xiàn)在正在往全市推廣。

黃孝斌解釋說，殘疾人出門很不方便，但一套醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以將他們的心跳、血壓測出來通過無線網(wǎng)絡(luò)傳到康復(fù)中心，用攝像頭對著他，那他的一些體表特征醫(yī)生在康復(fù)中心就能看到，醫(yī)生就可以判斷。這樣殘疾人在家里對著電視就可以跟醫(yī)生互動、配合康復(fù)治療。

在黃孝斌看來，隨著通信技術(shù)和體征感知技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)程醫(yī)療在技術(shù)上也不難實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在的主要問題是體征監(jiān)測設(shè)備不夠便捷而且成本過高，后臺的專家診斷系統(tǒng)還不夠完善等，一旦這些問題得以解決，智能醫(yī)療就可以迅速推廣。

不僅僅是醫(yī)療監(jiān)護(hù)，黃孝斌將客戶群擴(kuò)展到了政府管理相關(guān)領(lǐng)域。其中包括：對城市安全應(yīng)急(易燃易爆物品的生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲、使用整個過程)的監(jiān)測、對城市基礎(chǔ)設(shè)施(井蓋、燈桿、地下管網(wǎng)的狀態(tài))的管理、對各種各樣的特種設(shè)備的監(jiān)管。

此后，黃的團(tuán)隊(duì)還協(xié)助北京朝陽區(qū)政府通過電子標(biāo)簽進(jìn)行了對全區(qū)垃圾渣土車和全區(qū)停車場的智能化管理。目前，重慶等城市也在推廣電子車牌，車聯(lián)網(wǎng)的試點(diǎn)也在無錫等城市開展。物聯(lián)網(wǎng)正在把安全便捷的智能交通帶給民眾。

在交通方面，如果給每輛車裝上電子標(biāo)簽(或電子車牌)，可以實(shí)現(xiàn)車輛的審批和執(zhí)法管理、自動收費(fèi)管理、車輛定位以及交通流量管理等政府管理職能。如果給每個停車位裝上傳感器，則可以實(shí)現(xiàn)車位預(yù)定和停車自動引導(dǎo)功能。如果在汽車的主要部位如發(fā)動機(jī)、油箱等部位安裝傳感器，就可以實(shí)現(xiàn)車輛故障的自動診斷；而如果將車輛之間以及車輛與道路及障礙物之間的信息互聯(lián)互通，就可以實(shí)現(xiàn)車輛的自動駕駛和安全防范。

黃孝斌認(rèn)定在城市安全管理方面，如果在所有的城市危險(xiǎn)源都裝上電子標(biāo)簽和危險(xiǎn)狀態(tài)監(jiān)測傳感器，并將這些傳感信息傳到管理平臺，就可以實(shí)現(xiàn)城市安全狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測和安全預(yù)警，實(shí)現(xiàn)事前預(yù)防。隨后，他確實(shí)做成了北京朝陽區(qū)城鄉(xiāng)結(jié)合部居民煤氣罐及一氧化碳濃度的安全狀態(tài)自動檢測系統(tǒng)項(xiàng)目。

如今，無線傳感網(wǎng)技術(shù)正在向整個城市的各個領(lǐng)域滲透。在巨大的市場空間之下，時代凌宇的營業(yè)收入增幅明顯。據(jù)黃透露，2007年時代凌宇成立當(dāng)年收入4002萬元，第二年6000多萬元，第三年則超過1.1億元，并被評為中關(guān)村戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)高成長50強(qiáng)第4名。10年百億

從2010年開始，黃孝斌每天研習(xí)的課題只有2個：如何打造核心技術(shù)的高門檻和開發(fā)更多的應(yīng)用行業(yè)。

為了擴(kuò)大優(yōu)勢，黃孝斌做出了新的決定，將核心的無線傳感技術(shù)融入解決方案。

黃孝斌表示，物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)階段真正的核心技術(shù)和創(chuàng)新的部分在于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。此前，時代凌宇曾在主持承擔(dān)多項(xiàng)重大科研項(xiàng)目并取得成果的基礎(chǔ)上，自主研發(fā)了包括無線遠(yuǎn)程距離身份識別、無線數(shù)據(jù)傳輸和室內(nèi)外精確定位等三大類產(chǎn)品。這也成為其實(shí)現(xiàn)無線傳感網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新的基礎(chǔ)。

對于如何真正在此基礎(chǔ)上做創(chuàng)新，黃孝斌提出了一個“三循環(huán)創(chuàng)新模式”：通過需求促進(jìn)解決方案，從解決方案推動技術(shù)創(chuàng)新，形成需求庫、解決方案庫和技術(shù)庫。黃認(rèn)為，技術(shù)不要直接面向客戶，用戶并不關(guān)心技術(shù)，而是應(yīng)用。同時，針對當(dāng)前無線傳感網(wǎng)整個市場比較小，沒有標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際情況，時代凌宇正試圖以這種強(qiáng)有力的務(wù)實(shí)創(chuàng)新模式，來開拓更多的市場。

在黃孝斌眼中，市場簡單劃分，只有兩類：已有市場和潛在市場。

智能建筑是一個有著剛性需求的市場。這種市場只要有樓盤建成，就必然要上智能化系統(tǒng)，這也是黃的團(tuán)隊(duì)必然要爭取的市場。但更關(guān)鍵的是，時代凌宇必須要著力開拓和培育那些對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可用、可不用的潛在市場。

對于這個未知的領(lǐng)域，時代凌宇還在摸索。

在電信市場上，通過跟一些運(yùn)營商的合作，提高其無線傳感技術(shù)自主產(chǎn)品的市場份額。

黃孝斌還提出了多個解決方案，只是還需要花時間做透市場。比如，將無線傳感技術(shù)跟節(jié)能環(huán)保相結(jié)合，跟安全結(jié)合，可以把產(chǎn)品做進(jìn)清潔能源和安全管控市場，最終形成一種管理模式。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決方案范文5

每年六七月份，馳名的無錫陽山水蜜桃垂掛枝頭，鮮艷欲滴。在3萬畝陽山水蜜桃桃林中，有一片幾十畝的水蜜桃長得特別醒目，這片桃林里還架著十幾只黃色匣子。

“借助物聯(lián)網(wǎng)種出的水蜜桃可能會更大更甜?！睙o錫美新物聯(lián)網(wǎng)科技有限公司副總經(jīng)理程佳寧解釋說，“黃色匣子里是無線傳感節(jié)點(diǎn)，它連線的傳感器可以精確采集水蜜桃生長過程的葉面濕度、土壤溫度，真正實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。

程佳寧接著說：“桃農(nóng)們灌溉桃園時只需要輕點(diǎn)鼠標(biāo)即可完成，無須在烈日下奔走于田間，大大節(jié)省了人力。另外，桃園的用水和用肥都經(jīng)過精確的分析，確保桃樹得到充足養(yǎng)分的前提下，更最大限度地節(jié)省了資源，而桃樹所需的溫度、濕度、用肥都能夠做到恰如其分，當(dāng)然，這還需要嚴(yán)格的科學(xué)比對，這只是我們物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用的開始?！?/p>

陽山水蜜桃管護(hù)項(xiàng)目只是無錫物聯(lián)網(wǎng)開始應(yīng)用的一個例子而已。在無錫，這樣的應(yīng)用示范項(xiàng)目就有125個。

雛形漸現(xiàn)

就拿和老百姓生活息息相關(guān)的養(yǎng)殖業(yè)來說吧，在無錫宜興，有家養(yǎng)豬場引入了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過傳感器跟蹤母豬的生理周期，匯總體征數(shù)據(jù)，比如該監(jiān)測對象是否處于受孕期，或者受孕了處在妊娠的哪個階段等等，均可由后臺的數(shù)據(jù)分析出來。僅此技術(shù)，為養(yǎng)殖戶節(jié)省出一半的勞動力。這家養(yǎng)豬場的解決方案提供商是無錫富華科技有限責(zé)任公司（下稱富華科技）。

引入智能化母豬群養(yǎng)管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)養(yǎng)豬的遠(yuǎn)程遙控操作，換而言之就是可以干干凈凈養(yǎng)豬，而不需要像以前那樣必須成天跟豬廝混在一起。飼養(yǎng)員只需坐在辦公室就可以通過互聯(lián)網(wǎng)查詢豬場的管理信息，通過視頻就可以清楚看到豬場內(nèi)的一舉一動。

“這得益于場內(nèi)每頭母豬耳朵上的電子耳標(biāo)，里面儲存了豐富的信息。電腦可以通過掃描輕松識別每一頭母豬的狀態(tài)，從而可以對母豬實(shí)現(xiàn)個性化的養(yǎng)殖?！备蝗A科技總經(jīng)理羅遠(yuǎn)明介紹說。富華科技主要提供動物追蹤、畜牧業(yè)信息化、食品安全和溯源技術(shù)解決方案。

針對母豬的生長狀態(tài)，給予個性化的飼料喂養(yǎng)；使用分離器將處于不同妊娠階段、沒有電子耳標(biāo)或帶有損壞電子耳標(biāo)的母豬進(jìn)行人工或自動分離，不同的母豬將進(jìn)入分離區(qū)或者躺臥區(qū)；使用單色、雙色或三色噴墨器為母豬做標(biāo)記。這些物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用使得養(yǎng)殖戶的養(yǎng)殖效率大大提升。

羅明遠(yuǎn)介紹說，除了可以檢測飼養(yǎng)環(huán)節(jié)的問題，溯源技術(shù)還可以通過電子標(biāo)簽中存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行整個食品溯源工作。

當(dāng)豬被屠宰，豬頭與豬身分離后，電子掛鉤可以繼承電子耳標(biāo)內(nèi)的數(shù)據(jù)，豬身被分割成兩半的時候，這個數(shù)據(jù)信息會被傳送到掛在肉上的電子標(biāo)簽內(nèi)。而到豬肉進(jìn)入批發(fā)商手中進(jìn)行再切割的時候，電子編碼會代替這兩個電子標(biāo)簽。這樣豬在飼養(yǎng)和屠宰過程的整個信息都不會被遺漏。“有了這一整套食品溯源系統(tǒng)，發(fā)生‘瘦肉精’事件時就有據(jù)可查了?！绷_遠(yuǎn)明說，目前這種應(yīng)用已經(jīng)在多家養(yǎng)殖場推廣。

在工業(yè)方面，一些公司也漸露頭角。無錫必創(chuàng)傳感科技有限公司總經(jīng)理徐峰告訴《中國經(jīng)濟(jì)和信息化》記者，自己公司生產(chǎn)的傳感器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外一些知名的施工機(jī)械安全監(jiān)測、油田管道監(jiān)測、橋梁健康監(jiān)測和物流運(yùn)輸監(jiān)測等方面，公司也因此獲得不錯的收益，投資機(jī)構(gòu)也青睞有加，目前已經(jīng)獲得幾筆投資。

江蘇中科博陽集團(tuán)高新技術(shù)股份有限公司（下稱博陽集團(tuán)）董事長林益也講述了自己工廠的變遷，通過從工業(yè)清洗與自動化入手，公司通過下屬的專業(yè)傳感網(wǎng)技術(shù)公司可以給其他制造企業(yè)提供智能工業(yè)信息化解決方案，加上與下屬的另一個環(huán)境工程公司合作，又可以提供綠色化解決方案。博陽集團(tuán)已經(jīng)從單純的軸承和軸承設(shè)備供應(yīng)商變身為軸承業(yè)的智能工廠方案提供商。林益告訴本刊記者，這一轉(zhuǎn)變在2011年就為博陽集團(tuán)增加了8000多萬元收入。

在環(huán)保方面，無錫市環(huán)保與水利部門通力合作，共同用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)監(jiān)控太湖藍(lán)藻，并實(shí)現(xiàn)了智能化打撈。

據(jù)該項(xiàng)目解決方案提供商中科怡海高新技術(shù)發(fā)展江蘇股份公司介紹，當(dāng)傳感器感知到藍(lán)藻暴發(fā)指數(shù)超過60%時，“感知太湖”系統(tǒng)就會自動啟動綠色報(bào)警，提醒抓緊打撈。與此同時，提醒打撈的信息也會通過網(wǎng)絡(luò)傳送到安裝在打撈船上的GPS裝置上，實(shí)現(xiàn)智能管理。打撈完后，系統(tǒng)還會指示船只運(yùn)送到就近的藻水分離站，分離出的藻泥又被通知送往需要的有機(jī)肥廠。

當(dāng)初，無錫尋找新興產(chǎn)業(yè)的重要原因就在于太湖污染，如今，物聯(lián)網(wǎng)這個新興產(chǎn)業(yè)一個重要的應(yīng)用就是太湖治污，即通過在環(huán)太湖地區(qū)各個監(jiān)控點(diǎn)安裝傳感器，對太湖的水文、水質(zhì)等狀況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。

以上僅僅是無錫125個物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范項(xiàng)目和因物聯(lián)網(wǎng)而開始轉(zhuǎn)型的企業(yè)代表。據(jù)無錫市市長朱克江在一次會議上介紹，目前無錫全市物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范項(xiàng)目涵蓋工業(yè)、農(nóng)業(yè)、電力、物流、交通、安防、環(huán)保、醫(yī)療、家居等多個領(lǐng)域。在傳感網(wǎng)創(chuàng)新示范區(qū)內(nèi)先行先試取得成功后，無錫物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)已布局全球17個國家和地區(qū)、200多個城市，承建或參建當(dāng)?shù)氐膽?yīng)用示范工程。

朱克江在報(bào)告里說，目前全市物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員已突破10萬人，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)達(dá)608家，涌現(xiàn)出一批有技術(shù)、有市場、上規(guī)模的成長性企業(yè)。

現(xiàn)在，在無錫新區(qū)內(nèi)，沿途樓宇標(biāo)牌、燈箱廣告上出現(xiàn)最多的字眼非“物聯(lián)網(wǎng)”莫屬，在街頭隨便詢問一位出租車司機(jī)，他也能就“物聯(lián)網(wǎng)”這個話題跟你聊上幾句。自2009年8月，國家提出要在無錫建設(shè)“感知中國”中心以來，物聯(lián)網(wǎng)成為無錫一張名片，全市上下著力推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用也雛形漸現(xiàn)。

無錫物聯(lián)網(wǎng)如何取得了這樣的成績？究其原因，還得從五年前說起。

陣痛中落戶

無錫人對于2007年5月發(fā)生的太湖大規(guī)模藍(lán)藻暴發(fā)仍然記憶猶新，那次污染讓無錫市民經(jīng)歷了一場飲水危機(jī)，也給無錫敲響了警鐘。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決方案范文6

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；電源系統(tǒng)；無線傳感器；網(wǎng)絡(luò)；供電

中圖分類號：S126 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-4374（2016）06-0061-04

1 概述

我國農(nóng)業(yè)正處于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的時期，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)興起，物聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)的深度結(jié)合，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提供了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是將傳感器加入到土地、水體、灌溉系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)機(jī)械等各類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、流通的工具和環(huán)境中去，然后通過網(wǎng)絡(luò)把這些事物連接起來，進(jìn)行智能化分析運(yùn)算，實(shí)施精細(xì)、動態(tài)、全面的管理及控制，推動生產(chǎn)力水平的提升，促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展。

作為電子信息設(shè)施，無論是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)或其它領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)，都離不開穩(wěn)定的電源供應(yīng)。由于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)有著應(yīng)用區(qū)域分布廣、電源接入困難、電壓不穩(wěn)定的特殊情況，因此，如何獲得穩(wěn)定可靠、長期耐用的電源系統(tǒng)，一直是困擾農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個難題。一方面，一旦發(fā)生電源供應(yīng)中斷的故障，將有可能給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來不可挽回的損失；另一方面，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的區(qū)域廣泛分布在山間、田野，若不能獲得電源供應(yīng)，這些區(qū)域的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)就不能得到根本性解決。因此，有效的電源供應(yīng)，是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)得以大力發(fā)展的重要保障。目前，此領(lǐng)域相關(guān)研究成果還非常少。為此，本文對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)電源系統(tǒng)進(jìn)行全方位研究，為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的推廣應(yīng)用提供可靠的電源解決方案，并結(jié)合對農(nóng)戶指導(dǎo)應(yīng)用的實(shí)例，進(jìn)行詳細(xì)闡述。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用范圍

物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用主要有以下幾個方面：

（1）應(yīng)用傳感器網(wǎng)絡(luò)建立精準(zhǔn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)，收集溫室、田間的環(huán)境數(shù)據(jù)，監(jiān)測作物的生長情況，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)作業(yè)規(guī)劃、自動生產(chǎn)控制等。

（2）應(yīng)用RFID（射頻識別，Radio Frequency Identification）技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)、加工、批發(fā)以及零售等各個環(huán)節(jié)的有效管理，構(gòu)建食品供應(yīng)鏈跟蹤與可追溯體系。

（3）隨著物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)進(jìn)步和推廣應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)的融合不斷加深 ，除農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)外，還將在農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)、農(nóng)村社會管理、農(nóng)業(yè)信息服務(wù)、農(nóng)業(yè)規(guī)模化發(fā)展等方面大顯身手。

3 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)電源系統(tǒng)分類與解決方案

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)離不開電源供應(yīng)，由于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的多樣性，對電源供應(yīng)方式的要求也相應(yīng)多種多樣。在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，供電系統(tǒng)根據(jù)模塊功能可分為：數(shù)據(jù)處理與控制中心供電、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN）供電、指令執(zhí)行機(jī)構(gòu)供電等三個部分。

3.1 數(shù)據(jù)處理與控制中心供電解決方案

數(shù)據(jù)處理與控制中心是整個農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的核心，該部分對供電要求最高，必須做到7*24小r不間斷供電。主電源由市電線路供電，由于農(nóng)村電網(wǎng)電壓不穩(wěn)，且時有停電的情況，所以必須裝備在線式UPS（備用電源系統(tǒng)）。規(guī)?；r(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入非常大，為確保用電不間斷，UPS系統(tǒng)必須采用雙機(jī)互為備份，備用電源系統(tǒng)的電池組容量應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貑未瓮ｋ娮铋L時間及所有設(shè)備總功率來確定，市場上常用的鉛酸電池由于其壽命短，使用效果不佳，不適合應(yīng)用于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)這類需要長期穩(wěn)定電源的場合。備用電源系統(tǒng)的電池組應(yīng)選用鋰電池組，鋰離子電池以單位能量密度大、壽命長、重量輕、體積小等優(yōu)點(diǎn)著稱，能勝任野外惡劣的環(huán)境?？紤]到農(nóng)村時常停電，有時候UPS的電池組會因市電供應(yīng)不足而充不滿電，給農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)帶來隱患，因此，還應(yīng)在房頂或附近的空地上架設(shè)功率適用的太陽能電池板，有陽光的日子可以給后備電池組進(jìn)行充電，還可將多余的電能提供給系統(tǒng)用?？紤]到在極端情況下會出現(xiàn)連續(xù)多日的陰雨天氣，導(dǎo)致在市電長時間斷電的同時，太陽能電池板無足夠的日照時間來給電池組充電，當(dāng)電池容量過低時，系統(tǒng)將向管理員發(fā)出報(bào)警信息，在得到管理員回復(fù)確認(rèn)后，啟動備用發(fā)電機(jī)來給系統(tǒng)供電，以保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性。該方案供電原理見圖1所示。

3.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)供電解決方案

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量低廉的微型傳感器組成的負(fù)責(zé)感知、采集和處理檢測區(qū)域中信息的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其通過無線方式進(jìn)行通信，采用多跳、自組織的方式組成一個網(wǎng)絡(luò)體系。通常一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由終端傳感器節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)、管理節(jié)點(diǎn)組成。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的能耗決定整個網(wǎng)絡(luò)的生命周期。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)比較分散，從硬件結(jié)構(gòu)看，節(jié)點(diǎn)的能耗主要是在微處理器模塊和無線通信模塊。這為設(shè)計(jì)供電方式時提供了思路，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的低功耗及可持續(xù)性供電。

3.2.1 終端節(jié)點(diǎn)供電方案 終端節(jié)點(diǎn)可以從外界感知相關(guān)信息，采集所需要的環(huán)境參數(shù)。主要獲取風(fēng)向、風(fēng)速、雨量、光照及農(nóng)田中空氣的溫濕度數(shù)據(jù)，為灌溉量的決策提供依據(jù)。一個終端節(jié)點(diǎn)一般由傳感器單元、處理單元、收發(fā)單元以及電源模塊構(gòu)成， 電源模塊可采用太陽能電池板、無線充電和鋰電池共同供電的方式來提供電源，實(shí)現(xiàn)終端節(jié)點(diǎn)能源的持續(xù)供給。在無光照的使用環(huán)境中，可只提供無線充電方案對節(jié)點(diǎn)的鋰電池進(jìn)行充電，但必須采用適合的無線充電算法，以確保終端節(jié)點(diǎn)能夠補(bǔ)充到可以維持其正常工作的電能。終端節(jié)點(diǎn)供電原理見圖2所示。

采用太陽能電池及無線充電方式充電改變了傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)能量單向遞減的過程，實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)能量自給，無須為節(jié)點(diǎn)更換電池。

在大規(guī)模的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，傳感器節(jié)點(diǎn)的使用量非常大，且分布區(qū)域廣，部署環(huán)境復(fù)雜，如果全部使用耗能型電源（電源的電量越用越少），經(jīng)過一段時間后，節(jié)點(diǎn)將因缺電而停止工作，而通過更換電池的方式來補(bǔ)充能量是不現(xiàn)實(shí)的，會造成的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)難以預(yù)計(jì)的損失。因此，通過研究使用無線充電的方法來對大量的無線節(jié)點(diǎn)進(jìn)行動態(tài)充電，采用合理的充電調(diào)度算法，當(dāng)節(jié)點(diǎn)的電池電壓低于設(shè)定值時，向控制中心發(fā)送充電請求信號，控制中心發(fā)出指令給智能無線充電系統(tǒng)（或無線充電機(jī)器人），由智能無線充電設(shè)備根據(jù)控制中心的指令，對缺電的節(jié)點(diǎn)定向充電。控制中心還可根據(jù)每個節(jié)點(diǎn)歷次發(fā)出的充電請求，預(yù)測出該節(jié)點(diǎn)下一次應(yīng)充電時間，提前對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行充電，確保無線節(jié)點(diǎn)能夠長期使用。無線充電原理見圖3所示。

3.2.2匯聚結(jié)點(diǎn)供電方案 在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，匯聚節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)間通信，處理數(shù)據(jù)。匯聚節(jié)點(diǎn)包括處理器、射頻芯片、GPRS模塊和電源模塊，是終端節(jié)點(diǎn)通往控制中心的一個樞紐，其能否持續(xù)正常工作，關(guān)系到所管轄區(qū)域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成敗。匯聚結(jié)點(diǎn)的功耗往往比終端節(jié)點(diǎn)大很多，因此其供電部分，主要采用以固定電源供電為主，太陽能充電為補(bǔ)充的供電方式。為確保萬無一失，當(dāng)以上供電方式失效且電池剩余電量低于設(shè)置值時，匯聚結(jié)點(diǎn)將向控制中心發(fā)出供電異常警報(bào)，以便管理人員及時排除供電故障。匯聚節(jié)點(diǎn)供電原理見圖4所示。

3.3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)供電解決方案

數(shù)據(jù)處理中心把各節(jié)點(diǎn)收集上來的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的操作（如水泵、風(fēng)扇、卷簾機(jī)、加熱器、增氧機(jī)等），以實(shí)現(xiàn)灌溉、溫濕度控制、光照控制等農(nóng)業(yè)自動化的目的。這些設(shè)備多為大功率設(shè)備，因此，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電源必須由大功率的電源提供。在實(shí)際應(yīng)用中，其供電方式可參考控制中心供電方式。

4 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)電源解決方案應(yīng)用實(shí)例―南陽鎮(zhèn)高密度環(huán)保魚類養(yǎng)殖項(xiàng)目

在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)電源系統(tǒng)應(yīng)用解決方案研究過程中，根據(jù)廣西南寧市南陽鎮(zhèn)水產(chǎn)養(yǎng)殖農(nóng)戶的要求，設(shè)計(jì)實(shí)施了高密度環(huán)保魚類養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，現(xiàn)結(jié)合此系統(tǒng)，對前述電源解決方案進(jìn)行應(yīng)用闡述。

4.1 南陽鎮(zhèn)高密度環(huán)保魚類養(yǎng)殖項(xiàng)目簡介

采用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的南陽鎮(zhèn)高密度環(huán)保魚類養(yǎng)殖項(xiàng)目，取得了顯著的養(yǎng)殖成效，其養(yǎng)魚密度可以達(dá)到一般狀況下的8倍，帶來的經(jīng)濟(jì)效益明顯，同時減少污染，具備較強(qiáng)的推廣應(yīng)用價(jià)值。項(xiàng)目包括控制中心和養(yǎng)殖基地兩個組成區(qū)域，控制中心設(shè)在農(nóng)戶居住區(qū)，養(yǎng)殖基地位于野外。養(yǎng)殖基地根據(jù)養(yǎng)魚生態(tài)鏈劃分為養(yǎng)魚系統(tǒng)、沉淀物處理系統(tǒng)、微生物水處理系統(tǒng)、微生物利用系統(tǒng)、水體消毒與循環(huán)再造系統(tǒng)、安保系統(tǒng)等幾個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)都包括傳感器及控制部件。這些子系統(tǒng)都由相應(yīng)的電源模塊進(jìn)行支持。

4.2 高密度環(huán)保魚類養(yǎng)殖項(xiàng)目的電源系統(tǒng)

4.2.1 電源系統(tǒng)分類 結(jié)合實(shí)際情況，項(xiàng)目電源系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)中心供、傳感器網(wǎng)絡(luò)供電、執(zhí)行機(jī)構(gòu)供電等三個部分。

4.2.2 供電方案 數(shù)據(jù)中心供電：數(shù)據(jù)中心建設(shè)在控制室內(nèi)，架設(shè)有數(shù)據(jù)處理服務(wù)器。供電系統(tǒng)以市電為主，在供電回路中串聯(lián)一臺在線式UPS，當(dāng)市電供應(yīng)中斷時，UPS為服務(wù)器提供24小時不間斷的電源供應(yīng)，保證數(shù)據(jù)處理服務(wù)器能夠連續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

傳感器網(wǎng)絡(luò)供電：由于該養(yǎng)殖基地建設(shè)在野外荒地上，離數(shù)據(jù)處理與控制中心相距大約2公里遠(yuǎn)，無穩(wěn)定的市電供應(yīng)來源，架設(shè)專用供電線路成本過高，因此，傳感器網(wǎng)絡(luò)供電主要以太陽能發(fā)電系統(tǒng)為主，備用發(fā)電系統(tǒng)為輔。傳感器網(wǎng)絡(luò)主要由匯聚結(jié)點(diǎn)綜合控制器及終端結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)取樣傳感器構(gòu)成，總功耗約為15W。匯聚結(jié)點(diǎn)直接使用有線方式供電。終端傳感器結(jié)點(diǎn)通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與匯聚結(jié)點(diǎn)連接，使用自帶電池供電，當(dāng)電量小于設(shè)定值，即發(fā)送數(shù)據(jù)給控制中心，控制中心發(fā)出無線充電指令給管理員確認(rèn)后對該結(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線充電。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)供電：執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由水泵、紫外線消毒裝置、增氧泵、LED照明燈、電磁閥等構(gòu)成，總功耗約為200W。執(zhí)行機(jī)構(gòu)供電方式與匯聚結(jié)點(diǎn)相同。

4.2.3 供電設(shè)備 供電設(shè)備主要有：智能電源管理系統(tǒng)、4塊單體實(shí)際功率為100W的單晶太陽能發(fā)電板、12V200AH磷酸鐵鋰電池組、太陽能充電控制器以及500W直流轉(zhuǎn)交流DC12V-AC220V逆變器等。4塊太陽能面板并聯(lián)工作，每塊太陽能板最高輸出電壓18V、電流5.5A。根據(jù)南寧地區(qū)經(jīng)緯度計(jì)算得知，每天的有效發(fā)電時間約為6小時，日發(fā)電量2.4KWH。太陽能供電示意圖見圖5。

太陽能控制器主要功能是將太陽能發(fā)電板發(fā)出來的連續(xù)但電壓不穩(wěn)定的直流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電，對鋰電池組進(jìn)行充電。

磷酸鐵鋰電池組主要是將太陽能板發(fā)出來的電能進(jìn)行存儲。由于養(yǎng)殖基地?zé)o市電供應(yīng)，因此對電池組各方面的要求較高，須能在0-60攝氏度范圍內(nèi)工作，且電池組連續(xù)工作5年容量不能少于80%，所以磷酸鐵鋰電池組為最佳選擇（磷酸鐵鋰電池充放2000次循環(huán)，容量不低于80%；工作溫度范圍：0-80攝氏度）。

電源逆變器主要功能是將儲存在電池組中的12V直流電轉(zhuǎn)化為220V交流電，供給基地內(nèi)所有220V用電設(shè)備使用。逆變器的最大功率為500W，可滿足基地內(nèi)所有用電設(shè)備同時使用。

備用發(fā)電系統(tǒng)主要由一臺功率為1KW的汽油發(fā)電機(jī)構(gòu)成，當(dāng)日照不足導(dǎo)致太陽能發(fā)電板無法對電池組進(jìn)行及時充電時，控制中心根據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)傳來的電池剩余容量數(shù)據(jù)通知管理員，管理員可通過手機(jī)遠(yuǎn)程啟動發(fā)電機(jī)對鋰電池組進(jìn)行充電，當(dāng)管理員不能在規(guī)定的時間內(nèi)進(jìn)行回復(fù)時，控制中心將直接啟動備用發(fā)電機(jī)進(jìn)行充電。

4.3 實(shí)施情況小結(jié)

在電源系統(tǒng)解決方案有效實(shí)施的情況下，此項(xiàng)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高密度環(huán)保魚類養(yǎng)殖項(xiàng)目得到順利開展，除經(jīng)濟(jì)效益明顯外，其應(yīng)用解決方案對于我國廣泛分布的山間、野外的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)都具有一定的借鑒價(jià)值。

5 結(jié)論與展望

有效供電問題一直是影響物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用的重要瓶頸，本文針對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)電源系統(tǒng)進(jìn)行了詳盡分析，并提出相關(guān)解決方案。展望未來，除了按本文撰述為系統(tǒng)中各部分提供穩(wěn)定可靠的電源供應(yīng)之外，還應(yīng)盡可能的減小各節(jié)點(diǎn)的功耗，做到開源節(jié)流，以提高整個系統(tǒng)的可靠性。隨著電子科學(xué)技術(shù)不斷快速發(fā)展，相信在不久的將來可研發(fā)出在使用壽命期限內(nèi)不需要進(jìn)行能量補(bǔ)充的終端傳感器，以及更多的節(jié)能環(huán)保配件，大力推動農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

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