物联网概论,第12章 物联网应用 机械工业出版社,第12章 物联网应用,12.1 智能电网 12.2 智能交通 12.3 智能物流 12.4 精细农业,第12章 物联网应用,12.5 智能环保 12.6 智能家居 12.7 智慧医疗,12.1 智能电网,12.1.1 智能电网的特点 12.1.2 智能电网的功能框架 12.1.3 智能电网的组成 12.1.4 智能电网的关键技术 12.1.5 智能电网发展状况,12.1.1 智能电网的特点,物联网概论-韩毅刚,5,定义 概念 特点,智能电网的定义,一种基于电脑驱动系统的、自动的、双向供电的系统 可以提供实时的数据信息 通过这些实时信息，智能电网可以调控电力供给满足各种电力需求,物联网概论-韩毅刚,6,智能电网的特点,1）自愈 2）激励和用户参与 3）抵御攻击 4）提供满足21世纪用户需求的电能质量 5）容许各种不同发电形式的接入 6）启动电力市场 7）资产的优化高效运行,物联网概论-韩毅刚,7,12.1.2 智能电网的功能框架,功能框架 各部分功能,物联网概论-韩毅刚,8,智能电网的功能框架,AMI 高级计量体系 ADO 高级配电运行 AAM 高级资产管理 ATO 高级输电运行,物联网概论-韩毅刚,9,智能电网的功能框架,智能电网的功能框架和技术构成,物联网概论-韩毅刚,10,AMI系统典型应用模式,高级计量体系 Advanced Metering Infrastructure,物联网概论-韩毅刚,11,ADO的技术组成和功能,高级配电运行 Advanced Distribution Operation 1）高级配电自动化 2）高级保护与控制 3）配电快速仿真与模拟 4）新型电力电子装置 5）DER运行 6）ACDC微网运行 7）运行管理系统(带有高级传感器),物联网概论-韩毅刚,12,ADO,1）网络重构 2）电压与无功控制 3）故障定位、隔离和恢复供电 4）当拓扑结构发生变化时保持供电、重新整合,物联网概论-韩毅刚,13,ATO,高级输电运行 Advanced Transmission Operation,物联网概论-韩毅刚,14,ATO功能,1）变电站自动化 2）输电的地理信息系统 3）广域量测系统 4）高速信息处理 5）高级保护与控制 6）模拟、仿真和可视化工具 7）高级的输电网络元件 8）先进的区域电网运行,物联网概论-韩毅刚,15,AAM,高级资产管理 Advanced Asset Management 1）优化资产使用的运行 2）输、配电网规划 3）基于条件(如可靠性水平)的维修 4）工程设计与建造 5）顾客服务 6）工作与资源管理 7）模拟与仿真,物联网概论-韩毅刚,16,12.1.3 智能电网的组成,智能输电配电系统 设备资产管理系统 信息化技术支持系统 市场运维服务系统,物联网概论-韩毅刚,17,智能电网的组成,物联网概论-韩毅刚,18,输电GIS,地理信息系统,物联网概论-韩毅刚,19,输电GIS,地理信息系统,物联网概论-韩毅刚,20,12.1.4 智能电网的关键技术,1）智能化信息技术 2）智能化通信技术 3）智能化量测技术 4）智能化设备技术 5）智能化控制技术 6）智能化决策支持技术,物联网概论-韩毅刚,21,12.1.5 智能电网发展状况,1）美国进行智能电网改造 2）日本政府大力推动智能电网的发展 3）欧洲电力企业的智能电网建设实践 4）我国智能电网的研究与建设,物联网概论-韩毅刚,22,12.2 智能交通,12.2.1 智能交通系统概述 12.2.2 智能交通的体系结构 12.2.3 ETC,12.2.1 智能交通系统概述,智能交通系统 ITS Intelligent Transportation Systems,物联网概论-韩毅刚,24,ITS的关键技术,标识和传感技术 网络与通信技术 智能化软件 服务技术,物联网概论-韩毅刚,25,12.2.2 智能交通的体系结构,组成 体系结构,物联网概论-韩毅刚,26,智能交通系统组成,交通信息采集 互联通信 交通状况监视 交通控制 信息发布,物联网概论-韩毅刚,27,智能交通系统体系结构,感知层 传输层 处理层 应用层,物联网概论-韩毅刚,28,智能交通系统体系结构,物联网概论-韩毅刚,29,12.2.3 ETC,电子收费系统 Electronic Toll Collection,物联网概论-韩毅刚,30,收费站ETC车道,物联网概论-韩毅刚,31,ETC的实现,利用RFID技术实现不停车收费,物联网概论-韩毅刚,32,12.3 智能物流,12.3.1 智能物流的概念 12.3.2 智能物流的体系结构 12.3.3 智能物流的相关技术 12.3.4 智能物流应用实例,12.3.1 智能物流的概念,电子商务物流 EDI,物联网概论-韩毅刚,34,EDI系统模型,电子数据交换 Electronic Data Interchange,物联网概论-韩毅刚,35,12.3.2 智能物流的体系结构,感知层 传输层 处理层 应用层,物联网概论-韩毅刚,36,智能物流的体系结构,物联网概论-韩毅刚,37,12.3.3 智能物流的相关技术,无线射频识别技术 EPC系统 定位技术,物联网概论-韩毅刚,38,无线射频识别技术,增加供应链的可视性 降低库存水平 有助于企业资产实现可视化管理,物联网概论-韩毅刚,39,EPC物流环节,自动仓储库存管理 产品物流跟踪 供应链系统管理 产品装配 生产管理 产品防伪,物联网概论-韩毅刚,40,物流定位技术,GPS定位 基站定位 Wi-Fi定位 声波定位,物联网概论-韩毅刚,41,12.3.4 智能物流应用实例,供应链物流配送 配送中心 分销商 零售商 客户,物联网概论-韩毅刚,42,物流配送系统示意图,物联网概论-韩毅刚,43,物流配送系统组成,电子标签应用技术 仓储物流中心管理 多级计算机控制,物联网概论-韩毅刚,44,12.4 精细农业,12.4.1 精细农业概述 12.4.2 精细农业相关技术简介 12.4.3 精细农业的应用实例,12.4.1 精细农业概述,精细土壤测试 精细种子工程 精细平衡施肥 精细播种 精细灌溉 作物动态监测 精细收获,物联网概论-韩毅刚,46,精细农业“3S”,全球定位系统（GPS） 遥感系统（RS） 农田地理信息系统（GIS “3S” （GPS、RS、GIS）,物联网概论-韩毅刚,47,精细农业由十个系统组成,全球定位系统 遥感系统 农田地理信息系统 农田信息采集系统 农业专家系统 智能化农机具系统 环境监测系统 系统集成 网络化管理系统 培训系统,物联网概论-韩毅刚,48,12.4.2 精细农业相关技术简介,1.全球定位系统（GPS）技术 2.遥感系统（RS）技术 3地理信息系统（GIS）技术 4.决策支持系统（DSS）技术 5.变量施肥技术（VRF） 6.计算机分类处理技术 7.机械产量计量与产量分布图生成技术 8.农田信息采集与处理技术 9.系统集成技术,物联网概论-韩毅刚,49,12.4.3 精细农业的应用实例,采摘机器人技术 变量施肥播种技术 变量灌溉决策支持技术,物联网概论-韩毅刚,50,精细农业系统的网络拓扑,物联网概论-韩毅刚,51,节水灌溉控制系统框图,基于无线传感器网络的节水灌溉控制系统组成,物联网概论-韩毅刚,52,12.5 智能环保,12.5.1 智能环保系统的架构和相关技术 12.5.2 智能环保系统的组成 12.5.3 智能环保系统实例,智能环保的概念,环保监测对象 水体 大气 噪声 污染源 放射源 废弃物,物联网概论-韩毅刚,54,12.5.1 智能环保架构和相关技术,城市 分布式采集，集中式管理 二级架构 前端采集中心管理,物联网概论-韩毅刚,55,智能环保系统架构,物联网概论-韩毅刚,56,12.5.2 智能环保系统的组成,前端采集设备 环境监测网络 接入和传输网络 指挥中心,物联网概论-韩毅刚,57,前端采集设备,半导体传感器和电化学传感器,物联网概论-韩毅刚,58,环境监测网络,城市环境 野外环境,物联网概论-韩毅刚,59,接入和传输网络,GPRS CDMA-1x Wi-Fi 有线方式,物联网概论-韩毅刚,60,指挥中心,服务器 管理终端 浏览终端 手机终端,物联网概论-韩毅刚,61,12.5.3 智能环保系统实例,环保物联网,物联网概论-韩毅刚,62,“感知太湖，智慧水利”,光线化学传感器工作原理,物联网概论-韩毅刚,63,12.6 智能家居,12.6.1 智能家居的功能 12.6.2 智能家居的技术需求 12.6.3 智能家居物联网应用实例,12.6.1 智能家居的功能,综合布线技术 网络通信技术 安全防范技术 自动控制技术 音视频技术,物联网概论-韩毅刚,65,智能家居功能示意图,物联网概论-韩毅刚,66,智能家居系统8大子系统,必备系统 可选系统,物联网概论-韩毅刚,67,智能家居必备系统,智能家居控制管理系统 家居照明控制系统 家庭安防系统,物联网概论-韩毅刚,68,智能家居可选系统,家居布线系统 家庭网络系统 背景音乐系统 家庭影院与多媒体系统 家庭环境控制系统,物联网概论-韩毅刚,69,12.6.2 智能家居的技术需求,传感器技术 网络通信传输技术 自动控制技术 安全防范技术,物联网概论-韩毅刚,70,传感器技术,门磁传感器 可燃气体探测器 水浸传感器 烟雾传感器 红外传感器 光线传感器 读数传感器,物联网概论-韩毅刚,71,门磁传感器,物联网概论-韩毅刚,72,可燃气体探测器,物联网概论-韩毅刚,73,水浸传感器,物联网概论-韩毅刚,74,烟雾传感器,物联网概论-韩毅刚,75,红外传感器,物联网概论-韩毅刚,76,读数传感器,物联网概论-韩毅刚,77,网络通信传输技术,基于X10技术的家庭控制网络,物联网概论-韩毅刚,78,自动控制技术,事件提醒 灯光控制 电动窗帘控制 空调 地暖温度控制,物联网概论-韩毅刚,79,安全防范技术,多火灾报警 可燃气体泄漏报警 防盗报警 紧急求救 多防区的设置 访客对讲,物联网概论-韩毅刚,80,12.6.3 智能家居物联网应用实例,智能家电 智能照明 家庭安防,物联网概论-韩毅刚,81,智能家电,智能冰箱,物联网概论-韩毅刚,82,智能冰箱系统组成,物联网概论-韩毅刚,83,海尔物联之家,“海尔物联之家”U-home2.0美好住居解决方案,物联网概论-韩毅刚,84,智能照明,物联网概论-韩毅刚,85,家庭安防,闭路电视监控子系统 门禁子系统 防盗报警子系统,物联网概论-韩毅刚,86,家庭安防系统组成,物联网概论-韩毅刚,87,12.7 智慧医疗,12.7.1 医用传感器 12.7.2 身体传感网和体域网,12.7.1 医用传感器,物联网概论-韩毅刚,89,体温传感器 电子血压计 脉搏血氧仪,12.7.2 身体传感网和体域网,身体传感网（BSN） 体域网（BAN） 无线体域网（WBAN）,物联网概论-韩毅刚,90,BSN的传感器节点,1）可植入体内的传感器节点 2）可穿戴在身体上的传感器节点 3）用于识别人体活动或行为的周围环境节点,物联网概论-韩毅刚,91,无线体域网,WBAN Wireless Body Area Network IEEE 802.15.6TG,物联网概论-韩毅刚,92,WBAN的模型,物理层 数据链路层 网络层 应用层,物联网概论-韩毅刚,93,智慧医疗实例,物联网概论-韩毅刚,94,总结,应用层 各行各业的物联网应用