物联网

作者:Austin Harney

引言

我们都很熟悉那些隐藏在车库、地下室或其它隐蔽之处的电表了。我们甚至可能每月会检查它一次或两次,并将电表上的最新读数打电话告诉电力公司,而不是估算一个数字。随着技术的发展,一场静悄悄的革命正在这普普通通的电表上发生。

图1显示的是一款在19世纪后期开发的传统机电式电表,它带有一个转盘和一个机械计数显示器。这种电表通过计算该转盘的旋转圈数来计量电能,金属转盘的旋转速度与所用电能成一定比例。转盘周围的线圈通过施加一个与瞬时电流和电压成比例的涡电流和推力转动转盘,它利用一个永久磁铁在转盘上施加阻尼力,以在断电后使之停止旋转。

图1. 机电式电表。

电表发展的第一个里程碑是机电式电表被固态电子式电表所代替。电子式电表利用高度集成的器件(如A DE516x1、ADE556x 2、ADE716x3、ADE756x4和ADE77xx5系列电能计量IC6来计量电能。这些器件通过一个高精度的∑-∆ A DC来将瞬时电压和电流转成数字量,然后计算电压和电流的乘积,就能到以瓦特为单位的瞬时功率。对瞬时功率按时间进行积分就可以得出已消耗的电能值,它通常以千瓦时 (kWh) 为单位计量。消耗的电能数据显示在一个液晶显示屏 (LCD) 上,如图2所示。

电子式电表有很多优势。除了可计量瞬时功率以外,它还可以计量其它参数,如功率因数和无功功率。它能够每隔一个特定时段计量并存储数据,这就允许电力公司提供分时段计费服务。这样一来,聪明的用户在费率较低的非高峰时期使用主要电器(如洗衣机和烘干机),这样能节省电费,而且高峰期的电能需求量减少了,电力公司也可以避免建设新的发电厂。电子式电表还不会受到外部磁场或电表本身放置角度的影响,因此它们的防窃电性能要优于机电式电表。此外,电子式电表的可靠性也非常高。

ADI公司在机电式电表向电子式电表的演变过程中起到了关键的作用,迄今为止已经销售了超过2.25亿块电能计量IC。根据IM SResearch公司的报告,2007年付运的所有电表中,75%是电子式的,25%是机电式的7。

图2. 固态电子式电表。

电子式电表打开新的机遇

一旦电表数据可以以电子形式得到,在电表上增加通信功能就变得很有意义了,因为这样就允许电表通过通信链路使用自动抄表(AMR) 功能远程发送电表数据。电表制造商已经开发出多种不同的远程抄表系统架构,大致可分为近距离无线抄表系统、车载无线抄表系统和联网抄表系统。图3显示了车载抄表系统。在该案例中,电力公司派出一部装有无线数据收集器的汽车,该车只要经过居住区就可高效地收集电表数据。车载抄表系统使一个电力公司员工能够在一天内抄到的电表数量是近距离抄表系统的五倍,是人工抄表数量的十倍。在联网抄表系统中,电表数据被传输到一个固定的数据收集器,它通常位于某街道或居民区尽头的一根电线杆上。然后数据会通过宽带或无线蜂窝网络传输到电力公司。

图3. 车载抄表器。

从AMR到AMI

最初,以AMR系统取代人工抄表只被简单地看作是一种降低人工成本的途径,但这一看法正在改变,因为业界认识到AMR允许电力公司方便地提供更大的好处和更好的服务(如实时计费),从而进一步提升能效、实现故障即时报告,以及提供更精确的数据来规范网络内用户的用电习惯。AMI(先进抄表基础设施)有时会替代AMR,以突出与简单远程抄表的区别。AMI联网抄表系统可以利用从卫星到低成本无线电在内的各种技术来实现,其中两种主导性新兴技术是RF技术(利用开放的工业、科学和医学 (ISM) 频段)和电力线载波技术 (PLC)。

RF技术采用低功耗、低成本的无线电系统来无线传输电表信息,PLC则利用电力线本身来传输。ADI公司已经开发出了针对这两种技术的解决方案,ADF7xxx系列短距离收发器8可满足ISM频段RF应用的需要,而基于广泛使用的Blackfin®处理器9的SALEM®系列则可满足PLC技术的需要。这两种技术都各有利弊。特别对于水表和气表来说,基于在水或气旁边部署电力线的安全问题考虑,RF技术正变成主要的选择。水表由于经常被埋于地下,情况也更复杂一些。对于电表而言,混合使用这两种技术看起来可能性最大,北美青睐RF,而欧洲则倾向于PLC。在美国,一小部分家庭通常只连接到一个变压器,这使得PLC方案不太经济。在某些情况下,电力公司采用混合方案部署AMI,电力线用于数据收集器和电表之间的通信,RF用于电表和室内其它计量表或设备之间的通信。Google地图中有一个显示全球AMR/AMI部署10和现场试验的很有意思的页面,它显示了最新的部署信息。

设计AMR/AMI电表中的RF电路

电表通常位于拥有越来越多无线设备的房屋内部或周边,确保可靠的无线电通信是一大挑战,这就要求RF电路必须具备高性能,以抑制无线LAN等设备发出的较强信号的干扰, RF输入端可能接收低至1微伏以下的信号,并进行解码。

RF模块也要求具有良好的无线电灵敏度,因为更高的灵敏度意味着更长的信号传输距离。记住,电表可能位于地下室甚至地底下,它需要和几条街之外某根电线杆上的无线电设备或与街上电力公司的抄表车进行通信。灵敏度越低,接收无线电就必须靠得越近才能正确地解码信息。对于一个移动的车载抄表系统来说,这意味着抄表车必须与您的房屋靠得更近,但固定网络基础设施必须使用更小的单元和相应更多的数据收集器。因此,高灵敏度可以使网络基础设施的成本最小。

低功耗是电池供电的气表和水表的关键性能要求。电表供应商常常努力尝试降低电表的功耗,因为这样一来他们就可以将相同的设计移植到水表或气表上。此外,为了在开放的频段内工作,计量表和抄表器使用的通信协议必须符合所在国家的无线电发射规定。目前全世界有多个开放频段,其中最常用的是900MHz、2.4GHz和5.8GHz。

大部分电表制造商都选择了900MHz频段作为电表之间和电表与数据收集器之间的通信频段。在某一给定的功率预算下,900MHz频段的无线传输距离比2.4GHz频段更长,基站或数据收集器就可以覆盖更大的范围。不过,从电力公司的角度来说,使用这个频段的一个缺点在于缺乏可用的标准。1GHz以下频段显然是电池供电型气表和水表的最佳技术选择,这推动了业界对标准化的要求,以便不同制造商的系统之间实现互操作性。已经从有线M-Bus用户群体成长起来的无线M-Bus,就是一个计量表之间以及计量表和数据收集器之间通信标准的例子。M-Bus11目前是欧洲规范标准的一部分,详情可见EN 13757标准。无线M-Bus协议的详细内容在衍生标准EN 13757-4中。900MHz频段的其它标准化工作也在进行之中。

ADF702012和即将推出的ADF7023就是900MHz的无线电器件,这两款器件在设计过程中就考虑了计量应用的需求,这两款器件也都适用于必须符合无线M-Bus标准的系统。图4显示了ADF7020的功能框图。

图4. ADF7020的功能框图。

ADF7020全集成的低功耗无线电收发器可工作在以下开放ISM频段上:中国是433MHz,欧洲是868MHz,北美则是915MHz。它集成了完整的RF发射和接收电路以及模拟和数字基带。如图5所示,实现一个用于AMR电表13的射频卡,通常只需要ADF7020、一根天线、几个外部无源器件和一个运行通信协议的简单微控制器。ADF7020通过集成一个超低功耗的8位RISC内核来执行一些低级的通信功能,大幅减轻了外部微控制器的负担。在很多情况下,这样可以避免采用通信专用微控制器。电表制造商选择ADF702x系列收发器而不是其竞争器件的另一个原因是,ADF702x系列收发器能提供业内最好的灵敏度和阻塞性能,它允许电表和数据收集器之间有更长的通信距离。

ADF7020提供超过70dB的阻塞性能,这意味着,即便在一个带外信号比所需信号高出70dB的情况下,ADF7020也可以正确地检测出所需的信号并进行正确的解码。ADF7020的相邻信道抑制指标大约为40dB,灵敏度可以达到–120dBm,具体需取决于数据率。这比表现最好的ZigBee解决方案®14的灵敏度还低出20dB。

图5. 具有AMR功能的公用仪表。

HAN网络

随着很多家庭将很快配备一个具有通信能力的电表,电力公司和能源管理机构开始思考未来如何利用该技术来提高能效和节能意识。

利用这个有时被称为“智能电网”的概念,电力公司可以利用这一扩展到千家万户的网络,来积极地管理电能输送负荷。例如可以提供实时价格信息,从而让用户可以调整用电习惯。在用电高峰期,比如炎热天气时,电力公司可以给用户发送一个信息,提醒用户下一个小时的费率会提高,鼓励其关掉电器,这就需要在室内安装一个可以显示该信息的显示器。电力公司还可以更进一步地通过电表来控制用户家中的电器,比如调低空调或关闭游泳池的水泵,这个系统需要电表和家用电器之间进行通信,有时这被称为家庭区域网 (HAN)。900-MHz射频解决方案(如ADF702x和ZigBee射频解决方案)都在这一领域找到了用武之地。

大多数业内人士都认识到,一个与先进的计量基础设施相连的能够完全运行的家庭区域网还需要若干年才能实现。然而,这样的系统的好处让今天很多公司都积极为家庭区域网开发解决方案。图6显示了家庭区域网的示意图。

图6. 家庭区域网。

结束语

ADI公司专注于为电表市场提供一流的技术和产品,包括RF收发器、电能计量芯片组、RF放大器、隔离产品和电力线控制产品。ADF702x高性能全集成收发器适用于具有通信功能或支持AMI的电表,为全球电表制造商提供了紧凑、可靠和低成本的解决方案。

AMI和智能电网被视为是提高能效的关键潜在技术,将最终帮助实现减少二氧化碳排放的目标。ADI公司承诺提供推动这一市场发展的创新型高能效器件,并在未来继续为提高能效和促进节能作出其应有的贡献。

参考资料

1 www.analog.com/cn/analog-to-digital-converters/energymeasurement/ADE5166...
2 www.analog.com/cn/analog-to-digital-converters/energymeasurement/ADE5566...
3 www.analog.com/ADE7166
4 www.analog.com/cn/analog-to-digital-converters/energymeasurement/ADE7566...
5 www.analog.com/cn/analog-to-digital-converters/energymeasurement/ADE7751...
6 www.analog.com/cn/analog-to-digital-converters/energymeasurement/product...
energy-sensitive_world/resources/fca.html?ref=ASC961
7 IMS Research Report 2008
8 www.analog.com/cn/rfif-components/short-range-transceivers/
products/index.html
9 www.analog.com/cn/embedded-processing-dsp/blackfin/content/
index.html
10 http://maps.google.com/maps/ms?ie=UTF8&hl=en&msa=0&ms
id=115519311058367534348.0000011362ac6d7d21187&om=1
&ll=43.325178,-4.21875&spn=90,-33.046875&source=embed
11 www.m-bus.com
12 www.analog.com/ADF7020
13 www.analog.com/cn/instrumentation-solutions/electronic-energymeter-lcd-d...
14 www.zigbee.org/en/index.asp

作者简介

Austin Harney [austin.harney@analog.com] 1999年毕业于爱尔兰国立都柏林大学,获得工学学士
学位,并在毕业后加入ADI公司。他现在是位于爱尔兰Limerick的ADI公司ISM频段无线产品部的应用工程师。Austin业余时间喜欢足球、音乐,以及与他的女儿共度闲暇时光。

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物联网正在重塑我们生活的世界,尽管很多人在智能手表和连网汽车等设备的背景下考虑这一现象,但现实是,企业正在投资数十亿美元在物联网系统上,以提高业务效率和生产力。Gartner声称,到2017年底,全球使用的84亿连网“东西”中,超过三分之一(37%)将在企业内部实施。

Wi-SUN联盟最近对英国、美国、瑞典和丹麦的IT领导者进行了深入研究,以了解更多信息。虽然石油、天然气和公用事业公司在物联网项目方面处于领先地位,但仍有一些障碍。为了在竞争中领先一步,他们必须专注于提供最大安全和性能的技术,同时支持开放式互操作标准。

该研究着眼于与智慧城市、公用事业和工业物联网(IIoT)计划相关的物联网。到2024年,物联网公用事业部门的市场价值可能高达150亿美元,而在智慧城市,预计到2020年将达到惊人的1470亿美元,工业物联网(IIOT)项目到2022年可能达到1950亿美元。在投资物联网的IT领导者中,超过一半已经有了一个完全实施的战略,而三分之一的正在推出战略。

凭借使用数据采集与监视控制系统(SCADA)和工业控制系统(ICS)平台提高业务和运营效率的长期记录,石油和天然气公司最渴望拥抱物联网,88%的人认为启用是优先事项。公用事业公司也不甘落后,超过四分之三的公司也在投资物联网,并表示今年是重中之重。对物联网日益增长兴趣的一个原因是,它涉及IT自动化、大数据分析和组织连接等其他几个关键领域。

电力供应商认为这不仅是提高公民安全和生活质量的好方法,而且也是提高内部效率和服务可靠性的好方法。

以俄克拉荷马燃气电气公司为例,该公司部署了一个强大的物联网网络,有助于降低运营成本、降低排放,最大限度地减少道路上的服务车辆数量,并使消费者能够管理自己的能源供应。该公司可扩展物联网网络的美妙之处在于,它还被用于连接250000个LED路灯——提高服务水平、降低能耗,加快故障恢复。

佛罗里达电力和照明公司(FPL)使用先进的计量基础设施(AMI)和自动馈电开关(AFS),来增强在频繁风暴相关停电中的应变能力。该公司表示,它避免了118,000次停电,并在两天内恢复了99%受马修飓风影响的供电。

这些举措不仅仅局限于北美,例如,智能照明项目遍布世界各地,如格拉斯哥、巴黎、哥本哈根和伦敦等城市。

虽然好处可能巨大,但也存在一些可能阻碍部署的挑战。大约90%的IT领导者在实施战略时遇到了问题,超过三分之一的人声称遇到了“极其”或“非常”困难的挑战。

对于物联网项目来说,安全可能是最大的潜在障碍,超过一半的受访者认可这一点。网络攻击是电力和公用事业公司面临的最大威胁之一,许多公司缺乏应对此种风险的技能,除此之外,有些引人注目的新闻警告说“某些国家试图瞄准关键基础设施进行攻击”。人们普遍认为,某国的黑客在2015年和2016年12月对乌克兰电力供应商进行了复杂攻击,导致数十万用户无辜停电。

该研究中有一半的受访者希望通过多层保护和持续监控来确保安全,以保护智慧城市物联网,而44%的受访者对智能公用事业也持同样看法。

然而,挑战并没有就此结束。三分之一的IT高管表示,资金是物联网项目的主要障碍,而同样数量的高管指出,企业内部高层缺乏承诺。稍微少一些(30%)的人声称董事会对物联网的好处缺乏了解进而阻碍了进展。

这些相关的可能性很大。如果IT领导者能够更好地向董事会高级成员传达物联网的商业价值,那么他们很有可能扭转局面,一旦高级管理人员听到竞争对手的成功故事,那么,他们将更愿意投入这些至关重要的资金。

我们还研究了IT领导者评估智慧城市、工业物联网(IIOT)和基于公用事业项目中使用物联网技术的标准。令人惊讶的是,网络拓扑是首要标准,大多数人青睐基于星形网络和网状网络的组合——后者特别适用于网络事件,例如信号干扰,因此非常适合在关键的国家基础设施中使用。

网络性能也在优先级列表中名列前茅,这说明延迟和带宽对于有效的物联网系统仍然非常重要。其次是标准,这是一半以上IT主管的关键要求,事实上,45%的人希望为智慧城市解决方案制定开放标准,而同样数量的人对公用事业项目也持同样态度。对于IT领导者来说,开放标准对于降低成本和选择高质量的产品至关重要。它们提高了性能、安全性和可靠性,同时向后兼容性有助于确保遗留资产不会陷入困境。

最重要的是要记住最终用户。希望利用物联网技术来推动内部和外部利益的电力和公用事业公司只有在获得最重要的消费者才能取得成功,这使得提高认识和教育计划对于向用户销售任何新物联网项目的好处至关重要。 一个引人注目的新解决方案有可能改变用户体验、降低成本、提高效率并提高业务灵活性,但如果没有用户,那么所有的计划和投资都可能是徒劳的。

我们现在已经进入物联网时代,但要想从这些技术中释放真正的价值,需要的不仅仅是对技术的盲目投资,而那些专注于安全和标准以推动成功的企业,最有可能在竞争中保持领先。(作者:Phil Beecher,Wi-SUN联盟的总裁兼首席执行官)

本文转自:企业需要关注安全和标准,以获得物联网回报

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尽管物联网产业存在普遍的欣欣向荣态势,但物联网的另一个方面往往被上述描述所掩盖和忽视。事实上,到今天绝大多数的物联网项目都失败了。

物联网是当今世界最热门的新一轮经济和科技发展的战略点之一,未来几年内,物联网设备连接数量将会达数百亿,甚至千亿。相比移动互联网市场规模,物联网是其数十倍容量,被视作为全球经济增长的新引擎。物联网技术已经应用到车辆、工业、智能家居、智能交通、智能物流等诸多领域。

尽管物联网产业存在普遍的欣欣向荣态势,但物联网的另一个方面往往被上述描述所掩盖和忽视。事实上,到今天绝大多数的物联网项目都失败了。据思科统计,这个数字占到当今所有物联网项目的75%。

那么关键的问题是:我们如成为那25%的优胜者?

计划、部署和管理物联网解决方案的复杂性并不是一项简单的任务,而且这也是企业试图在几乎所有垂直领域解决的问题。延迟上市时间、错失营收机会、竞争劣势、技术不兼容以及围绕客户忠诚度的问题,这些都只是当物联网挑战没有得到积极解决时可能导致的一些缺陷。不幸的是,许多组织目前没有这样的内部专业知识。

梅里马克学院(Merrimack College)的一项研究发现:

80%的组织缺乏必要的物联网技能,以确保解决方案按照最初的计划工作。
76%的受访者表示,他们的组织缺乏具备物联网技能的高级战略级别员工。
72%表示他们的组织需要更多的物联网管理经验。

这些清楚地指出了许多企业在涉及物联网生命周期管理时所面临的挑战。我们需要扭转这一局面,我们同时也需要尽快做到这一点。如何做到?具体而言,有六个主要挑战阻碍企业部署物联网,并且每个都有可行的解决方案可以使物联网部署成为更加无缝,高效的流程。

挑战1:实现投资回报

物联网正在蔓延至所有行业。企业正在大力投资包括试点物联网项目,因为他们意识到了该技术的众多好处。投资物联网以获得长期利益是任何寻求可持续发展企业的明智之举,但许多企业难以最大限度地提高物联网计划的投资回报率,这通常与缺乏全面战略和他们对物联网的准备情况有关。

虽然硬件成本在不断下降,但创建物联网系统所需的时间成本也很大,而且经常被低估。还有硬件技术和集成,以及软件开发和数据分析等。

如果一家公司要进行这项投资并提高产品售价,那么,用户是否有足够需求来接受价格上涨?产品是否有足够利润来平衡公司创建产品所需的大量成本和时间?风险/回报是否足以证明产品推出的合理性? 这些都是棘手问题,需要彻底了解利益方相关方的机会和价值主张。

解决方案:物联网战略和验证

这需要深入的物联网知识、经验和全球影响力来帮助构想和交付完整的物联网管理能力。增加物联网投资的回报意味着需要制定全面的战略,了解企业准备情况,以改善业务成果。企业决策者还应该在不同时间验证物联网的盈利能力并证明投资的合理性,这些应该在相对较短的周期内进行。

挑战2:管理业务应用程序和访问数据

企业经常面临定制和集成相互依赖的单点解决方案的挑战。如果不能收集可操作的、可用的数据和见解,他们就无法分析他们的物联网部署的有效性,并且可能无法进行必要的调整以最大化投资回报。

解决方案:物联网应用程序管理和数据即服务(DaaS)

业务和技术支持应用程序的服务,支持广泛的物联网生态系统,是至关重要的功能。例如,基于位置的服务(LBS)提供强大的跟踪和资产管理功能。全球内部系统和外部访问点提取多个数据元素有助于为洞察力驱动的业务决策提供信息。此外,物联网数据的高级可见性使企业能够做出预测性决策,从而推动项目投资回报。

挑战3:技术能力

大多数组织通常无法清楚地了解可操作的,可分析的数据,从而改善日常决策和业务绩效。梅里马克学院的研究支持这一论断,发现46%的全球企业缺乏在分析和数据科学方面有经验的员工,48%的企业不具备确保物联网部署成功的技术支持技能。要想获得成功,物联网产品还需要硬件技术和集成,以及重要的软件开发和数据分析等专业知识。

解决方案:报告和分析

通过集成的物联网系统,企业可以获得和利用围绕关键业务指标的数据,包括网络状态,资产运行状况,工作效率和运营商合规性。通过了解数据流量和使用模式,企业可以主动评估物联网项目带来的价值。

挑战4:管理连接和物联网无线运营商

物联网生态系统庞大而复杂,有着几乎无穷无尽的连接服务,需要连接运营商,也有不同的设备合作伙伴和技术组合,这些连接使企业很难制定决策和推进项目。正如我们从一些引人注目的失败项目中看到,很多物联网产品试图连接尽可能多的“东西”是导致物联网失败的根本原因。

解决方案:连接和运营商管理

物联网是关于生成可操作的数据,可以对其进行分析以推动更好的业务决策。这些连接是物联网的基础,但真正价值来自这些连网设备生成的实时或接近实时的数据流,这些数据流可以被分析并转化为可操作的。

对于连接的网络,企业需要从那些能够提供与获取全球连接覆盖和广泛技术(如蜂窝、卫星和LPWAN)相关的人那里寻求专业知识。

挑战5:网络和安全管理

已经发生了很多黑客入侵物联网设备的例子,从用于儿童的智能家居产品到互联网内容的删除等。一般的企业并没有安全顾问和技术专家,无法有效地部署,然后大规模管理物联网设备和网络。许多企业也没有能力跨设备,应用程序,网络和数据等采取整体方法来防范。

解决方案:网络和物联网安全管理

专为物联网而设计的基于云的安全网络可实现可扩展性和全面的安全措施,以确保有效的物联网管理。功能应该包括连接和嵌入式软件层的保护,例如扩展到蜂窝连接设备的VPN选项、动态路由和虚拟解决方案,以确保数据保护。这意味着更好地控制物联网网络、设备和应用程序,以最大化性能和可管理性,并确保增强的安全性和对数据入侵和攻击的保护。

挑战6:了解后勤和持续管理要求

对发布物联网解决方案的组织来说,彻底了解端点部署需求、持续的托管服务和支持以及遵从性需求是一个反复出现的挑战。许多组织可能没有针对这些需求进行适当的计划,从而影响运营效率并最终推高成本。

解决方案:端点生命周期管理和托管服务

企业可以通过减少当前合作伙伴的数量来提高投资回报率。在这样的情况下,需要将更少的资源分配给合作伙伴管理,同时通过部署,运行,以及可持续的步骤来获得更多的集中支持,以协助他们的IoT解决方案和终端技术的生命周期管理,从采购到激活的边缘设备,再到终端的配置服务选择。这确保了物联网端点的维护、问题的快速解决以及高级的交换和替换能力的来保护项目投资回报。

总结

随着物联网的复杂性和优势的扩大,企业必须考虑实施上述解决方案的最佳策略。这样做需要对企业能力有着非常高的要求,以确定是否有必要在内部添加应对这些挑战的物联网专家,或者加快与专家合作伙伴的物联网部署。

编译自:rtinsights

本文转自:是什么在阻碍我们部署物联网?

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居住在城市的世界人口比例正在快速增长,这意味着我们需要在全球所有城市制定基础设施、供水、居住和气候适应战略。

与此同时,社会正在被数字化,生成和使用大量数据,而这些数据来自许多不同地方,数量也越来越多。这就是我们所说的大数据。

实际上,大数据也有太多的无能为力,它是由连续不断的新数据流创建的。

近年来,除了我们的智能手机之外,许多物联网传感器已经在城市中部署,它们的特点是体积小、价格便宜,并且与物联网(IOT)连接。

这可以是温度,它在短时间内被传感器测量并传输到服务器,该服务器被编程为当温度下降到某个数值以下时做出反应;它也可以是一个垃圾箱,它知道什么时候满了,并发出信号提醒某人过来清空它。

智慧城市

了解这种数字化如何影响城市发展和规划是一个重要的研究领域。

因此,城市规划者和数据科学家正在越来越多地合作开发技术和物联网,并为我们的城市提供智能解决方案。这就是“智慧城市”概念的起源。

但是智慧城市不仅仅只是技术,它更是以可持续的方式使用技术,以改善人们的生活。

大多数城市都知道,取得好成绩不仅仅与政府机构的具体情况有关,它更是为全新的参与者创造一个创新和发展的环境空间,这可能是志愿团体或组织,也可能是开发新解决方案和应用程序的小公司。

但这些解决方案可能是什么,它们可能会在哪里?

我们来看看三个丹麦城市的例子。为了不掩饰其他城市的发展,在这就不说三个城市的名字了,我称之为场景1、2和3。

场景1 :教室空气质量——老师在课堂上被提醒空气质量差

周四上午, 6B班早上8点开始上课,数学课后面是丹麦语,突然,老师的手机发出警报,收到来自于学校理事会的一条信息。

信息说教室空气质量已经降到了不可接受的水平,需要老师马上打开窗户,让新鲜空气进入。接到消息后,老师让孩子们出去呼吸新鲜空气,同时也把窗户打开。

但是,该学校理事会怎么会知道教室空气质量差呢?

原来,学校每间教室都安装有物联网空气监测仪,可以持续监测室内空气质量,并将空气质量数据实时发送到服务器,如果教室空气质量超过阈值,就会自动发出警报。

物联网空气监测器是一种智能系统,可向相关人员发送消息,该人员可采取措施改善房间的空气质量。

场景2:垃圾收集——当垃圾箱几乎装满并需要清空时

在炎热的夏天,人们纷纷涌向海滩或公园,然后,很快垃圾箱就装满了丢弃的瓶子或纸盒。但是,在垃圾开始溢出垃圾箱并蔓延到街道之前,环卫人员很难了解最新状况并及时清空垃圾箱。

现在,物联网传感器被安装在这个城镇的所有垃圾箱中,并且当垃圾量达到75%时自动发出警报,这样环卫人员就能及时赶到清空垃圾箱。

同样的系统允许清洁团队在淡季期间缩小规模,并更有效地规划他们的职责。

场景3 :供水—根据消耗量自动调节水压

保证一个城市所有居民的稳定供水是一项艰巨任务。

在欧洲,我们理所当然地认为我们应该能够轻松获得清洁的自来水,并且水压在一整天和全年都保持稳定状态。但世界其他地区的情况肯定不是这样。

影响水压稳定的因素有很多,其中包括水管泄漏,以及在一天和一周中不同时间段用水量的多少。此外,室外温度变化也会对水压产生一定影响。

这些可能会导致大量的水分流失和管道破裂。丹麦公司Grundfos已开发出可根据用途智能调节水压的系统,并确保管道使用寿命更长。

城市可持续发展的新标准

所有这些例子的共同之处在于它们都是在单一城市开发和实施的,但是它们要解决的问题却是全球性的。

我们需要制定标准,为通信和监测创建符合标准的基础设施。

有许多技术基础设施和数据格式的标准,但也有城市可持续发展标准。

它被称为ISO 37120,它是丹麦发起的国际标准,丹麦是国际标准化组织(ISO)的官方成员。

它为讨论什么是可持续性城市创造了共同基础。

这不是一本规则手册,因为每个城市都有不同的策略。能源强制性指标的一个例子是“每平方米公共建筑的年度能耗”。

当城市开始遵循这些标准时,可以将它们与其他城市进行比较,看看它们与全球竞争的对比情况。这将创造进一步发展的动力,同时也创造了对挑战的国际理解。

我们在这个城市过得怎么样?与全球竞争相比,我们的城市有多创新?公众与政治制度的关系如何?这个城市居民的健康状况如何?他们的教育水平如何?环境状况如何,有多少人可以访问互联网?

这些只是在比较城市改造和发展智慧城市能力时所衡量的一些指标。

本文转自:你的城市有多智能?

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虽然物联网主要用于收集可操作的见解,但企业应该认识到物联网分析产生的数据价值,并学会如何利用它来推动创新。

随着物联网的商业价值变得越来越明显,因此,它在各个行业中的采用也就越来越受到重视。大多数领先企业已将该技术应用于试验阶段之外,而其他许多企业正计划尽快实施。物联网结合了数据收集和分析、与连网设备通信以及根据执行分析触发操作的能力。该技术主要用于需要持续自动化分析和快速响应的企业业务,例如石油和天然气的安全机制业务。但是,企业应该意识到物联网生成大量数据的价值,以执行其自主功能。企业可以把物联网分析作为对现有大数据计划的升级。

物联网分析是对大数据分析的升级

尽管大数据和物联网分析侧重于数据收集和分析,但它们在数据收集的数量和质量上有所不同。

本质上讲,物联网网络进一步增强了大数据数量、速度和多样性的主要特征。物联网网络由众多传感器组成,这些传感器持续收集大量数据,比大数据分析所收集的数据量要大得多。

使用物联网分析,收集和处理数据的速度或速率也更高,由于使用大量不同类型的传感器收集数据,因此,物联网数据分析的种类更多。与大数据相比,物联网收集的数据也是高度结构化的,而大数据由于用于收集数据的来源不同,所以大多数是非结构化的。物联网数据是结构化的,是因为数据使用专门传感器获取的,而这些传感器被设计成只收集特定类型数据,使得数据的分类和索引变得更加容易,例如,热传感器仅测量相对于时间的热量,其可以容易地被索引。

物联网数据使投资回报多元化

随着物联网基础设施产生大量有用数据,而那些没有计划利用物联网的企业正在错失增长机会。使用物联网数据分析带来的增长机会可能远远大于使用物联网自动化运营带来的增长机会,例如,使用物联网对设备进行预测性维护的企业,可以使用物联网传感器生成的数据来重新设计设备,以消除最常见的故障原因。再看另一个例子:一家企业使用物联网传感器识别进入其商店的顾客以提供个性化服务和产品推荐。使用物联网的整个数据库来挖掘顾客行为模式,从而产生创新产品或创意服务理念,这些想法甚至可以使企业找到新的收入来源。

虽然大多数物联网供应商都将物联网技术作为业务问题的最终解决方案,但商业领袖应该认识到可以从物联网数据分析中获得有价值的信息。寻求创新的企业应积极开发利用物联网产生的大量数据,以最大限度地提高物联网的投资回报率。

本文转自:物联网数据分析:真正的商业财富

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从减少隐私威胁到确保强大的网络连接,再到聘请高技能的IT专业人员,再再到选择合适的物联网供应商,企业在物联网采用方面面临着独特的挑战。

物联网吸引了许多眼球,因为它具有将全球每台设备连接到网络的突破性潜力。物联网为机器对机器(M2M)通信铺平了道路,从而颠覆了传统流程。利用从物联网设备捕获的大量数据,公司可以进行必要的改进,为其消费者提供更多定制服务。因此,领导者、初创企业,甚至物联网供应商都在物联网解决方案方面进行大量投资。然而,尽管有这些机会,企业在采用物联网方面仍面临潜在的挑战,阻碍了他们采用该技术。为了确保物联网的成功部署,各行业应该分析障碍,并尽早找到克服挑战的方法。

物联网应用中的挑战分析

1、安全

物联网的主要目的是通过互联网将设备相互连接。随着越来越多的设备获得连接,存在数字盗窃、恶意软件入侵和数据泄露的潜在风险。物联网安全漏洞的报告和调查足以清除对安全风险的混淆。黑客对最终用户数据的渴望永远不会结束,因此企业应该利用现代技术,如生物识别技术或密码学来克服这一障碍。

2、网络连接

为了确保物联网的成功采用,显然需要强大而可靠的网络连接。但是,事实是,即使在今天,美国的农村人口仍然面临着网络连接问题,大约39%的美国农村人口无法享受快速上网。因此,没有适当的网络连接是企业在物联网应用中面临的诸多挑战之一。

3、IT专家团队

我们已经知道物联网设备收集大量数据,但是,为了使企业从数据中获得有意义且可操作的见解,以做出明智的业务决策,需要正确的分析工具和熟练的分析师。聘请具有专长技能的合适人才对物联网实施至关重要。

4、基础设施

由于实时数据不断增长,企业应该找到可持续的数据存储解决方案。用于存储实时数据的集中式数据存储方式是不可持续的, 因此,企业应该从集中式数据存储切换到分布式云平台。此外,企业应该确保他们拥有正确的基础设施来管理物联网设备、传感器和来自它的数据。

5、物联网供应商

大多数企业外包物联网解决方案,因此选择合适的物联网供应商是他们必须做出的最关键决定之一。物联网平台提供高可扩展性、正确的基础架构、优化的结果和灾难恢复,而又不影响精确度和效率,是您最好的选择。找出哪家物联网供应商提供最佳的物联网解决方案是一项挑战。

尽管物联网采用存在若干挑战,但企业仍有必要利用物联网来保持其在当今竞争环境中的相关性。在高技能专业人员和现代技术的帮助下,企业应该分析所有障碍,找到合适的解决方案来成功实施物联网。

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物联网是目前最热门的话题之一,许多厂商都决定投入物联网产业,可是真正的商机是否真如研究机构预测一样如此庞大,都没有定论。首先,要让物联网成为商机的一大障碍就是标准,因为有了标准所有对象之间就能够互通且简易的交换数据,否则一切都是空谈。

在物联网爆发的商机中要确认标准化的确不是一个简单的问题。以无线连接技术为例。目前全球已经存在有众多的无线标准,无论其已经发展很好或正在等待时间测试,包含:蓝牙,WiFi,NB-IOT,ZigBee,Sigfox,蜂窝网络(CDMA,GSM,LTE等)和DECT等,这些预计也都将被物联网使用。

通讯协议也是相同的问题,包含TCP/ IP、MQTT、HTTP、COAP、和其他协议,都将成为物联网装置和云端之间发送讯息和数据的通讯协议,即使在对象的数据分析方面,目前也有SQL和Hadoop的数据库选项可进行分析。

简单来说,这里已经有大量的标准正准备迎接物联网的到来。但是却不能停止厂商期望创造出新的解决物联网问题的标准,来主导未来的战局。所以有新的无线标准开始出现,例如:Allseen联盟和开放家庭网关论坛(Open Home Gateway Forum)期望在不同物联网细分的产业中,获得发言权,标准之争因此而起。

更玩味的是,除了公司之间组成联盟设定标准游戏之外,官方标准机构也推波助澜这种情况,例如:欧盟提出了IoT-A的参考架构。现在,IEEE标准协会正试图拿出了自己的物联网参考架构,而ITU和NIST等团体也保持他们的选择性,期望进入开放标准的讨论中。

或许建立物联网真的需要一套新的标准,毕竟,这是一个新的技术应用,其拥有自己独特的需求,而目前存在的标准可能无法应付得来。或许这些新标准的努力并不是想解决单一问题,而是期望能够早日推出物联网而获得商机权。

但是另外一种可能是,目前存在的标准就足够满足现在所需,而且这些标准也已经在那里了,只要大家遵循这套标准就能够达到真正想达到的物联网的境界,可是物联网在不同应用领域,可能需要不同标准,因为每一个物联网领域的需求不同,如果单用一套标准可能无法满足真实情况,尤其,在工业领域与消费性领域就有很大的不同,更何况,不同类型的应用可能不需要共享他们的数据,那么就没有任何理由用同一套标准来拴住他们。

本文转自:物联网如何成为商机?“标准”将是一个难解的问题

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