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物联网基础建设位居世界前列 在全球率先实现“物超人”万物智联

技术前沿 2023-12-18

  图①:山东自贸试验区青岛片区一家洗衣机互联工厂的生产车间。依托新兴技术,该工厂将远程协作、零距离体验等物联网概念进行了有效落地。图片来源:视觉中国

  图②:浙江省湖州市“壹伍田园”大棚内,工人正在调试设备。该大棚利用物联网技术实现远程控制,让用户可以在任何时间、任何地点完成浇水、施肥、视频监控等操作。图片来源:视觉中国

  图③:江苏省宜兴市一家新能源企业的物联网经营管控一体化平台。徐庆卿 摄

  2023(第八届)世界物联网大会近日在北京国家会议中心召开,会上发布了“构建万物智联数字经济全球市场”的倡议。

  物联网,顾名思义,是物与物之间进行数据信息交换和通信的网络,以实现对各种物体的智能化识别、远程监控等。在智能化时代,物联网是各行各业发展的重要技术支撑,我们常用的门禁卡、公交卡、二维码等都可以说是物联网的一部分。

  近年来,我国在物联网基础建设、产业应用、创新发展等方面都走在世界前列,物联网技术普遍应用于工业制造、农业生产和交通等领域。最新数据显示,目前,我国代表“物”的移动物联网终端用户数已经超过代表“人”的移动电话用户数,成为全球主要经济体中率先实现“物超人”的国家。今年,我国物联网连接数有望超过23亿。这意味着,移动网络已从过去的服务人和信息消费,发展到如今的服务千行百业,万物智能互联的世界将逐步成为现实。

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  前端“触角”对接智能“大脑”

  日益增长的“物物连接”推动经济社会数字化转型

  如果说,移动通信网络主要针对的是人的连接,那么,移动物联网则扩展了连接的范围,包括了各种物品和设备。“物超人”,意味着依托物联网技术,各行各业有越来越多的设备和传感器连接到网络中,让传统行业实现智能化管理和数字化操作,移动物联网成为推动经济社会数字化转型的新引擎,打开了更大的数据价值空间。

  物联网下的世界有多智能,物与物之间又是如何连接的?这一切在位于江苏省宜兴市东南部的农业物联网小镇——丁蜀镇可以得到答案。在这座现代化的农业小镇里,不管是水产养殖、茶叶种植还是大田耕作、大棚种植,均凭借物联网应用实现了科学管理。

  提起物联网种田,丁蜀镇的种植户们赞不绝口:“这些技术设备对作物和环境的了解比经验还准,大伙不用天天在田间地头风吹日晒了。”但最初,他们对这种在地里“竖几根杆子”的种田方法却充满疑虑,觉得不靠谱。

  所谓的“竖杆子”是形象的说法,指的是安置在田里的物联网传感器。在丁蜀镇的山地茶园内,为了可以实时感应茶园上部的温度、湿度、光照强度等气象指标,茶田内安置了几根十几米高的杆子,上面装有传感器和风扇等设备,这些传感器与茶园的物联网平台系统相连接,一旦传感器监测到的气温值低于3摄氏度,平台就会自动启动风扇,将茶园上部的冷空气吹走,防止茶叶结霜。

  在丁蜀镇的水稻田里,一台台竖立在田埂上的传感器让种植户们不用看天气预报也能知道田里的温度和水量,不用守在田里也能知道哪片作物要发生病虫害。连过去种水稻最怕的暴雨洪涝灾害,如今也不需要担惊受怕。田里的传感器可以感知稻田的水位,高了会自动开阀排水,旱了会提醒种植户浇水。

  此外,种植户们还可以通过手机移动端和电脑端随时随地登录大田物联网平台,访问田间的实时数据,查看每个监测点的环境、气象、作物生长情况。利用视频监测作物生长态势,利用无人机拍摄作物生长动态数据,利用模型计算作物的精准施肥时间及施肥量。

  如果说,传感器是与“物”紧密接触的前端“触角”,那物联网平台就是智慧“大脑”。丁蜀镇的众多传感器都要接入农业物联网总平台,所有数据都汇总到这里。

  农业物联网总平台的开发方——江苏中农物联网科技有限公司有关负责人蒋萍介绍,物联网总平台采用分层设计,基础服务层实现业务数据的接入、处理、路由分发;核心业务层实现物联网远程控制服务、业务管理服务、终端管理、任务调度管理,以及统一的运营支撑服务;业务服务组件层实现多业务场景的业务逻辑处理与服务,通过统一的门户展示层对外进行业务展示与交互。

  在蒋萍看来,仅就农业领域而言,物联网终端用户数仍有很大增长空间。因此,物联网总平台在系统开发的时候预留了数据接口,可以保障存量设备和新装设备统一接入。平台整体架构上也考虑到了未来业务性能的扩展。

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  既满足个性化定制又大幅提升效率

  市场需求之下越来越多的互联场景落地应用

  白宝华是河南省一家重型装备厂的工人,主要工作是对工厂内的设备零件和工序进行检查。这是一个极其考验工人耐心和细致度的活儿。过去,白宝华和同事们要一台一台地对所有设备的生产信息进行采集记录,设备运行的情况和相关数据全部要靠人眼去看,设备出了问题也要靠工人来汇报,十分耗时耗力。

  彼时,白宝华可能很难想到,几年后,自己不需要再在厂子里到处跑,只需通过手机,就能完全掌握厂内大小生产设备的运行信息。设备的实时生产数据会通过网络发送到白宝华的手机APP上,哪些机器有状态异常可以清楚地在页面上看到。这一切都要得益于工厂为车间内的主要设备安装了数据采集器,架构起一张“物与物”“人与物”相互连接的网络,通过网络,生产车间内的所有物体实现互联互通,设备之间的数据实现共享,工人可以通过手机等终端对设备进行实时监测,整个工厂变得更加高效、更加智能化。

  当物体被安装上传感器或控制器,物体便不再是一个“死物”,而是具备了可感知的特性。当网络将这些物体相连,它们便具备了通过信息传播媒介进行信息与数据交换的能力,以实现智能化识别、定位、监管等功能。理论上来说,所有的物体都可以通过物联网来连接,并通过网络来实现对其分析和控制。因此,物联网技术是各行各业数字化、智能化转型升级的重要支撑。而在企业谋求数字化转型以提质增效的当下,物联网必然会有越来越广阔的应用空间。同时随着物联网连接数的不断增长,也会有越来越多的行业因物联网而升级。物联网的“互联共生”,为更多企业搭建起智能制造的全新生态。

  位于上海市松江区的海尔洗衣机互联工厂是业内首个以数字孪生技术建设的物联网大规模定制标杆工厂,在这里,5G+物联网技术为工厂提供了全面的数据采集和传输能力,工厂实现了人、机、物三者互联,信息数据实时共享,构建起“线下实体工厂”+“线上多维空间”的工业元宇宙共生场景和融合生态。

  在这家工厂,“互联”特性主要体现在两个方面,一个是整个产品生产的全流程透明可视,一件产品从下单到最终打包发货,任何一个环节都可以通过网络实时获取生产进度等相关数据;而更重要的一个方面,是用户与工厂的互联,用户可以通过移动终端进行个性化定制,而与传统工厂不同的是,互联工厂的生产制造能够快速响应消费用户的需求,同时用户可通过多种终端查看产品从下单到下线的全部过程。

  之所以会建设这样的互联工厂,主要是源于智能改造带来的生产效率的大幅提升。海尔官网数据显示,该集团在上海、青岛、沈阳等地建立的洗衣机互联工厂,生产效率是普通工厂的两倍。据企业有关负责人介绍,该企业的许多家电产品市场需求很大。显然,物联网技术极大缓解了该企业洗衣机产品面对的供不应求问题。

  北京市社会科学院管理研究所副研究员王鹏表示,近年来,我国物联网连接数增长迅速,市场需求是一个重要原因,这将有力推动我国数字经济发展。而随着设备普及和应用扩展,有望为企业提供更多解决方案、促进产业升级。

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  连接更高效感知定位更精准新一代信息技术成为物联网高速发展强大支撑

  在王鹏看来,技术进步是物联网连接数得以增长的另一个重要因素,一方面5G等新兴技术的发展催生了更多的物联网连接应用,另一方面,物联网连接数增长也会带来海量数据,为大数据、人工智能提供丰富的资源,进一步促进数字技术的发展。

  越来越强的网络能力,是物联网高速发展的强大支撑。目前,我国已建成全球规模最大的5G以及窄带物联网网络,这些网络基础设施能够针对不同应用场景的需要提供不同的网络服务。特别是我国5G网络的发展,让物联网可以实现更低的时延,更高效的连接。

  在我国首批5G网络建设城市之一——福建省福州市,以物联网产业为主、互联网信息服务业为辅的新一代信息技术产业链正在逐步形成。位于福州市马尾区的马尾物联网产业示范基地作为国家级物联网产业示范基地,如今已集聚了两百多家物联网企业。

  不仅仅是企业,马尾物联网产业示范基地还初步实现了物联网研发资源的聚集。2017年,全国首家物联网开放实验室——中国·福州物联网开放实验室在这里揭牌。据实验室副总经理孔鹏介绍,整个实验室包含模组、功耗测试、基带测试、射频测试、协议一致性测试等多个专题实验室,拥有多套处于国际领先地位的“高大上”设备。目前这个中心已经为200多家企业提供测试认证服务。

  福州能够发展物联网产业,与当地5G产业的发展以及数字经济建设背景密不可分。中国移动研究院副院长丁海煜表示,当前全球加速进入数字化时代,数字经济在国民经济中的地位愈发稳固、支撑作用愈加明显,而5G+物联网是数字经济蓬勃发展的重要基础设施。

  2021年,由华为技术有限公司与中国·福州物联网开放实验室共建的全国首个5G产业服务平台上线。凭借5G网络高带宽、低时延的特点,物联网系统和连接的设备能够以更高效的方式使用。

  依托5G产业服务平台,马尾物联网产业示范基地还开发了福建省首条实际运营的5G-V2X智能网联公交线,这些公交车上安装了车载单元,在5G网络下能实现车与路、车与车的协同通信。目前,马尾已投入了10辆经过智能化改造的公交车。

  而在2023(第八届)世界物联网大会期间,有关专家表示,随着承载物联网数字经济的通信基础传输网络向6G、星链网络等方向发展,物与物的连接形式也将由“万物互联”走向“万物智联”。届时,网络速率将更高,感知定位将更加精准,人工智能等技术将得到更加充分的应用。

  孔鹏表示,物联网是数字化转型的基础,更是实现新旧动能转换的关键力量,对我国经济由高速增长阶段转入高质量发展阶段有着重要意义。随着新一代信息技术的发展,从“万物”到“平台”的连接成本将逐步降低,推动万物互联的高速发展。

关键词:物联网
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