引言:交流与对话是人类生活的重要组成,能与物对话吗?能召唤它们为人类服务吗?假如能,什么技术能实现呢?这就是物联网技术,而实现这一切的基础设施就是物联网。
物联网到底是什么?
1999年11月2日,我在莫尼黑访问时,德国专家介绍了未来的汽车与交通:汽车将采用清洁能源、无人驾驶,当你想去那里,只需告诉汽车就可以了,汽车会在网络控制下自动行驶到达目的地。在网络中,汽车可以像鱼群一样高速行驶,交通堵塞与交通事故将不再发生。实现这一切的关键是需要一个具有高精度卫星定位的“智能交通管理网”和符合该网络协议的汽车,当时我只将它当成了一个科学幻想,并没有真正在意。
2005年11月,在突尼斯举行的“信息社会世界峰会”上,国际电信联盟正式提出了“物联网”的概念。并描绘出“物联网”时代的图景:当司机出现操作失误时汽车会自动报警;公文包会提醒主人忘带了什么;衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等。
物联网的概念实际上就是将物体(或物品)通过信息传感设备与网络连接起来,进行信息交换和通讯,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。在此基础上,人类可以更加精细和动态地管理生产和生活,达到“智慧”状态,提高资源利用率和生产力水平。
现在,我们应该知道前面提到的“智能交通管理网”就是物联网要实现的众多功能之一,但受技术限制,在物联网建设的初期还无法实现,甚至不能作为实现的目标,但随着技术的进步、物联网建设的深入,这一切比将成为现实。
今天,我们才开始走向“物联网”时代,人的意识、法律法规、技术和标准等还需要一个漫长的时间去适应。物联网的概念、定义和实现的目标,也将随着社会的进步、需求的变化、技术的发展及建设的深入而改变。
让物品说话的技术
物联网的概念打破了之前的传统思维,过去我们一直是将物理基础设施和IT基础设施分开,一方面是公路、建筑、汽车、家电等物体,而另一方面是数据中心,个人电脑、互联网等。而物联网将其整合为统一的基础设施,像是一个新的地球,世界在上面运转。
它是一个覆盖世界上万事万物的网络,物品在网络中,能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术、无线传感网络技术、全球定位系统及信息技术等构建网络,实现物品的自动识别和信息的互联与共享及智能社会。
RFID在标签中存储着符合网络规范的信息让物体(物品)“说话”,传感网络对物品的信息进行自动采集、处理,实现物品的识别,GPS对物体定位,并通过开放的网络实现信息交换、共享与控制,从而实现对物体的“透明”管理。
正泰的物联网机遇
今天,我们家中,自动抄收的电能表,可视房门监视电话、自动煤气探测、联网报警系统等其实就是物联网智能家居的初级模式;指纹门禁考勤、联网刷卡系统等都是物联网的内容之一,只是还没有加装RFID标签、也没有按物联网标准进行规范;而且,国网公司用电信息采集系统建设已经拉开了中国智能电网建设的大幕,可以说物联网建设已在不知不觉中开始了。
物联网的技术构成包括物联网构架技术和智能物品设计与改造技术两大类,目前,人们关心的主体还局限于构架物联网的相关技术,事实上要真正建立一个有效的物联网,必需有广泛的支持该网络的各类智能物品及规模,有了智能物品网络才能运转,具备了规模,才能使物品的智能发挥作用。例如,温州有300万辆汽车,且只有1万辆汽车符合物联网规范,就不可能形成一个“智能交通管理网”。
智能物品涉及到世间万物,对于任何要接入物联网的物品都要按照物联网的标准与规范进行设计或改造,可以说技术领域遍及国民经济的各个行业,这才是物联网带给我们真正的发展机遇,它必将催化中国乃至世界生产力的变革,并改变今天的产业结构与格局。我们应对物联网建设与技术发展进行跟踪研究,并对相关信息进行分析处理,找到我们可以接入的产品领域,实施切入。
正泰是清洁能源及智能电气解决方案供应商,覆盖高低压电器、输配电设备、仪器仪表、工业自动化、建筑电器、光伏电池及组件系统和汽车电器等产业,而且已经制定了切实可行的智能电网设备发展方案,并已开始实施。正泰的第二代高效非晶微晶薄膜光伏电池、全系列光伏逆变器、光伏发电并网解决方案,智能电表、用电信息采集系统,智能输变电成套设备、智能高压开关和变压器、智能变电站、电力电缆、“交钥匙”总包工程等处于领先地位;而且,智能电表、自动抄表系统(AMR)、负荷控制系统等已经用于国家电网公司用电信息采集系统建设中。因此,智能电网建设应是我们首先要介入的重点,并以此为基础向物联网的其他领域扩展,以下产品与系统可以成为我们发展的重点:
一、 可再生能源及其计量管理系统
可再生能源包括太阳能、风能、燃料电池和燃气冷热电三联供等多种形式,包括几种发电和分布式发电两种方式,分布式发电是指建在用户端的可再生能源发电方式。可再生能源是取代传统生化资源是解决能源危机、减少温室气体排放及环境污染最有效的方法与措施。因此,可再生能源利用成为了智能电网建设的重中之重。
由于可再生能源具有不可控性,需要多种能源有机的配合使用,才能满足变化的电力需求。而实现这一切的关键设备就是分布式能源计量与管理系统。
二、 AMI、ADO、ATO、AAM
AMI(Advanced Metering Infrastructure)先进计量基础设施、 ADO(Advanced Distribution Operations)先进配电运行体系、ATO(Advanced Transmission Operations )先进输电运行体系和AAM(Advanced Asset Management)先进资产管理体系是涉及智能电网“发、输、变、配、用、调”的全过程的关键设备与系统。
AMI是用来采集、计量、测量、储存、分析和运用(用户)信息的完整网络系统,已经超出了仪表和网络设备范畴,由智能电表、广域通信网络、测量数据管理系统和用户户内网络四部分组成。涉及传感与检测、通信、输配电、网络、电力电子、储能等技术领域。
ADO和ATO范围涉及输电、变电、配电和调度,包括智能输变电成套设备、智能高压开关和变压器、智能变电站、电力调度自动化系统、配电自动化系统、电力电缆等。
三、 电动汽车充电站及营业管理系统
发展电动汽车是解决能源危机、减少碳排放最有效方法与措施,也是实现物联网智能交通管理网的基础之一。2010年4月,国家电动汽车充电站系列标准正式发布,同时国网和南网先后公布了电动汽车充电站建设规划。仅国网就计划到2020年在全国范围内建立1.4万座电动汽车充电站和充电桩,总投资323亿元人民币。
发展电动汽车将涉及电动汽车、车用电池、智能配电网、充电站及充电桩等。充电站主要设备:充电机、充电桩、电能计量与监控设备、有源滤波装置、交直流转换装置、变压器、配电柜及电缆等。
四、 其他
电器开关、接触器、断路器等控制器件将是物联网建设中应用量相当大的产品,但要接入物联网这些器件就必须符合物联网的技术规范,满足规范的重点。
嵌入式智能电表是智能家居中家用电器的必备器件,与智能电表十分相似,但智能电表是终端产品,而嵌入式智能电表是家电中的器件,他们技术相近、功能类似,但产品形式、技术要求、使用方法差别很大,成本、集成度、体积和嵌入方式是研究的重点。
三网合一必将成为物联网的网络基础,国家电网公司已经开始在沈阳等地利用嵌入光纤电缆进行光纤入户的三网合一试点,基于先进光纤通信(EPON)的智能电表、嵌入光纤电缆及三网合一设备都是我们可以扩展产品范围。
结束语:从我们的产业结构分析,我们的产品多数属于可以接入物联网物品,但需要按物联网的技术要求与标准进行改进或重新设计。可以说物联网给我们带来了前所未有的发展机遇,但机遇的到来,风险也会随之而来,原本清晰的产业界限在逐步消失,相互渗透成为必然。如跟不上发展速度,原有的市场也可能随着物联网建设的深入而流失。
因此,我们现在应该分析现有产品接入物联网的可能性,以及接入需要的改进措施与技术方案,并开始为我们重点发展的产品接入物联网进行技术准备,准确掌握物联网发展规律,适时切入,我们必将迎来美好的明天。