工业物联网调研报告

第一章专业背景

1.1工业物联网背景

随着信息技术的飞速发展，网络涉及的领域持续增多，人们对于网络的依赖性越来越大，网络已经成为现代社会不可缺少的一个组成部分，工业物联网是信息技术积累到今天的一个发展机遇。

目前，工业物联网已经在多个领域得到应用，如电气自动化、智能家居、智能电网、智能交通、医疗服务、农业环境监测、物流配送等。工业物联网有着巨大的市场和发展潜力，工业物联网产业链如图1-1所示。

图1-1物联网产业链

然而，目前工业物联网产业链中存在一定问题，制约着工业物联网产业的发展，具体问题如下：

(1)由于各个行业间存在差异，一般情况下，一个工业物联网

业务集成商仅仅关注一个具体的行业，同时限于供应商供货的时间，使得项目周期过长；

(2)行业用户初期投资大；同时，技术标准不统一使得用户很

难重新选择其它厂商的产品；

⑶客户修改量大、产品通用性差等问题使得工业物联网设备

提供商部署、维护工作量大；

(4)网络运营商只能提供通信通道，不能充分发挥其优势所在；

(5)终端的非标准化使得应用开发商只能绑定某一终端厂商

作为供应商，这样缺乏竞争机制，而且应用开发商受终端供应商的限制。为解决上述问题，业界提出将工业物联网业务构建在标准平台上的思路，如图1-2所示。该方式的特点是：提供标准化的工业物联网终端管理平台，各类工业物联网的业务应用构建在这个平台一般是运营商部署物联网终端管理平台。

图1-2工业物联网终端管理平台的构建模式

这种建设方式的优势是:

(1)有利于实现各种工业物联网应用之间的互联，支持业务联动；

(2)简化工业物联网应用开发，易于快速推出工业物联网业务应用；

(3)降低工业物联网应用的开发成本，加快工业物联网业务发展速度；

(4)易于发挥运营商优势，构建完整的价值链，实现工业物联网业务的可运营、可管理、可持续发展；

(5)利于一个工业物联网终端设备提供信息给多个物联网应用。

1.2工业物联网的现状

美国权威咨询机构FORRESTER预测，工业物联网将会是下一个万亿级的业务，工业物联网的研究、应用和发展为下一代信息技术变更起到了重要作用，掌握工业物联网世界的话语权，不仅体现了技术领先。

工业物联网产业一方面可以提高经济效益、节约成本；另一方面可以为全球经济复苏提供技术动力。工业物联网应用将使电网、供水系统、建筑、桥梁、隧道、大坝、公路、铁路、油气管道等各种物体被普遍连接，形成工业物联网应用。工业物联网推广将成为推进经济发展的又一个驱动器，为产业开拓了又一个潜力无限的发展机会。依据目前对工业物联网的需求，在近年内市场就需要按亿计的传感器和电子标签，这将推进信息技术相关元件的生产，同时增加社会就业机会。

第二章工业物联网专业相关课程

2.1工业物联网的相关关键知识

图2-1工业物联网的关键知识

1传感器技术知识

信息的泛在化对工业的传感器和传感装置提出了更高的要求。

微型化：元器件的微小型化，节约资源与能源。

智能化：自校准、自诊断、自学习、自决策、自适应和自组织等人工智能技术。

低功耗与能量获取技术：电池供电，用阳光、风、温度、振动。2通信技术知识

其中具体包括：调制与编码技术、自适应跳频技术、信道调度技术、通信协议多样性、多标准有线及无线技术。

3网络技术知识

组网技术：网络路由技术、互联技术、共存技术、跨层设计与优化技术。

网络管理与基础服务技术：低开销高精度的时间同步技术、快速节点定位技术、实时网络性能监视与预警技术、工业数据的分布式管理技术。

4信息处理技术知识

海量信息处理:工业信息出现爆炸式增长，构建集海量感知信息，获取、高效融合、特征提取和内容理解为一体。

实时信息处理：工业流程监视与控制需求。

新型制造模式：多源异构感知信息融合。

泛在信息处理服务与协同平台：设计、制造、管理过程中人- 人之间、人-机之间和机-机之间的行为感知、环境感知、状态感知的综合性感知能力。

5安全技术知识

其中具体包括：工业设备控制、网络安全和数据安全，阻止非授权实体的识别、跟踪和访问，非集中式的认证和信任模型，能量高效的加密和数据保护，异构设备间的隐私保护技术。

2.2工业物联网的核心知识

主要是RFID和无线传感器网络（WSN），关键在于RFID和WSN

融合。

RFID侧重于识别，能够实现对目标的标识和管理，同时RFID系

统具有读写距离有限、抗干扰性差、实现成本较高的不足；WSN侧重

于组网，实现数据的传递，具有部署简单，实现成本低廉等优点，但

一般WSN并不具有节点标识功能。RFID与WSN的结合存在很大的契

机。

RFID与WSN可以在两个不同的层面进行融合：工业物联网架构下RFID与WSN的融合，传感器网络架构下RFID与WSN的融合。

2.3基于工业物联网的现代工业系统体系结构与示意图

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图2-3工业物联网应用示意图

第三章 工业物联网专业人才的需求分析

1、 生产设备互连人才

利用数字化生产设备提供的数据接口，将各生产设备从物理 上连接成一个网络，利用协议转换软件将网络组成一个通用的IP 网络。

• 利用信息平台来设置生产参数，如个数、长度、重量等。 • 自动抄录各种生产数据。 • 按时段自动统计生产量。

• 实现生产工人、生产过程、生产设备、生产数量之间的完 整融合，将这些数据之间的对应关系利用图表的方式显示 出来，一目了然。

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