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物联网技术发展历史精选(五篇)

发布时间:2023-10-09 17:42:10

序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇物联网技术发展历史,期待它们能激发您的灵感。

物联网技术发展历史

篇1

【关键词】物联网RFID 专利 专利预警 实证性分析

1 引言

2010年9月8日,国务院总理主持召开国务院常务会议,审议并原则通过《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》。物联网是在“决定”中七大战略性新兴产业――新一代信息技术产业的重要组成内容。2011年4月11日中央财政部又通知,中央财政预算专项资金将从2011年起支持物联网的研发、应用和服务项目。目前从政府到产业界、学术界都非常重视物联网的发展和产业化。而专利是情报分析的重要来源,其中复合了产业信息和技术信息。发达国家历来非常重视通过专利实证性研究发现问题、寻找发展的机会。在物联网快速发展之际,本文通过专利实证性分析当今国内外物联网的发展和我国相关技术的现状,以供业界参考。

2 物联网技术世界发展现状

专利数量的变化表征着新技术的产出情况,专利发明人数量表征着参与研发的技术人员数量,专利申请人数量可以表征投入研发的机构的数量。通过对专利数据的分析,可以判断特定产业的发展现状和态势。

国际上较早的物联网专利申请从1991年就开始出现,相关专利数量在上世纪90年代一直比较少,从2001年开始每年专利申请数量超过500件。之后每年的专利申请增速明显。这种快速增长的趋势一直到2006年,之后的2007、2008年专利数量都出现了下降,出现技术相对成熟的迹象。如图1所示。

物联网专利发明的变化情况同专利申请数量一样,从2001年后出现快速增长,同样从2007年开始参与的技术人员数量出现下降。但从图2中看到新的技术人员作为专利发明人不断加入,说明物联网技术仍在不断研发寻找新的突破点。

物联网专利所涉及的技术主题随着专利数量的增长也不断增加。如图3所示,在2004年以前新技术主题出现较多,从2005年后,研发主要集中于现有技术主题进一步研发。前面专利申请数量下降的情况,应该也是可新研发的点较少所导致。

最强,我国发展热度最高

专利优先权国家可以表征技术研发的原创区域。通过分析看到,以美国专利作为优先权的排名第一,目前总数已经达到6600余件;日本排名第二,目前总数已经达到5400余件;下面依次是韩国、中国、德国、我国台湾地区。这些国家和地区在物联网技术上拥有较强的实力。

在排名前列的国家和地区的专利申请基本在10%左右,唯独我国的近三年增长率达到44%,发展热度一枝独秀。

物联网专利申请数量最多的美国,近三年的增长率达到13%。美国申请人中排名第一的为symbol公司,中文名为讯宝公司,成立于1975年,资产超过10亿美元,是无线传感方面世界领先公司。作为摩托罗拉的子公司,其生产的物联网计算机、工业采集器、条码扫描仪等物联网硬件产品,是公认的物联网的高端产品。排名第二的是蓝色巨人IBM公司,IBM是“智慧的地球”概念提出者,也是物联网发展的主要推动者,JBM拥有RFID射频标签和传感器的完整解决方案。其相关物联网专利数量也接近200件。IBM的物联网解决方案已经在肉制品食品跟踪方案、园艺植物生产运输监管,汽车生产运输等多方面得到应用。美国排名第三的是Broadcom博通公司,是世界上最大的无生产线半导体公司,专利是其主要获利手段。其对于物联网目前已经拥有超过170件的专利。美国三家领先公司都是物联网概念的首先提出者和实践者,在物联网专利上拥有非常强的实力。,

日本物联网专利,世界排名第二。日立公司的物联网相关专利达到227件。日立公司在RFID标签上开展了大量研究。并在法国建立有从事物联网研究的SophiaAntipolis实验室,2010年,日立集团在南昌建立了日立物联网暨新技术体验中心的大型研发基地。日立在物联网目前有手指静脉认证技术、u-CHIP芯片等尖端技术。,同时在北京的日立研究员,也在大量招聘物联网研究人员。东京电力公司专利数量215件,RFID标签和无线标签是专利的主要内容。半导体能源实验室SEL(SEMICONDUCTOR ENERGY LAB)的专利数量190件,这家公司从2007年与TDK公司开始合作研发超薄可弯卷RFID标签。可弯卷RFID标签是其技术特点。

韩国排名第一的申请人为三星公司,专利数量达到238件。三星近年开展了大量基于物联网技术的家电智能化研发。2010年三星公司与拥有3,5GHz频谱运营牌照的中电华通签订合作协议,由三星电子提供基于3,5GHz频谱的物联网网络设备。韩国电子通信研究院(ETRIELECTRONICS&TELECOM RES INST)专利申请数量219件。该机构为政府背景的非营利研究机构。ETRI对RFID标签展开了大量研究,对于RFID标签相关国际标准发挥了很大作用。SK电讯是韩国的移动运营商,拥有韩国移动通信50%以上的份额。相比于我国移动运营商简单的管道角色,SK对于物联网技术已经申请140余件专利。韩国物联网的发展,表现为底层标准和设备硬件的研发、通信传输、物联网实际应用都有强有力公司涉足并且申请了大量专利,已经形成了很好的发展结构。

欧洲物联网发展中德国排名第一,申请数量达到890件。排名的第一的是西门子公司,西门子公司设置有工业识别部门,作为发展物联网业务的专门部门。,西门子公司对于RFID和DPM读码识别技术大力研发。西门子公司同我国最大的物联网企业,感知物联网集团签订协议在无锡开展物联网业务。在德国排名第二的是美国爱特梅尔半导体的德国分公司,这家公司专长于微处理器和微芯片的制造。欧洲其他重要申请人还包括脱离自荷兰飞利浦公司的恩智浦NXP公司,其是一家传统的半导体公司,专利申请数量66件。2011年4月恩智浦公司了最新高速度、大存储内存的UCODE 12C RFID标签。荷兰排名第二的是飞利浦公司,其近年来致力于物联网型智能家居的研究,希望把自身在家电产业的优势带入物联网时代。

物联网专利的申请人分布情况,拥有100件以上的大申请人拥有的专利数量占总量的20%,申请量小于2件的零散申请人的专利申请量占总量的24%。物联网RFlD相关的设备、芯片、RFID标签是高技术的集合体,只有大型企业才有能力设计和制造。

国际总体情况。物联网技术的研发主题以企业为主,企业提交的专利申请占到总量的75%,科研机构申请占到4%,政府机构占到2%,个人申请占到19%。

通过分析发现物联网领先的专利申请,主要为三类:一是半导体制造企业,如世界排名第一的美国讯宝公司;二是三星、飞利浦、松下等家电企业;三是SK这类的电信运营商。

如图4所示,排名第一的是美国symbol公司该公司从1997年开始申请物联网相关技术专利,近三年增长率为8%,保持稳定增长态势。ITE头韩国三星公司排名第二,三星公司从2002年开始申请物联网相关专利,近三年增长率5%。专利数量达到238件。

这些世界领先企业相关物联网专利的近三年增长率,基本处于10%以下。其中东京电力公司的专利增长率达到17%,说明物联网技术在智能电网构建的新应用发展迅速。2009年我国的国家电网公司也公布了智能电网计划,提出了信息汇聚、协同感知、泛在聚合等三个阶段。

另一个值得关注的情况是美国博通公司近三年专利增长达到了26%,该公司是世界上最大的无生产线半导体公司(Fabless Semiconductor Company),通过专利收费是其主要获利手段。这种以专利收费为主要手段的公司,一般会在产业获利前景明朗的情况下,开展设计和研发大量申请获得专利,为以后的专利收费打下基础。

RFID标签是物联网技术重点

物联网世界范围技术主题设计最多的就是对RFID的研发,国外技术界物联评价说RFID标签是物联网的首备条件。如图5所示,目前RFID标签专利数量已经达到15000余件,相关专利从1992年开始出现,目前近三年的增长率达到17%,增速很快,韩国的ETRI研究院、日本富士通、韩国三星申请了大量关于RFID标签的专利。排名第二的是RFID标签的产品形式智能卡,专利到达6000余件。近三年保持了20%增长率。美国讯宝公司、政府背景的韩国ETRI研究院、东京电力公司 要的专利申请人。

其他近年增长比较快的技术主题涉及通信技术的二次电波应答器(近三年增长27%),无线传播收发、应答、转发(近三年增长49%)。

3 我国物联网技术的发展

物联网中国专利最早从1995年就有相关专利申请出现,最早的物联网相关专利申请分别为IBM申请的CN95104779一薄柔性包装中的射频电路和存储器,关于RFID标签的制造,这件申请于2001年视撤。另一件为美国个人申请“CN951961 10-用于借助于纸牌和筹码桌面上游戏的职业性使用的游戏器具”,应用物联网自动识别技术实现赌博中的自动计分,这件专利申请同样视撤。

物联网相关技术的发展,如图6所示,在2004年前处于比较缓慢的状态,国外来华申请多于国内申请。从2005年开始,我国每年的专利申请数量有了较大增长。之后从2007年开始国内专利申请的逐年申请量超过国外来华申请。但考虑到国外来华申请中64%为PCT申请,进入国家阶段时间较长,国外来华申请近几年专利申请数量应该还会有较大增长。,

物联网技术专利申请数量整体从2005开始出现高速增长,即使因为专利申请的延迟公开,2009年和2010年申请量也未出现下滑,其中国内申请拉动作用明显。说明物联网技术目前国内发展热度很高。

如表1所示,在检索到的3542件专利申请中,国内申请2258件,国外来华申请1284件、其中有效发明专利权方面,国内申请168件,国外来华申请303件,国外来华申请有较大优势。

实审中发明专利申请数量对比情况,国内申请914件,国外来华申请741,国内申请略占优势。但考虑到国外来华申请64%都是PCT申请,进入国家阶段公开时间较长,因而分析国内申请数量的优势地位并不稳固、

国内申请的40%为实用新型,目前有效的实用新型专利数量839件。但对于物联网这样的高科技技术,采用简单的实用新型保护并不合适。

物联网专利中还有一定数量的外观设计,主要是物联网设备,如手持扫描终端的外观设计,国内和国外来华申请人都有申请,数量不多。

对于物联网技术,国内广泛开展了研发。众多省市都有相关专利申请。国内申请共计2258件,其中来自台湾地区的专利申请137件,香港的专利申请22件,国内申请主要来自广东省455件、上海393件、北京376件、江苏219件,是国内物联网创新的主要基地。

国外来华申请中美国以591件排名第一,日本293件排名第二。,一般情况下日本非常重视专利申请的数量,但在物联网上专利申请数量与美国有一半的差距,进一步说明美国在物联网技术上的高超实力,其他排名前列的国家还包括韩国、德国、荷兰、芬兰、瑞士、法国等。

国内共有1100多名申请人申请了物联网相关专利,其中来自于公司的申请为59%,个人申请27%,大学科研机构申请14%。通过世界范围专利分析,物联网专利创新以公司为主体,国际总体达到75%的。根据以往对其他领域的分析,国内企业占到59%已经是比较可喜的现状。

国内申请人中我们看到了大量关于物联网技术在实际生活中应用的实例。如北京中食新华科技有限公司申请18件有关物联网专利,通过物联网技术RFID实现农产品的溯源和物流流程管理。北京诚意创科软件开发有限公司申请19件有关带有RFID标签的证件的专利。四川省宜宾五粮液集团有限公司申请了6件有关物联网的专利,其中5件实用新型已经获得授权,1件发明专利申请还处于实质审查中。发明内容都是如何应用RFID标签实现产品的防伪,通过一次性撕毁的RFID标签,来实现五粮液酒的真伪判断。

国外来华申请,排名第一的技术主题是关于物联网使用传感器和RFID等设备的芯片结构,在物联网产业化后应用将五花八门,但唯一不能脱离的是基础硬件。申请这个主题的专利具有很强的基础性。

国外来华专利申请更侧重于物联网基础设备的保护。底层芯片、标签基础结构、数据读取存储和应答的方法是发明涉及主题的主要内容。国外来华专利申请关于物联网应用的,比较有特色的是在防盗、防入侵方面的应用。

国内专利申请最多的技术主题,主要是使用底层芯片进行数据的读取和存储等物联网设备的第二层次研发。在层次上还会依赖于第一个层次的底层芯片。而且国内申请更加重视对于物联网应用的研发,例如作为考勤打卡机的应用、作为工厂控制的应用,利用物联网的信息采集和处理反馈系统实现保健、旅游、咨询等应用。

国内申请对于芯片的电路装配,有所涉及。但G06K19/077相关分类号下99件申请,57件为实用新型,大多数涉及是比较简单的,对现有芯片的进行利用设计的发明。底层的芯片设计依托强大的芯片制造能力,这方面我国的制造业基础还比较薄弱。在这种情况,为了避免以往DVD采购零件,组装后被收取高昂专利费的被动局面,应该早有动作。在产业化和应用全面铺开前,应及早收购获得专利许可,可借鉴在3GWCDMA专利上华为的作法,华为公司比较早同爱立信谈判,获得了比较优惠的专利许可价格;而中兴公司在发展作大后再与对方谈判,爱立信的要价就高了很多。

国内申请比较有特色的是,对于物联网采集到的数据传输进行了比较多的研发,如数据传输的配置、通信传输的天线的研发。

篇2

关键词:专利分析;定量分析;物联网技术;RFID

中图分类号:TN401 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2014)12-00-03

0 引 言

物联网(Internet of Things)这个词,国内外普遍公认的是MIT Auto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID(射频识别)技术时最早提出来的[1]。在2005年国际电信联盟(ITU)的同名报告中,物联网的定义和范围已经发生了变化,覆盖范围有了较大的拓展,RFID技术、传感器技术和嵌入式智能技术成为物联网的基础使能性技术 [2]。

电子产品代码(Electronic Product Code ,EPC)是早期国际上典型的物联网概念模型,它的本质就是RFID技术加互联网[3]。由图1可以看出,物联网的技术源头即为RFID技术。

图1 物联网概念演进

RFID技术位于物联网技术架构体系的感知层,是物联网技术中的关键技术。它是一种非接触式的自动识别技术,识别工作无须人工干预,RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。一套完整的RFID系统,是由读写器、电子标签及应用软件系统三个部份所组成[4]。

与传统识别方式相比,RFID技术无需直接接触,无需光学可视,无需人工干预即可完成信息输入和处理,操作方便快捷[5]。随着技术的发展与市场的成熟,RFID技术被广泛应用于交通、安防、物流、零售、电力、金融、环保、医疗等各个行业[6]。RFID技术的应用的广泛性及其潜在的市场价值使得对此技术的研究显得尤为重要。

专利作为知识产权中科技含量高的重要组成部分,对于知识产权战略的实施和企业的研发活动有重要意义。由于专利成为研发重点和主要的技术保护措施,专利分析也成为国家和企业需要重视的主要事务[7]。

专利情报分析就是采用科学的方法对专利文献中包含的信息通过科学的加工、整理与分析,进行深度挖掘与剖析,形成具有较高技术与商业价值的专利情报,助于分析技术分布态势,掌握技术研发的历史起源、当前状况和未来趋势,从而为技术创新活动进行科学合理的定位[8]。

专利计量分析是指利用数学和统计学的方法运用在专利研究中,以探索和挖掘专利文献的结构数量以及变化规律等内在价值的计量方法[9]。计量专利分析需要针对大量的专利文献进行统计分析处理 。

专利计量分析可以追踪技术路线演进,洞察行业技术的发展状况,依此来预测技术发展趋势技术活动重点和空白点以及挖掘技术创新机会。可辨认明显或潜在的竞争对手监测竞争环境制定竞争策略,为行业竞争情报分析竞争态势判断和竞争力测度提供重要应用工具[10]。

本文对RFID技术专利申请量趋势、技术产出区域分布、专利申请类型及法律状态、专利历史法律事件和在华申请人排名分别进行了计量与分析。

1 中国RFID专利申请量趋势分析

由图2可知,我国在RFID技术的研究起步于20世纪90年代,自2002年起RFID专利申请量迅速增长,特别是近几年专利数量增长得非常快。这反映出研发团体对该技术的关注度持续增加,同时该技术在我国是专利保护的热点,市场竞争较为激烈。我国近年RFID专利申请量仍然保持较高速度增长。

图2 中国RFID技术历年专利申请量趋势

1997至2001年间我国RFID技术专利出现了一个增长的高峰期,其增长率数值很高,说明RFID技术在该时期发展迅速。同时增长率变化较大,主要原因是专利数量基数相对较小的缘故。2001年至2005年,随着RFID技术成为全球的研究热点,我国该领域专利申请数增长态势迅猛。2006年至2008年专利申请数增长趋势放缓。2009至2011年,随着物联网开始进入人们的视野,RFID专利申请数增长率又迎来了一个小的高峰,而 2012年至2013年,随着该领域技术的不断成熟与完善,专利申请数增长速度又逐步趋于缓和,说明RFID技术已经逐步成熟。

2 RFID技术国内产出区域分布

由图3可见,广东省、上海市、北京市、江苏省是国内最为主要的技术产出地区。其中广东省的申请量最大,这与广东省RFID相关企业比较多有关。而北京市和上海市的研发机构比较集中,这两个地区的专利产出量也比较大。江苏省RFID技术发展速度最快。从全国整体水平看,广东省仍然是国内RFID技术最具竞争实力的地区。

图3 RFID技术主要国内产出区域份额

近几年广东省和上海市RFID技术申请份额逐年下降,北京市保持平稳略有增加。江苏省则发展迅猛,所占份额迅速增加。处于西部地区的四川省的增长速度不容小觑,与我国西部大开发的发展战略相吻合。

沿海省份中江苏省发展势头最为迅猛,紧随其后的浙江省与山东省份额增长态势良好,福建省天津市份额比例变化则比较平稳。虽然台湾省RFID技术发展较早,但是由于近年来内地各省市RFID技术的迅速发展而导致所占份额稳中有降。

3 RFID专利申请类型及法律状态

图4数据显示,目前我国RFID专利类型中,发明专利数量最多超过9 000件,而实用新型专利只有7 000多件,外观专利较少不到1 000件。我国RFID专利主要集中在发明和实用新型专利上。

图4 RFID专利申请类型及法律状态

结合专利法律状态可以看出在我国RFID专利中,有权专利主要集中在实用新型专利中,发明专利的有效专利比例较低,大约是实用新型专利的1/3。我国法律状态为审中的专利几乎都集中在发明专利中,主要原因是发明专利审核周期长的缘故。同时也说明近期我国RFID专利中发明专利的比例有较大幅度的增加。在失效专利中发明专利数量大约是实用新型专利数量的2倍。

4 RFID专利历史法律事件分析

图5数据为我国RFID专利更为详细的法律历史状态。专利申请被驳回的共558件,驳回率为3%,驳回率较低。专利申请权、专利权转移数量为865件,专利实施许可合同备案数量为162件,共转移转化1 072件,转移转化率为6%,转移转化率较低。实质审查请求生效7 945件,该项只针对发明专利有效,说明我国发专利审查周期较长。结合授权专利数来看,近年来RFID技术专利申请主要为发明专利的申请。

图5 RFID技术专利历史法律事件

5 RFID专利在华申请人排名

图6数据显示,在排名前十的在华申请人中,有7位为企业申请人,其中有4位为外国企业申请人。还有2位为高校申请人,1位为个人申请人。

图6 RFID专利在华主要申请人

排名前三位的均是中国企业,说明在RFID技术方面中国企业是研发和专利保护的主力军。四个外国企业分别为2个日本企业,1个美国企业和1个欧洲企业,说明外国企业十分重视RFID技术在中国的专利布局,在RFID技术方面外国企业的实力不容小觑。对于亚洲国家而言,日本在RFID技术方面具备较强的优势。同时高校已开始对RFID技术研发和专利保护进行有益的探索,并且取得了较好的成绩。

6 研究结论

由RFID专利申请量趋势来看我国RFID技术正处于高速成长区,该技术目前是物联网技术的研究热点。通过增长率的分析可以看出近年来增速有所放缓,RFID技术的研究正逐步进入成熟区。

通过RFID技术国内产出区域分布的分析可以看出RFID技术区域发展不平衡。广东、台湾省起步较早,沿海地区发展速度迅猛,尤其是江苏省发展速度最快,主要原因是2009年国务院批准在无锡建设国家级传感网创新示范区,为江苏省RFID技术发展带来良好的契机。近年来四川省RFID技术发展异军突起,这又与当前我国的西部大开发政策相吻合。因此RFID技术区域发展与国家政策导向有着密不可分的关系。

通过RFID技术专利申请类型及法律状态分析可以看出,尽管发明专利所占份额超过50%,但是发明有权专利只有实用新型有权专利的1/3,而发明失效专利却是实用新型失效专利的2倍。说明当前我国RFID技术专利水平还有待提高。

通过RFID技术历史法律事件分析,可知我国RFID技术专利转移转化率为6%,这说明我国大部分RFID技术专利未被利用,仍处于“沉睡”状态,产业化水平有待大大加强。同时进一步说明我国RFID专利水平还有待提高。

由RFID专利在华申请人排名可以看出对于物联网关键技术的RFID技术各国都非常重视,对于该技术在我国的专利布局的竞争也十分激烈。我国目前该技术的研发和专利保护暂时处于领先地位,今后一段时期内这种局面势必会继续持续下去。

参考文献

[1] 钱志鸿,王义君.物联网技术与应用研究[J].电子学报,2012(5):1023-1026

[2] 孙其博,黎,范春晓,等.物联网:概念、架构与关键技术研究综述[J].北京邮电大学学报,2010(6):12-21

[3] 宁焕生,徐群玉.全球物联网发展及中国物联网建设若干思考[J].电子学报,2010,38(11):2590-2599

[4]李泉林,郭龙岩.综述RFID技术及其应用领域[J].RFID技术与应用,2006,1(1):51-62

[5]李顺泉.浅析RFID技术的现状及发展趋势[J].世界标准信息,2007(7):30-34

[6]李彬,陈攀.基于专利数据的RFID技术趋势分析[J].现代情报,2011,31(7):81-84

[7]郭婕婷,肖国华.专利分析方法研究[J].情报杂志,2008,27(1):12-14

[8]方曙.专利情报分析方法及应用研究[J].图书・情报・知识,2007,11(8):64-69

篇3

“特种设备物联网”(简称“特联网”)建设是特种设备安全监管信息化工作的新制高点,一个运行稳定、安全、有效的“特联网”必将大幅降低特种设备事故风险,减少特种设备事故造成的灾害,使特种设备成为现代社会生产生活的得力帮手,彻底解决经济发展和行政管理资源之间越发突出的矛盾,节省大量应付突发事故的人力物力,使城市更加安全高效。

“特联网”关键技术

应用方向和前景

虽然现代特种设备的日常运行与控制大多已不同程度地采用了自控制技术,但因其并未按照安全与节能监管的需求进行设计和制造,尚不具备设备运行安全与节能监管方面的特殊和技术能力。这些必须另行提升的技术能力,需要采用专门的技术装置,以最大程度地减少人为因素干扰并快速进行自动故障判断、危险预估和预警。有些特种设备的极危险部件,都应当得到自动系统的有效监控。这些专门的基于物联网技术的网络化、自动化控制系统,成为特种设备安全运行的第三方保障。

物联网技术,也可为现代特种设备技术检验提供帮助,如:科研机构正在研发的埋地压力容器剩余寿命连续监测系统,就可以代替常规检验手段,及时精确地侦测压力容器的剩余使用寿命;应用于电梯和起重机械的第三方监控物联网应用,可随时侦测设备故障和危险,为检验和维护保养提供帮助;采用移动物联网技术,还可以实现移动压力容器充装与运输过程的全运程监管,为技术检验提供连续可追溯的设备运行过程信息,使检验更方便和精确;锅炉等特种设备的节能监测,早就开始采用现代传感器、通信和自动化控制技术,物联网技术的出现,为该类设备的低成本和高效率网络化远程集约监控,进而实现设备群能耗与效率平衡控制提供了更为可行的应用方向。

“特联网”建设的关键技术方法

承压类特种设备(包括锅炉和固定压力容器装置)

承压类特种设备(包括锅炉和固定压力容器装置)的物联网应用,可突出第三方故障预警:通过在重大危险类承压设备原有的自动化运行控制系统中,加装基于物联网技术的第三方运行状态监示系统,可有效压缩承压类特种设备应急响应时间,落实应急体制各方责任,优化设备的运行状态。

移动压力容器(汽车罐车)

移动压力容器(汽车罐车)的物联网应用,可突出充装环节控制和运输过程监管:通过在充装站加装第三方门禁、充装管理系统,或者在车辆上加装司乘控制、罐车状态监示与卫星跟踪装置,可实现对移动压力容器的全运程监管,有效规范危险物质运输环节;有效抑制由道路运输事故引发的移动压力容器火灾和罐体泄漏引发的次生环境灾害。该系统可基于我国自主研发的北斗卫星系统,更加安全可靠。

气瓶电子标签技术

在全国多个城市实践多年的气瓶电子标签技术,虽然也是有效的“特联网”应用技术,但在具体实践中已经出现诸如标签丢失和破损更新量巨大等问题。推广受到技术本身的制约,极有必要采用抗破损性更强,更适用于民用液化石油气钢瓶使用环境的强附着技术加以补充。目前,国家质检总局委托中国特检协会研制的CRID气瓶标识技术,已经兼具防伪、抗焚烧、打磨等超强环境适应能力,可与原有的电子标签复用,达成最佳管理效果。

危险工业原料管道

北京、上海、南京、沈阳等大型城市,都是我国比较早实现近代化和现代化的城市,工业发展历史悠久,城市埋地管网纵横交错,尤其上海、南京、沈阳等城市,重、轻化工业发达,这几个城市用于化工生产的危险工业原料管道总公里数累加起来几乎占全国工业管道的近1/3。另外,近年房地产业发达,大量原有工业用地逐步成为房地产开发项目,有些废弃的地下管网图纸资料遗失,有些则更是未经处置就已经被覆盖在楼宇和道路甚至地铁隧道下,成为潜在危险源,为安全监管和事故预防工作带来一定困难。

为解决这一问题,有必要研究采用目前国际上最为先进的3D地表雷达进行常规和施工前探测,并开始建立全国性的埋地工业管道动态图形数据库;已经探明的管道,可比照南京、广州等城市做法,建设具有物联网管理功能的埋地管道电子识别标志网,保障建设施工安全和城市运行安全。

机电一体化特种设备

目前我国机电一体化特种设备的“疑似”物联网建设不乏案例,但大多是由传统传感器技术和通信技术“攒”接而成,没有抓住机电一体化设备故障与事故的普遍和关键成因,有些所谓的物联网技术更只是重复了设备本身自有的控制能力,只是机械地通过网络实现了第三方监示,对机电类设备最易出现问题的机械结构失效和崩溃鲜有应对措施。

机械结构失效和损毁是造成重大灾难性事故的罪魁祸首,一个关键部位的地脚螺钉或连接螺栓被拉断,就可导致整个滚梯支撑系统失稳。在此状态下,这些设备自带的安全装置既不可能侦测出故障,更不可能发出预警。针对此类事故,科研机构已经研发出一种基于远距离RFID技术(无线射频识别技术)的低成本金属结构件(可控制螺栓、拉撑、支撑和铰链等结构)监控标签,以及基于物联网技术的全天候监控系统,目前已经在江苏和北京等地进行系统试验。

“特联网”建设的组织原则

因“特联网”建设涉及特种设备本体的技术改造,质检总局应组织专家与法律界,认真研究并明确其法律关系,在立法上做足功课。

要特别明确,物联网建设是特种设备信息化建设的组成部分,是信息化建设的技术手段和覆盖范围的延伸;全国必须在国家质检总局领导下,统一规划、统一数据标准、统一工作平台和规范技术设备。

根据我国不同地域的经济发展程度,尤其物联网建设需要巨大资金和高素质人才支持的现实考虑,建议优先在网络资源和资金充裕的北、东、南沿海和西南地区,建设多个物联网技术发展和示范中心,起到技术辐射和产业带动作用。

篇4

关键词:物联网;军事领域;网络中心战;侦察预警

中图分类号:TN391 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2012)09-0062-04

Application of IOT technology in military field

WANG Sheng-kai1,2, KONG Ning1,2, TIAN Ye1,2

(puter Network Information Center, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China; 2.China Internet Network Information Center, Beijing 100190, China)

Abstract: Sensors, RFID and other Internet of Things technologies have been increasingly applied in human life and manufacturing field and at the same time are changing the way that people work and live. A considerable part of IOT technologies is derived from military field and with the development and application, they have a great impact on the military field. From the perspectives of reconnaissance, early warning, situational awareness, communication and command, equipment management, logistics support and nuclear biochemical threat monitoring, the paper illustrates the possible application of Internet of Things technology in the military field and discusses the main problems of Internet of Things technology promotion and application in the military field.

Keywords: Internet of Things; military field; network-centric warfare; reconnaissance and early warning

0 引 言

物联网(Internet of Things)是基于互联网、电信网等载体,通过传感器、射频识别(RFID)、红外感应器、激光扫描器、GPS、无线数字通信、智能嵌入等信息感知设备与技术,实时采集物体的声、光、热、电、力学、化学、生物或位置等信息,按约定协议,进行信息交换,以实现物与物、物与网连接并实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

物联网技术是继计算机技术、移动通信技术和互联网技术之后的又一次信息技术革命,是现代电子信息技术发展到现阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升,是传感器与感知、计算机与通信网络、自动化与人工智能等技术的“大融合”,技术集成与应用创新是物联网发展的核心。未来无处不在的物联网将更好地实现人与物、物与物之间的沟通和相连,将给人类的生产和生活带来巨大影响,推动实现数字地球、智慧地球的宏大目标。

军事领域是新技术应用最革命、最活跃的领域,许许多多新技术就是率先在军事领域得到应用并变得成熟后再走向民用领域和市场的。在当前积极开展物联网技术研究与推广应用的过程中,也应适当关注西方发达国家和军事强国在此方面的发展状况,考虑物联网技术在未来军事领域的应用问题。

实际上,从技术架构的角度来看,物联网与前几年美军提出的网络中心战可以说一脉相承,具有诸多相似之处。它们均可分为三层,相互对应,表1所列是物联网与网络中心战技术架构对照表。

网络中心战及其体系结构是当时技术条件下战场无线通信网络和指挥控制系统的历史产物,可以设想,随着物联网、互联网、传感器、移动通信、宽带网络等技术的发展,更为先进的物联网技术将在未来军事领域得到推广应用,为提高部队的战斗力而服务。

1 物联网技术在军事领域的应用展望

未来物联网新技术在军事领域的应用将重点围绕战场态势感知、智能分析判断和行动过程控制等方面展开,它将有机融合作战和保障体系,全面提升基于信息网络系统的作战能力和保障能力。

1.1 及时的侦察预警与准确的态势感知

篇5

从历史发展的情况看,世界科技中心在不断转移。我国是科学技术发展最早的国家之一。自明代以后,我国对自然科学的研究放松,科学技术开始落后,科学技术中心转移到欧洲和北美。但有人估算,随着中国经济长期稳定、快速的发展,21世纪中叶科学技术的中心可能再次转移到东方,即中国和日本。

在诸多的未来技术中,信息技术尤其受到人们的关注。据专家预计,信息技术将继续向高性能、低成本、普适计算和智能化等主要方向发展,寻求新的计算与处理方式和物理实现是未来信息技术领域面临的重大挑战。纳米科技、生物技术与认知科学等多学科的交叉融合,将促进基于生物特征的、以图像和自然语言理解为基础的“以人为中心”的信息技术发展,推动多领域的创新。重点研究低成本的自组织网络,个性化的智能机器人和人机交互系统、高柔性免受攻击的数据网络和先进的信息安全系统。

说到信息技术,我们就不能不提物联网。1948年10月,美国科学家哈里・斯托克曼发表了具有里程碑意义的论文《利用反射功率的通讯》,正式提出RFID一词,标志着RFID技术的面世。RFID是射频识别技术的英文缩写,它是物联网中非常重要的技术。1973年,马里奥・卡杜勒所申请的专利是现今RFID真正意义上的原型,它可被制咸收取通行费的设备,从此,物联网技术进入快速发展时期。1999年10月,麻省理工学院将RFID技术与互联网结合,提出了EPC概念,核心思想是为每一个产品都提供唯一的电子标签。2002年,美国橡树岭实验室断言,IT时代正在从“计算机网络”迅速向“传感器网络”转变。从此,人类看到了物联网――物物相连的互联网的曙光。

物联网时代到来时,我们身边所有的物品都会开口说话书包会提醒主人忘带了什么东西:衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求,当你乱扔玩具时,玩具可能会大叫“你扔疼我了”……

不要以为这样的场景离我们尚远,事实上,物联网已经开始走进我们的生活。最近,中国自主创新品牌――海尔推出的物联网空调让我们看到未来的科技家居生活。

说到空调,过去我们都迷信日本产品,十年前我家里安装的就是日本三菱重工的空调,实事求是地说,那个时候日本空调质量确实是最好的,不仅中国,“全球空调技术发展风向看日本”。但日本空调时代已经过去了,现在走进中国家电卖场,你会发现,几乎所有领先产品都是中国货。而在物联网浪潮席卷全球的今天,你还会在中国的空调市场上看到了海尔独创的全球首款无氟变频物联网空调。

作为继互联网之后下一个万亿级信息产业的物联网,不仅成为世界抢滩技术制高点的金钥匙,更是让不少家电企业也开始从战略高度走向了产业化应用。海尔全球首款无氟变频物联网空调的问世,再一次走在了技术创新的最前端。

说起来真的让人难以置信,物联网技术空调竟然可以实现家庭安防,还能通过手机远程监控家中情况,实现预约开机和其他管理。那么,物联网空调是如何实现“物物相连”的呢?

在海尔无氟变频物联网空调的显示屏上方有一个隐藏式的摄像头,因为是柜机,高度也合适,摄像头的监控范围更理想,这样一套家庭安防系统既不显得突兀,对来访客人来讲也非常舒服自然。而空调显示屏后面的物联网技术模块拥有空气质量传感器、红外传感器、摄像头以及通讯模块等,将第三代移动通讯技术应用在空调上,使手机和空调直接通讯。

因为有物联网技术的支撑,红外传感器、摄像头以及通讯模块等技术设备、主人的手机就组成了一个家庭版安防系统。只要通过手机3G网络,不论什么时候、在哪里,你就能与家中物联网空调轻松互联,视频监控家庭安全、进行无线温控管理,随时保护家人安康。

当你出差在外,若有陌生人闯入家中图谋不轨,物联网空调会通过红外传感器和摄像头拍下来人的照片,打包成彩信发送给主人,并给主人拨打视频电话,主人可马上报警,消除财产安全隐患,家里若只有老人和小孩留守的时候,你可以打开手机随时视频监控家中情况,一旦发生老人跌到、宝宝生病等突况,可以采取及时措施。