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1、目录1.1中国移动在物联网方面的应用实践21.1.1中国移动对物联网的理解21.1.2利用M2M夯实物联网基础31.1.3统一的通信协议让机器设备互联互通31.1.4专用的号码保证了充足的码号资源41.1.5中国移动典型的解决方案41.1.6探索研究中的项目101.1 中国移动在物联网方面的应用实践1.1.1 中国移动对物联网的理解物联网是指通过装置在各类物体上的电子标签、传感器、二维码等经过接口与无线网络相连,从而给物体赋予智能,可以实现人与物体的沟通和对话,也可以实现物体与物体互相间的沟通和对话(引自王建宙总裁2009中国通信业发展高层论坛用网络连接大自然),即对物体具有全面感知能力,对信
2、息具有可靠传送和智能处理能力的连接物体与物体的信息网络。物联网可划分为一个由感知层、网络层和应用层组成的3层体系,如图47所示。图47 物联网3层参考体系架构感知层包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、各种传感器、传感器网络(指由大量各类传感器节点组成的自治网络,具有自组织、自愈合的特点)、M2M终端和传感器网关等,感知层的主要作用是感知和识别物体,采集并捕获信息。网络层包括各种通信网络与互联网形成的融合网络,这被普遍认为是最成熟的部分,除此之外还包括物联网管理中心、信息中心等利用网络的能力对海量信息进行智能处理的部分。也就是说网络层不但要具备网络运营的能力,还要提升信
3、息运营的能力。网络层是物联网成为普遍服务的基础设施。应用层是将物联网技术与行业专业技术相结合,实现广泛智能化应用的解决方案集。物联网通过应用层最终实现信息技术与行业的深度融合,对国民经济和社会发展具有广泛影响。应用层的关键问题在于信息的社会化共享以及信息安全的保障。全面感知、可靠传送、智能处理是物联网的核心能力。全面感知是指利用RFID、二维码、GPS、摄像头、传感器、传感器网络等感知、捕获、测量的技术手段随时随地对物体进行信息采集和获取;可靠传送是指通过各种通信网络与互联网的融合,将物体接入信息网络,随时随地进行可靠的信息交互和共享;智能处理是指利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对海量
4、的跨地域、跨行业、跨部门的数据和信息进行分析处理,提升对物理世界、经济社会各种活动和变化的洞察力,实现智能化的决策和控制。1.1.2 利用M2M夯实物联网基础目前中移动直接用于物联网的终端数量已经超过了400万。除了拥有目前全球最成熟的M2M应用和最大规模的M2M终端用户外,中移动还是国内唯一拥有M2M专用码号资源的运营商,其号码数量已经达到了一亿个。同时,中国移动拥有世界规模最大的用户数据仓库。海量的数据存储和处理需求巨大,因此,从2007年起,移动就开始进行了云计算的研究和开发。为打造其云计算基础设施,中国移动提出了“大云”计划,进行关键计划研究和系统开发。根据中移动发展物联网的业务布局,
5、除了应用于电力行业的远程抄表、配输电设备监控外,还开展了重点污染源监控、气象检测、车辆管理、水文检测、物流运输、移动POS等业务。2009年8月份移动总裁王建宙在访问台湾时邀请台湾RFID产商进行物联网产业合作。 目前,中国移动已与无锡市人民政府就“共同推进 TD-SCDMA与物联网融合”签署战略合作协议。中国移动将在无锡成立中国移动物联网研究院,重点开展TD-SCDMA与物联网融合的技术研究与应用开发,双方将在工业、农业、公共服务等各个领域,开展包括环境监测、要地防入侵、智能交通、智能电网、智能家居等多种应用示范工程建设。1.1.3 统一的通信协议让机器设备互联互通基本功能:提供端到端电信级
6、机器通信、终端管理、业务安全等基本功能扩展功能:屏蔽了不同行业之间的差异,通过扩展协议即可满足行业用于差异化需求价值:满足无人值守机器终端的基本管理需求,提供电信级的终端管理能力;通过动态扩展协议的方式满足不各用户差异化需求,提供WebService 接口,降低M2M应用开发难度,实现M2M业务迅速上线;提供了端到端通信的服务保障能力,有效提高业务质量,提升用户感受;提供了业务快速开发和规模运营的基础,降低用户业务使用成本1.1.4 专用的号码保证了充足的码号资源2009年4月20日,关于核配中国移动机器通信业务号码的批复(工信部电管函2009197号)。核配机器通信号码10648,使用位长1
7、3位,共1亿个号码,仅在中国移动网内使用。各地启用号码前,由省公司向当地通信管理局备案。1.1.5 中国移动典型的解决方案通过与各行业的广泛合作,中国移动目前M2M终端数已达到400万,年均增长超过80,预计未来5年平均增长率在60%以上。截至2009年6月底,全国已有31个省开通M2M业务。从世界范围内看,我国在M2M应用的广度和深度方面都处于领先地位。通过广泛合作,中国移动已推出多项物联网应用。物联网具有广阔的应用场景,中国移动已在电力、市政公用、环保、农业、交通、电力、金融、教育等较多行业推出了成熟的M2M业务应用。应用领域应用名称应用简述传媒无线媒体发布通过无线方式远程更新发布广告媒体
8、信息市政公交视频监控在公交上安装视频,通过无线方式进行监控路灯控制远程控制路灯的开、关井盖监控监控井盖的丢失及是否盖好等环保污水口监控监控水污染水文监测监控无锡太湖整个水质情况农业蔬菜大棚监测监测蔬菜大棚的温度、湿度等鱼塘含氧监测监测鱼塘含氧数据信息交通车辆定位对车辆进行实时定位、指挥调度行车安排实时路况监测对道路情况进行实时监控教育校信通监测小孩到校情况电力远程抄表远程抄电力表的电度数输变电监控断电、盗窃等行为监控家庭家庭监控家庭内部的视频监控、报警等远程医疗远端采集人体生物体征,并进行诊断图48 中国移动的物联网应用7.3.5.1 一卡通业务(1)方案介绍一卡通业务是基于中国移动手机支付功
9、能的产品,是采用RFID技术的物联网应用。根据应用领域的不同,可衍生出市民一卡通、企业一卡通和校园一卡通等产品。一卡通产品采用的终端技术方案是2.4 GHz全卡方案,该方案利用2.4 GHz频段的RFSIM卡,以手机钱包应用服务为基础,提供相应的基于移动通信网络的增值服务。支持手机现场消费的场所需要安装有支持中国移动手机钱包业务的POS机。(2)应用场景一卡通的应用包括身份认证、现场消费、公交刷卡、公用事业缴费和手机票务等几大场景。其中身份认证可提供门禁刷卡、身份识别、图书借阅等功能;现场消费可用手机在商场、超市、餐厅、药店、娱乐场所进行小额支付;公交刷卡是指用手机刷卡乘坐各种公共交通工具;一
10、卡通也支持水、电、煤气、有线电视等公用事业的费用缴纳;手机票务是用手机预定机票、火车票等。(3)方案特点一卡通产品的特点包括3个方面:一是方便性,只需携带手机就可以完成原来企业内部卡、校园卡、公交卡多卡功能,使用简便;二是实用性,可以随时随地利用手机进行余额查询、使用详单查询;三是扩展性,利用手机一卡通还可以进行业务扩展,将更多业务集成到RFSIM卡上,扩展一卡通的应用范围。一卡通的应用非常广泛,几乎可以囊括工作、生活、娱乐的各个方面,随着该项业务为公众所熟知和接受,将会带动整个社会的信息化进程。图49 中国移动智能停车信息服务系统架构如图49所示,基于M2M的智能停车信息服务系统主要包括停车
11、场车位信息采集系统、网关、M2M管理平台、停车信息服务平台4个部分。7.3.5.2 基于M2M的业务解决方案基于M2M的智能停车信息服务系统的最终目的是为用户提供高效的停车服务,其业务分为面向个人用户和管理用户两大类。其中,面向个人用户的业务可以分为停车位预定、查询、支付等;面向管理用户的业务可以分为账户信息管理、停车场基本资料管理、故障历史信息记录与查询、停车预定账单信息管理、车位信息统计、网关状态管理等。下面分别以停车位查询及M2M平台对网关状态管理为例对业务进行分析。(1)停车场车位查询如图50所示,停车场车位查询主要分为以下6个步骤。步骤1:用户向短信中心、WAP或Web平台发起停车位
12、查询请求,查询请求包含用户指定停车场或者指定区域的车位信息。步骤2:各平台向停车信息服务平台的车位信息查询模块发送车位查询请求。步骤3:车位信息查询模块根据用户指定的停车场或区域向数据库进行车位信息查询。步骤4:数据库向车位信息查询模块返回相应的停车场车位信息。步骤5:车位信息查询模块向各平台返回相应的停车场车位信息。步骤6:平台通过各自的通信方式将相应的停车场车位信息反馈给手机用户。图50 中国移动停车场车位查询示意(2) M2M平台对停车场网关状态管理图51 中国移动M2M平台对停车场网关状态的管理如图51所示,M2M平台对停车场网关状态的管理主要包括以下几点:l 停车场网关与M2M平台间
13、周期性地发送心跳包。l 当有心跳发生异常后,M2M平台在其内部记录停车场网关异常的信息,并将异常情况发送到停车信息服务平台,由服务平台的M2M接口将异常情况发送到停车信息服务平台的系统管理模块。l 系统管理模块将异常情况记录在数据库中,并向设备管理用户发送警告消息。7.3.5.3 太湖水文监控系统图52 中国移动太湖水文监控系统架构(1)方案介绍太湖水文监控系统是为监测太湖整体水环境,防止蓝藻再次爆发而设计的水资源监控系统,是物联网在环境保护上的典型应用方案。该方案是通过在太湖水域布放水文监测的传感器,对水温、水位、水体氧浓度、PH值、电导率、氮磷营养盐浓度等参数进行采集,通过无线网络及时传递
14、太湖水域的水质变化和各污染源的排污情况,使环保部门可以对太湖水环境进行动态和实时观测,并主动分析、预测水污染情况。(2)实现方式太湖水文监控系统采用3层架构,分为感知层、网络层和应用层,如图1所示。其中底层感知层由近岸传统传感器群与水面微纳传感器群组成,使得整个系统的信息资源更为全面完善;网络层采用了中国移动的TD-SCDMA网络,具有覆盖广、可靠性高等优点;应用层则由监控中心和查询系统组成,监控中心负责存储各信息点采集的参数,对参数进行分析和比较,并根据系统设置对异常水质作出预警。环保监控人员可通过查询系统了解每个监测点的详细信息,也可结合水体指标对预警水域的情况进行分析和处理。7.3.5.
15、4 智能公交系统(1)方案介绍智能公交系统由公交调度指挥中心、电子站牌、车内LED、一卡通几个方面组成。该方案实现了公交系统的信息共享、车辆调度、资源分配,并提供了诸如天气、新闻、广告等增值服务,提高了公交系统的自动化程度、运营效率、服务便捷性和客户感知度。(2)应用场景智能公交系统的应用场景分为6个方面:公交调度指挥中心通过公交车载移动终端和首末站数据采集终端对公交车辆进行定位及监控;公交车载移动终端、电子站牌摄像头通过GPRS/TD-SCDMA网络将公交车况、站台候车人数等信息传送到公交调度指挥中心;经过汇总处理后,公交调度指挥中心将集成的综合公交信息发布到电子站牌和车内LED;乘客通过电
16、子站牌/车内LED获取实时路况、公交线路、车辆到站情况、换乘信息、天气、新闻等信息;乘客通过一卡通刷卡实现实时电子收费;公交调度指挥中心对采集到的车辆位置、车况信息进行分析,根据结果对各条公交线路的待发车辆进行优化调度。7.3.5.5 智慧城市系统(1)方案介绍智慧城市是物联网应用的一个综合场景,包括数字城管、应急指挥、公用设施监控、机场防入侵、智能物流、智能电网、数字金融等多个解决方案,其范围并不局限于上述的几个方案,凡是和数字化城市相关的物联网应用均可加入这一范畴。(2)应用场景智慧城市的应用场景很多,下面针对几个主要的方案进行介绍。数字城管数字城管应用于对城市市政工程设施、市政公用设施如
17、路灯、电梯、窨井盖的监控;城市环境的治理、环境秩序的监督、管理、预警以及监管部门的现场执法。应急指挥应急指挥应用于对城市突发事件的监控和预警,如对各种自然和人为灾害的应急处理,对非法集会、暴力事件的监督和管控。机场防入侵防入侵系统是一种应用于机场的安全监控系统,由前端的围界装置组成。围界装置有组合气象传感器、倾角传感器、震动传感器、固定摄像机、智能视频和张力围栏。组合气象传感器用于对气象信息的搜集和分析,倾角传感器、震动传感器和张力围栏用于入侵检测,视频用于入侵检测、复核及跟踪。智能物流智能物流系统主要提供对物流车辆的定位服务,物流公司根据车辆的位置信息和货运需求对车辆进行优化调度,合理分配资
18、源,同时根据物资配送情况调整库存。智能电网智能电网是物联网在电力行业的综合应用,该系统通过中国移动的无线网络,为电力部门实现监控、调度、数据采集等综合功能。其功能具体包括传输电网杆线监控防盗、传输电网断相断电监控、电力负荷控制信息传递、输电电缆在线监测、变压器实时监控、窃电装置异常接入告警等,实现无人状态下的数据采集和信息监控。数字金融数字金融系统是利用无线POS机和无线ATM机实现的远程支付、货币存取、交易查询等金融类服务。1.1.6 探索研究中的项目除了已经试点运营的物联网业务,针对一些具有潜在市场前景的领域,中国移动也开展了相关的业务探索与研究。7.3.6.1 远程医疗项目(1)项目背景
19、2009年国务院审议并通过新医改方案,该方案着重强调了完善城乡居民基本医疗卫生保障制度,今后3年将是深化医改的重要阶段,国家对基本医疗卫生服务将给予政策上、资金上的扶持。在此背景下,远程医疗项目将会有比较好的市场前景。(2)项目内容远程医疗项目包括医疗服务管理平台和信息采集终端两个方面。服务管理平台是医患之间沟通的渠道,将提供医疗信息发布;病人生理指标采集、监控、预警;医生定期问诊等专业功能;同时具有用户管理、计费、信息查询、终端管理、数据统计等平台功能。信息采集终端是监测病人生理指标的关键设备,可以安放在病人家里或社区卫生中心。采集终端需要具有功能全、准确度高、体积小、价格低的特点,但是目前
20、市场上已有的终端还无法达到这一要求,这是亟待解决的问题。(3)应用场景远程医疗主要应用于3个场景:一是针对慢性病的管理,通过对病人血压、血氧、心电等指标的监控,实现远程诊断和预警的功能;二是紧急救助服务,当被监控病人发生危险时,可以及时确定病人位置,并通过事前建立的病人档案,了解其病史,对症救治;三是小区医疗中心集中安放检测设备,供小区内居民使用,这样可以节省运维成本。7.3.6.2 智能家居项目(1)项目背景 随着通信技术、数字技术的发展,家庭生活自动化、数字化和智能化成为可能。智能家居就是通过家庭信息和手机的结合实现对家庭资产的远程和近端控制。(2)项目内容 智能家居包含3个部分:智能家电
21、、家庭安防监控、交通工具防盗跟踪。智能家电:将现有的家电通过增加相应的传感器和控制器,实现对灯光、窗帘、冰箱等的控制。家庭安防监控:由门磁系统、煤气探测器、烟雾报警器、视频监控、紧急呼救等多个系统组成。用户可以通过手机和PC对监控信息进行查看,当异常情况出现时,监控系统会自动预警,并通知小区安防系统,触发应急处理。交通工具防盗跟踪:通过在家庭交通工具(如汽车、摩托车和自行车)上新增传感器及控制器,实现对其跟踪和防盗。当设防状态发生变化时,防盗系统可以同外部相关安防系统联动。7.3.6.3 智能农业项目(1)项目背景 智能农业项目依托无线传感技术理论,面向农业生产的真实环境,整合数据融合技术和远程控制技术,建立面向精准农业生产和牲畜饲养的信息监控平台。(2)项目内容智能农业包括精准农业生产和动物溯源两个场景。精准农业是通过在农作物大棚中布放环境监测的传感器,测量大棚内温度、湿度等数据,并通过无线的方式传送到信息监控平台或管理人员的手机上,使管理人员能够及时掌握大棚的生态环境,科学指导农业生产活动。动物溯源是在牲畜身上装有记录其信息的耳标,包括牲畜的产地、种群、免疫、消毒情况、存栏时间、出栏时间、所属单位等,由饲养员将这些数据录入数据库并及时更新,建立起牲畜饲养的电子档案系统、指导农户科学喂养,同时对牲畜疫情进行监控。
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