1. 5G助力物联网发展

5G网络的部署带来更高的数据率、更低的时延和更大的连接性,这些特征将有助于推动包括智能城市、工业4.0、智能交通等在内的许多物联网应用。许多运营商和设备制造商正在加速5G和物联网的结合。

1.1. 智慧城市

5G可以支持大规模的物联网设备接入和海量数据传输,助力智慧城市各种应用,比如智能交通、环境监测、公共安全等。

1.2. 智能工厂

在工业4.0里,5G可以为机器人、AGV、传感器等提供低时延而稳定的网络连接,实现工厂的自动驾驶与智能制造。

1.3. 远程医疗

5G的高速宽带和低时延可以支持远程手术、电子健康记录、远程病人监护等各种远程医疗服务。

1.4. 智能交通

基于5G,可以实现车联网,车路协同,智能交通管理,实现交通效率的提高和交通事故的减少。

1.5. 无人机

5G为无人机提供稳定的控制信号和高清视频信号传输,使其可以广泛用于物流运输、监控检查、急救等各个领域。

1.6. 虚拟现实

5G可以为VR和AR设备提供极低时延和高带宽的网络,带来极致的沉浸体验,在教育、娱乐、零售等领域得到广泛应用。

1.7. 数字农业

5G可以支持立体仓库环境监测,农田环境参数实时采集,实现“精准播种、精准施肥”等,大大提高农业生产效率。

5G将通过超高速率、超低时延和海量连接等特性,为各种物联网设备和应用场景提供强有力的网络支持,进而释放物联网效能,改变人们的生活和工作方式。

2. AI加速智能物联网

人工智能技术的进步,特别是机器学习和深度学习的发展,使得更多物联网设备具备了“智能”功能,可以进行预测分析、状态监测和自我优化等。AI助推的智能物联网将在医疗、交通、安防等领域发挥更大作用。

2.1. 智能家居

通过AI技术,可以实现家居设备的自动控制,比如根据用户习惯自动调节温度、照明、播放音乐等。还可以监测家居环境,预测设备故障,提供安全警报等。

2.2. 智慧城市

AI可以分析海量的数据,提高公共安全、交通管理、环境监测等各项应用的智能化水平。例如人工智能监控技术可以更好防范犯罪,AI交通管理系统可以优化交通并减少拥堵。

2.3. 企业运维

通过AI技术,可以自动监控网络、设备,预测系统故障,进行智能运维,大大降低企业运维成本,提高运维效率。

2.4. 医疗领域

AI可以实现病人数据分析、疾病预测、药物设计等,帮助医生提高诊断的准确性。而在手术机器人、护理机器人等也大量使用了AI技术。

2.5. 机器人和无人机

无人机和机器人需要具备视觉识别、环境感知、路径规划等一系列AI能力,5G和AI技术的结合进一步扩大了其应用场景。

2.6. 物流仓储

通过AI技术可以实现自动化的物料搬运、货物分拣、库存管理等,大幅提升物流效率。

2.7. 智能制造

AI可以进行生产流程优化、质量监控、智能联机等,帮助工厂实现灵活高效的智能制造。

AI技术将为物联网设备和系统带来“自主学习”和“智能决策”的能力,使其可以针对复杂环境进行自动化运作和自我优化,大大拓展了物联网的应用范围和场景。

3. 安全与隐私保护日益重要

随着物联网市场的发展,数据安全与隐私保护的要求也在上升。许多研究机构和企业专注于物联网设备安全解决方案,以应对日益严峻的网络攻击威胁。区块链等技术也被用来增强物联网数据和交易的安全性。 

3.1. 集成安全芯片

在物联网设备中集成专用的安全芯片,用于存储加密密钥、进行加密计算等,可以提高设备的物理安全性。例如国产的国密芯片。

3.2. 安全操作系统

使用专为物联网设备定制的安全操作系统,默认开启设备安全功能,进行安全配置和补丁管理等,例如甲骨文的OPC UA系统等。

3.3. 数据加密

在设备内对采集到的信息进行加密,并采用标准安全协议进行加密数据传输,例如采用DTLS/TLS+AES加密技术。

3.4. 网络隔离

采用防火墙、SG、VLAN等技术将物联网系统与企业网络或Internet隔离,限制未授权访问。

3.5. 访问控制

基于用户、设备及网络属性对物联网系统数据和资源访问进行严格控制,采用ACL、ABAC和RBCA等访问控制技术。

3.6. 设备身份认证

对连接到网络的物联网设备进行身份认证,可以采用用户名+密码、数字证书等方式对设备进行标识和认证。

3.7. 安全监测

部署安全监测系统,采集和分析网络流量、设备日志、威胁情报等,对网络和设备进行持续监测,发现并响应安全事件。

3.8. 软件安全检测

对物联网设备的固件和软件进行安全性检测,发现缺陷和漏洞,进行修复,提高代码安全性。

3.9. 安全条款和协议

制定标准的安全合同条款和安全技术规范,在设备采购和部署时作为必要条件,落实责任和要求。

3.10. 区块链技术

区块链技术可以用于物联网数据和交易的加密、匿名化,使数据更加安全可靠,也方便用户对自己数据的控制。

要从设备、网络、软件、数据和生命周期的各个层面进行安全防护,最大限度降低物联网系统遭受攻击和数据泄露等安全事件的风险。但安全工作也需要持续不断根据新的安全需求和技术发展。

4. NB-IoT和eMTC推动蜂窝物联网

NB-IoT和eMTC是3GPP专门为物联网设计的两大蜂窝标准,它们可以为物联网设备提供更好的Coverage和超长的电池寿命,进而实现“任何物联任何网”。越来越多的NB-IoT和eMTC网络正在部署,推动蜂窝物联网发展。

4.1. 智能电表

NB-IoT和eMTC可以支持智能电表的深入覆盖和长期供电,实现电表自动检测、抄表和电量管理。

4.2. 智能环境监测

通过NB-IoT和eMTC连接的各类传感器可以采集周边环境数据,用于温湿度、空气质量、土壤pH值等监测。

4.3. 智能垃圾桶

NB-IoT和eMTC可以支持智能垃圾桶实现远程监控、垃圾满溢报警以及清运优化。

4.4. 智能停车

通过NB-IoT和eMTC连接的车位感应器和摄像头可以检测空车位信息,并支持手机App进行智能导航和在线预定。

4.5. 智能照明

NB-IoT和eMTC可以连接智能路灯控制系统,实现灯光自动调光,及早发现故障报修,节能智控。

4.6. 远程资产监控

通过NB-IoT和eMTC连接可以实现对货物、设备的条件监测,如温度、震动、湿度监测,以及位置跟踪等。

4.7. 智能消防

NB-IoT和eMTC可以支持烟感、温感、水浸感等各类消防报警器实现深度覆盖和长期供电,及时报警以防火灾事故发生。

4.8. 智能仓储

NB-IoT和eMTC可以支持仓储实时监控、温湿度检测、设备故障预测、物品位置跟踪等,实现仓储自动化和智能管理。

4.9. 其他

还有水表抄表、民用设施监控、人体佩戴设备等也是NB-IoT和eMTC技术具有潜力的应用方向。

NB-IoT和eMTC通过其超强覆盖和超长续航的特性,可以支持广泛的低功耗、低成本物联网设备连接,并满足其对实时、高效、智能化管理的需求,助推蜂窝物联网在各个垂直行业广泛应用。

5. 空间信息技术活跃于室内定位物联网

室内定位物联网利用光学感知、IMU、磁传感器等多种手段进行室内高精度三维定位和导航,承载室内无人机、AGV、机器人等应用。最近,空间信息相关技术(SLAM、VIO、LiDAR等)进展迅速,为室内定位物联网带来强大动力。

5.1. 室内导航

利用空间信息技术构建室内三维地图,可以实现人员和机器人的室内精准导航,应用于大型仓库、工厂、医院等场所。

5.2. 室内无人机

借助空间信息技术实现室内三维环境感知和障碍物避让,可以实现室内无人机的自主飞行并达到自动巡检等目的。

5.3.自动运输车

空间信息技术可以定位和导航自动运输车,实现在狭小通道内进行运输任务,提高物流效率。

5.4. 室内AR/VR

室内空间三维重建可以为AR/VR提供高精度的环境信息,生成逼真的室内虚拟场景,实现各种交互体验。

5.5. 机器人协同

多个机器人之间可以共享空间信息,协同完成作业任务,如搬运重物、清扫等。空间信息技术有助于机器人之间的相互定位和路径规划。

5.6. 物体定位和跟踪

利用空间信息技术可以实时定位和跟踪物体位置,应用于物流管理、资产跟踪等各个场景。

5.7. 室内三维重建

空间信息采集的点云信息可以用于室内建筑三维重建,实现建筑物数字模型的构建,用于室内设计、增值服务等。

5.8. 安防监控

高精度的空间信息可以用于室内安防监控,如识别非法侵入目标,进行精准定位和跟踪。

5.9. 智能家居

空间信息技术可以实现室内三维空间感知,用于室内导航、环境监测,为智能家居提供重要支持。

空间信息技术可以高效获取室内三维空间数据,这为室内高精度定位和导航提供基础,进而服务室内无人机、机器人、自动运输车、AR/VR等一系列应用,是室内定位物联网发展的关键技术之一。