电力物联网工程技术原理与应用
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1.3.2 国家推进物联网工程技术发展的主要任务

1. 强化产业生态布局,加快构建具有核心竞争力的产业生态体系

以政府为引导,以企业为主体,集中力量,构建基础设施泛在安全、关键核心技术可控、产品服务先进、大中小企业梯次协同发展、物联网与移动互联网、云计算和大数据等新业态融合创新的生态体系,提升我国物联网产业的核心竞争力。推进物联网感知设施规划布局,加快升级通信网络基础设施,积极推进低功耗广域网技术的商用部署,支持5G技术研发和商用实验,促进5G与物联网垂直行业应用深度融合。建立安全可控的标识解析体系,构建泛在安全的物联网。突破操作系统、核心芯片、智能传感器、低功耗广域网、大数据等关键核心技术。在感知识别和网络通信设备制造、运营服务和信息处理等重要领域,发展先进产品和服务,打造一批优势品牌。鼓励企业开展商业模式探索,推广成熟的物联网商业模式,发展物联网、移动互联网、云计算和大数据等新业态融合创新。支持互联网、电信运营、芯片制造、设备制造等领域龙头企业以互联网平台化服务模式整合感知制造、应用服务等上下游产业链,形成完整解决方案并开展服务运营,推动相关技术、标准和产品加速迭代、解决方案不断成熟,成本不断下降,促进应用实现规模化发展。培育200家左右技术研发能力较强、产值超10亿元的骨干企业,大力扶持一批“专精特新”中小企业,构筑大中小企业协同发展产业生态体系,形成良性互动的发展格局。

加快物联网产业集聚。继续支持无锡国家传感网创新示范区的建设发展,提升示范区自主创新能力、产业发展水平和应用示范作用,充分发挥无锡作为国家示范区先行先试的引领带动作用,打造具有全球影响力的物联网示范区。加快推动重庆、杭州、福州等物联网新型工业化产业示范基地的建设提升和规范发展,增强产业实力和辐射带动作用。结合“一带一路”、长江经济带、京津冀协同发展等区域发展战略,加强统筹规划,支持各地区立足自身优势,推进差异化发展,加强物联网特色园区建设,加快形成物联网产业集群,打造一批具有鲜明特色的物联网产业集聚区。优化产业集聚区发展环境,完善对产业集聚区的科学、规范管理,推动产业集聚区向规模化、专业化、协作化方向发展,促进集聚区之间的资源共享、优势互补,推动物联网产业有序健康发展。

推动物联网创业创新。完善物联网创业创新体制机制,加强政策协同与模式创新结合,营造良好创业创新环境。总结复制推广优秀的物联网商业模式和解决方案,培育发展新业态新模式。加强创业创新服务平台建设,依托各类孵化器、创业创新基地、科技园区等载体建设物联网创客空间,提升物联网创业创新孵化、支撑服务能力。鼓励和支持有条件的大型企业发展第三方创业创新平台,建立基于开源软硬件的开发社区,设立产业创投基金,通过开放平台、共享资源和投融资等方式,推动各类线上、线下资源的聚集、开放和共享,提供创业指导、团队建设、技术交流、项目融资等服务,带动产业上下游中小企业进行协同创新。引导社会资金支持创业创新,推动各类金融机构与物联网企业进行对接和合作,搭建产业新型融资平台,不断加大对创业创新企业的融资支持,促进创新成果产业化。鼓励开展物联网创客大赛,激发创新活力,拓宽创业渠道。引导各创业主体在设计、制造、检测、集成、服务等环节开展创意和创新实践,促进形成创新成果并加强推广,培养一批创新活力型企业快速发展。

2. 完善技术创新体系,加快协同创新体系建设

以企业为主体,加快构建政产学研用结合的创新体系。统筹衔接物联网技术研发、成果转化、产品制造、应用部署等环节工作,充分调动各类创新资源,打造一批面向行业的创新中心、重点实验室等融合创新载体,加强研发布局和协同创新。继续支持各类物联网产业和技术联盟发展,引导联盟加强合作和资源共享,加强以技术转移和扩散为目的的知识产权管理处置,推进产需对接,有效整合产业链上下游协同创新。支持企业建设一批物联网研发机构和实验室,提升创新能力和水平。鼓励企业与高校、科技机构对接合作,畅通科研成果转化渠道。整合利用国际创新资源,支持和鼓励企业开展跨国兼并重组,与国外企业成立合资公司进行联合开发,引进高端人才,实现高水平高起点上的创新。

突破关键核心技术。研究低功耗处理器技术和面向物联网应用的集成电路设计工艺,开展面向重点领域的高性能、低成本、集成化、微型化、低功耗智能传感器技术和产品研发,提升智能传感器设计、制造、封装与集成、多传感器集成与数据融合及可靠性领域技术水平。研究面向服务的物联网网络体系架构、通信技术及组网等智能传输技术,加快发展NB-IoT等低功耗广域网技术和网络虚拟化技术。研究物联网感知数据与知识表达、智能决策、跨平台和能力开放处理、开放式公共数据服务等智能信息处理技术,支持物联网操作系统、数据共享服务平台的研发和产业化,进一步完善基础功能组件、应用开发环境和外围模块。

发展支持多应用、安全可控的标识管理体系。加强物联网与移动互联网、云计算、大数据等领域的集成创新,重点研发满足物联网服务需求的智能信息服务系统及其关键技术。强化各类知识产权的积累和布局。

3. 关键技术突破工程

1)传感器技术

(1)核心敏感元件:试验生物材料、石墨烯、特种功能陶瓷等敏感材料,抢占前沿敏感材料领域先发优势;强化硅基类传感器敏感机理、结构、封装工艺的研究,加快各类敏感元器件的研发与产业化。

(2)传感器集成化、微型化、低功耗:开展同类和不同类传感器、配套电路和敏感元件集成等技术和工艺研究;支持基于MEMS工艺、薄膜工艺技术形成不同类型的敏感芯片,开展各种不同结构形式的封装和封装工艺创新;支持具有外部能量自收集、掉电休眠自启动等能量储存与功率控制的模块化器件研发。

(3)重点应用领域:支持研发高性能惯性、压力、磁力、加速度、光线、图像、温湿度、距离等传感器产品和应用技术,积极攻关新型传感器产品。

2)体系架构共性技术

持续跟踪研究物联网体系架构演进趋势,积极推进现有不同物联网网络架构之间的互联互通和标准化,重点支持可信任体系架构、体系架构在网络通信、数据共享等方面的互操作技术研究,加强资源抽象、资源访问、语义技术以及物联网关键实体、接口协议、通用能力的组件技术研究。

3)操作系统

(1)用户交互型操作系统:推进移动终端操作系统向物联网终端移植,重点支持面向智能家居、可穿戴设备等重点领域的物联网操作系统研发。

(2)实时操作系统:重点支持面向工业控制、航空航天等重点领域的物联网操作系统研发,开展各类适应物联网特点的文件系统、网络协议栈等外围模块以及各类开发接口和工具研发,支持企业推出开源操作系统并开放内核开发文档,鼓励用户对操作系统的二次开发。

4)物联网与移动互联网、大数据融合关键技术

面向移动终端,重点支持适用于移动终端的人机交互、微型智能传感器、MEMS传感器集成、超高频或微波RFID、融合通信模组等技术研究。面向物联网融合应用,重点支持操作系统、数据共享服务平台等技术研究。突破数据采集交换关键技术,突破海量高频数据的压缩、索引、存储和多维查询关键技术,研发大数据流计算、实时内存计算等分布式基础软件平台。结合工业、智能交通、智慧城市等典型应用场景,突破物联网数据分析挖掘和可视化关键技术,形成专业化的应用软件产品和服务。

4. 构建完善标准体系

完善标准化顶层设计。建立健全物联网标准体系,发布物联网标准化建设指南。进一步促进物联网国家标准、行业标准、团体标准的协调发展,以企业为主体开展标准制定,积极将创新成果纳入国际标准,加快建设技术标准试验验证环境,完善标准化信息服务。

加强关键共性技术标准制定。加快制定传感器、仪器仪表、射频识别、多媒体采集、地理坐标定位等感知技术和设备标准。组织制定无线传感器网络、低功耗广域网、网络虚拟化和异构网络融合等网络技术标准。制定操作系统、中间件、数据管理与交换、数据分析与挖掘、服务支撑等信息处理标准。制定物联网标识与解析、网络与信息安全、参考模型与评估测试等基础共性标准。

推动行业应用标准研制。大力开展车联网、健康服务、智能家居等产业急需应用标准的制定,持续推进工业、农业、公共安全、交通、环保等应用领域的标准化工作。加强组织协调,建立标准制定、实验验证和应用推广联合工作机制,加强信息交流和共享,推动标准化组织联合制定跨行业标准,鼓励发展团体标准。支持联盟和龙头企业牵头制定行业应用标准。

5. 推动物联网规模应用

大力发展物联网与制造业融合应用。围绕重点行业制造单元、生产线、车间、工厂建设等关键环节进行数字化、网络化、智能化改造,推动生产制造全过程、全产业链、产品全生命周期的深度感知、动态监控、数据汇聚和智能决策。通过对现场级工业数据的实时感知与高级建模分析,形成智能决策与控制。完善工业云与智能服务平台,提升工业大数据开发利用水平,实现工业体系个性化定制、智能化生产、网络化协同和服务化转型,加快智能制造试点示范,开展信息物理系统、工业互联网在离散与流程制造行业的广泛部署应用,初步形成跨界融合的制造业新生态。

加快物联网与行业领域的深度融合。面向农业、物流、能源、环保、医疗等重要领域,组织实施行业重大应用示范工程,推进物联网集成创新和规模化应用,支持物联网与行业深度融合。实施农业物联网区域试验工程,推进农业物联网应用,提高农业智能化和精准化水平。深化物联网在仓储、运输、配送、港口等物流领域的规模应用,支撑多式联运,构建智能高效的物流体系。加大物联网在污染源监控和生态环境监测等方面的推广应用,提高污染治理和环境保护水平。深化物联网在电力、油气、公共建筑节能等能源生产、传输、存储、消费等环节的应用,提升能源管理智能化和精细化水平,提高能源利用效率。推动物联网技术在药品流通和使用、病患看护、电子病历管理等领域的应用,积极推动远程医疗、临床数据应用示范等医疗应用。

推进物联网在消费领域的应用创新。鼓励物联网技术创新、业务创新和模式创新,积极培育新模式新业态,促进车联网、智能家居、健康服务等消费领域应用快速增长。加强车联网技术创新和应用示范,发展车联网自动驾驶、安全节能、地理位置服务等应用。推动家庭安防、家电智能控制、家居环境管理等智能家居应用的规模化发展,打造繁荣的智能家居生态系统。发展社区健康服务物联网应用,开展基于智能可穿戴设备远程健康管理、老人看护等健康服务,推动健康大数据创新应用和服务发展。

深化物联网在智慧城市领域的应用。推进物联网感知设施规划布局,结合市政设施、通信网络设施以及行业设施建设,同步部署视频采集终端、RFID标签、多类条码、复合传感器节点等多种物联网感知设施,深化物联网在地下管网监测、消防设施管理、城市用电平衡管理、水资源管理、城市交通管理、电子政务、危化品管理和节能环保等重点领域的应用。建立城市级物联网接入管理与数据汇聚平台,推动感知设备统一接入、集中管理和数据共享利用。建立数据开放机制,制定政府数据共享开放目录,推进数据资源向社会开放,鼓励和引导企业、行业协会等开放和交易数据资源,深化政府数据和社会数据融合利用。支持建立数据共享服务平台,提供面向公众、行业和城市管理的智能信息服务。

6. 重点领域应用示范工程

1)智能制造

面向供给侧结构性改革和制造业转型升级发展需求,发展信息物理系统和工业互联网,推动生产制造与经营管理向智能化、精细化、网络化转变。通过RFID等技术对相关生产资料进行电子化标识,实现生产过程及供应链的智能化管理,利用传感器等技术加强生产状态信息的实时采集和数据分析,提升效率和质量,促进安全生产和节能减排。通过在产品中预置传感、定位、标识等能力,实现产品的远程维护,促进制造业服务化转型。

2)智慧农业

面向农业生产智能化和农产品流通管理精细化需求,广泛开展农业物联网应用示范。实施基于物联网技术的设施农业和大田作物耕种精准化、园艺种植智能化、畜禽养殖高效化、农副产品质量安全追溯、粮食与经济作物储运监管、农资服务等应用示范工程,促进形成现代农业经营方式和组织形态,提升我国农业现代化水平。

3)智能家居

面向公众对家居安全性、舒适性、功能多样性等需求,开展智能养老、远程医疗和健康管理、儿童看护、家庭安防、水、电、气智能计量、家庭空气净化、家电智能控制、家务机器人等应用,提升人民生活质量。通过示范对底层通信技术、设备互联及应用交互等方面进行规范,促进不同厂家产品的互通性,带动智能家居技术和产品整体突破。

4)智能交通和车联网

推动交通管理和服务智能化应用,开展智能航运服务、城市智能交通、汽车电子标识、电动自行车智能管理、客运交通和智能公交系统等应用示范,提升指挥调度、交通控制和信息服务能力。开展车联网新技术应用示范,包括自动驾驶、安全节能、紧急救援、防碰撞、非法车辆查缉、打击涉车犯罪等应用。

5)智慧医疗和健康养老

推动物联网、大数据等技术与现代医疗管理服务结合,开展物联网在药品流通和使用、病患看护、电子病历管理、远程诊断、远程医学教育、远程手术指导、电子健康档案等环节的应用示范。积极推广社区医疗+三甲医院的医疗模式。利用物联网技术,实现对医疗废物追溯,对问题药品快速跟踪和定位,降低监管成本。建立临床数据应用中心,开展基于物联网智能感知和大数据分析的精准医疗应用。开展智能可穿戴设备远程健康管理、老人看护等健康服务应用,推动健康大数据创新应用和服务发展。

6)智慧节能环保

推动物联网在污染源监控和生态环境监测领域的应用,开展废物监管、综合性环保治理、水质监测、空气质量监测、污染源治污设施工况监控、进境废物原料监控、林业资源安全监控等应用。推动物联网在电力、油气等能源生产、传输、存储、消费等环节的应用,提升能源管理智能化和精细化水平。建立城市级建筑能耗监测和服务平台,对公共建筑和大型楼宇进行能耗监测,实现建筑用能的智能控制和精细管理。鼓励建立能源管理平台,针对大型产业园区开展合同能源管理服务。

7. 完善公共服务体系

打造物联网综合公共服务平台。针对物联网产业公共服务体系做好统筹协调工作,充分利用和整合各区域、各行业已有的物联网相关产业公共服务资源,引导多种投资参与物联网公共服务能力建设,形成资源共享、优势互补的公共服务平台体系。依托现有实验室、工程中心、企业技术中心、大学科技园等各类创新载体,整合创新资源,加强开源社区建设,促进资源流动与开放共享,提供物联网技术研发、标识解析、标准测试、检验检测等公共技术服务。

充分发挥物联网各类联盟的作用,加强产业链上下游协同,促进产需对接和成果转化。鼓励龙头企业强化产业生态布局,提供第三方开发能力和解决方案,带动物联网中小企业协同发展。继续推进科技金融、投融资担保、政策咨询、知识产权服务、成果转化、人才培养等综合公共服务平台建设,认定一批物联网公共服务示范平台。探索建立公共服务平台多方参与、合作共赢的商业模式,推动公共服务平台市场化、专业化运营,实现平台自我造血,促进公共服务健康可持续发展。

加强物联网统计监测和发展评估。建立物联网统计监测平台,完善统计指标体系。加强产业运行分析,把握产业发展规律,优化产业相关政策,指导和统筹全国物联网发展。建立物联网发展评估体系,对各地区物联网产业发展进行分析评估,为推动物联网产业有序健康发展提供支撑。

8. 提升安全保障能力

推进关键安全技术研发和产业化。引导信息安全企业与物联网技术研发与应用企业、科研机构、高校合作,加强物联网架构安全、异构网络安全、数据安全、个人信息安全等关键技术和产品的研发,强化安全标准的研制、验证和实施,促进安全技术成果转化和产业化,满足公共安全体系中安全生产、防灾减灾救灾、社会治安防控、突发事件应对等方面对物联网技术和产品服务保障的要求。

建立健全安全保障体系。加强物联网安全技术服务平台建设,大力发展第三方安全评估和保障服务。建立健全物联网安全防护制度,开展物联网产品和系统安全测评与评估。对工业、能源、电力、交通等涉及公共安全和基础设施的物联网应用,强化对其系统解决方案、核心设备与运营服务的测试和评估,研究制定“早发现、能防御、快恢复”的安全保障机制,确保重要系统的安全可控。对医疗、健康、养老、家居等物联网应用,加强相关产品和服务的评估测评和监督管理,强化个人信息保护。