1. Überblick zu „Internet der Dinge

1.1 Definition von „Internet der Dinge

Internet der Dinge“（Internet of things oder IoT）bedeutet es, dass die erforderlichen Informationen zu den zu überwachenden, ständigen und interaktiven Dingen oder Vorgängen durch unterschiedliche Informationssensoren in Echtzeit gesammelt werden. Es verbindet sich mit Internet und damit wird ein großes Netzwerk gebildet. Das Ziel ist, dass eine Verbindung zwischen Dingen und Dingen, Dingen und Personen, allen Dingen und Netzwerk hergestellt wird und die einfache und bequeme Erkennung, Verwaltung und Kontrolle ermöglicht werden. „Internet der Dinge“ ist ein Netzwerk, eine Verbindung zwischen Dingen und Dingen herzustellen, und ist ein wichtiger Bestandteil der Informationstechnologien der neuen Generation sowie auch eine wichtige Entwicklungsphase der Generation „Informatisierung“. „Internet der Dinge“ enthält zwei Bedeutungen: 

● Der Kern und die Basis von „Internet der Dinge“ ist das Internet und ein basierend auf Internet erweitertes und expandiertes Netzwerk; 

● Dessen Benutzerseite wird auf Informationswechsel und Kommunikation zwischen allen Dingen und Dingen erweitert und expandiert.

Durch die intelligente Wahrnehmungs-, Erkennungstechnologie, Ubiquitous-Computing und die anderen Kommunikationswahrnehmungstechnologien wird „Internet der Dinge“ umfassend auf Netzwerkintegration angewendet. „Internet der Dinge“ ist die expandierte Anwendung des Internets. „Internet der Dinge“ ist mehr Netzwerk als Geschäft und Anwendung. Der Entwicklungskern von „Internet der Dinge“ ist deshalb die Anwendung und Innovation. Die Innovation 2.0, deren Kern die Benutzererfahrung ist, ist die Seele für Entwicklung von „Internet der Dinge“.

Um „Internet der Dinge“ besser zu definieren und dessen Merkmale zu beschreiben, machen wir einen grundlegenden Merkmalvergleich zwischen „Internet der Dinge“ und Internet in der folgenden Tabelle: 

Tabelle zu Merkmalvergleich zwischen „Internet der Dinge“ und Internet

Aus der obigen Tabelle können wir wissen, dass es eindeutige Unterschiede und enge Beziehung zwischen „Internet der Dinge“ und Internet gibt. „Internet der Dinge“ ist ein hochrangiger Netzwerkstatus basierend auf Internet. Die Gemeinsamkeit zwischen „Internet der Dinge“ und Internet ist: gleiche Technologiebasis, das heißt, dass sie auf gruppierten Datentechnologien basieren. Die Unterschiedlichkeiten zwischen „Internet der Dinge“ und Internet sind: die gruppierten Datennetzwerke, die jeweils zum Tragen von „Internet der Dinge“ und Internet verwendet werden, haben unterschiedliche Netzwerkorganisationsformen, verschiedene Netzwerkfunktionen und -eigenschaften und auch unterschiedliche Anforderungen an Netzwerk. Das Internet hat die folgenden Anforderungen an Netzwerkeigenschaften: die Übertragungsfähigkeit mit „Größte Anstrengungen“ und das Ressourcenmanagement basierend auf Priorität und keine Anforderungen an Sicherheit, Zuverlässigkeit, Kontrollierbarkeit, Verwaltbarkeit. „Internet der Dinge“ hat größere Anforderungen an Netzwerk, Echtzeitfähigkeit, Sicherheit, Zuverlässigkeit, Ressourcensicherheit und so weiter. Deshalb gibt es die Unterschiede in Hinsicht auf diesen Aspekt.

1.2 Kritische Technologien von „Internet der Dinge

Die Technologien sind die Basis der Anwendungen. Wenn „Internet der Dinge“ die Wahrnehmungs-, Erkennungs-, und Kommunikationsfunktion ermöglichen möchtet, müssen es durch viele fortschrittlichen Technologien unterstützt werden. Jetzt enthalten die kritischen Technologien von „Internet der Dinge:

● Knotentechnologie des Sensors: Sensoren können die externen Signale, physischen Bedingungen oder chemischen Komponenten erkennen, wahrnehmen und die erkannten Informationen an die anderen Einrichtungen senden. Es enthält wesentlich die Sensortechnologien, RFID-Radiofrequenztechnologien und das eingebettete Mikrosystem; 

● Vernetzungstechnologie und Querverbindungstechnologie: sie sind die Bindungen, die Funktionen von „Internet der Dinge“ zu ermöglichen. Sie enthalten: Vernetzungsstruktur des neuen, verteilten, drahtlosen Sensornetzwerkes bilden, auf der verteilten, wahrgenommenen, dynamischen gruppierten Technologie, Redundanztechnologie der Einheit von „Internet der Dinge“ (diese Technologie kann die hohe Zuverlässigkeit ermöglichen), nahtlose Verbindung oder Trennung und Selbstausgleichstechnologie des Netzwerkes; 

● Globales Positioniersystem: in Verbindung mit der Satelliten- und Kommunikationstechnologie kann die genaue Ortung ermöglicht werden. Die vorhandenen Systeme enthalten amerikanisches GPS, chinesisches Beidou-System, europäisches Galileo-System und russisches Greg Nath-System;

● Anwendungstechnologien: sie dienen den bestimmten Branchen oder ermöglichen die bestimmten Funktionen und enthalten: Behandlungstechnologie der Sensorinformationen, Systemsoftware, Abstraktion und Standardisierung der Sensoranwendung, Anwendungssoftware und Plattformtechnologie;

● Technologien der neuen Materialien: Technologien der neuen Materialien für „Internet der Dinge“ enthalten die Nanotechnologie (sie kann den Knoten des Sensors weiter verkleinern), Antioxidationstechnologie (sie kann die Zuverlässigkeit des Sensors erhöhen), integrierte Stromkreistechnologie (sie kann den Leistungsverbrauch des Sensors reduzieren).

2. Technische Architektur von „Internet der Dinge

Trotzdem es keine einheitliche Definition zu „Internet der Dinge“ gibt, wird die technische Architektur von „Internet der Dinge“ einheitlich erkannt. Die technische Architektur enthält die Wahrnehmungsebene, Netzwerkebene und Anwendungsebene. Siehe die folgende Abbildung: 

2.1 Anwendungsebene

Auf der Anwendungsebene werden die Informationen zu Dingen zusammengefasst, koordiniert, freigegeben, analysiert und entschieden. Die Anwendungsebene stimmt mit Kontrollebene und Entscheidungsebene von „Internet der Dinge“ überein. Der Kern von „Internet der Dinge“ ist es, den Personen zu dienen. Auf der Anwendungsebene wird der endgültige Wechsel zwischen Dingen und Personen abgeschlossen. Auf den vorderen zwei Ebenen werden die Informationen zu Dingen gesammelt, die auf der Anwendungsebene anschließend zusammengefasst, analysiert, entschieden werden. Danach werden sie zum Unterstützen der branchenübergreifenden, anwendungsübergreifenden und systemübergreifenden Informationskoordination, -freigabe, -wechselung verwendet, damit können die Informationen besser und umfassend verwendet werden und können sie auch den Personen besser dienen. Die konkreten Anwendungsdienste kehren erneut zu den zuvor aufgeführten Branchen zurück, z.B. intelligenter Verkehr, intelligente medizinische Behandlung, intelligente Haustechnik,intelligente Logistik, intelligentes Stromnetzwerk und so weiter.

2.2 Netzwerkebene

Auf der Netzwerkebene wird die bereite Informationskommunikation ermöglicht. Durch das Weitbereichsnetz-Kommunikationssystem (z.B. PSTN-Netzwerk, 2G-/3G-Mobilnetz, Internet und so weiter) werden die auf der Wahrnehmungsebene erkannten Informationen an alle Orte in der Erde schnell, zuverlässig und sicher übertragen und können die Dinge die Kommunikation in großer Entfernung und bereitem Bereich machen, damit kann die Kommunikation innerhalb der Erde ermöglicht werden. Das vorhandene öffentliche Internet ist gezielt für Anwendung beim Menschen entworfen. Nachdem „Internet der Dinge“ umfassend entwickelt wird, entstehen die neuen Kommunikationstechnologien (z.B. LoRa-Technologie, NB-IoT-Technologie und so weiter), die die Datenkommunikationsanforderungen von „Internet der Dinge“ erfüllen können.

2.3 Wahrnehmungsebene

Die Wahrnehmungsebene ist die Voraussetzung für Dinge und wird zum Sammeln der physischen Ereignisse und Daten, einschließlich unterschiedlichen physischen Mengen, Identifikationen, Ortsinformationen, Audio- und Videodaten und so weiter, auf der physischen Welt verwendet. Die Datensammlung von „Internet der Dinge“ betrifft die Sensoren, RFID, Multimedia-Informationssammlung, 2D-Code und Echtzeit-Ortung und die anderen Technologien. Die Wahrnehmungsebene wird in zwei Teilen (Datensammlung und -durchführung, drahtlose Kommunikation in kurzer Entfernung) eingeteilt. Die Datensammlung und -durchführung verwendet die intelligente Sensortechnologie, Identifikationen und die anderen Informationssammlungstechnologien und sammelt die grundlegenden Informationen zu Dingen sowie empfängt die Kontrollinformationen aus Netzwerk der obigen Ebene zum Abschluss der entsprechenden Durchführungsaktionen. Die eigenen unterschiedlichen Informationen können für Netzwerk geäußert und auch die Kontrollanweisungen aus Netzwerk zum Abschluss der entsprechenden Aktionen empfangen werden. Die drahtlose Kommunikation in kurzer Entfernung kann die Informationskonzentration und Interkommunikationsfunktion im kleinen Bereich ermöglichen. 

3. Anwendung von „Internet der Dinge“ im Feld „Intelligente Energie

3.1 Anwendung von „Internet der Dinge“ im intelligenten Stromnetz

Das intelligente Stromnetz kann die Energien, die über intelligente Beurteilung und Selbstanpassungsfähigkeit verfügt, in Netzwerk verbinden, und ein verteiltes Management dafür machen. Dies ist die in der Praxis gemachte vertretende Anwendung von „Internet der Dinge“. Durch die Technologie von „Internet der Dinge“ können die Informationen zu Stromnetz und Benutzern in Echtzeit überwacht und gesammelt werden und die in intelligentes Modus integrierte Stromverteilungsanlage, Stromübertragungsanlage und Stromnutzungsanlage verbunden werden. Damit werden die physischen Entitäten aller Anlagen zu Netzwerk hinzugefügt. Durch das Intelligentizations-, Informatisierungs- und Vernetzungsmanagement werden die Energien ersetzt und die optimale Konfiguration und Verwendung der elektrischen Energien ermöglicht.

Das intelligente Instrument verwendet die Computertechnologie, Kommunikationstechnologie und so weiter, und ist die einheitliche Bezeichnung des Energiezählers, dessen Kern den intelligenten Chip ist und der über die Funktionen verfügt, z.B. die automatische Messung, Anrechnung oder Datenübertragung, der Stromausfall der Überlastung, das Strommanagement. Das intelligente Instrument in der vorhandenen Phase enthält elektronischen Zähler einzelner Phase und elektronischen Zähler der drei Phasen. Gemäß den Funktionen wird das intelligente Instrument in vielen Typen eingeteilt. Das intelligente Instrument kann die Stromanlagen überall verwalten und kontrollieren, und viele Mehrwertdienste bieten. Basierend auf Technologien von „Internet der Dinge“ können die Benutzer in Probe des intelligenten Stromnetzes den Stromstatus jeder Anlage und den Betriebsstatus des gesamten Stromnetzes in Echtzeit einsehen, die Leistung und Zeit der elektrischen Anlagen selbstständig festlegen und das optimale Programm für Energienutzung auswählen. Damit wird die Effizienz der Energienutzung erhöht.

3.2 Anwendung der Technologien von „Internet der Dinge“ in Hinsicht auf Computerraumüberwachung des großen Datencenters

Mit der Entwicklung der Internetanwendungen entstehen die unterschiedlichen großen oder ultragroßen Datencenter. Die entsprechenden Überwachungsmanagementsysteme werden eingerichtet, um sicherzustellen, dass die Datencenter sicher, zuverlässig und stabil funktionieren können. Die entsprechenden Überwachungsmanagementsysteme werden auch zum Überwachen, Kontrollieren und Verwalten der physischen Betriebszustände, dynamischen Stromverteilungszustände, Anlagenbetriebszustände, Personalaktivitätszustände und Feuerschutzzustände und der möglichweise verursachten kritischen Zustände verwendet.

Durch Anwendung von „Internet der Dinge“ werden alle Subsysteme organisch verbunden und dabei wird ein einheitliches Ganze erstellt. Damit werden die Personalkosten effizient reduziert und die Betriebseffizienzen erhöht sowie die Entscheidungsfähigkeiten gestärkt. Dies ermöglicht, dass das Betriebs- und Managementniveau des gesamten Datencenters groß erhöht wird.

Die Subsysteme, die verbunden werden müssen: Energieüberwachungssystem (Überwachung der Stromversorgung und -verteilung, Überwachung des Dieselgenerators, UPS-Überwachung und so weiter), Überwachung der Klimaanlage, Temperatur- und Feuchtigkeitsüberwachung, Bild- und Videoüberwachung, Lecksuche, Zugriffskontrolle, Überwachung des Feuerschutzsystems und Überwachung der Feuerschutz-Stromversorgung und so weiter.

3.3 Anwendung der Technologien von „Internet der Dinge“ in Hinsicht auf Energieverbrauchmanagement in Hochschule und Universität

Die Hochschule und Universität deckt die größeren Flächen, die Gebäude mit unterschiedlichen Funktionen werden umfassend verteilt. Gleichzeitig integriert die Hochschule und Universität die Lehre, Forschung und das Leben. Die Hochschule und Universität ist der Bereich mit hoher Bevölkerungsdichte und verbraucht die große Menge der Energien. Deshalb ist es sehr wichtig, dass die Erstellung des umfassenden Energiemanagementsystems für Hochschule und Universität durch die Technologien von „Internet der Dinge“ sehr wichtig ist.

Im Energiemanagementsystem der Hochschule und Universität werden die unterschiedlichen Systeme zum Management elektrischer Energien, Wasserversorgungsmanagement und Heizungsmanagement betroffen. Gemäß dem Unterrichtsgebäude, Wohnheim, Speisesaal, der Bibliothek, dem Labor, Büro und den anderen Gebäuden mit unterschiedlichen Funktionen wird die sortierte Speicherung für Informationen zu Energieverbrauch gemacht. Der Indikator wird für Energieverbrauch erstellt, die Prüfung wird für Energieverbrauch durchgeführt, die besseren Entscheidungsunterstützungen werden für Verwalter bereitgestellt und die Basis wird für das wissenschaftliche und effiziente Management geschaffen. 

Es ist nicht erforderlich, dass das spezielle Kommunikationsnetzwerk erstellt wird. Durch Verwendung von vorhandenem Compusnetzwerk, Internet, Feldbus und drahtloser Kommunikationstechnologie in kurzer Entfernung wird die gegenseitige Verbindung zwischen Anlagen und Subsystemen hergestellt. Dies ist die Mark der Definition von „Internet der Dinge. 

3.4 Anwendung der Technologien von „Internet der Dinge“ in Hinsicht auf Energieverbrauchmanagement des Krankenhauses

In Hinsicht auf Planung und Bau von Energieverbrauchmanagement des Krankenhauses dient „Internet der Dinge“ als Systemunterstützung und ermöglicht die einheitliche Energiekontrolle durch die Echtzeit-Online-Energiedaten, Energiequalitätsprüfung, automatische Energiekontrolle. Die Statistik, Analyse, Diagnose, Prognose und Kontrolle werden für Energien durchgeführt. Durch diese effizienten Technologien und Managementmethoden kann das Krankhaus das Energiemanagement effizient erhöhen, damit werden die Energiekosten reduziert, wird das Potenzial des Energieverbrauchs erforscht sowie wird die „Effizienzerhöhung und Energiesparung“ ermöglicht.

4. Anwendungsperspektive der Technologien von „Internet der Dinge“ im Feld „Intelligente Energie

Die Hauptanwendung der Technologien von „Internet der Dinge“ im Feld „Intelligente Energie“ ist die automatische Überwachung und die automatische Zählwertfernablesung, und ermöglicht die automatische Ablesung für die von Benutzern verwendeten Menge an Strom, Wasser, Gas, Wärme und Kälte, die gemäß den Verwendungsmengen gemachte Berechnung der Kosten, die Optimierung der Energieverteilung und die Energiesparung und Verbrauchreduzierung und so weiter.

Die anderen Anwendungen von „Internet der Dinge“ im Feld „Intelligente Energie“ sind die Remote-Überwachung und das Wartungsmanagement für Energieversorgungseinrichtung und Energieverwendungseinrichtung. In Hinsicht auf die Kontinuität und Echtzeitfähigkeit der Energieversorgung und Energieverwendung sind die entsprechenden Sicherheitsindikatoren sehr streng. 

Die Technologien von „Internet der Dinge“ können einen Datenweg bilden, der zum Herstellen einer Verbindung zwischen Benutzern, Anlagen und Anlagenlieferanten verwendet wird. Dies bietet die große Datenunterstützung für ständige Anlagenverbesserung, -aktualisierung und initiative intelligente Wartung.