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Smart Cities - Building for the Cities of Tomorrow (Documentary, 2015)
Smart Cities - Building for the Cities of Tomorrow (Documentary, 2015)
2018年4月13日 星期五
．如何在工業流程中使用無線感測器網路？
【TOSHIBA】Wireless sensor network
來源：《控制工程中文版》
這項技術也推動了消費者級別的感測器和裝置的擴散，這些感測器和裝置是通常所說的物聯網（IOT）的基礎，物聯網正在捕獲公眾的想像力。
本文將重點關注於WSN的基礎知識以及如何使用它們。工程師們已經瞭解如何透過無線區域網（WLAN），來提高效率和減少時間浪費的。
透過利用現有的無線（以及有線）基礎設施，來建構廣泛的感測器網路，並將其擴充套件到幾乎所有生活領域，無線感測器網路（WSN）將會進一步擴充套件這一概念。
節省耗電
無線感測器一般都是體積小，獨立的，耗電低，並且具備一定處理能力的單元裝置。這種技術的關鍵概念是無線通訊能力，它可以與中央處理器進行通訊，也可以作為網狀結構的一部分，使用其他裝置來擴充套件通訊範圍。
無線感測器在很大程度上依賴節電演算法，藉此可以長時間保持工作狀態。電池技術的進步，電池容量的不斷增大，以及延長休眠時間的能力，這使得電池的工作壽命，預期可以達到數年之久。
諸如藍芽和Zigbee這些技術，大多數行動裝置都已經具備了這些功能，因為節電演算法，是所有經過Wi-Fi認證的裝置所需要的特性，也包括滿足IEEE 802.15.4-2015標準（IEEE用於低速率無線個人區域網的無線標準）的裝置。
其概念很簡單，即如果沒有動作或者需要報告的事件，感測器就會進入睡眠狀態。如果有事件發生或到了預先設定的時間，感測器會醒來，評估當時的狀況，匯報其狀態，然後再進入睡眠。這個週期也可以透過輪詢演算法來啟動，輪詢演算法依次處理每個感測器。
也可以調節工作週期來對感測器進行開關操作，有效地將電耗降低一半。關鍵的一點是這些感測器從設計之初，就是要作為低耗電節點來工作的。
更多小型感測器
新一代無線感測器最顯著的特徵之一是它們的尺寸小人們採用可以召喚出獨特形象的名字來稱呼這些感測器：「智慧塵埃」，「現貨商業微塵」，或者簡單的稱之為「微塵」它們的尺寸小到奈米級，大到肉眼可見前者指的，是生物學感測器或小的無源感測器，可以做到嵌入式和非嵌入式；後者指的是更大一些的感測器，例如徵收過路費的標籤，門禁卡，以及類似的感測器。
其想法是部署一套，由具備多種不同計算能力的小型的，耗電低的，低速率的分散式感測器組成的基礎設施，最後形成更大的，解析度更高的，近乎有機的網路。
資料處理還是透過傳統的固定的中央資料處理設施完成，該設施從網路上接收資料，然後進行大規模的處理工作。網路內部的資料處理本身也在考慮之中，從某種意義上說相當於「分散式處理器。」
最終實現的是一個，與大量各種各這樣可以自主執行的感測器通訊的分散式網路，而這些感測器之間也互相通訊。要確保無縫的互操作性，這需要一套通用的，開放的通訊以及資料標準。
應用無線感測器技術
很多應用都可以使用無線感測器。一個常見的應用是安全系統。無線訪問控制及區域監控，已經利用無線技術廣泛地實現了。另一個應用是國家電網，或者更為我們熟知的是全國氣象站網路。這些已經實現的感測器網路的一個共同特徵是，它們具有與現存的通訊基礎設施進行通訊的能力。
然而，許多系統都是高度專業化的，而且採用了企業專有的通訊方案，大大地增加了成本和複雜性，因此才有了對標準化方式的需求。
人們設想未來的感測器網路會通過大型 網狀架構來進行通訊，其中每個節點，都有將來自於其他節點的資料傳播出去的功能，最終到達的目的地是聚合器，不相關的資料會在此聚合器內部進行處理。感測器會以龐大的數量部署在高密度的網路上。
它們會利用短距離的，耗電低的節點之間的無線連結，進行互相聯網，而現有的通訊基礎設施，特別是WLAN以及網際網路連線，會被用於長距離的通訊。
WSN會使得居家，工廠，處理廠，輪船，飛機等無數個應用場合在感知和控制方面更加便利。有了無處不在的感測器網路，生產的每個方面都能被監控到。
例如，可以使得一座建築對其結構上的弱點進行報告，或者在一套處理技術中定位異常點，而這些異常點會被固定安裝的傳統感測器忽視掉。
在一套工業流程中，無線感測器可以被嵌入到過程介質流當中，從而可以持續監控成千上萬個點。監控幾個不同引數的智慧感測器，也可以像一些微型實驗室一樣工作，將資料傳送回SCADA系統來執行需要的動作。
甚至是人體都可以使用這種技術進行感知化，而且可以進一步將此技術，用於血液生化或者人體複雜的電活動，將這些資料與患者的醫生進行溝通，並對潛在的有害情況提供警報。使用無線傳感器網路的應用場合不計其數。
最後，提醒一句：由於我們目睹了行動裝置的爆炸式成長，我們很容易變得依賴它們，而喪失了自我思考的能力。WSN並不會取代關鍵的，分析性的思考和行動。
．智慧交通號誌燈助力荷蘭智慧交通語音提示服務
Talking Traffic Partnership
來源：盖世汽车网
據外媒報導，Talking Traffic Partnership釋出了即時「互聯」服務後，荷蘭國內有近120多萬道路使用者，能夠獲得即時語音提示，提前獲知道路前方的交通擁堵情況，靜止車輛及突變的氣候條件。
隨著服務的發展，荷蘭大駕駛員們還將獲得高峰路段，新增車道等新資訊，其他服務商也將開始提供類似的服務。
新服務的優點在於速度超快，僅需1秒鐘就能向道路使用者，提供相關提示資訊該項合作專案，將服務速度的提升作出了如下描述：將簡單的「導航」資訊，轉化為「策略性駕駛任務支援」。
Talking Traffic系統提升，能讓道路使用者對危險駕駛情景的預知能力，提供車速建議，確保在綠燈前穿行，提供可用的停車位，並對可變資訊標誌（VMS）進行定期升級。
該合作專案認為，即時資訊有助於提升交通流量，及道路安全性。該專案還將在荷蘭境內安裝新的智慧交通號誌燈，新系統由智慧交通號誌燈組成，可實現無線通訊，還能利用V2X及物聯網技術，實現交通通號誌與車輛間的通訊，旨在提升總體的交通流量。
部分新交通號誌燈已能投入使用，今年夏季前，將投入近800部智慧交通號誌燈完成2000-3000。在未來五年內，荷蘭將部交通號誌燈的改裝，使其能與車輛直接通訊。
據估計，目前由於部分交通燈無法進行調整改裝，導致荷蘭每年損失近9000萬歐元（約合1.12億美元），還會延長行駛時間，造成不必要的尾氣排放並引發道路安全問題。
荷蘭政府將Talking Traffic Partnership專案合作的重心放在了互聯服務及資料交換方面，有助於未來快速推動自動駕駛汽車及新款互聯，自動駕駛基礎設施。
．2017年全球消費級 3D 列印機市場分析
3D Printer Market Worldwide,Global 3D printer market size ken Research
來源：
2017年全球消費級3D列印機出貨量
消費級3D列印機的應用，起源於業餘愛好者，但隨著科技的發展和人們創新意識的增強，現在可以與互聯網結合，開創新的商業模式。消費級3D列印機以FDM技術為主，列印材料大多為PLA、ABS等高分子材料，消費領域主要分布在文化創意產業及教育行業。
2016年對消費級3D列印機而言可謂喜憂參半，喜的是相對工業級設備，銷售數量逐年穩步成長，憂的是作為消費級的代表，FDM 3D列印技術的低門檻，引來激烈的市場競爭，價格從1000美元降到500美元再次在Kickstarter上降到200美元，低端設備層出不窮。
前瞻產業研究院《2018-2023年中國3D列印產業市場需求與投資潛力分析報告》數據顯示，2016年全球消費級3D列印設備保持了較快成長，但成長幅度有所放緩，年出貨量為293725台，同比成長34.36%；受大幅上升的出貨量影響，雖然平均價格有所下降（消費級3D列印機的加權平均銷售價格，從2015年的1302美元，下降至2016年的1052美元），但2016年全球消費級3D列印機銷售金額仍然成長了8%。
圖表1：2010-2017年全球消費級3D列印機出貨量及成長情況（單位：台，%）
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| 資料來源：前瞻产业研究院整理 |
2017年全球消費級3D列印機市場市佔
在桌面/個人3D列印機領域，2015年下半年見證了消費級3D列印機的市場領導者位置易手，Stratasys/MakerBot和3D Systems/Cubify這兩大公司，分別基於不同的原因市場佔有率大幅縮減，轉而被新興的三緯國際和M3D取而代之。
2016年台灣廠商三緯國際（XYZprinting）仍然保持全球領先地位，市場佔有率為27.54%，較上年成長了4.6個百分點；Monoprice以27944的出貨量排名第二。
圖表2：2015-2016年全球消費級3D列印機出貨量TOP5企業對比（單位：台，%）
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| 資料來源：前瞻产业研究院整理 |
從銷售金額排名來看，2016年Ultimaker以4400萬美元位居全球第一，出貨量第一的XYZprinting以3970萬美元銷售額排名第二；Stratasys/MakerBot的出貨量雖然已跌出前五，但由於其單價較高，2016年仍然獲得了3890萬美元的銷售額，排名全球第三地。
圖表3：2016年全球消費級3D列印機銷售額TOP5企業對比（單位：百萬美元）
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| 資料來源：前瞻产业研究院整理 |
圖表4：2016年全球消費級3D列印機市場市佔率（單位：%）
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| 資料來源：前瞻产业研究院整理 |
．美國/韓國/荷蘭/新加坡/德國的智慧城市發展現狀
Top 10 Smart Cities In The World
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來源： 物聯網智庫
僅佔世界面積2％的城市，消耗著世界上80％的資源，這相當令人吃驚，對吧？
智慧城市現在已經成為維持經濟長期成長、提高市民福利，乃至控制氣候變化的必要工具。城市的智慧化讓居民的生活更加便利，並帶來了新的機會，這種趨勢正在透過舊金山、波特蘭、阿姆斯特丹，以及倫敦的技術中心快速傳播。
智慧城市將不再是，私人機構唱獨角戲的科技項目，它將涉及到全球各國政府，並且會給全世界人民帶來改變。正如Armen Orujyan所說：「如果將智慧城市和智慧社會比作一個冰山，我們目前只能看到冰山一角。」既然談到這一點，就讓我們看看當物聯網與商業和政府相遇時，將會在哪些未知的領域裡擦出花火？
這一切並不是只與美國相關
不能否認的是，擁有著諸如蘋果、英特爾、福特、思科、IBM和通用電氣等公司的美國，處在世界物聯網變革的前列，除了這些大企業，美國還有許多初創企業，不斷推出他們的物聯網設備。
根據Business Insider的統計，在2011年至2015年間，美國聯邦政府在物聯網解決方案方面，花費了近350億美元，儘管如此，他們仍不是物聯網遊戲中最大的玩家。
根據Gartner在今年6月9日發表的報告，全世界各國、聯邦和地方政府，在技術產品和服務方面的花費預計，將從2016年的4300億美元成長到2020的4760億美元。涉及到巨額投資，首當其衝的問題就是「誰將從這一切中獲益」？是軍隊、普通人、未開發國家，還是華爾街呢？
問題的答案並不像某些人想的那樣簡單。
企業實際上是物聯網解決方案的最終採用者，因為物聯網解決方案能夠降低企業的營運成本，提高生產力，簡化新產品和新服務的開發過程，讓企業的產品以更低的成本進入新市場。
接下來說說政府層面。考慮到監控交通系統、身份認證管理和驗證系統，需要使用先進的算法，來預防安全隱患，還要搶佔軍事生物技術的先機。
與大多數人一般的看法相反，消費者將會是物聯網變革中，改變最小的群體——這是一個完全不同的故事。但這並不是說，即將到來的時代，不會對你和我產生顛覆性的影響。
目前已經有一些令人振奮的研發成果，特別是在生物醫學領域：不久之後人們，就可以透過吞下藥丸上的傳感器，與醫生建立安全的連接，從而讓醫生能夠認識到，患者消化道的健康狀況。
兩強相爭：韓國和荷蘭
韓國和荷蘭在去年7月推出了自己專屬的物聯網網路，這恰恰證明智慧城市真的是一個全球性的舉措。韓國最大的無線營運商——SK電信，目前正在引領這項創新，該技術將涉及到全國99％的人口。
韓國和荷蘭在某種程度上，算是在進行物聯網軍備競賽，每個國家都決心成為該領域的「第一人」，以確定競爭優勢。目前還不清楚這兩個國家，誰能最終取得勝利，但荷蘭似乎比韓國更快幾天。荷蘭電信公司KPN表示，自己的物聯網連接網路，將於6月30日在歐洲國家上線。
新加坡：是一個老齡化國家嗎？
人口統計學家研究表明，為了保持國家人口的穩定，一個國家需要每個婦女平均生育2．2個孩子。而新加坡，生育比率為0．81，是世界上最低的比率。
新加坡政府採取了一些嚴厲措施，來阻止這一趨勢，包括在2012年舉辦鼓勵夫妻愛國主義爆發的「國慶晚會」。但年輕的一代人不願意照顧老人，新加坡政府不得不向物聯網需求幫助。
據《華爾街日報》報導，由政府選定的私營企業，會將傳感器安裝在居民的生活區域，例如家用電器上或衛浴間裡。每個人的運動模式、久坐行為，都將被即時回傳到公司，並透過簡訊的形式，推送給每個家庭。
但這並不是所有。新加坡還在城市中佈署了數目不詳的傳感器和攝影機，這些設備將協助政府，監控公共場所的衛生狀況、人群密度，以及登記在冊車輛的即時運動數據等。
德國的腳步
德國參與物聯網的程度，遠遠超過賓士、寶馬等汽車製造商，它們致力於司機和汽車都接入網路中。
德國Conductix－Wampfler公司向英國和義大利等國家，提供公共汽車無線充電技術。它是如何工作的呢？Conductix在街道上安裝感應充電裝置，同時也將它們安裝在公共汽車內部。該公司所做的這些努力，將在很大程度上，顯著地提高當地居民區的空氣品質。
Metro集團的雜貨店，在2008年推出了「智慧冰櫃」技術。貼在泡沫塑料托盤上的RFID標籤上，包含著唯一的一個數字，與公司內部的產品數據庫互通（例如產品的到期日期等）。每當客戶拿起商品時，整合了RFID的讀取器，會自動辨識讀取商品標籤，從而為店主精確制訂肉類生產計劃，同時也能為顧客，提供更高品質的購物體驗。這樣的方式相當快捷，不是嗎？
Adler Modem?rkte AG是德國最大的時尚零售商之一，在其170個Adler時尚折扣店中，也同樣佈署了RFID設備。RFID讀取器位於結帳區、商店入口和倉庫與銷售樓層之間的區域。這些讀取器持續監控、管理庫房和銷售樓層的所有現有庫存，用以減少貨品損失，改善客戶體驗，並盡可能的消除庫存不足的情況。
這項技術不僅僅適用於雜貨店和服裝零售商，還能幫助公眾，以簡單有趣的方式，理解RFID這項技術。
無論如何，智慧城市正在逐漸改變我們所熟悉的生活方式。我們的未來有無限種可能，我們都被邀請來享受這場通往更光明世界的美好旅程！351170331