1）智能化机器。实现M2M的第一步就是从机器/设备中获得数据，然后把它们通过网络发送出去。使机器“开口说话”（talk），让机器具备信息感知、信息加工（计算能力）、无线通信能力。使机器具备“说话”能力的基本方法有两种：生产设备的时候嵌入M2M 硬件；对已有机器进行改装，使其具备通信/联网能力。 2）M2M硬件。M2M硬件是使机器获得远程通信和联网能力的部件。主要进行信息的提取，从各种机器/设备那里获取数据，并传送到通信网络。现在的M2M硬件共分为五种：（a）嵌入式硬件；（b）可组装硬件；（c）调制解调器（Modem）；（d）传感器 ；（e）识别标识（Location Tags）。3）通信网络。通信网络在整个M2M技术框架中处于核心地位，包括：广域网（无线移动通信网络、卫星通信网络、Internet、公众电话网）、局域网（以太网、无线局域网WLAN、Bluetooth）、个域网（ZigBee、传感器网络）。在M2M技术框架中的通信网络中，有两个主要参与者，他们是网络运营商和网络集成商。4）中间件。中间件包括两部分：M2M 网关、数据收集/集成部件。网关是M2M系统中的“翻译员”，它获取来自通信网络的数据，将数据传送给信息处理系统。主要的功能是完成不同通信协议之间的转换。典型产品如Nokia的M2M网关。 数据收集/集成部件是为了将数据变成有价值的信息。对原始数据进行不同加工和处理，并将结果呈现给需要这些信息的观察者和决策者。5）应用。数据进行不同加工和处理，并将结果呈现给需要这些信息的观察者和决策者。这些中间件包括：数据分析和商业智能部件，异常情况报告和工作流程部件，数据仓库和存储部件等。 12、M2M有哪些应用？
答：按功能类别分可以分为定位服务、无线POS、智能测量、资产管理和智能服务5类。1）定位服务。定位服务主要应用于车辆管理、导航、运输管理与人员跟踪方面，并可广泛应用于公交、长途巴士、货运车辆、出租车、巡查人员的管理。2）无线POS。无线POS主要用于无线收款机、专用型付费终端，如公用事业支付终端、彩票机等。3）智能测量。这是M2M比较典型的应用，主要用于公用设施监测、安全管理与油田的遥测、远程抄表等。4）资产管理。资产管理主要用于集装箱跟踪、物流管理、自动售货机管理、重型机械管理等。5）智能服务。智能服务包括远程维护服务、远程医疗等。中国移动是中国最大的移动运营商。在M2M领域是国内的领头羊。目前，中国移动的M2M业务产品有神州车管家、电梯运营管理系统、企业安防监控管理系统、航标遥测遥控管理系统、路灯监控系统、危险源集中监控系统等，主要业务集中在电力、交通、制造、金融等行业。中国电信自2008年底获得C网牌照，在M2M领域后来居上，充分利用即有资源，目前在全国开始向车辆监控、水电抄表、无线POS、远程无人彩票销售、油田监控等行业推广业务。
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第五章习题及答案
1、什么是智能电网？智能电网的核心是什么？
答：智能电网(smart grid)就是以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。智能电网主要是通过终端传感器在客户之间、客户和电网公司之间形成即时连接的网络互动，实现数据读取的实时、高速、双向的效果，从而整体提高电网的综合效率。
智能电网的核心在于，构建具备智能判断与自适应调节能力的多种能源统一入网和分布式管理的智能化网络系统，可对电网与客户用电信息进行实时监控和采集，且采用最经济与最安全的输配电方式将电能输送给终端用户，实现对电能的最优配置与利用，提高电网运行的可靠性和能源利用效率。 2、简述智能电网的基本架构。
答：智能电网主要包括感知层、网络层和应用服务层。物联网技术在于智能电网的主要应用如图所示。
应用系统化管理平台
智能电网信息 采集与汇集 电力光纤网，电力线载波通信网，无线宽带网
3、简述物联网在智能电网中的应用模型。
答：1） 电力设备状态监测。利用物联网技术在常规机组内部安置一定数量的传感监测点，于是可以实时了解机组运行情况，这包括它的各种技术指标与参数，从而提高常规机组状态
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监测水平。物联网技术也可以对风能、太阳能等新能源发电进行在线监测、控制以及功率预测等。利用物联网技术，可以大幅提高一次设备的感知能力，使其能与二次设备很好地结合，从而实现联合处理、数据传输、综合判断等功能，极大地提高电网的技术水平和智能化程度。输电线路状态在线监测是物联网的重要应用，它也可以提高对输电线路运行状况的感知能力，包括气象条件、覆冰、导地线微风振动、导线温度与弧垂、输电线路风偏、杆塔倾斜等内容的监测。根据物联网对电力设备的环境状态信息、机械状态信息、运行状态信息进行的实时监测和预警诊断，提前做好相应的故障预判、设备检修等工作，从而提高了设备检修、自动诊断和安全运行水平。
2） 电力生产管理。通过物联网技术进行身份识别、电子工作票管理、环境信息监测、远程监控等，方便地实现了调度指挥中心与现场作业人员的实时互动。而在电力巡检管理上，利用射频识别（RFID）、全球定位系统（GPS）、地理信息系统以及无线通信网，对设备的运行环境及其运行状态进行监控，并根据识别标签辅助设备定位，实现了人员的到岗监督，从而监督工作人员参照标准化和规范化的工作流程，进行辅助状态检修和标准化作业。在塔基下、杆塔上及输电线路上安装地埋振动传感器、壁挂振动传感器、倾斜传感器、距离传感器、防拆螺栓等设备，并结合输电线路状态的在线监测系统，实现对重要杆塔较好的实时监测和防护。
3） 电力资产全寿命周期管理。在电力设备中应用射频识别和标识编码系统，对资产进行身份管理、状态监测、全寿命周期管理，自动识别目标对象并获取数据，从而在技术上为实现电力资产全寿命周期管理、提高运转效率、提升管理水平提供了更好的支撑。
4）智能用电。物联网技术有利于智能用电双向交互服务、用电信息采集、家居智能化、家庭能效管理、分布式电源接入以及电动汽车充放电的实现，同时也是实现用户与电网的双向互动、提高供电可靠性与用电效率以及节能减排的技术保障。 4、什么是智能交通？
答：智能交通是将传感器技术、RFID技术、无线通信技术、数据处理技术、网络技术、自动控制技术、视频检测识别技术、GPS、信息发布技术等运用于整个交通运输管理体系中，从而建立起实时的、准确的、高效的交通运输综合管理和控制系统。 5、简述智能交通实现的方式。
答：智能交通实现方式是：该系统采集到的各种道路交通及各种服务信息，经过交通管理中心集中处理后，传送到公路交通系统的各个用户，出行者可以进行实时的交通方式和交通路线的选择；交通管理部门可以自动进行交通疏导、控制和事故处理；运输部门可以随时掌
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握所属车辆的动态情况，进行合理调度。这样，路网上的交通经常处于最佳状态，能够改善交通拥挤，最大限度地提高路网的通行能力及机动性、安全性和生产效率。 6、简述智能交通服务领域架构。
答：智能交通服务领域可划分交通管理、交通信息、车辆系统、商用车辆、公共交通、应急管理、电子支付和安全管理等服务领域，如图所示。
交通规则支付 交通管理 交通控制区 出行前信息 交通信息 途中驾驶员信息 视野扩展 车辆系统 车辆自动驾驶 商用车辆运营 商用车辆 事故管理 需求管理 个性化信息 警力巡逻执法 设施维护管理 路径导航 途中公共交通信息 纵向防撞 横向防撞 商用车辆管理 安全预警 碰撞前人保护 路旁安全监测 交通服务领公共交通 商用车辆安全状况自身检测 公交管理 需求响应管理 共乘交通管理 应急管理 紧急情况通告及个人安全 紧急车辆管理 危险器及事故报告 电子支付 安全管理 公共出行安全 易受伤害道路使用者的安全 智能交叉口
7、简述智能交通中的关键技术。
答：1）智能化交通管理系统。智能化交通信号控制系统和智能化交通监控系统，集成起来就构成了先进的交通管理系统的主要部分。2）电子不停车收费技术的应用。电子不停车收费系统(简称ETC)是智能交通系统中最先投入应用的系统之一，主要应用技术是自动车辆识别技术(英文简称AVI)。3）自动公路和智能汽车。4）基于GPS+GIS的车辆定位与导航技术 GPS(Global Positioning System)技术，即全球卫星定位系统技术，是利用分布在高空的多颗人造卫星对地面.上的目标进行测定并进行定位和导航，它用于对船舶和飞机及其它飞行物的导航、对地面目标的精确定时和定位、地面和空中的交通管制以及空间和地面的灾害监测等。5）模拟仿真系统。仿真(Simulation)，是指为了求解问题而人为地模拟真实系统的部分或整个运行过程。计算机仿真是上世纪60年代逐步发展起来的新兴学科，最早的通用仿真器
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GPSS(General Purpose Simulation System)是由IBM公司的Gffery Gordon研制的，1967年更名为通用仿真系统GPSS(General Purpose Simulation System)，并增加了许多功能，直至后来发展成应用最广的一种离散系统仿真语言。6）基于VICS的车载多媒体信息终端技术。车辆信息和通信系统VICS（Vehiele Information And Communication System)是一种通过路旁微波天线及FM多路广播等，为车辆提供宽带数字数据的先进信息通信系统，所提供的信息包括实时的道路状况和交通情况、优化路径选择、预期旅行时间、交通流分配信息、停车区域信息、休息服务区信息、高速公路沿线服务设施信息、交通管制信息等等，它通常与带有GIS和GPS的车辆导航系统一起使用。
8、什么是智能家居？智能家居有什么特征？
答：智能家居在英文中常用Smart Home、Intelligent Home，是以住宅为平台，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化等，是集系统、结构、服务、管理、控制于一体，来创造一个优质、舒适、安全、便利、节能、环保的居住生活环境空间。智能家居系统的特征：1) 安全性。智能家居的安全包括两个层面，一是安全的智能家电设备，当传统的家电设备被赋予智能化我们必需保障它们安全可控；二是安全的网络和控制系统，需要有足够安全的网络来防止他人的入侵。2) 易用性。智能家居系统是一个综合性的系统，如何做到系统的完美，能为最终用户提供良好的舒适度，就需要在易用性方面下功夫。这就要求智能家居系统在功能上人性化、个性化。设计时考虑到不同层次人群的需求，让最终用户真正体会到智慧化“个性”服务。3) 稳定性。系统的稳定性是为家庭生活更舒适的前提保障，如果安装了智能家居，经常出现各种不稳定的因素，这样不是带来了方便，而是麻烦。4) 扩展性。智能家居系统必需具有良好的兼容性和扩展性，能够保证各种设施的“即插即用”，网络组建的便捷性。
9、智能家居主要有哪些组成部分？
答：家居系统主要由智能灯光控制、智能家电控制、智能安防报警、智能娱乐系统、可视对讲系统、远程监控系统、远程医疗监护系统等组成，框图如图所示。
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