【云驻共创】华为云HCIA-IoT V2.5培训系列内容之物联网概览

文章目录

• 前言
• 一、物联网发展简史与概述
• • 1.物联网的发展简史
  • • 1.1 物联网的起源
    • 1.2 物联网的发展
    • 1.3 物联网大事件
    • • 1.3.1 NB-IOT标准的引进
      • 1.3.2 工信部宣布5G商用
    • 1.4 物联网行业发展现状
    • • 1.4.1 消费驱动型
      • 1.4.2 政策驱动型
      • 1.4.3 产业驱动型
  • 2.物联网的基本概述及架构
  • • 2.1 物联网的基本概述
    • 2.2 物联网的层次架构
  • 3.华为物联网解决方案
  • • 3.1 华为”1+2+1″IOT解决方案架构
    • 3.2 华为云物联网平台整体架构
    • • 3.2.1 终端层
      • 3.2.2 接入层
      • 3.2.3 平台层
      • • 3.2.3.1 业务使能
        • 3.2.3.1 连接管理
      • 3.2.4 应用层
    • 3.3 NB-IOT 蜂窝海量激活网络连接
    • 3.4 5G新架构-一张网络承载千百行业
    • 3.5 工业物联网网关
    • 3.6 全面开放的智能ONT
    • 3.7 轻量级智能化的Huawei LiteOS
• 二、物联网行业应用与解决方案
• • 1.智慧城市解决方案介绍
  • • 1.1 城市发展的问题
    • • 1.1.1 交通管理问题
      • 1.1.2 停车管理问题
      • 1.1.3 路灯管理问题
      • 1.1.4 消防管理问题
      • 1.1.5 井盖管理问题
      • 1.1.6 环卫管理问题
    • 1.2 智慧城市解决方案
    • • 1.2.1 智慧交通解决方案
      • 1.2.2 智慧停车解决方案
      • 1.2.3 智能路灯解决方案
      • • 1.2.3.1 方案一
        • 1.2.3.2 方案二
      • 1.2.4 智慧消防解决方案
      • 1.2.5 智能井盖解决方案
      • 1.2.6 智慧环卫解决方案
  • 2.智慧园区解决方案介绍
  • • 2.1 传统园区面临的挑战
    • 2.2 传统园区发展的问题
    • • 2.2.1 安防管理问题
      • 2.2.2 访客管理问题
      • 2.2.3 能耗管理问题
      • 2.2.4 问题汇总
    • 2.3 智慧园区的解决方案
    • • 2.3.1 安防管理解决方案
      • 2.3.2 访客管理解决方案
      • 2.3.3 能耗管理解决方案
  • 3.智能电网解决方案
  • • 3.1 电力系统全流程概述
    • 3.2 电力公司长期痛点
    • 3.3 传统电网的特点
    • 3.4 不同地区电网述求不同
    • 3.5 电网演进趋势
    • 3.6 智能电网解决方案
    • • 3.6.1 AMI
      • 3.6.2 全联接电网
  • 4.车联网解决方案介绍
  • • 4.1 汽车产业常见问题
    • 4.2 什么是车联网
    • 4.3 VX2-车路协同
    • 4.4 DIRS-路网数字化服务
    • 4.5 车联网的业务发展
    • 4.6 车联网的发展现状
    • 4.7 HUD
    • 4.8 OBD/T-BOX
    • 4.9 UBI
    • 4.10 自动收费和车辆行驶轨迹
  • 5.工业物联网解决方案介绍
  • • 5.1 我们正处在新工业革命的历史时期
    • 5.2 跨越裂谷，向效率更高，更精细的智能发展
    • 5.3 ICT技术成为智能制造企业的生产系统
    • 5.4 华为工业物联网解决方案技术架构
    • 5.5 生产可视化
    • 5.6 资产定位及追踪解决方案
  • 6.物联网应用发展趋势
  • • 6.1 七大新兴技术-5lABCDE
    • 6.2 5G、边缘计算助力低延时业务
    • 6.3 大数据、云计算、物联网、人工智能的关系
    • 6.4 从loT到AloT
    • 6.5 量子计算释放无尽算力：未来趋势
    • 6.6 数字孪生助力设备运维
• 三、物联网安全技术
• • 1.物联网安全典型案例
  • • 1.1 特斯拉事件
    • 1.2 南京环保局事件
    • 1.3 美国网络摄像机DDOS
    • 1.4 物联网安全重点领域威胁总结
    • 1.5 网络攻击技术升级趋势
  • 2.华为物联网安全总体架构
  • • 2.1 物联网安全解决方案”3T+1M”参考框架
    • 2.2 终端安全：FOTA数字签名确保升级固件合法、完整
    • 2.3 管道安全：防DDOS攻击、信令风暴
    • 2.3 云端安全：IOT平台端到端认证接入与传输安全
  • 3.华为物联网安全典型应用
  • • 3.1 “3T+1M”安全典型应用案例-共享单车
• 总结

前言

本文主要是基于HCIA-IoT V2.5培训系列内容整理而来的，相关学习路线网址：https://education.huaweicloud.com/programs/89d5bfc1-bdac-447a-8081-1a0981747d12/about

华为物联网工程师HCIA-IoT职业认证流程网址：https://edu.huaweicloud.com/training/iote.html

1.2 物联网的发展

物联网的发展主要有如下几个阶段：

• 1991年：《物联网起源》主要是指特洛伊咖啡壶、可乐贩售机。
• 1995年：《未来之路》中比尔·盖茨提到了”物联网”的构想，因特网仅仅实现了计算机的联网，而未实现与万事万物的联网。
• 1999年：《物联网概念的提出》主要是指把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。也就是说，物联网是指各类传感器和现有的互联网相互衔接的一个新技术。
• 2005年：《引用物联网概念》主要出现在突尼斯峰会上，ITU发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出了”物联网”的概念。
• 2009年：《感知中国》中国务院总理温家宝到无锡视察时高度肯定了传感网技术的研究发展，并提出在无锡高新区建设”感知中国中心”，从此开启了物联网从技术研发到产业应用的发展大幕。
• 2013年：《工业4.0》的概念最早出现在德国，2013年的汉诺威工业博览会上正式推出， 其核心目的是为了提高德国工业的竞争力，在新一轮工业革命中占领先机。
• 2015年：《中国制造2025》是经国务院总理李克强签批，由国务院于2015年5月印发的部署全面推进实施制造强国的战略文件，是中国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。

1.3.2 工信部宣布5G商用

在2019年10月31日举行的中国国际信息通信展开幕式上，中国电信、中国移动、中国联通共同宣布启动5G商用服务，并发布相应套餐。5G为IoT带来的价值将是多元而综合，同时也在催生新的方案及产业链发展。

1.4.2 政策驱动型

政策驱动型应用主要涵盖城市管理方面的应用，比如消防、安防、系统集成、公共事业、照明、停车等。

2.物联网的基本概述及架构

2.1 物联网的基本概述

物联网(Internet of hings-loT)就是物物相连的互珠网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络：其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。–百度百科

物联网：从人与人的信息连接到物与物的信息连接。

3.华为物联网解决方案

3.1 华为”1+2+1″IOT解决方案架构

华为”1+2+1″IOT解决方案架构主要介绍如下：

• “1”是要建立一个统一的物联网平台，集中收集、管理、处理数据，同时运行于该平台之上的大量的专业应用，也支持合作伙伴进行开发。
• “2”是指两类连接方式，包括有线接入和无线接入。
• “1”就是华为新推出的物联网操作系统LiteOS。

3.2.1 终端层

物联网平台提供标准的IoT Agent，能够快速适配OS和各类厂商的智能终端，同时预集成高价值行业应用。

IoT Agent设备主要功能包括：

• 鉴权认证
• 设备管理
• 数据收集
• 音视频呼叫
• 消息/文件

IoT Agent设备终端主要有：

• 智能终端
• 智能硬件
• 传感器
• 行业应用APP
• IoT Agent

3.2.2 接入层

接入层支持无线、固定接入等多种接入方式，通过IoT Agent适配不同厂家的传感器，以便于接入海量的设备。

接入层的使用场景主要又如下几种：

• 移动宽带接入
• 固定宽带接入
• IoT接入

3.2.3 平台层

平台层最主要的两个功能是：业务使能、连接管理。

3.2.3.1 业务使能

华为云物联网平台解决方案业务使能主要提供功能有：

• 开放APIs
• 业务编排
• 规则引擎
• 业务分析
• 运营管理

3.2.3.1 连接管理

华为云物联网平台解决方案连接管理主要提供功能有：

• SIM管理
• 设备管理
• 联接管理
• 安全鉴权
• 运营管理

3.2.4 应用层

华为云物联网平台支持多种OpenAPI形式，支持预集成多个行业应用，主要包括智慧家庭、车联网、智能抄表、智慧城市、其他第三方应用等。

3.3 NB-IOT 蜂窝海量激活网络连接

与传统2G、3G、4G蜂窝通信模式相比，NB-IoT蜂窝海量激活网络连接自身具备的低功耗、广覆盖、低成本、大容量等优势，使其可以广泛应用于多种垂直行业，逐渐被越来越多的企业产品所采用。

NB-IOT 蜂窝海量激活网络连接解决方案如下：

3.5 工业物联网网关

工业物联网网关的优势主要有：

• 工业级设计：防震、防水、防尘、防电磁。
• 丰富的接口支持：ZigBee、RF、BlueTooth、RS485、RS232、DI/DO等。
• 复杂协议适配：CAN、ModBus、IEC62056、IEC104等
• 本地智能：本地计算与存储。

3.7 轻量级智能化的Huawei LiteOS

1、交通拥堵、事故频发

在现代化城市当中，车辆是非常多的，驾驶员不遵守交通安全法现象增加，这些违法行为会导致发生交通事故，进而引发交通拥堵、事故频发现象。

2、公众在途时间增加

由于通拥堵、交通不便利。导致公众在途时间增加，使公众对城市交通的满意度严重下降。

3、环境污染加剧

交通拥堵、行驶速度低导致车辆能源使用效率低，消耗更多的能源，加重环境的污染。

1.1.2 停车管理问题

停车管理问题主要体现在二个方面：

• 停车管理。
• 停车体验。
  

  1.1.4 消防管理问题

  九小场所是城市防火安全的薄弱环节

  • 火灾隐患突出：环境混乱、群租、易燃物品随意堆放、私拉电线等。
  • 消防设施薄弱：无消防设施、或者仅有简单消防设备。
  • 火灾预警不及时：依靠人工巡检，成本高，火灾不能及时发现，难以在火灾初起阶段及时获知灾情信息。
  

  1.1.6 环卫管理问题

  环卫管理问题主要存在以下几个问题：

  • 旧：作业设施老旧，作业成本高，维护成本高，工作效率低、工作质量无法保证。
  • 低：管理模式落后，管理手段单一，决策缺乏依据，资源浪费严重。
  • 乱：作业标准混乱，作业状态随意，人为因素严重，指挥调度困难。
  • 慢：行业缺乏创新，整体发展落后，新模式新设备新理念应用缓慢，信息化程度低，管理成本高。
  

  1.2.1 智慧交通解决方案

  智慧交通解决方案主要有：缓解交通拥堵、方便市民出行、助力环境清洁。
  

  
  1、平台层

  平台为智能停车应用提供基础的连接管理、数据管理、设备管理能力，并通过开放标准接口使得应用可以灵活快速地部署。

  2、网络层

  使用NB-IoT广覆盖、大连接、网络架构简化等特性，可以满足停车分布离散的特点，降低运营商安装及维护成本。

  3、设备层

  集成NB-IoT模组，可将数据解析下沉到终端，屏蔽接入的差异性。

  1.2.3 智能路灯解决方案

  1.2.3.1 方案一

  智能路灯解决方案主要针对两个方面：客户价值和应用场景
  

  

  1.2.4 智慧消防解决方案

  智慧消防解决方案式依赖于华为云平台实现了统一规划、统一标准、统一平台、统一管理、统一服务、统一运维新模式。
  

  
  1、客户价值
  • 智慧井盖，构建城市共享采集设施：多城市功能设施统一挂载，统一数据汇聚、统一回传，降低城市基础公共设施建设成本。
  • 平台化，统一运维：各委办局统一运维、监管、权责分明，提高效率、降低成本。
  • 报警联动，安全防盗：通过对井盖实时监控，判断被盗、移位、损坏等事件的发生，联动告警，通知施工单位或警务平台快速处置，消除安全隐患，保障城市安全。

  2、应用场景

  • 实时监管：大区域范围内的井盖实现监管，智能运维。
  • 报警联动：并盖非正常开启状态的监控，判断被盗、移位、损坏等事件的发生，并将事件位置发送到监控中心和警务平台，由监控中心统一调度施工车辆对有问题的井盖进行维护，由警务平台同步出警到达案发现场。

  1.2.6 智慧环卫解决方案

  对环卫管理涉及到的人、车、物、事进行全过程实时管理。
  

  

  2.2 传统园区发展的问题

  2.2.1 安防管理问题

  传统安防管理都是通过人工监管，主要分为事前=》事中=》事后。在整体效率和实施过程中存在很多弊端。

  第一种：传统人工布控，对陌生人、黑名单人员的潜入室内门禁被强行打开无报警，保安人员无法快速发现并处理，对整个园区存在较大安全隐患。

  第二种：针对出现的翻墙盗窃事件无报警无联动，往往需要多人对整个区域的视频监控进行追溯，工作量大，效率低，急需通过体貌特征的快速检索查证。

  第三种：在火灾发生时，空调依旧送风加大火势。人工核实，疏散，报警所需要的时间长，人民的生命财产安全受到严重威胁。
  

  
  1、访客
  • 访客到达后，需等候华为员工接待，平均等候时间5分钟。
  • 年接待访客60万批次，全年耗费5万工时，即6300个工作日。
  • 每年约有3万车次访客车辆出入园区，平均手续办理和缴费时间10分钟。

  2、员工

  • 基于工卡的管理，员工进公司需刷卡；全年员工忘刷卡72万次，忘带卡手工考勤3万次，需员工手工补录，单次耗费5分钟，全年耗费6.25万个工时，即7800个工作日。

  2.2.3 能耗管理问题

  园区的能耗管理问题主要分为四点：无人区照明常开、阳面窗帘常开、无人区空调常开、空置会议室设施常开。
  

  

  2.3 智慧园区的解决方案

  华为智慧园区解决方案依托华为产品组合，基于华为云，联合生态伙伴，解决客户问题。以数字平台打造智慧园区数字底座：

  • 技术预集成，ICT能力开箱即用
  • 设备统一接入，即插即用
  • 多业务集中管理，提升运营效率
  • 一体化安装和运维，降低运维成本

  园区核心服务，是华为自身数字化转型实践的能力外溢，实现园区业务的高效运维、数据融合、系统间的互联互通。
  

  
  1、人脸识别和视频检索
  • 黑名单人员布控
  • 受限人员阻止入园
  • 视频分析

  2、消防联动

  • 事前智能预警
  • 事中系统联动、一键处置
  • 事后智能分析

  3、周界联动

  • 视频辅助告警确认
  • 系统联动处置

  2.3.2 访客管理解决方案

  访客管理解决方案主要分为四部分：访客预约门户网站、车牌识别闸机、园区内访客APP、人脸识别闸机。
  

  
  1、发电

  智能光伏发电，绿色环保。

  2、配电

  备份电源UPS和储能无缝切换，独特的削峰填谷技术。

  3、用电

  基于能源大数据平台的智能分析诊断模型和算法，提供能源各环节综合管控，提升能源利用率，降低运维成本。

  4、管电

  整体节能5%~30%：人均运维效率提升30%。

  3.智能电网解决方案

  3.1 电力系统全流程概述

  智能电网解决方案介绍主要分为：发电、输电、变电、配电、用电、调度。
  

  

  3.3 传统电网的特点

  传统电网的特点主要分为：发电、传送、消费。
  

  
  1、传统电网

  “新能源新业务”的不断接入：

  • 太阳能、风能。
  • 充电桩，智能家庭，智能路灯。

  2、智能电网

  “控制”向末端发展：

  • 从输电、变电控制，向配电网、分布式电源和用户侧拓展。
  • 控制点数量十万级->百万级，控时延:准实时->实时，控制频次:低频->高频。

  3、传统电网能源互联网

  信息”采集”需求爆发增长：

  • 采集点和采集量大幅提升。
  • 采集频次和实时性提高。

  3.6 智能电网解决方案

  3.6.1 AMI

  

  4.车联网解决方案介绍

  4.1 汽车产业常见问题

  汽车产业常见问题主要分为：安全、效率、增值。
  

  
  1、安全
  • 车辆状态故障引没能及时发现
  • 问题车辆对其他车辆安全的影响
  • 自然天气变化对安全驾驶的影响

  2、效率

  • 超速罚单
  • 修路堵车
  • 车辆听歌下载很麻烦
  • 交通灯不合理

  3、增值

  • 保险费率区分不明显

  • 来源：愚公搬代码

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