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文檔簡介

1、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用姓名:學(xué)號:專業(yè):指導(dǎo)老師:摘要物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。物聯(lián)網(wǎng)通過智能感知、識別技術(shù)與普適計算、泛在網(wǎng)絡(luò)的融合應(yīng)用,被稱為繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。本文通過敘述關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)、智能交通、智能物流、智能綠色建筑和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域的具體應(yīng)用進(jìn)一步加深對物聯(lián)網(wǎng)的了解。關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);綜合應(yīng)用;智能電網(wǎng);智能交通;智能物流;RFID環(huán)境監(jiān)測一.研究背景物聯(lián)網(wǎng)是在計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,利用RFIR無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù),構(gòu)造一個覆蓋世界上萬事萬物的“InternetofThings”。在這個網(wǎng)絡(luò)中,物品(商

2、品)能夠彼此進(jìn)行“交流”,而無需人的干預(yù)。其實質(zhì)是利用射頻自動識別(RFID技術(shù),通過計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品(商品)的自動識別和信息的互聯(lián)與共享1。而RFID,正是能夠讓物品“開口說話”的一種技術(shù)。在“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)想中,RFID標(biāo)簽中存儲著規(guī)范而具有互用性的信息,通過無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把它們自動采集到中央信息系統(tǒng),實現(xiàn)物品(商品)的識別,進(jìn)而通過開放新的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息交換和共享,實現(xiàn)對物品的“透明”管理?!拔锫?lián)網(wǎng)”概念的問世,打破了之前的傳統(tǒng)思維。過去的思路一直是將物理基礎(chǔ)設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施分開:一方面是機(jī)場、公路、建筑物,而令一方面是數(shù)據(jù)中心,個人電腦、寬帶等。而在“物聯(lián)網(wǎng)”時代,鋼筋混凝土

3、、電纜將與芯片、寬帶整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施,在此意義上,基礎(chǔ)設(shè)施更像是一塊新的地球工地,世界的運轉(zhuǎn)就在它上面進(jìn)行,其中包括經(jīng)濟(jì)管理、生產(chǎn)運行、社會管理乃至個人生活。二.綜合應(yīng)用及發(fā)展1 .根據(jù)其實質(zhì)用途可以歸結(jié)為三種基本應(yīng)用模式:對象的智能標(biāo)簽。通過二維碼,RFID等技術(shù)標(biāo)識特定的對象,用于區(qū)分對象個體,例如在生活中我們使用的各種智能卡,條碼標(biāo)簽的基本用途就是用來獲得對象的識別信息;此外通過智能標(biāo)簽還可以用于獲得對象物品所包含的擴(kuò)展信息,例如智能卡上的金額余額,二維碼中所包含的網(wǎng)址和名稱等。環(huán)境監(jiān)控和對象跟蹤。利用多種類型的傳感器和分布廣泛的傳感器網(wǎng)絡(luò),可以實現(xiàn)對某個對象的實時狀態(tài)的獲取和特定對

4、象行為的監(jiān)控,如使用分布在市區(qū)的各個噪音探頭監(jiān)測噪聲污染,通過二氧化碳傳感器監(jiān)控大氣中二氧化碳的濃度,通過GPSS簽跟蹤車輛位置,通過交通路口的攝像頭捕捉實時交通流程等。對象的智能控制。物聯(lián)網(wǎng)基于云計算平臺和智能網(wǎng)絡(luò),可以依據(jù)傳感器網(wǎng)絡(luò)用獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行決策,改變對象的行為進(jìn)行控制和反饋。例如根據(jù)光線的強(qiáng)弱調(diào)整路燈的亮度,根據(jù)車輛的流量自動調(diào)整紅綠燈間隔等。2 .在智能電網(wǎng)方面的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)作為智能電網(wǎng)末梢信息感知不可或缺的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),在電力系統(tǒng)中具有廣闊的應(yīng)用空間,物聯(lián)網(wǎng)將滲透到電力輸送的各個環(huán)節(jié),從發(fā)電環(huán)節(jié)的接入到檢測,變電的生產(chǎn)管理、安全評估與監(jiān)督,以及配電的自動化、用電的采集、以及營銷這方面

5、都要采用物聯(lián)網(wǎng),在電網(wǎng)建設(shè)、生產(chǎn)管理、運行維護(hù)、信息采集、安全監(jiān)控、計量應(yīng)用和用戶交互等方面將發(fā)揮巨大作用??梢哉f80%的業(yè)務(wù)跟物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)。傳感器網(wǎng)絡(luò)可以全方位提高智能電網(wǎng)各個環(huán)節(jié)的信息感知深度和廣度,為實現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化以及信息流、業(yè)務(wù)量、電力流提供高可用性支持。面向智能電網(wǎng)應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)當(dāng)主要包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用服務(wù)層。感知層主要通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)、RFID等技術(shù)手段實現(xiàn)對智能電網(wǎng)各應(yīng)用環(huán)節(jié)相關(guān)信息的采集;網(wǎng)絡(luò)層以電力光纖網(wǎng)為主,輔以電力線載波通信網(wǎng)、無線寬帶網(wǎng),實現(xiàn)感知層各類電力系統(tǒng)信息的廣域或局部范圍內(nèi)的信息傳輸;應(yīng)用服務(wù)層主要采用智能計算、模式識別等技術(shù)實現(xiàn)電網(wǎng)信息的綜合分析和處

6、理,實現(xiàn)智能化的決策、控制和服務(wù),從而提升電網(wǎng)各個應(yīng)用環(huán)節(jié)的智能化水平。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要應(yīng)用于智能家電傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、智能家居系統(tǒng)、無線傳感安防系統(tǒng)、用戶用能信息采集系統(tǒng)等,主要硬件設(shè)備包括智能交互終端、智能交互機(jī)頂盒、智能插座等。該系統(tǒng)與外部的通信主要通過電力線通信(PLC)電力復(fù)合光纖到戶(PFTTH)無線寬帶通信等通信方式相結(jié)合的寬帶通信平臺來實現(xiàn)。面向智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)將具有多元化信息采集能力的底層終端部署于監(jiān)測區(qū)域內(nèi),利用各類儀表、傳感器、RFID射頻芯片對監(jiān)測對象和監(jiān)測區(qū)域的關(guān)鍵信息和狀態(tài)進(jìn)行采集、感知、識別,并在本地匯集,進(jìn)行高效的數(shù)據(jù)融合,將融合后的信息傳輸至中間一層的網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備;

7、中間層網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備負(fù)責(zé)底層終端設(shè)備采集數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā),負(fù)責(zé)物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)專用通信網(wǎng)絡(luò)之間的接入,保證物聯(lián)網(wǎng)與電網(wǎng)專用通信網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通。在物聯(lián)網(wǎng)中,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)鏈路可采用多種方式并存的鏈路連接,并依據(jù)智能電網(wǎng)的實際網(wǎng)絡(luò)部署需求,調(diào)整不同功能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)量靈活控制目標(biāo)區(qū)域/對象的監(jiān)測密度和監(jiān)測精度,以及網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。3 .在智能交通領(lǐng)域的應(yīng)用建立物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),將RFID技術(shù)用來交通標(biāo)識的個體標(biāo)識,為之設(shè)計專用的RFID標(biāo)簽,并結(jié)合無線傳感網(wǎng)絡(luò)、PC機(jī)數(shù)據(jù)庫、汽車終端等構(gòu)建RFID管理信息系統(tǒng),實現(xiàn)交通標(biāo)識數(shù)據(jù)的有效追溯和數(shù)據(jù)的共享,從而達(dá)到優(yōu)化交通標(biāo)識管理維護(hù)的目的2。物聯(lián)網(wǎng)科技應(yīng)用

8、于交通標(biāo)識可以實現(xiàn)獲取天氣信息,如濕度、雨霧、陽光強(qiáng)度等信息,從而進(jìn)行科學(xué)分析,自動觸發(fā)相關(guān)行為,調(diào)整標(biāo)志反射角度,并根據(jù)相應(yīng)天氣信息發(fā)出警示信號。交通標(biāo)志以往由于客觀原因標(biāo)志在設(shè)計、安裝和管理上十分混亂,存在許多問題,如:一個標(biāo)志桿上安裝五六塊標(biāo)志,駕駛員無法在短時間內(nèi)識讀。而通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有效地解決了此類問題,它通過監(jiān)視實際的天氣、車流等情況自動觸發(fā)對車主最合理的禁令、指示或警告標(biāo)志。二、實現(xiàn)流量控制及交通誘導(dǎo)針對信息滯后帶來的不便,就目前大多數(shù)交通擁堵來看不在于交通路況的路少或車多,而在于對路況的信息傳遞不暢所致,另一方面即便有的地方信息傳遞流暢但信息的處理不及時缺乏相應(yīng)的智能化應(yīng)用也是

9、重要的原因。交通標(biāo)識對于道路的通行能力起著重要的作用,將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運用于交通標(biāo)識中可以智能實現(xiàn)流量控制。交通標(biāo)識與汽車終端的數(shù)據(jù)交流是實時雙向的,通過各類交通標(biāo)識實時監(jiān)測和采集公路交通的流量信息,將相關(guān)的流量屬性和數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲得到交通流量數(shù)據(jù)庫,其監(jiān)測的交通流量范圍主要包括:路段各個進(jìn)出口的總車流量、不同進(jìn)口到不同出口的車流量、各個路口進(jìn)出口單位時間內(nèi)的車流量以及單位間隔時間的車流量。通過采集監(jiān)測到的交通數(shù)據(jù)流量,進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)庫存儲,從而建立智能交通系統(tǒng)的交通流量數(shù)據(jù)庫。通過該數(shù)據(jù)庫又可以自動或手動通過交通標(biāo)識進(jìn)行流量控制。如當(dāng)?shù)缆吠ㄐ胁粫硶r,交通信號燈可以通過傳感器獲取實時信息

10、,并自行合理調(diào)整信號燈,而相對應(yīng)標(biāo)志可以對此段道路適當(dāng)分流,從而實現(xiàn)緩解道路壓力的目的。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于交通標(biāo)識中,還可使原本相對獨立、固定的個體形成有機(jī)整體,形成有效的公路網(wǎng)。通過交通標(biāo)識系統(tǒng),為出行者指示下游道路的交通狀況,讓出行者選擇合適的行駛道路,既為出行者提供了出行誘導(dǎo)服務(wù),同時調(diào)節(jié)了交通流的分配,改善交通狀況。智能交通誘導(dǎo)功能還需要能夠接收來自車載終端的查詢功能,依據(jù)RFIDGPS等對車輛進(jìn)行定位,根據(jù)車輛在網(wǎng)絡(luò)中的位置和出行者輸入的目的地,結(jié)合交通數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)傳輸?shù)穆肪W(wǎng)交通信息,為出行者提供能夠避免交通擁擠、減少延誤及高效率達(dá)到目的地的行車路線。在車輛終端上給出車輛行駛前方的

11、道路網(wǎng)狀況圖,并用箭頭標(biāo)示建議的最佳行駛路線。4 .在智能物流方面的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)智能物流主要利用RFID技術(shù)和傳感技術(shù),在每個物資上配上標(biāo)簽記錄此物資的屬性,再結(jié)合讀寫器做進(jìn)出,分揀,盤點操作,利用傳感器識別物流的位置,溫度,濕度等信息,談到智能物流,應(yīng)該從舊M的“智慧供應(yīng)鏈”講起。舊M有一份報告一一智慧供應(yīng)鏈,是第一份從產(chǎn)業(yè)角度來談物聯(lián)網(wǎng)的報告,其他比較多的是從技術(shù)角度談。從產(chǎn)業(yè)角度來看,該報告的主要觀點是,現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)面臨的問題越來越多,環(huán)境變化越來越快,供應(yīng)鏈需求發(fā)生了變化,傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈模式不行了,必須智能化,因此提出智慧供應(yīng)鏈的概念。但是,什么是傳統(tǒng)模式?為什么傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈模式不行了,似乎并

12、沒有講透。并且,盡管該報告是從產(chǎn)業(yè)驅(qū)動的視角來解釋物聯(lián)網(wǎng),但其忽視了信息化整合資源、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)管理的作用,而局限于流程。在物流領(lǐng)域來看,物聯(lián)網(wǎng)只是技術(shù)手段,目標(biāo)是物流的智能化。談到“智能”二字,我們對智能的認(rèn)識是一個逐漸深化的過程。早期認(rèn)為自動化等同于智能。而后隨著科技的發(fā)展,出現(xiàn)了一些新的智能產(chǎn)品,如傻瓜相機(jī)、智能洗衣機(jī)等,它們能夠從現(xiàn)場獲取信息,并代替人作出判斷和選擇,而不僅僅是流程的自動化,此時的智能是“自動化+信息化”。然而發(fā)展到今天,互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn),或者說進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)時代,智能的涵義又更進(jìn)了一步。僅僅通過自動采集信息來作出判斷和選擇已經(jīng)不夠了,還要與網(wǎng)絡(luò)相連,隨時把采集的信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?/p>

13、數(shù)據(jù)中心,或者是指揮的本部,由指揮中心作出判斷,進(jìn)行實時的調(diào)整,這種動態(tài)管控和動態(tài)地自動選擇,才是這個時代的智能。也就是說,智能應(yīng)該具有三個特征,即自動化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化。而智能物流的出現(xiàn),標(biāo)志著信息化在整合網(wǎng)絡(luò)和管控流程中進(jìn)入到一個新的階段,即進(jìn)入到一個動態(tài)的、實時進(jìn)行選擇和控制的管理水平。這個水平不一定是目前大家馬上都需要的,所以一定要根據(jù)自身的實際水平和客戶需求來確定信息化的定位,但這肯定是未來的發(fā)展方向。5 .智能綠色建筑中物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用“智能與綠色建筑”將環(huán)保技術(shù)、節(jié)能技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)滲透到居民生活的各個方面,即用最新的理念,最先進(jìn)的技術(shù)和最快的速度去解決生態(tài)節(jié)能與居住舒適度問

14、題。這是一個有機(jī)的整體概念,這一概念應(yīng)貫穿于建筑物的規(guī)劃、設(shè)計、建筑、使用以及維護(hù)的全過程,覆蓋建筑物的整個生命周期。其內(nèi)容包括:綠色建材,建筑設(shè)施,建筑智能化系統(tǒng),智能化家居及小區(qū)管理系統(tǒng),建筑和交通監(jiān)控管理系統(tǒng),建筑環(huán)保,管理和輔助決策系統(tǒng)3??傊爸悄芘c綠色建筑”不僅僅是遮風(fēng)避雨,享受環(huán)境和振作精神的場所,也不光是與周圍環(huán)境相隔絕的包廂,而是成為環(huán)境的一部分,與之共同構(gòu)成和諧的有機(jī)系統(tǒng),不管是城市還是郊區(qū)都是如此。6 .物聯(lián)網(wǎng)與環(huán)境監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用是指通過運用各種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),能夠?qū)τ绊懎h(huán)境質(zhì)量因素代表值進(jìn)行實時在線測定,確定環(huán)境質(zhì)量(或污染程度)及其變化趨勢,預(yù)警和管控環(huán)境質(zhì)量的物

15、聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用是指通過運用各種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),能夠?qū)τ绊懎h(huán)境質(zhì)量因素代表值進(jìn)行實時在線測定,確定環(huán)境質(zhì)量(或污染程度)及其變化趨勢,預(yù)警和管控環(huán)境質(zhì)量的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用主要分為生態(tài)環(huán)境監(jiān)測和污染監(jiān)測,其中生態(tài)環(huán)境監(jiān)測又可進(jìn)一步細(xì)分為大氣質(zhì)量監(jiān)測、地表水質(zhì)檢監(jiān)測、土壤埔情監(jiān)測以及近岸海域水質(zhì)監(jiān)測等;污染監(jiān)測則可細(xì)分為廢氣污染源監(jiān)測、廢水污染源監(jiān)測以及固體廢物在線監(jiān)管等。智能環(huán)境監(jiān)測就是物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用的典范。用主要分為生態(tài)環(huán)境監(jiān)測和污染監(jiān)測,其中生態(tài)環(huán)境監(jiān)測又可進(jìn)一步細(xì)分為大氣質(zhì)量監(jiān)測、地表水質(zhì)檢監(jiān)測、土壤埔情監(jiān)測以及近岸海域水質(zhì)監(jiān)測等;污染監(jiān)測

16、則可細(xì)分為廢氣污染源監(jiān)測、廢水污染源監(jiān)測以及固體廢物在線監(jiān)管等。智能環(huán)境監(jiān)測就是物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用的典范。由于環(huán)境監(jiān)測具有監(jiān)測范圍廣闊、采樣點位眾多、采樣頻率高、監(jiān)測手段多樣、測定靈敏度要求高等特點,因此,傳統(tǒng)監(jiān)測方法耗費大量資源所獲得監(jiān)測數(shù)據(jù)往往存在樣本量和樣本類型偏少、數(shù)據(jù)實效性弱、數(shù)據(jù)精度差等諸多問題。物聯(lián)網(wǎng)新型傳感及感知節(jié)點技術(shù)、感知節(jié)點組網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)融合及智能應(yīng)用等技術(shù)能夠在極為廣闊的空間內(nèi),通過密布各種類型的感知節(jié)點,連續(xù)、實時采集并測定監(jiān)測對象,通過多種通信方式快速反饋至數(shù)據(jù)處理平臺,在對數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、分析、發(fā)布的同時,系統(tǒng)自動反饋相應(yīng)的環(huán)境預(yù)防或防治方案,從而將環(huán)境污

17、染問題由事后監(jiān)管轉(zhuǎn)向事先預(yù)防。環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域能夠充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢,因此,早在物聯(lián)網(wǎng)國家戰(zhàn)略推出前,全國環(huán)境監(jiān)測信息化建設(shè)就已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用的雛形。物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用將主要向著應(yīng)用的廣度與深度方面持續(xù)拓展。目前,從我國物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用的細(xì)分結(jié)構(gòu)可以看出,市場主要以廢氣、廢水的污染監(jiān)測和大氣、地表水質(zhì)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測為主,環(huán)境監(jiān)測的對象與范圍相對較窄。隨著國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的迅速崛起,以及國家經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的逐步擴(kuò)展,在綠色經(jīng)濟(jì)、海洋經(jīng)濟(jì)等市場的帶動下,近岸海域、土壤、空間環(huán)境、生物、電磁和核輻射等領(lǐng)域?qū)⒊蔀榄h(huán)境監(jiān)測中新的市場增長點,物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用的廣度也隨著得到進(jìn)一步的延伸。止匕外,物聯(lián)

18、網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用的深度也將成為市場探索的焦點。目前,物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用還主要處于實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)感知層和網(wǎng)絡(luò)層的功能實現(xiàn),而對于關(guān)鍵的應(yīng)用層開發(fā)相對較少。物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用很大程度上局限于對于數(shù)據(jù)的收集、傳輸、匯總、梳理及發(fā)布,對于采集數(shù)據(jù)的分析、挖掘、預(yù)測以及相應(yīng)的預(yù)防及防治措施反饋等深層次工作則較少涉及。隨著物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)融合及智能應(yīng)用技術(shù)與環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的持續(xù)融合,基于環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息的決策支撐、應(yīng)急處理、災(zāi)害預(yù)警及處理等業(yè)務(wù)類型將有望取代單純的信息發(fā)布而成為物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用的核心應(yīng)用。智能化的環(huán)境監(jiān)測才是物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用的主流趨勢。7 .物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展前景物聯(lián)網(wǎng)將是下一個推動世界高速發(fā)展的“重要生產(chǎn)力”,是繼通信網(wǎng)之后的另一個萬億級市場。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為,物聯(lián)網(wǎng)一方面可以提高經(jīng)濟(jì)效益,大大節(jié)約成本;另一方面可以為全球經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇提供技術(shù)動力。美國、歐盟等都在投入巨資深入研究探索

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