发布时间:2023-10-10 17:14:15
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇物联网关键技术及应用,期待它们能激发您的灵感。
中图分类号:TP391.44 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2012) 11-0000-02
从实践来看,目前物联网已成为国际社会广泛谈论的一个热门话题,尤其近两年来物联网在中国科技市场上的热度更是难以言传,它被称为继计算机和互联网之后的第三次信息产业浪潮。物联网(Internet of Things)主要是指将信息传感设备、传感器网络、条码、射频标签阅读装置、二维码设备、全球定位系统(GPRS)以及基于物对物通信模式的短距无线自组织网络系统,通过接入网和互联网相结合,而形成的巨大智能网络系统。
一、物联网关键技术
物联网诞生之初,其关键技术相对较少,但随着经济和科技的发展,尤其功能要求增多。其关键技术的数量也在不断的增加。目前看来,物联网中的关键技术主要有:传感器探测技术、嵌入式可编程RFID技术、认知计算与智能控制技术以及网络融合技术和纳米技术,具体分析如下:
(一)传感器探测技术
传感器是物联网对自身运行环境以及外部运行环境进行感知的关键部分,传感器技术也为信息的传输、分析以及反馈提供了技术支撑。近年来,随着科学技术的不断进步,智能化和网络化也成为了新时期传感器发汗的主要趋势,并且进入了由传统的传感器逐渐向着智能传感器向嵌入式的Web传感器发展过程。无线传感器网络是由各种微型的传感器节点在监测区内进行有效的布置而组成的,通过无线通信的方式,连接成一个有序的组织网络,同时其也是实现网络化的重要标志。所以,从另一种意义上来说,传感器也是物联网发展的一个主要标志。当前,我国物联网传感器技术发展的主要方向,有:先进测试技术和网络化测控;智能化的传感器网络节点探究;传感器网络组织结构与底层协议研究;传感器网络的自身检测和控制;传感器网络安全问题研究。
(二)嵌入式可编程RFID技术
RFID(即Radio Frequency Identification),又称为射频识别技术或电子标签,其主要是通过识别系统中的射频信号,并且将相关的数据进行获取与收集,该项识别工作是由计算机独立完成,不需要人工参与,而且其应用范围十分广泛。RFID一般是由阅读器和应答器组成的,主要是用来实现对目标物体的检测与控制。RFID的工作原理主要是当目标物体的标签进入到该磁场之后,便能够接收到其所发出的射频信号,并且在感应电流的作用下,将这些信息也存储在芯片中,并且有选择的进行发送,或者可以主动的发送特殊频率的射频信号;当信息在获得解读器的读取之后,便能将信息输送到中央信息系统完成处理,最终实现对该目标物体的控制与管理。当前,RFID技术在满足用户对产品的需求方面有着一定的效率,但这种管理与控制功能仅仅是比较简单的一种,RFID技术根本无法真正的满足复杂业务的处理要求。
(三)认知计算和智能控制技术
认知计算(即Cognitive Computing),主要是建立在对脑科学的研究基础之上,通过对人脑的意识、行为、感觉等能力进行模仿,来实现控制目的,其占用的空间很小,二区诶消耗的能量也较低,因此,认知计算也成为了当前人工智能技术研究的主流方向,关于其研究成果也为智能技术的发展提供了更为科学的理论基础。由此也可以看出,物联网未来的发展过程中,想要实现对目标物体的有效控制,必须要能够从环境中获得物体自身的行为习惯,才能够为物联网的发生提供更多判断的依据。
(四)纳米技术
在通常情况下,纳米技术主要的研究尺寸结构大约在0.1-100mm之间,对该范围内的材料性质以及其应用情况。近年来,随着传感器技术的迅速发展,体积小、功耗低以及性能高的微传感器逐渐进入到人们的视野,并呈现出了大规模应用的趋势。新时期,伴随着科学技术而生产的纳米传感器,能够利用传感器实现更为艰难的任务。
二、物联网关键技术的应用
基于以上对物联网关键技术的分析可知,物联网技术在当今社会和经济发展中具有广阔的应用空间,以如下几个领域的应用为例予以说明。
(一)建造智能化的城市社区
物联网城市智能社区,主要是指利用现有的物联网技术、网络融合技术、智能控制技术以及系统集成技术等,对当前的建筑物所具有的功能和服务,进行科学的扩展,使其具备更加人性化和智能化的特征,形成高档的城市社区,为人们提供一个更为舒适和方便的居住环境。通过智能化社区的建立,能够满足人们对于居住环境低成本、高质量的需求,同时也满足人们参加政治、经济等活动,以此来拉近人与人之间的关系具有至关重要的作用。通过物理网积水建立智能化的城市社区,对于构建平等、自由、和谐的精神家园功不可没。
(二)农业生产精细化
农业生产的精细化,主要是通过传感器对农作物的生长环境和产量以及空间与时间差异等信息进行收集,分析农田产量存在差异性的主要原因,并据此采取行之有效的调控措施。目前来看,我国农业生产正处于由传统型农业向现代化农业转型的历史时期,物联网的运用,将有效的促进农业生产想着规模化和精细化的方向发展,同时也更加促进其现代远程技术和自动化技术的发展。物联网技术的运用,通过对农作物生长所需要的土壤、水分等条件进行监测,同时与系统中已经存储的温度、湿度等气候变化信息进行整理与对比,从而进行有效的科学预测,为科学种植、抗病抗灾,提高农业生产的综合效益提供了技术支持。
(三)智能交通建设
智能交通建设,主要是指将传感器技术、数据处理技术、通信技术、网络技术、信息技术以及自动控制技术等有机地运用到交通运输管理系统之中,并建立一种准确、实时、高效的现代交通运输管理与控制系统。可在汽车上安装一个传感器、RFID嵌入式芯片以及道路监视器,这样就可以通过传感器和道路监视器感知当前的路况信息,利用RFID嵌入式芯片来标识汽车的身份,并进行实时的信息发送与接受,这对于确保交通安全非常有效。
除以上领域外,物联网技术还可以应用于其它领域,比如军事指挥与控制、旅游服务、医疗健康、智能消防、环境监测以及水系监测等领域;将传感器嵌入到电网、桥梁、公路、建筑、大坝、建筑工程以及油气管道中,并将物联网与互联网有机的整合在一起,便可以实现人类社会与物理系统的有效整合。
三、结语:
总而言之,随着现代科学技术的不断发展,物联网技术也将获得更为广阔的应用空间,物联网技术所体现出来的智能化和人性化的特点,都将为现代人类社会的生产与生活提供更为方便和快捷的服务,为人类社会带来前所未有的满足感,实现我国社会与经济的可持续发展。
参考文献:
[1]刘强崔莉陈海明.物联网关键技术与应用[J].计算机科学,2010,06
[2]徐颖秦谢林柏.物联网关键技术和主要问题探讨[J].工业仪表与自动化装置,2011,02
[3]王洪智,李刚,尹鹏飞.试谈物联网关键技术与应用[J].电脑编程技巧与维护,2011,22
关键词:物联网 传感网络 物联网关键技术 物联网应用
物联网(internet of things,简称IOT)是继计算机,互联网与移动通信的又一信息产业浪潮,它对促进互联网的发展,带动人类的进步发挥着重要作用,并将成为未来经济发展的新增长点. 物联网的概念早在1999 年便提出,不同的产业集团对其定义不同,目前物联网的定义多达70 多个。比较公认的定义为:“通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
物联网和互联网之间又是什么关系呢?实际上,物联网的概念来自于对互联网的类比,根据物联网与互联网的关系分类,不同的专家学者对物联网给出了各自的定义,归纳下来有如下4种类型。
(1)物联网是传感网,不接入互联网。有的专家认为,物联网就是传感网,只是给人们生活的环境中的物体安装传感器,这些传感器可以更好的帮助我们认识环境,这个传感器网不接入互联网络,例如上海浦东机场的传感器网络,其本身并不接入互联网,却号称是中国第一个物联网。物联网与互联网的关系是相对独立的两张网;
(2)物联网是互联网的一部分。物联网并不是一张全新的网,实际上早就存在了,它是互联网发展的自然延伸和扩张,是互联网的一部分。互联网是可包容一切的网络,将会有更多的物品加入到这张网中。即物联网包含于互联网之中;
(3)物联网是互联网的补充网络。我们通常所说的互联网是指人与人之间通过计算机结成的全球性的网络,服务于人与人之间的信息交换。而物联网的主体是各种各样的物品,通过物品间传递信息从而达到最终服务于人的目的,两张网的主体是不同的,所以,物联网是互联网的扩展和补充,物联网与互联网是相对平等的两张网,互联网好比是人类信息交换的动脉,物联网就是毛细血管,两者互连通,是互联网的有益补充;
(4)物联网是未来的互联网。从宏观的概念上讲,未来的物联网将使人置身于无所不在的网络之中,在不知不觉中,人可以随时随地与周围的人或物进行信息的交换,这时,物联网也就等同于泛在网络,或者说未来的互联网。物联网、泛在网络、未来的互联网,他们的名字虽然不同,但表达的都是同一个愿景,那就是人类可以随时、随地、使用任何网络、联系任何人或物,达到信息交换的自由。
四种概念的界定从不同角度表达了物联网与互联网的关系,虽说各有包容关系,但我认为不管是互联网包括物联网还是物联网是互联网的下一代的网络,都清楚的表明一个事实:那就是随着物联网的到来,事物的信息采集智能处理和传递都将迈向一个崭新的时代,我们人类的生活将在物联网的帮助下越来越轻松方便。
现在在国际上还没有一个统一的物联网标准,所以对于物联网的组成也没有一个一致的定义。不过我们从物联网的定义大致可以看出物联网一般由感知层,网络层,应用层组成。
感知层是物联网的基础,它包括信息的采集,捕获和识别。在感知层,通过多个传感器,数据处理单元和通信单元组成的节点自组织成一个网络,称为传感网。作为物联网信息的来源,处理好感知层的问题是物联网获得更好发展的必备条件。目前感知层的技术主要包括RFID技术,MEMS技术,GPS技术,自组织网络技术,短距离通信技术等。其中RFID(Radio Frequency Identification,简称RFID)技术是通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据的无线通讯技术,目前我国的二代身份证,城市交通一卡通,上海世博会上的电子门票都是采用的RFID技术,它是物联网的关键技术之一,后面我们将对这一技术做更详细的介绍。
网络层是物联网的信息传输和处理层,它包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心、信息中心和智能处理中心等。信息由感知层获取后,网络层解决其在整个网络中的长距离传输问题。网络层借助于现今已经存在的各种网络,比如移动通信网、国际互联网、企业内部网、各类专网、小型局域网等网络传输。网络层的关键技术有长距离有线和无线通信技术、网络技术等。这些技术已经发展得比较成熟,以后要解决的是在物联网时期大量增加的数据流量和安全问题。
应用层就是基于物联网技术开发各类应用解决方案,将物联网的优势与行业的生产经营、信息化管理、组织调度结合起来,形成各类的物联网解决方案,构建智能化的行业应用。目前基于物联网的应用还很局限,主要是在政府的主导下在一些行业里进行了推进。比如智能电网,智能交通,环境监测以及医疗卫生方面。应用层是物联网最终目的,良好的应用决定了物联网的健康快速发展,这需要的不仅仅是政府的努力,更多的还要厂商积极拓展市场,培育新的物联网应用。
物联网是信息化应用的新模式,通过射频识别、全球定位系统等信息传感设备,进行信息交换和通讯,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。物联网用途广泛,遍及智能交通、环境保护等多个领域,是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一信息产业浪潮。所以说物联网的发展对于全世界来说具有重大意义,物联网产业发展的好坏直接关系到各个国家在未来竞争中的地位。
根据物联网的组成,我们可以看到物联网的产业链具体可以说是以传感感知、传输通信、运算处理为基础,形成若干个面向最终用户的应用解决方案。
对于处在复兴道路中的中国来说,物联网产业的发展无疑是一个不容错过的机会,我们国家自身具有庞大的物联网市场,这一市场足以带动我国经济经历一次腾飞。“从现在起到2020 年的10 年里,中国物联网产业将经历应用创新、技术创新、服务创新三个关键的发展阶段,成长为一个超过5 万亿规模的巨大产业。”( 摘自《物联网产业发展研究(2010)》)
【关键词】物联网;关键技术;应用前景;建议
1.物联网概念及其重要特征阐述
1.1 物联网概念:物联网(The Inter-net of Things)广义而言之,把各种信息传感设备同互联网相结合而形成的巨大网络,通过人与物以及物与物间的信息交互,达到信息网络同物理空间的融合。具体而言之,物联网通过信息传感设备,诸如:激光扫描器、全球定位系统(Global Positioning System)、红外感应器以及射频识别(RFID)等,根据约定的网络协议,将物品同互联网相连接,实施信息交换与通讯,从而实现一系列管理工作,如对物品的智能化识别、监控和跟踪以及定位。
1.2 物联网的重要特征:
①智能化。网络系统具有智能控制、自我反馈以及自动化的特点;
②互联网特征。物联网是基于互联网的拓展和延伸的一种网络,旨在解决与处理人和物、物和物间通信的网络形态,虽然其终端具有多样化,然而,互联网仍是其核心与基础;
③识别与通信。只有具备物物通信以及自动识别功能的“物”才能够纳入物联网。可将微型感应芯片植入物体上,使其变为有“知觉和感受”的物品,这是互联网无法比拟的,物联网的此种特征功能的实现主要借助于射频识别技术(RFID)。
2.物联网的关键技术分析
2.1 传感器技术(Transducer Techno-logy)
传感器技术可谓一项高新、前沿技术,主要研究从自然界提取信息并识别和处理这些信息,实现在物联网中人和物之间的信息交换。传感技术的核心是传感器。传感器是对各种装置和信息系统进行信息采集的关键器件。其是一种可感知被测指标的某一确定信息(红外线、磁场大小和温度等),并根据特定的规律转为同其相对应的可输出信号的设备。传感器一般由转换元件与敏感元件构成,其类型多样化,具有广泛的应用领域,包括航空航天技术、环境保护以及工业生产自动化等领域。而现阶段,传感器技术也面临着一些困难和挑战,诸如:在自适应性和智能性方面,传感器网络突显出不足以及单个节点信息不完全性或不准确性;在能量处理与传感能力方面,传感器也表现出一定的限制性。因此,传感器技术的发展和突破主要体现在:其一,加强传感器自身网络化、智能化;其二,感知信息方面。
2.2 网络通信技术(Network Commun-ication Technology,NCT)
不管物联网概念怎样延伸与拓展,其不可取代的关键技术仍是最基础的物与物间的感知与通信。NCT主要包括网关技术、组网技术、交换技术以及(有)无线传输技术等。实现物联网的关键是M2M(Machine to Machine)技术。M2M技术有广泛的使用范围,能够结合远距离连接技术,诸如GSM(全球移动通信系统)/GPRS(通用分组无线服务技术)/UMTS(通用移动通信系统)等,亦能够结合近距离连接技术,诸如:UWB、RFID、WIFI等。现阶段,M2M技术侧重于Machine to Machine(机器对机器)的无线通信,今后会在工控、水利、气象、军事等各领域应用。而通信网络技术作为为物联网数据提供服务支持与信息传送的基础通道,怎样基于现有网络增强通信网络技术的专业性,以适应物联网低数据性和低移动性等业务需求,是当前需要研究的重点。
2.3 射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID)
RFID系统由信息处理系统、读写器以及RFID电子标签构成,RFID为物品贴上电子标签,在带有电子标签的物体上通过读写器时,无线电波会把标签中所带有的信息数据传递给特定的信息读写器,再通过读写器传递给信息处理系统,信息处理系统按照需求进行相应的数据控制以及处理工作,从而达到高效管理物品的目的。因此,RFID技术是一种非接触式自动识别技术。现阶段,RFID技术在物流管理等方面都有应用,极大程度上提高了该行业的管理效率,而RFID在发展中也存在着诸如产品测试、安全隐私、芯片成本等诸多问题,有待相关人员做进一步解决和处理。
3.物联网技术的应用前景研究
目前,物联网技术已经应用在我国诸多领域,这些成功的应用案例不仅是物联网取得更大发展的先决条件,而且也为今后深层次研究物联网的应用前景指明了方向。
①智能交通。通过传感器、自动控制和计算机等先进技术,实现交通事故检测和道路联网监控,从而智能化地调配与管理交通车辆。此外,各地区也加大了路网检测信息采集装置的设置密度,部分道路已实现全程监控。交通智能化能够提高行车安全,解决交通堵塞,对确保司乘人员生命财产安全,提高交通运行效率有着重要的现实意义。
②智能电网。通过IT技术、数字化通信、嵌入式处理器和传感器构建一种智能化网络系统,该系统将各能源统一入网且进行分布式管理,实时监控与采集电网和客户用电信息。电网智能化旨在持续安全的供电的同时保护环境,具有广泛的影响力,势必会推进物联网技术在其他行业的应用。
③医疗卫生管理。借助物联网技术,把药品的产地、名称、规格、运输、销售等一系列环节上的信息数据储存在电子标签中,可实现全过程的追溯;同时,通过RFID技术建立医疗卫生监督体系,不仅能够在检验检疫中追踪病源,而且可以有效管理病菌携带人员。
4.发展物联网技术的建议探讨
综上所述,物联网具有巨大的发展空间,我国物联网产业虽已有一定的应用基础,而相比于发达国家仍有差距,需在以下几方面重视和努力。其一,进一步完善个人隐私保护和信息安全等相关法律法规,切实增强物联网的安全性;其二,政府相关部门应注重政策引导,建设物联网应用的典型示范工程,带动物联网产业的发展;其三,我国应抓住机遇,增强和促进同国际间的合作与交流,积极参与国际物联网标准的制定;最后,在数据处理、芯片和传感器等核心技术方面,加大研发投入,集多方资源,协同研究,攻克物联网关键技术难关。
参考文献
【关键词】物联网 感知层 关键技术 研究
1 传感器技术
传感器属于先进的检测装置,可以对被测信息进行感知,同时根据相应的规律能够转变为电信号或者是其他多种形式,最终输出信息,满足了信息在传输、处理以及存储等多方面的要求,而这也正是自动检测和控制的重要前提。其中,对于物联网系统来讲,物联网传感器所指的就是针对各参量进行信息采集或者是加工处理的一种设备。而传感器不仅能够独立存在,而且可以与其他设备实现一体化,进而更好地呈现出来。然而,任何呈现方式都隶属物联网感知以及输入的一部分。而在物联网未来的发展当中,在数据采集前端,传感器与传感器网络的作用十分重要。
在对传感器进行分类的时候,方法有很多,而根据传感器物理量、输出信号以及工作原理进行类是比较常见的。另外,以信息处理功能为标准对传感器进行分类,这一现实意义很是重要,尤其在物联网的时代背景之下。根据这一分类,能够将传感器分为一般传感器和智能传感器。其中,一般传感器采集的信息需要由计算机进行处理,但是,因为智能传感器不同,其自身具备微处理器,因此,也同样具备了信息采集等多方面的能力,最关键的是数据精准程度很高,可靠性也比较强,价格低与分辨力高等特点十分显著。
2 RFID技术
射频识别的英文缩写是RFID,兴起的时间是上世纪九十年代,也是自动识别的技术,能够合理利用射频信号,以空间电磁耦合的方式传递信息,确保无接触,同时,根据传递信息识别物体,由此可见,在物联网感知层中,RFID技术十分关键。
在RFID系统当中,读写器、电子标签与天线是主要的组成部分。对读写器进行利用,可以将既定格式所需要识别的物品信息纳入电子标签的存储区域当中,也可以在其自身阅读能力之下,对电子标签信息内容进行读取。另外,电子标签的芯片有数据存储区,主要是对待识别物品信息进行存储。而天线的功能则是对信号进行发射并接收,通常情况下被安置在电子标签与读写器当中。
而RFID技术最主要的原理则对于读写器形成磁场后,电子标签进入,实现射频信号的发出目的,利用感应电流来获得能量,将芯片内存储的产品信息进行发送,也可以发送某频率信号。在读写器对信息进行读写以后会解码,进而传送到中央信息系统中,对数据信息进行处理。
3 二维码技术
众所周知,二维码技术在网联网感知层中发挥着基础性作用。二维码技术主要就是利用几何图形,按照特定规律,在平面分布图形当中记录信息。站在技术原理角度来讲,在代码编制方面,合理地运用了计算机中“0”与“1”的比特流概念,同样利用了与二进制相对的几何图形,进而准确地表示出数值信息内容。通过对图像输入设备与光电扫描设备自动识读功能的使用,能够自动处理信息内容。
对于二维码来讲,可以将其划分成矩阵式与堆叠式/行排式两种。矩阵是矩阵式二维码重要的组成部分,所以,在矩阵当中,使用“点”来表示二进制当中的“1”,同时使用“空”来表示二进制当中的“0”。在此基础上,对“点”与“空”进行合理地排列,进而形成代码。
二维码的数据容量很大,并且可以在横纵方位同时表达出相应的信息内容,而且能够利用较小的面积来表达大量的信息内容。同时,二维码突破了字母与数字的限制,且尺寸比较小,抗损毁的能力极强。除此之外,二维码能够采用保密措施,且保密性能要更优于一维码。
将二维码与RFID技术相比,最明显的优势就是成本不高。RFID标签由于芯片的成本高,且制造的工艺十分复杂,所以,最终成品的价格也相对较高。
4 ZigBee技术
ZigBee属于无线传输技术,其距离短且功耗也不大,也被称为IEEE802.15.4协议的代名。在ZigBee中,分组交换技术与调频技术最常见,能够使用三个频段。该技术通常情况下被应用在短距离范围内,同时在数据传输速率不高的电子设备中得到了广泛应用。同蓝牙相比较,该技术十分简单,且费用与功率等也相对较低。除此之外,ZigBee技术具备明显的小通信范围与低速率的特点,所以,比较适用在小数据流量业务方面。
5 蓝牙技术
蓝牙技术同ZigBee技术大致相同,都可以称之为短距离的无线传输技术。但是,蓝牙技术的本质就是可以在固定设备与移动设备通信环境当中构建出通用的短距离无线接口,实现通信技术和计算机技术的融合,属于各设备在无电线或者是电缆连接状态下可以在短距离范围之内进行通信,也可以实现操作目的的一种技术。
其中,高速调频以及时分多址等多种先进技术是蓝牙技术的使用重点,而且可以实现点对点或者是点对多点的通信。蓝牙传输的频段都是全球公共通用的2.4GHz频段,能够在十米范围内实现信息的传输,通过时分双工的传输方案能够确保全双工的传输。
蓝牙技术不仅与ZigBee技术的特点相同,同时,还能够对话音与数据进行传输,能够构建临时性对等连接,其接口标准具有一定的开放性。
6 结束语
综上所述,基于计算机、移动通信网与互联网,物联网发展起来,并且成为信息产业的全新发展反复各项,能够实现人和物或者是物和物之间的沟通。文章对物联网感知层关键技术进行了详细地阐述,而物联网的感知仅仅是第一步,而通过物联网最主要的目的就是为了将感知与传输的信息内容进行充分利用。
参考文献
[1]俞玉莲.物联网感知层中的关键技术分析[J].科技信息,2013(12):275-276.
[2]宁焕生,徐群玉.全球物联网发展及中国物联网建设若干思考[J].电子学报,2014,38(11):2590-2599.
[3]柯俊帆,石常海.物联网关键技术在安全体系建设中的研究与分析[J].硅谷,2013(19):74-75.
[4] 陈名强.物联网感知层关键技术研究[D].西南交通大学,2014.
关键词:物联网;关键技术;应用前景
中图分类号:TP391
物联网最早提出在麻省理工学院,其后在比尔盖茨著作中有得到进一步完善,比尔盖茨认为物联网综合表述为,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,最终实现互联网识别和管理的职能目标。经过社会的发展,物联网得到进一步的完善,物联网的原理普遍被接受,人们把利用条码、射频识别,自动传感系统、激光扫描、全球定位系统等信息传感设备按照约定的协议,实现人与人、人与物、物与物在任何时间、任何地点的连接,从而进行信息的转换和交替,最终实现跟踪、定位等活动的庞大网络体系称之为物联网体系。
1 物联网综述
物联网的发展具有一定的新兴性,较之发达国家发展起步晚但是发展迅速,发展过程中不断借鉴外国先进技术经验,不断地在应用互联网领域开拓创新。
1.1 物联网的定义和特征。物联网原理在社会生活领域普遍被人接受,主要原理体现在其利用射频识别等主要信息传感设备,按照先前设定的网络协议约定,实现任何时间、任何地点、任何物体、任何主体之间连接,在此基础上进行信息的转换和交替的信息网络系统。作为未来网络的整体部分,是互联网在发展过程中的延伸和拓展。通过条码、激光扫射、全球定位等先进系统设备的应用实现决策智能化和应用智能性。
综合来看物联网特征表现明显,主要表现在两个方面:
第一,物联网作用条件具有层递性。物联网发挥作用要经历三个阶段:感知阶段、传输阶段和智能阶段。在全面感知阶段,物联网通过射频识别、传感器、二维码等识别设备全面了解物体的动态信息。再通过可靠传输,将了解到的信息进行可靠全面的及时传送。最后经过智能阶段,通过计算机互联网的应用将海量的信息进行分类汇编,真正实现人与人之间、物与物之间的智能沟通。
第二,物联网能够有效模仿人的综合感知能力。去联网能有效模拟人类对外界物体及环境的感知。其中包括由射频识别、二维码、激光扫描等识别技术表现的对物体静态数据和属性的感知、由传感器网、GPS等表现的对物体动态属性的感知和由视频探头表现的对环境模糊信息的感知。其中这些设备也有效地相互合作相互配合,不仅促进了信息的感触透彻度,还极大的提高了信息感知的效率。
1.2 物联网发展过程和应用现状。物联网产生于20世纪90年代,在2005年提出“物联网”全新概念。经过十多年的发展,物联网发展到十分普遍的境地,深入到社会生活各个角度。物联网的快速发展得益于各方面的因素,经济危机的推手作用、触感技术的成熟和网络接入和信息传感能力的大幅度提高。改革开放以来,随着我国经济技术的发展,我国紧随世界发展潮流,不断地发展自身,在互联网发展过程中不断创新,发展物联网实现全国物流事业的大幅度发展。通过对物联网的研究和物联网相关人才的培养,我国已经荣升为物联网国际规则制定的主导国之一。
2 物联网核心技术分析
2.1 射频识别技术。射频识别技术是物联网应用过程中重要的识别技术。射频识别技术俗称电子标签,通过射频符号自动识别射频对象,对其进行存储、标识、登记和管理。其中射频识别系统由电子标签、读写器和天线组成。当带有电子标签的物品经过特定的信息读写器时,无线电波可将将标签中存储信息通过天线迅速传递到相应的电子网咯当中。于此相适应,每个产品都有自身独特的编码,当射频识别系统使用不同标准时,物品的识别就受到了不同程度的限制。射频识别系统广泛应用于物流、零售、服装业、制造业、医疗、防伪、身份识别、交通等各个领域。
2.2 无线传感技术。所谓无线传感技术是指大量传感器节点通过无线通信连接的方式形成的无线网络系统,其目的是通过各个传感器的协作和感知不断地整合搜索各个传感器地域内的对象信息,它基本能实现数据的采集量化、处理融合和传递应用。其中传感器原理由敏感原件和转换原件组成,其体系也逐渐表现为平面拓扑结构和逻辑分层结构,无线传感系统优势比较明显,特点显著,它是大规模网络、自组织网络、动态性网络、可靠的网络、应用相关的网络并且是与以数据为中心的网络。但与此同时,其在应用过程中也有相应的限制,比如电源能量的有限性、通信能力的有限性,和存储计算能力的有限性。无线传感技术是在传感器原理上有意义的一次重大突破,虽然现阶段有些局限,但是随着技术的进步终会超越瓶颈,更加发挥技术的有效性,造福人类。
2.3 中间件。物联网要实现人和物体之间相互连接、相互影响的特殊效果,就注定要忽略和隐藏其下层技术应用的复杂应用性和上层技术的广泛适应性。这就需要承接上下层之间桥梁,这种设备就称之为――中间件。中间件为底层设备提供了很好的交流平台,实现各种技术之间的交流、关联、整合、协作。中间件技术的优化更加提高了技术的应用效率,加大了资源的转化能力,一定意义上避免了资源的不合理浪费。
2.4 安全保护隐私技术。安全保护隐私技术是互联网发展过程中比较注重的一项技术,在保护客户人身财产利益方面,互联网技术投入了大量的人力物力资源,相应地,在物联网的发展过程中也更加注意隐私安全的保护。安全设施的建立,安全保护措施主要体现在编码的有序性和唯一性,由于每个编码对应一个产品,使其更大程度上提高了效率,也保障了安全。
2.5 其他关键技术。在物联网的发展过程中,出现了大大小小的难题。当物联网发展成熟,就会需要大量的数据接口,这时移动网络就会发挥特殊作用;与此同时,在互联网发展过程中,互联网作为其发展主要基础和保障也将会有更大的发挥空间。随着物联网全群范围内的推广,云计算等先进互联网技术也不断渗入到强大的物联网,为其提高效率做出强大的动力支持。
3 物联网应用前景展望
物联网发展始终以实用家居目的为核心。在未来的社会生活中,追求舒适安逸生活更成为人类发展目标,经济的快速发展更将成为人们享受良好生活的重要物质保障。物联网应用于家庭,会有智能电力、智能家居等通过一系列智力组合而成的庞大家居智能网络。还会有帮助治理社会治安的智能城管等,利用现代技术避免、解决人与人之间的不必要的矛盾和冲突。同时,二维码等检测系统的应用也给生活带来更加广泛的保障,例如,羊肉、牛肉的二维码应用能后让消费者通过扫描二维码知道此种动物的生长历程,更加保障消费者民益。
4 结语
物联网发展是既互联网发展过程的又一大新兴网络产业,物联网有其不可替代的优势,但是也有相应的局限,比如针对这种新兴网络相关的法律法规和规范还没有得到完善,技术和相应的规范指导得不到统一,同时物联网技术自身也有不可避免的局限,射频识别系统有待进一步的完善,无线感应系统也需要进一步扩大网络覆盖面积等等。物联网的发展必然会推动相应经济的发展,应正视其在发展过程中的局限和瓶颈,不断地进行技术创新,推动技术和经济的双重发展。
参考文献:
[1]顾鹏,任家富,吴贵莎.基于RFID技术的物联网安全问题研究[J].仪器仪表用户,2011(05).
[2]刘陈,景兴红,董钢.浅谈物联网的技术特点及其广泛应用[J].科学咨询(科技・管理),2011(09).
[3]刘建周.物联网的概念及发展[J].中国科技术语,2011,05.
[4]涂强,王雷.物联网技术在超高层建筑中的应用分析与展望[J].现代建筑电气,2010(07).
[5]田广东.物联网技术对铁路集装箱物流影响分析[J].工业技术经济,2011(04).
【关键词】物联网;SCADA系统;城市燃气管网;自动化
城市燃气一般经长输管线到达城市门站,然后通过城市高压管网送到高/中压力调压站,降压以后进入城市二级中压管网,由二级中压管网送入中/低压调压站和专用调压站供应给居民用户或直接供应给工业用户。
某城市燃气管网监控和数据采集系统(SCADA)主要包括门站、储配站、LNG站、高中压管网系统、调压站和大用户计量站。根据总体供气方案和管理模式,要求建立一套基于物联网(IoT)架构下完整的监控与数据采集调度的SCADA系统,该系统主要包括建立燃气管网信息的采集和汇聚、分析和处理、以及交换和共享的感知层,建立适合燃气管网数据监测监控的网络层,建立整个城市燃气管网数据信息协同和信息资源共享的应用层,从而实现城市燃气管网数据监控、数据采集和输配气调度自动化等功能,保证燃气输配系统安全、可靠和高效运行。该系统主要建设内容如下:(1)在市燃气总公司新建调度管理中心MCC(主站)一个;(2)在门站、储配站及LNG站设置有人值守监控站共3个,系统已建设,需要将已采集的数据传输到调度中心MCC;(3)在高中压调压站、大用户计量站、小区调压站,新建无人值守监控站一期400个,采集流量、压力、温度和阀门等IO量。
1 基于物联网下城市燃气系统规划
1.1 物联网技术在城市燃气输配自动化应用
物联网作为智慧城市应用的一个分支,是近几年热炒的一个概念,它通过射频识别(RFID)等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网结构有多种提法,普遍接受的是国际电信联盟提出的感知层、网络层和应用层如图1所示三层结构。
感知层是物联网的核心,它由各种传感器以及传感器网关构成,如城市燃气监控常用的温度、压力、流量和燃气泄露传感器、以及管网设备RFID 标签、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用是局部区域内完成物体识别和信息采集。网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统等组成,相当于人的神经中枢和大脑,负责传递和处理感知层获取的信息,实质就是信息与知识聚合,在城市燃气监控中用到的无线GPRS网和有线公用网;应用层是物联网和用户(包括人、组织和其他系统)的接口,它需要与具体行业需求结合,如和城市燃气结合,就实现物联网在城市燃气管理方面的应用。
在三层构架上采取开放式架构,实现智慧城市大量数据终端接入(含实体和虚拟终端,如已建的门站、储配站和LNG站可以抽象为一个虚拟终端),解决了网络传输异构协议的转换,在应用层通过城市燃气管网和各子站“集散控制”,实现城市燃气输配自动化调度和管理。
图1 物联网系统示意图
1.2 某城市燃气管网SCADA系统结构
某城市新区燃气管网调度监控系统主要由调度中心(MCC)、网络通讯系统、本地监控站(SCC或SCS)即及现场检测仪表、传感器、变送器、执行机构等部分组成,实现主城区天然气管网的实时中央监控和统一调度管理的功能。主站与远端有人值守站之间SCADA系统的通信采用租用电信部门专用电路;主站与远端无人值守站之间采用GPRS通信信道。SCADA系统分三层,系统结构图如图2。
图 2 某市SCADA系统结构
第一层:调度中心应用层
主要由SCADA系统、数据库系统构成。SCADA系统:通过广域网与各本地监控站点建立通信,获取燃气管网运行的实时数据,实现整个管网系统的遥测、遥信、遥控、遥调功能,完成对全管网数据集中采集和监控;数据库系统:将SCADA系统提供的管网运行状况实时监测数据非实时数据有机地统一起来,实现数据及信息的无缝连接和交换,以及系统的跨平台、跨系统、跨网络、跨应用的集成。
第二层:网络通信层
系统的网络通信包括局域网通信、广域网通信两部分。局域网通信:在中心调度层的各系统,采用千兆全交换式以太网作为骨干网络,通信协议采用TCP/IP。广域网通信:对于SCADA系统的广域网通信,从中心调度层到各SCC之间的广域网连接,通过GPRS或租用专业通信公司的信道,实现远程数据的传递和交换。通信协议MODBUS TCP协议。
第三层:数据感知层
数据感知层由RTU/DTU、智能仪表、传感器、变送器、执行机构等组成,独立完成各本地监控点的数据采集和闭环控制功能。通过网络通信,为调度中心提供可靠的现场实时数据,同时也能接受调度中心发来的控制和参数设定指令。
2 基于物联网下某城市燃气管网SCADA详细设计
操作人员在调度控制中心通过SCADA系统可完成对全市天然气管网的监控和运行管理,无人值守站点可达到无人值守的水平。以下是该系统设计概括性的说明。
2.1 城市SCADA系统调度中心设计
2.1.1 SCADA系统调度中心功能设计
调度中心实时采集远端各有人/无人值守站点的工艺运行参数,实现对天然气管网和工艺设备运行情况进行自动、连续的监视、管理和数据统计,为管网平衡、安全运行提供必要的辅助决策信息。其主要功能:
1)数据采集和处理
2)数据维护,对有些无法直接从SCADA系统中采集到的数据,可以人工录入;该功能纳入生产数据、查询系统,采用B/S结构录入与查看
3)工艺流程的动态显示
4)报警显示、管理以及事件的查询、归档、打印
5)历史数据的归档、管理以及趋势图显示
6)生产统计报表的生成和打印
7)流量计算、管理
8)管道事故处理,如管道发生泄漏、设备运行异常等
9)安全保护
10)控制权限的确定
11)对系统进行时钟同步
12)为MIS系统提供数据
13)与企业自动化管理系统平台连接、进行数据交换
(1)SCADA系统运行机制
①各站无线路由器与通讯前置机通讯,建立通讯链路
②通讯服务器通过MODUBS协议与现场RTU进行通讯,读取各站数据
③SCADA服务器与通讯服务器交换数据(通过建立虚拟串口,将TCP/IP网络接收到数据转发到虚拟串口上),管理处理数据
④SCADA服务器将数据写入数据库服务器;报表系统从数据库服务器获取数据,生成生产过程报表与统计报表
⑤操作员工作站,维护员工作站作为SCADA系统的客户端,从SCADA服务器获取实时信息,报警信息,历史趋势等
⑥区域网内各办公室可以通过浏览器访问WEB服务器,查看报表
(2)门站/储备站/LNG站系统设计
门站/储备站/LNG站的现场站控系统已由业主建设完毕。SCADA系统对门站/储备站/LNG站功能如下:
14)与原有门站/储备站/LNG站站控系统通讯,将数据读到SCADA系统
15)与调度中心通信,将数据传输到调度中心
系统实现:
经过调查分析,目前门站/储备站/LNG站站控系统实现技术路径相同,其RTU与现场监控计算机之间采用基于TCP/IP的Modbus协议实现。因此门站/储备站/LNG站要各设置1套通讯RTU,通讯RTU接入现有场站站控系统的通讯网络,与监控计算机一样通过基于Modbus协议的OPC方式与现有门站/储备站/LNG站RTU通讯获取数据。
门站/储备站/LNG站RTU实现的ModbusTCP协议地址和数据字段定义已经得到,通讯RTU编程与调试可在线进行,不用对门站/储备站/LNG站RTU进行特别处理,不影响下现有系统运行。
例如,远端无人站设计远端无人站点可以分为包含了高中压调压站/区域调压站/用户计量站。这些站点通过归类总结,可以设计成为三类标准化站控系统,即:高中压调压计量站控;区域调压站站控;用户流量计量站控。
高中压调压计量站控和区域调压站站控配置一套RTU控制器和压力、流量、温度、泄露报警探头若干;RTU内置ModBus RTU协议可以取得总线流量计数据,每种流量计通讯程序只需开发一次即可标准化应用。RTU完成对所在场站的数据采集和监控任务外,还要完成与调度中心计算机监控系统之间的信息传递。RTU和调度中心通信选用内置基于GPRS/CDMA的sim卡DTU,DTU通过设置调度中心IP等参数,将数据通过无线网络传给调度中心。
用户流量计量站控,由于采取数字仪表,所以无I/O输出,选用内置多种燃气计量数据协议采集单元的DTU,通过RS232或RS485通讯,采集每种流量计温度、压力、瞬时和累积流量等实时数据,通过无线与主控中心通讯。
以上各无人站由于取电不便,其供电采取太阳供电。
16)后记
该项目的实施是运用物联网理念解决城市燃气管网监测监控和数据采集成功案例。该系统自投运后,实现对全市燃气各级输配管网远程抄表、用气调度、事故应急、系统调峰、安全储气以及安全监控,建立一套高起点、高质量、具有国内先进水平物联网构架下城市燃气SCADA系统,提高了该市燃气的管理水平并创造了巨大的经济效益和社会效益。
【参考文献】
关键词:物联网技术食品安全监管对策
近年来国内发生的诸多恶性食品安全事件,造成恶劣社会影响。重大食品安全事件的成因纷繁复杂,其中监管信息化和现代化水平低是导致执法监管乏力不容忽视的原因。如何充分利用现代高新技术,提高食品安全监管水平亟需探讨和研究。物联网的兴起,加之已在民生领域大展身手,让人们看到依靠物联网技术应对食品安全问题的新途径和新希望。
1 物联网及其应用
1.1 物联网概念
物联网就是“物物相连的互联网”,百度百科将这一概念定义为,通过射频识别(Radio Frequency Identification,简称RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把物品与物品连接起来,使物品与物品、人与物品之间能够进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
“物联网”的概念早在1995年就被提及,但物联网真正引起世人广泛关注,是2009年初奥巴马总统对IBM提出的“智慧地球”作了积极响应,此后美国、欧盟、日韩等发达国家开始把物联网作为下一代网络的重要组成部分列入发展战略规划中。
1.2 物联网技术主要功能特点
物联网是现代信息高技术融合的产物,涉及的技术涵盖了射频识别、互联网、云计算,传感器、全球定位、智能嵌入、数据通信等诸多行业领域。
(1)全面感知。支撑这一功能实现的最重要的技术是RFID技术,这种非接触自动识别技术具有体积小、容量大,寿命长、穿透力强、可重复使用的特点,它的诞生和大规模应用使得物联网由概念转向实用。把存有物品属性信息的电子标签(RFID卡,又称“智能身份证”)嵌入物品中,传感设备犹如物联网的“眼睛”、“鼻子”感知品属性信息,并传输出去,从而实现物品之间的信息“交流”。
(2)超级运算。无数的物品必然产生海量的信息,海量信息的处理必需强大的数据处理系统,云计算技术以其超大规模、高性能、低成本、通用性的特点,承担了运算任务。物联网数据处理系统相当于物联网的“超级大脑”,执行“记忆”、“思考”和“发号施令”的功能。
(3)实时监控。多种无线、有线电信网络与互联网融合而成立体网络,构成物联网的“中枢神经”,实时传递着物品位置信息,状态信息和运算中心指令信息,借助定位系统、传感和高清视频采集设备,“生存”于这种“天罗地网”中的物品,其“一举一动”一目了然。
(4)智能管理。凡事只要设定好目的或者目标,物联网会用最高效的方式来实现这个目的或者目标,系统会按照指令智能处理复杂问题,作出预判、预警,甚至决策,人们只要动动手指按按键,就可以随时随地了解事情进展,看似复杂的工作变得轻而易举。物联网的智能管理能力展现出跨行业或者垂直行业应用的广阔前景。
1.3 物联网技术的行业应用
物联网目前的应用主要集中于传感技术所推动的各垂直产业链,包括物流、电网、交通、精细农业等等民生领域。
(1)物流管理。物流领域是物联网技术最早应用的供应链行业。通过在物流商品中引入传感节点,可以从采购、生产制造、包装、运输、销售到服务的供应链上的每一个环节做到精确地了解和掌握,对物流全程传递和服务实现信息化的管理,最终减少物流成本,提高物流效率和效益。
(2)智慧电网。智慧电网是目前物联网第重要的运用。它利用物联网技术,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。
(3)智能交通。利用物联网技术实现对交通的实时控制与指挥管理,是缓解交通拥堵、提高行车安全和通行效率的重要途径。智能交通系统中,车辆可以按预先设定的目的地实现无人驾驶,公路靠自身的智能将交通流量调整至最佳状态,交通管理人员对道路资源、车辆的行踪“看”得一清二楚。
(4)智能农业。通过识别、传感等物联网技术对农业生产环境信息和农作物生长信息的感知、传递和对所提取信息的智能处理与判断,可以实现农业生产方式由依靠经验定性判断,粗放型管理到依靠传感设备定量判断、精细化管理的转变。
2 物联网技术将为食品安全监管带来一场革命
2.1 食品安全监管迫切需要技术支撑
食品产业链涉及种植、养殖、加工、储存、运输、销售、消费等社会化大生产的诸多环节,链条很长。由于食品由原料生产到最终消费的中间环节较多,不仅加大了食品安全问题产生的概率,而且也为不法之徒提供了投机的空间。另外,环节的增多,参与管理的部门必然增多,加上现行管理体制自身缺陷,尤其监管技术水平不高,部门之间的高度协同就无法保证,这就使食品安全监管难上加难。食品安全监管对技术支撑的需求越来越强烈。
2.2 物联网技术的行业应用经验为食品安全监管提供充分借鉴
物联网技术在民生领域应用的成功实践表明,它可以使复杂的生产过程以及跨领域、跨行业的垂直产业链监管更加严密、透明、高效,而食品产业涉及的行业之多、产业链条之长、生产过程之复杂、监管之难恰恰适合物联网的功能“胃口”。而且农业、流通业、交通运输业与食品产业链息息相关,物联网技术在这些行业的应用完全可以为食品安全监管提供充分借鉴。这样,依靠物联网技术实现食品安全全链监管的一场革命就成为可能。
2.3 可追溯系统的诞生已为物联网技术在食品安全领域应用打开突破口
可追溯系统(TraceabilitySystem)是建立在供应链管理思想基础上的质量保障系统,在有效应对和控制食源性食品安全问题,推动食品安全科学监管等方面发挥了重要作用,这种作用发挥的主要功劳应记在射频识别技术上,而射频识别技术正是物联网关键核心技术之一。说明物联网技术在食品安全领域的应用已经实现突破,为物联网其它核心技术的集成应用打下基础。
3 基于物联网技术的食品安全监管对策
3.1 切实推动物联网技术应对食品安全问题
3.1.1 牢固树立科技“支撑发展”指导思想
2006年初我国提出了未来十五年科技发展的“自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”16字指导方针。2012年6月国务院下发《国家食品安全监管体系“十二五”规划》,“科技支撑体系”成为“十二五”期间国家重点建设十大体系之一,而且明确提出要加强“食品安全科技支撑能力建设”。这就表明,依靠现代科学技术提高食品安全监管能力和水平是对国家科技发展指导方针的贯彻和落实。
3.1.2 做好基于物联网技术的食品安全监管专题规划
科技支撑食品安全监管是一个庞大的系统工程,必须搞好顶层设计,在调查研究的基础上,做好基于物联网技术的食品安全监管的专题规划制定工作。当前,在物联网产业已经纳入国家战略性新兴产业规划以及国家食品安全监管体系“十二五”规划早已出台的背景下,启动基于物联网技术的食品安全监管专题规划工作已迫在眉睫。
3.1.3 在统一标准规范体系上下功夫
物联网本身是一个传感器,集网络通信、数据处理、综合信息服务等多种技术于一身,而食品安全监管又涉及了作物(动物)生活环境信息、生长信息、食品加工、物流仓储管理、市场销售等多学科、多行业的协同工作机制,加之信息的多源性、数据的异构性、食品产业链的复杂性,没有统一的标准和规范体系制约,必将限制物联网技术在食品安全领域的应用和推广。
3.1.4 组织开展物联网核心技术攻关
据悉,当前物联网技术上传感器、芯片、关键设备制造等高端市场70%以上被国外企业占有。必须立足自主创新,通过政府扶持引导+企业参与的模式,在RFID、传感器、智能芯片、中间件、新一代通信和下一代互联网、高端计算设备和高端软件等领域开展共性关键技术研究攻关,并加快产业化进程,以降低在食品安全领域的应用推广和普及成本。
3.2 建设基于物联网技术的食品安全监管系统
基于物联网技术的食品安全监管系统的建设与应用是提高食品安全监管质量和水平的核心内容。
3.2.1 搞好基于物联网技术的食品安全监管系统设计
系统设计应把握好以下几点:
(1)系统功能。应坚持五大原则:
是数据和视频信息采集、传输、处理到查询调取实时进行;二是系统能对感知信息做出智能判断,及时预报或预警:三是实现某个区域内多品类多条产业链协同监管以及多途径登录系统查阅跟踪食品安全信息:四是具有强兼容性、可接入性和互动性:五是具有高度的安全性和绝对权威性。
(2)结构层次。物联网由感知层、网络层、应用服务层3部分组成,基于物联网技术的食品安全监管系统也不例外。其中,感知层承担食品安全信息的感知和识别,处于整个系统的最底层:其次是网络层承担各种信息的处理和传输;应用服务层位于最上层,主要是利用经过分析处理的感知数据,为食品安全生产和监管提供丰富的基于物联网的应用和服务。
(3)运行流程。系统运行需要四个步骤来实现。第一,通过感知层感知。读取、拍摄、定位获取食品生产、加工、仓储、运输、销售相关信息:第二,上述信息通过网络层传输至物联网支撑服务平台;第三步,网络层的云计算系统完成海量信息的分类、存储、分析和处理:第四步,通过应用服务层面为食品安全监管机构、监管人员和终端消费者,以及食品生产商、加工商、仓储商、运输商和销售商服务。
3.2.2 组建食品安全监管专用网络
食品安全监管网络作为基于物联网技术的食品安全监管系统运行的主干网络,通过该网络,把已经建成运行的安防监控网络、道路监控网络、质检网络、物流网络、食品追溯局域网络、风险监测网络等等与食品安全有关的网络以及食品行业、企业所建系统整合并接入进来。
3.2.3 搭建物联网支撑服务平台
物联网支撑平台是基于物联网技术的食品安全监管系统硬件设施的重要组成,是系统运行和应用服务的基础平台。海量数据的采集、存储、交换、计算、分析以及系统的管理和应用服务皆需这个平台支撑完成。国家食品安全监管体系“十二五”规划已对“国家食品安全信息平台”建设工作进行了部署,食品安全监管物联网支撑服务平台可以纳入国家信息平台建设中,二者建成统的平台。
【关键词】 物联网 RFID 云计算 智能医疗
物联网技术在实际工作中的应用已经成为今后发展的必然选择,在计算技术、自动控制技术以及互联网技术快速发展的背景下,物联网本身所发挥的影响也越来越大。掌握其关键技术是实现科学合理应用的重要前提。本文对于这方面的分析有重要现实意义。
一、物联网概念及其特点
所谓物联网指的是物物相连的互联网,广泛意义上的互联网,物联网能够把世界网络整合到一起形成一种虚拟的通信网络。利用物联网将能够进一步提升建筑物智能化水平,对于实现智能社会也具有重要意义。在实际工作中物联网主要是利用信息传感设备来对相应设备进行科学高效管理的。物联网的应用实际上实现了物与物、人与人以及人与物之间的广泛信息交换,这样对于实现网络信息资源最大化的利用,对于整合互联网空间具有重要意义。
物联网自身有其特点,准确性、及时性、识别性以及智能化是物联网的典型特征。在实际工作中主要是利用信息传感设备来及时了解设备的实时状况,这样将能够实现物品管理、通信交流,最终将能够解决人物之间、物品之间的高效交流的问题。
二、物联网关键技术
物联网之所以能够得到广泛应用,主要原因是其中各种关键技术的有着重要的现实功能。这些关键技术主要是包含以下几个方面:
1、RFID技术。RFID技术本身又称之为射频识别技术,这一技术是由读写设备、数据处理设备以及RFID电子标签等组成。通过利用射频识别技术将能够实现对特定信息的有效读写,这对于及时跟踪物件,实现对物件的高效管理是有非常大的帮助的。正因为具有这样大的好处,因而能够实现广泛应用。在射频识别技术中,所有射频识别都是只有一个识别码,这样识别起来就会非常方便,更容易实现管理。
2、通信技术。这里的通信技术主要指的是互联网通信技术,所谓互联网通信技术网络是用物理链路将各个孤立的工作站或主机相连在一起,组成数据链路,从而达到资源共享和通信的目的。物联网应用过程中关键是要能够解决如何利用提高目前互联网通信技术性能从而满足物联网较低移动能力和数据能力的问题。这一问题如何能够实现有效解决直接影响物联网的科学应用。从当前实际情况来看能够满足要求的主要是3G通信、卫星通信、IP网络以及IEEE802.15.4等通信技术。
3、云计算技术。云计算作为一种新型技术在物联网构建中所起作用是非常重要的。云计算实际上是一种基于互联网的相关服务的增加、使用以及交付模式。云计算将能够提供便捷、可靠以及按需的网络访问,利用云计算技术将能够提供丰富资源。云计算的优势是非常明显的。可靠性高、可扩展、成本低以及通用性强是其明显优势。所谓可靠性高主要是通过利用数据多副本容错、计算节点同构可互换这些措施从而来保证,这样就会使得云计算比本地计算机可靠性变得更高。可扩展指的是云的规模是能够动态伸缩的,能够实现动态伸缩就能够满足就能够不同类型用户规模增长的需求。这样将能够扩展物联网的应用范围。
云计算技术的成本是非常低的。云计算运行过程中不需要企业花费昂贵费用来进行管理维护。云计算的通用性实际上就能够使得资源利用率得到有效提升。这样就能够帮助用户充分享受云计算的低成本优势。通用性指的是云计算是针对不特定对象实现应用的,这样在“云”的支持下将构造出千变万化的应用,即便是同一个“云”也将能够支持不同的应用运行。通过这样一种措施将能够真正满足实际需要。
4、信息安全技术。未来的物联网不仅要能够保证信息及时有效的传输,同时还要保证实现安全通信,信息安全技术的应用就是为了能够保证安全通信而采取的措施。在信息大爆炸时代,如何保证信息安全是人们需要认真思考的问题。物联网应用过程中也需要利用其自身框架以及各种技术从而来保证物联网实现信息的安全传输。要从物联网系统根源上来实现对信息安全的有效控制。
三、物联网应用前景
从今后的实际情况来看,物联网的应用范围将会进一步扩大,物联网所发挥的影响也将会越来越大。具体而言未来的物联网将会应用在以下几个方面:
1、在医疗行业的应用。物联网在医疗行业中的应用将有助于实现智能医疗,当前我国医疗行业改革正处于关键时期,传统医疗保障体制已经难以满足日益复杂的社会形势和人们日益高涨的需求。物联网技术在医疗行业中的应用将能够发挥更大的作用。具体而言物联网在医疗行业主要是应用在医疗器械管理、医疗服务、医药产品管理、远程医疗等多个方面。在这些领域中的应用对于提升医院医疗诊治水平和管理水平都具有非常重要的意义。利用物联网技术将能够实现病情信息、病人信息的实时记录、传输以及处理。不仅如此,医院内部、不同医院之间也将能够实现信息共享。这对于构建医疗网络系统是有帮助的。
2、在物流行业的应用。随着我国电子商务的快速发展,人们对物流行业的要求也越来越高。为了适应人们需求就需要加强物联网技术的应用。物联网的应用具体而言就是应用于货物从供应商到需求的传输移动过程中。在这个过程中的应用对于提升物流行业管理水平有着非常重要的现实意义。从目前我国物流行业信息化水平来看还是非常低的,企业本身还缺少系统的IT信息解决方案,对于客户的各种需求也无法及时有效地满足。
因此,在今后工作中就要利用到物联网技术。物联网技术的应用将能够使得物流产品能够实现及时追踪,物流过程也将能够实现可视化、物流配送将会变得智能化。物联网技术在物流行业所发挥的影响将会越来越大,今后物流行业物流成本将会迅速降低,物流效率将会得到有效提升。物流活动一体化将会成为今后发展必然趋势。
3、在节能减排中的应用。近几年来,我国的经济增长快速,各项建设也都取得了巨大成就,但是也付出了巨大的Y源和环境代价,经济发展与资源环境被破坏两者之间的矛盾日益尖锐,节能减排,抗击气候变化,与人们的日常生活息息相关。现在物联网已经成为业界公认的一大热点,如何通过物联网技术来实现节能减排也将成为学术界的一个研究热点。虽然目前物联网技术尚不成熟,但可以预见,这必将成为相关领域的研究热点。
物联网环境下的智能节能系统设计作为物联网应用的一个典型代表,它的设计与实现融合了大量的先进技术。首先,基于物联网的智能节能系统改变了传统的计量用电方式。物联网采集用电数据并保存到数据库中,借助于以太网将数据呈现给用户。其次,基于物联网的智能节能系统从多个角度以不同的方式将用电情况呈现给用户。物联网的智能节能系统,不仅会记录用户的整体用电情况,并且实时记录用户各个电器的用电数据,通过各种各样的图标将用电情况形象直观地呈现给用户。此外,基于物联网的智能节能系统采用反馈的机制节能。系统可以通过对用电数据进行横向和纵向分析,将用电情况反馈给用户。
物联网在实际工作中的应用对于满足人们日益高涨的需求具有非常重要的意义。本文对于物联网的分析将能够使得人们对此能够有深入认识。RFID技术、通信技术、云计算技术、信息安全技术是关键技术。在各个行业中的应用是今后发展的必然趋势,今后物联网所能够发挥的影响也将会越来越大。
参 考 文 献
[1] 王保云.物联网技术研究综述 [ J ].电子测量与仪器学报,2 0 0 9( 12 ).
[关键词]物联网;关键技术;应用
[中图分类号]TP393.4 [文献标识码]A
[文章编号]1672-5158(2013)05-0063-02
引言
物联网作为一种新兴的网络技术,融合了人们熟悉的嵌入式系统和无线传感器网络等技术的综合应用并加以创新。目前,物联网已经是多数国家构建经济发展的新模式与增强国家竞争力的先导技术。发达的国家会通过国家战略指引和应用试点的建设等措施促进物联网的发展,来抢占战略上的主动权与发展的先机。在我国已经拥有一定的技术和产业优势。
一、物联网的关键技术
(一)射频识别
射频识别技术就是一种非接触的自动化识别技术,它的原理是运用射频的信号与空间耦合的传输特性,从而实现了对物体的自动识别。射频识别技术是物联网技术的基础和核心所在。射频识别系统一般都由电子标签和阅读器组成。其基本的工作原理是通过电子标签和阅读器之间的耦合元件来实现射频信号的耦合。在耦合的通道内,依据时序的关系,进行能量传递和数据交换。在实际的运用中,被识别的物体上将贴上电子标签,在可识读范围内,阅读器会自动以无接触的方式将物体上电子标签中的约定识别的信息读取出来,实现了识别物品的自动化和物品标志信息自动收集的功能。
(二)无线传感
现在,物联网的快速发展,人类开始关注传感器技术的应用。无线传感器网络就是将一系列空间分散的传感器单元组织起来,进行物理世界和数字世界的连接。WSN通过各个节点之间相互的感知,将各自采集到的数据进行传输汇总,根据采集到的信息对网络覆盖区域的监测信息进行处理。当前,在物联网应用关键技术中的研究的热点对传感器节点定位研究。
(三)认知计算与智能控制
认知计算的要点是建立在对脑科学研究的基础之上,通过人脑的意识来实现目的的控制,由此,目前人工智能技术研究的一个主流方向偏向于认知计算,其研究的成果也成为智能技术发展的科学理论基础。可预测,在物联网未来的发展中,想要有效的对目标物体进行控制,需要在环境中可以获得物体自身的行为习惯,才可以为物联网的发展提供更多的依据。
(四)纳米技术
一般来说,纳米技术研究的尺寸结构约在0.1~100nm之间。如今,伴着传感器技术的快速发展,耗能低、体积小和高质量的微型传感器慢慢得到人们的重视,呈现大部分人应用的趋势。在现在,在科学技术指导下生产的纳米传感器,有效利用传感器的优势完成艰难的任务。
二、物联网技术的应用
(一)智能家居
所谓智能家居指的是一个居住的环境,以住宅作为平台安装一个智能家居系统来展现一个真实的居住环境,智能家居系统的实施过程被称为智能家居的集成。根据住宅这样一个平台,综合利用有线与无线网络平台的通信技术,安全防范系统和灯光窗帘控制的一系列系统,对所有与家居生活相关的一些设施进行集成,以提升生活的便捷性、安全性,实现节能环保的居住环境。
(二)物联网冰箱
对于物联网冰箱,不但能够储存食物,通过和网络的链接,还能识别出冰箱中所有食物的相关信息,消费者还可以及时读取这些信息,使消费者针对性的处理冰箱里的食物。除此之外,常用的美食网站和食谱还能被其收集,还可以根据用户对食物的评分了解用户对食物的喜好。它还知道对用户身体有益的食物,提升用户的生活质量。
(三)智能交通
智能交通是交通系统未来发展的一个方向,它有效的对先进的信息技术进行集成并运用于整个地面交通管理系统,从而构建的一个在大范围内发挥作用的综合交通运输管理系统。有效地的利用现有交通设施来减轻交通的负荷,提高运输的效率和保证交通的安全,因而,智能交通系统受到世界各国的重视。
(四)智能门票
将物联网技术运用在门票中,无论观众是谁、在哪里或者同伴在何处都会被计算机系统识别出。在观众进入公园之后,附近的公交站和餐饮点的位置都能及时知道。组织者可以知道各个场馆的观众分布情况,可以向观众给出一些的参观建议;还可以有效的调动车辆,交通效率得以提高。
(五)智能医疗
智能医疗是以物联网技术作为基础,运用智能型的手持数据终端为一线的医护人员提供及时的随身数据。医护人员在进行查房时,根据这个智能终端和无线网络进行连接,能够得到患者住院的信息,病历和检查的结果等,医护人员的工作效率得到了很大的提高。
(六)智能物流
利用物联网的集成智能化技术对物流进行智能控制,让物流系统可以模仿人的行为,物流系统可以进行推理判断和自行解决物流中存在的某些问题。在物联网技术中,能够主动获取物流过程中的信息并主动分析信息,还能主动监控车辆和货物,实现从源头开始跟踪与管理商品,使信息流比实物流要快一步。同时,智能物流也作为现代物流业的发展趋势,对云计算、物联网等现代信息技术进行综合的利用,以信息化和智能化系统作为支撑点,实现物流与信息流高效配置的一种物流体系。
(七)智能农业
我国还处在发展的初级阶段,作为是一个农业大国,国家安定和人民生活水平的提高和农业能否健康陕速发展有直接的联系,也关系到十提出的全面建设小康社会的宏伟目标顺利的完成。把物联网技术充分运用到我们国家的农业当中,农产品的结构在一定程度上得到优化,尤其是在动植物数据的采集和分析等相关方面,以实现国家现代农业的迅速发展。
三、物联网技术的发展趋势
物联网具有非常广阔的前景,通过使用物联网,我们目前的生活方式将会有很大的改变。有效的应用物联网能够提高经济效益和节约生产的成本;很多相关行业的发展可以以物联网的技术作为理论指导,为世界经济的稳定发展提供新动力;物联网的应用还可以给我们的生活带来很多的便捷。在物联网的世界里,任何物体都被赋予了一定的智能,一些原本需要人类干预才能完成的事情,在物联网中可以自动完成。构建一个真正有效实用的物联网才是关键点所在,有两个因素时不可或缺的。第一就是规模性,链接入网络的物体需要达到一定的规模,有了一定的规模,才能真正发挥出智能的作用。第二就是流动性,物体常常是处于运动状态中,为了使物体处在运动的状态,就需要建立起配套的大容量移动互联通道。
四、结束语
随着技术的不断成熟和完善,物联网给人们的日常生活带来很多的便捷。然而物联网的发展还是处在一个初级的阶段,还没有形成一个庞大的网络体系,在实现的过程中还会出现不可预见的问题。但是物联网的前景是很乐观的,有着十分巨大的市场潜力。所以我们一定要把握住这次机会,相关标准的研究和制定要加快,在关键技术与核心技术上要有自主知识产权,加快物联网产业发展的步伐。这需要政府大力扶持物联网产业的发展,创新核心的技术,需要加快制定与物联网相应的法律规范,并不断去完善。同时也需要一大批的企业把眼光投向未来,把物联网技术和提升企业竞争优势的战略决策想联系起来。
参考文献
[1]徐浈基.物联网应用技术综述[J]科学论坛,2013.01:282
[2]李真,宋朝阳.物联网技术发展及应用研究[J].软件杂志,2012.55(08):125-127
关键词:海关监管;物流网;跨境物流物;联网技术
中图分类号:TP391.44 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2017)01-0225-02
1 引言
全球经济的迅猛发展,对外贸易业务剧增,国际交流活动日益增多,特别是近年来跨境贸易电子商务等新型业态兴起,跨境物流业务量显著增加,如何做到“既要管得住又要通得快”给物流监管部门提出了更高的要求。
作为国家进出境货物监管部门,海关对跨境物流监管有严格规定,跨境物流监管可分为在途监管即动态监管和静态监管,动态监管又包括货物和运输工具在运输途中监管,静态监管则是对货物(物品)在海关监管区域存在状态的监管。传统的动态监管方式是将运输工具与所运载的货物进行绑定,启运地海关对其施加海关封志,到达目的地海关检查封志是否完好,以确认货物在途中是否被非法开拆。这种监管方式存在被非法伪造海关封志的风险,由于施封、验封均为人工操作,容易造成主观臆断、错判误判和出现廉政风险,而且效率低下。海关对货物(物品)在监管区域内的监管主要是以账册形式管理。
2 物联网技术与物流监控应用
物联网是一种基于互联网、传统电信网等信息承载体,使所有能够被独立寻址的普通物理对象 互联互通的网络技术,通过利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物体等相互连接,形成物与物、人与物相联,实现信息化、智能化和远程管理控制。
通过各种信息传感设备,如传感器、射频识别(RFID)技术、全球定位系统、红外线感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息,与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人,所有的物品与网络的连接,方便识别、管理和控制。
RFID是目前比较先进的一种非接触式识别技术,能够实现物品的自动识别和信息的互联与共享。以RFID技术为基础,结合已有的网络技术,数据库技术、中间件技术,构筑一个由大量联网的阅读器和移动标签组成的,能够实现自动识别和自动控制的网络即物联网。
2.1 动态物流监管
如图1所示,动态物流监管系统中,利用物联网技术,采用智能电子关锁、电子车牌、箱号自动识别和电子围网等技术系统来对动态物流进行监控和管理。
采用智能化的海关封志即智能电子关锁取代传统海关封志,采用电子车牌技术自动识别运输工具,或者采用图像识别技术识别运输车辆,通过信息化系统,将所运货物信息与电子关锁、电子车牌信息进行比对,比对成功则自动放行,不成功则不能通过卡口。
关锁一般用于海关转关监管业务。在海关转关监管业务中,转关货物需要由集装箱货箱式运输工具装载。业务上规定必须使用专用的封志对箱门施封,以表示这些货物尚未办结海关手续,仍处在海关监管状态,未经海关许可开启即为违法,以保证在途监管货物的一致性。
传统的一次性机械关锁是海关指定厂家专门生产的,具有统一编号,但是因其仅靠一根细钢丝进行加锁,容易被剪断,防盗、防伪能力都较差。电子关锁采用RFID技术,具有全球唯一身份识别号,可实现机械锁和电子锁双重锁定,防伪性能较强,坚固耐用,锁内可自动记录锁体状态,便于查证;使用动态口令和对称密钥进行远程施封、解封、验封,具备较强防范非法开启能力。
智能电子关锁是集成了微型处理器MCU、全球定位芯片GPS、无线射频识别芯片RFID和移动分组交换模块GPRS或3G移动通信模块以及驱动机械机构于一体的小型智能化系统。智能电子关锁记录施封、解封时间,通过GPRS信道实时向监控中心发送当前地理位置信息,实时监测锁具状态,对途中停留时间是否超限等进行分析判断,发现异常及时报警。智能电子关锁功能框图如图2所示。
电子车牌识别系统:海关监管区域设有智能卡口,运载海关监管货物的车辆到达时,电子车牌系统启动阅读器读取车上的电子车牌信息,自动核对车辆信息。
箱号自动识别:是采用图像识别技术,在运载跨境货物的车辆通过卡口时,对集装箱号进行扫描识别并传送到海关监管信息化系统中,系统对事先申报备案的集装箱及其装载的货物信息进行比对,从而为实现自动放行提供支持。
电子地磅:可以通过数据线与电脑管理系统连接,用于重量数据的进一步处理、储存、传输等。
智能卡口:海关特殊监管区设置智能卡口,对进出区车辆及其运载的货物进行监控和管理。智能卡口与海关监管区域的信息化系统联网,车辆通过卡口前,物流企业提前向海关申报备案,物流信息进入海关信息系统,当车辆到达智能卡口时,通过阅读电子车牌、箱号识别、智能关锁、电子地磅称重等一系列信息综合分析,确认该货物是否与企业申报的货物相符,从而决定是否能够自动放行。
电子围网:对海关监管区之间运输线路进行GPS线路边界规划,配合使用地理信息系统(GIS)设定监管车辆和货物的合法行驶线路、活动范围,在途中时限及停留超时限制等,一旦发现有电子智能关锁非法开启、运行轨迹偏离指定线路及电子围网范围,途中停留时间过长等异常情况,立即将报警信息存储下来,并通过GPS将报警信息实时传送至监控中心。建立监管区域卡口车辆自动验放、远程监控系统,通过拖车IC卡、箱号自动识别系统、电子地磅、与智能电子关锁及GPS联动,在港区与园区之间实现电子数据自动核碰,智能化处理,异常报警。同时,所有申报、放行、途中路线轨迹、车辆情况及进出卡口等数据均可供海关等监管部门随时调阅查询,并作为风险管理的数据依据。
2.2 静态货物(物品)监管
在海关监管区域,如行邮监管场所、快件中心、暂扣物品监管场地以及其他海关特殊监管区域等,设立基于RFID管理系统,通过对海关监管区内货物物品粘贴RFID标签,实现对货物物品出入海关监管区域的实时监控和管理。目前普遍使用的超高频RFID技术标准为ISO18000-6C,工作频段860MHZ~960MHZ,其主要技术特点为,一是读写速度快,数据速率可达40Kbps~640Kbps。二是可同时读取大量标签,理论上能超过1000个标签。三是具有多种写保护方式,安全性好。四是区域多,分为EPC区(96bits或16bYTES,可扩展到512bits),ID区(64bits或8Bytes),用户区(224bits或28Bytes),密码区(32bits或4Bytes)。
通过系统分析功能将电子仓单信息与实际货物存放情况紧密联系起来,对区内货物存在状态、位移情况等实时跟踪。利用电子标签实现静态货物的监管,建立物流库,实时检测、统计库存货物状态。即在货物进入海关监管区后,对货物进行入区(库)确认,通过设置在区内的阅读设备实时监控货物状态,这样既可以监控货物的状态,又能够实时统计货物库存。电子标签可以采用无源低成本标签,一次性使用,可大幅降低成本,提高布控数量。电子标签系统还可以与X光机系统联网。进行数据交换,从而提升信息共享效率,提高系统效能。采用地理信息系统(GIS)、全球卫星定位系统以及RFID等设备,借助电子围网理念,对区域内的货物物品实现实时监控管理,确保在严密监管的同时,达到高效服务的要求。
3 结语
物联网建设不仅有利于海关等部门的物流监管,同时也便于企业自身管理,二者相得益彰、互利共赢。企业通过物联网系统可以随时掌握货物运抵情况,同时基于实时准确的出入库信息,海关监管环节也可大幅度提高工作效率,进而缩短物流送达时间,降低企业运营成本,提高了企业竞争力。
关键词:物联网;关键技术;煤矿;信息管理
中图分类号:TN915.5 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2013) 01-0033-02
作为一种跨学科的新兴技术,物联网正在通过其特有的方式越来越深入的影响着我们的工作和生活,来自于各行各业的生产方式和生活方式的改变,使得物联网的应用基础和应用范围越来越宽泛,尤其在成为国家重点发展的“五大战略性新兴产业”之一之后,物联网更是得到了突飞猛进的进步[1]。作为一种通过信息传感设备,将物品和互联网连接起来进行信息交换和通讯,实现智能化识别、定位、跟踪、监控与管理的网络,物联网改变了传统的事物处理模式,对信息技术应用于社会发展的不同提供了新的基础。煤炭开采是我国能源战略的一个关键领域,将物联网技术应用其中,促进其信息管理的高效化,具有十分重要的现实意义。基于此,本文首先阐述煤矿物联网信息系统的架构,然后对物联网的关键技术进行了分析,最后,从多个不同的视角给出了物联网技术在煤矿信息管理中的应用。希望通过本文的工作,为煤矿物联系统的构建,不同环节、不同部门间的便捷通讯,以及实现煤矿人员、设备、环境和管理四类要素的综合优化,提供一定的可供借鉴的信息。
1 物联网信息系统的架构
按照统一规划、统一部署、统一管理、统一接口和统一标准的要求,物联系统的设计工作主要分为以下三个层次进行:感知层、网络层和应用层[2]。其中,感知层的主要构成包括感应器、读卡器、条形码只读器和视频摄像头等,其工作原理是:把由感知层获取的数据经由通讯模块传输到控制计算机,以此来完成对数据信息的检测和采集;对网络层而言,其工作原理是通过互联网、移动通信网或者计算机局域网,以及它们自建的融合,实现数据信息的准确传输;而在应用层,要完成的主要工作是对数据信息进行综合分析与处理,做到对设备、人员的智能化的控制和调配。将物联网技术应用到煤矿信息管理中,还要进一步的完成以下工作:在感知层,需要在地面井口、煤台、井下等相关场所安装视频监控与传感设备等相关感应器,实现矿井传感设备的数据接入、传输与汇总等;在网络层,需要通过对“分级监管,分级响应”机制的运用,搭建起煤矿物联架构,其中主要涉及到矿井监控数据流转网、煤矿企业、市级分控中心等数据专线;在应用层,要进一步的全面构建井下视频监控、人员定位、排水系统、安全运输等相关的系统。
2 物联网的关键技术
2.1 网络层关键技术
在物联网的网络层,所需要的关键技术包括以下几个方面:长距离有线通信技术、无线通信技术以及网络技术等。由于网络层处于物联网的中间部位,主要负责感知数据管理和对相关的数据信息进行分析和处理,因此可以将其看做是物联网数据的中心,是物联网的核心技术部分[3]。在这些关键技术的协助下,物联网的网络层能够将感知层(最为基础的一层)获得的信息进行无障碍、高效的传输,能够有效的解决感知层所获数据的长距离传输。这些数据同时还能够经由移动通信网、国际互联网、企业内部网以及各类专网和小型局域网等进行网际间的传输。尤其在“三网”合并之后,有线电视网进一步担负起了物联网网络层的一些功能,这不但对物联网的发展是十分有利的,还会因能够构建一个全国性的、庞大的、综合的业务管理平台,使物联网应用到更多的经济社会发展领域。
2.2 应用层关键技术
应用层是物联网整体架构中最为关键也是最后的一个层面,在这一层面所需要的关键技术包括M2M技术、云计算等。其中,M2M技术指的是通过对通信技术、自动控制技术以及软件智能处理等相关技术的结合,实现对机器设备信息的自动读取与自动控制[4]。在物联网整体架构中,M2M技术的应用目的是使机器设备具备“活性”,都能够连入网络,并具有一定的通信功能;而对云计算来说,这是一种在分布式处理、并行处理与网格计算的基础上发展起来的新技术,已经在社会发展的多个领域得到了广泛的应用。在物联网中应用云计算技术,能够有效的提升对数据信息的处理和存储能力,在带宽等方面具有极高的性价比,在当今物联网技术的组成结构中不可或缺。这一技术不但能够为不同“种类”的物联网提供统一的服务交付平台,还能够降低数据处理成本,提高应用效率。
2.3 感知层关键技术
感知层在物联网的整体架构中处于架构的最底层,可见,它是物联网整体发展与应用的基础和前提,在物联网的功能中具有核心的地位。作为物联网架构中的最为基本一个层面,感知层的作用是十分明显和重要的。在这一层面,所需要的关键技术主要包括以下几个方面:对信息和数据的检测技术、中低速无线传输技术、有线近距离传输技术等。通过对这些关键技术的应用,能够在各类集成化的微型传感器的协作下,实现对各类环境和监测对象进行实时监测、感知和采集的目的[5],也能够通过对嵌入式系统的应用,实现对信息的处理,并在随机自组织无线通信网络的协助下,以多跳中继方式将所感知到的信息、数据传输至接入层的基站节点或者直接接入网关,最终实现物联网的全面覆盖。
3 物联网在煤矿信息管理中的应用
3.1 在无线/有线一体化调度中的应用
对煤矿信息管理的未来发展而言,“智慧矿山”是其一个重要的发展模式和煤矿信息管理的重要保障手段。在煤矿物联网的整体架构中,无线/有线一体化调度通信正在成为今后的发展趋势。这种新的信息管理系统,集井下移动通讯、视频监控、人员定位、应急救援通信和工业以太环网以及无线/有线一体化等为一体,实现了“六网合一”[6]。在这一应用过程中,系统采用模块化的设计方式,目的是能够使用户便于对各子系统的选和扩展。这种“六网合一”的模式使物联网系统在整体造价、设备线缆安装架设工程量和维护量方面实现了较好的优化,系统的扩展能力也得到了大幅的增强。此外,该系统还具有进行应急通信的功能,而当系统中的任何一个分站或者光缆等设备发生故障以及遇灾害损坏时,系统都能够在“即时重构自愈功能”的协助下,使故障的排除和系统的工作分开进行,提高了系统的整体运行效率。
3.2 在物流信息管理中的应用
煤矿的物流管理是其整体功能中不可获取的一部分,无论是在运输、装卸、搬运、存储以及信息管理等各个环节,都需要物流的参与才能完成。其中,物流信息化系统平台的构建对提升煤矿物联网的运行效率,提升煤矿的整体运行效率具有十分重要的意义。在煤矿信息系统中构建物联网,需要对物流、人流、车流以及危险品的过程数据进行有效的集成和加工处理,最终要在安全生产管理与实时过程控制两者之间构建一个综合管理的通道或者平台,最终实现两者之间的信息“无缝”交换,各类物流职能之间的紧密集成等。其具体做法是,首先要在关系数据库系统的基础上,对各应用系统进行集成,实现信息共享和交互,然后以这一平台为基础,把煤矿中分散的物流、人流等各子系统进行有效的综合,将监测监控、告警、协同作业等附加功能融合进去,最终实现煤矿运行的多级、分层和实时管理和监控,使基于互联网的煤矿运行能够符合安全规程,提升物联网的应用的效率和效果。
3.3 在煤矿设备管理中的应用
将物联网技术应用到煤矿设备管理是物联网在煤矿信息管理中的一个典型应用,不但能够完成对各类煤矿运行监测参数的的数据信息采集,还能够实现对数据的存储,并通过实时显示和图形显示的方式,为井上的监控中心提供一定的可供参考的数据信息,这些数据信息包括各类参数指标、井下设备的报警、断电等信号,其目的在于能够有针对性的对设备进行调节,以井下适应湿度、温度、风压和瓦斯等环境因素的改变,最大限度的实现井下各类设备信息的自动实时录入,以此来对设备的工作环节进行准确的记录,尽量降低事故的发生频率。这样一来,井下各类设备的工作状态就能够及时的反馈给井上的监控中心,井上的工作人员就能够通过相关的数据信息更好的控制井下设备的正常运行。当出现了设备故障、需要进行检修时,便能够通过物联网和互联网等相关通信网络,及时的与远程的厂家进行联系和协同解决,第一时间实现对设备的跟踪和检修,保障井下工作正常的运行。
3.4 在人员、机车定位中的应用
物联网技术应用到煤矿信息管理中的另一个领域便是对人员、机车等的定位。这一系统的搭建主要由标识卡、读卡器、网络传输系统以及上位机和系统软件等完成。在人员的定位方面,需要为相关人员安装人员定位系统标识,并经由这些标识直接将其信息接入到物联网的信息化系统管理平台之中,并通过读卡器、网络传输系统、上位机和系统数据库软件的应用,将人和其他设备区分开来;对机车定位来说,系统要将标识卡以1-3m的间隔安装在井下巷道的顶壁上,完后通过安装在矿用机车上的定位分站读取标识卡将机车的信息连入物联网。同时,安装在矿用机车上的移动定位分站和固定安装在巷道中的矿用无线通信分站两者之间,要通过无线以太网协议通信相连,这样一来,两者之间便能够在视频、语音、数据等媒介中,实现对调度中心下传的各种指令的实时接收,移动机车上摄像机视频信号和运行监测数据的实时无线上传等。
4 结束语
在经济社会发展的各个领域,利用物联网系统能够较好的实现对人、物、环境不同要素的有效监控与检测,做到影响正常工作因素的提前预防和预警,其目的是实现从“间断性检查”向“连续实时监控”的转变。在煤矿生产工作中应用物联网的关键技术,除了需要对文中所述的领域进行重点关注外,该应在做好以下基础性的工作,唯有如此,才能使物联网的应用更加顺畅,它们是:选择适合煤矿井下环境与规范的智能传感器件,构建分布式、可移动和自组网的信息采集平台,对煤矿复杂环境中的无线传感网技术进行重新搭建,对安全信息获取技术进行重点关注,提升矿井的灾害预警预报水平等,此外,还应该强化人员安全环境感知技术和终端设备、生命探测技术等方面的研究,拓展和挖掘、完善煤矿物联网技术,使煤矿的采掘、提升、运输、通风、排水、供电等关键生产环节都能够在物联网的作用下得到完善和效率的提升。
参考文献:
[1]莫钦森,魏金成,温佐云.物联网在煤矿生产上的应用[J].电子设计工程,2011,12:102-104.
[2]张周,曹善西,付士军.物联网技术在煤矿行业中的应用现状与发展[J].山东煤炭科技,2011,6:88-89.
[3]赵文涛,董君.物联网技术在煤矿中的应用[J].微计算机信息,2011,2:121-123.
[4]王援,赵丙辰,陈家芳,刘银龙.物联网技术及其在煤矿行业中的应用[J].电脑知识与技术,2011,33:8322-8324.
关键词:物联网技术;图书管理;射频识别;智能图书管理技术
文章编号:1672-5913(2013)07-0028-03
中图分类号:G642
伴随着新的信息技术在传感、实时控制、通信网络等领域的长足发展,以物联网技术为基础的智能图书管理技术应运而生。物联网技术在图书管理中的应用拓展了图书馆的发展空间,最大限度地优化了馆藏资源到读者之间的文献运输和流动信息分配,提高了文献资源的利用率,降低了图书馆的运营资本,促进了信息资源共享建设。
物联网通过Internet实现物理世界任何产品的互联,使图书等资料成为附有动态信息的“智能产品”,并使信息流和物流完全同步,为图书馆资源信息共享提供了一个高效、快捷的网络平台。具有准确获取信息能力的RFID电子标签是对物品的惟一标识,电子标签具有可读写功能,其电子数据可根据需要记录各种信息,如书名、架位、馆藏地点等,同时电子标签具有可塑性,能附于图书、音像制品等信息载体上。通过电子标签可以对具体的物品进行监控,并利用网络数据库技术将该物品的细节信息存储、共享,以便图书管理系统各环节利用。集成了物联网技术的图书管理系统可以对图书信息进行准确无误的跟踪,精确掌握库存变化情况、周转流动情况,分析读者阅读倾向的变化、图书需求的变化情况。
物联网技术不仅创新了图书馆自动化管理模式,突破传统信息传播模式的障碍,克服信息传播中的延误,而且实现了图书馆与读者互动的人性化服务,提高了馆员的工作效率,加强了图书藏、借、阅一体化的功能,增强了图书馆的安全性、准确性、可靠性和扩展性,具有良好的发展前景。
1 感知识别
感知识别是融合物理世界和信息世界的重要环节。感知识别层位于物联网4层模型的最底层,是所有上层结构的基础。射频识别技术(Radio Frequency Identification,缩写RFID)是20世纪80年展起来的一种新兴自动识别技术,是一项利用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的。基于RFID标签对物体的惟一标识特性,使其成为了条形码+磁条系统的完美替代品。RFID标签中包含图书馆标识、馆藏地、文献类别、图书层架信息、近期借还记录等多种信息,拥有远距离可读性和安全防盗性。智能图书管理系统通常采用高频被动式标签,其通信频段范围为3~30MHz。除金属材料外,该频率的波长可以穿过大多数材料,但是往往会降低读取距离,一般在1m左右。该频段在全球都得到认可并没有特殊的限制,能够产生相对均匀的读写区域,具有防冲撞特性,可以同时读取多个电子标签,并把数据信息写入标签中。
感知图书、感知人员、感知环境是智能感知的3个基本要素。RFID自助借还书机是一种可以自动识别粘贴有RFID标签的图书及资料设备,通过触摸屏交互式的示范和清晰的语音提示来引导读者完成借还书全过程,自动处理图书的借还手续并将数据上传至服务器。RFID馆藏清点器对贴有标签的图书进行扫描,系统可以明确地辨认出各类图书的信息,并根据需要对有关信息进行处理,达到快速分级处理的效果,大大提高了工作效率。RFID自动分拣系统提高了上架的及时性和效能;RFID门禁系统实现身份认证、人数计数等功能。RFID体系结构如图1所示。
2 定位系统
位置信息承载了“时间”“空间”“对象”3大关键信息,利用这些信息不仅可以提供时效,而且可以提供个性化定制服务。常用的定位技术包括基于TOA(Time of Arrival)定位、基于TDOA(Time Difference of Arrival)定位、基于AOA(Angle of Arrival)定位、基于RSSI(Received Signal Strength Indicator)定位。智能图书管理系统常采用价格低廉的RFID标签,增加定位模块会增加设备成本。因此,一种基于信号特征的动态定位方法LANDMARC用于图书馆定位。LANDMARC使用RFID技术,在测量区域布置一系列的RFID标签作为“地标”,再辅以少量的阅读器。此外,测量目标也携带RFID标签。图2所示为LANDMARC布局的例子。
智能图书馆定位管理系统可以实现读者和员工定位、读者行为分析以及方便查找人员,结合GIS系统方便查询相关书籍设定的信息,馆藏书目数据、借阅数据及图书当前所在位置。电子防盗系统可以利用位置信息追踪图书流动的轨迹。
3 信息存储
伴随着图书馆逐渐步入数字化信息时代,传统的纸质期刊书籍、影印资料逐渐呈现出电子化趋势,并且由于互联网、电子阅读终端的普及,人们的书籍获取途径以及阅读方式同样发生着改变。图书馆的建设正在向着基于物联网、云计算技术的数字图书馆发展,以满足读者多样信息获取需要。物联网需要随时随地感知、传输信息,以便及时计算和控制设备。同时,物联网相对于传统的互联网具有更深入的智能化特性,处理复杂的数据分析、汇总和计算,整合多维度的信息,从而支持智能管理决策。集中的存储设备可以保证数字化资源的集中存储,但是,当存储设备出现问题时会存在着数据丢失的隐患。如何保证存储的数据不会丢失,保证数字图书馆的应用系统持续稳定运行,数字资源的安全存储是必须考虑的问题。
云存储是在云计算(cloud computing)概念上延伸和发展出来的一个新的概念,是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能,将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。当云计算系统运算和处理的核心是大量数据的存储和管理时,云计算系统中就需要配置大量的存储设备,那么云计算系统就转变成为一个云存储系统,所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。智能图书馆引入云存储平台后,能够将图书馆内所有的资源通过虚拟化技术进行统一的管理和分配。云存储结构如图3所示。
4 智能决策
在先进的感知、通信、计算和存储技术的支持下,有效地利用海量信息成为物联网应用的关键。面对海量数据,人们必须借助计算机才能获取相关知识。数据挖掘(Data Mining)是通过分析每个数据,从大量数据中寻找规律的技术,主要有数据准备、规律寻找和规律表示3个步骤。数据挖掘的任务有关联分析、聚类分析、分类分析、异常分析、特异群组分析和演变分析等。在智能图书馆中,所有的物理对象都参与业务流程(感知、通信计算、存储、控制)。精准的感知数据和精确定位信息被合理地存储计算,智能图书管理系统可以分析现有图书的借阅现状和变化趋势,对读者的阅读习惯、图书的畅销程度等信息,进行统计分析。同时,系统能够根据分类模型对相关对象可能性作出预测,然后根据预测结果有针对性地设计个性化服务。系统可以找到数据对象之间的关系,然后利用学习模式进行合理预测,实现错误或危险操作的预警行为,提高服务的自动化程度。
5 安全与隐私
RFID标签负责采集物理世界的信息,并将这些信息通过无线方式传送到服务器上。RFID标签受成本限制,不能支持复杂的密码学计算,因而容易遭受攻击,例如窃听、欺骗、篡改和拒绝服务等。RFID标签通常附着在物品上,甚至嵌入人体,其中可能存储大量的隐私信息。通过RFID标签上的信息,攻击者可以追踪标签携带者(人或物品)。利用这种方法,攻击者可以掌握用户的行为规律和阅读习惯,或实施进一步的犯罪行为。
【关键词】医院 健康管理 物联网技术
随着医疗体制的不断改革和信息技术的迅速发展,远程健康管理已经成为医院发展的必然途径,同时物联网技术在医院患者健康管理中的应用也成为一种必然趋势。传统的健康管理模式也必定会被远程医院患者健康管理模式所替代。下面本文就对医院患者健康管理中物联网技术的应用进行研究。
1 物联网远程健康管理系统的架构
我院研究出一种基于物联网技术的远程健康管理系统,其应用主要被分为三个层次,分别是感知层、通讯层以及应用层。具体如图一所示。
其中感知层,主要是对物体状态进行识别,同时对其相关信息进行采集,其构成部分是各种传感器以及传感器网关。在用户出院之后,就可以通过租用的形式,获得一个小型的便捷式检测终端,其中包括有体温计、血氧仪、血糖仪、心电仪、血压计等传感器模块。这些传感器的主要作用就对患者得到个人健康指标进行提取,通过蓝牙通信形式传输到智能手机中的“个人健康专家”软件。
通讯层则主要是对数据传输问题进行解决,通讯层是在个人手机上进行建立的,手机所选用的系统为智能操作系统,同时对其“个人健康专家”软件进行开发,其可以对各传感器所传输的健康指标进行接收。另外借助于手机的重力传感器,还可以对患者每天的运动步数进行计算,以此对其能耗进行估算。通过3G通信方式把其所收集到的个人信息发送到固定IP地址特定端口上。就算是患者在出差移动过程中,通信层也可以通过3G漫游对其数据远程通信进行完成,持续为客户提供服务。
应用层则就是对其服务过程中的智慧计算问题进行解决,其就是建立在医院的云计算中心。其固定IP地址可以对全国用户所发送过来的健康指标进行接收,同时结合患者的实际情况,例如年龄、性别、职业以及病历等,对其实时健康状况进行判定,一旦判定出患者健康状况出现恶化的时候,就会立即发出警报。那么通过个人手机即可对云计算所发出的警报信息进行接收,从而指导患者及时就诊和定期进行康复训练。
2 物联网技术在医院患者健康管理中的应用
目前国际上所流行的RFID技术,在医院患者诊疗过程中,也具有广泛的应用。患者在医疗过程中,主要是对其身份进行识别,其中物联网技术则可以在正确的时间、正确的地点,来给予患者一个正确的处置,同时还可以对患者的就诊过程进行正确的记录。首先对于门诊患者来说,那么身份证也就是其和发生为的唯一证明,即可在自动办卡机上进行扫描,同时存入一些备用金,随后就会形成一张“RFID就诊卡”,将挂号完成。患者拿着自己的“RFID就诊卡”就可以到任何一个科室就诊,同时系统也会把患者的信息传输到各个科室,在其诊疗过程中,医生诊断所进行的检查,治疗所使用的药物及一系列的治疗信息都会传输到相应的部门,患者只要拿着自己的“RFID就诊卡”,就可以直接进行检查,取药以及治疗,不必在经过之前程序中的划价、缴费等过程,节省时间。同时在其就诊结束后,还可以拿着卡到收费处开发票、领费用清单。如果是住院患者,则需要完成以下程序:首先在住院处办理住院手续,登记患者信息,随后在其信息登记之后,打印出RFID腕表,然后患者或其家属把RFID腕表交给护士,护士在对其身份进行确定之后,就可以对其腕表实施加密,最后将加密后的RFID腕表戴在患者手腕上,完毕。
在此过程中,借助于物联网技术,可以实现对患者相关信息的一系列的管理,其中主要包括有:
2.1 对患者身份的管理
不管是之上所使用的RFID就诊卡,还是RFID腕表,其中全部都包括患者的基本信息,如姓名、年龄、性别、职业、就诊时间、检查时间、治疗时间以及费用等。这些信息均不需要进行手工输入,同时这些信息也都是可以进行加密的,不但有效的保证了患者身份信息来源的唯一性,同时也减少了手工输入可能会出现的错误,另外还进一步对患者身份信息的安全性进行了确保。
2.2 对患者诊疗的管理
在患者治疗过程中,不管是患者进行检验、手术,还是给药、拍片等工作,都可以借助于RFID腕表对患者的信息进行确认,同时其还可以对患者各项检查、治疗时间进行记录,这样也就确保了医护人员和检察人员在工作期间,必须严格执行医嘱到位,不能够发生措施,对患者整个诊疗过程质量进行了有效的控制。
2.3 对患者查询的管理
患者可以借助于自己的RFID腕表,在制定的读写器上对其医疗费用发生情况进行查询,同时还可以将其打印出来,其中包括医保政策、护理指导、医疗方案、药品信息等,这样不但实现了医院治疗的透明度,同时也有助于提高患者的治疗满意度。
2.4 对危机预警的管理
在患者一旦对RFID腕表进行强行拆除或者是超出医院规定范围的时候,系统就会发出预警;同时RFID腕表还可以对患者生命体征,其中包括血压、心跳、脉搏以及呼吸等实施监控,并且设置有“危急值”,一旦其达到危急值,就会自动报警,从而有效的提高了患者治疗的及时性。
3 结语
基于物联网技术的医院患者健康管理,不但能够对患者实施远程健康监控,同时在医院内也能够对患者的各项信息和生命体征进行监控,其不但对医院工作流程进行了有效的改善,同时也大大的提高了医院医疗治疗,为患者的身体健康提供了有效的保障,所以说在医院患者健康管理中采用物联网技术,具有重要意义。
参考文献
[1] 范春,于广军.基于物联网技术的远程健康管理[J].中国数字医学,2011(03).
[2] 王羽,徐渊洪,杨红.物联网技术在患者健康管理中的应用框架[J].中国医院,2010(11).
[3] 包济民,王泉清,李.远程健康管理物联网系统设计[J].中国医学装备,2013(15).
【关键词】信息化 质量监控 管理服务平台 监管效率
近年来,随着我国经济的发展、社会的进步,人民生活居住条件的改善,施工过程中工程质量的检测和监管越来越重要[1]。目前在工程质量检测过程中,随着信息化技术在其中的渗透及应用推广,工程化效率不断提高。物联网技术是一种信息化技术,发展迅猛,其在工程质量检测及监控管理工作中将发挥巨大的作用[2]。
1.工程质量检测的信息化趋势
21世纪是一个以网络计算机为核心的信息时代。数字化、网络化与信息化、经济全球化是21世纪的时代特征。随着信息技术的飞速发展,经济全球化不断加快。通过计算机技术、数据通讯和互联网技术实现工程质量检测已是大势所趋[3]。特别是微型计算机技术的突飞猛进,从2005年以来,工程质量检测技术在自动化方面也有了较大的发展[4-5]。工程质量检测(试验)测试的数据是工程结构安全得到保证和工程质量达到合格标准的主要判断依据,保证其真实性、准确性和公正性非常重要[6-8]。
2.物联网应用于工程质量检测管理中
物联网在工程质量检测应用具体地说,就是把感应器嵌入和装备到检测的对象中,然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,从而实现工程质量检测现象整合[9-10]。
2.1 加强施工过程中的质量监管
工程现场质量规范化管理工作涵盖工程建设的全过程,是质量管理的基础工作,做好这项工作,有利于提高参建单位管理水平、人员素质和劳动效率,有利于提高工程质量管理水平。利用物联网的全面感知和即时传输能力,质量监督管理部门建立各工程项目施工、参建单位的档案,以便随时查阅发现问题,使监管过程更加透明化,公众化,避免人为因素影响工程质量[11-12]。
2.2 加强质量检测程序监督
利用物联网技术加强工程质量检测过程的监督检测和监督抽测,利用质量检测结果与标准结果对比,最后得出结论,根据实际情况对某些不达标的检测过程提出整改要求,达到要求后重新检测[13]。
2.3构建建设工程质量安全管理的长效机制
建立健全工程质量检测信息和诚信体系建设工作,形成建设工程质量检测信息共享机制。利用物流网技术进一步规范和加强质量检测监督过程中的停工、限期整改、不良行为记录、行政处罚等监管手段,建立各参建单位质量诚信平台,在信息系统中予以公示,做到对实体质量、从业人员质量行为与企业质量诚信的监管有机结合起来,实现现场监管与市场监管的联动[14-15]。
3.工程质量检测综合化管理服务系统的建立
3.1系统的组成
工程质量检测综合管理服务系统是以物联网技术为手段,以常规检测方法为基础,集四个方面管理于一体的信息系统,见图1。
该系统成功应用于工程质量检测管理方面,按照图1的框架图可知,主要有四个方面的应用,下面逐一介绍:
3.1.1检测流程管理
该部分前面做了介绍,利用物联网技术加强工程质量检测过程的监督检测和监督抽测,利用质量检测结果与标准对比,最后得出结论,根据实际情况对某些不达标的检测过程提出整改要求,达到要求后重新检测[16]。检测流程分三个步骤:
(1)检测结果的归档、整理及备份;
(2)标准结果的查找与对比;
(3)结论的得出及评估。
管理人员通过物联网技术检测到的现场结果由步骤1归档、整理及备份后,寻找相关检测数据库找出标准结果与检测结果对比。按照结论对比的结果并结合国家相关法律法规作出评价和判断。根据实际情况对某些不达标的检测过程提出整改要求,在规定时间内完成[17]。
3.1.2 项目档案管理
项目管理主要有工程备案、工程质量跟踪和工程质量评价三个部分组成。工程备案是对工程施工过程中的文件及过程进行备案,作为存根以便后期查找[18]。质量跟踪是企业向用户交付产品后,跟踪用户的使用情况,及时整理收集产品使用信息,就产品使用过程中存在的问题及时反馈到企业,建立产品问题数据库,在后续工程(产品)施工过程中加以改进。质量评价是根据建设任务、施工管理和质量检验评定的需要将工程划分为单位工程、分部工程和分项工程,依据质量检验评定标准对分项工程利用物流网技术进行智能评分,根据评分结果得出改进措施等[19]。
3.1.3单位及人员资料档案管理
单位及人员资料档案管理工作是一项重要的基础性工作,通过物联网技术可以对建设、施工及检测人员的资质、素质等方面进行管理,防止三无人员上岗工作,引起工程质量及人员安全问题。对于一直未出现问题的单位可以降低监督的力度,减少检查的次数;而对于问题常出的单位要加大监督的力量,检查要常态化[20]。
3.1.4 公共服务管理
公共服务管理主要是针对工程服务对象的,为他们提供工程质量信息的查询及投诉,使信息透明化。对事实清楚、责任明确、能够确定处理意见的一般质量缺陷,由投诉处理监督机构责成责任单位提出处理方案,向责任单位提出整改,并督促其限期整改[21]。
3.2综合化管理服务系统的运作模式
综合化管理服务系统可以独立运用于单一检测机构,也可以与其他系统综合化应用。物联网技术是以互联网为基础,如果没有互联网体系的支持,物联网技术就不能发挥作用。综合化管理服务系统主要是利用质量标准对各种工程进行检验[22]。
3.2.1 质量检测人员现场设备操作
检测人员通过现场检测设备等对工程进行检测,检测所得数据迅速传到外网,随之传到管理系统[23]。质量监督人员可通过网络及时查询检测过程及结果。在检测结果与标准对比无不同时,系统会自动形成权威质量检测数据报告,供质量检测及监督人员参考。
3.2.2 互联网及移动通信网络支持
互联网及移动通信网络正加速向各行业、各领域渗透融合,在我国经济和社会发展中的影响和地位日益突出[24]。互联网及移动通信网络目的主要是为了工程质量检测数据的传输和为监督人员提供相关服务的网络支持[25]。在物联网在工程质量检测过程中,网络及移动运营商利用现有的网络资源对检测信息进行处理,实现物联网技术与互联网及移动通信网的对接。
4.结论
本文通过对物联网的趋势,应用及与互联网等技术对接的介绍后,研究了物联网技术在工程质量检测综合化的应用,证实了物联网技术强大的应用能力及较广的应用范围。分别从检测流程、档案管理等方面详细介绍了物联网技术的应用。综合服务系统主要由四个方面组成,通过该系统的建立,可优化工程质量监管过程,极大的提高监管效率。
5.致谢
本论文得到十二五科技支撑计划项目《绿色磷矿山建设关键技术集成及综合示范》(2013BAB07B06)经费的大力支持,在此表示感谢。
参考文献:
[1] 张春红,裘晓峰,夏海伦,马涛.物联网技术与应用 [M].人民邮电出版社, 2011. 1-232
[2] 李鸿伟,牛天勇. 建设工程质量检测监督信息化研究 [J]. 施工技术, 2011, 40(4): 45-47
[3] 王羽. 物联网技术在患者健康管理中的应用框架 [J]. 中国医院, 2010, 7(1): 1-4
[4] 毕晓丽,洪伟.生态环境综合评价方法的研究进展[J]. 农业系统科学与综合研究, 2001(2):122-126
[5] 顾斌杰. 灌区生态型沟渠形态构建技术研究 [J]. 中国农村水利水电, 2006( 10) : 4-6
[6] Alessio Ishizaka. How to derive Priorities in AHP: acomparative study [J]. Central European. Joumal of op-erations Research, 2006, 14(4): 387-400
[7] Charles T. Kufs, Another view of the use of faetor analysis in geology [J]. Mathematieal Geology, 1979,11(6): 717-720
[8] 钱金平. 土地生态系统定量评价初探[J]. 城市环境与城市生态, 2001, 14(2): 54-55
[9] 康绍忠, 粟晓玲, 杨秀英. 石羊河流域水资源合理配置及节水生态农业理论与技术集成研究的总体框架 [J]. 水资源与水工程学报, 2005, 16(1): 1-9
[10] 彭晓珊. 关于物联网技术发展及应用前景的研究 [J]. 汕头科技, 2010, 1(1): 25-30
[11] 郝文江 武捷. 物联网技术安全问题探析 [J]. 信息网络安全, 2010, 1(1): 49-50
[12] 王保云. 物联网技术研究综述 [J]. 电子测量与仪器学报, 2009, 23(12): 1-7
[13] 李巍. 物联网技术在电力智能在线监测的应用 [J]. 信息化建设, 2009, 1(12): 23-24
[14] 张昕. 关注建筑工程质量检测工作中的标准规范的修订更新 [J]. 科技信息, 2012, 1(22): 403-404
[15] 吕妙英. 浅析公路工程质量检测技术 [J]. 中国科技博览, 2012, 1(31): 80-80
[16] 黄小红. 工程质量检测工作规范化的探讨 [J]. 常州师范专科学校学报, 2004, 22(3): 62-64
[17] 李萍. 如何搞好建筑工程质量检测工作 [J]. 科技情报开发与经济, 2000, 10(6): 39-39
[18] 龙维务. 浅析建设工程质量检测工作存在的问题及对策 [J]. 工程建设, 2007,39(3): 48-51
[19] 黄小红. 工程质量检测工作规范化管理与实施 [J]. 经营管理,2005,25(2): 167-168
[20] 孙玲. 试论做好工程质量检测工作的重大意义 [J]. 企业技术开发,2011, 30(3): 172-173
[21] 郭永银.建设工程质量检测行业现状及发展对策[J].中国科技信息,2008, 1(1): 32-33
[22] 张文广. 浅谈工程检测对建筑工程质量控制的重要性 [J].山西建筑,2011, 37(14): 197-198
[23] 周堂, 赖明勇. 我国交通运输行业物联网技术应用模式研究 [J]. 中国工程科学, 2012, 14(7): 103-108
[24] 曹玉霞. 物联网技术在公安领域的应用研究综述 [J]. 武汉公安干部学院学报, 2011,25(4): 22-24
[25] 张涛. 物联网技术在医疗行业中的应用 [J]. 中外医学研究, 2010, 8(25): 173-173