物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術及應用范文
時間:2023-10-08 17:41:08
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篇1
關鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);關鍵技術;智能化
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,IOT)被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后的信息技術革命的第三次浪潮。顧名思義,物聯(lián)網(wǎng)是可以實現(xiàn)物物相連的新型網(wǎng)絡,是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎上,將“物”加入到信息系統(tǒng),將RFDI、無線傳感技術等應用于“物”的感知、監(jiān)控、管理的技術系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)利用各種感知技術及信息傳感設備,如射頻識別技術(RFID)、紅外感應技術、激光掃描器、全球定位系統(tǒng)等對現(xiàn)實世界中的物品進行智能感知和識別,將采集的信息通過互聯(lián)網(wǎng)進行有效的信息交換和通信,從而將“物”加入到網(wǎng)絡互聯(lián)中,將人與人之間的溝通和交流拓展到人與物及物與物之間,即物聯(lián)網(wǎng)將其用戶端拓展和延伸到了任何物和物之間。物聯(lián)網(wǎng)的基本特征有物聯(lián)化、智能化、互聯(lián)化、自動化、網(wǎng)絡化、感知化。
1物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程
物聯(lián)網(wǎng)技術早在1995年就被比爾蓋茨提出。1999年,麻省理工學院給出了他們的物聯(lián)網(wǎng)的定義:物聯(lián)網(wǎng)就是將所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,實現(xiàn)智能化識別和管理的網(wǎng)絡。2005年ITU在其名為“物的互聯(lián)網(wǎng)”的年終報告中以新的通信維度來定義物聯(lián)網(wǎng),并預見物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術如傳感器技術、射頻識別技術、嵌入式技術等將得到更加廣泛的應用?;趯ξ锫?lián)網(wǎng)關鍵的研究,即通過傳感器感知“物”的狀態(tài),我國中科院認為物聯(lián)網(wǎng)是感知網(wǎng)。目前,韓國、日本均提出了本國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略,美國更是將物聯(lián)網(wǎng)列為振興經(jīng)濟的有力武器,我國也高度重視物聯(lián)網(wǎng)技術的開發(fā)、應用。現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術已經(jīng)被廣泛應用于生活的各個方面,如智能家居、智能交通、智能圖書館、產(chǎn)品溯源等,給人們的生活帶來了翻天覆地的變化。
2物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)可分為感知層、網(wǎng)絡層和應用層。
(1)感知層。
感知層主要完成大規(guī)模、分布式的信息感知與信息采集。通過各種類型的傳感器感知設備,提取設備的屬性、狀態(tài)及行為態(tài)勢等有用信息,從而感知、識別目標。并將信息提供給網(wǎng)絡層的其他設備以實現(xiàn)交流互通及資源共享。RFID標簽和讀寫器、全球定位系統(tǒng)、各種傳感器和M2M終端、攝像頭等是感知層的重要組成部分。
(2)網(wǎng)絡層。
網(wǎng)絡層是由互聯(lián)網(wǎng)與各種通信網(wǎng)絡(電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、移動通信網(wǎng)及其他專業(yè)網(wǎng)絡)等基礎網(wǎng)絡設施組成的融合網(wǎng)絡。主要負責接入、傳送和管控來自感知層的信息,完成物聯(lián)網(wǎng)應用層與感知層之間的數(shù)據(jù)傳輸、信息通信。
(3)應用層。
應用層主要是行業(yè)專業(yè)技術與物聯(lián)網(wǎng)技術相結(jié)合,為行業(yè)的智能化應用提供實用的解決方案,由支持物聯(lián)網(wǎng)技術運行的各行各業(yè)的應用系統(tǒng)組成,為用戶實現(xiàn)使用物聯(lián)網(wǎng)的應用接口,為各種終端及用戶設備提供應用服務。
3物聯(lián)網(wǎng)核心技術
3.1RFID
RFID(radio frequency identification,射頻識別)是一種可工作于各種環(huán)境、無須人工干預的非接觸式的自動識別技術。它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取對象的各種數(shù)據(jù)。RFID可實現(xiàn)多個標簽的同時識別,并能對高速運動的物體進行識別。RFID由標簽、閱讀器和天線3個部分組成。其技術標準有ISO/IEC10536,IS0/IEC 14443,IS0/IEC15693和ISO/IEC18000。應用最多的是ISO/IEC 14443和ISO/IEC15693。RFID具有識別穿透能力強、無線無源、安全防偽等特點,RFID技術與通訊、互聯(lián)網(wǎng)等技術相結(jié)合,可實現(xiàn)全-球范圍內(nèi)物體的自動識別、定位、監(jiān)控、追蹤,因而成為物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)的關鍵技術之一。
3.2無線傳感網(wǎng)技術
無線傳感器網(wǎng)絡(WSN,Wireless Sensor Network)是高效、高穩(wěn)定性的自組織的無線網(wǎng)絡信息系統(tǒng),具有分布式信息采集、信息傳輸和處理技術。無線傳感器網(wǎng)內(nèi)部署了大量的傳感器節(jié)點,物聯(lián)網(wǎng)正是通過遍布在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的無數(shù)傳感器及由它們通過自組織方式形成的無線傳感網(wǎng)絡,監(jiān)測光、聲音、溫度、壓力、運動等數(shù)據(jù)以感知物體的。傳感器各節(jié)點相互協(xié)作,實現(xiàn)對監(jiān)控區(qū)域內(nèi)任意時間及地點的信息進行感知、數(shù)據(jù)采集和分析處理,并通過網(wǎng)關連接到公用Internet網(wǎng)絡,將信息給監(jiān)測者。在無線傳感器網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)傳輸技術主要有WLAN技術、UWB技術、Zigbee技術、RFID等。
3.3云計算技術
云計算是利用遠程服務器或非本地的服務器的分布式計算機為網(wǎng)絡用戶提供計算、存儲、軟硬件等服務,具有大規(guī)模的并行計算能力和彈性增長的存儲資源。云計算將海量數(shù)據(jù)的計算程序通過網(wǎng)絡自動拆分成無數(shù)小的子程序,再交由多部服務器同時完成,因而能夠在數(shù)秒之內(nèi)發(fā)揮與超級計算機同樣的強大效能,處理數(shù)以千萬計甚至億計的信息。物聯(lián)網(wǎng)中的傳感設備時刻在采集海量數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)的存儲和計算、處理,需要云計算能夠?qū)崿F(xiàn)海量數(shù)據(jù)處理需求的計算模型來支撐。為使用戶有效使用數(shù)據(jù),云計算通過靈活、協(xié)同、安全的資源共享將信息孤島構(gòu)造成一個大規(guī)模的、異構(gòu)的資源池,從而為海量數(shù)據(jù)的高效利用提供支撐。
4物聯(lián)網(wǎng)技術的應用
4.1智能家居
智能家居是指為提高居住的舒適性、安全性和便利性,將物聯(lián)網(wǎng)技術中的智能控制技術應用于家庭的各種設備及家電的控制與管理,實現(xiàn)家居功能全智能自動化。目前已實現(xiàn)的功能包括自動燈光控制系統(tǒng)、安防控制系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、自動家電控制系統(tǒng)等。
4.2智能圖書館
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的不斷成熟和發(fā)展,RFID(射頻識別技術)被廣泛應用于新加坡、印度、等10多個國家的智能圖書館管理系統(tǒng)。為圖書管理及用戶服務的發(fā)展提供了新的契機。在圖書管理方面,實現(xiàn)了圖書溯源,保證圖書質(zhì)量。在新書上架及圖書典藏時,更易于對圖書進行感知和定位。為用戶提供智能身份識別、智能圖書定位、智能圖書導讀等個性化服務。近年來更是與高校學科建設相結(jié)合,為高校的科研提供學科服務。
4.3食品溯源
隨著人們生活水平的提高,食品健康問題成為人們關注的焦點,建立食品可追溯系統(tǒng)成為人們的迫切需求,物聯(lián)網(wǎng)技術特別是RFID技術的發(fā)展使其成為可能。利用RFID標簽采集食品從養(yǎng)殖場到屠宰場最后到銷售環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù),通過網(wǎng)絡上傳至中央服務器,以供消費者查詢驗證,實現(xiàn)從農(nóng)場到餐桌的信息透明,從而保證食品安全,增強消費者的信心。
4.4智能交通
智能交通系統(tǒng)主要是將物聯(lián)網(wǎng)技術中的RFID技術、智能感知技術、無線通信技術應用于城市交通管理。通過對車輛、天氣、路況、交通事故的實時感知與監(jiān)控,實現(xiàn)智能交通監(jiān)控、智能交通管理(實時、動態(tài)協(xié)調(diào)交通情況)、智能停車管理及不停車收費系統(tǒng)等。為解決城市交通擁堵問題提供新的解決方案。
篇2
關鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);關鍵技術;通信運營;運用探究
中圖分類號:TP212.9;TP391.44
物聯(lián)網(wǎng)是一種新型的網(wǎng)絡模式,隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展而發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)一般用于客戶端之間的信息交流,便于客戶之間的通信。這幾年,隨著科學技術快速發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術也在這種背景下得到了快速發(fā)展,人們越來越關注物聯(lián)網(wǎng)這種新型模式。從目前國內(nèi)的情況來說,物聯(lián)網(wǎng)目前的整體研發(fā)能力基本處于整個世界物聯(lián)網(wǎng)技術的相對前列。我國逐漸投入對于物聯(lián)網(wǎng)技術的研發(fā)成本,物聯(lián)網(wǎng)技術的研究規(guī)模也得到了空前發(fā)展,對于物聯(lián)網(wǎng)的應用越來越普及。隨著研發(fā)傳感器并且投入生產(chǎn),物聯(lián)網(wǎng)的效果也逐漸顯現(xiàn)出來。
1 物聯(lián)網(wǎng)的技術架構(gòu)
通過學習物聯(lián)網(wǎng)的知識,能夠逐漸了解物聯(lián)網(wǎng),物聯(lián)網(wǎng)由三個層面所構(gòu)成,主要包括感知層、網(wǎng)絡層以及應用層。感知層由多種的傳感器和一些網(wǎng)關共同組成,能夠有效對物體進行識別,有效采集不同的數(shù)據(jù),并且將信息加以控制,最終通過不同的通信模塊,來實現(xiàn)各個層面之間的連接,將網(wǎng)絡層、應用層有效連接,其功能相當于整個物聯(lián)網(wǎng)當中的“眼睛”。網(wǎng)絡層包括網(wǎng)絡和通訊網(wǎng)絡等等共同組成,能夠有效處理感知層搜集到的各種信息,借助于互聯(lián)網(wǎng)以及各種的通信網(wǎng)絡最終達到效果,類似于“大腦中樞”的作用[1]。應用層,主要就是各種基礎設施、各種中間件的總和,能夠有效為各種用戶提供更為基礎的服務,有效普及整個物聯(lián)網(wǎng)在整個社會中認知。
2 物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術
通過實質(zhì)分析物聯(lián)網(wǎng)的相關技術,真正了解物聯(lián)網(wǎng)如果需要真正得以在通信行業(yè)中得到廣泛運用,與諸多的技術都是密不可分的,包括各種信息的采集技術、通訊傳輸技術、各種智能化控制技術等等方面,需要進行不斷的發(fā)展完善。
對于物聯(lián)網(wǎng)來說,采集信息是最為基礎的。采集了信息以后,通過各種傳感器能夠了解外部的各種溫度以及氣候等信息,還需要通過電子標簽來有效識別,最終完成整個信息采集的過程[2]。
2.1 傳感器的運用。傳感器是一項關鍵的器件,能夠?qū)⑽锫?lián)網(wǎng)與各種虛擬世界加以連接,有效為物聯(lián)網(wǎng)提供各種數(shù)據(jù)。傳感器的特點明顯,不僅具體智能化,還有一定的網(wǎng)絡性。在整個物聯(lián)網(wǎng)當中,運用了傳感器,有效保證整個物聯(lián)網(wǎng)的信息準確性。
電子標簽,也就是射頻識別技術。電子標簽是非接觸式的,在無線訊號的基礎上,有效進行遠程識別,將有效數(shù)據(jù)進行采集。電子標簽現(xiàn)在已經(jīng)越來越多的出現(xiàn)人們的生活中,讓物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展更為迅速。
2.2 遠、近程通訊技術。近程通訊技術有RFID技術和藍牙技術,屬于目前快速發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術,能夠在短距離內(nèi)進行傳輸。傳統(tǒng)的無接觸式的認證,隨著社會技術的不斷發(fā)展,而逐漸出現(xiàn)了近程通訊技術[3]。
遠程通訊技術存在于物聯(lián)網(wǎng)當中,需要經(jīng)過多個層面的轉(zhuǎn)換,不僅需要實現(xiàn)機器之間的轉(zhuǎn)換,也需要經(jīng)過機器和人之間的轉(zhuǎn)換,在各個轉(zhuǎn)換當中,信息有效傳輸?,F(xiàn)代技術的不斷發(fā)展,讓越來越多的技術能夠支持物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的傳輸,從傳輸種類來說,包括有線傳輸和無線傳輸兩大類。
2.3 智能分析與控制海量信息技術。在互聯(lián)網(wǎng)與近程通訊網(wǎng)絡不斷發(fā)展的基礎上,智能化分析技術和信息控制技術越來越顯現(xiàn)作用。各種軟件不斷升級,有效完成物聯(lián)網(wǎng)當中各種數(shù)據(jù)的處理。智能化分析和信息控制技術,不僅可以快速處理信息,還能夠及時反饋信息,大大提高了效率。云計算就是最近幾年被人們所知道的計算模型,能夠快速處理信息。
3 物聯(lián)網(wǎng)運營中的關鍵技術及其在通信運營中的實例
3.1 物聯(lián)網(wǎng)運營中的關鍵技術應用。物聯(lián)網(wǎng)需要真正有效運作,需要各種技術有效結(jié)合,不管是信息采集還是信息傳輸、信息控制都是缺一不可的,只有相互密切配合,才能改達到效果。
信息采集技術是整個物聯(lián)網(wǎng)的基礎,通過傳感器與電子標簽的共同作用來完成。傳感器對于周邊環(huán)境的各種參數(shù)能夠明確感知,電子標簽可以標準化衡量采集信息。目前市場上存在著各類的傳感器。
近程的通訊技術屬于短距離之間的連接技術,屬于新興技術。近程通訊技術隨著傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展而不斷發(fā)展[4]。下面圖片為RFID系統(tǒng)通訊工作原理:
圖1 RFID系統(tǒng)工作原理
智能化信息分析與控制系統(tǒng),借助了先進技術,能夠?qū)⒏鞣N信息進行快速處理,在處理以后,快速反饋信息。這個系統(tǒng)的發(fā)展,讓物聯(lián)網(wǎng)越來越普及,讓越來越多的人了解物聯(lián)網(wǎng)的智能化信息分析與控制系統(tǒng)。
(1)物聯(lián)網(wǎng)終端在通信運營中的應用。任何系統(tǒng)中都有核心技術,物聯(lián)網(wǎng)自然也少不了核心技術。物聯(lián)網(wǎng)運作當中就有關鍵的技術,終端技術和服務平臺就是關鍵技術。用戶能夠直接接觸到終端,而平臺則是直接關系到服務。終端接入和服務平臺的核心技術能夠有效保證最終的服務效果,讓整個物聯(lián)網(wǎng)的運作更為穩(wěn)定、健康、合理。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關作為標準化的網(wǎng)元設備,能夠提供數(shù)據(jù)匯聚、數(shù)據(jù)傳輸、協(xié)議適配和節(jié)點管理等技術支撐。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關,不但能夠?qū)悩?gòu)傳感網(wǎng)匯聚成一體,也能與遠程運營平成對接,從而為客戶端的管理和服務提供保障。(2)物聯(lián)網(wǎng)服務平臺技術在通信運營中的應用。物聯(lián)網(wǎng)在通信運營領域主要有M2M和云服務兩種平臺。M2M平臺屬于智能化的通道,能夠讓機器實現(xiàn)數(shù)據(jù)控制、終端接入。M2M可以有效控制整個網(wǎng)絡的使用,具體使用多少流量都可以加以控制,如果發(fā)生故障也可以快速處理,從遠程上及時解決故障[4]。云服務平臺為物聯(lián)網(wǎng)提供更為便捷的服務平臺,讓信息處理能力更為提升,大大便捷了日常的生活,讓生活更為智能化。
3.2 物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)運營的實例:(1)手機物聯(lián)網(wǎng)。手機物聯(lián)網(wǎng)通過各種智能終端與電子商務有效結(jié)合起來,讓各種用戶通過軟件、硬件設備直接可以與商家進行交流,參與互動活動。手機物聯(lián)網(wǎng)讓各種活動更為便捷,不管是日常的購物,還是購物中比價,都可以通過手機掃描條碼得以實現(xiàn),讓價格更為透明。手機物聯(lián)網(wǎng)采用智能終端設備掃描各類商品的條形碼、二維碼等方法采集各商品的數(shù)據(jù)信息,實現(xiàn)購物、比價和鑒別產(chǎn)品等功能。(2)安防物聯(lián)網(wǎng)。新一代的智能安防物聯(lián)網(wǎng),結(jié)合了物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術和中國移動的TD SCDMA 無線通信技術,特別是中國移動的G3無線移動座機、RFID技術,是中國移動通信運營商在M2M平臺的基礎上發(fā)展起來的業(yè)務。智能安防的物聯(lián)網(wǎng),是新一代的技術,將關鍵技術與通信技術加以有效結(jié)合,中國移動的眾多技術,是中國移動通信運營商借助M2M的基礎上不斷發(fā)展。安防物聯(lián)網(wǎng)能夠提供各種安防保護,緊急情況下可以報警或者呼叫,科技的發(fā)展大大簡化了人們的生活,讓信息安全得到有效保證。
4 結(jié)束語
物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術得以應用,有效促進整個互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,讓各類企業(yè)接受物聯(lián)網(wǎng)并且能夠從中受益。物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術發(fā)展,從一定層面來說,對于整個物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展具有巨大的推動作用。
參考文獻:
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篇3
關鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);射頻識別;傳感器;無線網(wǎng)絡
中圖分類號:TP391.44;TN929.5
1 物聯(lián)網(wǎng)的概念
2005年11月,在突尼斯舉行的信息社會世界峰會(WSIS)上,國際電信聯(lián)盟(ITU)了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005:物聯(lián)網(wǎng)》,正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。2009年,美國總統(tǒng)奧巴馬將物聯(lián)網(wǎng)上升至美國國家戰(zhàn)略,由此引發(fā)了世界各國對物聯(lián)網(wǎng)的追捧。由于世界各國都在投入巨資深入研究探索物聯(lián)網(wǎng)技術,所以,時下的物聯(lián)網(wǎng)被普遍認為與當年的“信息高速公路”一樣,成為振興經(jīng)濟、確立競爭優(yōu)勢的關鍵。美國權威咨詢機構(gòu)FORRESTER預測,到2020年,世界上物物互聯(lián)的業(yè)務,跟人與人通信的業(yè)務相比,將達到30比1,因此,“物聯(lián)網(wǎng)”被稱為是下一個萬億級的通信業(yè)務。所有的跡象都表明,世界已經(jīng)開始進入物聯(lián)網(wǎng)時代。
物聯(lián)網(wǎng)是指通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協(xié)議,把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進行信息交換和通信,以實現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎仍然是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上的延伸和擴展的網(wǎng)絡;其用戶端延伸和擴展到了任何物體與物體之間,進行信息交換和通信。
2 物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術
2.1 射頻識別技術
射頻識別技術(Radio Frequency Identification,縮寫RFID),是20世紀80年展起來的一種自動識別技術,利用射頻信號及其空間耦合傳輸特性,實現(xiàn)對靜態(tài)或移動物體的自動識別。RFID系統(tǒng)主要由電子標簽、天線、讀寫器和主機組成。工作原理是由讀寫器通過發(fā)射天線發(fā)送特定頻率的射頻信號,當電子標簽進入有效工作區(qū)域時產(chǎn)生感應電流,從而獲得能量被激活,使得電子標簽將自身編碼信息通過內(nèi)置天線發(fā)射出去;讀寫器的接收天線接收到從標簽發(fā)送來的調(diào)制信號,經(jīng)天線的調(diào)制器(交變磁場或電磁場)實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的,對靜止或移動物體的自動識別。
射頻識別技術具有防水、耐高溫、使用壽命長、讀取距離遠、標簽數(shù)據(jù)加密、存儲數(shù)據(jù)容量大、存儲信息隨意修改、識別高速運動中的物體,識別多個標簽,在惡劣環(huán)境下工作等優(yōu)點。
2.2 傳感器技術
傳感器是一種檢測裝置,能夠感受被測量信息,并能將檢測感受到的信息按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求,它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié),是物聯(lián)網(wǎng)應用中的信息來源。
2.3 無線網(wǎng)絡技術
無線網(wǎng)絡技術豐富多樣,根據(jù)距離不同,可以組成無線個域網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、無線城域網(wǎng)和無線廣域網(wǎng)。其中近距離的無線技術是物聯(lián)網(wǎng)最為活躍的部分,因為物聯(lián)網(wǎng)被稱作是互聯(lián)網(wǎng)的最后一公里,也稱為末梢網(wǎng)絡。根據(jù)應用的不同,其通信距離可能是幾厘米到幾百米之間,目前常用的技術主要有藍牙、ZigBee、Z-wave、RFID、NFC、UWB、WI-FI等。
藍牙(Bluetooth)是一種低成本、低功率、近距離無線連接技術標準,是實現(xiàn)數(shù)據(jù)與話音無線傳輸?shù)拈_放性規(guī)范。藍牙技術使用的工作頻率為2.4G-2.5G之間,屬于免費的ISM頻段。藍牙技術可以實現(xiàn)語音、視頻和數(shù)據(jù)的傳輸,其最高的通信速率為1Mb/s,采用時分方式的全雙工通信,通信距離為10m左右(如果配置功率放大器可以使通信距離達到100m)。
ZigBee技術是一種新興的短距離無線通信技術,主要面向低速率無線個人區(qū)域網(wǎng),典型特征是近距離、低功耗、低成本、低傳輸速率,主要適用于工業(yè)監(jiān)控、遠程控制、傳感器網(wǎng)絡、家庭監(jiān)控、安全系統(tǒng)和玩具等領域,目的是為了滿足小型廉價設備的無線聯(lián)網(wǎng)和控制。Zigbee技術采用三種頻段:2.4GHz、868MHz和915MHz。2.4GHz頻段是全球通用頻段,868MHz和915MHz則是用于美國和歐洲的ISM頻段,這兩個頻段的引入避免了2.4GHz附近各種無線通信設備的相互干擾。
“UWB”(ultra wideband)是超寬帶無線技術的縮寫。UWB技術是一種使用1GHz以上帶寬的無線通信技術。雖然是無線通信,但其通信速度可以達到幾百Mbit/秒以上。
Wi-Fi(WirelessFidelity,無線高保真)屬于無線局域網(wǎng)的一種,通常是指符合IEEE802.11b標準的網(wǎng)絡產(chǎn)品,Wi-Fi可以將個人電腦、手持設備等終端以無線方式互相連接。
3 物聯(lián)網(wǎng)的應用
物聯(lián)網(wǎng)應用領域范圍幾乎覆蓋了各行各業(yè)。目前,我國物聯(lián)網(wǎng)應用已開展了一系列的試點和示范。為了推動物聯(lián)網(wǎng)的健康發(fā)展,2012年國家工業(yè)和信息化部的《物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)十二五發(fā)展規(guī)劃》確定了智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)、智能環(huán)保、智能安防、智能醫(yī)療、智能家居9大重點示范應用領域。
智能工業(yè)是運用物聯(lián)網(wǎng)技術,將勞動力從繁瑣和機械的操作中解放出來,大幅提高工業(yè)制造效率,改善產(chǎn)品質(zhì)量,降低產(chǎn)品成本和資源消耗。
智能農(nóng)業(yè)是運用物聯(lián)網(wǎng)技術,在微觀尺度上直接與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動、生產(chǎn)管理相結(jié)合,創(chuàng)造新型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。
智能物流是指貨物從供應者向需求者的智能移動過程,包括智能運輸、智能倉儲以及智能信息的獲取、加工和處理等多項基本活動。
智能交通系統(tǒng)是將物聯(lián)網(wǎng)技術進行有效地集成,實現(xiàn)高效、便捷、安全、環(huán)保、舒適、實時、準確的綜合交通運輸管理系統(tǒng)。
智能電網(wǎng)是電網(wǎng)的智能化,實現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟、高效、安全的目標,為新能源接入、電網(wǎng)防災減災、提高輸電能力、激勵用戶參與電網(wǎng)調(diào)峰、提高資產(chǎn)管理效益等方面產(chǎn)生重要影響。
智能環(huán)保是運用物聯(lián)網(wǎng)技術,構(gòu)建全方位、多層次、全覆蓋的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡,推動環(huán)境信息資源高效、精準的傳遞,促進污染減排與環(huán)境風險防范。
4 結(jié)束語
物聯(lián)網(wǎng)以無線和移動技術為主要特征,通過智能感知、識別技術、云計算、泛在網(wǎng)絡的有機融合,成為了第三次信息技術革命。目前物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展仍處于起步階段,許多關鍵技術有待突破,大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)的普遍應用還沒有到來。我們必須抓住歷史機遇,突破關鍵技術和核心技術,形成自主產(chǎn)權的成果和可持續(xù)競爭力,用心做大事,用力做小事,將感知中國、智慧地球都變?yōu)楝F(xiàn)實。
參考文獻:
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篇4
物聯(lián)網(wǎng)作為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后,世界信息化發(fā)展的第三次浪潮,已成為國家科技發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分,是未來戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的主導力量之一。物聯(lián)網(wǎng)是指通過信息傳感設備(包括射頻識別、紅外感應、衛(wèi)星定位、激光掃描和視頻監(jiān)控等),按照約定的協(xié)議,把物品與網(wǎng)絡連接起來,進行信息交換和通訊,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡,可以應用在城市應急管理信息的采集、傳輸、分析和應用等環(huán)節(jié),在城市應急管理領域具有良好的發(fā)展前景。
北京市委、市政府高度重視物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和應用建設,提出要發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè),優(yōu)先應用于城市安全運行和應急管理,進一步提升政府管理和服務水平,為此制定了《北京市城市安全運行和應急管理領域物聯(lián)網(wǎng)應用建設總體方案》,根據(jù)應急管理體系和應急指揮技術支撐系統(tǒng)現(xiàn)狀,結(jié)合數(shù)據(jù)實時獲取、預測預警、智能研判、信息共享、應急聯(lián)動和輔助決策等需求,提出北京市安全運行和應急管理領域物聯(lián)網(wǎng)應用“1+1+N”的總體框架,即:一個市應急指揮平臺、一個市物聯(lián)網(wǎng)應用支撐平臺、多個由部門和區(qū)縣建設的物聯(lián)網(wǎng)應用管理系統(tǒng)和平臺,規(guī)范物聯(lián)網(wǎng)應用建設,實現(xiàn)城市日常管理與應急管理的有機結(jié)合。其中,北京市應急指揮平臺作為全市城市安全運行和應急管理的綜合指揮平臺,接入城市安全運行和應急管理物聯(lián)網(wǎng)信息,進行匯總和綜合展示,為領導全面掌控城市安全運行和應急管理情況提供服務,為開展科學決策提供輔助支撐;物聯(lián)網(wǎng)應用支撐平臺是北京市應急指揮平臺獲取各單位物聯(lián)網(wǎng)信息的總渠道,也是城市安全運行和應急管理部門開展信息共享交換的總樞紐,實現(xiàn)各類物聯(lián)網(wǎng)信息的規(guī)范接入、有效整合,支撐跨部門、跨區(qū)域的資源共享;各部門、各區(qū)縣建設物聯(lián)網(wǎng)應用管理系統(tǒng)和平臺,應用物聯(lián)網(wǎng)技術,通過各類感知設備,實時獲取物聯(lián)網(wǎng)管理對象的感知信息,進行實時化、精細化、智能化管理。
一、物聯(lián)網(wǎng)技術在應急管理中的應用
2011年3月,《北京市人民政府辦公廳關于印發(fā)北京市城市安全運行和應急管理領域物聯(lián)網(wǎng)應用建設總體方案的通知》(京政辦發(fā)【2011】14號),正式開始建設城市安全運行和應急管理領域的物聯(lián)網(wǎng)應用示范工程,包括城市安全運行和應急管理物聯(lián)網(wǎng)應用輔助決策系統(tǒng)工程、物聯(lián)網(wǎng)應用支撐平臺工程、春節(jié)期間煙花爆竹綜合管理物聯(lián)網(wǎng)應用示范工程、“城市生命線”實時監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)應用示范工程、安全生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)應用示范工程、“政治中心區(qū)”綜合管理物聯(lián)網(wǎng)應用示范工程、軌道交通安全防范物聯(lián)網(wǎng)應用示范工程、極端天氣條件下保持道路交通暢通物聯(lián)網(wǎng)應用示范工程、城市運行保障和應急搶險車輛衛(wèi)星定位管理物聯(lián)網(wǎng)應用示范工程、區(qū)縣和社區(qū)綜合監(jiān)管物聯(lián)網(wǎng)應用示范工程等。
通過上述示范工程建設,完善應急指揮平臺,針對應急管理重點領域開展物聯(lián)網(wǎng)技術應用,進一步提高監(jiān)測管理水平和應急處置能力,為深化物聯(lián)網(wǎng)技術應用、創(chuàng)新管理模式奠定基礎,實現(xiàn)城市安全運行和應急管理物聯(lián)網(wǎng)信息的接入、匯總和綜合展示,為全面掌控城市安全運行和應急管理情況提供服務,為開展科學決策提供輔助支撐。
北京東方正通科技有限公司是北京市政府參與投資的物聯(lián)網(wǎng)應急領域高科技企業(yè),在2012年中標承擔“北京市城市安全運行和應急管理領域的物聯(lián)網(wǎng)應用示范工程”的安全生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)應用示范工程、軌道交通安全防范物聯(lián)網(wǎng)應用示范工程。
“安全生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)應用示范工程”在高危行業(yè)和領域開展示范建設應用,實時監(jiān)測重大危險源和其他高風險場所、裝置的各類實時監(jiān)測信息,進行綜合加工并開展智能分析,建立生產(chǎn)安全事故風險源動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng),提高安全監(jiān)管部門和相關單位的安全生產(chǎn)日常監(jiān)管、風險管理、預測預警和應急處置能力,有效降低安全生產(chǎn)事故率。在支撐安全監(jiān)管業(yè)務的同時,通過市物聯(lián)網(wǎng)應用支撐平臺,以系統(tǒng)接入和數(shù)據(jù)共享的方式接入市應急指揮平臺,為市領導和相關單位提供信息服務,并為市領導掌控本市安全生產(chǎn)總體情況提供服務。
具體做法是,在煤礦加裝氣體濃度、定位、壓力等傳感器和數(shù)字攝像頭,實時監(jiān)控井下環(huán)境參數(shù)、人員位置和設備運行狀態(tài)信息,進行窒息、機械傷害和冒頂?shù)仁鹿实念A測預警。在金屬非金屬礦山和尾礦庫加裝位移、水位等傳感器和數(shù)字攝像頭,實時監(jiān)控環(huán)境狀態(tài)參數(shù)和關鍵設備工作參數(shù),進行邊坡坍塌、透水、冒頂?shù)仁鹿实念A測預警。在危險化學品生產(chǎn)企業(yè)、加油站和油庫等單位內(nèi)部及周邊加裝液位、氣體濃度和溫濕度等傳感器和數(shù)字攝像頭,實時監(jiān)控危險源狀態(tài)參數(shù)和風險點圖像信息,進行爆炸、氣體擴散等事故的預測預警。在冶金、建材、食品等重點工業(yè)企業(yè)重要生產(chǎn)裝置及周邊加裝氣體濃度、溫度等傳感器,監(jiān)測生產(chǎn)運行參數(shù)和環(huán)境狀態(tài)參數(shù),進行爆炸、氣體擴散等事故的預測預警。在支撐安全監(jiān)管業(yè)務的同時,通過市物聯(lián)網(wǎng)應用支撐平臺,以系統(tǒng)接入和數(shù)據(jù)共享的方式接入市應急指揮平臺,為市政府和相關單位提供信息服務。
“軌道交通安全防范物聯(lián)網(wǎng)應用示范工程”重點針對軌道交通運行中的大客流沖擊、極端天氣和治安防范等事件開展,建設物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng),接入各類感知信息,開發(fā)軌道交通安全保障綜合分析系統(tǒng),及時掌握部分地鐵車站的站前廣場、主要地下?lián)Q乘站和重點區(qū)域車站的實時信息,加強與地面交通和公眾的信息互動,為相關部門及時準確掌握本市軌道交通運行情況提供服務,提高地面交通與軌道交通的協(xié)調(diào)聯(lián)動水平,降低大客流沖擊造成的影響,增強突發(fā)事件的應對能力。并通過市物聯(lián)網(wǎng)應用支撐平臺,以系統(tǒng)接入和數(shù)據(jù)共享的方式接入市應急指揮平臺。
具體做法是,在試點的軌道交通大客流沖擊嚴重的車站、重點換乘通道和換乘站,增設數(shù)字攝像頭,智能監(jiān)控人流密度、人流量和人員非法越界等異常行為,并實現(xiàn)智能分析與預測預警功能。在試點站增設核輻射、煙氣、溫度等傳感器,獲取煙氣、溫度、有毒有害氣體、核輻射等感知信息,對危險品違法攜帶等行為進行智能識別和分析,并開發(fā)治安防控預警系統(tǒng)。在重點車站安裝可變情報板等設備,及時向公眾軌道交通運營狀況信息。
通過上述示范工程建設,針對應急管理重點領域開展物聯(lián)網(wǎng)技術應用,完善了應急指揮平臺,進一步提高了監(jiān)測管理水平和應急處置能力,為深化物聯(lián)網(wǎng)技術應用、創(chuàng)新管理模式奠定了基礎。
二、物聯(lián)網(wǎng)技術在應用示范工程中的特點與創(chuàng)新
在物聯(lián)網(wǎng)應用示范工程的設計和建設中,充分體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)的技術特點,采用靈活的平臺架構(gòu),實現(xiàn)海量物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)接入能力,實現(xiàn)各類用戶數(shù)據(jù)共享。利用實時數(shù)據(jù)處理技術,實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動實時采集匯聚,通過前端感知設備和高效的實時數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)各類傳感監(jiān)測數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)的自動采集、匯聚。借助多種智能化分析工具實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的多維度分析與動態(tài)展現(xiàn),物聯(lián)數(shù)據(jù)的多時態(tài)、多維度的動態(tài)展現(xiàn)。為應急管理提供全面、準確、及時的數(shù)據(jù)分析和展現(xiàn)。利用專業(yè)分析模型實現(xiàn)預測預警和后果評估,提供以智能化監(jiān)測預警為核心的預警調(diào)度應用,為安全生產(chǎn)監(jiān)管和軌道交通安全防范提供智能化分析手段。
物聯(lián)網(wǎng)應用示范工程實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)在應急領域的應用創(chuàng)新,將物聯(lián)網(wǎng)技術與應急管理業(yè)務相結(jié)合,在監(jiān)測預警、應急準備、應急管理、事故調(diào)查等各個應急管理環(huán)節(jié),實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)與業(yè)務流程關聯(lián)應用,解決了以前無法解決的問題,為管理部門提供了實時、先進、直觀的技術手段。例如,在安全生產(chǎn)管理方面,通過示范工程建設,預警系統(tǒng)可以根據(jù)采集氣象信息,當預計出現(xiàn)大風、暴雨、雷電天氣時,自動向高空作業(yè)等特種作業(yè)人員發(fā)出預警信息,提示停止作業(yè)。將來特種作業(yè)人員配置定位偵測系統(tǒng)后,可以對特種作業(yè)人員的位置和狀態(tài)進行自動檢測,發(fā)現(xiàn)仍在作業(yè)的人員,向管理部門做出提示。在軌道交通監(jiān)測管理方面,通過示范工程建設,對地鐵的大客流監(jiān)測從以往人工經(jīng)驗推斷,升級到精準判斷、智能預警。通過分布在地鐵出入口、站臺、換乘通道的客流感知設備和視頻圖像智能分析系統(tǒng),實現(xiàn)客流密度實時監(jiān)測,結(jié)合專業(yè)客流分析模型,可以提前15分鐘測算出會出現(xiàn)大客流的車站,并向管理部門做出預警提示。
三、物聯(lián)網(wǎng)技術前景展望
作為溝通客觀物理世界和主觀感知世界的載體與橋梁,物聯(lián)網(wǎng)最大的優(yōu)勢在于,通過廣泛分布的傳感監(jiān)測系統(tǒng),以更直接、更精確的方式對環(huán)境信息進行全面監(jiān)測,進而實現(xiàn)對復雜環(huán)境或復雜事件的精確感知。在應急平臺中,構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的信息采集、分析和預警系統(tǒng),一方面可以實現(xiàn)對突發(fā)災難性環(huán)境(如環(huán)境污染、?;钒踩⒌罔F、廣場等人群密集區(qū)域的火險及地震等災難事件)的精確監(jiān)測;另一方面,可利用網(wǎng)絡中具有定位和通信模塊的多模移動信息采集終端,提供設備和救援人員的實時定位跟蹤;結(jié)合電子地圖,將現(xiàn)場動態(tài)信息與應急平臺綜合數(shù)據(jù)庫和模型庫的各類信息融合,依據(jù)事件專業(yè)分析模型,形成較為完備的事件態(tài)勢圖,對突發(fā)性公共安全事件的蔓延方向、蔓延速率、危險區(qū)域、發(fā)展趨勢等進行動態(tài)預測,進而為輔助決策提供科學依據(jù)。
篇5
關鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)技術;建筑施工;安全管理;物聯(lián)網(wǎng)
一.引言
隨著我國經(jīng)濟技術的高速發(fā)展,人們對生活的要求越來越高,希望逐漸實現(xiàn)智能化,因此物聯(lián)網(wǎng)技術就應運而生。建筑工程隨著規(guī)模逐漸擴大,安全事故問題越發(fā)嚴重,通過應用物聯(lián)網(wǎng)技術等智能化技術,提高安全管理水平,確保施工安全。
二.物聯(lián)網(wǎng)技術概述
1.物聯(lián)網(wǎng)技術的定義。
1999年,美國麻省理工學院首先提出“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。他們認為,物聯(lián)網(wǎng)就是將所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,實現(xiàn)智能化識別和管理的網(wǎng)絡。2005年,國際電信聯(lián)盟(ITU)了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005:物聯(lián)網(wǎng)》,對“物聯(lián)網(wǎng)”的涵義進行了擴展。報告認為,無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時代即將來臨,世界上所有的物體都可以通過因特網(wǎng)主動進行信息交換,射頻識別技術、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術將得到更加廣泛的應用。
2.物聯(lián)網(wǎng)技術的組成。
物聯(lián)網(wǎng)包括感知層、網(wǎng)絡層和應用層,感知層主要通過信息感知技術(匯接節(jié)點、感知節(jié)點、射頻識別終端等)采集感興趣的數(shù)據(jù)和信息,感知層應用的關鍵技術主要有傳感器控制技術和射頻識別技術等。網(wǎng)絡層主要依托于已發(fā)展成熟的互聯(lián)網(wǎng)以及移動通信網(wǎng),通過對感知數(shù)據(jù)進行存儲、理解、分析和挖掘,將數(shù)據(jù)信息高效準確的傳輸?shù)綉脤印脤又饕糜诮鉀Q人機交互的問題,網(wǎng)絡層對感知數(shù)據(jù)分析和處理并傳輸?shù)綉脤?,應用層利用這些數(shù)據(jù)為用戶提供所需服務,把物聯(lián)網(wǎng)技術與行業(yè)或個人需求結(jié)合起來,實現(xiàn)應用的廣泛化和智能化。
3.物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術。
物聯(lián)網(wǎng)的核心技術主要包括:
RFID技術:這是一種非接觸式的自動識別技術,通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù),是物聯(lián)網(wǎng)最關鍵的一個技術。
泛在傳感技術:重點是利用各種傳感器,將現(xiàn)實世界中各種事物的變化進行量化,形成數(shù)據(jù),并通過各種技術手段傳送到指定的位置。泛在傳感技術其中一個代表是Zigbee。
納米嵌入技術:利用納米技術制造超微型傳感器,構(gòu)建看不見的傳感網(wǎng)絡。這些被稱為智慧塵埃的超微型傳感器,可以嵌入到任何物品之中,而且對使用不造成任何影響。
智能運算技術:傳感器得到信息后,需要對其進行語義的理解、推理和決策,這些需要智能、運算技術來完成。
三、建筑施工安全管理中物聯(lián)網(wǎng)技術應用
1.設備動態(tài)管理。
施工設備是指能夠用于建筑施工的物資裝備,包括器材裝備、施工機械等。物資管理系統(tǒng)利用RFID,GPS、無線傳感器網(wǎng)絡、現(xiàn)代通信技術、數(shù)據(jù)采集技術、計算機處理技術、云處理技術與海量多功能傳感器相結(jié)合,實現(xiàn)對施工設備物資的實時高效管理。利用物聯(lián)網(wǎng)技術,將分布在不同單位、不同地方以及不同種類的施工設備,按類型、功能、有效性、所屬單位等屬性信息進行分類,并植入RFID電子標簽,將分散的資源等信息集成到統(tǒng)一的網(wǎng)絡信息管理系統(tǒng),進行集中、動態(tài)、實時的智能管理和應用。這樣,指揮決策部門通過智能的網(wǎng)絡信息管理系統(tǒng)就可動態(tài)掌握資源的使用和庫存情況,為科學決策提供依據(jù)。在日常交接班、裝備管理部門進行器材檢查,只需通過手持終端掃描并與之前的記錄進行自動的對比分析,就可以迅速了解器材裝備的基本情況,避免裝備的漏查和丟失等情況的發(fā)生。RFID等物聯(lián)網(wǎng)技術在物資裝備領域的應用能提高裝備與物資管理的信息化智能化和自動化水平,增強裝備與物資的統(tǒng)籌管理能力和資源整合共享,能加快裝備管理現(xiàn)代化建設,能進一步提升設備管理能力,確保科學施工。
2.人員出入管理功能
要求實現(xiàn)大門車輛管理以及門禁管理,施工人員可以持卡任意出入,但為了保證施工人員安全,必須要建立相關的出入記錄。需要數(shù)字身份驗證識別與圖像驗證相結(jié)合的多種檢測手段聯(lián)動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù),有利于在不同狀態(tài)下對人或車輛等物體進行識別與管理。
3.施工消防遠程監(jiān)控應用。
建筑施工中,消防安全是安全管理的重點內(nèi)容。消防遠程監(jiān)控系統(tǒng)可以通過各種傳感設備、視頻采集設備等感知和采集現(xiàn)場信息,借助消防物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層傳輸?shù)较乐笓]中心網(wǎng)絡信息管理系統(tǒng)進行智能化管理和輔助決策。通過在消防噴淋的管網(wǎng)中安裝感應芯片可以掌握噴淋裝置的壓力,從而監(jiān)控噴淋管網(wǎng)內(nèi)是否有水。水的壓力,在煙感和溫感設備后段安裝感應芯片,可以隨時掌握煙感和溫感的狀態(tài)。在消防泵開關閥上安裝電子芯片,可以遠程掌握消防泵的開關狀態(tài)。在消火栓、消防水池、天然水源等重要位置安裝水流觸發(fā)傳感器等,可以隨時掌握消防水源的位置、狀態(tài)、壓力等數(shù)據(jù)。在消防安全通道內(nèi)使用智能視頻監(jiān)控技術,通過視頻處理技術,分析前端攝像頭拍攝范圍內(nèi)或指定區(qū)域內(nèi)是否有長時間占位的物體并發(fā)出告警,管理部門可以隨時掌握消防安全通道被占用堵塞等安全隱患。
4. 照明控制技術。
單燈控制技術是近幾年新發(fā)展起來的先進的路燈控制管理新技術,通過單盞路燈的實際工作電流和其額定電流之間數(shù)據(jù)對比,可以實現(xiàn)高效管理和節(jié)能控制。應用單燈控制系統(tǒng)后,所有路燈的故障信息都會被及時傳送到監(jiān)控中心。維修人員利用系統(tǒng)固有的路燈故障位置地圖顯示功能,在檢修車出發(fā)之前就可知道故障的準確地點,使維修成本大大降低。當有某一盞燈具出現(xiàn)故障時,可以準確地引導維修人員,到達指定燈桿進行針對性的維修。更可以做到對燈具的故障定位到組件,維修人員到達現(xiàn)場后,無須開燈,直接更換相應部件皆可。同時,這一技術可實現(xiàn)對路燈照明、節(jié)能、監(jiān)控、集抄、管理、統(tǒng)計等設備的組網(wǎng)控制和高效管理,可以“按需照明”。在確保安全的前提下,可使路燈達到隔一亮一、隔二亮一、雙臂燈單側(cè)亮的效果。工作人員能實時監(jiān)控每盞燈的運行狀態(tài),實現(xiàn)路燈的集中控制、分時分級控制,達到智能節(jié)能的效果。
5. 重點人群的物品物聯(lián)網(wǎng)應用
實現(xiàn)遠距離的自動識別,不需要可視讀取,既可以對運動物品進行識別,也可以對靜止的物品進行識別,這是最突出的RFID技術的特點。RFID所儲存的在標簽內(nèi)部產(chǎn)品的電子代碼,能夠為所有物品建立起一個開放的、全球的標識,可以說其是位移的單件物品的身份識別ID,其包含了該物品所有的信息,實現(xiàn)了對單件物品全球范圍內(nèi)的追溯和跟蹤。此外,采用嚴密的先進人體運動監(jiān)測算法,整合了數(shù)字集成電路的物聯(lián)網(wǎng)人體的活動檢測模塊處理技術,在一定探測距離內(nèi)可以實現(xiàn)自由進行調(diào)節(jié),其組裝所采用的是特殊布線集成電路。在對重點物品在進行監(jiān)管的過程中,可以利用身份識別技術,采用一些帶有加速度、溫度、煙霧、行為分析、濕度等傳感能力的先進技術系統(tǒng),對重要物品的監(jiān)管就可以輕松實現(xiàn)。
五、結(jié)束語
物聯(lián)網(wǎng)的目的是為了能夠方便管理與識別,將網(wǎng)絡以及物品連接在一起。在建筑施工安全管理中,應用物聯(lián)網(wǎng)技術提高管理的智能化,確保安全管理落實到實處,有利于提升管理效果,確保施工安全。
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篇6
關鍵詞:智能圖書館;物聯(lián)網(wǎng)技術;特征;應用體系;應用問題;作用
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展,其對我國各行各業(yè)發(fā)展的影響非常巨大。當下我國智能圖書館發(fā)展順應時代潮流結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)相關技術,提升了智能化圖書館服務水平。智能圖書館是由現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術、計算機智能化和傳統(tǒng)的圖書館共同構(gòu)成,其是傳統(tǒng)圖書館在現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)和計算機智能影響下的發(fā)展方向,是現(xiàn)代圖書館運行的新模式。以下就物聯(lián)網(wǎng)技術在智能圖書館中應用的問題與作用進行探討。
一、智能圖書館與物聯(lián)網(wǎng)技術的概述
1、智能圖書館。其是由多種智能化系統(tǒng)集成實現(xiàn)圖書館的自動化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化、電子化的圖書館,它是將智能技術運用在圖書館的建筑之中的一種現(xiàn)代化建筑,是高科技與建筑藝術的有機結(jié)合體。圖書館的智能化是在傳統(tǒng)數(shù)字圖書館的基礎上朝電子化、網(wǎng)絡化圖書館不斷發(fā)展的動態(tài)過程,是傳統(tǒng)圖書館發(fā)展的延伸,而目前圖書館智能化發(fā)展主要是從圖書館建筑設備系統(tǒng)智能化以及信息網(wǎng)絡集成系統(tǒng)智能化。
2、物聯(lián)網(wǎng)技術。物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of things)是指通過射頻識別(RFID)紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進行信息交換和通訊,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展主要還是互聯(lián)網(wǎng)的深入和延展,物聯(lián)網(wǎng)就是通過感應設備感應物品信息,通過B接互聯(lián)網(wǎng)的操作,從而對感應的物品進行智能化識別并且智能管理的網(wǎng)絡。
二、物聯(lián)網(wǎng)的特征及其主要技術
1、物聯(lián)網(wǎng)的特征。互聯(lián)網(wǎng)是通過計算機或者通訊設備搜索信息的渠道,而物聯(lián)網(wǎng)也需要通過網(wǎng)絡的連接完成操作,但是物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)不同之處就是互聯(lián)網(wǎng)是信息傳播的媒介,而物聯(lián)網(wǎng)是對物品智能化識別和管理,物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)具體不同特點表現(xiàn)如下:第一、物聯(lián)網(wǎng)具有感知物品信息的特點,是通過利用射頻識別、攝像頭等傳感器通過識別條形碼、二維碼或者電子標簽感知物品以獲取物品信息的一種技術。第二、物聯(lián)網(wǎng)具有可靠傳送的特點,通過將被掃描的物品傳入互聯(lián)網(wǎng)進行信息搜索,從而獲取可靠的信息及資源共享。第三、物聯(lián)網(wǎng)具有智能處理的特點,通過運用各種高性能計算、智能技術等對在互聯(lián)網(wǎng)上搜索的海量信息進行分析處理以對物品信息進行智能化處理。
2、智能圖書館中的物聯(lián)網(wǎng)技術主要有:(1)智能化技術。物聯(lián)網(wǎng)智能化技術是利用先進的計算機科學技術代替人工操作的一種智能技術,先利用一些外部的掃描技術將物品的各項信息納入計算機系統(tǒng)之中,在利用其動態(tài)化地識別歸納過程,使得物品可以以一種虛擬的狀態(tài)被歸置和管理,是將傳統(tǒng)物品管理模式的變革,更進一步向電子化、網(wǎng)絡化和智能化的方向發(fā)展和延伸,在智能圖書館中的應用還將圖書館樓宇納入物聯(lián)網(wǎng)管理之中,使其分為智能化樓宇系統(tǒng)和智能化信息網(wǎng)絡集成系統(tǒng)。(2)識別技術。物聯(lián)網(wǎng)的識別技術是一種相當先進的技術,主要是指利用末端傳感設備和感應設施對物品所附有的信息標識碼例如RFID標簽進行智能識別,獲得物品的相關信息,從而將物品進行流轉(zhuǎn)和運送處理的目的。是一種高效、便捷和準確的識別方法,大大降低了人工對物品檢索的時間耗費,在當代快節(jié)奏的發(fā)展速度中越顯優(yōu)越,因此被廣泛運用于其他行業(yè)的物品識別和管理之中。
三、物聯(lián)網(wǎng)技術在智能圖書館中應用的體系架構(gòu)
傳統(tǒng)圖書館對圖書的管理一般采用條形碼識別后連接計算機通過互聯(lián)網(wǎng)進行數(shù)字化管理的模式,圖書館中大量的文獻書籍借還、盤點、搜索、整理都需要依賴人工操作管理,館員的工作量大。而物聯(lián)網(wǎng)技術在智能圖書館中的運用可以避免傳統(tǒng)圖書館管理的這些弊端。物聯(lián)網(wǎng)技術的運用大致可分為感知層、網(wǎng)絡層和應用層三個方面,物聯(lián)網(wǎng)技術在智能圖書館的應用體系架構(gòu)。(1)智能圖書館是運用物聯(lián)網(wǎng)技術的基礎建筑。智能化圖書館首先應該是建立在圖書館的實體建筑以及圖書館館藏這些實體物質(zhì)之上,加上圖書館樓宇智能管理系統(tǒng)、自動化辦公系統(tǒng)、通訊與網(wǎng)絡系統(tǒng)等電子化、數(shù)字化綜合設備系統(tǒng),為圖書館進一步的智能化發(fā)展奠定了基礎。(2)物聯(lián)網(wǎng)技術中的感知系統(tǒng)可以感知圖書館中的文獻書籍上面的電子標簽,識別客戶需求信息并且將識別的信息傳遞到互聯(lián)網(wǎng)中分析處理。目前,傳統(tǒng)的IC卡和條形碼依然可以作為圖書館信息的采集,但隨著科技的日益發(fā)展,RFID、傳感網(wǎng)絡將會逐漸取代傳統(tǒng)方式的圖書采集,使得運用物聯(lián)網(wǎng)技術的智能圖書館更加智能化。(3)物聯(lián)網(wǎng)技術通過利用各種通訊網(wǎng)絡工具,包括讀者的電子設備,連接互聯(lián)網(wǎng)(WIFI、局域網(wǎng)等)從而使讀者獲取圖書館文獻資源。圖書館運用物聯(lián)網(wǎng)技術可以將其他信息服務機構(gòu)中的分散信息和數(shù)據(jù)連接起來,整合成有價值的信息為讀者提供知識服務?,F(xiàn)階段,我國大部分的圖書館信息傳輸主要還局限于圖書館內(nèi)的信息互聯(lián),或者是通過像電話網(wǎng)、國家信息高速公路網(wǎng)等公共互聯(lián)網(wǎng)平臺。在未來的科技發(fā)展中,各種通訊技術的融合將會實現(xiàn)個人獨立互聯(lián)網(wǎng)平臺,實現(xiàn)人與人、人與機器、機器與機器之間隨時隨地的通信。(4)物聯(lián)網(wǎng)技術具有高性能計算、智能技術等特點,通過物聯(lián)網(wǎng)技術的高性能計算、智能技術將互聯(lián)網(wǎng)搜索的海量信息進行分析處理,整合出讀者需要的有價值信息。物聯(lián)網(wǎng)技術可以使互聯(lián)網(wǎng)中大量的信息轉(zhuǎn)化成知識利用,大量地豐富了圖書館的資源,改變了傳統(tǒng)圖書館自建信息的局限性,極大地提高了圖書館的綜合競爭力。(5)在物聯(lián)網(wǎng)的應用層中,智能圖書館將提供圖書館的業(yè)務管理系統(tǒng),用戶可以自助借還書、盤點以及整理,為圖書館的圖書維護、在線咨詢提供方便快捷的服務[3]。
四、物聯(lián)網(wǎng)技術在智能圖書館中應用存在的主要問題
物聯(lián)網(wǎng)技術在智能圖書館中應用存在的問題主要有:(1)技術問題。目前傳感器設備大部分都是以溫度、濕度設計感應,對信息數(shù)據(jù)的感應分析不強。物聯(lián)網(wǎng)中傳感器的運用是其主要的基礎設施,而物聯(lián)網(wǎng)需要的傳感器不僅要有信息感知能力,還需要較強的信息處理能力,所以深度傳感也是物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)遇到的重要問題。圖書館都是運用條形碼和磁條自動化集成系統(tǒng)技術作為檢索基礎,要將射頻識別技術端口與自動化集成系統(tǒng)端口整合難度大,而且FRID射頻識別技術是物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術,而我國超高頻射頻識別技術還有很多不完善的地方。另外物聯(lián)網(wǎng)在智能圖書館中的應用還需要通訊技術的支撐,信息的加工、篩選、存儲和傳輸?shù)确矫婕夹g都還不成熟。(2)成本問題。智能圖書館的文獻資料豐富且圖書館的藏書建筑層面多,要在藏書閣上面建立龐大的網(wǎng)絡系統(tǒng),加上用戶與物品、物品與物品的連接,物聯(lián)網(wǎng)技術在智能圖書館的運用將會需要很大的成本。(3)安全問題。物聯(lián)網(wǎng)射頻技術中的電子標簽和識別碼都可以被任何遠程設備掃描,并且標簽中的信息將會不加區(qū)別地接受閱讀器的指令并且儲存標簽信息,而且射頻識別技術會跟蹤讀者用戶的行蹤、習慣以及偏好等各種安全隱私問題。所以,物聯(lián)網(wǎng)如何維護讀者的合法權益也是目前遇到的重要問題。(4)法制建設問題。由于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要多種技術的整合以及會涉及很多行業(yè)領域,所以,需要國家給予政策扶持并且維護物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,加上物聯(lián)網(wǎng)技術的運用可能會導致讀者個人隱私受到侵犯,國家有關部門也需要制訂相關法律、法規(guī)維護讀者用戶的個人權益。
五、物聯(lián)網(wǎng)技術在智能圖書館中應用的主要作用
1、提高工作效率。傳統(tǒng)圖書出借方法是在圖書外借時將圖書館藏號和讀者信息進行登記,而這樣相當浪費時間,且如果借書者多的話還會造成擁堵等情況。而智能化圖書館采用物聯(lián)網(wǎng)技術將圖書的館藏號和出借情況等信息納入圖書智能化信息數(shù)據(jù)庫中,采用多項物聯(lián)網(wǎng)技術進行管理,對于圖書的出借、歸還和日常處理效率有了質(zhì)的提升。既減少了圖書館方面在人力方面的耗費,又提升了圖書出借效率,是一項非常實用的技術。(1)簡化文獻采集工作。由于圖書館收藏的圖書文獻數(shù)目極多,要對圖書館的館藏圖書信息進行確認和統(tǒng)一,就要動用許多圖書館管理人員和耗費諸多時間,是一項浩大的工程行動。而采用物聯(lián)網(wǎng)技術后,只需要根據(jù)不同的館藏號進行歸類處理,打印出相關的館藏號進行黏貼和確認,就可以將館藏圖書進行信息化管理,在對圖書文獻進行采集和統(tǒng)計時工業(yè)也非常簡便,只需要采用相關的識別機器進行掃碼,就可以完成采集,大大精簡了圖書文獻的采集工作。(2)射頻識別技術自助還書。物聯(lián)網(wǎng)的智能識別技術在圖書館中的應用十分廣泛,傳統(tǒng)的圖書歸還程序十分繁瑣,要對讀者信息進行確認,再將館內(nèi)圖書信息進行核對,耗費諸多人力物力。而利用了物聯(lián)網(wǎng)的射頻識別技術,在還書時讀者只要出示相關的讀者卡,利用帶有射頻識別技術的還書系統(tǒng)就可以完成正常的還書行為,而圖書管理員只需要對無法識別或者其他較為特殊的情況進行人工處理即可,大大降低了人工成本,提升了自助還書的效率。
2、實現(xiàn)人性化服務。(1)讀者信息獲取和修改。讀者的信息被寫入到RFID存儲模塊中,利用RFID容量大的特點,在讀者辦理借閱證時,將讀者信息存儲到RFID中,這樣無論是否和數(shù)據(jù)庫連接,只要使用RFID設備就能很快的對讀者的信息進行或者和修改。(2)圖書有序的定位查找.在RFID中存有書的基本信息目錄和書放的具體空間位置等信息,這樣通過標簽可以有效的確定書籍的位置,讀者可以很快找到自己需要的圖書,原理就是利用RFID通信信號強弱計算距離,再通過書籍的標簽設置。(3)實時檢索和閱讀。讀者對書籍查詢以及相關信息查詢可以很快速的檢索到,這樣讀者可以隨時隨地對書籍信息進行下載,查閱??焖俚脑L問圖書館資源。不受空間和時間的限制,極大的方便讀者,也大大提高了圖書館書籍資源的利用率。(4)信息定制。當讀者在圖書館的特定區(qū)域時候,通過終端設備比如我們的手機,就可以搜索到圖書館書籍的一些相關信息、讀者的借閱信息、圖書館的服務信息。這就要求讀者要對圖書館數(shù)據(jù)進行定制,這樣利用自己的終端設備手機就可以接收到信息的推送通知服務。讀者可以根據(jù)自己的需要制定信息通知,搜索書籍資源。(5)全天候自助借還服務。讀者可以在電子設備上完成借書還書的工作,節(jié)約時間不用到圖書館排隊等候,對借閱流程快速處理,簡單快捷,圖書館的圖書利用率也大大提高,一般自助借還服務在全天24小時都可以完成,只要有終端連接到圖書館信息數(shù)據(jù)庫。(6)圖書管理和整理。在讀者對資料進行閱讀的時候,采用遠距離讀寫器監(jiān)控,讀者在特定區(qū)域閱讀查看資料,如果超出監(jiān)控區(qū)域,就會自動報警,這樣可以有效的杜絕閱讀的不文明行為。在工作人員對書籍資料進行整理的時候只要用讀寫器對書架掃描一下就可以查看出書籍是不是擺放正確,這樣在工作人員對圖書整理提高了效率,也為讀者找書提供方便。
3、實現(xiàn)圖書館館舍智能化。圖書館館舍都具有規(guī)模較大,管理較為困難的特點,導致對于圖書的日常管理和圖書館管理無法進行及時處理。而采用了物聯(lián)網(wǎng)技術后,可以利用監(jiān)控、能耗設備等控制設備將整個圖書館館舍納入計算機系統(tǒng)的管理中,對整個圖書館館舍的照明、設備、圖書和安保等都進行智能化的統(tǒng)一管理,對于圖書儲存環(huán)境還可以根據(jù)舍內(nèi)的智能化監(jiān)控系統(tǒng)進行溫度、濕度等方向的監(jiān)控,進行及時的處理和保護圖書,大大提高了圖書館館舍管理效率。
結(jié)束語
綜上所述,物聯(lián)網(wǎng)技術在智能圖書館中的應用,就是要將物聯(lián)網(wǎng)的核心技術更好地融入智能圖書館的圖書管理、整理、外借和歸還等一些重要方面,促進圖書館日常工作更有序和便捷地進行。
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篇7
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作者簡介
田鈞(1976-),男,湖北省人?,F(xiàn)為佛山職業(yè)技術學院高級工程師、副教授、高級項目經(jīng)理,主要從事計算機網(wǎng)絡技術、物聯(lián)網(wǎng)技術研究。
篇8
【關鍵詞】感知礦山;物聯(lián)網(wǎng)、自動化;模塊
引言
基于安全管理需要,隨計算機技術發(fā)展形成的感知物聯(lián)網(wǎng)模型逐漸被運用到礦山建設與生產(chǎn)中,感知物聯(lián)網(wǎng)模型建立是在數(shù)字礦山、礦山綜合自動化建設已有工作的基礎上進行的,與兩者存在密切的聯(lián)系。但感知物聯(lián)網(wǎng)技術特征又不同于數(shù)字礦山與礦山綜合自動化,也不是在兩者基礎上的簡單升級。它是利用各種感知手段,將礦山地理環(huán)境、地質(zhì)條件、生產(chǎn)過程、礦山建設、安全管理、產(chǎn)品加工等內(nèi)容直接反應在物聯(lián)網(wǎng)之中,構(gòu)成人與人、物與物、人與物的網(wǎng)絡,從而實現(xiàn)了真實礦山整體的可視化、數(shù)字化與智能化,保障了礦山生產(chǎn)安全,促進了礦山自然環(huán)境的生態(tài)良性循環(huán)。
1 感知物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術
感知礦山物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術包含網(wǎng)絡層技術、感知層技術、應用層技術與公共技術四方面的內(nèi)容。
1.1 網(wǎng)絡層關鍵技術
作為感知礦山物聯(lián)網(wǎng)干網(wǎng)的網(wǎng)絡傳輸平臺以及用來實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)信息集成的網(wǎng)絡應用平臺是網(wǎng)絡層的2個子層。前者通過工業(yè)以太網(wǎng)技術、M2M技術以及其他技術,能夠?qū)⒏兄男畔崟r、無障礙、高可靠性、高安全性地進行傳送,因此,需要進一步研究傳感器網(wǎng)絡與移動通信網(wǎng)絡技術、工業(yè)控制以太網(wǎng)技術。后者通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)描述、統(tǒng)一數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)中間件技術、虛擬邏輯系統(tǒng)構(gòu)建等,構(gòu)成服務支撐平臺,為應用層各種服務提供開放的接口。應用平臺是將服務與網(wǎng)絡元素解耦的核心,也是能夠提供方便、快捷部署邏輯子系統(tǒng)的關鍵所在。M2M技術的核心就在于能為服務商或第三方提供方便的接入服務,它也是感知礦山物聯(lián)網(wǎng)區(qū)別于綜合自動化的關鍵點之一。
1.2 感知層關鍵技術
感知礦山物聯(lián)網(wǎng)的感知層包括數(shù)據(jù)采集技術與接入技術2個子層,數(shù)據(jù)采集技術子層實現(xiàn)3個感知內(nèi)容,即感知礦山災害風險、感知礦山設備工作健康狀況、感知礦工周圍安全環(huán)境。感知層接入技術了層主要是為各種分布式、移動傳感器、RFID以及其它生產(chǎn)與安全設備提供接入主干網(wǎng)的環(huán)境,主要分為有線接入和無線接入2種方式。有線接入可以是綜合自動化系統(tǒng)采用的通過子系統(tǒng)接入方式,也可以是分布式接入方式。無線接入基本是分布式接入。
1.3 應用層關鍵技術
應用層分為2個內(nèi)容:一是綜合自動化中的內(nèi)容,即對礦山各生產(chǎn)安全子系統(tǒng)的實時監(jiān)控,保障礦山的正常運行?;蚍Q作礦山MES層,包括在調(diào)度指揮控制中心以太網(wǎng)上設計多臺操作員站,用于監(jiān)控子系統(tǒng):如綜采工作面監(jiān)控子系統(tǒng)、主運輸集控子系統(tǒng)、地面供電監(jiān)控子系統(tǒng)、井下供電監(jiān)控子系統(tǒng)等,以及對煤礦生產(chǎn)過程的優(yōu)化管理。另一個是高層應用,即管理決策與應用,這主要是各種軟件應用模塊。礦山及相關現(xiàn)象的信息在中間層得到提升后,目的是為了利用這些信息去動態(tài)詳盡地描述與控制礦山安全生產(chǎn)與運營的全過程,保證礦山經(jīng)濟的可持續(xù)增長,保證礦山自然環(huán)境的生態(tài)穩(wěn)定。
1.4 公共技術
公共技術不屬于礦山物聯(lián)網(wǎng)技術的某個特定層面,它與物聯(lián)網(wǎng)技術架構(gòu)的三層都有關系,它包括公共中間件技術、標識與解析技術、安全技術以及各層的規(guī)范和標準等。
2 感知礦山物聯(lián)網(wǎng)主要建設內(nèi)容
2.1 感知礦山物聯(lián)網(wǎng)模塊
感知礦山物聯(lián)網(wǎng)建設從總體上來說可分為以下7大模塊。
1)骨干網(wǎng)建設。包括井上、井下1000MB高速工業(yè)以太網(wǎng)和調(diào)度指揮控制中心工業(yè)以太網(wǎng)建設;調(diào)度指揮中心軟硬件建設,增加相應的集群服務器、1000MB工業(yè)以太網(wǎng)設備。
2)感知網(wǎng)建設。利用無線傳感器網(wǎng)絡建立覆蓋煤礦井下,并與1000MB工業(yè)以太網(wǎng)相結(jié)合的無線自組網(wǎng)系統(tǒng)。
3)人員感知。集成現(xiàn)有安全監(jiān)測、人員定位系統(tǒng),研發(fā)新型基于無線覆蓋的移動雙向數(shù)據(jù)信息終端。
4)設備感知。對井上、井下各生產(chǎn)及輔助系統(tǒng)的遠程監(jiān)控,減少井下操作人員;感知礦山設備工作健康狀況,實現(xiàn)預知維修。
5)災害感知。除常規(guī)的安全監(jiān)測系統(tǒng)外,特別是對危害礦山安全的如沖擊地壓、煤與瓦斯突出、突水、火災等災害預兆信息進行感知。
6)應用平臺建設。包括融合礦山異構(gòu)協(xié)議,融合礦山實時數(shù)據(jù)庫,融合礦山歷史數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測與實時報警,歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)的查看、統(tǒng)計、分析,視頻、音頻聯(lián)動,統(tǒng)計,用戶管理,權限體系等。應用平臺中應該包括礦山GIS及3DVR軟件。
7)應用系統(tǒng)。包括煤礦災害預警與防治、煤礦供應鏈管理、煤礦安全隱患排查、煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與決策管理、辦公自動化和應急預案管理等。
2.2 感知礦山物聯(lián)網(wǎng)建設
感知礦山物聯(lián)網(wǎng)建設的幾大模塊可分為以下4類:開放的網(wǎng)絡平臺、“3個感知”、集成的應用平臺與應用系統(tǒng)。
(1)礦山物聯(lián)網(wǎng)開放的網(wǎng)絡平臺
首先是開放的感知層,感知層網(wǎng)絡分為有線感知網(wǎng)絡,如各種工業(yè)總線接入的傳感器與執(zhí)行器等。這里主要討論無線感知層網(wǎng)絡。雖然許多煤礦引入多種系統(tǒng)(如人員定位系統(tǒng)、無線視頻系統(tǒng)等),但由于缺少統(tǒng)一規(guī)劃,因此不能實現(xiàn)物與物的相聯(lián),也就不能稱之為真正意義上的物聯(lián)網(wǎng)。真正的物聯(lián)網(wǎng)在感知層要開放,統(tǒng)一規(guī)劃,各種服務所需的底層設備能方便地接入到感知層網(wǎng)絡里來。
其次是主干傳輸網(wǎng)絡,礦山綜合自動化系統(tǒng)中使用的1000MB工業(yè)以太網(wǎng)能適應感知礦山物聯(lián)網(wǎng)大部分的需求,但目前看來,至少有2個方面需要增加功能。①IPv4可能需要向IPv6轉(zhuǎn)變,這是因為物與物相聯(lián)時,對IP地址的消耗是巨大的。②全網(wǎng)同步授時問題,現(xiàn)在的煤礦1000MB工業(yè)以太網(wǎng)是一個沒有時間標識的網(wǎng)絡,而物聯(lián)網(wǎng)在許多應用中都需要全局參考時間。對于低端應用,NTP或SNTP可滿足需要,而對于時間精度要求高的應用,則需要PTP同步授時協(xié)議。
(2)感知礦山物聯(lián)網(wǎng)建設的核心
礦山物聯(lián)網(wǎng)的核心問題主要就是礦山安全問題。感知礦山物聯(lián)網(wǎng)建設涉及的內(nèi)容和系統(tǒng)很多,非常容易陷入某個具體技術或某個具體應用而偏離核心,達不到物聯(lián)網(wǎng)整體集成的效果。因此,從礦山物聯(lián)網(wǎng)的頂層設計到實施方案,從關鍵技術突破到示范工程,應始終圍繞“3個感知”這個核心,即人員感知、設備感知、災害感知。
(3)礦山物聯(lián)網(wǎng)應用平臺
主要解決的是各種應用中公共的信息處理。如數(shù)據(jù)描述、數(shù)據(jù)通信接口、數(shù)據(jù)倉庫、中間件、報警處理、報表、人機接口HMI等。這樣一個開放的應用平臺使第三方的服務不需要考慮過多的基礎數(shù)據(jù)處理方式,而專注于自己擅長的服務。因此,這樣一個開放的平臺將會成為一個多學科共用的平臺。而在煤礦綜合自動化建設中重硬平臺、輕軟平臺,沒有形成一個開放的應用平臺,使得第三方的服務很難做到網(wǎng)絡里來。
(4)礦山物聯(lián)網(wǎng)的應用系統(tǒng)
礦山物聯(lián)網(wǎng)的應用很多,但所有的應用均不應當是獨立的。有了一個開放的網(wǎng)絡平臺和一個開放的應用平臺,各個專業(yè)均可圍繞“3個感知”將其專業(yè)化的服務方便地提供到物聯(lián)網(wǎng)中。
3 結(jié)束語
感知礦山物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的一個重要應用方面,其標準必須符合國家有關物聯(lián)網(wǎng)標準建設的框架體系。感知礦山物聯(lián)網(wǎng)標準建設應作為國家物聯(lián)網(wǎng)標準建設中的一個應用子集,進入總體物聯(lián)網(wǎng)標準建設體系中。由于感知礦山物聯(lián)網(wǎng)是一個開放、服務應用的網(wǎng)絡,因此,需要重點加強感知礦山物聯(lián)網(wǎng)元描述語言及規(guī)范研究,加強礦山物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術協(xié)議與規(guī)范、平臺軟件開發(fā)環(huán)境、開發(fā)工具、核心框架與中間件構(gòu)造、標準化等關鍵技術研發(fā), 應提出與煤炭有關物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)標準。
參考文獻:
[1]張申,趙小虎.論感知礦山物聯(lián)網(wǎng)與礦山綜合自動化[J].煤炭科學技術,2012(01).
篇9
關鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);概念;關鍵技術
中圖分類號:TN929.5;TP391.44
物聯(lián)網(wǎng)技術是指通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備,按照內(nèi)部的信息交換與傳輸協(xié)議,實現(xiàn)物與物、物與人、人與環(huán)境的信息網(wǎng)絡化連接,從而實現(xiàn)智能化的對象識別、定位、追蹤、管理、服務等綜合化的網(wǎng)絡管理技術。
1 物聯(lián)網(wǎng)的相關概念
物聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代科學技術信息的重要產(chǎn)物,指的是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。物聯(lián)網(wǎng)是在現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術、信息通信技術、管理技術、傳感技術、服務與管理技術上發(fā)展起來的,將應用拓展到任何物體與物體之間的信息交換與通信。狹義上的物聯(lián)網(wǎng)技術指的是物品與物品之間的網(wǎng)絡連接,實現(xiàn)的功能為物品的智能化識別與管理;廣義上的物聯(lián)網(wǎng)可以延伸理解為信息空間與物理空間的相互融合,實現(xiàn)一切事物的數(shù)據(jù)化、網(wǎng)絡化,在物與物之間、物與人之間、人與現(xiàn)實環(huán)境之間構(gòu)建起新型的信息交換與傳輸體系,建立起一個真正意義上的“萬維網(wǎng)”,這是網(wǎng)絡信息技術在人類社會發(fā)展的最高境界。從物聯(lián)網(wǎng)通信的對象以及技術實現(xiàn)過程來分析,實現(xiàn)物與物之的信息交互、人與物之間的信息交互是物聯(lián)網(wǎng)技術的核心內(nèi)容。由此,我們可以整體的將物聯(lián)網(wǎng)概括為三個方面的技術特征:全面感知、智能處理和可靠傳送。結(jié)合現(xiàn)代對象識別技術對物體信息進行采集,如激光掃描技術、射頻識別技術(RFID)等;通過信息感知、分析、處理與捕獲技術是采集的物體信息接入網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫,利用網(wǎng)絡通信技術、傳輸技術、共享技術等,實現(xiàn)隨時隨地的、高效的、可靠的信息交換、傳輸與共享;最后通過數(shù)據(jù)處理技術、智能管理技術與密碼保護技術實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能化管理與集中化控制。
2 物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術分析
2.1 感知與識別技術
感知與識別技術是物聯(lián)網(wǎng)的基礎組成部分,負責采集物理世界中一切“物”具體數(shù)據(jù)信息,實現(xiàn)對“物”的對象感知與識別功能,目前主要應用的感知與識別技術有射頻識別技術(RFID)、傳感器技術、現(xiàn)代智能掃描技術和二維碼技術等。
2.1.1 傳感技術。傳感技術是利用傳感器和多跳自組織傳感網(wǎng)絡技術,來采集待處理對象的物體信息。傳感器技術依附于現(xiàn)代信息敏感處理材料、敏感數(shù)據(jù)采集設備和計算機數(shù)據(jù)處理技術,對基礎技術和綜合信息處理能力要求比較高。目前,傳感器技術在對“物”的數(shù)據(jù)采集精度、穩(wěn)定度和可靠性方面仍存在著欠缺,我國的傳感器技術仍缺乏自主創(chuàng)新,是我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展瓶頸之一。
2.1.2 識別技術。識別技術主要包括物體識別技術、地理位置識別技術。對物體信息進行識別是實現(xiàn)物與物互聯(lián)的基本條件和前提。物聯(lián)網(wǎng)識別技術是以射頻標識技術、二維碼技術為基礎的。從應用需求的角度來分析,物聯(lián)網(wǎng)識別技術首先要解決的是對“物”的全網(wǎng)內(nèi)標識問題,需要建議一套系統(tǒng)且可靠的物聯(lián)網(wǎng)物體標識體系,以實現(xiàn)物與物之間的數(shù)據(jù)準確傳輸與交換。
2.2 網(wǎng)絡通信技術
物聯(lián)網(wǎng)的傳感器通信技術是實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾绞?。而如何對先用的網(wǎng)絡體制進行重組和改建,適應物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務開展要求,如實現(xiàn)低數(shù)據(jù)率、低移動性等要求是現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術領域的研究重點。傳感器的網(wǎng)絡通信技術可以大體的分類兩類:廣域網(wǎng)通信體系和近距離信息傳輸體系。在近距離傳輸技術方面,以IEEE 802.15.4為代表的近距離傳輸協(xié)議是目前最廣泛應用的技術規(guī)范,其免許可證的2.4GHZ頻段在全世界范圍內(nèi)可以實現(xiàn)通用,為物聯(lián)網(wǎng)的信息傳輸與交換的實現(xiàn)提供協(xié)議支持。就廣域網(wǎng)通信技術而言,以現(xiàn)代TCP/IP傳輸協(xié)議,3G網(wǎng)絡通信技術,衛(wèi)星通信技術為物聯(lián)網(wǎng)遠程信息傳輸?shù)膶崿F(xiàn)提供技術支撐,其中以IPV6信息傳輸協(xié)議為核心的下一代通信網(wǎng)絡將成為物聯(lián)網(wǎng)遠程傳輸?shù)闹饕芯空n題。
2.3 計算與服務技術
對海量數(shù)據(jù)進行存儲、處理、傳輸是物聯(lián)網(wǎng)要實現(xiàn)的核心功能。而數(shù)據(jù)信息的服務與實際應用是物聯(lián)網(wǎng)技術要實現(xiàn)的根本目的。
2.3.1 信息計算。對海量數(shù)據(jù)信息的感知計算與大數(shù)據(jù)的集成化處理技術將是物聯(lián)網(wǎng)應用普及化應用所面對的重要挑戰(zhàn)之一。對海量感知信息的大數(shù)據(jù)整合、云存儲、多設備共享、高速率下載、有用數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)與數(shù)據(jù)挖掘等關鍵技術的攻克,采用現(xiàn)階段興起的云計算大數(shù)據(jù)處理與共享技術為物聯(lián)網(wǎng)海量信息傳輸提供技術支撐。
2.3.2 服務計算。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向應該以實際應用為最終目的。隨著時代的不斷發(fā)展,涌現(xiàn)出許多新型的應用模式,這對物聯(lián)網(wǎng)的服務模式和應用開發(fā)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的技術路線已經(jīng)束縛了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,在新時代的環(huán)境下,服務的內(nèi)涵將得到革命性擴展。為了適應環(huán)境和服務模式的變化,物聯(lián)網(wǎng)對行業(yè)普遍存在和要求的核心技術進行提煉總結(jié),面對不同的需求,研究針對不同應用需求的規(guī)范化、通用化服務體系結(jié)構(gòu)以及應用支撐環(huán)境等
2.4 安全管理技術
由于物聯(lián)網(wǎng)終端感知網(wǎng)絡的私有特性,網(wǎng)絡信息的安全就成為一個必須攻克的難題。物聯(lián)網(wǎng)中的傳感節(jié)點部署的環(huán)境通常不會有人看守或者一些不可控制的環(huán)境,在這種環(huán)境下傳感節(jié)點比較容易被攻擊者獲取,盜取節(jié)點中存儲的信息,進而侵入到網(wǎng)絡。除了這方面的威脅,物聯(lián)網(wǎng)終端感知網(wǎng)絡還受到一般無線網(wǎng)絡所面臨的信息的泄漏、篡改、重放攻擊等多種威脅。從安全技術角度來看,需要加強的相關技術包括:(1)認證技術――對使用者的身份進行確認;(2)密鑰建立及分發(fā)機制――確保信息傳輸?shù)陌踩?;?)數(shù)據(jù)加密等數(shù)據(jù)安全技術――以保證數(shù)據(jù)自身的安全性等。因此在物聯(lián)網(wǎng)安全領域,上面提到的幾項安全技術就成為加強安全管技術的關鍵組成部分。
3 結(jié)束語
物聯(lián)網(wǎng)是在現(xiàn)代網(wǎng)路基礎上而發(fā)展起來的新型技術體系,在未來的社會生活活動中具有極大的可應用潛力。物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展必將推動人類文明朝著更智能化、網(wǎng)絡化、現(xiàn)代化的方向發(fā)展。我國的物聯(lián)網(wǎng)技術仍處于初級發(fā)展階段,各技術層面仍缺乏自主創(chuàng)新技術,要建設我國的物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略規(guī)劃體系,需要國家各行業(yè)的共同努力,以推動我國的信息化社會建設。
參考文獻
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篇10
【關鍵詞】醫(yī)院;物聯(lián)網(wǎng)技術;醫(yī)療設備管理;措施
隨著醫(yī)療設備越來越多樣化,傳統(tǒng)人工管理醫(yī)療設備的方式逐漸顯露出弊端,主要體現(xiàn)在醫(yī)療設備購置的科學性不足、無法監(jiān)控醫(yī)療設備使用情況、設備存在安全性漏洞等方面。但醫(yī)療設備是物,物聯(lián)網(wǎng)正是基于物本身的自我信息表達及管理方式之一,醫(yī)院可嘗試基于物聯(lián)網(wǎng)技術提高醫(yī)療設備管理水平。
1物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術
物聯(lián)網(wǎng)是通過傳感設備技術把實物信息、互聯(lián)網(wǎng)信息連接起來,在物與物之間實現(xiàn)信息共享、互聯(lián)[1]。物聯(lián)網(wǎng)技術是基于無線射頻技術發(fā)展起來的,為醫(yī)療設備管理提供了信息化發(fā)展契機。物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術主要有三項:一是自動識別技術,它主要含有條形碼技術、聲音圖像識別技術、射頻識別技術等,是非接觸式的自動識別技術,通過非鍵盤形式輸入醫(yī)療設備數(shù)據(jù),擁有很強的抗干擾能力,能同時將動態(tài)運動的多個電子標簽識別出來,操作快捷簡單,不僅能減輕勞動復雜性及強度,還能使醫(yī)療設備信息的收集更加快速、準確;二是無線傳感技術,它有機結(jié)合無線網(wǎng)與由傳感器感知的聲、光、熱、電等信息,從而采集、傳輸、存儲、處理信號,可通過物聯(lián)網(wǎng)對無線傳感網(wǎng)中的各種醫(yī)療設備信息進行感知、采集,并將其轉(zhuǎn)化成電信號,由無線網(wǎng)絡發(fā)送,具備較強的抗干擾性,且安全性很高;三是智能處理技術,包含數(shù)據(jù)挖掘、云計算等智能計算機技術,基于物聯(lián)網(wǎng)技術,終端能產(chǎn)生龐大數(shù)據(jù)流,通過收集、存儲、處理、分析海量的數(shù)據(jù),為醫(yī)療設備管理提供正確決策,對設備實施智能化管理。
2基于物聯(lián)網(wǎng)技術的醫(yī)療設備管理措施
2.1優(yōu)化醫(yī)院醫(yī)療設備的購置工作
設備購置是醫(yī)療設備管理的源頭,醫(yī)院各個科室本著功能全面、經(jīng)濟實用、技術先進、基礎需要等原則采購設備,但采購論證并不簡單,如果沒能充分了解設備,獲取的設備信息不透明、不對稱,無法直接感知、測試設備等都使購置工作面臨困境。基于物聯(lián)網(wǎng)技術實施醫(yī)療設備購置工作可有所改善,即在網(wǎng)上系統(tǒng)整合醫(yī)療設備的外觀大小、功能質(zhì)量、各種指標性能以及操作流程等,甚至可以遠程操控,把設備及嵌入其中的信息傳感器連接上物聯(lián)網(wǎng),醫(yī)生就能充分接觸并了解醫(yī)療設備,通過比較選擇最適合的設備,比僅依賴文字、圖片介紹來開展設備選型工作來得更加立體、生動,為醫(yī)院各個科室領導做出更有效、更明智的設備購置決策提供依據(jù),讓設備購置工作更優(yōu)。
2.2改善設備的安裝、調(diào)試及驗收
醫(yī)院設備管理人員、工程技術人員、操作人員需通過三方討論熟悉醫(yī)療設備的原理及各種各樣的性能指標,擬定驗收計劃,接著準備安裝,進行測試驗收,建立維修保障記錄。但在日常的安裝、調(diào)試、驗收醫(yī)療設備的過程中,人們往往忽視記錄全程工作,為設備的使用及維修等不利,應用物聯(lián)網(wǎng)技術則能解決該難題[2]。醫(yī)院應積極引入物聯(lián)網(wǎng)技術,對醫(yī)療設備的安裝、調(diào)試及驗收等進行全程錄像,或通過視頻直播傳遞給有需要的人,提高監(jiān)管醫(yī)療設備安裝、調(diào)試及驗收的效率,促使各方人員能高效、快捷地辦公,提高設備的安裝、調(diào)試及驗收速度,讓設備能更好更快地為醫(yī)院醫(yī)療事業(yè)服務。同時,一些大型的醫(yī)療設備一般產(chǎn)自國外,精密程度很高,對長途運輸環(huán)境提出嚴格的要求,盡管長途運輸環(huán)境中的溫度、濕度、振動等微小改變并不會對初始運行設備產(chǎn)生較大影響,但設備的使用壽命極可能因此而縮短,全程監(jiān)控醫(yī)療設備的運輸過程很有必要,建立物聯(lián)網(wǎng)運輸箱就能實現(xiàn)全程監(jiān)控,即通過溫度、濕度、加速度等傳感器進行數(shù)據(jù)采集,再通過物聯(lián)網(wǎng)與無線網(wǎng)的對接,確保相關人員能通過網(wǎng)絡查詢大型進口醫(yī)療設備所處的運輸環(huán)境,改善設備管理。
2.3實時監(jiān)控醫(yī)療設備的使用狀態(tài)
通過物聯(lián)網(wǎng)技術中的射頻識別技術將無線定位信息號發(fā)出,就能實時定位醫(yī)療設備,但無法判斷設備的使用狀態(tài),無法及時向服務器發(fā)送信號[3]。而分析醫(yī)療設備使用情況、統(tǒng)計醫(yī)療設備使用率可為醫(yī)院購置醫(yī)療設備提供客觀的、重要的參考依據(jù),并及時對購置計劃進行合理的調(diào)整。醫(yī)療設備是特殊的,一般都配備了報警指示系統(tǒng),以此為基礎就可加裝采集、發(fā)送醫(yī)療設備報警信號的傳感器裝置,通過無線局域網(wǎng)技術向終端服務器發(fā)送報警信號,通過發(fā)出警報聲、紅燈閃爍或彈出警告信息等方式提醒設備管理人員,以便他們第一時間發(fā)現(xiàn)醫(yī)療設備故障信息,及時采取處理措施。如果醫(yī)療設備無法假裝報警信號裝置,則可安裝傳感器,采集設備的電壓、電流等指標數(shù)據(jù),通過將其與正常指標數(shù)據(jù)比較,對醫(yī)療設備告警實現(xiàn)人為干預或自動診斷,記錄設備使用時間段,統(tǒng)計、分析醫(yī)療設備使用情況,并生成、打印報表,以便高效利用醫(yī)療設備。
2.4提高醫(yī)療設備的維修管理效率
建立預防性、應急性相結(jié)合的醫(yī)療設備維修管理機制,預防性維修分為強制性預防維修以及基于射頻識別技術的動態(tài)評分系統(tǒng)的動態(tài)性預防維修。一是醫(yī)療設備的預防性維修。強制性預防維修針對的主要是醫(yī)院的急救與手術設備,包括呼吸機、輸液泵、麻醉機、心電除顫儀等,應以周為周期實施醫(yī)療設備的強制性預防維修;除了進行強制性預防維修的醫(yī)療設備之外,其他裝備應嚴格執(zhí)行基于射頻識別技術的動態(tài)評分系統(tǒng)動態(tài)性預防維修制度,它由感知醫(yī)療設備的使用時間、頻率以及故障發(fā)生頻率、人為風險,再結(jié)合儀器生產(chǎn)廠家、國別、型號、價格等因素,對醫(yī)療設備產(chǎn)生動態(tài)性維修頻率,從而改變醫(yī)院既有的定期預防性維修所有醫(yī)療設備的習慣,讓醫(yī)療設備的預防性維修管理變得更加智能、靈活和科學,大量節(jié)省勞動力及設備維修時間;二是醫(yī)療設備的應激性維修。物聯(lián)網(wǎng)技術的應用能感應醫(yī)療設備故障,預警系統(tǒng)能把故障情況告訴相關工程技術人員,他們就能按照設備故障代碼迅速判斷出醫(yī)療設備的故障點,如果自己有能力把故障排除,就應迅速到現(xiàn)場處理,如果自己沒有故障排除能力,預警系統(tǒng)則會通知第三方維修者或廠家,減少人工報修錯誤。
3結(jié)語
在信息化時代,盡管醫(yī)院已有計算機信息管理系統(tǒng),但其設備管理功能并不完善,無法為醫(yī)療設備管理的優(yōu)化提供技術數(shù)據(jù)支撐,而醫(yī)療領域?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)技術的應用,尤其是基于物聯(lián)網(wǎng)技術的醫(yī)療設備管理勢必能提高管理效率,增加醫(yī)療設備的使用率,從而實時監(jiān)控醫(yī)療設備,避免發(fā)生醫(yī)療事故,提升醫(yī)院服務水平。
參考文獻:
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