书读百遍,其义自见,以下是漂亮的编辑为大家分享的物联网应用技术及应用【精选10篇】,欢迎阅读。
1.1物联网介绍
1.1.1物联网概念
物联网是指利用射频识别技术(RFID)、全球定位系统(GPS)、传感器等技术将物体与互联网连接在一起的技术,物联网可以实现信息交流与通信,是互联网技术的深入应用[2]。物联网被视为互联网未来发展趋势之一,其中物联网中的每个物体都是有标识、属性的个体,利用智能接口,按照一定的通信协议连接到互联网中。
1.1.2物联网主要特征
1)标识与感知。物联网可通过RFID、传感器等技术标识物体,并能通过上述技术感知或捕获研究目标,采集该物体的相关信息。
2)信息处理。物联网获取的信息可以利用计算机进行大数据计算与分析,从而获取极具价值的信息,以供决策与控制。
3)信息交流。物联网与互联网技术一样,可以实现数据的实时共享,及时将系统信息数据通过网络传输到系统中心。
1.1.3物联网关键技术
物联网技术一般可分为感知层、网络层以及应用层三大环节,每一个环节都对应有关键技术。感知层关键技术包含RFID技术、二维码、传感器技术等,利用上述技术能够实现对物体的标识与感知[4]。网络层关键技术包含计算机技术、互联网技术、云计算技术、大数据处理技术等,是信息处理、数据管理的核心。应用层关键技术包含智能芯片等,是信息处理的应用执行层面。近年来,随着物联网技术的不断发展,出现了许多新型技术或多种技术融合的综合性技术,如PML开发技术、嵌入式技术、传感器网络技术、信息安全技术等,这些技术的应用显著提升了物联网的性能。
1.2智能电网介绍
1.2.1智能电网概念
所谓智能电网,其本质是电网的智能化发展,以物理电网为基本框架,充分结合测量技术、传感技术、信息化处理技术、决策系统技术、计算机技术、互联网技术等智能化技术而形成的综合性智能电网。智能电网的应用,将资源开发、电能应用、电网管理等各个环节实现了智能化集成,不仅实现各个环节的无缝连接,而且提升了电网的工作效率及可靠性,因此,具有极大的经济效益。
1.2.2智能电网主要特征
1)自愈性。智能电网具备自我修复能力,当电网中出现故障,可以容错重组,实现系统自愈。
2)激励性。智能电网可以激发用户参与到电网的运作过程中,从而提高电网的工作效率。
3)安全性。智能电网相比普通电网具备更高的安全性,尤其是在利用智能化技术下,电网的抵御能力更强,电网安全性更高。
4)兼容性。智能电网可以兼容各种形式的发电、供电、蓄电,因此电网的兼容性更好。
5)优化性。智能电网能够优化各种电网设备的运行,降低电网的运行成本,优化性能优越。
1.2.3智能电网关键技术
智能电网未来发展趋势,是集合了多种技术于一体的综合性智能化系统工程。智能电网所包含的关键技术主要有可处理大量数据的信息处理技术;高效、实时的通信技术;电网能源分布式接入技术;系统容错技术;传感器网络技术;智能规划技术等。
2物联网技术与智能电网技术融合
物联网技术与智能电网技术的融合是信息化技术发展的必然,也是电网发展的趋势。采用物联网技术的智能电网,能够在资源整合、通信提升、电力信息化等方面的发展提供重要的支撑。此外,物联网技术的应用,能够提高智能电网的自动化、智能化,对提高智能电网的管理,提高电网的工作效率,降低运行成本等方面具有重要意义。为了研究物联网技术与智能电网技术的融合,笔者分别从感知层、网络层、应用层三方面进行介绍。
2.1感知层
感知层包含了各种传感器、智能芯片等信息识别与采集设备,从而实现对物体属性、行为的监测,并能够获取物体的基本信息数据,通过网络技术、通信技术将数据传输到数据处理中心。在智能电网中,采用物联网技术可以对输电线路、电气设备等电网目标进行识别与监控,并通过光纤通信技术或无线通信技术将获取的数据传输到数据处理中心。
2.2网络层
网络层是利用互联网技术实现数据传输与共享的关键环节。在智能电网中,主要以光纤网络为主要的网络层,并以无线通信网络、无线宽带网络为辅助,将感知层获取的数据进行实时传输。在智能电网的应用过程中,为了保证系统的安全性,因此对数据的传输提出了更高的要求,智能电网的信息传输主要通过电网系统的内部网络,只有在特殊环境下,才可以部分依靠公共网络。此外,为了保证智能电网的应用,电力系统的通信网络应该以骨干光纤网络为主,这样不仅能够保证数据传输的实时性,而且能够提高数据的容量。以光纤网络为主,辅助以无线宽带网络、电力线载波网络、无线数字通信网络等通信技术,实现双向宽带通信的智能电网与物联网的融合。
2.3应用层
应用层是物联网对相关信息或处理结果进行应用的层面,在智能电网中,应用层主要是各种电力基础设施、电力资源的应用等方面。电力基础设备将为物联网技术提供重要的信息数据,同时也为物联网技术提供数据处理与计算的基础设施,保证各种数据、设备的接口资源,为物联网提供各种适应性极强的应用。此外,应用物联网技术后,智能电网的在智能计算、大数据处理、模式识别等技术方面有了更有效的解决方案,能够应用物联网技术实现智能化决策,对提升电网的管理水平具有重要意义。
3物联网在智能电网中应用展望
物联网技术在物体识别与感知、信息处理、控制与决策等方面的能力,能够对智能电网的发展提供极大的推动作用。以目前的发展趋势来看,物联网技术与智能电网技术的结合与应用将不断的深入与完善,尤其是在以下几方面的应用,将成为物联网技术、智能电网技术融合的重要方向。
1)输电线路可视化。利用物联网技术的远程识别与感知技术,能够对输电线路进行可视化监控,结合无线通信技术、全球定位技术等,对输电线路冰冻、震动、故障等问题进行实时在线远程监控,提高智能电网输电线路的感知能力,缩减解决故障的反应时间。
2)电力生产智能化。利用物联网技术,能够实现电力生产的智能化管理,尤其是将RFID技术、传感器网络技术应用到电力现场作业,能够对误操作、非法进入等安全事件进行远程监管,可以对电力生产设备进行智能化管理,减少电力生产的安全隐患,结合用电信息情况,智能规划生产计划。
3)用电信息智能采集。传统用电信息通过电表人工采集,实时性、准确性均难以保证。应用物联网技术,可以建立远程用电信息采集系统,并将采集的数据通过通信网络实时反馈到管理中心,可实现用电信息的实时管理,提高智能电网的智能化,适时进行调峰调频,提升用电效率。除此之外,物联网技术还能在电力设备管理、电力设施全寿命周期管理、用电巡检等方面提供重要的应用技术保障,能够有效提高电网的可靠性,提升客户服务满意度。
4结语
关键词:配电设备 物联网 中压电力线载波
中图分类号:TP205 文献标识码:A文章编号:1674-098X(2016)12(c)-0063-02
我国物联网应用总体上还处于发展初期,在许多领域上积极开展了物联网的应用探索与试点,但在应用水平上与发达国家仍有一定差距。目前已开展了一系列的试点和示范项目,在电网、交通、物流、智能家居、节能环保、工业自动控制、医疗卫生、精细农牧业、金融服务业、公共安全等领域取得了初步进展。在电网领域上,2009年国家电网公布了智能电网发展计划、智能变电站、配网自动化、智能用电、智能调度、风光储等示范工程先后启动。
1 物联网技术在电力行业的应用现状
目前,物联网中的射频识别、无线传感器网络、全球定位技术等技术在电力系统生产、管理等各个环节都有所应用,协助实现有效的电网感知,提高了电力规范化管理能力。在发电环节,物联网技术已应用于环境监测、设备状态监测、水情监测等场景;在输电环节,物联网技术已应用于线路状态监测、线路环境监测、雷电定位、智能巡检等场景;在变电环节,物联网技术已应用于变电环境监测、设备状态监测、变电站安全防护等场景;在配电环节,物联网技术已应用于线路状态监测、设备状态监测、线路故障定位及报警等场景;在用电环节,物联网技术已应用于用电信息采集、智能家居/小区、智能楼宇/园区等场景。
2 应用技术
2.1 物联网感知层技术
物联网感知层一般包括数据采集和数据短距离传输两部分,其关键技术主要包括:无线传感器网络技术(WSN)、RFID技术、二维码技术、蓝牙(Blueteeth)技术等。
2.1.1 自组织组网技术
在物联网感知层中应用到了自组织组网技术,自组织组网技术的起源可追溯到1968年的ALOHA网络和1973年美国国防部高级研究计划署(DARPA)资助研究的“无线分组数据网(PRNET)”。主要的特点是网络拓扑结构动态变化,分布式控制方式,自组织性,多跳通信,节点的处理能力和能源受限,信道质量较差。在物联网中主要是应用在一些企业中,它通过自组织组网技术,组织、创建了公司内部的网络,在与外界进行信息交换,特别是在物联网的应用中需要了解这样的组网技术,以便于其公司信息的采集。
2.1.2 无线传感器网络技g
(1)无线温度传感器:实现温度、温升和相间温差的高可靠实时在线监测,实现设备运行温度的自动管理,为设备的安全运行提供数据支持。
(2)无线水浸传感器:实时在线监测传感器安装位置(场所)是否浸(积)水,并实时地将水浸信息通过数据传输基站上传到控制主机,以达到监控告警的目的。
(3)无线杆塔倾斜传感器:可以在线监测杆塔倾斜状态,当倾斜角度达到阀值时,向监控主机发送告警信号。
(4)无线故障电流传感器:主要实现现场的电流取样及分析,判断出当前的电流是否为故障电流,并采集周边其他无线传感器发送的数据,通过无线传感网把电流、谐波等数据传输出去。后台软件结合GIS进行故障点的定位,从而通知检修人员到现场进行故障排除。
(5)无线门磁传感器:安装在柜门上,与永磁铁或电磁线圈等器件配合使用,能够实时在线监测柜门的开、关状态以及开关次数。不影响柜门的正常使用。
(6)无线温湿度传感器:实时、准确地测量环境温度和环境相对湿度。可以实现现场环境远程数据采集和监测。
(7)配变综测骨干节点:采用无线组网协议来实现节点之间的通信,同时具有线路电流、电压、谐波等线路参数的在线测量功能,支持有线485通信和以太网通信,同时内部集成标准101和104通信协议。
2.1.3 RFID技术
RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。RFID是一种简单的无线系统,只有两个基本器件,该系统用于控制、检测和跟踪物体。
2.2 物联网网络层技术
2.2.1 中压电力线载波
中压电力线通信是指综合运用多种调制解调技术、信道编码技术、网络通信技术、模拟前端技术以及耦合结合技术,实现以中压配电网为传输介质的通信。
国内外相关企业一直致力于中压配电线路的载波通信领域研究,在载波调制和组网技术研究方面进行不断的探索,在传输速率、可靠性方面已取得了较大进展。
BPLC依托电力线,可部署在变电站、环网柜直至用户建筑内,构成可靠的配用电网信息的传输网络,传输距离超过500 m。提供配电信息等宽带接入,同时兼顾原有设备低速业务(RS-232/ RS-485)数据的接入。
2.2.2 线通信技术
无线通信技术可根据使用者类型分为无线公网和无线专网。对于无线专网来说,需要自身架设整套通信网络,包括基站、终端和网管等,而无线公网仅仅租用运营商的现有网络通道,由运营商负责运维即可。
相比较光网来说,架设无线链路则无需架线挖沟,线路开通速度快;无线扩频能随时架设,随时增加链路,安装、扩容方便;无线通信覆盖范围大,几乎不受地理环境限制。缺点是采用逻辑隔离,相比有线网络的物理隔离,安全性较差;无线传输速率最高不超过几百兆每秒,相比光网络传输速率较低。
2.2.3 xPON无源光网络
以太网无源光网络是一种特殊光纤以太网组网模式,采用点到多点(P2MP)结构的单纤双向光接入网络,是常采用IEEE802.3以太网帧来承载业务的PON系统。PON技术经历了APON、BPON、EPON、GPON等阶段。其中的EPON技术已经比较成熟,产品已开始规模商业应用。
3 实现方案
传感器采集配电设备的运行环境数据和运行状态数据,然后通过自身的无线通信模块传输到就近的短距离无线传输骨干节点,通过多个骨干节点组成的自组织网络传输到数据传输基站,然后通过配电自动化系统配套光通信ONU将配网设备状态信息接入变电站,在变电站经数据汇聚控制器进入电力安全III区送至主站数据采集服务器。传感器和骨干节点的传输频率采用2.4 GHz,传感器网路采用了WSN(无线自组织网络)。骨干节点之间可以直接通信,采用MESH网络。
现场作业终端采集的RFID设备标识信息,采用GPRS无线公网通信方式,通过安全接入平台,访问系统主站,获取设备台账信息、监测信息和运行信息;并可将现场收集的设备状态信息、设备评价信息及时传回主站系统。
其中感知层实现各环节数据统一感知与表达,建立统一信息模型,规范感知层的数据接入,是对SG-ERP架构的补充和完善。网络层将不同的通信技术屏蔽,按照规范化的统一通信规约实现对数据的传送,则丰富了SG-ERP架构。应用层完全遵循SG-ERP的体系架构,将多种数据信息统一管理并向外提供统一数据服务,支撑各类业务应用,基于统一应用平台,开发各类电力物联网应用服务,供其他业务系统调用。
感知层主要利用各种传感识别设备实现信息的采集、识别和汇集。其重点是实现统一的信息模型,具体包括对统一标识、统一语义、统一数据表达格式等方面。
网络层主要负责由感知层获取信息的传输和承载。网络层旨在多种融合通信技术的引入,丰富通信方式。应用中传感器与汇聚节点间多通过微功率无线通信等技术互联,解决信息采集覆盖及灵活性问题,汇聚节点与接入网关之间通过光网络、PLC、无线宽带等技术互联,解决信息远距离传输及可靠性问题。
用层基于国网SG-ERP架构,研究电力物联网的统一数据模型,实现统一的数据服务并封装系统功能,为现有业务系统提供各类的统一应用服务,也可以为其他业务系统提供更高等级的服务功能。
4 结语
通过物联网技术的在智能电网建设中的应用,将会在电网建设、安全生产管理、运行维护、信息采集、安全监控、计量应用、用户交互等方面发挥巨大作用,可以全方位地提高智能电网各个环节信息感知的深度和广度,为实现电力系统的智能化以及“信息流、业务流、电力流的高度融合”提供基础数据支持。通过针对物联网WSN(无线传感器网络)组网技术的研究,能够实现智能电网通讯网络的快速和智能组网,从而增强智能电网状态监测和数据传输的安全性、可靠性,可以方便快捷地增加网络节点和监控测点,加快智能电网建设的步伐。
[1] 任伟。物联网安全[M].北京:清华大学出版社,2012.
现代化网络信息技术的发展给人民的生产生活带来了很大的方便,其中最大的优势就是使人民的生产生活不断便利化与快捷化。现今,作为其发展结果的一种物联网技术广泛存在于物流业、食品领域等生产生活的各个方面,极大地促进了经济社会的综合发展。针对物联网技术发展及这些技术应用的领域进行研究分析对于提高物联网的发展水平有着非常重要的作用。
关键词:
物联网技术;发展;应用领域;应用进展
第三次科技革命为人民步入现代化社会生产生活奠定了重要的基础,当今世界各地在信息化建设的过程中,物联网的出现及应用已成为不可忽视的发展部分。物联网技术的出现及应用是现代信息化技术领域的进一步发展和创新,物联网技术从起初阶段的自动识别到现今的智能化发展取得了非常大的进步。物联网通过射频识别和传感器实现了人与人、人与物、物与物之间的联系发展,为建设一体的信息化网络奠定了基础。我国现今在全新的“互联网+”计划的全面指导下,物联网技术将会取得更大的进步和发展,所以针对物联网技术发展及应用研究的分析也是现代化信息技术发展的必然。
1物联网技术的介绍分析
物联网技术作为现代化信息技术的一种产物,其简易化的定义为与人民生产生活息息相关的事物都能通过网络技术联系在一起,实现信息的传递。这种网络信息的传播能够很好的到达人与人、人与物之间,打破传统的信息网络传播的方式,在地域、时间和空间上有很大的突破。物联网作为现代化信息技术的一种,其主要的操作在很大程度上还是紧紧依赖于计算机系统的操作完成的,其一般是在移动网络、智能化系统的辅助下,通过射频识别、传感器等实现信息的传递。现今智能化发展的水平逐渐得到提高,同样智能化在物联网中的技术应用同样是比较大的。现今,物联网技术在现代化人民生产生活中的得到广泛的应用,我国甚至已将其列为战略性新兴产业,是关系国家现代化发展水平的前瞻性产业。
2主要物联网技术发展的介绍分析
(1)射频技术:射频技术的应用是物联网技术发展中最为基础同时也是内部结构操作、信息化含量较低的专业技术。目前这种技术主要指的是无线射频技术,这种技术使用的最大优点就是其可以实现自动化识别,而且不需要专门的操作人员进行控制管理,其可以通过安全有效的自动化设备端口跟踪信息传递互助的目标,然后通过自动化识别获取目标物需要的相关信息。虽然现今互联网信息技术在不断的取得发展,但是现今这项技术的应用性与适应性仍然是非常强的,无线射频技术其建设经济成本和建设难度比较低,而且其主要利用的自动化识别功能够快速有效的进行。就目前的技术发展而言,无线射频识别技术的可行性、科学性与经济型是比较强的。
(2)传感技术的应用:此种技术的应用于射频技术的应用是一样的,同样利用无线操作系统进行信息的传递和互助。无线传感技术作为物联网技术应用中的一种,其使用中不可缺少的的就是无线传感器及无线网络使用,在这两种技术的辅助线下计算机数字世界就可以高效的与现实中的物理世界联系在一起。但是,此种技术最主要的还是依赖无线传感器,所以在能够实现物联网技术有效利用的范围内,此种技术的全方位应用需要在局域内建立传感器的节点,多个传感器节点联系在一起,彼此自建互相合作,实现信息的共享与传递,从而建立物联网技术专业应用点。无线传感技术作为现代化物联网技术发展中的一种,其与无线射频技术相比拥有较高的技术含量及较强的应用优势,但是由于无线传感器在无线传感技术中的地位,所以在现实的利用中如何准确的确定其定位节点是非常关键的。
(3)智能化技术的应用:物联网技术的发展中智能化技术的应用是全新、现代化应用极强的一项技术。智能化技术的应用最主要的就是将信息传递与互助的物体赋予智能化的性质,然后在现代化信息技术等的辅助下进行高效安全的操作。但是,在这种智能化技术的应用中如何赋予被联系物体智能化的性质是应用的关键,所以这就需要纳米技术的应用。纳米技术作为科技革命里程碑式的产物,其在智能化技术中的应用极大的促进了物联网技术的发展。纳米技术和智能化技术的使用有效的打破了无线射频技术及无线传感技术在使用中的边界、地域限制,其信息的传递将微小的物体纳入可行的目标范围之内,真正地实现了物联网技术等的应用发展。
3物联网技术在人民生产生活中的应用进展分析
(1)物流业领域的应用。物流业作为现代化生产生活发展中标志性的产业,同样是受到了信息化技术的熏陶与应用,所以物联网技术在物流业中的应用是非常必然的。传统的物流业是主动方与被动方两者之间的一种直接交流,而物联网技术在物流业中的应用为其提供了一个间接的第三方,极大的提高了物流业发展的速度和效益。物流业本身作为一个生产体系比较复杂的领域,其从产品的入库、出库管理以及交易等多个中间环节的存在是比较秩序化的生产管理线,物联网技术的应用特别是无线射频技术的应用提高了管理的质量与效益,为物流业的管理提供了高效安全的生产管理方式。所以,物流业中应用物联网技术能够适应随着人民生活水平不断提高而不断壮大的现代化物流业。
(2)食品业中的应用。食品业作为人民生产生活至关重要的一项产业,国家政府历来重视起安全发展。食品业生产发展中社会最为关注的一个问题就是食品安全问题,食品的安全生产是一个涉及到供应源、生产商、出货方的问题,其中间环节的复杂性难免监督管理有时会失去作用,监督不到位发生食品中毒、添加剂超标的现象非常多。我国在强化食品业的管理中,为了提高兼顾管理,保证食品生产的安全,保护国民人身健康的目的,物联网技术的应用成为必然。其中物流网技术在食品业的应用最主要的就是在食品流水线生产的监督管理中,传统的食品安全监测采用的化学检测法,这样不能够及时得到准确的检测结果,对于及时召回流入市场的不合格产品是非常不利的。而物联网技术的使用特别是无限射频技术能够通过自动化识别将食品中有害的、超标的、禁用的物质及添加剂检测出来,通过计算机数据网络进行反馈。此外,物联网技术在食品流通管理中的高效应用也是其不可忽视的一部分。
(3)物联网技术在智能化领域中的应用。智能化领域是一个涵盖面非常广泛的领域,其大致包括智能校园、智能城市、智能文化、智能物流、智能交通等多个方面。物联网技术在现今具有实体属性物体上能够深入地识别、获得、分析事物,能够通过特定数据库的建立取代传统的人为操作,实现智能化管理。现今最为常见的就是物联网在智能化图书馆中的应用,自动借书、自动还书、在线图书馆的建立实现了一体智能化管理。此外,物联网技术在环保领域的应用,可以通过智能化的监测,高效、动态的水污染与土壤污染的状况,监测范围大、实效性强。所以,智能化领域多方面构建物联网技术的应用是非常必然的。
4结语
综上所述,物联网技术中无线射频技术、无线传感技术及智能化技术发展应用为现代化生产生活提供了很大的方便,并在物流业、食品业、交通业、环保等多个方面得到广泛的应用,其发展已经成为时代与社会进步不可代替的信息化产物。
参考文献:
[1]黄涛。物联网技术与应用发展的探讨[J].信息通信技术,2010,4(2):9-13.
关键词:物联网;RFID;WSN;物流
中图分类号:F25
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2013)14-0060-02
1 物联网概述
2009年8月,随着总理提出“感知中国”以来,物联网已成为我国信息产业发展中的下一个战略高点。我国已将“物联网”明确列入《国家中长期科学技术发展规划(2006一2020)年》和2050年国家产业路线图。物联网由此逐渐进入公众的视野。
物联网(Internet of Things)最早是由MIT Auto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID时提出来的。它是全球公认的继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业又一次新的信息化浪潮,是信息化技术的进一步升级和发展,开发应用前景巨大。
2 物联网关键技术
(1)RFID技术是一项非接触式自动识别技术,利用射频方式进行非接触双向通信,以达到自动识别目标对象并获取相关数据,具有精度高、适应环境能力强、抗干扰能力强、操作快捷等许多优点。
(2)传感网络是由使用传感器的器件组成的在空间上呈分布式的无线自治网络,一般是由在空间分布的、独立的网络节点组成。节点包含有传感器来监控节点的物理或环境条件,如温度、湿度、声音、震动、压力、运动等。每个节点通常带有无线电收发器或其他无线设备通信设备以通过网络把传感数据传输给数据库和其他用户。这样,传感器网络可以用于数据收集(Data Collection)、目标跟踪(Object tracking)以及报警监控(Alarm monitoring)等。
(3)M2M是物联网现阶段最主要的表现形式,是机器到机器的无线数据传输,有时也包括人对机器和机器对人的数据传输。目前,主要有CDMA、GPRS、IEEE802.11a/b/g WLAN等技术支持M2M网络中的终端之间的传输。M2M不是简单的数据在机器和机器之间的传输,更重要的是,它是机器和机器之间的一种智能化、交互式的通信。也就是说,即使人们没有实时发出信号,机器也会根据既定程序主动进行通信,并根据所得到的数据智能化地做出选择,对相关设备发出正确的指令。图1为物联网系统架构。
3 物联网在物流中的应用
物流业作为服务业,是为企业提供物流服务的。同时,物流业作为一个产业,是要在市场经济环境中生存和发展的。即提供合适的物流服务和降低成本二者缺一不可。物流作为一个系统,只有提高物流系统的效率才能有效降低成本,而效率的提高在于物流七大功能要素的有效整合。现有的物流信息技术在物流效率的提高上发挥重要作用,但有待进一步提高。比如传统的条码技术在物流中得到了广泛应用,但条码在扫描的效率和可重复使用等方面无法与RFID技术相比,可以预测,RFID技术的使用将大大提高物流运作的效率。
物流七大功能要素包括运输、储存、包装、装卸搬运、流通加工、配送与信息处理。物联网在在物流中的应用也即在七大功能要素中的应用。分析物流七大功能要素结合物联网技术可以看出,物联网技术在运输、储存及配送等方面的应用最有潜力。
3.1 物联网在运输中的应用
从传统的黑箱到现在的透明化,物流信息技术在物流运输中发挥了重要作用。结合GPS、GIS和计算机网络与通信技术,就可以对远在千里之外的车辆进行监控,直观地显示车辆的运行路线,对车辆运行路线进行规划,追溯其运行轨迹,这无疑提高了对运输车辆的管控能力,从而大大提高了物流运输效率。除此之外,传统GPS终端通过与GSM/GPRS及GIS结合还可实现远程遥控断油/断电、越界超速/报警及紧急报警等功能。运用一组具备通信能力的智能传感器构成无线网络,协作感知、采集和处理网络所覆盖的地理区域中感知对象的信息,通过GSM网络或卫星通信网络将信息传给远方的IT系统,从而实现对感知对象的全程监控。
随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,人们对食品安全越来越关注,在食品安全的链条上,物流运输成为非常重要的一环。如何保证在运输过程中的食品安全及对在途食品进行有效监控已成为客户和物流经营管理者共同关心的问题。物联网技术的发展对该问题的解决提供了有力的工具。结合GPS、GIS、移动通信技术及传感网络技术,对易腐烂农产品或者水产品进行全程跟踪定位及温度、湿度等监控,确保客户对运输中产品状态的知情权及物流经营管理者对运输车辆的监控和调度。实现全程无间断的对温度、湿度及监控。远程实时监控的基础是无所不在的移动通信网络,关键是各种信息技术集成,特别是移动通信网和传感网的融合。实现无所不在、随时随地的物物相连,目前公认的最现实的是各种网络或技术与移动通信网的集成与融合。图2为运输车辆信息监控系统结构。
以上运输车辆信息监控系统大体可以分为三部分,第一部分为感知部分,负责实时GPS定位数据与传感数据的采集;第二部分包括Web服务器和数据库服务器,完成GPS定位数据与传感数据的存储与处理及GIS与GPS数据的匹配;第三部分为终端部分,便于客户利用浏览器对实时数据进行查询和物流经营管理者对整个物流过程的监控。
3.2 物联网在储存中的应用
传统储存中大量应用的商品标记及在盘点时运用的无线手持终端对商品的识别大量应用条码技术。条码技术从产生到迅速广泛应用得到了大型企业支持,像沃尔玛等大型零售企业率先使用条码技术对条码技术应用普及起到了非常重要的推动作用。条码技术在物流中的大量使用大大提高了物流系统的效率,同时,随着条码技术的应用,人们对物流系统的效率要求越来越高,条码在应用上的不足也逐渐显现出来:诸如接触式扫描;一次只能扫描一个条码;扫描效率低;不耐脏;不可重复使用等。沃尔玛明确要求2005年以前,它的前一百位供应商必须使用无线射频技术(RFID)对商品进行标识,又一次担当起了新技术应用的引领者的角色。可以想象,射频技术必将像条码技术一样在未来得到广泛应用。
目前,条码技术仍然在物流中大量使用得益于其低廉的价格和简单易操作,其在物流中的地位暂时仍然无法取代,但随着RFID技术的进一步发展及在社会经济生活中的大规模应用,电子标签及相关设备的价格必将逐渐降低。同时,物联网技术的进一步发展,射频技术极有可能取代条码技术,成为未来商品标识的中流砥柱,从而融入到物联网发展的浪潮中。
电子标签比较高的价格限制了其在物流中的大量应用。目前,较好的方法是射频技术与条码技术的结合使用,充分利用二者的优势,使得既可以提高物流效率,又可以在一定程度上控制成本。以下情况可考虑使用RFID技术:(1)用于价值比较高的有防伪要求的物品上,比如高档白酒的标识和防伪就是利用电子标签中储存着高档白酒的相关信息,同时利用电子标签和阅读器之间的信息传输原理实现防伪功能。(2)用于对食品等易腐变质商品或农作物、水产品等进行追溯。(3)电子标签可使用于集装性物流器具上,加快物品的仓储管理效率。
电子标签主要应用在托盘等集装器具上,托盘上码放同一品种同一数量的物品,托盘上物品用条码标记,托盘用电子标签标记。当整盘物品出入库时,阅读器对多个托盘进行识读,就可以加快商品进出库的速度。当不够一托盘时,使用条码扫描仪逐个扫描待出入库物品,完成物品出入库。这样既利用了射频对整个托盘出入库的高效识别,同时也满足了零星物品出入库要求,从而提高出入库效率。同时利用射频技术,也可大大提高对在库商品的盘点速度,从而提高物品在库管理效率。
库存成本是物流成本的重要组成部分,因此降低库存水平成为现代物流管理的一项核心内容。将RFID技术应用于库存管理中,企业能够实时掌握商品的库存信息,从中了解每种商品的需求情况及库存情况,结合自动补货系统以及供应商管理库存(VMI)解决方案,提高库存管理能力,降低库存水平。因此,RFID技术的使用不但可以提高出入库效率,而且能够降低库存成本。
3.3 物联网技术在配送中的应用
物联网的最终目的是把世界万物连接起来,实现物物之间的通信。随着人们收入水平的提高,有车一族逐渐增多,城市拥堵现象越来越严重,交通情况瞬息万变。在城市配送中,如何保证物品及时正确陪送给客户是现代城市配送所要解决的问题。运用先进的物联网技术及实时通讯系统使配送车辆之间实现实时通信,从而适应城市快速、准时配送的要求。可以考虑在配送车辆中设置主车辆和附属车辆,主车辆和附属车辆之间可以实时通信,主车辆接受指挥中心或配送管理中心的指令,根据交通实时情况选择合适的道路。然后,主车辆指挥其他附属车辆进行道路优化选择,提高配送的准时性。当主配送车辆无法与配送管理中心取得联系时,主配送车辆可以根据实时路况进行优化选择,指挥其他附属车辆以最优路径实现货物配送,这就保证了在任何情况下都能准时完成物流配送。这种情况要求主配送车辆配置强大的信息处理与车辆之间通信能力,物联网及其他信息技术的发展为城市快速配送奠定了良好的基础,这必将对未来城市配送产生重要影响,大大提高城市配送效率,解决现代城市交通拥堵下物流配送的难题。
4 结语
物联网必将成为继互联网之后又一次世界范围的信息革命。我国应当抓住时机,大力发展物联网关键技术、促进物联网标准的协调统一、推动物联网产业的规模化发展,创造物联网发展的良好基础。物联网在物流中的应用前景光明,潜力无穷,但并不是一片坦途。物联网在其他领域的应用中所存在的问题不可避免地存在于物流应用中。针对物流的特点,物联网在物流中的应用主要包括以下问题:(1)完全识别问题,电子标签不能100%地被识别。物流过程中成千上万的商品可能由于识别问题而损失惨重。(2)成本问题,与条码几分钱的成本相比,电子标签的成本是条码的十倍左右。(3)标准化问题,现在世界上还没有物联网的通一标准,这必将制约物联网的发展。其他诸如传感器的功耗问题,安全问题等。物联网发展中存在问题不可避免,相信随着物联网技术的进一步发展及应用,上述问题最终会得到解决,从而促进物联网的大规模应用。
参考文献
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[3]高红梅。物联网在农产品供应链管理中的应用[J].商业时代,2010,(22).
通讯作者:朱景福(1970-),教授,硕士生导师,黑龙江八一农垦大学信息技术学院。
关键词:物联网技术;发展现状;应用前景
随着信息时代的到来,物联网被称为计算机以及移动通信网络之后的第三次信息产业浪潮。对于互联网来说,就是把计算机连接起来形成相应的网络系统,但是物联网能够把所有的事物连接起来形成一个非常庞大的网络,从而让信息无处不在,为社会发展做出了巨大的贡献。
一、物联网的概念
所谓物联网,是建立在互联网这个概念的基础上,把互联网的用户向物品延伸,使得物品跟物品之间能够进行相应的信息交换,也能够进行通信的一种网络概念。换句话说,物联网就是所有的事物都可以上网,在物品中装置一些红外感应器或者是卫星定位等方式,根据原来约定的协议连接互联网,形成一个智能化的网络,实现物品间信息的自行交换,管理人员通过计算机或者手机都能够识别物品的智能化,也可以对物品进行监督和管理。
二、物联网技术的发展现状
(一)政府部门相继出台物联网发展相关战略规划
随着物联网的发展空间越来越大,我国在“十二五”规划制定的时候,就开始把物联网纳入到五个新兴产业战略发展中去,而与之相关的产业标准也在逐步完善和实施。虽然各个行业对于物联网的理解还不是特别统一,但是各级地方政府面对这块庞大的市场都开始出台一系列的扶持政策,像长江三角洲、珠江三角洲等地区的政府都陆续加入调研的行列,要把物联网加入打破新兴产业的培养计划中来。
(二)各地高校积极申办物联网相关专业
我国众多高校都看好物联网的发展前景,纷纷申办物联网相关专业。在第二界物联网大会上,著名教授姚建栓提出了物联网专业的发展方针,被总结为二十四字方针。之后全国物联网相关机构开始开展相应的研讨交流会议,统一在物联网方面的认识。国家教育部门也相继成立了物联网相关专业的指导小组,而且在2011年,首批物联网专业已经开始了招生工作。
(三)江苏无锡建立了国家传感网中心
物联网研发企业的出现如同雨后春笋,以江苏无锡国家传感网为发展中心为例,在全国各地已经建立了物联网的产业联盟,带动了研发企业的发展。事实上,在早在2010年,物联网产业市场规模已经超过了两千亿人民币。据相关专家估计,到2015年,我国物联网的市场规模能够达到七千五百亿元人民币,市场发展前景非常乐观。
三、物联网技术的应用前景
(一)应用范围
1、食品溯源管理
所谓溯源也就是追溯其源头,我们主要是以食品行业为例,当前,社会公众越来越重视食品安全问题,在购买食品候,公众不只是想看到食品包装上的产品说明,还想知晓各类食品的主要源头以及主要成分等相关信息。所以,物联网技术应用到食品溯源管理方面具备非常好的应用前景。当前,一些运动会的筹备机构已经开始运用食品溯源系统,为参赛人员提供相对放心的事物。
2、零售业的应用
我们以国际零售大王沃尔玛为例,在其经营过程中,物联网的功能已经被其列为商品必须具备的重要功能之一。那些具备物联网功能的商品给沃尔玛的采购、运输等环节工作都带来了很大便利,通过这个技术能够完善全球各个超市的管理。此外,那些具备了物联网功能的产品,能够为终端客户使用提供相应的便利,还能在一定程度上刺激消费者的消费欲望。沃尔玛对供应商所提出的要求是实行RFID标签制度,未达标的就失去了为其供货的资格。
3、智能运输
我们所说的智能运输跟智能交通有所不同,因为智能交通主要是疏导和管理交通,但是智能运输主要是注重对于运输业进行全过程的监管,电子关锁的应用就是其中具有代表性的案例。当前,一部分海关开始使用电子关锁,也就是海关人员在货物装箱之后进行验关操作,办理相应的手续之后就用电子关锁锁上集装箱的门,这样货物被运送上传的时候,就不用再次验关。在这个流程中,电子关锁就起到了很好的智能监控作用,确保运输过程的货物安全。
(二)应用前景
1、提升管理水平,降低生产成本
物联网在发展过程中,逐渐成为信息化带动工业化的一个重要现实载体,通过物联网能够把生产要素以及供应链结合起来实施深度重组,这样在很大程度上减少深度重组以及仓储等环节产生的损失,从而提升物品管理的水平,降低生产成本。比如,在DELL集团使用了RFID系统之后,能够让集团客户及时、快速的了解产品的具体生产流程,还能相应的削减产品定制的成本。
2、促生新的零售模式,提高服务水平
麦德龙集团在2003年的时候就在德国实施了新的零售模式,叫做“未来商店”。这个模式使得整个店都处在无线局域网的覆盖中,所有的商品都带有RFID的系统标签,在货架上陈列。
3、有效的资源控制,实现节能环保
我国人均资源相对紧缺,加上消耗量比较大,环境污染等方面的问题无处不在,严重制约了社会经济的发展。而物联网的发展能在一定程度上减缓资源与环境的压力。物联网能够让物品智能化,帮助我们实现有效的资源控制,进而促进低碳经济的实现。
(三)应用发展重心
1、促进开放与合作
从于互联网的角度来看,它在发展中保持了很大的开放性能,使得其在短时间内形成了超大型的网络。所以我们要积极借鉴互联网的发展经验,坚持开放与合作的原则,积极做好物联网的规划工作,确保总体发展思路正确的前提下,保证物联网的互通性,积极推进产业链的合作,把研发力量整合起来,尽快实现在核心技术上的突破。
2、加快应用开发
由于我国物联网技术的发展还处在起步阶段,很多企业盈利的状况不是特别好,资金支持力度也不大。因此,在新时期我国要进一步加大物联网技术的发展,加快应用与开发的力度,在典型行业做好相应的示范应用,从而促进物联网技术的进一步推广。要在财政以及信贷等方面对物联网进行支持,培养市场来适应物联网的需求,还要在时刻保持清醒,保障物联网的信息安全问题。避免病毒攻击或者恶意破坏,除了要在技术层面加大应用开发与改进之外,还需要对相关法律法规进行完善。
结论
综上所述,物联网技术已经被多个国家应用到交通物流、医疗保健、智能家居等领域中,其市场规模也在一步步的扩大。随着物联网的普及,已经在不断改变着公众的生产生活方式。所以,要积极促进开放与合作,加大物联网技术的应用开发力度,为物联网的进一步发展保驾护航。(作者单位:黑龙江八一农垦大学信息技术学院)
参考文献:
关键词:物联网 RFID WSN 食品安全
中图分类号:TP39 文献标识码:A 文章编号:1007—3973(2012)009—081—02
1 引言
近年来,我国发生的食品安全事故层出不穷,从“苏丹红”到“三聚氰胺奶粉”、“瘦肉精”、“地沟油”,以及最近发生的“工业盐水酱油”事件,食品安全问题已经引起了全社会的关注,人们对食品安全的担忧与日俱增。如何解决食品安全问题,成为了当前亟待解决的重大民生问题。
虽然我国的监管机构加大了对食品安全的监管,但是仍无法杜绝从“源头到餐桌”的食品安全问题。物联网技术的发展为食品安全监管提供了技术手段,该技术应用于食品安全追溯体系中,已经得到了一些应用。比如在2008年北京奥运会期间,物联网技术就已经应用于奥运的食品安全中去了。
2 物联网概述
2.1 物联网的定义
物联网(The Internet of Things)是通过射频识别、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相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。物联网的核心和基础仍然是互联网,它将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。物联网技术被称为是计算机、互联网与移动通信网之后的第三次信息产业浪潮,是下一个万亿级的通信产业。
2.2 物联网的发展
物联网的概念早在1999年就提出来了,2005年在国际电信联盟(ITU)的《ITU互联网报告2005:物联网》年度报告里正式提出了物联网的概念,2009年IBM首席执行官提出了“智慧地球”的构想,其中物联网是“智慧地球”不可或缺的一部分。日本和韩国也相继提出了“u—Japan”和“u—Korea”战略,将物联网上升为国家信息化战略。我国自2009年8月同志在无锡考察期间提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家七大战略性新兴产业之一,写入“政府工作报告”,工业和信息化部也于2012年2月14日正式了《物联网“十二五”发展规划》。物联网产业将成为信息产业重要的新增长点,对于促进经济发展和社会进步具有重要的现实意义。
2.3 物联网的特征和体系架构
物联网应该具备三个特征:(1)全面感知,即利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息;(2)可靠传递,通过各种电信网络与互联网的融合,将物体的信息实时准确地传递出去;(3)智能处理,利用云计算、模糊识别等智能计算技术,对海量的数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化的控制。
物联网的结构非常复杂,其体系架构一般可分为应用层、网络层和感知层。其中感知层用于识别物体,采集信息,利用传感器、摄像头、RFID、二维码标签、实时定位技术等进行数据的采集和传输。网络层负责传递和处理感知层获取的信息,将来自于感知层的各类信息通过移动通信网、互联网、卫星网、广电网等传输到应用层。应用层是物联网和用户(包括人、组织和其他系统)的接口,它与行业需求结合,实现物联网的智能应用,包括物流监控、智能交通、环境监测、智能家居、智慧农业、城市管理等。
3 物联网的关键技术
物联网是跨学科的综合应用,其核心的技术主要有射频识别技术、无线传感网络技术、移动通信网络技术等。
3.1 射频识别技术(RFID)
RFID(Radio Frequency Identification),即射频识别技术,俗称电子标签,它是通过射频信号自动识别目标对象,并对其信息进行标识、登记、存储和管理,是一种非接触式的自动识别技术。
RFID的基本组成部分包括电子标签,阅读器和天线。电子标签由耦合元件及芯片组成,每个标签具有唯一的电子编码,附着在待识别的物品上;阅读器是用来读取或写入标签信息的设备;天线是在标签和阅读器之间传递射频信号,也可以内置在阅读器中。在实际工作中,阅读器通过天线发送一定频率的射频信号,当电子标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量,向阅读器发送自身编码等信息,阅读器采集信息并解码,然后将信息、数据传送至计算机系统进行处理。
3.2 无线传感网络技术
无线传感网络(WSN)是由大量传感器节点构成的多个无线网络系统,它能够实时检测、感知和采集网络覆盖区域的感知对象的各种信息,并对这些信息进行处理后通过无线网络传送给计算机系统进行处理。物联网的基础是信息采集,信息采集的主要方式是通过传感器和电子标签来完成的。物联网正是通过各种各样的传感器以及由它们组成的无线传感网络来感知整个物质世界的。
物联网的关键技术还包括智能技术、纳米技术、M2M技术、云计算、中间件技术以及通信网络技术等,现在有些技术还不够成熟,还未形成统一的国际标准,需进一步的研究。
4 物联网技术在食品安全领域的应用
现在的物联网技术方兴未艾,正逐步广泛应用于智能交通、环境保护、精细农业、城市规划以及食品安全等领域。在食品安全领域,食品安全涉及很多环节,监管存在困难,我们利用物联网技术可以较好地实现食品种植、养殖、加工、包装、贮藏、运输、销售、消费等环节的数据采集和有效监管。
把物联网技术应用于食品安全,建立食品安全监管追溯系统,具体地说,就是在食品生产的源头为食品提供一个RFID标签,对食品供应链中的食品原料、加工、包装、储存、运输和销售等环节进行全程的质量控制和跟踪,食品安全监管部门可以进行有效的监管,消费者也可以根据电子标签了解到所购食品的生产到销售等所有环节的动态信息,一旦出现食品安全问题,根据生产和销售各个环节所记载的信息,追踪朔源,及时对产品进行召回,并找到生产、流通或加工过程中出现问题的环节,对责任单位和责任人进行处理。至2012年8月底前,无锡将利用物联网先建成运行肉类追溯管理系统,2013年12月之前,全面建成和运行肉类蔬菜流通追溯管理体系。
5 结语
物联网作为国家战略性新兴产业,将会得到快速的发展和广泛的应用。针对近年来频发的食品安全事件,将物联网技术引入食品安全领域,实现食品从农田到餐桌的全过程监控,可以有效地提高食品安全,最大限度的保障食品安全。目前,由于技术、成本等因素,物联网在食品安全中的应用还未得到广泛推广,还处在探索阶段,但随着物联网技术的不断发展和政府的大力支持,物联网技术将会广泛应用于食品安全监管等领域,我国的食品安全状况也将会得到根本的改善。
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关键词: 物联网;电力物资管理;技术应用
0 前言
自从进入21世纪,科技的进步已受制于计算机与网络技术的发展,人们的生产、工作、生活等各方面,越来越依赖于大型计算机、个人电脑及互联网。网络应用的广泛性、以日新月异、层出不穷的方式出现在人们面前。现代社会广泛应用网络,使得社会经济在高速中有效运转。任何事物的发展,都有它的必然性和偶然性,2008年美国的IBM公司提出“智慧地球”概念,得到美国总统奥巴马的积极回应,并因此使物联网引起了各国的关注。
1 物联网的认知
物联网从字面上可以理解为物物相联系的互联网,是以强大的计算机网络为基础和支持,并以此网络为核心进行向外延伸、扩展形成的新的意义网络,其用户端通过网络已延伸和扩展到众多物品与物品之间,进行数据交换和通信,使许多全新的系统功能得以实现。当前普遍认可的是:把所有物体通过射频识别技术(RFID)、红外感应器、全球定位系统(GPS)、激光扫描器等信息传感设备,按照规定协议用有线和无线方式与互联网连接起来,进行通信和信息交换,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。对物体具有全面感知能力,对信息具有可靠传送和智能处理能力的连接物体与物体的信息网络。如果说互联网沟通着人与人之间的通信交流,那么物联网也可以实现人与物之间的通信,甚至物与物之间的通信,物联网的概念模型。
从图中可以看出,物联网的建设离不开信息化的支持,通过全面广泛的传感技术获取物体的特征信息,在无处不在的网络上较好地传输物体信息,并用智能化处理技术对海量数据进行分析和处理。
物联网的基本工作原理是:首先是对物体属性进行标识,属性包括静态和动态属性,静态属性可以直接存储在标签中,动态属性需要先由传感器实时进行探测;其次,需要识别设备完成对物体属性的读取,并将信息转换为适合网络传输的数据格式;最后,将物体的信息通过网络传输到信息处理中心,由处理中心完成物体通信的相关计算,处理中心可能是分布的,如个人电脑和手机,也可能是集中的,如电信运营商的因特网数据中心(IDC)。
2 物联网总体架构及特点
物联网基本体系具有典型的层级特性,一个完整的物联网系统一般来说包含五个层面的功能:信息感知层、信息网络层(含信息接入层和信息处理层)、信息应用层。
2.1 信息感知层
感知层是由遍布各种建筑、楼宇、公路桥梁、车辆、地表和管网中的各类传感器、二维条形码、RFID标签、RFID识读器、摄像头、GPS、M2M设备及各种嵌入式终端等组成的传感器网络。感知层的主要功能是实现对物体的感知、识别、检测或采集数据,以及反映与控制等。感知层的主要任务是将大范围内的现实世界的各种物理量通过各种手段,对各种信息进行标记,并通过传感等技术,将这些标记的信息和现实世界的物理信息进行采集,将其实时并自动转化为虚拟世界可处理的数字化信息或数据。
物联网感知层所采集的信息主要有如下种类:传感信息,如温度、湿度、压力、气体浓度、生命体征等。物品属性信息,如物品名称、型号、特性、价格等。工作状态信息,如仪器、设备的工作参数等。地理位置信息,如物品所处的地理位置等。
感知层中信息采集涉及的典型技术如RFID(射频识别)、各种传感器等。当需要对供应链管理中的物资进行跟踪时,通过RFID标签、RFID读写器、RFID中间件,就可以实现供应链的透明管理。
2.2 信息网络层
物联网的信息网络层是在通过感知层设备采集大量信息后传递到网络层,由网路中的信息接入层和信息处理层完成信息数据的分析、处理,而后将设定需用的信息传递给使用者。按照功能不同将网络层细分为信息接入层和信息处理层。
信息接入层,接入网络是各类有线和无线节点、固定与移动网关组成的各种通信网络与互联网的融合体,是物联网中相对成熟的部分。现有网络包括互联网、广电网络、通信网络等。接入层的主要任务是将信息采集层采集到的信息,通过各种网络技术进行汇总,将大范围的信息整合到一起,以供处理。
信息处理层,信息处理层就是中间件层,是用于收集和处理海量数据的软件。它由目录服务、U-Web服务、管理、建模与管理、内容管理、空间信息管理等组成,实现对应用层的支持。信息处理层的主要任务是将信息接入层汇总而来的信息,进行分析和处理,从而对现实世界的实时情况形成数字化的认知。信息处理层典型的技术如GIS地理信息系统。
2.3 信息应用层
应用层是物联网在各个行业的垂直应用层面,是将物联网技术与各行各业的应用环境无限融合,实现无所不在的智能化应用,如物流业、安全检测、农业、灾害监控、危机管理、军事、医疗护理等领域。
3 物联网的特点
对物联网的构想,可以将其作为一个“巨型机器人”来设想,它像一个无形的、无处不在的机器人,服务社会的方方面面。它通过云计算和高效传输,将终端能力聚合在一起,成为超级智能网络。感知层是它的视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉;接入层是它的神经元,将各种感觉及时、准确地传递给大脑;处理层是它的大脑,对接收到的信息进行高速、高效的运算;应用层是它的行为,对于信息运算结果作出迅速反应。
物联网的三大特点:利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体信息的“全面感知”;通过无线网络和互联网的融合,将物体的信息实时准确地传递给用户的“可靠传递”;利用云计算、数据挖掘及模糊识别等人工智能技术,对海量的数据和信息进行分析和处理,对物体实施控制的“智能处理”。
4 RFID射频识别技术
RFID射频识别,又称电子标签,属于一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。RFID标签分为被动、半被动、主动三类。被动式标签具有价格低廉,体积小巧,无需电源的优点,目前市场的RFID标签主要是被动式的。RFID技术主要用于绑定对象的识别和定位。通过对应的阅读设备对RFID标签进行阅读和识别。
RFID技术可以为传感网实时自动地采集各类信息,具有识别距离远、存储量大、读取速度快、可应用范围广的特点,是目前比较先进的一种非接触识别技术。对物联网中各个实物的识别,就是基于RFID技术对在物联网中被管理或被识别的物体上贴上RFID电子标签,标签内存储该物体的相关信息,物体与标签是一一对应关系,即每一物理实体对应着其存储的标签内的唯一标识。通过RFID识读器,可以读取标签内的识别代码等信息,在提取被管理或被识别对象的标识等内存信息后,上报给信息服务器,经处理存储在分布式数据库里,终端用户通过查询服务器获得该物体的各种特征信息,经控制计算机做进一步处理,由此完成与该物体有关的信息查询、识别、定位、跟踪、监控和管理等工作。
整个信息系统的运行都将基于互联网,在需要监测的区域内嵌入或装备大量的传感器节点,即大量的RFID电子标签和RFID识读器,组成无线网络系统,这些网络节点不仅具有通信功能,而且具有特定信息感知功能,它们之间可以不经中心控制器进行相互通信,具有坐地感知、采集和处理网络所覆盖区域内被感知对象的信息,然后在计算机互联网的基础上,通过无线数据通信技术,在RFID识读器和被管理或被识别对象之间实现无接触信息传递,利用所传递的信息达到管理或识别对象的目的。
基于以上分析可知,物联网RFID技术可以实现对被管理对象的自动识别和数据捕获,实现无人值守的自动监测与报告作业,并且整个管理工作不需要人工干预,大大降低管理成本,有利于物联网在产品生产线自动化管理、物流管理和配送、生态环境监测保护、安全检测与监控等领域的推广和应用。
5 物联网在电力物资管理领域的应用
近年来,南方电网公司为提升物资管理水平与效率,积极构建物资供应链管理体系,其中“大仓库、大配送”物流管理工作的开展,充分实践了供应链管理的核心内容。要实现在五省区范围内,对400多个中心仓库及区域仓库的大仓库管理、大配送管理,需要进一步借助现代物联网技术的推动力,实现仓库物资管理的动态、准确及物资配送的全过程可控。
物联网的出现改变了传统的电力物资管理方式,使得设备采购方、使用方、生产商均可以准确掌握电网设备的详细信息,跟踪设备的足迹。为电网企业带来敏捷智能的供应链变革,它成为电网企业在供应链过程中实现信息交流和管理的先进技术。
通过设计开发仓库基本信息查询功能模块,地图上展示仓库地理位置,让用户一目了然,并轻松掌握全网物流仓库地理信息。搭载WebGIS高速图形引擎,全网各分子公司物流仓库及供应商仓库通过地图方式显示。对于物流配送过程的管理,仓储配送车辆安装GPS全球定位系统,实时掌握配送物资运输全过程信息。按照用户习惯来定制功能界面,也可以通过查询功能过滤出用户关心的仓库地理及库存信息,通过与物资管理系统无缝接合,提供查询包括自建仓库、施工单位仓库、供应商仓库在内的所有仓库及库存的信息。
对于电网设备,实现设备全生命周期管理,从产品原材料开始,授予资产编码并嵌入RFID标签,记录产品生产、流通的整个过程。设备运行单位只要通过标签识读器,就可以迅速、准确查询到单台设备从原材料、生产、到货、验收、运行、检修、退运的全生命周期信息。
现阶段,随着我国社会主义市场经济逐步完善,计算机物联网技术也得到了空前的发展,而且已经被广泛应用于各个领域之中,尤其是物流领域,这不仅提高了我国计算机的整体发展质量和水平,同时还完善了我国物流发展进程,由此可见其优势是十分明显的。本文针对目前计算机物联网技术在物流领域中的应用的现状以及存在的问题,提出几点有效的措施和建议,希望能为物流企业又好又快地发展提供新的思路。
关键词:
计算机;物联网技术;物流领域;应用创新;有效策略
0引言
随着我国计算机物联网技术质量和水平不断提高,传统的物流管理模式已经不符合现当代社会发展的需要,基于此将计算机物联网技术广泛应用于物流领域中优势是显而易见的。
1计算机物联网技术简述
1.1计算机物联网技术内涵
计算机物联网技术主要是指一种提炼信息,实现信息链接、共享的一种新型方法和方式,它能够从大量的、丰富的、不完整的数据中挖掘出更多人们比较关注和感兴趣的信息或者是知识,通过这种方式实现网络资源的共享和链接,从而进一步优化我国计算机物联网技术的质量和水平,这也是我国科学技术发展到一定水平的必然要求和趋势。在日常生活中,人们除了应用计算机的工具软件处理许多事情之外,相当部分的现实问题也都可以利用计算机程序的方式加以解决,实现一些个性化的信息处理方式。将计算机物联网技术广泛应用于物流领域已经成为社会发展的必然趋势和要求。计算机物联网技术最早是产生于我国上个世纪末,这也是其最早出现的时期,当时计算机物流网技术只是被小范围的应用与此同时,将计算机物联网技术和物流领域二者有机结合,能够实现物流领域信息的分析和浏览,然后将其进行有机整合和处理,从而实现我国物流领域又好又快发展,在这个基础上为企业领导者提供科学的参考,从而实现我国计算机物联网技术的又好又快发展,这样的技术方式更加具有合理性。
1.2计算机物联网技术特点
首先,计算机物流技术操作能力强。物流技术最主要的就是需要熟练操作,只有正确的掌握了操作方法才能使用,在实际教学的过程中,不仅要掌握理论知识,还需要进行实践,只有在实践的基础上才能得到真正掌握物流技术的核心,从而实现升级计算机软件的目的。其次,物流技术专业能力强。物流技术具有多种特点,每一个层技术都有其自身不同的特点,因此物流技术在很大程度上提升了整个计算机软件的开发水平和效率,从而确保了计算机软件开发的安全性和稳定性,见图1。最后,物流技术更新时间短。随着我国计算机技术的迅猛发展,计算机应用软件更新速度逐渐加快,每隔几个月就会出现一次新的版本,这与物流技术的更新速度是密切相关的,尤其是将物流技术融入到计算机物流技术应用过程中,其实十分便捷,从而实现了物流领域的开发。
2我国物流领域中存在的问题
虽然经过多年的漫长发展,我国物流领域已经初具规模,并且取得了一定的成效,但是在实际发展和建设的过程中仍然存在着诸多问题,从而直接阻碍了物流领域的发展,具体问题表现如下:
2.1物流管理系统不健全
由于很多企业在整合之前,或多或少的都会存在一些自身的弊端和缺陷,尤其是在物流管理的过程中,还有很多尚未审核和虚假的材料。例如:物流信息材料前后内容不相符合、相关工作人员参加工作的时间提前,文化程度普遍提高,物流信息不科学、不健全,还有很多物流信息被遗弃等,这些都直接影响了我国物流管理系统的发展和健全,从而导致物流管理系统出现混乱。
2.2物流管理系统老化
很多物流管理方式和系统老化、落后,由于物流管理不能够直接带来经济效益,因此往往会被忽视,经常出现物流信息管理不科学、不完善等情况。还有很多物流信息并没有利用先进的计算机技术进行整理,因此还采用人工记录方式,严重影响了整个物流信息管理的质量和水平。与此同时,还有一些物流管理系统无法满足实际发展的需要,从而降低了整个物流信息管理的规范化和科学化。
2.3物流管理人员素质较低
很多物流信息管理人员自身意识和素质较低,从而严重影响了整个企业的发展,很多物流人员自身对与计算机的掌握水平不熟练,操作不娴熟,从而直接降低了我国物流事业的发展质量和水平,严重影响了我国物流领域发展的安全性和稳定性,进一步减低了我国物流管理发展的效果,从而给我国物流发展带来了不必要的阻碍,严重影响了我国物流事业的又好又快发展。
3计算机物联网技术在物流领域中的创新策略
现阶段,随着我国科学技术水平的不断提高和优化,因此我国物流管理工作也逐步得到了完善和优化,传统的管理方式和模式已经不符合现代社会发展的需求,因此有很多数据信息都不能发挥其真正的效果,因此为了进一步提高资源的利用效率,将其经济效益发挥到最大的效果,从而将那些潜在的信息挖掘出来,这样才能够对其进行系统的整理和总结,因此在整个计算机物流技术应用的过程中,只有这样才能够利用其价值进行优化。
3.1健全物流管理系统现阶段
随着我国科学技术水平的不断提高,计算机物联网技术已经被广泛应用于其中,因此要将计算机物联网技术广泛应用于物流领域中,必须将计算机物流网系统提上日程。因此这就需要健全物流管理系统,逐步规范物流管理系统,这样在未来我国的物流领域也会进一步朝着智能化、多元化、信息化、深度化等方向进行全面发展,从而丰富和优化我国物流管理方法和效果。由此可见,将计算机物联网技术和物流日常管理二者有机结合,才能实现物流领域管理的和安全化,确保其稳定持续快速发展。
3.2树立规范的物流管理理念
物流信息管理和建设情况要严格按照国家规定的一系列科学的方法进行日常管理,因此企业必须将物流管理内容做到位,掌握其关键的核心内容,进一步实现物流管理的效果和水平,在这个过程中还需要增强物流管理的科学性和有效性。在整个物流管理系统过程中,需要将物流信息进行系统的整理和归档,真正实现专人、专门管理,从而确保整个物流信息管理的可靠性和有效性,确保我国物流信息管理系统能够安全合理运行,确保其管理工作的合理性。在此过程中要将计算机物流技术广泛应用于其中,防止设备出现老化的情况,优化整个物流系统的质量和水平,实现物流管理工作的又好又快发展。
3.3提高计算机物联网技术水平
传统的物流系统要改变过去、传统单一的模式和方法,建立健全物流信息化建设的质量和水平,逐步创新计算机物联网技术的质量和水平,更新计算机物联网技术的方法,从而将传统的手写稿逐步存入计算机档案中,优化整个计算机数控挖掘技术的质量和水平。实现物流信息管理的经济手段和行政手段,发挥档案信息管理的积极作用,确保整个物流信息管理的合理化、安全化以及规范化,实现企业经济效益和社会效益的最大化,实现企业持续健康发展。利用计算机物联网技术,真正优化物流信息管理效果。
3.4创新物流信息管理系统方式
将计算机物联网深入挖掘技术能够进一步创新物流信息管理系统方式,不仅节省了不必要的人力和物理,还能够优化整个物流管理的处理效果和速度,进一步提升物流管理的整体质量和水平,优化物流信息管理的模式。与此同时,避免其出现其他经济或者是物流信息的流失,强化整个物流信息管理的效果,为其提供定量化管理指导和方法,确保其安全平稳运行和发展,在此基础上利用计算机物联网技术创新档案信息管理系统,维护系统的安全稳定发展,从而实现我国物流信息管理的科学性和稳定性,进一步优化我国物流信息管理系统的模式和方法。
3.5将物联网技术与物流发展有机结合
随着我国科学技术的飞速发展,物联网技术和物流网络二者有机结合,在整个物流领域发展中是十分重要的,中间技术起到一个桥梁作用,它属于相对于独立的系统,能够将各种复杂技术进行排除,减少干扰,从而降低物联网技术过程中的难度和复杂性。由此可见,中间技术具备了周期短、系统优化、应用简单等优势,因此将其广泛应用于物流领域中,起到保护的作用,实现各种资源之间的优势互补。与此同时,对于一些较为特殊的领域和结构而言,要想实现计算机物联网技术的开发和管理,就必须在四层技术的基础上将数据分为集成层与资源层两种,这样才能够进一步提高计算机物联网技术开发的质量和水平。与此同时,还可以将分层技术进一步细化,具体涵盖了应用层、客户层、以及资源层等多个方面,使用这样的不同模型,就可以形成综合的组件,然后安放于不同的机械设备上,提高物联网技术的质量和水平。
4结束语
综上所述,由于我国物流领域发展具有内容多元化、信息保密性、以及内容动态性等诸多优点,因此传统的物联网管理系统已经不符合现代社会发展的模式,只有将计算机物联网技术广泛应用于物流领域中,通过树立规范的物流管理理念、提高物流管理人员素质、提高计算机物联网技术水平、创新物流信息管理系统方式、将物联网技术与物流发展有机结合等方法,才能够提高实现我国物流事业又好又快发展。
参考文献:
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摘 要:物联网是继互联网之后,又一个改变人类生活形态的重大产业革命,因其巨大的应用前景而受到广泛重视。本文在传统物联网概念的基础上,重点描述了物联网的体系构成及物联网的关键技术,结合在智能家居上的应用方案,介绍了物联网的典型应用,最后提出了物联网标准化的问题。
关键词:物联网; 智能家居; 关键技术; 标准化
0 引 言
物联网是在已有的互联网、电信网和广电网发展的前期基础上,将互联互通的网络概念进一步扩展到生活当中的各个实体物质当中,具体地说,就是把感应器嵌入和装备到日常生活设计的一切可能物体中,通过这些物体网络连接,形成物联网,从而使得人类社会真正步入智能化和统一化的时代,各种物品之间均可以实现自由的交流,形成一个完全拟人化的智能世界。
世界主要发达国家都从国家战略的高度来大力推动物联网的发展,我国政府也高度重视物联网的发展[1]。我国“十二五”规划中已明确将物联网作为战略性新兴产业来培育发展,将建设物联网应用示范工程列为战略性的新兴产业。
同时物联网为智能家居的发展提供了可靠的技术条件,使智能家居成为可能,表现在:物联网所包括的射频技术、计算机技术、网络通信技术、综合布线技术、信息协议交换使得物品具有数据化的身份标识,借助家庭网关[2],数据可以在电信网、互联网、广电网上对内和对外流动。如今的智能家居集安全防护、方便时尚和健康生活三大生活家居产品为一体,早已打破仅局限于室内开关遥控的模式,让居室安全和家庭健康也智能起来,智能家居是物联网技术应用生活的具体表现,使一个抽象概念正逐步转变成现实应用。
1 物联网与智能家居
1.1 物联网
目前我国对物联网还没有一个统一的标准定义,但从物联网本质上看,物联网是一个动态的全球网络基础设施,它具有基于标准和互操作通信协议的自组织能力,其中物理的和虚拟的“物”具有身份标识、物理属性、虚拟的特性和智能的接口,并与信息网络无缝整合。物联网将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一起,构成未来互联网。
物联网的本质概括起来主要体现在三个方面:
(1) 互联网特征:对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络;
(2) 识别与通信特征:纳入物联网的“物”要具备自动识别及物物通信(M2M)的功能[3];
(3) 智能化特征:网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。
1.2 物联网参考架构模型
中国移动在物联网组网方面的工作进展较快,提出的感知层、网络层和应用层的物联网三层体系架构模型,是构建多应用互联互通、信息共享的基础。在这个体系架构模型中,提出了物联网信息中心和管理中心的概念[4]。
从技术架构上来看,物联网三层结构的组成和功能如下:
(1) 感知层:由各种传感器以及传感器网关构成,包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维标签、RFID标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢,它是物联网获取识别物体、采集信息的来源,负责完成感知、识别物体,采集、捕获信息。
(2) 网络层:由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成,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,具备网络运营和信息运营的能力。
(3) 应用层:物联网和用户(包括人、组织和其他系统)的接口,它与行业需求结合,实现物联网的智能应用[5],将物联网技术与行业应用相结合,实现广泛智能化应用的解决方案集。
1.3 智能家居应用方案
如今,家庭内部里的许多家用设备形式越来越多样,有些设备本身就具备遥控能力,比如空调、电视机等,有些则不具备这方面能力,比如热水器、微波炉、电饭煲、冰箱等。而这些设备即使可以遥控,对其控制能力、控制范围都是非常有限的。并且这些设备之间都是相互孤立存在的,不能有效实现资源与信息的共享。随着物联网技术的发展,特别是物联网网关技术的日益成熟,智能家居中各家用设备间互联互通的问题也将得到解决[6],如图1所示。
智能家居集安全防护、方便时尚和健康生活三大生活家居产品为一体,集中在以下应用:
(1) 家庭安防中心:家庭安防设备,如摄像头、红外探测器、烟雾探测器等,一旦接入物联网,主人就可以在任何时刻任何地点了解家里的安全动态。
(2) 家庭医疗中心:家庭若有老人和小孩,可在合适位置安放摄像头,了解他们的状况。家用医疗器械,如血压计等连接物联网,与社区医院联网,方便医生实时了解病人的身体状况,及时做出治疗。
(3) 家庭数据中心:家庭里的大量数据资料,如电影、音乐、游戏等,可以通过物联网,海量存储到网络数据服务器上,方便随时查看。
(4) 常用的家庭信息,如天气预报、咨询信息等可以通过连接入网的家庭终端设备及时了解到。
(5) 家庭商务中心:商务中心可以完成一系列的,如缴费、支付、购物的任务,让主人可以足不出户完成各种琐碎的日常生活。
智能M2M家用网关负责家用设备的各类信息的采集,同时通过无线网络和Internet把信息上行传送到物联网管理中心,各类用户可以通过物联网管理中心的Web应用服务访问到各自关心的家用设备信息。另一方面,用户可以借助物联网管理中心的设备访问应用服务,实现对各类设备进行远程控制的目的,这些控制包括简单的设备开、关、模式及参数调整等,同时还包括了终端设备嵌入式应用的版本升级、设备远程诊断等[7]。
2 关键技术与待解决问题
综合物联网参考模型[4]和智能家居结构(见图2)可以看出,物联网应用的开展需要解决以下技术及问题:
(1) 物体属性标识:属性包括静态和动态的属性,静态属性可以直接存储在标签中,动态属性需要由传感器实时探测;
(2) 物体属性识别:需要识别设备实现对物体属性的读取,并将信息转换为适合网络传输的数据格式;
(3) 物体信息的传输与处理:将物体的信息通过网络传输到信息处理中心(处理中心可能是分布式的,如家里的电脑或者手机,也可能是集中式的,如中国移动的IDC),由处理中心完成物体通信的相关计算。
2.1 感知层技术
数据采集是物联网实现“物物相联,人物互动”的基础。采集设备一般采用嵌入式系统,为了获得各种客观世界的物理量,如温度、湿度、光照度等等,传感器技术也是数据采集技术中的重要一支。因此,物联网的数据采集技术包括传感器技术、嵌入式系统技术、采集设备以及核心芯片。
ECP提供了一套较完善的产品电子代码编码方法,实现对物理对象的惟一标识。RFID作为一种射频自动识别技术[8],通过物品标签与阅读器之间的配合,可以基于计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联与共享,为物联网中物品的身份标识提供技术支持。ECP标签中存储着数据格式规范的信息即对物品静态信息的描述,通过RFID阅读器将物品的属性信息自动采集到系统中,实现对物品的自动识别并按照一定的要求完成数据格式转换通过无线数据通信网络传递到数据处理中心,便于后续的管理和使用。
智能信号处理将对采集设备获得的各种原始数据进行必要的处理,以获得与目标事物相关的信息。首先获得各种物理量的量测值,即原始信号。之后通过信号提取技术筛选有用信号,通过调理提高信号的信噪比;高信噪比的信号通过各类信号变换,在映射空间上可以进行信号的特征提取。借助于信号分析技术,如特征对比、分类技术,可以将各种特征信号对应到某一类的物理事件。在物联网的信号处理技术中,以多物理量检测、信号提取、信号调理、信号变换、信号分析为核心关键技术。
2.2 网络层技术
为了实现物联网的普适性,终端感知网络需要具有多样性,而这种多样性是通过通用物体通信协议来保证的。由于终端感知节点并不是固定组网,为了完成不同的感知任务,实现各种目标,节点组网技术必不可少。终端感知设备之间的通信不能采用传统设备的通信协议,因此需要自适应优化网络协议。同时终端设备的低处理能力、低功耗等特性,决定了必须采用轻量级和高能效的协议。
智能家居系统的终端网络通信的数据传输量小,无需太大的传输速度,但是要求信息交换实时性强,延时段,同时还要求网络的容量大,以满足家庭中的各种家电设备。ZigBee的技术特点决定了其能很好地满足智能家居网络的上述需求[9],特别是具备自组织、自愈能力,这样的无线通信技术是智能家居系统理想的通信方式。
物联网以终端感知网络为触角,以运行在大型服务器上的程序为大脑,实现对客观世界的有效感知以及有利控制。其中连接终端感知网络与服务器的桥梁便是各类网络接入技术,包括 GSM、TDSCDMA等蜂窝网络,WLAN、WPAN等专用无线网络,Internet等各种网络。物联网的网络接入是通过网关来完成的。
物联网是在现有计算机互联网的基础上,利用RFID技术实现对物品的电子标识,然后再利用无线通信等技术接人互联网,构造一个覆盖世界上万事万物的网络,并实现网络中物品与物品或人与物品之间的“交流”。因此,因特网技术是物联网的技术基础,或者说,物联网是因特网技术在应用范围上的一个由人及物的拓展,因特网主要解决物联网中传感器节点感知信息的传输与共享问题。
物联网的最终发展形态一定具有“泛在网络 ”的特点,方便人们随时、随地与目标对象进行通信,因此,无线通信技术的应用是必不可少的一种通信技术手段。事实上,目前物联网所涉及的RFID或传感器网络等核心技术中都融合了无线通信技术,也只有无线通信技术的应用,才能将物联网的构想变为现实,同时达到其低成本和易于实现的目标。
2.3 应用层技术
物联网以终端感知网络为触角,深入物理世界的每一个角落,获得客观世界的各种测量数据。同时物联网战略最终是为人服务的,它将获得的各种物理量进行综合、分析,并根据自身智能合理优化人类的生产生活活动。
物联网的支撑设备包括高性能计算平台、海量存储以及管理系统及数据库等。通过这些设施,能够支撑物联网海量信息的处理、存储、管理等工作。
物联网的应用需要智能化信息处理技术的支撑,主要需要针对大量的数据通过深层次的数据挖掘,并结合特定行业的知识和前期科学成果,建立针对各种应用的专家系统、预测模型、内容和人机交互服务。专家系统利用业已成熟的某领域专家知识库,从终端获得数据,比对专家知识,从而解决某类特定的专业问题。预测模型和内容服务等基于物联网提供的对物理世界精确、全面的信息,可以对物理世界的规律(如洪水、地震、蓝藻)进行更加深入的认识和掌握,以做出准确的预测预警,以及应急联动管理。人机交互与服务也体现了物联网 “为人类服务”的宗旨。人机交互提供了人与物理世界的互动接口[10]。物联网能够为人类提供的各种便利也体现在服务之中。
数据智能处理是实现以数据为中心的物联网的核心技术。包括数据汇聚、 存储、查询、分析、挖掘、理解以及基于感知数据决策和行为的理论和技术。数据汇聚包括实时、非实时物联网业务数据汇总后存放到数据库中,方便后续数据挖掘、专家分析、决策支持和智能处理。
2.4 数据安全与运营管理
由于物联网终端感知网络的私有特性,因此安全也是一个必须面对的问题。物联网中的传感节点通常需要部署在无人值守、不可控制的环境中,除了受到一般无线网络所面临的信息泄露、信息篡改、重放攻击、拒绝服务等多种威胁外,还面临传感节点容易被攻击者获取,通过物理手段获取存储在节点中的所有信息,从而侵入网络、控制网络的威胁。涉及到安全的主要有程序内容、运行使用、信息传输等方面[11]。
从安全技术角度来看,相关技术包括以确保使用者身份安全为核心的认证技术,确保安全传输的密钥建立及分发机制,以及确保数据自身安全的数据加密、数据安全协议等数据安全技术。因此在物联网安全领域,数据安全协议、密钥建立及分发机制、数据加密算法设计以及认证技术是关键部分。
由于终端感知网络的节点众多,因此必须引入节点管理对多个节点进行操作。其中包括以使终端感知网络寿命最大化为目标的能量管理,以确保覆盖性及连通性为目标的拓扑管理,以保证网络服务质量为目标的QoS管理及移动控制,以实现异地管理为目标的远程管理技术,同时包括存储配置参数的数据库管理等。
作为物联网应用不可或缺的组成部分,数据库负责存储由WSN或RFID收集到的感知数据,所用到的数据库管理系统可选择大型分布式数据库管理系统。管理系统能够将已存储的数据进行可视化显示、数据管理(包括数据的添加、修改、删除和查询操作)以及进一步分析和处理(生成决策和数据挖掘等)。
2.5 物联网标准问题
物联网是一个新颖的概念,所涉及的技术和包罗的对象十分丰富。虽然,当前世界上有相当数量的国家和技术力量正在积极地从事着物联网方面的研究工作,但物联网本身还存在着待解决的缺乏完整的标准体系问题,如国内物联网存在的主要问题就包括“关键技术有待突破、研发力量比较分散、体系架构尚未建立、标准不统一”等。只有标准化问题解决好了, 便捷而高效的互
联互通才有可能实现。
3 结 语
目前我国的物联网智能家居并没有完全的实现,也没有大规模的应用到家居的各个环节中,究其原因不但和产品成本较高有关,也和互联网的安全性有关。
物联网的技术推广成为推动智能家居发展的催化剂,智能家居系统逐步朝着网络化、信息化、智能化方向发展,智能终端设备的产品也逐步走向成熟,尤其以ZigBee为代表的先进技术应用,使得物联网通信技术往无线方向发展,也从一定程度上降低了产品的成本,更容易推广和接受。同时加强网络安全机制,保护个人信息,才能真正让互联网技术造福于人类。
参 考 文 献
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关键词:物联网技术;关键技术;进展;应用
0引言
物联网技术的不断发展,逐渐从原来的计算机、无线通信过渡到远程控制和人工智能等多个技术领域,物联网技术已经成为一个跨越多行业推动社会发展的力量。目前,世界上主要的发达国家都对物联网发展计划高度重视,国外发达国家相继推出了和物联网相关的技术和产业战略布局。因此,研究物联网技术的进展以及应用前景,能够为我国在全球信息化发展阶段,提供一定的借鉴和参考价值。
1物联网技术的概述
物联网技术是在互联网发展的应用的基础上,不断延伸扩展形成的网络技术,和互联网技术不同的是,物联网是利用互联网的架构,来实现物与物相连的技术,因此,物联网的核心和基础是互联网。物联网的定义在世界上比较公认的是:利用无线传感器和无线射频技术、纳米技术以及智能技术的传感设备,利用互联网架构搭建的能够进行定位、跟踪和追溯管理的网络。因此,物联网的技术关键就在于通过无线传感器和无线射频技术、纳米技术以及智能技术的传感设备获取物品的各种信息,然后利用互联网进行数据交互,因此,物联网技术进展,就里不开无线传感器、无线射频技术、纳米技术以及智能技术的传感设备的发展。
2物联网技术的进展
从物联网的概述以及定义,可以看出物联网的发展和物联网技术传感设备的发展息息相关,因此,本文探讨了无线传感技术、无线射频识别技术、纳米技术和智能技术这4种关键技术的发展。
2.1无线传感技术
无线传感技术是连接物理世界、数字虚拟世界和人类社会的桥梁,物联网的应用的基础,就是无限传感技术,利用无线传感技术,能够更好地对物品进行监测、感知和数据采集,同时也能够和互联网平台进行数据交互。因此无线传感技术的发展,直接关系到物联网技术落地和实际应用的领域。目前,低成本、微型化、低功耗以及灵活的组网方式、铺设方式是无线传感技术的发展方向。
2.2无线射频识别技术
无线射频识别技术(RFID)是一种利用无线射频信号及其空间耦合的传输特性,通过非接触对附有标签的物体进行辨别的自动识别技术,无线射频识别技术的3个重要部分分别是天线、阅读器和标签,其优势在于能够可实现高速运动下对特定物品的识别,且能够实现同时对多个附有标签的物体的识别的目的。已经广泛应用到生产制造、物流管理和公共安全等各个领域。
2.3纳米技术和智能技术
随着互联网技术的不断发展,物联网技术的应用,也逐渐形成了以物体为核心,将物与物之间进行智能化关联,而纳米技术优势非常明显,利用纳米技术,能够让物联网更智能地互联,且进行数据交互,纳米技术的应用方向为纳米电子技术、纳米力学技术和纳米材料技术等,而智能技术则是通过对物体内植入智能芯片,将智能赋予相关的物体,并通过互联网与物体、人之间进行主动、被动交互,机器人技术将成为未来智能技术的发展方向。
3物联网技术应用研究
目前,物联网技术的应用还属于初级阶段,预计物联网技术的未来会迅速地发展和长远地应用,本文从与人生活相关的吃穿住行方面,介绍了物联网的应用方向和前景。
3.1生活相关的智慧城市物联网
在城市中应用物联网技术,能够让城市的规划更加科学,城市功能更加完善,城市的各项服务更加便利,能够让城市更好地适应人们的生活,将城市生活与经济社会实现可持续发展完美结合,同时智慧城市建设,也能够让城市更加方便管理。
3.2出行相关的交通物联网
目前,城市道路拥堵已经越来越普遍,将物联网技术应用在交通上,将公交车、公交站点和城市道路结合起来,同时利用传感器和监控中心数据交互,能更方便人们的出行。
3.3农业生产相关的农业物联网
物联网技术在农业生产上的应用,能够让农业有更好的发展,节省人工,提高农业生产的效率,例如在大棚农业种植的时候,就可以通过物联网将实时对监测蔬菜大棚的温度、湿度以及土壤盐碱度等数据,便于对大棚的管理,同时也可以远程控制大棚的温度调节装置,大大提高大棚管理的效率。同时物联网的应用发展,也为绿色农业的发展提供了应用基础,能够更好地对农产品追根溯源,提高农产品的生产的科学化和规范化。
3.4建设医疗服务物联网
建设新的医疗互联网,将病人和医院的数据库系统相结合,能够对人体的各类数据进行采集,传输到医院的大数据库系统中进行分析,进而掌握病人的生活数据,能够在就医时,更方便医生对病人进行会诊,同时也能够为人提供更好的就医和健康咨询服务。
4结束语
目前,物联网技术的发展及应用备受人们的关注,在吃穿住行方面,物联网的发展都有着巨大的前景,物联网技术的发展将会是世界经济发展的驱动力。但是,物联网技术仍处于研究和实验性应用阶段。因此,在未来的发展过程中,还需进行深层次的研究,发挥政府的引导和支持力量,加大专项研究力度,更好地推动物联网的发展。
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