物聯網及應用技術8篇

時間:2023-10-12 09:32:31

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1.1物聯網介紹

1.1.1物聯網概念

物聯網是指利用射頻識別技術(RFID)、全球定位系統(GPS)、傳感器等技術將物體與互聯網連接在一起的技術,物聯網可以實現信息交流與通信,是互聯網技術的深入應用[2]。物聯網被視為互聯網未來發展趨勢之一,其中物聯網中的每個物體都是有標識、屬性的個體,利用智能接口,按照一定的通信協議連接到互聯網中。

1.1.2物聯網主要特征

1)標識與感知。物聯網可通過RFID、傳感器等技術標識物體,并能通過上述技術感知或捕獲研究目標,采集該物體的相關信息。

2)信息處理。物聯網獲取的信息可以利用計算機進行大數據計算與分析,從而獲取極具價值的信息,以供決策與控制。

3)信息交流。物聯網與互聯網技術一樣,可以實現數據的實時共享,及時將系統信息數據通過網絡傳輸到系統中心。

1.1.3物聯網關鍵技術

物聯網技術一般可分為感知層、網絡層以及應用層三大環節,每一個環節都對應有關鍵技術。感知層關鍵技術包含RFID技術、二維碼、傳感器技術等,利用上述技術能夠實現對物體的標識與感知[4]。網絡層關鍵技術包含計算機技術、互聯網技術、云計算技術、大數據處理技術等,是信息處理、數據管理的核心。應用層關鍵技術包含智能芯片等,是信息處理的應用執行層面。近年來,隨著物聯網技術的不斷發展,出現了許多新型技術或多種技術融合的綜合性技術,如PML開發技術、嵌入式技術、傳感器網絡技術、信息安全技術等,這些技術的應用顯著提升了物聯網的性能。

1.2智能電網介紹

1.2.1智能電網概念

所謂智能電網,其本質是電網的智能化發展,以物理電網為基本框架,充分結合測量技術、傳感技術、信息化處理技術、決策系統技術、計算機技術、互聯網技術等智能化技術而形成的綜合性智能電網。智能電網的應用,將資源開發、電能應用、電網管理等各個環節實現了智能化集成,不僅實現各個環節的無縫連接,而且提升了電網的工作效率及可靠性,因此,具有極大的經濟效益。

1.2.2智能電網主要特征

1)自愈性。智能電網具備自我修復能力,當電網中出現故障,可以容錯重組,實現系統自愈。

2)激勵性。智能電網可以激發用戶參與到電網的運作過程中,從而提高電網的工作效率。

3)安全性。智能電網相比普通電網具備更高的安全性,尤其是在利用智能化技術下,電網的抵御能力更強,電網安全性更高。

4)兼容性。智能電網可以兼容各種形式的發電、供電、蓄電,因此電網的兼容性更好。

5)優化性。智能電網能夠優化各種電網設備的運行,降低電網的運行成本,優化性能優越。

1.2.3智能電網關鍵技術

智能電網未來發展趨勢,是集合了多種技術于一體的綜合性智能化系統工程。智能電網所包含的關鍵技術主要有可處理大量數據的信息處理技術;高效、實時的通信技術;電網能源分布式接入技術;系統容錯技術;傳感器網絡技術;智能規劃技術等。

2物聯網技術與智能電網技術融合

物聯網技術與智能電網技術的融合是信息化技術發展的必然,也是電網發展的趨勢。采用物聯網技術的智能電網,能夠在資源整合、通信提升、電力信息化等方面的發展提供重要的支撐。此外,物聯網技術的應用,能夠提高智能電網的自動化、智能化,對提高智能電網的管理,提高電網的工作效率,降低運行成本等方面具有重要意義。為了研究物聯網技術與智能電網技術的融合,筆者分別從感知層、網絡層、應用層三方面進行介紹。

2.1感知層

感知層包含了各種傳感器、智能芯片等信息識別與采集設備,從而實現對物體屬性、行為的監測,并能夠獲取物體的基本信息數據,通過網絡技術、通信技術將數據傳輸到數據處理中心。在智能電網中,采用物聯網技術可以對輸電線路、電氣設備等電網目標進行識別與監控,并通過光纖通信技術或無線通信技術將獲取的數據傳輸到數據處理中心。

2.2網絡層

網絡層是利用互聯網技術實現數據傳輸與共享的關鍵環節。在智能電網中,主要以光纖網絡為主要的網絡層,并以無線通信網絡、無線寬帶網絡為輔助,將感知層獲取的數據進行實時傳輸。在智能電網的應用過程中,為了保證系統的安全性,因此對數據的傳輸提出了更高的要求,智能電網的信息傳輸主要通過電網系統的內部網絡,只有在特殊環境下,才可以部分依靠公共網絡。此外,為了保證智能電網的應用,電力系統的通信網絡應該以骨干光纖網絡為主,這樣不僅能夠保證數據傳輸的實時性,而且能夠提高數據的容量。以光纖網絡為主,輔助以無線寬帶網絡、電力線載波網絡、無線數字通信網絡等通信技術,實現雙向寬帶通信的智能電網與物聯網的融合。

2.3應用層

應用層是物聯網對相關信息或處理結果進行應用的層面,在智能電網中,應用層主要是各種電力基礎設施、電力資源的應用等方面。電力基礎設備將為物聯網技術提供重要的信息數據,同時也為物聯網技術提供數據處理與計算的基礎設施,保證各種數據、設備的接口資源,為物聯網提供各種適應性極強的應用。此外,應用物聯網技術后,智能電網的在智能計算、大數據處理、模式識別等技術方面有了更有效的解決方案,能夠應用物聯網技術實現智能化決策,對提升電網的管理水平具有重要意義。

3物聯網在智能電網中應用展望

物聯網技術在物體識別與感知、信息處理、控制與決策等方面的能力,能夠對智能電網的發展提供極大的推動作用。以目前的發展趨勢來看,物聯網技術與智能電網技術的結合與應用將不斷的深入與完善,尤其是在以下幾方面的應用,將成為物聯網技術、智能電網技術融合的重要方向。

1)輸電線路可視化。利用物聯網技術的遠程識別與感知技術,能夠對輸電線路進行可視化監控,結合無線通信技術、全球定位技術等,對輸電線路冰凍、震動、故障等問題進行實時在線遠程監控,提高智能電網輸電線路的感知能力,縮減解決故障的反應時間。

2)電力生產智能化。利用物聯網技術,能夠實現電力生產的智能化管理,尤其是將RFID技術、傳感器網絡技術應用到電力現場作業,能夠對誤操作、非法進入等安全事件進行遠程監管,可以對電力生產設備進行智能化管理,減少電力生產的安全隱患,結合用電信息情況,智能規劃生產計劃。

3)用電信息智能采集。傳統用電信息通過電表人工采集,實時性、準確性均難以保證。應用物聯網技術,可以建立遠程用電信息采集系統,并將采集的數據通過通信網絡實時反饋到管理中心,可實現用電信息的實時管理,提高智能電網的智能化,適時進行調峰調頻,提升用電效率。除此之外,物聯網技術還能在電力設備管理、電力設施全壽命周期管理、用電巡檢等方面提供重要的應用技術保障,能夠有效提高電網的可靠性,提升客戶服務滿意度。

4結語

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(一)信息系統分散,食品冷鏈物流實時監控性差

目前,僅有為數不多的大型企業在冷鏈物流管理中全程應用了先進的一體化低溫控制系統。眾多企業在冷鏈加工車間和庫房能夠進行很嚴格的溫度檢測控制,卻無法在冷鏈全程中進行信息管理系統的統一監管。且每個冷鏈合作企業所使用的信息系統基本都是獨立的,合作部門與企業間的信息無法進行實時傳輸,導致食品冷鏈物流實時監控性差。這導致冷鏈物流管理效率低下,無法及時對問題食品進行追溯,加大了食品冷鏈相關企業的安全隱患。

(二)標準化程度不高,食品冷鏈物流協調性弱

食品冷鏈的時效性要求將冷鏈物流活動中的采購、生產、銷售、運輸、庫存及相關的信息流動等活動打造成動態的一體化系統。中國農業的產業化程度不高,大多數中小冷鏈合作企業缺乏配套的冷藏物流設備和現代的冷鏈物流技術,無法實現標準化管理規范和全程可控的一體化冷鏈物流體系,導致食品冷鏈物流整體協調性較差。

(三)冷鏈流通比例低下,食品貨損率高起

我國食品冷鏈流通的比例遠遠低于發達國家,物流途中耗損嚴重,直接導致零售終端價格昂貴。根據近幾年中國物流與采購聯合會冷鏈物流專業委員會公布的統計數據,全國農產品僅有15%進入冷鏈物流中,其中果蔬的流通腐蝕率高居第一位,達20%-30%,水產品位居第二位,達到15%,肉類也達到了12%。與中國相比,發達國家食品損耗率要低得多,農副產品的流通損耗率普遍為5%-6%左右。

二、食品冷鏈物流環節對物聯網技術應用的需求分析

冷鏈物流管理信息化、標準化、全程一體化的需求,催化了對新型物流技術應用的管理需求,其中物聯網技術應用的巨大效應最引人關注。物聯網“Internetofthings”縮寫為“IOT”,指物物相連的互聯網,是一種建立在互聯網上的泛在網絡,并在互聯網基礎上進一步延伸和拓展,可使物與物之間具有通信功能,進行快捷的信息交換、傳輸和自動識別。物聯網具有巨大的經濟和社會效益。美國權威咨詢機構FORRESTER預測,到2020年,物聯網產值將是互聯網的30倍,其創造的經濟價值將達到萬億級。物聯網從技術和產業的角度,應用技術手段來解決傳統的食品冷鏈物流面臨的許多問題,滿足食品冷鏈物流不同環節的管理需求:

(一)食品冷鏈物流加工環節均衡生產的需求

由于無法對整條食品冷鏈物流加工環節進行全程跟蹤和識別,不能及時獲得補貨信息,導致加工產品數量不準確,難以有序控制進行均衡生產。物聯網技術的應用可輔助定單生產,實現流水線均衡生產,定量完成食品加工任務。

(二)食品冷鏈物流運輸環節智能調度的需求

傳統的食品冷鏈物流運輸環節,多依賴運輸司機對運輸路線和冷藏食品的人工控制,難以做到全程跟蹤管理和實時監控。通過物聯網技術的電子標簽和接收裝置,可實現運輸環節全程可視化監控。同時,可利用物聯網采集的數據計算行車路線,進行多種路線和聯運方式的綜合調度,實現食品冷鏈物流運輸高效管理環境下的智能調度。

(三)食品冷鏈物流配送環節協同管理的需求

利用物聯網技術先進的信息定位系統,能考慮到實時交通路況,使得各食品冷鏈物流配送中心的配送管理與信息管理形成協同效應,在不同交通路況下,以成本最低、時間最短的方式完成配送工作,實現配送路徑的最大優化。

(四)食品冷鏈物流倉儲環節低庫存成本管理的需求

傳統倉儲管理模式,效率低,耗時長,人工失誤率高,容易造成倉儲貨損。物聯網FRID技術能自動識讀產品標簽,完成庫存盤點,同步傳輸至數據中心,快捷高效地管理庫存數量,降低食品冷鏈物流庫存成本。應用物聯網技術不僅能提高供應商庫存管理效率,還能有效識別假冒偽劣產品,進行智能化庫存成本管理,提升食品冷鏈物流庫存管理水平。

三、食品冷鏈物流管理中物聯網技術應用的優勢分析

食品冷鏈物聯網技術運用主要分為三個層次:食品冷鏈物流感知層、網絡層和應用層。食品冷鏈物流感知層主要是感知設備的配置和運用,比如:核心傳感技術二維碼技術、RFID技術等設備的數據采集處理。食品冷鏈物流網絡層主要是通過各種通訊技術將感知層收集的大量數據進行處理與傳輸。食品冷鏈物流應用層則是針對食品冷鏈行業通過之前感知層和網絡層的資源整合,提出實現冷鏈食品行業的解決方案。通過以上三層次的共同作用,物聯網技術在食品冷鏈物流管理中的應用優勢有:

(一)物聯網技術有助于食品冷鏈物流信息的標準化

食品冷鏈物流營運時產生的信息量非常巨大,且食品冷鏈物流系統對信息處理的準確性和及時性要求較高,高效的信息流動是整個冷鏈物流系統運作的基礎。傳統的食品冷鏈信息系統存在數據格式不統一、各子系統不兼容、信息孤島等信息不協同現象。為解決多個冷鏈物流子系統協同運作的問題,信息標準化是當前行之有效的關鍵方法之一。物聯網技術在食品冷鏈物流領域的應用,通過食品冷鏈企業內部各職能管理部門間信息互通、高效傳送和企業外部與上下游廠商、競爭對手、合作伙伴之間的信息共享,實現整個冷鏈物流系統數據的采集、傳輸、、共享和融合的信息標準化,保障整個食品冷鏈物流系統運行的穩定性和高效性。

(二)物聯網技術有助于提高食品冷鏈物流信息反饋效率

冷鏈食品的最終質量取決于冷鏈儲藏與流通時間、溫度和產品的耐藏性,冷鏈食品流通時間的有效管理,直接決定了冷鏈物流系統運營的效益。通過廣泛在食品冷鏈企業中應用物聯網感知層RFID技術,可實現對冷鏈食品的唯一標識,保障冷鏈食品信息在加工、運輸、配送、倉儲和銷售環節涉及的眾多冷鏈企業中無障礙流轉。例如,物聯網傳感器技術融合多種類型的感知節點,實現物體信息及其所處環境信息的動態感知。冷鏈物聯網移動GIS技術可以觀測冷鏈食品的運動軌跡,實現實時溫度監測,并監管冷鏈企業冷鏈中斷等問題。物聯網數據采集技術,實現了對感知商品的大批量信息采集,替代了手工錄入的繁瑣,提高了冷鏈物流系統營運效率。因此,采用新型物聯網技術后能幫助冷鏈食品物流信息的反饋效率得到很大提高。

(三)物聯網技術有助于提升食品冷鏈物流的服務水平

傳統食品冷鏈物流服務僅僅是以滿足生產者和消費者不斷增長的物流需求為目標,缺乏物流服務方式創新,無法提供個性化和智能化物流服務。物聯網三層面技術的應用,提供了個性化智能物流服務解決方案。物聯網感知層識別技術(RFID)能夠實現高度的物流信息化、自動化和便利化,確保基礎性食品冷鏈物流服務的有效實施。物聯網網絡層數據處理與傳輸技術,在冷鏈物流上下游實體中快速反映客戶的服務需求和期望,能準確、及時調整物流計劃,實現物流服務能力的最佳匹配,提供以客戶為中心的冷鏈物流優質增值服務。物聯網應用層技術利用計算機、網絡和通訊等現代信息技術,對區域內物流作業、物流過程和物流管理的相關信息進行資源整合,滿足客戶的訂單生產、銷售頻率等個性化服務需求,實現物流流程需要同客戶服務需求無縫對接,實現整個冷鏈系統的高度組織協調性。

四、食品冷鏈物流主要環節中物聯網技術的應用研究

物聯網技術在食品冷鏈物流的業務流程和物流環節的廣泛應用,實現了食品冷鏈物流技術和業務模式的創新。

(一)物聯網技術在食品冷鏈物流采購環節中的應用

通過在食品冷鏈物流企業中廣泛使用電子標簽和FRID讀寫器,能優化食品冷鏈物流的采購方案,確保冷鏈食品的精準化采購水平。首先,通過對所有冷鏈食品原料粘貼電子標簽,讓每個標簽含有符合EPC(ElectronicProductCode產品電子代碼的縮寫)規則的商品信息。當買方輸出食品原料采購訂單前,通過FRID讀寫器對采購食品原料進行電子標簽識別,就可以獲得有關采購食品的所有信息,還能獲悉采購食品原料在整個冷鏈物流中的流轉情況和變化信息,為優化采購方案提供精確的數據支持。同時,數據還能幫助買方掌握食品原料準確的消耗量,精準制定合適的采購時間、采購周期和采購數量。此外,物聯網技術還確保賣方所供給食品原料的數量、質量和品類符合要求,并極大縮短食品原料檢測時間。這不僅使采購作業更加科學,而且節約采購時間和資源,降低食品冷鏈企業采購成本。

(二)物聯網技術在食品冷鏈物流生產環節中的應用

當帶有電子標簽的食品原料進入冷鏈物流生產環節時,生產工序流水線上的讀寫器裝置就會對其進行識別,并將每道工序的具體信息數據寫入電子標簽,最終產成品的電子標簽會集合所有的加工信息。這些數據上傳到企業生產管理信息系統,為企業了解自身產能、合理安排生產計劃、制定精準的生產周期而提供基礎信息保障。在日常生產管理活動中,物聯網技術能幫助生產企業準確獲知生產訂單的執行情況,進行生產進度跟蹤與控制,監督產成品質量完成狀況。這不僅優化生產流程,為交貨期預測提供決策支持,還為員工績效考核提供參考,提升食品冷鏈物流生產企業的生產力。

(三)物聯網技術在食品冷鏈物流倉儲環節中的應用

物聯網技術在食品冷鏈物流倉儲業務流程中的應用,能大大縮短倉儲作業時間,同時提高冷藏食品的庫存精確度。采用物聯網技術的倉庫出入口處,安裝有讀寫器和紅外線接收器,主動對通過出入口帶有電子標簽的貨物進行掃描,將貨物信息傳輸到物流倉儲后臺管理系統,實現物品出入庫控制智能化。縮短出入庫流程消耗時間的同時,避免人工操作的繁雜業務,使出入庫作業更加便捷、準確、快速。通過在倉庫的每個區域安裝位置讀寫器,能幫助倉儲管理人員迅速、精確地進行儲位貨物定位。當倉庫進行貨物盤點時,倉儲工作人員僅需通過手持式讀寫器進行倉儲貨物掃描,貨物信息將自動傳輸到倉儲管理數據系統,繁重的貨物清點工作變得便利、高效和精確。

(四)物聯網技術在食品冷鏈物流運輸環節中的應用

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[關鍵詞]物聯網技術RFID公安工作

中圖分類號:TP391.44 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)05-0328-01

1物聯網的概念

1.1起源

物聯網(Internet of Things)的概念的起源最初是1991年美國麻省理工學院(MIT)的Kevin Ash-ton教授首次提出的。比爾蓋茨在1995年出版的《未來之路》一書中提及物物互聯的概念。1998年麻省理工學院提出了當時被稱作EPC系統的物聯網構想。1999年,在物品編碼技術的基礎上Auto-ID公司提出了物聯網的概念。2005年11月17日,在突尼斯舉行的信息社會世界峰會(WSIS)上,國際電信聯盟了《ITU互聯網報告2005:物聯網》,其中指出“物聯網”時代的來臨。

1.2概念

物聯網,顧名思義是在傳統互聯網、電信網等基礎上,實現物與物的信息互聯與交換,達到物與物之間的通信與互動。物聯網是傳統網絡的延伸,通過感知技術將傳統網絡的終端擴展到物。這是一個將物質世界數字化的變革,每一個普通物理對象都可以作為物聯網的一部分,可以被獨立尋址通過網絡互聯互通。

1.3感知方式

將網絡終端由傳統意義上的機器延伸到物理對象的過程中,重要的一步是傳感器技術,傳感器技術可以將物理對象的信息轉化為計算機能夠處理的數字信號,是實現物與物通信的前提。目前常見的傳感設備和技術有二維碼識讀設備、射頻識別(RFID)裝置、紅外感應器、全球定位系統和激光掃描器等。通過這些傳感器技術,可以將任何需要互聯的物體信息數字化,實現物聯網由機器終端到普通物體終端轉變。

2物聯網的特征和傳統的網絡相比,物聯網有其鮮明的特征。

2.1各種感知技術的廣泛應用。

物聯網上部署了海量的多種類型傳感器,每個傳感器都是一個信息源,不同類別的傳感器所捕獲的信息內容和信息格式不同。傳感器獲得的數據具有實時性,按一定的頻率周期性的采集環境信息,不斷更新數據。

2.2數據量極其龐大

物聯網技術的重要基礎和核心仍舊是互聯網,通過各種有線和無線網絡與互聯網融合,將物體的信息實時準確地傳遞出去。在物聯網上的傳感器定時采集的信息需要通過網絡傳輸,由于其數量極其龐大,形成了海量信息。

2.3地址需求龐大

物聯網要求作為物聯網終端的每一件物品有自己獨立特有的物理地址,目前互聯網使用的IPv4協議所提供的地址資源遠遠不能滿足物聯網的需求。其龐大的地址資源需求會在下一代互聯網的IPv6協議中得以實現。

2.4智能技術的應用

物聯網不僅僅提供了傳感器的連接,其本身也具有智能處理的能力,能夠對物體實施智能控制。物聯網將傳感器和智能處理相結合,利用云計算、模式識別等各種智能技術,擴充其應用領域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理出有意義的數據,以適應不同用戶的不同需求。

3物聯網技術的典型應用

物聯網早已不僅僅只是一個概念,從它的概念提出至今的十幾年中,它已經在我們身邊或大或小的領域中有運用。我國的第二代居民身份證就采用了內置RFID技術,采用國內自主嵌入式微晶片,是全球最大的RFID應用技術。

4物聯網帶來的安全風險

物聯網的基礎是互聯網等傳統網絡,將傳統網絡的終端擴展至人與物,這樣一來就會將傳統網絡所面臨的安全風險與危害放大,互聯網所面臨的病毒攻擊,黑客攻擊等危害在物聯網中也存在。

另外,物聯網的感知層將成為一個新的安全隱患點,物聯網的傳感器采集的信息需要通過網絡傳輸,由于其數量極其龐大,在傳輸過程中,為了保障數據的正確性和及時性,必須適應各種異構網絡和協議,而在物聯網發展的目前階段,各種接口協議都還很混亂,對于物聯網的監管與保障幾乎沒有,個人隱私、情報在采集和傳輸階段面臨很大的安全性問題,所以這將是公安工作中的一個新問題。

5物聯網在公安領域的應用

目前階段下,物聯網技術應用到公安領域中,還存在很多困難和阻礙。將物聯網技術應用于現有的資源平臺,可以在應用實踐中帶動公安物聯網發展。

5.1新一代警務通系統

新一代的警務通系統采用了結合的物聯網技術,內置的第二代身份證讀卡模塊,采用了非接觸式的讀卡技術,公安民警可將二代身份證放置感應區,公民身份信息包括文字、數據、個人相片等信息顯示或提示在彩色液晶屏上,并且還可通過云計算平臺與公安專網進行互聯核查。

配備GPS系統,與警用地理信息系統配合,實現對警力部署或重點車輛的可視查詢、定時定位、自動跟蹤、區域監控、路徑優化、軌跡分析,提高了公安機關的警務工作效率和實戰能力。

5.2車輛管理系統

基于無源射頻識別技術的區域性車輛安全監管系統,通過在車輛內安裝RFID電子標簽和GPS使被標識車輛的靜態身份信息與動態運行信息有機地結合在一起。以車輛自動識別與認證服務為基礎,實現在開放性道路交通環境下對車輛運行信息和事件信息的自動采集,提供滿足不同應用環境的全天候涉車監管服務。該系統還能實現交通需求預設,路網資源的分配管理,交通流量自動統計,車輛運行狀態的實時回傳等功能。目前上海,南京就采用類似的系統對特定車輛進行管理。

6物聯網時代公安工作的展望

物聯網時代即將到來,物聯網技術對社會的改變是公安工作新的機遇和挑戰,在可預見的將來,物聯網在公安工作中將發揮極其重要的作用。

將物聯網技術引入地理信息系統(GIS)和GPS、電信運營商的無線電信網絡相結合,將是一個改變公安工作模式的改革。在突發事件和處理以及各種刑事、民事和交通案件處理時,實現對警力資源的及時高效合理地調度與充分使用,有效縮短出警反應時間,減少警務處理的盲目性,實現對警務現場的實時全方位多角度的監控及指揮調度。

物聯網技術使得具體物理對象成為公安工作的出發點,對于成為網絡終端的人、車、物的管理與控制上升到了一個新的高度。配合現有的監控、管理和資源系統,將任何需要成為物聯網終端的物理對象納入公安工作的管理之中,將在維護社會穩定,社會治安管理和打擊刑事犯罪方面起到非常重大的作用。

7總結

總體而言,物聯網技術已經完成從技術到產業的轉變,

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關鍵詞:物聯網;技術;監控;應用;案例

1. 物聯網的概念

美國麻省理工學院(MIT)的自動識別中心在1999年最早提出了物聯網的概念,因目前仍然處在探索的階段,并沒有一個明確的定義。相對公認的解釋是:物聯網是通過各種信息傳感設備如射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(GPS)、激光掃描器等對實物進行掃描,并通過互聯網聯系起來,進行信息的交換,實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡技術。簡單說來,就是通過互聯網把所有身邊東西聯系起來,便于我們進行控制管理,服務于人類社會發展的一種技術。

2. 物聯網的構成及技術簡析

2.1 物聯網系統由感知層,網絡層,應用層構成,下面對各個結構進行簡單介紹;

(1) 感知層:主要包括各種信息傳感技術如射頻識別(RFID)等,進行物品的識別和信息的收集。這些采集給下面的活動奠定了堅實的基礎,是網絡層和應用層進行活動的基本條件,因此感知層的活動至關重要。

(2) 網絡層:主要包括有互聯網、2G無線網絡.3G無線網絡以及網絡層物聯網的管理中心和物聯網的信息中心等。感知層的信息傳到網絡層,由網絡層進行整合與處理,并將信息儲存下來,等待應用,它對感知層和應用層起著承上啟下的作用,是關鍵的中間環節。

(3) 應用層:將網絡層儲存的各種信息應用到各種行業、企業或個人,如:公共管理、食品監管、藥品安全、環境監測、智能物流及家庭和企業的管理中。根據不同要求,滿足客戶需要,最后實現物聯網的應用。這是物聯網的最后一步,至此,一次完整的物聯網活動完成。

2.2物聯網技術包含很廣,多種多樣,只能對主要技術RFID傳感技術等進行介紹,如下;

(1) RFID傳感技術:用來獲取物品的各種特征信息,隨時隨地進行信息采集。電子標簽、天線和讀寫器組成了RFID,其中電子標簽用來儲存各種等待識別的物品信息,具有數據儲存的作用,天線則是用于接收和發射射頻信號,而讀寫器則主要用于信息的識別。RFID傳感技術的應用,簡化了信息采集的過程,使信息采集變得簡單易操作,大大促進了物聯網的發展。

(2) 云計算技術:云計算技術主要是對物聯網中大量的數據信息進行分析和處理,而云計算技術具有的通過互聯網向用戶提供托管服務和配置巨大的計算資源的能力,則很好的處理了物聯網用戶物品數量龐大的問題。簡化了各種服務,方便了信息的互通,促進了物聯網的應用。

(3) 傳輸承載網:傳輸承載網針對的主要是物品的可移動性及位置的不確定性進行技術改造,而采集到的各種物品的特征信息就通過傳輸承載網進行傳遞。毫無疑問它與2G無線網絡.3G無線網絡及WiFi等移動網絡相比較而言具有更大的優勢。傳輸承載網技術的應用,縮短了信息傳遞的時間,加快了信息的速度,大大提高了物聯網的使用效率。

3. 物聯網技術的應用

物聯網廣泛應用在各個地方,不僅是經濟建設、文明建設,更是大大的提高了人民的生活水平,囊括日常生活的方方面面。物聯網賦予了每件物品以生命,讓它們能開口說話,或主動提醒你該注意的各項問題。可以把物聯網運用到各個領域,如交通﹑通訊﹑建筑及國防等,利用物聯網的特性,將各種不同類型的物品聯系在一起,從而進行有效便捷的管理。下面從幾個方面說說物聯網在現實生活中的應用:

(1) 交通方面:城市中最常見的交通監控系統一般是由攝像頭和交通情況監測傳感器組成,這些得來的信息反饋到交通管理中心,從而達到監測城市交通的目的。而一旦物聯網運用到交通方面,可以將所有車輛及交通公共設備形成一個系統,利用物聯網結合起來,通過對車子的監控,對紅綠燈及各種設備進行適當調整,更有利于交通的管理,減少了資源的浪費,也能錯開高峰期,有效的緩解現在城市日益嚴重的交通擁堵。

(2) 國防和安全領域:國防及安全,無疑是各國最為關心的問題,而物聯網的發展給軍隊的改革帶來了新的契機。可以通過物聯網掌握戰場的整體信息,隨時了解戰場的新變化,為作戰計劃的制定與實施奠定信息基礎。物聯網可以將各種軍事有關設備,軍工企業及相關人員聯系起來,協同合作,實現效率最大化。在軍事活動中,提高信息準確性和可靠性,從而降低人員和設備的損耗,增強國防能力,保證國家安全。

(3) 工農業發展:制造業最早也最廣泛的應用了自動化,將物聯網技術應用到制造業,提高了生產的自動化程度,對生產的全過程實現有效的監督管理。在農業方面,可以通過物聯網對土壤、農作物的生長進行監管,改變了人工檢測的不準確性,降低了人力資源的浪費,更好的保證農作物的生長條件,提高農作物的產量,改善農作物品質。物聯網在工農業方面的應用,提高了生產效率,也使產品的安全性達到一個新的高度。

4. 物聯網技術的監控應用案例及分析

在實際工作中,本人參加了幾個上海市經濟和信息化委員會的物聯網項目實施,介紹如下:

(1) 成品油儲備庫監管系統。項目定位于自動監控多通道數據源并且依據規則采用不同報警方式進行實時提示的信息管理系統。利用加密SSL互聯網傳輸通道結合雙向GPRS設備通過無線網絡將實時數據信息上傳至信息中心服務器中,并在使用人員設定的管理規則上建立科學合理的數據模型加以儲存,顯示,分析、報警提示。系統設計并非獨立系統,應用先進的SOA軟件設計的理念,要能夠和將來的其他相關系統集成。采用主流的B/S為架構,不受時間和空間限制,維護和升級成本大大降低。

(圖1:成品油儲備庫監管系統架構圖)

(2)3G遠程集中監控管理系統。隨著加油站特許經營模式的展開,加油站特許經營店如雨后春筍般的出現。當前上海市加油站具有安全要求高和地域分散的特點,對監控需求較高,但是現有加油站監控體系一般為本地松散型監控,缺乏有效集中統一的管理。為解決這種松散型監控管理上的弊端,上海市經濟和信息化委員會采用基于物聯網技術的3G遠程集中監控管理系統,以加油站的特點為主,采用 遠程集中監控系統,可對加油站進出車輛、收費、設備運行以及各種實時工作情進行實時監視和記錄。當突發事件出現時上海市經濟和信息化委員會可以在第一時間內了解現場情況并采取緊急應對措施。

(圖2:3G遠程集中監控管理系統架構圖)

5. 結束語

物聯網將整個社會的發展向上提高了一個大的階層,給世界發展帶來了新的機遇。物聯網的使用簡化了現代的社會生活,提高了生活質量,給大家帶來了福音。物聯網技術正在不斷地向前發展,技術不斷優化,逐步實踐應用到各個領域行業中,它改變著大家的生活方式,給大家以更多的便利和高效。物聯網的發展前景廣闊,將成為各國提高綜合國力的重要技術手段,是國家信息產業實力的最大體現。

參考文獻: 

[1] 陳淮.關于物資銀行的設想.中國工業經濟研究,1987,(3):2—3.

篇5

關鍵詞:物聯網;技術;應用

中圖分類號:TP391

計算機技術和互聯網技術的發展迅速,已經深入到人們的工作、學習和生活之中。近年來,互聯網的發展尤為突出。在互聯網技術的基礎上,結合電子技術,產生了一種新型網絡,即物聯網。物聯網的概念出現,隨著技術的不斷成熟,得到各個國家和大型企業和重視,在各個領域大力發展物聯網。

1 物聯網的概念綜述

1.1 物聯網的發展。物聯網的雛形可以最早追溯到上世紀90年代初,當時施樂公司生產的網絡可樂販售機,已經有了物聯網的概念。接著,在1991年,美國的麻省理工學院的Kevin Ash-ton教授首次提出了有關物聯網的概念。到90年代末,美國麻省理工學院建立了“自動識別中心(Auto-ID)”,專家們提出了“萬物皆可通過網絡互聯”的概念,描述了物聯網的一些基本含義。在物聯網的啟蒙時代,物聯網是依托射頻識別(RFID)技術的物流網絡。隨著計算機技術、網絡技術和電子技術的發展,現在的物聯網的內涵和應用已經遠遠超出當初的設想。

1.2 物聯網的概念。所謂物聯網,并沒有一個統一、確定的定義,但有大致差不多的概念,即通過RFID技術(射頻識別)、紅外感應技術、全球定位系統技術、無線傳輸技術等信息傳感設備,根據相關協議,能夠將物體與互聯網連接起來,進行通信和信息交換,以實現智能化識別、定位、監控及管理的網絡。其實,物聯網也可以說,就是“物物相連的互聯網”。

1.3 我國物聯網的發展現狀。我國的計算機網絡建設滯后于世界,但通過這幾十年的迅速發展,我國的互聯網技術已經趕上世界的水平。作為物聯網的基礎,有了互聯網的發展,我國的物聯網發展和世界是處于同一起跑線,甚至還可以說我們的研發水平處于世界的前列。物聯網核心技術之一是傳感技術,我國早在上世紀末就已經開始了研發;同時,我國還是傳感網領域的標準制定國之一,擁有大量專利。通過十多年的研究發展,特別是高校和企業的聯合研究。例如,我國物聯網的高校研究中心,北京郵電大學和南京郵電大學,和政府及一些企業簽署合作協議,專門研發物聯網涉及的自動控制、無線傳輸、網絡通信等關鍵技術,我國已經實現了物聯網的完整產業鏈。

1.4 物聯網的認識誤區。物聯網的發展方興未艾,是如今網絡技術的大熱門。但是,人們對于物聯網的理解也存在一些誤區。其一,把傳感網或RFID網等同于物聯網。傳感技術或RFID技術只是物聯網整個技術集群中的個體,僅僅是處于物聯網前端的信息采集技術之一。同樣,視頻識別、紅外線、激光、掃描等技術,都能夠實現信息采集技術。所以說,傳感網或者RFID網只是物聯網的一種應用。其二,有人認為物聯網就是下一代互聯網,是互聯網的無限延伸。其實,物聯網號稱物物相聯,但并不是任何物品都能相聯,沒必要,也不可能做到所有的物物相聯。同時,互聯網是一個很廣泛的概念,是一個全球共享平臺。而物聯網中有很多應用都是局限于局域網,例如智能小區;或是一些專業網,例如智能電網等。其三,有人認為物物相連不可能,技術實現難度太大,物聯網只是一個概念上的炒作。物聯網的概念雖然提出的時間并不久,但是物聯網確實中真實存在的,物聯網涉及的技術很多,有些技術難度確實也大,但隨著網絡技術的發展和科技的發展,物聯網的實現早已成為可能,并且已經在運用當中,例如智能家居等物聯網的經典運用案例。

2 物聯網的技術分析

物聯網涉及的技術因素很多,囊括了廣泛的內容,例如傳感技術、紅外技術、RFID技術、網絡技術、無線傳輸技術等等,下面分析一下幾個關鍵技術。

2.1 傳感器技術。這是物聯網中最為關鍵的技術之一。因為,物物相連,很多物品這間傳遞的是模擬信號,而計算機處理的是數字信號,因此,要想能夠處理模擬信號,就要用到傳感技術進行信號的收集和轉換。傳感器技術也是位于實現物聯網中通信的前置條件。

2.2 RFID(射頻識別)技術。RFID技術融合了無線傳輸、射頻技術、嵌入式技術等為一體。在物聯網發展的早期階段,曾經是物聯網的主要技術,曾有人就將RFID網等同于物聯網。隨著物聯網的發展,物聯網的內涵和應用越來越廣泛,RFID技術成為物聯網實現的基礎條件之一。

2.3 IPv6地址。網絡知識告訴我們,處于任何網絡中的節點可終端若要可標識,就要擁有自己獨立的地址,這個地址就是IP地址。要實現物物相連的功能,那么物聯網中的物品數目眾多,用以前的IPv4地址方式是不法進行完整表示的。所以,物聯網的地址表示方式采用IPv6方式。IPv6方式理論上擁有的IP地址能夠滿足物聯網中物品的標識。

2.4 嵌入式系統技術。嵌入式系統技術是一種比較復雜的技術應用,它是傳感技術、計算機技術、電子技術等多種技術的綜合應用。嵌入式系統技術的應用產品隨處有見,例如MP4,平板電腦、天氣預報系統等。

3 物聯網的應用趨勢

物聯網從概念提出到技術實現僅僅十多年的時間,但是物聯網已經在很多領域應用。

3.1 物聯網的應用模式。在物聯網的應用中,大致可以歸納為對象的智能標簽、環境監控和對象跟蹤、對象的智能控制三種模式。

對象的智能標簽是指運用特殊的技術(例如二維碼、RFID等)來標識特定的對象。例如,已經在我們的生活中出現的智能卡、二維碼掃描、手機電子掃描等技術。環境監控和對象跟蹤指的是利用傳感器和監控器實現的對特定的信息采集和監控,其中典型案例就是GPS的應用、交通智能監控等。對象的智能控制指的是根據傳感器的信息數據的獲取,經過網絡傳輸和計算機的分析,達到對特定的控制,例如現在我們在公路上經常看到交通管理部門用來測算交通流量的交通智能監控等。

3.2 物聯網應用的個案分析。物聯網并不是看不見摸不著的,而是已在我們的現實生活中真實存在的技術。在生活中的一些領域,物聯網給我們帶來了新的生活方式。例如智能門禁系統和智能家居。

智能門禁系統改變了我們的對門禁的傳統認識,解決了以往門禁帶給人們的一些困擾。門禁系統由門磁、讀卡器、控制器、電鎖、電源、無線傳輸部件、網絡處理部件等模塊構組成。智能門禁系統能夠實現網絡上查看鎖門情況,網上開鎖、網上智能鎖門等功能,解決了老人和兒童對門禁的困難。

智能家居系統包括智能窗簾、智能燈光控制、智能防盜、智能火警報警、智能電視、智能冰箱等應用。這些智能物體都能實現無線連接,在網絡監控和管理操作。我們可以在任何能夠上網的地方對智能家居做出控制。智能家居在我國的發展勢頭良好,部分家庭和企業已經進行了嘗試,體會了物聯網科技給生活帶來的便利。

3.3 物聯網的應用趨勢。隨著網絡技術進一步的發展,特別是云計算機技術的發展和實現,物聯網的發展也會趨于完善。在智能家居、智能消防、智能交通監控、工業監測、智能小區管理、智能安防、智能食品監測等方面大力發展。

4 結束語

我們國家在物聯網方面發展處于世界前沿,得益于政府、企業和高校的聯合研究和應用研究開發,產品研發涉及了傳感器、無線傳輸、計算機網絡、云計算機的各個應用領域。物聯網的發展起點高,在綜合利用計算機技術、網絡技術、電子技術的基礎上,結合新一代互聯網技術,應用手機、平板等設備終端,應用數據中心,物聯網必然會發展成和我們生活、工作息息相關的專業網絡。

參考文獻:

[1]劉曉亮.基于IPv6的物聯網應用研究[J].科技資訊,2011,31.

[2]劉強,崔莉,陳海明.物聯網關鍵技術與應用[J].計算機科學,2010,6.

[3]燕妮.淺論物聯網技術的應用研究[J].科技信息,2013,19.

[4]孫傳寧,張雪.物聯網概念及關鍵技術綜述[J].福建電腦,2010,12.

篇6

關鍵詞:物聯網行業發展現狀;物聯網應用技術專業人才的需求;物聯網應用型人才緊缺

中圖分類號:TP393 文獻識別碼:A 文章編號:1001-828X(2016)028-000-01

一、調研的目的與意義

通過本次調研,對不同區域物聯網行業的發展現狀有所了解,掌握社會及行業對專業人才的需求情況,合理定位高職類院校物聯網應用技術專業的人才培養目標和人才培養規劃,為專業建設及提升提供決策依據。

二、行業發展現狀及趨勢

1.物聯網行業發展現狀

(1)國際物聯網行業發展現狀。物聯網這一概念提出于1999年,此后美國、歐盟、日本等世界主要經濟體先后提出了基于本國經濟特點的物聯網行業發展規劃,均認為物聯網是推動產業升級、經濟發展和確立國際競爭優勢的發動機,比如美國提出的“智慧地球”、歐盟提出的“歐盟物聯網行動計劃”、日本則提出了“U-Japan”。物聯網產業成為繼計算機、互聯網與移動通信網之后的第三次信息產業浪潮。美國Forrester機構預測,物聯網所帶來的產業價值將會比互聯網大30倍,將會是又一個萬億元級別的信息產業。

(2)國內物聯網行業發展現狀。2012年,工信部制定并了國家《物聯網“十二五”發展規劃》,提出,我國的物聯網產業將重點建設10個聚集區、100個骨干企業,實現產業鏈上下游企業的匯集和產業資源整合。

近年來,由于國家重視、政策扶持,我國的物聯網產業正處于高速發展期,被列為國家重點發展的戰略性新興產業之一。2010年,我國物聯網產業的總產值約1900億元,而2015年達到近7500億元,短短5年總產值增長了295%!隨著行業標準完善、技術不斷進步、移動互聯向萬物互聯的擴展,我國物聯網產業將面臨更大的市場空間和產業機遇。

2.物聯網行業人才培養及社會需求情況

(1)我國物聯網專業職業教育發展狀況。物聯網專業是個交叉學科,其內容涉及通信技術、網絡技術、傳感技術和RFID技術、嵌入式系統技術等多項知識。目前我國在研究生、本科、高職、中職等多個教育層次均開設了物聯網專業,但在教學過程仍存在很多問題,如教學體制落后,師資隊伍薄弱,教學設備陳舊等。為了改變這一狀況,針對物聯網專業所具有的很強的工程實踐特點,當前很多院校對基于校企合作的高職物聯網應用技術專業人才培養模式開始了探索。

(2)物聯網應用技術人才的需求。隨著物聯網產業的急速發展,其各領域上下游企業專業人才大量短缺,據工信部統計,未來5年,僅《物聯網“十二五”發展規劃》圈定的9大領域重點示范工程人才需求量就達上千萬,如智慧農業預計需求1000萬人,智能家居預計需求100萬人,智慧交通預計需求50萬人,智能醫療預計需求100萬人,現代物流預計需求20萬人,智能電網預計需求100 萬人。

同時,不少專家指出,由于其專業的跨學科性,未來物聯網產業需求更多的將是復合型人才。

3.高職院校物聯網專業開設的可行性分析

高職院校物聯網專業人才培養以培養一線的專業技能型人才為目標。培養的學生應適合領域內各企業的技術性崗位,如感知層終端設備維護、物聯網項目實施、系統終端設備維護、網絡線路設備維護、系統信道測試維護等。

(1)物聯網應用型人才緊缺。自從2009年我國提出物聯網發展戰略以來,物聯網在智能工業、智能交通、智能家居等9大試點領域逐漸發展起來,工作崗位激增,而教育部審批設置的“物聯網工程”等與物聯網技術相關的戰略性新興產業本科2011年才開始招生,培養出的學生遠不能滿足市場需要。

我區搶抓機遇,提出力爭用5年左右的時間,以構筑“智慧內蒙古”為目標,依托我區產業特色、科技基礎、區位條件和資源環境等要素,整合區內外產學研各界的力量,面向經濟、公共管理和公眾服務等領域,分期分批建設示范工程,努力把我區建設成為物聯網領域技術產業發展快速、應用先行的省區。

(2)物聯網應用技術專業人才就業前景廣闊。在我國,物聯網產業發展更貼近“政策驅動型”,相當長一段時間內,政策支持力度將持續加大。據統計,物聯網的產業價值將比互聯網大30倍,每年近百萬的人才需求量與當前各層次人才培養的速度存在較大差距,因此物聯網專業就業前景非常廣闊。

三、調研結論

高職院校物聯網專業的培養目標應要考慮學生的特點及高職院校的辦學層次,依據企業對人才的需求,在經過充分的行業企業調研的基礎上確定適當的定位。高職院校物聯網專業的辦學定位應該確定在應用層面上,培養物聯網企業所急需的一線技術人才。

隨著市場對人才需求的不斷變化,本專業對人才培養方案進行了多次調整與完善,現有人才培養方案經過近幾年的實施和改進,已經取得了較為明顯的效果,課程設置和教學內容也積累了大量的經驗,調研后將在人才培養和學科建設方面作出以下調整,我們將著實做好如下幾點:

1.根據崗位需求,不斷更新和改革,制定適應社會需求的人才培養方案目標。

2.根據崗位對應的工作任務,進一步完善課程體系,調整課程結構,增加技能性課程的比例,提高學生實踐操作能力。

3.進行課程改革,進一步突出高等職業教育的特色,從課程內容、知識體系、教學組織、訓練模式、考評手段等方面同步改革,調動學生學習積極性。

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【關鍵詞】物聯網 農產品冷鏈物流 信息共享

引言:自2009年8月總理提出“感知中國”以來,物聯網被正式列為國家五大新興戰略性產業之一,寫入“政府工作報告”,物聯網在中國受到了全社會極大的關注。

農產品冷鏈物流是指使肉、禽、水產、蔬菜、水果、蛋等生鮮農產品從產地采收(或屠宰、捕撈)后,在產品加工、貯藏、運輸、分銷、零售等環節始終處于適宜的低溫控制環境下,最大程度地保證產品品質和質量安全,減少損耗,防止污染的特殊供應鏈系統。加快發展農產品冷鏈物流,對于促進農民持續增收和保障消費安全具有十分重要的意義。物聯網技術如能在農產品冷鏈物流中廣泛應用,將使我國農產品國際競爭力大大提升。

一、物聯網的概念及特征

(一)物聯網的概念

“物聯網概念”是在“互聯網概念”的基礎上,將其用戶端延伸和擴展到任何物品與物品之間,進行信息交換和通信的一種網絡概念。2005年國際電信聯盟了《互聯網報告2005:物聯網》,正式提出了物聯網的概念。其定義是:通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡概念。其目的是讓所有的物品都能夠遠程感知和控制,并與現有的網絡連接在一起,形成一個更加智慧的生產生活體系。

(二)物聯網的本質和特征

物聯網的本質主要體現在三個方面:一是互聯網特征,即對需要聯網的物一定要能夠實現互聯互通的互聯網絡;二是識別與通信特征,即納入物聯網的“物”一定要具備自動識別與物物通信的功能;三是智能化特征,即網絡系統應具有自動化、自我反饋與智能控制的特點。

二、我國農產品冷鏈物流發展的現狀

我國農產品冷鏈物流發展仍處于起步階段,規模化、系統化的冷鏈物流體系尚未形成,與發展現代農業、居民消費和擴大農產品出口的需求相比仍有差距。突出表現在:一是鮮活農產品通過冷鏈流通的比例仍然偏低。大部分生鮮農產品仍在常溫下流通;冷鏈物流各環節缺乏系統化、規范化、連貫性的運作,部分在屠宰或儲藏環節采用了低溫處理的產品,在運輸、銷售等環節又出現“斷鏈”現象,全程冷鏈的比率過低。二是冷鏈物流基礎設施能力嚴重不足。我國設施整體規模不足,人均冷庫容量僅7公斤,冷藏保溫車占貨運汽車的比例僅0.3%;現有冷凍冷藏設施普遍陳舊老化,國有冷庫中近一半已使用30年以上。三是冷鏈物流技術推廣滯后。生鮮農產品產后預冷技術和低溫環境下的分等分級、包裝加工等商品化處理手段尚未普及,運輸環節溫度控制手段原始粗放,發達國家廣泛運用的全程溫度自動控制沒有得到廣泛應用。

三、物聯網技術在農產品冷鏈物流中的應用

(一)物聯網技術在農產品生產加工中的應用

傳統農產品生產加工過程依照生產廠商的規定進行操作,操作過程透明度不高。如果出現了質量問題,不能準確地確定是哪方面出了問題,更不能確定相應的當事人。物聯網的運用,能夠解決這個問題。在原材料采購的時候就對其進行電子標記編碼,建立數據庫,通過電子標簽,能夠對產品在整個生產加工過程進行連續的監控,包括當前的溫度、濕度以及相應的操作人員,全部錄入數據庫的數據,很容易清楚知道是哪些因素造成的問題,能立刻進行改善,確定出事故的責任歸屬。

(二)物聯網技術在農產品倉儲管理中的應用

物聯網技術能提高農產品的倉儲管理水平。如在生鮮農產品托盤上和包裝上貼上REID標簽,在冷庫出入口處安裝閱讀器,無需人工操作,且可以滿足叉車將貨物進行出入庫移動操作時的信息掃描要求,而且可以遠距離動態的一次性識別多個標簽,大大節省出入庫作業時間,提高作業效率。對在儲生鮮品的數量實現動態的感知,在冷庫地面設置感應秤,可以感知到冷庫內生鮮品數量的變化,為合理地控制庫存創造條件。物聯網技術還可以提高生鮮品倉儲安全系數,通過物聯網紅外感應等技術手段,感知人員的進出及其他異物等的入侵,從而實現冷庫的安全管理。總之,物聯網的應用將使整個倉庫實現可視化,最大程度上提高保管質量,實現倉儲安全,并能實現倉儲條件的自動調節,提高倉儲作業管理效率。

(三)物聯網技術在農產品運輸管理中的應用

農產品運輸是農產品冷鏈物流的重要環節。物聯網技術在農產品運輸工具之間的應用,可以極大地提高農產品運輸效率。首先,可以實現運輸過程的可視化,做到農產品運輸車輛的及時、準確調度,從而提高運輸效率,盡量避免無效運輸。其次,把農產品運輸車輛納入物聯網,利用rfid溫度標簽可以提供溫度的監控,實現車載農產品的動態感知,動態監控在途農產品的質量與安全。再次,物聯網可以實現對各冷庫庫存情況、在途運輸量情況的動態掌握,以便科學做出運輸決策,從而從根本上提高運輸的合理性,實現農產品冷鏈物流的有效流通。

(四)物聯網技術能提升農產品冷鏈物流的信息共享程度

信息共享是冷鏈物流管理的目標。一旦信息在整個冷鏈中同步,冷鏈上的參與者都能跟上顧客需求的變動,進而形成同步運作。物聯網技術對農產品冷鏈中流動的物品跟蹤,同時向所有參與者實時傳送數據,減少了信息失真的現象。快速的信息傳輸速度,使參與企業能更及時、準確預測需求變化,亦可以大幅度降低庫存水平。

總之,物聯網作為一項新的應用技術,將會為眾多的傳統行業帶來變革。農產品冷鏈物流也應盡快策劃這一新技術在本領域中的應用,以提升我國農產品冷鏈物流運作水平,為農產品冷鏈物流主體帶來效益。

【參考文獻】

[1]巨曉敏.生鮮品冷鏈物流的發展潛力及問題研究[J]. 科技情報開發與經濟,2010(22).

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關鍵詞:無線傳感器網絡;物聯網;傳感器節點

中圖分類號:TP391.44文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2012)08-0025-02

2009年在無錫成立“感知中國”中心,并且,目前針對物聯網的《國家物聯網“十二五”發展規劃》也正在制定過程中,進一步確定了物聯網技術在新興科技領域中的重要位置。而無線傳感器網絡作為物聯網中的核心產業,也需要更多的關注與研究,以促進物聯網的發展,使得物聯網成為新的全球經濟增長點。

1無線傳感器網絡和物聯網的簡介

1.1無線傳感器網絡

無線傳感器網絡(WSN, wireless sensor networks)是由部署在監測區域內的大量廉價微型傳感器節點組成,是采用無線通信的方式形成的一個多跳自組織網絡系統,能夠通過集成化的微型傳感器,協同地實時監測、感知、采集和處理網絡覆蓋區域中各種感知對象的信息,并對信息資料進行處理,再通過無線通信方式發送,并以自組多跳網絡方式傳送給信息用戶,以此實現數據收集、目標跟蹤以及報警監控等各種功能。

目前,傳感器信息獲取技術逐漸向集成化、微型化和網絡化方向發展,其智能化的發展將會帶來一場信息革命。無線傳感器網絡技術綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、現代網絡及無線通信技術、分布式信息處理技術等先進技術,該技術具備的感知能力、計算能力、通信能力,給更多WSN的應用空間和應用價值提供了可能性,是物聯網當前研究開發的熱點之一。

1.2物聯網

物聯網(IOT, internet of things)顧名思義就是物物相連。目前較為認可的物聯網定義為:物聯網是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備與互聯網連接起來,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。

另外,物聯網可以理解為通過“泛在網絡”實現“泛在服務”,基于個人和社會的各種需求,通過融合前沿智能技術,實現人與人、人與物、物與物之間所需要的信息采集、傳遞、存儲、加工處理、決策使用等綜合服務,是一種更加廣泛深遠的未來網絡應用形態。

物聯網最為明顯的特征是物物相連,信息可以自動化處理,無需人為操作,所以效率極高,降低了人為因素引發的不穩定性。因此,物聯網在各個行業中的應用潛力非常巨大,應用領域也非常廣泛,發揮了極大的價值作用,而且物聯網將與互聯網有效地整合起來,實現人類社會與物理系統的整合。

2無線傳感器網絡在物聯網領域中的應用

物聯網是由感知層、網絡層和應用層構成的層次體系。感知層主要涉及到RFID、傳感器、二維碼等機器設備,然后通過電信網和互聯網的融合網絡層,及時準確地傳遞物體基本信息,在應用平臺上,利用各種先進智能技術對信息資料進行分析處理,以便對物體進行智能控制。如圖1所示,傳感器在基礎感知層,負責對物體信息的采集和抓取,這一功能對于物聯網技術的發展和應用,起著至關重要的支撐作用。

2.1無線傳感器網絡在軍事領域中的應用

無線傳感器網絡的可快速隨機部署、可自組織、隱蔽性強、高容錯性等特點,使得傳感器節點在惡劣的戰場環境中發揮極大的作用。

在軍事領域應用方面,結合無線傳感器技術思想,將大量廉價傳感器節點,通過飛機或火炮等發射裝置,按照一定的密度投放到待監測區域內,對節點周邊環境的各種參數,如溫度、濕度、聲音、磁場等信息進行采集,然后由傳感器自組織網絡,通過網關、互聯網、衛星等通訊方式,傳回信息中心,實時監控敵軍兵力與裝備,實時監視沖突區,進行目標定位,戰場評估,并實現各種攻擊的監測和搜索等功能,有效地提高軍隊的作戰決策能力。

2.2無線傳感器網絡在工業領域中的應用

無線傳感器網絡在工業領域中的應用比較廣泛,比如工業安全、先進制造、交通控制管理、安防系統、倉儲物流管理等領域,其中工業安全領域的應用研究已日趨壯大。在計算機技術、無線通信技術、微電子技術和網絡技術發展的推動下,工業通信技術正朝著智能化和網絡化的方向不斷發展。目前,隨著測控系統規模的不斷擴大,煤礦、石化、核電等行業對工作人員安全及易燃、易爆、有毒物質的監測成本非常昂貴。其中,煤炭行業對先進的井下安全生產保障系統的需求日漸巨大。因此,降低投資和使用成本成為工業通信技術發展新階段的迫切要求。而無線傳感器網絡的成本低廉、方便簡捷、泛在感知等特點可以滿足工業通信領域的多個要求。對傳感器節點經防爆處理和技術優化后,用于危險的工作環境,實時全面地監控員工安全及工業全流程,及時獲取險惡工作環境下工作現場的員工基本情況、工作環境狀況以及其它無法在線監測的重要工業過程參數,并在此基礎上,優化控制工業流程,提高產品質量,降低工業生產過程中的各種安全事故,達到國家指定的安全生產目標。目前,作者所在的山東省科學院省計算中心部門無線傳感器網絡團隊開展了煤礦井下定位系統的研究,取得了重要的研究成果。

2.3無線傳感器網絡在農業領域中的應用

農業作為中國發展經濟的一大基礎,促進其優質高產將產生重大的意義。無線傳感器網絡的通信簡便、部署簡捷、可密集分布等優勢,可以充分地發揮在農業生產領域中,用以監測土壤環境狀況、農作物灌溉及生長情況、牲畜和家禽的環境狀況以及大面積的地表特征檢測。再結合目前成熟的互聯網技術、GPS技術,可以構建能動態實時管理的系統平臺。例如英特爾公司在俄勒岡建立的世界上第一個無線葡萄園,通過無線傳感器監測葡萄生長環境中得各種因素,并分析葡萄質量與各種影響因素之間的關系,是典型的精準農業、智能耕種的實例。在國內,在“九五”計劃中,“工廠高效農業工程”把智能傳感器和傳感器網絡化的研制列為國家重點項目,可以看出無線傳感器網絡在農業領域中的重要作用和意義。

2.4無線傳感器網絡在醫療護理領域中的應用

目前,隨著國家人口老齡化日趨明顯,在醫療護理方面的問題也愈加增多起來,對于病患者的病情實時關注成為亟待解決的問題。無線傳感器網絡在此方面發揮了重要作用,在患者身上可以安放各種傳感器,用以檢測采集各種生理信息,比如體溫、呼吸、血壓等生理數據,一方面可以隨時關注患者的病情發展情況,另一方面,可以將收集的生理數據作為研制新藥品的參考資料。另外,也可以在患者居住的環境里安放多個傳感器節點,有效監測病人的活動狀況,進行遠程的人體行為監測。現在,美國已經開展了一個無線傳感器網絡系統項目,可以實現家庭護理,方便老年人獨居時給予及時的幫助。

2.5無線傳感器網絡在智能家居領域中的應用

目前,智能家居是物聯網發展的一個重要方向。從一定意義上講智能家居就是高科技的家庭自動化系統,融合了計算機網絡系統、自動化控制系統、綜合布線技術及網絡通訊技術,自動化控制、遠程控制家庭中的各種產品設備,實現擬人化的要求,提升家居安全性、便捷性、舒適性,并實現環保節能。而自動化、遠程控制所需的各種信息,均是由無線傳感器節點進行傳達的,比如環境檢測信息、安放系統的有效實施,都需要無線傳感器節點提供家庭煤氣含量、溫度、濕度等環境信息。所以,在智能家居系統中,每一個家居設備或終端,都會設置對應的傳感器節點,通過無線傳感器網絡節點間的自組織互連,實現家庭設備互連與信息控制,從而實現家居生活的智能化。

3傳感器技術在物聯網中的必要性

據分析機構預測,未來物聯網的發展將經歷四個階段,2010年之前廣泛應用于物流、零售和制藥領域,2010~2015年物體互聯,2015~2020年物體進入半智能化,2020年之后物件全智能化。經初步估計,中國物聯網產業鏈的發展和應用將有可能創造1000億元左右的產值。而且,已有部分省市的關于十二五期間物聯網發展規劃,已加快形成物聯網產業基本框架等一系列的“智慧”行動,表明了大力發展物聯網的決心。而傳感器作為物聯網關鍵物件之一,在物聯網的發展與應用過程中,傳感器網絡技術的提高與發展勢必會產生巨大的推動作用。

物聯網包含感知層、網絡層和應用層三個層面,葉云認為,目前中國最缺乏的是感知層的產品和技術,是信息的抓取和聚合。在感知層中,由于傳感器技術的技術成熟度和成本問題,阻礙了無線傳感器網絡及物聯網的大規模發展及應用。余建美指出,四個方面的因素將最終將決定物聯網的普及程度,一是無線傳感器的進一步低功耗化,二是發展無線供電或采電技術,三是能源的超微型化,四就是無線傳感器自身的微型化。除此之外,傳感器的集成制造技術、信號檢測的智能化發展,也是無線傳感器需要考慮改善的重要方面。

因此,目前的傳感器技術的主要研究工作就要注重以上四個方面的因素,突破這些研究熱點,物聯網的發展水平勢必會突飛猛進,應用也將會廣泛普及,市場規模進一步擴大,物聯網就可以真正實現物物相聯,成為會“說話”、會“思考”、會“行動”的物物信息交流網絡。

4結語

物聯網時代的到來帶來了千載難逢的機遇,而無線傳感器技術作為物聯網或不可缺的應用技術,它的突破性研究,必將促進物聯網的發展,推動各行業的廣泛應用,促進世界信息化的發展與建設。

參考文獻:

[1] N.Gross.21 ideas for the 21st century[J].Business Week,

1999,(8).

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