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物联网技术的研究集锦9篇

时间:2023-08-15 17:19:30

物联网技术的研究

物联网技术的研究范文1

关键词:物联网;技术;应用

中图分类号:TP391

计算机技术和互联网技术的发展迅速,已经深入到人们的工作、学习和生活之中。近年来,互联网的发展尤为突出。在互联网技术的基础上,结合电子技术,产生了一种新型网络,即物联网。物联网的概念出现,随着技术的不断成熟,得到各个国家和大型企业和重视,在各个领域大力发展物联网。

1 物联网的概念综述

1.1 物联网的发展。物联网的雏形可以最早追溯到上世纪90年代初,当时施乐公司生产的网络可乐贩售机,已经有了物联网的概念。接着,在1991年,美国的麻省理工学院的Kevin Ash-ton教授首次提出了有关物联网的概念。到90年代末,美国麻省理工学院建立了“自动识别中心(Auto-ID)”,专家们提出了“万物皆可通过网络互联”的概念,描述了物联网的一些基本含义。在物联网的启蒙时代,物联网是依托射频识别(RFID)技术的物流网络。随着计算机技术、网络技术和电子技术的发展,现在的物联网的内涵和应用已经远远超出当初的设想。

1.2 物联网的概念。所谓物联网,并没有一个统一、确定的定义,但有大致差不多的概念,即通过RFID技术(射频识别)、红外感应技术、全球定位系统技术、无线传输技术等信息传感设备,根据相关协议,能够将物体与互联网连接起来,进行通信和信息交换,以实现智能化识别、定位、监控及管理的网络。其实,物联网也可以说,就是“物物相连的互联网”。

1.3 我国物联网的发展现状。我国的计算机网络建设滞后于世界,但通过这几十年的迅速发展,我国的互联网技术已经赶上世界的水平。作为物联网的基础,有了互联网的发展,我国的物联网发展和世界是处于同一起跑线,甚至还可以说我们的研发水平处于世界的前列。物联网核心技术之一是传感技术,我国早在上世纪末就已经开始了研发;同时,我国还是传感网领域的标准制定国之一,拥有大量专利。通过十多年的研究发展,特别是高校和企业的联合研究。例如,我国物联网的高校研究中心,北京邮电大学和南京邮电大学,和政府及一些企业签署合作协议,专门研发物联网涉及的自动控制、无线传输、网络通信等关键技术,我国已经实现了物联网的完整产业链。

1.4 物联网的认识误区。物联网的发展方兴未艾,是如今网络技术的大热门。但是,人们对于物联网的理解也存在一些误区。其一,把传感网或RFID网等同于物联网。传感技术或RFID技术只是物联网整个技术集群中的个体,仅仅是处于物联网前端的信息采集技术之一。同样,视频识别、红外线、激光、扫描等技术,都能够实现信息采集技术。所以说,传感网或者RFID网只是物联网的一种应用。其二,有人认为物联网就是下一代互联网,是互联网的无限延伸。其实,物联网号称物物相联,但并不是任何物品都能相联,没必要,也不可能做到所有的物物相联。同时,互联网是一个很广泛的概念,是一个全球共享平台。而物联网中有很多应用都是局限于局域网,例如智能小区;或是一些专业网,例如智能电网等。其三,有人认为物物相连不可能,技术实现难度太大,物联网只是一个概念上的炒作。物联网的概念虽然提出的时间并不久,但是物联网确实中真实存在的,物联网涉及的技术很多,有些技术难度确实也大,但随着网络技术的发展和科技的发展,物联网的实现早已成为可能,并且已经在运用当中,例如智能家居等物联网的经典运用案例。

2 物联网的技术分析

物联网涉及的技术因素很多,囊括了广泛的内容,例如传感技术、红外技术、RFID技术、网络技术、无线传输技术等等,下面分析一下几个关键技术。

2.1 传感器技术。这是物联网中最为关键的技术之一。因为,物物相连,很多物品这间传递的是模拟信号,而计算机处理的是数字信号,因此,要想能够处理模拟信号,就要用到传感技术进行信号的收集和转换。传感器技术也是位于实现物联网中通信的前置条件。

2.2 RFID(射频识别)技术。RFID技术融合了无线传输、射频技术、嵌入式技术等为一体。在物联网发展的早期阶段,曾经是物联网的主要技术,曾有人就将RFID网等同于物联网。随着物联网的发展,物联网的内涵和应用越来越广泛,RFID技术成为物联网实现的基础条件之一。

2.3 IPv6地址。网络知识告诉我们,处于任何网络中的节点可终端若要可标识,就要拥有自己独立的地址,这个地址就是IP地址。要实现物物相连的功能,那么物联网中的物品数目众多,用以前的IPv4地址方式是不法进行完整表示的。所以,物联网的地址表示方式采用IPv6方式。IPv6方式理论上拥有的IP地址能够满足物联网中物品的标识。

2.4 嵌入式系统技术。嵌入式系统技术是一种比较复杂的技术应用,它是传感技术、计算机技术、电子技术等多种技术的综合应用。嵌入式系统技术的应用产品随处有见,例如MP4,平板电脑、天气预报系统等。

3 物联网的应用趋势

物联网从概念提出到技术实现仅仅十多年的时间,但是物联网已经在很多领域应用。

3.1 物联网的应用模式。在物联网的应用中,大致可以归纳为对象的智能标签、环境监控和对象跟踪、对象的智能控制三种模式。

对象的智能标签是指运用特殊的技术(例如二维码、RFID等)来标识特定的对象。例如,已经在我们的生活中出现的智能卡、二维码扫描、手机电子扫描等技术。环境监控和对象跟踪指的是利用传感器和监控器实现的对特定的信息采集和监控,其中典型案例就是GPS的应用、交通智能监控等。对象的智能控制指的是根据传感器的信息数据的获取,经过网络传输和计算机的分析,达到对特定的控制,例如现在我们在公路上经常看到交通管理部门用来测算交通流量的交通智能监控等。

3.2 物联网应用的个案分析。物联网并不是看不见摸不着的,而是已在我们的现实生活中真实存在的技术。在生活中的一些领域,物联网给我们带来了新的生活方式。例如智能门禁系统和智能家居。

智能门禁系统改变了我们的对门禁的传统认识,解决了以往门禁带给人们的一些困扰。门禁系统由门磁、读卡器、控制器、电锁、电源、无线传输部件、网络处理部件等模块构组成。智能门禁系统能够实现网络上查看锁门情况,网上开锁、网上智能锁门等功能,解决了老人和儿童对门禁的困难。

智能家居系统包括智能窗帘、智能灯光控制、智能防盗、智能火警报警、智能电视、智能冰箱等应用。这些智能物体都能实现无线连接,在网络监控和管理操作。我们可以在任何能够上网的地方对智能家居做出控制。智能家居在我国的发展势头良好,部分家庭和企业已经进行了尝试,体会了物联网科技给生活带来的便利。

3.3 物联网的应用趋势。随着网络技术进一步的发展,特别是云计算机技术的发展和实现,物联网的发展也会趋于完善。在智能家居、智能消防、智能交通监控、工业监测、智能小区管理、智能安防、智能食品监测等方面大力发展。

4 结束语

我们国家在物联网方面发展处于世界前沿,得益于政府、企业和高校的联合研究和应用研究开发,产品研发涉及了传感器、无线传输、计算机网络、云计算机的各个应用领域。物联网的发展起点高,在综合利用计算机技术、网络技术、电子技术的基础上,结合新一代互联网技术,应用手机、平板等设备终端,应用数据中心,物联网必然会发展成和我们生活、工作息息相关的专业网络。

参考文献:

[1]刘晓亮.基于IPv6的物联网应用研究[J].科技资讯,2011,31.

[2]刘强,崔莉,陈海明.物联网关键技术与应用[J].计算机科学,2010,6.

[3]燕妮.浅论物联网技术的应用研究[J].科技信息,2013,19.

[4]孙传宁,张雪.物联网概念及关键技术综述[J].福建电脑,2010,12.

物联网技术的研究范文2

[关键词]移动物联网;食品安全;追溯管理系统

1引言

近年来,随着以传感器和智能终端识别为代表的信息自动生成设备的发展,基于物联网技术的感知、测量和监控等技术得到了快速的发展,物联网技术正在深刻地改变着人们的生产和生活,其意义已经超出了通信技术的范畴,而是成为了我国科技创新和社会变革的结合点。我国政府已经把物联网列入六大战略性新兴产业之一,将物联网产业提升至国家战略。食品安全问题是我国政府和人民始终高度关注的民生问题,建立安全可靠的食品安全追溯管理系统是社会和人民的迫切要求,也是从根本上解决食品安全问题的有效途径。在这样的背景下,将物联网技术运用到食品安全追溯管理系统中,确保食品生产、库存、配送和销售全过程的食品安全,成为当前食品安全领域研究的热门问题。

2物联网技术

自从美国麻省理工学院(MIT)的KevinAshton教授在1991年首次提出物联网的概念以来,物联网经过20多年的发展和完善,逐步得到了全世界的认可和赞同,特别是近年来,物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。目前对物联网的定义没有一个准确和权威的概念,大多数人公认的定义是:利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起,形成人与物和物与物相联,实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。物联网必然会成为新一代信息技术的重要组成部分,是信息化发展的必经阶段,其含义可从两方面理解:一是物联网仍旧是基于互联网基础上,是互联网的扩展和延伸;二是物联网的用户可以是任何物品,不再局限于人,物与物之间、人与物之间都可以进行信息交换。物联网的技术主要依托于通信和感知技术,可广泛应用于现代生产和生活中。物联网可以看作是传感网、互联网及移动网有机结合的产物,其主要结构如图1所示,可分为感知层、网络层和应用层,以传感器网络技术为核心[1]。

3食品安全追溯管理系统

食品安全追溯管理系统是基于自动识别和信息技术,将食品生产、加工、储藏、运输和销售的整个链条中的信息,通过互联网、终端机、电话和短信等途径实时呈现给用户和消费者的综合管理平台。食品安全的追溯涉及多个生产主体和销售主体,理论涵盖多个学科,所以需要各相关主体共同参与追溯系统,才能实现食物链的追溯[2]。食品安全溯源系统的要求:①在各个阶段记录和储存信息;②对食品身份的管理;③加强企业的内部检查;④第3方的监督检查的介入,包括政府食品安全监管部门和独立的第3方机构的检查;⑤向消费者提供信息,信息包括2个方面:一方面是食品溯源系统所收集的即时信息;另一方面是食品生产经营者的活动及其产品的以往声誉等既往信息。食品安全追溯系统常用技术有一维和二维条形、RFID电子标签技术等。食品安全追溯系统特点:①溯源流程的透明性;②溯源层次的多样性;③溯源信息的标准性;④溯源数据的保密性;⑤溯源数据的及时性;⑥溯源操作的灵活性[3]。

4食品安全追溯系统平台架构

食品安全可追溯系统涉及食品的种植(养殖)收购环节、企业加工(包装)环节、储存和物流环节和销售环节等。本文重点研究将移动物联网技术应用于食品的种植(养殖)、原料加工以及物流和销售等领域,以提升食品原料质量和食品加工自动化程度,实现食品全程质量安全追溯。本文综合实践调研和业内研究人员的数据,结合上述可追溯的各个环节,构建一个能够提高食品生产质量,给予用户和消费者可查询条码,能够接受社会大众监督的平台,系统研究技术路线框图如图2所示。从技术路线图可以看出,食品质量安全追溯系统由溯源信息编码、可追溯点信息、质量安全信息数据库(采集端)以及数据信息监控系统(MCGS)组成,溯源信息编码也就是条形码,是质量安全追溯系统的终端表现形式;质量安全信息数据库是各基本溯源单元信息;食品全程追溯系统还包括终端数据采集系统、智能手机采集软件、MCGS食品加工监控系统。下面对重点的几个部分进行研究[4]。4.1食品信息采集端在养殖(种植)过程中的信息采集主要采用Android技术开发智能食品日志软件,用来记录食品的养殖(种植)活动。将采集到的温湿度信息通过WiFi协议传输到移动手机端,同时将信息通过HTTP协议传输到服务器,为了保证信息的安全,可采用DES加密算法对手机端传送的信息进行加密处理。使用智能手机的GPS定位功能对养殖(种植)户的地理位置进行定位,地理位置信息同样上传至服务器。在企业生产端的信息采集主要利用MCGS组态软件构建,通过构建生产模型,生产工人将生产信息录入模型后,生产信息经Modbus协议存入数据库。企业生产者向各个生产车间发送指令,并且将生产信息上传至网络服务器进行公示,同时为实现质量安全追溯,需确定食品安全各追溯单元要采集的信息,并通过追溯码的形式实现对食品质量安全的可追溯[5]。4.2食品追溯信息点的编码与标准食品生产的产业链较长、各食品领域的行业标准不统一、食品自身生产工艺复杂使得食品的质量保障有一定的难度,所以必须严格控制食品生产的各个环节,才能保证良好的食品质量,应尽快制定统一的标准和规范,同时由于影响食品质量因素比较多,应该找到食品质量的关键质量控制点,以此来确定可追溯信息。食品追溯信息点的编码采用追溯条码,具体使用EAN/UCC-128条码技术,该编码原则对养殖(种植)户、流通和加工节点、生产地和生产批次码、追溯码和商品码等的不同主体码的编码规则进行了预先定义。随着食品生产的流程:采集收购加工物流销售,将各个环节的追溯点信息记录到对应的标签上,同时通过RDIF技术,将信息同步上传至服务器数据库,向相关企业和用户(消费者)公示。增强食品安全追溯管理系统的可行性和可操作性,需要设立若干的质量关键控制点,基于HACCP原理,对关键的质量控制点进行标准化,通过概率化的危害分析确定影响食品安全的关键因素,确定关键质量采集点,为食品安全追溯管理系统的构建提供支撑[6]。4.3食品加工环节食品加工信息是构建食品安全追溯管理系统的最后环节,这个环节对食品加工过程中的所有信息进行集中整合,是食品安全需要重点控制和管理的关键点。每个食品的加工环节对应的工艺都不尽相同,所以从生产过程数据监控的要求出发,可进行基于MCGS组态软件的生产过程数据监控软件,通过对Modbus和TCP协议的二次开发,实现食品加工环节数据与管理数据的互联[7]。

5结束语

本文通过对移动物联网在食品安全追溯管理系统中的应用研究,重点给出了系统平台构建的技术路线,构建的系统能够实现对食品信息从原料到产品的各个环节的追溯,对食品安全追溯领域的研究具有一定的借鉴意义。

参考文献

[1]张倩,张盛,林孝康,等.物联网:发展、应用及关键技术[J].电讯技术,2012,52(12):1990-1997.

[2]陈文静,李晗林,曾玉荣.福建省农产品质量安全可追溯体系发展对策[J].福建农林大学学报(哲学社会科学版),2013,16(6):28-32.

[3]赵岩.我国农产品质量安全追溯系统的建立研究[J].现代农业科技,2009,28(18):22-24.

[4]张沙清,郭建华,杨玉法,等.基于物联网的猪肉产品质量安全监管与溯源系统[J].软件,2013,34(12):6-9.

[5]周唯,刘冬,刘会师.基于无线传感器网络拓扑的研究与设计[J].软件,2013,34(12):22-25.

[6]王宁,黄立平.基于信息网络的农产品物流供应链管理模式研究[J].农业现代化研究,2005(3):126-129.

物联网技术的研究范文3

【关键词】5G通信技术;推动;物联网产业链;发展

预计5G到2020年会迎来商用时代,由此也会促进物联网的实现。无线通讯技术发展至今,4代的变革均已经实现,且每代的革新在一定程度上都促进了传输率的显著提高、网络频谱更宽、通信方式更灵活、通信质量和智能化程度更高。同时与4G相比,5G的传输速度会成十倍和百倍的速度提升,无线通信的海量需求在此基础上都能够获得有效解决,“万物互联”的情况也可以得到真正的实现。

15G通信蓄势待发,且为推动物联网关键技术

每一代无线移动通信的更新在一定程度上都取得了重大变革,发展至今4代革新均已经实现。蜂窝网方式是其最基本和最主要的一种方式,率先由美国贝尔实验室提出。1G、2G、3G以及4G在一定程度上促进语音和图片质量的显著提升,已经从简单的语音实现了到清晰语音的转化,由此极大的改变了运营商的业务,基于5G所具备的网速更高,它的诞生将会促进移动通信发生翻天覆地的变化,人们的日常生活也能够彻底的改变。现阶段,5G网络的功能在一定程度上实现了迅速的升级,其中所包含的一组关键技术主要有大规模的天线阵列、新型多址、新型的网络架构、超密集的组网以及全频谱的接入等,以此针对各种场景的不同需求都能够想方设法的获得极大满足。针对《5G网路结构设计》白皮书,5G最基本的三个主要连接数密度、时延以及用户体验率;其所具备的四个技术场景主要有连续广域覆盖、热点高容量、低功率大连接以及低时耗高可靠,1.1广域覆盖的连接作为移动通信最基本的一种覆盖方式,其目的主要是为了保证用户业务的连续性和移动性为主,提供给广大用户的业务体验为无缝的高速业务。目前,将100Mbps以上的体验速率随时随地的提供给广大用户是该场景所面临的主要挑战。1.2热点高容量该场景一般位于局部热点区域中,提供给用户较高的数据传输速率,为此流量密度的极高要求都能够获得极大满足。现阶段,该场景所面临的挑战主要有数十Gbps峰值速率、1Gbps的用户体验速率。1.3低功耗宽连接该场景的应用领域以采集数据和传感为目标,具体包括环境监测、深林防火、智能化农业以及智慧城市等,特点主要体现在数据包较小、功耗低以及海量连接等。同时,该类终端的范围广、数量多,网路的连接能力超过千亿,并且还要尽量满足100万个/km2的连接数密度指标,以此才能够最大限度的降低终端的功耗与成本。1.4低延时高可靠该场景主要面对的领域主要是那些具备特殊应用要求的垂直行业。如车联网和工业控制,由于该类用户对于可靠性和时延的要求非常高,为此需要将100%的业务可靠性和毫秒级端到端时延提供给广大的用户。

2物联网前景广阔,5G将有望2020年进入商业化

移动互联网和物联网极大的驱动了移动通信的顺利发展,以此便可以有效拓宽5G的发展前景,当下互联网在一定程度上已经实现了对传统通信业务模式的颠覆,用户所享受的体验都是前所未有的,且给人们的日常生活带来了非常深刻的影响。移动互联网在未来的发展中会不断的优化和升级人类社会的信息交互方式,带给广大用户一种身临其境的感受,诸如移动云、超高清视频、增强和虚拟现实等,由此会一种超千倍的速度促进移动流量增加,引发新一轮的产业与技术变革。同时,物联网的存在促使移动通信服务范围的有效拓展,基于人与人之间逐渐拓展到人与物、物与物之间,甚至在更广阔的领域和行业中渗透。随着新技术和新产业的出现,由此会爆发式的促进物联网应用的增长,数以千计的设备接入网络,“万物互联”得以实现,缔造出规模较大的新兴产业,重新焕发移动通信的活力。另外,海量设备的连接与多样化的物联网在一定程度上势必给相关的物联网业务带来一系列新的技术挑战。如广东省现在各运营商利用移动通信网络开展的移动支付业务、物流行业基于移动通信网络的车辆/货物智能管理系统、以及运营商与汽车制造商合作推出的基于移动通信系统的车载信息网络等,都是将移动通信技术应用到物联网的现实。

35G标准加速推进

(1)2015年TIU便将制定5G的国际标准准备工作成功启动,首先就其技术方面的性能需求与评估方法进行了科学的研究,并且将候选技术的所具备的各项评估指标和性能需求一一的明确下来,在此基础上提交模板最初形成;2017年ITU-R会正式发出IMT-2020技术征集方案的通知与邀请函,由此正式启动征集5G候选技术;2008年正式启动5G技术评估及标准化;2020年底预计会正式形成商用能力。(2)制定IEEE3G/4G淮的机构———IEEE802标准委员会,根据自身的优势可以实现对下一代无线局域网标准的积极研究,希寄于5G技术体系的成功整合。我国的5G试验主要分两步走,以此将建立我国在5G产业中的主导权。①技术研发试验阶段(2015~2018年):主要是在中国信息通信研究院的带领下,各种企业共同参与,如运营和设备企业、科研机构等;②产品研发试验阶段(2018~2020年):以国内运营企业领导,各个设备企业、科研机构共同参与,在5G时代我国希望更加具有话语权,致力于我国移动通信技术引导5G时代的发展而为之进行不断的努力。

4结论

综上所述,本文通过从5G通信蓄势待发,且为推动物联网关键技术、物联网前景广阔,5G将有望2020年进入商业化以及5G标准加速推进等方面极大的促进了5G通信技术推动物联网产业链发展。

参考文献

[1]魏军.5G通信技术推动物联网产业链发展[J].集成电路应用,2017,34(1):75~79.

[2]吴强.5G时代即将来临开启物联网新世界应用[J].工程技术:引文版,2016(12):00014.

[3]尤贺,崔展铭.5G移动通信技术下的物联网时代[J].中国科技信息,2017(7).

[4]刘超.浅谈5G移动通信的关键技术及发展趋势[J].电脑知识与技术,2016,12(8):257~258.

物联网技术的研究范文4

主题词:军事物联网;军地结合; 军事后勤

《全面建设现代后勤纲要》中明确指出,要引入和创新先进的物流理念、技术和手段,依托国家物流体系和社会保障资源,逐步建立集采购、仓储、运输、配送于一体的现代军事物流体系。后勤信息化是构建军民结合的军事物流体系的重要突破口。物联网技术是一种集信息采集、传输、处理等于一体的综合性技术,国家已将物联网技术列入重点支持和发展的关键技术。技术上的突破往往会最先应用于军事,对军事变革产生重要的推动作用。物联网技术在军事后勤领域的应用将触发军事后勤变革的一次重新启动,给我军后勤保障方式和手段带来革命性的变化。

1 物联网技术应用的必要性及可行性分析

物联网代表下一代信息网络的建设方向,必将对军事后勤领域产生巨大的影响。物联网技术在军事后勤中的应用是一项浩大的系统工程,仅仅依靠军队自身的力量很难实现。因此,必须站在国家和军队发展的战略高度,加强对物联网建设的研究,军地联手共同推进物联网技术在军事后勤中的应用。

1.1 物联网应用的必要性

军队后勤是被形容为国家最大的"物流公司",庞大的体系需要庞大的信息网络作支撑。物联网似乎是专为军队后勤"量身打造"的一项完美技术,在军事后勤领域应用物联网技术具有重要意义。

1.1.1 物联网是体系保障能力建设的重要支撑

信息化条件下的战争是体系与体系的对抗,最近中央军委提出加强基于信息系统的体系作战能力建设。体系作战需要体系化的保障能力,军事物流网是体系保障能力的基础。信息化条件下的战争,陆、海、空、天、电多维一体,要求后勤必须具备全方位的保障能力,物联网能够集数据采集、传输、处理和业务管理于一体,是实现高效快捷的物资保障、全方位满足体系作战要求技术手段。

1.1.2 物联网是后勤信息化的必然需求

后勤信息化的核心是以先进的信息技术为手段,实现后勤保障领域的各个环节、保障力生成的各个要素信息化,从而达到整合后勤保障资源、提高后勤保障能力的目的。物联网理念和技术应用能够很好地满足后勤信息化要求。通过物联网可以使后勤保障资源透明化,对每一物件设定身份(ID),自动获取信息、及时准确地传递信息、实现信息互联互通,这将拓展后勤信息化建设的思路,推动后勤信息化发展。

1.1.3 物联网发展将加速物资保障多种技术综合集成

当前,信息技术发展日新月异。一项技术只有融入到大系统中,才能够发挥更大作用。物联网概念的提出为军队后勤信息技术综合集成应用提供了广阔前景,通过物联网可以实现射频识别技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术、控制技术等综合集成,从而形成高度信息化的现代军事物流体系。

1.2 物联网应用的可行性

以上分析表明,物联网技术应用于军事后勤领域具有发展的历史必然性,对于我军来说,更具必要性。当前,在后勤领域应用物联网技术具有以下有利条件。4

1.2.1 物联网技术应用有需求牵引

自2007年中央军委颁发《全面建设现代后勤纲要》以来,全军上下全面开展研究,积极探索发展路径,其中,以信息化为突破口,用信息化带动后勤体制、机制、法规标准等建设,最终实现保障体制一体化,保障方式社会化、保障手段信息化和后勤管理科学化,已经成为共识。

1.2.2 国家发展物联网为物联网应用奠定了基础

我国对物联网发展高度重视,国家已将其摆在战略核心地位。从温总理在无锡指导传感网发展时提出的"感知中国",到国家标准化管理委员会批准传感器网络标准工作组组建;从物联网关键基础技术--RFID列入《电子信息产业技术进步和技术改造投资方向》重点目录,到工业和信息化部将物联网上升为战略性产业。不难看出国家对物联网发展的重视程度。2009年11月3日,国务院总理在首都科技界大会上发表的《让科技引领中国可持续发展》讲话中明确指出,"我们要着力突破传感网、物联网的关键技术,及早部署后IT时代相关技术研发,使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的发动机"。

1.2.3 外军物联网技术应用可提供经验借鉴

物联网的理念和先进信息技术已经被世界某些发达国家的军队接收并率先尝试应用。在互联网的基础上他们对各种参战物资实行感知和控制,以满足现代战争对后勤物资保障"快"、"准"、"精"等的要求。例如,美军已在多数物资中嵌入信息芯片,使用各类传感设备,随时获取物资的相关信息,战时既能准确掌握各类物资的动、静状态,准确对物流过程进行实时监控;又能对物资的运用快速做出决策、快速分发,并根据战场变化情况和需求,实现物资保障一体化,发挥整体保障效益。美军在军事领域的成功运用,给其他各国军队后勤物资保障以很大启发和影响,同时也带动了世界各国军队后勤物资保障的革新与建设,发展潜力正在日益凸显。

1.2.4 我军具备物联网技术应用的基础

物联网虽然是一种新兴的技术,但其本质是信息采集(传感)技术、信息识别技术、信息传输技术(网络)以及信息处理技术的综合集成。信息的采集、识别、传输以及处理技术同样是我军的后勤信息化建设中重点和关键,而且近年来有了长足的发展和进步。在信息采集技术方面,以条码、射频技术为核心的自动识别技术的应用层次不断延伸,技术水平不断提高。在信息传输方面,军队综合信息网络以及其它专网已经建成并不断完善,各种军用通讯卫星已经构成体系,北斗导航卫星系统日趋完善,可为军事物流信息提供快速、安全、可靠的传输通道。在后勤信息系统建设方面,各种业务管理系统相继投入应用,军事物流信息平台正在建设之中。在后勤信息标准化方面,全军在统一规划下正逐步启动和实施,"十二五"计划已经将军用物资编码、数据库、信息系统、信息交互格式等相关的信息标准、规范列入重点建设工程。

以上后勤信息化的硬件、软件,以及环境建设都为物联网技术的应用提供了良好的条件。

2 物联网技术的应用前景

物联网技术作为一种新兴技术,被许多军事专家称为"一个未探明储量的金矿",正在孕育军事变革深入发展的新契机。对于连接国家经济和军事之间的纽带军事后勤来说,物联网更是有着广阔的应用空间。不难想象,利用物联网技术可实现后勤物流信息系统之间无缝链接,做到保障需求可视化、保障手段智能化、保障方式精确化,实现现代军事物流理念中快速、精确、安全、可靠、低耗的保障目标。

2.1 实现物资的主动配送

通过物联网实现军事后勤各相关业务机构、各个作业环节之间的信息连通,从而建立起一个以军队指挥机关为核心,以部队需求为中心的网络化、全方位、无缝隙的物资保障体系。军事后勤各级指挥机关可以实时感知军事物流各个环节、各个要素的运行情况,并及时处理各种突况,保证军事物流随时都在掌控之中;物资需求部队可以准确掌握所需物资的保障进程,并有计划地使用作战物资,高效率地完成作战任务。物联网将极大改变传统的物资保障模式使传统的物资保障由相互割裂、流水作业型向无缝连接、跳跃保障型,由前沿存在型向定点投送型,由数量规模型向速度效益型,由被动补给型向主动配送型转变。

2.2 提高储存物资管理效率

战备储备物资是军事保障力的重要因素之一。后方仓库是构成物联网的重要结点,运用物联网可以使军队后方仓库形成"形散神聚"的聚焦保障优势。物联网技术应用于军队后方仓库,可实现储存物资技术状态的实时感知,实现仓库安全管理,实现库存环境的精确控制,实现储存物资的动态管理,及时维护、轮换、更新处理等。

2.3 实现军事物流精益运作

军事供应链管理是促进军事物流有效运作的一种管理模式。军事供应链实现的基础是链条中各节点能够及时感知部队需求,以及链条上各环节的运行状况,各环节通过信息的互联互通,做出最优响应,从而实现军事物流的"精益"运作。目前,制约军事供应链管理有效运作的关键因素是对信息的全面感知和智能掌控。物联网的全面感知、全面互联互通和智能处理功能,可推动物资保障由"粗放"型的"精益"型转变,实现现代军事物流理念中的"精益"运作。

2.4 提高物资补给线的安全性

基于物联网的军事物流体系,具有网络化、非线性的结构特征,具备很强的抗干扰和抗攻击能力,不仅可以确切掌握物资从工厂运送到前方散兵坑的全过程,而且还可以提供危险警报、给途中的车辆布置任务,以及优化运输路线等。特别是可以把物资保障行动与整个数字化战场环境融为一体,实现物资保障与作战行动一体化,使后勤指挥官及时做出决策,极大地增强物资保障行动的灵活性和危机控制能力,提高物资保障的可靠性。

2.5 有效避免重要物资遗失

世界各国都非常重视战场物资的管理,极力避免武器装备、重要零部件等遗失。但伊拉克战争期间,美军某中转物资中心在战争期间丢失了1500个防弹衣插件;由于不知道物资具置,17个速食集装箱被遗忘在补给基地长达1星期之久。射频识别标签作为物联网的重要组成部分,能储存96位码,可识别2.68亿个以上的独立制造厂商,及每个厂商的100万种以上的产品。也就是说,射频识别芯片中大约可以储存3.551种组合信息。美国防部通过这种灵巧标签得到的大量组合信息,可在全球范围内追踪每件装备。随着射频识别标签技术的成熟、成本的降低,物联网完全可应用于单件武器上,这将有助于控制战场上威胁性较大的武器装备。

3 物联网技术应用发展面临的几点对策

尽管我军物联网技术应用具备一定的基础条件,但是,也面临着许多挑战。当前,我军的军事物流信息系统正处于论证研发阶段,后勤各业务信息系统也正处于升级改造阶段,如何将物联网技术融合应用于军事物流信息系统和后勤各业务信息系统中,将面临十分艰巨的任务。

3.1 加强顶层设计,统一体系架构

物联网不缺乏单个应用,不管在终端层面还是在网络层面、应用层面要有很多协同工作,要使其规模发展必须要有统一的架构做基础。虽然现在已经有非常完善的军中通信网络,但是对于物联网还是有新的挑战。物联网最大特征是所有物体要可标识,这就需要有标识的方法、有码号资源。用什么样的体系解决物联网的巨大码号资源问题,需要提前规划。

3.2 加强标准建设,统一通信协议

物联网应用需要标准化的数据库、标准化的软硬件和数据接口、互联互通的网络平台、统一的物资标识和编码系统,才能让遍布战场每个角落的物资接入网络,被各后勤业务信息系统识别、掌握和控制。

目前我军后勤各级相关业务部门和部队用户都有用于业务管理的信息系统,条形码、射频识别已经在部分后勤仓库的业务管理中得到应用。但由于建设时间不长缺乏经验,忽略了系统顶层设计和统一规划,从而造成信息系统"烟囱"林立,数据标准差异较大,"信息孤岛"现象严重。这显然与军事物联网对信息的综合集成、互联共享的要求相差甚远。

物联网有大量的终端部署,包括大量内置嵌入式网络配制程序,只有加强通讯标准建设,才能配合好网络远程控制信息采集、控制、处理等功能实现。

3.3 加快系统开发,统一业务管理平台

在物联网中数据起到承上启下的作用,要把末端采集来的信息高效、可靠、安全地传递到上层应用,同时,上层应用对下层实现实时可感知,就需要中间层进行更进一步的功能提升。因此,应建立物联网业务管理平台,实现物联网各种信息、软件的对接,提高运行效率。

3.4 统一规划,模块化建设

模块化是物联网终端降低成本应用的关键。传感器本身是多种多样的,要想让传感器的信息接入到网上,就必须建立标准化的传感器节点,通过提供标准接口接入多种多样的传感器。军事物流业务系统多种多样,也需要在统一的规范下,作为模块分头开发,以缩短整个系统的开发周期。

3.5 联合攻关,解决信息安全问题

在未来的物联网中,军事物资、装备都将随时随地连接在这个网络上,随时随地被感知。物联网的这种开放性和资源共享性,衍生出自身的脆弱性,应强化物联网信息安全管理,采取有效措施构筑坚固的信息网络"屏障",确保物联网建设积极稳妥、安全保密。要强化物联网系统设计人员的防谍保密意识,对参与物联网建设的地方专业人员进行严格政审,从源头上防止失密、泄密的发生;在硬件设备的选配上,要精心筛选、严格把关,确保通用、兼容、低辐射、抗干扰性强;在结构设计上要预留接口,充分考虑未来功能扩展的需要,保证信息系统的可持续发展;对关键设备进行物理屏蔽,使用滤波和干扰设备器材,建立备份系统,最大限度地减少电磁信号辐射,维护物联网信息安全。

4 结束语

信息化战争需要信息技术作支撑,物联网是信息化发展的新趋势,必将对军队建设和发展产生深刻影响。军队应抓住国家推进物联网发展的契机,充分吸收民用科技成果,着力研究基于物联网基础上的后勤保障模式。按照循序渐进,边研究边建设的思路进行探索,有效地将物联网技术在军事后勤的应用和地方物联网建设结合起来,提高我军的后勤保障能力和效益。

参考文献:

[1]张汉宽等.物联网及对军队信息化建设的影响[J].军事通信学术,2010年,第1期.

[2]龚卫锋等."军事物联网"-感知现代军事物流[J].军队采购与物流,2009年,第6期

物联网技术的研究范文5

[关键词]可循环经济;物联网技术;应用

随着传感器、信息技术、网络、射频识别RFID、移动计算等技术的飞速发展,物联网技术(TheInternetofThings,IOT)应运而生。物联网概念由美国麻省理工大学KevinAshton教授在1991年首次提出[1]。物联网技术是当前社会的主流应用技术,是对互联网技术的扩展以及革新。继计算机和互联网之后,物联网被认为世界信息技术产业的第三次浪潮。将物联网技术应用到可循环经济领域,使网络技术与社会经济结合是未来社会经济发展的主流趋势。本文以循环经济为主要视角,从物联网技术的应用出发,以汽车行业为例,论述物联网技术在产品的生产、消费、回收的循环过程中的具体应用。

1可循环经济下的物联网技术应用概述

循环经济最早在Boulding的“宇宙飞船经济”中被提及,其具体定义最早由Pearce提出。20世纪末,循环经济的理念被系统地引入中国学术界。循环经济在中国发展迅速,并被确定为国家发展战略的重要组成部分[2]。将资源进行有效运用是循环经济的主要内容,“再利用”以及“可控化”是其中的两个原则。相比较传统的经济模式,可循环经济更加符合我国国情。传统的经济模式让我国的物产资源以及环境承受能力都日渐衰落,而可循环经济模式的兴起给我国经济发展带来了新的曙光。可循环经济不仅是已贯彻落实的基本国策,更是我国建立资源节约型、环境友好型社会的重要措施。物联网是一个潜在的内循环系统。从经济学角度来说,循环经济系统是一项系统工程[3]。物联网主要借助射频识别技术(RFID)以及全球定位系统等相关的信息传感设备,借助现代通信技术,将需要进行鉴别的物体同互联网进行连接,从真正意义上对物体进行鉴别、跟踪以及管理等,并且将这些信息传感设备与互联网结合起来,形成巨大的网络[4]。这样的结合实现了物品与网络的链接,更方便基础设施与互联网交换信息,将智能化更好地带入生活的每个角落,其追踪、识别、定位等都是其具体的体现。物联网技术的基本原理是借助射频识别(RFID)技术,在计算机互联网庞大的平台上实现物品信息的自动采集并达到信息的共享。在产品的生产完成阶段,产品会贴上储存有EPC编码的电子标签,这个电子标签将会一直跟随该产品整个运行的生命周期,而其标签就如产品标志,可以通过物联网对其进行跟踪查询。在物联网技术运用之前,物理的基础设施是和网络基础设施分别开来的,其物件、建筑物等实体与数据库、计算机并无关联,而物联网技术的运用让这二者有机地结合起来,并且扩展出了一个新的高科技领域。目前,物联网技术已经充分地运用到了信息产业,包括信息服务、信息软件等方面。此外,物联网技术在工业、农业等领域也有重要的应用。可循环模式下的经济涵盖了生产、售后服务等不同环节,其中除生产环节之外的后续环节为物联网技术应用到可循环经济中提供了可能性。随着我国经济的快速发展,人们对汽车的需求量越来越大。据不完全统计,自2000年起,我们每年几乎以100万辆汽车的速度在增长。随着时间的推移,我国将迎来回收汽车数量的高峰期,汽车报废后的钢铁、有机金属以及在制造汽车的过程中所使用的新型材料、各种金属合金、橡胶、玻璃和聚合物等化学原料都需要得到合理利用。可见,在汽车失去了商品价值后,自身的报废材料亦有巨大的价值。废旧的汽车作为资源的载体,与自身产品很难剥离出来。因此,我们需要一种新型运作模式让资源与产品自身分割开来,这种新型运作模式就是将物联网技术运用到可循环经济中,建立出完整的智能化互联网系统。

2面向可循环经济的物联网技术的应用

2.1汽车的可循环经济网络

汽车的可循环经济网络是将汽车整体作为一个网络节点,将汽车所属的所有零件安装智能节点,并且将物联网技术作为主要的技术支撑,建立与汽车相关的制造商、服务商、车主、网络运营商等相关单位共存的系统。其具体的应用主要有生产环节、销售环节、回收环节。

2.1.1生产环节

在汽车生产制造环节应用物联网技术,营造智能生产系统,即在非人力的情况下通过自动化生产线进行制造运作。在物联网技术的支持下,实现所有的原材料以及生产的半成品或者成品可以在整个生产线上进行追踪识别,这样不仅可以减少人为操作的误差率,而且在一定程度上提高制造的速率,提高生产效益。在智能的生产系统下,为每一个原材料配备一个独立的EPC编码,这个EPC编码所储存的原材料信息以及后续对材料信息的添加、更改都会一直伴随原材料的整个使用生命周期。为了实现物品之间的读写交互,在原材料入库、出库或者加工以及回收等阶段都要相匹配地安装读卡器、设置传感器。原材料上所携带的自身EPC编码可以将原材料的信息通过代码的形式用读写器进行读取,然后利用发射器以及无线网络的传送将其代码发射到RFID信息服务系统的服务部,用这样的方法就可以将原材料的具体详细信息储存在本地的信息服务器中,并且可以通过对象名解析服务对原材料的代码进行统一资源标识。通过网络在RFID信息服务器中获得其代码所记载的原材料的具体信息以及自身属性,相关工程人员在制作环节就可以通过网络对原材料的生产过程进行监控。在生产环节采用EPC技术不仅可以在数量众多的零件中找到所需要的零件,还有助于工程管理人员掌握生产线流程信息,及时解决补货、缺货等问题,确保整个生产流水线工作稳定、高效地进行。

2.1.2销售环节

当前车载智能系统被广泛运用,而车载智能系统的核心技术就是物联网技术。车载智能系统作为汽车的灵魂系统,一方面要对信息进行记录以及处理,另一方面担负着Intel网、移动经营网络、汽车服务商等网络信息实时交互的工作。车载智能系统包含不同的功能模块:首先是智能控制模块。智能控制模块可以对车况实时监控并且记录车体的实时信息以及车主的驾驶系统,以提高行车的安全性。另外,该系统还可以对汽车的零件数据实时记录,为回收环节提供精确的数据。其次是车主服务模块,这一模块是车载智能系统中一个重要的应用。车主服务模块为车主在驾车中提供更加人性化的服务,让车主更加体验到人性化驾驶的乐趣。该模块设置了自动导航、自动泊车、车站信息查询等功能。最后是智能应急模块,车辆在行驶过程中会遇到很多突况,预知并及时处理突发状况是非常有必要的。车载智能系统中的智能应急模块对突况可以采取相对应的应急措施,也可以设置多重应急模块,例如防盗追踪、安全保障、远程控制等。

2.1.3回收环节

车载智能系统的回收环节主要依靠EPC所记录的数据。在智能回收环节中可以随时查录任何重要零部件的信息,比如使用寿命、质地、产地等。回收系统通过查录到的EPC信息,可以将汽车的零件进行精确的分类,并且掌握是否可回收、可利用或者可报废等情况。智能化系统具有将车体的数据信息同汽车智能回收系统中的相关数据信息进行相互分享以及沟通的功能,可以有效地协助汽车拆卸行业从人力进行零件分类转化成工业自动化运行的模式,既可以使分类精确又可以提高工作效率。本地的Savant系统对当地的废旧、废弃车辆零部件的相关信息进行实时更新,并将这些及时更新的数据传输到汽车产业物联网中的EPC信息服务器以及对象名解析服务器中,这样相关联的企业以及汽车用户就可以通过Internet了解到汽车重要零部件的各项信息,进而可以增强对这些汽车部件的利用,亦能在一定程度上保证重要零部件的安全性。由此可见,智能车载系统可以利用物联网技术来获取更为精准、及时的报废汽车的车辆信息,并且根据报废汽车上的零件信息对其进行二次加工。当然,操作人员也可以根据零部件的信息来确定该零件的功能及其实用信息。在物联网技术的运用下,车载智能系统不仅可以将汽车回收业进行高度整合,也可以对废旧资源进行合理的循环应用,在避免资源浪费的同时保护了生态环境。

2.2面向可循环经济的物联网技术的关键技术

面向可循环经济的物联网技术有五大关键性的技术。(1)射频识别技术。其实质是一种非接触式的自动识别技术,能够以射频信号智能地识别目标对象,同时取得有关的数据信息,而且全程自动化,不需要人工的干预,尤其不受环境的限制。RFID技术不仅可以对静止物体进行识别,还可以对一些高速运行的目标对象进行准确识别,操作也极为快捷方便。物联网理想的状态是对全球范围内的目标对象实现信息的监控、共享。(2)智能传感器网络技术。传感器的作用相当于人的皮肤、眼睛、鼻子、耳朵等感受外界变化的器官,接收的是外界温度、光、电、湿度等变化的信号,将变化信号信息应用于网络系统中,为数据的分析、采集、传输提供具体、可靠的数据支持。从传统传感器到智能传感器,再到嵌入式Web传感器的研发,传感器逐渐开始朝着微型化以及信息化等方向发展和进步[5]。其中,传感单元(由传感器和模数转换功能模块组成)、处理单元(包括CPU、存储器、嵌入式操作系统等)、通信单元(由无线通信模块组成)以及电源是组成传感器网络的智能节点的几个基本单元。在一个健全的传感器网络中,智能节点基本上出现在目标对象上及周边,同时智能节点相互之间能够进行互相协作。利用互联网络可以把搜集的区域信息传送到远程控制管理中心,比如车载智能软件系统;反之,远程管理中心亦可以对网络节点进行远程控制检测。(3)GPS定位系统。在车载智能系统中,车载GPS接收机通过接受卫星发来的数据以及坐标经纬度,将车辆的无线MODEM以GSM短信方式由GSM公司实时传到监控中心,并最终在电子地图中显示出来,由此可对车位的目标有更为精确的定位,以便对车辆进行实时监控。在车辆遇到突况时,车载报警模块会发出报警信息,智能系统直接将现场的具体报警信息及时传送到总控制台。(4)智能技术。通过在目标对象中植入相关智能系统,使目标对象能够与用户之间进行主动或者被动的交流。(5)纳米技术。物联网技术的迅猛发展,使电子元器件更加智能化、微型化。将纳米技术应用到物联网中,可以使更加微型化的物体进行数据的交互与连接。

3结语

如今物联网技术的发展已成为科技发展的主流,大到科技航天,小到车载导航,与我们的生活息息相关。我国人口多、资源相对不足,对可再生资源缺乏合理利用。可循环经济模式符合我国国情,将物联网技术应用到可循环经济中是应对当前发展的必由之路。

作者:祝琰 单位:淮南职业技术学院教务处

参考文献:

[1]高杨,李健.基于物联网技术的再制造闭环供应链信息服务系统研究[J].科技进步与对策,2014(3):19-25.

[2]陆学,陈兴鹏.循环经济理论研究综述[J].中国人口资源与环境,2014(S2):204-208.

[3]钱志鸿,王义君.物联网技术与应用研究[J].电子学报,2012(5):1023-1029.

物联网技术的研究范文6

物联网,简称IOT(Internet of Things),是一种基于互联网平台的物物相连网络。它是在互联网技术和平台基础上,通过现代通讯、智能信息处理和传感技术,实现物与物,以及物与人之间的信息交互与处理的智能网络管理系统。它以RFID(radio frequency identification射频识别,简称RFID)系统为基础,结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等,构筑起一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的,比Internet更为庞大的物联网。其实质是利用射频识别+技术,通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联与共享,RFID是物联网的核心技术之一。

2 基于RFID技术的物联网在图书馆的应用

RFID是一种自动无线识别和数据获取技术,它通过射频识别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。最简单的RFID系统由电子标签、阅读器和天线组成。RFID技术已经使用了多年,应用领域越来越多。但近年来的应用仍然以物流、安全领域为主,见表一。

在图书馆的应用实例中,以RFID为核心的物联网技术应用得到业界推崇和广泛关注。从1998年新加坡国立图书馆开展RFID应用实践以来,世界各国图书馆积极响应,并在2004年以后进行一个高速发展期,目前新加坡、瑞士、荷兰等国家的图书馆已经基本普及了RFID在图书馆的应用。国内图书馆的RFID应用实践基本上是从2006年起步,其中的代表是深圳图书馆、国家图书馆、汕头大学图书馆。据统计,目前全球有3000多家图书馆使用RFID。

2.1 基于RFID技术的物联网工作原理简述

通过对现有的相关研究成果调查研究我们发现,典型的物联网一般如下几部分组成:电子标签(EPC)、读写器、中间件Savant系统、Internet网络、ONS(Object Name System,对象名称解析服务)服务器、PML(实体识语言)服务器以及相关数据库和应用管理系统。

其工作流程简介:

当装有电子标签(EPC)的物体在允许范围内(10米内)接近读写器时,读写器受控发出微波查询信号,安装在物体表面的电子标签收到读写器的查询信号后,将此信号与标签中的数据信息合成一体反射回电子标签读出装置,反射回的带有电子标签数据信息的微波合成信号,读写器将电子标签的数据信息解码后送到中间件Savant系统,中间件Savant系统以该电子标签数据为信息源,在ONS 服务器上通过调用PLM服务器来获取包含该产品信息的电子标签信息服务器的网络地址。中间件系统将EPC数据的产品信息和地址发送到Internet,并遵循协议与应用系统连接。

2.2 RFID在图书馆的应用分析

RFID图书智能管理系统分为“两个平台,八个子系统”,并实现与图书馆图书管理软件的无缝链接,其中与图书管理软件的数据交换是遵循SIP2协议,通过数据交互模块来实现。

两个平台:

图书馆RFID管理平台

图书馆RFID服务平台

八个子系统:

电子标签转换子系统:实现对图书标签、借书卡标签的关联与注销,架标、层标的注册与注销功能。图书电子标签通过关联,与图书信息进行绑定,完成流通前的处理操作;借书卡标签通过关联,与读者信息进行绑定,完成读者注册工作;架标、层标的注册为图书管理单位设置,完成图书典藏管理的准备。同时提供图书查询、读者查询、RFID标签打印、日志查询功能;

馆员工作站子系统:包括流通工作站、标签转换和图书检索工作站,为图书馆工作人员日常图书借还、续借、检索等提供方便;

图书盘点子系统:包括推车式移动盘点和便携式盘点。实现对图书的顺架、盘点、上架、倒架、剔旧功能,同时提供对图书、书架的查询与定位;

图书安全监测子系统: 对借阅图书进行合法性检测,当发现没有办理借阅手续的图书时,自动进行声光报警;

监控中心子系统:实现对RFID设备工作状态的实时监控,记录报警日志并控制RFID设备的运行;同时通过连接现场摄像头,实时监控现场情况。

自助借还子系统:实现图书的自助借还与续借功能;

自助还书子系统:实现图书全天候自助还书与续借功能;

Web子系统:实现图书网上查询功能,同时图形化显示、定位图书所在位置。

其中,自助借还子系统、自助还书子系统、Web子系统属于RFID服务平台。

3 图书馆的RFID应用实践存在的问题分析

(1)价格

从目前各个图书馆的应用状况分析,资金比较充裕的公共图书馆走在前列,如深圳图书馆、国家图书馆年花费1200万打造了全套的RFID的管理模块,费用耗资巨大,高校图书应用较少或者只是部分应用,就重庆而言,目前只有后勤工程学院实现了RFID管理模式应用实践,但也只上马了部分主要业务模块。

(2)图书盘点子系统对图书馆的工作改进程度分析

图书盘点子系统又称为移动式馆员工作站,以图书标签为流通管理介质,以单面单联书架的一层作为基本的管理单元,通过架标与层标,构筑基于数字化的智能图书馆环境,从而实现图书馆新书入藏、架位变更、层位变更、图书剔除和文献清点等工作,实现典藏的图形化、精确化、实时化和高效率。系统具有操作界面友好,数据处理能力强等特点。

笔者走访了一些使用RFID图书盘点子系统的一线工作人员,发现对盘点系统的依赖程度基于图书的排架要求程度不同而不同。对于流通量非常大的图书馆,如深圳图书馆,大部分图书室粗约排架的,对这一排的图书,不要求按顺序细排架,这样的情形对RFID图书盘点子系统的需求比较高,使用起来也比较方便;而对于一些要求细排的书库,如保存本书库、中文阅览室等,流通量不是很大,反而人工排架相对来说比较快。因而对RFID图书盘点子系统的需求要根据各自图书馆的流通量以及排架情况来定,不能一味追求功能的齐全。

参考文献:

1 .陆忠梅,基于RFID的物联网应用,硅谷,2010,09:178

物联网技术的研究范文7

近年来,物联网被广泛认为是振兴经济、确立竞争优势的关键战略。当前,一些发达国家和地区纷纷把发展物联网作为摆脱金融危机、实现经济复苏和抢占未来竞争制高点的重要举措,正在加快推进物联网技术研发和产业布局。为了抓住物联网这一战略性新兴产业的历史机遇,我国已将物联网产业列为战略新兴产业予以大力推进。各省市为加快物联网产业发展,促进经济结构调整,提升城市管理和服务水平,相继以建设智慧型城市为目标,制定发展战略,以示范应用为抓手,以重点领域为突破口,探索物联网应用新模式,以应用带动产业发展。

本文将重点研究在物联网中如何构建面向服务的信息共享平台,为物联网中的感知域和应用域搭建桥梁,研究如何通过采用面向服务的技术体制,构建信息接入、存储、编目、搜索、协同、分发等一系列物联网全局核心服务,整合各类传感器信息和各级政府部门、企业、机构等单位的共享信息,提供统一的数据服务,以技术上松耦合的方式支持政府部门、企业、机构等用户的灵活应用,实现随需应变。

1 网络化、服务化条件下的数据共享模式

在网络化和服务化条件下,系统之间的数据共享也将采用新的模式,即基于共享空间的数据共享模式,通过构建数据共享空间,可重点解决数据的可见、可理解、可访问等关键问题。共享空间使得使系统之间无需预定义接口就可实现灵活的信息交换,其应用概念如图1所示。

共享空间是任何授权用户都可以通过网络访问的逻辑空间,在物理上可能以分布式的结构存在。共享空间中的两类元数据目录分别用来存放信息产品的结构化元数据和发现元数据信息,确保信息资源的可理解和可发现,数据内容仓库存放信息资源的具体内容,并且提供数据访问的服务接口。

图1 基于共享空间的数据共享模式

信息提供者把数据产品以服务的形式到共享空间中,按照标准的格式注册结构化元数据信息和发现元数据信息到相应的元数据目录,完成信息产品在共享空间的。其中,结构化元数据信息主要表征信息的格式,便于用户理解相应信息;发现元数据信息主要表征信息的位置,便于用户能够快速找到相应信息。

信息使用者对共享空间进行查询,通过发现元数据找到所需信息资源的接口,通过结构化元数据找到描述信息资源的数据格式,以服务的方式智能拉取信息产品,实现信息共享。

上述信息共享的实现依托全局核心服务的支持,全局核心服务是为了提高异构系统之间的互操作性,采用Web服务技术实现的SOA基础的核心功能,包括发现、存储、分发、仲裁、消息、协同、安全、管理等服务。全局核心服务通过创建便捷的信息访问方式,提升信息的可达范围,使得拥有信息(信息包括数据和服务)的人或系统能够方便地向共享空间数据,需要信息的人或系统能够即时地获取所需要的信息。

2 支撑物联网信息实现共享的元数据技术

随着信息技术的不断发展,网络上信息资源正呈不断增多的趋势。但随之而来的问题是,人们发现在海量的信息环境中,信息的查找和检索变得越来越困难。网络上充斥着各种各样的信息,但人们却不知道究竟该怎样才能找到自己所需要的信息。为了有效地解决查找网络资源这一问题,元数据这一概念被提了出来。

元数据也被称为是关于数据的数据,它是专门用来描述数据的特征和属性的。元数据按功能可以划分为管理型元数据、描述型元数据、保存型元数据、技术型元数据和使用型元数据5种类型。在网络资源组织方面,元数据主要有5个作用:描述、定位、发现、评估和选择。本文以物联网信息资源元数据为对象,探讨元数据在资源描述和资源发现中发挥的作用。

上一章中已提到,在基于共享空间的数据共享模式下,信息提供者要将表征信息格式的结构化元数据信息和表征信息位置的发现元数据信息到共享空间中。

资源发现是元数据最大的一个应用领域,它是解决目前网络资源缺乏组织从而导致资源发现困境的治本方案。元数据通过使用规范的描述符,对网络资源进行准确和一致的描述,形成优化结构,从而趋向整个网络资源的自组织。元数据在资源发现中起一种间接作用,元数据应用的直接作用是网络资源的结构合理、层次分明的组织,而结构化的组织直接促进了资源的发现和利用。以往的目录导航和搜索引擎是从自身的角度去解决混沌的网络中用户的迷路问题,它们的中心问题是用户,而元数据问题的中心是混沌的网络,它的目标是改变网络的无序,创造一个有序的网络是元数据的终极目标,而此时资源发现问题则可以迎刃而解。

都柏林核心元数据(Dublin Core)是在网络环境如因特网中,帮助发现文件类对象所需要的的最小元数据元素集。而它的结构句法问题则作为一个执行细节没有进行详细说明。DC-1所定义的十三个元素如表1所示,这十三个元素在以后的DC发展中从名称到内容都有了很大的变化:

物联网技术的研究范文8

【关键词】电缆井;智能主机;采集单元;物联网取能;CT监测预警

1引言

随着城市电网电缆化率的不断提高,电缆沟井里程数明显增多,电缆井故障成为了影响供电可靠性的关键因素。电缆沟井位于地下,难以通过直观肉眼观察的方式进行巡视查看,需要更为有效的手段,来提升电缆井的状态监测水平,实现状态安全提前预测,及时预防、超前预警。

2国内外发展现状

目前,国内外开展的研究应用主要实现了对电缆沟井内测温,可燃气体监测,积水、防火、视频监测等目标,但仍存在监测形式单一,工程量大,监测、安装范围局限,监测数据不能进行实时分析、处理及存储等缺陷。为有效提高电网运行的安全性和供电可靠性,迫切需要研发一套新的电缆井状态监测终端及可靠的数据收发、分析、管理、预警主站系统。

3架构及关键技术

随着技术的发展和进步,数字化电子技术和物联网技术在国内高速发展,为电缆井综合状态监测和预警技术的研究与应用提供了强大的支持。基于边缘科学概念,进行技术融合和集成,将分体式传感技术、可持续供电技术、物联网通讯技术、信息处理技术、地理信息技术和移动作业技术等引入到电缆井内状态监测及预警业务中,将电缆井监测节点网络架构与物联网相连,实现电缆井运行全工况信息交换,帮助管理人员和技术人员突破时间和空间的约束,掌控现场一手数据,提高电缆井实时监测、预警、响应和运维水平。

3.1监测终端

监测终端由采集单元、智能主机两部分组成,二者采用RS485有线模式进行双向数据传输,实时交互,使监测终端具有全面感知,智能处理和可靠传输的功能。采集单元分为井盖位移,环境温湿度监测、有害气体监测、可燃气体监测、水位监测、火灾探测、电缆接头测温等模块,周期性采集电缆井的状态数据,并上传至智能主机。智能主机接收到采集单元上传的数据后,进行汇总,通过ZigBee网络,经最近的智能主机向主站系统上传数据。若最近的智能主机通讯异常,则搜索通讯范围内(可视距离2000米)的其它智能主机,建立新的传输路径,进行数据传输。考虑到在产品试点或推广前期时,电缆井监测节点与主站系统可能存在距离过远的情况,智能主机主控板兼容APN(基于GPRS的VPN)通讯模式,设定为主节点的智能主机,可以通过3G/4G等GPRS通道将区域性数据上传至主站系统。

3.2主站系统

主站系统一般部署于变电站或自动化机房,通过ZigBee网络或APN网络,与监测终端进行双向组网通讯,实现对所管辖范围内的电缆井综合状态的监测和预警。主站系统基于地理信息GIS平台开发,相关数据接口及业务分析模块采用JAVA开发,封装为后台服务。当后台数据接口进程接收到智能主机上传的信息后,自动进行拓扑,实现监测网络重构。启动业务分析模块,进行电缆井各状态分析,当发现模拟量数据越限或开关量状态变位后,立即评估告警等级,并启动告警业务,在GIS界面点亮相关电缆井,显示其具置和预警内容,同时通过短信告警平台,提醒电缆井相关责任人尽快处理安全隐患。

3.3关键技术

3.3.1监测终端续航力设计采集单元是分体式微型设计,由智能主机一体化供电,周期性采集状态正常数据,连续性采集状态异常数据,因此,其自身的设计应满足低功耗的要求。与此同时,电池的设计也应能连续工作。开发电池管理系统(BMS),优化充电、用电效率,提高电池利用率,防止电池出现过度充电和过度放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态,对电缆井状态监测及预警技术的实现不可或缺。智能主机采用高性能锂电(单一电源供电周期不低于一个月),同时配套取能CT装置,为适应不同应用环境(负荷电流),取能装置采用双线圈设计。当CT取能装置正常工作时,BMS系统向监测终端稳定供电,满足智能主机及采集单元应用。同时,监测锂电池状态,当锂电池处于需要充电的状态时,BMS系统同步进行锂电池充电。锂电池充满后,BMS系统切断其充电电路。3.3.2信号传输可靠性技术信号的强度和质量直接影响电缆井状态监测数据的正常传输。电缆井周围电磁干扰复杂严重,智能主机分布分散,为保障数据的正常传输,智能主机的通讯设计不但要满足相互之间在多层信号屏蔽的情况下信号强度衰减幅度小的要求,而且要具有多层次抗电磁干扰的功能。另外,辅以增强型通讯模块及高灵敏延长天线,合理选择天线的安装位置,切实保障数据传输正常。3.3.3系统自检技术为保障系统可靠运行,达到预期目标,得到理想的运行效果,自检技术尤为关键。电缆井状态监测终端设计自检功能,周期性运行,保障智能主机和采集单元的正常运行。电缆井状态监测预警主站系统建立软件进程监测和管理功能,一旦发现进程异常,则自动关闭该进程后重新启动。在独立自检基础上,整体系统实现自检,校验各个组成的运行状态,通过系统设定主站定期召唤监测终端和监测终端定期上传状态的任务,保证系统监控人员、管理人员及时掌握所辖范围内智能主机和采集单元的运行状态,如果发现异常,启动告警流程。

4小结

电缆井状态监测及预警系统已经在新野电网成功进行试点应用,实现了对电缆沟井内的温度、湿度、有害气体、有毒气体、积水水位、火灾烟感、井盖移位、电缆接头温度等数据的实时采集和在线状态分析,并对出现异常及安全隐患的情况立即提醒电缆井相关责任人尽快处理,为有效预防和控制电缆井安全事故起到了很好的预警作用。实践证明,电缆井状态监测及预警系统适合在电力系统、电力专网中进行大范围的推广和应用,发挥重要作用,有效提高电缆供电的可靠性和安全性,产生显著的经济效益和社会效益。

参考文献

物联网技术的研究范文9

关键词:物联网;ZedGraph;实时分析

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)15-0278-03

Abstract: In order to process enormous valuable data from the Internet of things,using the .NET platform’s open-source library ZedGraph to make real-time data report,present the situation of things what we watch in various form,realize the science, automation of management and monitoring.ZedGraph is a more commonly used expression data control, and easy to use, in the face of a large number of data also has a good performance.

Key words: the Internet of things; ZedGraph; real time analysis

近年来,我国经济飞速发展,人们对于环境污染的日益严重颇为担心,对环境监测的重视程度越来越高。传统的以人工为主的方式效率较低,且无法实现远程监控,不适合现展的需求。随着科技的发展,物联网技术将逐步取代人工监控,大大提高了环境监测的效率,为更科学优化的监测环境参数拓宽了思路与方式。

物联网技术是信息化技术的一个极其重要的产物,是环境监测的重要手段。物联网强调的是“物―物”以无线的方式相互连接,达到“物―物”通信的目的。物联网产生的大量数据是研究管理人员评估审查的重要指标,这些数据对环境的监管、污染源的发现以及环境问题的反馈与处理方面发挥了极大的作用,那么,在环境监测系统中,如何科学的呈现这些数据就成了研究的主要课题。

图表是对数据进行分析评估的有效工具,也是最直观表示数据的方式。本文就是在已通过传感器获得物联网数据的基础上,利用ZedGraph图表制作工具来实时显示数据,使数据更富有生命,科学而直观的动态实时展示。

1 ZedGraph的介绍

ZedGraph控件使用 C# 语言实现的,是 .NET 平台上一个开源和非交互式图表的制作类库。ZedGraph支持多种2D图表类型的图表,可以利用任意的数据集合创建2D的线性图表和柱形图表,ZedGraph支持Windows Form和 Web Form开发,还能够实现各种二维表,如Line、Bar、Pie、Area等,因此是一种理想的显示数据的控件。

ZedGraph控件是面向对象的,即在使用中具有很高的灵活性。图表的每个层面都可以被用户修改,所有的图表属性都提供了缺省值,ZedGraph类库中源代码可被进行修改,重新生成,包括图表显示特性的若干默认值,如数值单位、数值范围、步长、尺寸等。ZedGraph控件继承了Framework中的UserControl接口,允许用户在VS 的IDE 环境中进行拖放操作,对其他语言同时提供了相应的接口。

当上位机通过选择指定节点和需要显示的数据后,依从业务逻辑的需求,从某种数据接口中获取相关数据,在上位机端经过数据整理后,构造图表所需的数据集,再由ZedGraph控件加载此数据集,最终,在上位机端生成图表,通过定时器的时钟控制,定期更新图表信息的显示。

ZedGraph可在运行时期创建实例对象,此处使用的是版本5.0.10的类库,对应于VS2012开发平台,一般开发步骤如下:

(1)打开Visual Studio 2012中文版。

(2)在菜单中选择“文件”―>“新建”―>“项目…”。

(3)选择“Windows应用程序”,取名为“ZedGraphDEMO”。

(4)在解决方案浏览窗口,右键点击“引用”,选择“添加引用…”。

(5)选择“浏览”,导航到ZedGraph.dll,单击“确定”,在项目引用中会增加ZedGraph。

(6)在菜单项“视图”中选择“工具箱”,查看“常规”选项卡的内容。

(7)如“ZedGraphControl”选项不存在,右键点击“常规”选项卡,并选“选择项…”。

(8)在“.NetFramework组件”标签下,点击“浏览(B)…”。

(9)导航到ZedGraph.dll文件,点击“打开”,之后点击“确定”。

(10)工具箱中点击“ZedGraphControl”控件,拖放控件到窗体。实际上工具箱中的控件拖放到窗体时,类库的引用自动添加,所以在具体应用时,之前的添加引用过程可省略。

(11)窗体中点选“ZedGraphControl”控件,视图菜单中选择“属性窗口”。

(12)把ZedGraphControl的名称“(Name)”项填写成“zg1”,默认通常是“zedGraphControl1”。

(13)双击窗体,切换到代码窗口,窗口模板中带有Form1_Load()方法。

(14)在文件上部加上“usingZedGraph;”。

2 ZedGraph应用开发实例

本例的分析数据来自物联网中的中心节点,中心节点收集分散于通过无线的形式收集各处的信息采集点发送来的数据,通过上位机对中心节点的读取就实现对远程节点的控制,中心节点起着一定程度上的网关的作用,对中心节点的读取可以使用.NET提供的System.IO.Ports命名空间下的控件。

(1)在WinForm容器中绘制图表的代码

下列函数是在要表达实时数据的窗体中的私有函数,zedGraphControl1在函数之外经过实列化之后,只要设置其x轴为自动增长,PointPairList中保存有要在界面上显示的数据,执行zedGraphControl1.Refresh();就实现了图表的刷新。随着数据的积累,应该放弃一些时间点,以保证图表中数据的个数一样,DropPrePoint()函数就是实现了这样的功能,代码如下:

private void DrawGraph()

{

//设置为x轴的标尺Scale可以随着值自动增长

zedGraphControl1.GraphPane.XAxis.Scale.MaxAuto = true;

double x = (double)new XDate(DateTime.Now);//横坐标

//纵坐标,y1表示温度,y2表示湿度,y3表示土壤湿度

double y1 = 0, y2 = 0, y3 = 0;

for (int i = 1; i < dt.Rows.Count; i++) {

//dt中存放的是从中心节点中读取的缓存数据

y1 = double.Parse(dt.Rows[i]["wd"].ToString());

y1 = y1 * 0.01;

y2 = double.Parse(dt.Rows[i]["sd"].ToString());

y2 = y2 * 0.01;

y3 = double.Parse(dt.Rows[i]["yw"].ToString());

y3 = y3 * 0.01;

}

//分结点添加数据

for (int k = 0; k < nodesum; k++) {

if (dt.Rows[i][0].ToString() == (k + 1).ToString()) {

wlist[k].Add(x, y1);

slist[k].Add(x, y2);

ylist[k].Add(x, y3);

}

}

}

//控制折线图中的点保持在100个,超过100个就报先前的去掉

DropPrePoint();

this.zedGraphControl1.AxisChange();

this.zedGraphControl1.Refresh();//刷新数据

}

(2)使用定时器定期对容器中图表进行刷新

使用定时器便可以在指定的时间间隔刷新图表,定时器是timer1,其时间间隔到时便会自动调用约定的函数timer1_Tick(),在这个函数中需要保证上位机中留存的数据个数,从串口中读取收集来的数据LoadSerialData(),重新绘制图表DrawGraph(),代码如下:

private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e) {

if (isStart) {//判断是否已经开始记录

if (_serialPort.IsOpen){ //判断端口是否打开

if (dt.Rows.Count > 1){ //dt里面是否有上位机以外的记录

//移除掉线结点

for (int j = 1; j < dt.Rows.Count; j++){

comboBox2.Items.RemoveAt(j - 1);

dt.Rows.RemoveAt(j);

}

if (dt.Rows.Count > 0){

Node = new string[dt.Rows.Count, 5];//5表示有5列

//将dt里面的数据移入Node,以便绘制TOPO图

for (int i = 0; i < dt.Rows.Count; i++){

Node[i, 0] = dt.Rows[i][0].ToString(); //ID码

Node[i, 1] = dt.Rows[i]["wd"].ToString(); //温度

Node[i, 2] = dt.Rows[i]["sd"].ToString(); //湿度

Node[i, 3] = dt.Rows[i]["yw"].ToString(); //土壤湿度

Node[i, 4] = dt.Rows[i]["ontime"].ToString(); //时刻

}

bind();//拓扑图绑定

}

}

}

LoadSerialData();// 从串口读取数据

DrawGraph();//画折线图

}

}

(3)使用定时器定期捕获数据,如图1和图2所示。

3 结束语

ZedGraph控件为开发者提供了丰富的属性用来简化软件开发过程,控件开源的特性使得开发者可以根据具体情况修改源代码以满足特定需求。在生态养殖的环境监测系统中应用ZedGraph控件,有助于监测的数据图形化和分析结果的可视化。

参考文献:

[1] 孙吉S,方明,顾燕伟.多维数据图形显示中ZedGraph控件的应用[J].电脑开发与应用,2008(3).

[2] 亦钢. 应用Zedgraph高效开发数据图表[J]. 电脑编程技巧与维护,2009(6).