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【關鍵詞】物聯網;體系結構;技術體系結構;應用
1 物聯網概述
1.1 物聯網定義
1)物聯網(INTERNET OF THINGS)這一概念最早于1999年由麻省理工學院Auto-ID研究中心提出。它是指利用產品電子代碼EPC、射頻識別技術,通過網絡實現在任何時候、任何地點對任何物品的識別和管理,即物品的互聯互通。
2)國際電信聯盟的定義,2005年11月,國際電信聯盟在信息社會世界峰會上對物聯網的定義是主要解決物品到物品,人到物品,人到人間的互聯。
3)歐洲智能系統集成技術平臺(EPoSS)的定義,2008年5月EPoSS對物聯網的定義是由具有標識、虛擬個性的物理/對象組成的網絡,這些標識和個性等信息在智能空間使用智慧的接口與用戶、社會和環境進行通信。
4)2010年我國政府工作報告中的定義是物聯網是通過傳感設備按照約定的協議,把各種網絡連接起來,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
總的來說物聯網的定義,從狹義上是指連接物品到物品的網絡,實現物品的智能化識別和管理;廣義上可以看做是信息空間與物理空間的融合,將一切事物數字化、網絡化,在物品之間、物品與人之間、人與現實環境之間實現高效的信息交換方式。[1]
1.2 物聯網的特征
物聯網的基本特征可以概括為全面感知、可靠傳送和智能處理。全面感知即利用射頻識別、二維碼、傳感器等感知、捕獲、測量技術,隨時隨地對物體進行信息采集和獲取。可靠傳送是指通過將物體接入信息網絡,依托各種通信網絡,隨時隨地進行可靠的信息交互和共享。智能處理是指利用各種智能計算技術,對海量的感知數據和信息進行分析并處理,實現智能化的決策和控制。[2]
物聯網與互聯網相比,有如下主要特征:海量信息,接入設備繁雜,網絡架構繁雜,網絡管理資質,智能物物互聯,物理安全威脅,能量獲取多樣;設備制造的小型微型化。
1.3 物聯網與“智慧地球”
2009年IBM提出“智慧地球”這一概念。智慧地球戰略的主要內容是吧新一代IT技術充分運用在各行業之中,通過互聯網形成“物聯網”,而后通過超級計算機和云計算將物聯網整合起來,人類能以更加精細和動態的方式管理生產和生活,從而達到“全球智慧”狀態,最終形成“互聯網+物聯網=智慧地球”。
2 物聯網體系結構
2.1 物聯網系統結構
國內許多專家學者將物聯網系統劃分為三個層次:感知層、網絡層、應用層。
1)感知層。感知層是物聯網架構的基礎層面,主要是完成信息采集并將采集到的數據上傳的目的。感知層把所有物品通過一維/二維條碼、射頻識別、傳感器、紅外線感應器、全球定位系統等信息傳感裝置自動采集到與物品相關的信息,并傳送到上位端,完成傳輸到互聯網前的準備工作。比如,粘貼在設備上的RFID標簽和用來識別采集RFID信息的識讀器就屬于該層。
2)網絡層。該層在整個物聯網架構中起著承上啟下的作用,是物聯網中不可或缺的架構組成部分。它是搭建物聯網的網絡平臺,建立在現有的移動通信網、互聯網和其他專網的基礎上,通過各種接入設備與上述網絡相聯。如手機付費系統中由刷卡設備將內置手機的RFID信息采集上傳到互聯網,網絡層完成后臺鑒權認證并從銀行網絡劃賬。
3)應用層。該層是利用經過分析處理的數據,為用戶提供豐富的特定服務,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。比如,通過感應器感應到某個物理觸發信息,然后按設定通過網絡完成一系列動作。
2.2 物聯網的技術體系結構
物聯網技術涉及多個領域,這些技術在不同的行業具有不同的應用需求和技術形態。在這個技術體系中,物聯網的技術構成概括起來有以下五個方面:[3]
1)感知技術。指能夠用于物聯網底層感知信息的技術。通過它可以感知溫度、壓力、位移、加速、震動、聲音、光線、位置及污染等。感知技術包括RFID技術、傳感器技術、機器人智能感知技術、遙測遙感技術、現場總線技術、IC卡與條形碼技術、信息融合與協同信息處理技術、多媒體技術和中間件技術、GPS定位技術、納米嵌入技術等。
2)網絡傳輸技術。指能夠匯聚感知數據,并實現物聯網數據傳輸的技術,它包括各種專網技術、異構網融合技術、M2M無線接入、遠程控制技術、互聯網技術、地面無線出阿叔技術以及衛星通信技術。
3)支撐技術。指用于物聯網數據處理和利用的技術,它包括云計算與高性能計算技術、智能技術、數據庫與數據挖掘技術、GPS技術、公共中間件技術等,對感知到的信息進行語意的理解、推理和決策。
4)應用技術。指用于直接支持物聯網應用系統運行的技術,它包括物聯網信息共享交換平臺技術、物聯網數據存儲技術以及各種行業物聯網應用技術與應用系統等。
5)公共技術。指感知、傳輸、支撐和應用等四層都需要的技術,它包括標識解析、安全技術、應用管理技術和網絡管理技術。
3 物聯網應用
國外對物聯網的研發、主要應用集中在美、歐、日、韓等少數國家。最初的研發方向主要是條形碼、RFID 等技術在商業零售、物流領域應用。隨著RFID、傳感器技術、近程通信以及計算技術等的發展,近年來其研發、應用開始拓展到食品安全、農業生產和流通、校園管理、環境監測、生物醫療、智能基礎設施等眾多領域。[4]下面主要介紹在食品安全、農業生產、校園安全方面的應用。
3.1 物聯網在食品安全方面的應用
物聯網技術的迅猛發展在應對食品安全問題方面起到了關鍵作用。通RFID等物聯網技術,可以實現對物品位置的跟蹤、原料溯源、庫存盤點、出入庫等信息化流程,尤其是可以實現對物理的全程監控。
3.2 物聯網在農業方面的應用
1)在農田、果園等大規模生產方面。通過在農業園區安裝生態信息無線傳感器和其他智能控制系統,可對整個園區的生態環境進行檢測,從而及時掌握影響園區環境的一些參數,并根據參數變化,適時調侃灌溉系統、保溫系統等基礎設施,確保農作物有最好的生長環境,以提高產量并保證質量。
2)在農業信息傳送方面。對于農業發展領域,天氣預報是農戶最關心的信息之一,此外還可以包括施肥選擇、從種子遴選到病蟲害防治、從幼苗培育到收割入庫等方面的信息都可以通過物聯網及時傳遞。
3.3 物聯網在校園管理方面的應用
數字校園的建立,使“一卡通”在學校得到了廣泛的應用。隨著物聯網的進一步普及,校園管理的需求有了更多的變化。校園物聯網主要是在傳統校園信息化的基礎上,一信息網絡為依托,利用數值化手段借助物聯網技術對校園環境、資源、活動等各個方面和環節進行綜合管理,運用豐富的軟件信息系統,高效、便捷地實現學校的教學、科研、管理和服務等活動的全過程。
物聯網的發展面臨巨大的機遇也面臨著挑戰,首先是技術標準化問題,其次是數據和隱私的保護問題。但隨著網絡技術、傳感技術、數據庫技術、云計算、移動計算等技術的發展,智慧城市、智慧地球必將成為現實。
【參考文獻】
[1]張毅,等物聯網綜述[J].數字通信,2010(8).
[2]馬靜.物聯網基礎教程[M].清華大學出版社,2012,12.
(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
1.1物聯網產業已提升至國家戰略層次已于2009年,國家已提出要加快物聯網產業建設的步伐,隨后得以提升到國家戰略發展層次,視為新一代信息技術的核心部分,作為國家重點扶植的新興產業。根據十二五規劃,戰略性新興產業為國家重點培育的行業,主要集中在物聯網、新一代網絡通信等。另外,物聯網已被國家列為中長期科技發展重點及2050國家產業路線圖。
1.2已形成較為豐富的物聯網產業基礎自物聯網產業納入國家戰略發展層次后,物聯網得到難得的發展機會。根據相關統計數據,物聯網行業銷售額于2010年已超過120億,至2011年銷售額更是高達160億多,獲得非常快的發展速度。國內物聯網行業發展規模,僅小于美、英,位居世界第三。目前,物聯網科技大范圍使用于企業生產、物流、產品跟蹤等各領域。另外,隨著移動網絡的發展,物聯網科技得以應用于移動支付等新領域中。
1.3已開始著手物聯網標準建設物聯網科技的應用標準缺失,是影響物聯網行業高效、穩健發展的核心因素之一。截止至今,全球范圍內諸多物聯網科技的應用領域均缺乏相應的應用標準規范,國內同樣如此。隨著國內物聯網科技的大范圍及深入應用,社會各界開始高度重視物聯網標準的制定及規范工作,并已成立了傳感器網絡研究組及中國物聯網標準聯合工作組。截止至今,已有效地推進了物聯網相關標準的研究及制定工作。
2物聯網技術未來應用趨勢
2.1物聯網產業規模預測及主要應用當前,國內物聯網科技主要應用于城市管理、環境監測、環保節能、交通管制等諸多領域中,特別是自從2009年后物聯網行業備受社會各界的關注,推動了行業發展的熱潮。北京等國內諸多重點城市已開始制定了物聯網行業的發展戰略,積極推動行業發展,構建示范工程。根據相關統計數據分析預測,二十年后國內RFID終端將高達數千個,應用于生活中的方方面面。隨著物聯網行業的大范圍應用,將極大地推動信息零件行業發展,提供大量的就業機會。發展至今,交通行業、電力行業、安全保障等行業是物聯網科技應用最為廣泛的行業。作為全球物聯網科技的核心部分,國內物聯網科技得到難得的發展機會,物聯網發展概念也得到家居等國民重點經濟發展行業的接受與青睞。物聯網相關產品也深入地應用于企業生產及服務的每一個流程中。
2.2物聯網產業未來發展思路(1)完善自主研發體系,提升行業核心競爭力。基于重點實驗室、技術中心建設、扶植核心科研項目及重大型研發平臺的整合與分享,積極組織行業內應用技術的難關攻克。另外,推動關鍵核心應用領域的突破,構筑研發、生產到服務的完整產業鏈。(2)推進標準化建設、掌控發展自。基于跨行業、跨領域的物聯網標準化建設,逐步完善物聯網體系結構、制定物聯網數據安全等基礎性標準,從而推動物聯網行業的高效發展,確保掌握物聯網科技的發展主動權。(3)強化產業合作,重點推進關鍵領域應用發展。物聯網行業應用涉及到諸多產業、較多的應用領域及產業鏈環節。基于重點推進重點行業發展,大力發展支撐性行業,有效推動上下游產業,積極推動產業鏈的構筑及完善。基于當前發展背景,可考慮以基礎設施及民生工程作為發展突破點,積極開展物聯網行業應用示范點,有效推動物聯網科技的快速發展。(4)加強政策指導,積極推動行業戰略轉變。積極推動物聯網行業從政策牽引的發展模式轉變為市場牽引的發展模式,有效發揮出市場供需影響力,積極扶植及壯大重點物聯網產業。另外,積極鼓勵物聯網科技公司發展專業服務,增值服務等新興科技產業比重,促進物聯網行業上下游深入摸索新興的商業發展模式。
3結語
關鍵詞:配電設備 物聯網 中壓電力線載波
中圖分類號:TP205 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2016)12(c)-0063-02
我國物聯網應用總體上還處于發展初期,在許多領域上積極開展了物聯網的應用探索與試點,但在應用水平上與發達國家仍有一定差距。目前已開展了一系列的試點和示范項目,在電網、交通、物流、智能家居、節能環保、工業自動控制、醫療衛生、精細農牧業、金融服務業、公共安全等領域取得了初步進展。在電網領域上,2009年國家電網公布了智能電網發展計劃、智能變電站、配網自動化、智能用電、智能調度、風光儲等示范工程先后啟動。
1 物聯網技術在電力行業的應用現狀
目前,物聯網中的射頻識別、無線傳感器網絡、全球定位技術等技術在電力系統生產、管理等各個環節都有所應用,協助實現有效的電網感知,提高了電力規范化管理能力。在發電環節,物聯網技術已應用于環境監測、設備狀態監測、水情監測等場景;在輸電環節,物聯網技術已應用于線路狀態監測、線路環境監測、雷電定位、智能巡檢等場景;在變電環節,物聯網技術已應用于變電環境監測、設備狀態監測、變電站安全防護等場景;在配電環節,物聯網技術已應用于線路狀態監測、設備狀態監測、線路故障定位及報警等場景;在用電環節,物聯網技術已應用于用電信息采集、智能家居/小區、智能樓宇/園區等場景。
2 應用技術
2.1 物聯網感知層技術
物聯網感知層一般包括數據采集和數據短距離傳輸兩部分,其關鍵技術主要包括:無線傳感器網絡技術(WSN)、RFID技術、二維碼技術、藍牙(Blueteeth)技術等。
2.1.1 自組織組網技術
在物聯網感知層中應用到了自組織組網技術,自組織組網技術的起源可追溯到1968年的ALOHA網絡和1973年美國國防部高級研究計劃署(DARPA)資助研究的“無線分組數據網(PRNET)”。主要的特點是網絡拓撲結構動態變化,分布式控制方式,自組織性,多跳通信,節點的處理能力和能源受限,信道質量較差。在物聯網中主要是應用在一些企業中,它通過自組織組網技術,組織、創建了公司內部的網絡,在與外界進行信息交換,特別是在物聯網的應用中需要了解這樣的組網技術,以便于其公司信息的采集。
2.1.2 無線傳感器網絡技g
(1)無線溫度傳感器:實現溫度、溫升和相間溫差的高可靠實時在線監測,實現設備運行溫度的自動管理,為設備的安全運行提供數據支持。
(2)無線水浸傳感器:實時在線監測傳感器安裝位置(場所)是否浸(積)水,并實時地將水浸信息通過數據傳輸基站上傳到控制主機,以達到監控告警的目的。
(3)無線桿塔傾斜傳感器:可以在線監測桿塔傾斜狀態,當傾斜角度達到閥值時,向監控主機發送告警信號。
(4)無線故障電流傳感器:主要實現現場的電流取樣及分析,判斷出當前的電流是否為故障電流,并采集周邊其他無線傳感器發送的數據,通過無線傳感網把電流、諧波等數據傳輸出去。后臺軟件結合GIS進行故障點的定位,從而通知檢修人員到現場進行故障排除。
(5)無線門磁傳感器:安裝在柜門上,與永磁鐵或電磁線圈等器件配合使用,能夠實時在線監測柜門的開、關狀態以及開關次數。不影響柜門的正常使用。
(6)無線溫濕度傳感器:實時、準確地測量環境溫度和環境相對濕度。可以實現現場環境遠程數據采集和監測。
(7)配變綜測骨干節點:采用無線組網協議來實現節點之間的通信,同時具有線路電流、電壓、諧波等線路參數的在線測量功能,支持有線485通信和以太網通信,同時內部集成標準101和104通信協議。
2.1.3 RFID技術
RFID射頻識別是一種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相關數據,識別工作無須人工干預,可工作于各種惡劣環境。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽,操作快捷方便。RFID是一種簡單的無線系統,只有兩個基本器件,該系統用于控制、檢測和跟蹤物體。
2.2 物聯網網絡層技術
2.2.1 中壓電力線載波
中壓電力線通信是指綜合運用多種調制解調技術、信道編碼技術、網絡通信技術、模擬前端技術以及耦合結合技術,實現以中壓配電網為傳輸介質的通信。
國內外相關企業一直致力于中壓配電線路的載波通信領域研究,在載波調制和組網技術研究方面進行不斷的探索,在傳輸速率、可靠性方面已取得了較大進展。
BPLC依托電力線,可部署在變電站、環網柜直至用戶建筑內,構成可靠的配用電網信息的傳輸網絡,傳輸距離超過500 m。提供配電信息等寬帶接入,同時兼顧原有設備低速業務(RS-232/ RS-485)數據的接入。
2.2.2 線通信技術
無線通信技術可根據使用者類型分為無線公網和無線專網。對于無線專網來說,需要自身架設整套通信網絡,包括基站、終端和網管等,而無線公網僅僅租用運營商的現有網絡通道,由運營商負責運維即可。
相比較光網來說,架設無線鏈路則無需架線挖溝,線路開通速度快;無線擴頻能隨時架設,隨時增加鏈路,安裝、擴容方便;無線通信覆蓋范圍大,幾乎不受地理環境限制。缺點是采用邏輯隔離,相比有線網絡的物理隔離,安全性較差;無線傳輸速率最高不超過幾百兆每秒,相比光網絡傳輸速率較低。
2.2.3 xPON無源光網絡
以太網無源光網絡是一種特殊光纖以太網組網模式,采用點到多點(P2MP)結構的單纖雙向光接入網絡,是常采用IEEE802.3以太網幀來承載業務的PON系統。PON技術經歷了APON、BPON、EPON、GPON等階段。其中的EPON技術已經比較成熟,產品已開始規模商業應用。
3 實現方案
傳感器采集配電設備的運行環境數據和運行狀態數據,然后通過自身的無線通信模塊傳輸到就近的短距離無線傳輸骨干節點,通過多個骨干節點組成的自組織網絡傳輸到數據傳輸基站,然后通過配電自動化系統配套光通信ONU將配網設備狀態信息接入變電站,在變電站經數據匯聚控制器進入電力安全III區送至主站數據采集服務器。傳感器和骨干節點的傳輸頻率采用2.4 GHz,傳感器網路采用了WSN(無線自組織網絡)。骨干節點之間可以直接通信,采用MESH網絡。
現場作業終端采集的RFID設備標識信息,采用GPRS無線公網通信方式,通過安全接入平臺,訪問系統主站,獲取設備臺賬信息、監測信息和運行信息;并可將現場收集的設備狀態信息、設備評價信息及時傳回主站系統。
其中感知層實現各環節數據統一感知與表達,建立統一信息模型,規范感知層的數據接入,是對SG-ERP架構的補充和完善。網絡層將不同的通信技術屏蔽,按照規范化的統一通信規約實現對數據的傳送,則豐富了SG-ERP架構。應用層完全遵循SG-ERP的體系架構,將多種數據信息統一管理并向外提供統一數據服務,支撐各類業務應用,基于統一應用平臺,開發各類電力物聯網應用服務,供其他業務系統調用。
感知層主要利用各種傳感識別設備實現信息的采集、識別和匯集。其重點是實現統一的信息模型,具體包括對統一標識、統一語義、統一數據表達格式等方面。
網絡層主要負責由感知層獲取信息的傳輸和承載。網絡層旨在多種融合通信技術的引入,豐富通信方式。應用中傳感器與匯聚節點間多通過微功率無線通信等技術互聯,解決信息采集覆蓋及靈活性問題,匯聚節點與接入網關之間通過光網絡、PLC、無線寬帶等技術互聯,解決信息遠距離傳輸及可靠性問題。
用層基于國網SG-ERP架構,研究電力物聯網的統一數據模型,實現統一的數據服務并封裝系統功能,為現有業務系統提供各類的統一應用服務,也可以為其他業務系統提供更高等級的服務功能。
4 結語
通過物聯網技術的在智能電網建設中的應用,將會在電網建設、安全生產管理、運行維護、信息采集、安全監控、計量應用、用戶交互等方面發揮巨大作用,可以全方位地提高智能電網各個環節信息感知的深度和廣度,為實現電力系統的智能化以及“信息流、業務流、電力流的高度融合”提供基礎數據支持。通過針對物聯網WSN(無線傳感器網絡)組網技術的研究,能夠實現智能電網通訊網絡的快速和智能組網,從而增強智能電網狀態監測和數據傳輸的安全性、可靠性,可以方便快捷地增加網絡節點和監控測點,加快智能電網建設的步伐。
參考文獻
[1] 任偉.物聯網安全[M].北京:清華大學出版社,2012.
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.
物聯網 RFID 高校圖書館
物聯網是近年來全世界科研應用的一個熱門領域,被業界稱作繼計算機、互聯網之后信息產業迎來的第三次革命。2010年9月在《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》中,明確將物聯網作為我國新一代信息戰略性產業。在信息產業高速發展的形勢下,高等院校作為國家培養技術人才的主力,有必要了解、研究物聯網,并應用物聯網技術改進辦學條件。
一、物聯網概述
物聯網,顧名思義是物與物之間連接的網絡。從國外廣泛使用的英文名稱Internet Of Things來看,物聯網是互聯網(Internet)的拓展和延伸。簡單來說,互聯網是計算機設備之間相互連接和進行信息交流的網絡,而物聯網則是通過把其他事物連接到互聯網,從而實現物與物之間的相互連接和信息交流。
目前國際上對于物聯網還沒有一個公認的標準定義,因為物聯網的理論體系尚未完全建立,不同領域的研究者還未達成共識。早期在研究射頻識別(RFID)技術時,專家們曾將物聯網定義為“通過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,以實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡”。
而到2005年國際電信聯盟(ITU)的報告中,物聯網的概念已經變化,覆蓋范圍有了較大的拓展,不再只是指基于RFID技術的物聯網。根據近幾年物聯網的發展現狀,我們可以這樣理解:物聯網是一個基于互聯網、傳統電信網等信息承載體,讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現互聯互通的網絡,它具有普通對象設備化、自治終端互聯化和普適服務智能化3個重要特征。
二、物聯網技術簡介
根據國際電聯報告,物聯網的四個關鍵性應用技術是射頻識別(RFID)技術、傳感器技術、智能技術和納米技術。其中RFID技術已經比較成熟,也是當前物聯網應用的主要方面,本文主要就RFID技術在圖書館的應用進行探討。
RFID是Radio Frequency Identification的縮寫,即射頻識別,在應用中常稱為非接觸卡、感應卡、電子標簽等。系統主要由讀取器(Reader)與感應標簽(Transponder)兩部份組成,其動作原理是讀取器將特定頻率的無線電波發射至感應標簽,用以驅動感應標簽的內部電路,將標簽內存儲的信息以無線電波形式送出,讀取器便可接收此感應標簽的信息。
感應標簽的特點是:免電源、免接觸、不怕臟污、壽命長,標簽內的密碼為世界唯一且無法復制,故安全性高。RFID系統的工作過程是非接觸式的自動識別,識別工作無須人工干預,工作效率非常高,而且具有傳統條形碼所不具備的防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距離大、標簽內數據存儲量大、存儲信息可以加密可以更改等優點。
高校圖書館藏書量大多在百萬冊以上,每本書都需要一個感應標簽,其成本是必須考慮的,而且圖書館對圖書(感應標簽)的處理操作比較單純,圖書放置的位置也相對固定,低頻標簽的性能可以滿足圖書館的需求。
三、RFID技術在高校圖書館中的應用
進入21世紀以后,高校圖書館的圖書管理已經從純手工模式,改進為采用條形碼識別、計算機數據庫儲存信息、計算機終端聯網操作的數字化管理模式,工作效率和服務能力有了很大提升。但在圖書館工作還有些問題是條形碼技術難以解決的,如圖書的快速查找、自助借還、圖書快速上架、亂架圖書的整理、書庫資產的盤點等。使用RFID技術可以解決以上問題,進一步提高圖書館的管理和服務水平。
1.圖書管理方面
(1)使用RFID技術能夠精確地追蹤每一本圖書的信息,包括館藏地點、分類、上架位置等,可以實現圖書的自動分類、分揀,提高上架速度。工作人員使用便攜掃描儀(Reader),可以隨時隨地巡架、整架,輕而易舉地查找并糾正錯架、亂架圖書。這些都有效地減輕了工作人員的勞動強度,大幅提高工作效率,在書庫工作人員數量不變的情況下,可以容納管理更多的圖書,而出錯率則會大幅降低,錯架率將不再是圖書館工作評估的重要指標。
(2)使用RFID技術能夠進行書庫圖書的快速盤點。在傳統的紙質標簽管理模式下,圖書的盤點工作量大,耗時、耗力,而準確率還往往不能讓人滿意。使用RFID技術,只需用便攜掃描儀在書架上掃描一遍,立刻就能完成書架上圖書的清點工作,而且準確率遠高于人工盤點。
2.用戶服務方面
(1)用戶可使用RFID技術快速的查找圖書,對文獻進行精確定位。通過使用便攜式掃描儀掃描書架和圖書上的感應標簽,用戶可以快速確定擬借圖書所在的位置(如排號,書架號),進而準確地找到所需圖書。
(2)使用RFID技術可實現用戶自助借書。用戶選中所需圖書后,只要將借書證和擬借圖書放在借閱系統的感應區上,讀取設備(Reader)即可掃描用戶的借書證和擬借圖書,自動完成借書操作,借閱速度比人工掃描有大幅度提升。
(3)使用RFID技術可實現用戶自助還書。用戶只須將擬還圖書放入還書系統中的書箱中,讀取設備即可對圖書進行掃描,自動完成還書操作。操作完成后,系統還可以打印還書憑條,自動擷取館藏信息并通知中心系統更新圖書信息及讀者信息。
3.安全管理方面
目前,部分高校圖書館已經將消防系統、安保系統、環境監測、公共衛生檢測等整合到圖書館物聯網中,這樣管理人員能夠隨時通過物聯網系統對全館進行安全檢查,及時發現館舍存在的安全隱患,并采取相應措施,保證館舍的消防和安防始終處于安全狀態。工作人員還能通過環境監測系統及時發現并處理衛生環境問題,保持館舍的衛生潔凈,給用戶提供舒適的學習場所。
4.人員管理方面
使用RFID技術的門禁管理系統,可以大幅提高人員管理效率,提升圖書館的安全管理水平。門禁管理系統可以對圖書館館員和讀者出入控制、數據收集、數據加工處理、數據統計和數據查詢等實現自動化管理,準確的統計館員和讀者每天進出館的次數、進出館的具體時間及其流動情況,實現真正的考勤自動化管理。
四、結束語
物聯網技術在圖書館的應用,是高校圖書館管理模式的又一次改進,將會使圖書館的管理更加科學化,使圖書館的服務更加人性化、主動化,為讀者創造更方便、更舒適的讀書學習環境。隨著物聯網技術的不斷創新與發展,其在高校圖書館現代化、智能化建設中的作用也將更加顯著。
參考文獻:
[1] 劉云浩.物聯網導論[M].北京:科學出版社,2010,4.
[2]李虹.物聯網與云計算助力戰略性新興產業的推進[M].北京:人民郵電出版社,2011,10.
[關鍵詞]可循環經濟;物聯網技術;應用
隨著傳感器、信息技術、網絡、射頻識別RFID、移動計算等技術的飛速發展,物聯網技術(TheInternetofThings,IOT)應運而生。物聯網概念由美國麻省理工大學KevinAshton教授在1991年首次提出[1]。物聯網技術是當前社會的主流應用技術,是對互聯網技術的擴展以及革新。繼計算機和互聯網之后,物聯網被認為世界信息技術產業的第三次浪潮。將物聯網技術應用到可循環經濟領域,使網絡技術與社會經濟結合是未來社會經濟發展的主流趨勢。本文以循環經濟為主要視角,從物聯網技術的應用出發,以汽車行業為例,論述物聯網技術在產品的生產、消費、回收的循環過程中的具體應用。
1可循環經濟下的物聯網技術應用概述
循環經濟最早在Boulding的“宇宙飛船經濟”中被提及,其具體定義最早由Pearce提出。20世紀末,循環經濟的理念被系統地引入中國學術界。循環經濟在中國發展迅速,并被確定為國家發展戰略的重要組成部分[2]。將資源進行有效運用是循環經濟的主要內容,“再利用”以及“可控化”是其中的兩個原則。相比較傳統的經濟模式,可循環經濟更加符合我國國情。傳統的經濟模式讓我國的物產資源以及環境承受能力都日漸衰落,而可循環經濟模式的興起給我國經濟發展帶來了新的曙光。可循環經濟不僅是已貫徹落實的基本國策,更是我國建立資源節約型、環境友好型社會的重要措施。物聯網是一個潛在的內循環系統。從經濟學角度來說,循環經濟系統是一項系統工程[3]。物聯網主要借助射頻識別技術(RFID)以及全球定位系統等相關的信息傳感設備,借助現代通信技術,將需要進行鑒別的物體同互聯網進行連接,從真正意義上對物體進行鑒別、跟蹤以及管理等,并且將這些信息傳感設備與互聯網結合起來,形成巨大的網絡[4]。這樣的結合實現了物品與網絡的鏈接,更方便基礎設施與互聯網交換信息,將智能化更好地帶入生活的每個角落,其追蹤、識別、定位等都是其具體的體現。物聯網技術的基本原理是借助射頻識別(RFID)技術,在計算機互聯網龐大的平臺上實現物品信息的自動采集并達到信息的共享。在產品的生產完成階段,產品會貼上儲存有EPC編碼的電子標簽,這個電子標簽將會一直跟隨該產品整個運行的生命周期,而其標簽就如產品標志,可以通過物聯網對其進行跟蹤查詢。在物聯網技術運用之前,物理的基礎設施是和網絡基礎設施分別開來的,其物件、建筑物等實體與數據庫、計算機并無關聯,而物聯網技術的運用讓這二者有機地結合起來,并且擴展出了一個新的高科技領域。目前,物聯網技術已經充分地運用到了信息產業,包括信息服務、信息軟件等方面。此外,物聯網技術在工業、農業等領域也有重要的應用。可循環模式下的經濟涵蓋了生產、售后服務等不同環節,其中除生產環節之外的后續環節為物聯網技術應用到可循環經濟中提供了可能性。隨著我國經濟的快速發展,人們對汽車的需求量越來越大。據不完全統計,自2000年起,我們每年幾乎以100萬輛汽車的速度在增長。隨著時間的推移,我國將迎來回收汽車數量的高峰期,汽車報廢后的鋼鐵、有機金屬以及在制造汽車的過程中所使用的新型材料、各種金屬合金、橡膠、玻璃和聚合物等化學原料都需要得到合理利用。可見,在汽車失去了商品價值后,自身的報廢材料亦有巨大的價值。廢舊的汽車作為資源的載體,與自身產品很難剝離出來。因此,我們需要一種新型運作模式讓資源與產品自身分割開來,這種新型運作模式就是將物聯網技術運用到可循環經濟中,建立出完整的智能化互聯網系統。
2面向可循環經濟的物聯網技術的應用
2.1汽車的可循環經濟網絡
汽車的可循環經濟網絡是將汽車整體作為一個網絡節點,將汽車所屬的所有零件安裝智能節點,并且將物聯網技術作為主要的技術支撐,建立與汽車相關的制造商、服務商、車主、網絡運營商等相關單位共存的系統。其具體的應用主要有生產環節、銷售環節、回收環節。
2.1.1生產環節
在汽車生產制造環節應用物聯網技術,營造智能生產系統,即在非人力的情況下通過自動化生產線進行制造運作。在物聯網技術的支持下,實現所有的原材料以及生產的半成品或者成品可以在整個生產線上進行追蹤識別,這樣不僅可以減少人為操作的誤差率,而且在一定程度上提高制造的速率,提高生產效益。在智能的生產系統下,為每一個原材料配備一個獨立的EPC編碼,這個EPC編碼所儲存的原材料信息以及后續對材料信息的添加、更改都會一直伴隨原材料的整個使用生命周期。為了實現物品之間的讀寫交互,在原材料入庫、出庫或者加工以及回收等階段都要相匹配地安裝讀卡器、設置傳感器。原材料上所攜帶的自身EPC編碼可以將原材料的信息通過代碼的形式用讀寫器進行讀取,然后利用發射器以及無線網絡的傳送將其代碼發射到RFID信息服務系統的服務部,用這樣的方法就可以將原材料的具體詳細信息儲存在本地的信息服務器中,并且可以通過對象名解析服務對原材料的代碼進行統一資源標識。通過網絡在RFID信息服務器中獲得其代碼所記載的原材料的具體信息以及自身屬性,相關工程人員在制作環節就可以通過網絡對原材料的生產過程進行監控。在生產環節采用EPC技術不僅可以在數量眾多的零件中找到所需要的零件,還有助于工程管理人員掌握生產線流程信息,及時解決補貨、缺貨等問題,確保整個生產流水線工作穩定、高效地進行。
2.1.2銷售環節
當前車載智能系統被廣泛運用,而車載智能系統的核心技術就是物聯網技術。車載智能系統作為汽車的靈魂系統,一方面要對信息進行記錄以及處理,另一方面擔負著Intel網、移動經營網絡、汽車服務商等網絡信息實時交互的工作。車載智能系統包含不同的功能模塊:首先是智能控制模塊。智能控制模塊可以對車況實時監控并且記錄車體的實時信息以及車主的駕駛系統,以提高行車的安全性。另外,該系統還可以對汽車的零件數據實時記錄,為回收環節提供精確的數據。其次是車主服務模塊,這一模塊是車載智能系統中一個重要的應用。車主服務模塊為車主在駕車中提供更加人性化的服務,讓車主更加體驗到人性化駕駛的樂趣。該模塊設置了自動導航、自動泊車、車站信息查詢等功能。最后是智能應急模塊,車輛在行駛過程中會遇到很多突況,預知并及時處理突發狀況是非常有必要的。車載智能系統中的智能應急模塊對突況可以采取相對應的應急措施,也可以設置多重應急模塊,例如防盜追蹤、安全保障、遠程控制等。
2.1.3回收環節
車載智能系統的回收環節主要依靠EPC所記錄的數據。在智能回收環節中可以隨時查錄任何重要零部件的信息,比如使用壽命、質地、產地等。回收系統通過查錄到的EPC信息,可以將汽車的零件進行精確的分類,并且掌握是否可回收、可利用或者可報廢等情況。智能化系統具有將車體的數據信息同汽車智能回收系統中的相關數據信息進行相互分享以及溝通的功能,可以有效地協助汽車拆卸行業從人力進行零件分類轉化成工業自動化運行的模式,既可以使分類精確又可以提高工作效率。本地的Savant系統對當地的廢舊、廢棄車輛零部件的相關信息進行實時更新,并將這些及時更新的數據傳輸到汽車產業物聯網中的EPC信息服務器以及對象名解析服務器中,這樣相關聯的企業以及汽車用戶就可以通過Internet了解到汽車重要零部件的各項信息,進而可以增強對這些汽車部件的利用,亦能在一定程度上保證重要零部件的安全性。由此可見,智能車載系統可以利用物聯網技術來獲取更為精準、及時的報廢汽車的車輛信息,并且根據報廢汽車上的零件信息對其進行二次加工。當然,操作人員也可以根據零部件的信息來確定該零件的功能及其實用信息。在物聯網技術的運用下,車載智能系統不僅可以將汽車回收業進行高度整合,也可以對廢舊資源進行合理的循環應用,在避免資源浪費的同時保護了生態環境。
2.2面向可循環經濟的物聯網技術的關鍵技術
面向可循環經濟的物聯網技術有五大關鍵性的技術。(1)射頻識別技術。其實質是一種非接觸式的自動識別技術,能夠以射頻信號智能地識別目標對象,同時取得有關的數據信息,而且全程自動化,不需要人工的干預,尤其不受環境的限制。RFID技術不僅可以對靜止物體進行識別,還可以對一些高速運行的目標對象進行準確識別,操作也極為快捷方便。物聯網理想的狀態是對全球范圍內的目標對象實現信息的監控、共享。(2)智能傳感器網絡技術。傳感器的作用相當于人的皮膚、眼睛、鼻子、耳朵等感受外界變化的器官,接收的是外界溫度、光、電、濕度等變化的信號,將變化信號信息應用于網絡系統中,為數據的分析、采集、傳輸提供具體、可靠的數據支持。從傳統傳感器到智能傳感器,再到嵌入式Web傳感器的研發,傳感器逐漸開始朝著微型化以及信息化等方向發展和進步[5]。其中,傳感單元(由傳感器和模數轉換功能模塊組成)、處理單元(包括CPU、存儲器、嵌入式操作系統等)、通信單元(由無線通信模塊組成)以及電源是組成傳感器網絡的智能節點的幾個基本單元。在一個健全的傳感器網絡中,智能節點基本上出現在目標對象上及周邊,同時智能節點相互之間能夠進行互相協作。利用互聯網絡可以把搜集的區域信息傳送到遠程控制管理中心,比如車載智能軟件系統;反之,遠程管理中心亦可以對網絡節點進行遠程控制檢測。(3)GPS定位系統。在車載智能系統中,車載GPS接收機通過接受衛星發來的數據以及坐標經緯度,將車輛的無線MODEM以GSM短信方式由GSM公司實時傳到監控中心,并最終在電子地圖中顯示出來,由此可對車位的目標有更為精確的定位,以便對車輛進行實時監控。在車輛遇到突況時,車載報警模塊會發出報警信息,智能系統直接將現場的具體報警信息及時傳送到總控制臺。(4)智能技術。通過在目標對象中植入相關智能系統,使目標對象能夠與用戶之間進行主動或者被動的交流。(5)納米技術。物聯網技術的迅猛發展,使電子元器件更加智能化、微型化。將納米技術應用到物聯網中,可以使更加微型化的物體進行數據的交互與連接。
3結語
如今物聯網技術的發展已成為科技發展的主流,大到科技航天,小到車載導航,與我們的生活息息相關。我國人口多、資源相對不足,對可再生資源缺乏合理利用。可循環經濟模式符合我國國情,將物聯網技術應用到可循環經濟中是應對當前發展的必由之路。
作者:祝琰 單位:淮南職業技術學院教務處
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關鍵詞:物聯網技術;現狀;前景
物聯網是一種應用于多種技術領域的新技術,通信技術是物聯網技術的關鍵。對物聯網技術的定位:物聯網是基于互聯網、EPC技術以及無線數據通信技術等構成的全球物品信息實時共享的實物互聯網。基于萬物互聯趨勢的發展,物聯網技術在智能行業中的應用越來越廣泛,物聯網技術擁有的商業價值也越來越大,因此研究物聯網技術的發展現狀及發展趨勢對促進我國互聯網+戰略具有重要的現實意義。
1物聯網技術的發展現狀
物聯網技術是繼計算機技術、互聯網技術發展之后興起的第三信息技術,物聯網技術最早是由美國麻省理工學院Ashton教授于1999年提出的,經過幾十年的發展,物聯網技術已經在社會行業中得到廣泛的應用,當前我國物流網技術發展呈現出以下特點:一是政府部門高度重視物聯網技術。基于物聯網技術巨大的商業價值,我國將物聯網技術納入新興產業發展規劃中,并且加大了對物聯網技術的研發力度,實現了物聯網技術在社會領域的應用;二是高校開設了物聯網專業課程,例如我院就針對物聯網應用技術專業建立了物聯網實訓室,其目的就是培養學生掌握物聯網技術的實踐能力,使其具備物聯網組建、管理、維護、應用等能力;三是物聯網技術不斷創新。NB-IoT技術重大突破,技術標準快速確立,該技術有效解決了物聯網技術此前無法進行長距離、大規模廣泛部署的技術空白,提高了我國通信技術的發展與應用水平。
2物聯網關鍵技術及發展瓶頸
物聯網技術在通信行業中得到廣泛的應用。據不完全統計,2015年,全球物聯網連接數量約為60億個,根據這一速度,在2025年前,物聯網連網設備數量將達到270億個,因此發展物聯網技術是當前經濟發展的重要方向。通過分析當前物聯網技術應用的需求,實現物聯網技術應用的關鍵技術為:一是傳感控制技術。傳感器是物聯網技術實現價值的關鍵部件,傳感器能夠對數據信息進行實時采集,并且將采集的信息傳遞給終端處理系統。二是中間件技術。中間件主要承擔的是為底層與上層之間的數據傳遞提供互動平臺,實現數據資源的共享,因此該技術的關鍵是對數據的處理。三是云計算技術。物聯網技術依托于互聯網技術,實現云計算,因此在智能技術時代背景下,云計算實現了數據的空間轉移,提高了智能家居的模式發展。當然,物聯網技術在快速發展的同時,實現物聯網技術應用價值還存在一些問題:首先是物聯網技術的標準規范有待統一。標準統一是物聯網產業發展的重要保障,然而目前各國對物聯網標準體系的規定還不統一,這影響到物聯網產業化、規模化發展。2015年國際標準組織(ISO/IEC)在比利時布魯塞爾召開物聯網標準化(WG10)大會,新成立的WG10物聯網標準工作組同步轉移原中國主導的物聯網體系架構國際標準項目(ISO/IEC30141),并由中國無錫物聯網產業研究院專家繼續擔任該體系架構項目組主編輯,這標志著我國繼續擁有國際物聯網標準最高話語權。其次信息安全和隱私保護有待解決。物聯網技術應用最大的瓶頸就是如何保護信息安全和用戶隱私,以智能停車場為例,雖然通過物聯網技術實現了自動控制,但是當前市場中存在的仿制門禁卡的現象也影響用戶的信息安全,因此如何解決安全問題一直是物聯網技術發展所要解決的主要問題。最后物聯網技術的終端設備性能、價格等也是影響其發展的瓶頸之一。
3物聯網技術應用前景展望
通過實踐觀察,在大力發展大數據技術的時代背景下,物聯網技術已經融入社會的各個領域,家居行業、交通行業、工業生產以及通信行業等等。結合物聯網技術的發展趨勢,物聯網技術應用將朝以下幾個領域發展:3.1通信行業目前基于物聯網技術的通信技術在全球范圍內得以開發與發展,尤其是低功耗廣域網通信技術成為最有發展前景的通信網絡技術。LoRaWAN的技術是物聯網領域最受關注的技術,實現了長期間的運作,并且具有低功耗、遠距離傳輸的特點,大大提高了物聯網技術數據傳輸的速度,進而滿足了公共資源數據傳遞的需要。3.2智慧城市建設當物聯網這一新興的信息技術日益成熟時,智慧城市建設中的技術問題便得到了有效解決。基于物聯網蓬勃興起的業務與應用逐漸成為智慧城市的主流應用,并且物聯網能實現產業優化升級,使城市環境完備智能、城市服務高效靈活、城市治理精準高效,使城市更加智慧,使人們的生活更美好,是提升城市競爭力的關鍵因素。當然物聯網技術還應用到智能家居建設中,將實現家居的智能控制。3.3智能工業制造石油天然氣與工廠環境工業領域是目前物聯網項目最多的應用領域。物聯網技術的遠程監控和優化重資產的能力,使得很多石油天然氣項目的實施和運行得到了技術與效益方面的支持。尤其近年來,國內傳感器市場持續增長,年均增長速度超過20%。在智能化電子產品不斷涌現、物聯網智能終端與整機產品制造市場穩定發展的帶動下,傳感器產品國產化需求不斷加大,為國內企業帶來了巨大的發展空間。
參考文獻:
[1]趙靜.低速率物聯網蜂窩通信技術現狀及發展趨勢[J].移動通信,2016.7.
關鍵詞:物聯網;企業資源規劃;信息系統
目前物聯網的發展已經相當發達,物聯網技術已經在很多行業得到應用,并且受到足夠高的待遇。物聯網技術的重要核心技術是射頻識別RFID網絡技術,在物聯網技術的組成中占據了重要的位置,目前很多企業把這種技術應用到企業管理與信息技術建設當中,受到企業的重視。應用RFID和erp系統技術,還能夠讓企業的信息技術化與專業技術化得到結合,幫助企業增加企業效益的同時,帶來更高更強的市場競爭能力。
一、物聯網技術概述
(一)物聯網的概念物聯網主要是把隨處可見的基礎設施和先進設備以及一些智能技術的感應器、移動終端設備、數據控制系統、家庭網絡視頻監控系統等,經歷有線傳輸或者是無線傳輸后在通過各種距離的通訊信息經過互相聯通、數據集成系統和計算機云計算經營方式,在局域網、物聯網技術支持下,結合網絡信息安全保護系統,實現安全可控制的視頻監控、系統定位、智能報警、統一協調指揮、數據遠程控制、智能操作、安全防護、實時報告、統一管理、安全有效的網絡服務技術,建立對所有資源的高效率、安全可靠、環保節約的管理、控制、經營。(二)物聯網的主要特征目前對物聯網的概念沒有統一的認可,從其作用上來分析,物聯網具有全方位感應、RFID技術應用、感應器、二維碼掃描技術與物聯網技術的結合,及時可靠地獲得數據,并將相關數據進行傳輸,主要還是依靠物聯網的智能處理功能、高效識別能力來進行的大數據的分析和探索發現,并做出相應的處理措施,還可以對資源進行智能化管理控制。我們把物品與物品,物品與人相互傳遞信息及相互控制的作用稱之為物聯網。
二、物聯網關鍵技術分析
一般來說,物聯網也就是人與物、物與物互相之間的信息傳遞以及控制。在物聯網應用里面有著三項關鍵性的技術。1.互聯網技術的發展需要核心技術的發展,首先要增加自主研發品牌的資金投入,減少不先進技術的引進,增加稅收扶持研發。在引進國外先進技術的時候要避免重復引進,首先要多考察,不能盲目地去引進。2.傳感器技術,也是計算機應用技術的核心技術之一。從現實情況來看,計算機處理的大多數都是以數字為傳輸信號的技術。現在的計算機處理主要是通過傳感器將一些信號轉為數字信號來處理。3.傳感器技術當中還包括一項RFID技術,通過無線視頻技術與嵌入式技術融合研發出frid技術。這項技術主要應用在智能識別物品、產品物流管理等領域。4.物聯網技術的發展需要核心技術的發展與技術支持,通過增加自主研發品牌的資金投入,減少不先進技術的引進,增加稅收力度投資產品研發。在引進國外先進技術的時候要避免重復引進,在引進國外新技術之前要對先進技術做好考察工作。物聯網在物聯網技術的支持下,借鑒RFID技術與網絡數據通訊技術建立一個覆蓋全球的網絡體系,實現對事物自動識別,達到資源共享,嚴格按照行為規范進行信息交流,這才是物聯網技術的核心意義。
三、物聯網技術在企業資源計劃信息系統中的應用方式和方法