發布時間:2022-04-26 04:20:47
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇物聯網技術論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
1、Savant技術
所謂Savant技術,其是一種對物聯網當中的物品電子編碼的相關數據進行傳送與管理的分布式網絡軟件。Savant技術始終處在Internet與閱讀器之間,而其主要的任務即是對閱讀器的協調,對數據的校對、傳送與儲存,以及任務管理。一般情況下,Savant技術的實現首先就需要閱讀器將電子標簽上的信息讀取出來,然后將其發送到Sacant之中,然后Savant再做相應的處理。從整體上來看,Savant具有對數據的平滑、校驗以及暫存等功能。經過Savant處理后的數據傳送到In-ternet之后,將更具精準性[1]。
2、信息智能分析與控制技術
所謂信息智能分析與控制技術,即是通過對先進軟件技術的應用對各種物聯網信息進行快速處理與海量存儲,并且將處理的結果及時的反饋于物聯網的各種控制部件當中。就目前的情況來看,模糊意識、人工智能以及云計算技術等都能夠滿足物聯網的海量信息處理需求。
3、在通信裝備管理中的應用
3.1庫存通信裝備管理
在物聯網技術的應用下,人們通過對各種技術與設備的利用,有效的實現了對通信裝備的識別、定位以及跟蹤等。而如果將其應用在庫存管理中的話,不僅能夠實現對每一個裝備的高效管理,同時還能夠有效的管理與監控通信設備的入庫與出庫等具體的環節。具體而言,在入庫時,物聯網技術的應用能夠對其裝備進行信息的采集與錄入,并且通過軟件的利用,可以在固定的位置存儲裝備。而在出庫時,則可以對其進行登記,并實現對整個裝備存儲過程的監控與管理,達到了預防丟失、保證安全性的效果。顯然,在這樣的環境下,針對于通信裝備管理的水平必然將得到實質性的提升。
3.2通信網絡管理
無線網、有線網以及計算機網等,即是現代通信網絡的主要內容,其所涉及的裝備種類不僅數量多,而且技術體制極為復雜,配置也高度分散。基于這樣的情況,通信網絡的管理儼然較困難。那么,物聯網技術的應用將以更加透徹的感知、更加深入的智能化以及更加全面的互聯互通方式來對各類通信網絡進行管理。所謂更透徹的感知,即是通過嵌入在通信裝備中的RFID技術與各類傳感器的應用來對通信頻率、數據流量、溫度以及誤碼率等信息進行實時的感知,并對其進行快速的分析與處理[2]。所謂更加深入的智能化,即使指通過先進技術的應用來對復雜的裝備運行數據信息進行良好的處理,并依據預設的參數來對各類管理以及警告信號進行自動的傳遞,從而形成決策,在聯動相應處理預案的同時,第一時間通知相應的裝備維護管理人員對通信網絡的運行進行合理的干預、對突發故障進行緊急處理等。所謂更加全面的互聯互通,即是通過互聯網系統來實現各通信信息的分析與處理、交互與共享以及實時的監控。同時,還能夠對在網運行通信設備進行遠程調度與遠程管理。
4、制約物聯網技術應用的主要因素
4.1標準體系問題
就目前的情況來看,雖然物聯網技術得到了積極的研究與應用,但對其的研究并沒有形成一種統一的標準。在這樣的情況下,物聯網技術的利用價值就很難得到廣泛的認同。同時,因為物聯網標準體系不夠健全,致使針對其的研發工作缺乏規范性,而對其的使用也沒有形成一定的規模,存在著移植困難的現象。顯然,只有進一步完善物聯網的標準化體系,才能夠讓物聯網技術在更多的領域中將自身的作用充分展現出來。
4.2承載網的實現問題
就目前的情況來看,雖然目前我國很多領域都逐步建立起了專用的信息網絡,但從本質上來說,大多數信息網絡依舊屬于單一的IP網。顯然,這樣的網絡根本無法滿足物聯網對承載網“資源可知、安全可信、可控、可管”以及支持多種技術模式的要求。因此,應該充分對新型分組交換技術的下一代網絡(NGN)進行實際的部署與應用。只有這樣,承載網無法滿足物聯網要求的問題才能夠在根本上得到解決。
4.3軍事安全問題
眾所周知,物聯網技術擁有極強的信息獲取能力,能夠實現對任何信息的掃描、識別及閱讀。顯然,目前很多領域在信息安全工作的開展上并不夠完善,其信息很容易被泄露,而一旦泄露出去被不法分子所利用,那么通信的安全必然將受到嚴重的威脅。而諸如政府、部隊等政治性領域而言,其軍事通信安全如果受到了威脅,則很有可能對社會、國家的安全帶來嚴重影響[3]。因此,必須不斷的提高物聯網系統的安全性,旨在讓通信安全得到有力的保證。
5、結語
總之,物聯網技術因其自身的特點,儼然將對現代通信裝備的管理有著深遠影響,不僅能夠提高通信裝備管理工作的效率,同時也能夠真正的實現對通信裝備的全方位、多領域以及智能化管理。但是,在應用物聯網技術的過程中,我們也需要通過不斷的研究來促進其技術的提升,以此來讓通信安全得到充分保證。
作者:白玉 單位:武警寧夏總隊司令部信息化處
1建筑的能源管理
目前,隨著我國各城市不斷推進“智慧城市”建設,對于建筑能源的管理已經從原來的單個建筑的管理發展到面向整個城市建筑的能源綜合性管理。目前,不管是城市的有關管理部門還是能量使用單位,都需要建立有效的建筑能源管理體系,在對建筑能源消耗監測的基礎上進行能源的審計,最終實現建筑的節能。
2物聯網技術
物聯網,簡單的理解就是物與物之間相連的網絡。物聯網是信息技術和工業化時展的產物。物聯網技術主要由傳感技術、控制技術和信息通信技術融合而成,能夠借助互聯網將生活中的一切物品的識別、定位、遠程控制和管理等通過專用的傳感器設備進行互聯互通。物聯網技術是對互聯網的一種拓展和延伸,是一種在21世紀全面互聯互通的智能化網絡。在如今,由于不斷有各種不同領域的物聯網解決方案的形成,促進了物聯網技術的發展。在智能建筑的能源管理中,應用物聯網技術之后,進一步提升了建筑的能源管理能力,節約了更多的能源資源。
3智能建筑能源管理系統與物聯網的融合
智能建筑作為信息技術在建筑領域廣泛應用而產生的一種新型產物,主要是以建筑物為平臺,依靠相關的建筑設備和對象,借助智能化的技術,為人們提供一種全方位的舒適的建筑環境,體現了建筑的安全性、高效性、節能性和環保性。時代的發展,對于建筑智能化集成管理就必須對建筑的能源進行管理,將各種系統進行綜合、協調和控制,實現對建筑的統一管理,提升建筑內整體的能耗水平的下降。在智能建筑中,能源管理系統的結構主要為三層結構,分別為現場層、網絡層和管理層。在現場層中,主要包含的是現場采用的各種設備,如傳感器、智能儀表等。在現場層中,通信一般采用的是現場總線標準。網絡層則是現場層與管理層之間進行有效通信的橋梁,實現設備的采集指令的發送和采集信息的傳送功能。管理層則主要是實現對現場設備統一的監視、控制和管理,并將現場采集到的各種信息數據進行保存,此外,還具備報警功能。智能建筑能源管理系統的三層結構,對于實現智能建筑能源管理系統與物聯網的融合奠定基礎。現場層能夠采用物聯網技術所需的各種智能化設備。網絡層能夠實現不同方式的通信,滿足物聯網的遠程監控和管理需求。管理層能夠有效采用物聯網技術中的云計算技術進行數據的處理。在物聯網技術與智能建筑能源管理系統進行良好融合的過程中,一方面需要對當前智能建筑能源管理系統進行分析然后采取措施進行完善,另一方面需要將完善后的智能建筑能源管理系統接入到物聯網平臺,這樣才能有效發揮出物聯網技術的優勢,實現智能建筑能源管理系統與物聯網技術的融合。
4物聯網技術在智能建筑能源管理系統中的有效運用實例
物聯網技術作為當前最新型的技術,在智能建筑的能源管理系統中,目前已經得到了較為廣泛的應用。從前文論述可知,物聯網技術能夠與能源管理系統的三層結構進行有效的融合,在實踐過程中,也驗證了上述說法。本文以某小區的能源管理系統為例,分析物聯網技術在智能建筑能源管理系統中的有效運用。
4.1能源管理應用方案架構
某科技園區的能源管理應用方案進行分析。其能源管理系統的架構圖如圖1所示。
4.2能源管理系統功能
在此能源管理系統中,能夠按照三層架構模式進行設計,實現了如下幾個方面的工作。(1)能夠對建筑物內的各分項能耗進行計量,例如對水、電、煤氣、溫度、濕度、冷熱流量等信息的采集。(2)對建筑能耗進行公示。在數據采集之后,一方面將數據傳入能源管理系統供有關人員分析并提出合理的節能措施,另一方面,能夠將相關信息借助顯示屏顯示,方便喚起公眾對建筑能耗的關注。(3)對建筑的環境以及重點的設備進行監控。引入相關的傳感器設備,實現對建筑內的給排水、空調、照明、電梯等系統的運行進行監控,方便遠程進行節能診斷。(4)便于進行能耗審計。(5)對節能效果進行評估分析并遠程控制有關設備的運行狀況。
4.3應用效果
4.3.1園區能耗監控由于能源管理系統充分運用了物聯網技術,采用了先進的傳感器技術和通信技術,能夠在園區中央的大屏幕上以圖形方式顯示園區各建筑的實時能耗,而且還能對非正常狀態的能耗情況進行定位與提示。4.3.2園區能源實時調度管理在有關監測數據傳輸到中央控制室的能源智能管理系統中,會及時對相關能源消耗數據進行檢測與分析,一旦發現有異常能耗數據出現時,能夠利用管理系統和有效的遠程通信技術進行能源調度的控制。圖2所示即為本系統在實際應用中的能源調度管理操作界面圖。4.3.3園區能耗統計與查詢在能源管理系統中,還應具有的一個重要功能就是對能源消耗情況的查詢以及統計。在本套融合了物聯網技術的園區能耗管理系統中,能夠自定義時段和位置對能耗進行統計、查詢和對比。結語在智能化建筑的發展中,引入新型的物聯網技術,促進對建筑的能源管理,具有重要的現實意義。在建筑的節能減排中,利用物聯網的分層技術對建筑能耗情況進行綜合感知和檢測,能夠得到科學可信的數據,而且借助先進的遠程控制技術,能夠有效實現對智能建筑能耗的智能控制。
作者:趙子云 單位:深圳第二高級技工學校
一、國內外研究現狀
國外金融危機引起的增長低迷還沒有消退,但大量圍繞電力、通信、交通、環境的智慧型基礎設施依然加緊實施。基礎性的關鍵技術研究不斷進步,如美國加州大學、麻省理工學院、奧本大學、賓漢頓大學、克利夫蘭大學等在極低功耗無線傳感網絡、自組織傳感器網絡、傳感器網絡系統的應用層設計、基于IP的移動網絡和自組織網絡方面、結合無線傳感器網絡等方面開展研究,新加坡國立大學在無線傳感器網絡方面進行研究,物聯網標準也在加快研究。另外,RFID技術、GPS/GIS技術的應用持續升溫,IPv6、M2M、3GPP等技術的研究漸趨成熟,近距離無線通訊、傳感器網絡、泛在網絡等網絡技術也隨物聯網技術應用而快速成長,這也顯示了物聯網技術研究的不斷進步。國內最早于1999年啟動傳感網工程,由中科院對物聯網技術工程項目進行專門研究。近年來有更多的科研院所參與了物聯網的研究,在物聯網無線傳感器網絡節點方面研究突出的有南京郵電大學的UbiCell系列節點、中國科學院計算技術研究所的GAINS系列節點、香港科技大學的無線傳感器網絡節點;在無線傳感器網絡的軟件及平臺方面突出的有:南京郵電大學無線傳感器網絡研究中心開發的基于移動的無線傳感器網絡中間件平臺、南京郵電大學的無線傳感器網絡集成開發平臺MeshIDEMeshIDE、中國科學院寧波計算所的無線傳感器網絡分析與管理平臺。在物聯網理論研究方面提出許多具有創新性的想法的有,南京郵電大學、哈爾濱工業大學、清華大學、上海交通大學、北京郵電大學。歸納總結上述研究不難看出,第一類屬于基礎性研究,如標準、節點、網絡、平臺等等,這類研究會對今后物聯網應用提供支撐;第二類屬于技術應用研究,如RFID、GPS/GIS、IPv6、M2M、3GPP等等,技術比較成熟,但更需要要研究整合應用;第三是理論方面研究,也有待于實踐的驗證。然而,上述三方面都不屬于完整的物聯網系統研究,該課題正好是要從一個完整的物聯網出發去對物聯網系統進行研究。
二、研究目標和內容
課題的研究,是根據智慧實驗室建設的環境對感知、控制的具體要求以及使用人的功能要求,研究設計在小規模試驗的環境下建立一個可供體驗、實訓、研究的物聯網技術支撐平臺及網絡架構。1.研究智慧實驗室建設傳感網網絡架構,根據新校區智慧實驗室建設,各智慧教室的空間分布情況及功能分布情況進行相關的研究設計,提出完整的傳感網網絡架構方案。2.物聯網技術支撐平臺,研究傳感及控制系統集成模塊、管理系統模塊及智能處理模塊三個部分集成為一個整體的物聯網,構成物聯網技術支撐平臺方案。該課題研究的優秀內容是由感知及控制系統集成模塊、管理系統模塊及智能處理模塊三個部分集成后形成的物聯網。該系統不僅將三個部分疊加到一起,還將三個部分有機的集成,特別是智能處理模塊要達到智能化的功能,要隨時訪問另外兩個模塊的數據,并根據訪問的數據分析處理做出準確的判斷,輸出控制信號到控制系統交給執行機構執行。因此,要解決的重點問題是構成由三個系統模塊組成的有機集成系統——物聯網。要突破的難點問題是如何按照智慧實驗室建設環境下對感知、控制的具體要求及使用人的功能要求,設計出有機集成的三個系統模塊方案,并使其達到功能要求的智能化。
三、研究方法和實施步驟
1.準備階段,完成課題研究方案的設計、論證與申報;確定課題組成員及其分工,建立課題研究網絡,完善課題管理辦法;進行課題支撐理論的學習與培訓,制訂課題實施預案;建立原始檔案。2.設計階段,根據初步方案進行系統的設計,系統設計中修改初步方案中不合理的內容,確定實施方案。3.編程階段,根據實施方案設計數據標準、底層數據庫及三個模塊的程序流程圖,并建立系統模型;根據設計階段的實施方案中標準、數據庫及程序流程圖,并依據模型進行三個模塊的系統編程。4.調試階段,三個模塊分別編程,并且相互連接,以及進行相應的模擬仿真調試;在仿真調試沒有問題的情況下,分塊連接各智慧教室設備進行分別調試,對照前述的功能及關系進行系統集成調試。5.總結階段,系統分析過程資料,提煉、整合研究成果,撰寫課題研究工作報告和結題報告,形成課題成果。6.前期研究及資料準備,從2009年起,我校對物聯網系統開始進行研究,并主持2011年的校級重點課題《關于物聯網發展方向的跟蹤及相關專業設置的研究》,成果之一就是物聯網智慧校園體系結構的設計。團隊根據對物聯網研究的成果、對物聯網發展方向的研究及物聯網人才需求的調查研究,成功申報了貴州商專物聯網應用技術新專業。課題成果構成實訓中心物聯網技術的應用系統方案,該課題的后續課題可升級為學校實訓中心系統,在前面的基礎上升級為智慧校園系統。主要用作物聯網應用技術專業的實訓系統,同時也作為亮點供校內外師生體驗物聯網的概念,還可作為物聯網研究的系統平臺。
作者:張樹軍 單位:貴州商學院
1物聯網技術概述
目前,物聯網技術還屬于一個新興技術,正在快速發展。業界對物聯網還沒有一個完全統一的概念,但普遍認可的概念是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(GPS)、激光掃描器、環境傳感器、圖像感知器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網可分為3層,即:感知層、網絡層和應用層。物聯網結構如圖1所示。感知層是物聯網的皮膚和五官,識別物體、采集信息。感知層包括條碼掃描、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、GPS、各種傳感器、終端、傳感器網絡等,主要用于識別物體、采集信息與控制。網絡層是物聯網的神經中樞,就像大腦的信息傳遞和處理。網絡層包括通信與互聯網的融合網絡、網絡管理中心、信息中心和智能處理中心等。網絡層將感知層獲取的信息進行傳遞和處理,類似于人體結構中的神經中樞和大腦。
2堆取側取堆取料機概述
隨著全球工業的迅速發展,各個領域對其生產線的自動化程度及對全廠環保節能的要求越來越高。堆取料機在礦山、冶金、石化、鋼廠、電廠、煤礦的應用也越來越被人所認可。頂堆側取堆取料機是由圓形橋式刮板混勻堆取料機派生出的一種新型散料搬運設備。與圓形橋式刮板混勻堆取料機不同的是前者在料堆頂部取料,后者在料堆端部取料。對于同等直徑料場而言,頂堆側取堆取料機料堆高度要比圓形橋式刮板混勻堆取料機要高,堆料量要大很多,對于物料倉儲量大的廠礦更為適用。
2.1控制系統的硬件部分
頂堆側取堆取料機的電氣系統硬件選型遵循著確保電路工作的穩定性、安全性的原則,控制電路在出現事故情況的下,保證操作人員、生產機械、電氣設備的絕對安全,并能有效地防止事故的蔓延。頂堆側取堆取料機控制系統主要包括用于配電類的斷路器、接觸器、變壓器等,用于控制系統的可編程控制器(PLC)及人機界面(觸摸屏),用于保護類的熱繼電器,用于傳動類的變頻器,用于檢測類的物料探測器、編碼器、限位開關、接近開關、超聲波料位計等,用于監控類的視頻采集系統,用于管理類盤煤系統。各部分相互配合來構成一個整體的堆取料機控制系統。頂堆側取堆取料機控制系統的優秀部分就是可編程控制器(PLC),它是整個系統的大腦,通過現場各類檢測元件反饋來的信息作出判斷,通過程序的編寫來實現其正常的生產工藝。
2.2視頻監控系統
由于頂堆側取堆取料機設備較大,在生產過程中觀察角度不好,很容易在手動工作時出現堆料溢料,料堆堆積形狀不規范,取料時吃料深度大并出現取料余料等現象,很可能造成工作事故,影響工作效率。因此,在頂堆側取堆取料機上增設工業電視監控系統具有要意義。頂堆側取堆取料機設有一套獨立的工業電視系統,包括5個變焦距彩色攝像機(帶旋轉云臺)、系統主機、電源、彩色液晶監視器、光端機等(見圖2)。
2.3盤煤系統
隨著產品智能化的不斷提高,激光盤煤系統已經大量用于圓形煤場中,通過安裝于堆取料機上的盤煤系統可將料場中煤量進行合理分析,并通過三維合成及數據分析,以圖形及報表的形式將數據送至主控制室,可讓廠礦合理的分配煤炭的進出時間及進出量,大大節省人力。由于當今煤炭行業價格不穩定,通過盤煤儀可以對電廠所需煤炭需求有精確的掌握,同時對市場煤炭價格的預判來降低電廠的成本。盤煤系統共分為激光盤煤儀,回程角度測量及后臺集成控制器。盤煤系統安裝示意圖如圖3所示。
3基于物聯網技術的產品硬件組成及數據采集
基于物聯網技術對頂堆側取堆取料機數據采集的方法簡單的說就是在設備上安置1臺工控機,工控機內嵌入1個用于通訊的DP板,利用DP通訊將工控機與頂堆側取堆取料機控制系統中的PLC進行連接,將PLC中的數據采集至工控機中。利用3G技術將工控機內的數據傳至遠程服務器內。通過頁面訪問進入已設計好的畫面內,畫面同時調取服務器內數據,從而達到遠程在線檢測的目的。
3.1產品硬件組成及網絡連接
3.1.1產品硬件組成在設備上安置1臺工控機,工控機與堆取料機控制系統之間利用DP通訊來連接。工控機上放置1個用于通訊的DP板,利用DP通訊將數據從設備控制器內采集出來。3.1.2網絡連接建立基于云計算技術的物聯網云服務系統,并利用3G技術實現其與主流操作系統移動終端的通訊。將工控機采集過來的信號傳送至服務器內。設備網絡連接如圖4所示。
3.2網絡配置
在PLC內進行DP網絡配置,將PLC內DP地址設置為1,波特率為1.5b/s。將工控機所需數據放置于單獨數據塊內。工控機內設置DP地址為2,波特率為1.5b/s。數據讀取循環間隔為3.5s。
3.3頂堆側取堆取料機數據
由于堆取料機數據較多,根據實際需求調取必要數據。這樣不但減少網絡傳送數據量,降低傳送時間,同時保證數據準確。頂堆側取堆取料機傳送數據信號如表1所示。數據顯示利用局域網,在線登陸監控界面,通過調用服務器數據進行監視。
4應用情況
目前,該技術已在寧夏某企業成功應用1年。在此期間,服務中心專家智能系統對現場設備的實時監測,多次為設備故障做出了預判,提前告知用戶問題,避免突發事件的發生,減少了設備因故障停機時間近60h,降低用戶因此而帶來的損失近200萬元。用戶滿意度極高,同時由于該技術的應用增強了用戶對公司產品的信賴,近期再次簽訂了訂貨合同,增加訂貨產值。由此看來,物聯網技術的應用價值可觀。
5存在問題
5.1網絡安全問題
由于物聯網技術是新型的一門技術,物聯網技術在頂堆側取堆取料機上的應用主要依靠物聯網的傳送來完成的。而基于云計算技術的物聯網云服務系統,在信息安全需要較高。現階段,一方面要分析傳統計算平臺面臨的安全問題,采取全面嚴密的安全措施;另一方面,云平臺應向用戶證明自己具備某種程度的數據隱私保護能力。
5.2傳送信號問題
頂堆側取堆取料機物聯網應用是3G網絡平臺搭建的,由于現階段3G網絡覆蓋區域的問題,出現過信號丟失、斷網等問題出現。現階段采用了移動3G,電信3G雙網并行的方式來緩解信號不穩定的問題。
6結語
利用3G網絡平臺、傳感技術與自動控制技術綜合平臺、基于物聯網應用的云服務平臺、智能信息處理平臺的相互配合,將頂堆側取堆取料機現場數據實時反饋至監控中心,通過遠程數字化服務平臺,減少現場設備故障停機時間,提高用戶產值。總之,物聯網技術在頂堆側取堆取料機上的成功應用,大大提高了頂堆側取堆取料機的智能化程度,降低勞動強度,降低了設備維護成本。通過工業物聯網技術的應用,以信息技術改造提升傳統產業,提升產品控制技術水平,逐步實現產品控制智能化。
作者:張龍 董麗利 單位:北方重工集團有限公司 北方重工集團有限公司裝卸設備分公司
1變形監測物聯網網絡層的數據傳輸
有線傳輸和無線傳輸是變形監測物聯網數據及指令傳輸采用的2種主要方式。有線傳輸由于受到傳輸距離的限制,其應用范圍有限;無線傳輸目前主要采用基于GPRS/CDMA的無線數據通信方式,GPRS(GeneralPacketRadioService,通用分組無線業務)和CDMA(CodeDivisionMultipleAccess,碼分多址)是在GSM系統上發展起來的新的數據通信技術,其特點與優勢就是將移動通信與因特網這兩大熱門技術聯合了起來,帶動了物聯網領域向全IP網絡的方向發展,為遠程監測、區域大、布線困難、數據流量小的應用場合提供了很好的應用機會。本系統的數據傳輸是通過CDMA或GPRSDTU(DataTransferUnit,數據傳輸單元)的無線終端設備實現的。一般地,常常采用2種工作模式實現數據傳輸,一是傳輸兩端均為DTU設備的點對點模式;二是一端為DTU、一端為無線數據服務中心的中心對多點模式,此時僅需保證現場具有良好、強烈的信號,保證傳輸效果即可,故對現場設備并無特殊要求。考慮到城市軌道交通內不同區域信號強度不同,通信信息覆蓋范圍也有差別等情況,中心對多點的工作模式被確定為本系統的工作模式,而現場的CDMA或GPRSDTU則通過設置于采集計算機的無線數據服務中心實行集中管理。
2變形監測物聯網應用層的軟件配置
DAMS-IV型智能分布式工程安全監測系統是本系統的應用層,該系統是在WindowsNT網絡環境下,基于Windows98/NT工作平臺開發的一款工程安全自動化監測系統,具有較廣泛的使用功能,例如,演示學習系統、在線安全評估、輔助工具、文檔資料、測值的離線性態分析、報表制作、監控模型/分析模型/預報模型管理和幫助系統等日常工程安全管理的所有常規內容。
3靜力水準系統工作原理
靜力水準儀利用連通液的原理,多支通過連通管連接在一起的儲液罐的液面總是在同一水平面,通過測量不同儲液罐的液面高度,經過計算可以得出各個靜力水準儀的相對差異沉降。
4工程應用
本工程為寧波軌道交通某新建車站基坑近接某既有車站開挖工程,新建車站為明挖地下4層島式車站,設計埋深為32.22m,覆土厚度3m,與既有線車站主體建筑的水平距離約16~24m。新建車站基坑埋深大,地質條件復雜,施工風險大,為實時掌握新建車站基坑施工對既有線車站線路變形的影響情況,保障既有線路安全運營,對本工程采用變形監測物聯網系統進行線路變形沉降靜力水準監測。
4.1測點布設
根據新路變形沉降監測需要,分別在既有運營線路車站的左、右線路中線各布設1條監測線,每條監測線布設10個監測點,監測點間隔12m,共布設20個靜力水準監測點。每條監測線對應1個基準點,基準點采用獨立坐標系統,布設在離最外側監測點40m左右的軌道結構外側,遠離變形區域。監測點的平面布設位置如圖4所示。
4.2數據通信
信號通信設備由通信電纜、供電電纜、標準RS-485現場總線、電源箱等組成,現場RJ-S型智能電容式靜力水準儀通過RS-485現場總線與標準型模塊化智能數據采集單元DAU2000實現通信,DAU2000數據采集單元通過GPRSDTU通信模塊實現與因特網的連接。DTU的基本用法是在DTU中放入1張開通GPRS/CDMA功能的SIM卡,DTU上電后先注冊到GPRS/CDMA網絡,然后通過GPRS/CDMA網絡和數據處理中心建立連接,將數據采集單元獲取的數據傳輸到控制中心的PC機上。
4.3數據采集及分析
本工程的監測工作從2011年3月24日至2011年6月24日結束,歷時3個月時間。整個監測周期從淺坑開挖開始至下部基礎結構施工結束,共進行33次監測。在基坑開挖過程中,每3天自動采集監測數據1次。沉降監測點的累計沉降量-時間變化曲線如圖5、6所示。由圖5、6可知,上、下行線累計沉降量隨時間的變化趨勢基本上一致,上行線監測第1天(2011年3月24日)到第55天,沉降速率相對較大,從第55天開始,沉降基本趨于穩定,一直到第91天監測結束,下行線也呈現類似的變化規律。上下行線累計沉降最大值均小于4mm,小于設計給定的預警值10mm。從總體上看,新建車站基坑開挖施工對既有線車站線路變形沉降的影響較小,其原因是新建車站基坑開挖過程中嚴格按照設計要求施工,且采用必要的圍護結構和支護施工,有效控制了周圍土體和地下水的移動,使土體應力的釋放得到了有效控制,因而開挖過程中對既有線車站線路變形沉降的影響較小,隧道變形不大,在可控范圍內,都未超出預警值,變形趨勢較為正常、合理。
作者:韓三琪
1物聯網的概念
物聯網(TheInternetofthings,IOT)是指在互聯網的基礎上擴展和延伸到物體與物體之間信息交流的一種新型信息技術,物聯網的定義是實現物體與物體、人與物體、人與人之間的信息交流。物聯網在國內的應用一般是使用定位系統、紅外線感應儀、全球定位系統(GPRS)、激光掃描儀和氣體感應器等設備間的信息,進行交換和記錄,實現檢測、定位、監測和掃描的一種信息技術,實現各種設備之間信息的交流,讓使用者能夠在物聯網中得到需要的信息,讓監測和管理的信息具有時效性和保證其準確性,達到人工智能化的監控,提高工作效率和生產力,彌補傳統工作中的不足。物聯網在現代被廣泛運用于各個領域中,例如醫療健康、道路交通、店鋪監控等各種方面,也體現了物聯網的智能化與實用性。
2物聯網技術在環境監測中存在的問題
2.1物聯網技術在環境監測管理系統中使用不完善
由于我國環境監測建立是在20世紀70年代,早期的環境監測技術是通過人工采集樣品進行檢測,其檢驗方式結果缺乏時效性,且準確度不高,需要耗費大量的工作量和成本,不利于環境監測結果的質量和準確度。現代使用物聯網技術監測環境,雖然減少提高環境監測的工作量,但是由于現代環境監測管理系統中對于物聯網技術使用不完善,讓物聯網技術監測環境的作用受到影響。在環境監測管理系統中,物聯網數據管理沒有制定相關的標準,讓物聯網信息不規范,缺失了其準確性,且由于物聯網技術在環境監測管理系統的數據共享方向單一,讓政府部門、相關企業的信息得不到統一和整合,讓物聯網技術在環境監測管理系統中的應用受到限制[2]。
2.2環境監測內容不周全
根據目前物聯網技術應用與環境監測中的狀況分析,由于地域和環境等因素影響,環境監測中的水質量、空氣質量和污染源等方面的監控技術還處于不成熟的階段,物聯網技術應用與環境監測中的內容不夠詳細,所以,只能監測到物聯網技術設定范圍內的環境改變。而且,在范圍內的環境監測,只能對于污染后續工作進行監測,不能對與環境變化的整個過程進行有效的監督,而不能提出很好的解決方案,讓物聯網技術在環境監測中的監督管理職能受阻。2.3環境監測范圍沒有明確物聯網技術應用于環境監測中的信息分析顯示:物聯網技術在監測記錄數據的結果會受氣溫、空氣水含量和其他各種方面的影響而產生變化,使得其監測數據的準確性受到嚴重影響。由于我國的物聯網技術尚未成熟,環境監測的范圍和事項是不完整的,使得環境監測范圍沒有得到明確的確認,例如物聯網技術目前無法對生活噪音、輻射污染和粉塵污染進行智能監測。
3物聯網技術在環境監測中的發展方向
為了確保環境監測信息的時效性和準確性,要深化物聯網技術在環境監測中的應用,加大對物聯網技術的開發水平,擴大物聯網技術在環境監測中的應用范圍,加強其環境保護的作用。所以,未來物聯網技術在環境監測中的發展方向是以下幾點[3]:
3.1加強環境監測中的噪音監控能力
可以根據國家相關法律法規和噪音標準,制定合理、科學的噪音監控,提高物聯網技術在環境檢測中的噪音監控力度,擴大物聯網技術的應用范圍。引起噪音污染的原因有許多方面,可以根據實際情況制定相應的監測政策,提高物聯網對環境檢測數據的準確性,保障物聯網的檢測結果。比如:根據住戶反映日常噪音的來源與發生的時間段,制定符合實際要求的監測方案,將噪音污染程度較高的地區統一,使用新的監控方式,對噪音污染進行物聯網技術的監控,加強環境監測中的噪音監控能力。
3.2建立健全的物聯網水質監測系統
可以根據物聯網對水質監測的相關信息和監測地區的水質狀況相結合,建立健全的物聯網水質監測系統,對于檢測地區的江河或其他水源的水質進行嚴格的監測。監測內容從常規的項目擴大到有毒物質、重金屬等危害飲用者生命安全的因素,尤其是在重工業或污染嚴重的地區。例如,在居民飲用水源進行嚴格的物聯網監測,并設置科學的水質標準,并提出相應的預防措施,一旦物聯網監測到居民飲用水源水質出現變化,就采取有效的應對措施,防止居民飲用有毒水源。建立健全的物聯網水質監測系統,能夠保證環境監測中的水質監控能力,保障居民的用水安全。
3.3完善物聯網監測數據共享平臺
完善物聯網檢測信息共享,能夠確保物聯網監測數據的準確性,將環境監測的結果分享給更多的群眾,提高群眾的環保意識,讓社會對于環境監測和環境保護引起更多的理解與支持,從而促進物聯網技術在環境監測中的發展。而要做到這一點,首先要建立完善的物聯網監測數據共享平臺,讓政府部門與相關企業的信息能夠相統一,提高監測數據的準確性,然后需要改進物聯網技術在環境監測中的應用水平,提高信息處理系統的自動化和智能化,并建立警報系統,對于超出標準的參數進行預警,從而提高環境監測的準確性和智能化。
4結束語
物聯網能夠實現物體間、人之間、人與物體之間的信息交流,是一種現代化的信息技術,能夠對監測信息進行處理和分析,被廣泛應用于各種行業中。物聯網作為一種新興信息技術,能夠彌補傳統環境監測的不足,為環境監測提供新的方式。文章對物聯網的概念進行簡單闡述,提出了物聯網技術在環境監測中存在的一些現象和問題,最后對于物聯網技術在環境監測中的發展方向進行講解。
作者:張澤偉 單位:東莞市紅樹林環保科技有限公司
1更好的可用性
在以往網絡項目的鋪設過程中,對于人類難以到達的區域以及較為惡劣的環境,往往會由于實際需要的傳感器數目過多以及環境等因素的限制而使得維護以及鋪設工作存在很大的困難。而通過我國電信的無線傳感器網絡技術,則能夠有效的為各行業減少這部分復雜工序的建設、維護費用。
2我國電信物聯網應用案例
近年來,我國的城市化進程得到了較大程度的發展,而電梯的應用數量也隨著電梯普及率的上升而不斷增加。在此過程中,電梯的管理以及安全等等也受到了社會各界的廣泛關注,而電信物聯網的應用,則能夠對電梯進行更好的管理。對此,我國電信專門研發一種新的電梯管理系統,其通過對3G無線網絡、音視頻技術、傳感網技術等應用來對現今城市中電梯設備進行相應的決策分析、應急調度以及視頻監控等等。而在其基礎功能中,則主要包括了信息共享、設備應急管理、數據評估以及動態監管等形式,從而能夠更好的幫助電梯管理者對電梯進行更為安全的信息化管理,其主要功能有以下幾種。
2.1應急調度系統
在此系統中,其通過3G、音頻視頻以及物聯網等技術來使管控中心更好的對電梯在實際運行過程中的各類數據進行采集、監控,并在問題發生時對其進行應急處理。同時,通過系統對電梯各方面信息作出實時分析評估,并在對數據評估后設計一系列應對以及策略方案,則能夠使電梯能夠具有有效、長期的遠程信息管理。而當有緊急事故發生時,應急處置中心則能夠根據系統中的電子地圖對出現問題的電梯進行第一時間的定位以及跟蹤,從而能夠在對所具有的應急資源進行調控,進而在最短時間解決電梯問題。
2.2實時監控系統
在對電梯管理的過程中,對其進行監控也是其中的一項重要工作。而在此系統中,則能夠通過傳感器的應用對電梯的各類信息進行采集,從而實現對電梯的實時監控,有效進行電梯管理、積極應對電梯故障,并為設備的安全性能評估提供數據依據。而在所采集的數據中,則主要有電梯的基本信息采集,如電梯的出廠信息、檢驗信息以及重要技術參數等等;其次是電梯的實時信息采集,如電梯在運行過程中所具有的運行狀態、樓層、方向等等;最后,則是電梯的故障信息采集,其中則主要包括當電梯發生故障時的圖像、聲音等信息的采集。而當故障處理結束后,也會由平臺生成報警記錄,對故障原因、故障排除時間、故障排除后的電梯狀態形成故障處理記錄。
3結語
總的來說,在我國目前的社會中,物聯網技術更多的打破了我國傳統的思維,并創造出了更多、更新的商業模式以及市場機遇。這就需要我們能夠抓住這種技術的優勢,從而使其能夠更好的為我們服務。
作者:徐劍平 單位:中國電信股份有限公司
1連鎖經營企業的物流系統現狀
1)國外連鎖經營企業的物流系統現狀。歐美、日本等發達國家連鎖經營企業起步較早,企業的物流活動經過不斷的調整和修正已經構建了較為完善的物流管理體系,從分貨、揀選等基本流程一直到產品配送到消費者手中的物流全過程都實現了數據的網絡傳輸、控制和分析。美國的零售業非常發達,從美國連鎖經營企業的發展的經驗看來,在全社會協調運作的基礎上建立完備的商品物流配送體系是必不可少的重要環節。以全球聞名的美國連鎖零售業巨頭沃爾瑪公司為例,它的物流配送中心功能齊全,設備和技術世界領先,在物流數據信息管理上沃爾瑪公司投入巨資發射的商用衛星使公司的物流數據實現了全球性聯網,并且利用先進的網絡信息技術使沃爾瑪自建物流配送中心能夠滿足公司覆蓋全球的配送業務,保證物流系統的高效運行;在物品的高效率運輸中,沃爾瑪應用了“交叉作業”和“數據交換”(EDI)等先進的物流技術對各分店的商品需求量和種類等進行分析和調整,使沃爾瑪有了實現物流管理“零庫存”的可能性[3]。從這些著名連鎖經營企業的經驗中可以看出先進的物流信息管理平臺對企業控制成本有著重大的意義,而物流管理平臺的規范化、先進技術應用程度等因素又會影響到平臺本身的運作效率。
2)我國連鎖經營企業的物流系統現狀。目前我國的連鎖經營企業能夠及時采集經營信息,減少不必要的商品流通環節,利用現有的網絡信息技術在一定范圍內實現資源共享,降低了經營,提供了工作效率,達到了較高的資金利用率。但由于行業整體起步較晚,連鎖經營企業的物流管理還處于初級階段,這在一定程度上制約了企業的健康快速發展。典型問題如下。①連鎖經營企業的電子商務平臺及網絡經營模式沒有完全建立,絕大多數企業僅僅限于本系統內部的數據共享,各企業之間沒有形成通用的網絡共享平臺。這使得企業在物流配送中的建設中各自為政,缺乏整體性思維,極易造成資源浪費。②連鎖經營企業物流系統內部管理模式未進行優化,不能有效地進行計劃、生產、配貨、銷售,絕大多數企業產品是通過預估的方式組織其生產和銷售環節,容易形成斷貨、積壓的問題,降低了企業的經濟效益。③從技術角度來看,我國連鎖經營企業應用的先進技術也較為單一,沒有很好地將現有的物流技術與網絡信息技術結合起來。目前,在企業產品的流通過程中,產品大多還是以條碼的方式進行標注,采用的是光學自動識別技術,與以前的手工錄入相比,條碼方式雖有改進但還沒有實現真正的信息高效錄入。
2物流數據平臺的搭建及功能分析
1)RFID技術概述。RFID是指通過無線射頻技術實現任何環境條件下的信息自動識別,由于RFID技術無需人工操作,無需實體接觸,因此,特別適合一些惡劣環境條件下物流作業。在物流中RFID利用一個唯一電子標簽來標志唯一的實體,該實體在物流業務流程中生成的相關信息將被記錄在數據容器中,通過網絡查詢該實體電子標簽的編碼可以獲取實體的相關物流信息[4]。RFID技術本身的特征決定了它在物流采購、存儲、運輸、配送等各個環節都比人工信息錄入和條碼識別技術更具優勢,如RFID可以讀取不可見的貨物標簽,可以不在精確對位下實現快速讀取,可以同時實現對多個貨物標簽的信息讀取、寫入和修改,同時在數據防偽和數據安全中還有很多優良表現[5]。
2)物流數據平臺的搭建。物流數據平臺的最終用戶是企業,因此在設計和搭建平臺之前需要結合連鎖經營企業的領導、管理人員、基層員工的意見,根據企業管理的實際需求,確定物流數據平臺要達到的目標和基本內容。在數據平臺之后的運行中企業還能根據實際情況和環境的變化,調整系統所要實現的目標,增減平臺涵蓋的內容。這項工作需要企業各部門相互協作,共同完成,并最終形成方案。一般的連鎖經營企業基于RFID技術的物流數據管理平臺結。整個平臺分成3層結構,第一層為連鎖經營企業相關物流信息的采集端,主要負責對企業所有的物流信息和數據進行基礎采集,如商品的出入庫信息、商品的倉儲信息等;第二層為企業網絡中心的數據服務器,前端數據采集結果匯總到服務器上,企業各門店和各相關部門均可進行信息查詢,各連鎖經營門店可以從數據庫中查詢到每種商品的實時庫存,從而調整和確定本店訂貨的種類和數量;第三層為連鎖經營企業各門店的物流信息管理平臺,主要負責向企業的數據庫提供商品的銷售信息、訂貨信息以及其他相關的物流信息。
3)數據平臺的功能及流程。①完成電子標簽與商品的綁定工作。連鎖經營企業在對商品進行入庫操作前,必須為每件商品張貼電子標簽(電子標簽主要采用13.56MHz的紙質標簽,價格便宜,成本低),同時將電子標簽與商品的對應信息存入數據庫,之后便可對商品實體進行入庫操作。電子標簽的應用能夠使企業總店和各連鎖門店準確地掌握各類商品庫存量,提高采購、訂貨和配送效率。②各連鎖門店的訂貨。各門店可以實時查詢總店數據庫信息,根據門店的實際銷售情況提出訂貨請求,生成訂貨單上傳至總店物流數據平臺。③總店配發貨。總店接受并審核各門店的訂貨單,將相關配貨和發貨信息通知總店倉庫,同時將生成的配貨單發送至各連鎖門店,等待確認。④各連鎖門店收到配貨單,等待商品入庫上架。門店訂貨成功后會獲得總店發出的配貨單,這時門店就可以等待所訂貨物按時送達門店,并進行入庫和上架操作。收到總店配送的貨物后應該及時對總店的配貨單進行確認。⑤各連鎖門店還應定期將門店的銷售情況上傳至總店數據庫,總店數據庫可以根據各門店的銷售情況處理調貨、退貨等情況,還能夠根據某種商品的銷售量制定相應的促銷計劃等。
4)應用RFID技術的優勢分析。①優化生產環節。各連鎖門店每日將銷售情況匯總后上傳給總公司,總公司可以隨時掌握商品的銷售情況。對于銷售良好的商品可以追加生產,防止斷貨而產生的損失,降低邊際成本,增加邊際收益,使企業找到具有自身特色的、銷量穩定產品。對于銷量不佳的商品就要調整生產策略,防止積壓占用資金。在連鎖經營企業中合理規劃資金的使用。②及時調配貨物。連鎖經營企業遍布范圍廣,同一種商品在不同的地方銷售情況不同,有的店可能滯銷,有的店可能暢銷,這時總公司可以根據每日的銷售數據將滯銷店的商品調配到暢銷店,這樣做雖然增加了物流成本,但可以減少庫存。當然如果物流成本大于滯銷店減價銷售的損失,則可以在滯銷店進行減價銷售。③降低銷售成本。連鎖經營企業總店及各門店的庫房管理、物流、盤點、銷售等工作環節采用了RFID技術后,可以快速采集商品信息,在各個環節提高數據采集速度,節約了人力成本,原來由多個人完成的工作,現在少數幾個人就可以做好了,例如在銷售時只要將商品用讀卡器掃描一下,商品信息就顯示出來了,營業員只需按照系統顯示的金額收款,完成之后保存數據就可以了。④貨物防損。連鎖經營企業可以在門口安裝讀寫器,當未銷售的商品離開店面時,系統會進行報警,這樣可以防止商品丟失,其形式類似超市商品的磁扣或圖書館書籍管理模式。⑤防偽。品牌商品被仿制會嚴重損害企業的品牌利益,為保護自己的利益,企業想了很多辦法,但都難以從根本上解決問題。現在企業商品主要采用條碼技術進行識別,條碼可以隨意打印復制,但在品牌商品中采用電子標簽來代替商品條碼,每件商品就有了唯一的商品識別編碼,類似于商品的身份證,這樣就防止了商品被仿冒。⑥防止商品過期銷售。電子標簽中可存儲一定的信息,當然可以存儲商品的生產日期和保質期,企業管理部門通過商品的日均銷量、庫存量、保質期等信息可以分析出商品能否在保質期內銷售完成,如果不能,系統可以進行預警,及時提醒企業做出相應的處理。
3RFID技術應用的可行性及必要性
采用連鎖經營模式的企業通過長期為客戶提供某種品牌商品來獲利,其消費群體比較固定,產品的附加值較高。連鎖經營企業在發展初期一般注重銷售等環節,累積忠實客戶,但當企業的盈利達到峰值的時候,企業內部的管理的就顯得尤為重要。每個管理者都期望隨時掌握自己企業的商品生產了多少,賣出了多少,那個賣的好,有沒有商品積壓,利潤有多少等,利用這些數據和信息來決定企業的生產、銷售計劃,制定未來的發展戰略,而利用RFID技術的數據管理系統完全可以解決上述問題。而從成本上來考慮,利用RFID技術后連鎖經營企業總店需要增加服務器、RFID技術中間件和相應軟件,以此來搭建一個完整的基于RFID技術的物流數據管理平臺。但對各連鎖分店來說只需增加一個讀卡器和一套軟件即可,讀卡器價格不超過1000元,軟件由總公司提供,具有較大可行性。
4結束語
RFID技術在連鎖經營企業管理中越來越重要,本文通過分析目前RFID技術在連鎖經營企業物流數據采集中的應用,提出了連鎖經營企業應用RFID技術采集物流數據的方案,并對應用方案的功能模塊進行了設計。隨著網絡信息技術和物流技術的不斷發展,RFID技術在企業中的應用范圍將不斷擴大,應用水平也將不斷提高,本文提出的方案是一個一般性的操作流程,企業可以根據自身條件和實際進行調整和修改,企業對物流各個品牌經營企業應用新技術的方式方法也不盡相同,但都是根據自己的實際情況作出合理選擇,將來,在企業不斷發展、企業經營管理水平不斷提高的基礎上,無線射頻技術在企業的應用范圍將不斷擴大,應用水平也將不斷提高,我們只是給出了一個一般的操作流程和建議,旨在提高連鎖經營企業物流數據管理的效率。
作者:張薇 田耕 李智平 黃文波 單位:西安職業技術學院經濟管理系
1系統概述
1.1系統架構現有“消防安全戶籍化管理系統”由云端系統和應用服務構成,是一個典型的基于WEB方式的應用軟件系統。“基于物聯網技術的消防安全戶籍化管理系統”增加了物聯網終端系統,形成由智能感知物聯網終端系統、云端系統和應用服務的系統架構。
1.2工作原理在社會單位消防設施(或人員)建立“一物(人)一碼”RFID標簽,在云端系統數據庫中“一數一源”(即一個消防設備對應一個數據源)的關聯。物聯網終端系統通過傳感器組、煙感溫感實時采集消防設施的運行狀態和報警信息、巡檢人員通過手持移動終端讀取消防設施的RFID數據完成每日巡查、視頻攝像頭實時采集消防值班室人員的在崗視頻,上述信息或數據接入物聯網終端系統,物聯網終端系統的3G/4G無線傳輸模塊將數據發送到“消防安全戶籍化管理系統”數據庫中,為系統提供了消防設施運行狀態情況、每日防火巡檢記錄、消防控制室值班記錄等信息;消防監管部門的通過客戶端電腦或移動APP可實時查詢監督各社會單位的消防安全的動態現狀,監督社會單位落實消防安全責任,加強自身消防安全管理。
1.3系統工作平臺由圖2所示,“基于物聯網技術的消防安全戶籍化管理系統”工作平臺由數據采集層、監控層、通訊層和應用層構成。數據采集層:由煙感、溫感、壓力傳感器組、攝像頭、RFID等傳感知設備組成。監控層:由采集感知設備信號進行邏輯運算和判斷嵌入式設備組成。通訊層:按符合國家消防通訊標準的數據通訊協議組成應用層:由基于WEB的“物聯網消防安全戶籍化管理系統”應用系統組成。
2系統提供的服務
2.1消防設施故障隱患提醒服務消防物聯網監控系統實時監測社會單位消防設施的運行情況,當消防設施出現運行異常或發生故障時,實時將異常和故障發送到“戶籍化管理系統”中,“戶籍化管理系統”將即時向消防責任人或消防監管人員發送消防設施故障提醒短信。
2.2每日防火巡查在線監管服務消防巡檢人員利用智能終端按規定的路線進行每日防火巡檢,怎能終端實時將防火巡檢信息發送到“戶籍化管理系統”中。若“戶籍化管理系統”每天未接收到智能終端上傳的數據,將向消防責任人或消防監管人員發送巡查報警短信。
2.3消防值班人員實時查崗服務由網絡攝像機、紅外人體探測器實時采集消防值班人員在崗信息,當紅外人體探測器探測到消防值班無人值守時,網絡攝像機將實時抓拍圖片和無人值守信息發送到“戶籍化管理系統”中,“戶籍化管理系統”主動撥打消防值班室電話,同時向消防責任人或消防監管人員發送無人值守報警短信。
2.4“三色預警”動態監管服務物聯網監控系統、智能終端、視頻攝像頭等感知設備將社會消防設施運行狀態情況、每日防火巡檢記錄、消防控制室值班記錄等消防日常監管信息發送到“戶籍化管理系統”中,系統將對按社會單位對數據進行分析和判斷,最終對社會單位的消防安全工作做出“好(綠色)、一般(黃色)、差(紅色)”的三色預警服務。
3結束語
通過實施基于物聯網技術的消防安全“戶籍化”管理,努力提升單位“安全自查、隱患自除、責任自負”消防安全自我管理水平,實現消防安全重點單位管理檔案健全規范,消防安全管理人員、消防設施維護保養、消防安全自我評估三項報告備案制度全面落實;使社會單位檢查消除火災隱患、組織撲救初起火災、組織人員疏散逃生和消防宣傳教育培訓的能力不斷增強,消防安全自我管理水平普遍提高,抗御火災能力明顯提升,有效預防火災事故的發生。
作者:龐鈞廖曙江韓曉寧徐培龍單位:重慶公安消防總隊重慶和航科技股份有限公司
1物聯網在病患信息管理的應用
目前,根據目前醫院的服務和其工作性質與一般行業的不同性,醫院方面亟需能夠明確患者的位置、用藥和醫用垃圾的追溯方法。首先確定患者位置可以有效保障患者出現突發狀況時能夠獲得及時的搶救。用藥追溯可以使得藥物的使用和存儲更系統化,科學化,也可以謹防藥物缺失與召回。而追溯醫用垃圾是為了能夠判定醫院或垃圾運輸公司的責任,有效避免違規垃圾傾倒,從而發生醫療垃圾污染環境的大問題。
物聯網的出現和應用將為醫院的患者信息管理做出極大的貢獻。在手腕上佩戴了RFID即射頻識別標簽腕帶的患者,以及使用了RFID標簽藥盒和醫療用垃圾袋,全部都可以通過無線網的全球無線定位的功能明確追蹤到具體的位置信息。除了管理之外,值得一提的就是無線技術應用可以方便醫院覆蓋無線網絡,提供給患者和其家屬更好的網絡服務。藥物作為一種極其特別的商品,患者如果遇到了醫院錯誤用藥,使用了假藥、偽劣藥品或是過期的藥物,不僅醫療效果大打折扣,更有可能危及生命安全。據可靠的相關統計,就在中國,一年至少會發生20萬人因為醫院錯誤用藥,用藥失誤而發生死亡,用藥出錯的人數占了用藥總人數的兩成左右。因為這種重要的問題,諸多國家都開始使用高科技方式來針對藥物進行追溯控制和監測,從而起到嚴厲打擊假藥,劣質藥。物聯網技術的出現無疑可以對整個醫療過程之中每一個藥物進行唯一性檢驗,使用RFID的射頻識別技術,有效的針對無法實時監控的藥物原料采集,對中間半成品及其屬性作出全程覆蓋監控管理,避免了過去藥物的條形碼容易受潮、極易被損壞,條形碼數據修改的許多問題。由此方法可以保證藥物信息準確,便于共享追溯。而在醫療用品追蹤方面,對所有的手術器械包中貼有RFID標簽,用于收集與儲存涵蓋了手術器械的種類,具體到每個器械的編號、總數量、包裝人員的工號、消毒日期等具體的手術器械使用信息。而管理系統將由這些信息來針對器械包的回收環節、清洗環節、包裝環節、消毒環節、發放環節都進行記錄,并且實行監控手術包使用信息,可以有效和盡力減少手術器械安全隱患,明確到了每一個環節人員責任,實現了責任到人的目的,方便出現了感染事故責任追溯環節。
經歷非典之后,我國的醫用垃圾處理問題受到廣泛的關注,根據最新的《醫療廢物管理條例》,已經將醫用垃圾處理管理采納進了法制方式。醫用垃圾的管理不單單是醫院的管理問題,也直接關系到了公共衛生問題。由于如今信息化的管理已成為大趨勢,醫院以及醫療垃圾處理公司信息處理的能力逐漸提升,現在醫用垃圾的RFID標簽管理和實時監測等管理技術,逐漸實現了由過去傳統的人工處理轉而走向了現代化智能管理模式。物聯網技術的有效合理使用已經實現了對于醫用垃圾的運輸控制,并且能夠及時定位的醫用垃圾去向額RFID監控系統也開始投入使用,這種物聯網結合醫院信息管理系統能夠為有關部門高效監控醫用垃圾做了更好的信息技術支持。
2對于物聯網未來在醫療領域的應用
因為物聯網未來將會在醫療領域大范圍的應用、其中的流程十分復雜,為了面向醫療領域的物聯網能夠真正實現所有民眾的醫療信息管理問題,急迫地需要解決異構信息的互相聯接、互相聯通以及互相雙向操作的希望,在未來的醫院管理體系結構一定需要結合現在使用的醫院管理信息系統,而且一定要采用一種統一的標準來實現所以數據得交換、存儲,共享。這種新的架構框架一定需要有包括兼容性、開放性及可擴展性等特性。但是,因為需要廣泛普及物聯網技術在醫院管理之中的應用,就出現了如下幾個問題還需論證和解決:比如如何解決面向醫療領域的物聯網應用場合的問題,如何選擇底層網絡中的設備更節約管理成本問題,還有物聯網技術與現在使用的醫院信息化基礎設施相互融合的問題。
3結束語
通過以上對于物聯網技術在醫院管理應用的分析以及討論,我們可以更好的了解到,在對于醫院資產管理,病患信息管理以及在將來逐步形成的智能化醫療管理之中,物聯網的技術已經成為一種大勢所趨。該技術的應用也能使醫院在其管理工作中有了更高效,更科學的出色表現。
作者:張玉軒單位:蘭州市中醫醫院
1畜牧養殖的趨勢
1.1畜牧養殖品種的轉變優良的畜牧養殖品種是現代化畜牧養殖的關鍵,目前,我國的優良品種率占整個畜禽存欄的比率不斷增加,各個地區均不斷引進高質優產的外國品種,在此基礎上,建立了現代化的品種繁育和推廣體系[3]。各地區結合當地實際情況,通過育種研究,繁育出適合當地特色、適合市場需求的特色品種,養殖品種逐步從土雜品種向優良品種轉變。以豬為例,杜洛克和長白雜交模式以其體型優良、肉質鮮美、出肉率高、經濟價值高得到養殖戶和消費者的認可,為農民增收做出了重要的貢獻。
1.2畜牧養殖方式的轉變目前,我國畜牧養殖處在傳統養殖方式向現代化養殖方式過渡的階段。傳統養殖方式是以農戶為單位、規模小、品種多、人畜混居、混放混養的粗放型養殖方式[4]。從全國的角度看,我國的畜牧養殖方式仍然以傳統養殖方式為主,就個別品種和個別地區看,養殖方式已經基本實現了現代化。畜牧養殖方式的變革主要體現在以下三個方面。在育種方面,人們已經不局限于傳統的本交方式,人工授精技術逐步推廣,對加快豬優良品種的推廣、提高受胎率、延長種公豬的使用年限、防止疫病傳播起到了積極的作用。在飼養方面,傳統的粗放式養殖正逐步被科學合理的精細化飼養取代,精細化飼養根據畜禽不同的生理和生長階段,采用不同的日糧配方,降低了畜禽飼養成本,提高了畜禽養殖經濟效益。在管理方面,用現代化科學技術來管理和經營畜牧養殖各個過程,將信息技術應用于養殖的各個環節,通過使用電腦、手機等科技產品,人們能隨時隨地獲取相關信息并進行日常管理,促進了畜牧養殖管理方式的飛躍式發展。
2物聯網給畜牧養殖帶來的變革
物聯網的發展,給畜牧業全過程都帶來了巨大的變革。在物聯網技術快速發展的今天,畜牧生產在繁育、環境、飼養、疫病、質量追溯等各個方面,都發生了革命性的影響,以物聯牧場為代表的畜牧業,正朝著更智能、更高效的方向發展。物聯牧場的示意圖如圖2所示。
2.1光溫水氣自動控制,生長環境精確模擬畜禽的生長環境對畜禽產品產量和質量的影響尤為重要,現階段,我國大部分養殖場都無法做到對畜禽養殖環境進行精確控制,因而無法進一步提高畜禽產品的產量和質量,物聯網技術為畜禽生長環境的自動控制、精確模擬提供了必要的條件。通過光照、溫濕度、氣體傳感器等采集牧場環境信息,將采集到的信息通過無線傳輸技術(WSN)和移動通訊技術,如藍牙、Wi-Fi、ZigBee、3G技術等傳輸到服務器[5],應用程序將收集到的數據與數據庫中的標準數據進行對比,集合專家系統、畜禽生長模型等科學準確的計算畜禽養殖環境數據,然后將指令發往終端設備,通過自動控制技術(溫度控制器、光照強度控制器、CO2發生器等)對畜禽生長環境進行精確控制,從而提供一個良好的畜禽生長環境,促進畜產品產量和質量的提高[6]。
2.2生長狀態實時反饋,畜禽生長精細飼養畜禽在生長過程中,其個體的生長狀態(如身高、體重、年齡、體溫等)會發生巨大的變化,針對不同的個體生長狀態,采用適合不同個體生長的飼料配方,進行畜禽生長精細飼養,才能更有效的促進畜禽生長,進而提高畜禽產品產量和質量。在物聯牧場中,通過畜禽體征指標傳感器,如壓力傳感器、紅外傳感器等,實時搜集畜禽個體生理狀態數據,并將數據及時傳輸到服務器,集合畜禽精細飼喂模型,對畜禽飼料配方進行科學配比,從而保證畜禽生長所需能量,節約生產成本,提高畜禽產品產量和質量,同時,監測畜禽個體數據異常情況,將數據及時反饋給生產者,做到實時監測、實時反饋、實時處理。
2.3動物疫病實時監測,疫情預警嚴格控制動物疫病是影響畜禽產量的重要因素,尤其是傳染病,對畜禽養殖是一個極大的威脅。動物疫病在發生前都有征兆,物聯網技術的發展為動物疫病的監測與預警提供了技術支撐。通過對畜禽個體情況的實時監測,及時了解個體生長狀態,傳感器將畜禽個體的生理數據(如體重、體溫等)通過傳輸網絡傳到數據庫,應用程序通過監測數據庫中的實時數據,了解畜禽生長的實時信息,并將畜禽生長信息與最新的畜禽疫病數據相對比,及時監測畜禽生長狀況,對疫情進行嚴格控制。
2.4母畜數據實時傳輸,畜禽繁育動態監測畜禽繁育是畜牧業養殖的重要方面,在養殖產業環節中,占據著一個相當重要的地位。隨著物聯網技術的發展,尤其是以RFID、二維碼、傳感器等采集技術的進步,母畜在發情期的各種生理數據都會發生變化,通過發情期母畜生理變化情況,科學地對畜禽進行配種和生育。以奶牛為例,發情期的奶牛,其活動量、步行數等都遠遠大于其他奶牛,通過對奶牛行為進行監測,可以實時了解奶牛的發情狀況,科學預測奶牛發情時間,及時進行人工授精,保證奶牛產奶質量。在奶牛懷孕期,通過對奶牛身體狀態進行監測,及時了解奶牛生長狀況,保證奶牛順利產仔。
2.5質量管理精確控制,產品溯源可持續化隨著經濟生活的發展,尤其是近幾年食品安全事件頻發的影響,農產品溯源技術越來越受到重視,物聯網技術的進步,極大提高了農產品溯源技術的水平。在物聯牧場中,以二維碼和RFID技術為主的個體標識技術已經得到了廣泛的應用,畜牧業物聯網溯源平臺已經基本完善。每一種物聯牧場出產的產品,都可以通過標識在物聯牧場的溯源平臺中查到其產地、銷地,并通過溯源系統對其質量進行嚴格把關[7]。
3物聯牧場未來展望
3.1傳感器技術將是物聯牧場發展的關鍵在農業物聯網感知層、傳輸層、應用層中,感知層中傳感器技術的發展水平是農業物聯網發展的關鍵[8]。我國畜牧業物聯網現處在發展的初級階段,尤其是在傳感器技術方面,與其他行業差距較大。在畜牧物聯網發展中,傳感器技術仍然是物聯牧場發展的關鍵,是否能研發出低成本、高精端、高靈敏度的傳感設備,將直接制約物聯牧場發展的水平。光照、溫度、濕度、CO2、H2S等傳統傳感器和光纖、紅外、生物等新型傳感器的研發,將為畜牧業的發展奠定技術基礎。
3.2低成本、高效益的物聯網設備將是物聯牧場應用的主要途徑將物聯網技術應用于畜牧業,要將提高畜牧業經濟效益作為最終目標。與工業和服務業相比,我國農業產業化水平低,利潤回報率低,因此,在未來物聯牧場中,研制低成本、高效益的物聯網設備,將是物聯牧場應用的主要途徑[9]。將物聯網應用層與智能手機、平板電腦等移動終端相結合,已經成為農業物聯網發展的特色,開發更適合畜牧業發展的物聯網設備,將為畜牧業發展帶來更多的效益。
3.3物聯網技術人才將是物聯牧場發展的優秀物聯網涉及傳感器技術、通訊技術、網絡技術、計算機技術、軟件技術等多種技術,是一個綜合性的技術運用,而以物聯牧場為代表的畜牧業物聯網技術,又涉及多個農業方面的專業知識,需要懂農業、懂技術的復合型人才。在現代畜牧業中,人才將是物聯牧場發展的優秀,尤其是精通多種學科的專業人才,將決定我國畜牧業未來的發展水平。
作者:朱孟帥趙璞劉佳佳熊露張建華單位:中國農業科學院農業信息研究所農業部農業信息服務技術重點實驗室
1面向智能電網的物聯網架構分析
面向智能電網的物聯網應用功能框架,以各大環節具有差異性的特點為依據,從而提出了具有差異化的實際應用需求。進一步以每一個階段所完成功能及支持技術的不同,并考慮到物聯網基本網絡模型,把面向智能電網的物聯網分為三層網絡體系構架,這三層網絡體系分別為:感知延伸層、網絡層及應用層。其中,對于感知延伸層來說,主要的監測目標諸多,涵蓋了家具對象、電力對象及智能安防等一系列對象。網絡層又細分為接入網與優秀網,主要目的是對數據進行實時采集,并實現可靠性回傳。另外,對于應用層來說,主要是針對智能電網各項業務需求,進一步構建各類電力應用平臺,從而到達有效管理及監控的目的。面向智能電網的物聯網技術及其應用分析文/羅巧華物聯網是一種新型通信網絡,具備智能化識別、定位、跟蹤及監控管理等多方面的功能。本課題筆者在分析面向智能電網的物聯網架構的基礎上,進一步對面向智能電網的物聯網應用方案進行了探究,希望以此為物聯網應用的完善提供有效依據。摘要
2面向智能電網的物聯網應用方案探究
下面筆者從兩方面對面向智能電網的物聯網應用方案進行探究,一方面為面向智能用電的物聯網解決方案;另一方面為面向智能電網生產環節的傳感器網絡應用方案。
2.1面向智能用電的物聯網解決方案
基于傳統模式的用戶當中,其智能用電物聯網應用主要的連接對象為用戶的智能雙向電表。對于電網企業來說,主要是以用電性質和場合的差異性為依據,進而選取不同功能的智能雙向電表,對用戶進行電能計量及有關電能質量的監測等應用。在智能雙向電表終端設備的運用下,能夠實現對用戶用電信息的統一性采集。智能電表是以傳感器網絡及現場總線等為渠道,然后在傳輸網及電力接入網的作用下,把電表數據傳輸到與之相關的應用平臺,比如用電信息采集平臺等。除此之外,基于智能用電過程中,電動汽車充電系統的應用也是非常重要的。該系統的主要應用內容主要體現在:其一,充電站設施的監測部分,涵蓋了充電狀態檢測、視頻檢測及安防監測等。其二,傳感器及RFID系統的設置,通過有效設置,能夠對電動汽車運行情況及動力電池使用情況實現實時感知。
2.2面向智能電網生產環節的傳感器網絡應用方案
對于面向智能電網的物聯網應用,主要的目的是使電力系統生成環節的信息化得到有效提高,同時提高自動化程度。要想使此類應用得到有效實現,需要依靠物聯網末端的無線傳感器網絡,應用場景涵蓋了變電站一次設備及二次設備以及高壓輸電線路等;在對設備運行情況及相關線路的運行情況進行感知及預測的基礎上,使電網的安全水平得到有效提高,進一步使電網的運行成本降低。如圖1所示,為一種適合用在智能電網生產過程環節的傳感網絡結構。當中,無線傳感器網絡通過對感知延伸終端各路信息的充分利用,把采集到的數據匯聚到網關節點上,然后由網關節點把分類預處理之后的數據信息傳輸到接入網當中,進一步實現進入電力通信優秀網的統一性。數據在通過分析處理之后,在ICT平臺的基礎上,將相關指令發出,并以同樣的方法逆向往終端網絡節點上傳輸,從而使對全網的實時監測及故障處理能夠得到充分實現。
3結語
通過本課題的探究,認識到對于面向智能電網的物聯網平臺的構建是一項系統化的工程,具有很大程度的復雜性及困難性。要想這項工程能夠充分做好,需要滿足兩大條件,其一為物聯網標準化工作的逐漸進步;其二為電網信息化程度的逐漸提升。總之,筆者認為,把物聯網與智能電網ICT平臺的構建相融合,不但需要與目前我國電網的實際情況相符合,而且還需要滿足未來發展前景,這樣才能夠在保證電網安全可靠運行的同時,又能夠促進我國電力企業的良性發展。
作者:羅巧華單位:嘉興廣播電視大學
1物聯網健身器材概述
物聯網健身器材是物聯網技術在健身器材設計領域應用的產物,通過物聯網技術的特征和健身器材的本質,從“功用定義”的角度將物聯網健身器材定義為:物聯網健身器材是通過自動感知、數字通信、人機交互、智能處理等物聯網技術的利用,實現人與器材、器材與器材之間智能化識別、交互和信息服務的一種智能健身工具。物聯網健身器材,主要為實現健身用戶與健身服務的融合,將科學的健身服務資源提供給更多的線下人群共享,不僅突破健身服務的區域限制和時間限制,而且擴展了健身器材的多種功能。
2物聯網數字動感單車的設計目標
基于物聯網技術的數字動感單車設計目標是利用物聯網技術,將動感單車與專業的健身服務資源實時地銜接起來,實現多方面的資源整合,為健身人群、社交媒體、數字游戲開發商、健身服務提供商等提供交互接口。物聯網數字動感單車將個人的健身數據通過終端軟件實時地進行采集和傳輸,實現基于物聯網模式的海量健身數據存儲與處理,通過服務器端的數據分析計算給不同健身人群提供相應的健身服務方案,并實現數字動感單車的自動反饋控制,最終實現健身服務的個性化定制服務模式。
3硬件設計
3.1多模式身份自動識別系統
物聯網動感單車的身份自動識別功能是為區別不同的健身用戶,以實現各類服務軟件的自動登入。用戶身份的快速識別是用戶健身數據傳輸和個性化健身服務提供的基礎。身份識別技術目前可通過二維碼、RFID、NFC、藍牙等技術實現,不同身份識別技術在技術和可行性上都具有優勢,但是在一些環境中也有其弊端,比如在健身房中,動感單車的使用間隔更加縮短,用戶如果使用自有的智能設備,容易發生丟失且影響健身體驗,而如果使用已經安置好的智能設備,則必須有用戶間的相互替換,如果在這一階段使用傳統的手動輸入方式,必然影響用戶的健身流暢性。因此,在物聯網動感單車設計中應采用多模式自動識別系統(圖3),不僅能夠完善對于現有智能設備的支持,也擴大了其他輔助身份識別模式。輔助裝置采用智能卡識別子系統,可以看作是對智能設備的輔助,智能卡模式是面向健身房、社區健身園區等多用戶、多器材健身環境而設計。
3.2數據采集系統的設計
數據采集系統作為智能動感單車感知層前端載體,是數據采集和獲取的重要渠道,傳感器無疑是能夠滿足物聯網數字動感單車對各種信息感知需求的主要工具。數據采集系統包括:(1)體重采集系統。物聯網動感單車設計中體重采集裝置是物聯網功能實現的必要元件之一。在實現方式上,主要通過傳感器在動感單車車輪部署,通過智能光電式傳感器的在物聯網車輪中的集成,用戶的體重數據可以實時地上傳給客戶端。(2)心率采集系統。心率作為血液循環機能的重要生理指標在運動健身相關研究中被廣泛地應用。根據運動心率變化曲線來確定用戶健身過程的目標心率,更具科學性和可參照性。運動后心率的恢復又可作為評定用戶負荷適宜與否以及心臟機能狀態的指標和依據。(3)能耗采集系統設計。利用外接基于加速度傳感器的運動傳感器,可以量化測量體力活動消耗,把傳感器固定在用戶身體上,就能夠感應到肢體或軀干的運動或加速度狀況。通過短距離輸送技術,可以實時傳送用戶運動狀況的數據至用戶智能設備的客戶端。(4)手部動作識別系統。多維化設計是物聯網數字動感單車的重要設計,傳統動感單車只有一維的運動方向,通過加入左右手動作光點傳感器,可將動感單車的動作提升至兩維,讓動感單車不僅可以實現單向的識別,也可以識別左右,更加提高動感單車相關應用軟件的娛樂性和互動性。(5)安全感知系統。紅外數據采集的功能是判斷用戶使用安全的重要措施,同時紅外數據可以作為判斷用戶是否離開的依據,人體是非常敏感的紅外探測源,人體在動感單車進行運動時,車身長度限制了其運動的范圍,而紅外探測的有效距離遠遠高出這一范圍,通過一些相應的模型建立,可以有效地探知人體在運動時一些簡單的摔倒和離開動作,真正實現動感單車的自動感知。(6)運行數據采集系統。用戶通過智能設備操作將控制命令傳導至中央控制板,數據經解析后傳遞給下控板并完成對升降機和驅動馬達的控制,下控板在獲取升降機和馬達的數據后,將信息傳回人機交互界面。通過動感單車的運動時長、騎行里程、速度變化、坡度變化等多項數據,可以方便地對用戶的能量消耗、運動強度、運動頻率等進行計算,從而實現對用戶健身過程的監測。(7)環境和位置數據采集系統設計。通過在物聯網健身器材中植入溫度、濕度、GPS等智能傳感監測元件,可以快捷地收集活動健身場所的環境數據,例如近來備受關注的PM2.5數據的監測、氧氣含量的數據都可以在物聯網健身器材中實現監測。
3.3自動控制系統
自動控制同樣是當今物聯網研究領域的重要研究方向,對于物聯網動感單車設計而言,其自身具有獨特的使用特點。動感單車因其操作方式較為多樣化,且具有獨立的中控面板,較為適合自動控制系統的嵌入,且對于物聯網動感單車實現自動控制有以下幾點優勢。首先,利用自動控制系統可以幫助健身用戶自動運行動感單車騎行模式,降低操作難度并節約操作時間。其次,自動控制系統能夠準確地記錄健身用戶的運動強度與運動量,防止用戶只選擇不運動的狀況出現。第三,是對于個性化運動處方的支持,通過物聯網,健身用戶可以獲得由健身服務提供者開具的運動處方,對于單獨選擇動感單車健身的用戶,基于個性化的運動處方實現對動感單車的自動控制將會大大提高動感單車的鍛煉效果。
4數字動感單車的支持軟件設計
4.1基于平臺的數字動感單車數據管理系統設計
物聯網動感單車數據管理系統是基于物聯網,以云計算技術為后臺支撐的信息管理系統。系統在使用J2EE技術平臺的基礎上,利用Java的跨平臺特性,獨立于硬件配置和操作系統,保證系統平臺的靈活性、可移植性和互操作性。系統總體架構,采用了分布式的設計,各個子系統的業務相互獨立,采用接口的形式進行調用,防止出現一個子系統的升級,牽涉到整個系統的升級,降低了升級的錯誤率。每個子系統都采用了MVC設計模型,將前臺的數據展示與業務邏輯處理分離,便于后期的維護。利用成熟的Spring、mybatis等技術進行業務邏輯與數據存儲的處理,加強了軟件復用度,縮短了開發的開發周期。采用SOA組件模型,各個子系統的關鍵功能單元的調用以WebService方式實現,接口實現技術統一采用REST技術,保證系統各部件之間調用的低耦合度。廣泛采用Web2.0界面技術,引入先進強大的工作流引擎,使用大規模、高可用、高并發數據庫引擎,實現了系統的高可靠性、高穩定性、高安全性和高擴展性,為本項目的研究提供了良好的支撐條件。物聯網動感單車數據管理系統涉及多種類型的健身資源,滿足不同健身服務的需求。主要系統設計如下:(1)用戶信息管理系統。用戶管理負責對系統所有用戶的管理,包括普通健身用戶管理、指導人員用戶管理、系統操作用戶管理等子系統。(2)動感單車信息管理系統。動感單車信息管理系統負責動感單車基本信息的管理,包括類別特征管理、控制代碼管理、使用指導信息管理子系統。(3)健身數據管理系統。健身數據管理系統負責對用戶的健身信息進行管理。包括健身數據采集管理、處方信息管理、綜合數據信息管理、擴展信息管理等子系統。(4)服務質量管理系統。服務質量管理系統負責對健身服務產品進行監督。包括服務產品審核管理、產品質量評價管理、產品銷售統計管理等子系統。(5)CRM客戶管理系統。CRM客戶關系管理系統負責對接入健身物聯網的動感單車用戶信息進行管理。
4.2客戶端的設計
客戶端是各類物聯網服務系統不可缺失的設計,在物聯網動感單車的網絡健身服務模式中,客戶端作為人機交互的重要入口,是實現物聯網健身服務模式的重要環節。物聯網動感單車客戶端能夠實現對使用物聯網健身器材用戶鍛煉信息的實時監測顯示,并通過健身云服務平臺向用戶提供鍛煉指導、運動處方推薦、健身服務產品供給等功能(見圖6)。(1)用戶登錄驗證。客戶端軟件登錄方式的多樣性,既能通過傳統的方式進行注冊登錄,又可以通過ShareSDK等較為流行且安全的應用開發技術實現QQ、MSN、新浪微博等第三方接口信息認證并登錄客戶端,實現使用的便捷性。(2)用戶健身檔案管理。會員基本信息獲取時,客戶端需要傳入會員ID和密碼,供服務端進行登錄驗證。會員通過在客戶端填寫個人的數據,建立個人數字檔案,從而獲取更為個性化的健身服務推薦,會員在登錄后可以按照操作填寫個人數據,包括基礎信息、生活習慣和社會因素等信息。儲存到云端用戶信息數據庫,可供健身服務提供人員和相關推薦系統利用。(3)動感單車控制。通過開發智能設備的應用客戶端,可以實現客戶端與服務器端的數據傳輸,使用REST技術通過客戶端POST的方式,將客戶端數據存入JSON中,調用服務端的REST接口;服務端對傳過來的JSON數據進行解析,對用戶信息進行驗證,并對業務數據進行提取,將處理結果返回給客戶端,從而組成“設備——客戶端——服務端”的數據雙向傳輸路線。(4)健身服務控制。為提高遠程健身服務的效果和質量,用戶可以利用客戶端給處方進行評價,會員對處方進行評價時,客戶端需要傳入會員ID和密碼,供服務端進行登錄驗證后將評價數據存入服務評價數據庫。(5)個性化運動處方推薦。物聯網動感單車的健身服務系統通過對動感單車使用人群健身數據的分析,實現對健身用戶個性化健身處方的制定。但由于健身服務平臺的開放模式,所需服務的人群流量巨大,后臺健身服務指導者在線編輯運動處方的時效性差,而且對于同類用戶運動處方可以重復利用。個性化運動處方推薦是在后臺數據量較為龐大的假設基礎上進行,它不同于傳統的基于知識庫的推薦方式,需要完善基于用戶個體數據形似度匹配的混合推薦方法的應用。
5結論
將物聯網技術應用到數字動感單車設計中,不僅能夠豐富我國健身器材產品,提高健身服務水平和實用性,而且能夠滿足廣大人民群眾日益增長的多元化、多層次的健身需求,具有良好的社會效應和市場發展前景。物聯網數字動感單車的設計不僅兼顧了傳統數字動感單車的優點,同時利用傳感器技術、嵌入式技術和自動感知技術,使物聯網動感單車成為一種時尚且具有現代化氣息的健身工具,給其他類型物聯網健身器材的硬件設計提供了重要的依據。可極大地提高物聯網健身器材的科學指導功能,從而進一步提升健身器材用戶的健身交互、健身效率及健身堅持度。
作者:伊超單位:曲阜師范大學
1平臺非功能性分析
電梯公共服務平臺作為一個開放的支持和服務系統,它的非功能性需求包括系統性能、系統安全性、可靠性、可互操作性、易用性、可維護性、可移植性等多個方面[6]。系統除了涉及普通計算機以及手機、閱讀器等移動設備,需要接入大量且不斷增長的電梯傳感器設備進行數據搜集。因此,平臺運行時的高效性能以及平臺安全性是其兩大主要的非功能性需求。1.平臺性能該平臺作為公共服務平臺,其性能側重于確保服務器系統能夠滿足日常工作負載,并有足夠剩余容量應對突發事件引起的峰值而不出現某些應用不響應甚至宕機事件發生。系統建設初期,要求該平臺視頻服務器軟件滿足2000路視頻的接入,250路并發訪問,64路并發存儲。電梯網關服務器軟件滿足2000路電梯網關設備的接入服務,可查看電梯實時監管數據,接收電梯報警數據,并與視頻服務器形成良好互動。2.平臺安全性系統安全是指在系統生命周期內應用系統安全工程和系統安全管理方法,辨識系統中的危險源,并采取有效的控制措施使其危險性最小,從而使系統在規定的性能、時間和成本范圍內達到最佳的安全程度。本平臺因涉及設備及使用人員較廣,因此著重于數據安全和網絡安全兩個方面。在實際開發應用中,主要采用以下幾種方法來確保平臺的安全性:1)數據傳輸和應用訪問中,用戶需有密碼才能登陸,系統會對用戶的密碼進行加密保存。2)電梯物聯網綜合管理公共服務平臺提供日志審計服務來記錄用戶操作以備查詢。日志審計可以實時、準確地詳細記錄對平臺所作的各項操作,保證中心的安全性。確保一旦出現安全性問題,有史可依,有據可查。3)給不同的用戶分配不同角色,對應于不同的授權。通過認證后,用戶才能進入相應平臺的界面,并對其權限范圍內的內容進行瀏覽或操作。4)系統云平臺配備云級防病毒系統來抵御各種非法入侵。5)與國內幾大電信運營商合作,建立專業的網絡架構來保障網絡安全。
2平臺架構與整體結構
該平臺基于B/S架構進行搭建,主要包括三個部分,分別為感知層、網絡層、應用層[7]。其中,感知層由傳感器、電梯數據采集器、電梯監控終端構成,感知層設備主要采集電梯運行狀態和故障狀態信息,并對電梯運行狀態和故障狀態進行邏輯運算和邏輯判斷,同時向網絡層中指定的服務器發送狀態和故障報警信息;網絡層由運營商的無線或有線網絡及數據中心(IDC)服務器構成,網絡層主要承載電梯運行狀態信息和故障報警信息傳輸,并將其數據存儲于數據中心服務器中;應用層由部署在數據中心服務器上的軟件中間件和電梯監測軟件、客戶端電腦、移動智能終端等構成,應用層主要實現對物聯網的終端設備的智能計算、監控和管理。平臺架構如圖2所示。平臺基于云計算技術,采用模塊式開發,各個功能模塊之間是松耦合關系,不僅現有模塊可以非常方便的修改,最重要的是對平臺的功能擴展和模塊增加完全不影響現有平臺的運行,新增模塊可以采用熱插拔部署的方式添加到現有平臺中,新功能的增加完全是即插即用形式的[8]。系統平臺劃分成日常監控、故障管理、維保管理、呼叫中心、電子看板、運維管理、監控中心、智能終端、綜合統計等幾大功能模塊。平臺的整體結構圖如圖3所示。
3平臺實現的關鍵技術與實現效果
本項目是以RFID(RadioFrequencyIdenti?cation,射頻識別)技術、紅外傳感技術、流媒體技術以及3G(3rdGen-eration,第三代移動通信技術)無線技術等物聯網技術為基礎,采用云計算平臺對城市電梯安全運行與維護進行實時監管。系統后臺開發則使用.NETFramework5.0框架及開發工具VisualStudio2012和Eclipse4.2。
3.1RFID技術RFID實質上是一種近距離射頻通信技術,工作原理是標簽進入磁場后,如果接收到閱讀器發出的特殊射頻信號,就能憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息(即PassiveTag,無源標簽或被動標簽),或者主動發送某一頻率的信號(即ActiveTag,有源標簽或主動標簽),閱讀器讀取信息并解碼后,送至中央信息系統進行有關數據處理。大量的事實證明,電梯維保執行不到位、不規范是產生電梯安全事故的主要原因之一,對維保企業及維保人員的有效監管是減少電梯安全隱患的一劑良方。利用RFID技術通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據的特點,本平臺采用RFID技術將維保行為標準化、流程化,在電梯關鍵部位標識RFID電子標簽,保障了在對的時間、對的地方、由對的人、檢查了對的位置,杜絕維保不到位行為。
3.2紅外傳感技術紅外傳感技術,即利用紅外應答器識別和傳輸物體信息,從而實現遠程監控。在電梯廂外壁采用外加傳感器的方式對電梯運行狀態進行全程監測。與其他方式相比,外加傳感器方式可以兼容新舊電梯,項目推廣難度低,實施簡便;對電梯生產企業無特殊要求;對電梯運行不會產生影響,無安全隱患。
3.3流媒體技術該平臺在電梯內部引入了雙向實時流媒體技術。所謂流媒體技術就是把連續的影像和聲音信息經過壓縮處理后放上網站服務器,讓用戶一邊下載一邊觀看、收聽,而不要等整個壓縮文件下載到自己的計算機上才可以觀看的網絡傳輸技術。該技術使得在滿足轎廂終端傳感器采傳輸的基礎上,實現了同步H264視頻流媒體播放、H264/MJPEG雙碼流視頻編碼,在電梯運行過程中對現場畫面錄像,并滾動保存。轎廂多媒體終端屏可播放RSTP、HTTP、H323等多種協議的實時碼流以及本地多媒體文件,通過場景響應引擎在困梯、正常、通信等不同情況下選擇播放內容。為支持城域級超過2000臺電梯以上規模的同步視頻播放,本平臺設計了P2P架構的服務器直播系統。能夠將實時碼流通過直播服務器、轉播服務器和P2P分發服務器向全部的電梯設備推送視頻。
3.4無線技術平臺涉及電梯數量眾多且不斷增長,因此為了滿足海量數據正常傳輸要求,主要采用當下流行且穩定、高速運行的3G無線通信技術。該技術可通過光纖EPON或者3G網絡終端將數據實時上傳,其采用小波自適應多模數據壓縮算法可實現海量、多節點傳感器數據的冗余消除和高效率傳輸;采用分布式實時內存數據庫在廣域網上保存電梯運行狀態,并應用分布式關系數據庫實現歷史數據保存;通過呼叫中心的H.323協議,在電梯轎廂嵌入式終端移植并實現支持音視頻同步通信的H323嵌入式軟件,當發生困梯和故障的時候可以聯系呼叫中心、質監局和運營單位、維保單位實現多方通話,對受困人員進行安撫與解困指導。
3.5平臺開發技術.NETFramework5.0是用于Windows的新托管代碼編程模型,其強大功能與新技術結合起來,用于構建具有視覺上引人注目的用戶體驗的應用程序,實現跨技術邊界的無縫通信,同時提供一個將軟件部署和編譯代碼執行環境,并大幅提高軟件運行的并行計算能力[12]。VisualStudio2010作為基于.NETFramework運行環境的開發軟件,目前正擁有龐大的客戶群,其集成開發環境(IDE)的界面被重新設計和組織,不僅適合專業人員進行開發,對于非專業人員,簡單實用也非常簡潔明了,并且支持開發面向Windows7的應用程序。在實現高速運轉的服務器平臺的同時,系統還需要通過可移動終端將維保操作記錄同步到電梯云計算平臺,實現對維保工作的規范性和準確性進行遠程管理。因此借助廣泛存在且應用的Android手機平臺建立維保客戶端,系統采用較新的Eclipse4.2進行開發,其作為功能完整且較為成熟開源式軟件,允許嵌入Android編譯環境進行開發,提升的基于模型的用戶接口框架,為開發者提供更靈活的界面設計;提供面向服務的編程模型,使維保客戶端與服務器實現無縫連接。
4結論
電梯伴隨社會經濟發展和城市化建設而快速增長,是城市垂直運輸的最主要交通工具,電梯與城市百姓的工作、學習、生活息息相關。電梯公共服務平臺作為城市化信息建設的一部分,對電梯相關數據進行深入的數據挖掘,并以此為基礎提供增值服務,實現準公益性質平臺的持續良性發展。本文以某政府主導的電梯公共服務平臺為實例,收集了實際運行的數據。通過測試數據說明,該平臺實現將維保管理、電梯運行監管、緊急事件響應、故障發現和處理、公眾信息服務、音視頻電子傳媒等業務系統用云計算技術統一集成,形成了可服務電梯、維保公司、質監部門、物業公司、企業服務平臺運營商等多角色多實體的物聯網運營體系。構建一個既能體現電梯運行安全監管職能,又能與城市應急救援指揮中心聯動,且能保障人民群眾生命財產安全的公共服務平臺。
作者:徐守輝楊律青單位:廈門信達物聯科技有限公司廈門大學軟件學院
1現代科學技術實施的前提條件
生長環境的好壞決定著農產品的質量,植物的健康成長更是與其環境息息相關。除此之外,自然因素對植物的生長有著決定性的作用,最主要的則表現在:光線的強度及陽光照射時間的長短、土壤環境、二氧化碳濃度、水分的控制等等,這些都共同決定了植物的生長狀況。現代科學技術還可以在一定程度上改變植物的生長環境,通過改變其土壤中的養分及空氣中二氧化碳的濃度,來對植物的正常生長環境進行合理的控制,通過這種方法可以在某種程度上提高果實的結果率,再利用現代化生物技術等來提高農產品質量,從而為企業迎來更好的發展。
2物聯網技術的實施方案
2.1傳感器單元物聯網技術農業專家系統想要獲得更好的應用效果,在傳感器方面,需要做到對癥有效。
2.1.1氣體溫度傳感器在國外的先進國家這種傳感器技術已相對純熟。我國主要采用瑞士公司推出的單片數字溫濕度傳感器,來對空氣溫度進行傳感探究。這種高端傳感產品具有可靠性和穩定性等特點,可以在一定程度上大幅降低了獲取數據的難度,并有效增強了其抗干擾能力,做到低能耗、高靈敏、高性價比等特點。在實際的農業栽培培養技術中,可以利用這種氣體溫濕度傳感器來更加準確的獲取環境信息,并為以后的農作物生長提供相應的材料資源。
2.1.2土壤水分溫度傳感器該傳感器主要利用時域反射原理進行設計,并通過將其埋藏在土壤的方法,更好地檢測土壤中水分的分布情況。土壤水分溫度傳感器可以與采集器結合使用,利用這2種現代科技可以對土壤中各種理化性狀、氣溫變化及人為水分管理進行合理化監測。除此之外,這種傳感器可適用于各種土壤環境,并對其土壤水分情況進行精確的判斷,并將數據及時上傳到數據庫中,以便人們對其合理控制。
2.1.3光照傳感器這種傳感器的主要特點在于,其體型較小、使用時間長、密封性好、精準性高、可控效果好,可以更好地抵御因自然環境造成的干擾,從而對現代溫室環境進行合理監測。
2.2數據采集單元
2.2.1無線傳感器采集器通過傳輸數據的方式將采集器所采集到的信息及時傳送到管理系統當中,使人們可以在第一時間對農作物生長情況做出準確的監測及處理。采集器主要包括數據采集和傳輸2方面,其特點則表現在安裝簡便、使用成本低等。對采集器的電路本身而言,其主要包括信息處理電路、復位電路、A/D/D/A轉換器、晶振電路、顯示電路等等。
2.2.2多通道無線數據采集器這種多通道數據采集器可以采集多種信號,而信號則主要表現在物理模擬信號和數字信號2種。通過這種采集方式可以有效解決傳統的人力、物力和資源等問題,除此之外,還具有防水、防曬、安全采集、防雷擊等優點。物聯網農業專家系統可以實現在數據上的多種顯示技術,在數據采集、打印、存儲等方面更是具有突出的特點。
3結論
我國農業生產想要有效擺脫自然環境干擾,最主要的就是用科技的力量對其進行創新改革。本文主要針對物聯網技術農業專家系統來對農作物生長進行有效監控,并通過采集到的數據來對農作物的生長環境進行整改,從而對我國的農業發展起到促進的作用。
作者:張宇單位:東北農業大學