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關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 樓宇智能系統(tǒng) 互聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號：TU855 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）07-0153-01

由于物聯(lián)網(wǎng)能夠采集樓宇中所有物體的各種信息，然后將物與物或者物與人通過網(wǎng)絡(luò)連接起來，因此在樓宇智能系統(tǒng)中的應(yīng)用前景十分廣闊。本文介紹了物聯(lián)網(wǎng)和樓宇智能系統(tǒng)的概念，分析了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的樓宇智能系統(tǒng)的設(shè)計方法與實現(xiàn)的途徑。

1 物聯(lián)網(wǎng)和樓宇智能系統(tǒng)概述

1.1 物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)，即物體與物體之間相互連接形成的網(wǎng)絡(luò)。它包括兩方面意思：首先，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，它是對互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的一種擴展。其二，物聯(lián)網(wǎng)的用戶端，可以是任意的兩個物體，通過物聯(lián)網(wǎng)可以使任意兩個或者多個物體間實現(xiàn)信息的互通與交流。因此，物聯(lián)網(wǎng)的概念是：利用各種類型的信息傳感設(shè)備，將互聯(lián)網(wǎng)與任意的物體進行連接，以實現(xiàn)物體間信息和通信的交換。其目的是為了實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與物體的連接，方便人們識別、管理和控制。

1.2 樓宇智能系統(tǒng)

樓宇智能系統(tǒng)即是采用系統(tǒng)集成的方法，將計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與建筑的設(shè)計進行有效的綜合，讓信息資源得到更加合理的利用，使人們對樓宇的監(jiān)控和管理更加方便。樓宇智能系統(tǒng)由樓宇、辦公、通信這三個方面的自動化系統(tǒng)組成。這三個自動化系統(tǒng)各自又包含許許多多的子系統(tǒng)，各個子系統(tǒng)之間相互作用、相互協(xié)調(diào)、相互影響。組成樓宇智能系統(tǒng)的三個自動化系統(tǒng)中，樓宇自動化系統(tǒng)是最基礎(chǔ)，也是最關(guān)鍵的部分。它不但集中監(jiān)視樓宇中的各種設(shè)備和系統(tǒng)，還要對這些系統(tǒng)和設(shè)備進行有效的管理。由于樓宇自動化系統(tǒng)功能十分復(fù)雜，規(guī)模十分龐大，因此子系統(tǒng)也相對較多，各個子系統(tǒng)的分工也各不相同。但是目前組成樓宇自動化系統(tǒng)的連接技術(shù)和通信技術(shù)還沒有統(tǒng)一的標準，因此設(shè)計的系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性相對較差。雖然目前采取了一些技術(shù)手段來解決這些問題，比如現(xiàn)場總線技術(shù)等，但效果不是十分明顯，很難為用戶提供一個運行良好的控制平臺，無法達到高效、節(jié)能的要求。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的樓宇智能系統(tǒng)的設(shè)計

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的樓宇智能系統(tǒng)由很多子系統(tǒng)組成，比如消防子系統(tǒng)、安防子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)等，這些子系統(tǒng)通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)進行連接，然后接入到對應(yīng)樓層的交換機中。各個樓層的網(wǎng)絡(luò)交換機系統(tǒng)通過樓宇物聯(lián)網(wǎng)光纖干線成為一個整體，然后將這些信息輸入到物業(yè)管理系統(tǒng)的服務(wù)器中，通過數(shù)據(jù)庫的整理，最終在監(jiān)控顯示屏中顯示出來。另外，相關(guān)部門在獲得授權(quán)的情況下，還可以利用因特網(wǎng)對樓宇中所有的監(jiān)控信息進行遠程控制和查看。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的樓宇智能系統(tǒng)的實現(xiàn)

3.1 智能消防

消防部門可以通過互聯(lián)網(wǎng)查看安裝在樓宇中的火災(zāi)檢測儀器檢測到的信息，判斷樓宇中是否發(fā)生火災(zāi)，如果樓宇中發(fā)生火災(zāi)，消防部門可以在第一時間出警，減少火災(zāi)造成的損失，保障人們的生命和財產(chǎn)安全。另一方面，消防部門在對樓宇進行滅火時，可以查看計算機中樓宇的三維模型，準確判斷發(fā)生火災(zāi)的位置，集中力量對發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域進行滅火。通過觀察三維模型中樓宇的疏散通道，有利于消防部門制定合理的營救和疏散方案，防止火勢的蔓延導(dǎo)致更大的傷亡。

3.2 自動抄表

由于物聯(lián)網(wǎng)將樓宇中所有居民的電表、煤氣表、水表都接入到互聯(lián)網(wǎng)中，因此各個公司只要通過互聯(lián)網(wǎng)就可以輕易獲取用戶消費的相關(guān)數(shù)據(jù)，而不需要采用傳統(tǒng)的方法，派工作人員挨家挨戶上門查表，提高了工作的效率和數(shù)據(jù)的準確性。

3.3 節(jié)能管理

根據(jù)相關(guān)部門的統(tǒng)計，建筑耗能成為了我國全部能耗的重要組成部分，占到35%左右，而建筑耗能主要是樓宇中的各種空調(diào)和照明設(shè)備的消耗。在樓宇中的不同位置安裝一些閱讀器和傳感器，進而可以精確地獲知樓宇中人員的數(shù)量和位置的分布情況。另外，在樓宇中不同位置，安裝一些溫度檢測設(shè)備，可以及時顯示樓宇中不同位置的溫度的分布情況。依據(jù)這些安裝的閱讀器和溫度檢測設(shè)備反饋的數(shù)據(jù)，我們可以有選擇性的關(guān)閉一些照明設(shè)備，調(diào)整空調(diào)的溫度和風速，以達到綠色節(jié)能的目的。

3.4 設(shè)備運行維護與管理

在目前現(xiàn)代化的樓宇中有許多相當昂貴的設(shè)備，如中央空調(diào)、電梯等，他們的作用不可替代，因此必須由專門的人員對這些設(shè)備進行管理和維護，而現(xiàn)在很多的物業(yè)公司往往不具備這方面的技術(shù)和人力。而將這些設(shè)備接入到物聯(lián)網(wǎng)之后，可以將維護這些設(shè)備的任務(wù)外包給其他更加專業(yè)的電梯和中央空調(diào)維護公司等專業(yè)維護隊伍，那些專業(yè)的維護公司通過查看物聯(lián)網(wǎng)中檢測到的信息，可以準確地制定出設(shè)備維護和故障修理的計劃。這樣即減輕了物業(yè)公司的壓力，又保證了設(shè)施設(shè)備的使用的完好性。

4 結(jié)語

雖然目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還不是十分成熟，仍然處在摸索的階段，但是隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，在樓宇智能系統(tǒng)中采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是未來樓宇建設(shè)的一個重要的方向。采用基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的樓宇智能系統(tǒng)，將使得樓宇的功能性和安全性得到很大的提升，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的樓宇智能系統(tǒng)將會被更多人所接受。

參考文獻

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【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；消防監(jiān)督；應(yīng)用

1引言

隨著城市化進程的加快，城市中各類建筑如雨后春筍般涌現(xiàn)，從數(shù)量及規(guī)模上較之前都有明顯提升。與此同時，較高的城市建筑密集性為城市消防帶來了巨大壓力。近幾年，各類火災(zāi)事故發(fā)生率明顯增多。因此，開展消防監(jiān)督檢查對降低火災(zāi)事故的發(fā)生率，保障社會的安定和諧有著重要作用。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與消防監(jiān)督檢查工作的結(jié)合也是建設(shè)“智慧城市”的重要環(huán)節(jié)，能夠提升消防監(jiān)督檢查工作的效率，推進我國消防監(jiān)督檢查工作向現(xiàn)代化和智能化的方向發(fā)展。

2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要組成部分，近年來被廣泛應(yīng)用于社會的各個領(lǐng)域，對提升整個社會的智能化水平發(fā)揮了重要作用[1]。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)⒅悄芑夹g(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳感技術(shù)等多種技術(shù)相結(jié)合，通過綜合調(diào)度傳感裝置，實現(xiàn)對相關(guān)信息數(shù)據(jù)的收集與分析。目前，較為常見的信息交互設(shè)備主要有紅外視頻掃描設(shè)備、溫度感應(yīng)器及聲波感應(yīng)器等。正是由于這些信息交互設(shè)備的運用，能夠?qū)崿F(xiàn)對信息的輸送、處理及反饋。如今，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能化水平日益提高，將這一技術(shù)運用于不同領(lǐng)域之中能夠更好地對信息進行分類與篩選。同時，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運用于消防監(jiān)督檢查工作中，不僅節(jié)省了消防監(jiān)督檢查工作中對人力及物力的消耗，提高了工作效率，而且能夠及時對火災(zāi)進行預(yù)警，大大降低了火災(zāi)發(fā)生的概率。

3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于消防監(jiān)督檢查中的必要性

消防監(jiān)督檢查是一項關(guān)乎人民群眾生命財產(chǎn)安全以及社會和諧發(fā)展的工作，涉及的范圍較大、細節(jié)較多，在實際的消防監(jiān)督檢查工作中，往往是采取抽查的方式，并不能實現(xiàn)對受檢單位的每一個點位及消防設(shè)備的全面檢查。同時，隨著城市的發(fā)展，不同結(jié)構(gòu)及形態(tài)的建筑也涌現(xiàn)出來，這進一步增加了消防監(jiān)督檢查的難度。為了最大程度地提升消防監(jiān)督檢查的效率及質(zhì)量，更加全面地消除被檢單位的安全隱患，必須借助網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的優(yōu)勢，在消防監(jiān)督檢查系統(tǒng)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建智能化及信息化的消防監(jiān)督系統(tǒng)，這也是我國消防工作發(fā)展的必由之路。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在消防監(jiān)督安全系統(tǒng)中的應(yīng)用能夠最大程度地提升消防監(jiān)督檢查工作的效率，消防檢查人員不需要再深入建筑中的每一個點位來進行消防監(jiān)督檢查，通過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)終端就能夠全面了解和掌握被檢單位建筑內(nèi)的環(huán)境及消防設(shè)備的情況，還能夠進行數(shù)據(jù)的收集與整理，更加快速高效地完成消防監(jiān)督檢查工作，減少火災(zāi)安全隱患，保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全。除此之外，城市消防工作是一項系統(tǒng)工程，需要多部門的協(xié)同配合及快速反應(yīng)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用能夠加強消防系統(tǒng)各部門的聯(lián)系，從而有效解決多部門聯(lián)合執(zhí)法與工作的實際問題，提高消防預(yù)警的準確性，大幅縮減報警時間，加快現(xiàn)場處理的反應(yīng)速度，降低火災(zāi)出現(xiàn)的概率。消防系統(tǒng)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的基本框架主要體現(xiàn)在三個環(huán)節(jié)，即管理感知、應(yīng)急救援及輔助決策。其中，管理感知環(huán)節(jié)包括的系統(tǒng)又分為：消防安全隱患巡遠程監(jiān)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)建筑物內(nèi)煙霧、明火的識別，通過消防視頻監(jiān)控對現(xiàn)場情況進行觀察，及時發(fā)現(xiàn)并監(jiān)控火災(zāi)情況。如果發(fā)生火災(zāi)，該系統(tǒng)可以在第一時間報警，同時啟動消防噴淋頭以及消防供水系統(tǒng)。在進行日常消防安全檢查中，利用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)還能夠完成設(shè)施巡查、隱患上報以及任務(wù)考核等工作。如若發(fā)生火災(zāi)，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)在應(yīng)急救援行動中的全面調(diào)度，能夠極大地提高應(yīng)急救援行動的速度和效率。在輔助決策時，通過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供的相關(guān)數(shù)據(jù)，能夠?qū)馂?zāi)隱患進行全面分析，不斷優(yōu)化消防人員及相關(guān)設(shè)施等消防資源。

4物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于消防監(jiān)督檢查的技術(shù)支撐

為了適應(yīng)當前消防工作的新形勢，實現(xiàn)各類信息的互聯(lián)、互通就顯得十分重要。消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要有一定的技術(shù)支撐，才能實現(xiàn)與現(xiàn)有的消防數(shù)字化信息系統(tǒng)的對接，從而達到彼此數(shù)據(jù)交換、存儲及共享的目的。消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主要由四個層面的技術(shù)組成，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層、處理層和應(yīng)用層。

4.1感知層面的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

在感知層面所涉及的技術(shù)主要體現(xiàn)在各種信息采集及傳感設(shè)備中，例如紅外感應(yīng)器、射頻識別裝置、新型傳感器等，這些設(shè)備能夠便于消防部門對各單位消防狀況的信息讀取與調(diào)控。其中涉及的技術(shù)主要有以下三種。

4.1.1傳感器技術(shù)傳感器裝置主要用于檢測，它能夠?qū)⒏兄降谋粶y信息以設(shè)定的信號形式傳遞出去，從而實現(xiàn)對信息的傳輸、存儲、處理和控制等[2]。由于一些高新技術(shù)的推動，如光電技術(shù)、微電子技術(shù)等，使傳感器技術(shù)不再是單一功能，而是越來越朝著微型化、智能化與多樣化方向發(fā)展。傳感器有兩種分類方法，根據(jù)工作原理進行分類，可以分為磁敏傳感器、針對傳感器、生物傳感器等。根據(jù)用途進行分類，可以分為溫度傳感器、速度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器等。

4.1.2電子標簽技術(shù)電子標簽系統(tǒng)利用無線電信號來識別特定目標，并能夠?qū)⑾嚓P(guān)數(shù)據(jù)進行讀寫。電子標簽即RFID（射頻識別技術(shù)）標簽，射頻識別技術(shù)是消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，其與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)對物品的跟蹤及信息的共享。射頻識別技術(shù)涉及眾多高科技領(lǐng)域，如制造、材料、信息等，同時也覆蓋多方面技術(shù)，如芯片技術(shù)、天線設(shè)計技術(shù)、標簽封裝技術(shù)等。

4.1.3視頻圖像采集技術(shù)在高速發(fā)展的科學技術(shù)的助推下，視頻圖像采集技術(shù)已不再是模擬采集，而是采用數(shù)字化采集的方式，并且呈現(xiàn)出三大發(fā)展趨勢：處理技術(shù)的數(shù)字化、視頻質(zhì)量的高清化及前端壓縮的智能化。由于成像原理的區(qū)別，視頻圖像采集技術(shù)分為兩種，即可見光視頻圖像采集技術(shù)以及夜視視頻圖像采集技術(shù)。

4.2網(wǎng)絡(luò)層面的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)層面的主要任務(wù)是利用相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對感知層面所采集到的信息進行匯總與傳輸。在消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)需要滿足兩點：網(wǎng)絡(luò)分配技術(shù)升級、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的發(fā)展。此外，消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)還需要有線及無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支撐，進而構(gòu)建具有層次性的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。這一層面的技術(shù)主要有以下三種。

4.2.15G通信技術(shù)5G通信的關(guān)鍵技術(shù)之一就是增加了D2D通信技術(shù)，相比4G通信，5G通信技術(shù)具有連接容量大、通信延遲減少、傳輸速度更快等優(yōu)勢。D2D技術(shù)的應(yīng)用能夠使用戶間的通信能耗降低，從而提升通信效率。5G通信技術(shù)的出現(xiàn)能夠進一步優(yōu)化與提高消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的運行性能，實現(xiàn)不同設(shè)備之間的通信與交互，進一步豐富網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，充分滿足消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)管理的需求，使系統(tǒng)更加智能化、移動化。

4.2.2IPv6（互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第6版）IPv6是通過128位二進制數(shù)碼進行標識，是IPv4的升級替代技術(shù)。IPv6相比于IPv4有了更多的網(wǎng)絡(luò)地址資源數(shù)量，其地址資源是IPv4的1029倍。此外，IPv6還解決了多種接入設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的問題。目前，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)由IPv4過渡到IPv6，較大程度地提升了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的性能。

4.2.3異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)該技術(shù)主要是通過選取恰當?shù)募夹g(shù)手段使不同類型的網(wǎng)絡(luò)能夠互聯(lián)互通，使不同網(wǎng)絡(luò)相互補充，更好地滿足用戶需求。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合涉及業(yè)務(wù)、控制、接入、傳輸、空中接口等多個通信系統(tǒng)層面。根據(jù)主干網(wǎng)的不同可分為基于互聯(lián)網(wǎng)和移動IP的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)、基于IP核心網(wǎng)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)、基于無線自組網(wǎng)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)等。

4.3處理層面的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

處理層相當于整個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的“大腦”，能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)層面所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)資源進行處理，從而實現(xiàn)自適應(yīng)傳輸，達到互聯(lián)操作及信息共享的目的。此外，處理層還能夠為應(yīng)用層提供統(tǒng)一的接口以及虛擬化的支撐。這一層面涉及的技術(shù)主要有以下兩種。

4.3.1大數(shù)據(jù)技術(shù)隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，各個行業(yè)和領(lǐng)域都產(chǎn)生了海量數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)就是通過對海量數(shù)據(jù)的分析，快速獲得有價值的信息。大數(shù)據(jù)技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用，對采集數(shù)據(jù)的工具以及數(shù)據(jù)存儲都提出了挑戰(zhàn)。大數(shù)據(jù)技術(shù)也有許多支撐技術(shù)，如數(shù)據(jù)采集技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等。通過這些支撐技術(shù)的融合，能夠?qū)Ａ繑?shù)據(jù)進行高質(zhì)量、高效率處理，還能夠?qū)崿F(xiàn)對未來數(shù)據(jù)變化的預(yù)測。

4.3.2云計算技術(shù)云計算是基于互聯(lián)網(wǎng)的一種計算模式，是傳統(tǒng)的計算機技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相融合的產(chǎn)物。這一技術(shù)能夠?qū)⒂脩魪慕K端帶入“云端”，用戶只針對自己的需求在某一應(yīng)用中進行操作，而云計算技術(shù)則會通過特定方式來實現(xiàn)用戶需求[3]。例如，人們普遍使用的搜索引擎就是云計算技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中運用的具體體現(xiàn)，人們通過搜索關(guān)鍵字便能夠獲得與之相關(guān)的大量信息。

4.4應(yīng)用層面的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

應(yīng)用層面的主要任務(wù)是開發(fā)消防業(yè)務(wù)的應(yīng)用接口以及解決方案，將消防監(jiān)督檢查與物聯(lián)網(wǎng)的特性相結(jié)合，從而構(gòu)建起消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過對下層網(wǎng)絡(luò)信息的提取，通過對相關(guān)信息的封裝，從而形成完整的業(yè)務(wù)引擎供用戶使用，能夠?qū)崿F(xiàn)對用戶的統(tǒng)一管理，方便消防部門進行消防監(jiān)督與管理工作。該層面主要涉及的技術(shù)有以下兩種。

4.4.1視頻檢索技術(shù)隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，視頻檢索技術(shù)也日趨成熟。當前，有許多信息是通過視頻形式從各種媒體中呈現(xiàn)出來。因此，從大量的視頻數(shù)據(jù)中找到需要的片段是視頻檢索技術(shù)需要完成的主要任務(wù)。當前，已經(jīng)研發(fā)并使用的視頻檢索技術(shù)有基于內(nèi)容的圖像檢索技術(shù)、基于文字的圖像檢索技術(shù)以及視頻濃縮技術(shù)。

4.4.2網(wǎng)絡(luò)信息安全技術(shù)信息安全是消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要解決的一大難題。物聯(lián)網(wǎng)較傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)更加注重數(shù)據(jù)的采集與挖掘，這也對物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)安全、信息安全、網(wǎng)絡(luò)安全等提出了嚴峻挑戰(zhàn)。網(wǎng)絡(luò)信息安全技術(shù)能夠?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)及分析結(jié)果進行有效保護，從而避免對公共安全及商業(yè)秘密造成威脅。

5物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于消防監(jiān)督檢查中的發(fā)展前景

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關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；環(huán)境檢測；應(yīng)用；三層架構(gòu)

隨著經(jīng)濟的突飛猛進，我國在水質(zhì)、大氣、生態(tài)環(huán)境等各方面都受到了不同程度的污染，為了改善和保護我們的生活環(huán)境，就要借助各種技術(shù)來加強對生活環(huán)境的檢測，從而制定更好的保護措施。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一種信息收集、監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在環(huán)境檢測中有著重要的作用，因此環(huán)境檢測工作人員應(yīng)該加強物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在檢測中的運用。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境檢測中的實際應(yīng)用

1.1 在水質(zhì)檢測中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境檢測中的應(yīng)用有很多，其中在水質(zhì)檢測中的應(yīng)用最為廣泛，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以為我國的水資源保護和利用提供可靠的數(shù)據(jù)，從而幫助我們更好地保護水資源。比如，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來對飲用水水質(zhì)檢測的時候，只需要將物聯(lián)傳感器安放在飲用水的水源上，然后就可以對飲用水的水源地水質(zhì)進行檢測，從而更好地掌握飲用水的水質(zhì)情況。在借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對工業(yè)污水檢測的時候，特別是對工廠的廢水排放檢測中，需要在廢水排放的河流中建立自動的水質(zhì)監(jiān)測站，時刻對廢水的排放進行檢測，然后再將廢水的排放情況及時地上報，從而更好地起到檢測的作用。傳統(tǒng)的水質(zhì)檢測是通過取樣然后進行化驗，在此過程中不僅耗時較長，還要花費較多的人力物力，因此水質(zhì)檢測的效率降低。在借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的幫助后，可以通過建立水質(zhì)自動監(jiān)測站以及相應(yīng)的預(yù)警監(jiān)測設(shè)備，一旦發(fā)現(xiàn)水質(zhì)污染的情況就可以及時上報，及時解決水質(zhì)污染的問題，保證我們的飲用水質(zhì)量。

1.2 在大氣檢測中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也可以應(yīng)用在大氣檢測中，通過物聯(lián)網(wǎng)傳感器來對大氣中的污染物進行檢測，然后再將檢測數(shù)據(jù)及時地傳遞上報，從而幫助環(huán)境檢測員及時地掌握大氣污染的情況，保護我們的環(huán)境。在借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來對大氣進行檢測時，主要是對大氣中的二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳等氣體的含量進行檢y，一旦發(fā)現(xiàn)某些氣體的含量超過相關(guān)的指數(shù)，就要對當?shù)氐沫h(huán)境進行改善，提高當?shù)氐拇髿赓|(zhì)量。因此，物聯(lián)網(wǎng)的傳感器應(yīng)該安裝在人流較為密集的地區(qū)，這樣才能準確地檢測出人們生活中的大氣質(zhì)量。通過加強物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在大氣檢測中的運用，不僅可以有效地加強我們對大氣質(zhì)量的掌握，還能幫助我們更好地結(jié)合大氣檢測結(jié)果來制定和開展大氣環(huán)境保護措施，保護好我們的生存環(huán)境。

1.3 在海洋檢測中的應(yīng)用

海洋面積占到地球面積的百分之七十，因此海洋的環(huán)境質(zhì)量對于我們的生活有著重要的影響，所以我們要加強對海洋環(huán)境的檢測，保護好海洋環(huán)境，從而更好地保護地球環(huán)境。在進行海洋環(huán)境檢測的時候，也可以借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的幫助，通過結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)傳感器來對海洋的組成物質(zhì)進行分析。比如，我們可以借助海洋區(qū)域的無線傳感器的幫助來對海洋中的營養(yǎng)鹽含量進行信息收集，然后通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來對所采集到的信息進行傳輸，及時地將海洋環(huán)境檢測數(shù)據(jù)進行上報。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行海洋環(huán)境檢測，主要是加強不同海洋區(qū)域的傳感器之間的連接，還要掌握好傳感器安裝的高度，更好地保證檢測數(shù)據(jù)的可靠性，為環(huán)境檢測員提供更加精準的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)。

1.4 在重金屬污染檢測中的應(yīng)用

隨著我國工業(yè)的發(fā)展，我國的重金屬污染問題越來越突出，對我們生活的影響也越來越明顯，因此為了加強對重金屬污染問題的控制，我們可以加強物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在重金屬污染檢測中的應(yīng)用。重金屬污染與其他環(huán)境污染最大的區(qū)別就是重金屬污染持續(xù)的時間較長，一旦發(fā)生了重金屬污染就很難進行根本上的消除，因此一定要做好對重金屬污染檢測的工作，避免重金屬污染的發(fā)生。環(huán)境檢測工作人員可以借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的幫助來對重金屬污染地區(qū)記性樣本的采集和化驗，并且及時地將化驗結(jié)果傳輸?shù)轿廴镜貐^(qū)，進而及時地制定解決措施，降低重金屬污染對我們的影響。

1.5 在生態(tài)環(huán)境檢測中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境檢測中除了可以應(yīng)用在水質(zhì)檢測、大氣檢測、海洋檢測、重金屬檢測，還可以運用在生態(tài)環(huán)境檢測中。特別是隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境檢測中的應(yīng)用，針對于生態(tài)環(huán)境檢測的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也逐漸成熟。針對于生態(tài)環(huán)境的物聯(lián)網(wǎng)檢測技術(shù)主要有視頻監(jiān)控技術(shù)，通過視頻監(jiān)控技術(shù)可以幫助工作人員及時準確地掌握動物的生產(chǎn)情況，從而更好地制定相應(yīng)的環(huán)境保護措施。除此之外，工作人員還可以借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來對沙漠的綠色植物的種植情況進行研究和分析，從而更好地制定沙漠植被保護措施。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境檢測中的三層架構(gòu)分析

2.1 感知層

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)三層架構(gòu)包括有感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的最基本架構(gòu)，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)，因為物聯(lián)網(wǎng)是通過感知層來獲取相應(yīng)的信息。感知層中的關(guān)鍵技術(shù)有很多，比如有二維碼、識讀器等，要實現(xiàn)智能化的感知層，就要加強智能卡、RFID等技術(shù)在感知層中的應(yīng)用，通過這些技術(shù)，讓環(huán)境檢測傳感器在收集到數(shù)據(jù)的同時能夠?qū)?shù)據(jù)進行處理以及輸送，從而大大地提高環(huán)境檢測信息處理和傳輸?shù)男?。由于各種原因，感知層的技術(shù)在使用過程中會出現(xiàn)較大的功能損耗，因此為了更好地提高物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境檢測中的運用，工作人員就要努力研究和解決感知層中的功能損耗問題，降低物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境檢測中的投入成本。

2.2 網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)最為重要的架構(gòu)，因為網(wǎng)絡(luò)層在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中起著信息傳遞的作用，也被比喻成物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的神經(jīng)中樞。網(wǎng)絡(luò)層的主要作用是進行信息的傳遞，包括信息中心、智能處理中心、網(wǎng)絡(luò)管理中心等等。通過網(wǎng)絡(luò)層中的各種技術(shù)之間的協(xié)作，可以讓人與人、人與物以及物與物之間的溝通更加簡單和智能化。網(wǎng)絡(luò)層中的信息傳輸方式有很多，用戶可以結(jié)合自己的需求來選擇不同的傳輸方式，從而更好地提高傳輸效率。網(wǎng)絡(luò)層中主要的信息傳輸方式有WIFI、CDMA、GPRS、3G、ADSL等等。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境檢測中的應(yīng)用，工作人員應(yīng)該加強對網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)的研究，降低技術(shù)的復(fù)雜性，提高信息傳遞的效率。

2.3 應(yīng)用層

應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的第三個架構(gòu)，主要是對信息進行處理和應(yīng)用，應(yīng)用層借助各種技術(shù)的幫助對收集的數(shù)據(jù)進行分析處理，然后為用戶提供其所需的數(shù)據(jù)，降低篩選信息的時間。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，工作人員可以收集到海量的環(huán)境檢測信息，借助應(yīng)用層技術(shù)的幫助，篩選出自己想要的內(nèi)容，進一步對環(huán)境進行檢測，提高環(huán)境檢測結(jié)果的可靠性。在應(yīng)用層中，可以分成四個組成部分，分別是數(shù)據(jù)中心、支撐平臺、環(huán)保業(yè)務(wù)以及門戶應(yīng)用。不同組成部分的功能作用是不一樣的，比如數(shù)據(jù)中心是對數(shù)據(jù)體系進行設(shè)計，支撐平臺主要是為數(shù)據(jù)的運行提供相關(guān)的技術(shù)支撐，保證環(huán)境檢測數(shù)據(jù)的傳輸，環(huán)保業(yè)務(wù)主要在數(shù)據(jù)中心和支撐平臺的基礎(chǔ)上建立相應(yīng)的環(huán)境檢測系統(tǒng)，對發(fā)生的環(huán)境污染事件及時地做出相應(yīng)的對策。

綜上所述，文章分別從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境檢測中的實際運用以及物聯(lián)網(wǎng)的檢測技術(shù)進行了分析，由此可見物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對我國的環(huán)境保護有著重要的作用，我們應(yīng)該加強物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境檢測中的運用，加強對我國環(huán)境的監(jiān)測，保護好我們的生活環(huán)境。

參考文獻

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關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；技術(shù)；多媒體；教室

近年來，多媒體設(shè)備的運用成為現(xiàn)有教學體系中不可或缺的重要構(gòu)成，對于進一步提高教學工作的實際效果具有重要意義，同時也有效的提高了課堂教學趣味性，所以在現(xiàn)階段的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧多媒體教室設(shè)計過程中，應(yīng)以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，將多媒體設(shè)備作為主要應(yīng)用方向，進而逐步提高物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在多媒體設(shè)備中的實際作用，以此為多媒體設(shè)備的合理化應(yīng)用及教室的科學化設(shè)備提供有利的技術(shù)支持。

1物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)通過傳感器、射頻識別、全球定位等信息設(shè)備，按照約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行被測物的聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置等各種信息的交換和通信。

1.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運用較為廣泛，通過信息的傳輸與分解來將信息的獲取及存儲等進行集中處理。該技術(shù)主要以傳感器技術(shù)為信息傳輸基礎(chǔ)，通過傳感器等設(shè)備進行信息的采集與傳輸。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不受時間及空間的影響，在任何的環(huán)境下均可使用，同時由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用便捷性較高，正常情況下可實現(xiàn)信息發(fā)送及接收的同時處理，對于提高信息管理效率具有重要作用。物聯(lián)網(wǎng)對于信息的處理范圍較大，能夠?qū)Χ喾N不同的信息進行同一時間的運行處理，是現(xiàn)代化智能控制系統(tǒng)不可或缺的重要構(gòu)成。

1.2物聯(lián)網(wǎng)的組成。物聯(lián)網(wǎng)主要由多個系統(tǒng)組成，其中最為主要的即為多傳感器系統(tǒng)、傳感網(wǎng)系統(tǒng)及Intemet系統(tǒng)等，以上三大系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)運行中較為常見，同時運行效果較好，能夠有效的完成數(shù)據(jù)捕獲及數(shù)據(jù)傳統(tǒng)等任務(wù)。傳感器系統(tǒng)即為多傳感器系統(tǒng)指的都是一個系統(tǒng)里面包含多種或多個傳感器的系統(tǒng)。能夠自動對數(shù)據(jù)信息進行識別，并加快數(shù)據(jù)信息的處理與交換，因此在系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中應(yīng)用較為廣泛。傳感網(wǎng)系統(tǒng)與Intemet系統(tǒng)實際上存在著相對較多的共同性，本文主要以智慧多媒體教室基本架構(gòu)的設(shè)計為主進行分析。該設(shè)計主要用于信息的捕獲及監(jiān)控，能夠在相對較多的時間內(nèi)對數(shù)據(jù)進行分析。該設(shè)計不僅在數(shù)據(jù)傳輸方面具有明顯優(yōu)勢，同時在數(shù)據(jù)校對及解讀方面也具有一定的優(yōu)勢。

2智慧多媒體教室設(shè)計

多媒體教學系統(tǒng)包含了全部電化教學、計算機輔助教學和演示手段，是目前最受歡迎、最便于使用、效果最理想的教學演示系統(tǒng)。它將多媒體計算機、視頻實物展臺、投影機等先進的視聽設(shè)備以及其他可遙控設(shè)備有機地連接，構(gòu)成現(xiàn)代化視聽教學環(huán)境。

2.1教學設(shè)備組成?，F(xiàn)階段，我國教學設(shè)備構(gòu)成主要以計算機設(shè)備為核心，通過投影設(shè)備及視頻展示設(shè)備為平臺向外延展。其中中央控制系統(tǒng)、投影屏幕及音響設(shè)備等均為主要的電子設(shè)備之一，因此以上設(shè)備的組合即為現(xiàn)代多媒體教學設(shè)備。在該設(shè)備體系中，中央控制器起到主要的協(xié)調(diào)作用，用過網(wǎng)絡(luò)管理模式來對不同的設(shè)備發(fā)出運行指令，同時利用攝像設(shè)備進行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，從而實現(xiàn)教學設(shè)備的一體化應(yīng)用。

2.2基本架構(gòu)。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，傳感器技術(shù)已開始得到廣泛關(guān)注和應(yīng)用，通過它構(gòu)成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WirelessSensorNetwork），可連接物理世界和數(shù)字世界。智慧多媒體教室采用體積小、能量消耗低、價格低廉的無線傳感器技術(shù)、RFID射頻技術(shù)、GPS技術(shù)、攝像頭和無線電通信技術(shù)加以設(shè)計，其物聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)主要分為感知層、接入網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。1）感知層設(shè)計。感知層設(shè)計主要由四部分構(gòu)成：首先是多媒體機柜連接設(shè)備，該設(shè)備系統(tǒng)依賴于RFID設(shè)備進行安裝，通過IC卡進行身份確認后方可進行使用。其次是多媒體攝像設(shè)備，該設(shè)備主要用于對設(shè)備使用人員進行監(jiān)控，通過圖像信息的監(jiān)控與反饋來進行設(shè)備運行的調(diào)整，從而提高設(shè)備運行的智能化及人性化。再次是多媒體傳感器檢測設(shè)備，該設(shè)備主要用于提高投影儀及電動幕布等設(shè)備的實際使用便捷性，通過對多個系統(tǒng)及設(shè)備融合運用，使其協(xié)調(diào)性得到有效的提升，此時設(shè)備便可使多種設(shè)備的運行保持一致。最后是多媒體設(shè)備的GPS無線定位報警設(shè)備，該設(shè)備主要用于對不同的設(shè)備運行指標進行分析，并提高設(shè)備運行安全性，提高設(shè)備身份識別效果，避免設(shè)備越權(quán)使用情況的發(fā)生，以此進一步提高設(shè)備的運行與管理水平。2）網(wǎng)絡(luò)層設(shè)計。多媒體教室的網(wǎng)絡(luò)層設(shè)計，為了將獲取的感知信息無障礙、安全、可靠進行傳輸，在網(wǎng)絡(luò)層的設(shè)計中，首先要考慮選擇適合的通信協(xié)議和信息融合技術(shù)，采用傳感器與多個Zigbee模塊組成節(jié)點，進行無線組網(wǎng)，與協(xié)調(diào)器共同搭建無線傳感網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息傳輸與控制。目前的全球因特網(wǎng)所采用的協(xié)議族是TcPIP／協(xié)議族。IP是TCP／IP協(xié)議族中網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議，是TCP/IP協(xié)議族的核心協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用所采用的協(xié)議大多是IPv4協(xié)議，然而2011年2月3日，國際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會ICANN官方宣布：全球最后一批IPv4地址分配完畢。這標志著，第一代互聯(lián)網(wǎng)地址的“池子”已經(jīng)全空了，目前IPv4地址消耗嚴重，很容易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)資源耗盡而癱瘓，無法滿足物聯(lián)網(wǎng)對大量地址的需要，而IPv6是基于IPv4的優(yōu)化更新，在校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中可發(fā)揮優(yōu)質(zhì)服務(wù)效能，并可實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)質(zhì)計算、高效能點對點通信聯(lián)系、互聯(lián)應(yīng)用、無線傳輸¨引，IPv6具有豐富的地址空間，可實現(xiàn)真正的端到端的互聯(lián)互通，安全性高。如果說IPv4實現(xiàn)的只是人機對話，而IPv6則擴展到任意事物之間的對話，它不僅可以為人類服務(wù)，還將服務(wù)于眾多硬件設(shè)備，它將是無時不在、無處不在的真正的寬帶網(wǎng)。我校無線校園網(wǎng)已接入中國下一代互聯(lián)網(wǎng)（CNGI-cERNET2），用戶只需添加IP、r6協(xié)議（win7及Vista系統(tǒng)已自帶）即可訪問豐富的IPv6資源，開展有關(guān)研究和體驗。下一代互聯(lián)網(wǎng)（CNGI-cERNET2）無線校園網(wǎng)的建成可以很好的支持智慧多媒體教室的建設(shè)。

3結(jié)論

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備運用集多種技術(shù)為一體，通過計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備融合提高設(shè)備運行便捷性，將其有效的運用于多媒體教室教學中。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備運用對于提高現(xiàn)階段部分院校的實際教學水平具有重要意義，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)智慧多媒體教室的設(shè)計過程中，要充分的發(fā)揮出多媒體設(shè)備優(yōu)勢，并進一步提高物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)運用功能性，為現(xiàn)階段多媒體設(shè)備合理運用奠定堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻

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關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；無線通訊技術(shù)；自組網(wǎng)；無線網(wǎng)絡(luò)

中圖法分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2014）04-0054-03

0 引 言

物聯(lián)網(wǎng)融合了新一代的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和移動通訊技術(shù)，通過把各種傳感器組成的終端嵌入到各種實體中，把實物組建成網(wǎng)絡(luò)的形式，與目前的互聯(lián)網(wǎng)整合起來，利用傳感器收集信息和互聯(lián)網(wǎng)快速傳遞數(shù)據(jù)信息的功能，以及利用計算機強大的數(shù)據(jù)處理信息能力，能夠高效快速地管理實物，并充分實現(xiàn)資源信息的共享，最終達到提高資源的利用率、提高生產(chǎn)水平的目的。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

在物聯(lián)網(wǎng)中，物體可以實時地被識別、定位和進行數(shù)據(jù)交互，這是形成物聯(lián)網(wǎng)的基本要求，物聯(lián)網(wǎng)的功能決定了其大體上分為3個層狀的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，圖1所示是物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)結(jié)構(gòu)。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)中的感知層由各種傳感器網(wǎng)絡(luò)和無線射頻識別系統(tǒng)組成，用于完成數(shù)據(jù)信息的采集和協(xié)同處理信息，主要涉及傳感器、RFID、多媒體信息采集和實時定位等技術(shù)[1]；

傳輸層也叫網(wǎng)絡(luò)層，是由互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)、移動通訊等組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，用來實現(xiàn)從信息采集到信息傳輸?shù)墓δ躘2]；

應(yīng)用層則通過上位機（PC機）、手機、智能控制系統(tǒng)等對收集到的數(shù)據(jù)信息進行整合、分析、計算和管理，形成與業(yè)務(wù)需求相適應(yīng)，并可實時更新的動態(tài)數(shù)據(jù)資源庫，為各類業(yè)務(wù)提供統(tǒng)一的信息資源服務(wù)，從而實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)各個行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，主要體現(xiàn)的是對信息的智能處理能力[3]。

2 無線組網(wǎng)技術(shù)

2.1 無線組網(wǎng)的模型

無線通訊模塊的實現(xiàn)不同于有線通訊，不能使用成熟的有線網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，不過無線通訊由于擺脫了場地的限制，所以組成網(wǎng)絡(luò)也有自身的特點，無線網(wǎng)絡(luò)總的來說一般分為3種情況：點對點、星狀網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，圖2所示是3種常見的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

圖2 三種常見的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

圖2中從左到右依次為點對點結(jié)構(gòu)、星型結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，深色的節(jié)點為協(xié)調(diào)器或者實現(xiàn)路由功能的節(jié)點，淺色節(jié)點為普通終端節(jié)點。

點對點通訊：適合連接物體不多的設(shè)備且需要相互之間傳遞數(shù)據(jù)信息的情況，這種情況屬于一種很特殊的網(wǎng)絡(luò)，只不過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點是簡單的包含終端和數(shù)據(jù)中心兩個方面；

星狀網(wǎng)絡(luò)：控制簡單，任何的節(jié)點只需要和中心節(jié)點通訊，致使協(xié)議也行對簡單，易于網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控和管理；

網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)：處于網(wǎng)絡(luò)中，每兩個節(jié)點之間可以直接或者間接的通訊，而且有時候通訊路徑也不唯一，這樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成各種形狀，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各個節(jié)點之間對資源的共享比較容易，能選擇最佳路徑，傳輸延時小但是建設(shè)網(wǎng)絡(luò)的費用高[4]。

2.2 無線組網(wǎng)通訊技術(shù)優(yōu)勢

無線組網(wǎng)通訊技術(shù)有以下的優(yōu)點：

實時查詢：在網(wǎng)絡(luò)中的每一個節(jié)點都能實時的傳輸信息，返回終端節(jié)點的狀態(tài)；

數(shù)據(jù)交流：能夠和信息處理中心進行雙向的數(shù)據(jù)信息傳遞和信息交換；

數(shù)據(jù)處理：終端節(jié)點一般有簡單提取和處理信息的能力，讓信息以相應(yīng)的格式傳送到信息處理中心；

組成網(wǎng)：雖然具體到每個節(jié)點都有不同的任務(wù)分工，但是每個節(jié)點都有相同的功能就是和上下節(jié)點之間建立連接，宏觀上面就是系統(tǒng)組成了一個無線的局域網(wǎng)絡(luò)；

低能耗：每個節(jié)點不管是終端設(shè)備、路由器還是協(xié)調(diào)器都是由微控制器控制的低功耗芯片，一般的終端節(jié)點都使用紐扣電池或者太陽能電池供電就足夠了，所以整個網(wǎng)絡(luò)的功耗低。

2.3 幾種常見的無線組網(wǎng)技術(shù)

2.3.1 藍牙組網(wǎng)

藍牙技術(shù)是一種支持設(shè)備短距離通信（一般10 m內(nèi)）的無線電技術(shù)。能在包括移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進行無線信息交換。利用“藍牙”技術(shù)，能夠有效地簡化移動通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠成功地簡化設(shè)備與因特網(wǎng)之間的通信。

藍牙系統(tǒng)采用一種靈活的無基站的組網(wǎng)方式，使得一個藍牙設(shè)備可同時與7個其他的藍牙設(shè)備相連接，藍牙系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的拓撲結(jié)構(gòu)有兩種形式：微微網(wǎng)（piconet）和分布式網(wǎng)絡(luò)（Scatternet）。

微微網(wǎng)是通過藍牙技術(shù)以特定方式連接起來的一種微型網(wǎng)絡(luò)，一個微微網(wǎng)可以只是兩臺相連的設(shè)備，比如一臺便攜式電腦和一部移動電話，也可以是8臺連在一起的設(shè)備。在一個微微網(wǎng)中，所有設(shè)備的級別是相同的，具有相同的權(quán)限。藍牙采用自組式組網(wǎng)方式（Ad-hoc），微微網(wǎng)由主設(shè)備（Master）單元（發(fā)起鏈接的設(shè)備）和從設(shè)備（Slave）單元構(gòu)成，有一個主設(shè)備單元和最多7個從設(shè)備單元。主設(shè)備單元負責提供時鐘同步信號和跳頻序列，從設(shè)備單元一般是受控同步的設(shè)備單元，接受主設(shè)備單元的控制；

分布式網(wǎng)絡(luò)是由多個獨立的非同步的微微網(wǎng)組成的，以特定的方式連接在一起。一個微微網(wǎng)中的主設(shè)備單元同時也可以作為另一個微微網(wǎng)中的從設(shè)備單元，這種設(shè)備單元又稱為復(fù)合設(shè)備單元。藍牙獨特的組網(wǎng)方式賦予了它無線接入的強大生命力，同時可以有7個移動藍牙用戶通過一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點與因特網(wǎng)相連。它靠跳頻順序識別每個微微網(wǎng)。同一微微網(wǎng)所有用戶都與這個跳頻順序同步[5]。

2.3.2 ZigBee協(xié)議組網(wǎng)

ZigBee是最近十年內(nèi)出現(xiàn)的一項技術(shù)，經(jīng)常應(yīng)用于工業(yè)等相關(guān)領(lǐng)域，一般會結(jié)合傳感器技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，ZigBee技術(shù)已經(jīng)在全世界的范圍內(nèi)推廣開來，也逐漸向農(nóng)業(yè)、醫(yī)學等相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展[6]。

在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中，分為幾種功能不同的類型。如：每一個網(wǎng)絡(luò)中只能有一個協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器主要是負責整個網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，同時它也可作為與其他類型網(wǎng)絡(luò)的通訊節(jié)點（網(wǎng)關(guān)），但是網(wǎng)絡(luò)中可以出現(xiàn)很多個路由器，終端的節(jié)點可以擁有的更多，但也有數(shù)量限制，一般一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)最多可存在65000個終端節(jié)點。

ZigBee組網(wǎng)協(xié)議的特點：

（1）ZigBee網(wǎng)絡(luò)的功耗都比較低，主要是因為該協(xié)議一般不支持高速的數(shù)據(jù)傳輸，而且有相應(yīng)的低功耗模式，在有限電量下可以工作很久的時間；

（2）該協(xié)議的容量比較大，在一個網(wǎng)絡(luò)中可以最多的存在65 000個節(jié)點，可以在星型網(wǎng)絡(luò)中容納不同的設(shè)備；

（3）組網(wǎng)形式靈活多變，連接的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間可以相互感知，數(shù)據(jù)流通途徑可以有多種方式；

（4）ZigBee協(xié)議體積小，一般在幾KB到幾十KB之間，也是屬于面專利費的協(xié)議，這樣使用該協(xié)議的成本也會比較低；

（5）可靠性和安全性比較高，在協(xié)議的MAC層中使用了確認信息的數(shù)據(jù)傳輸模式，發(fā)送的每一個數(shù)據(jù)都必須得到接收成功后，才能進行下一步傳輸動作，而且還提供了循環(huán)冗余校驗的功能，還提供了完善的加密算法，確保了信息的安全傳輸。

2.3.3 SimpicitiTI協(xié)議組網(wǎng)

SimpliciTI協(xié)議是德州儀器針對其生產(chǎn)芯片開發(fā)的，主要支持兩種通信結(jié)構(gòu)，簡單的點對點通信和星狀的網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)，在星狀的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中AP負責大部分的任務(wù)，包括網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建以及維護，對各個節(jié)點低功耗的支持等，還提供從正常模式到休眠模式的轉(zhuǎn)變，并且擁有很快的喚醒體制，該協(xié)議組成的網(wǎng)絡(luò)比較穩(wěn)定，數(shù)據(jù)的傳輸可靠性高，SimpliciTI協(xié)議對硬件資源需求不高，在滿足了基本的寄存器和較少的存儲條件就可以運行[7]，圖3所示是SimpliciTI組網(wǎng)協(xié)議的構(gòu)成圖。

圖3 SimpliciTI協(xié)議的組成結(jié)構(gòu)

可以看出，SimpliciTI組網(wǎng)協(xié)議主要分為3個部分：

（1）應(yīng)用層（Application Layer）

就是主應(yīng)用程序，在程序中定義并實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的各個功能，具體的包括整個系統(tǒng)的初始化，網(wǎng)絡(luò)的初始化以及網(wǎng)絡(luò)維護，整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程等；

（2）網(wǎng)絡(luò)層（Network Layer）

在網(wǎng)絡(luò)層中主要負責信息的收發(fā)隊列，由很多的網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用函數(shù)組成，這些函數(shù)都是以端口號的形式作為自身的標志，協(xié)議中出現(xiàn)的端口其實和TCP/IP中的端口相似，并且網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層也支持用戶自己定義，在SimpliciTI協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層中，通過相互的API函數(shù)調(diào)用最終實現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)層的功能；

（3）硬件邏輯層（Lite Hardware Abstraction Layer）

又可細分為射頻層Radio和應(yīng)用板支持層BSP，負責實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的API接口函數(shù)，主要包括涉及到射頻模塊的硬件結(jié)構(gòu)的函數(shù)定義。

SimpliciTI組網(wǎng)協(xié)議的一般工作流程如下：

整個系統(tǒng)首先進行硬件底層的初始化，然后是上層網(wǎng)絡(luò)的初始化，所有的終端節(jié)點開始發(fā)送入網(wǎng)請求，這個時候AP節(jié)點檢測是否有節(jié)點加入請求，發(fā)現(xiàn)有入網(wǎng)的請求就開始響應(yīng)終端節(jié)點，最終構(gòu)建好整個網(wǎng)絡(luò)框架。在網(wǎng)絡(luò)建立好了之后，可以調(diào)用協(xié)議中的API函數(shù)進行網(wǎng)絡(luò)的控制，以及整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)接收發(fā)送的流程的控制。

最后，設(shè)備之間通過調(diào)用協(xié)議接口函數(shù)建立好網(wǎng)絡(luò)后，就可以進行端到端的數(shù)據(jù)收發(fā)了，這樣就實現(xiàn)了整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳遞功能。

2.3.4 其他常見的無線組網(wǎng)技術(shù)

Wi-Fi也是市場上很熱門的通訊技術(shù)，正式的名稱是IEEE802.11b，傳輸?shù)乃俣纫埠芸?，，在通訊的覆蓋范圍上Wi-Fi要比其他的短距離無線通訊方式優(yōu)秀很多，可以輕松地覆蓋整個家庭、辦公室，甚至是整裝辦公大樓。覆蓋在網(wǎng)絡(luò)中的通訊終端都可以連接在一起，相互之間構(gòu)成互聯(lián)網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)。

3 無線組網(wǎng)技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

伴隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，無線組網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了社會的各個領(lǐng)域，結(jié)合傳感器技術(shù)和計算機技術(shù)對每個應(yīng)用領(lǐng)域都起到了很大的影響。

3.1 智能家庭

可以應(yīng)用于家庭的照明、溫度、安全、控制等，通過無線網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備可以收集家庭各種信息，傳送到中央控制設(shè)備，或是通過遙控達到遠程控制的目的，提供家居生活自動化、網(wǎng)絡(luò)化與智能化[9]。

3.2 工業(yè)應(yīng)用

通過無線網(wǎng)絡(luò)自動收集各種信息，并將信息回饋到系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理與分析，以利工廠整體信息之掌握，例如：火警的感測和通知、照明系統(tǒng)的感測、生產(chǎn)機臺的流程控制等，都可由組建的無線網(wǎng)絡(luò)提供相關(guān)信息，以達到工業(yè)與環(huán)境方面的控制管理。

3.3 物流應(yīng)用

目前物流產(chǎn)業(yè)正在蓬勃發(fā)展，特別是在各種網(wǎng)上購物方面物流是其支撐的很重要的一個方面，而在物流管理方面經(jīng)常會出現(xiàn)貨物的丟失等管理不當?shù)男袨椋@時候在每一個或者一批貨物上面加載定位標簽，使貨物組建成為一個很大的物流網(wǎng)絡(luò)，不但能夠提高貨物的管理能力，也能大大提高生產(chǎn)運輸效率。

3.4 無線貨架標簽

電子貨架標簽系統(tǒng)是在計算機技術(shù)、移動通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，使用無線組網(wǎng)的方式統(tǒng)一管理商品信息，不但擁有便捷的管理方式和快速的數(shù)據(jù)信息處理能力，還減少了資源的浪費，節(jié)省了大量人力[10]。

3.5 農(nóng)業(yè)應(yīng)用

在農(nóng)業(yè)逐步邁進現(xiàn)代化的時代，也對農(nóng)業(yè)方面的管理提出了更高的要求，比如對農(nóng)業(yè)的自動化監(jiān)管和控制管理等，這就需要使用物聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)結(jié)合傳感器技術(shù)，實時地傳遞農(nóng)作物的空氣、濕度、溫度等相關(guān)信息，最終達到對農(nóng)業(yè)的智能控制。

4 結(jié) 語

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)目前正處于壯大發(fā)展的的階段，在不遠的未來肯定有其廣闊的發(fā)展前景，物聯(lián)網(wǎng)和無線網(wǎng)絡(luò)通信就像不可分割的一個整體相互促進，在未來，無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)將會是一個一體化的整合網(wǎng)絡(luò)，各種無線通訊技術(shù)如Wi-Fi、藍牙、ZigBee和移動通訊（2G、3G或者更高的技術(shù)）等都將會融合到互聯(lián)網(wǎng)中去，組成一個穩(wěn)定高速的信息數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，各種無線通訊技術(shù)相互補充完善，促使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日臻完善，屆時將會給人們提供一種更便利高效的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

參 考 文 獻

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[2]李錦濤， 郭俊波， 羅海勇， 等. 射頻識別 （RFID） 技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 信息技術(shù)快報， 2004， 11（2）： 1-10.

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[7]孫曉東. 基于 nRF2401 的 RFID 系統(tǒng)設(shè)計[D]. 杭州： 浙江大學， 2008.

[8]周祥. RFID 技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)探討 [D]. 鎮(zhèn)江： 江蘇大學， 2005.

篇6

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)； 傳感器；射頻識別；信息處理

中圖分類號：F124.3 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20161032065

隨著經(jīng)濟的發(fā)展及計算機技術(shù)的應(yīng)用擴展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)從傳統(tǒng)的人工種植，發(fā)展到現(xiàn)在的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)代化設(shè)施智能農(nóng)業(yè)?，F(xiàn)代化的物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)是市場化、集約化、智能化、國際化的必然農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)形態(tài)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)給與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)賦予了生命的氣息和人類的智慧。

物聯(lián)網(wǎng)是一種由多種信息技術(shù)融合而成的新型技術(shù)體系，繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后的第3次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)融合了射頻識別技術(shù)、無線傳感技術(shù)、全球定位等技術(shù)，將物與物進行互聯(lián)、相關(guān)信息的交換、監(jiān)控、管理，并通過定位系統(tǒng)智能識別和追溯。因此，物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，加強了人類與農(nóng)業(yè)的信息溝通，在動態(tài)的生產(chǎn)過程中，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有更加精細的認知、管理并控制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的各要素，加強人類對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的調(diào)控及突發(fā)事件的處理。我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)與農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量具有十分重要的地位，因此對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的研究也十分重視，因此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為新興的技術(shù)，在多個領(lǐng)域的應(yīng)用都取得了良好的成果。因此對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用進一步推進了農(nóng)業(yè)的發(fā)展，并且已經(jīng)成為我國農(nóng)業(yè)信息領(lǐng)域發(fā)展的重要手段。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，減少了勞動力，提升了農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，使得農(nóng)業(yè)從傳統(tǒng)的人工種植，轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝А⑾冗M的現(xiàn)代化種植方式，提升了農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是個復(fù)雜、難度極大的領(lǐng)域，生產(chǎn)過程中的各種因素都可能影響農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量及質(zhì)量。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究的一個非常重要的部分，從種植業(yè)、到養(yǎng)殖業(yè)等都受到了世界的關(guān)注，對其研究也日益深入。本文結(jié)合當今農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展及關(guān)鍵技術(shù)在關(guān)鍵環(huán)節(jié)的應(yīng)用做出了闡述。

1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題

1.1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的廣泛應(yīng)用，在互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字技術(shù)以及傳感技術(shù)的發(fā)展帶動下，新工藝的傳感器不斷涌現(xiàn)。逐漸向嵌入式、智能化、集成化且微型化發(fā)展。目前，在傳感器技術(shù)和制造工藝方面，美、日、德處于國際領(lǐng)先地位[1]。農(nóng)業(yè)傳感器技術(shù)的迅速發(fā)展，專業(yè)化程度越來越高。農(nóng)業(yè)傳感器的生產(chǎn)包含了土壤傳感器、氣象傳感器、水體傳感器、植物傳感器等，隨著人們對土壤重金屬含量的關(guān)注，隨之產(chǎn)生了土壤重金屬檢測傳感器。各種精準的傳感器的生產(chǎn)，越來越符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的復(fù)雜環(huán)境，各種檢測的傳感器，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集提供了強大的支持。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了無線自組織數(shù)據(jù)傳輸，與RS485總線結(jié)合，是無線和有線數(shù)據(jù)傳輸有效融合，保證數(shù)據(jù)的遠程傳輸?shù)谋憬菪裕€(wěn)定性。在智能控制方面，物聯(lián)網(wǎng)的核心控制芯片研發(fā)取得了優(yōu)異的進展。核心芯片融合了無線傳感、控制、通信及數(shù)據(jù)處理等能力。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實時檢測方面，20世紀70年代，國外開始對農(nóng)作物生長監(jiān)測進行研究并取得一定的成果，特別是歐美發(fā)達國家，如美國、荷蘭等實現(xiàn)了機械化。歐美等國家利用衛(wèi)星對大田種植進行精準作業(yè)、監(jiān)測及水肥等智能監(jiān)測，同時也建立了完善的生產(chǎn)過程。美國的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用最為領(lǐng)先。大農(nóng)場的構(gòu)建采用了精準的農(nóng)業(yè)模式，可以實現(xiàn)自動的雜草識別、精準施肥，大型的精準噴灌等。美國有15%以上的農(nóng)戶在農(nóng)業(yè)設(shè)備上安裝GPS系統(tǒng)，實現(xiàn)精準的定位。信息技術(shù)的發(fā)展推動著發(fā)達國家對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的健全和完善，在監(jiān)測和智能管理的基礎(chǔ)上，融合了人工智能技術(shù)，提升了傳感器采集來的數(shù)據(jù)的利用，通過人工智能技術(shù)實現(xiàn)預(yù)測等功能，將農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、在監(jiān)測和控制的基礎(chǔ)上結(jié)合了專家系統(tǒng)，有助于種植者的種植經(jīng)驗的提升和作物的精準管理。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，在很大程度上推動了農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

1.2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中存在的問題

我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和技術(shù)處于初級階段，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，由于大田等開放式農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的復(fù)雜性，因此在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)的應(yīng)用過程中，仍然存在一些問題。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的信息感知技術(shù)仍有待提高。在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用過程中，信息感知技術(shù)是智慧農(nóng)業(yè)中非常重要的組成部分。在傳感器的種類上有待增加。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，農(nóng)作物在種植、生長等過程中受到各種因素影響，現(xiàn)今比較成熟的傳感器主要有光照、溫濕度、pH值等傳感器，而對于作物的生理生態(tài)信息、植株形態(tài)等的傳感技術(shù)還不夠完善[2]。在傳感技術(shù)方面，傳感器設(shè)備種類不夠全面，不能夠滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求，精準度還有待提高。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全方面也待提升，在完善傳感設(shè)備、感知技術(shù)的同時，注重網(wǎng)絡(luò)安全的管理。在信息處理方面，大量數(shù)據(jù)的采集和管理及分析也成為日后專家系統(tǒng)完善的依據(jù)，加強大數(shù)據(jù)的分析和算法應(yīng)用，依據(jù)采集數(shù)據(jù)的內(nèi)部聯(lián)系的分析，推出做在生長過程中各種因素的關(guān)聯(lián)性，為提前預(yù)測做準備。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用

2.1 傳感器技術(shù)

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的參數(shù)很多。包括土壤溫濕度、空氣溫濕度、土壤酸堿度及作物生長的相關(guān)參數(shù)，而這些參數(shù)的采集均由傳感器采集。傳感器作為農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集的最直接的部件，是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。隨著傳感技術(shù)的研究和發(fā)展，傳感器的發(fā)展逐漸向微型化、集成化發(fā)展。目前，生物傳感器、微電傳感器、物性型傳感器應(yīng)用最為廣泛[3]。其中，物性型傳感器主要是自身的材料敏感度的物理變化實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)變。而生物傳感器是利用生物自身，將其作為敏感元件，根據(jù)其對外界的反應(yīng)來傳遞信息；微機電傳感器是新一代的研發(fā)技術(shù)，低成本、高可靠性、低功耗，同時傳感器體積小，便于安放。各種傳感器的應(yīng)用有效的監(jiān)測作物生長的相關(guān)參數(shù)。

2.2 信息傳輸技術(shù)

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)過程的相關(guān)因素的監(jiān)測是物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)至關(guān)重要的部分。國外的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的感知監(jiān)測技術(shù)相對比較成熟，國內(nèi)還在發(fā)展階段。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用過程中，數(shù)據(jù)的傳輸是至關(guān)重要的一部分。而無線傳感網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)中感知的消息傳輸?shù)闹匾侄巍Ｔ谖锫?lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)組建過程中是由有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)組成的。而無線網(wǎng)絡(luò)是無線網(wǎng)絡(luò)檢測區(qū)較為靈活，便于管理的網(wǎng)絡(luò)。在復(fù)雜的種植生產(chǎn)環(huán)境過程中，有線的網(wǎng)絡(luò)不便于管理和布線。無線的傳感網(wǎng)絡(luò)可以在監(jiān)測區(qū)域布置大量的傳感節(jié)點，進行多跳式自組織成監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。無線傳感網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的系統(tǒng)可以由無線網(wǎng)關(guān)、傳感節(jié)點和監(jiān)測中心3部分構(gòu)成。作物生產(chǎn)需要監(jiān)測的參數(shù)通過傳感器節(jié)點進行采集和傳輸。例如土壤溫濕度、空氣溫濕度及酸堿度等。

2.3 信息處理技術(shù)

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控的過程中將會采集大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)具有實時、動態(tài)、海量等特點。信息處理技術(shù)就是負責將采集的數(shù)據(jù)進行收集和分析處理。利用數(shù)據(jù)挖掘等方式發(fā)覺數(shù)據(jù)內(nèi)在的練習，進而發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)間新的影響關(guān)系等。為后續(xù)的專家系統(tǒng)及用戶的后續(xù)操作提供基礎(chǔ)支持。信息的處理技術(shù)一般采用人工智能技術(shù)，對獲得的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)的處理和分析。目前粗糙集、卡爾曼濾波[4]、動態(tài)貝葉斯等智能算法能夠挖掘數(shù)據(jù)間的練習，并進行預(yù)測分析。對于海量的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的存儲、計算和相關(guān)處理工作，云計算技術(shù)能夠有效的解決。同時大量涌現(xiàn)的云服務(wù)平臺能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)海量信息的存儲及搜索、分析等服務(wù)。

2.4 射頻識別技術(shù)

射頻識別技術(shù)（RFID）是一種非接觸式的自動識別技術(shù)。是物聯(lián)網(wǎng)感知個體的主要技術(shù)。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)通信技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)全球的農(nóng)產(chǎn)品定位和信息跟蹤。射頻識別技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全及監(jiān)測過程中起著至關(guān)重要的作用。能都對農(nóng)作物進行農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地、加工、物流等進行全面的跟蹤定位。射頻識別系統(tǒng)的組成有3部分：電子標簽、讀寫器及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[5]。隨著農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，射頻識別技術(shù)仍有許多地方需要改進和提升。例如識別的精準度、成本及面臨的信息安全等。

3 展望

物聯(lián)網(wǎng)融合了多項的信息技術(shù)，本身就具有一定的復(fù)雜性。物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，不僅包含了自身的復(fù)雜技術(shù)，同時結(jié)合了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中復(fù)雜的影響因素。未來農(nóng)業(yè)中傳感技術(shù)、定位技術(shù)、信息通信技術(shù)及云計算等將會貫穿整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程，逐漸實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化和智能化。但是，在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的過程中，應(yīng)關(guān)注農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全，在完善農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上，更加要重視農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的安全，加強安全的網(wǎng)絡(luò)管理。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新的變革，不僅有助于提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，同時也能夠有效的提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，減少勞動力的付出，提高農(nóng)民的收入。真正的實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化和智能化。

參考文獻

[1]唐珂.國外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展及對我國的啟示[J].中國科學院院刊，2013（06）：700-707.

[2]陳威，郭書普.中國農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2013（22）：196-205.

[3]李瑾，郭美榮，高亮亮.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用及創(chuàng)新發(fā)展策略[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2015（02）：200-209.

篇7

【關(guān)鍵詞】石油；物探設(shè)備；倉儲智能管理；系統(tǒng)設(shè)計

1石油物探設(shè)備倉儲智能管理系統(tǒng)的設(shè)計

1.1國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1.1國外物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究現(xiàn)狀物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展可分為四個發(fā)展階段，分別是：①大型機和主機聯(lián)網(wǎng)；②臺式機和筆記本的聯(lián)網(wǎng)；③手機等其他一些移動設(shè)備的互聯(lián)；④插入式的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。對于物聯(lián)網(wǎng)的研究，美國提出了智能化基礎(chǔ)設(shè)施，在智能化電網(wǎng)；智能互聯(lián)的建筑取得了很大發(fā)展。歐洲則提出了微電子傳感器技術(shù)。1.1.2國外物探設(shè)備管理現(xiàn)狀在國外，物聯(lián)網(wǎng)在石油的開采上面的應(yīng)用可以說是無處不在，市場中，物聯(lián)網(wǎng)正不斷在實踐中開發(fā)，油田得益于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，也擁有了屬于自己的物聯(lián)網(wǎng)油田系統(tǒng)，國外的某些油氣開采公司開始應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對石油開采設(shè)備實行了數(shù)字化的管理，淘汰了原有的人工記錄，極大地提高了工作效率，使得設(shè)備管理變得簡單規(guī)范合理。

1.2國內(nèi)技術(shù)研究現(xiàn)狀

1.2.1國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究現(xiàn)狀隨著這幾年經(jīng)濟的發(fā)展，及黨和國家對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究的支持和重視，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)總體在我國取得了比較快的發(fā)展，在有些技術(shù)領(lǐng)域也取得了突破性進展，比如云計算技術(shù)的發(fā)展，還有可滿足無線傳感網(wǎng)；無線局域網(wǎng)；有緣射頻識別技術(shù)，等特殊應(yīng)用的“唐芯一號”的研制成功，進一步推進了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。目前,我國的互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成功地應(yīng)用于超市管理、農(nóng)業(yè)的自動化管理、電子醫(yī)院、圖書館的管理，還有一些其他的交通收費設(shè)施等等。1.2.2國內(nèi)物探設(shè)備管理現(xiàn)狀由于數(shù)字化油田的發(fā)展尤其是在石油的生產(chǎn)環(huán)節(jié)提高了其極大的生產(chǎn)效率，但是目前在我國的現(xiàn)狀是油田的管理環(huán)節(jié)我國的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用總體還是一片空白，不過隨著物聯(lián)網(wǎng)油田建設(shè)的發(fā)展，一些石油企業(yè)在管理環(huán)節(jié)也開始慢慢的引進互聯(lián)網(wǎng)，如大慶油田利用物聯(lián)網(wǎng)進行某些數(shù)字化管理，但大部分的石油公司仍進行著傳統(tǒng)的人工登記，極大地影響著工作效率，所以我國目前急需要有一個可以實時更新與查詢的數(shù)字化倉儲管理系統(tǒng)。

2數(shù)字化倉儲管理系統(tǒng)的研究

2.1數(shù)字化倉儲管理系統(tǒng)的作用

總結(jié)目前我國物探設(shè)備倉儲管理的不足，再在研究物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，開發(fā)出一套能夠適應(yīng)油田倉儲管理的數(shù)字化管理體系。具體任務(wù)如下：研究國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀；研究國內(nèi)外倉儲管理的現(xiàn)狀；了解物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向；了解數(shù)字化油田的概念；了解物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架的基本組成方式、原理及如何應(yīng)用；初步提出物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架在物探設(shè)備倉儲管理應(yīng)用的構(gòu)想。

2.2數(shù)字化倉儲管理系統(tǒng)的方案設(shè)計

首先，借鑒國外先進的管理模式，充分對國內(nèi)外物探設(shè)備資料和倉儲管理現(xiàn)狀進行研究，總結(jié)物聯(lián)網(wǎng)在倉儲管理中的應(yīng)用時所采用的基本框架，進而為倉儲管理系統(tǒng)的使用也設(shè)計出相應(yīng)的框架，一定要對物探設(shè)備在安裝和使用過程中的重要參數(shù)進行詳細的記錄，以便為倉儲管理系統(tǒng)提供數(shù)字基礎(chǔ)。其次，在針對需要識別的物探設(shè)備信息物聯(lián)網(wǎng)要提供相應(yīng)的識別技術(shù)，在互聯(lián)網(wǎng)上搭載感知層系統(tǒng)，使得倉儲信息數(shù)據(jù)實現(xiàn)傳輸，并研究倉儲信息數(shù)據(jù)的傳輸方案，實現(xiàn)最終的無線傳輸功能，再通過搭載能夠?qū)?shù)據(jù)進行控制輸入的軟硬件設(shè)備，以便讀取更改信息，在對倉儲管理系統(tǒng)進行設(shè)計時，優(yōu)選出數(shù)據(jù)庫管理和倉儲管理的編程較短的軟件，以便實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速傳遞[1]。

3成功研究完的工作和創(chuàng)新方面

3.1成功研究完的工作

研究了物聯(lián)網(wǎng)在國內(nèi)外發(fā)展情況和倉儲管理系統(tǒng)在國內(nèi)外的發(fā)展情況之后，詳細分析了物聯(lián)網(wǎng)的組成框架，并對物探設(shè)備倉儲管理的數(shù)據(jù)進行詳細地剖析，對完成數(shù)字化管理所需要的軟硬件技術(shù)的支持也進行了詳細地分析，針對我國倉儲數(shù)字化管理的不足設(shè)計出了一套符合發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)框架體系，比如手持式寫讀器，高分辨率顯示器提供硬件支持，設(shè)計相應(yīng)軟件對系統(tǒng)進行優(yōu)化提供了相應(yīng)的硬件支持。

3.2創(chuàng)新方面

通過對石油物探設(shè)備倉儲智能管理系統(tǒng)的研究，運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)了石油物探設(shè)備倉儲數(shù)字化的智能管理，并通過相應(yīng)的軟硬件技術(shù)的支持，實現(xiàn)了信息數(shù)據(jù)的實時更改，實時查詢，提高了物探設(shè)備信息的安全性，也提高了工作的效率等等。

4石油物探設(shè)備管理系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計

①首先要對石油設(shè)備進行編碼，物聯(lián)網(wǎng)的感知層方面要對編碼進行相應(yīng)的識別，對于編碼方面所采用的技術(shù)有條形碼技術(shù)、射頻識別技術(shù)；條形碼技術(shù)采用的是光學原理，根據(jù)黑白條的不同頻率進行信息表達，射頻技術(shù)則采用載波的形式對信息進行存儲與信息的表達。由于考慮到石油勘探地質(zhì)環(huán)境的惡劣，通常采用射頻識別技術(shù)對勘探設(shè)備進行編碼識別。②在物聯(lián)網(wǎng)的傳輸層上采用無線傳輸技術(shù)，常用的無線傳輸技術(shù)有：移動傳輸技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)、微波通信技術(shù)。采用的技術(shù)根據(jù)不同的使用要求有不同的用處，同時也要考慮成本因素。③該石油管理系統(tǒng)的應(yīng)用層上需要有能夠讓人與機器實現(xiàn)交流的軟件，對于存在石油物探管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)管理，該開發(fā)工具可采用c語言，vb語言等，開發(fā)出來的軟件要滿足三大要求：安全、實用、經(jīng)濟。

5石油物探設(shè)備管理系統(tǒng)的運行構(gòu)架設(shè)計

總系統(tǒng)運行框架可如圖所示：總系統(tǒng)運行框架由三個部分組成，分別是：①射頻識別技術(shù)；②數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；③客戶機組成。射頻識別系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)中的感知層，實現(xiàn)對信息的無線傳輸功能，對數(shù)據(jù)庫進行交互處理，完成數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的修改和查詢；無線傳輸是傳輸層，對各個部分發(fā)出的指令與收到的數(shù)據(jù)進行傳輸，使應(yīng)用層與感知層有機結(jié)合為一個整體；客戶機也是應(yīng)用層能反映數(shù)據(jù)庫信息，可以方便直觀管理整個數(shù)據(jù)庫，繼而管理整個石油物探設(shè)備信息。整個系統(tǒng)中，通過控制無線收發(fā)器的微控制器，使射頻讀寫模塊對電子標簽進行錄入，并將所得到的信息傳給上位機，進而調(diào)用數(shù)據(jù)庫相應(yīng)的信息，通過收發(fā)器把信息傳送給微調(diào)控器并顯示在液晶屏上，如果要更改信息，單片機驅(qū)動無線收發(fā)器發(fā)送到上位機繼而更改更新數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)。本文通過分析國內(nèi)外物探設(shè)備管理系統(tǒng)的設(shè)計，在總結(jié)他人優(yōu)勢和不足的情況之下提出了更符合我國國情發(fā)展的一套石油物探設(shè)備管理系統(tǒng)的設(shè)計，并詳細分析了系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架、石油物探設(shè)備管理系統(tǒng)的運行構(gòu)架和石油物探設(shè)備管理系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)是如何針對石油物探設(shè)備管理所需要的功能進行設(shè)計和運行的，從而保證了系統(tǒng)的可實時更新，查詢的功能，并最終在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用下實現(xiàn)了對石油物探設(shè)備進行信息的數(shù)字化管理。

【參考文獻】

篇8

物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)最初被定義為把所有物品通過射頻識別(RFID)和條碼等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,實現(xiàn)智能化識別和管理功能的網(wǎng)絡(luò)。這個概念最早于1999年由麻省理工學院Auto-ID研究中心提出,實質(zhì)上等于RFID技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合應(yīng)用。RFID標簽可謂是早期物聯(lián)網(wǎng)最為關(guān)鍵的技術(shù)與產(chǎn)品環(huán)節(jié),當時人們認為物聯(lián)網(wǎng)最大規(guī)模、最有前景的應(yīng)用就是在零售和物流領(lǐng)域,利用RFID技術(shù),通過計算機互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品或商品的自動識別和信息的互聯(lián)與共享。

2005年,國際電信聯(lián)盟(ITU)在《The Internet of Things》報告中對物聯(lián)網(wǎng)概念進行擴展,提出任何時刻、任何地點、任何物體之間的互聯(lián),無所不在的網(wǎng)絡(luò)和無所不在計算的發(fā)展愿景,除RFID技術(shù)外、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能終端等技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用。但ITU未針對物聯(lián)網(wǎng)的概念擴展提出新的物聯(lián)網(wǎng)定義。

2009年9月15日,歐盟第七框架下RFID和物聯(lián)網(wǎng)研究項目簇(Cluster of European Research Projects on The Internet Of Things:CERP-IoT)了《物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究路線圖》研究報告,其中提出了新的物聯(lián)網(wǎng)概念,認為物聯(lián)網(wǎng)是未來Internet的一個組成部分,可以被定義為基于標準的和可互操作的通信協(xié)議且具有自配置能力的動態(tài)的全球網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)。物聯(lián)網(wǎng)中的“物”都具有標識、物理屬性和實質(zhì)上的個性,使用智能接口,實現(xiàn)與信息網(wǎng)絡(luò)的無縫整合。該項目簇的主要研究目的是便于歐洲內(nèi)部不同RFID和物聯(lián)網(wǎng)項目之間的組網(wǎng);協(xié)調(diào)包括RFID的物聯(lián)網(wǎng)研究活動;對專業(yè)技術(shù)、人力資源和資源進行平衡,以使得研究效果最大化;在項目之間建立協(xié)同機制。

物聯(lián)網(wǎng)與RFID、傳感器網(wǎng)絡(luò)和泛在網(wǎng)的關(guān)系

1. 傳感器網(wǎng)絡(luò)與RFID 的關(guān)系

RFID和傳感器具有不同的技術(shù)特點,傳感器可以監(jiān)測感應(yīng)到各種信息,但缺乏對物品的標識能力,而RFID技術(shù)恰恰具有強大的標識物品能力。盡管RFID也經(jīng)常被描述成一種基于標簽的,并用于識別目標的傳感器,但RFID讀寫器不能實時感應(yīng)當前環(huán)境的改變,其讀寫范圍受到讀寫器與標簽之間距離的影響。因此提高RFID系統(tǒng)的感應(yīng)能力,擴大RFID系統(tǒng)的覆蓋能力是亟待解決的問題。而傳感器網(wǎng)絡(luò)較長的有效距離將拓展RFID技術(shù)的應(yīng)用范圍。傳感器、傳感器網(wǎng)絡(luò)和RFID技術(shù)都是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要組成部分,它們的相互融合和系統(tǒng)集成將極大地推動物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用,其應(yīng)用前景不可估量。

2. 物聯(lián)網(wǎng)與傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系

傳感器網(wǎng)絡(luò)(Sensor Network)的概念最早由美國軍方提出,起源于1978年美國國防部高級研究計劃局(DARPA)開始資助卡耐基梅隆大學進行分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究項目,當時此概念局限于由若干具有無線通信能力的傳感器節(jié)點自組織構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。隨著近年來互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和多種接入網(wǎng)絡(luò)以及智能計算技術(shù)的飛速發(fā)展,2008年2月,ITU-T發(fā)表了《泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)(Ubiquitous Sensor Networks)》研究報告。在報告中,ITU-T指出傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)向泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展,它是由智能傳感器節(jié)點組成的網(wǎng)絡(luò),可以以“任何地點、任何時間、任何人、任何物”的形式被部署。該技術(shù)可以在廣泛的領(lǐng)域中推動新的應(yīng)用和服務(wù),從安全保衛(wèi)和環(huán)境監(jiān)控到推動個人生產(chǎn)力和增強國家競爭力。從以上定義可見,傳感器網(wǎng)絡(luò)已被視為物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分,如果將智能傳感器的范圍擴展到RFID等其他數(shù)據(jù)采集技術(shù),從技術(shù)構(gòu)成和應(yīng)用領(lǐng)域來看,泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)等同于現(xiàn)在我們提到的物聯(lián)網(wǎng)。

3. 物聯(lián)網(wǎng)與泛在網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系

泛在網(wǎng)是指無所不在的網(wǎng)絡(luò),又稱泛在網(wǎng)絡(luò)。最早提出U戰(zhàn)略的日韓給出的定義是:無所不在的網(wǎng)絡(luò)社會將是由智能網(wǎng)絡(luò)、最先進的計算技術(shù)以及其他領(lǐng)先的數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施武裝而成的技術(shù)社會形態(tài)。根據(jù)這樣的構(gòu)想,U網(wǎng)絡(luò)將以“無所不在”、“無所不包”、“無所不能”為基本特征,幫助人類實現(xiàn)“4A”化通信,即在任何時間、任何地點、任何人、任何物都能順暢地通信。故相對于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的當前可實現(xiàn)性來說,泛在網(wǎng)屬于未來信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的理想狀態(tài)和長期愿景。

從以上的分析可見,傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)和泛在網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系。

物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)框架

物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系框架,它包括感知層技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)、應(yīng)用層技術(shù)和公共技術(shù)。

1. 感知層數(shù)據(jù)采集與感知主要用于采集物理世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù),包括各類物理量、標識、音頻、視頻數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集涉及傳感器、RFID、多媒體信息采集、二維碼和實時定位等技術(shù)。

傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)和協(xié)同信息處理技術(shù)實現(xiàn)傳感器、RFID等數(shù)據(jù)采集技術(shù)所獲取數(shù)據(jù)的短距離傳輸、自組織組網(wǎng)以及多個傳感器對數(shù)據(jù)的協(xié)同信息處理過程。

2. 網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)更加廣泛的互聯(lián)功能,能夠把感知到的信息無障礙、高可靠性、高安全性地進行傳送,需要傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融合。經(jīng)過十余年的快速發(fā)展,移動通信、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)已比較成熟,基本能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?/p>

3.應(yīng)用層應(yīng)用層主要包含應(yīng)用支撐平臺子層和應(yīng)用服務(wù)子層。其中應(yīng)用支撐平臺子層用于支撐跨行業(yè)、跨應(yīng)用、跨系統(tǒng)之間的信息協(xié)同、共享、互通的功能。應(yīng)用服務(wù)子層包括智能交通、智能醫(yī)療、智能家居、智能物流、智能電力等行業(yè)應(yīng)用。

4. 公共技術(shù)公共技術(shù)不屬于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的某個特定層面,而是與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)的三層都有關(guān)系,它包括標識與解析、安全技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理和服務(wù)質(zhì)量(QoS)管理。

物聯(lián)網(wǎng)的標準體系

根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用密切相關(guān)的特點,按照技術(shù)基礎(chǔ)標準和應(yīng)用子集兩個層次,我們提出引用現(xiàn)有標準、裁剪現(xiàn)有標準或制定新規(guī)范等策略,形成了包括體系架構(gòu)、組網(wǎng)通信協(xié)議、接口、協(xié)同處理組件、網(wǎng)絡(luò)安全、編碼標識、骨干網(wǎng)接入與服務(wù)等技術(shù)基礎(chǔ)規(guī)范和產(chǎn)品、應(yīng)用子集類規(guī)范的標準體系,以求通過標準體系指導(dǎo)成體系、系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)標準制定工作,同時為今后的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品研發(fā)和應(yīng)用開發(fā)中對標準的采用提供重要的支持。

當前物聯(lián)網(wǎng)標準研制有以下兩個主要任務(wù):

1. 籌備物聯(lián)網(wǎng)標準聯(lián)合工作組,做好相關(guān)標準化組織間的協(xié)調(diào)

目前,物聯(lián)網(wǎng)的概念和技術(shù)架構(gòu)缺乏統(tǒng)一的清晰描述,一些利益相關(guān)方爭相進行基于自身利益的解讀,使得政府、產(chǎn)業(yè)和市場各方對其內(nèi)涵和外延認識不清,可能使政府對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的支持方向和力度產(chǎn)生偏差,嚴重影響物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

本著整合物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)標準化資源,協(xié)調(diào)物聯(lián)網(wǎng)的整體標準化工作,更好地服務(wù)于國家的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展大局,滿足國家信息產(chǎn)業(yè)總體發(fā)展戰(zhàn)略的要求,適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)以應(yīng)用為驅(qū)動、以需求為牽引的多種技術(shù)緊密融合的特殊需要的原則,同時為政府部門的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展決策提供全面的技術(shù)和標準化服務(wù)支撐。日前由工業(yè)和信息化部電子標簽(RFID)標準工作組、全國信息技術(shù)標準化技術(shù)委員會傳感器網(wǎng)絡(luò)標準工作組、工業(yè)和信息化部信息資源共享協(xié)同服務(wù)(閃聯(lián))標準工作組、全國工業(yè)過程測量和控制標準化技術(shù)委員會等產(chǎn)學研用各界公認與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)密切相關(guān)的標準工作組共同發(fā)起成立物聯(lián)網(wǎng)標準聯(lián)合工作組。由工業(yè)和信息化部電子科技委副主任、國家金卡工程協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室主任張琪擔任聯(lián)合工作組組長,中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所副所長劉海濤擔任聯(lián)合工作組常務(wù)副組長。

物聯(lián)網(wǎng)標準聯(lián)合工作組將緊緊圍繞產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,協(xié)調(diào)一致,整合資源,共同開展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究,積極推進物聯(lián)網(wǎng)標準化工作,加快制定符合我國發(fā)展需求的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標準,建立健全標準體系,并積極參與國際標準化組織的活動,以聯(lián)合工作組為平臺,加強與歐、美、日、韓等國家和地區(qū)的交流和合作,力爭成為制定物聯(lián)網(wǎng)國際標準的主導(dǎo)力量之一。

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[關(guān)鍵詞]云計算 物聯(lián)網(wǎng) 地質(zhì)信息 應(yīng)用

[中圖分類號] P208 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-7-308-1

1云計算原理

云計算的基本原理是，用戶所需的應(yīng)用程序并不需要運行在用戶的個人電腦等終端設(shè)備上，而是運行在互聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模服務(wù)器集群中。用戶所處理的數(shù)據(jù)也并不存儲在本地，而是保存在互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)中心里面。提供云計算服務(wù)的機構(gòu)負責管理和維護這些數(shù)據(jù)中心的正常運轉(zhuǎn)，保證足夠強的計算能力和足夠大的存儲空間供用戶使用。無論任何時間和任何地點，用戶都可以任意連接到互聯(lián)網(wǎng)的終端設(shè)備，而不用關(guān)心存儲或計算發(fā)生在哪朵“云”上。同時，許多復(fù)雜的功能都將轉(zhuǎn)移到終端背后的網(wǎng)絡(luò)上去完成，用戶終端的功能將被大大簡化。

2基于云計算的物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)其實就是一個比較大而且分布也非常廣泛的物和物的互聯(lián)網(wǎng)，主要作用就是對生活中的各種事物進行監(jiān)控，隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在也接入了很多的應(yīng)用終端，其中就包括了湖泊、建筑物以及交通設(shè)施等。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)、智能交通、物流管理、醫(yī)療設(shè)備管理等領(lǐng)域都有了廣泛應(yīng)用。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，嵌入式技術(shù)在地質(zhì)勘探設(shè)備和實驗測試設(shè)備中的廣泛應(yīng)用，地質(zhì)勘探研究實現(xiàn)了數(shù)字化、信息化。但是這些獨立的設(shè)備沒有聯(lián)接起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的互通。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能很好的將這些獨立的嵌入式系統(tǒng)設(shè)備聯(lián)接起來組成物聯(lián)網(wǎng)，從而實現(xiàn)地質(zhì)勘探全過程的信息智能化。

3物聯(lián)網(wǎng)在地質(zhì)領(lǐng)域具體的應(yīng)用研究

3.1地質(zhì)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)路線

物聯(lián)網(wǎng)并不是當前社會現(xiàn)有技術(shù)的顛覆性革命，而是在現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)上有機結(jié)合并在地質(zhì)領(lǐng)域中應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)同樣如此。根據(jù)目前地質(zhì)調(diào)查領(lǐng)域日益提高的需求，這需要對GPS、WSN、RFID、Internet、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、移動網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)交換、高性能計算、數(shù)據(jù)存儲、信息融合等核心技術(shù)進行深入的研究和探討，并將這些核心技術(shù)運用到地質(zhì)工作中，從而形成一個完整的綜合解決措施或方案。

3.2基于物聯(lián)網(wǎng)的地質(zhì)勘查的應(yīng)用研究

實現(xiàn)地質(zhì)勘查的信息化是地質(zhì)研究工作信息化的重要目標之一，是改變地質(zhì)調(diào)查研究工作的傳統(tǒng)方式、提高現(xiàn)代信息化程度的根本。而將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用于其中又是將地質(zhì)研究信息化進程的一個重要突破。地質(zhì)勘查的進行，從流程的角度，根據(jù)功能的不同，可以分為室外工作、室內(nèi)工作、實驗室端、服務(wù)器端四個部分。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以有效的將地質(zhì)勘查研究過程中的勘查設(shè)備、研究人員和服務(wù)器組成一個完整的物聯(lián)系統(tǒng)。

4云計算在地質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用研究

地質(zhì)云計算的平臺設(shè)計：

整個地質(zhì)云計算平臺主要通過GCCSC來管理，它是整個平臺的核心，能構(gòu)造出整個地質(zhì)云計算的數(shù)據(jù)中心，并將平臺的基礎(chǔ)設(shè)備有效的串聯(lián)起來，從而形成一個龐大的虛擬資源池，為整個地質(zhì)學工作服務(wù)。通過SOA、WCF等對平臺的資源進行管理，利用Web服務(wù)，基于HTTP或TCP等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實現(xiàn)通信，非空間服務(wù)利用Web Services實現(xiàn)并，GIS服務(wù)器利用ArcGIS Server實現(xiàn)。無論是空間服務(wù)還是非空間服務(wù)，都統(tǒng)一的注冊在GCCSC上，服務(wù)的內(nèi)容包含有計算服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)等，計算服務(wù)可以是直接對后臺數(shù)據(jù)進行訪問，也可以是數(shù)據(jù)服務(wù)消費者，還可以是計算組件封裝的以標準Web Services形式的新組件，數(shù)據(jù)服務(wù)可以實現(xiàn)對云存儲的數(shù)據(jù)進行訪問。GCCSC可以通過URI對不同粒度地學服務(wù)資源進行訪問，服務(wù)中可以進行相互調(diào)用、聚合，包括了RIA技術(shù)的實現(xiàn)客戶端連接GCCSC。通過REST、SOAP和其他的服務(wù)進行交互消費，使地質(zhì)數(shù)據(jù)虛擬化，使數(shù)據(jù)可跨平臺、跨語言、跨數(shù)據(jù)庫共享和集成，從而形成一個龐大的數(shù)據(jù)中心。

5結(jié)語

經(jīng)過本次對物聯(lián)網(wǎng)、云計算的研究，認識了在大數(shù)據(jù)背景下采用信息技術(shù)更加便于管理，值得開發(fā)和應(yīng)用。本文就針對物聯(lián)網(wǎng)以及云計算技術(shù)在地質(zhì)信息的應(yīng)用上進行討論，為他們在進行地質(zhì)信息管理中提供相應(yīng)的建議。

Abstract： with the rapid development of computer technology， computer and networking technology has cloud in geological research in information technology to obtain the widespread application. As the era of big data for the current data needs more widely， and the Internet of things， cloud computing technology is widely used in daily life and work. Especially the application of Surveying and mapping， and increased gradually in the geological information management， query， storage， analysis and other fields. This paper mainly introduces the application of cloud computing and the Internet of things in the field of geological information.

Keywords： cloud computing; Internet of things; geological information; application

參考文獻

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1．1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在借還書自助服務(wù)中的應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用了射頻識別系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠輔助借閱者自助借書、還書。這樣的服務(wù)方式就實現(xiàn)了自助效果，大大節(jié)省了讀者借還書的時間，讀者借還書過程中完全實現(xiàn)了智能化和自動化，只要借閱者把自己所需要的圖書放置在借閱感應(yīng)器之上，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)中的射頻識別系統(tǒng)就會自動識別出該書的信息。圖書館使用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可以開展為預(yù)借的書提供幫助模塊，該模塊的具體應(yīng)用為在讀者放取借書證以后，能夠幫助讀者把他們想要借到的書籍提取出來，這種方式實現(xiàn)了24小時不間斷服務(wù)［8］。

1．2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在圖書館庫存清點中的應(yīng)用在傳統(tǒng)圖書館圖書管理中，清點庫存，會需要大量的時間、人力、物力等，甚至還需要閉館，這種庫存清點方式對各個方面造成的不良影響都非常大。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用只需要對書架上的書進行掃描就可以獲得書的數(shù)量信息，操作方式簡便，這種方式不但沒有影響圖書館的正常工作，而且還提高了庫存清點的準確性。通過射頻識別系統(tǒng)，書的具體信息都會傳入到圖書館的數(shù)據(jù)庫當中，在數(shù)據(jù)庫中就可以對這些信息整理分析，從而確定館中圖書狀況，對于借閱和歸還的數(shù)據(jù)信息還可以進行對比，并形成一定的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，最重要的是，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)可以實現(xiàn)多個平臺同時進行庫存清點，甚至還支持離線工作，這就大大提高了圖書館圖書管理的智能化。

2物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及未來發(fā)展

2．1感知、識別技術(shù)該技術(shù)是對實際世界內(nèi)容進行感知的基礎(chǔ)，感知技術(shù)所依靠的是一種傳感器，在該傳感器的作用下，能夠?qū)ζ浞秶鷥?nèi)物體的信息進行整合。識別技術(shù)的代表為RFID技術(shù)，該技術(shù)是一種現(xiàn)代技術(shù)的集合，包括通信技術(shù)、數(shù)據(jù)技術(shù)等。當前，該技術(shù)主要是以高頻與低頻為主，超高頻技術(shù)正在發(fā)展中，尚未成為主流技術(shù)，但是，在未來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展中，該技術(shù)是主要方向。和過去的條形碼標簽比起來，這種標簽是有特定的元件和芯片組成的，每個標簽都有獨一無二的電子編碼。該技術(shù)的應(yīng)用，對于智能圖書館的建立具有非常重要的促進作用。