物联网及应用技术范例6篇

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物联网及应用技术

物联网及应用技术范文1

(一)信息系统分散,食品冷链物流实时监控性差

目前,仅有为数不多的大型企业在冷链物流管理中全程应用了先进的一体化低温控制系统。众多企业在冷链加工车间和库房能够进行很严格的温度检测控制,却无法在冷链全程中进行信息管理系统的统一监管。且每个冷链合作企业所使用的信息系统基本都是独立的,合作部门与企业间的信息无法进行实时传输,导致食品冷链物流实时监控性差。这导致冷链物流管理效率低下,无法及时对问题食品进行追溯,加大了食品冷链相关企业的安全隐患。

(二)标准化程度不高,食品冷链物流协调性弱

食品冷链的时效性要求将冷链物流活动中的采购、生产、销售、运输、库存及相关的信息流动等活动打造成动态的一体化系统。中国农业的产业化程度不高,大多数中小冷链合作企业缺乏配套的冷藏物流设备和现代的冷链物流技术,无法实现标准化管理规范和全程可控的一体化冷链物流体系,导致食品冷链物流整体协调性较差。

(三)冷链流通比例低下,食品货损率高起

我国食品冷链流通的比例远远低于发达国家,物流途中耗损严重,直接导致零售终端价格昂贵。根据近几年中国物流与采购联合会冷链物流专业委员会公布的统计数据,全国农产品仅有15%进入冷链物流中,其中果蔬的流通腐蚀率高居第一位,达20%-30%,水产品位居第二位,达到15%,肉类也达到了12%。与中国相比,发达国家食品损耗率要低得多,农副产品的流通损耗率普遍为5%-6%左右。

二、食品冷链物流环节对物联网技术应用的需求分析

冷链物流管理信息化、标准化、全程一体化的需求,催化了对新型物流技术应用的管理需求,其中物联网技术应用的巨大效应最引人关注。物联网“Internetofthings”缩写为“IOT”,指物物相连的互联网,是一种建立在互联网上的泛在网络,并在互联网基础上进一步延伸和拓展,可使物与物之间具有通信功能,进行快捷的信息交换、传输和自动识别。物联网具有巨大的经济和社会效益。美国权威咨询机构FORRESTER预测,到2020年,物联网产值将是互联网的30倍,其创造的经济价值将达到万亿级。物联网从技术和产业的角度,应用技术手段来解决传统的食品冷链物流面临的许多问题,满足食品冷链物流不同环节的管理需求:

(一)食品冷链物流加工环节均衡生产的需求

由于无法对整条食品冷链物流加工环节进行全程跟踪和识别,不能及时获得补货信息,导致加工产品数量不准确,难以有序控制进行均衡生产。物联网技术的应用可辅助定单生产,实现流水线均衡生产,定量完成食品加工任务。

(二)食品冷链物流运输环节智能调度的需求

传统的食品冷链物流运输环节,多依赖运输司机对运输路线和冷藏食品的人工控制,难以做到全程跟踪管理和实时监控。通过物联网技术的电子标签和接收装置,可实现运输环节全程可视化监控。同时,可利用物联网采集的数据计算行车路线,进行多种路线和联运方式的综合调度,实现食品冷链物流运输高效管理环境下的智能调度。

(三)食品冷链物流配送环节协同管理的需求

利用物联网技术先进的信息定位系统,能考虑到实时交通路况,使得各食品冷链物流配送中心的配送管理与信息管理形成协同效应,在不同交通路况下,以成本最低、时间最短的方式完成配送工作,实现配送路径的最大优化。

(四)食品冷链物流仓储环节低库存成本管理的需求

传统仓储管理模式,效率低,耗时长,人工失误率高,容易造成仓储货损。物联网FRID技术能自动识读产品标签,完成库存盘点,同步传输至数据中心,快捷高效地管理库存数量,降低食品冷链物流库存成本。应用物联网技术不仅能提高供应商库存管理效率,还能有效识别假冒伪劣产品,进行智能化库存成本管理,提升食品冷链物流库存管理水平。

三、食品冷链物流管理中物联网技术应用的优势分析

食品冷链物联网技术运用主要分为三个层次:食品冷链物流感知层、网络层和应用层。食品冷链物流感知层主要是感知设备的配置和运用,比如:核心传感技术二维码技术、RFID技术等设备的数据采集处理。食品冷链物流网络层主要是通过各种通讯技术将感知层收集的大量数据进行处理与传输。食品冷链物流应用层则是针对食品冷链行业通过之前感知层和网络层的资源整合,提出实现冷链食品行业的解决方案。通过以上三层次的共同作用,物联网技术在食品冷链物流管理中的应用优势有:

(一)物联网技术有助于食品冷链物流信息的标准化

食品冷链物流营运时产生的信息量非常巨大,且食品冷链物流系统对信息处理的准确性和及时性要求较高,高效的信息流动是整个冷链物流系统运作的基础。传统的食品冷链信息系统存在数据格式不统一、各子系统不兼容、信息孤岛等信息不协同现象。为解决多个冷链物流子系统协同运作的问题,信息标准化是当前行之有效的关键方法之一。物联网技术在食品冷链物流领域的应用,通过食品冷链企业内部各职能管理部门间信息互通、高效传送和企业外部与上下游厂商、竞争对手、合作伙伴之间的信息共享,实现整个冷链物流系统数据的采集、传输、、共享和融合的信息标准化,保障整个食品冷链物流系统运行的稳定性和高效性。

(二)物联网技术有助于提高食品冷链物流信息反馈效率

冷链食品的最终质量取决于冷链储藏与流通时间、温度和产品的耐藏性,冷链食品流通时间的有效管理,直接决定了冷链物流系统运营的效益。通过广泛在食品冷链企业中应用物联网感知层RFID技术,可实现对冷链食品的唯一标识,保障冷链食品信息在加工、运输、配送、仓储和销售环节涉及的众多冷链企业中无障碍流转。例如,物联网传感器技术融合多种类型的感知节点,实现物体信息及其所处环境信息的动态感知。冷链物联网移动GIS技术可以观测冷链食品的运动轨迹,实现实时温度监测,并监管冷链企业冷链中断等问题。物联网数据采集技术,实现了对感知商品的大批量信息采集,替代了手工录入的繁琐,提高了冷链物流系统营运效率。因此,采用新型物联网技术后能帮助冷链食品物流信息的反馈效率得到很大提高。

(三)物联网技术有助于提升食品冷链物流的服务水平

传统食品冷链物流服务仅仅是以满足生产者和消费者不断增长的物流需求为目标,缺乏物流服务方式创新,无法提供个性化和智能化物流服务。物联网三层面技术的应用,提供了个性化智能物流服务解决方案。物联网感知层识别技术(RFID)能够实现高度的物流信息化、自动化和便利化,确保基础性食品冷链物流服务的有效实施。物联网网络层数据处理与传输技术,在冷链物流上下游实体中快速反映客户的服务需求和期望,能准确、及时调整物流计划,实现物流服务能力的最佳匹配,提供以客户为中心的冷链物流优质增值服务。物联网应用层技术利用计算机、网络和通讯等现代信息技术,对区域内物流作业、物流过程和物流管理的相关信息进行资源整合,满足客户的订单生产、销售频率等个性化服务需求,实现物流流程需要同客户服务需求无缝对接,实现整个冷链系统的高度组织协调性。

四、食品冷链物流主要环节中物联网技术的应用研究

物联网技术在食品冷链物流的业务流程和物流环节的广泛应用,实现了食品冷链物流技术和业务模式的创新。

(一)物联网技术在食品冷链物流采购环节中的应用

通过在食品冷链物流企业中广泛使用电子标签和FRID读写器,能优化食品冷链物流的采购方案,确保冷链食品的精准化采购水平。首先,通过对所有冷链食品原料粘贴电子标签,让每个标签含有符合EPC(ElectronicProductCode产品电子代码的缩写)规则的商品信息。当买方输出食品原料采购订单前,通过FRID读写器对采购食品原料进行电子标签识别,就可以获得有关采购食品的所有信息,还能获悉采购食品原料在整个冷链物流中的流转情况和变化信息,为优化采购方案提供精确的数据支持。同时,数据还能帮助买方掌握食品原料准确的消耗量,精准制定合适的采购时间、采购周期和采购数量。此外,物联网技术还确保卖方所供给食品原料的数量、质量和品类符合要求,并极大缩短食品原料检测时间。这不仅使采购作业更加科学,而且节约采购时间和资源,降低食品冷链企业采购成本。

(二)物联网技术在食品冷链物流生产环节中的应用

当带有电子标签的食品原料进入冷链物流生产环节时,生产工序流水线上的读写器装置就会对其进行识别,并将每道工序的具体信息数据写入电子标签,最终产成品的电子标签会集合所有的加工信息。这些数据上传到企业生产管理信息系统,为企业了解自身产能、合理安排生产计划、制定精准的生产周期而提供基础信息保障。在日常生产管理活动中,物联网技术能帮助生产企业准确获知生产订单的执行情况,进行生产进度跟踪与控制,监督产成品质量完成状况。这不仅优化生产流程,为交货期预测提供决策支持,还为员工绩效考核提供参考,提升食品冷链物流生产企业的生产力。

(三)物联网技术在食品冷链物流仓储环节中的应用

物联网技术在食品冷链物流仓储业务流程中的应用,能大大缩短仓储作业时间,同时提高冷藏食品的库存精确度。采用物联网技术的仓库出入口处,安装有读写器和红外线接收器,主动对通过出入口带有电子标签的货物进行扫描,将货物信息传输到物流仓储后台管理系统,实现物品出入库控制智能化。缩短出入库流程消耗时间的同时,避免人工操作的繁杂业务,使出入库作业更加便捷、准确、快速。通过在仓库的每个区域安装位置读写器,能帮助仓储管理人员迅速、精确地进行储位货物定位。当仓库进行货物盘点时,仓储工作人员仅需通过手持式读写器进行仓储货物扫描,货物信息将自动传输到仓储管理数据系统,繁重的货物清点工作变得便利、高效和精确。

(四)物联网技术在食品冷链物流运输环节中的应用

物联网及应用技术范文2

关键词:物联网;技术;应用

中图分类号:TP391

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

1 物联网的概念综述

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

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

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

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

2 物联网的技术分析

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

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

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

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

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

3 物联网的应用趋势

物联网从概念提出到技术实现仅仅十多年的时间,但是物联网已经在很多领域应用。

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

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

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

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

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

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

4 结束语

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

参考文献:

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

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

[3]燕妮.浅论物联网技术的应用研究[J].科技信息,2013,19.

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

物联网及应用技术范文3

关键词:无线传感器网络;物联网;传感器节点

中图分类号:TP391.44文献标识码:A文章编号:1006-8937(2012)08-0025-02

2009年在无锡成立“感知中国”中心,并且,目前针对物联网的《国家物联网“十二五”发展规划》也正在制定过程中,进一步确定了物联网技术在新兴科技领域中的重要位置。而无线传感器网络作为物联网中的核心产业,也需要更多的关注与研究,以促进物联网的发展,使得物联网成为新的全球经济增长点。

1无线传感器网络和物联网的简介

1.1无线传感器网络

无线传感器网络(WSN, wireless sensor networks)是由部署在监测区域内的大量廉价微型传感器节点组成,是采用无线通信的方式形成的一个多跳自组织网络系统,能够通过集成化的微型传感器,协同地实时监测、感知、采集和处理网络覆盖区域中各种感知对象的信息,并对信息资料进行处理,再通过无线通信方式发送,并以自组多跳网络方式传送给信息用户,以此实现数据收集、目标跟踪以及报警监控等各种功能。

目前,传感器信息获取技术逐渐向集成化、微型化和网络化方向发展,其智能化的发展将会带来一场信息革命。无线传感器网络技术综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等先进技术,该技术具备的感知能力、计算能力、通信能力,给更多WSN的应用空间和应用价值提供了可能性,是物联网当前研究开发的热点之一。

1.2物联网

物联网(IOT, internet of things)顾名思义就是物物相连。目前较为认可的物联网定义为:物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。

另外,物联网可以理解为通过“泛在网络”实现“泛在服务”,基于个人和社会的各种需求,通过融合前沿智能技术,实现人与人、人与物、物与物之间所需要的信息采集、传递、存储、加工处理、决策使用等综合服务,是一种更加广泛深远的未来网络应用形态。

物联网最为明显的特征是物物相连,信息可以自动化处理,无需人为操作,所以效率极高,降低了人为因素引发的不稳定性。因此,物联网在各个行业中的应用潜力非常巨大,应用领域也非常广泛,发挥了极大的价值作用,而且物联网将与互联网有效地整合起来,实现人类社会与物理系统的整合。

2无线传感器网络在物联网领域中的应用

物联网是由感知层、网络层和应用层构成的层次体系。感知层主要涉及到RFID、传感器、二维码等机器设备,然后通过电信网和互联网的融合网络层,及时准确地传递物体基本信息,在应用平台上,利用各种先进智能技术对信息资料进行分析处理,以便对物体进行智能控制。如图1所示,传感器在基础感知层,负责对物体信息的采集和抓取,这一功能对于物联网技术的发展和应用,起着至关重要的支撑作用。

2.1无线传感器网络在军事领域中的应用

无线传感器网络的可快速随机部署、可自组织、隐蔽性强、高容错性等特点,使得传感器节点在恶劣的战场环境中发挥极大的作用。

在军事领域应用方面,结合无线传感器技术思想,将大量廉价传感器节点,通过飞机或火炮等发射装置,按照一定的密度投放到待监测区域内,对节点周边环境的各种参数,如温度、湿度、声音、磁场等信息进行采集,然后由传感器自组织网络,通过网关、互联网、卫星等通讯方式,传回信息中心,实时监控敌军兵力与装备,实时监视冲突区,进行目标定位,战场评估,并实现各种攻击的监测和搜索等功能,有效地提高军队的作战决策能力。

2.2无线传感器网络在工业领域中的应用

无线传感器网络在工业领域中的应用比较广泛,比如工业安全、先进制造、交通控制管理、安防系统、仓储物流管理等领域,其中工业安全领域的应用研究已日趋壮大。在计算机技术、无线通信技术、微电子技术和网络技术发展的推动下,工业通信技术正朝着智能化和网络化的方向不断发展。目前,随着测控系统规模的不断扩大,煤矿、石化、核电等行业对工作人员安全及易燃、易爆、有毒物质的监测成本非常昂贵。其中,煤炭行业对先进的井下安全生产保障系统的需求日渐巨大。因此,降低投资和使用成本成为工业通信技术发展新阶段的迫切要求。而无线传感器网络的成本低廉、方便简捷、泛在感知等特点可以满足工业通信领域的多个要求。对传感器节点经防爆处理和技术优化后,用于危险的工作环境,实时全面地监控员工安全及工业全流程,及时获取险恶工作环境下工作现场的员工基本情况、工作环境状况以及其它无法在线监测的重要工业过程参数,并在此基础上,优化控制工业流程,提高产品质量,降低工业生产过程中的各种安全事故,达到国家指定的安全生产目标。目前,作者所在的山东省科学院省计算中心部门无线传感器网络团队开展了煤矿井下定位系统的研究,取得了重要的研究成果。

2.3无线传感器网络在农业领域中的应用

农业作为中国发展经济的一大基础,促进其优质高产将产生重大的意义。无线传感器网络的通信简便、部署简捷、可密集分布等优势,可以充分地发挥在农业生产领域中,用以监测土壤环境状况、农作物灌溉及生长情况、牲畜和家禽的环境状况以及大面积的地表特征检测。再结合目前成熟的互联网技术、GPS技术,可以构建能动态实时管理的系统平台。例如英特尔公司在俄勒冈建立的世界上第一个无线葡萄园,通过无线传感器监测葡萄生长环境中得各种因素,并分析葡萄质量与各种影响因素之间的关系,是典型的精准农业、智能耕种的实例。在国内,在“九五”计划中,“工厂高效农业工程”把智能传感器和传感器网络化的研制列为国家重点项目,可以看出无线传感器网络在农业领域中的重要作用和意义。

2.4无线传感器网络在医疗护理领域中的应用

目前,随着国家人口老龄化日趋明显,在医疗护理方面的问题也愈加增多起来,对于病患者的病情实时关注成为亟待解决的问题。无线传感器网络在此方面发挥了重要作用,在患者身上可以安放各种传感器,用以检测采集各种生理信息,比如体温、呼吸、血压等生理数据,一方面可以随时关注患者的病情发展情况,另一方面,可以将收集的生理数据作为研制新药品的参考资料。另外,也可以在患者居住的环境里安放多个传感器节点,有效监测病人的活动状况,进行远程的人体行为监测。现在,美国已经开展了一个无线传感器网络系统项目,可以实现家庭护理,方便老年人独居时给予及时的帮助。

2.5无线传感器网络在智能家居领域中的应用

目前,智能家居是物联网发展的一个重要方向。从一定意义上讲智能家居就是高科技的家庭自动化系统,融合了计算机网络系统、自动化控制系统、综合布线技术及网络通讯技术,自动化控制、远程控制家庭中的各种产品设备,实现拟人化的要求,提升家居安全性、便捷性、舒适性,并实现环保节能。而自动化、远程控制所需的各种信息,均是由无线传感器节点进行传达的,比如环境检测信息、安放系统的有效实施,都需要无线传感器节点提供家庭煤气含量、温度、湿度等环境信息。所以,在智能家居系统中,每一个家居设备或终端,都会设置对应的传感器节点,通过无线传感器网络节点间的自组织互连,实现家庭设备互连与信息控制,从而实现家居生活的智能化。

3传感器技术在物联网中的必要性

据分析机构预测,未来物联网的发展将经历四个阶段,2010年之前广泛应用于物流、零售和制药领域,2010~2015年物体互联,2015~2020年物体进入半智能化,2020年之后物件全智能化。经初步估计,中国物联网产业链的发展和应用将有可能创造1000亿元左右的产值。而且,已有部分省市的关于十二五期间物联网发展规划,已加快形成物联网产业基本框架等一系列的“智慧”行动,表明了大力发展物联网的决心。而传感器作为物联网关键物件之一,在物联网的发展与应用过程中,传感器网络技术的提高与发展势必会产生巨大的推动作用。

物联网包含感知层、网络层和应用层三个层面,叶云认为,目前中国最缺乏的是感知层的产品和技术,是信息的抓取和聚合。在感知层中,由于传感器技术的技术成熟度和成本问题,阻碍了无线传感器网络及物联网的大规模发展及应用。余建美指出,四个方面的因素将最终将决定物联网的普及程度,一是无线传感器的进一步低功耗化,二是发展无线供电或采电技术,三是能源的超微型化,四就是无线传感器自身的微型化。除此之外,传感器的集成制造技术、信号检测的智能化发展,也是无线传感器需要考虑改善的重要方面。

因此,目前的传感器技术的主要研究工作就要注重以上四个方面的因素,突破这些研究热点,物联网的发展水平势必会突飞猛进,应用也将会广泛普及,市场规模进一步扩大,物联网就可以真正实现物物相联,成为会“说话”、会“思考”、会“行动”的物物信息交流网络。

4结语

物联网时代的到来带来了千载难逢的机遇,而无线传感器技术作为物联网或不可缺的应用技术,它的突破性研究,必将促进物联网的发展,推动各行业的广泛应用,促进世界信息化的发展与建设。

参考文献:

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

1999,(8).

物联网及应用技术范文4

关键词:物联网;Zigbee;无线;能源管理;云计算

引言

无所不在的物联网通信时代即将来临,物联网被专家及多个国家认为是继互联网浪潮之后的又一次科技革命。不管是 IBM 提出的智慧地球,还是温总理在无锡提出的感知中国,都意味着物联网将是当下最热门最具竞争性的产业。传统的能源管理系统一般需要布设现场总线,然后将现场设备连接到一台电脑进行数据处理并向用户显示界面,当数据量较大时可能需要单独的数据处理服务器,而如果需要实现跨地区的远程管理,更是需要在互联网上架设一台专门的服务器,这样,不仅需要投入服务器等网络设备以及开发相应的服务软件,系统的维护除现场级设备和总线链路外还需要 IT部门的管理员协助维护服务器设备,避免服务器故障而造成损失。因此,将物联网技术引入到远程能源管理系统中来,底层运用无线传感网络连接现场传感器及设备,上层使用托管的云计算服务,消除现场级布线的烦恼,使用云计算的强大能力,又可以消除网络硬件的投入及日常的 IT维护,同时可以轻松实现基于WEB服务的远程管理。由于本文所述的能源管理系统采用Digi公司提供的平台及解决方案,因此,在系统具体实现的设计均按照Digi平台的要求,但这并不影响借鉴和参考此平台和解决方案来讨论物联网的构架、问题,及前景。

1 什么是物联网

1.1 物联网的定义。目前国内对物联网也还没有一个统一的标准定义,只是在大体的技术框架上做了一个概念性的表述:通过射频识别(RFID)、传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网就字面意义上理解就是“物物相连的互联网”。这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通讯。从物联网本质上看,物联网是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升,

1.2 物联网的组成。物联网的结构见下图,它主要由三大块组成:一,包括各类传感器、控制器等数据采集控制设备,及构成这些设备互联的底层传感网络组成的设备感知层。感知层中的智能终端、智能传感器、射频识别,以及传感网络,组成了物联网的底层基础。二,将底层传感器数据传输到互联网上的网络层。网络层运用各种接入技术:如以太网、GPRS、3G、Wi-Fi,甚至卫星通讯等,最终接入互联网。云技术强大的存储、查询、计算能力,也都归属在这一层。三,根据客户自身需求,利用感知数据或状态为用户提供有效的特定服务的应用层。应用层是对感知数据的一种特定形式的呈现。

2 能源管理系统设计

2.1 工作原理。本能源管理系统主要实现对区域内地灯的智能管理,采用基于Digi 公司的 iDigi 解决方案,感知层采用 Zigbee 无线通讯技术。由于 Zigbee网络具有设备成本低、设备体积小、省电、网络自愈能力强等特点,非常适合广泛应用在智能家庭、工业控制、能源管理、医疗监控等物联网领域。网关和传感器、智能电灯开关器组成一个 Zigbee 私域网络,实现相互之间的连接。网关可进行本地逻辑运算,实现本地智能,并通过互联网与基于云计算的 iDigi 平台进行数据交换。用户应用服务程序向 iDigi 平台发送请求,查询并获取 Zigbee 网络中的相关数据,以及向 Zigbee 网络发送数据。而用户,只需要在任何可以接入互联网的地方,使用浏览器访问客户应用即可。

2.2 系统结构

(1)现场采集执行器:由Digi公司的 Xbee 温度和亮度一体传感器完成现场温度和亮度的采集;基于 Digi 公司Xbee 系列模块开发的开关控制器完成对电灯的开、关操作。

(2)本地数据处理:由Digi公司的 CPX4网关读取现场传感器数值,读取开关控制器的各路开关状态,并控制开关。网关中运行的Python程序还可根据条件智能的控制电灯的开关,将本地数据适当处理后,根据需要再将数据上传至 iDigi 云平台。

(3)iDigi云计算平台:由 Digi 公司提供的服务,是一种托管服务。提供数据存储、数据查询、设备管理等功能。iDigi平台存储Zigbee 网关上传的数据,并响应应用服务程序数据查询请求,转发指令请求至网关操作现场开关控制器实现电灯的管理。

(4)应用服务程序:运行于 Google 云技术服务平台,基于 Google App Engine 开发的 web应用程序,具有权限的用户在任何可以接入互联网的地方,使用 Web浏览器登录,即可查看该能源管理系统中的电灯状态,以及环境温度、亮度信息。

2.3 硬件设计

硬件部分除了温度、亮度传感器采用 Digi 公司的 Xbee Sensor 系列传感器,网关采用支持GPRS 和以太网的 ConnectPortX4 产品外,Zigbee 智能开关由基于 Digi 公司的 Xbee 模块进行设计。智能开关中的 Xbee 模块接收来自 Zigbee 网络的控制指令,然后输出数字量 IO 的状态来控制固态继电器的开或关断。

2.4 软件设计

2.4.1 Zigbee 网关软件。所选用网关支持 Python 语言编程,运行于网关上的软件程序使用 Digi 公司的 DIA设备集成应用技术平台。该平台面向对象,可扩展性好,可自行通过扩展设备驱动代码将第三方设备集成进系统。该平台下软件运行方式以加载设备驱动代码的方式进行,对特定设备、特定功能都抽象成设备驱动代码。对电灯控制的功能抽象成一个电灯控制类,该类的控制方法流程图。

2.4.2 应用软件。基于 Google云技术的 App Engine 应用程序引擎,使用 Python 语言开发,后可使用域上的免费域名来为应用程序提供服务。

3 系统综述

系统的实施过程几乎不需要布线施工,现场采用Zigbee 无线通讯技术,接入互联网后运用云计算技术,又不需要基础设备、不需要 IT 设备维护,使得项目施工工作量减少,施工周期大幅缩短。由于 Google的云计算服务按需收费,从目前系统运行情况看,没有超出 Google App Engine 服务每个月的免费限额,所以目前还不需要为使用 Google 云计算平台付费,而Google 的收费标准也不高。该系统经过几个月的运行,授权用户成员可随时随地查看监控状态信息,以及人为控制电灯状态,一切运行正常,未发生不响应或错误响应等异常现象,证明系统稳定可靠。该系统的稳定运行,说明物联网技术在能源管理系统中可以得到很好的应用,证明该物联网构架解决方案可行、可靠,且具有很强的优势。

4 结束语

物联网技术在此能源管理系统中取得了成功的应用,通过设定一些阈值及条件,电灯可依照亮度传感器的感知数据及夏令、冬令时间自行开关,实现了物物感知、智能控制的效果,而云技术的运用实现了免IT基础设施的用户应用即时,彻底消除了 IT 设备采购周期、IT维护等因素的影响。运用物联网技术将使人们的生活更加便捷、更加智能化,物联网技术将会越来越多的被应用,物联网应用也会从目前的局限于一个工厂、一栋楼宇的局域感知型物联网,向大范围、众多不同设备互联的广域感知型物联网发展。但是由于当前物联网技术还没有相关统一的标准体系,且物联网本身的定义还存在争论,因此,全面普及的大范围广域物联网还有许多路要走。

参考文献:

[1]王宝云.物联网技术研究综述[J].电子测量与仪器学报,2009 年 12月,第 23卷第 12期.

物联网及应用技术范文5

关键词:物联网;智能交通;电子收费系统

0 引言

说起交通,应该是与日常生活最贴近的。每天去单位上班,都要与公交车、地铁、小汽车、出租车、自行车等打交道;如果出差,有可能乘坐火车、轮船、飞机,也可能驾车选择高速公路,以上都是交通工具的一部分。但是我们经常面临的情况却是乘车拥挤、交通堵塞、驾车受阻,等待难耐,在这种情况下,改变现在的交通状况,减轻交通拥挤,减少交通事故,制止交通环境恶化就成为一个亟待解决的问题,从而,智能交通应运而生。

1 智能交通的概念

在20世纪80年代时,智能交通的概念产生了,最具代表性的是美国智能车辆道路系统(IVHS)、欧洲高效安全欧洲交通信息通讯系统(PROMETHEUS)、欧洲车辆安全道路结构计划(DRIVE)、日本的道路交通信息通信系统(VICS)。它们共同的特点是在整个交通的服务、管理和控制上运用了先进的信息技术、计算机技术、数据通信技术、传感器技术、电子控制技术、人工智能等多种技术,从而形成一种广范围、全方位发挥作用的实时、准确、高效的运输综合管理系统,以便可以解决目前出现的交通拥挤、交通事故和环境污染等问题。

智能交通是一个运用现代电子信息技术面向交通运输的服务系统。它最大的特点是将信息进行收集,然后对信息进行处理、、交换、分析、利用,最终为交通的参与者提供多样性的服务。换句话说,就是在高科技的支持与帮助下,让传统的交通模式变得更加智能化,更加安全、节能、高效率。

在未来城市的发展中,无线信息将成为车辆与交通设施之间、车辆与车辆之间的桥梁,未来的交通技术将利用电力化、车联网和自动驾驶来实现城市交通设备、信息等各方面资源的整合,完成城市智能交通系统的构建。未来的智能交通系统可以让车流就像海中的鱼群一样,在马路上快速的游动但却又彼此不会相撞。

智能交通在中国主要应用于以下三大领域。

(1)公路交通信息化,主要是指高速公路建设、省级国道公路建设、公路交通领域。公路收费是现在的热点项目,而这个项目又以软件为主。联网收费软件和计重收费系统是公路收费的两个组成部分。

(2)城市道路交通管理服务信息化。城市道路交通管理服务信息化的主要问题是兼容和整合,所以,这一领域的应用热点就是选择一个综合性的信息平台,来实现对兼容和整合。

(3)城市公交信息化。根据目前的情况来看,公交系统信息化在国内城市中应用的比较少,也比较落后,而智能公交调度系统在国内的发展还基本处于空白阶段。不过在一些一线城市以及南方沿海地区,都已经开始重视智能交通的发展了。

2 智能交通系统

交通问题是国计民生问题,而交通拥堵现在已经成为一个严重的社会问题。针对这种情况,提高交通的智能化功能是当前解决问题的一个有效方法。因此,智能交通管理系统的建设已经成为城市交通发展的必由之路。

智能交通系统(Intelligent Transportation Systems,ITS)是通过将传感器技术、RFID技术、无线通信技术、数据处理技术、网络技术、自动控制技术、视频检测识别技术、GPS技术、信息技术等综合应用于整个交通运输管理体系中,从而建立起实时、准确、高效的交通运输控制和管理系统。

智能交通系统的工作流程是:首先通过布设各种传感器,获取需要的交通信息;然后使用有线或者无线的网络通信技术;将获取的交通信息进行传输和汇集;最后将所有数据进行融合处理,从而达到监控和管理交通基础设施以及交通流量的目的,为交通使用者及管理者提供服务。

3 智能交通的体系结构

智能交通作为物联网在交通运输领域的应用,遵循物联网的体系结构。智能交通系统由五大子系统组成,分别是:交通信息采集、互联通信、交通状况监视、交通控制和信息。要想形成一个智能化的交通系统,实现车与路之间、车与人之间以及人与人之间的互相连通,那么必须依靠智能交通前端的感知技术、中间的传输技术以及后端的信息处理技术。

ITS系统使用大量的嵌入式设备用于雷达测速、运输车队遥控指挥、车辆导航等方面,同时通过大量的传感器采集、存储公路城市交通各个路段的交通数据,进行分析和显示,以供交通管理部门了解交通状况,对拥堵路段进行疏通,也便于司机进行合理的避让。如在有些路段,常可以看见一些大的LED显示屏,显示某路段车流拥堵或者交通事故,请绕行之类的提示。同时ITS系统内集成的GPS车辆监控子系统,将各种交通、天气等信息在中心站和各子站之间通过无线通信的方式进行传输,从而使得各子站的GPS接收机能够接收到车辆当前的位置、时间等数据,然后再通过无线通信方式传输给中心站;中心站将汇总的各子系统位置信息,送往电子地图,显示各子站的运动轨迹,最后通过无线通信调度指挥各子站,利用系统监控软件完成对各子站的状态监控。这样就实现了对各子站的监控管理。

智能交通系统具有典型的物联网架构,由感知层、传输层、数据智能处理层和应用层组成。

感知层包括信息采集和末梢网络两个子层。传感器、条形码、二维码、RFID、智能装置等作为数据采集设备,将采集到的数据通过末梢网络上传给网络层。数据采集设备将采集出行者、车辆和道路等多方面的交通信息,然后通过末梢网络将采集到的这些交通信息传输给网络层。

传输层是在现有网络的基础上建立起来的,主要承担着数据传输、汇聚功能。在物联网中,要求传输层能够把感知层感知到的数据无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送。在智能交通系统的传输层中,目前主流的电话通信网、移动通信网、互联网、企业内部网、各类专网等网络都是重要的核心网络;主要使用的应用技术是接入技术以及各种延伸网等交通信息传输技术。

数据智能处理层是要对多种数据或信息进行处理,然后组合出高效、符合用户要求的信息的过程。

应用层的主要功能是把感知和传输来的信息进行分析和处理,做出正确的控制和决策,实现智能化的管理、应用和服务。这一层解决的是信息处理和人-机界面的问题。

4 物联网技术在智能交通中的应用

电子收费系统(Electronic Toll Collection,ETC)又称不停车收费系统,是ITS的重要组成部分。ETC系统一种能实现不停车收费的全天候智能型分布式计算机控制、处理系统,是电子技术、通信和计算机技术、自动控制技术、传感技术、交通工程和系统工程的综合产物,是典型的物联网应用。当车辆通过拥有ETC系统的收费站时,ETC系统将在车辆通过的瞬间自动完成所过车辆的登记、建档和收费的整个过程,在不停车的情况下收集、传递、处理该车辆的各种信息。

高速公路ETC系统由车载单元(OBU)、路边装置(RSU)、ETC管理中心及后端的银行结算系统4个部分组成。车载单元一般使用IC卡加CPU单元组成的“双片式”结构,其中IC卡存储账号、余额等信息,CPU单元存储车主、车型等物理参数并为车载单元与路边设备之间的高速数据交换提供保障。路边装置负责完成与车载单元的高速通信,实时读取通过车辆中车载单元的数据,进行合法性判断后,发送控制信号,并将车辆通信信息发送到管理中心。ETC管理中心对整个系统进行监控和管理,与银行收费系统进行通信和业务处理数据交换。后端的银行收费系统对收到的扣费请求进行结账和对账处理。

图1所示为利用RFID技术实现ETC的一个实例,射频模块采用CC1101芯片,单片机采用STC89C52芯片。有源的电子标签放在车辆上,当车辆通过ETC收费口时,电子标签就会把车辆的ID(身份标识)发送给收费口的读写器;读写器会通过串口将车辆ID传送给计算机上的程序;由该程序查找相应的数据库,找到车辆的对应信息,计算出所需缴费的金额,完成扣费后将缴费信息发回给读写器;读写器收到扣费信息后再通过射频模块将缴费信息发给车辆;车辆中的电子标签收到缴费信息后会在其LED七段数码管处显示出所扣费用。

5 结语

随着物联网技术在智能交通中的应用以及发展,城市交通的智能化程度也将会大幅度提升,从而全面提升了道路管理部门对智能交通的管理和控制水平以及信息服务水平。物联网技术将使城市的智能交通朝着大规模网络化、集成化和面向服务化发展,最终成为智慧城市的重要组成部分。

参考文献:

[1]田景熙.物联网概论[M].东南大学出版社,2010.

物联网及应用技术范文6

关键词:RFID;物联网;军事物流

1.引言

RFID技术诞生于二战期间,但此后的50多年时间里,其发展一直较为缓慢。近年来,随着其应用技术环境日臻成熟,基于RFID的物联网技术异军突起,吸引了众多行业的关注。随着信息技术的迅猛发展,军品供应链物流管理必须与时俱进,加强信息化建设。基于RFID的物联网技术是近年来倍受世界瞩目的IT热点。最早使用RFID技术的是美国国防部后勤局,并已在伊拉克战争中得到了验证。基于RFID的物联网技术已经成为军事物流信息化的着力点与突破点。本文在介绍基于RFID物联网技术的内涵的基础上,通过分析物联网技术对军品供应链物流管理各个层面的影响,初步探究了基于RFID的物联网技术在军事物流管理中的实际应用。

2.物联网技术简介

2.1物联网的内涵

物联网(IOT,Internet of Things)又叫“传感网”,指的是利用射频识别(RFID)等各种信息传感设备,把所有物品的信息与互联网实时连接起来,实现智能化管理与识别。物联网为每一个物品分配标识,通过射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等获取物品标识中的信息,从而达到对物品进行识别和供应链实时跟踪的目的。物联网由三个要素组成,一是传感设备,即以二维码、射频标签和传感器来识别“物”,国内以低频RFID为主;二是传输网络,即通过现有的互联网、广电网络、通信网络或未来的NGN网络,实现数据的传输与计算,如中国移动积极推进的M2M业务;三是处理终端,指输入输出的控制终端,手机、电脑、通信基站以及其他移动终端。因此,我们可以给物联网下一个定义,即:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议, 把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

2.2 RFID技术

RFID的全称是Radio Frequeney Identification,中文称为无线射频识别,它是一种利用射频信号通过空间藕合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。RFID技术能够对静止或者移动的远距离目标进行非接触自动识别,具有标签体积小、容量大、寿命长、精度高、抗干扰能力强、操作快捷等优点,特别在识别唯一物体领域具有其他识别技术无与比拟的优势。

完整的RFID系统包括RFID数据采集端(标签、阅读器、天线)、中间件或者接口、应用系统和管理平台等。RFID应用系统参考架构一般可采取四层结构形式,从下至上依次为阅读器层、边缘层、集成层和应用层。RFID系统的工作原理是:阅读器通过发射天线发送一定频率的射频查询信号,当电子标签进入发射天线工作区域时产生感应电流,标签获得能量被激活并自动将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去;系统接收天线接收到从标签发送来的载波信号,经天线调节器传送到阅读器,阅读器对接收的信号进行调解和解码,然后通过电脑主机送到后台管理系统进行相应处理和控制,最终发出指令信号控制阅读器完成不同的读写操作。

2.3 RFID与EPC物联网

以简单RFID系统为基础,结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等,构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的,比Intemet更为庞大的“物联网” (Internet of ThingS)成为RFID技术发展的趋势。目前较为成型的分布式网络集成框架是EPCglobal提出的EPC网络。正如互联网把世界不同角落的人紧密地联系在了一起,采用了RFID技术的EPC系统可以将世界上的所有货物都联系在一起,组成一个以EPC和Internet为依托,以RFID技术为纽带的“物联网”。

EPC系统利用RFID射频识别技术来捕获信息,通过无线数据通信等技术将其与开放的网络系统相连,对供应链中各环节的信息进行自动识别与实时跟踪,从而将庞大的物流世界建成一个高度智能、覆盖世界上所有物品之间、甚至于物品和人之间的实物互联网。

EPC物联网将在全军范围内从根本上改变对军品生产、运输、仓储各环节流动监控的管理水平。一个带有电子标签的产品,电子标签中有这个产品的唯一编码,当这个带有标签的产品通过一个读写器时,这个产品的信息就会通过互联网传输到指定的计算机内,这是一个全自动的产品流动监测网络。通过EPC物联网,带有电子标签的军品物质都可以随时随地按需被标识、追踪和监控,从而达到信息的实时共享,便于统筹管理,进而可以更好的促进我军后勤保障力的生成。

3.物联网技术在军事供应链管理中的具体应用

3.1 基于RFID的物联网技术在美军的应用

为了使美军的供应链管理更加透明和敏捷,美国国防部后勤局进行了大规模的机构精简。在整个业务流程优化以后,美国国防部后勤局运用了RFID技术,并选用了SAP AG的ERP系统和Manugistics公司的供应链管理软件。这不仅使得供货速度加快和成本降低,而且使物流配送具有了更高的灵活性和准确性。美军两次海湾战争的例子表明,应用基于RFID的物联网技术实现对于军品物资的全程跟踪可以实现物资的精确投放,减少浪费,并且节省了大量的时间。系统工作的大致流程图如图3―1所示。

3.2 采购环节

在采购环节中,军方可以通过RFID技术实现及时采购和快速反应采购。管理部门通过RFID技术能够实时地了解到整个供应链的供应状态,从而更好地把握库存信息、供应和生产需求信息等,及时对采购计划进行制定和管理,并及时生成有效的采购订单。通过应用RFID技术,可以在准确的时间购入准确的军品物质不会造成库存的积压,又不会因为缺少物资影响战备训练,从而实现“简单购买”向“合理采购”转变,即在合适的时间,选择合适的产品,以合适的价格,按合适的质量,并通过合适的供应商获得。

军方以通过物联网技术集成的信息资源为前提,可以实现采购内部业务和外部运作的信息化,实现采购管理的无纸化,提高信息传递的速度,加快后勤保障的反应速度,并且最终达到工作流的统一,即以采购单为源头,对从供应商确认订单、发货、到货、检验、入库等采购订单流转的各个环节进行准确的跟踪,并可进行多种采购流程选择,如订单直接入库,或经过到货质检环节后检验入库等,同时在整个过程中,可以实现对采购存货的计划状态、订单在途状态、到货待检状态等的监控和管理。通过对过程中资金流、物流和信息流的统一控制,以达到采购过程总成本和总效率的最优匹配。

此外,军队和供应商通过RFID能够实时了解到产品的生产、流通和消耗情况以及产品的反馈信息等,不仅加强了双方信息沟通的能力,也促进了两者之间的持续发展合作能力,从而建立双赢伙伴关系。军队也因此增强了对供应商评价的准确性及透明度,避免了人为的采购成本增加,同时提高了采购效率,降低了交易费用。

3.3 生产环节

传统军品的物流系统的起点在入库或出库,但在RFID军事物流系统中,所有的军事物资在生产过程中应该已经开始实现RFID标签(Tag)。由于在一般的商品物流中,大部分的RFID标签都以不干胶标签的形式使用,只需要在物品包装上贴RFID标签就可以。军事物品具有较高的保密性,因此在军事物品中,RFID标签需要嵌套在包装中,或直接嵌套在物品内,以加强军用物资与RFID的保密性。

在军事物资生产环节中最重要的是RFID标签的信息录入,可分为4个步骤完成:

1)描述相对应的物品信息,包括生产部门、完成时间、生产各工序以及责任人、使用期限、使用目标部门、项目编号、安全级别等,RFID标签全面的信息录入将成为过程追踪的有力支持。

2)在数据库中将军事物品的相关信息录入到相对应的RFID标签项中。

3)将军事物品与相对应的信息编辑整理,得到军事物品的原始信息和数据库,这是整个物流系统中的第一步,也是RFID开始介入的第一个环节,需要绝对保证这个环节中的信息和RFID标签的准确性与安全性。

4)完成信息录入后,使用阅读器进行信息确认,检查RFID标签相对应的信息是否和物品信息一致;同时进行数据录入,显示每一件物品的RFID标签信息录入的完成时间和经手人。为保证RFID标签的唯一性,可将相同产品的信息进行排序编码,方便相同物品的清查。

3.4 入库环节

传统军事物流系统的入库有3个基本要素是严格控制的:经手人员、物品、记录,这个过程需要耗费大量的人力、时间,并且一般需要多层多次检查才能确保准确性。在RFID的入库系统中,通过RFID的信息交换系统,这3个环节能够得到高效、准确的控制。在RFID的入库系统中,通过在入库口通道处的阅读器(Reader),识别军事物品的RFID标签,并在数据库中找到相应军事物品的信息并自动输入到RFID的库存管理系统中。系统记录入库信息并进行

核实,若合格则录入库存信息,如有错误则提示错误信息,发出警报信号,自动禁止入库。在RFID的库存信息系统中,通过功能扩展,可直接指引叉车上的射频终端,选择空货位并找出最佳途径,抵达空位。阅读器确认货物就位后,随即更新库存信息。物资入库完毕后,可以通过RFID系统打印机打印入库清单,责任人进行确认。

3.5 库存管理环节

物品入库后还需要利用RFID系统进行库存检查和管理,这个环节包括通过阅读器对分类的军品进行定期的盘查,分析军品库存变化情况;军事物品出现移位时,通过阅读器自动采集货物的RFID标签,并在数据库中找到相对应的信息,并将信息自动传录入库存管理系统中,记录军品的品名、数量、位置等信息,核查是否出现异常情况在RFID系统的帮助下,大量减少传统库存管理中的人工工作量,实现军品安全、高效的库存管理。由于RFID实现数据录入的自动化,盘点时无需人工检查或扫描条码,可以减少大量的人力物力,使盘点更加快速和准确。利用RFID技术进行库存控制,能够实时准确掌握库存信息,从中了解每种产品的需求模式及时进行补货,改变低效率的运作情况,同时提升库存管理能力,降低平均库存水平,通过动态实时的库存控制有效降低库存成本。

3.6 出库管理环节

在RFID的出库系统管理中,管理系统按军事物品的出库订单要求,自动确定提货区及最优提货路径。经扫描货物和货位的RFID标签,确认出库物品,同时更新库存。当军品到达出库口通道时,阅读器将自动读取军品的RFID标签,并在数据库中调出相对应的信息,与定单信息行对比,若正确即可出库,货物的库存量相应减除;若出现异常,仓储管理系统出现提示信息,方便工作人员进行处理。

3.7 运输管理环节

军品在运输途中需要定期进行检查,而传统的检查办法耗费大量的人力和时间。在RFID的系统帮助下,运输途中的检查便捷很多。使用UHF的高频射频系统可对方圆10 m的RFID标签进行自动识别,RFID系统的阅读器首先将同批物品的RFID标签进行识别,同时调出数据库相对应的标签信息,其次将这些信息与数据库的进行对比,查看物流途中的各类军事物品是否存在异常。在主要的运输路线上设置结构合理、数量合适的装有RFID接收转发装置的站点是运用物联网技术实施运输管理的关键,而军方单独完成工程的难度较大,可采用军民融合的方式,依靠民用站点资源。当贴有标签的军品经过站点时,阅读器自动采集EPC编码信息,并可通过北斗系统对军品进行跟踪定位。

4.注意事项与建议

由于军事物流系统有着本身的特殊性,因此在基于RFID的物联网系统建立及使用过程中必须保证其应有的安全性和技术可靠性。为保证军事RFID信息的安全性,应在频率使用上尽量避免与公共频率重合,在物联网系统实现信息高效交流的同时,也容易造成信息泄漏,所以要对该系统进行加密处理。RFID系统的加密可分为物理安全加密和基于密码技术的安全加密。为了提高我军的信息化建设水平,加快基于RFID的物联网技术在军品供应链物流管理中的应用研究,我们应该做到:一,必须与国家标准同步尽快制定我军的相关军用标准,最大化的发挥其全局效能。二,重视后端应用软件的研究,例如:数据库,应用程序,中间接口程序等。三,加强基于RFID的物联网系统的军事物流模式研究,建立示范单位,以点带面,推动全军的基于RFID的物联网系统的运作能力。

参考文献:

[1]宁焕生,张彦.RFID与物联网[M].电子工业出版社,2008.

[2]张建军.军队信息化与军事系统工程[M].海潮出版社,2005.

[3]张志勇,黎忠诚.美军物流系统的变革方略[J].国防科技大学学报,2008,(3):1-9.