前言:中文期刊网精心挑选了物联网技术的特征范文供你参考和学习,希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感,欢迎阅读。
物联网技术的特征范文1
【关键词】物联网;应用;挑战
物联网技术,就是通过目前已经十分成熟的RFID技术与智能计算等相关技术来实现所有的设备互连在一起的网络技术。在因特网高速发展的当今社会,以互联为特征的“物联网”时代即将到来。从生活中的汽车到房屋、衣物到家具等等都可以通过网络来进行信息的交换。智能化的服务将成为物联网系统在未来发展中的一个显著特征。
一、物联网技术的基础分析
1.传感器技术
传感器是敏感化学成分或物理条件并且传输与被监测的对象的特征按照相应比例电信号的一种电子设备。在工业过程控制、机械制造、消费电子产品、通信电子产品等领域有着广泛的应用。而由分布在被监测区域的数量众多的传感器节点组成的传感器网可以满足许多特殊环境下的监测要求。
2.RFID技术
作为一种自动识别技术,RFID技术是一种非接触式的,利用射频信号来自动的识别目标对象以及相关数据的技术。在其识别的过程中,不需要人工进行干预,故可应用于一些比较恶劣的环境。此系统由天线、阅读器以及标签三部分组成。常见的工作频率包括较低频率的125kHz、134.2kHz和高频的13.56MHz。
二、物联网技术的应用分析
在两院院士大会上,总书记在讲话中指出,在当今互联网高速发展的时代,网络技术和信息技术的广泛应用,正在不断推动着我国现有的生产方式产生深刻的变化。物联网技术作为未来社会的一种新的发展趋势将在生活中的各个领域获得广泛的应用。
1.智能交通系统
每年全球因交通事故产生的经济损失是相当巨大的,智能交通系统也因其高达9:1的高效费比越来越得到人们的重视。智能交通系统在降低交通事故的发生率、加强交通监管、减少交通堵塞和减少尾气排放等方面发挥着重要的作用。基于无线传感技术进行的交通优化,显著提升了城市道路运行的效率。
2.智能电网技术
电网中发电量和用电量不匹配的情况导致了电网的利用率相对较低。将物联网技术运用到电网中产生的智能电网系统在发电、输变电和用电的各个环节提高了电力的使用效率。智能电网系统将以前因为发电量不稳定的太阳能和风电等也并入其中作为补助。我国的国家电网目前也制定出了智能电网的发展战略,对于我国的电网改造具有重要的战略意义。
3.生态环境监视
物联网技术在环境生态监控中也发挥着重要的作用。当前的城市大气监测、饮用水源地的监视和流域管理生态补偿等方面均应用了物联网技术。利用RFID技术或者视频感知技术进行感知,通过传输到达处理中心,运用虚拟现实技术、决策支持系统等处理技术达到智能监视的目的。
4.电子保健
在医疗领域,运用电子病历可以把错误降低25%,运用医学图像存档和通信系统与计算机化医嘱录入系统分别可以将错误降低15%和30% 拿电子病历来说,电子病历指的是医院等医疗机构用电子化的方式创建并且保存使用的针对住院、门诊等信息的数据库系统。居民在每次就诊时都会生成相应的记录。运用电子病历不但可以完成病历的书写,还可以随时查询分析,此外可以有效地规避掉患者的隐私问题。目前在我国22个省区的29所医院还有另外的3个区域进行试点。
5.智能物流
物联网技术在物流行业中也有着广泛的应用,基于RFID技术的产品可追溯系统,基于智能配货的物流网络化的信息平台等技术均利用了物联网技术。运用有关的软件可以对产品从原材料阶段到成品的供应网络进行优化,帮助相关的企业选择最适合的原材料采购地点以及确定库存的分配,提高企业运行的效率和企业效益。举个例子,中远物流公司是我国目前比较大的物流企业,在应用了信息化管理以后,成功将分销中心由100个降低到了40个,大大节约了成本和燃料,碳排放也减少了15%左右。
6.物联网技术在其他领域的应用
运用物联网技术可以轻松实现家居的智能化,实现对家庭的监视和安保。还可以利用防侵入传感器系统对像军事基地、机场等重点的区域进行监视。目前广泛应用于城市的电子眼系统对城市的交通,安保等领域的发挥着越来越重要的作用。基于物联网的服务业也正在日益蓬勃地发展起来。
三、物联网技术面临的挑战分析
物联网技术的产业潜在的市场规模相当大,不过,目前来说,对物联网产业的界定还不是很清晰,因此在统计时不可以把整个的信息产业划分到物联网产业上来。对于物联网来说,想把市场做大的前提是降低传感器的成本,这就需要前期用巨大的投资来引领市场的发展。目前,想要触发潜在的巨大市场,就必须尽早地提高物联网技术的可靠性与安全性。市场的发展还需要通过体制的改革来打破行业的垄断,充分拉动内需。
每一项技术的产生都有其两面性。物联网亦是如此,有优点的同时也必然存在着不可忽视的缺点,如智能电网系统,若全部电网的改造没有实现,其效果也未必可以充分的体现出来。传感器的可靠性与否会带来不容忽视的安全问题。同时,物联网产业的发展也离不开政府的支持,依据自身的发展来确定产业发展的具体方向,打破行业壁垒,突破核心技术积极的拓展国际合作,促进信息资源的共享。
结语
物联网产业作为一个新的产业发展方向在未来社会中将会产生巨大的市场效益和社会效益,通过智能识别与感知、普适计算和网络的融合应用,物联网技术将会成为计算机和互联网技术之后的又一次信息产业的技术革命。目前,物联网技术在全球领域依然处于刚刚起步的阶段,我国要抓准机遇,利用物联网技术的发展加快转变经济增长方式,在国际竞争中占据先机。
参考文献
[1]邬贺铨.物联网的应用与挑战综述[J].重庆邮电大学学报(自然科学版),2010,05:526-531.
[2]税冬东.浅谈物联网的应用与发展[J].知识经济,2011,09:113.
[3]张群良.物联网的应用与挑战[J].物联网技术,2011,07:83-84+88.
[4]赵彩霞.浅谈物联网的应用与发展[J].中国新技术新产品,2012,17:27.
物联网技术的特征范文2
1物联网与智能电网介绍
1.1物联网介绍
1.1.1物联网概念物联网是指利用射频识别技术(RFID)、全球定位系统(GPS)、传感器等技术将物体与互联网连接在一起的技术,物联网可以实现信息交流与通信,是互联网技术的深入应用[2]。物联网被视为互联网未来发展趋势之一,其中物联网中的每个物体都是有标识、属性的个体,利用智能接口,按照一定的通信协议连接到互联网中。
1.1.2物联网主要特征1)标识与感知。物联网可通过RFID、传感器等技术标识物体,并能通过上述技术感知或捕获研究目标,采集该物体的相关信息。2)信息处理。物联网获取的信息可以利用计算机进行大数据计算与分析,从而获取极具价值的信息,以供决策与控制。3)信息交流。物联网与互联网技术一样,可以实现数据的实时共享,及时将系统信息数据通过网络传输到系统中心。
1.1.3物联网关键技术物联网技术一般可分为感知层、网络层以及应用层三大环节,每一个环节都对应有关键技术。感知层关键技术包含RFID技术、二维码、传感器技术等,利用上述技术能够实现对物体的标识与感知[4]。网络层关键技术包含计算机技术、互联网技术、云计算技术、大数据处理技术等,是信息处理、数据管理的核心。应用层关键技术包含智能芯片等,是信息处理的应用执行层面。近年来,随着物联网技术的不断发展,出现了许多新型技术或多种技术融合的综合性技术,如PML开发技术、嵌入式技术、传感器网络技术、信息安全技术等,这些技术的应用显著提升了物联网的性能。
1.2智能电网介绍
1.2.1智能电网概念所谓智能电网,其本质是电网的智能化发展,以物理电网为基本框架,充分结合测量技术、传感技术、信息化处理技术、决策系统技术、计算机技术、互联网技术等智能化技术而形成的综合性智能电网。智能电网的应用,将资源开发、电能应用、电网管理等各个环节实现了智能化集成,不仅实现各个环节的无缝连接,而且提升了电网的工作效率及可靠性,因此,具有极大的经济效益。
1.2.2智能电网主要特征1)自愈性。智能电网具备自我修复能力,当电网中出现故障,可以容错重组,实现系统自愈。2)激励性。智能电网可以激发用户参与到电网的运作过程中,从而提高电网的工作效率。3)安全性。智能电网相比普通电网具备更高的安全性,尤其是在利用智能化技术下,电网的抵御能力更强,电网安全性更高。4)兼容性。智能电网可以兼容各种形式的发电、供电、蓄电,因此电网的兼容性更好。5)优化性。智能电网能够优化各种电网设备的运行,降低电网的运行成本,优化性能优越。
1.2.3智能电网关键技术智能电网未来发展趋势,是集合了多种技术于一体的综合性智能化系统工程。智能电网所包含的关键技术主要有可处理大量数据的信息处理技术;高效、实时的通信技术;电网能源分布式接入技术;系统容错技术;传感器网络技术;智能规划技术等。
2物联网技术与智能电网技术融合
物联网技术与智能电网技术的融合是信息化技术发展的必然,也是电网发展的趋势。采用物联网技术的智能电网,能够在资源整合、通信提升、电力信息化等方面的发展提供重要的支撑。此外,物联网技术的应用,能够提高智能电网的自动化、智能化,对提高智能电网的管理,提高电网的工作效率,降低运行成本等方面具有重要意义。为了研究物联网技术与智能电网技术的融合,笔者分别从感知层、网络层、应用层三方面进行介绍。
2.1感知层感知层包含了各种传感器、智能芯片等信息识别与采集设备,从而实现对物体属性、行为的监测,并能够获取物体的基本信息数据,通过网络技术、通信技术将数据传输到数据处理中心。在智能电网中,采用物联网技术可以对输电线路、电气设备等电网目标进行识别与监控,并通过光纤通信技术或无线通信技术将获取的数据传输到数据处理中心。
2.2网络层网络层是利用互联网技术实现数据传输与共享的关键环节。在智能电网中,主要以光纤网络为主要的网络层,并以无线通信网络、无线宽带网络为辅助,将感知层获取的数据进行实时传输。在智能电网的应用过程中,为了保证系统的安全性,因此对数据的传输提出了更高的要求,智能电网的信息传输主要通过电网系统的内部网络,只有在特殊环境下,才可以部分依靠公共网络。此外,为了保证智能电网的应用,电力系统的通信网络应该以骨干光纤网络为主,这样不仅能够保证数据传输的实时性,而且能够提高数据的容量。以光纤网络为主,辅助以无线宽带网络、电力线载波网络、无线数字通信网络等通信技术,实现双向宽带通信的智能电网与物联网的融合。
2.3应用层应用层是物联网对相关信息或处理结果进行应用的层面,在智能电网中,应用层主要是各种电力基础设施、电力资源的应用等方面。电力基础设备将为物联网技术提供重要的信息数据,同时也为物联网技术提供数据处理与计算的基础设施,保证各种数据、设备的接口资源,为物联网提供各种适应性极强的应用。此外,应用物联网技术后,智能电网的在智能计算、大数据处理、模式识别等技术方面有了更有效的解决方案,能够应用物联网技术实现智能化决策,对提升电网的管理水平具有重要意义。
3物联网在智能电网中应用展望
物联网技术在物体识别与感知、信息处理、控制与决策等方面的能力,能够对智能电网的发展提供极大的推动作用。以目前的发展趋势来看,物联网技术与智能电网技术的结合与应用将不断的深入与完善,尤其是在以下几方面的应用,将成为物联网技术、智能电网技术融合的重要方向。1)输电线路可视化。利用物联网技术的远程识别与感知技术,能够对输电线路进行可视化监控,结合无线通信技术、全球定位技术等,对输电线路冰冻、震动、故障等问题进行实时在线远程监控,提高智能电网输电线路的感知能力,缩减解决故障的反应时间。2)电力生产智能化。利用物联网技术,能够实现电力生产的智能化管理,尤其是将RFID技术、传感器网络技术应用到电力现场作业,能够对误操作、非法进入等安全事件进行远程监管,可以对电力生产设备进行智能化管理,减少电力生产的安全隐患,结合用电信息情况,智能规划生产计划。3)用电信息智能采集。传统用电信息通过电表人工采集,实时性、准确性均难以保证。应用物联网技术,可以建立远程用电信息采集系统,并将采集的数据通过通信网络实时反馈到管理中心,可实现用电信息的实时管理,提高智能电网的智能化,适时进行调峰调频,提升用电效率。除此之外,物联网技术还能在电力设备管理、电力设施全寿命周期管理、用电巡检等方面提供重要的应用技术保障,能够有效提高电网的可靠性,提升客户服务满意度。
4结语
物联网技术的特征范文3
>> 王晶:物联网产业是核心技术的竞争 浅谈未来物联网核心技术 基于物联网的高校学生考勤系统设计 基于物联网技术的学生考勤管理系统应用 基于智能电网的继电保护核心技术探析 基于物联网技术的智能农业应用系统 基于物联网技术的智能照明系统 基于ZigBee技术的智能教室考勤系统设计 物联网核心技术专利态势分析 物联网核心技术及应用演进 物联网与智慧城市核心技术探讨 探析物联网核心技术及应用 论物联网安全核心技术与挑战 MEMS:物联网核心技术所在(上) MEMS:物联网核心技术所在(下) 物联网的主要特征与核心技术研究 中国在物联网核心技术RFID领域的首个国际标准诞生 基于物联网的智能宿舍系统 基于RFID的智能课堂考勤系统 基于物联网与Android平台的考勤系统设计与实现 常见问题解答 当前所在位置:L5开发手册[M].北京:人民邮电出版社,2013.
[5]赵俊峰.JavaWeb应用开发案例教程[M].北京:清华大学出版社,2012.
[6]Yama Tienne, Erik Apache Poi Turbspublishing [M]. 2012.
[7]蒋海昌.JavaWeb设计模式之道[M].北京:清华大学出版社,2013.
[8]David Johnson. AJAX企业级开发[M].北京:人民邮电出版社,2008.
物联网技术的特征范文4
【关键词】物联网 应用 发展前景
一、认识物联网
(一)物联网的基本概念和基本特征。物联网是指通过各种地面或者空间传感器设施以及不同的通信系统,按照一定的协议将设施、设备、人已经其他各种各样的物品与网络连接起来,从而达到人和物品之间的实时通信和信息交互。它是智慧地球的重要组成部分,为人和物品之间的智能对话提供了机遇和平台。
物联网具有三个基本特征:“全面感知”、“可靠传送”、“智能处理”。全面感知是指利用各种传感器技术能够随时采集物体动态。可靠传输是指将感知的信息通过网络进行实时传送。现在无线通信技术已经覆盖了大部分区域,因此感知信息的传送变得非常可靠与现实。智能处理利用多种信息处理技术对海量信息进行筛选和处理,从而方便人与物品之间的交互。
(二)物联网的结构层次。如图1所示,物联网的结构可以分成:感知识别层、网络构建层、应用层。感知层由传感器节点接入网关组成,智能节点感知信息(温度、湿度、图像等),并自行组网传递到上层网关接入点,由网关将收集到的感应信息通过网络层提交到后台处理。网络构建层在物联网四层模型中连接感知识别层和应用层,具有强大的纽带作用,高效、稳定、及时、安全地传输上下层的数据。应用层是指物联网技术的各种应用包括智能物流智能交通绿色建筑等方面。应用层位于感知识别和网络构建层之上,人们通常把物联网应用冠以“智能”的名称,如智能电网、智能交通、智能物流等,其中的智慧就来自这一层。
(三)物联网的关键技术。物联网的关键技术主要可以分为如下几种:RFID、WSN、EPC以及多种智能技术。RFID即射频识别技术,俗称电子标签,通过射频信号自动识别目标对象,并对其信息进行标志、登记、储存和管理。它主要由电子标签、读写器、天线等部分组成。WSN无线传感器网络(WSN)是由大量传感器节点通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息,它能够实现数据的采集量化、处理融合和传输应用。RFID主要侧重点是识别的作用,而WSN的主要侧重点是组网并实现数据的传递。EPC是指电子产品代码,它包括EPC 编码标准、EPC 标签、读写器、对象名解析服务( Ob ject Nam ing Service, ONS )、物理标记语言( Physical Markup Language, PML)等部分。为满足对单个产品的标识和高效识别,美国麻省理工大学Auto ID 中心在美国统一代码委员会(UCC)的支持下,提出了产品电子代码(EPC)的概念。
二、物联网技术的应用
物联网技术作为一门新兴的技术,具有巨大的生命力和蓬勃的发展力。同时该技术对社会发展和科技的进步有着巨大的推动力。不知不觉之中,我们生活的方方面面已经融入了物联网的影子。
(一)物流管理。物联网在物流领域有重要的应用。物流领域规划中明确的指出将物联网技术作为该领域的发展重心之一。通过物联网技术的建设,可以实现物流系统的现代化,形成集成化的信息化平台。我们可以对物品进行统一的编码同时加入EPC的标识,这样就有助于我们在物品的运输流通过程中进行及时的状态反馈。广泛采用物联网技术来推动物流信息技术的发展和标准体系的构建是物流领域下一阶段的重要任务。
(二)城市建设。随着技术的进步,城市管理已经变成了动态时间和静态部件之间的综合管理。在物联网技术和3S技术的支撑下,“数字城市”、“智慧地球”这些概念将不再是梦想。我们把在城市管理中所采集的分散、独立图像进行并网,进行远程的业务管理、监控、存储以及传输。通过城市管理系统的搭建,城市的管理、安全监控等方面的得到了很大的改善。物联网技术为城市的建设提供了直观的管理工具。
(三)智能交通。凭借物联网技术的先进方法,使得交通信息的采集变得更加方便快捷。传感器可以把各个区域的车距和车速信息传输到处理中心,便于及时的调整和管理。在终端上加载各种温度、光照传感器还可以实时监控路面信息、汽车尾气等相关信息。
三、物联网的未来发展趋势
通过大量文献的阅读和思索,我们可以看出未来物联网技术的发展趋势大致如下:首先,未来的物联网需要一个开放的架构来最大限度的满足各种不同系统和分布式资源之间的互操作性需求。他们既可以是信息的提供者也可能是信息的使用者。其次,未来的物联网的架构还需要有良好的、明确定义的、呈现为粒度形式的层次划分。物联网架构技术应该满足各种层次的用户需求,摆脱单一的几种模式。同时,物联网的架构技术要具有抵御各种网络突发状态和干扰的能力,并将这种影响降低到最小的程度。
参考文献:
[1] International Telecommunication Union UIT. ITU Internet Reports 2005: The Internet of Things[R]. 2005.
[2] 王忠敏. EPC 与物联网[M]. 北京:中国标准出版社,2004
物联网技术的特征范文5
我国传统的环境监测技术,在技术限制和设备设施不完善的情况下,难以从根本上实现环境的全面保护,在环境监测中,环境监测记录没有相关信息的记录。物联网技术在环境监测中的应用,可以实现环境的真实性信息监测,并保证环境的科学高效化管理。关于环境监测中物联网技术的应用,不仅仅在大气和水质监测中有着广泛的应用,同时在生态和海洋监测中同样也有着相对广泛的应用。
(一)物联网技术在大气监测中的应用环境大气监测中,常用的一般监测方法,主要是实现固定的在线监测,并基于流动监测中,实现的一种综合性监测。而在线监测过程中,不仅仅可以实现同步监测的基础功能,同时也能实现预报功能的一种全面监测。而固定的在线监测,通过在污染源的排放口,对固定的在线监测设备进行安装,而在相关监测范围中,结合一种网格的形式,对污染物传感器进行布置。我国现有的城市建设发展中,通过对环境空气自动监测系统进行安装,而实际的环境空气监测过程中,注重常规监测指标的一种实时监测,通过对多个监测子站加以建立,在传感器设备的应用中,做好大气环境中氮氧化合物的根本监测,在二氧化硫和可吸入颗粒物的相关数据进行采集中,借助于网络,将实时数据逐渐的向监控中心进行传输,最终将环境的空气自动监测全面实现。
(二)物联网技术在水质监测中的应用一般而言,水质的在线监测中,监测的主要种类,往往是结合饮用水的基本监测,并实现水质污染的根本监测。而实际的在线监测过程中,通过在监测的目的地对各种传感器进行布置,并做好视频监视传感器设备的基础性应用,将感知层逐渐的形成,在网络层的应用中,做好数据的根本传输,通过对传感器位置和相关数据的信息采集实现综合性的监测过程,最终将水质和水污染源的一种全面监测根本实现,做好综合性的一种综合监管。结合物联网技术,对三层网络传输结构的监测体系进行建立,并在原先的一种无线传感器网络技术的相关预测模型中,对预警平台进行开发,进而将数据收集的一种连续性加以保持。
(三)物联网技术在生态监测中的应用环境的生态监测过程中,物联网技术的应用,往往是将监测区域进行划分,尽可能的将去划分为不同的分簇。对于分簇的监测过程中,可以对其进行设定,实现噪声、温度以及湿度的一种传感器搜集,并在各种类型的一种数据监测过程中,做好数据之间的信息控制,将环境监测过程中数据的一种采集和传输实现,注重数据传输的一种可靠性和实时性,在实际的监测过程中,对移动Agent节点进行设置,在网络能耗的建立过程中,做好二维定位表的建立,对最优化的路径传输数据进行选择,并做好网络整体能耗的最低消耗。
(四)物联网技术在海洋监测中的应用环境海洋的监测过程中,物联网技术的应用,通过将互联网和传感器进行的一种综合性使用,并在海洋环境中的监测过程中,借助于监测海域的无限传感器,通过对传感器节点监测加以利用,对营养盐和相关化学耗氧量利用,在有机磷农药的海洋环境参数应用中,结合一种无线发射装置,实现采集数据信息的一种实时传输,而数据接收端的数据接收和完成中,对基于物联网的海洋环境职能监测系统进行构建,节点的实际设置中,对不同的传感器进行根本上的连接,并在传感器的安装过程中,做好水下水上位置的一种根本调整,对不同的监测点要求加以满足。(五)物联网技术在重金属污染监控中的应用现代化工业化进程的加快,而重金属污染监控的过程中,物联网技术的应用,更加注重重金属的污染检测,由于重金属污染解决的产生,不仅仅有着持久性的特征,同时也难以进行根本上的消除。而物联网技术的应用,通过对问题进行发现,并在重大污染产生之后,实现样本的根本采集和整理,而实际问题的处理过程中,为重金属的清理赢取一定的处理时间,对污染进行及时的补救。
二、环境监测中物联网技术的发展趋势
时代经济多元化发展的同时,物联网技术在实际的应用中,虽然可以实现环境的科学监测,但是这种物联网技术依旧存在相关的问题。传感器和云技术的技术缺陷,往往使得传感器的灵敏度处于失真的状态,而传感器的速率同样也使得信息送达有着延后的状态,在云计算技术的发展中,对于物联网技术的发展有着一定的限制。技术难以实现标准化的统一,物联网中的感知层、网络层以及应用层,均有着相对独立的一种标准化组织,同时难以保证物联网整体的一种稳定性发展,并产生各种各样的安全性问题,而基于网络黑客的行为中,数据常常出现泄漏和遗失的状态。在未来的发展中,物联网技术更要进行不断的完善,在环境保护中,趋向于多方式的环境保护,实现土壤的监测和噪声监测,并在电磁监测和化学的组成系统分析中,同样也有着广阔的应用前景。同时在互联网技术的完善性发展中,将会使得智能化和网络化的环境监测,推动环保事业的高效发展。
三、结语
物联网技术的特征范文6
【关键词】物联网技术;消防安全管理;应用
1引言
作为继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次浪潮,物联网在世界范围内发展起来,并逐渐渗透进人们生产生活的各个领域。例如,物流配送、智能交通、智能家居、公共安全、生态环境、智慧城市等[1]。而在消防安全管理领域中引入物联网技术,能够从整体上优化消防安全管理的水平,能够有效解决消防安全隐患难以发现等问题,以最大限度地保证人民群众的人身财产安全[2]。
2物联网概述
2.1物联网的含义
物联网(InternetofThings,简称IoT)是一种按照约定协议,利用射频识别技术(RFID)、GPS、激光扫描器等传感设备进行物网连接,具有全面感知、传输可靠、智能处理、智能控制等功能特征的网络。简单来说,物联网就是在互联网的基础上拓展而来的万物互联的网络。可以说,物联网的核心是物物相联,灵魂是传感和识别,骨架是网络通信,核心是计算。2.2物联网的特点首先,物联网具有异构设备互联化的特点。物联网环境下,不同型号、不同类别的RFID标签、传感器、手机等各种异构设备,能够利用无线通信模块、标准通信协议形成自组织网络。且这些异构网络在运行不同协议时,可通过网关进行联结,从而实现不同网络间的信息共享。其次,物联网具有管理及处理智能化的特点。物联网能够将海量数据可靠且高效地组织在一起,这就为行业应用提供了智能支撑平台。最后,物联网具有应用服务链条化的特点。物联网能够覆盖企业运行的所有步骤,能够带动整个企业甚至行业的整体信息化进程。
2.3物联网体系架构
物联网主要分为感知层、网络层、应用层三个层面。首先,感知层由各种传感器、传感网节点、短距离组网设备等构成,主要负责数据采集和数据处理,涉及传感器技术、射频识别技术(RFID)、GPS技术、嵌入式系统、传感器组网技术、协同信息处理技术等。其次,网络层主要负责传输感知层获取的数据,还要满足不同设备能够自由接入不同网络,涉及互联网技术、移动通信技术、短距离无线通信技术等。最后,应用层由各种管理设备和显示设备构成,构建满足人们各种需求的系统平台,主要负责与用户连接,涉及云计算、人工智能、中间件等技术。
2.4物联网关键技术
2.4.1自动识别技术自动识别技术(AutomaticIdentificationandDataCapture)是目前普遍使用的、发展相对较快且相对主流的识别技术,是一种能让物品“开口说话”的技术,即通过一定识别装置对各类物体信息进行自动识别,并传输给计算机处理系统进行一系列智能处理。自动识别技术可分为条码识别技术、生物识别技术、图像识别技术、磁卡识别技术、IC卡识别技术、光学字符识别技术、射频识别技术等。其中,射频识别技术(RadioFrequencyIdentification,简称RFID)被认为是21世纪最有发展潜力的信息技术之一,是应用领域最为广泛且最为重要的识别技术之一。因此,本文主要探讨射频识别技术(RFID)。首先,与其他自动识别技术相比,其有着以下优点:采用电子技术,借助芯片,且芯片功耗较低、读写较为准确;标签体积小,更易嵌入其他材料或物体之中;射频技术透过外部材料即可读取数据,且能够对高速运动中的物体进行识别、读取;可在同一时间识别多个标签,且这些标签信息之间独立互不影响;数据存储量更大,且稳定性好等。其次,射频识别系统主要由射频标签、射频接收基站、应用系统三部分构成。射频标签嵌入被识别物体,向外界收发射频信号,一般分为主动式标签(有源电子标签)和被动式标签(无源电子标签)。射频接收基站一般分为固定式和移动式两种模式,主要负责向射频标签发送无线信号,并接收射频标签发回的无线信号,在将接收的无线信号解码处理之后将数据传输至上层应用系统。位于系统顶层的应用系统主要负责接收射频接收基站的数据,并控制基站的工作状态;管理接收的数据,并经过计算处理将其储存至后台;接收外界终端的指令信息,并将转换后的信息发送至基站执行,以此来实现人机交互。
2.4.2传感器组网技术如何能让区域中的传感器构成网络组,实现高效协调运转是传感技术应用的关键。为更好地解决这一问题,传感器网络也在不断发展完善,其中无线传感器网络技术以其低功耗、低成本、低复杂度、低数据速率的特征得到了人们的普遍青睐。无线传感器网络一般采用星状网、树状网、网状网三种组网方式,借助工作于ISM频段和FSK调制方式的射频芯片,以及微控制器、少数外围器件组成专用或适用强的无线通信模块。其中的数据传输协议通常是简单透明的,就算是加密协议也是较为简单的,这就使得人们只要遵循一定规则进行操作即可傻瓜式地实现无线数据传输。无线传感器网络体系可分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层,若再应用中间件思维,则可使网络更具层次化、模块化。
2.4.3无线通信技术随着信息技术的不断发展,卫星通信、以太网、现场总线、GPRS、GSM等通信技术层出不穷。而受工业现场环境的制约,短距离无线通信技术受到人们的普遍青睐。其具有信息传输快捷、灵活、安全等特征,在物联网中有着极为广泛有效的运用。短距离无线通信技术主要有以下几种。一是蓝牙技术(Bluetooth)。其主要采用2.4GHzISM频段和1600MHz快速跳频技术,具有全球开放性、通信简单、传播速度快、抗干扰能力强、使用简单等特点,但仅限于在小于十米内的距离范围内具有良好的通信质量和效果。二是ZigBee技术。其具有良好的网络拓扑能力,每个ZigBee节点都可进行独立监控,支持距离扩展,拥有低成本(协议没有专利费)、低功耗(传输速率低,发射功率小,拥有休眠模式)、低时延(休眠到激活时间短)、网络容量大(可连接200多个设备和100多个网络)、组网灵活、传输可靠(在数据传输之后会等待接收方确认信息,并采取碰撞避免策略来避免数据发送冲突)、信息安全(采用特别加密法进行数据循环冗余校验)等特点。三是Wi-Fi技术。其支持多种网络协议的加密传输,传输距离可达100m,传输速度可达54Mbps,但传输的安全性和传输质量还有待提升。四是IrDA技术。其依靠红外线进行点对点的数据传输,具有体积小、功耗低、连接方便、保密性强、安全性强等特点,但由于存在视距限制,在运用时要先保证位置的确定性才能实现灵活传输。
3物联网技术在消防安全管理中的应用
3.1在消防安全管理服务平台构建中的应用
消防安全管理服务平台旨在横向覆盖消防监督、纵向贯通各级消防部门,对消防信息进行实时采集和实时发送,对威胁消防安全的不稳定或不安全因素进行提前预警,以进一步提升消防工作效率和质量。该平台综合运用物联网技术、互联网技术、数据融合技术等新一代信息技术,实现数据采集、存储、展现、分析等消防管理环节。可采用分布式广域网结构,并将系统的整体结构分为物联智能感知层、网络传输层、数据管理层、应用层(Web平台)。其中,物联智能感知层将通过传感设备、射频识别技术(RFID)等采集消防信息;网络传输层将采用基于TCP/IP的网络结构,利用有线、无线等接入方式进行组网,利用TCP/IP或电话线进行有线传输、GPRS或CDMA进行无线传输等;数据管理层将融合采集到的信息,并进行计算和处理;应用层则负责提供不同的消防服务。就消防数据采集系统设计来说,硬件设计可采用ZigBee技术支撑的基本框架,具体包括路由器、采样终端设施、网络协调器等组成的无线传感网络和采集终端。由ZigBee协议处理和上传终端采样传感器收集到的信息,这些信息由路由器接收、处理之后被传送至ZigBee协调器,再由协调器将接收的信息上传至Web网络,经过一系列汇总处理之后信息将被传输至系统平台,以此来完成数据采集为后期决策、分析提供相应依据。软件设计则包括操作系统和应用软件,整体采用嵌入式系统,主要涉及板极支持包(BSP)、RS232通信软件、DM9000网卡通信软件、ZigBee协议栈等。就平台Web层系统设计来说,主要包括平台通知公告管理功能、平台审阅通知功能、平台短信通知功能、信息管理功能、日常检查功能、监督抽查功能等模块,其中涉及数据信息的存储和处理可采用数据库等技术。
3.2在其他消防安全管理工作中的应用
第一,就消防资源的动态管理而言,可采用射频识别技术(RFID)、GPS技术、无线传感器网络技术、计算机处理技术、移动通信技术、云计算技术等构建基于B/S架构的消防装备管理系统。首先,可通过射频识别技术(RFID)采集消防车辆和消防装备信息,并采用“一装一标”的方式来绑定RFID标签,在信息采集完成之后需要上传至消防指挥调度系统,以便实现装备出入库、电子验证、报警处理等智能化管理。其次,可采用消防指挥调度专线网络进行通信;采用数据库服务器、Web服务器等进行数据的存储和处理等;采用TCP/IP数据传输协议、HTTP协议等进行传输。通过物联网技术,消防资源得以实现动态的智能化统筹管理,并有效提升消防部队的战斗能力。第二,就消防远程监测管理而言,可借助互联网技术、无线通信技术、云计算技术、大数据技术等构建基于物联网技术的消防安全管理监测平台,并开发手机终端APP、建立B/S架构模式的云平台,便于对消防对象、环境、人员等的状态进行感知、传输和处理。具体来说,可利用用户信息传输装置及协议解析与转换、数据接口监测等方式,对不同型号和不同厂家的有源类消防设施(火灾报警控制器、自动喷淋灭火系统、疏散指示系统等)的反馈信息进行采集识别,一旦接到故障信号或者报警信号,监管人员则可借助用户信息传输装置将信息传送至消防安全管理监测平台;利用压力传感器、NB-IoT技术实时监测消防管网的水压,利用射频识别技术(RFID)、ZigBee技术、GPS技术、GIS技术等实时监测室内外可移动的消防设施和器材(灭火器、水带等)的在位状态和位置信息,利用人脸识别技术、图像处理技术等监督消防控制室值班人员的在岗情况,利用视频监控系统、数字图像形态学方法识别消防管阀的启闭状态;利用IoT/LoRa无线数据传输模块实时远程监测独立烟感故障、火灾报警等信息。如此,基于物联网技术的消防安全管理监测平台的构建能够评估火灾风险,协助做好防火巡查工作,提高相关部门的防火工作管理能力。最后,就消防应急救援管理而言,可借助物联网技术构建智慧消防战斗指挥体系。例如,在灭火救援中,可利用各种感知设备、视频采集设备、应急通信系统等获取现场的音视频数据,实时掌握火情发展态势,便于指挥人员依据火场动态进行救援力量、装备等方面的部署和精确指挥,同时也便于战斗在一线的消防人员进行精准救援。
4结语