物聯網技術的現狀與發展范文
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關鍵詞:物聯網;產業;發現現狀;技術研究
中圖分類號:TP393 文獻識別碼:A 文章編號:1001-828X(2015)015-000-01
一、物聯網概念
物聯網概念“InternetofThings”最早在比爾?蓋茨1995年的《未來之路》中首次被提及以來已經發展了十來年。目前,不同國家和機構組織對物聯網的認知還不夠統一,對其也有著各自不同的理解和定義。
二、我國物聯網產業的發展現狀
(一)形成了較為豐富的物聯網基礎應用
隨著社會經濟的不斷發展,自2010年以來,由于我國的物聯網產業開始被正式提升到國家戰略發展高度以后,物聯網產業的發展就面臨了前所未有的機遇與挑戰。根據相關的數據調查顯示,中國的RFID 產業在2010年時的純收入就已經達到了121.5億元人民幣.同比增長了42.8%,并且保持著較快的發展速度。現階段,我國的RFID產業也已經僅次于美國和英國,在世界上排名第三位。在這個基礎上,RFID 技術也已經逐漸的被應用到了物流、工業生產以及城市交通等多個領域當中,再加上3G網絡的應用于發展,使得各個運營商又開始推出了全新的移動支付方式,以此來使得RFID技術又增加了一個全新的應用領域,那就是移動支付,如此便形成了較為豐富的物聯網基礎應用。
(二)物聯網標準建設已經起步
從某種程度上來京,造成物聯網發展緩慢的一個最主要的原因,就是物聯網標準的缺失問題。現階段,無論是中國還是國際上其他的發達國家,都沒有真正的為物聯網所涉及的各個領域,來建立起一個有效的且統一的標準。自2009年以來.我國政府對于物聯網產業發展的投入越來越多,這就使得物聯網標準的制定工作得到了社會各個方面上的廣泛關注與重視,并且于2010年6月9日,成立了中國物聯網(傳感網)標準聯合工作組.在這個工作組織中,已經有17個行業協會組織、14個部委,并且有24個標準化組織加入。從某種程度上來看,該工作組的成立,能夠在很大程度上表示著我國物聯網標準制定與研究工作得到了巨大的發展。
三、中國物聯網技術發展存在的問題
(一)標準缺位阻礙物聯網技術發展
現階段,我國和國際上的其他國家都還沒有形成一個統一的物聯網應用標準,這就在很大程度上導致行業之間以及企業之間在物聯網的應用上很難行成一個統一的標準。也正是由于這種統一標準的缺乏,才會使得物聯網項目之間并不能實現良好的互通,也因此使得物聯網領域中,實現廣域化的應用難度大幅增加。也就是說,物聯網技術標準缺位,將會成為限制與影響物聯網產業發展的一個非常重要而又關鍵的因素,這樣一來不僅不能夠實現物聯網之間的互聯互通,同時也會影響到整個物聯網產業快速與持續發展。
(二)物聯網核心技術環節有待突破
我國的科學院對于傳感網的研究相對于其他國家來說要早很多,并且已經在多個網絡通信技術應用項目上得到了一定的發展成果。同時,我國的產業化推進也相對來說比較迅速,無論是在材料還是技術上都已經形成了一個完整的產業鏈,發展前景相當可觀。不過,做為物聯網技術中的關鍵環節,二維碼技術和RFID技術在西方發達國家的研究起步較早、發展也較快,導致我國呈現出一種比較落后的狀態,并且其在終端設備的研究以及芯片設計制造等方面也都處于較為落后的地位。
(三)物聯網信息安全問題亟待解決
簡單來說,我們要想真正的促進物聯網技術的應用與發展,就必須要對物聯網技術的網絡安全加以管理與制約。就目前的實際情況來看,物聯網技術中所存在的各個網站之間的無線網絡技術以及互聯技術等方面都還存在著嚴重的信息安全隱患,這就非常容易導致其出現信息的泄漏問題。如果說我們不能及時的采取有效措施來對其加以保護,就非常容易引起企業機密與個人隱私的暴露問題。所以說,如何才能更好地對海量的用戶隱私與信息進行保護.是現階段物聯網發展所必須要集中解決的核心問題。
四、物聯網的發展前景
物聯網被認為是繼計算機、互聯網與移動通信網之后的第三次信息產業浪潮,基于其在國民經濟中廣闊的發展前景各國都在爭相發展,紛紛出臺戰略指導規劃,規范物聯網的有序發展。物聯網將是更多行業信息化過程中一個比較現實的突破口,將能催生一個上萬億的高科技市場,將大大推進信息技術元件的生產,給國內行業帶來巨大商機。
(一)加大研發投入,參與國際標準的制定
無論是世界上的哪一個國家,其在進行物聯網的發展完善上,往往都會強調研發投訴,當然,中國亦是如此。簡單來說,沒有投入就不會有產出,投入不足也是限制其發展的一個重要原因。物聯網是由多種新技術進行交叉融合之后的產物,而這種新技術的不斷交叉與融合應用,同樣也是推動物聯網技術的產生與發展的一個重要關鍵。
現階段,我國在對物聯網產業的核心技術進行研究與開發時還是與世界先進水平之間存在著較大的差距,如果說我們想要有效的減小這種差距,就必須要全面根據我國物聯網產業發展的實際情況,并進一步結合現階段已有的研究基礎,來對將要發展與研究的核心技術進行有效的選擇,使其能夠逐步在某些領域實現技術突破,達到世界領先。
(二)創建一批國家級物聯網產業基地
如果說,一個新興的產業想要得到全面的發展,就要求其必須要進行產業的有效聚集和全面延伸。因此,如果我們想要促進物聯網產業的持續快速發展,首先要做的就是進行產業空間布局的合理規劃,然后再再次基礎上,來為其配備上相關的配套產業,從產業的發展繪畫以及政府的稅收上來對其進行多個方面的優惠與扶持,只有這樣,才能真正有效的實現物聯網產業上的空間聚集,并引導其形成一個良好的產業集群。
參考文獻:
[1]劉勇燕,郭麗峰.物聯網產業發展現狀及瓶頸研究.中國科技論壇,2012(4).
[2]袁國智,董毅明.我國物聯網產業現狀及其發展對策分析.商業時代,2011,4.
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關鍵詞:物聯網技術;現狀;應用前景;展望
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)27-0049-02
隨著計算機技術和互聯網技術的高速發展,物聯網的浪潮已經滲透到人們的日常生活。物聯網主要是利用紅外感應器、定位系統等傳感裝備,實現互聯網和物體之間的連接,從而獲得物體的信息,并進行通信,實現對物體的識別、跟蹤和監管等。而物聯網技術是在物聯網的基礎上發展而來,它拓展了信息的獲得領域,利用物聯網技術,可以加強各個行業之間的交流,蘊含著巨大的商機。
1 物聯網概述
1) 物聯網定義
物聯網是一種新興的智能感應網絡系統,它可以利用物體智能感應裝置來對數據的信息進行收集和整理,并通過網絡傳輸的過程,可以實現數據信息的傳輸,使其傳輸到指定的信息處理中心,從而可以實現人和物以及物和物之間的信息交互。物聯網可以定義為利用射頻識別、紅外線感應器和激光掃射器等傳感設備,并按照事先定好的協議,可以實現物品和互聯網的結合,并進行大量信息的交換的傳輸,從而保證實現智能化識別、定位和監控的一種現代網絡。
2) 物聯網的構成
從結構上來看,物聯網的可以分為三個層次:一是底層的數據感知層次。這個層析具有較強大的信息感應的功能,它可以實現對數據的收集和整理。底層的感知層次包含眾多的內容,包比如二維標簽、識讀器、攝像頭、傳感網絡等內容,可以進行物體的識別,它是物聯網網絡運行的第一個環節;二是數據網絡的傳輸層次,它可以對采集到的數據進行整理,并且進行傳遞。它包括通信網絡、網絡管理中心、智能處理中心等內容。三是數據網絡傳輸層以及內容應用層。內容應用層對已經處理過的信息進行分析,并納入到一些有關的行業中,和行業的技術充分融合,有利于實現變電站的智能化、信息化的發展。
2 物聯網技術的發展現狀
隨著信息技術的發展,物聯網的內涵也隨之發生了一些變化,增添了很多新的內容,更加豐富而且多樣化,為此政府也針對目前的發展形勢,制定了一些新的規劃。
1) 政府部門出臺了一些推動互聯網的發展規劃
隨著物聯網技術的發展,我國逐漸出臺了一些相關的政策,比如我國在制定十二五規劃時,將物聯網納入新興產業的發展規劃中去,也完善了相應的產業標準。但目前市場環境比較復雜,產業標準還在完善和發展的階段。雖然各地政府已經開始出臺一些關于物聯網發展的策略,但是標準仍舊不統一,對未來的發展前景也表現出不確定性。
2) 各地高校開設了物聯網專業
隨著物聯網技術的快速發展,加快了信息的傳輸和交流。很多機構紛紛成立了一些物聯網工作指導小組。很多高校增設了物聯網專業,力求培養更多的專業人才,促進物聯網事業的發展。
3 物聯網的關鍵技術
1) 無線射頻識別技術
物聯網可以通過感知層對事物進行感知和識別,因此,這就需要無線射頻識別技術的支持。無線射頻技術是一種智能化的技術,它不需要人工進行操作和指導,可以充分利用無線射頻信號對目標進行識別,從而獲得一些有關的信息。無線射頻識別技術可以在復雜、惡劣的環境中工作,它不和目標對象直接接觸,而且它可以同時對多個目標進行識別,具有較高的精準度,以及較強的抗干擾能力,利用無線射頻技術進行識別,可以快速獲得信息,并進行信息的共享。
2) 無線傳感技術
隨著現代科技的發展,傳感技術也得到了長足的發展。通過組織一些傳感器單元,可以形成一個龐大的無線傳感器網絡,從而可以實現實體世界和數字世界的連接。無線傳感網絡可以實現各個節點之間的感知,并能夠對數據進行傳遞,從而用來處理網絡中的監測數據和信息。
3) 智能技術和納米技術
在物聯網技術中,智能技術是其中一項關鍵的技術,主要是在物體中引入智能系統,增加物體的智能性,可以實現和用戶之間的交流,滿足用戶的需求。而納米技術可以應用于更小的物體,它能夠實現這些更小的物體之間的互動和交流。隨著互聯網技術的發展,智能技術和納米技術之間的配合越來越緊密,可以通過二者的結合可以使一些物體更智能化和人性化。
4 物聯網技術發展面臨的主要問題
物聯網具有廣闊的發展前景,在未來的發展中會繼續帶來巨大的經濟效益和社會效益,但是要推動物聯網的持續發展,就要解決一些問題,其中主要體現在核心技術、信息安全、產品研發等方面。
1) 核心技術有待突破
由于我國物聯網技術起步較晚,發展時間較短,一些關鍵技術還處在初始應用階段,需要進一步發展傳感器接入技術和核心芯片技術等。第一,目前,現有的傳感器的連接受到通信的距離的限制,而傳感器本身對外部環境有著較高的要求,容易受到外部環境的干擾。第二,目前,傳感器的存儲能力和通信能力還有待提高,且數量不足。第三,物聯網技術的發展需要應用大量的傳感器,因此要發展傳感器網絡中間件技術,目前我國網絡中間件技術還不完善,需要進行進一步的創新。
2) 要統一標準規范
統一標準規范,有利于保障互聯網的應用和推廣,否則將會影響到互聯網的發展。我國互聯網技術還在發展階段,所以尚未建立健全互聯網標準體系,從而在一定程度上妨礙了我國物聯網的進一步發展。物聯網的發展與國家的一些利益息息相關,因此,要制定統一的物聯網標準,但是目前受到國際因素的影響,統一的物聯網國際標準難以確立,因此,標準規范不能在短期內形成。
3) 信息安全和保護隱私的問題
目前,隨著物聯網的發展,信息安全問題和保護隱私成為一個亟待解決的問題。在物聯網的應用中,首先要對物品進行感知和識別,在這個過程中,一項關鍵的技術就是無線射頻識別技術,通過這項技術,可以自動獲取物品的相關信息。它方便了人們對一些不可接觸的物體的信息的獲得,但是如果不加以對其進行控制,那么很多物品的信息就會被更多的人們所知,并對物品進行無限制的追蹤。因此,這對信息的隱私造成了較大的威脅。在對數據進行處理時,也存在一些隱私安全的問題,很有可能導致信息的泄露。所以,要完善訪問機制,設立訪問權限,對信息的傳遞、查詢等操作行為加以控制,減量減少由于信息泄露而給個人帶來的損失;同時,很多信息需要進行隱理,只允許被特定的人所看到,因此通常會采用加密的方式。在物聯網識別技術中,保密已經成為其中的一個重要問題。在物聯網中,秘鑰管理是一項艱巨而繁重的任務,這是因為物聯網具有多源異構性,所以保密工作面臨著發展的瓶頸;在物聯網中,IP地址有待擴充。每一個物體都需要有著自己的IP地址,可用于對它專屬的識別、傳輸等。目前,Ipv4已經滿足不了地址的需要,因此,這就需要利用Ipv6的支持。但是,要將實現Ipv4向Ipv6轉型,并解決系統兼容的問題成為面臨的一項挑戰;另外,設備生產成本的問題也要重點關注。目前,物聯網的規模逐漸擴大,信息數量逐漸增多,因此,需要降低物聯網設備生產的成本,從而可以獲得更多的經濟效益,進一步推動物聯網智能化的發展。
5 應用前景
1) 有效的資源控制,實現節能環保
目前,我國資源短缺,人均資源占有量不足,耗能較高,還給環境造成了巨大的污染,影響了社會效益和經濟效益的提高。隨著物聯網的發展,在一定程度上改變了傳統產業的發展模式,有利于調節資源、環境和經濟發展之間的矛盾,物聯網的應用,可以推動物品的智能化和人性化發展,有利于對資源進行高校的控制,推動循環經濟的發展。
2) 推動開放和合作
互聯網的發展,具有極大的開放性和包容性,它為物聯網提供了很多可以借鑒的經驗,可以在較短的時間內形成一個龐大的網絡系統,促進信息的傳輸和交流。因此,在物聯網技術的發展中,要推動開放和合作,保證產業之間的協調,努力研發,實現出核心技術的突破和發展。
3) 加快應用開發
我國物聯網技術還處在初始階段,很多技術和方法還不完善,企業的盈利狀況還有待改善,在資金的投入上還不足,因此,物聯網技術的發展容易停滯不前。所以,隨著現代科技的發展,要加快對物聯網技術的應用和開發,做好宣傳工作,政府給予財政政策和貨幣政策的支持,給予企業一些補貼,保證他們發展物聯網技術的資金支持,進而可以進一步擴展物聯網技術的應用范圍。同時,還要密切關注應用中的信息安全問題,做好保密工作,加大安全維護的力度,打擊蓄意破壞的行為,通過法律法規對制度進行完善。
6 結語
隨著現代網絡技術的發展,物聯網技術也得到了較快的發展。通過物聯網技術,可以利用物體智能感應裝置來對數據的信息進行收集和整理,并通過網絡傳輸的過程,可以實現數據信息的傳輸,傳達到信息處理中心之后,有利于實現人和物以及物和物之間的信息交互。目前,我國物聯網技術的發展受到諸多條件的限制,還存在著一些尚待解決的問題,比如核心技術有待突破、信息安全和保護隱私的問題等,物聯網技術的發展前景廣闊,其可以進行有效的資源控制,實現節能環保;并進一步推動開放和合作;還要加快應用開發,促進物聯網技術的廣泛應用。同時還要根據目前的需求來推動物聯網技術的發展,掌握更多用戶的心理需求,促進應用范圍的擴展。
參考文獻:
[1]劉愛軍.物聯網技術現狀及應用前景展望[J].物聯網技術,2012(1):69-73.
[2]吳青,曾飛,初秀民.物聯網技術在現代散貨碼頭應用現狀及趨勢展望[A].中國智能交通協會.第八屆中國智能交通年會論文集[C].中國智能交通協會,2013:7.
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關鍵詞 農業;物聯網技術;應用現狀;發展對策;江蘇姜堰
中圖分類號 F323.3 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2012)22-0337-02
當前,物聯網被稱為繼計算機、互聯網之后世界信息產業的第3次浪潮。隨著智能農業、精準農業的發展,智能感知芯片、移動嵌入式系統等物聯網技術在現代農業中的應用逐步拓寬,通過使用無線傳感器網絡可以有效降低人力消耗和對農業生產環境的影響,為動、植物生活、生產提供相對可控制甚至最適宜的溫度、濕度、光照、水肥等環境條件,可以在一定程度上擺脫對自然環境的依賴進行有效生產,實現科學監測、科學種養,極大地促進了現代農業發展方式的轉變。
1 姜堰市農業物聯網技術應用現狀
1.1 農業物聯網技術應用具有良好的基礎
一是農業信息化基礎設施初具規模。目前,全市16個鄉鎮(區)所轄262個行政村全部實現光纖有線電視網、互聯網“村村通”,寬帶覆蓋率達到100%,計算機、電話、手機等信息工具逐步普及,計算機網絡、有線電視和有線廣播已成為主要的信息網絡。二是農業信息化服務體系不斷完善。全市已形成“市有信息中心、鎮有信息服務站、村有信息服務點”的3級信息服務體系和“電腦有網站、電視有影像、電臺有聲音、電話有應答”的“四電合一”農業信息網絡服務平臺,農業信息化已成為全市現代農業發展的助推器[1]。
1.2 農業物聯網技術試點應用取得初步成效
物聯網在高效設施栽培、畜禽養殖、大田作物精細栽培、農產品質量控制和可追溯體系的建立等方面都有極其廣泛的應用前景。近年來,姜堰市在積極推進全市農業現代化發展進程中,不斷創新農技推廣新方式,積極研制引進信息新技術,推廣信息化新成果,開展物聯網技術應用試點工作。一是農業物聯網技術在設施蔬菜生產中得到應用。2011年,市水鄉蔬菜種植專業合作社投資60多萬元,建立了泰州市首個設施蔬菜農業物聯網系統,實現了信息技術與現代農業發展相結合。該系統通過傳感設備實時采集溫室(大棚)內的空氣溫度、空氣濕度、光照等數據,由技術專家進行分析處理,可以實現遠程自動控制濕簾風機、側窗、遮陽設備等。二是專家系統在大田作物生產管理上得到應用。2004—2010年,姜堰市農業信息中心與北京中科院合作研制開發了“綠色稻米生產管理智能化專家系統”。該系統融合了人工智能技術、WEB技術、數據庫技術,實現了規則庫的規則全面與重點相結合、水稻生產中技術難點與普通管理技術相結合。該系統的研制與推廣實現了全市信息技術在大田作物生產上的新突破,取得了新成效,目前累計示范推廣面積達到6 666.67 hm2,實現增效10%左右。三是自動化節水灌溉技術在設施農業中得到應用。大倫綠色家園葡萄種植基地,采用現代化設施栽培方式種植優質葡萄,新建避雨保溫聯體雙層鋼架大棚14萬m2,安裝相應的滴灌配套設施500套,實現水、肥、藥全自動化控制。四是智能化視頻監控系統在養殖業上得到應用。江蘇萬維養豬場6幢1.3萬m2標準豬舍,視頻監控到每個豬舍、每頭豬,實現豬場生產管理智能化。興泰鎮之春鴿業合作社建立了養殖、加工全過程視頻監控系統,實現生產管理信息化、遠程化和自動化。溱湖龍蝦養殖基地、恒隆生豬養殖場等規模基地都已建立養殖環境視頻監控系統。養殖環境視頻監控系統的應用,不僅提高了全市規模養殖基地的管理水平,也為進一步推進物聯網技術應用奠定了基礎。五是農產品質量安全追溯系統框架已經建立。2011年,姜堰市率先建成農產品質量安全監測網。該監測網實現了全市各鎮農產品質量安全監測站、農貿批發市場、“三品”生產企業(基地)等單位農產品質量安全監測數據聯網和數據自動化統計匯總工作。監測網建成后,有效提升了全市農產品質量安全監測監管能力,提高了農產品質量安全水平和市場競爭力,同時也為全市農產品質量追溯系統的應用架設了框架[2]。
2 姜堰市農業物聯網技術應用存在的主要問題
目前,物聯網技術正在逐步被全社會認知、認可,農業物聯網技術在實現農業集約、高產、優質等方面發揮著積極作用。姜堰市物聯網技術在農業領域中應用剛剛起步,面臨著諸多困難和挑戰。一是廣大基層農戶、企業負責人以及基層農技人員對物聯網技術認識程度不夠,有的還停留在模糊概念上,對物聯網在現代農業發展中的作用認識不足。二是物聯網產業基礎薄弱,物聯網技術研究力量不足,財政性產業研發和技術應用資金投入不足。全市雖有極個別IT企業能夠實施物聯網技術項目,但是不具備自我研發能力。三是缺少起點高、輻射面廣、帶動作用大的物聯網技術公共服務平臺和高效的綜合管理平臺,信息資源共享不夠,物聯網成熟技術的先行先試推廣應用比較困難。四是基層專職從事信息化技術服務人員匱乏,尤其物聯網技術等新型信息技術適用人才更加缺乏。五是物聯網技術平臺后期技術、硬件維護成本較高,設備更新速度較快,后續資金投入較大[3]。
3 發展對策
3.1 加強組織領導
建設農業物聯網技術應用示范工程是一項全局性的系統工程,也是推進全市農業現代化建設的一項重點工程。信息產業、科技、農口等涉及部門,要建立工作責任體系,明確相應的責任科室和業務機構,加強領導,統籌規劃,分步分級實施,確保應用示范工程扎實推進。
3.2 落實資金保障
積極鼓勵、支持互聯網運行商參與實施物聯網技術應用示范工程,實行“以獎代補”等形式鼓勵農業企業、種養基地引進物聯網應用技術;同時積極爭取上級部門政策和資金的支持,依靠外力、外智、外資共同建設全市農業物聯網技術應用示范工程[4]。
3.3 開展典型示范
分行業選擇基礎條件優越、智能化程度較高的規模種養基地開展物聯網技術應用試點。
3.4 普及物聯網知識
加大農業物聯網技術宣傳力度,通過電視、網絡等媒體,采取多形式、多手段宣傳和普及農業物聯網知識,積極營造物聯網技術的濃厚氛圍。
3.5 強化隊伍建設
圍繞全市農業增效、農民增收的總體目標,培養一批基層農業信息員和物聯網技術隊伍,指導和協調全市農業物聯網技術應用工作。
4 參考文獻
[1] 李文清,郭宗良.物聯網的成長與發展綜述[J].網絡與信息,2010(2):27.
[2] 戴起偉,凡燕,曹靜,等.物聯網技術與江蘇智能農業產業發展[J].江蘇農業科學,2011(5):1-3.
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【關鍵詞】石油;物探設備;倉儲智能管理;系統設計
1石油物探設備倉儲智能管理系統的設計
1.1國內外相關技術的應用現狀
1.1.1國外物聯網技術的研究現狀物聯網的發展可分為四個發展階段,分別是:①大型機和主機聯網;②臺式機和筆記本的聯網;③手機等其他一些移動設備的互聯;④插入式的物聯網發展。對于物聯網的研究,美國提出了智能化基礎設施,在智能化電網;智能互聯的建筑取得了很大發展。歐洲則提出了微電子傳感器技術。1.1.2國外物探設備管理現狀在國外,物聯網在石油的開采上面的應用可以說是無處不在,市場中,物聯網正不斷在實踐中開發,油田得益于物聯網的發展,也擁有了屬于自己的物聯網油田系統,國外的某些油氣開采公司開始應用物聯網技術對石油開采設備實行了數字化的管理,淘汰了原有的人工記錄,極大地提高了工作效率,使得設備管理變得簡單規范合理。
1.2國內技術研究現狀
1.2.1國內物聯網技術研究現狀隨著這幾年經濟的發展,及黨和國家對物聯網技術研究的支持和重視,物聯網技術總體在我國取得了比較快的發展,在有些技術領域也取得了突破性進展,比如云計算技術的發展,還有可滿足無線傳感網;無線局域網;有緣射頻識別技術,等特殊應用的“唐芯一號”的研制成功,進一步推進了物聯網的發展。目前,我國的互聯網已經成功地應用于超市管理、農業的自動化管理、電子醫院、圖書館的管理,還有一些其他的交通收費設施等等。1.2.2國內物探設備管理現狀由于數字化油田的發展尤其是在石油的生產環節提高了其極大的生產效率,但是目前在我國的現狀是油田的管理環節我國的物聯網應用總體還是一片空白,不過隨著物聯網油田建設的發展,一些石油企業在管理環節也開始慢慢的引進互聯網,如大慶油田利用物聯網進行某些數字化管理,但大部分的石油公司仍進行著傳統的人工登記,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字化倉儲管理系統。
2數字化倉儲管理系統的研究
2.1數字化倉儲管理系統的作用
總結目前我國物探設備倉儲管理的不足,再在研究物聯網的優勢的基礎上,開發出一套能夠適應油田倉儲管理的數字化管理體系。具體任務如下:研究國內外物聯網現狀;研究國內外倉儲管理的現狀;了解物聯網的發展方向;了解數字化油田的概念;了解物聯網構架的基本組成方式、原理及如何應用;初步提出物聯網構架在物探設備倉儲管理應用的構想。
2.2數字化倉儲管理系統的方案設計
首先,借鑒國外先進的管理模式,充分對國內外物探設備資料和倉儲管理現狀進行研究,總結物聯網在倉儲管理中的應用時所采用的基本框架,進而為倉儲管理系統的使用也設計出相應的框架,一定要對物探設備在安裝和使用過程中的重要參數進行詳細的記錄,以便為倉儲管理系統提供數字基礎。其次,在針對需要識別的物探設備信息物聯網要提供相應的識別技術,在互聯網上搭載感知層系統,使得倉儲信息數據實現傳輸,并研究倉儲信息數據的傳輸方案,實現最終的無線傳輸功能,再通過搭載能夠對數據進行控制輸入的軟硬件設備,以便讀取更改信息,在對倉儲管理系統進行設計時,優選出數據庫管理和倉儲管理的編程較短的軟件,以便實現數據的快速傳遞[1]。
3成功研究完的工作和創新方面
3.1成功研究完的工作
研究了物聯網在國內外發展情況和倉儲管理系統在國內外的發展情況之后,詳細分析了物聯網的組成框架,并對物探設備倉儲管理的數據進行詳細地剖析,對完成數字化管理所需要的軟硬件技術的支持也進行了詳細地分析,針對我國倉儲數字化管理的不足設計出了一套符合發展的物聯網框架體系,比如手持式寫讀器,高分辨率顯示器提供硬件支持,設計相應軟件對系統進行優化提供了相應的硬件支持。
3.2創新方面
通過對石油物探設備倉儲智能管理系統的研究,運用物聯網技術,實現了石油物探設備倉儲數字化的智能管理,并通過相應的軟硬件技術的支持,實現了信息數據的實時更改,實時查詢,提高了物探設備信息的安全性,也提高了工作的效率等等。
4石油物探設備管理系統的物聯網架構設計
①首先要對石油設備進行編碼,物聯網的感知層方面要對編碼進行相應的識別,對于編碼方面所采用的技術有條形碼技術、射頻識別技術;條形碼技術采用的是光學原理,根據黑白條的不同頻率進行信息表達,射頻技術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環境的惡劣,通常采用射頻識別技術對勘探設備進行編碼識別。②在物聯網的傳輸層上采用無線傳輸技術,常用的無線傳輸技術有:移動傳輸技術、衛星通信技術、微波通信技術。采用的技術根據不同的使用要求有不同的用處,同時也要考慮成本因素。③該石油管理系統的應用層上需要有能夠讓人與機器實現交流的軟件,對于存在石油物探管理系統中的數據能夠實現管理,該開發工具可采用c語言,vb語言等,開發出來的軟件要滿足三大要求:安全、實用、經濟。
5石油物探設備管理系統的運行構架設計
總系統運行框架可如圖所示:總系統運行框架由三個部分組成,分別是:①射頻識別技術;②數據庫服務器;③客戶機組成。射頻識別系統是物聯網中的感知層,實現對信息的無線傳輸功能,對數據庫進行交互處理,完成數據庫中數據的修改和查詢;無線傳輸是傳輸層,對各個部分發出的指令與收到的數據進行傳輸,使應用層與感知層有機結合為一個整體;客戶機也是應用層能反映數據庫信息,可以方便直觀管理整個數據庫,繼而管理整個石油物探設備信息。整個系統中,通過控制無線收發器的微控制器,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,進而調用數據庫相應的信息,通過收發器把信息傳送給微調控器并顯示在液晶屏上,如果要更改信息,單片機驅動無線收發器發送到上位機繼而更改更新數據庫數據。本文通過分析國內外物探設備管理系統的設計,在總結他人優勢和不足的情況之下提出了更符合我國國情發展的一套石油物探設備管理系統的設計,并詳細分析了系統的物聯網構架、石油物探設備管理系統的運行構架和石油物探設備管理系統的總體結構是如何針對石油物探設備管理所需要的功能進行設計和運行的,從而保證了系統的可實時更新,查詢的功能,并最終在物聯網的應用下實現了對石油物探設備進行信息的數字化管理。
【參考文獻】
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關鍵詞:物聯網技術;設施農業;應用
中圖分類號:S126 文獻標識碼:A 文章編號:1001-3547(2016)20-0041-03
近年來,隨著農業物聯網技術的不斷發展,其應用已經涉及農、林、牧、副、漁及農產品加工、運輸與流通等多個領域。其中以設施農業的發展最為迅速,這是因為設施農業是在人為可控環境下進行的農業生產,更有利于物聯網技術發揮其精準高效的特性,因此設施農業物聯網技術的推廣應用成效最為顯著,前景十分廣闊。筆者從事設施農業生產多年,致力于研究物聯網技術在設施農業中的應用,通過查閱資料、走訪調查,從多個角度闡述物聯網技術在設施農業中的發展、應用情況,以期為我國農業的發展貢獻自己的綿薄之力。
1 物聯網的概念
物聯網(Internet of things)一詞是美國麻省理工學院的Kevin Ash-ton教授在20世紀90年代研究無線射頻技術時提出來的,通俗的講,其是指在“互聯網概念”基礎上,物與物之間進行信息交換和通訊的一種網絡概念。其中射頻識別(RFID)是能讓物品“說話”的一種技術,通過無線數據通信網絡把物品信息集中到處理系統實現分析和處理,并且能通過開放性的計算機網絡實現信息的交換和共享。2005年國際電信聯盟(ITU)的《ITU互聯網報告物聯網》中,物聯網的定義和范圍進一步擴大,是指由RFID、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備按協議把任何物品互相連接,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡概念[1]。
所謂農業物聯網是指物聯網技術在農業中的應用,具體有農作物生產、農產品經營、設施管理和信息服務等,它利用各類傳感設備,采集相關信息,通過無線網絡、移動通信無線網和互聯網傳輸,在智能化操作終端顯示,實現了農業產前、產中、產后的全過程監控,以利于我們科學決策[2]。
2 物聯網技術在國外設施農業中的應用現狀
物聯網技術誕生在國外,因此國外設施農業物聯網發展較快,20世紀90年代后期就有較多報道,如英國研發的禁止外來人員非法進入設施的警報系統和溫室內溫度調節系統、遠程灌溉系統等;日本研究名為“Open Plannet,OP”的監控系統,實現了溫室環境和視頻的實時動態監控[3];荷蘭研究的花卉植物生長控制系統;美國加州研發的草莓培育物聯網系統,能夠實時監測草莓生長情況及土壤、環境空氣的溫濕度變化,自動控制施肥與澆水。
在體會到物聯網技術的優勢后,一些發達國家大面積推廣這一技術,除對農作物的生長環境進行監測外,還對使用農業機械、后續的加工、物流進行監控,使物聯網技術的應用更加完善[4]。應用成熟的有英國的農業管理與決策系統、美國的作物決策系統等[2]。其中,尤其值得我們學習的是這些國家將農業知識與應用系統有效結合,采集大量第一線數據,為育種、土壤水肥管理、病蟲害防治、農產品采收加工、物流等全過程提供信息化的服務。
3 我國物聯網的研究
我國物聯網的研究晚于國外發達國家。2011年,國家農業部了《全國農業農村信息化發展“十二五”規劃》,標志著國家級物聯網應用示范工程立項并開始啟動,2013年,上海、天津、安徽成為我國農業物聯網區域試點[5],標志著我國農業物聯網發展駛入快車道。
3.1 我國物聯網技術發展情況
據統計,全國已有8個省(區、市)承擔了國家級物聯網應用示范工程和農業物聯網區域工程,通過實施取得了階段性成果,也帶動了周邊地區農業物聯網的發展。其中有代表性的如北京市開展了農業物聯網在農業用水管理、環境調控、設施農業等方面的應用示范[6];江蘇省開發了基于物聯網的智能農業管理平臺,側重對設施農業、豬的養殖環境監控,實現了自動化,并開始推廣[7];天津市建設了總面積逾667 hm2的核心試驗基地,開展了約
1 000棟節能溫室的示范應用,建成了農業物聯網平臺,研究了設施環境信息監督、智能化控制與管理等物聯網技術。此外,國內許多企業也參與到農業物聯網的研發中,如北京紫藤連線科技有限公司、大唐移動通信設備有限公司等在開發硬件的同時,還提出了整體解決方案,以適應客戶的生產需要[8]。上述系統的基本結構類似,如圖1所示,即在溫室中安裝傳感器,通過無線網絡與手機網絡、互聯網相連,使用戶可以通過手機或電腦訪問該網絡,實時監控溫室的情況,如溫度、濕度、作物生長等,也可以與專家在線交流。
3.2 物聯網技術在設施農業中的應用
物聯網技術是以傳感器為基礎,設施農業物聯網常用傳感器包括光照傳感器、濕度傳感器、壓敏(流體)傳感器以及生物生長特性傳感器等。另外,CMOS圖像傳感器(攝像頭)也可用于監控作物的生長。在設施內安裝探測溫度、濕度、光照、CO2濃度等的無線傳感器、攝像頭,將若干傳感器與控制器鏈接,可實時查看溫室內的溫度、濕度、光照、CO2濃度等信息。
傳感器采集數據后,通過數據采集傳輸技術、電子標簽技術、云計算等,將數據反饋給控制系統和執行系統,由計算機控制溫室的施肥、灌溉、門窗開閉、溫度升降等。園區管理者可以通過手機或電腦了解溫室的情況,并遠程控制調節溫度、濕度、光照、CO2濃度的設備,提高工作效率[9]。
采用傳統種植方式,溫室內用工多、工作繁重。而現在,工作人員通過物聯網收集數據,可實時監控溫室作物的生長參數,了解作物不同生長階段應采取的栽培措施,及如何提高產品的營養品質、風味品質和外觀品質、降低農藥殘留量等,實現栽培技術的精確控制。如遇到解決不了的問題,用戶可以登錄農業物聯網信息平臺,將相關農業生產現場參數上傳到云計算中心,中心經過選擇后,篩選出對應的專家進行指導,并將相關信息發送到用戶的手機上,用戶就可以與專家進行遠程交流了。
4 設施農業物聯網面臨的問題及應對舉措
從總體上看,設施農業物聯網是一項復雜的系統工程,目前主要在設施農業示范園區中應用,距離大規模應用還有很長的路要走。筆者經過分析發現我國設施農業物聯網存在以下3個方面的問題。
4.1 專用傳感器的缺乏
如前所述,傳感器是物聯網技術的基礎,但國內生產的農用傳感器質量參差不齊,性能差、監測數據不準確且沒有合適的標準,因此,傳感器只得依賴進口。正如農業部信息中心主任李昌健所說:“我國農用傳感器種類不到世界的10%,市場上主要為進口設備,應在覆蓋面、適用性上下功夫[4]。”
我國相關企業、科研單位應加大傳感器的研發力度,研制具有我國自主產權的農業傳感器。
4.2 資金的缺乏
設施農業物聯網要求有配套的基礎設施,而這一建設需要的資金較多,維護更新的資金也較多,投資回報周期長。目前,我國的設施生產多以小農戶為主,對于一家一戶的經營來講,物聯網設施所需資金偏高[5],大面積推廣仍有一定的難度,只有等經營達到一定的規模才有可能應用。
針對建設資金缺乏的情況,建議以政府投入為主,采取政府補貼的形式,據報道,有關部門正在準備建立農業信息補貼制度,以加快農業物聯網的推廣[5];同時應積極引入社會資金,使投資多元化。
4.3 軟件產品研發的缺乏
目前國內設施農業生產中已有的物聯網主要停留在數據監測與初步分析上,對數據進行二次加工的很少,沒有實現真正意義上的智能控制,這實質上是缺乏相應的軟件產品。
建議科研人員借鑒國外的經驗,認真分析,結合我國農業物聯網發展情況,開發相應的軟件,對搜集的數據進行充分加工利用。
5 未來研究的方向
未來設施農業物聯網的研究可以從以下5個方面入手。
5.1 打造一批農業物聯網關鍵技術和設備
著力研制運行穩定、壽命長的傳感器,開展農業物聯網技術系統的自主研發,加強動植物生長過程的數字化監測。
5.2 注重數據的分析
通過分析各類型數據發現農作物生長規律,建立設施作物生長管理模式、病蟲害防治模式等[10,11]。
5.3 研究和制定一批農業物聯網行業標準
聯合各單位,研究和編制農業領域專用條形碼(一維碼、二維碼)、電子標簽等的使用規范。
5.4 形成可推廣的技術模式
針對設施農業、農產品質量安全、農產品電子商務等的監測監控,開發相應的全過程管理系統,構建全程技術服務體系。
5.5 培育農業物聯網產業
按照引進、消化、吸收、再創新的模式,積極推進農業物聯網設備制造、軟件開發及相關服務,培育產業化研究基地、中試基地和生產基地,積極推廣這一技術,促進其發展。
參考文獻
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中圖分類號:TP3文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2012)04(a)-0000-00
1物聯網技術與我國煤炭生產現狀概述
隨著國家對礦山安全的重視程度不斷加強,礦山企業在各種安全監控、生產自動化系統方面的投入逐年加大,對保證礦山的安全和正常生產起到了重要作用。由于我國煤炭儲存條件復雜,煤礦自動化水平低,井下用人多,生產安全監控系統采用的技術比較落后,功能單一,使得生產成本高,安全形勢不容樂觀。
“物聯網”概念的問世,打破了煤炭生產行業生產自動化和安全保障技術發展的傳統思維。過去的思路一直是將物理基礎設施和信息基礎設施分開。對煤礦安全生產而言,在“物聯網”時代,各類傳感器、電纜、電氣設備、鋼筋混凝土等將與芯片、寬帶整合為統一的基礎設施,基于物聯網可以對煤礦復雜環境下生產系統內的人員、設備和基礎設施實施有效的協同管理和控制。物聯網為建立煤礦安全生產與預警救援新體系提出了新的思路和方法。
物聯網技術支持下的煤炭生產自動化,在生產組織和流程方面將會發生明顯的變化,具有以下的特征:將礦山地理、礦山建設、礦山生產、安全管理、產品加工與運銷、礦山生態等綜合信息全面數字化,將感知技術、傳輸技術、信息處理、智能計算、現代控制技術、信息管理等與現代采礦及礦物加工技術緊密相結合,構成礦山中人與人、人與物、物與物相聯的網絡,動態詳盡地描述并控制礦山安全生產與運營的全過程。
2煤炭生產安全監控的物聯網技術及其實現
從煤礦安全監控方面看,基于物聯網技術的煤炭生產自動化是在實現綜合自動化的基礎上,實現三個方面的物聯網。即:礦工周圍環境的物聯網,實現主動式安全保障;礦山設備的物聯網,實現預知維修;礦山災害風險預測的物聯網,實現各種災害事故的預警預報。
主要包括以下自動化系統的建設:1、系統集成平臺建設:建設全礦井安全、人員、設備的感知集成平臺,實現全礦井地面遠程監控。2、礦山網絡平臺建設:包括井上、井下高速工業以太網和調度指揮控制中心工業以太網建設;利用無線傳感器網絡建立覆蓋煤礦井下,保障出現故障或災害情況下通信鏈路的通暢。3、人員安全環境物聯網平臺的建設:集成現有安全監測、人員定位系統,實現礦工對周圍環境的感知和信息傳輸。4、設備物聯網系統建設:對井上、井下各生產系統的遠程監控,對礦井進行自動化監控,感知設備工作健康狀況。所有自動化子系統將連接到統一的物聯網平臺,從而實現面向生產自動化的物聯網體系,該系統由一個功能完善的軟件控制系統進行控制。
需要指出的是,煤礦井下移動設備、人員、及礦山災害的分布式監測均需要無線網絡,這包括無線語音、無線數據、無線信息傳輸。其用途包括:設備工況監測監控、災害環境信息監測、人員定位、機車管理、通信等,形成一個完善的無線感知平臺。這樣就能夠保證在出現自然災害時,系統能夠保持正常工作,為生產救援提供最大的支撐。
3煤炭生產物聯網系統及其實現
從煤礦生產方面看,基于物聯網技術的煤炭生產自動化是在實現生產自動化的基礎上,實現三個方面的物聯網。1、煤炭采掘系統的自動化及其物聯網。2、運輸提升系統自動化及其物聯網。3、礦井提升系統的自動化及其物聯網。
目前,煤炭采掘系統自動化方面具有以下特點:(1)采煤設備向電牽引方向發展,使裝機容量越來越大。(2)以計算機為核心具有多種傳感器的工況監測與故障診斷系統,已成為先進高效綜采設備的主要特點。 (3)工作面輸送機向重型化、大運量、高壽命、高強度發展。
運輸提升系統的物聯網,主要對以下情況進行監測:膠帶機打滑、堆煤、煤位、超溫灑水、煙霧、溫度、沿線急停、跑偏、斷帶等。智能跑偏及拉線保護是對膠帶機運行當中的跑偏故障進行保護和沿線出現緊急情況時進行緊急停車。堆煤保護要求監測煤點是否堵塞,出現故障能控制膠帶機緊急停車。煙霧保護監測驅動部因機械摩擦產生的煙霧,并能控制膠帶機緊急停車。超溫灑水保護對驅動部發生火災進行停車灑水保護。打滑保護監測要求在膠帶機上安裝測速傳感器。溫度保護是通過設置在電機上的溫度傳感器連續監測電機溫度。斷帶保護通過斷帶保護傳感器監測膠帶是否斷裂。
礦井提升系統的自動化及其物聯網,可以通過建設一個調度指揮中心實現,如圖1所示。結合煤礦提升機控制系統的具體情況,在提升機房增設主控器以及相應傳感器,通過礦井工業以太網實現提升機遠程監控。針對裝卸載系統,分別增設裝載站PLC系統和卸載站PLC系統,實現對裝卸載系統的遠程監控。總體網絡在調度室監測主、副井實時數據,在工作站上進行工況的顯示
4 結語
如何利用物聯網技術解決煤礦生產自動化過程中人員安全環境的感知問題,解決礦山災害狀況的預測預報、減少或避免重大災害事故的發生,解決安全生產的智能控制,煤炭工業物聯網技術的發展潮流以及產業標準等,都是面向生產自動化的物聯網技術在煤炭行業的應用需要解決的問題。本文介紹了自動化的物聯網技術的主要優點,指出了面向生產自動化的物聯網技術在煤炭行業實現過程中的需要注意的問題。針對我國煤礦生產技術的現狀,提出了面向生產自動化的物聯網技術在煤炭生產和安全保障方面實現的基本方案,為建立煤礦安全監控與自動化生產新體系提出了新的思路和方法。
參考文獻
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關鍵詞:物聯網;智能物流;問題分析
引言
自人類進入互聯網時代以來,物流發展迅速,并逐漸成熟,傳統的物流模式已經不能滿足消費者的需求。此外,國內物流公司之間的競爭壓力逐漸增大,企業對物流管理的質量和效率要求不管提高,因此必須加強物流管理的提升,確保我國物流行業的穩固發展。
一、物聯網與智能物流
(一)物聯網
物聯網的概念在1999年由KevinAsh-ton教授提出,在技術的不斷發展中,物聯網的概念不斷成熟[2]。比較有代表性的是我國物聯網校企聯盟對物聯網的定義,當下幾乎所有技術與計算機、互聯網技術的結合,實現物體與物體之間,環境以及狀態信息實時的共享以及智能化的收集、傳遞、處理、執行。廣義上說,當下涉及到信息技術的應用,都可以納入物聯網的范疇。同時,隨著信息技術和移動通信技術等當代技術的發展和應用,物聯網技術日漸成熟,現如今物聯網已經可以大規模的應用到企業的日常運作中,完成企業日常工作和運維。
(二)智能物流
智能物流的出現是為了響應客戶需求,當代人們消費需求在互聯網背景下不斷轉型升級,傳統的物流模式不能夠迎合市場需求,智能物流就是在這種情境下升級而來。當下對智能物流的定義主要是指在物流行業發展中,涉及到商品以及相關信息技術,運作方式是利用現代電子商務構建現代物流服務體系[1]。智能物流主要是通過現代信息技術將生產商,銷售商和用戶之間的信息整合處理,為企業的決策提供信息和數據的支撐。
(三)智能物流發展存在的問題
經濟全球化在一定程度上促進了智能物流的發展,作為服務行業的一個重要的代表,智能物流的實際發展情況在一定程度上能夠代表一個國家在國際上的國際競爭力水平。在我國,智能物流的發展速度雖然十分迅速,但是仍然存有一定的問題亟待解決。
1.目前我國智能物流的發展存在的一個很大的問題是無法充分利用現有的大量社會資源,并且現有資源也沒有很好的與物流核心要素融合,其次,國家的運輸資源整合效率低下,相較其他國家,我國的海運占比低下,智能物流中資源整合能力不足等問題亟待解決。
2.統一的企業標準和社會標準是一個行業能夠實現可持續發展的重要保證,對于智能物流來說,也是如此,只有統一的行業標準,才能促進物流的行業各個節點的工作順利推進。目前,我國物流相關的各項程序相對還不夠完善,導致智能物流在某些環節的運作中發生的意外狀況不能及時的解決,降低整體智能物流的運作效率,如運輸車輛的空載問題,物品包裝的標準化和散包現象的問題等,諸如這些問題拖慢了智能物流的發展進程。
3.缺乏智能化的整體投入,資金的投入是引進高端設備的重要基礎[3]。想要全面推進智能物流行業的發展,就需要學習先進的物流技術,購入現代化物流設備,引進物流人才。但是大多數的企業資金和融資能力有限,所以設備強化方面無法實現全部智能化,技術的學習存在一定的困難,以及人才的培養和引進推進也存在困難。
4.智能物流的成長與發展離不開物流人才的支撐,專業的物流人才作為物流市場的競爭主力,在智能物流的崛起過程中承擔著重要的作用,同時也是促進智能物流持續健康發展的關鍵支撐。但是就智能物流目前的發展來看,當下的處于物流行業的人對于先進的物流設備操作專業程度不高,對新的物流技術接受程度也沒有達到理想的狀態,在某種程度無法達到智能物流信息化的標準。
二、物聯網對智能物流發展的影響
物聯網是利用廣泛存在的互聯網技術建立起來的,其中非常重要的技術是電子標簽技術[4].通過這項物聯網技術可以將所有處于物流環節的物品與網絡連接起來,方便對物品的全程監督和管理。物聯網在物流行業的應用總體來說還是十分廣泛的,因此物聯網對智能物流的行業的影響也比較全面的。
智能物流存在基礎和前提是物聯網[5],智能物流利用物聯網技術將與物流相關的信息集中起來,采用物聯網信息處理中心處理數據,并選擇出最優的方案優化物流的運作。通過借助物聯網技術,能夠提升智能物流運營的效率和靈活性,滿足顧客需求響應,能夠以最快的反應速度應對可能出現的問題。同時,在物聯網技術的支撐下,使智能物流的運作更為快捷,實時監控物流運作全過程,建立相關的物流平臺,實現信息的健康交互。
物聯網的發展也可以說是在智能物流的基礎上發展起來的,物聯網的發展也離不開智能物流行業的支撐,物流行業是物聯網相關技術的主要應用領域,物聯網連接智能物流的各個環節,掌握貨品的實時動態,并依據動態做出相應的調整。物流在物聯網的環境下能夠促進物流資源的整合和物流功能的整合,提升物理行業的智能化和專業化,提高整體智能物流的服務水平。
三、結語
為了促進物聯網背景下智能物流的發展,對當下智能物流的發展提出以下建議。
(一)提高行業運作效率,降低運作成本,整合物流資源,提升利潤空間,將利潤轉化為技術、設備和人才,進而實現智能物流的全智能化。
(二)國家出臺政策,合理管控智能物流的發展,我國的智能物流的發展需要一套健全的法律法規和統一的行業標準,制定合理的行業的標準,探索智能物流發展的新方向,利用政策優勢,優化市場審批流程,提高運維效率。
(三)實現物聯網和智能物流的深度融合,構建先進的信息處理平臺,建設大型公共物流、物聯網信息服務平臺,積極響應顧客的需求,提升顧客的滿意度。同時收集大量的信息包括競爭對手信息,在一定程度上避免惡性競爭。
物聯網全面提升了智能物流的發展,想要真正的建設好智能物流還要從標準體系、人才建設、信息技術等方面全面的分析與研究,以便做出合理的發展戰略。
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篇8
【關鍵詞】農業物聯網 傳感儀器 研究進展
我國是農業大國,想要實現我國農業的可持續性發展,就必須要借助科學的技術手段,通過利用智能化以及信息化的技術管理,;來實現我國傳統農業的轉型,進而為我國現代農業的發展做出更大的貢獻。在我國現代農業的轉型過程中,農業物聯網以及傳感器的研究進展發揮著關鍵性的作用。物聯網技術是二十一世紀的新型技術,在世界各國都得到了普遍的關注。物聯網主要涉及三個層面,即感知層、傳輸層以及應用層。農業傳感儀器在物聯網中隸屬于感知層,通過傳感器可以對農作物進行一定的了解,農業信息的傳輸需要通過農業物聯網傳輸層這個介質實現,傳輸層能夠有效的保障農業信息的獲取,物聯網的應用層主要是對農作物的生產加工等進行有效的管理。通過對物聯網這三個層次的研究與發展,可以對現代農業的發展起著一定的積極影響。
1 農業物聯網的概念分析
在二十世紀末期,物聯網概念被提出,農業物聯網主要是通過各種傳感器來對信息進行采集,幫助農民及時的發現農業生產問題,并且對發生問題的位置進行準確的定位。這樣農民就能通過機械生產的模式對農業實現智能化以及自動化的生產。物聯網是繼計算機、互聯網以及移動通信網之后的被世界公認的信息產業。物聯網是以感知為前提,實現人與人、人與物以及物與物的全面互聯的網絡。通過傳感器對物理世界的各種信息進行獲取,再通過局部的互聯網、無線網絡以及移動通信網等各種通信網絡進行交互傳遞,進而實現對世界的感知。
2 農業物聯網技術的研究進展
2.1 農業物聯網的技術組成分析
農業物聯網主要由感知層、傳輸層以及應用層三個方面構成,感知層主要是由各種感知器以及傳感節點組成,主要是對土壤水分以及苗情的長勢等農業信息進行獲取。傳輸層主要是通過有線或者無線的方式將感知層獲取的各類數據信息傳輸到應用層上。應用層再對收集的信息進行有效的處理和決策,進而實現對農業生產過程的管理與控制。
2.2 農業物聯網的感知技術
在農業物聯網中,感知技術一項關鍵性的技術,傳感器則是感知技術的核心。近些年來,我國的農業傳感器技術的發展步伐比較快,主要有農業信息傳感器以及農業環境傳感器。當前,光、水等常規的環境傳感器發展已經比較成熟,土壤傳感器是目前農業傳感器研究的重點。采用電子以及電磁學等方法對土壤的電阻以及電容等參數進行測量,很容易受土壤組成的影響。利用電磁波對土壤進行測量可以對土壤的結構以及物理化學性質等進行測量。電化學方法可以對土壤中的某些離子等進行測量,土壤的組成具有一定的復雜性,因而,原位測量傳感器在國際范圍中都是研究的難點。信息傳感器同樣也是研究的難點,主要采用光學以及電磁學等物理學原理,根據被測對象的性質來對動植物生命體進行檢測,然而動植物生命過程具有一定的復雜性,想要對其信息進行精準的探測,就必須在其計量模型上有一定程度上的突破。
2.3 農業物聯網通訊技術分析
農業環境具有一定的復雜性,因而想要實現農業物聯網信息的傳輸對通訊技術進行簡單的搬用是不行的,要根據實際情況選擇適宜的通訊方式。農業設施中不僅要考慮墻體的厚度,同時還要考慮材質對傳感器節點之間的信息通訊的影響。比如,大田的作物要考慮農作物的高度以及地形地貌特征對通訊的影響,基于此種情況的考慮,節點布設以及節能機制就成為研究的重點。果園中樹冠的形狀以及與天線的相對高度直接影響著信息的傳輸。
2.4 農業物聯網應用分析
農業物聯網應用是一個閉環控制的過程,在農業物聯網應用中其關鍵性的技術有云計算以及云服務。因為,農業具有一定的生命特性以及生態區域性特征,因而農業的物聯網應用很難通過一種技術以及模式來對問題進行解決。在實踐中,一般都是按照實際的情況來對物聯網進行應用。就其應用模式而言,可以是WEB服務應用也可以是智能的單體應用。
伴隨著科學技術的不斷進步,很多歐美發達國家都對農業物聯網應用開展了示范性的研究。在農業生產中實現了物聯網技術的實踐與推廣。我國在此基礎上也開展了一系列的應用研究,為我農業的發展奠定了技術基礎。
3 農業物聯網發展趨勢分析
在農業生產的過程中,應用農業物聯網技術對于農業的生產管理具有很大的積極作用。以下分別從幾個方便對農業物聯網的發展前景進行闡述:
3.1 農業傳感器的新研究
農業傳感器是農業信息獲取的“眼睛”在農業物聯網信息感知系統中發揮著積極的作用。全新的農業傳感器的研究在農業物聯網產業中也是不可忽略的關鍵環節。伴隨著科學技術的進步,微機電系統農業傳感器也將成為重要的研究領域。
3.2 農產品的生產更加精細化
伴隨著農業物聯網技術的不斷發展,對于農產品的精細化的管理將會成為農業物聯網發展的方向。通過物聯網技術對農作物進行精準化的播種、育秧以及對其生產環境進行精確的控制等,都在很大層面上節省了人力資源,提高了農業生產的附加值,進而更好的促進我國農業精細化的發展。
4 結語
綜上所述,雖然物聯網在農業實踐中的應用依舊面臨著很大的挑戰,但是隨著物聯網產業的標準化的逐步建立與完善,以及農業物聯網技術的不斷進步,將會更快的促進我國農業現代化的發展。
參考文獻
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作者簡介
唐矗1995-),男,浙江省杭州市人。大學本科學歷。現為成都理工大學信息科學與技術學院物聯網工程專業在讀學生。研究方向為物聯網技術的應用。
篇9
關鍵詞:物聯網工程;課程體系;人才培養
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2013)13-3100-02
1 物聯網工程專業課程體系結構的現狀
物聯網(IOT,The Internet of Things)是互聯網的延伸,是未來網絡的發展趨勢。面對國家戰略性新興產業發展的需要,為了滿足人才培養的需求,教育部于2010年7月組織相關專業教學指導委員會的專家審批設置了物聯網工程專業。但整體而言,目前無論國內還是國外,物聯網的研究和開發都還處于起步階段,不同領域的專家對物聯網的研究有不同的角度,物聯網的系統模型、體系架構和關鍵技術都還沒有明確的共識,而且物聯網又是一門交叉學科,涉及到計算機、通信、電子、自動化等領域,內容繁多。因此怎么樣針對不同學校的特點建立有特色的物聯網工程的課程體系結構是普通高校進行物聯網教育的主要問題。
本文在分析物聯網體系架構、知識體系結構、關鍵技術的基礎上,對物聯網技術在平頂山區域特色經濟煤炭、電力、化工領域的應用進行深入分析總結,提煉出技術應用點和相應崗位的崗位技能、知識結構,并據此調整物聯網工程專業課程體系結構,使之培養學生能更好服務平頂山地方經濟發展,實現平頂山學院 “立足平頂山,面向河南,為區域經濟社會發展服務”的服務面向定位和“特色名校”的發展戰略。
2 物聯網技術在平頂山的特色經濟中應用
河南省平頂山市作為中原城市群中心城市之一,經過五十年的發展,已形成以能源和原材料工業為主體,以煤炭、電力、鋼鐵、紡織、化工、機電、建材、食品等工業基地為支撐的新興工業體系。隨著“十一五”期間我國向環保型、節約型社會發展戰略的轉變,平頂山面臨著整個能源和原材料產業體系的全面升級。升級的核心是利用現代信息技術手段改造傳統的粗放式生產模式,物聯網技術成為產業升級的主要推動力之一。但物聯網人才的嚴重匱乏成為制約這些產業升級的主要瓶頸。河南和平頂山的發展,需要一大批培養具有較高工程技術能力和創新精神的高級物聯網專業人才。
本文恰以此為契機,面向社會需求,調整課程體系,提煉平頂山學院物聯網工程專業的特色,力求專業建設和信息產業發展保持同步,不斷適應社會對人才需求的變化。
2.1 物聯網技術在煤炭領域的應用
本文在研究大量的國內外文獻和實地調查,發現物聯網技術在煤炭領域的應用體現在以下幾個方面:
1) 利用物聯網技術對煤礦井下人員、生產設備進行精確定位、自動識別、智能管理。在傳統生產中,地面人員難以及時動態掌握井下人員的分布及作業情況。因此,井下人數不詳、被困人員位置不清、通信不暢是災后應急救援急需解決的問題[1]。煤炭開采面臨的是移動的生產環境,大量的設備需要跟隨采掘的進度搬遷,煤炭企業的設備管理與運行維護水平普遍較低,導致效率低下,設備、材料損耗浪費現象嚴重[2]。利用物聯網技術對人員和設備進行準確定位和智能管理能有效提高煤礦企業的安全水平和設備的利用率;
2) 利用物聯網技術加強煤礦防爆電氣設備等安全標志產品管理(傳感器,無線網絡,監控系統開發),實現煤礦防爆電氣設備等礦用安全標志準用產品生產、運輸、倉儲、使用、維護等全程管控,可以有效地防止假冒偽劣產品用于煤礦井下[3];
3) 采用物聯網技術,實現瓦斯多級監管; 即使煤礦沒能及時實現瓦斯風電閉鎖,沒能將相關區域作業人員全部撤至地面或全風壓進風流處; 上級主管部門也能及時發現事故隱患,指導煤礦采取相應的防范措施[3];
4) 煤炭產量遠程監測,以物聯網技術嵌入式控制器為重點,可通過煤炭產量遠程監測系統,把物聯網技術運用于安全生產領域,使煤炭生產全過程置于嚴密監控之下[4]。
2.2 物聯網技術在電力領域的應用
智能電網是與物聯網最為密切的一個行業,物聯網應用于智能電網是信息通信技術發展到一定階段的必然結果,未來智能電網的建設必然產生世界上最大、最為智能、信息感知最為全面的物聯網。利用物聯網技術將能有效整合電力系統基礎設施資源,提高電力系統信息化水平,改善現有電力系統基礎設施的利用效率。
在研究大量的國內外文獻和實地調查的基礎上,該文總結物聯網技術在電力領域的應用的幾個重要方面:
實現按需發電,避免電力浪費。感知中心就是一個面向智能電網的傳感器網絡中樞,通過搜集家家戶戶的電表信息,可以計算出一定時間段的生活用電動態需求量,再將這一信息及時反饋到發電企業,按需發電,避免無效發電的成本浪費;在用電環節中,智能管理,節約用電。智能交互終端是實現家庭智能用戶服務的關鍵設備。它通過近距離無線傳輸和GPRS等通信技術,對家庭用電設備進行統一監控與管理,指導用戶合理用電,調節電網峰谷負荷,實現電網與用戶之間智能用電 [5];
此外,利用物聯網技術對公共設施用電進行智能控制。利用物聯網技術可以解決傳統控制方法中存在的問題,使得路燈監控脫離了人工干預,實現自動化控制[6];并且基于在線狀態監測的狀態檢修可通過物聯網技術獲得的實時可靠地在線數據,對數據和信息分析與管理并制定檢修計劃[7];
2.3 物聯網技術在化工領域的應用
傳統的化工在物聯網技術的推動下,也會出現新的局面。在進行大量研究的基礎上,我們發現物聯網技術未來在化工領域的應用主要體現在以下幾個方面:
1) 制造業供應鏈管理。物聯網應用于企業原材料采購、庫存、銷售等領域, 通過完善和優化供應鏈管理體系, 提高供應鏈效率, 降低成本;
2) 生產過程工藝優化。物聯網技術的應用提高了生產線過程檢測、實時參數采集、生產設備監控、材料消耗監測的能力和水平[8];
3) 利用物聯網技術全程監控危險品供應鏈,在提高危險品供應鏈效率的同時,有效改善了危險品供應鏈的安全性能[9]。
3課程體系結構的借鑒和調整
在上面的論述中可以發現,定位技術、遠程監控技術、無線傳感網技術和遠距離信息傳輸技術在在平頂山特色經濟煤炭、電力和化工中應用尤其廣泛。根據這些應用點,可以準確把握這些領域對未來物聯網相關的崗位的能力要求和知識結構要求,從而調整物聯網課程體系結構,體現專業特色。
針對平頂山學院應用型本科教育的特點,我們制定物聯網工程專業的專業素養培養目標為系統地掌握物聯網的相關理論、方法和技能,具備基于計算機技術,通信技術、網絡技術、傳感技術進行信息標識、獲取、傳輸、處理、識別和控制的能力,能在物聯網的感知、接入、網絡、應用等不同層次進行嵌入式應用軟件的開發的高級應用型人才。
為了實現培養目標,學生的專業知識結構為掌握與物聯網工程技術相關的計算機、電子與通信學的知識,物聯網關鍵技術的基本理論、基本知識;掌握物聯網各個層次的嵌入式應用軟件設計、開發、應用和維護;
為了提煉專業特色,項目人員加大學生對掌握遠程監控技術,定位技術、無線傳感網技術和遠距離信息傳輸技術的工程應用的教學力度,并采用多種校企合作的模式,把企業生產中的實際問題引入課堂,提高學生利用專業知識解決實際問題的能力。
4 結束語
本文討論了物聯網工程專業課程體系結構的現狀和研究意義,提煉出物聯網技術在平頂山特色經濟煤炭、電力和化工中的應用點和相應崗位的崗位技能、知識結構,并據此調整物聯網工程專業體系結構,加大遠程監控技術,定位技術、無線傳感網技術和遠距離信息傳輸技術的工程應用課程,使學生能更好服務平頂山地方經濟建設。
參考文獻:
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篇10
物聯網技術的快速發展,對生產生活水平的提升具有巨大的推動作用,使得物與物之間聯系更為緊密,同時也具有更為廣闊的發展空間。基于物聯網技術具有的特點,對其各網絡層次進行分析研究,充分發揮其所具有的優勢,爭取為計算機通信網絡的發展提供更大的助力。為消除物聯網發展與應用過程中存在的問題,從前瞻性角度進行分析,做好技術研究,充分挖掘物聯網對于計算機通信網絡所具有的技術價值。
【關鍵詞】物聯網 計算機通信 網絡層次
計算機網絡現在已經被廣泛的應用到生產生活各個領域中,并且取得了良好的效果,其中物聯網作為重要的一部分,可以消除時間與空間限制,通過網絡虛擬信號,使得物與物之間、物與人之間聯系更為密切。想要充分發揮物聯網對計算機通信網絡的影響,需要就物聯網所具有的特點,對其各網絡層次存在的缺陷和矛盾進行分析優化,爭取促進物聯網的進一步發展。
1 物聯網技術特點分析
物聯網技術功能的實現,需要先通過傳感器、射頻識別器等來對信息進行采集,然后結合客戶實際需求,利用數據處理技術,遵循通信協議,將計算機網絡作為載體,全面提高信息數據的利用效率,加快信息的傳遞和利用。其中,對于物理網技術的實際應用,射頻識別器對各類信息的識別具有快遞、自動特點,無需人員操作和控制,能夠有效適應多種環境,且對計算機通信網絡接入RFID終端后,還可以在更廣闊范圍內對信息收集傳遞,以及物品的有效跟蹤。無線傳感器主要用于數據的收集和傳輸,鋪設與組網十分靈活,并且具有低成本、低功耗等優點。傳感器主要負責感知各類信號,并完成環境參數的采集,可以作為為物聯網信息收集、處理、反饋等環節的數據支持。
2 物聯網各層次對計算機通信網絡影響
2.1 感知層影響
感知層為物聯網基礎部分,對技術的實施效果具有重要影響,在對物聯網技術進行分析時,需要提高對其的重視。對于網絡覆蓋區域內的所有對象數據均可以通過感知層進行感知和搜索,基于網絡網關完成相應信息數據的傳輸。網關可以對不同網絡進行有效連接,有效完成傳感器通訊后,通過應用相應算法,來對接收到的信息進行更為深入的分析處理。為保證所有數據處理的高效性,就要求通信網絡能夠承受較大的壓力。尤其是現在計算機網絡技術在各個領域中的應用,各類信息數量激增,對所需信息的收集與處理將要面臨更大的壓力,因此要保證物聯網感知層可以承受較大壓力,可以滿足所需信息的感知要求。現在物聯網在實際應用中的效果更為明顯,可以更好的滿足人們應用需求,但是同時物聯網自身業務數量不斷增加,規模也在持續擴大,必須要對傳統通信網絡觀念進行更新,提高通信網絡水平,作為物聯網規模化發展的保障,從根本上來消除規模擴大和業務發展間的相互干擾,為社會生產生活提供更好的服務。
2.2 傳輸層影響
傳輸層功能實現的基礎為通信網絡,結合寬帶計算方式,達到寬帶和窄帶目的,完成通信網和感知網間的有效融合,為傳輸層各項功能的實現提供保障。就以往通信網絡來說,一般是通過對分散通信節點的整理綜合,然后通過統一管理,來實現互聯網功能。基于現有的物聯網技g水平,很多情況下,相應通信節點必須要具有一定私密性和獨立性。這樣在對物聯網技術發展進行研究時,便可以確定除了要進行簡單的信息傳遞外,對于虛擬信號的傳輸,需要將互聯網作為基礎,保證人與物、物與物間的有效聯系。這樣就決定了在實際執行過程中,物聯網具有較高的復雜性,對空間和獨立性要求更為嚴格。同時,這一特點也對通信網絡產生的影響,因為計算機個體分布比較分散,想要完成各項信息的有效傳輸,必須要利用通信網絡對各處計算機進行有效整合和管理控制,進一步提升各計算機間的聯系與工作效率。并且,對于不同通信節點的管控,需要作為重點進行研究。但是基于現物聯網技術水平,與通信網絡技術水平間具有較大差異,為整個網絡功能的實現帶來了阻礙。為滿足實際發展要求,在對物聯網技術進行研究時,需要做好與通信網絡技術間的聯系,提高計算機配置完善度與監控水平,加強其在產業模式中的應用,為企業提供云接口,滿足物聯網平臺進一步發展需求。
2.3 應用層影響
物聯網技術的實施,其中應用層主要對各類信息進行有效處理,并將其作為實際參考和依據,為用戶提供具有針對性和應用性的服務。應用層所具有的各項功能,能夠作為設備優化的助力,確保可以滿足不同用戶實際應用需求。這一特點可以作為物聯網技術持續發展的優勢,但還是需要就其與通信網絡間的矛盾進行分析和解決。降低對物聯網技術獨立性實現的影響,以免增加通信網絡發展壓力。對于物聯網各項功能來說,最終需要通過應用層來實現,需要通過應用層來對人與物、物與物間聯系與管控,滿足跨區域操作要求。因此,想要進一步滿足行業發展需求,需要將應用層作為重點進行分析,對行業市場和相關產業鏈進行整合,并基于云計算通信網絡基礎,構建有效連接平臺,營造更好的物聯網技術發展環境。
3 物聯網技術發展趨勢
物聯網基礎為互聯網技術,其不僅僅實現了虛擬信息的傳遞,同時還可以對人與物、物與物間信息傳輸進行處理。物聯網技術的有效實施,可以對物品進行實際操控,同時加強人與物、物與物之間的聯系,打破傳統時間與空間的限制,提高了信息傳遞與物體操控效率。就物聯網技術發展現狀來看,人工智能的實現已經成為可能,將機器與人類管理和判斷工作融為一體,對危險、精細工作進行分類,通過兩者的有效結合,來達到預設的目的。與互聯網虛擬信號與信息的傳遞不同,物聯網可以落實到實際物品上,使得信息化社會建設成為現實,可以有效解決實際工作中存在的問題。
4 結束語
物聯網技術在不斷發展,其所具有的功能,對進一步推動信息化社會的建設具有重要的實踐意義。基于物聯網各層次特點,對通信網絡也產生了一定影響,需要兩者相互配合,在落實各項功能的同時,降低所要面臨的網絡壓力。仍然需要專業技術人員在現有基礎上做更深入的分析,爭取進一步發揮出物聯網所具有的優勢。
參考文獻
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作者簡介
張皓(1983-),男,河北省保定市人。碩士學位。現為河南工學院計算機科學與技術系實驗師。主要研究方向為圖形圖像處理、計算機應用。