时间:2023-10-09 11:02:18
导语:在物联网关键技术及应用的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
【关键词】物联网 M2M平台 RFID 传感网
1 物联网概述
物联网是指机器与机器(M2M,Machine To Machine)、机器与人之间的无线通信,其基于特定行业终端,以短消息、USSD、分组数据业务等为接入手段,满足客户对工作流程监控、指挥调度、远程数据采集和远程诊断等方面的信息化需求。物联网最终仍是服务于人,方便人们的沟通与生活。
物联网是战略性新兴产业的重要组成部分,为促进物联网的发展,国家制定了《物联网“十二五”发展规划》。当前物联网产业发展初具规模:RFID相关技术已很成熟,RFID市场规模超过100亿元。全国有1600多家企事业单位从事传感器的研制、生产和应用,年产量超过24亿只,市场规模超过900亿元;其中, 微机电系统(MEMS)传感器市场规模超过150亿元。电信设备制造业具有很强的国际竞争力,我国已建成全球最大、技术先进的公共通信网和互联网。M2M终端数量已超过千万,形成全球最大的M2M市场之一。
物联网应用目前蓬勃发展,涉及日常工作生活的多个领域,如医疗、安防、电力、工业、农业、环保、交通和物流等。在安防领域,视频监控、周界防入侵等已规模应用;在电力行业,远程抄表、输变电监测等应用正在逐步拓展;在交通领域,路网监测、车辆管理和调度等应用正在发挥积极作用;在物流领域,物品仓储、运输、监测应用正广泛推广;在医疗领域,个人健康监护、远程医疗等应用日趋成熟。除此之外,物联网在环境监测、市政设施监控、楼宇节能、食品药品溯源等方面也开展了广泛的应用。
我国物联网虽然在技术研发、标准研制和应用拓展等方面已取得一些进展,但还存在很多问题,如M2M终端号码资源匮乏、物联网标准与规范不统一、终端与卡接入缺乏完善的安全机制、各行业应用数据完全独立而难以促进跨行业的协同发展。
2 物联网体系架构
图1所示为物联网体系架构,其包括了传感网络、无线通信网、运营支撑系统和业务应用系统。
图1 物联网体系架构
传感网络实现信息采集功能,行业客户通过部署在实际应用场景中的传感器、RFID读写器等采集行业业务数据,通过网关终端汇聚后再由无线网络远程传输到应用系统。其中,传感器通过近距离无线通信技术,如蓝牙、ZigBee等与传感器网关通信。常用的传感器可以检测如环境温度、湿度、压力等参数;专业化的传感器可以检测如溶解氧、pH值、氨氮、电导率、浊度、叶绿素、藻蓝素、水位等水质参数。
传感器网关进行信息汇聚后,通过无线通信网络将信息远距离传输至业务应用系统。无线通信网络包括WLAN、GPRS、3G、LTE等,当前以TD-LTE为代表的4G宽带无线通信网络正处于试点阶段。
M2M平台为行业客户提供统一的终端管理和终端设备鉴权功能,支持多种网络接入方式,提供标准化的接口,使得数据传输简单直接,同时提供数据路由、监控、用户鉴权等管理功能。BOSS系统实现物联网业务应用的计费管理功能。
业务应用系统为最终用户提供行业应用服务,如一卡通业务、移动健康守护业务、智能家居、水质监控等,服务对象可分为个人、家庭和行业。
目前通信终端和应用系统与M2M平台之间没有标准化的通信接口;同时物联网安全方面缺乏相关的规范,这也是制约物联网产业发展的因素之一。
2.1 无线传感网
无线传感网络包含传感器单元、控制器和无线通信模块,实现数据采集、近距离通信、数据计算和远距离无线通信等功能。无线传感器网络是一种特殊的Ad-Hoc网络,其以数据为中心实现自组织功能;传感器网络中节点密集、数量庞大且部署在广泛的区域内,同时网络拓扑结构会动态变化;因此要求无线传感网具备自组织和自调节的功能特性,网络节点即传感器终端需具备低成本、小体积、低功耗、小带宽等特性。
无线传感网在农业、环保、工业控制等领域得到广泛应用,如水质监控系统中,在水面上部署很多传感器,用于采集和监测水质参数。图2所示为一种无线传感器网络分簇的组网方式,传感器布设区域被分成若干局部区域,每个局部区域作为一个分簇,簇头负责管理簇内资源分配和簇之间通信;簇成员节点负责数据的采集和处理等。簇内传感器节点只与本簇内的节点通信,从而使得网络协议大大简化。同时,多个分簇可以共同完成对检测水面区域的多方位、实时、准确的全覆盖监控,即分簇传感器网络组网可对待监测环境进行全面的感知,更加全面地采集数据。
图2 分簇传感器网络组网结构图
2.2 RFID和一卡通
RFID电子标签是一种基于无线射频识别技术的产品,现已广泛应用于身份识别、电子购物、交通和物流等领域,如高速公路上的ETC(电子不停车收费)系统。RFID技术向着高频、远距离通信和低成本等方向演进;同时随着移动宽带网络(如3G、WLAN等)的日益普及,RFID与互联网、电子商务结合也是必然趋势,将给人们的生产生活带来更多便捷。
以一卡通为代表的智能卡基于RFID非接触技术,可面向个人和企业用户提供包含门禁、考勤、停车场管理、消费、身份认证和增值业务等在内的信息化服务。其中消费服务如客户可以通过刷卡消费,使用场景包括食堂、小卖部、浴室、图书馆、机房、体育场馆、医院等;增值服务如手机一卡通功能,可通过手机刷卡实现公交、地铁、超市、公园门票等刷卡消费。
关 键 词 : 物联网,物联网灰色神经网络,预测
中图分类号:TN711 文献标识码:A 文章编号:
1引言
物联网技术是指通过无线射频识别、无线红外感应器、无线全球定位系统以及无线激光扫描器等信息传感设备.运用多层网关协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别视频跟踪与监控和管理的一种新一代计算机网络技术.
2物联网灰色神经网络应用物联网关键技术研究
2.1 物联网灰色GM(1,1)模型的建模
物联网灰色物联网预测方法建立GM(1,1)模型的实质是对原始数据作一次累加生成,使生成数列呈现一定规律,通过建立微分方程模型,求得拟和曲线,用以对系统进行物联网关键技术预测.设有时间序列作一阶累加生成物联网预测算法:
(1)
构造一阶线性微分方程后,可得该方程的白化微分方程为:
(2)
利用最小二乘法求解a,u有
(3)
式中
的物联网灰色预测模型为
(4)
的物联网灰色预测模型为
(5)
2.2 基于输入输出GM(1,1)模型残差和相对残差研究
设原始离散非负数列X(0):
X(0)={x(0)(1),x(0)(2),x(0)(3),…,x(0)(n)}
数列为GM(1,1) 模型求解后的拟合数列:
=;
残差数列:
== {x(0)(1)-} (6)
相对残差数列Δ:
Δ=={Δk} =, k=1,2,…,n (7)
2.3 基于物联网灰色神经网络组合模型研究
利用多个数列分别建立物联网灰色GM(1,1)模型.假设有m个相互关联的数列,每个数列有n个数据,物联网灰色神经网络的物联网预测模型如下:
(1)用m个数列分别建立m个物联网灰色GM(1,1)模型;
(2)分别用这m个模型物联网预测各数列的第2到第n个数据,得到m个长度为n-1 的数据序列P;
(3)取原始数列第2到第n个数据,得到m个长度为n-1的数据序列T;
(4)将数据序列P作为神经网络的输入向量,T作为神经网络的输出向量,进行网络结构与初始权值,阈值的设定;
(5)训练BP网络,得到网络中对应于每一个节点的一系列权值和阈值;
(6)再次用第一步建立的物联网灰色GM(1,1)模型来物联网预测未来时刻的值,即为物联网灰色神经网络物联网预测模型的结果.
3基于物联网灰色神经网络仿真描述
3.1 输入输出层设计
本课题将与研究指标物联网输出量相关的输入变量分别进行GM(1,1)模型进行物联网预测,得到的几个物联网预测值作为BP神经网络的输入,采用一个隐含层,传递函数为(0,1)S型函数,输出为研究指标为物联网输出量的实际值.
3.2 隐含层神经元数的确定
网络训练精度的提高,一般对于三层前向网络隐含层节点数有如下经验公式:
(8)
式中:输出节点数目;:输入层节点数目;:为1~10的常数;
3.3 网络样本数据的处理
随着标准化后的数据范围从0到1,在反馈灰色神经网络算法输出的数据范围也正好从0到1,所以这种标准化方法在反传神经网络算法中,被用来标度目标值.有时为了允许预报值在一定范围内超界,训练样本集目标的范围标度转化为0.2~0.10,即:
归一化公式如下式:
(9)
神经网络计算结束后,再做反归一化处理,便得到实际的输出值即预报值.
反归一化公式如下:
(10)
公式(9)和(10)中,表示经标准化后的第i样本第j变量的数据;表示原始空间量;分别表示样本集中变量j的最大和最小数据.
3.4训练样本归一化处理和网络结构设置
⑴ 训练样本数据是从某物联网即2012年8月1日到10月31日的实际生产记录,根据要求从中选取了控制效果较好的48组数据.
⑵为了便于物联网灰色神经网络学习,将实际数据进行了归一化处理,将实际物理量分别划为[0,1]区间的数值.
⑶采用Matlab程序设计语言编写了物联网预测程序,物联网预测精度为0.01,最大训练次数为10000次,学习率=0.7, 输入层到隐含层的传递函数为Sigmoid函数,隐含层到输出层为线性传递函数Purelin,物联网出量的神经网络结构为7×20×1.
3.5.物联网应用实例
以某物联网2012年7月到2012年9月的教育教学数据,并检验物联网预测效果.取训练样本数为48,网络结构:6-17-1,即:输入节点为6个,隐含层节点17个,输出节点1个.
表1 物联网预测结果与真实值比较表
基于两种模型的物联网预测结果及比较,说明了物联网灰色神经网络建模优于单一的物联网灰色GM(1,1),充分显示了物联网灰色神经网络的优越性.
4 结束语
在物联网出量预测过程中,应用物联网灰色GM(1,1)和BP网络相结合建立的物联网输出量预报模型,是一种新型实用且精度比较高的时间序列物联网预测方法,值得推广和进一步研究.
参考文献
[1]神经网络系统理论 焦李成 西安:西安电子科技大学出版社,1990
关键字:物联网应用;粮食仓储;粮库监管系统;传感器
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2014)01-0071-02
0 引 言
粮食是关系国家稳定的战略性商品,是国民经济的命脉。确保国家储备粮食数量真实、质量完好,确保在需要时调得动、用得上,是国家储备粮管理的基本要求[1]。为此,粮食仓储过程中已经应用了一些物联网技术,比如:温湿度传感器以及在此基础上构建的粮情检测系统已经得到较大范围地应用;虫害传感器及虫害自动检测系统、霉菌(二氧化碳)传感器及粮食质量实时检测系统、氮气传感器及自动气调系统、磷化氢浓度在线传感器及自动熏蒸系统、压力传感器及粮食数量实时监测系统、在线水分传感器及烘干水分在线自动控制系统等已经得到初步应用;粮食体积传感器、密度传感器等,以及相应的清仓查库设备和系统研发也已经取得重要进展[2]。
目前粮库普遍使用的温湿度采集系统,通常采用有线的方式接入各类型传感器,这种方式存在着布线及测算困难、传感器重复利用性差、故障排查困难、采集系统扩展能力差、传感器缺少统一管理等问题;同样,其他正在示范应用的系统都是单独部署通信线路,系统部署成本较高、维护困难;另外,目前粮食仓储企业的整体信息化水平较低,一些有信息化基础的企业也仅仅局限于粮情测控系统、出入库管理系统、办公自动化、财务等系统,单个应用系统没有集成,是一个个信息孤岛[3],没有给粮库管理带来信息集成共享效益。
在这种情况下,采用统一的集成终端对各类传感器进行统一数据预处理、通信和控制,降低系统成本,提高易用性,是粮食仓储环节物联网技术发展的必然趋势和提高传感器应用效率的必然选择。基于统一的集成终端设计的智能化数字粮库监管系统已经在江苏省十几家粮库进行了建设实践,并取得了良好的应用效果。
1 总体架构
本文提供了一种基于物联网的智能化数字粮库监管系统,以实现对粮库中的通风控制、熏蒸作业和库容计算等作业进行自动管理控制。系统的总体架构如图1所示.
基于物联网的智能化数字粮库监管系统包括以下单元:
(1)硬件设备单元,包括:温度传感器、湿度传感器、通风设备、熏蒸设备、气体采集设备、虫害检测设备。用于采集粮库的各种具体服务的业务数据,将该业务数据发送给智能传感器集成终端,所述业务数据包括温度数据、湿度数据、虫害数据、气体浓度数据;
(2)智能传感器集成终端,用于通过异构整合技术将所述硬件设备单元上报的各种不同消息格式的业务数据进行消息解析后,转换为具有统一的消息协议格式的业务数据,并对所述业务数据进行加工处理,形成具有业务特性的数据并发送给粮库集成管理平台;接收粮库集成管理平台下发的智能传感器集成终端和硬件设备单元的控制命令,向硬件设备单元下发来自粮库集成管理平台的控制命令;
(3)粮库集成管理平台,用于接收和存储智能传感器集成终端发送的具有业务特性的数据,根据所述具有业务特性的数据和设定的控制算法在所述粮库中进行库容监测、熏蒸控制、通风控制、温湿度监测和/或气体浓度监测。
2 功能简介
2.1 粮库集成管理平台的系统功能
(1)库容监测,查看各个仓库存粮概况。仓库状态通过颜色标识淡绿色表示空仓,浅绿色表示有存粮,并通过色块大小标识存量多少,鼠标放在仓库时显示仓库存粮信息。
(2)熏蒸管理,包括熏蒸计划和熏蒸记录功能。其中熏蒸计划就是根据仓库的虫情信息制定熏蒸计划,熏蒸计划能做的操作以及当前所处的状态紧密相关;而熏蒸记录则是根据通风计划对仓库进行熏蒸操作,并登记熏蒸信息。
(3)通风管理,包括通风计划和通风记录功能。其中通风计划是根据仓库的粮情信息制定的通风计划,通风计划能做的操作以及当前所处的状态紧密相关;而通风记录是根据通风计划对仓房进行通风,并将通风方式、通风具体操作等信息登记下来。
(4)温湿度监测,通过列表和图表等不同的展现方式查看仓库粮食温度。其中列表方式可显示采集时间、仓内温、仓内湿、仓外温、仓外湿、最高温、最低温、平均温、最高湿、最低湿、平均湿等内容;折线图可显示粮食的温度趋势变化;另外,三维展示图可显示粮食的3D粮温图。
(5)气体浓度监测,是对于安装气体传感器的粮仓,可以设定气体浓度报警功能,对气体浓度大于或小于某个阈值时,进行气体浓度报警提示,报警的阈值可以根据粮仓的实际情况进行设定,如对于氧气浓度报警,《缺氧危险作业安全规程GB8958-2006》中规定“当氧气浓度为19.5%时,即为缺氧危险作业”[4], 考虑到氧气传感器的精确度,可考虑当氧气浓度小于20%时,弹出报警页面。
(6)虫情监测就是登记和查看害虫情况。点击要查看的仓库,进入该仓库虫情记录页面,记录的属性包括主要害虫、虫害密度(头/公斤)、霉变情况等[5]。
2.2 智能传感器终端功能
(1)数据采集
对于各种异构传感器的接入和数据采集是智能传感器集成终端设备的一个核心功能。传感器可以通过设备上的串口、I/O等接口以有线的方式接入,也可以通过ZigBee无线传感网络、无线路由节点以无线的方式接入。设备支持多样的接入形式和庞大的接入数量,可以满足粮食监管中所需的温湿度、气体、水分等各类传感器的接入需求[6]。
(2)数据整合加工
不同的传感器采集到的数据格式各不相同,如果不作处理将大大增加监管中心的数据分析和管理难度。通过智能传感器集成终端设备的数据整合能力,能够将不同格式的采集数据进行翻译,转换为统一的协议形式,方便统一分析处理。此外,也可以过滤掉由各种原因造成的噪音数据,提高数据的有效性、准确性。
(3)数据警情上报
智能传感器集成终端设备作为安置在粮库前端的数据采集设备,最终要将有效的数据通过有线网或无线网络传送到监管中心,对于重要的数据,要尤其保证数据发送的完整性、实时性,防止丢失。此外,前端传感器等各种设备出现损坏、丢失等意外情况时,终端设备也能将相应的报警信息及时反馈给监管中心,以便迅速作出应对措施。
(4)设备远程控制
除了能够接入传感器外,智能传感器集成终端还能通过串口、I/O等方式接入各类控制设备,如通风设备、熏蒸设备、充氮设备等。通过消息协议转换,可以在监管中心方便地控制各粮库的这些前端设备,实现设备远程控制。
(5)数据存储
对于重要的传感器数据或监控录像,智能传感器集成终端提供了本地存储的能力,使得当出现网络异常等情况,集成终端无法与监管中心通信时,重要数据不至于丢失,也可在出现特殊情况时调用本地录像,重现事件经过。
2.3 传感器及控制设备功能
智能传感器集成终端设备将以统一的数据标准、开放的公共接口,成功接入或兼容现有主流测温设备、测虫设备、智能通风设备、视频监控设备等,可以实现仓储管理相关设备、数据以及作业情况的信息整合。
3 应用验证
本文提出的基于物联网的智能化数字粮库监管系统已经在江苏省十几个大中型粮库进行了应用示范,取得了良好的效果,具体如下:
粮库物联网应用系统的部署复杂度和建设成本比以往多传感器分别部署的情况有了很大改观;
库容检测可以使用户对仓库粮食的存量信息一目了然,为清仓查库提供了动态的、精确的数据基础;
实时的虫情检测为熏蒸计划的制定提供了可靠的依据,并为有效评估熏蒸效果提供了有力的信息支持。气体浓度监测为熏蒸人员的作业安全保驾护航;
生动展示的温湿度信息为通风计划的制定和变化提供了直观的依据,并为通风效果的评估提供了支撑条件。
4 结 语
试验证明,该系统能够广泛集成已有粮食流通物联网传感器,使得粮食流通物联网应用系统部署复杂度降低、建设成本降低、传感器的联动使用的效果更加丰富,能够有力地提高粮食流通物联网规模应用水平。
参 考 文 献
[1]于滨.以多元化信息安全全力服务“新四化”[N].中国航天报,2013-01-06.
[2]臧传真,李其均.粮食流通动态跟踪关键技术研究[J].物流技术,2009,28(2):109- 112.
[3]臧传真.现代粮食流通体系与技术支撑系统研究[J].物流技术,2010,29(1):1-3.
[4]国家粮食局人事司.粮油保管员[S].2008.
关键词:消防监督 维保监督系统 信息化
中图分类号:D631.6 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)07(a)-0024-02
近年来,随着经济社会快速发展,物联网技术的信息化建设与人民生产、生活息息相关的消防安全形势越发严峻,目前消防监督管理日趋繁重的工作任务,与消防设施维护保养企业良莠不齐的服务质量之间的矛盾越发凸显。结合工作实践,笔者就物联网技术在日常消防监督管理中的应用,以山东省消防维保监督系统为例,对改进消防监督工作所面临的困难进行了探究。
1 当前消防监督面临的问题与矛盾
1.1 消防监督管理部门压力越来越大
一是警力不足与当前任务不断增长的矛盾。城市化进程不断加快,与之相应的监督人员并没有明显增加,工作中难免有失控或漏管的地方;随着部队人员服役年限调整,有经验、懂业务的干部面临着转业退伍,消防监督人才培养不能满足社会发展的需求,没有足够的警力去完成消防监督工作。二是消防监督管理手段效率低下。在互联网普及、信息化全面发展的时代,消防监督部门对社会单位的监管信息化的建设水平不高。三是不能有效监督维保服务机构的服务质量。
1.2 各维保检测机构管理不规范、不统一
一是部分维保检测机构管理体系混乱、质量控制不严、只收钱不服务、走过场瞎糊弄、放弃社会责任、逃避消防监管等突出问题,恶意竞争导致消防维保质量下降。二是维保企业工作人员业务水平参差不齐,手写维保报告漏洞多,维保质量无法得到有效保障。三是企业执业行为不规范,自身管理不严,维保企业管理者对完成的消防维保任务不放心,又没有监督、约束自身企业员工的有效方式。
1.3 社会单位对自身消防安全管理出现盲区
一是单位值班人员业务素质不高,不会日常检查、不敢操作设备,认为出问题就是维保单位的事。二是过度信任维保企业,对自有的消防设施实时运转情况无法了解。三是信息沟通慢,消防安全问题不能及时反馈给单位负责人、管理人,出现故障不能及时维修,放松了单位消防安全管理。
2 启用“山东省消防维保监督系统”,构建新型智能化火灾防控
为加强信息监管,解决当前的突出问题,山东消防总队会同潍坊市平安消防工程有限公司等有关单位,依托“物联网”“云计算”等技术规范开发建设了山东省消防维保监督系统,实现社会单位、维保企业和消防部门信息互联、资源共享,构建了新型智能化火灾防控体系。该维保监督系统平台强化系统与设备接口的兼容性、实用性,主要开发针对电脑端浏览器和针对手机端APP的两种应用模式,共分三大管理模块。
一是创新开发了维保任务管理模块。按照维保规程要求的范围、频次、抽检比例,实现全年全覆盖,每月自动生成维保任务书,现场人员登陆手机APP进入任务书,如执行末端试水联动测试任务时:打开末端试水,水流指示器动作,压力开关动作,联动喷淋泵启动,测试状态和时间实时反馈到电脑端及手机APP端,检查测试结果自动研判,维保报告书在线打印,解决了维保机构对现场人员执行维保任务的管理难题。
二是重点开发了实时监控和异常部件查询功能。可提供实时的控制器报警、故障等信息,统计维保区间内火警、故障、动作等状态的发生次数及发生时间。便于及时发现火情、误报、故障等,并进行分析处理。可自动发送报警短信到有关单位的消防安全管理员手机上,同时能根据故障预测结果,通过系统自动通知相关负责人及消防监督员,对有关火灾信息及时处理,提高现场值班人员的火警反应速度,针对检查出的不合格项制定整改方案,确定责任人,限期整改,解决了防火单位对本企业的消防设施运行情况了解不及时、不全面的问题。
三是重点开发了图表中心和地图应用模块。对维保任务的完成率、消防设施的完好率、不合格项的整改率以图表的形式展现,方便消防监督机构对维保机构和防火单位的在线管理,对管理水平差的单位限期整改,直接督办。针对总队、支队、大队的垂直监督管理,采用红、黄、绿3色管理,对亮红色的单位直接查处督办,对亮黄色的单位限期整改,解决了消防监督机构没有足够警力去完成消防监督工作的难题。
为推动系统的使用安装,利用信息化的手段规范建筑消防设施维护保养企业的执业行为,山东省公安厅制定《建筑消防设施维护保养规程》,统一消防设施维护保养服务质量评判标准;并将使用系统执业列入《规程》的强制要求,强调“消防设施维护保养机构应当依托山东省消防维保监督系统,采集、录入消防设施检查、测试、维修、保养信息,审核、监督维护保养服务流程。消防设施维保检测机构必须通过系统自动生成月维护保养任务书,由维护保养项目负责人和操作人员具体实施,维保结果自动生成维护保养报告书,并上传公安消防部门,公安消防部门通过系统对维保检测机构的执业行为进行监督抽查”。使用系统执业,每月任务未按要求完成将无法生成维保报告书,出现检测不合格项无法生成合格的报告书,有效扼制了维保检测机构不服务、不作为的行为。
3 加强服务结果运用,实现维保服务与消防监管的良好衔接
山东消防维保监督系统有效解决了防火单位对自身消防设施运行情况不了解、维保机构对企业员工维保任务缺监督、消防机构监督管理工作警力不足等难题,改变了传统的工作模式,通过信息化的手段,使维保工作更加规范化,统一标准、统一要求,使检查结果真实,更具说服力,更有利于各维保公司开拓市场,节省了人力物力,有效降低了成本。其价值主要体现在5个方面。
3.1 实现了主管部门对消防过程的全控制
该系统是在消防自动化控制的基础上,综合利用了物联网和大数据分析技术开发而来,所有数据都采自各种传感器及在管理控制过程中自动生成,人为干扰因素极小,数据可靠性很高,这样就保证了各种分析结果的客观真实性,避免了造假作弊,有利于消防部门全面掌控各单位消防安全管理的真实情况。
3.2 提高了政府消防安全科学管理水平
该系统基于共同的数据前端,同时为“防火、维保、消防”三方服务,有效将三方整合到一个工作平台,打破了原来“背靠背”的工作模式,有利于消防机构对防火和维保单位的动态监督;同时,通过对一个企业、一个地区的消防设施运行状态和维保历史数据的分析,可以精确评估一个单位整体消防管理水平。今后的政府决策将不再是凭经验和问题倒逼,而是基于大量数据分析后得出科学的结论,从而增强主动防范能力,提高消防的科学化管理水平。
3.3 增强了消防业务的精细化导引
系统提供了大量图表分析、数据统计和数据查询功能,有力地辅助了各级决策。如:系统能实时提供某个防火单位当前设备故障情况,这就为维保单位科学安排适当的工人师傅并携带必要的机具和配件上门服务提供了依据;再如:火灾警情与基础档案的关联,可以方便救火指挥员快速判定失火部位、火灾类型及规模等情况,为快速安排合适的救援力量、车辆路线、灭火剂和机具等提供了依据,极大地提高了施救效率。
3.4 降低了消防工作运行成本
该系统的应用,可以合理地配置企业人力资源、设备机具和原材料供给等生产要素,根除了工人出工不出力、配件消耗不透明、维修时间长、费用高等弊病,最大限度地降低企业运行成本。另外,它不仅为企业节省成本,而且还可以降低社会运行成本。譬如,消防设施验收、检查对于消防监管部门来说是个风险活、苦力活,使用该系统后,消防验收主要就是看各项基础资料填报是否准确、各类前端设备运行是否正常。可以设想,今后消防工程的验收及日常巡检工作主要是在网上开展,直奔问题所在,既杜绝了工作的盲目性,又有效缓解了人力、物力、警力不足的矛盾。
3.5 提高了各方面满意工作的水平
通过一段时间的运行,由于防火单位的领导能够及时了解消防设施的故障情况以及维保企业的服务情况,这样就增加了彼此的信任感,进一步融洽了合作关系,增强了企业的竞争优势。同样,消防监管机构也在这个平台上工作,消防监管指导会更有针对性和可操作性,工作更易于被广大受监督方理解和支持,对于密切警民关系大有好处。
从系统总体功能看,山东维保监督系统按照《山东省建筑消防设施维护保养规程》的要求进行流程设计,实现了维保任务自动生成、操作数据实时上传、检查结果自动研判、维保报告在线打印等功能,达到了系统设计目标。从社会应用单位和维保企业使用情况看,绝大多数单位对系统的推广应用是欢迎和支持的,认为确实满足了当前消防监督管理的基本要求,系统功能设计合理、费用低廉,操作界面友好,维保人员也较容易掌握。从系统实际运行效果看,系统能较全面、客观地反映当前消防系统运行的实际情况,及时发现和有效解决了消防维保工作中的监管漏洞和管理缺失,做到了公开、透明、真实、规范,不仅提升了消防监督管理水平,也促进了维保企业的科学管理水平。
参考文献
[1] 周霞,薛晓磊.基于物联网技术的消防安全系统的设计[J].数字技术与应用,2010(10):11.
[2] 邸英.物联网技术在消防监督检查业务中的应用前景分析[J].武警学院学报,2013,29(8):63-64.
[3] 张岗.物联网在消防安全领域的应用研究[J].中国公共安全:学术版,2011(3):106-107.
[4] 王蔚,南江林,薄建伟.物联网技术应用于社会消防安全管理[J].消防管理研究,2012(8):864-866.
关键词:物联网 营区 建设与管理
0 引言
随着网络技术及计算机技术的普及,信息产业迎来了继计算机和互联网之后的第三次浪潮——物联网((Internet of Things,IOT)。而随着军队信息化建设水平的不断提高,要实现新阶段的“强国梦、强军梦”目标,积极探索物联网技术在部队营区建设与管理中的应用,达到需求实时可知、资源实时可视和行动实时可控,对提高部队现代化建设具有重要意义。
1 物联网技术的特性简介
物联网是通过射频识别、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,把任何物体与因特网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪监控和管理的一种网络,通俗的讲就是将网络赋予物体智能,既可以实现人与物体的“沟通和对话”,也可以实现物体与物体之间的“沟通和对话”。从具体应用特性上讲,可分为全面感知、可靠传递和智能处理三个方面。
1.1 全面感知
全面感知是指利用无线射频识别(FRID)、传感器、定位器和二维码等手段,随时随地对物体进行信息采集和获取。感知包括传感器的信号采集、协同处理、智能组网,甚至信息服务,以达到控制、指挥的目的。而射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,就像视觉、听觉和嗅觉器官对于人的重要性一样,它们是物联网不可或缺的关键元器件。
1.2 可靠传递
可靠传递是指通过各类传输网络的融合,对接收到的感知信息进行适时远程传送,实现信息的交互和共享,并进行各种有效的处理。在这一过程中,通常需要利用现有的无线或有线运行网络。由于传感器网络是一个局部的无线网,因而无线移动通信网、3G网络是作为承载物联网的一个有力的支撑。
1.3 智能处理
物联网是一个智能的网络,面对采集的海量数据,必须通过智能分析和处理才能实现智能化。智能处理是指利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对随时接收到的跨地点、跨行业、跨部门的海量数据和信息进行分析处理,提升对物理世界、经济社会各种活动和变化的洞察力,实现智能化的决策和控制。
2 物联网技术在部队营院建设与管理中的运用
按照物联网构建原理,类似于互联网的体系架构,可以按感知层、网络层、应用层三层构建营区物联网体系。感知层由各种传感器及传感器网关构成,包括各类传感器、二维码标签、RFID标签和读写器,摄像头、GPS或北斗定位等感知终端,是物联网识别物体、采集信息的来源,完成对个体的识别、采集信息并将信息传递出去。网络层可由营区内部网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和控制处理平台等组成。在感知层和网络层之间采用有线或无线通信方式进行连接,并加注部队专用保密系统,保证传输链路的信息安全。基于部队实际工作特点,物联网的应用可以体现在仓储管理、资源监管和安全保密三个方面。
2.1 营区仓储管理方面
军队作为随时执行任务的武装集团,决定其平时必须保持有一定量的战备物资储备,但如何实现仓储物资的信息处理,充分有效发挥其利用率,并对仓储物资进行有效地维护,物联网都有用武之地。
2.1.1 仓储信息处理
可将物联网计算机、网络、关系型数据库、条形码、EDI等技术加心应用,对仓储信息进行收集、传输、储存、加工处理的过程,为实现营区内仓储的科学管理和决策提供信息保障。运用了物联网技术的仓储物资都拥有各自独特的电子标签信息,存储着生产厂家、物资运输部门和物资使用部队的整个保障链,能为管理部门提供迅速、准确、及时、全面的物资储备信息,便于对一切仓储活动实行动态监管,实现实时可知,有效消除人工信息处理带来的错误,降低重复劳动,提高仓储信息处理效率。同时对于实时查询物资的出处源和还厂维修能够直接提供链接,。这会极大地简化了部门之间协调事宜的程序,对于有效提高资源的利用率,能大幅提高部队战备工作的效率和标准。
2.1.2 仓储条件控制
可以实时视频监控数据、消防报警数据、温湿度与油气浓度数据及防雷设施控制数据为基础,比对各类仓储条件标准值和设备正常运转状态,适时智能调节相关仓储条件,并可以用图形的形式为仓库管理人员提供便捷的态势信息,例如可以红、绿等不同颜色动态标注各点状态,帮助仓库管理人员及时掌握仓库各部位的仓储条件状况。当遇有特别紧急情况,智能控制设备无法自行调节的,也能迅速以不同报警等级的形式快速发出报警信息,管理人员能够迅速准确定位异常部位,按照事先设定的预案迅速调动相应应急力量进行人为干预,将损失降到最低,真正全面保证各类重要仓库物资与装备的安全。
2.2 资源监管方面
由于部队特有的任务特点,平时营区都保持着相对较封闭的管理模式,这决定了部队营区内部必须能满足官兵的一切工作与生活,资源消耗量相对较大,物联网可以运用在智能电网、能耗维护两方面。
2.2.1 智能电网
智能电网是将传感器安装在电网的固有设备(如断路器、变压器、线路等)、数字信号采集设备、智能仪表、电力电子设备、安全稳定装置、保护装置以及其他智能终端配套设施上以此对关键设备的运行状况进行实时监控,如:电气设备的温度、湿度、气压等运行状态;电力系统各网络节点的电气量监测;电力系统主设备的“健康”状态;技术人员、运行或检修人员的管理信息。实现数据的实时、高速、双向传输,从而提高整个电网可靠性、安全性,使运行和管理达到最优化,外部电网故障的应急情况下,能自动启动营区内部发电系统,及时保障营区关键部位正常作业和值班,也保证了部队重要部位工作的连续性。而利用基于物联网嵌入式技术的路灯控制器,利用营区内既有的网络平台,实现路灯的智能控制,实现自动测光、调光、开关照明,自动调整营院各区域与重要部位的照明,实现节电管理。
2.2.2 能耗维护
该系统就是建立一个融采集、监测、管控为一体的管理平台,使能耗管理更加系统和全面。利用物联网的泛在网关把遍布营区的各终端电子计量表计信息上传至系统平台,系统平台通过数据通讯、数据存储、数据处理、远程监控、定时或实时完成计量表计的抄、核、控等功能,从而节省工作量;按部队组织机构或用能分项来进行能耗监测,如按部队建制机构逐级管理或按标准区分办公、公共保障区、官兵住宿区、家属区及内部服务营业网点等不同类别进行多级用能标准控制,就可有效提高人员的节约资源的意识。如果对各类建筑适时能耗、历史信息、分项信息等数据进行对比分析,就能分析出能耗差异和定位用能管理漏洞,也便于设备及时维护。
3.1 营区安全保密
部队是随时执行任务的武装集团,内部的安防工作十分重要。传统安防系统是可将视频信号实时传输到各节点控制机房,这样摄像设备只能监控面,不能精确监控到一个点,存在很多监控死角。而利用物联网技术可利用电子墙、红外传感器和实时录像相结合,监控系统与防盗报替系统联动,通过设置营区周界自动报警,就能节约平时部队大量的巡检工作量和减少人力设岗数量,用在边防艰苦地区部队更能够有效减轻人员工作任务。
参考文献
【关键词】 物联网 关键技术 通信网络 影响
物联网技术是一种基于业界公认的Zombie通信协议框架下,搭载信息传感设备,依据通信网络客户的信息需求,借助数据处理技术,通过在实体物品上嵌入电子标签(RFID)、传感器等信号识别接口,实现实体物体与虚拟通信网络、实体物体与实体物体的相互连接与信息交互、通讯的一种网络技术。就此而言,物联网技术实质上是通信网络连接通讯终端、促进主体信息交互、对话的末端网络,物联网技术是介于通信网络环境下被应用并发挥实用的网络技术。现如今随着通信网络应用的广泛渗透,得到快速发展的同时,对通信网络信息处理、传输效率、系统优化等多方面产生一定影响。
一、物联网关键技术发展现状及未来趋势
1、无线传感器网络技术。无线传感器网络是集传感器技术、分布式信息处理技术和无线通讯技术等多技术于一体的、旨在实现对信息的智能化识别和管理的网络技术。无线传感网络因布网具有低成本、低使耗、高灵活性的特点,受到社会各界的高度青睐。未来,无线传感器网络将会朝着更加微型化、智能化方向发展。
2、语义网络和云计算技术。语义网络通过将所有信息、资源转化成机器可理解的描述,促进人与机器顺畅协作。而云计算是专门进行计算过程的技术。目前电子商务是语义网络和云计算技术应用较为广泛的领域。未来语义网路和云计算技术将会在任何需要人机协作的领域应用,语义网络对于信息转化除了描述性语言,随着数字媒体的发展,将会朝着更易于机器接收、理解的形式发展。
3、语义P2P技术。语义P2P是物联网中能够发挥促进机器和agent形成共性理解的本体与P2P融合而成的新兴物联网关键技术。未来像这种技术融合将会是物联网技术的发展主导。语义P2P将人机交互转化成人人交互,且将分散的信息点转化为易于理解的知识和关系,大大减少管理负担,并提高人们查找信息的速度。 。
二、物联网关键技术对通信网络的影响
1、提高通信网络整体运行效率。物联网关键技术能够在全球范围内、无载体限制、无环境要求、无主体差别的自动识别信息,并能够最大限度的实现对信息进行及时的处理和传输,如利用语义P2P技术,不仅能够简化信息交互语言,加速信息后台检索速度,因此,能够为通信网络提供更为广泛、时效性更强、处理结果更为稳定的数据来源,扩宽通信网络数据的采集范围;同时,借助于物联网关键技术处理多样化的信息方法、高灵活性的处理方式,加速通信网络系统信息处理和传输速度,使得通信网络系统的信息处理效率得到极大提升,继而提高通信网络系统的整体运营效率。另外,对于诸如物流行业这类对数据信息处理时效、速度、稳定要求高的行业来讲,物联网提升通信网络系统的整体运行效率,辩证看也是推动行业的快速发展。
2、增加通信网络节点整合运行压力。物联网关键技术基于通信网络环境下,如无线局域网、宽带,才能发挥出加快信息采集和处理的功能,提高通信网络数据信息应用与处理能力。物联网关键技术需要增加一些即使出现故障也不会对通信网络的正常运行造成影响的通信节点,这些节点需要通信网络来进行运营管理。因此,从物联网关键技术与通信网络的依附关系角度来看,物联网关键技术需要完全依附在良好的通信网络环境中,高效的通信网络需要物联网关键技术增加部分通信节点来实现。这种矛盾的依附关系反应出物联网关键技术会对通信网络节点的整合运营管理增加压力。
3、扩大通信网络应用范围。物联网关键技术对于提升通信网络运营效率,拓宽通信网络数据信息处理渠道,这从应用层面讲,即是在提高通信网络实际业务的应用适用性和实用性,不断扩大通信网络应用范围。并且未来物联网关键技术将会应用于任何载体介质,无论是任何行业,在互联网+行业转型战略的不断深入推进中,都将会应用物联网关键技术,借助通信网络,促进行业市场发展。
三、强化物联网关键技术积极影响建议
为不断强化物联网关键技术对通信网络的积极影响,促进通信网络发展,本文建议:一是要不断优化通信网络的硬件和软件系统,改善通信网络为物联网关键技术应用的环境支撑;二是创新通信网络应用平台和物联网关键技术应用源,不断提高二者的辩证融合性,发展物联网关键技术的同时,实现通信网络的可持续发展。
结语:物联网关键技术作为通信网络延展产物,既能提升通信网络的运营效率,拓宽通信网络应用单位,但与此同时也能增加通信网络的运营压力。因此,需要用辩证的眼光看待物联网关键技术对通信网络的影响。不能盲目追求提高通信网络运营效率而过度应用物联网关键技术,从而增加通信网络的运营压力。
参 考 文 献
[关键词]物联网;关键技术;发展趋势
中图分类号:TP391.44 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)15-0091-01
互联网的发展趋势就是物联网,完整的物联网集云、管、端一体,即以云设备为核心,以移动网或固网为基础,以芯片为抓手,是一种融合多项信息的新型技术体系。
1 物联网的体系结构
物联网必须具备标识能力,感知能力、自主接入、信息相关等诸多功能,因此物联网的体系结构由以下几部分组成:感知、接入、互联网、服务管理、应用[1]。
图1 网络体系结构
2 物联网的关键技术
1) 射频识别(RFID)技术基本上由标签、阅读器、天线组成。不需人工操作,不仅具备数据存储量大,体积小巧轻便,还可防水、防磁,可以在恶劣的环境下工作。很有希望代替条形码,和互联网结合实现信息的共享,因而成为物联网的关键技术之一[2]。
2) 传感与检测技术。传感器是网络及智能化硬件的基础,传感器节点功能多样化、抗干扰能力,能量等技术是网络质量及寿命的保证;传感器拓扑结构、自身检测及控制能力,是网络稳定高效的前提;传感器体积及安全是网络安全的保障。传感与检测技术是实现物联网感知功能的基础[3]。
3) 智能技术。智能技术推动互联网向物联网发展,实现人与物体,物体与物体之间的交流。智能技术尤其是人工智能理论的研究及智能控制技术与系统是物联网实现的关键技术之一。
3 物联网的结点分类
根据节点的能量、移动性、存储能力、联网能力等性能,将结点分为无源结点、无缘结点、互联网结点。他们是物联网感知的基础,是智能化设备的依托,可满足物联网交互应用的需求[4]。
4 物联网的发展趋势
物联网的发展依托于技术的发展,技术的发展趋势决定了物联网的发展方向。
1) 网络处理芯片,以多核CPU与可编程网络引擎相结合的体系结构为导向;以连到物联网的功能为目标;以大容量存储为支撑,为物联网的实现提供基础。
2) 传感器:物联网的发展,传感器显得愈发的重要。传感器发展的趋势主要倾向于低功耗、多节口和小尺寸,传感器类别的不同,要实现万物联网,就需要有传感器枢纽处理不同类型的传感器数据,这就要求传感器具有较强的数据处理、数据融合的功能、具有模数转换功能、体积小。
3) 智能化硬件。物联网要实现万物联网,设备就需要具备智能化才能实现物联网服务的加载,硬件智能化发展成为一大趋势[5]。
4) 云服务,以信息为中心,依托于网络,提供易扩展的服务。云服务为核心的云平台为网络数据信息的存储处理提供了保证,可以为用户提供数据量大,更为安全的服务。物联网需要处理大量共享的信息,云设备是核心,因而,云服务的发展趋势显得尤为重要。
5) 网络安全的保证,实行身份认证。大众对于安全的要求越来越高,物联网容易受到外界的攻击,安全存在隐患,只有推出有安全保障的措施,物联网才能被认可和接受。目前比较流行的认证是指纹识别,在网络内可采用按压式指纹识别,其他的身份认证可作为补充。
5 结论
物联网的实现目前还有一些技术困难,但是相信随着科技的进步,互联网的进一步发展,物联网定会走进千家万户,给大众提供更为便利的服务,深入人类生产生活活动各个领域,会拓宽了信息传递的范围,给经济以巨大的推动。
参考文献
[1]刘强,崔丽,陈海明.物联网关键技术与应用[J]计算机科学,2010,37(6).
[2]康超,梁娜娜.物联网技术发展与应用策略研究[J].计算机与信息化,2014,10.
[3]宁焕生,徐群玉.全球物联网发展及中国物联网建设若干思考[J].电子学报,2010.11(38).
[4]沈苏彬,范曲立,宗平等.物联网体系结构与相关技术研究[J].南京邮电大学学报,2009.6(29).
[5]刘强,崔莉.物联网关键技术与应用[J].计算机科学,2010.6(37).
Abstract: In recent years, under the promotion of government at all levels, the development of the Internet of things in China has entered into a new era. Internet of things has become not only the industry focus concerning various businesses but also the social hot spot. However, it deserves our attention that some problems do appear in the development of Internet of things, such as emphasis on the concept but ignorance of the practical use of Internet of things. This article tries to evaluate the current situation of regional Internet of things industry with fuzzy mathematical method in order to provide reference for the orientation of regional Internet of things industry.
关键词: 物联网产业;综合评价;产业定位
Key words: Internet of things;comprehensive evaluation;industry orientation
中图分类号:F49 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)29-0175-02
0 引言
物联网产业被称为继计算机和互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮,代表着当前和今后相当一段时间内信息网络的发展方向。物联网产业的发展将帮助我们事先社会生产生活中信息感知能力、信息互通能力和智能决策能力的全面提升,具有广阔的行业应用需求。近年来,在各级政府的大力推进下,我国物联网的发展进入了新纪元,物联网不仅成为牵动多个行业的产业焦点,更成为民众普遍接触和关注的社会热点。然而,我们也必须看到,物联网产业在蓬勃发展的同时也逐渐暴露出了一些问题,如社会各方更多地将注意力集中于物联网概念而轻视其实际应用。
因此,对物联网产业进行科学的评价,从而确定产业发展定位,对于一个国家或地区而言有着重要的意义。
1 评价对象的确定
要做好区域物联网产业发展水平评价,首先必须确定评价的核心内容。对于物联网产业而言,其核心内容就在于物联网产业的关键技术。本文在参考前人研究文献和专利数据的基础上,确定了18项物联网关键技术,如表1所示。
除了评价的内容,选择合适的对象(地区)也是区域物联网产业发展水平评价的重要步骤。自从物联网产业被列入国家新兴产业目录后,我国各地相继颁布了物联网产业发展规划。珠三角地区普遍处于物联网产业规划与本地区产业转型升级的双重背景之下。因此,本文以处于珠三角地区的S市为例进行评价,以期能够在促进物联网产业发展的同时,为区域产业转型升级提供经验借鉴。
2 物联网产业综合评价
由于物联网产业在国内仍然处于起步阶段,仍然缺乏专门的物联网统计数据。为此,本文采用模糊综合评价法,即模糊综合决策与层次分析法相结合的方法来评价物联网产业发展现状。
2.1 建立评价指标体系 本文在遵循科学性、具体性等原则的基础上,确定了产业发展水平、产业竞争能力、产业发展潜力和产业环境作为评价指标,并建立指标体系如图1所示。
2.2 确定权重 利用层次分析法确定各指标的权重,具体包括以下步骤:
①建立评价指标体系。②根据评价指标体系,设定备选方案个数,建立递阶层次结构。③构造两两判断矩阵。对同一上层指标下的各下层指标之间的重要性进行两两比较,得出两两比较矩阵。
2.3 综合评价 在上述权重确定的情况下,利用模糊综合决策法对研究对象进行评价。评价结果如表2所示。
从分析结果中可以看出,S市在物联网产业关键技术发展极其不平衡。其中射频识别技术、色度传感、三维定位三项技术较高,而低功耗无线网络、角度传感器、碳粉浓度传感等技术发展水平较低。因此,在规划S市物联网产业时,应从这些关键技术中寻找思路。
物联网行业的应用需求和领域非常广泛,潜在市场规模巨大。物联网产业发展的同时,还将带动传感器、微电子、射频识别系统等一系列产业的同步发展。因此,S市在发展物联网产业时,应结合物联网关键技术发展水平,着重培育物联网产业链,重点发展应用于绿色农业、工业监控、公共安全、城市管理、远程医疗、智能交通和环境监测等具有较大需求的领域。
3 结论
本文在总结和借鉴前人研究成果的基础上,从物联网产业发展的现状着手,以模糊数学为基础,建立了基于模糊综合评价方法的物联网产业评价模型,设计了物联网产业评价指标体系,并以S市为例,验证模型的可行性,并提出了一些建议。
参考文献:
[1]樊梨.我国物联网产业价值链发展现状分析[J].现代经济信息,2010(17):26-27.
[2]黄卫东,岳中刚.物联网核心技术演进及其产业政策研究[J].中国人民大学学报,2011(4):47-53.
[3]罗瑞华,尹磊.我国物联网产业发展路径研究[J].新西部,2010(18):60-61.
[4]唐亮.我国物联网产业发展现状和产业链分析[D].北京:北京邮电大学,2010.
【关键词】物联网;智能安防;通信网关
1引言
早期的物联网是以无线传感技术为基础的物流网络,随着技术与应用的不断发展 ,物联网的内涵有了了较大变化。 根据 2005 年,国际电信联盟(ITU)在《The Internetof things》报告中对物联网概念进行扩展,在任何时间,任何地点、任何物体之间的互联,无所不在的网络和无所不在计算的发展愿景,智能终端、传感器技术等技术将被更加广泛地应用。 物联网中的“物”均具有标识、物理属性以及实质上的个性,使用智能接口,完成与信息网络的无缝整合。 物联网的关键环节为‘感知 - 传输 - 处理”。物联网技术和智能安防系统的完美组合, 可以实现全面的的安全管理和安全保护, 使得安全管理机构可以全方位的监控所有的安全测控点, 实现智能安防系统能力的大幅提升。
2 智能安防系统物联网体系结构设计
物联/ 泛传感器网络系指在物理世界的实体内,部署具有一定感知能力、 执行能力或计算能力的各类信息传感设备,使用网络设施完成信息传输 、协同以及处理 ,从而实现大范围的人与物、 物与物之间的信息交换需求的互联。 物联网由各种末端网、通信网络和应用层 3 个层次组成,传感器网络是物联网末端采用的关键技术之一。智能安防系统的物联网体系包括三个层次。 第一层为传感网络。 包括智能家电、监控终端、门禁终端、RF 读写器等, 这些设备一般带有 RF 读写器或红外、ZIGBEE、蓝牙、GPRS等配备数据通信模块的传感器, 能够提供底层的监控数据采集;第二层为传输网络,包括宽带网络与安防物联网平台的传送功能、 电信网关的物联网传送功能两部分,可以实现数据的传输与计算;第三层为应用网络,主要包括物联网平台应用功能、网关的物联网应用功能以及由物业安全监控平台等组成的第三方应用功能。第三方应用主要用于实现跟踪具体的安全管理异常。
3智能安防系统物联网技术平台
实现安防物联网服务涉及有许多的关键技术:传感器技术、传感网络相关的通信技术、传感器网络技术、通信网络技术、体系架构、物联网平台技术,能量源获取和低功耗、安全和隐私、行业标准化和他们之间的结合技术。传感器负责采集物联网信息, 是感知现实世界的基础,也是物联网服务与应用的基础。 各种传感器,由于温度、压力、湿度、速度、高度、位置、视频、图像等不同,它们提供的信息接口差异巨大, 这是物联网终端规模化面临的最大挑战。传感器网络有丰富的通信传输接口类型, 基于对传感器网络的特性形成了一套完整的但缺乏大规模应用的物理层、链路层、网络层规范。 传感网络相关的通信技术主要有蓝牙、Wi- Fi、RFID 、IrDA、Zigbee 等。 传感网络未来会向下一代IPv6 网络演进。 同时传感器终端也趋于更智能化,传感网的智能性主要体现在lP 化、体积小、功耗低、信息双向传递、不用人工维护等方面。物联网的安全和隐私问题要求较高,主要涉及个人隐私、商业的信任与安全。物联网应该建立一个确保简单、安全的用户控制的方法。 在安防物联网中,必须确保人和物的隐私免于未被授权的识别与跟踪。 能量的获取和低功耗问题也是面临的严峻考验之一,涉及能量的获取、存储以及利用。标准化是实现产业化的重要的部分之一, 是影响物联网普及的重要因素。目前WSN、RFID 等技术领域还没有形成一套完整的国际标准,不同厂家的设备难以实现互操作。 标准化将合理使用现行标准,必要时可以创建新的统一标准。
4智能安防系统物联网应用实现
智能安防物联网系统的目的是打造一个物联网平台,在这个安全监控自动化的平台上可以实现门禁系统、防盗报警系统、智能设备的安全运行,形成一个以有线接入(Cable)、宽带接入(光纤和以太网)、电话接入(固话和移动)等不同方式接入的安防服务体系。智能安防系统的功能,主要是采集监控数据,在处理数据后产生报警信号并通知用户并及时处理紧急事件,同时用户能够对安防事件实现远程监控。 本文设计的的智能安防物联网,基于无线传感器网络,主要由传感器节点、网关和路由器节点和一些安防执行机构组成。 执行机构由最底层受传感器节点控制, 主要负责执行解决各类安防问题,例如在煤气泄漏时,作为执行机构的排气扇会自动受传感器节点的控制继而开启。 传感器节点负责采集、传送各类安防传感器数据,同时控制执行机构动作。路由器节点不仅能够作为传感器节点而且还能管理网络, 为其子节点分配网络地址同时帮助其它的节点路由数据以送至目的节点,大幅地扩大了网络范围。 网关作为整个区域网络的监控中心, 能够实时观察整个网络的运行情况与报警信号, 并通过 Intemet 与 GSM 网络与远程客户端实现交互,以通知用户报警事件的发生,用户同样能够通过Intemet 和 GSM 网络监控整个网络的运行情况并能够远程控制执行机构, 全部的监控数据以及报警事件均存入网关的数据库服务器中。
4.1 智能物联网通信网关的实现
物联通信网关功能主要包括:应用系统平台数据接口模块、 多模网络接入处理模块、 传感器数据推送模块、IP网络层接口和串口、传感网接口模块、USB 等设备接口.以下对这类主要模块的功能进行具体描述。应用平台接口模块:处理物联网应用平台和网关的接口,主要为传感数据的发送与接收,对内网处理模块的指令接收和返回值发送等.是物联网和物联网应用平台的数据通道。传感数据分发模块:物联网数据的中转发送中心。 平台接口模块和内网处理模块能够到传感数据分发模块中注册数据.建立数据分发模块的数据处理路由表。 根据该表,传感数据分发模块决定从传感网中获取数据的去向。同时,该模块还负责把来自内部处理模块的数据和指令发送到传感网络。内网处理模块:用于处理网关的应用功能。 该模块可以接收来自传感网的数据. 并根据数据做出相应反馈,实现室内物联网的闭环控制功能。传感网接口模块:同各种协议的智能设备通信 ,接收这些设备产生的数据, 实现传感网设备与网关之间的数据交互。 该模块拥有统一的通信协议格式。 其与各种 RF读写设备、 智能设备之间的协议适配通过设备适配接口模块完成。上述网关物联网功能实现了物联网运营平台与软件将内部的物联网对接.同时也实现了物联网内部的自我管理功能.并给用户提供了进行应用扩展的能力 ,将网关改造为区域物联网中心控制设备, 对物联网的区域应用实现了有效的支撑。
4.2 视频监控服务子系统
远程音频、视频实时互动,主要功能是在监视端的音频、视频终端完成数据的压缩编码,并通过特定的协议实现网络数据的加密与封装,通过互联网实现网络传输,客户端完成对数据的解码以及数据同步处理。 在此过程中要求侦查网络的状态, 同时根据网络的状态选择数据压缩模式,以适应的网络线路的不稳定状态。
5 结论
本文从安防管理方面来考虑并设计了以物联网技术为基础的智能安防系统。 该系统能够在监控区域大范围地分布节点,可以探测区域火灾、内煤气、人体红外、物体定位以及监控录像等,以防止各种火灾、爆炸、中毒以及盗窃事件的发生。 用户能够随时监控网络的工作情况。 随着社会的发展, 物联网技术以及智能安防系统的结合必将更加的紧密和智能。
参考文献:
[1]彭巍等.物联网业务体系架构演进研究[J].移动通信,2010.