时间:2023-10-30 10:29:59
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关键词:物联网;RFID;WSN;物流
中图分类号:F25
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2013)14-0060-02
1 物联网概述
2009年8月,随着总理提出“感知中国”以来,物联网已成为我国信息产业发展中的下一个战略高点。我国已将“物联网”明确列入《国家中长期科学技术发展规划(2006一2020)年》和2050年国家产业路线图。物联网由此逐渐进入公众的视野。
物联网(Internet of Things)最早是由MIT Auto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID时提出来的。它是全球公认的继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业又一次新的信息化浪潮,是信息化技术的进一步升级和发展,开发应用前景巨大。
2 物联网关键技术
(1)RFID技术是一项非接触式自动识别技术,利用射频方式进行非接触双向通信,以达到自动识别目标对象并获取相关数据,具有精度高、适应环境能力强、抗干扰能力强、操作快捷等许多优点。
(2)传感网络是由使用传感器的器件组成的在空间上呈分布式的无线自治网络,一般是由在空间分布的、独立的网络节点组成。节点包含有传感器来监控节点的物理或环境条件,如温度、湿度、声音、震动、压力、运动等。每个节点通常带有无线电收发器或其他无线设备通信设备以通过网络把传感数据传输给数据库和其他用户。这样,传感器网络可以用于数据收集(Data Collection)、目标跟踪(Object tracking)以及报警监控(Alarm monitoring)等。
(3)M2M是物联网现阶段最主要的表现形式,是机器到机器的无线数据传输,有时也包括人对机器和机器对人的数据传输。目前,主要有CDMA、GPRS、IEEE802.11a/b/g WLAN等技术支持M2M网络中的终端之间的传输。M2M不是简单的数据在机器和机器之间的传输,更重要的是,它是机器和机器之间的一种智能化、交互式的通信。也就是说,即使人们没有实时发出信号,机器也会根据既定程序主动进行通信,并根据所得到的数据智能化地做出选择,对相关设备发出正确的指令。图1为物联网系统架构。
3 物联网在物流中的应用
物流业作为服务业,是为企业提供物流服务的。同时,物流业作为一个产业,是要在市场经济环境中生存和发展的。即提供合适的物流服务和降低成本二者缺一不可。物流作为一个系统,只有提高物流系统的效率才能有效降低成本,而效率的提高在于物流七大功能要素的有效整合。现有的物流信息技术在物流效率的提高上发挥重要作用,但有待进一步提高。比如传统的条码技术在物流中得到了广泛应用,但条码在扫描的效率和可重复使用等方面无法与RFID技术相比,可以预测,RFID技术的使用将大大提高物流运作的效率。
物流七大功能要素包括运输、储存、包装、装卸搬运、流通加工、配送与信息处理。物联网在在物流中的应用也即在七大功能要素中的应用。分析物流七大功能要素结合物联网技术可以看出,物联网技术在运输、储存及配送等方面的应用最有潜力。
3.1 物联网在运输中的应用
从传统的黑箱到现在的透明化,物流信息技术在物流运输中发挥了重要作用。结合GPS、GIS和计算机网络与通信技术,就可以对远在千里之外的车辆进行监控,直观地显示车辆的运行路线,对车辆运行路线进行规划,追溯其运行轨迹,这无疑提高了对运输车辆的管控能力,从而大大提高了物流运输效率。除此之外,传统GPS终端通过与GSM/GPRS及GIS结合还可实现远程遥控断油/断电、越界超速/报警及紧急报警等功能。运用一组具备通信能力的智能传感器构成无线网络,协作感知、采集和处理网络所覆盖的地理区域中感知对象的信息,通过GSM网络或卫星通信网络将信息传给远方的IT系统,从而实现对感知对象的全程监控。
随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,人们对食品安全越来越关注,在食品安全的链条上,物流运输成为非常重要的一环。如何保证在运输过程中的食品安全及对在途食品进行有效监控已成为客户和物流经营管理者共同关心的问题。物联网技术的发展对该问题的解决提供了有力的工具。结合GPS、GIS、移动通信技术及传感网络技术,对易腐烂农产品或者水产品进行全程跟踪定位及温度、湿度等监控,确保客户对运输中产品状态的知情权及物流经营管理者对运输车辆的监控和调度。实现全程无间断的对温度、湿度及监控。远程实时监控的基础是无所不在的移动通信网络,关键是各种信息技术集成,特别是移动通信网和传感网的融合。实现无所不在、随时随地的物物相连,目前公认的最现实的是各种网络或技术与移动通信网的集成与融合。图2为运输车辆信息监控系统结构。
以上运输车辆信息监控系统大体可以分为三部分,第一部分为感知部分,负责实时GPS定位数据与传感数据的采集;第二部分包括Web服务器和数据库服务器,完成GPS定位数据与传感数据的存储与处理及GIS与GPS数据的匹配;第三部分为终端部分,便于客户利用浏览器对实时数据进行查询和物流经营管理者对整个物流过程的监控。
3.2 物联网在储存中的应用
传统储存中大量应用的商品标记及在盘点时运用的无线手持终端对商品的识别大量应用条码技术。条码技术从产生到迅速广泛应用得到了大型企业支持,像沃尔玛等大型零售企业率先使用条码技术对条码技术应用普及起到了非常重要的推动作用。条码技术在物流中的大量使用大大提高了物流系统的效率,同时,随着条码技术的应用,人们对物流系统的效率要求越来越高,条码在应用上的不足也逐渐显现出来:诸如接触式扫描;一次只能扫描一个条码;扫描效率低;不耐脏;不可重复使用等。沃尔玛明确要求2005年以前,它的前一百位供应商必须使用无线射频技术(RFID)对商品进行标识,又一次担当起了新技术应用的引领者的角色。可以想象,射频技术必将像条码技术一样在未来得到广泛应用。
目前,条码技术仍然在物流中大量使用得益于其低廉的价格和简单易操作,其在物流中的地位暂时仍然无法取代,但随着RFID技术的进一步发展及在社会经济生活中的大规模应用,电子标签及相关设备的价格必将逐渐降低。同时,物联网技术的进一步发展,射频技术极有可能取代条码技术,成为未来商品标识的中流砥柱,从而融入到物联网发展的浪潮中。
电子标签比较高的价格限制了其在物流中的大量应用。目前,较好的方法是射频技术与条码技术的结合使用,充分利用二者的优势,使得既可以提高物流效率,又可以在一定程度上控制成本。以下情况可考虑使用RFID技术:(1)用于价值比较高的有防伪要求的物品上,比如高档白酒的标识和防伪就是利用电子标签中储存着高档白酒的相关信息,同时利用电子标签和阅读器之间的信息传输原理实现防伪功能。(2)用于对食品等易腐变质商品或农作物、水产品等进行追溯。(3)电子标签可使用于集装性物流器具上,加快物品的仓储管理效率。
电子标签主要应用在托盘等集装器具上,托盘上码放同一品种同一数量的物品,托盘上物品用条码标记,托盘用电子标签标记。当整盘物品出入库时,阅读器对多个托盘进行识读,就可以加快商品进出库的速度。当不够一托盘时,使用条码扫描仪逐个扫描待出入库物品,完成物品出入库。这样既利用了射频对整个托盘出入库的高效识别,同时也满足了零星物品出入库要求,从而提高出入库效率。同时利用射频技术,也可大大提高对在库商品的盘点速度,从而提高物品在库管理效率。
库存成本是物流成本的重要组成部分,因此降低库存水平成为现代物流管理的一项核心内容。将RFID技术应用于库存管理中,企业能够实时掌握商品的库存信息,从中了解每种商品的需求情况及库存情况,结合自动补货系统以及供应商管理库存(VMI)解决方案,提高库存管理能力,降低库存水平。因此,RFID技术的使用不但可以提高出入库效率,而且能够降低库存成本。
3.3 物联网技术在配送中的应用
物联网的最终目的是把世界万物连接起来,实现物物之间的通信。随着人们收入水平的提高,有车一族逐渐增多,城市拥堵现象越来越严重,交通情况瞬息万变。在城市配送中,如何保证物品及时正确陪送给客户是现代城市配送所要解决的问题。运用先进的物联网技术及实时通讯系统使配送车辆之间实现实时通信,从而适应城市快速、准时配送的要求。可以考虑在配送车辆中设置主车辆和附属车辆,主车辆和附属车辆之间可以实时通信,主车辆接受指挥中心或配送管理中心的指令,根据交通实时情况选择合适的道路。然后,主车辆指挥其他附属车辆进行道路优化选择,提高配送的准时性。当主配送车辆无法与配送管理中心取得联系时,主配送车辆可以根据实时路况进行优化选择,指挥其他附属车辆以最优路径实现货物配送,这就保证了在任何情况下都能准时完成物流配送。这种情况要求主配送车辆配置强大的信息处理与车辆之间通信能力,物联网及其他信息技术的发展为城市快速配送奠定了良好的基础,这必将对未来城市配送产生重要影响,大大提高城市配送效率,解决现代城市交通拥堵下物流配送的难题。
4 结语
物联网必将成为继互联网之后又一次世界范围的信息革命。我国应当抓住时机,大力发展物联网关键技术、促进物联网标准的协调统一、推动物联网产业的规模化发展,创造物联网发展的良好基础。物联网在物流中的应用前景光明,潜力无穷,但并不是一片坦途。物联网在其他领域的应用中所存在的问题不可避免地存在于物流应用中。针对物流的特点,物联网在物流中的应用主要包括以下问题:(1)完全识别问题,电子标签不能100%地被识别。物流过程中成千上万的商品可能由于识别问题而损失惨重。(2)成本问题,与条码几分钱的成本相比,电子标签的成本是条码的十倍左右。(3)标准化问题,现在世界上还没有物联网的通一标准,这必将制约物联网的发展。其他诸如传感器的功耗问题,安全问题等。物联网发展中存在问题不可避免,相信随着物联网技术的进一步发展及应用,上述问题最终会得到解决,从而促进物联网的大规模应用。
参考文献
[1]卢翔,胡金有.基于WebGIS物联网冷链物流信息系统研究[J].安徽农业科学,2011,(11).
[2]余宁.中国物联网的发展及前景分析[J].科技创新导报,2011,(21).
[3]高红梅.物联网在农产品供应链管理中的应用[J].商业时代,2010,(22).
关键词:物联网 体系结构 核心技术
中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2014)02-0225-01
1 引言
随着传感技术、计算机技术和通信技术的快速发展,物联网技术作为新的信息技术的代表,现已成为当前研究的热点内容之一。物联网作为一个新经济增长点的新兴产业,具有诱人的发展前景和良好的市场效益。
2 物联网的体系结构及关键技术
物联网技术的标准体系结构大致有三层:即最底层的感知层、负责数据传输的网络层以及面向客户需求为用户提供服务的应用层[1]。
(1)感知层主要是负责对物理信息的采集,实现自动识别和全面感知。接入网关和传感节点这两部分构成了感知层,其中,接入网关负责实现网络的联接及信息的汇聚和初步处理,它对于降低网络中的通信开销十分有效。此外,接入网关还有节点管理、协议转换和可扩展的功能。传感节点是物理世界和物联网相联接的边界节点,因此,传感节点需要具备通信和信息处理的能力。传感节点与其他物联网传感节点及其它相关应用交互的前提就是要与物联网网络层之间建立联接。
(2)网络层的主要功能是在应用层和感知层之间处理和传递和交换感知层所获取的数据信息,是为范围内的应用和服务提供传输网络具有路由寻址功能以及传送功能。物联网的核心技术就是感知数据的管理和处理技术,因此,网络层无障碍传输感知层数据的同时,数据传输的可靠性和安全性也是网络层信息处理能力的应该具备的必要条件。网络提供连接、控制互联互通的功能;应用支撑平台提供相关的支撑及开放的接口,将应用接入网络,实现资源的充分利用;业务网关,如第三方运营平台,以后将是未来物联网发展的重要部分,通过此类平台实现应用的安全接入。
(3)应用层的是将感知到的数据信息通过传输后进行的分析处理,最终实现智能化的控制、管理和服务。应用层主要是解决信息处理,并实现人机交互功能的问题[2]。
3 物联网的发展及所面临的问题
3.1 物联网的发展
物联网作为高新技术的代表,由于的巨大的发展潜力和诱人的市场价值,物联网从提出到发展一直都是学术界和企业界的热点,被各国政府作为推动经济发展的国民生活水平提高的重点,已发展到国家经济发展的战略高度。
作为发达国家的美国在2000年就将传感网设立为其五大国防建设领域之一,其各个高校也对物联网展开了大量的研究,并取得了较好的研究成果。尤其是美国IBM公司提出的“智慧地球”口号,更是得到了美国现任总统奥巴马的青睐,将其提升到了国家战略高度。欧盟委员会在2009年提出要让欧洲在物联网的发展上领先全球,并以政策文件的形式了物联网战略,启动了多个研发项目来提高网络智能化水平,从政策和资金上对物联网的公司合作提供支持。
物联网作为新世纪最具发展前景的高新技术产业,其在国内受到各界的高度重视,国家从政策上对物联网的研究及发展提供保障,国内的科研机构和高校在理论研究和实际应用方面都有了不错的研究成果。2013年,中国移动加快物联网专网平台建设,推出了“行车卫士”自主品牌终端和多款通信模块,完成首款物联网专用芯片研发。在四川成都,以物联网为基础的成都第一个“智慧城”正式落户北部新城。该项目是四川兴茂集团将与大唐电信、美国思科公司通力合作而打造的国际物联港,将物联网RFID技术全面运用到交易管理、仓库管理、资产管理、定制应用、生活服务等方面,联合金融服务、休闲商业、商务办公、智慧住宅等全能配套,形成集购物、展示、休闲、商务为一体的国际化服务模式及现代贸易体系,着力实现“中国首席物联应用”的成功典范。
3.2 发展所面临的问题
物联网发的势头迅猛,且取得了一定的成果,但要实现物物相连的“智慧城市”的目标,依然存在一些问题。
一是目前国内与物联网相关的应用需求所呈现出的层次较低、规模不大等特征,对产业链各个环节人力和资本的积极参与的热情难以激发。
二是由于物联网技术的应用较复杂,其核心技术的研发速度和水平一时无法满足实际应用需求;并且在应对复杂的需求环境时,现有的技术水平距离实际应用还有一段距离。
三是缺乏物联网发展相关规范和技术标准。没有标准就没有规模化,物联网是一个多设备、多网络和多应用所互相融合的一个大网络,在其发展过程中,相关规范和技术标准的指引不能缺失。
四是需要破除跨行业的壁垒。物联网实现行业信息化、部门信息化,而信息的共享和信息服务,就需要破除跨行业间的壁垒,建立新的共享与协同型的管理体系和生产流程。
除此以外,软硬体设计、开发工具、终端联网设备和大数据分析服务的垂直整合不易,再加上网络通讯、控制和管理技术相当复杂,因而导致整体物联网环境建置和系统整合之路遭遇重重阻碍。
4 结语
如今的智能手机改变了我们的生活方式,全球上百亿的移动联网终端为物联网的推广和发展提供了主要条件,虽然现阶段的物联网技术及其应用尚处于起步阶段,但未来的物联网将彻底改变我们的工作和生活方式。
参考文献
1 引言
随着互联网、数据库、扫描仪等物联网技术的发展和进步,已经在物流运输、生产管理、视频监控等领域得到了广泛的普及和使用,取得了显著的效果。日用消费品是人民群众日常采购、使用最多的物品,消费品的真假直接影响人民群众的切身利益,也会影响生产厂家的声誉。近年来,许多不法分子和厂家为了经济利益,通常会生产一些劣质产品冒充名牌厂家的产品,我国频频发生假冒伪劣商品事件,严重的侵害了消费者的正当权益,给品牌厂家销售带来不利影响,破坏了正常的市场秩序,给我国经济稳定发展、人民群众安居乐业带来了严重的困难。因此为了提高品牌厂家的竞争力度和产品防伪水平,许多生产厂家在产品生产、销售、物流配送过程中引入了先进的标识码验证技术,利用先进的扫描仪器,将产品标识码扫描到设备中,并且通过局域网、无线网等传输到产品数据库中,保存产品信息,并且能够在物流运输中与外包装进行匹配,以便能够保证消费品的真实性,保证消费者的权益。
2 日用消费品追踪监控系统功能分析
2.1 生产管理及产品赋码功能
生产管理及产品赋码可以为日用消费品赋码,并且将其关联到外部包装上,实现一一对应关系。在日用消费品生产过程中,可以根据不同的生产基地、车间管理生产线,设置产品工艺流程,编制生产任务,定义赋码规则,设计包装比例关系,并且可以对产品进行维护管理。生产任务设计完成之后,可以与企业资源管理系统(ERP)进行关联之后,可以将生产任务部署到生产线上,并且在系统中自动化管理生产任务。生产管理系统开发过程中,可以使用先进的工作流技术,该技术可以根据每一个厂家生产产品的流程,自定义工作流程,提高了产品生产的灵活性和自适应性,确保产品赋码工作顺利完成。
2.2 手持扫描出库功能
产品生产完成之后,每一个日用消费品都拥有唯一的标识码,此时可以实现商品的入库管理功能,分别是数据下载、数据采集、数据上传等管理功能,同时可以根据客户的订单进行产品包装管理,将产品的包装起来,并且在包装箱粘贴产品的唯一标识。客户下订单之后,手持扫描仪可以将产品标识码与客户关联,客户订单通过审核调度,将其发送到配送中心分配车辆,配送中心仓库管理员可以下载分货单,使用扫描枪完成产品标识码扫描后上传回系统。
手持扫描出库功能可以支持WiFi通信、3G通信和4G通信等物联网通信技术,能够实现在线模式或离线模式扫描出库功能。扫描枪可以根据不同用户权限扫描日用消费品,并且校验产品的名称和数量,避免日用消费品错扫、漏扫和多扫等情况。手持扫描出库还需要支持退货扫描功能、箱码重新组合扫描功能,并且能够打印相关的异常业务处理功能。目前,物联网通信已经采用了先进的TD-LTE、FDD-LTE等移动通信技术。
2.3 产品标识查询功能
日用消费品在物流运输、仓储配送过程中,产品标识码已经与客户订货单关联在一起,因此日用消费品管理人员可以通过销售系统追溯日用消费品的产品流向,并且能够支持日用消费品关联查询,并可以通过查询消费品的标识码可以追溯到产品的生产厂家、生产时间。产品标识查询功能可以采用的技术包括数据库连接、查询、比对等功能,具体的实现过程中可以使用SQL查询语句、存储过程等技术实现。
2.4 访问查询功能
访问查询功能是追踪监控系统最为关键功能,其可以为消费者提供一个产品真伪查询接口,消费者可以通过电话、短信、网站等渠道将产品标识码发送到产品标识查询子功能上,该功能可以直接在系统数据库中查询产品的生产时间、厂家等,并且能够反馈查询代码的次数,以便消费者可以根据自己的查询结果验证系统的真伪。系统查询主要采用接口技术,系统传递的参数就是产品标识码,比如用户通过网络查询过程中,消费者需要在IE浏览器中登录系统,电机访问查询功能,输入产品标识码,产品标识码可以通过网络传输到数据库中,自动和数据库保存的信息进行比较,验证产品真伪。
3 结束语
日用消费品追踪监控系统采用先进的扫描仪、无线通信、移动通信和标识码等物联网通信技术实时追踪、监控产品的物流运输情况,保证物流配送过程中的产品的真实性,进一步提高品牌厂商防伪能力,保证消费者的权益。
参考文献
[1]王恒俭.基于物联网技术的环境在线监控一体化平台应用与研究[J].环境与可持续发展,2014,39(05):57-59.
[2]黄有为,耿福山,马仁军.基于视频分析的物联网视频平台关键技术分析[J].消费电子,2014,31(04):172-172.
[3]邓永卓,张碧海怡,王连运,等.物联网技术在农产品安全生产管理及监测中的应用[J].河北农业科学,2011,15(07):106-106.
关键词:环境监测;物联网技术;应用
改革开放以来,我国的工业化进程持续加快,社会经济得到了跨越式发展,人们的生活水平也有了显著提高。随之而来的环境污染和生态破坏却制约了可持续发展的推进,人们认识到了环境保护工作的重要性,环境监测也随之得到重视。
1物联网与环境监测
在我国,物联网最初被称为传感网,发展于2009年,现已经逐渐发展成为我国新型战略性产业之一。物联网融合了红外感应、全球定位、激光扫描以及射频识别等技术,能够依照约定协议,实现物品与物品的相互连接,从而完成信息的传输和交换,以及识别、定位、跟踪、监控等功能。物联网包含了三个基本的组成部分,分别是信息的感知与控制、信息的传输以及信息的应用。信息的感知与控制主要是结合不同类型的传感器设备或者与传感器对应的控制器,实现与终端物品的直接接触;信息的传输主要是通过感知与控制,结合信息传播技术,将相应的数据信息传输到网络终端且保证信息安全;信息应用指针对经过了录入和传输,最终达到网络终端的信息进行应用,以完成对物品的直接控制[1]。据新闻报道,“2016环保物联网高峰论坛”在无锡举行。论坛以“物联网技术在环保领域的创新与应用”为议题,围绕环保物联网的政策走向分析、需求应用、大数据分析及标准制定等环节进行深度交流。在环境监测中,应用物联网技术,主要是结合相应的网络信息平台,对环境中存在的污染物进行实时动态监测。
2物联网技术在环境监测中的应用
将物联网技术应用在环境监测中,能够实现对于环境变化的动态监测,提供足够的数据信息支持,及时发现环境中污染物质的变化情况,对于环境污染的治理有着非常显著的作用。
2.1大气监测
目前在大气监测中,采用的多是固定污染源在线监测和环境空气自动监测系统的方式,配合常规的流动性监测,能够形成一套全面覆盖的监测体系。固定污染源在线监测主要是在污染源排放口设置相应的监测设备,实时监测污染物的排放情况,对排放废气中的污染物质进行实时监测。在城市中设置环境空气自动监测系统,按城市监控点位对环境空气监测子站进行布控完善,结合一些常规污染物的监测指标,完成相应的大气监测工作。通过传感器技术的合理引用,可以对大气中存在的氮氧化合物、PM2.5、PM10以及二氧化硫等物质的数据进行采集,并将采集到的数据经网络传输到监控中心,完成对于环境空气质量的自动监测和分析[2]。
2.2水质监测
水质检测需要结合相应的指标,如饮用水指标、绿化用水指标、排放指标等,以确保对水污染的有效监测。在需要监测的区域设置传感器设备,配合视频监测技术,可以构建起相对完善的感知层,结合通信网络,能够为数据的传输提供有效渠道,结合传感器位置信息以及采集到的各类数据信息,可以完成对于水质和污染源的全面监测,为水质的监管提供数据支撑。
2.3生态监测
通过对物联网技术的合理应用,对监测区域划分,确保生态监测的规范性和有序性。在分区监测中,根据实际需求,进行合理设定,布置相应的传感器,如噪声传感器、温度传感器、湿度传感器等。同时,通过数据之间的信息控制,实现单一种类数据和复合数据的有效采集与传输,强调数据传输的实时性与可靠性。
2.4海洋监测
在海洋监测中,可以借助相应的无线传感器,合理应用传感器节点的监测功能,实现对于营养盐、有机磷农药等的监测。搭配相应的无线发射装置,可以对采集到的数据信息进行实时传输。利用物联网,还可以构建相应的海洋环境智能监测系统,通过对传感器技术的合理应用,实现对于海洋环境的全面监测,保障海洋生态安全[3]。
3黄石环境监测站中的物联网现状
3.1环境空气自动站
自2005年起,黄石环境监测站按点位布局安装了环境空气自动站。截至目前,在沈家营、陈家湾、经济开发区、新下陆、铁山区、阳新县、大冶市共建立了七个环境空气子站,对二氧化硫、氮氧化物、PM2.5、PM10、温度、湿度、风向、风力大小等近十个项目进行日常监测。通过“国家空气质量联网监测管理平台”、“湖北省环境空气质量监测数据管理系统”为各级管理部门及时提供环境空气质量日报、周报、月报及各类信息简报等。
3.2大气灰霾站
在2012年建立了湖北省9个子站之一的黄石大气灰霾站,配有常规参数监测仪器、黑碳仪、浊度仪、大气重金属、挥发性有机物、激光雷达、粒径谱仪、能见度等灰霾监测专用仪器,可以监测大气中飘浮的重金属、气态污染物、颗粒物等多种污染物,达近百个项目,具有大气颗粒物(气溶胶)理化性质、光化学反应、边界层气象观测、灰霾成分分析等多项功能。
3.3污染源在线监测
我市五个城区、阳新县及大冶市共安装了147套污染源在线监测系统,涉及102家企业。其中水质污染源在线监测系统89套,大气污染源在线监测系统58套。对二氧化硫、氮氧化物、流速、烟温、含氧量、COD、氨氮、pH、废水流量等多个项目进行监测,通过“湖北污染源自动监控管理平台”及时掌握监测的各项污染源有效数据。
3.4积极的意义
通过环境空气自动监测系统、固定污染源在线监测等有效措施,实现监测数据采集、管理、存储、处理、审核、统计、分析、和异常预警等功能,为各级环境管理部门提供足够的数据支持。监测数据平台子系统互联互通正在积极的实施开展进行中,今后数据资源集中融合、开放共享,资源要素会高效流动。结语物联网技术的存在,实现了人与人、人与物以及物体之间的信息交流,在许多行业和领域中都有着广泛的应用。在环境监测工作中,引入物联网技术,可以推动环境监测模式的创新,对传统环境监测中存在的问题进行弥补,提升环境监测的实际效果。重视物联网技术的研究,不断提升物联网技术的功能,可以推动环保行业的智能化发展。
参考文献
[1]张泽伟.关于环境监测中物联网技术的应用探讨[J].科技创新与应用,2015(22):169.
[2]阳奇.论环境监测中物联网技术的应用[J].资源节约与环保,2013(9):94.
我国电力的发展异常迅速,为了满足人们对于电力正常、有效输送的需求,电力行业制定了一套智能家庭计划的试行活动,通过国家电网开始在相应的城区范围内开始实行,一些居住着只需要通过一些比较小的终端机来实现家庭用电的节省,这样就能够对电费的支出,真正有效的实现节约的目的。而且国家电网公司在试点的家庭当中安装一个具有双向互动的终端机,同时在这个前提和基础上铺设了具有传输信息的光缆和电缆,这样就能够真正保证这类家庭能够真实有效的感受到节约用电的良好性效果。
2应用数模通智能型产品
如今物联网技术的发展促使很多地区都开始真正的实现智能化应用的转换。在这种情况背景之下,有很多具有一定规模的发展小区都会相应的组织一些有着不同档次的楼盘来进行组团,这样就能够充分有效的满足各种不同的类型以及层次内的消费群众,并以此来满足这些消费群众们的需要,而在这些各种不同类型的楼盘当中,通常对于智能化的需求方面有着明显的差距,因此其不但需要构建相应的模拟系统,同时也需要一定的数字系统来加以配合。不过在市场当中那些真正能够兼容模拟系统以及数字系统的混合组网解决方案缺乏得比较严重。因此这种发展情况当中,都可以使用相应的模数混合组网络的大规模的智能化社区来制定相应的解决方案来进行,以此来生产出现代化小区所能够事业的数模通智能型产品。这套方案的具体实施和操作就需要根据TCP/IP的协议来进行,从而能够真正的保证上面所显示的数据及图像等信息变得更加的生动、有效和逼真,因此就具有更加完善的功能。如今的数模通智能型产品已经真正的具有了非常强大的适应环境的能力,因此就可以在一些比较极端和特殊的的环境当中正常的运行,给小区内的住户们带来了极大的便利。
3智能通家居产品U-home类型的应用
在当今物联网技术的发展背景之下,U-home这种智能型的家居产品能够有效的帮助客户们获得更多、更加具体的网络操作智能化运行的有效解决的方案,从而将家庭内部的的网络随意的连接在本地社区内的网络当中,并在这个基础上再和外界方面的的大网进行网络连接连接。因此,通过这种智能型的家居的产品就能够真正有效的促使楼宇之间保持通话和对讲、视频的监控等功能。而且居民方面也可以对家庭内部的还有各种不同类型的家居或者电器来进行远程的智能化操作和控制,并以此来真正的实现家庭能源消耗方面的的管理工作。另外,也可以对居民们家庭当中的各种现代化的电器以及相关设备来真正的组合成家庭方面的信息管理工作的中心,促使居民们真正的体会到互联网技术所带来的融合形势,从而保证智能型家居系统能够极大的带来更加快捷和方便的体验。
4智慧屋产品的应用
这就需要借助当代具有一定规模的小区当中所使用的智慧屋类型的产品,居民们能够有效的通过智能手机以及计算机、互联网技术等多种方式的运用,来进行远程的控制和操作管理的工作。而且居民在家庭生活当中也能够更加方便和快捷使用各种智能型的遥控设备或者是相应的移动设备的终端等来迅速的控制和管理好各种类型的家庭内部的电器设备,而且还能够迅速的在外出、就餐、会客等多种模式的切换操作,形成一系列的独具个性的场景模式[3]。因此智慧屋产品使用的主要优势还是在于其所具有的安全性,以及无线通信和安装起来非常的便捷。而且,安装智慧屋这种智能型的产品也并不会损耗更多的时间和精力,这样就能保证居民们能够真实的体验到物联网基础上智能化的的生活体验。
5结语
关键词:物联网技术;智能建筑;成本控制;工程造价
1引言
随着国家对智慧城市的重视,智能建筑也进入了高速发展时期,智能建筑在物联网技术下对增强安防措施、改善居住体验、节约能耗等方面进行改善。物联网是通过多种信息传感器实时采集各类信息,在终端设备、边缘域或云中心通过机器学习对数据进行分析。智能建筑可以利用物联网技术对建筑内暖通空调、供水、发电、照明系统、网络等通过人工智能处理器对于建筑的整体分析和优化,可以大大节省运营成本,提高投资回报率。智能建筑的核心是5A系统:建筑设备自动化系统(BA)、通讯自动化系统(CA)、办公室自动化系统(OA)、火灾报警与消防连动自动化系统(FA)、安全防范自动化系统(SA),通过5A系统使建筑具有安全、便捷、高效、节能的特点。根据数据统计,2019年我国物联网连接量在45.7亿,到2025年将增至199亿,市场空间非常广阔,对于智能建筑在物联网技术下成本控制和造价分析,将成为行业关注的热点。
2物联网技术对智能建筑的成本控制
利用物联网技术对智能建筑进行工程预算是一种新型的技术手段,物联网技术通过智能系统提高成本控制的准确性,对于智能建筑项目进行成本预算和控制有十分重要的作用。物联网技术的广泛应用是智能建筑的基本特点,一般通过开环控制和闭环控制的结合,以及定性控制与定量控制的结合的采用多模态控制方式,这种方式可以帮人们处理大量的系统问题,通过大数据收集资料和人工智能的科学推理,可以对人类的行为和思维进行感知模拟,对智能建筑中5A系统的精准控制。物联网通常使用射频设备、定位系统、激光扫描设备和红外感应器设备等信息通讯传感器,通过网络把所有设备都连接起来,来使信息互联互通,实现在物联网技术下智能识别、智能定位、智能跟踪、智能监控的管理体系,可以对智能建筑中的各种设备进行有效管理,让设备和系统进行信息互通和远程共享,通过收集大量的数据信息可以构建一个参量体系,通过参量系统优化智能建筑使用成本,给人们提供绿色环保、舒适健康的生活环境。
3物联网技术下智能建筑工程造价
利用物联网技术和参量体系可以得到大量信息,通过信息的处理计算得到成本数据和工程量,根据国家规定定额标准得到工程造价的目标函数。运用BIM智能建筑模型,合理的博弈控制函数设计进行智能建筑的造价预测。物联网技术下智能建筑的工程造价分析模型主要有三种,(1)通过对建筑的主要参数数据的基础上构建模型。(2)通过物联网技术模糊控制和逻辑控制来构建模型。(3)通过物联网技术下拟自然随机最小二乘拟合来构建模型。这种方法由于计算量较大,计算复杂程度较高,无法保证计算的准确性。为了提高计算的准确性,本文提出一种基于物联网技术约束参量和工程造价预测模型的方法来提高智能建筑成本控制进度和工程造价预测准确性。
4物联网技术进行成本控制参量体系
在智能建筑中工程造价是指工程建设中所需要投入的资金,主要包括前期的投资估算、项目过程中的工程结算、完工后的竣工决算。在智能建筑施工过程中,可以运用物联网技术对项目成本和工程造价进行有效控制。第一,合理分析智能建筑工程造价的约束函数和参量体系;第二,为了构建物联网技术下智能建筑参量体系和约束模型,需要对建筑规划、消防、交通、环保等实现工程造价合理评估和预测。通过参量体系和约束模型进行智能管理控制,保证智能建筑项目施工进度和施工品质。通过构建物联网技术参数模型,保证了智能建筑材料合理选择和建筑施工成本的精准预测。在物联网技术智能建筑成本控制预算中,往往忽视交叉因子对成本的影响。智能建筑在物联网技术的支持下实现自动网络控制,利用智能建筑自动控制网络中的三种通信协议实现效益评估,可以有效地计算出智能建筑控制成本,在构建物联网技术下智能建筑的成本控制参量体系中,利用物联网技术对工程造价模型设计,实现对智能建筑工程造价成本有效控制和精准预测。由此可见,在物联网技术下构建智能建筑参量体系是实现成本控制的重要途径。
5智能建筑目标模型构建及设计优化
利用物联网技术建立智能建筑目标模型,通常是采用均衡博弈的计算方法来分析智能建筑的工程和造价,这种方法是用预测函数以及最小方差来进行成本的预测和造价控制,可以有效地控制智能建筑造价计算精度。但是由于需要收集大量的数据,在没有足够数据作为基础的情况下,智能建筑工程造价预测精度是不准确的。本文为了提高控制精度采用了一种在物联网技术下智能建筑成本约束参量。通过约束参量贡献度加权的方法建立工程造价预测和成本控制模型,在参量分析基础上设计工程造价预测和成本控制模型,构建物联网下成本控制系统得到最佳的博弈函数,得到工程造价施工优化参数。在物联网技术智能建筑施工过程中,不但要考虑在施工成本,还需要对管理成本等多方面进行综合考量,通过智能建筑成本分析建立工程成本预测模型。为了合理地评估智能建筑的性能,可以采用一种分数阶差分函数的公式对评价进行有效分析,用函数公式得出智能建筑成本和建筑质量的关系。在智能建筑模型构建时,利用分析方法实现成本投入的时间序列的采集,通过智能建筑施工中的各方面因素进行线性二乘拟合计算构建约束关系模型,可以实现智能建筑工程造价的量化评价参数模型。在实际施工过程中,包括固定成本和非固定成本,非固定成本是由很多不确定因素造成的,为了实现有效的成本控制,应该对不确定因素进行有效控制。通过物联网技术构建量化控制模型,可以有效地对物联网技术下智能建筑工程项目实现效益最大化。在物联网技术下智能建筑的控制必须满足非线性方程的连续性条件,通过连续性条件构建一个模型,由此可以得出物联网技术下智能建筑施工过程中生产效益最大化,并且在物联网技术下实现成本与效益最优匹配,通过以上决策,智能建筑工程造价的效益值和带量值可以有效均衡。此外,为了保证施工效率和质量构建模型,通过累计方差的公式对建筑成本的参量贡献度进行自适应加权处理。通过上述介绍的参数模型,可以在物联网技术下对施工成本、施工效率和施工质量进行优化,不但提高了施工质量还降低了施工成本。
6物联网技术下仿真实验和分析
为了对上述模型和参数进行检验,以及物联网技术下智能建筑成本控制和工程造价分析的可行性,通常需要采用一种仿真软件进行分析和研究,根据国家预算定额可以设计物联网技术下智能建筑成本参量数据表。通过成本参量数据表进行物联网技术下智能建筑成本控制和工程造价仿真建模,对物联网技术下预测数值仿真,通过仿真可以得到不同的成本控制数据,为了要论证结果,可以把物联网技术智能建筑仿真结果和传统模型计算结果进行对比。从仿真结果可以看出,采用本文所使用的方法有效地降低了项目建设成本,成功的对智能建筑成本控制进行了优化。由此可见,通过仿真实验模拟进行实验得出的结果是有科学性和可行性的。
7物联网下智能建筑展望
物联网技术在建筑业、工业、电子行业、交通行业、汽车行业都有了深入的应用。随着科技的不断进步,智能建筑在物联网的发展下将结构、系统、服务、管理跟用户需求进行优化组合。智能建筑不仅可以提高舒适的环境,还可以提高工作效率,降低建筑成本,已经成为智慧城市发展的必然趋势。目前智能建筑主要体现在系统设备自动化和通信系统信息化,随着科技的发展,物联网技术下的智能建筑会采用系统信息综合管理,对智能建筑内所有的设备信息进行收集、传输和处理,在物联网下智能建筑可以实现人与物的连接,物与物的连接,通过云计算收集处理和人工智能逻辑分析决策,朝着智能化方向发展。
关键词:物联网;智慧教室;WiFi;单片机;RS-485协议
中图分类号:TN98 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2016)03-0062-02
随着物联网概念的提出,物联网技术逐渐成为当前热门话题之一,众多国际知名企业纷纷投入到物联网技术的研究中。与此同时,伴随着电子技术与无线通信技术的快速发展,“智能家居”、“智慧教室”、“智慧城市”等概念也分别涌现,这也成为了科技发展的趋势。目前针对“智慧教室”的解决方案还存在较多的缺点,主要体现为控制技术不够完善,缺乏高性能的上位机控制软件,人机互动较少,以及没有实现并网监测和控制等[1]。
本文介绍智慧教室的实现方案,体现物联网的三个层次(应用层、网络层、感知层),具有窗帘、风扇、灯光设备控制,教室环境参数采集,人数统计与人员分布采集、考勤登记和安防监控等丰富的功能[2]。本方案还结合物联网技术,以WiFi无线网络实现测量终端的全面覆盖。通过上位机软件,主控系统不仅能够实现人工独立控制设备功能,而且能够实现智能自动控制功能。此外,本系统还可以读取教室内人员的分布信息,接收考勤信息,实现人机交互,充分体现智能化、灵活化和便捷化。
1 系统设计
本智慧教室系统包括微控制器(Microcontroller Unit;MCU)主控系统,人数统计系统,环境参数采集系统,窗帘控制系统,设备控制系统,人员分布采集系统,射频卡考勤系统和安防系统,其结构如图1所示。
MCU主控系统之间主要采用RS-485协议的多机通信方式和I/O口中断方式进行通信,最终实现主控系统对各子系统的数据处理和对外设驱动模块的控制。
安防系统则是通过嵌入式系统驱动监控摄像头采集视频信息,嵌入式系统处理并发送到远程服务器终端,由远程服务器实施监控与显示。
1.1 子系统设计及原理
①MCU主控系统。
由12864显示模块,RS485模块和STC89C52单片机构成,通过多机通信实现对子系统信息采集与控制。
②人数统计系统。
由一对超声波探测器、1602液晶显示器、RS485模块和STC89C52单片机构成,能够识别人员进出教室的行为,并将教室在用人数实时显示,同时通过RS485模块将教室是否有人使用的情况通过中断反馈给主控系统。
③环境参数采集系统。
由温湿度传感器AM2302、数字光模块GY-30、1602液晶显示器、RS485模块和STC89C52单片机构成。该子系统可自动采集教室内温湿度、光照度值,并且可实时显示,而采集的数据也通过RS485模块发送到主控系统供决策处理。
④窗帘控制系统。
由电机驱动模块、大功率电机、超声波探测器、RS485模块和STC89C52单片机构成。该子系统可通过超声波探测确定窗帘的开关状态及其所在位置,而且可以控制电机拉上窗帘或打开窗帘。
⑤设备控制系统。
由八路继电器、RS485模块和STC89C52单片机构成。该子系统能够接收主控系统指令,通过继电器开关用电器实施设备的控制。目前,子系统可以进行电灯和风扇的开关控制,也可拓展到其他用电器的开关控制上。
⑥人员分布采集系统。
由摄像头、串口转WiFi模块和STC89C52单片机构成,该系统通过摄像头采集教室照片,经上位机软件处理后经WiFi发送人员分布数据至主控系统。
⑦考勤系统。
由RFID模块、S50感应IC卡和STC12LE5A60S2单片机组成。RFID模块可对S50感应IC卡进行识别,采集IC卡中保存的学生身份信息(如姓名、学号等)后,通过模拟SPI协议发送到人员分布采集子系统,经人员分布采集子系统接收后,身份信息数据经由WiFi模块发送至计算机上位机。本系统还具备自主编写的Java软件,可于上位机的考勤界面统计显示学生的考勤信息。
⑧安防系统。
由监控摄像头,嵌入式系统,路由器和计算机构成,通过嵌入式系统驱动监控摄像头,将采集、处理后所得到的视频信号通过路由器发送至服务器,服务器端可实时显示监控情况,从而实现远程视频监控功能。
1.2 通信单元设计
本系统主要通过多机通信实现主控系统与环境参数采集系统、窗帘控制系统、设备控制系统之间的通信。多机通信采用RS-485协议,在硬件上通过RS485模块实现TTL电平与RS-485电平的转换,它采用差分输出和差分输入,使用双绞线设置,具有远距离传输数据优势,适合应用于教室、讲学厅等大型房间实现数据覆盖。
2 软件设计
系统软件设计包括各子系统中的MCU下位机程序设计、基于ARM-Linux开发的安防系统软件设计,计算机上位机中图像处理算法程序开发和Java软件开发。
2.1 下位机软件设计
2.1.1 MCU节点程序设计
MCU程序设计包括主控系统、环境参数采集系统、窗帘控制系统、设备控制系统、人员分布采集系统、射频卡考勤系统的程序设计。各子系统主要利用设备实现信息采集与显示、设备控制和通信功能。主控系统接收各子系统信息进行判断处理后发送指令让子系统作出相应处理,实现对教室设备控制管理。
2.1.2 基于ARM-LINUX的安防系统软件设计
安防系统软件设计包括嵌入式操作系统平台的搭建,通过Bootload移植、内核移植以及制作Linux根文件系统,在嵌入式操作系统平台上安装Mjpeg-streamer软件实施视频监控。Mjpeg-streamer是一个开源软件,用于从Webcam摄像头采集Mjpeg图像, 并把采集的图像以流的形式通过基于IP的网络传输到浏览器,使得浏览器可以浏览监控信息,从而实现安防功能。
2.2 上位机软件设计
上位机软件主要包括两个方面,对教室内人员分布特征进行提取的MATLAB程序;自带数据库、具有GUI人机交互界面的Java控制程序。
2.2.1 MATLAB软件对图像算法处理程序的开发
在人员分布采集子系统中,计算机可通过摄像头获得人员分布区域的数据信息,然后通过Java控制程序实现与主控系统的信息交互。人员分布采集子系统的实现原理图,如图2所示。
本子系统采用了自主编写的MATLAB程序,主要用于计算机驱动摄像头实时采集教室的室内图片。在实施人员分布特征提取时,计算机需要采集并存储一张教室无人时的图片,然后,MATLAB程序软件可控制摄像头,每隔20 s采集一帧教室人员分布图,与无人图片进行比对,获得特征信息。
特征信息提取需运用的图像处理方法包括:8Bit灰度值转换、均值降噪、加减法运算、二值化等。
2.2.2 Java软件的开发
本方案还采用了Java语言设计了上位机控制软件。控制软件具有友好的交互操作界面,其特色是具有节能模式,通过读取人员分布信息数据分布规律,对教室内用电设备实施智能化自动控制。控制软件还具有管理员模式,可对用电设备实施管理员独立控制模式。
管理员可通过无线发送控制指令,直接与主控系统通信,实现对教室内用电设备的远程独立控制。
另外,Java软件还兼有考勤系统数据库功能,可将采集的学生身份信息与计算机数据库内的信息进行比对,实施考勤记录入库。
3 结 语
本方案实现了窗帘、风扇、灯等教室设备的智能控制功能,其中,环境参数信息与人数统计、人员分布信息分别通过对应的子系统传送至主控系统,供主控系统实现智能控制决策。智能控制决策可根据教室实时使用情况,调节能源供应,努力减少能源的浪费。本方案还具有考勤登记和安防监控功能。管理者可通过考勤登记实时掌握教室的使用情况,也可通过安防监控系统监控教室的安全状态,功能丰富。
此外,由于本方案采用WiFi进行数据传送以及计算机上位机自编程序软件处理,后期还可以在多个方面进行功能扩展,具有较好的实用价值和优秀发展前景。
参考文献:
[1] 刘艳来.物联网技术发展现状及策略分析[J].中国集体经济,2013,(9).
【关键词】 物联网 RFID 云计算 智能医疗
物联网技术在实际工作中的应用已经成为今后发展的必然选择,在计算技术、自动控制技术以及互联网技术快速发展的背景下,物联网本身所发挥的影响也越来越大。掌握其关键技术是实现科学合理应用的重要前提。本文对于这方面的分析有重要现实意义。
一、物联网概念及其特点
所谓物联网指的是物物相连的互联网,广泛意义上的互联网,物联网能够把世界网络整合到一起形成一种虚拟的通信网络。利用物联网将能够进一步提升建筑物智能化水平,对于实现智能社会也具有重要意义。在实际工作中物联网主要是利用信息传感设备来对相应设备进行科学高效管理的。物联网的应用实际上实现了物与物、人与人以及人与物之间的广泛信息交换,这样对于实现网络信息资源最大化的利用,对于整合互联网空间具有重要意义。
物联网自身有其特点,准确性、及时性、识别性以及智能化是物联网的典型特征。在实际工作中主要是利用信息传感设备来及时了解设备的实时状况,这样将能够实现物品管理、通信交流,最终将能够解决人物之间、物品之间的高效交流的问题。
二、物联网关键技术
物联网之所以能够得到广泛应用,主要原因是其中各种关键技术的有着重要的现实功能。这些关键技术主要是包含以下几个方面:
1、RFID技术。RFID技术本身又称之为射频识别技术,这一技术是由读写设备、数据处理设备以及RFID电子标签等组成。通过利用射频识别技术将能够实现对特定信息的有效读写,这对于及时跟踪物件,实现对物件的高效管理是有非常大的帮助的。正因为具有这样大的好处,因而能够实现广泛应用。在射频识别技术中,所有射频识别都是只有一个识别码,这样识别起来就会非常方便,更容易实现管理。
2、通信技术。这里的通信技术主要指的是互联网通信技术,所谓互联网通信技术网络是用物理链路将各个孤立的工作站或主机相连在一起,组成数据链路,从而达到资源共享和通信的目的。物联网应用过程中关键是要能够解决如何利用提高目前互联网通信技术性能从而满足物联网较低移动能力和数据能力的问题。这一问题如何能够实现有效解决直接影响物联网的科学应用。从当前实际情况来看能够满足要求的主要是3G通信、卫星通信、IP网络以及IEEE802.15.4等通信技术。
3、云计算技术。云计算作为一种新型技术在物联网构建中所起作用是非常重要的。云计算实际上是一种基于互联网的相关服务的增加、使用以及交付模式。云计算将能够提供便捷、可靠以及按需的网络访问,利用云计算技术将能够提供丰富资源。云计算的优势是非常明显的。可靠性高、可扩展、成本低以及通用性强是其明显优势。所谓可靠性高主要是通过利用数据多副本容错、计算节点同构可互换这些措施从而来保证,这样就会使得云计算比本地计算机可靠性变得更高。可扩展指的是云的规模是能够动态伸缩的,能够实现动态伸缩就能够满足就能够不同类型用户规模增长的需求。这样将能够扩展物联网的应用范围。
云计算技术的成本是非常低的。云计算运行过程中不需要企业花费昂贵费用来进行管理维护。云计算的通用性实际上就能够使得资源利用率得到有效提升。这样就能够帮助用户充分享受云计算的低成本优势。通用性指的是云计算是针对不特定对象实现应用的,这样在“云”的支持下将构造出千变万化的应用,即便是同一个“云”也将能够支持不同的应用运行。通过这样一种措施将能够真正满足实际需要。
4、信息安全技术。未来的物联网不仅要能够保证信息及时有效的传输,同时还要保证实现安全通信,信息安全技术的应用就是为了能够保证安全通信而采取的措施。在信息大爆炸时代,如何保证信息安全是人们需要认真思考的问题。物联网应用过程中也需要利用其自身框架以及各种技术从而来保证物联网实现信息的安全传输。要从物联网系统根源上来实现对信息安全的有效控制。
三、物联网应用前景
从今后的实际情况来看,物联网的应用范围将会进一步扩大,物联网所发挥的影响也将会越来越大。具体而言未来的物联网将会应用在以下几个方面:
1、在医疗行业的应用。物联网在医疗行业中的应用将有助于实现智能医疗,当前我国医疗行业改革正处于关键时期,传统医疗保障体制已经难以满足日益复杂的社会形势和人们日益高涨的需求。物联网技术在医疗行业中的应用将能够发挥更大的作用。具体而言物联网在医疗行业主要是应用在医疗器械管理、医疗服务、医药产品管理、远程医疗等多个方面。在这些领域中的应用对于提升医院医疗诊治水平和管理水平都具有非常重要的意义。利用物联网技术将能够实现病情信息、病人信息的实时记录、传输以及处理。不仅如此,医院内部、不同医院之间也将能够实现信息共享。这对于构建医疗网络系统是有帮助的。
2、在物流行业的应用。随着我国电子商务的快速发展,人们对物流行业的要求也越来越高。为了适应人们需求就需要加强物联网技术的应用。物联网的应用具体而言就是应用于货物从供应商到需求的传输移动过程中。在这个过程中的应用对于提升物流行业管理水平有着非常重要的现实意义。从目前我国物流行业信息化水平来看还是非常低的,企业本身还缺少系统的IT信息解决方案,对于客户的各种需求也无法及时有效地满足。
因此,在今后工作中就要利用到物联网技术。物联网技术的应用将能够使得物流产品能够实现及时追踪,物流过程也将能够实现可视化、物流配送将会变得智能化。物联网技术在物流行业所发挥的影响将会越来越大,今后物流行业物流成本将会迅速降低,物流效率将会得到有效提升。物流活动一体化将会成为今后发展必然趋势。
3、在节能减排中的应用。近几年来,我国的经济增长快速,各项建设也都取得了巨大成就,但是也付出了巨大的Y源和环境代价,经济发展与资源环境被破坏两者之间的矛盾日益尖锐,节能减排,抗击气候变化,与人们的日常生活息息相关。现在物联网已经成为业界公认的一大热点,如何通过物联网技术来实现节能减排也将成为学术界的一个研究热点。虽然目前物联网技术尚不成熟,但可以预见,这必将成为相关领域的研究热点。
物联网环境下的智能节能系统设计作为物联网应用的一个典型代表,它的设计与实现融合了大量的先进技术。首先,基于物联网的智能节能系统改变了传统的计量用电方式。物联网采集用电数据并保存到数据库中,借助于以太网将数据呈现给用户。其次,基于物联网的智能节能系统从多个角度以不同的方式将用电情况呈现给用户。物联网的智能节能系统,不仅会记录用户的整体用电情况,并且实时记录用户各个电器的用电数据,通过各种各样的图标将用电情况形象直观地呈现给用户。此外,基于物联网的智能节能系统采用反馈的机制节能。系统可以通过对用电数据进行横向和纵向分析,将用电情况反馈给用户。
物联网在实际工作中的应用对于满足人们日益高涨的需求具有非常重要的意义。本文对于物联网的分析将能够使得人们对此能够有深入认识。RFID技术、通信技术、云计算技术、信息安全技术是关键技术。在各个行业中的应用是今后发展的必然趋势,今后物联网所能够发挥的影响也将会越来越大。
参 考 文 献
[1] 王保云.物联网技术研究综述 [ J ].电子测量与仪器学报,2 0 0 9( 12 ).
[关键词]物联网 智能视频技术 现状和分析
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)05-0358-01
引言
视频监控是物联网中的重要组成部分。在以往的安防行业中视频监控只是其一个重要的应用领域,并没有将系统、互联网这些概念掺杂其中。而随着我国经济的不断发展,越来越多的领域需要视频监控,从而也将视频监控原本只是安防行业的传统狭窄领域给打破,越来越多的新需求也在物联网的背景下被人们所提出来。信息的采集点是摄像头的本质,而编码设备的本质则在于数字信息化的变化,而将摄像头和编码设备进行有效的结合,也就形成的第一步功能的物联网。而随着第一步功能的完成接下来就是全面的IT化互联网化,也就是对架构、系统以及技术的IP化[1]。在当下物联网的趋势和背景下,有效的结合IT和安防是必须要做的工作,因此,联网对于监控来说也是必不可少的。
1.物联网中智能视频的作用和发展现状
1.1 智能视频的发展作用
随着我国科技的不断发展,全数字化时代已经在视频监控中得到全面使用,也就是当下视频监控系统的网络化,它是通过标准的TCP/IP协议而建立的,因此它又叫做IP监控系统,是在2001年被发明并使用的。视频监控的数字化的优点就在于可以使模拟闭路电视监控的局限性得到很好的解决,例如可以在计算机网络上不受距离限制的传输数字化视频的图像数据,而且也不会干扰到传输信号,使图像的品质和稳定性得到大幅度的提升;视频监控的数字化可以很好的运用计算机网络进行联网,可以重复使用网络宽带,而且对于网线的布置上也可以不用重新布置;数字化存储功能也得以实现,通过对视频数据的压缩处理,使其可以有效的在磁盘阵列中得到存储或者在光盘中得以保存,从而更加方便快捷的进行数据查询[2]。
在智能化方面,目前的视频监控系统都试图对摄像机采集的视频信息上运用计算机视觉技术来进行理解、分析和处理,过滤和排除掉一些无关紧要的信息,报告给监控人员处理的都是一些提取出的有用信息,从而让预警、防范以及主动监测等功能得到实现,进而使代替人来进行监控任务的目的得以实现。
1.2 智能视频技术的应用领域
目前,智能视频技术已经得到了广泛的应用,很多行业都开始依赖智能视频技术来促进行业的发展。例如,(1)高级视频的移动侦测:在雨雪或者大风、大雾等复杂环境中,可以对一个或者多个物体的动作方向、运动特征等一系列的运动情况做到精准的侦测和识别。(2)物体追踪:在对移动物体侦测到后,可以结合物体的运动状况自动的进行控制指令的发送,从而使的摄像机可以对物体进行自动跟踪,而当跟踪物体超出跟踪范围后还能自动的对物体所在区域的摄像机发出通知,从而让物体区域的摄像机进行再次跟踪和监控。(3)识别任务的面部:通过对任务的面部特征进行识别,将人物的面部特征和数据库进行对比,从而对人物的身份进行识别和验证。这种面部识别主要分为两种,一种是需要人物在摄像机面前停留一段时间,在一些门禁系统中比较普遍,还有一种是在一群人中对一些特定的个体进行识别,这种在机场、火车站等安防工作中的运用比较普遍。除此之外还有很多地方都得到了广泛的应用,如通过对车辆的形状等信息进行识别、对交通流量进行控制等[3]。
2.智能视频监控技术的技术介绍
所谓的运动目标检测是从视频序列的图像中将目标物体所在区域给分离出来。在对目标物体进行正确检测盒识别的基础上进行后续工作中的运动目标提取、跟踪以及行为理解。可以说视频监控中运动目标的检测是前导工作。在运动目标的检测中主要分为两种检测,分别是背景检测和目标检测。
当下的背景检测方法主要有四种:背景模型法、背景统计法、卡尔曼滤波法以及Surendra背景更新算法。背景模型法是建立各个像素点的统计模型,通过对像素点的灰度分别来找出最为符合的概率分布,例如非参数化模型。背景统计法是对像素点的灰度进行统计,在结合其平均值估计背景点的灰度,对剧烈变化的部分进行过滤。卡尔曼滤波法是通过将灰度的时间序列看成具有噪音的观测值,结合时域递归低通滤波对缓变的实际图像进行估计[4]。Surendra背景更新算法是对侦察图像进行计算,得出物体运动的区域,保持区域的背景的不变,更新非运动区域,从而估计背景图像。
目标检测算法中光流法、帧间差分法以及背景减法最为常用。光流法是对运动目标的光流特点,通过对光流场进行计算,从而进行运动目标的提取。这种方法在计算上较为复杂,且耗时比较长,对一些实时性检测很难满足。帧间差分法对相邻两个图像灰度值存在的差异进行对比进行运动目标的提取。这种方法在计算上较为简单,也能很好的感应到运动物体区域的变化,但是会拉伸检测出的物体运动方向,不能明确的确定运动目标位置,还会去除掉部分运动目标的信息数据,使得运动目标不能被完整的提取出来。背景减法对当前的帧图像与背景图像之间的数据进行相减,若某个像素点比域值要大,则这个点出现在运动目标上,目标的位置、形状以及大小等信息都通过相减的结果而确定。这种方法可以很好的估计和更新出背景,却对运动物体的定位也非常的精准,但是对一些变化的光照以及环境非常的敏感[5]。
3.总结
总而言之,物联网实现智能交通、智能安防、智能监控以及一些其他智能化控制的方法就是物体和物体之间相连的庞大网络。在物联网中最早得到应用的重要技术之一就是智能视频监控。因此,物联网能够直接影响到职能视频监控的发展。智能视觉监控技术所涉及到的诸多领域的研究,属于综合性跨学科问题,是非常具有挑战性的一种前沿课题。当下,对智能视频技术的相关研究依旧还存在于探索和研究的一个阶段,需要大量的工作才能真正的使监控技术的智能化得以实现。
参考文献
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