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关键词:物联网 射频识别 M2M
中图分类号:TN91 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(b)-0023-01所谓物联网,就是利用射频自动识别技术,实现物体和物体之间能够识别的网络。EPC global的Auto-ID中心的提出的定义是:把所有物品通过射频识别等信息窗设备与互联网连接起来,实现智能化识别与管理。从本质上来说物联网是互联网技术的一种延伸,涵盖信息主要包含了射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等传感设备。设备之间按约定的协议,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。其中主要包括了两种概念: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。
1 物联网涉及关键技术
1.1?射频识别技术(RFID)
RFID射频识别技术是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。在物联网中重要起“使能”(Enable)作用。
射频识别技术应用非常广泛,目前产品:RFID读写器、RFID标签等已经广泛应用了,典型应用范围:门禁控制、航空包裹识别、文档追踪管理、包裹追踪识别、畜牧业、产品防伪、票证管理、汽车晶片防盜器、停车场管制、生产线自动化等。
1.2?传感器技术
传感器是一种物理装置或生物器官,能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学组成(如烟雾),并将探知的信息传递给其他装置或器官。因此可以说,传感器是人类五官的延长,又称之为电五官。在我们生活中声控灯、自动门、遥控器等都是传感器的典型应用。
传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化,它不仅促进了传统产业的改造和更新换代,而且还可能建立新型工业,从而成为21世纪新的经济增长点。
1.3?M2M
M2M是机器对机器(machine-to-machine)通信的简称。是多种不同类型的通信技术有机的结合在一起实现机器之间通信、机器控制通信、人机交互通信以及移动互联通信等。M2M让机器、设备、应用处理过程与后台信息系统共享信息,并与操作者共享信息;它提供了设备实时的在系统之间、远程设备之间或和个人之间建立无线连接,实现数据传输。
1.4?其他技术
物联网还包含了其他如纳米技术、智能潜入技术以及工业化和信息化的融合技术等等在此就不一一详述了。
2 物联网应用领域
2.1?城市管理
通过物联网可以实现智能交通,物联网技术可以自动检测并报告公路、桥梁的“健康状况”,还可以避免过载的车辆经过桥梁。在交通控制方面,可以通过检测设备,在道路拥堵或特殊情况时,系统自动调配红绿灯,并可以向车主预告拥堵路段、推荐行驶最佳路线。
2.2?公共安全
通过物联网与摄录技术综合起来,我们可以实现人脸自动识别技术、车牌自动识别技术、指纹识别技术等可以有效增加公安机关的办案效率,增强社会安全保障。
2.3?家电行业
将家庭所有家电家具实现物联网连接,可以实现真正的智能化家庭。典型的例子是海尔曾经通过物联网网桥(WSNBridge),实现了用户通过手机、互联网、固话与家中灯光、窗帘、报警器、电视、空调、热水器等电器设备的沟通,将物联概念与用户的生活实际紧密联系起来,使之成为了一种像水、电、气一样的用户居家生活的基础应用服务;海尔的全球首款“物联网冰箱”具有网络可视电话功能、浏览资讯、播放视频等多项生活与娱乐功能,让原本属于生活电器的冰箱成为一个娱乐中心。
2.4?医护行业
医护领域的物联网应用主要在人体的监护和生理参数的测量等方面,利用传感器可以对人体的各种状况进行监控,将数据传送到各种通信终端上。在美国曾经实现了在鞋垫上设置传感器对有特殊病情老人通过物联网进行监控,最终获得有效数据实现最佳治疗效果。
2.5?物流行业
物流行业是使用物联网技术比较早的行业,由RFID等技术和移动手持设备组成物联网后,基于感知的货物数据便可在全球范围内监控货物的流通状态,可以提供全面的货物信息以及物流跟踪信息,能够实时的获得货物以及航运信息,降低物流风险并提高风险的控制能力。
3 物联网技术存在问题
3.1?物联网跟风较多,应用较小
物联网的价值不是一个可传感的网络,而是必须各个行业参与进来进行应用,不同行业,会有不同的应用,也会有各自不同的要求,这些必须根据行业的特点,进行深入的研究和有价值的开发。现阶段的物联网同样现处于跟风这一种现象,很多的企业盲目的炒作物联网,而没有形成具体的应用。物联网的体系基本形成需要一些应用形成示范,更多的传统行业感受到物联网的价值,这样才能有更多企业看清楚物联网的意义。
3.2?物联网标准难以统一
互联网能够快速发展很大原因取决于互联网标准的成功,现阶段的物联网没有形成统一的标准,很难形成产业的规模的应用,对于推动物联网的普及起到很大的阻碍。因此,标准的建立至关重要。
3.3?大规模应用普及需要较长时间
没有标准,整个行业的发展就要受到制约,同样,对于物联网的普及也需要经过很长的时间,而时间的成本,对于快速发展的企业来讲还是有非常大的影响。
3.4?物联网大企业部署较快
从现状来看,提到物联网都是比较高端的人群或者是企业,对于物联网的部署,只有具有一定的实力的企业能做或者承接物联网项目,如中电信、中移动等,对于小企业来讲,物联网的应用还没有具体的涉及到,以至于出现可望可及的现象。
3.5?技术环境不成熟
虽然互联网的发展为物联网迈进了重要的一步,物联网不仅仅需要互联网的支撑,还需要许多如通信、企业应用软硬件的支撑,对于如何实现这些网络的融合,从技术的角度来讲,需要涉及到大量跨行业、跨企业的协条,导致了物联网在技术方面还存在很大方面的缺
基于物联网技术的智慧型消防装备管理信息系统,主要由安装在消防装备上的RFID电子标签、RFID阅读器、通信网络设备、天线、服务器、计算机终端、消防装备管理应用软件等组成。安装在消防装备上的RFID电子标签上记录了装备的各种性能和特性,如存放位置、生产日期、厂家、名称、用途、操作方法、售后服务等信息;RFID阅读器通过无线感知的方式收集感应各类数据,再利用通信网络将感应数据存储到服务器中,由消防装备管理信息系统软件平台对数据库中的数据进行分析处理。该系统不仅可以辅助装备技师完成消防装备仓库的日常管理和维护等工作,而且可以在消防应急救援现场中,迅速查找、统计、定位、调用应急救援装备,开展应急救援装备保障工作。
2主要关键技术
2.1射频识别技术(RadioFrequencyIdentification)RFID技术是一种无线通信技术,可以通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。简单的RFID系统由标签(Tag)、读写器(Reader)和天线(Antenna)三部分组成。其中,标签(Tag)由耦合元件和芯片组成,安装在物品上标识目标对象,芯片的内存用来储存唯一的识别码和物品的相关数据。RFID具有数据可读写性、集成小型化、穿透性、识读快速、耐环境性和数据存储容量大等特性。基于RFID技术优点构建消防装备管理系统,在各种恶劣环境中可通过射频信号自动识别各类消防装备并获取详细参数数据,无须人工干预,操作快捷方便。
2.2消防装备的感知和识别射频感知识别是消防装备管理信息系统的基础,其技术也是物联网的核心技术。但是,当读写器信号作用范围内有多个标签时,同一时刻可能有多个标签向读写器发送信息,使读写器不能正确识别标签,即发生了标签冲突或碰撞。因此,需要一种防冲突技术以减少冲突达到快速准确识别多个标签的目的。标签防冲突性能是决定RFID系统性能的关键参数之一。标签冲突问题被定义为多信道接入问题,在通信技术中,信道冲突解决方法大致分为时分多址法、频分多址法、空分多址法以及码分多址法四种。目前广泛使用的防冲突算法大都采用时分多址(TDMA),主要有基于树的算法和基于Aloha的算法。Aloha算法和二进制树算法是RFID系统中常采用的防冲突算法,这两种算法各有自己的优缺点。Aloha算法实现较简单,但存在错误判决问题,并且其信道利用率,不适合大量标签应用场合;二进制树算法识别率较高,信道利用率高,不存在错误判决的问题,但时延长。在设计系统时要根据系统的应用场合和实际情况选择合适的防冲突算法。
2.3组网与互联互通为扩大消防装备管理系统的应用范围,就必须将感知设备(阅读器)获取的消防装备信息实时、可靠、无障碍、安全的传输到消防装备管理系统数据库和灭火救援指挥系统数据库。主要任务是将感知层采集到的信息,通过传感器网、通信网、互联网等各种网络进行汇总、传输,从而将大范围内的信息加以整合处理。该项涉及的典型技术有Ad-Hoc(无线自组网)、WiFi、3G、TCP/IP技术等。组网技术、网间安全隔离和互相通信等技术也是系统需要解决的关键技术问题。
2.4消防装备的信息化管理首先,系统要利用物联网技术实现“准确感知、可靠传送、智能处理、快速调度”四项功能,综合利用传感技术、无线通信、信息处理等技术,完成消防装备信息的采集处理,并把装备信息通过消防调度指挥网传输到消防指挥中心。其次,设计系统功能模块的设计:(1)基本信息管理:包括对装备的分类、消防队机构、工作人员等基本内容进行管理。(2)库存管理:消防装备设备的存储情况描述(即对消防装备仓库位置、可供辖区消防队、仓库内的装备等信息的描述),库存查询、分析、预警、报表、盘点等。(3)入/出库管理:负责对入/出库设备信息进行维护,以及对出库后装备配备情况和维护保养信息进行管理。(4)终端设备接口:RFID读写设备、网络设备、传输网络节点等的接口。(5)第三方系统接口:基础数据导入/出、消防一体化平台接口、灭火救援指挥系统接口等。最后,系统应用功能的实现:每件消防应急救援装备都附加RFID电子标签,相应地在后勤装备保障仓库和灾害处置现场多点设置固定或手持RFID阅读器。消防应急救援装备在通过阅读器信号覆盖范围时,阅读器即可通过装备上的电子标签获得消防装备的信息,以追踪救援装备在灾害处置现场中的信息、库内的信息、出库时的信息等,实现对装备仓库以及救援现场的各类消防装备的自动识别、统计、定位和调度等的信息化管理与跟踪。
3结束语
关键词:智能电网;物联网;体系结构
中图分类号:U665.12 文献标识码:A 文章编号:
一、物联网概述
物联网(Internet of Things)指借助装置在各类物体上的电子标签(RFID)、红外感应器、全球定位系统(GPS)和二维码等设备,通过接口与无线网络相连,从而给物体赋予智能,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,同时进行数据与信息的交换和通信,以实现对物品的识别、定位、跟踪、监控、管理等一系列智能化活动的网络。
物联网的应用领域从面向企业的智能交通、物流调度追踪、基站监控等扩展到了面向公众的智能电网、个人医疗、智能家居等,遍及各行各业,但目前还处于起步阶段,尚未大规模普及。物联网产业覆盖了传感感知、传输通道、运算处理、行业应用等领域,其中涉及射频识别、传感器、无线网络传输、高性能计算、智能控制等技术。在智能电网行业中,无处不在利用物联网技术、网络和设备来实现电网的智能化,它们之间早已实现了相互融合与渗透。物联网的产业化发展将大力推动智能电网的发展,智能电网行业现已被公认为物联网产业化发展落到实际应用最能取得成功的优先行业之一。
二、物联网的技术体系架构
物联网是一个开放的体系结构,需要多种技术的支撑,主要包括射频识别技术、中间件技术、物流管理技术、通信技术等各个方面。其关键技术主要涉及三个方面:一是感知技术,指利用射频识别技术、二维码、全球定位系统、摄像头、传感器、传感器网络等感知、捕获、测量技术手段,随时随地对物体进行信息采集与获取;二是信息传递技术,指利用各种电信网络与互联网的深度融合,实现物品信息的实时、准确传递;三是智能处理技术,指利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对海量的跨地域、跨行业、跨部门数据与信息进行分析处理,对物品实施智能化控制。感知层主要通过传感器、射频识别等技术手段,实现对相关信息的采集;网络层依托电力信息通信网,实现感知层各类电力信息的传输;应用服务层主要采用智能计算、模糊识别等技术实现电网信息的综合分析与处理,实现智能化的决策、控制与服务。物联网的总体技术架构如图 1 所示。
图 1 物联网技术体系架构
三、基于物联网的智能电网关键技术
1. 参数量测技术
参数量测技术是智能电网基本的组成部分。先进的参数量测技术获得数据并转换成数据信息,供智能电网各个方面使用。参数量测技术主要应用了物联网的感知技术,如电子标签用于对采集的信息进行标准化标识,数据采集和设备控制通过射频识别读写器、二维码识读器等实现。在数据采集和处理阶段,主要是采用各类传感器技术、射频识别技术以及二维码等信息采集技术,对物品进行数据采集,之后接收上层传递过来的控制信号,产生响应,进而完成相应的动作,对信息进行处理。它们评估电网设备健康状况和电网完整性,进行表计读取、电费评估、防止窃电、缓减电网阻塞以及与用户沟通。
2. 智能电网通信技术
建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础。适用于智能电网的通信技术应具备双向性、实时性、可靠性等特征。基于物联网有多种技术可供选择,它们主要可分为有线和无线技术两大类。其中,有线技术包括数字用户线路(DSL)、无源光纤网络(PON)等;无线技术包括码分多址移动通信技术(CDMA)、通用分组无线服务技术(GPRS)、无线局域网络(WLAN)等,这些技术均已相对成熟。在物联网的实现过程中,无线传感网技术格外重要,无线传感网是由大量多种类传感器节点(集传感、采集、处理、收发、网络于一体)组成自治的无线网络,它能实时、动态获得物理世界的传感信息,并将相关信息与通信主干网融合,可全方位提高智能电网各环节的信息感知深度。
3. 云计算技术
电网具有规模大、模型复杂、多级、多层次等显著特点。特别是随着太阳能、风能、水能等可再生能源逐渐接入电网以及分布式能源技术的不断发展,电网的规模将更大,复杂性将更高,分布将更广。云计算是分布式计算、并行计算和网格计算的发展,是虚拟化、效用计算、面向服务的体系结构(SOA)等概念混合演进的计算方法,主要用于智能电网异构资源的集成与管理、海量电网数据的分布式存储与管理、快速的电力系统并行计算与分析等。
4. 智能电网调度和信息安全技术
智能调度是智能电网建设中重要的环节,而智能电网调度决策支持系统是智能调度研究与建设的核心,是提升调度系统资源优化配置能力、智能化决策能力、灵活高效调控能力的技术基础。在智能调度技术中,还包含信息系统平台技术,智能电网中的信息系统平台主要包括采集与处理、分析、集成、显示、信息安全等电网全方位监测体系。电网公司信息管理平台应覆盖财务、营销、安全生产、协同办公、物资、项目管理等所有环节的业务管理和应用。
智能电网的信息安全主要涉及智能电网应用的物联网接入网关技术、物联网异构系统通信协议转换及传感节点安全接入技术、物联网信息安全接入平台总体技术架构等方面。
四、基于物联网的智能电网体系结构
第一,电网设备感知层。电网设备感知层包括电网各类需要信息传输与交换的元件和设备,电网设备感知层包括二维码标签和识读器、射频识别标签和读写器、摄像头、各种传感器、传感器网络,无线传感器网络(WSN)感知层的主要作用是感知和识别物体,采集并捕获信息。对配电网和用户网而言,其物联网建设的关键点在于数据采集与数据采集过程中的智能化监控,负责整个系统的电能信息采集、用电管理以及数据管理和数据应用。
第二,网络通信层。网络通信层以电力光纤网为主,辅以电力线载波通信网、无线宽带网,实现感知层各类电力系统信息在广域或局部范围内的信息传输。数据采集远程通信网络可采用多种无线、有线数据传输网络,可以是专用或公共的无线、有线通信网络以及电力线载波通信网络。采集终端之间的通信为本地通信网络,可采用电力线载波、微功率无线、RS485 总线以及其他有线网络。
第三,数据融合层。利用云计算等各种数据融合技术,对海量数据的交换与融合进行管理,提供数据存储以及跨分区、跨系统的整合、集成、访问功能。对电网未来海量的各种数据等进行大量的压缩、存储、加工、共享,通过建立模型、数据挖掘、在线分析等信息技术实现数据的知识管理与智能决策。其主要技术涉及数据建模、数据存储、数据仓库、数据挖掘、网络分布处理、虚拟化、云计算等。
第四,智能电网应用层。应用层主要采用智能计算、模式识别、信息系统等技术实现电网运营的综合分析与监测处理,实现智能化的决策、控制和服务,从而提升电网各应用环节的智能化水平。智能电网应用层使物联网技术与智能电网的需求相结合,实现电网智能化应用的解决方案。智能电力物联网一体化管理平台的具体实现在一层当中,主要包括电网监测预警系统、电网设备监测系统、供需平衡控制等各种运营监测系统。具体参见图 2中的智能电网应用层。
五、结束语
物联网作为智能电网末梢信息感知层和通信层的基础环节,在电力系统中具有广阔的应用前景,物联网已经渗透到了电力输送的各个环节,在电网建设、生产管理、运行维护、信息采集、安全监控、计量应用、用户交互等方面有着十分广泛的应用,未来物联网技术应与智能电网进行更多的渗透与融合,给未来电网带来更大的经济效益和社会效益。
参考文献:
关键词:物联网 智能家居 安全性
概 述
近几年,物联网被认为是继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。围绕物联网的话题也是层出不穷。顾名思义,物联网就是“物物相连的网络”,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,把任何物体与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。[1]它比现行的互联网更为庞大,其应用覆盖电网、医疗、交通、RFID等多个领域。
智能家居行业是一种新兴行业,也是高新技术产业。它是以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成,构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统,旨在实现人与人、人与家中物品、家中物品与物品间的智能关联。这一特点与物联网的特质不谋而合,并且3G技术的推广、普及和三网融合的试点运行都为智能家居的发展奠定了良好的基础,使得智能家居成为物联网广泛应用的突破口。
1、基于物联网技术的智能家居发展现状
智能家居的发展大致经历了以下三个阶段:电子化、自动化和网络化。[2]自世界上第一幢智能建筑1984年在美国出现后,美国、加拿大、澳大利亚和东南亚等经济比较发达的国家先后提出了各种智能家居的方案。在我国,自2000年提出智能家居的概念后,经过近15年的发展,我国智能化住宅的建筑面积目前已达到400亿平方米,预计到2020年还将新增300亿平方米。全国智能化住宅小区的建设数量,未来十年将达到上万个。而且,智能化家居的概念也不仅仅局限于家电设备联网、具备安防措施等初级智能化,随着3G技术的推广、和三网融合的试点运行,国内电信三大巨头,国家电网和地方有线公司纷纷推出自己的基于物联网技术的智能家居方案。如:国家电网公司在北京城区部分范围内推出电力“智能家庭计划”的试点。国家电网公司通过在电缆上铺设信息传送的光缆,再在试点家庭安装一个可双向互动的终端机,即可让这些家庭达到节电,最终节省电费支出的目的;[3]中国移动的“宜居通”此前已经在重庆和广东部分城市进行了试点,近期试点范围将扩大到北京市朝阳区;中国电信的“5A数字家庭”在广东东莞、江苏等地规模试点之后,即将在北京开始试点;中国联通的智能家居方案进入了江苏南京、无锡等地的部分中高档楼盘,并且得到了当地建设部门的支持;江苏有线也和当地部分楼盘开发商达成了合作协议,将方案推广到了部分小区;国家电网目前也在北京的莲香园和广华轩两个小区进行了试点。
与物联网智能家居相关的家电产品发展也较为迅猛。2010年1月,海尔了世界上首台“物联网冰箱”,让消费者亲眼感受到了物联网技术在家电领域的应用;短短3个月后,海尔又研制出全球首台无氟变频物联网空调,并通过报纸、杂志、电视、网络等各种传播渠道不断强化海尔在家电物联网领域的“桥头堡”地位。而美的旗下品牌小天鹅生产的首台物联网洗衣机也于去年在美国上市。
2、物联网技术在智能家居中的应用
以物联网技术为核心的智能家居是利用网络通讯、计算机、家电控制、综合布线等技术将家电智能控制、信息交流、消费服务、小区安防等家居生活有效地结合起来。物联网智能家居系统拓扑图如图1所示。
图1.物联网智能家居系统拓扑图
在物联网智能家居环境中,不论你是否在家都能够通过远程设备对家中的电器、灯光、以及门、窗进行控制。如果是出门在外,能够通过电话、手机或者互联网连线家中的智能终端,了解家中家电的使用情况,并随时监控家中状况。家中的电器可以识别电压的波峰和波谷,自动避开用电高峰。各电器间也可以实现按预定模式协作运行。如果家中来了访客,则可以通过可视对讲系统留言留影,也可以通过远程控制门打开。如果家中出现煤气泄漏或者小偷潜入,安防设备会自动报警和抓拍小偷图像信息,同时通知你和小区物业保安。当你在回家的途中,也可以通过手机提前开启家中的空调和热水系统,让你一到家就能享受惬意、舒适的智能化生活。[4]
总之,智能家居是一个多功能、综合性的系统,起支撑作用的物联网技术包括:传感器技术、RFID射频技术、多维码设别技术、GPS技术,互联和组网技术、以及与之相适应的各种应用开发技术等。
2. 基于物联网技术的智能家居发展所面临的问题
作为物联网重要的应用,智能家居涉及电子、计算机、通信、自动控制、建筑装饰等多个领域,相对于其它的物联网应用来说,拥有更广大的用户群和更大的市场空间。通过十几年的探索和发展,智能家居在中国的应用虽然取得了一定的进展,但是离大规模普及还有一大段距离。从当前的情况和市场反应来看,智能家居在我国现阶段的发展遇到了三大问题:系统复杂、价格昂贵、实用性差。[3]对于这三个问题,我们从技术和商业运作两个方面加以分析。
从技术方面来讲,首先,智能家居行业内缺乏统一的相关标准。目前有不少企业加入物联网研究的阵营中,造成物联网的相关产品较多,甚至是鱼目混杂。然而,由于没有统一的行业标准,大量的产品间互不兼容,这直接影响到产品间的相互识别和感应,给消费者造成较差的使用体验。同时也给一些厂商在生产、推销自己的产品时带来了很大的障碍。
其次,智能家居技术中的信息安全技术还有待提高。目前,物联网中非常重要的技术——RFID,其对数据保护能力比较脆弱。[4]如果攻击者截获标签信息并且对信息进行破解,就可以通过伪造等方式对RFID 系统进行非授权使用,从而给使用者带来安全威胁。
再者,智能家居产品虽然技术先进,但操作复杂,完全不像宣传时所说的那样“一键控制”,不符合广大普通消费者的使用习惯,
从商业运作方面来讲,由于智能家居的试点多是在经济较为发达的地区、城区或较为高档的小区,对广大普通消费者而言成本昂贵,令人望而却步。其次,智能化家居在中国现阶段的人民生活中还属于附加消费,如果产品价格、集成价格难以降低的话,规模化还需要时间。
3、物联网智能家居发展建议
基于以上的分析,可见我国智能家居乃至物联网要想实现规模化,产业化,还有很长的路要走。
首先,迫在眉睫的是解决技术问题。由政府牵头,抓紧制定行业统一标准,加强不同产品间的互联互通。尤其是要加快关键标准的制定、实施和应用。同时也积极参与国际标准制定,整合国内研究力量形成合力,推动国内自主创新研究成果走向国际市场,为大规模普及应用扫清障碍。另外,要加紧研究以物联网信息安全为主的相关技术,以技术为消费者筑起安全屏障,确保消费者的使用安全。
其次,从商业角度考虑,参与物联网、智能家居产品研发的各企业应积极寻找新的应用模式,改变单一的推广模式。政府可以参与推广物联网应用试点,大力发展公共物联网应用,为智能家居及物联网的发展提供有力保障。各企业则应该以开放的姿态积极寻求合作,提高产品集成度、降低产品价格,真正实现物联网的集成化、规模化、智能化和平民化。
4、结束语
科学技术的发展和生活水平的提升,使的越来越多的人坚定不移地追求更高品质的生活,智能家居作为高品质、信息化生活的代表得到越来越多的瞩目。从2000年首届峰会上提出智能家居的概念,到2011年第十二届中国国际建筑智能化峰会上提出发展实用型的智能化建筑,虽然中国房产智能化道路几经周折,但是建筑、家居智能化这一进程却不可阻挡地前进着。目前,虽然在利用物联网技术推进家居智能化的过程中面临许多问题,要在设备兼容性以及降低成本和设备安全性等方面做很多工作。[5]但是物联网技术的先天优势还是很有利的,与以往的智能家居标准相比,具有无需布线、网络容量大、能耗低等优点使得物联网智能家居技术拥有光明的应用前景。■
参考文献
[1]陈任、余征、梁金瑶.物联网时代的智能家居发展机遇和挑战[J].智能建筑与城市信息,2010,第5期:21-23;
[2]童晓渝、房秉毅、张云勇.物联网智能家居发展分析[J].移动通信,2010,第9期:16-20;
[3] 2011.8 中国智能家居网
关键词:物联网铁路交通运输概念分析应用
中图分类号: [F287.3] 文献标识码: A
序言:随着互联技术的飞速发展,人类社会的生活和生产方式都产生了巨大的变化,互联网的出现也促进了人们之间的交流,拉近了人与人之间的距离。随着信息存在形式的改变,人类处理和利用信息的信息的方式也不断的发生转变,与此同时,信息领域也正在进行一场新的革命,即互联网和物联网之间的革命。换句话说,从人到人的通信发展到人与物或者是物跟物之间的通信,发展跨领域跨应用的物联网【1】。在城市交通中物联网被大规模的使用,并且在城市交通中产生了重要的作用。
物联网的基本概念
物联网的概念是建立在互联网概念基础上的,只是把原本用于人身上的用户端延伸并且扩展到物品上,然后进行信息交换和通信的一种网络概念。换句话说,物联网就是只物品能够通过各种各样的信息传感设备按照协议跟互联网连接起来,进行信息交换和通讯的过程。物联网首先是对物体的属性进行标记,标记分为动态和静态两种属性,静态的直接存储,但是动态属性的物体就需要由传感器进行探测然后再存储,然后再进行信息的读取和信息转换。在物联网中有特定的设备对物体进行属性识别,然后将信息转换成需要的数据格式,然后经过中央信息处理系统完成相关的信息计算。在物联网的发展过程中需要有很多高科技方面的支持,例如传感技术,云计算,纳米技术等等。
物联网在铁路交通运输中的应用
(一)物联网在智能交通中的应用
智能交通系统依靠先进的信息化技术把汽车,司机,道路以及相关的部门紧密的结合起来,让整个交通系统实现无缝连接,这样相关部门在处理交通事故或者是控制交通的工作都会更加的紧紧有条。系统首先通过RFID技术和传感技术去采集各种交通方面的信息,将这些信息发送到交通管理中心,交通管理中心利用云计算对信息进行处理,然后将处理之后的信息分门别类的发送给需要信息的人或者是机构【2】。对于出行者来说,掌握据听的交通方式和路况是出行必备的准备工作,而对于交通管理部门来说,这些信息能够有效的帮助他们做好交通疏导和交通控制的工作。这样多方面的让各界了解交通情况就能够提高交通的通常,也提高了交通的安全。
(二)物联网在铁路交通中的应用现状
1.现在,物联网技术在我国铁路交通系统中已经初步被使用了,在铁路车号自动识别系统中,物联网的使用让列车车次,车号识别更加精确,对车辆的跟踪和储量故障也能够作出准确的判断,并且及时的解决问题。物联网的使用,赋予了整个铁路车号自动识别系统更加强大的自检和诊断功能,并且支持远程访问,这就大大提高了车辆检修的工作效率,同时也降低了车辆出现故障的几率。也提高了车辆的利用水平和运输的效率。
2.基于物联网技术的第四代铁路红外线轴温探测系统能够将红外线所检测到了结果传送到信息中心,利用数据库和网络智能化技术,监控整个列车并且能够及时发现车辆的热轴,车辆管理中心也会通过网络及时的掌握车辆的轴温数据,然后进行分析,并且利用分析好的数据指导红外线的运用工作。
3.基于物联网技术的铁路售票系统,把全国车站都纳入到网络中,把售票网络延伸到了人们生活的各个领域,不仅方便的人们的买票需求,还提高了铁路系统工作的效率,同时也提高了铁路系统的服务水平。
(三)物联网在铁路交通运输中的应用分析
随着铁路建设和物联网技术的发展,对铁路信息化水平的要求越来越高,铁路信息网络不断朝着更加先进的方向发展,在铁路交通运输中,利用物联网需要有客观的条件,首先是铁道部各方面的网站都已经建立并且在操作上不会出现严重问题的,另外就是中国铁通能够提供数字通信网络,并且支持远程监控。第三个需要具备的条件是能够向企业提供私有的云计算,第四是具备电子支付和电子赔付的技术,最后一点是具有传感技术和光纤技术的基础。这几项是利用物联网技术的基础,一旦满足,物联网技术将会在我国铁路交通运输中广泛的使用。
自动售检票系统
在一些发达国家,自动售检票系统已经得到了广泛的应用,在我国城市轨道交通中,自动售检票系统已经普遍存在,但是在铁路系统中,自动售检票系统还只是初步的使用。在铁路系统中,广泛的利用RFID电子票,利用无人售票机售票,在自动检票机中设立读写器,能够读出电子芯片中存储的数据,以此来辨别车票的真实度【3】。这样不仅节约了乘客买票排队的时间,也降低了售票检票工作人员的工作强度,能够给铁路系统节约大部分的人工成本。
信息共享系统
目前虽然实现了铁路车站售票系统之间的联网,但是车上补票的工作还是独立在网络之外的,这就让车上补票和网络预留车票之间出现脱节的现象,会造成列车资源的浪费【4】。如果能够将信息共享,把这站预留车票的信息跟车上补票的信息进行联网,那么车站就能准确的车内的信息,车内也能及时的将补票信息传递给车站,能够让双方都作出正确的调整。让列车资源的使用更有效率,也方便了车上检票的进行。
货物管理系统
目前铁路行李托运或者是集装箱货物的运输都是采用人工管理的模式,不仅工作效率比较低,而且非常容易出错。如果把物联网技术应用到货物管理系统中,在行李或者是集装箱货物上贴上电子标签,每一件货品都有自己独立的编号,能够通过计算机中心的控制监控到货物在运输过程中的状态,这样既减少了货物错误率的产生,还能防止货物丢失和损坏,大大的提高了行李或者是集装箱货物运输的安全性和可靠性。
仓库管理系统
目前,物联网技术在智能物流仓储领域已经得到了广泛的应用,同样的原理,我们也可以将物联网技术应用到铁路仓库管理工作上,在每一件货物上贴上电子标签,利用物联网技术中RFID技术的唯一性的特点和穿透性的功能,贴在货物上的电子标签记录着商品的序号,进仓日期以及箱内货品的内容等等各方面的信息,这样工作人员不需要打开包装箱就知道箱内的物品,不仅减少了运输过程中违禁物品的出现,还会降低物品被偷被盗的情况发生。
总结
物联网是一次技术上的革命,它依靠RFID技术和为纳米技术将世界上的物体连接起来,无论是从感官上还是智能上,物联网的研究都会推动整个经济产业的发展【5】。铁路交通系统不仅是人们生活必备的产业,更是促进国家经济发展的产业,从目前的情况来看,铁路系统的发展具有良好的环境,随着高科技的发展,铁路信息化的水平越来越高,开始逐渐向智能化发展,也因此具备了发展高科技铁路信息系统的能力,物联网的推广在铁路运输系统中也没有遇到太多的障碍。虽然到目前为止,物联网在铁路运输系统中的应用还处于初级发展的阶段,还存在着不少的问题,但是随着科学技术的发展,随着铁路部门的不断进步,物联网技术将会全面的被应用到铁路运输系统中,也将会推动铁路运输事业的长足发展。
参考文献
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关键词:物联网技术;消防监督检查;应用前景
前言
近年来,频繁地发生火灾事故,不仅给人们带来严重的财产损失,更是在一定程度上阻碍了经济及社会的发展。消防监督检查作为保证消防安全的重要手段,急需提升检查效果,预防火灾事故的发生,降低其产生的影响。在消防安全领域中,物联网技术的应用还比较少,但可以预见,通过该项技术的应用,不仅可将消防安全工作的信息化、科技化水平显著提升,还可提高消防监督检查人员的业务能力,应用前景十分广阔。
1 消防监督检查业务的新思路
1.1 建立完善的业务数据库
在大数据时代,消防安全工作融入的首要和基本性的工作即为建立完善的业务数据库,从而在开展消防检查工作时,将相关的数据直接存储在数据库中,逐渐的发展成为大数据。通常,业务数据库中主要统计火灾数据,通过整理和分析之后,发现火灾发生的特点、原因等,进而制定有针对性的预防措施,减少火灾的发生率[1]。现阶段,我国仍然未能详尽的统计火灾数据,而且在现有的数据中,存在失实的问题,由此,通过数据分析出来的预测结果准确性比较低,预防火灾的效果比较差,并不能良好的减少火灾的发生。消防安全部门应在消防年鉴中相关数据的基础上建立相应的数据库,并对数据库进行完善,以便于保证火灾预测及预防工作有效的开展。
1.2 强化火灾风险管控与火灾保险运行
在管控火灾风险、防范火灾工作中,主要的手段为火灾保险。西方发达国家开展消防安全工作时,消防与保险之间紧密联系,降低了火灾发生所带来的影响,不过我国目前的状况是消防与保险之间的联系性比较差,二者之间并未发挥监督和促进的作用。厘定火灾保险费率时,基准并非是也定火灾风险,而且火灾保险的开展也未能发挥降低火灾、预防火灾的作用。为了解决这一问题,提高消防监督检查工作的社会化,就需要建立火灾公众责任保险,强化火灾保险的运行效果。
1.3 启用物联网监控系统
物联网一词在2005年11月被正式提出,提出之后,世界各国即对其产生了浓厚的兴趣,并进行了较为深入的研究及应用。国际电信联盟认为,在物联网功能的作用下,以因特网为基础,任何一个物体都可以主动地交换信息。对于消防监督检查工作来说,需要检查的消防设施数量众多,当各个消防设施的功能正常时,可显著的提升消防安全,降低消防安全事故发生率,实际上,消防设施即可看作物联网中的物体,设备运行信息通过互联网及相关的技术手段,可实现交换与传输,从而显著的减少消防检查人员的工作量,并提升了监督检查的效果[2]。
2 物联网技术在消防监督检查业务中的应用前景
2.1 从消防监督业务需求看
在消防监督检查业务中,业务员的工作量非常大,其中主要的检查项目为各个消防设备,而这也决定了物联网技术在此项工作的适用性。建筑内部中设置的消防设施比较多,如果将电子标签安装在每个设备上,通过物联网技术,各个消防设备的运行状态即可完成自动读取,并显示在主控制器上,业务人员通过主控制器的显示器就可以有效了解,结合状态信息,制定定时检查方案或者不定时检查方案[3]。此外,在一些大型建筑中,消防控制室会设置在其内部,负责监控各个消防设备的状态,如果将数据采集装置安装在消防控制室中的控制设备上,同时,数据采集装置连接消防中心的服务器,由此一来,通过消防中心的服务器,业务人员可以获取相应的数据信息,从而完成对消防设备的检查。对于上述设想,需要通过特定智能传感器来实现,当前,这些传感器已经研制出来,理论上来说,物联网技术的应用具备较大的可行性。
2.2 从网络层的角度看
互联网是物联网技术的基础,目前,在全国范围内,已经实现了公安消防专用网络的铺设工作,在专用网络的作用下,可以有效的处理日常数据,同时,利用云及时进行数据存储及数据计算,当监控数据的量非常大时,传输和处理功能也能够良好的胜任。此外,专用网络中的存储空间全部利用后,传输与处理海量数据时,还可以通过公共网络来进行[4]。从消防监督检查业务现有的网络层来看,物联网技术的应用可以变为现实,应用后,业务人员可以充分利用此项技术完成检查工作,并提升检查的效率和质量,提高消防工作的安全性。
2.3 从应用层的角度看
应用层主要是指用户层,应用物联网技术后,用户所能使用的数据类型增多,而且用户还可以在此技术的基础上实现分析和解读数据。近年来,随着消防监督检查业务的发展,逐渐的建立了消防一体化业务平台,而此平台中的基础数据来源于应用层应用物联网技术后的数据,极大的便利了消防工作的开展,降低了消防监督检查业务人员的工作量。
3 结束语
通过上述论述可知,在大数据时代,消防监督检查工作产生了新的思路,而且物联网技术的应用成为可能。实际上,消防领域已经开始了物联网的应用,山西和新疆总队作为试点,在消防监管工作中应用了物联网技术,取得良好的应用效果,不仅消防部门的工作效率显著提高,同时,火灾险情报警的正确性也明显提高,逐步的实现了实施监控火灾隐患。试点消防总队物联网技术应用的成功为其在消防监督检查工作中的应用提供良好的支持,可以预见,在消防监督检查业务未来的发展中,物联网将会具备十分广阔的应用前景。
参考文献
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关键词:物联网 PDA 智能维修 效率
1 智慧酒店呼唤智慧工程管理
随着旅游业进入智慧旅游时代,高科技和智能化已经成为衡量高星级酒店的一个重要标准,及时地共享客人的信息,给客人提供人性化的服务已成为酒店管理的目标与方向;而酒店装潢、客房数量、房间设施等质量竞争和价格竞争将退居二线。因此,智慧建设热情空前高涨,IBM公司、INSPEED等著名信息系统服务商也联手酒店及餐饮企业开发出客房智能控制系统、智能餐饮管理系统等。黄龙饭店作为全球第一家智慧型酒店,高端智能体验已成为其核心竞争力。同时,行业也对酒店提出了智慧的具体要求,如2012年5月北京市出台了《北京智慧饭店建设规范(试行)》,以及《北京智慧饭店评分细则》,其中对智能饭店的建设内容作出了明确要求。纵观全国酒店,智慧建设的内容主要集中在对客服务的前台区域,设置有一卡通系统、点菜系统、客房服务手持终端,客户识别、员工派工,物资标识跟踪等系统,但较少服务于工程管理。但在新经济形势下,智慧型酒店除了要考虑给客人提供人性化服务提高客房入住率服务水平和客人满意度的同时,要考虑节省成本,尤其用工荒的形势下,要利用技术手段提高管理效率,减少人力成本。那么,作为酒店硬件和环境后勤保障部门的工程部,管理上是否实现“智慧化”呢?因此,要提高酒店管理效率,降低人力成本,应该加强物联网技术在酒店工程管理中的应用研究。
2 酒店实现智能工程维修管理的必要
工程部作为酒店硬件设施及经营环境的后勤保障部门,尤其智能技术及设备大量使用的智慧型酒店,做好各类设备的维护和保养尤为重要。酒店工程部的工作,主要是运行与维修两大块。智能酒店通过装备BA楼宇自控系统可实现对供配电、空调系统、照明系统等大型设备的远程控制和运行状态监测。对于未安装BA系统的酒店,以及大量分散布置的设施设备的故障及状态监测,在通常以使用部门报修或工程部的定期巡检发现。
工程维修管理一般包括报修和工程部巡检发现的故障集中维修;这是一件工作量非常大的工作,通常由于信息传递不及时充分及沟通不良导致部门间的协作问题。工程报修一般采用两种模式,一是人工填写报修单,二是基于PC端的报修软件,往往遇到的问题是前台工作人员难以准确说明故障的准备位置、原因及维修材料等,同时前台区域工作人员不清楚工程部工作状态,往往抱怨维修不及时。工程维修人员到达现场查看进一步核实明确故障及材料后再领料维修,维修实施情况必须在电脑上录入,导致工作效率低下。工程管理人员巡视检查中发现的问题,通过手工记录再录入电脑的工作方式,可能存在的问题是部分巡检人员责任心不强,二是故障信息描述不统一,三是重复工作导致工作效率降低。
因此,将物联网技术应用到酒店工程维修管理中来, 提高信息传递的效率和透明度,减轻工程管理人员工作量,能提高巡检和报修效率,实现对设备设施检修的高效管理,极有必要。
3 基于FRID的工程智能维修管理分析
物联网的定义是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。现代物联网技术已广泛应用与电力、物流、仓储、交通等领域,PDA已广泛应用于物流快递配送店铺货品的数据采集,以及订货、卡片、票据的管理中。
PDA同样可以应用到工程管理中来,例如广州市政单位已经采用PDA进行道路巡检,工作人员将道路破损情况现场拍照后,通过激光测距仪测量长度和宽度,数据录入PDA上传至后台系统,可以以短信方式通知相关单位维修,也可以发出整改通知,极大地提高了道路检修的效率。
酒店工程维修管理中可以引入基于FRID技术的PDA终端,即利用物联网技术,在各设备及设施上设置电子标签(FRID),巡检和报修人员通过PDA进行数据自动采集和上传。
RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息,通过无线数据通信网络,把它们自动采集到中央信息系统,实现设备的识别进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享,实现对物品的“透明”管理。
3.1 智能维修管理系统网络层次分析 基于物联网的智能维修管理系统从网络构架上分为三层:①感知层。感知层以RFID、摄像头、条码和手持智能数据终端(PDA)为主,实现对物的识别。安装在PDA上的设备维修管理客户端系统,将外界传感器信息读入本地数据库中。具体为通过RFID读取器、条码读取器、摄像头等功能,实现对故障设备及巡检点以及能源数据的感知,完成设备故障信息、巡检信息、能耗信息的输入,并通过PDA的拍照、摄像功能,完成巡检点的图像或动态信息的录入。结合PDA的手写功能,完成对服务对象签名信息的录入。②网络层。网络层即数据传输服务层,通过无线局域网连接或有线连接,实现移动终端的本地数据库和后台管理系统数据库的双向数据传输和同步。③应用层。应用层是工程维修后台管理系统,负责设备信息、故障信息的定义,巡检点定义,巡检计划生成,巡检记录数据的读取、查询、统计和分析,以及抄表信息的统计分析。
3.2 系统软件构架 系统软件构架如图2所示。
3.3 智能维修管理系统功能分析 工程智能维修管理系统应具有以下功能:①设备信息管理。系统管理平台能定义所有设备的类型、参数、位置等档案信息,所需要检测巡检项目以及巡检项对应的具体巡检内容,定义标准化的缺陷类型和缺陷内容及详细的缺陷参数并可以动态的添加、修改、删除。②设备巡检管理。设置巡检点及巡检周期,生成和下载巡检计划,查看巡检记录。工程管理人员能根据巡检计划内容,通过条码或RFID定位巡检设备、录入设备运行参数,或拍照和摄像,并上传巡检数据。系统能根据所有巡检数据进行缺陷统计,并生成相应报表和图表。③设备报修管理。工程巡检人员及各部门员工通过PDA扫描故障设备设施的条码或RFID,进入设备故障信息列表,选择相应信息,或者以摄像头拍照录入报修信息,发送到后台自动形成维修单。系统管理平台能查看所有移动终端的报修信息,自动生成维修单,跟踪其执行情况。工程维修人员实时接收后台发送的维修派工单,完成后,让客户通过手写板电子签名确认。④抄表管理。工程管理人员能使用PDA录入各能源表读数,并上传抄表数据。系统管理平台能对能源数据进行动态统计分析及查询。
4 结语
基于物联网技术的PDA智能维修管理系统是一种智能型的设备维修管理方式,通过物联网技术的应用,改变传统的设备巡检报修管理方式,可以实现前台部门员工的快捷准确报修,报修管理的实时跟踪管理及信息共享;提高工程巡检人员工作效率和质量,加强巡检管理;同时可以提高抄表效率,实现能源动态统计分析,为酒店节能降耗奠定基础。酒店工程部门应加大物联网技术应用的步伐,提高工作效率和质量,实现减员增效,以更好地适应智慧酒店的发展需要。
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关键词物联网资产全生命周期管理无线射频识别技术条形码
物联网是通过RFID(Radio Frequency Identification,无线射频识别)、条形码、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按照约定的协议,把物品与互联网联系起来,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,从而实现任何时间、任何地点对任何人、物品信息或者环境信息的实时感知与及时掌控。是互联网的延伸和扩展[1-3]。
本文结合电网公司的实际情况,对推动RFID、条形码等物联网新技术在电力行业的应用,实现资产全生命周期管理的课题进行了研究探索,对RFID等技术在电网应用模式进行研究分析,提出存在的主要技术问题。
1.物联网新技术与资产全生命周期管理
1.1 RFID与二维码技术
RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术[4],它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。电子标签可以分为有源电子标签和无源电子标签。有源电子标签内装有电池,无源射频标签没有内装电池。RFID技术是构建物联网的基础,是物联网最关键的技术和应用之一。
二维码是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息。在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念,使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息,通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。
1.2 基于物联网技术的资产全生命周期管理
广东电网公司作为全国最大的省级电网公司,资产庞大及繁多。09年以来,公司自上而下进行资产全生命周期的管理创先工作。总体目标通过对资产从规划设计、生产采购、工程建设、生产运营、退役报废等全生命周期进行全过程的综合管理,实现项目管理、物资管理、财务管理、生产管理四大业务的横向融合,以及省公司、地市供电局、县级供电局等的纵向贯通,实现资产使用的可靠性、使用效率、使用寿命和全生命周期成本的综合最优。
RFID标签、二维码等可存储一定信息,可工作于恶劣环境,并可识别高速运动物体,这些特点在设备物资管理、供应链管理上具有许多先天优势。在资产生命周期管理系统中引入这些技术,为资产建立电子身份证,形成唯一电子身份标识,可以使资产在项目初始阶段就建立设备档案及系统标识。
2.可应用领域分析
结合电网公司资产管理业务流程,本文重点讨论在物资管理阶段、工程建设阶段、资产运营阶段、资产退役阶段的应用。
2.1物资管理阶段
在电力物资采购合同的签订阶段即建立设备的电子身份证,通过系统赋予物资唯一管理编码。并要求供应商在物资出厂需嵌入或者贴上写入唯一管理编码的电子标签。以该编码为索引,建立设备的电子档案,在系统中记录物资的制造信息、出厂参数等,并可以在标签中记录制造商、生产日期等关键信息。完成这一步,我们就赋予电网物资电子身份证,初步建立电力物联网基础。
2.2工程建设阶段
基于电力物资的电子身份证,将电力设备、材料的出厂资料与设计单位的技术参数相关联、匹配,并为实现设计图纸、调试报告等资料的电子化移交奠定基础。
2.3生产运营阶段
条码和RFID技术的引入,为每个设备赋予了电子身份证,这只是被动的应用。通过无线传感器技术、zigbee技术,我们可以实现让设备能够“说话”。光、热、温度、湿度、化学传感器,可以测量出设备的状态;zigbee等通信组网技术,能够组建标签与标签的通讯自组网,我们能够在控制室查询到变电站、送电线路的实时状态,从而能减少巡检的工作量,更加优化地解决电网设备的运营、维护、管理和监控,能有效地实现危害预警和报警。
2.4 资产管理阶段
在传统的资产管理方式中,往往只关注资产的静态信息和生产运行的动态信息,而没有从资产的整个生命周期过程去关注信息流转和信息积累。随着某一阶段的生产任务的完成,有关资产的信息管理就会中断或脱节,造成管理信息的混乱及各部门信息辨识的困难。通过条形码、RIFD等技术,为电力设备、材料等资产建立了电子身份证,将规划设计、生产采购、工程建设、生产运营、退役报废等全生命周期产生的数据流串起来,建立唯一的标识来统一各部门和各环节的信息,实现从申请采购到报废整个过程形成的闭环管理,从而在根本上解决“帐、卡、物”不一致问题。
3.电力物联网技术的主要技术问题
RFID、条形码等技术发展到今天,在物流、超市、仓储、门禁等领域的应用已成熟,并在逐步推广应用。但在如果要大规模应用在电力方面,还存在一些需要解决的技术问题。
3.1 标签的抗干扰性问题
在电力生产过程中,设备产生的电场、磁场会对标签与的读写产生影响,这对标签的抗干扰性设计提出考验。另外,应用要求标签必须是贴在设备的表面,而电力设备往往是金属材质的,这对标签的抗金属性设计提出了要求。因此,RFID标签的抗干扰性能、抗金属性能,是决定是否能够应用到电力的重要因素。
3.2 RFID技术对继电保护装置的影响
变压器、母线保护等继电保护装置是对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测,从而发出报警信号,或直接将故障部分隔离、切除的一种措施,是电网安全运行的重要保证。标签与阅读器之间的数据交互是通过电磁波信号实现的,如果该电磁波信号对继电保护装置的正常工作造成干扰、甚至误动,则直接将危害到电网安全。因此,需要对RFID技术在二次设备中的应用做进一步论证。
3.3 标签寿命问题
资产全生命周期的管理要求标签必须贯穿资产设计、采购、安装、调试、运行、维护、报废、拆除的整个过程中。但是,变压器、GIS等设备的运行年限往往要达到30年,并且运行在露天环境当中。并且电力生产的特殊性,基本不允许停电更换标签的情况,因此要求标签寿命要达到30年。但是,RFID技术真正商用的时间,设计一种稳定、长寿命的标签,是决定能否应用到电力行业的重要前提。
4.结论
物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一,因此如何利用物联网新技术提高广东电网公司的管理水平,是值得研究的课题。因本文首先介绍了RFID、条形码、传感器、Zigbee等物联网新技术。然后在广东电网公司资产全生命周期管理的背景之下,对如何运用物联网新技术提升广东电网的业务进行了探讨。最后,阐述了如果要在电力行业推广物联网技术,需要解决的若干技术问题。
参考文献
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关键词:物联网;关键技术;体系构成;应用分析
1 什么是物联网
“物联网”一词起源于1999年的麻省理工学院。从最基本的意思出发,物联网是一种是“物和物之间相互关联的网络”,也指一种物品和其所对应的相关管理设备相互连接。但是令人诧异的是在不同的地区,对物联网的定义却并不一样。比如在欧洲,物联网并不是单独的网络,而是在互联网的大旗下,属于互联网的一个分区。物联网是拥有自我处置和分配性能的世界范围的动态的网络设备,并在标准和相互通信协议的基础上建立。在物联网范围里,无论是有形的物还是无形的物都具有其独有的“身份”和资料,并在大型而全面的网络中相互连接。而在国际上,最通用的定义是将任何一种物品,在遵守协议的情况下,利用红外感应装置、定位系统、RFID等信息传感装置,和地区内的互联网相互接触,并进行数据和信息的对换和交流,体现出带有智能的识别、分析、定位管理等过程的网络。我国对此的定义与国际上普遍认同的定义相符。在更远的角度分析,物联网也是一种将实际存在的物品和虚无的信息相互融合,将正式的世界和虚拟的世界交融,将有形的物体和无形的信息网络结合,控制物品识别、跟踪、管理的巨大网络。
2 物联网体系
物联网的体系分为很多部分,分别为感知、接入、互联网、服务管理和应用。
感知,其主要作用是利用各种各样的传感装置,对一种物体的信息进行全方位的获取。一般情况下是将角度广、种类繁多的各种信息协同进行处理来控制和归纳,同时通过特定的设备与网络的其他资源共享。接入,即以无线设备、卫星网络等基础设备将上一层得到的信息传递给互联网。互联网,其功能是对获取的信息进行整理分配,构造四通八达的智能网络。服务管理,内涵是对互联网中的大量信息实时监控和管理,并为互联网准备接口。应用,在系统最下层,将各类信息汇总创建多种多样的实际应用,如天气预报、文化教育等。
3 物联网中的关键技术
3.1 嵌入式可编程RFID 技术
即射频识别技术,该技术能在不接触的情况下,自动识别某种系统发出的射频信号,用以获取传递信息。射频识别技术建立在计算机技术的基础上,能够识别不以捕捉的物体,加以标签,十分方便快捷。射频识别构成有应答设备和阅读设备,功能是寻找并操控物体,并与网络结合,可以在射界范围内跟踪管理。其原理是当物体在磁场中运动时,识别所发出的射频信号的同时利用产生的感应电流将所获得的信息储存,然后进行筛选、传送,阅读器接收信号后传输到中央信息处理系统,在系统里作,来对物体高效率的控制管理。
3.2 EPC编码
EPC编码可以将单独的物体进行标注,也可以对物品、货盘、货箱、地点等对象进行独特的标记。该技术以世界统一表示系统的条形编码为基础,并在基础之上又有所发展。
3.3 传感器网络技术
传感装置是无生命物质对世界进行连接和判断的装置,类似生物体的眼睛等器官,对自然环境中的各种信息如温度、湿度、光线强度等方面的信息进行获取,给物联网提供做寄出的信息数据。该装置有多单元构成,具体如下:
(1)传感单元,传感装置、数模相互转换功能模块
(2)处理单元,中央处理器、存储装置、操作系统
(3)通信单元,无线通信设备
(4)电源
(5)其他功能单元如定位、移动、发电等系统
传感装置构成的网络中,节点是通过飞行工具散布或人工布施布置在物体周围,通过一种特殊的多跳网络输送数据给接收发送设备,接收发送设备也可以将数据反向相同方法输送回节点。接收发送设备与因特网和通信卫星直接连接,经由二者实现节点和传感设备之间的通讯。该网络科技含量十分丰富,应用了嵌入科技、传感科技、网络系统、无线通讯科技等。该网络先以传感装置获取基本数据,再用嵌入系统马上进行处理,通过网络和无线通讯将数据散播,在上层服务器中进行分布性处理。
3.4 智能技术
这里的智能技术指大量数据的分析和管理的智能化。而大量数据的分析和管理又是指以软件工程技术做基础,对物联网传播的数据进行快速的储存和计算,将计算结果又将反馈给物联网的控制装置。这种技术可以把智能系统植入物体,使物体具有一定的智慧和自我分析能力,使人和物体的相互交流成为可能。技术中包括智能分析与控制系统、人工智能理论、人机交互技术等,通过植入智能系统给予物体同人类交流、沟通甚至直接对话的能力,方便效率的提升。
3.5 纳米技术
顾名思义,纳米技术是以纳米为基本单位的材料相关技术。该技术使物体在功能不减少的情况下实现物体的微型化,使物体便于携带和使用,同时能在有限的空间内跟多的应用先进技术,是物联网的的各部分系统更快更小消耗减少,数据的传输速度加快。
3.6 云计算技术和海计算技术
该技术出现时间较晚,指的是计算机将一部分计算部署到前台,减少数据处理的延迟。物联网由于范围广,数据量大,需要一个极大的数据处理平台来处理信息,云计算就能有效地在平台之中连接信息孤岛,使用户能方便的使用各类信息,同时极大的降低信息处理的延迟。
4 物联网的应用分析
4.1 城市社区的智能化
物联网技术能参与城市社区的智能化建设,它和智能控制技术等其他相关技术协同作用,提高建筑的功能和服务效率,让建筑更贴近人的日常生活,具有智能化,让居民体会到现代化社会的方便舒适。更重要的是,应用了物联网技术的智能社区促进了环境的低成本改善,实现人们需求的高质量满足,同时能促进人类参与社会的各项活动,拉近社会间的距离,对城市社区的理想居住环境构建有正面的促进作用。
4.2 精细化农业生产
在农业方面,物联网技术能利用传感装置实时监控农作物的生长状况,产量,虫害等信息,从而对农业产量如何提高给出细化的研究方向,同时能有效快速的对各种情况进行处理。而就国内来说,我国农业处于传统型农业向现代型农业的转型重要阶段,应用物联网技术能加速转型,是农业生产想更精细、更高效的方向发展,更快的普及自动化。
4.3 交通管理智能化
建设智能的交通运输管理系统,以物联网技术、数据处理技术、无线通信技术、信息技术等为基础,创建效率高、精确性强、切实可靠的交通管理体系。详细来说,在每一辆汽车上装配传感装置、监视系统等装置,实时统计交通状况,车辆信息,确保城市交通的流畅与安全。
4.4 家居智能
让人们居住环境富有智能,就是家居智能。它将住宅细化为一个平台,利用各种有线或无线通讯系统,将空调、电视、厨房用具、家庭影院、灯具窗帘、音响广播等进行控制集成,创建高效方便的日常住宅设施与日常安排管理系统,是家居变得更安全、方便、舒适、节能,极大提高人们的生活质量。
4.5 电网智能
顾名思义,将城市的电网系统实现智能化,使电网更安全、环保、高效、经济、有可靠性。能合理和利用物联网分配供电,能让用户方便安全的使用电能,允许各种不同形式的供电,提升电力市场和资产优化的运行效率。
4.6 智能物流
智能物流利用物联网技术,使物流网络具有人类的智能,能自动判断、学习、总结并分配,自动解决物流系统出现的问题。物联网技术是核心,它能使物流过程中的信息能自动获取,车辆货物被自动跟从监控,主动分析判断,让货物始终处于被监管的状态,实现信息先与货物流通,使物流网络有极强的及时性和精确性。智能物流也是物流发展的一种必然,它利用云计算、海计算、物联网、传感技术等将物流智能化、信息化,实现资源的合理配置和高效传输。
4.7 环保物联网
指在平常传统的环保行业中,加入智能化、信息化、自动化的元素,实现环境的科学化保护治理。环保物联网可由几部分组成,首先是环境中实时的污染监控传感装置,包括传感系统、分析系统等,然后是数据的传输即通信,将上一层的信息传入数据应用层,分有线和无线两种装置。最后是数据应用层,这一层是中心处理层,它既能将传输过来的信息进行处理分析得出结论,也能远程控制相关设备实时优化环保治理建设。
4.8 智能校园
学生是社会人员组成的一大部分。智能校园就是利用物联网技术,对校园中各类各样的信息数据集中分析处理,实现教育资源和其他资源的合理分配利用,对教育和校务管理体系进行优化提升效率,实现校园的数字化教学管理。
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