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关键词:物联网技术;安防系统;校园安全;应用
引言
随着计算机的日益普及,物联网这一新兴产业随之发展壮大,几乎涉及我们生活中的所有行业。目前,物联网在教育领域中被广泛应用,网络学习空间、多媒体教育等成为教育的主流,物联网已成为学校向前发展以及为国家培养人才的重要组成部分,为解决校园安全事故多发问题,物联网这一重要技术被应用于校园安全系统中,以此提高校园安全建设。
1物联网技术简述
1.1物联网的概述
物联网这一词最初被提出是在1999年,其主要是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、气体感应器等传感设备,按照约定协议,将任何物品与互联网相连,进行信息交换和通信,来实现智能化识别、定位、跟踪、监控等的一种网络,简单来讲就是物物相连的互联网[8]。物联网是新一代信息技术的重要组成部分,其基础核心仍然是互联网,是在互联网基础之上的延伸。
1.2物联网的应用
物联网用途广泛,几乎被应用于所有行业之中,遍及智能交通、环境保护、政府工作、学校教育等各种领域[6]。物联网的系统应用可以被归类为两方面:其一,物联网可以用来解决生活中的问题,这种问题尚未被发现或没有解决方案时,进行创新,如ParrotDisco无人机的发明[4]。其二,物联网可以应用于工作系统中来减低资源配置,优化系统如物联网与移动互联相结合等。
1.3物联网的体系结构
物联网具有感知延伸层、网络层、业务和应用层等三层结构[5]。其中感知延伸层,指对外物的感知,包括了信息的采集、捕获与识别等。网络层,以网络为主体,进行信息的传递,根据感知层的业务特征,进一步优化网络的特性,实现物与物间的相通。而业务和应用层则是起到物联网的信息处理以及应用的作用,对于物联网的各类型应用,实现信息的储存、应用的决策等。
2校园安全的重要性
安全是社会发展的前提条件,只有安定的环境,人类个体的生命安全得到保障,安全,是历来人们关注的重点。而作为为国家培养人才的基地,学校校园的安全更为重要。在学校,学生有时也难免面对各种危险,这些危险有时是学生本身鲁莽造成的,而有的却是外来威胁。本人曾经就各年龄段的学生进行采访其身边的安全事故发生情况,如表1,其中小学生有近85%回答并未在学校目睹过安全事故的发生[3]。而初中生却逐渐增多,这个调查结果显示,随着年龄的增长,学生的自由度越发高的同时,其身边事故发生几率也在逐渐增加。
3物联网在校园安全应用中的主要技术
3.1传感器技术
物联网在校园网安全应用中,传感器技术很普遍,以教室随处可见的监视器为例,若想要将监控器所看到的画面准确显示在计算机中,就需要传感器将所照摄的图像转换为数字信号后,计算机才能对其进行处理。
3.2RFID射频识别技术
RFID射频识别技术主要融合了无限射频技术和嵌入式技术,是一项综合型的技术[7],RFID在自动识别、物品物流管理上有着广阔前景,而学校也经常能看到它的应用。如高校校园的一卡通,在高校生活中,无论是食堂吃饭、水房打水、还是进出宿舍用的大都是同一张校园卡,因为RFID技术的融入,不论是公寓门禁还是吃饭打卡,其只有具有对不同卡片的识别功能才能更好地应用。
3.3嵌入式系统技术
嵌入式系统技术是综合计算机软件、硬件、传感器技术、集成电路技术等为一体的复杂技术[8]。经过几十年的发展创新,以嵌入式为特征的智能终端产品几乎随处可见,小到目前人手一部的手机,大到航天卫星系统等,嵌入式系统改变人们的生活,推动了社会的发展,而在学校各种安全防护设备中,正是因为嵌入式系统,才能将各项技术更加灵活运用。物联网此三种重要技术若是以人体来做比喻,传感器对于物联网就相当于人类的五种感官,用来感受外界的事物;网络之于物联网就相当于人类的神经系统,指挥着人体的行动;嵌入式系统对于物联网就相当于人类的大脑,指挥着人体的一切行动。
4物联网技术在校园安全中的实际应用
4.1感知校园边界系统技术
把物联网应用于高校安全工作中,把校园教师及学生的活动进行有效的传递,运用感知校园边界系统,对学校的教学、学生、校园等方面进行全面管理,确保师生的人身安全。
4.2安装场所监控系统技术
高科技应用可以使得学校安全稳定工作更便利,把物联网应用于学校安全工作中,对校园周边环境以及师生活动及时有效的监测,提升校园安全管理水平的同时,节省人力物力。
4.3门禁系统
在许多高校之中,基本每栋学生公寓都安装有RFID门禁系统[6],允许在内居住的学生刷卡进入公寓。甚至每间宿舍的房门也由门锁改为了门禁形式的感应器,宿舍内部人员刷卡进入,若发生暴力开锁事件,则会向公寓数据中心发出警报,最大程度地保护学生的财产安全。在门禁系统未在校园实行之前,不论是校园还是学生公寓都处于一种完全开放式状态,高校大学生几乎都有诸如电脑等贵重物品,且大都对于学校安全有一种盲目的信任,电脑、钱包、银行卡、手机等放置在公寓是大多数学生的选择,入室偷盗事件时常发生,造成学生笔记本、手机、钱财的丢失,而物联网技术的应用,门禁系统的设置,在最大程度上保障了学生的财产安全。
5总结
目前,物联网已经被应用于各种行业,然而其仍处于完善阶段,物联网本身所具有的潜力,使其在校园应用中更加广泛,国家应着重发展物联网技术,抓住机遇,促进该技术进一步发展。
参考文献
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[3]李冬月,贾宇琛.物联网在校园安全中的应用[J].无线互联科技,2015(13):37-38.
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[6]周备锋.探究物联网技术在高校安全管理中的应用[J].计算机光盘软件与应用,2013(19):47-47.
[7]程雪松.物联网在校园安全中的应用研究[J].中国科技纵横,2013(24):45-45.
关键词:物联网技术;智能家居;系统设计
随着科学技术的迅速发展,世界也开始进入了信息化时代,而如今科学家将计算机技术和信息技术融入了人们的日常生活和工作中,也就是智能化的应用。智能化的应用虽然从起源到现在只有二十多年的时间,但是其发展速度已经在各大发达国家中得到广泛应用,特别是在建筑行业以及家居行业中已经使用在人们的生活和工作当中,这不仅仅是世界科学上的一大突破,更是让人们的生活和工作迎来了一个全新的、高科技和安全舒适的环境。
1物联网技术的智能家居与传统智能家居的比较及发展趋势
物联网技术的智能家居是通过无线连接方式将家庭中的各种使用电器科学合理的组织、联系起来,形成一个完整的控制系统,而传统的智能家居是每个家居带有智能化的独立工作,它们是单一化的、无联系性的个体,因此在两者比较中,可以发现物联网技术的智能家居在控制和管理方面会比传统的智能家居更加的节省时间以及管理成本,在使用处理方面会更加的简单方便,可以说物联网技术的智能家居给人们的生活和工作带来更简便、更统一以及更加实用的体验。但是由于物联网技术的智能家居还未能广泛的使用,所以在购买成本使用上会比传统的智能家居更高,在维护和维修方面则需要全面整体的排查,所需的费用也就更加的昂贵。因此物联网技术的智能家居比传统智能家居存在着巨大的优势,但是也存在着时间发展的限制。随着社会经济的发展以及家庭人口结构的复杂化,人们对于家居环境的需求也就越来越高,特别是在环境的舒适程度以及安全方面,与此同时大多数经济条件较好的家庭对家居产品的功能要求不仅仅是使用上的安全舒适,更多的是要求整个系统能在功能之上有更多的扩展和更多的服务需求,能做到全面、简单又有舒适、有效率,所以物联网技术的智能家居不仅会受经济和科学的发展而逐渐取代传统的智能家居,更是人们对未来生活和工作的需求慢慢普及到每个家庭中。
2物联网技术的概括说明及智能家居的系统技术构造分析
2.1物联网技术的概括说明物联网的应用是与所连接的物体,可以进行远程感知并控制,物联网主要由感知层、传输层以及应用层所组成物。联网由传感器的传感技术为基础用于采集信息和连接电器产品,再通过输出层进行数据上的传输和计算,最后通过应用层来实现所接收信息的应用和服务。
2.2智能家居系统的构造分析智能家居主要由简易信息家电、信息处理模块、通信模块、功能驱动模块以及外界信息的接口模块所构成。信息家电就是通过带上PC,利用计算机和信息技术与普通家电连接而成的主要功能的家电产品,属于家庭中的新型家用电器;信息的处理模块是系统的处理器,可以将比较分散和独立的信息进行信息的共享和协同工作,主要现实功能就是对家电工作所处的状态和发出的需求进行收集并处理,再将结果传输到功能驱动模块当中;通信模块是系统模块之间连接的“线路”,根据不同的家庭和所处的生活环境,通信模块也不尽相同,所需求的功能状态不就不一样;功能驱动模块是系统的信息指令中心,是信息的流入和流出与家电的接口,根据不同生产商的电器,首先需要经过驱动模块来将指令翻译成家电器所能够执行的电子信号,还将各种复杂状态的信息转化为简单易懂的二进制信息;外界信息的接口模块是外界与家庭连接的“关卡”,使得家庭的内部中的各种信息在共享的基础上,进一步的实现了基于因特网的资源共享,通常被指定为今后发展智能家居关键所在。
2.3智能家居系统的主要技术智能家居系统的主要技术有:网络通信技术、网络移动终端技术以及网络控制技术。网络通信技术可以分为有线网络通信和无线网络通信技术,现在主要流行的是无线网络技术,其比较有线的网络技术更具有低耗能、低成本以及广范围的覆盖的优势,是未来智能家居发展的主要通信技术;网络移动终端技术通常以智能手机为主要代表,也有的使用智能电视机或是平板电脑。网络移动终端技术现在主要嵌入的系统是比较被广泛的安卓系统,用于移动互联网上。网络控制技术通常由家庭网关互联、外部扩展的模块与家电互联以及直接嵌入系统应用:智能家居的主要核心就是家庭网关,用于完成家庭的内部网络中的各种通信的连接转换和共享,并同外界通信网络的数据进行交换和对家庭智能家居的管理和控制;通过外部扩展的模块与家电互联进行远程控制,按照规定的通信协议对家电进行控制;直接嵌入系统应用实现了网络功能与家居中的单片机相互协调控制的功能,使仅有单片机控制的家电升级到单片机与网络相连接的多功能控制。
3物联网技术的智能家居系统设计的研究方向
3.1由移动智能终端,随时随地控制管理家居通过比较传统的智能家居,会发现一个问题是传统家居没有统一的管理性,往往一个家电器发生什么意外事故或者是软硬件的损坏,用户都难于察觉或者在外无法对意外事件提前警觉,因此在使用物联网技术的智能家居设计中,需要设计一款由移动智能终端来随时随地可以控制管理家居的系统,在移动智能终端上设置功能需要有家电用器的开启与关闭的功能和设置家电器工作状态的功能,主要由于家电器摆放或是设置的开关之间有一定的距离,为了方便用户通过移动智能终端可以节省生活中不必要浪费的时间,另一方面更为了防止人的惰性而能随时随地的关闭不必要的家电器使用,节省电能源。
3.2实现一键控制家居模式对于传统的智能家电来说,用户在使用时都需要对每个家电进行繁琐的操作,实现一键控制家居模式是物联网技术的智能家居系统设计的主要研究方向,设想下一个刚从繁忙工作回来的工作者,一回到家里打开电灯、开空调、插电煮水来准备洗澡、洗后还要用洗衣机洗衣服、开电脑或看电视,似乎又回到家工作一般,如果实现一键控制家居模式,根据用户日常习惯设定后,一切通过一键实现运作,不仅仅是生活中的享受,更是大大节约了大部分繁琐操作的时间。关于物联网技术的智能家居系统设计需要能对日常安排的家电使用能够有灵活变动的功能,也必须能在远程进行操作,提前设定好功能
。3.3安全系统的监控与设定物联网技术的智能家居系统设计必不可少的是安全系统的设定,安全系统主要要注意的方面有:家电器具的安全管理,对家电器具的开关使用情况都有安全模式通过移动智能终端设置警报提醒;另外是网络安全的设置,对于黑客或是有意进入的网络扰乱的侵入者,可以设置移动智能端进行监控和清除的功能;最后需要安全系统设置的是为防止房屋的盗窃,设置防盗系统,用于检测外来人员进入房屋的扫描功能和自动报警功能,在这两个功能设置之外还可以设置移动智能终端进行视频监控的功能,从多个角度和多个功能方式来安全防护,让用户减少不必要的财产损失。
4总结
总而言之,物联网技术的智能家居系统的发展是随着经济的提升以及科学技术进步的,比较传统智能家居是为了更好的吸取其中的优势,去除繁琐的操作,为了人们今后拥有更加安全、舒适而又简便的生活,物联网技术的智能家居系统还需要更多的完善和改进。
参考文献:
[1]梁爽.基于物联网技术的智能家居系统设计[D].西南交通大学,2013.
[2]邓桢文,程洪亮,蔡艺韵,等.基于物联网技术的智能家居系统设计[J].福建电脑,2016,32(2):21~22.
(一)物联网的含义。物联网指的是物物相联的互联网络,是一种现代意义上的互联网,它的用户存在于所有的物和物之间。根据我国对物联网的理解,可以定义为:物联网是在红外感应器、射频识别、激光扫描器、GPS等技术和装备的支持之下,为了能够实现信息共享和物品自动化之别,在相关协议允许的情况下的互联网环境去链接所有的物,从而更为方便地开展管理和识别的工作。在物联网的条件下,人和物、物和物、人和人的交流都得到了实现,真正的让虚拟进入到了现实生活中来。
(二)物联网的系统框架特点。从技术层面上而言,物联网包含了三个层次:感知层、网络层以及运用层。这三个层次的特性分别如下:①感知层:感知层是物联网最底层的一个层次,主要是凭借系统中的传感器来充分感知现实生活和虚拟生活中存在的各式各样的讯息并且搜集资源和数据,在将这些讯息进行有效辨别后整理传输到网络层。②网络层:网络层是物联网中间级别的一个层次。网络层主要是负责安全、精确和准时地在网络的情况下传输资料和数据,相当于人大脑的中枢神经的作用。③运用层是物联网最高级别的一个层次。它属于链接端口的性质,负责用户和物联网之间的串联和沟通,它在整个物联网中起着最为关键的作用,在运用层的使用之下,能够确保物联网智能化的实现,更好对授权进行管理与操作。物联网有着自动化、智能化、共享性、连通性等主要特点。它能够第一时间地连接人和物、物和物、人和人的交流和沟通,而且不论时间和地点,将社会上的一切都通过智能的方式串联到了一起,是人类进步的又一阶梯。
二、高校物联网应用
(一)高校物联网在平安校园中的运用。高校物联网在平安校园中起到了巨大的作用。现如今,手机已经成为了大学生人人必备的物品,并且基本随身携带且保持信号畅通,因此它能够更好地代替一卡通的效果。通过手机实名制注册信息,在不阻碍传统通信、短信、上网等功能的前提之下,利用GPS进行定位可以处理各种如学生失踪的突况。它还能够运用全球定位系统调度车辆和人员,提升校园安全管理的能力,加快对应急事件的反应速度,更好地处理突发事件。同时,物联网RFID技术还可以创建门禁识别系统来保证学生的安全。门禁系统最关键的是能够准确地识别不同人群之间的身份信息,便于校方进行统一管理。特别是在晚间回宿舍时,设定学生必须刷卡才能入门,在没有卡的情况下门禁生效,有效地保障了学生的安全,防止了不同区域学生的干扰,同时对防范陌生人有着重要作用。
(二)物联网在教学管理中的应用。传统的教学管理主要依赖于人工管理,在物联网技术的帮助之下,教师和学生的上课考勤、门禁都可以通过手机来实现,而且教师还能够利用自身的手机来完成多媒体设备的各种不同操作,在使用时能够辨别学生的出勤情况以及教师的使用时间。“翼机通”是现在许多高校使用的一项帮助教学管理的重要工具。只要是在“翼机通”上注册的教师和学生,都能够对应上其所有的信息,包括姓名、班级、院系等,“翼机通”通过系统来发送教学信息、通知公告、学生成绩、教务信息等,甚至诸如开会、停课等信息都会一一发送到教师和学生的手机上。管理员只需要设置好不同人员的权限级别,便可以轻松地进行教学管理。
(三)物联网在日常生活中的应用。物联网在日常生活中的使用也是极为便利的。一方面,学生可以使用手机就能够完成注册、报道、购物、就餐、借还图书等事宜。另一方面,学校的图书馆在使用了RFID设备后,能够有效地实现智能分拣、文献定位导航、架位标识等功能,而不是通过磁条和条码等传统设备来完成,有效的提升了工作效率。在借阅和归还图书时,物联网技术能够提供专属的图卡器,只需将图书证或身份证进行验证便可以轻松的一键到位操作。
三、结束语
随着工业的发展,我们的生活环境也越来越差,为了进一步加强对我们生活环境的监测,保护好我们的生存环境,文章就对物联网技术在环境检测中的应用进行了以下的探讨。
关键词:
物联网技术;环境检测;应用;三层架构
随着经济的突飞猛进,我国在水质、大气、生态环境等各方面都受到了不同程度的污染,为了改善和保护我们的生活环境,就要借助各种技术来加强对生活环境的检测,从而制定更好的保护措施。物联网技术是一种信息收集、监控的网络技术,在环境检测中有着重要的作用,因此环境检测工作人员应该加强物联网技术在检测中的运用。
1物联网技术在环境检测中的实际应用
1.1在水质检测中的应用
物联网技术在环境检测中的应用有很多,其中在水质检测中的应用最为广泛,借助物联网技术,可以为我国的水资源保护和利用提供可靠的数据,从而帮助我们更好地保护水资源。比如,借助物联网技术来对饮用水水质检测的时候,只需要将物联传感器安放在饮用水的水源上,然后就可以对饮用水的水源地水质进行检测,从而更好地掌握饮用水的水质情况。在借助物联网技术对工业污水检测的时候,特别是对工厂的废水排放检测中,需要在废水排放的河流中建立自动的水质监测站,时刻对废水的排放进行检测,然后再将废水的排放情况及时地上报,从而更好地起到检测的作用。传统的水质检测是通过取样然后进行化验,在此过程中不仅耗时较长,还要花费较多的人力物力,因此水质检测的效率降低。在借助物联网技术的帮助后,可以通过建立水质自动监测站以及相应的预警监测设备,一旦发现水质污染的情况就可以及时上报,及时解决水质污染的问题,保证我们的饮用水质量。
1.2在大气检测中的应用
物联网技术也可以应用在大气检测中,通过物联网传感器来对大气中的污染物进行检测,然后再将检测数据及时地传递上报,从而帮助环境检测员及时地掌握大气污染的情况,保护我们的环境。在借助物联网技术来对大气进行检测时,主要是对大气中的二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳等气体的含量进行检测,一旦发现某些气体的含量超过相关的指数,就要对当地的环境进行改善,提高当地的大气质量。因此,物联网的传感器应该安装在人流较为密集的地区,这样才能准确地检测出人们生活中的大气质量。通过加强物联网技术在大气检测中的运用,不仅可以有效地加强我们对大气质量的掌握,还能帮助我们更好地结合大气检测结果来制定和开展大气环境保护措施,保护好我们的生存环境。
1.3在海洋检测中的应用
海洋面积占到地球面积的百分之七十,因此海洋的环境质量对于我们的生活有着重要的影响,所以我们要加强对海洋环境的检测,保护好海洋环境,从而更好地保护地球环境。在进行海洋环境检测的时候,也可以借助物联网技术的帮助,通过结合互联网技术以及物联网传感器来对海洋的组成物质进行分析。比如,我们可以借助海洋区域的无线传感器的帮助来对海洋中的营养盐含量进行信息收集,然后通过互联网技术来对所采集到的信息进行传输,及时地将海洋环境检测数据进行上报。借助物联网技术进行海洋环境检测,主要是加强不同海洋区域的传感器之间的连接,还要掌握好传感器安装的高度,更好地保证检测数据的可靠性,为环境检测员提供更加精准的海洋环境数据。
1.4在重金属污染检测中的应用
随着我国工业的发展,我国的重金属污染问题越来越突出,对我们生活的影响也越来越明显,因此为了加强对重金属污染问题的控制,我们可以加强物联网技术在重金属污染检测中的应用。重金属污染与其他环境污染最大的区别就是重金属污染持续的时间较长,一旦发生了重金属污染就很难进行根本上的消除,因此一定要做好对重金属污染检测的工作,避免重金属污染的发生。环境检测工作人员可以借助物联网技术的帮助来对重金属污染地区记性样本的采集和化验,并且及时地将化验结果传输到污染地区,进而及时地制定解决措施,降低重金属污染对我们的影响。
1.5在生态环境检测中的应用
物联网技术在环境检测中除了可以应用在水质检测、大气检测、海洋检测、重金属检测,还可以运用在生态环境检测中。特别是随着物联网技术在环境检测中的应用,针对于生态环境检测的物联网技术也逐渐成熟。针对于生态环境的物联网检测技术主要有视频监控技术,通过视频监控技术可以帮助工作人员及时准确地掌握动物的生产情况,从而更好地制定相应的环境保护措施。除此之外,工作人员还可以借助物联网技术来对沙漠的绿色植物的种植情况进行研究和分析,从而更好地制定沙漠植被保护措施。
2物联网技术在环境检测中的三层架构分析
2.1感知层
物联网技术三层架构包括有感知层、网络层和应用层。感知层是物联网技术的最基本架构,是物联网技术的基础,因为物联网是通过感知层来获取相应的信息。感知层中的关键技术有很多,比如有二维码、识读器等,要实现智能化的感知层,就要加强智能卡、RFID等技术在感知层中的应用,通过这些技术,让环境检测传感器在收集到数据的同时能够将数据进行处理以及输送,从而大大地提高环境检测信息处理和传输的效率。由于各种原因,感知层的技术在使用过程中会出现较大的功能损耗,因此为了更好地提高物联网技术在环境检测中的运用,工作人员就要努力研究和解决感知层中的功能损耗问题,降低物联网技术在环境检测中的投入成本。
2.2网络层
网络层是物联网技术最为重要的架构,因为网络层在物联网技术中起着信息传递的作用,也被比喻成物联网技术的神经中枢。网络层的主要作用是进行信息的传递,包括信息中心、智能处理中心、网络管理中心等等。通过网络层中的各种技术之间的协作,可以让人与人、人与物以及物与物之间的沟通更加简单和智能化。网络层中的信息传输方式有很多,用户可以结合自己的需求来选择不同的传输方式,从而更好地提高传输效率。网络层中主要的信息传输方式有WIFI、CDMA、GPRS、3G、ADSL等等。随着物联网技术在环境检测中的应用,工作人员应该加强对网络层技术的研究,降低技术的复杂性,提高信息传递的效率。
2.3应用层
应用层是物联网技术的第三个架构,主要是对信息进行处理和应用,应用层借助各种技术的帮助对收集的数据进行分析处理,然后为用户提供其所需的数据,降低筛选信息的时间。通过物联网技术,工作人员可以收集到海量的环境检测信息,借助应用层技术的帮助,筛选出自己想要的内容,进一步对环境进行检测,提高环境检测结果的可靠性。在应用层中,可以分成四个组成部分,分别是数据中心、支撑平台、环保业务以及门户应用。不同组成部分的功能作用是不一样的,比如数据中心是对数据体系进行设计,支撑平台主要是为数据的运行提供相关的技术支撑,保证环境检测数据的传输,环保业务主要在数据中心和支撑平台的基础上建立相应的环境检测系统,对发生的环境污染事件及时地做出相应的对策。
3结语
综上所述,文章分别从物联网技术在环境检测中的实际运用以及物联网的检测技术进行了分析,由此可见物联网技术对我国的环境保护有着重要的作用,我们应该加强物联网技术在环境检测中的运用,加强对我国环境的监测,保护好我们的生活环境。
参考文献:
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[关键词]数字时代;物联网技术;生活方式;反思
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2015.15.163
1 引 言
以物联网为核心的信息技术的发展被誉为第三次信息技术革命。从1999年基于RFID/EPC技术的物联网技术首次提出到目前被广泛地应用,可以看出物联网技术在不断地融入到人们的生活之中,并且逐渐的成为人们生活越来越不可缺少的一部分。而物联网技术与数字技术的结合也在各个领域里开始得到关注。
2 物联网技术的相关背景
2.1 “物联网”概念简述
物联网是“物物相连的互联网”,是通过各类传感装置、RFID技术、视频识别技术、红外感应、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按照特定的协议,并根据需要实现物品互通的网络相连。同时进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的智能网络系统。“物联网”是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界第三次浪潮。“它”的问世打破了传统的思维模式。过去的思维一直是将物理基础设施和IT基础设施分开即物理基础设施――比如机场、车站、公路、商场、工厂等;IT基础设施――数据中心、个人电脑、宽带等。“物联网”是把芯片直接植入建筑材料、包装材料本身,如钢筋、混凝土、电缆等,让材料与材料直接对话。打个比方,地球就像是一个整体的大工地,而世界的运作就是在“工地”上面进行,这其中包括经济管理、生产运行、社会管理甚至个人生活等方面。
2008年3月在瑞士苏黎世举行了全球收割国际物联网会议“物联网2008”,探讨了“物联网”的新理念和新技术与如何将“物联网技术”推进发展的下个阶段。2009年8月7日总理到无锡微纳传感网工程技术研发中心视察并就此发表了重要讲话。8月24日,中国移动总裁王建宙赴台首次提出了“物联网”概念。他指出通过装置在各类物体上的电子标签(RFID)、传感器、二维码等经过接口与无线网络相连,从而给物体赋予智能,可以实现人与物体的沟通与对话,也可以实现物体与物体互相间的沟通和对话。这种将物体连接起来的网络被称为“物联网”,王建宙同时指出,要真正建立一个有效的“物联网”有两个重要的因素。一是规模性,只有具备了规模,才能使物品的职能发挥作用,二是流动性,物品通常是静止不动的,而要让物体与物体之间得到很好的对话必须让物体运动起来。这样才能实现很好的对话。“物联网”的作业也就能够很好的体现出来。
2.2 数字时代与人们的生活
举个例子:我国的无线电通信网络已经覆盖了全国大部分地区。包括从繁华的都市到偏僻的农场。到处都有无线网络的覆盖,这就给“物联网”的广泛应用提供了一个很好的背景基础,加上人们现在对固定台式电脑的依赖越来越低,移动终端的兴起让人们渐渐地步入了一个新的生活节奏。以前的模式是人们如果需要上网必须坐在电脑前,通过有线网络、光缆、等媒介进行与外界的沟通,自从第三代(3rd Generation,3G)移动通信技术的发展,为人们的生活大大的创造了可以随时随地的上网与外界联系的条件。人们可以随时随地通过手机、平板电脑等移动设备进行社会活动。在手机上装上一些类似于RFID的识别码或者软件可以让人们的生活变得更加便捷。
图1 3G手机在生活中的一些应用
由此可以看出,无线网络是物联网必不可少的基础设施,安置在动物、植物、机器和物品上的电子介质的数字信号可以随时随地的通过无处不在的无线网络传输出去。自从“云计算”技术的应用,使得数以万计的各类物品的实时动态管理变得可能,同时也使得整个网络可以相当于一台真正的电脑。
3 物联网技术的未来展望
3.1 物联网技术对未来经济的推动
物联网需要自动控制技术、信息传感技术、射频识别技术、无线通信技术及计算机技术等,物联网的研究将带动整个产业链的发展。物联网如果大力在国内普及的话,用于动物、植物和机器、物品的传感器与电子标签以及相应配套硬件设施。这些都对信息技术元件的生产带来一个巨大的推动作用,在满足市场需求的前提下同时还能增加大量的就业岗位,同时也为我国目前的国情减轻了一些负担。同时,由于当今形势下中国与世界的联系越来越紧密通过物联网技术的不断成熟,也可以让中国以劳动制造密集型的产业得到很好的发展。
3.2 物联网技术在人们日常生活中的应用
可能平时大家在超市或者商场里面都会发现商品上有“条形码”而且在结算金额的时候收银员在用扫描仪对准条形码进行扫描最后由电脑进行金额结算,这其实就是一种无形的物联网,只是还不够成熟。目前人们的生活水平日渐提高,在3G手机不断更新的今天,一种新型的“二维码”应运而生。如图2所示。
图2 二维码
当这种新型识别码出现后,它可以应用在各个层面,对我们的生活起到了很大的帮助,同时也让我们的生活更加便利。如图3所示,人们可以通过手机直接拍下二维码,然后在网上进行购买或者读取信息等。交通不方便的地方可以通过这种形式来更加方便地去选择一些商品,同时也让购买不再变得那么有限定。让消费者可以随时随地地去设计他的生活,即更好地让人机结合。
图3 二维码的应用
4 物联网技术的日益成熟带给我们的反思
当物联网技术日益成熟以后,我们会发现物联网技术让我们变得既熟悉又陌生,虽然我们可以很方便的购买很多物品,在对于物品制造的时候我们也可以通过机器、电脑等来进行监督,但是我们是否意识到这一点,就是当我们不再去接触这些物品的时候,我们对于物品的认知层面就会下降,最后我们只能了解到我们生活在一个充满了条形码,充满了网络虚拟的一个环境之中。我们跟家人的谈话不再是面对面的那种场景,可能更多的是通过可视电话、视频聊天来完成这个过程。在我们传达信息的同时,我们是否忽略掉了真正的情感交流?
我们通过网上购物来实现日常生活的满足,但是这却让我们失去很多去商场、菜市场、店铺的体验。对于那种身临其境的体验,以及对于商品的最直观的感知效果已经被那些照片和条形码所渐渐地替代。我们不再是三五成群地一起去逛街,一起去挑选。不再对商品质感、做工等进行很好地研究,我们只是通过拍下来的图片,然后选定进行网上购买。农民也不再去田里种地,而是在播种的时候对每个种子打上标签,之后一切的生长需要都通过植物自己来完成,需要水分或者养料的时候通过物联网来实现,因为“植物自己已经可以思考了”。不需要人们来进行呵护。我们的本能在渐渐地消失,做个大胆的设想,随着物联网技术的成熟,是否在几十年或者几百年以后,人们的衣食住行等一切社会活动、生理活动都需要依赖于电脑或者物联网呢?渐渐地,随着物体与物体之间的交流越来越多,人类是否已经成为了地球上多余的生物了或者已经同化成了物体与物体之间的一部分了呢?我们需要思考甚多。
5 结 论
物联网可以让我们很好地生活,让我们更便捷地交流,也可以让物体与物体之间变得更加智能。在物联网日渐成熟的今天,我们需要明确我们究竟需要“它”能够给我们带来的好处与弊处。深入地了解并且正确地使用物联网,是今后需要研究的课题。在这个时代有些“感知”已经被我们所忘记,有些正在消亡。人是一个群体动物,是脱离了群体而不能独立存活的。所以在人类发展的道路上需要交流与沟通,“物”只是我们的一个辅助工具用来辅助我们生活得更好,交流更加紧密。
参考文献:
当您在办公楼里忙碌的时候,可以为上学的孩子佩戴一块“智能定位”手表,您可以随时监看孩子动向;房屋的大门可用电子控制,可以折叠,小微波传送装置(遥控器)可以开关电视、启动空调,电饭煲煮饭;人们生病时,不需住在医院,只要通过一个小小的仪器,医生就能24小时监控病人的体温、血压、脉搏等。物联网让日常生活中任何物品都可以变得“有思想、有意识”,物联网让人类以更加精细和动态的方式生活,达到“智慧”状态,智慧地球,智慧生活。
物联网样板间专栏,破解孤岛效应,提升商业实用价值
作为新一代信息技术的主力,物联网新技术的创造力是毋庸置疑的。物联网未来的发展被一致看好,在如今这快节奏时代,物与网络的结合是发展的必然趋势,而物联网的出现则恰到好处的满足了当代人们生活和工作的需求。然而目前国内物联网的发展仅仅是停留在概念诠释的表层,并没有形成独立、完整的产业应用体系,物联网产品应用集中度低,缺乏成熟的业务模式。这就限制了物联网技术转化成生产力的脚步,其潜在的商业价值没有充分挖掘出来。
物联网是用人类的智慧打开了科技信息的又一大门,而打开大门后堂皇富丽的科技大殿内存在着机遇,也面临危机和挑战。中华自动化商城积极应战,在国内首创了物联网样板间专栏(/subjectActivities7.html),以无线数据传输技术为基础,以工业数据处理中心和控制中心为纽带,将数据采集、记录和控制集于一个系统之中,能很好的解决您在工业、农业、物流、楼宇方面的应用难题。中华自动化商城是国内第一家比较全面系统地提供现实层面的物联网基础硬件商品,客户可以直接选择商城配套打包的产品也可以根据自己企业的实际需求进行定制。切实详尽的项目应用,量身打造的物联产品,中华自动化商城将物联网产品搬到网络平台进行销售,开创了物联网技术应用的新业务模式、延伸和完善了价值链、供应链,提升了物联网产品的商业附加值。
拒绝神秘,中华自动化让物联网产品应用触手可及
物联网是世界信息产业的第三次浪潮,越来越多的国家和地区已将发展物联网确定为培育核心竞争力的战略重点。作为信息技术能力和信息化程度较高的地区,美国、日本、韩国以及欧洲在物联网应用广度、深度以及智能化水平方面目前处于领先地位。目前我国的物联网技术产品的研发与应用还局限在概念层面,真正实际的物联网产品是“犹抱琵琶半遮面”,这层神秘的面纱使人们对物联网产品的认知和了解变得非常困难。
关键词:物联网技术;下一代互联网;体系结构
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2017)04-0011-02
物联网概念是在1999年被提出的,之后各国组织及企业都对物联网进行了相关报道,并且将实际工作及生活中融入物联网技术。我国对物联网进行了定义,表示物联网是互联网及通信网的延伸及拓展,主要是通过智能及感应技术识别物理世界,使用网络传输互联计算、处理及挖掘其中的知识,实现人与物之间,物与信息交互之间能够相互连接,从而对物理世界进行控制、管理及决策。目前,物联网技术已经被广泛应用到社会的各行各业及生活中。
1 物联网的特点
物联网是在互联网的基础上被提出的,但是两者还是存在一定的差别。主要包括以下几点:
其一,网络体系方面。物联网主要是由两部分组成,分别为末梢网络及互联网网关。末梢网络指的是终端节点物联组成的功耗较低,并且较为松散的网络,所以可以说物联网中包括互联网。末梢网络节点能够通过信息源感知到信息,信息也能够通过末梢网络进入到互联网中;
其二,应用方面。物联网的主要应用分为包括信息采集系统、分析系统及智能处理系统等,互联网则是实现互联资源共享的一个平台。物联网具有多终端设备连接功能,还具有智能处理功能,能够智能控制物体。物联网与智能处理及终端三者相互结合,通过模式识别及云计算等一系列的智能技术,能够进一步的扩展其他领域;
其三,终端设备方面。物理网具有多种设备,一般体积及内存较小,并且宽带低,功能及能量供应有效。互联网设备具有大量的内存及宽带,能够持续供电,并且功能齐全;
其四,操作系统方面。由于物联网硬件资源受到种种限制,导致物联网的操作系统非常简单,内存及宽带占用少,功耗小,功能单一。互联网操作较为复杂,并且内存及宽带占用多,不需要考虑功耗问题,功能齐全。【1】
综上所述,物联网与互联网之间还是具有差异,物联网和末梢网络不能够直接的使用互联网传统技术及协议,这使在物联网技术背景下设计下一代互联网体系结构具有一定的难度。由于物联网是互联网的延伸,两者也存在一定的共性,比如节点需要身份识别,需要路由方案等等,这些共性使下一代互联网体系结构的设计需要物联网技术的支持。
2 基于物联网技术的下一代互联网体系结构
2.1基于物联网技术的下一代互联网体系面临的问题
目前,物联网技术被广泛应用到医疗、物流、交通等行业中,对互联网体系结构带来了巨大的挑战。首先,末梢网络节电能力受到限制,通信方式多以无线为主,导致物联网与末梢节点不支持互联网技术与协议,这个时候就需要设计全新的通信体系;另外,并没有针对物联网的体系结构及核心技术,由于没有全面考虑,各国相关学术界提出的技术及模型不能够使用此场景,此场景信息的智能处理、传输、存储及感知等方式都各不相同,体系内部节点没有办法实现端到端的连接;其次,要想实现体系内部节点端到端的连接,就要⒉煌的IP地址分配到通信节点内部,物联网在不断发展的过程中导致节点对互联网的地址提出大量需求,但是目前IPv4体系IP地址满足不了其需求;最后,互联网体系缺乏针对性的安全防御手段及支持无线通信的方式。
2.2基于物联网技术的下一代互联网体系结构详述
目前,世界中不同国家为物联网制定了不同的标准,IEEE标准委员会在2000年12月份创立了802.15.4工作小组,其主要目标就是开发低速率的WPAN标准。
图1为物联网的一种应用场景模型,为了实现此模型,本文就以IETF体系结构为基础,结合之前相关研究人员的成果,提出了基于物联网基础的下一代互联网体系结构。此结构与传统互联网体系结构在层次方面是一样的,都包括五层,但是每个层都发生了相应的变化。图2为具体的协议分层。
通过图2可以看出来,节点进入到物联网是通过网关实现的,物联网中的物理层和链路层使用的是IEEE802.15.4标准。网络层使用的是IPv6协议,网络层的可选功能包括6LoWPAN和RPL。如果是普通网络的终端,那么就不需要适配层。但是如果是物联网节点,就需要适配层。以网络的实际需求为主,传输层要加载TCP/IP协议,以此满足物联网传输需求。应用层中使用的是能够解决资源受限问题的CoAP协议。物联网网关指的就是互联网与互联网的双协议栈网关,其主要功能就是使互联网与物联网的协议数据能够互相转换。物联网的协议栈结构与互联网服务器的体系结构是一致的。如果物联网节点的体系结构使用6LoQPAN适配层,网络层要对数据封装及解封装进行特殊的处理。以数据封装为例,图3表示报文传输的变化过程。【2】
报文在进行网络层传输之前,其格式与传统互联网是一致的,通过应用层对数据进行封装,在通过传输层对数据进行分组,使其成为传输层报文;传输层报文在进入网络层之后,配以源主机和目的主机两者的报头,将其压缩成若干个压缩报头,并且使其形成载荷IP数据分组,接下来进入到链路层。链路层在通过MAC帧数据进行数据分组,配以目的主机、源主机两者的帧头及MAC地址,这就使其成为MAC数据帧。使MAC数据帧进入到物理层中,之后将其转换为二进制数据流,通过传输介质,根据目的MAC地址传输到主机中。
目的主机另一侧进行反方向过程,进行数据的解封装。
3 基于物联网技术的下一代互联网体系结构中的问题
基于物联网技术的下一代互联网体系结构在设计过程中要全面考虑两种制约因素:其一为新体系结构中,物联网末梢网络都是无线通信,节点资源受到限制;其二,为了有效降低互联网性能受到末梢网络的影响,以此降低互联网功能及性能受到全新体系结构的影响。性能方面的主要问题就是设计有效的路由体系,使其能够保障物联网与互联网的节点实现端到端通信。为了能够实现此目的,全新路由体系中要具有互联网IPv6体系结构,针对末梢网络设计具有可扩展性的层次路由。
节点能耗及资源的限制会使末梢网络物理层及数据链路层两者的信息传输受到限制,对传统IPv6协议栈是不支持的,所以就要创建全新的IPv6协议栈。同样,由于末梢网络不支持互联网技术和相应的安全策略,所以就要创建全新的安全方案和策略。【3】
4 结束语
随着目前网络技术的不断发展,人们对于物联网也越来越重视。本文研究了物联网的特点,并且分析了基于物联网的下一代互联网体系结构的设计。本文中下一代互联网体系结构实现了物联网体系结构的归一化,能够兼容传统互联网体系,修改了末梢网络中的各层。本文还浅析了基于物联网技术的下一代互联网体系结构中需要解决的问题,使互联网技术与物联网技术可持续发展。
参考文献:
[1] 刘昕,徐恪,陈文龙等.融合物联网的下一代互联网体系结构研究[J].电信科学,2011,27(11):66-74.
[关键词]云计算 物联网 地质信息 应用
[中图分类号] P208 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-7-308-1
1云计算原理
云计算的基本原理是,用户所需的应用程序并不需要运行在用户的个人电脑等终端设备上,而是运行在互联网的大规模服务器集群中。用户所处理的数据也并不存储在本地,而是保存在互联网的数据中心里面。提供云计算服务的机构负责管理和维护这些数据中心的正常运转,保证足够强的计算能力和足够大的存储空间供用户使用。无论任何时间和任何地点,用户都可以任意连接到互联网的终端设备,而不用关心存储或计算发生在哪朵“云”上。同时,许多复杂的功能都将转移到终端背后的网络上去完成,用户终端的功能将被大大简化。
2基于云计算的物联网
物联网其实就是一个比较大而且分布也非常广泛的物和物的互联网,主要作用就是对生活中的各种事物进行监控,随着物联网的不断发展,现在也接入了很多的应用终端,其中就包括了湖泊、建筑物以及交通设施等。
物联网技术在智能电网、智能交通、物流管理、医疗设备管理等领域都有了广泛应用。随着互联网技术,嵌入式技术在地质勘探设备和实验测试设备中的广泛应用,地质勘探研究实现了数字化、信息化。但是这些独立的设备没有联接起来,实现数据的互通。物联网技术能很好的将这些独立的嵌入式系统设备联接起来组成物联网,从而实现地质勘探全过程的信息智能化。
3物联网在地质领域具体的应用研究
3.1地质物联网的技术路线
物联网并不是当前社会现有技术的颠覆性革命,而是在现有的技术基础上有机结合并在地质领域中应用,物联网技术同样如此。根据目前地质调查领域日益提高的需求,这需要对GPS、WSN、RFID、Internet、网络服务、移动网络、数据交换、高性能计算、数据存储、信息融合等核心技术进行深入的研究和探讨,并将这些核心技术运用到地质工作中,从而形成一个完整的综合解决措施或方案。
3.2基于物联网的地质勘查的应用研究
实现地质勘查的信息化是地质研究工作信息化的重要目标之一,是改变地质调查研究工作的传统方式、提高现代信息化程度的根本。而将物联网技术的应用于其中又是将地质研究信息化进程的一个重要突破。地质勘查的进行,从流程的角度,根据功能的不同,可以分为室外工作、室内工作、实验室端、服务器端四个部分。物联网技术可以有效的将地质勘查研究过程中的勘查设备、研究人员和服务器组成一个完整的物联系统。
4云计算在地质领域的应用研究
地质云计算的平台设计:
整个地质云计算平台主要通过GCCSC来管理,它是整个平台的核心,能构造出整个地质云计算的数据中心,并将平台的基础设备有效的串联起来,从而形成一个庞大的虚拟资源池,为整个地质学工作服务。通过SOA、WCF等对平台的资源进行管理,利用Web服务,基于HTTP或TCP等网络协议实现通信,非空间服务利用Web Services实现并,GIS服务器利用ArcGIS Server实现。无论是空间服务还是非空间服务,都统一的注册在GCCSC上,服务的内容包含有计算服务、数据服务等,计算服务可以是直接对后台数据进行访问,也可以是数据服务消费者,还可以是计算组件封装的以标准Web Services形式的新组件,数据服务可以实现对云存储的数据进行访问。GCCSC可以通过URI对不同粒度地学服务资源进行访问,服务中可以进行相互调用、聚合,包括了RIA技术的实现客户端连接GCCSC。通过REST、SOAP和其他的服务进行交互消费,使地质数据虚拟化,使数据可跨平台、跨语言、跨数据库共享和集成,从而形成一个庞大的数据中心。
5结语
经过本次对物联网、云计算的研究,认识了在大数据背景下采用信息技术更加便于管理,值得开发和应用。本文就针对物联网以及云计算技术在地质信息的应用上进行讨论,为他们在进行地质信息管理中提供相应的建议。
Abstract: with the rapid development of computer technology, computer and networking technology has cloud in geological research in information technology to obtain the widespread application. As the era of big data for the current data needs more widely, and the Internet of things, cloud computing technology is widely used in daily life and work. Especially the application of Surveying and mapping, and increased gradually in the geological information management, query, storage, analysis and other fields. This paper mainly introduces the application of cloud computing and the Internet of things in the field of geological information.
Keywords: cloud computing; Internet of things; geological information; application
参考文献
关键词:互联参考模型OSI;新型农村合作医疗;物联网
计算机网络是当今最热门的学科之一,它已经渗透到我们生活中的角角落落。物联网(InternetofThings)是在互联网概念的基础上,将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间,进行信息交换和通信的一种网络概念[1]。OSI(OpenSystemInterconnection)开放系统互联参考模型,是国际标准化组织(ISO)提出的描述网络硬件和软件如何以层的方式协同工作、进行网络通信的网络体系。物联网技术和OSI互相结合,可以应用到许多方面,如可以检测人体生理数据、对老年人健康状况进行跟踪、对医院药品进行科学管理等。尤其重要的是,OSI和物联网技术在新型农村合作医疗中正发挥着巨大的作用。
1OSI在新型农村合作医疗中的应用
新型农村合作医疗,简称“新农合”,是指由政府组织、引导、支持、农民自愿参加,个人、集体和政府多方筹资,以大病统筹为主的农民医疗互助共济制度。采取个人缴费、集体扶持和政府资助的方式筹集资金[2]。现阶段我国14亿人口,其中农村人口占我国总人口的73.1%,及三分之二之多。然而仅仅只拥有17.6%的卫生资源,农村医疗发展滞后令人担忧。“生不起病,看不起医生,住不起院、看病难,尤其是农民看病更难!”这是摆在我们农民亲人眼前的一个残酷而有现实的问题。俗话说,“没有健康,一切皆空,没有健康,何来小康。”2003年初,随着”新农合”在全国各地尤其是偏远地区试点,很大程度上解决了农民“看病难”问题。OSI参考模型,把一个完整的计算机网络分成七个部分。这样做的好处是,每层是独立的,并且每一层有自己独特的功能,在OSI模型中,下一层为上一层逐层提供服务,而且只能对相邻的上层提供服务,不能跨层,及不能越级越界[3]。物理层是OSI模型的最低层,也是OSI体系中最重要、最基础的一层。物理层相当于我们新型合作医疗中的9亿农民。农民朋友是我们的衣食父母,也是社会活力的不竭源泉,更是我国社会最重要的、最基础的一层。OSI应用于新型合作医疗中,不但极大地提高了新型农村合作医疗管理水平,而且也提高了管理措施和工作效率。OSI模型,不同于TCP/IP模型,每一层只和它相邻的上层进行数据通信,不能跨层进行。如物理层只能和数据链路层传递数据,而不能跨层和网络层进行数据交流。这样的特点导致了OSI模型数据传递的单向性,也决定了OSI在新型合作医疗的局限性。一年四季,为了生活,农村大部分中青年劳动力外出打工,导致我国90%的农村呈现出大量的空心村。而这些农民工外出打工时,由于水土不服,或饮食习惯,如果在外地生小病,他们只能在打工所在地自己买药治病。当农民工在打工期间得了大病时,由于他们打工所在地比较偏僻,路途比较遥远,即使他们去了附近大型的医院就医,也无法享受到新型合作医疗的优惠。这就是OSI模型的单向性,也是它应用到新型农村合作医疗中的弊端。因此如何合理的构建当代新型农村医疗保障体系,有效缓解农民的医疗困境,是建设社会主义新农村的一项重要内容。
2OSI和物联网技术相结合在农村合作医疗中的应用
物联网,顾名思义就是物物相连的网络,它的核心技术还是互联网。所以,人们开始试图把各种传感器连接到人们所关注的事物上,让人与事物、事物与事物之间直接进行沟通。物联网技术和OSI模型为基础的无线传感器网络在新型合作医疗中发挥出色的作用。如在我们日常的体检中,可以对人体生理数据进行检测、对中老年人健康状况进行实时跟踪、对医院药品进行有效管理等等,并且取得了空前绝后的好评。物联网技术和OSI模型相结合,我们不仅可以在心脏病患者身上安置呼吸、血压等测量传感器,而且还可以在其他病人身上安置体温采集传感器。这样很大程度上方便了医生了解远程病人的情况。物联网技术和OSI模型相结合应用于农村合作医疗的优点有:a.能够准确、迅速、真实地获取各种相关信息资料,有利于医生对患者的病情进行客观整体有效的治疗;b.能够随时监测每个病人的用药及收费等情况,做到医疗医药透明化。同时使患者及时更正定点医疗机构的违规行为,确保合作医疗病人的权力不受侵害。