摘 要:物联网是网络发展的新成果,是一种复杂多样的系统应用技术。通过物联网可以将所有东西用互联网的形式联系在一起,形成一个完整的系统,方便人们的工作生活,提高人们的生活水平。物联网的发展,是世界科学技术发展的新成果,是各国关注的焦点。本文主要论述物联网概念、技术简析及其在监控领域(图像、视频、安全、调度)等相关方面的应用。
关键词:物联网;技术;监控;应用;案例
1. 物联网的概念
美国麻省理工学院(MIT)的自动识别中心在1999年最早提出了物联网的概念,因目前仍然处在探索的阶段,并没有一个明确的定义。相对公认的解释是:物联网是通过各种信息传感设备如射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统(GPS)、激光扫描器等对实物进行扫描,并通过互联网联系起来,进行信息的交换,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络技术。简单说来,就是通过互联网把所有身边东西联系起来,便于我们进行控制管理,服务于人类社会发展的一种技术。
2. 物联网的构成及技术简析
2.1 物联网系统由感知层,网络层,应用层构成,下面对各个结构进行简单介绍;
(1) 感知层:主要包括各种信息传感技术如射频识别(RFID)等,进行物品的识别和信息的收集。这些采集给下面的活动奠定了坚实的基础,是网络层和应用层进行活动的基本条件,因此感知层的活动至关重要。
(2) 网络层:主要包括有互联网、2G无线网络.3G无线网络以及网络层物联网的管理中心和物联网的信息中心等。感知层的信息传到网络层,由网络层进行整合与处理,并将信息储存下来,等待应用,它对感知层和应用层起着承上启下的作用,是关键的中间环节。
(3) 应用层:将网络层储存的各种信息应用到各种行业、企业或个人,如:公共管理、食品监管、药品安全、环境监测、智能物流及家庭和企业的管理中。根据不同要求,满足客户需要,最后实现物联网的应用。这是物联网的最后一步,至此,一次完整的物联网活动完成。
2.2物联网技术包含很广,多种多样,只能对主要技术RFID传感技术等进行介绍,如下;
(1) RFID传感技术:用来获取物品的各种特征信息,随时随地进行信息采集。电子标签、天线和读写器组成了RFID,其中电子标签用来储存各种等待识别的物品信息,具有数据储存的作用,天线则是用于接收和发射射频信号,而读写器则主要用于信息的识别。RFID传感技术的应用,简化了信息采集的过程,使信息采集变得简单易操作,大大促进了物联网的发展。
(2) 云计算技术:云计算技术主要是对物联网中大量的数据信息进行分析和处理,而云计算技术具有的通过互联网向用户提供托管服务和配置巨大的计算资源的能力,则很好的处理了物联网用户物品数量庞大的问题。简化了各种服务,方便了信息的互通,促进了物联网的应用。
(3) 传输承载网:传输承载网针对的主要是物品的可移动性及位置的不确定性进行技术改造,而采集到的各种物品的特征信息就通过传输承载网进行传递。毫无疑问它与2G无线网络.3G无线网络及WiFi等移动网络相比较而言具有更大的优势。传输承载网技术的应用,缩短了信息传递的时间,加快了信息的速度,大大提高了物联网的使用效率。
3. 物联网技术的应用
物联网广泛应用在各个地方,不仅是经济建设、文明建设,更是大大的提高了人民的生活水平,囊括日常生活的方方面面。物联网赋予了每件物品以生命,让它们能开口说话,或主动提醒你该注意的各项问题。可以把物联网运用到各个领域,如交通﹑通讯﹑建筑及国防等,利用物联网的特性,将各种不同类型的物品联系在一起,从而进行有效便捷的管理。下面从几个方面说说物联网在现实生活中的应用:
(1) 交通方面:城市中最常见的交通监控系统一般是由摄像头和交通情况监测传感器组成,这些得来的信息反馈到交通管理中心,从而达到监测城市交通的目的。而一旦物联网运用到交通方面,可以将所有车辆及交通公共设备形成一个系统,利用物联网结合起来,通过对车子的监控,对红绿灯及各种设备进行适当调整,更有利于交通的管理,减少了资源的浪费,也能错开高峰期,有效的缓解现在城市日益严重的交通拥堵。
(2) 国防和安全领域:国防及安全,无疑是各国最为关心的问题,而物联网的发展给军队的改革带来了新的契机。可以通过物联网掌握战场的整体信息,随时了解战场的新变化,为作战计划的制定与实施奠定信息基础。物联网可以将各种军事有关设备,军工企业及相关人员联系起来,协同合作,实现效率最大化。在军事活动中,提高信息准确性和可靠性,从而降低人员和设备的损耗,增强国防能力,保证国家安全。
(3) 工农业发展:制造业最早也最广泛的应用了自动化,将物联网技术应用到制造业,提高了生产的自动化程度,对生产的全过程实现有效的监督管理。在农业方面,可以通过物联网对土壤、农作物的生长进行监管,改变了人工检测的不准确性,降低了人力资源的浪费,更好的保证农作物的生长条件,提高农作物的产量,改善农作物品质。物联网在工农业方面的应用,提高了生产效率,也使产品的安全性达到一个新的高度。
4. 物联网技术的监控应用案例及分析
在实际工作中,本人参加了几个上海市经济和信息化委员会的物联网项目实施,介绍如下:
(1) 成品油储备库监管系统。项目定位于自动监控多通道数据源并且依据规则采用不同报警方式进行实时提示的信息管理系统。利用加密SSL互联网传输通道结合双向GPRS设备通过无线网络将实时数据信息上传至信息中心服务器中,并在使用人员设定的管理规则上建立科学合理的数据模型加以储存,显示,分析、报警提示。系统设计并非独立系统,应用先进的SOA软件设计的理念,要能够和将来的其他相关系统集成。采用主流的B/S为架构,不受时间和空间限制,维护和升级成本大大降低。
(图1:成品油储备库监管系统架构图)
(2)3G远程集中监控管理系统。随着加油站特许经营模式的展开,加油站特许经营店如雨后春笋般的出现。当前上海市加油站具有安全要求高和地域分散的特点,对监控需求较高,但是现有加油站监控体系一般为本地松散型监控,缺乏有效集中统一的管理。为解决这种松散型监控管理上的弊端,上海市经济和信息化委员会采用基于物联网技术的3G远程集中监控管理系统,以加油站的特点为主,采用
远程集中监控系统,可对加油站进出车辆、收费、设备运行以及各种实时工作情进行实时监视和记录。当突发事件出现时上海市经济和信息化委员会可以在第一时间内了解现场情况并采取紧急应对措施。
(图2:3G远程集中监控管理系统架构图)
5. 结束语
物联网将整个社会的发展向上提高了一个大的阶层,给世界发展带来了新的机遇。物联网的使用简化了现代的社会生活,提高了生活质量,给大家带来了福音。物联网技术正在不断地向前发展,技术不断优化,逐步实践应用到各个领域行业中,它改变着大家的生活方式,给大家以更多的便利和高效。物联网的发展前景广阔,将成为各国提高综合国力的重要技术手段,是国家信息产业实力的最大体现。
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