浅析物联网在智能家居中的应用摘要:众所周知, 物联网是新一代信息技术的重要组成部分, 在当今社会以及未来社会发挥着巨大的作用,而且其应用方面也越来越广阔。虽然当前的物联网技术还不是很成熟,但是在某些领域方面的研究还是比较靠前的, 比如家居方面。 所以本次选取了物联网在智能家居中的应用这一话题。 在论文中, 会首先介绍物联网的相关内容, 包括对物联网的认识以及物联网的作用, 然后介绍物联网是如何在智能家居中应用的还有目前大家对智能家居的评价,最后我们会展望一下智能家居的未来发展状况以及目前我们可以做的一些相应改变。关键词:物联网、技术框架、智能家居、发展前景一 、 对 物 联 网 的 认 识物联网是新一代信息技术的重要组成部分, 是一个基于互联网、 传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化 3 个重要特征。其英文名称是“ The Internet of things ”。由此,顾名思义, “物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思: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,进行信息交换和通信。因此,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、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。从技术架构上来看, 物联网分为三层:感知层、网络层和应用层。 感知层由各种传感器以及传感器网关构成, 感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢, 它是物联网识别物体、采集信息的来源,其主要功能是识别物体,采集信息。网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、 网络管理系统和云计算平台等组成, 相当于人的神经中枢和大脑,负责传递和处理感知层获取的信息。 应用层是物联网和用户(包括人、 组织和其他系统)的接口,它与行业需求结合,实现物联网的智能应用。同时我们也应该注意到在物联网应用中有三项关键技术:1、传感器技术,这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道,到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。 自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。2、RFID 标签也是一种传感器技术, RFID 技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术, RFID 在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。3、嵌入式系统技术是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。 如果把物联网用人体做一个简单比喻, 传感器相当于人的眼睛、 鼻子、皮肤等感官, 网络就是神经系统用来传递信息, 嵌入式系统则是人的大脑, 在接收到信息后要进行分类处理。二 、 物 联 网 的 作 用从上文我们对物联网的认识, 物联网可以实现物物相通。 但是除此之外, 物联网还有其他的作用:1、除了实现人与人之间的相互交换信息和通信之外,还可以实现人与物、物与物之间进行信息交换和通信。当然,这里人还是主体。因为,物与物之间进行信息交换和通信的目的,还是要为人服务、为人所用。2、除了实现信息的交换与通信的目的,还可以通过安装信息传感设备,如射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等,将所有的物品都与网络连接在一起,方便识别和管理。由以上我们可以总结对物联网的一个大概认识: 物联网是一项利用传感器的连接来实现物物相通的网络, 在这个网络之中可以实现信息的交换与分析; 同时在这个网络中还能实现对物体的智能控制,以此来满足对大众的相应需求。三 、 物 联 网 在 智 能 家 居 中 应 用 情 况 分 析 对智能家居的相关认识智能家居, 或称智能住宅。首先,它需要在一个家庭中建立一个通讯网络, 为家庭信息提供必要的通路, 在家庭网络操作系统的控制下, 通过相应的硬件和执行机构, 实现对连入家庭网络的所有家电和设备的控制和监测; 其次,它们都要通过一定的媒介, 构成与外界的通讯通道, 以实现与家庭以外的世界沟通信息,满足远程控制、监测和交换信息的需求,其最终目的都是满足人们在家庭中对安全、舒适、方便地工作和生活的需求。 智能家居的主要功能(1)安全防护及消防报警自动化安全防护及消防报警自动化是智能家居的最基本的一项功能, 由于人们对自身及财产的安全更加重视,选择智能化家居的一个基本出发点是家庭保安和灾害报警自动化。(2)家电设施智能化家电设施智能化是智能家居的一个重要组成部分。 智能家居的一个显著特点就是它能根据住户的要求对家电和家用电气设施灵活方便地实现智能控制, 更大程度地把住户从家务劳动中解放出来。随着社会的发展和技术的进步,家电设施智能化还会出现更多更新的应用。(3)物业管理自动化通过与小区智能系统联网,住户可对用水、用电、用气以及电话、网络等的使用情况进行监视。 一是实现各种费用的自动计量, 减少物业管理工作量; 二是方便用户对费用进行自我控制, 避免费用严重超支; 三是可及时发现并避免电话或其他资源被盗用。 物业管理自动化是小区智能化的一种标志。(4)信息和通讯自动化一般的通讯自动化只是通过电话实现简单的电话自动录音、 传真自动接收或回复; 而通讯智能化可将家中异常情况通过电话自动拨打 110、119 报警电话或主人的办公电话、手机等通讯工具。 智能家居的通讯信息自动化的内容将更加广泛。 如将住户的个人电脑连入局域网、互联网,充分利用计算机网络资源,实现从社区信息服务、物业管理服务、网上资料查询、网上商务等各种互联网功能。在条件具备的情况下,还可实现远程医疗、远程教学、咨询预约等功能。(5)各种设备之间的协同工作智能家居系统可以提供更丰富的系统关联功能。 例如,当您准备看电视时, 客厅灯光自动调到您喜欢的亮度 (通过调光控制模块实现) 、窗帘自动拉上 (通过窗帘控制模块实现) 、电视机打开并调整到您最喜欢的频道,等等。(6)环境与节能智能家居能监视室内的温度、 湿度、 亮度等环境状态值, 并根据住户的习惯进行调节控制,它在一定程度上既能使生活空间更加舒适,又能节约能源。不仅如此, 通过对家电的智能控制还可实现对水、煤气等资源的节约。 智能家居的组成学术界对智能家居的组成没有定论, 综合各种观点, 一个完整的智能家居系统除了具有各种功能的信息电器外,还必须包括以下几个模块:(1)信息处理模块为了使相互独立的信息家电可以实现信息共享与协同工作, 智能家居系统中必须具有专门的信息处理模块。 它的功能主要是收集家庭中各个家电的工作状态和服务请求, 对各种数据进行实时处理,并将结果送入功能驱动模块。(2)通信模块如果说信息处理模块是智能家居系统的大脑,那么通信模块就是实现信息传导的神经。根据家庭组网的特点,通信模块常利用已有的布线(如电力载波),或者采用无线传输(如蓝牙、 红外)等。 由于不同的信息电器对传输时的带宽要求不同,实际中的通信模块常采用多种方式混合组网。(3)功能驱动模块功能驱动模块是信息流入、 流出各个信息电器的接口。 由于各个电器生产厂商的产品在功能和实现上都有很大的不同, 所以必须通过功能驱动模块将信息处理模块的指令翻译成电器可以执行的电平信号, 以及将电器的各种状态信息转换成信息处理模块可以理解的二进制信息。(4)外界信息接口模块该模块可以看成是一个家庭通向外界(如 Internet)的网关。它在家庭内部各种电器信息共享的基础上,进一步实现了基于 Internet 的资源共享,从而更进一步实现了共享的深度和广度, 也将是未来智能家居系统发展的热点。 由于家庭内部网络通常不使用 TCP/IP 协议,所以外界的信息接口模块中最基本的功能就是从 TCP/IP 协议到各种家庭内部网络协议的转换。四 、 智 能 家 居 的 缺 陷市场经济具有自发性和盲目性, 这两种特性一方面造成了智能家居行业的迅速壮大, 另一方面也为孕育了某此缺陷。 对于新事物而言, 其优势往往显而易见的, 而缺陷则是隐形的。站在行业发展的高度来看,这些隐身在兴盛背后的缺陷将会严重阻碍整个行业的未来发展。目前智能家居行业的缺陷主要可以概括为“弱智”和“复杂”两点。1、所谓的“弱智”是指不够智能。智能家居除了设备本身具有计算、判断能力之外,还需要各设备之间的联动来实现智能。 联动性上正是当前智能家居行业的短板, 其原因在于我们智能家居系统的功能不全。 而大部分品牌往往只能实现安防报警、 可视对讲、 智能照明等三、 四个功能,可互相组合派生的功能甚少,更谈不上什么联动了, 因此其智能程度大遭消减。2、复杂主要体现产品布线复杂,配置复杂,操作复杂这三点。现在有许多智能家居系统组网是基于总线技术的, 不可避免的带来了繁复的布线问题, 增加了施工成本。 部分智能家居系统, 缺乏软件支撑,配置起来其过程十分复杂,基本只有专业人员才能完成。操作复杂,主要表现为产品设计不够人性化,界面太多,杂乱无章,甚至没有界面,为用户带来了很大的记忆量。五 、 物 联 网 的 发 展 前 景尽管目前物联网在智能家居行业还有很多需要改进的地方, 但这并不影响我们对物联网的展望,以后的物联网发展趋势应该有以下几点:1、无线控制不断深化:比如在智能家居这一应用方面,业内人士认为,未来, WiFi 无线网络传输技术和 Zigbee 无线技术会在家庭中得到更广泛的应用。 用户通过 Zigbee 遥控器,可以对连接在家庭网络上的家用电器使用状况进行查询, 并对其进行无线遥控。 用户在使用时,不再局限于传统的智能终端设备,家中的电视、电脑、手机等显示设备都可以作为控制终端。因此,在智能家居系统中加入无线和远程控制技术,将更好地发挥智能家居的功能,为用户带来便捷生活体验。 我们相信, 未来的物联网应用方面会通过技术改进, 继续深化无线智能控制技术,以此来满足更多消费者的需求。2、网络功能强势凸显:一直以来,网络化是物联网的主要发展趋势。通过互联网,人们可以将智能家居系统中的视频监控与手机有效结合起来, 一旦有小偷进入家中, 报警信号即可迅速通过网络, 传送到小区安防中心、 地区报警中心及用户手机上。 各报警中心和用户可以立即调入视频图像, 保证在第一时间有效地监看到小偷的面貌, 确保日后调查取证。 同时我们还可以利用智能交通系统将交通中出现的任何相关问题及时反应到交警值班处, 以此来提高办事效率。3、智能控制内容逐步扩大:物联网通过智能化手段,使得人们生活体验变得更加的方便、舒适。 针对目前物联网的一些应用方面的缺陷, 可以想象在未来的社会我们必定要克服当前出现的智能不能完全实现智能、过于复杂等缺陷。总体来说, 物联网是一个新兴的但是却是一个很有用处的行业, 它在当今社会以及未来社会都会对人们的生活带来翻天覆地的改变。 虽说目前的物联网在各个领域都有所运用, 尤其是在智能家居领域已经有了比较好的发展,但是我们也应该看到目前所出现的一些问题,我们只有解决好目前物联网在一些领域的应用中所出现的缺陷, 这样才能让物联网更好的为我们服务,使得我们的生活变得更加方便、舒适。
从不同的角度,意义并不完全相同。对老百姓而言,智能家居系统,能够连接到我们日常用的数码设备例如电脑,尤其是手机上,让我们随时了解家里的温度湿度,从而有限控制自己的家居,智能化自己的生活,提高幸福感。从物联网从业或者专家研究上讲,智能家居是连接云端服务器,不停收集日常数据最终汇集成行业大数据,为以后能够改进智能家居系统,提高用户体验,改善用户智能生活提供行业支撑。对国家而言,智能家居是为老百姓做实事,为实现国家稳定,国家富强等的远大目标做出应有贡献。
可参考下图填写高中生研究性学习与创新成果:
研究性学习代表成果
研究课题:“物联网时代”的特点及其在日常生活中的体现
成果简介:
本文首先介绍了“物联网”的概念及其在国内外的发展,并指出“物联网”概念已经是一个“中国制造”的概念,已被贴上“中国式”标签。伴随云计算日益普及以及人工智能(AI)技术日益成熟,物联网时代已经从 时代悄然迈入 时代。
物联网时代具有显著的特点,一是“物联网即服务”走向落地,二是物联网呈现局域化、功能化、行业化互联化,三是物联网技术设备升级,四是物联网的安全性引起重视。
随着物联网技术的不断发展,它已悄无声息地融入到人们的日常生活,并简单介绍了物联网 在物流、交通、家居、安防、医疗、建筑、零售等日常生活中的应用场景,展望了物联网的发展趋势。
“ 物联网时代 ” 的特点及其在日常生活中的体现
摘要 通过对“物联网”的概念介绍,引出物联网时代 的基本内涵,总结出物联网 时代的基本特点,并简单介绍了物联网 在物流、交通、家居、安防、医疗、建筑、零售等日常生活中的应用场景,并展望了物联网的发展趋势。
关键词 物联网 人工智能 云计算
物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮,能够使我们的社会更加自动化,能够让我们的生活更加便利,能够整体提高社会的信息化程度,将在提升信息传送效率、改善民生、提高生产率、降低管理成本等社会各方面发挥重要作用。
本文系统介绍了物联网的起源、概念及其发展,阐述物联网时代 的一些特点,并简要叙述了物联网在交通、医疗、建筑等日常生活中的应用情况。
一、 “ 物联网时代 ” 基本内涵
1 物联网
1999 年,美国麻省理工大学教授凯文·阿什顿(Kevin Ashton)最早提出了物联网(IoT)的概念。阿什顿认为,计算机最终能够自主产生及收集数据而无需人工干预,因此将推动物联网的诞生。简单来说,物联网的理念在于物体之间的通信,以及相互之间的在线互动。
2005 年,在突尼斯举行的信息社会世界峰会上,国际电信联盟发布了《ITU 互联网报告 2005:物联网》,正式提出了“物联网”的概念,将物联网定义为通过各种信息传感设备。
如传感器、射频识别(RFID)技术、全球定位系统、红外线感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息。
与互联网结合形成的一个巨大网络,其目的是实现物与物、物与人、所有的物品与网络的连接,方便识别、管理和控制。
中国物联网校企联盟将物联网定义为当下几乎所有技术与计算机、互联网技术的结合,实现物体与物体之间:环境以及状态信息实时的共享以及智能化的收集、传递、处理、执行。广义上说,当下涉及到信息技术的应用,都可以纳入物联网的范畴。
物联网的概念已经是一个“中国制造”的概念,它的覆盖范围与时俱进,已经超越了 1999 年 Ashton教授和 2005 年 ITU 报告所指的范围,物联网已被贴上“中国式”标签。
2 物联网时代
伴随云计算日益普及,以及人工智能(AI)技术日益成熟,推动信息科技向物联网时代转变,特别在IoT+AI 融合下,使得万物具有感知能力,物理设备不再冷冰冰,而是具有生命力,让物理世界和数字世界深度融合,继此行业边界越来越模糊,人类进入全新的智能社会。
物联网时代是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备,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时代。
物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。因此,应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。
随着“物联网”的概念从提出到发展,从实践到创新,物联网时代已经从 时代悄然迈入 时代。物联网 可以理解为 IoE(Internet of Everything),而物联网 是 IoT(Internet of Things),前者范围比后者更大,囊括的范围也更加广泛。
IoE 强调的万物互联概念是任何设备、事物都能通过网络连接起来,并在网络中彼此之间进行通讯。“万物互联”(IoE)的时代,所有的物(Everything)将会获得语境感知、增强的处理能力和更好的感应能力。
二、 “ 物联网时代 ” 的特点
与互联网时代相比,物联网时代具有显著的特点:
1、“物联网即服务”走向落地
既然叫做物联网 时代,当然是和物联网 时代有较明显的进步的。所以,物联网 时代的一个明显特征就是邬贺铨院士曾提到的“物联网即服务”走向落地。
2、物联网呈现局域化、功能化、行业化互联化
物联网既然要通过服务的方式落地,那么如何落地?此时承担落地职责的便是真正的物联网企业——物联网平台企业。物联网的人连物、物连物具有局域化、功能化、行业化互联化,各个行业应用在应用中形成对网络层的具体需求,并逐渐行业标准化。
3、物联网技术设备升级
上层应用逐渐与物联网网络层剥离开来,物联网网络支撑技术(NB-IoT、Lora 等)充分发展、百花齐放。在感知层将传感器升级为“传感器+执行器”,使“眼手”能够协调一致,发挥其更大的功能和作用。
4、物联网的安全性引起重视
物联网的安全性自这个概念提出以来,一直备受人们关注,今后,物联网的安全性将做为一个相对独立的研究领域,得到足够的重视与发展。
未来的物联网 应该通过人工智能、大数据、云计算、5G 等技术的完善,不断提升人工智能的水平,完善语言助手技术,加强物联网的安全性与信任感,外在体现就是操控方式的迭代升级。
也就是说,未来的物联网设备不再单纯依靠语音控制来进行操作,而是整合并运用人工智能、大数据、云计算、5G 等技术,这样即便我们的一个动作、一个眼神、一个想法,甚至即使我们面无表情,物联网也可以了解我们的想法。
三、 “ 物联网时代 ” 在日常生活中的体现
近些年,随着物联网技术的不断发展,它已悄无声息地融入到我们的生活中,小至路由器、智能音箱、冰箱,大到汽车、工业设备,越来越多的物品都接入了物联网。
智慧物流
智慧物流指的是以物联网、大数据、人工智能等信息技术为支撑,在物流的运输、仓储、运输、配送等各个环节实现系统感知、全面分析及处理等功能。当前,应用于物联网领域主要体现在三个方面:仓储、运输监测以及快递终端。
通过物联网技术实现对货物的监测以及运输车辆的监测,包括货物车辆位置、状态以及货物温湿度、油耗、车速等。物联网技术的使用能提高运输效率,提升整个物流行业的智能化水平。
2 智能交通
智能交通是物联网的一种重要体现形式,利用信息技术将人、车和路紧密的结合起来,改善交通运输环境、保障交通安全以及提高资源利用率。运用物联网技术具体的应用领域,包括智能公交车、共享单车、车联网、充电桩监测、智能红绿灯以及智慧停车等领域。
3 智能安防
安防是物联网的一大应用市场,因为安全永远都是人们的一个基本需求。传统安防对人员的依赖性比较大,非常耗费人力,而智能安防能够通过设备实现智能判断。
目前,智能安防最核心的部分在于智能安防系统,该系统是对拍摄的图像进行传输与存储,并对其分析与处理。一个完整的智能安防系统主要包括
三大部分:门禁、报警和监控,行业中主要以视频监控为主。
4 智慧能源环保
智慧能源环保属于智慧城市的一个部分,其物联网应用主要集中在水能、电能、燃气、路灯等能源以及井盖、垃圾桶等环保装置。
如智慧井盖监测水位以及其状态、智能水电表实现远程抄表、智能垃圾桶自动感应等。将物联网技术应用于传统的水、电、光能设备进行联网,通过监测,提升利用效率,减少能源损耗。
5 智能医疗
在智能医疗领域,新技术的应用必须以人为中心。而物联网技术是数据获取的主要途径,能有效地帮助医院实现对人的智能化管理和对物的智能化管理。
对人的智能化管理指的是通过传感器对人的生理状态(如心跳频率、体力消耗、血压高低等)进行监测,主要指的是医疗可穿戴设备,将获取的数据记录到电子健康文件中,方便个人或医生查阅。
除此之外,通过 RFID 技术还能对医疗设备、物品进行监控与管理,实现医疗设备、用品可视化,主要表现为数字化医院。
6 智慧建筑
建筑是城市的基石,技术的进步促进了建筑的智能化发展,以物联网等新技术为主的智慧建筑越来越受到人们的关注。当前的智慧建筑主要体现在节能方面,将设备进行感知、传输并实现远程监控,不仅能够节约能源同时也能减少楼宇人员的运维。
目前,智慧建筑主要体现在用电照明、消防监测、智慧电梯、楼宇监测以及运用于古建筑领域的白蚁监测。
7 智能制造
智能制造细分概念范围很广,涉及很多行业。制造领域的市场体量巨大,是物联网的一个重要应用领域,主要体现在数字化以及智能化的工厂改造上,包括工厂机械设备监控和工厂的环境监控。
通过在设备上加装相应的传感器,使设备厂商可以远程随时随地对设备进行监控、升级和维护等操作,更好的了解产品的使用状况,完成产品全生命周期的信息收集,指导产品设计和售后服务。厂房的环境主要是采集温湿度、烟感等信息。
8 智能家居
智能家居指的是使用不同的方法和设备,来提高人们的生活能力,使家庭变得更舒适、安全和高效。物联网应用于智能家居领域,能够对家居类产品的位置、状态、变化进行监测,分析其变化特征,同时根据人的需要,在一定的程度上进行反馈。
9 智能零售
行业内将零售按照距离,分为了三种不同的形式:远场零售、中场零售、近场零售,三者分别以电商、商场/超市和便利店/自动售货机为代表。物联网技术可以用于近场和中场零售,且主要应用于近场零售,即无人便利店和自动(无人)售货机。
智能零售通过将传统的售货机和便利店进行数字化升级、改造,打造无人零售模式。通过数据分析,并充分运用门店内的客流和活动,为用户提供更好的服务,给商家提供更高的经营效率。
0 智慧农业
智慧农业指的是利用物联网、人工智能、大数据等现代信息技术与农业进行深度融合,实现农业生产全过程的信息感知、精准管理和智能控制的一种全新的农业生产方式,可实现农业可视化诊断、远程控制以及灾害预警等功能。
物联网应用于农业主要体现在两个方面,即农业种植和畜牧养殖。农业种植通过传感器、摄像头和卫星等收集数据,实现农作物数字化和机械装备数字化(主要指的是农机车联网)发展。
畜牧养殖指的是利用传统的耳标、可穿戴设备以及摄像头等收集畜禽产品的数据,通过对收集到的数据进行分析,运用算法判断畜禽产品健康状况、喂养情况、位置信息以及发情期预测等,对其进行精准管理。
四、物联网未来的发展趋势
物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展,已被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。
从智能安防到智能电网,从二维码普及到“智慧城市”落地,作为被寄予厚望的新兴产业,物联网正四处开花,在许多行业和领域得到应用,并悄然影响着人们的生活。
伴随着技术的进步和相关配套的完善,在未来几年,技术与标准国产化、运营与管理体系化、产业草根化将成为我国物联网发展的三大趋势。
以上内容参考 百度百科——探究性学习
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20、"物联网"推动RFID技术和通信网络的发展
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浅析物联网在智能家居中的应用摘要:众所周知, 物联网是新一代信息技术的重要组成部分, 在当今社会以及未来社会发挥着巨大的作用,而且其应用方面也越来越广阔。虽然当前的物联网技术还不是很成熟,但是在某些领域方面的研究还是比较靠前的, 比如家居方面。 所以本次选取了物联网在智能家居中的应用这一话题。 在论文中, 会首先介绍物联网的相关内容, 包括对物联网的认识以及物联网的作用, 然后介绍物联网是如何在智能家居中应用的还有目前大家对智能家居的评价,最后我们会展望一下智能家居的未来发展状况以及目前我们可以做的一些相应改变。关键词:物联网、技术框架、智能家居、发展前景一 、 对 物 联 网 的 认 识物联网是新一代信息技术的重要组成部分, 是一个基于互联网、 传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化 3 个重要特征。其英文名称是“ The Internet of things ”。由此,顾名思义, “物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思: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,进行信息交换和通信。因此,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、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。从技术架构上来看, 物联网分为三层:感知层、网络层和应用层。 感知层由各种传感器以及传感器网关构成, 感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢, 它是物联网识别物体、采集信息的来源,其主要功能是识别物体,采集信息。网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、 网络管理系统和云计算平台等组成, 相当于人的神经中枢和大脑,负责传递和处理感知层获取的信息。 应用层是物联网和用户(包括人、 组织和其他系统)的接口,它与行业需求结合,实现物联网的智能应用。同时我们也应该注意到在物联网应用中有三项关键技术:1、传感器技术,这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道,到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。 自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。2、RFID 标签也是一种传感器技术, RFID 技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术, RFID 在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。3、嵌入式系统技术是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。 如果把物联网用人体做一个简单比喻, 传感器相当于人的眼睛、 鼻子、皮肤等感官, 网络就是神经系统用来传递信息, 嵌入式系统则是人的大脑, 在接收到信息后要进行分类处理。二 、 物 联 网 的 作 用从上文我们对物联网的认识, 物联网可以实现物物相通。 但是除此之外, 物联网还有其他的作用:1、除了实现人与人之间的相互交换信息和通信之外,还可以实现人与物、物与物之间进行信息交换和通信。当然,这里人还是主体。因为,物与物之间进行信息交换和通信的目的,还是要为人服务、为人所用。2、除了实现信息的交换与通信的目的,还可以通过安装信息传感设备,如射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等,将所有的物品都与网络连接在一起,方便识别和管理。由以上我们可以总结对物联网的一个大概认识: 物联网是一项利用传感器的连接来实现物物相通的网络, 在这个网络之中可以实现信息的交换与分析; 同时在这个网络中还能实现对物体的智能控制,以此来满足对大众的相应需求。三 、 物 联 网 在 智 能 家 居 中 应 用 情 况 分 析 对智能家居的相关认识智能家居, 或称智能住宅。首先,它需要在一个家庭中建立一个通讯网络, 为家庭信息提供必要的通路, 在家庭网络操作系统的控制下, 通过相应的硬件和执行机构, 实现对连入家庭网络的所有家电和设备的控制和监测; 其次,它们都要通过一定的媒介, 构成与外界的通讯通道, 以实现与家庭以外的世界沟通信息,满足远程控制、监测和交换信息的需求,其最终目的都是满足人们在家庭中对安全、舒适、方便地工作和生活的需求。 智能家居的主要功能(1)安全防护及消防报警自动化安全防护及消防报警自动化是智能家居的最基本的一项功能, 由于人们对自身及财产的安全更加重视,选择智能化家居的一个基本出发点是家庭保安和灾害报警自动化。(2)家电设施智能化家电设施智能化是智能家居的一个重要组成部分。 智能家居的一个显著特点就是它能根据住户的要求对家电和家用电气设施灵活方便地实现智能控制, 更大程度地把住户从家务劳动中解放出来。随着社会的发展和技术的进步,家电设施智能化还会出现更多更新的应用。(3)物业管理自动化通过与小区智能系统联网,住户可对用水、用电、用气以及电话、网络等的使用情况进行监视。 一是实现各种费用的自动计量, 减少物业管理工作量; 二是方便用户对费用进行自我控制, 避免费用严重超支; 三是可及时发现并避免电话或其他资源被盗用。 物业管理自动化是小区智能化的一种标志。(4)信息和通讯自动化一般的通讯自动化只是通过电话实现简单的电话自动录音、 传真自动接收或回复; 而通讯智能化可将家中异常情况通过电话自动拨打 110、119 报警电话或主人的办公电话、手机等通讯工具。 智能家居的通讯信息自动化的内容将更加广泛。 如将住户的个人电脑连入局域网、互联网,充分利用计算机网络资源,实现从社区信息服务、物业管理服务、网上资料查询、网上商务等各种互联网功能。在条件具备的情况下,还可实现远程医疗、远程教学、咨询预约等功能。(5)各种设备之间的协同工作智能家居系统可以提供更丰富的系统关联功能。 例如,当您准备看电视时, 客厅灯光自动调到您喜欢的亮度 (通过调光控制模块实现) 、窗帘自动拉上 (通过窗帘控制模块实现) 、电视机打开并调整到您最喜欢的频道,等等。(6)环境与节能智能家居能监视室内的温度、 湿度、 亮度等环境状态值, 并根据住户的习惯进行调节控制,它在一定程度上既能使生活空间更加舒适,又能节约能源。不仅如此, 通过对家电的智能控制还可实现对水、煤气等资源的节约。 智能家居的组成学术界对智能家居的组成没有定论, 综合各种观点, 一个完整的智能家居系统除了具有各种功能的信息电器外,还必须包括以下几个模块:(1)信息处理模块为了使相互独立的信息家电可以实现信息共享与协同工作, 智能家居系统中必须具有专门的信息处理模块。 它的功能主要是收集家庭中各个家电的工作状态和服务请求, 对各种数据进行实时处理,并将结果送入功能驱动模块。(2)通信模块如果说信息处理模块是智能家居系统的大脑,那么通信模块就是实现信息传导的神经。根据家庭组网的特点,通信模块常利用已有的布线(如电力载波),或者采用无线传输(如蓝牙、 红外)等。 由于不同的信息电器对传输时的带宽要求不同,实际中的通信模块常采用多种方式混合组网。(3)功能驱动模块功能驱动模块是信息流入、 流出各个信息电器的接口。 由于各个电器生产厂商的产品在功能和实现上都有很大的不同, 所以必须通过功能驱动模块将信息处理模块的指令翻译成电器可以执行的电平信号, 以及将电器的各种状态信息转换成信息处理模块可以理解的二进制信息。(4)外界信息接口模块该模块可以看成是一个家庭通向外界(如 Internet)的网关。它在家庭内部各种电器信息共享的基础上,进一步实现了基于 Internet 的资源共享,从而更进一步实现了共享的深度和广度, 也将是未来智能家居系统发展的热点。 由于家庭内部网络通常不使用 TCP/IP 协议,所以外界的信息接口模块中最基本的功能就是从 TCP/IP 协议到各种家庭内部网络协议的转换。四 、 智 能 家 居 的 缺 陷市场经济具有自发性和盲目性, 这两种特性一方面造成了智能家居行业的迅速壮大, 另一方面也为孕育了某此缺陷。 对于新事物而言, 其优势往往显而易见的, 而缺陷则是隐形的。站在行业发展的高度来看,这些隐身在兴盛背后的缺陷将会严重阻碍整个行业的未来发展。目前智能家居行业的缺陷主要可以概括为“弱智”和“复杂”两点。1、所谓的“弱智”是指不够智能。智能家居除了设备本身具有计算、判断能力之外,还需要各设备之间的联动来实现智能。 联动性上正是当前智能家居行业的短板, 其原因在于我们智能家居系统的功能不全。 而大部分品牌往往只能实现安防报警、 可视对讲、 智能照明等三、 四个功能,可互相组合派生的功能甚少,更谈不上什么联动了, 因此其智能程度大遭消减。2、复杂主要体现产品布线复杂,配置复杂,操作复杂这三点。现在有许多智能家居系统组网是基于总线技术的, 不可避免的带来了繁复的布线问题, 增加了施工成本。 部分智能家居系统, 缺乏软件支撑,配置起来其过程十分复杂,基本只有专业人员才能完成。操作复杂,主要表现为产品设计不够人性化,界面太多,杂乱无章,甚至没有界面,为用户带来了很大的记忆量。五 、 物 联 网 的 发 展 前 景尽管目前物联网在智能家居行业还有很多需要改进的地方, 但这并不影响我们对物联网的展望,以后的物联网发展趋势应该有以下几点:1、无线控制不断深化:比如在智能家居这一应用方面,业内人士认为,未来, WiFi 无线网络传输技术和 Zigbee 无线技术会在家庭中得到更广泛的应用。 用户通过 Zigbee 遥控器,可以对连接在家庭网络上的家用电器使用状况进行查询, 并对其进行无线遥控。 用户在使用时,不再局限于传统的智能终端设备,家中的电视、电脑、手机等显示设备都可以作为控制终端。因此,在智能家居系统中加入无线和远程控制技术,将更好地发挥智能家居的功能,为用户带来便捷生活体验。 我们相信, 未来的物联网应用方面会通过技术改进, 继续深化无线智能控制技术,以此来满足更多消费者的需求。2、网络功能强势凸显:一直以来,网络化是物联网的主要发展趋势。通过互联网,人们可以将智能家居系统中的视频监控与手机有效结合起来, 一旦有小偷进入家中, 报警信号即可迅速通过网络, 传送到小区安防中心、 地区报警中心及用户手机上。 各报警中心和用户可以立即调入视频图像, 保证在第一时间有效地监看到小偷的面貌, 确保日后调查取证。 同时我们还可以利用智能交通系统将交通中出现的任何相关问题及时反应到交警值班处, 以此来提高办事效率。3、智能控制内容逐步扩大:物联网通过智能化手段,使得人们生活体验变得更加的方便、舒适。 针对目前物联网的一些应用方面的缺陷, 可以想象在未来的社会我们必定要克服当前出现的智能不能完全实现智能、过于复杂等缺陷。总体来说, 物联网是一个新兴的但是却是一个很有用处的行业, 它在当今社会以及未来社会都会对人们的生活带来翻天覆地的改变。 虽说目前的物联网在各个领域都有所运用, 尤其是在智能家居领域已经有了比较好的发展,但是我们也应该看到目前所出现的一些问题,我们只有解决好目前物联网在一些领域的应用中所出现的缺陷, 这样才能让物联网更好的为我们服务,使得我们的生活变得更加方便、舒适。
可参考下图填写高中生研究性学习与创新成果:
研究性学习代表成果
研究课题:“物联网时代”的特点及其在日常生活中的体现
成果简介:
本文首先介绍了“物联网”的概念及其在国内外的发展,并指出“物联网”概念已经是一个“中国制造”的概念,已被贴上“中国式”标签。伴随云计算日益普及以及人工智能(AI)技术日益成熟,物联网时代已经从 时代悄然迈入 时代。
物联网时代具有显著的特点,一是“物联网即服务”走向落地,二是物联网呈现局域化、功能化、行业化互联化,三是物联网技术设备升级,四是物联网的安全性引起重视。
随着物联网技术的不断发展,它已悄无声息地融入到人们的日常生活,并简单介绍了物联网 在物流、交通、家居、安防、医疗、建筑、零售等日常生活中的应用场景,展望了物联网的发展趋势。
“ 物联网时代 ” 的特点及其在日常生活中的体现
摘要 通过对“物联网”的概念介绍,引出物联网时代 的基本内涵,总结出物联网 时代的基本特点,并简单介绍了物联网 在物流、交通、家居、安防、医疗、建筑、零售等日常生活中的应用场景,并展望了物联网的发展趋势。
关键词 物联网 人工智能 云计算
物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮,能够使我们的社会更加自动化,能够让我们的生活更加便利,能够整体提高社会的信息化程度,将在提升信息传送效率、改善民生、提高生产率、降低管理成本等社会各方面发挥重要作用。
本文系统介绍了物联网的起源、概念及其发展,阐述物联网时代 的一些特点,并简要叙述了物联网在交通、医疗、建筑等日常生活中的应用情况。
一、 “ 物联网时代 ” 基本内涵
1 物联网
1999 年,美国麻省理工大学教授凯文·阿什顿(Kevin Ashton)最早提出了物联网(IoT)的概念。阿什顿认为,计算机最终能够自主产生及收集数据而无需人工干预,因此将推动物联网的诞生。简单来说,物联网的理念在于物体之间的通信,以及相互之间的在线互动。
2005 年,在突尼斯举行的信息社会世界峰会上,国际电信联盟发布了《ITU 互联网报告 2005:物联网》,正式提出了“物联网”的概念,将物联网定义为通过各种信息传感设备。
如传感器、射频识别(RFID)技术、全球定位系统、红外线感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息。
与互联网结合形成的一个巨大网络,其目的是实现物与物、物与人、所有的物品与网络的连接,方便识别、管理和控制。
中国物联网校企联盟将物联网定义为当下几乎所有技术与计算机、互联网技术的结合,实现物体与物体之间:环境以及状态信息实时的共享以及智能化的收集、传递、处理、执行。广义上说,当下涉及到信息技术的应用,都可以纳入物联网的范畴。
物联网的概念已经是一个“中国制造”的概念,它的覆盖范围与时俱进,已经超越了 1999 年 Ashton教授和 2005 年 ITU 报告所指的范围,物联网已被贴上“中国式”标签。
2 物联网时代
伴随云计算日益普及,以及人工智能(AI)技术日益成熟,推动信息科技向物联网时代转变,特别在IoT+AI 融合下,使得万物具有感知能力,物理设备不再冷冰冰,而是具有生命力,让物理世界和数字世界深度融合,继此行业边界越来越模糊,人类进入全新的智能社会。
物联网时代是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备,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时代。
物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。因此,应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。
随着“物联网”的概念从提出到发展,从实践到创新,物联网时代已经从 时代悄然迈入 时代。物联网 可以理解为 IoE(Internet of Everything),而物联网 是 IoT(Internet of Things),前者范围比后者更大,囊括的范围也更加广泛。
IoE 强调的万物互联概念是任何设备、事物都能通过网络连接起来,并在网络中彼此之间进行通讯。“万物互联”(IoE)的时代,所有的物(Everything)将会获得语境感知、增强的处理能力和更好的感应能力。
二、 “ 物联网时代 ” 的特点
与互联网时代相比,物联网时代具有显著的特点:
1、“物联网即服务”走向落地
既然叫做物联网 时代,当然是和物联网 时代有较明显的进步的。所以,物联网 时代的一个明显特征就是邬贺铨院士曾提到的“物联网即服务”走向落地。
2、物联网呈现局域化、功能化、行业化互联化
物联网既然要通过服务的方式落地,那么如何落地?此时承担落地职责的便是真正的物联网企业——物联网平台企业。物联网的人连物、物连物具有局域化、功能化、行业化互联化,各个行业应用在应用中形成对网络层的具体需求,并逐渐行业标准化。
3、物联网技术设备升级
上层应用逐渐与物联网网络层剥离开来,物联网网络支撑技术(NB-IoT、Lora 等)充分发展、百花齐放。在感知层将传感器升级为“传感器+执行器”,使“眼手”能够协调一致,发挥其更大的功能和作用。
4、物联网的安全性引起重视
物联网的安全性自这个概念提出以来,一直备受人们关注,今后,物联网的安全性将做为一个相对独立的研究领域,得到足够的重视与发展。
未来的物联网 应该通过人工智能、大数据、云计算、5G 等技术的完善,不断提升人工智能的水平,完善语言助手技术,加强物联网的安全性与信任感,外在体现就是操控方式的迭代升级。
也就是说,未来的物联网设备不再单纯依靠语音控制来进行操作,而是整合并运用人工智能、大数据、云计算、5G 等技术,这样即便我们的一个动作、一个眼神、一个想法,甚至即使我们面无表情,物联网也可以了解我们的想法。
三、 “ 物联网时代 ” 在日常生活中的体现
近些年,随着物联网技术的不断发展,它已悄无声息地融入到我们的生活中,小至路由器、智能音箱、冰箱,大到汽车、工业设备,越来越多的物品都接入了物联网。
智慧物流
智慧物流指的是以物联网、大数据、人工智能等信息技术为支撑,在物流的运输、仓储、运输、配送等各个环节实现系统感知、全面分析及处理等功能。当前,应用于物联网领域主要体现在三个方面:仓储、运输监测以及快递终端。
通过物联网技术实现对货物的监测以及运输车辆的监测,包括货物车辆位置、状态以及货物温湿度、油耗、车速等。物联网技术的使用能提高运输效率,提升整个物流行业的智能化水平。
2 智能交通
智能交通是物联网的一种重要体现形式,利用信息技术将人、车和路紧密的结合起来,改善交通运输环境、保障交通安全以及提高资源利用率。运用物联网技术具体的应用领域,包括智能公交车、共享单车、车联网、充电桩监测、智能红绿灯以及智慧停车等领域。
3 智能安防
安防是物联网的一大应用市场,因为安全永远都是人们的一个基本需求。传统安防对人员的依赖性比较大,非常耗费人力,而智能安防能够通过设备实现智能判断。
目前,智能安防最核心的部分在于智能安防系统,该系统是对拍摄的图像进行传输与存储,并对其分析与处理。一个完整的智能安防系统主要包括
三大部分:门禁、报警和监控,行业中主要以视频监控为主。
4 智慧能源环保
智慧能源环保属于智慧城市的一个部分,其物联网应用主要集中在水能、电能、燃气、路灯等能源以及井盖、垃圾桶等环保装置。
如智慧井盖监测水位以及其状态、智能水电表实现远程抄表、智能垃圾桶自动感应等。将物联网技术应用于传统的水、电、光能设备进行联网,通过监测,提升利用效率,减少能源损耗。
5 智能医疗
在智能医疗领域,新技术的应用必须以人为中心。而物联网技术是数据获取的主要途径,能有效地帮助医院实现对人的智能化管理和对物的智能化管理。
对人的智能化管理指的是通过传感器对人的生理状态(如心跳频率、体力消耗、血压高低等)进行监测,主要指的是医疗可穿戴设备,将获取的数据记录到电子健康文件中,方便个人或医生查阅。
除此之外,通过 RFID 技术还能对医疗设备、物品进行监控与管理,实现医疗设备、用品可视化,主要表现为数字化医院。
6 智慧建筑
建筑是城市的基石,技术的进步促进了建筑的智能化发展,以物联网等新技术为主的智慧建筑越来越受到人们的关注。当前的智慧建筑主要体现在节能方面,将设备进行感知、传输并实现远程监控,不仅能够节约能源同时也能减少楼宇人员的运维。
目前,智慧建筑主要体现在用电照明、消防监测、智慧电梯、楼宇监测以及运用于古建筑领域的白蚁监测。
7 智能制造
智能制造细分概念范围很广,涉及很多行业。制造领域的市场体量巨大,是物联网的一个重要应用领域,主要体现在数字化以及智能化的工厂改造上,包括工厂机械设备监控和工厂的环境监控。
通过在设备上加装相应的传感器,使设备厂商可以远程随时随地对设备进行监控、升级和维护等操作,更好的了解产品的使用状况,完成产品全生命周期的信息收集,指导产品设计和售后服务。厂房的环境主要是采集温湿度、烟感等信息。
8 智能家居
智能家居指的是使用不同的方法和设备,来提高人们的生活能力,使家庭变得更舒适、安全和高效。物联网应用于智能家居领域,能够对家居类产品的位置、状态、变化进行监测,分析其变化特征,同时根据人的需要,在一定的程度上进行反馈。
9 智能零售
行业内将零售按照距离,分为了三种不同的形式:远场零售、中场零售、近场零售,三者分别以电商、商场/超市和便利店/自动售货机为代表。物联网技术可以用于近场和中场零售,且主要应用于近场零售,即无人便利店和自动(无人)售货机。
智能零售通过将传统的售货机和便利店进行数字化升级、改造,打造无人零售模式。通过数据分析,并充分运用门店内的客流和活动,为用户提供更好的服务,给商家提供更高的经营效率。
0 智慧农业
智慧农业指的是利用物联网、人工智能、大数据等现代信息技术与农业进行深度融合,实现农业生产全过程的信息感知、精准管理和智能控制的一种全新的农业生产方式,可实现农业可视化诊断、远程控制以及灾害预警等功能。
物联网应用于农业主要体现在两个方面,即农业种植和畜牧养殖。农业种植通过传感器、摄像头和卫星等收集数据,实现农作物数字化和机械装备数字化(主要指的是农机车联网)发展。
畜牧养殖指的是利用传统的耳标、可穿戴设备以及摄像头等收集畜禽产品的数据,通过对收集到的数据进行分析,运用算法判断畜禽产品健康状况、喂养情况、位置信息以及发情期预测等,对其进行精准管理。
四、物联网未来的发展趋势
物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展,已被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。
从智能安防到智能电网,从二维码普及到“智慧城市”落地,作为被寄予厚望的新兴产业,物联网正四处开花,在许多行业和领域得到应用,并悄然影响着人们的生活。
伴随着技术的进步和相关配套的完善,在未来几年,技术与标准国产化、运营与管理体系化、产业草根化将成为我国物联网发展的三大趋势。
以上内容参考 百度百科——探究性学习
浅析物联网在智能家居中的应用摘要:众所周知, 物联网是新一代信息技术的重要组成部分, 在当今社会以及未来社会发挥着巨大的作用,而且其应用方面也越来越广阔。虽然当前的物联网技术还不是很成熟,但是在某些领域方面的研究还是比较靠前的, 比如家居方面。 所以本次选取了物联网在智能家居中的应用这一话题。 在论文中, 会首先介绍物联网的相关内容, 包括对物联网的认识以及物联网的作用, 然后介绍物联网是如何在智能家居中应用的还有目前大家对智能家居的评价,最后我们会展望一下智能家居的未来发展状况以及目前我们可以做的一些相应改变。关键词:物联网、技术框架、智能家居、发展前景一 、 对 物 联 网 的 认 识物联网是新一代信息技术的重要组成部分, 是一个基于互联网、 传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化 3 个重要特征。其英文名称是“ The Internet of things ”。由此,顾名思义, “物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思: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,进行信息交换和通信。因此,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、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。从技术架构上来看, 物联网分为三层:感知层、网络层和应用层。 感知层由各种传感器以及传感器网关构成, 感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢, 它是物联网识别物体、采集信息的来源,其主要功能是识别物体,采集信息。网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、 网络管理系统和云计算平台等组成, 相当于人的神经中枢和大脑,负责传递和处理感知层获取的信息。 应用层是物联网和用户(包括人、 组织和其他系统)的接口,它与行业需求结合,实现物联网的智能应用。同时我们也应该注意到在物联网应用中有三项关键技术:1、传感器技术,这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道,到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。 自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。2、RFID 标签也是一种传感器技术, RFID 技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术, RFID 在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。3、嵌入式系统技术是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。 如果把物联网用人体做一个简单比喻, 传感器相当于人的眼睛、 鼻子、皮肤等感官, 网络就是神经系统用来传递信息, 嵌入式系统则是人的大脑, 在接收到信息后要进行分类处理。二 、 物 联 网 的 作 用从上文我们对物联网的认识, 物联网可以实现物物相通。 但是除此之外, 物联网还有其他的作用:1、除了实现人与人之间的相互交换信息和通信之外,还可以实现人与物、物与物之间进行信息交换和通信。当然,这里人还是主体。因为,物与物之间进行信息交换和通信的目的,还是要为人服务、为人所用。2、除了实现信息的交换与通信的目的,还可以通过安装信息传感设备,如射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等,将所有的物品都与网络连接在一起,方便识别和管理。由以上我们可以总结对物联网的一个大概认识: 物联网是一项利用传感器的连接来实现物物相通的网络, 在这个网络之中可以实现信息的交换与分析; 同时在这个网络中还能实现对物体的智能控制,以此来满足对大众的相应需求。三 、 物 联 网 在 智 能 家 居 中 应 用 情 况 分 析 对智能家居的相关认识智能家居, 或称智能住宅。首先,它需要在一个家庭中建立一个通讯网络, 为家庭信息提供必要的通路, 在家庭网络操作系统的控制下, 通过相应的硬件和执行机构, 实现对连入家庭网络的所有家电和设备的控制和监测; 其次,它们都要通过一定的媒介, 构成与外界的通讯通道, 以实现与家庭以外的世界沟通信息,满足远程控制、监测和交换信息的需求,其最终目的都是满足人们在家庭中对安全、舒适、方便地工作和生活的需求。 智能家居的主要功能(1)安全防护及消防报警自动化安全防护及消防报警自动化是智能家居的最基本的一项功能, 由于人们对自身及财产的安全更加重视,选择智能化家居的一个基本出发点是家庭保安和灾害报警自动化。(2)家电设施智能化家电设施智能化是智能家居的一个重要组成部分。 智能家居的一个显著特点就是它能根据住户的要求对家电和家用电气设施灵活方便地实现智能控制, 更大程度地把住户从家务劳动中解放出来。随着社会的发展和技术的进步,家电设施智能化还会出现更多更新的应用。(3)物业管理自动化通过与小区智能系统联网,住户可对用水、用电、用气以及电话、网络等的使用情况进行监视。 一是实现各种费用的自动计量, 减少物业管理工作量; 二是方便用户对费用进行自我控制, 避免费用严重超支; 三是可及时发现并避免电话或其他资源被盗用。 物业管理自动化是小区智能化的一种标志。(4)信息和通讯自动化一般的通讯自动化只是通过电话实现简单的电话自动录音、 传真自动接收或回复; 而通讯智能化可将家中异常情况通过电话自动拨打 110、119 报警电话或主人的办公电话、手机等通讯工具。 智能家居的通讯信息自动化的内容将更加广泛。 如将住户的个人电脑连入局域网、互联网,充分利用计算机网络资源,实现从社区信息服务、物业管理服务、网上资料查询、网上商务等各种互联网功能。在条件具备的情况下,还可实现远程医疗、远程教学、咨询预约等功能。(5)各种设备之间的协同工作智能家居系统可以提供更丰富的系统关联功能。 例如,当您准备看电视时, 客厅灯光自动调到您喜欢的亮度 (通过调光控制模块实现) 、窗帘自动拉上 (通过窗帘控制模块实现) 、电视机打开并调整到您最喜欢的频道,等等。(6)环境与节能智能家居能监视室内的温度、 湿度、 亮度等环境状态值, 并根据住户的习惯进行调节控制,它在一定程度上既能使生活空间更加舒适,又能节约能源。不仅如此, 通过对家电的智能控制还可实现对水、煤气等资源的节约。 智能家居的组成学术界对智能家居的组成没有定论, 综合各种观点, 一个完整的智能家居系统除了具有各种功能的信息电器外,还必须包括以下几个模块:(1)信息处理模块为了使相互独立的信息家电可以实现信息共享与协同工作, 智能家居系统中必须具有专门的信息处理模块。 它的功能主要是收集家庭中各个家电的工作状态和服务请求, 对各种数据进行实时处理,并将结果送入功能驱动模块。(2)通信模块如果说信息处理模块是智能家居系统的大脑,那么通信模块就是实现信息传导的神经。根据家庭组网的特点,通信模块常利用已有的布线(如电力载波),或者采用无线传输(如蓝牙、 红外)等。 由于不同的信息电器对传输时的带宽要求不同,实际中的通信模块常采用多种方式混合组网。(3)功能驱动模块功能驱动模块是信息流入、 流出各个信息电器的接口。 由于各个电器生产厂商的产品在功能和实现上都有很大的不同, 所以必须通过功能驱动模块将信息处理模块的指令翻译成电器可以执行的电平信号, 以及将电器的各种状态信息转换成信息处理模块可以理解的二进制信息。(4)外界信息接口模块该模块可以看成是一个家庭通向外界(如 Internet)的网关。它在家庭内部各种电器信息共享的基础上,进一步实现了基于 Internet 的资源共享,从而更进一步实现了共享的深度和广度, 也将是未来智能家居系统发展的热点。 由于家庭内部网络通常不使用 TCP/IP 协议,所以外界的信息接口模块中最基本的功能就是从 TCP/IP 协议到各种家庭内部网络协议的转换。四 、 智 能 家 居 的 缺 陷市场经济具有自发性和盲目性, 这两种特性一方面造成了智能家居行业的迅速壮大, 另一方面也为孕育了某此缺陷。 对于新事物而言, 其优势往往显而易见的, 而缺陷则是隐形的。站在行业发展的高度来看,这些隐身在兴盛背后的缺陷将会严重阻碍整个行业的未来发展。目前智能家居行业的缺陷主要可以概括为“弱智”和“复杂”两点。1、所谓的“弱智”是指不够智能。智能家居除了设备本身具有计算、判断能力之外,还需要各设备之间的联动来实现智能。 联动性上正是当前智能家居行业的短板, 其原因在于我们智能家居系统的功能不全。 而大部分品牌往往只能实现安防报警、 可视对讲、 智能照明等三、 四个功能,可互相组合派生的功能甚少,更谈不上什么联动了, 因此其智能程度大遭消减。2、复杂主要体现产品布线复杂,配置复杂,操作复杂这三点。现在有许多智能家居系统组网是基于总线技术的, 不可避免的带来了繁复的布线问题, 增加了施工成本。 部分智能家居系统, 缺乏软件支撑,配置起来其过程十分复杂,基本只有专业人员才能完成。操作复杂,主要表现为产品设计不够人性化,界面太多,杂乱无章,甚至没有界面,为用户带来了很大的记忆量。五 、 物 联 网 的 发 展 前 景尽管目前物联网在智能家居行业还有很多需要改进的地方, 但这并不影响我们对物联网的展望,以后的物联网发展趋势应该有以下几点:1、无线控制不断深化:比如在智能家居这一应用方面,业内人士认为,未来, WiFi 无线网络传输技术和 Zigbee 无线技术会在家庭中得到更广泛的应用。 用户通过 Zigbee 遥控器,可以对连接在家庭网络上的家用电器使用状况进行查询, 并对其进行无线遥控。 用户在使用时,不再局限于传统的智能终端设备,家中的电视、电脑、手机等显示设备都可以作为控制终端。因此,在智能家居系统中加入无线和远程控制技术,将更好地发挥智能家居的功能,为用户带来便捷生活体验。 我们相信, 未来的物联网应用方面会通过技术改进, 继续深化无线智能控制技术,以此来满足更多消费者的需求。2、网络功能强势凸显:一直以来,网络化是物联网的主要发展趋势。通过互联网,人们可以将智能家居系统中的视频监控与手机有效结合起来, 一旦有小偷进入家中, 报警信号即可迅速通过网络, 传送到小区安防中心、 地区报警中心及用户手机上。 各报警中心和用户可以立即调入视频图像, 保证在第一时间有效地监看到小偷的面貌, 确保日后调查取证。 同时我们还可以利用智能交通系统将交通中出现的任何相关问题及时反应到交警值班处, 以此来提高办事效率。3、智能控制内容逐步扩大:物联网通过智能化手段,使得人们生活体验变得更加的方便、舒适。 针对目前物联网的一些应用方面的缺陷, 可以想象在未来的社会我们必定要克服当前出现的智能不能完全实现智能、过于复杂等缺陷。总体来说, 物联网是一个新兴的但是却是一个很有用处的行业, 它在当今社会以及未来社会都会对人们的生活带来翻天覆地的改变。 虽说目前的物联网在各个领域都有所运用, 尤其是在智能家居领域已经有了比较好的发展,但是我们也应该看到目前所出现的一些问题,我们只有解决好目前物联网在一些领域的应用中所出现的缺陷, 这样才能让物联网更好的为我们服务,使得我们的生活变得更加方便、舒适。
比较专业的可以去一些数据库找,什么万方数据库、维普期刊什么的,但都是要收费的,普通一点的可以去文库论坛网站找找,飞瑞敖网站论坛也整合了有七十来篇关于智能家居的文章,可以找来看看
智能家居的你不用花钱买,我之前写论文的时候用了手头的一些资料,找了一些英文资料,当然要专业一些。智能家居属于物联网,你去物联网文库找找看,应该有的。
浅析物联网在智能家居中的应用摘要:众所周知, 物联网是新一代信息技术的重要组成部分, 在当今社会以及未来社会发挥着巨大的作用,而且其应用方面也越来越广阔。虽然当前的物联网技术还不是很成熟,但是在某些领域方面的研究还是比较靠前的, 比如家居方面。 所以本次选取了物联网在智能家居中的应用这一话题。 在论文中, 会首先介绍物联网的相关内容, 包括对物联网的认识以及物联网的作用, 然后介绍物联网是如何在智能家居中应用的还有目前大家对智能家居的评价,最后我们会展望一下智能家居的未来发展状况以及目前我们可以做的一些相应改变。关键词:物联网、技术框架、智能家居、发展前景一 、 对 物 联 网 的 认 识物联网是新一代信息技术的重要组成部分, 是一个基于互联网、 传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化 3 个重要特征。其英文名称是“ The Internet of things ”。由此,顾名思义, “物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思: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,进行信息交换和通信。因此,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、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。从技术架构上来看, 物联网分为三层:感知层、网络层和应用层。 感知层由各种传感器以及传感器网关构成, 感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢, 它是物联网识别物体、采集信息的来源,其主要功能是识别物体,采集信息。网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、 网络管理系统和云计算平台等组成, 相当于人的神经中枢和大脑,负责传递和处理感知层获取的信息。 应用层是物联网和用户(包括人、 组织和其他系统)的接口,它与行业需求结合,实现物联网的智能应用。同时我们也应该注意到在物联网应用中有三项关键技术:1、传感器技术,这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道,到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。 自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。2、RFID 标签也是一种传感器技术, RFID 技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术, RFID 在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。3、嵌入式系统技术是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。 如果把物联网用人体做一个简单比喻, 传感器相当于人的眼睛、 鼻子、皮肤等感官, 网络就是神经系统用来传递信息, 嵌入式系统则是人的大脑, 在接收到信息后要进行分类处理。二 、 物 联 网 的 作 用从上文我们对物联网的认识, 物联网可以实现物物相通。 但是除此之外, 物联网还有其他的作用:1、除了实现人与人之间的相互交换信息和通信之外,还可以实现人与物、物与物之间进行信息交换和通信。当然,这里人还是主体。因为,物与物之间进行信息交换和通信的目的,还是要为人服务、为人所用。2、除了实现信息的交换与通信的目的,还可以通过安装信息传感设备,如射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等,将所有的物品都与网络连接在一起,方便识别和管理。由以上我们可以总结对物联网的一个大概认识: 物联网是一项利用传感器的连接来实现物物相通的网络, 在这个网络之中可以实现信息的交换与分析; 同时在这个网络中还能实现对物体的智能控制,以此来满足对大众的相应需求。三 、 物 联 网 在 智 能 家 居 中 应 用 情 况 分 析 对智能家居的相关认识智能家居, 或称智能住宅。首先,它需要在一个家庭中建立一个通讯网络, 为家庭信息提供必要的通路, 在家庭网络操作系统的控制下, 通过相应的硬件和执行机构, 实现对连入家庭网络的所有家电和设备的控制和监测; 其次,它们都要通过一定的媒介, 构成与外界的通讯通道, 以实现与家庭以外的世界沟通信息,满足远程控制、监测和交换信息的需求,其最终目的都是满足人们在家庭中对安全、舒适、方便地工作和生活的需求。 智能家居的主要功能(1)安全防护及消防报警自动化安全防护及消防报警自动化是智能家居的最基本的一项功能, 由于人们对自身及财产的安全更加重视,选择智能化家居的一个基本出发点是家庭保安和灾害报警自动化。(2)家电设施智能化家电设施智能化是智能家居的一个重要组成部分。 智能家居的一个显著特点就是它能根据住户的要求对家电和家用电气设施灵活方便地实现智能控制, 更大程度地把住户从家务劳动中解放出来。随着社会的发展和技术的进步,家电设施智能化还会出现更多更新的应用。(3)物业管理自动化通过与小区智能系统联网,住户可对用水、用电、用气以及电话、网络等的使用情况进行监视。 一是实现各种费用的自动计量, 减少物业管理工作量; 二是方便用户对费用进行自我控制, 避免费用严重超支; 三是可及时发现并避免电话或其他资源被盗用。 物业管理自动化是小区智能化的一种标志。(4)信息和通讯自动化一般的通讯自动化只是通过电话实现简单的电话自动录音、 传真自动接收或回复; 而通讯智能化可将家中异常情况通过电话自动拨打 110、119 报警电话或主人的办公电话、手机等通讯工具。 智能家居的通讯信息自动化的内容将更加广泛。 如将住户的个人电脑连入局域网、互联网,充分利用计算机网络资源,实现从社区信息服务、物业管理服务、网上资料查询、网上商务等各种互联网功能。在条件具备的情况下,还可实现远程医疗、远程教学、咨询预约等功能。(5)各种设备之间的协同工作智能家居系统可以提供更丰富的系统关联功能。 例如,当您准备看电视时, 客厅灯光自动调到您喜欢的亮度 (通过调光控制模块实现) 、窗帘自动拉上 (通过窗帘控制模块实现) 、电视机打开并调整到您最喜欢的频道,等等。(6)环境与节能智能家居能监视室内的温度、 湿度、 亮度等环境状态值, 并根据住户的习惯进行调节控制,它在一定程度上既能使生活空间更加舒适,又能节约能源。不仅如此, 通过对家电的智能控制还可实现对水、煤气等资源的节约。 智能家居的组成学术界对智能家居的组成没有定论, 综合各种观点, 一个完整的智能家居系统除了具有各种功能的信息电器外,还必须包括以下几个模块:(1)信息处理模块为了使相互独立的信息家电可以实现信息共享与协同工作, 智能家居系统中必须具有专门的信息处理模块。 它的功能主要是收集家庭中各个家电的工作状态和服务请求, 对各种数据进行实时处理,并将结果送入功能驱动模块。(2)通信模块如果说信息处理模块是智能家居系统的大脑,那么通信模块就是实现信息传导的神经。根据家庭组网的特点,通信模块常利用已有的布线(如电力载波),或者采用无线传输(如蓝牙、 红外)等。 由于不同的信息电器对传输时的带宽要求不同,实际中的通信模块常采用多种方式混合组网。(3)功能驱动模块功能驱动模块是信息流入、 流出各个信息电器的接口。 由于各个电器生产厂商的产品在功能和实现上都有很大的不同, 所以必须通过功能驱动模块将信息处理模块的指令翻译成电器可以执行的电平信号, 以及将电器的各种状态信息转换成信息处理模块可以理解的二进制信息。(4)外界信息接口模块该模块可以看成是一个家庭通向外界(如 Internet)的网关。它在家庭内部各种电器信息共享的基础上,进一步实现了基于 Internet 的资源共享,从而更进一步实现了共享的深度和广度, 也将是未来智能家居系统发展的热点。 由于家庭内部网络通常不使用 TCP/IP 协议,所以外界的信息接口模块中最基本的功能就是从 TCP/IP 协议到各种家庭内部网络协议的转换。四 、 智 能 家 居 的 缺 陷市场经济具有自发性和盲目性, 这两种特性一方面造成了智能家居行业的迅速壮大, 另一方面也为孕育了某此缺陷。 对于新事物而言, 其优势往往显而易见的, 而缺陷则是隐形的。站在行业发展的高度来看,这些隐身在兴盛背后的缺陷将会严重阻碍整个行业的未来发展。目前智能家居行业的缺陷主要可以概括为“弱智”和“复杂”两点。1、所谓的“弱智”是指不够智能。智能家居除了设备本身具有计算、判断能力之外,还需要各设备之间的联动来实现智能。 联动性上正是当前智能家居行业的短板, 其原因在于我们智能家居系统的功能不全。 而大部分品牌往往只能实现安防报警、 可视对讲、 智能照明等三、 四个功能,可互相组合派生的功能甚少,更谈不上什么联动了, 因此其智能程度大遭消减。2、复杂主要体现产品布线复杂,配置复杂,操作复杂这三点。现在有许多智能家居系统组网是基于总线技术的, 不可避免的带来了繁复的布线问题, 增加了施工成本。 部分智能家居系统, 缺乏软件支撑,配置起来其过程十分复杂,基本只有专业人员才能完成。操作复杂,主要表现为产品设计不够人性化,界面太多,杂乱无章,甚至没有界面,为用户带来了很大的记忆量。五 、 物 联 网 的 发 展 前 景尽管目前物联网在智能家居行业还有很多需要改进的地方, 但这并不影响我们对物联网的展望,以后的物联网发展趋势应该有以下几点:1、无线控制不断深化:比如在智能家居这一应用方面,业内人士认为,未来, WiFi 无线网络传输技术和 Zigbee 无线技术会在家庭中得到更广泛的应用。 用户通过 Zigbee 遥控器,可以对连接在家庭网络上的家用电器使用状况进行查询, 并对其进行无线遥控。 用户在使用时,不再局限于传统的智能终端设备,家中的电视、电脑、手机等显示设备都可以作为控制终端。因此,在智能家居系统中加入无线和远程控制技术,将更好地发挥智能家居的功能,为用户带来便捷生活体验。 我们相信, 未来的物联网应用方面会通过技术改进, 继续深化无线智能控制技术,以此来满足更多消费者的需求。2、网络功能强势凸显:一直以来,网络化是物联网的主要发展趋势。通过互联网,人们可以将智能家居系统中的视频监控与手机有效结合起来, 一旦有小偷进入家中, 报警信号即可迅速通过网络, 传送到小区安防中心、 地区报警中心及用户手机上。 各报警中心和用户可以立即调入视频图像, 保证在第一时间有效地监看到小偷的面貌, 确保日后调查取证。 同时我们还可以利用智能交通系统将交通中出现的任何相关问题及时反应到交警值班处, 以此来提高办事效率。3、智能控制内容逐步扩大:物联网通过智能化手段,使得人们生活体验变得更加的方便、舒适。 针对目前物联网的一些应用方面的缺陷, 可以想象在未来的社会我们必定要克服当前出现的智能不能完全实现智能、过于复杂等缺陷。总体来说, 物联网是一个新兴的但是却是一个很有用处的行业, 它在当今社会以及未来社会都会对人们的生活带来翻天覆地的改变。 虽说目前的物联网在各个领域都有所运用, 尤其是在智能家居领域已经有了比较好的发展,但是我们也应该看到目前所出现的一些问题,我们只有解决好目前物联网在一些领域的应用中所出现的缺陷, 这样才能让物联网更好的为我们服务,使得我们的生活变得更加方便、舒适。
智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统的具体应用论文
在日常学习、工作生活中,说到论文,大家肯定都不陌生吧,论文写作的过程是人们获得直接经验的过程。怎么写论文才能避免踩雷呢?以下是我为大家收集的智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统的具体应用论文,仅供参考,希望能够帮助到大家。
摘要:
传统的农业种植模式已经很难满足现代生活模式与需求,以传统塑料大棚为例,不仅产量很低,也会带来较大的污染,且人员管理非常繁琐,不利于蔬菜种植效益的提升。智慧温室大棚蔬菜种植模式优势较多,相比于传统塑料大棚能够大幅度扩展蔬菜种植发展空间,也改变了现代农业、新型农村的格局。该文简述了智慧温室大棚蔬菜种植的优势,然后分析了智慧温室大棚建设方案,最后介绍了智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统的具体应用。
关键词 :
智慧温室;大棚蔬菜;种植技术;
引言:
在传统农业发展模式下,农民的浇水、施肥和打药等农业劳动过程主要借助已有经验进行。在温室大棚蔬菜种植中,需要关注浇水的时机,准确把控农药浓度,且保证温湿度、光照、氮元素等处于适宜的状态。由于无法量化指标,通常依赖于人为判断,因而经常发生误差,也无法提高温室大棚蔬菜种植的产量和质量。要想解决传统农业中低效率、低产能等现象,需要积极引入智慧温室大棚蔬菜种植技术,将各影响因素进行有效控制,改进环境条件,促进蔬菜的正常生长。
1、传统大棚蔬菜种植的危害气体
传统大棚蔬菜种植会释放很多有害气体,如氮气,引起有害气体含量超标的原因较多,主要包括人员操作不当、肥料质量不合格等因素。若是施肥方法不科学,施用含量超标的肥料,将引起氮气排放的增加,当温室大棚内氮气含量超出一定限度后,将导致叶片枯死,特别是对黄瓜、西红柿、西葫芦等蔬菜来说,对氮气更加敏感。此外,还会存在亚硝酸气体,当土壤呈弱酸性后,即pH值未超过5,某些菌体的作用效果将持续减弱,形成大量的亚硝酸气体。亚硝酸气体含量的增加,会让蔬菜绿叶发生白色斑点,黄瓜、西葫芦、青椒和西芹等蔬菜对亚硝酸气体较为敏感[1].冬季严寒,很多农民常用煤球升温取暖,在燃料不充分燃烧的情况下,将形成大量一氧化碳等有毒气体,温室大棚中碳元素也会超标,不利于蔬菜产量与质量的提升。
在预防过程中主要采取以下措施:
(1)做到施肥的科学性。温室大棚中施用的有机肥必须需要发酵腐热,以优质化肥为主,尿素要与过磷钙混施。基肥要深施15~20cm,追施化肥深度至少为12cm,施后及时覆土浇水。
(2)通风换气。在天气条件较好的情况下,要根据温度要求及时通风换气,遇到雨雪天气时也应该做好通风换气工作。
(3)农膜与地膜不能产生毒性,温室大棚中废旧塑料品等需第一时间清理干净。
2、智慧温室大棚蔬菜种植的优势
在蔬菜种植中需要控制好空气温湿度、土壤温湿度和水肥条件,才能保证蔬菜生长的品质,实现产量提高的目的。因此要通过精准化控制各项环境因素,改善温室大棚蔬菜种植品质,确保经济效益逐步提升。智慧大棚主要在温室大棚蔬菜种植中引入自动化控制系统,发挥最新生物模拟技术的作用,对棚内蔬菜生长最适宜的环境进行模拟。同时也设置了温度、湿度、二氧化碳和光照度传感器,对温室大棚内多项环境指标进行感知,并利用微机完成数据分析,实现对棚内水帘、风机和遮阳板等设施的全面监控,最终有效改善大棚内蔬菜生长环境。
在科技进步与发展过程中,各种智慧大棚控制系统得到了广泛应用,实行精细化管理模式,温室大棚内的茄子、辣椒、黄瓜和西红柿等蔬菜都能快速生长,能够帮助种植户创造丰厚利润,也促进了智慧温室大棚的发展。在智慧大棚控制系统中主要应用了物联网技术,设置农业物联网传感器,管理中物联网系统能够有效采集实施环境数据,其中包含了光照、空气温度、湿度和二氧化碳浓度等信息,在网络支持下向控制平台传输[2].系统结合获得的数据信息完成智能判断,远程控制温室大棚中的各项设备,达到及时调节棚内环境的目的,确保满足大棚内蔬菜生长的要求。在温室大棚蔬菜种植中引入智慧大棚控制系统,大幅度提升了温室大棚生产自动化和管理智能化水平。
智慧大棚控制系统除了可以在温室环境方面实现精准管理以外,还具备大面积统一管理的优势。在系统运行过程中,能够为温室大棚蔬菜种植提供精细化的智慧管控服务,实现对设施农业管理效果的不断优化。这样不仅能让温室大棚管理效率大幅度提升,也有效减少了管理成本的投入,为大棚蔬菜种植创造了诸多便利,能够达到增产增收的目的,温室大棚蔬菜种植也能逐步发展为稳定型和持续增收型产业。在中国加快推进乡村振兴战略实施的过程中,智慧大棚控制系统将在农业智能化发展中发挥越来越大的作用,为农业全面升级打牢基础。
3、智慧温室大棚建设方案
在智慧温室大棚建设过程中,需要由多个环境监测节点完成组网,才能实时采集环境信息,达到精准控制的目的。在各环境监测节点上需要安装传感器,控制设备主要有补光照明设备、排风设备、灌溉设备以及报警设备等。各节点也设置2节干电池保证电能供应,因为节点功耗不高,所以电池使用寿命很长,在智慧温室大棚中供电非常安全与便利。各传感器获得的数据向上位机传输过程中,上位机除了可以实时显示、控制与存储,并自动生成温度、湿度和光照等环节因素变化曲线图以外,也可以借助网关与Internet服务器进行连接,达到手机远程监测和控制等目的。建设智慧温室大棚后,能够实现对温室大棚蔬菜生长情况的远程视频监控,也能将相关信息实时存储下来,为农业生产科学化管理创造条件。
在智慧温室大棚功能设计上,主要包括以下几点:
(1)身份识别功能。借助RFID射频识别技术将个人信息显示在上位机,用户在系统刷卡登记后才能完成相应操作。
(2)自动报警功能。要想农业生产更加安全可靠,在大棚中发生烟雾、明火以后,利用烟雾传感器与火焰传感器进行检测,能够第一时间让蜂鸣器报警得到控制,在GPRS模块支持下为用户发送短信或者是打电话,并在屏幕上清晰完整呈现大棚报警信息。
(3)远程监控功能。登录网页端,即实现对智慧温室大棚蔬菜种植的远程监控。
(4)无线信息采集与传输功能。为提高大棚蔬菜种植的产量与质量,要实时监测和控制大棚内蔬菜生长环境。环境监测节点主要由光照、空气温度、土壤温湿度以及二氧化碳传感器等构成,能够精确采集相关信息数据[3].
(5)定时防治病虫害功能。利用臭氧发生器,能够在高压、高频电等电离作用下,让空气内氧气转化为臭氧,并定时进行杀菌,达到对温室大棚蔬菜种植中的病虫害防治功能。这种方式不仅具有安全、高效等优点,还降低了成本与农药使用量,能够达到无污染、无残留的要求,不断推动智慧温室大棚蔬菜种植增值提效。
4、智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统
在农业自动化发展过程中,除了应用计算机技术以外,也涉及微电子技术、通信技术和光电技术等,尤其对蔬菜种植自动控制系统而言,它们是智慧温室大棚蔬菜种植中需要重点关注的.内容。对该系统而言,主要结合蔬菜温室控制要求建设的远程监控管理系统,属于可扩展、可操作的硬件与软件系统。利用无线通信方式与蔬菜温室管理中心的计算机联网,能够让蔬菜温室单元得到实时调节与控制。
蔬菜种植自动控制系统主要构成如下:
(1)无线传感器,分别为温湿度传感器,土壤温湿度传感器、光传感器和二氧化碳传感器等设备。
(2)控制器,主要有温湿度控制器、光强控制器和土壤温湿度控制器等,可以集中处理各传感器传输的数据信息,并由计算机发出相应的控制指令。
(3)触摸屏,能够显示各种数据,以及风机、加湿、加热电磁阀等现场设备的远程控制,各种数据报表的打印等。
(4)遥控终端,通常包括手机、计算机等。
对蔬菜种植自动控制系统功能来说,包括以下几点:
(1)检测系统:设置多种无线传感器,将蔬菜生长环境中的温度、湿度、pH值、光照强度、土壤养分和二氧化碳浓度等物理参数及时采集起来。
(2)信息传输系统:利用本地无线网络、互联网、移动通信网络等通信网络,为数据传输、转换等创造有利条件,能够提高智慧温室大棚内环境信息传输效率。
(3)信息通过无线网络传输系统和信息路由设备传输到控制中心,各节点能够自由匹配,任意监控,互不干扰。
(4)控制系统:增加摄像头,对各温室大棚进行监测,并借助监控计算机对环境调整的全过程进行监控。蔬菜生长环境信息数据等进行实时监测,将各节点数据采集起来,通过存储、管理后能够动态呈现各测点信息。同时结合掌握的信息数据自动灌溉、施肥、喷施、降温和补光等,发挥历史数据存储、查询、报警和打印等作用[4].
(5)远程控制系统:移动电话终端用户能够了解蔬菜棚的工作状态,借助手机实时发布指挥控制设备。
蔬菜种植自动化控制系统不仅安全可靠,适应性也很强,能够提高蔬菜种植智能化水平,为绿色健康蔬菜种植奠定了良好基础。蔬菜自动种植控制系统融合处理大量的农业信息,确保技术人员可以完成多个蔬菜棚环境的监控与智能管理,让蔬菜生长环境得到改善,真正实现增产、提高质量、调节生长周期、提高经济效益等目标,也达到集约化农业生产、高产、优质、高效、生态、安全的目的[5].
5、结语
总之,近年来人民生活水平不断提高,在蔬菜栽培自动化控制系统建设与应用上有着更高的要求,产品附加值越来越高,经济效益也不断提升。通过光照、温度、湿度、二氧化碳、土壤等监测与自动化控制,推动现代农业发展再上新台阶,也是智能技术在农业生产中作用的体现。实行智慧温室大棚蔬菜种植技术,为蔬菜种植技术提供量化指标作为参照,这样蔬菜种植产量与品质得到保障,可操作性也大幅度提升,不仅可以实现增产创收的目的,也为产业链的形成创造了有利条件。
参考文献
[1]胡琼香基于物联网的智慧温室大棚蔬菜种植技术[J]江西农业,2019(14):13-17.
[2]刘欣"互联网+"设施蔬菜智慧决策管理系统设计与验证[J.江苏科技信息,2018,35(29):62-64.
[3]孙通农业气象物联网在蔬菜大棚中的应用[J]现代农业科技2020(16):164-171.
[4]何淑红设施大棚蔬菜生产技术与发展趋势研究[J].农村实用技术2020(08):11-12.
[5]胆温室大棚蔬菜种植技术试析[J]农民致富之友,2020(13):50-50.
传统农业生产活动中的浇水灌溉、施肥、打药,农民依靠人工估摸,全凭经验和感觉来完成。而应用物联网,诸如瓜果蔬菜的浇水时间,施肥、打药,怎样保持精确的浓度,如何实行按需供给等一系列作物在不同生长周期曾被“模糊”处理的问题,都有信息化智能监控系统实时定量“精确”把关,农民只需按个开关,作个选择,或是完全听“指令”, 就能种好菜、养好花。 从传统农业到现代农业转变的过程中,农业信息化的发展大致经历了计算机农业、 数字农业、精准农业和智慧农业 4 个过程。我国发展现代农业,面临着资源紧缺与资源 消耗过大的双重挑战。以信息传感设备、传感网、互联网和智能信息处理为核心的物联网将为农业生产过程中量化分析、智能决策、变量投入、定位操作的现代农业生产管理技术体系开辟新的思路和有利手段,将在农业领域得到广泛应用,并将进一步促进信息 技术与农业现代化的融合。 基于物联网的智能农业可用于大中型农业种植基地、设施园艺、畜禽水产养殖和农产 品物流,布设的 6 种类型的无线传感节点,包括空气温度、空气湿度、土壤温 度、土壤湿度、光照强度、二氧化碳浓度等,并通过低功耗自组织网络的无线通信技术实现传感器数据的无线传输。所有数据汇集到中心节点,通过无线网关与互联网或移动网络相连,实现农业信息的多尺度(个域、视域、区域、地域)传输;用户通过手机或计算机可以实时掌握农作物现场的环境信息,系统根据环境参数诊断农作物生长状况和病虫害状况。同时,在环境参数超标的情况下,系统可远程对灌溉等农业装备进行控制,实现农业生产的产前、产中、产后的过程监控,进而实现农业生产集约、高产、优质、高效、生态、 安全等可持续发展的目标。2002 年,英特尔公司率先在俄勒冈建立了世界上第一个无线葡萄园。传感器节点被分 布在葡萄园的每个角落,每隔 1min 检测一次土壤温度、湿度或该区域有害物的数量,以确 保葡萄可以健康生长。研究人员发现,葡萄园气候的细微变化可极大地影响葡萄酒的质量。通过长年的数据记录以及相关分析,便能精确地掌握葡萄酒的质地与葡萄生长过程中的日 照、温度、湿度的确切关系。这是一个典型的精准农业、智能耕种的实例。2008 年美国 Crossbow 公司开发了基于无线传感网络的农作物监测系统,基于太阳能供电,能监测土壤温湿度与空气温度,通过 Internet 浏览器为客户提供了农作物健康、生 长情况的实时数据,已经在美国批量应用。 美国加州 Camalie 葡萄园在 英亩(1 英亩 = 亩)区域部署了 20 个智能节点, 组建了土壤温湿度监测网络,同时还监测酒窖内存储温度的变化,管理人员可通过网络远 程浏览和管理数据,在应用了网络化的监测管理之后,葡萄园的经济效益显著提高。与 2004 年的 2t 产量相比,2005~2007 年的产量逐年翻一番,分别达到了 4t,8t 和 ,同时也 改善了葡萄酒品质,节省了灌溉用水。 日本富士通公司开发的富士通农场管理系统以全生命周期农产品质量安全控制为重点,带动设施农业生产、智能畜禽和智能水产养殖,实现设施农业管理、养殖场远程监控 与维护、水产养殖生产全过程的智能化。无锡阳山镇专门开发桃园种植技术的物联网监测系统,实现了高科技种桃,令人叹为 观止。该镇有 25 亩桃林作为物联网种植园的示范基地,由 22 个传感器和 3 个微型气象站 组成的监测系统充当“智慧桃农”。这种绿色农业种植模式有效压缩了成本,提高了经济效 益,实现了高产、优品的种植目标。中科院遥感应用研究所开发的基于无线传感网络和移动通信平台的农业生态环境监测系统,解决了大棚内监测温度、湿度的困难,在环境参数超过用户设置的范围时,系统可以通过短信方式对用户进行报警,同时用户可利用手机短信获取大棚内实时的温度、湿度 或者登录 Internet 网页查看,用户还可以通过手机短信对大棚内的浇灌系统、天棚等设备进 行控制。 上海交大机电控制与物流装备研究所针对葡萄新梢生长发育的规律特点,开发研制了 基于嵌入式控制器和 CCD 彩色相机的葡萄新梢生长图像数据采集记录系统, 实现了葡萄新梢生长态势的在线监测。该系统针对葡萄生长发育特点,配备球坐标式图像采集支架,实现对图像采集角度的自由调整;设计开发的全光谱辅助照明装置,大限度地减少或避免了直射光对成像质量的影响;嵌入可编程式控制器实现了无人值守的自动拍照模式,用户可根据需求预先自由设定拍摄间隔,从而无需人工干预即可获取清 晰的图像数据。由于采用了商业化的 CCD 彩 色相机,拍摄到的图像分辨率高且色彩真实,有利于后续的图像分析处理,可以得到理想的图像分割效果和精度。同时系统还具备现场大 容量 SD 卡存储和远程无线网络传输功能,既延长了监控周期,又可以实时地共享观测结果。
农业物联网技术论文篇二 基于物联网技术的智慧农业实施方案分析 摘要:我国发展越来越快,科学技术水平也越来越高,并且我国的技术水平还处在不断发展的过程中。我国的农业生产也不断加入高科技,农业不断向现代化方向发展。在农业生产中物联网技术逐渐受到重视。物联网技术是_种新的农业发展的模式,是智慧农业技术,这项技术不但能提高我国农业的生产效率,还能促进农业的现代化发展。这项技术主要是解决我国农业信息传播不够及时、新技术推广受限等问题。文章将针对物联网技术在我国智慧农业中的促进作用进行详细的分析,从而为我国农业发展做出贡献,推进我国农业的不断发展。 关键词:物联网;技术角度;智慧农业;实施方案 我国是一个地大物博的国家,自古以来就是农业大国,在古代农作物的产量主要受自然气候的影响,而现在我国通过技术手段可以大大地提高农作物的产量。我国一直在提倡生态农业和智慧农业,现在我国的技术更是在不断更新和发展,尤其是物联网技术的出现大大促进了智慧农业的发展,利用物联网技术是发展我国智慧农业的一个重要手段,也是我国农业发展的必经之路。科学技术为农业生产提供的是技术保障和技术创新,为了确保我国的农产品能够实现自给自足并能满足出口要求,我国的农业必须不断创新发展,农业的发展还能促进农民增收,农民增收有利于提高农民的生活水平,有利于我国社会的稳定和发展。物联网技术是利用现代化的通信技术手段对农业生产进行跟踪和监控管理。在以前我国的农民主要是通过自己的经验进行农业种植,我国的农业专家也主要是通过人工测量和人工种植试验田的方法收集农业信息。这不仅要消耗大量的人力和物力,而且还非常消耗时间,整体效率很低,而且受多种不确定因素的影响,准确度也很低。但是自从采取了物联网技术之后,应用无限传感器收集信息不仅降低了人力、物力消耗,而且准确度和效率都得到了提高。众多的传感器节点组合在一起就形成了一张功能各异的监控网络,能够及时发现农业生产中存在的问题,并准确指出问题发生的位置,分析问题发生的原因,这样就可以不断提高农业生产的综合效益,使我国的农业不断发展和进步。 1.智慧农业发展的现状分析 智慧农业是我国农业发展的一个新的方向,区别于传统农业的主要依靠人力和经验的种植方法,智慧农业更倾向于收集和整理农业生产中的宝贵经验,通过物联网技术将这些有效信息进行整合和分析,然后共享。这样做可以大大地提高农业生产的效率,促进农业的现代化发展。 农业基础设施现代化现状 我国一直都在关注农业发展,尤其是对于基础设施方面的建设更是尤为关心,现在因为政府的重视和支持,农业设施不断改建,我国的农田灌溉设施更加完善,农业电网设施也更加完备,农村的水利设施也得到了完善,我国的农业基础设施建设已经由量的进步变成了质的发展,可以说基本实现了农业生产的现代化。但是不足之处是,东西部的发展还存在着一定的差距,东方的农业发展由于地理和自然条件的先天优势,而且在基础设施建设方面也优于西部,所以东部的发展还是要快于西部。现在我国还在不断打造更加现代化的农业生产,只要我们不断地按照国家的指导执行,在国家的扶持下一定会使农业得到更陕、更好的发展。 物联网技术在农业中的应用现状 现在网络已经不再是城市的专属,很多村镇都已经引入了互联网,一些发展较快的村镇甚至实现了光纤网络。现在可以说是,村村有电话,村村有限电视入户,基本上实现了网络普及。这也为我国的物联网技术在农业中的运用提供了基础。从种植到收获到销售整个的流程记录和研究农业产品的信息,同时还通过物联网技术对农业的农田、土壤和水利等进行合理的分析和分配,达到效率的最大化。 物联网技术在农业应用中存在的问题 虽然物联网技术已经在农业生产中得到了应用并起到了重要的作用,但是仍然有一些问题存在。首先,我国的信息化由于受到各种条件的限制并没有得到全面普及,有些农村的基础设施还不够完善,虽然这项技术可能取得了试点的成功,但在普及的过程中受到了限制。除了基础设施方面的力度不够,还有就是农村缺乏专业的农业人才,人们的就业观往往是向往城市的繁华,很少有人才会回到农村,这也是我国农业难以得到发展的一个非常重要的影响因素。还有一点就是技术层面的因素,由于我国的农村宽带技术还不是很完善,所以缺乏信息技术层面的支撑,这也是造成物联网技术难以在农业生产中全面普及的一个重要问题。 新技术推广应用不足 现在的物联网技术在智慧农业方面的应用还包括对农业新技术的推广应用工作。这项新型技术虽然受到了国家的重视和重点扶持,但是由于现在各地还是处在一个初级的摸索阶段,所以还是会遇到很多问题。比如各地的农业生产现状不同、网络普及程度不同、人才和技术水平不同,这些都造成了新技术的推广受到了限制。而且有的运营商为了获得利益的最大化,往往会对资源的分享设置障碍,这样会造成访问受限和信息共享不畅通等问题,甚至农民需要对新技术进行购买,大大增加了农民的经济负担,这样做也大大地阻碍了农业新技术的推广和普及,同时也会打消农民学习新技术的积极性,影响我国智慧农业发展方案的实施。 2.从物联网技术方面对智慧农业进行的方案设计 物联网技术的指导思想 我们要通过以点带面的方法对物联网技术实施试点应用,然后针对各地的不同情况,进行符合地区特色的规划和实施。我们要以增加农业产品的产量、提高农业产品的质量、不断增加农民的收入为动力,不断构建物联网,收集和推广各项农业生产方面的知识和技术,实现农业生产各项资源的有效整合,把农业生产的产业链进行横向和纵向的延伸发展,同时也有利于促进我国农业的可持续发展,提高我国农业的现代化水平,加快我国农业和国际化接轨的速度。 物联网技术的方案架构 在此过程中我们不要进行不必要的浪费,要秉承节约成本的原则,根据现在的资源进行收集和整理工作,不断进行资源的整合工作,然后通过物联网共享信息资源,在农业生产的过程中不断进行研发,通过研发的技术再反过来促进生产,达到良性的循环。 智慧农业物联网并不是一个个独立的模块,而是有着自己的方案架构,主要是由田间管理框架、水文管理框架、种子管理框架、气象管理框架、流转管理框架、虫害管理框架、农药管理框架、农机管理框架、物流管理框架、加工管理框架和电力管理框架等众多的组织框架构成的。这样几个框架结构分成几个重要的模块,对我国的农业生产技术进行分类,促进我国的农业技术发展,可以不断提高我国农业人才的技术能力和我国农业的可持续发展。物联网为农业生产提供了安全、可靠的网络运行环境,使我国农业的各项数据和信息都能得到有效的共享。在构建这个方案框架的过程中,还需要国家和政府给予大量的支持才能够完成这项复杂的工程。 物联网技术的组织保障 对于物联网这项技术,我们必须进行好规划和顶层的设计。这对技术的要求很高,涉及的技术层面也比较广,所以为了实施好资源的收集整理和共享,就必须强化顶层设计,不能出现重复建设的浪费现象。必须投入大量的人力、物力研究这个课题,要不断发展人才并且通过这些技术人才的研究做好农业物联网各方面的制定工作,一定要建立完善的组织保障。相关的政府部门也应该成立专门的工作小组,对这项工作中遇到的问题及时跟踪和解决,不断地对出现的问题进行协调,保证物联网技术的实施能够顺利进行。 物联网技术的人才培养 目前,我国物联网技术发展受到限制,还有一个重要的影响因素是缺乏相关的人才。物联网技术的人才本来就很缺乏,农业方面的人才更是紧缺。所以现在的当务之急是要联合各大高校和科研机构培养这方面的人才。这些人才不仅要精通物联网技术,还要懂农业生产方面的知识和技术。我国可以组织人员对这些人才进行集中培训,并且根据实际需要为这些人才提供进修条件,使他们能不断地更新和发展技术。除了物联网技术的人才培养,还要加强农业生产人员的培养,这些人才要懂农业技术,还要能掌握简单的物联网技术,这样才能够自主地从物联网上获得自己想要的信息和技术知识,不断促进农业的现在化发展。我国可以建立对这些人才的鼓励机制,对农业现代化做出贡献的人员可以获得相关的奖励,以此激励他们更好地进行农业生产技术的研发和共享。 3.结语 综上所述,通过对我国农业发展现状和我国农业信息化程度的分析可以得出结论,我国必须通过物联网技术的实施来促进智慧农业的发展。在我国的农业现代化发展进程中,各级政府都应该对智慧农业和物联网技术引起足够的重视,并且根据各地区的实际情况和各地区农业发展的实际程度加强对物联网技术的实施。这项技术是我国实现农业大数据发展的一项重要途径,一定能促进我国农业向着集约化、科学化、标准化和信息化发展。可以说物联网技术就是一项对于农业生产领域的重要改革,是促进我国农业向着智慧农业发展的必经之路。物联网是一个无处不在的网络,它可以对信息进行收集和智能化的处理,可以将海量的信息进行存储和提取,可以有效地提高我国农业生产技术的交流和发展,可以帮助农民解决在生产中遇到的实际问题。相信在这项科学技术的帮助下,一定可以实现我国农业的全面现代化,这也需要大家的共同努力。 看了“农业物联网技术论文”的人还看: 1. 物联网技术论文 2. 关于物联网技术对镇江农业示范园经营的影响分析论文 3. 物联网技术论文(2) 4. 浅谈农业经济相关论文 5. 粮食干燥技术论文