时间:2022-07-07 18:00:15
序论:在您撰写物联网技术论文时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
目前在国际上对于物联网尚没有一个公认的定义,比较广泛的解释是,物联网是指将各种信息传感设备,如无线传感器网络(WSN,Wireless Sensor Network)节点、射频识别(RFID,Radio Frequency Identification)装置、红外感应器、移动手机、PDA、全球定位系统(GPS,Global Positioning System)、激光扫描器等各种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。在这个网络中,物品变得“有感觉,有思想”,能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质就是将传感器等装置嵌入物体并进行联网以最终接入互联网,通过使物体具有“智慧”,从而延伸人类感知、控制外部世界的能力。
物联网的网络架构
在物联网的网络结构中,包括四个层次:
最底层是传感器网络层,即以传感器、RFID以及各种手机、PDA等机器终端为主,完成对底层信息的全面感知和采集功能;
第二层是传输网络层,即通过现有的互联网、广电网络、无线通信网等网络,实现数据的汇聚和传输功能;
第三层是中间件层,通过构建中间件来屏蔽各类传输网络的差异性,为上层应用提供统一的数据调用接口,同时对传输网络层汇聚上来的信息进行理解、推理和决策;
最上层是应用和服务层,即通过对调用数据的处理和解决方案来管理和控制手机、PC等终端设备,实现人们所需要的应用服务;或者与行业专业技术深度融合,与行业需求结合,实现行业智能化。
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它装置或器官。国家标准GB7665-87对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。根据传感器工作原理,可将其分为三大类:
(1)物理传感器
物理传感器应用某些物理效应,诸如压电效应,磁致伸缩现象,离化、极化、热电、光电、磁电等效应,将被测信号量的物理量转换成便于处理的电信号。
(2)化学传感器
化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器,被测信号量的微小变化也将转换成电信号。
(3)其它
物联网的用途
联网用途广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。文献[6]-[11]列举了物联网技术在各行各业中的应用。
国际电信联盟于2005年的一份报告曾描绘“物联网”时代的图景:当司机出现操作失误时汽车会自动报警;公文包会提醒主人忘带了什么东西;衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。亿博物流咨询生动的介绍物联网在物流领域内的应用,例如一家物流公司应用了物联网系统的货车,当装载超重时,汽车会自动告诉你超载了,并且超载多少,但空间还有剩余,告诉你轻重货怎样搭配;当搬运人员卸货时,一只货物包装可能会大叫“你扔疼我了”,或者说“亲爱的,请你不要太野蛮,可以吗?”
物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中,具体地说,就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合,在这个整合的网络当中,存在能力超级强大的中心计算机群,能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制,在此基础上,人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活,达到“智慧”状态,提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然间的关系。
毫无疑问,如果“物联网”时代来临,人们的日常生活将发生翻天覆地的变化。然而,不谈什么隐私权和辐射问题,单把所有物品都植入识别芯片这一点现在看来还不太现实。人们正走向“物联网”时代,但这个过程可能需要很长的时间。
物联网的发展趋势
物联网不是科技狂想,而是又一场科技革命。
物联网使物品和服务功能都发生了质的飞跃,这些新的功能将给使用者带来进一步的效率、便利和安全,由此形成基于这些功能的新兴产业。
物联网需要信息高速公路的建立,移动互联网的高速发展以及固话宽带的普及是物联网海量信息传输交互的基础。依靠网络技术,物联网将生产要素和供应链进行深度重组,成为信息化带动工业化的现实载体。据业内人士估计,中国物联网产业链今年就能创造1000亿元左右的产值,它已经成为后3G时代最大的市场兴奋点。
有业内专家认为,物联网一方面可以提高经济效益,大大节约成本;另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。目前,加拿大、英国、德国、芬兰、意大利、日本、韩国等都在投入巨资深入研究探索物联网。同时,有专家认为,物联网架构建立需要明确产业链的利益关系,建立新的商业模式,而在新的产业链推动矩阵中,核心则是明确电信运营商的龙头地位。
1.1消防产品生命周期管理系统该种系统主要以产品的生命周期理论为主要指导理念,并利用现代信息技术、计算机技术和无线网络和有线网络技术,实现对消防产品生命周期内的全时间跟踪管理,实时动态的获取相关产品的生命周期、空置时间以及相关的其他有效信息,为科学的管理的这些消防产品提供有效地、合理的管理手段和管理方法。消防产品生命周期管理系统主要贯穿于产品使用的全过程,是面向各种消防产品生产、销售、施工和维护管理以及质量监督管理的开放性的平台。利用系统的扫描技术可以实时的对相关产品的标签进行扫描,能够辨别消防产品的质量和生产、运输、安装和维护等各个环节的信息和数据采集过程。在扫描过程中,由于各种消防产品都是以自己独特的编码和数据录入到系统中,因此操作者可以利用这个系统很方便的实现对消防产品质量的监督和管理。同时,该种系统还实现了对消防产品从生产到使用到维护和报废等各个阶段的监督和控制,为各种用户提供了一个综合性能较高的信息查询平台,这个平台的好处就是任何的消防产品一旦出现任何的问题,利用该种信息平台可以及时的查询到是哪一个流程或者环节出现了问题。
1.2消防设施远程监控系统消防设施远程监控系统在我国有着广泛的应用时间和范围。该种系统刚开始时只是应用于消防火警报警系统中,通过火灾自动报警监控装置可以自动的获取系统中报警装置的故障和发生火灾的地方,随着我国信息技术的进一步发展以及我国消防系统的未来发展的需求,不少省市的消防部门已经开始尝试将其应用到其他消防设施的监控中去,但是从总体应用情况来看,不容乐观,应用的效果还有待提高。利用物联网技术对消防设备进行全过程的监督和控制,是将来消防物联网系统应该重点研究的领域。消防设备运行情况的良好与否,直接关系到火灾预警系统和火灾及时扑救的效果,其重要行不需要重点说明。但是在我国现今的消防系统中,各种消防设备的种类和功能繁多,其基数比较大,管理方面存在粗放管理现象严重,在使用过程中缺乏有效地监督管理手段。对于未来消防设备的远程监控系统,应该积极的使用传感技术、计算机技术和互联网技术对这些设备进行远程的实时监督和控制,及时的掌握消防设备的运行现状,对于其中的问题要及时发现,及时处理,及时解决,显著提高消防系统的应急处理时间,保证各种消防设施运行的完整和有序,有效地抑制火灾的发生和提高火灾扑救的工作效率。
1.3危险区域监督管理以及预警系统危险区域监督管理以及预警系统是一个复杂而庞大的系统工程,主要涉及到消防环境、消防设施、消防人员以及消防管理等很多方面。国内外关于该种系统的研究已经取得了比较多的应用成果。根据我国消防系统的实际需求,危险区域监督管理以及预警系统的建设应该寻找到计算机危险的临界点,能够有效地预测危险以及造成危险的各种后果,以便能够形成有效的预警对策和监督管理措施。同时,消防人员要将计算机处理出来的结果和危险性进行有效地分析和研究,在最大程度上降低火灾的发生率和事故后果的损失情况,提高危险区域的监督和管理水平,以便为消防部门提供更加科学、合理、详细、有针对性的对策。
1.4现场态势信息系统消防部门灭火救援的现场态势信息系统只要包括了现场环境监测、消防人员定位感知、消防车辆动态监测、现场消防设备与物资监督管理等内容,该种系统能够有效地提高消防部门灭火救援的质量,能够有效的提高救援信息的传递和灾情信息的资源共享,在最大程度上保证消防部门及时的掌握火灾的态势和消防部门警力调动的情况,提高消防决策的能力等,为消防部门打造现代化的消防信息系统提供坚实的技术支撑。
2.结语
在以往网络项目的铺设过程中,对于人类难以到达的区域以及较为恶劣的环境,往往会由于实际需要的传感器数目过多以及环境等因素的限制而使得维护以及铺设工作存在很大的困难。而通过我国电信的无线传感器网络技术,则能够有效的为各行业减少这部分复杂工序的建设、维护费用。
2我国电信物联网应用案例
近年来,我国的城市化进程得到了较大程度的发展,而电梯的应用数量也随着电梯普及率的上升而不断增加。在此过程中,电梯的管理以及安全等等也受到了社会各界的广泛关注,而电信物联网的应用,则能够对电梯进行更好的管理。对此,我国电信专门研发一种新的电梯管理系统,其通过对3G无线网络、音视频技术、传感网技术等应用来对现今城市中电梯设备进行相应的决策分析、应急调度以及视频监控等等。而在其基础功能中,则主要包括了信息共享、设备应急管理、数据评估以及动态监管等形式,从而能够更好的帮助电梯管理者对电梯进行更为安全的信息化管理,其主要功能有以下几种。
2.1应急调度系统
在此系统中,其通过3G、音频视频以及物联网等技术来使管控中心更好的对电梯在实际运行过程中的各类数据进行采集、监控,并在问题发生时对其进行应急处理。同时,通过系统对电梯各方面信息作出实时分析评估,并在对数据评估后设计一系列应对以及策略方案,则能够使电梯能够具有有效、长期的远程信息管理。而当有紧急事故发生时,应急处置中心则能够根据系统中的电子地图对出现问题的电梯进行第一时间的定位以及跟踪,从而能够在对所具有的应急资源进行调控,进而在最短时间解决电梯问题。
2.2实时监控系统
在对电梯管理的过程中,对其进行监控也是其中的一项重要工作。而在此系统中,则能够通过传感器的应用对电梯的各类信息进行采集,从而实现对电梯的实时监控,有效进行电梯管理、积极应对电梯故障,并为设备的安全性能评估提供数据依据。而在所采集的数据中,则主要有电梯的基本信息采集,如电梯的出厂信息、检验信息以及重要技术参数等等;其次是电梯的实时信息采集,如电梯在运行过程中所具有的运行状态、楼层、方向等等;最后,则是电梯的故障信息采集,其中则主要包括当电梯发生故障时的图像、声音等信息的采集。而当故障处理结束后,也会由平台生成报警记录,对故障原因、故障排除时间、故障排除后的电梯状态形成故障处理记录。
3结语
1.1设备运行状态监测
配电网设备运行状态监测基于温度、电流、湿度等特征量,主要监测配变接头温度、设备接头温度、低压柜出线电流、线路接头温度、电缆终端头及中间接头温度等。在需要进行温度监测的配电网设备上安装温度传感器,监测设备变化情况,达到预警值,就发出报警信息。配变接头温度监测,采用无线温度传感器实现接头温度监测,当配变接头发热时会被传感器感知,并将检测到的温升值通过无线传感器网络传输到后台处理系统进行处理、展示、告警。低压柜出线电流监测,采用不同规格的低压配电综合传感器节点,实现三相线路的电压电流在线监测,同时可监测空气开关的触头温度。线路接头温度监测,采用无线温度传感器实现配电网线路接头温度的在线监测。
1.2运行环境状态监测
配电网运行环境监测基于温湿度、水浸、水位等特征量,主要监测站所室内及柜内环境温湿度、站所渗漏水、电缆沟水浸状态、水位状态等。站所室内及柜内环境温湿度在线监测,按需安装相应的无线温湿度传感器,实现室内及柜内环境温湿度在线监测。站所渗漏水监测,在室内合适位置安装水浸传感器,检测站所渗漏水。电缆沟水浸状态、水位状态监测,在站所的电缆沟内布置水浸传感器,实现电缆沟的水位、水浸状态监测。
1.3安全防护
配电网安防基于开启状态、烟感、振动等特征量,主要监测站所门、电缆盖板状态、烟感、杆塔外力破坏、杆上配变防盗等。站所、柜
门状态监测,采用无线门磁传感器实时监测各类设施的门开关状态和动作次数,并辅以无线振动监测,判断是否存在各设施门遭外力破坏的情况。电缆沟盖板状态监测,采用在电缆沟盖板在安装门磁传感器方式,监测电缆沟盖板是否有异常打开的行为。站所烟感监测,在室内部署感烟传感器,实现室内烟感在线监测,实现火灾预警或告警。杆塔防外力破坏监测,采用在杆塔上安装倾斜传感器和相对位移传感器等,实现防外力破坏监测。杆上配变防盗,在杆上配变及台架上选择合适位置安装防盗螺栓传感器节点、张力传感器,实现配变防盗检测。
1.4系统构成
系统架构采用典型的三层架构,在感知层采用的是基于统一信息模型的各类传感设备,采集设备状态量和环境信息,在网络层遵循统一通信规约,按统一的标准协议实现传感器数据的传输,应用层建立配电网状态监测系统平台,综合分析和判别多种传感器的感知信息,过滤无效信息和各种错误信息,形成可信告警判据,正确判断设备异常、环境异常和破坏、盗窃等行为,并及时发出预警信号,构建运行状态监测、运行环境监测、综合安防、预警报警、分析统计、在线查看、历史数据查询等功能模块。
2实际应用
2.1配电站所现场配置
在10kV水曲巷站、观湖铂庭站等配电站所按照方案进行配置,综合各类监测数据进行综合判断,实现设备温度监测、环境温湿度监测、门状态监测、低压出线开关电流与温度监测、电缆沟水浸、水位监测。
2.2架空线路及配变
在10kV中央线进行试点,在柱上开关、柱上配变等设备的接头上安装温度传感器以实时检测其工作温度,同时在柱上配变安装防盗螺栓传感器节点、张力传感器,在电杆上安装倾斜传感器和相对位移传感器等以检测其是否受到外力冲撞而倾斜,保障架空线路的正常运行。以柱上配变为例,在配变台架上布设2个防盗螺栓节点,在配变上布设电子围栏、张力传感器用于检测外力拉扯、割断电子围栏的钢丝等破坏行为,一旦发生外力破坏、盗窃,或者敲击变压器安装底座、拆卸防盗螺栓等行为将会触发现场告警,同时该告警事件也会被传输到监测平台触发告警事件。
2.3电缆管沟
电缆管沟内的破坏事件包括盗窃井盖、盗割电缆、倾倒垃圾等,而这些破坏行为均需要打开电缆管沟盖板,在盖板上安装门磁传感器,监测电缆管沟盖板是否有异常打开的行为,一旦出现未经授权打开电缆管沟盖板的行为将触发告警信号。
2.4网络通信
在通信方面,既要保证信号传输可靠性,也要考虑实施便利和投资经济性,因此在配置时因地制宜采用了不同的通信方式。配电站所:已有光纤网络的,采用以太网无线数据基站接入EPON网络的ONU,进行数据传输。光纤网络未实施的,依据现场条件选择不同的无线方式进行通信。架空线路:杆塔及设备上的传感器,数据上传至在杆塔上的无线数据基站,数据传输一般采用光纤通信方式,基站安装在具备ONU的杆塔上,其他基站通过多条网络方式将数据发送到该基站。
3平台功用
3.1系统告警及处理
现场按照一定的策略部署温湿度、位移、水浸等传感器,及时采集现场异常工况信息,平台通过信息融合和综合分析功能,对监测到的各种信息进行综合分析和判别,过滤无效信息和各种错误信息,触发平台预警、告警信息。经人工干预下的报警确认后,通过平面布置图实现报警点定位,启动后续工作流程和预案,设备运维人员介入,实现状态监测的目的。
3.2统计报表及历史数据查询
系统可按设备名称、型号等参数对设备的所有监测数据进行统计分析,并可以报表形式展现,分析设备某段时间内的运行状态。查询历史监测数据、历史数据曲线、历史数据变化趋势曲线、历史数据K线图等图表,用于后期深入分析判断。
4改进方向
4.1配电网设备全过程管理
利用物联网射频标签对配电设备信息的智能采集、自动识别,从而实现设备入网、竣工、投运、维修、退役的全过程管理,辅以实时监测、辅助决策等功能,为有效提高设备管理水平提供技术支撑。
4.2配电网地下管网管理
随着城市电力线路、电缆化工程的推进,地下管线逐渐趋向于复杂化,采用物联网RFID技术等,实现电缆及管线的智能标识,通过识别装置实现电缆及管沟的巡检与运行状态查看、防外力破坏,促进配电网地下管网管理水平的提升。
5结束语
面向智能电网的物联网应用功能框架,以各大环节具有差异性的特点为依据,从而提出了具有差异化的实际应用需求。进一步以每一个阶段所完成功能及支持技术的不同,并考虑到物联网基本网络模型,把面向智能电网的物联网分为三层网络体系构架,这三层网络体系分别为:感知延伸层、网络层及应用层。其中,对于感知延伸层来说,主要的监测目标诸多,涵盖了家具对象、电力对象及智能安防等一系列对象。网络层又细分为接入网与核心网,主要目的是对数据进行实时采集,并实现可靠性回传。另外,对于应用层来说,主要是针对智能电网各项业务需求,进一步构建各类电力应用平台,从而到达有效管理及监控的目的。面向智能电网的物联网技术及其应用分析文/罗巧华物联网是一种新型通信网络,具备智能化识别、定位、跟踪及监控管理等多方面的功能。本课题笔者在分析面向智能电网的物联网架构的基础上,进一步对面向智能电网的物联网应用方案进行了探究,希望以此为物联网应用的完善提供有效依据。摘要
2面向智能电网的物联网应用方案探究
下面笔者从两方面对面向智能电网的物联网应用方案进行探究,一方面为面向智能用电的物联网解决方案;另一方面为面向智能电网生产环节的传感器网络应用方案。
2.1面向智能用电的物联网解决方案
基于传统模式的用户当中,其智能用电物联网应用主要的连接对象为用户的智能双向电表。对于电网企业来说,主要是以用电性质和场合的差异性为依据,进而选取不同功能的智能双向电表,对用户进行电能计量及有关电能质量的监测等应用。在智能双向电表终端设备的运用下,能够实现对用户用电信息的统一性采集。智能电表是以传感器网络及现场总线等为渠道,然后在传输网及电力接入网的作用下,把电表数据传输到与之相关的应用平台,比如用电信息采集平台等。除此之外,基于智能用电过程中,电动汽车充电系统的应用也是非常重要的。该系统的主要应用内容主要体现在:其一,充电站设施的监测部分,涵盖了充电状态检测、视频检测及安防监测等。其二,传感器及RFID系统的设置,通过有效设置,能够对电动汽车运行情况及动力电池使用情况实现实时感知。
2.2面向智能电网生产环节的传感器网络应用方案
对于面向智能电网的物联网应用,主要的目的是使电力系统生成环节的信息化得到有效提高,同时提高自动化程度。要想使此类应用得到有效实现,需要依靠物联网末端的无线传感器网络,应用场景涵盖了变电站一次设备及二次设备以及高压输电线路等;在对设备运行情况及相关线路的运行情况进行感知及预测的基础上,使电网的安全水平得到有效提高,进一步使电网的运行成本降低。如图1所示,为一种适合用在智能电网生产过程环节的传感网络结构。当中,无线传感器网络通过对感知延伸终端各路信息的充分利用,把采集到的数据汇聚到网关节点上,然后由网关节点把分类预处理之后的数据信息传输到接入网当中,进一步实现进入电力通信核心网的统一性。数据在通过分析处理之后,在ICT平台的基础上,将相关指令发出,并以同样的方法逆向往终端网络节点上传输,从而使对全网的实时监测及故障处理能够得到充分实现。
3结语
目前,对物联网还没有一个公认的概念,总体来说它是指利用各种传感器和互联网连接起来的一项新技术。物联网就是利用数据采集设备,如传感器、二维码、电子标签等实现对物体信息的采集,然后组成一个嵌入式网络,通过异构网络的融合技术,通过通讯接口实现嵌入式网络和互联网的对接,实现对物体的监控。物联网的核心思想是:利用各种方法和形式对物体、人、设备进行感知,实现无所不在的感知;实现不同网络接入方式、不同应用系统、不同环境的互联互通和信息共享,提供人性化、个性化的综合信息服务,支持信息数据处理和辅助决策实现智能服务。供应链管理与物联网理念一致,通过信息共享,建立协同关系。因此,物联网对供应链的发展有巨大促进作用。首先,物联网技术帮助物流企业跟踪货物,跟踪运输设备的状态。这些信息共享给上下游后,提高上下游的生产效率,降低成本,实现多赢。其次,供应链上的所有信息在一个平台大集中后,可以利用大数据优化运输路线,优化配载,为物流企业带来价值。通过与物联网技术的结合,智慧物流平台提供感知供应链的能力,可以更智能、更有效地管理物流运输活动的整个过程,帮助企业提高物流过程的可控性,提升物流服务质量。因此,研究物联网在供应链上的应用具有重要的现实意义。
2基于物联网技术的智慧供应链
物联网技术使整个物流供应链管理更精准、高效、智慧、可控、可知及可视。通过物联网等技术的应用,优化业务流程,提升物流服务水平,强化物流精益管理,提高调度智能决策;通过运用摄像头、温湿度和红外线传感等技术手段,实现全环节可视监控;通过RFID技术,对批次物料进行标识和不中断传递,实现物料全过程质量监控和回溯;通过生产过程数据自动采集、自动加工,实现智能信息处理与服务决策,实现整个供应链全面覆盖、全面感知、全程控制、全面提升。“传感监控网络”采集捕获的信息,通过有线网络、无线网络、卫星通信、电信网络、广电网络、蓝牙等多种传输技术和通信网络,快速准确地上报监控信息智能分析系统,分析系统根据预先定义的关于物移、闯入、徘徊、滞留、超速、越界、温/湿/火/水/烟等不同环境异常触控阈值条件,生成不同优先级的警报信息,并以指标、视频、声音、时间等不同维度的信息通报用户。实现对环境、位置、时间三位一体的全方位精细化管理,提高物流仓储管理的安全可控性。通过这样的集成,可以方便地实现:在物流中控室随时检查某个工作间的温、湿度传感标签,温、湿度标签在接收到温、湿度数据后,可以定期向远距离阅读器发送数据,这些数据信息实时传输到监控室的显示屏上。当任何一个监测数据超过事先设置好的警戒线时,就会发出报警提示,监控平台可以在第一时间确定位置,进行有效处理,实现快速响应。另外,可以将监控系统与移动通信技术相结合。在机房出现异常时,利用短消息、邮件、手机或电话振铃等方式进行提醒,充分实现无人值守的远程监控,提高物流现场的管理效率和管理水平。
3智慧供应链平台架构设计
基于物联网技术的智慧供应链平台的总体架构设计思路,以现代物流与供应链管理思想为核心,建立统一的平台多元数据中间件,基于物联网和SOA技术,建立流程化的物流管理信息系统(见图2)结构体系,以整合供应链上下游系统资源和数据资源,增强供应链的可视性,强化绩效管理和成本控制,为供应链提供监控调度手段,提升供应链整体执行效率,降低供应链总体成本,为智能化决策支持提供依据。
4物联网技术对供应链管理的影响
物联网技术的应用使企业供应链管理的方式发生巨大变革,主要体现在以下几个方面。(1)实现供应链的可视化管理,实现产品的质量保障。通过在供应链各个环节运应物联网技术,如RFID、二维码、电子标签等,对每个物品的流动信息进行采集,保证物品的可追溯性,实时监测产品的动态信息,利用互联网实现信息的共享和交换,通过信息平台可以查询这些数据信息,实现供应链的可视化管理,保证产品质量,提高企业信誉度,实现价值最大化。(2)实现供应链的信息共享。信息共享是供应链管理的核心思想,信息共享保证信息的同步传输,供应链各环节的信息同步是供应链信息化追求的目标,只有实现各个环节信息的同步化管理,才能有效发挥供应链协同化管理的价值。物联网技术的应用实现了各环节的信息采集,及时发送信息平台,及时共享,减少数据采集的失真现象。快速有效的数据流动,可以有效应对客户需求的变化,准确预测市场需求,大大减少库存量,降低企业成本。(3)实现供应链的智慧管理。通过物与物的信息交换,实现自动化控制,减少对人工的依赖,节约成本,减少出错率。智慧的物流供应链系统通过对数据信息的采集和分析,用先进的数据挖掘技术和智能分析技术进行智能化处理,根据提供的信息进行判断,将结果回传到设备采集器和节点,实现整个系统的闭环控制。遇到紧急情况,根据这些数据信息,自动启动防护预案,实现多系统联动,全面提升灾害自动修复水平,从而提高供应链的智能化水平,实现真正意义上的智慧管理。
5结论
电梯公共服务平台作为一个开放的支持和服务系统,它的非功能性需求包括系统性能、系统安全性、可靠性、可互操作性、易用性、可维护性、可移植性等多个方面[6]。系统除了涉及普通计算机以及手机、阅读器等移动设备,需要接入大量且不断增长的电梯传感器设备进行数据搜集。因此,平台运行时的高效性能以及平台安全性是其两大主要的非功能性需求。1.平台性能该平台作为公共服务平台,其性能侧重于确保服务器系统能够满足日常工作负载,并有足够剩余容量应对突发事件引起的峰值而不出现某些应用不响应甚至宕机事件发生。系统建设初期,要求该平台视频服务器软件满足2000路视频的接入,250路并发访问,64路并发存储。电梯网关服务器软件满足2000路电梯网关设备的接入服务,可查看电梯实时监管数据,接收电梯报警数据,并与视频服务器形成良好互动。2.平台安全性系统安全是指在系统生命周期内应用系统安全工程和系统安全管理方法,辨识系统中的危险源,并采取有效的控制措施使其危险性最小,从而使系统在规定的性能、时间和成本范围内达到最佳的安全程度。本平台因涉及设备及使用人员较广,因此着重于数据安全和网络安全两个方面。在实际开发应用中,主要采用以下几种方法来确保平台的安全性:1)数据传输和应用访问中,用户需有密码才能登陆,系统会对用户的密码进行加密保存。2)电梯物联网综合管理公共服务平台提供日志审计服务来记录用户操作以备查询。日志审计可以实时、准确地详细记录对平台所作的各项操作,保证中心的安全性。确保一旦出现安全性问题,有史可依,有据可查。3)给不同的用户分配不同角色,对应于不同的授权。通过认证后,用户才能进入相应平台的界面,并对其权限范围内的内容进行浏览或操作。4)系统云平台配备云级防病毒系统来抵御各种非法入侵。5)与国内几大电信运营商合作,建立专业的网络架构来保障网络安全。
2平台架构与整体结构
该平台基于B/S架构进行搭建,主要包括三个部分,分别为感知层、网络层、应用层[7]。其中,感知层由传感器、电梯数据采集器、电梯监控终端构成,感知层设备主要采集电梯运行状态和故障状态信息,并对电梯运行状态和故障状态进行逻辑运算和逻辑判断,同时向网络层中指定的服务器发送状态和故障报警信息;网络层由运营商的无线或有线网络及数据中心(IDC)服务器构成,网络层主要承载电梯运行状态信息和故障报警信息传输,并将其数据存储于数据中心服务器中;应用层由部署在数据中心服务器上的软件中间件和电梯监测软件、客户端电脑、移动智能终端等构成,应用层主要实现对物联网的终端设备的智能计算、监控和管理。平台架构如图2所示。平台基于云计算技术,采用模块式开发,各个功能模块之间是松耦合关系,不仅现有模块可以非常方便的修改,最重要的是对平台的功能扩展和模块增加完全不影响现有平台的运行,新增模块可以采用热插拔部署的方式添加到现有平台中,新功能的增加完全是即插即用形式的[8]。系统平台划分成日常监控、故障管理、维保管理、呼叫中心、电子看板、运维管理、监控中心、智能终端、综合统计等几大功能模块。平台的整体结构图如图3所示。
3平台实现的关键技术与实现效果
本项目是以RFID(RadioFrequencyIdentification,射频识别)技术、红外传感技术、流媒体技术以及3G(3rdGen-eration,第三代移动通信技术)无线技术等物联网技术为基础,采用云计算平台对城市电梯安全运行与维护进行实时监管。系统后台开发则使用.NETFramework5.0框架及开发工具VisualStudio2012和Eclipse4.2。
3.1RFID技术RFID实质上是一种近距离射频通信技术,工作原理是标签进入磁场后,如果接收到阅读器发出的特殊射频信号,就能凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(即PassiveTag,无源标签或被动标签),或者主动发送某一频率的信号(即ActiveTag,有源标签或主动标签),阅读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。大量的事实证明,电梯维保执行不到位、不规范是产生电梯安全事故的主要原因之一,对维保企业及维保人员的有效监管是减少电梯安全隐患的一剂良方。利用RFID技术通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据的特点,本平台采用RFID技术将维保行为标准化、流程化,在电梯关键部位标识RFID电子标签,保障了在对的时间、对的地方、由对的人、检查了对的位置,杜绝维保不到位行为。
3.2红外传感技术红外传感技术,即利用红外应答器识别和传输物体信息,从而实现远程监控。在电梯厢外壁采用外加传感器的方式对电梯运行状态进行全程监测。与其他方式相比,外加传感器方式可以兼容新旧电梯,项目推广难度低,实施简便;对电梯生产企业无特殊要求;对电梯运行不会产生影响,无安全隐患。
3.3流媒体技术该平台在电梯内部引入了双向实时流媒体技术。所谓流媒体技术就是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放上网站服务器,让用户一边下载一边观看、收听,而不要等整个压缩文件下载到自己的计算机上才可以观看的网络传输技术。该技术使得在满足轿厢终端传感器采传输的基础上,实现了同步H264视频流媒体播放、H264/MJPEG双码流视频编码,在电梯运行过程中对现场画面录像,并滚动保存。轿厢多媒体终端屏可播放RSTP、HTTP、H323等多种协议的实时码流以及本地多媒体文件,通过场景响应引擎在困梯、正常、通信等不同情况下选择播放内容。为支持城域级超过2000台电梯以上规模的同步视频播放,本平台设计了P2P架构的服务器直播系统。能够将实时码流通过直播服务器、转播服务器和P2P分发服务器向全部的电梯设备推送视频。
3.4无线技术平台涉及电梯数量众多且不断增长,因此为了满足海量数据正常传输要求,主要采用当下流行且稳定、高速运行的3G无线通信技术。该技术可通过光纤EPON或者3G网络终端将数据实时上传,其采用小波自适应多模数据压缩算法可实现海量、多节点传感器数据的冗余消除和高效率传输;采用分布式实时内存数据库在广域网上保存电梯运行状态,并应用分布式关系数据库实现历史数据保存;通过呼叫中心的H.323协议,在电梯轿厢嵌入式终端移植并实现支持音视频同步通信的H323嵌入式软件,当发生困梯和故障的时候可以联系呼叫中心、质监局和运营单位、维保单位实现多方通话,对受困人员进行安抚与解困指导。
3.5平台开发技术.NETFramework5.0是用于Windows的新托管代码编程模型,其强大功能与新技术结合起来,用于构建具有视觉上引人注目的用户体验的应用程序,实现跨技术边界的无缝通信,同时提供一个将软件部署和编译代码执行环境,并大幅提高软件运行的并行计算能力[12]。VisualStudio2010作为基于.NETFramework运行环境的开发软件,目前正拥有庞大的客户群,其集成开发环境(IDE)的界面被重新设计和组织,不仅适合专业人员进行开发,对于非专业人员,简单实用也非常简洁明了,并且支持开发面向Windows7的应用程序。在实现高速运转的服务器平台的同时,系统还需要通过可移动终端将维保操作记录同步到电梯云计算平台,实现对维保工作的规范性和准确性进行远程管理。因此借助广泛存在且应用的Android手机平台建立维保客户端,系统采用较新的Eclipse4.2进行开发,其作为功能完整且较为成熟开源式软件,允许嵌入Android编译环境进行开发,提升的基于模型的用户接口框架,为开发者提供更灵活的界面设计;提供面向服务的编程模型,使维保客户端与服务器实现无缝连接。
4结论