时间：2023-06-08 15:46:51
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食品行业供应链中跨环节之间的联系比较脆弱，实施跟踪与追溯常常会遇到信息断层。那么，如何才能建立起一条“从农场到餐桌”的食品安全追溯体系呢?答案可能就在物联网中――RFⅢ技术可能会为食品安全追踪溯源提供有力支持。
现代社会，RFID技术遍布社会各个领域，由于其能够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，且具有防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点，可在普通物品运输方面广泛应用。
与物流及集装箱行业一样，基于RFID技术，食品行业可以为每一样产品提供身份，即通过为食品及其原材料加贴RFID电子标签，结合传感器、GP8(全球定位系统)、GIS(地理信息技术)等对食品在原材料、生产加工、物流配送、仓储、零售及消费等各环节的状态进行跟踪和记录，形成完整的可追溯的供应链记录，从而实现食品“从农场到餐桌”的全程可视，及时发现食品安全隐患，排除问题食品，确保市民的安全。
具体来说，我们可以在食物的源头就为这个食物提供一个RFID标签，写入该食物从一开始所具有的属性信息，在食物原材料进一步加工过程中，任何一个涉足食品产业链的厂商或机构，都可以通过合法的手段了解标签内所含信息，继而对上游所提供的产品有充分的了解和认识，从而提供更好的加工或运输手段，更加有针对性地改善食品品质，并控制成本。
首先是商品防伪。由于我国部分地区居民法制意识薄弱，对价格十分敏感，这给不法分子伪造名牌产品提供了土壤。在我国很多地区，假烟假酒伪劣食品对人们造成的不仅是经济上的损失，很多时候还会带来身体上的伤害。而利用RFID射频识别技术防伪，与其他防伪技术如数字防伪、激光防伪等传统技术相比，其优点在于：每个标签都有一个全球唯一的ID号码，且无法修改和仿造；无机械磨损，防磁性、防污损和防水；RFID的读写器具有不直接对最终用户开放的物理接口，保证其自身的安全性；读写器与标签之间存在相互认证的过程；耐高温，使用寿命长，存储量也比较大；标签容易集成进各种商品里，可大大提高伪造者造假的难度和成本。
其次，食品安全追溯系统将是物联网最具发挥潜力的领域。简单来说，该体系就是利用现代信息标识技术，对食品供应链全过程的每一个节点进行有效的标识，对供应链中的食品原料、加工、包装、贮藏、运输、销售等环节进行全程的质量控制和跟踪与溯源，信息流与实物流系统地结合起来，一旦发现危害健康问题，根据生产和销售全过程各个环节所必须记载的信息，追踪流向，采取食品召回或撤销上市等食品安全应急反应措施，并方便落实责任单位和责任人。
应用RFID系统，可确保食品供应链的高质量数据交流，彻底实施“源头”食品追踪方案和在食品供应链中提供完全透明的能力。RFID系统可提供食品链中食品与来源之间的联系，确保食品源的清晰，以追踪到具体的动物或植物及农场，从而实现。从农田到餐桌”的质量监控和追溯。
北京市食品安全监督协调办公室2006年提出在重点养殖基地通过对动物产品佩带耳标、脚标，在屠宰、生产和流通各个环节运用R FID技术、以对畜产品养殖、收购、屠宰、分割、运输、销售的信息进行记录，形成追朔档案，以便跟踪。
上海市建立了基于RFID技术的猪肉监控系统，在猪耳上打上电子射频耳标来记录生猪的饲料、病历、喂药、转群、检疫等信息。在进入主要市境道口和屠宰场使用RFID卡进行“点对点”监管，确保生猪进入指定的屠宰场。在批发市场，通过电子标签，记录进场交易的猪肉的来源地、交易时间、食用农产品安全检测结果。
在食品的加工和储藏中，温、湿度、时间等因素对食品品质影响很大，记录分析这些因素就显得十分重要。将RFID技术与传感器技术相结合，可以感知周围物品和环境的温度、湿度和光照等状态信息，利用无线通信技术方便地把这些状态信息及其变化传递到数据中心进行相应的储存和处理。
除了保证食品源的清洁卫生，同时还应致力保障食品在运输流通中不会被污染或丢失，并且为了降低物流成本，提高运输的效率，也需要对整个物流过程进行监控和管理。将RFID技术应用到食品的物流管理系统中，可以充分发挥它远距离识别、多标签同时处理的特点，大大提高食品的分拣能力、处理速度以及准确性，降低因误送或丢失而引起的损失。此外，在进行重要物资或危险品跟踪，或者在许多物品中查找某件定物品时，应用RFID技术也可以大大提高工作的效率。运输企业和销售企业还可以通过无线射频识别技术掌握货物的最新位置，做到可视化管理。
此前上海五丰公司通过试运行RFID屠宰实施上产监控管理系统，对生猪进行标识和相关数据的加载，实现屠宰上产全过程的数据采集和信息管理，让生产管理者及时掌握与了解产品的生产及质量状况。
此外，R FID技术可用于加工对象和加工工位的管理与控制，保证产品的精确配方精细控制，提高产品质量显FID技术还可以快速查明产品不合格的原因，及时改进产品质量RFID技术还可以用在饲养业上，可以用来标识动物、记录和控制瘟疫等，主要有项圈电子标签、钮扣式电子耳标、耳部注射式电子标签，以及通过食道放置的瘤胃电子标签等方式来记录动物的信息。
信息化填补监管漏洞
“在我国现有的食品安全监管体系中，普遍存在着监管人员少、企业分布分散、监管难等诸多问题。监管部门往往只能在事故发生后才能发挥作用，导致这些现象的一个重要原因，就在于落后的监管手段。”航天信息食品药品安全监管系统项目负责人张立岩在接受记者采访时介绍，为了实现对食品药品安全的有效监管，近年来我国开始尝试采用信息化手段，对食品药品进行从出厂到最终消费者的全程监管，获得了良好的效果。
以《国家食品药品“十二五规划”》、《食品安全法》等国家有关食品药品安全的法规文件为依据，利用高科技、物联网等信息化手段，航天信息结合食品药品监督管理局的实际工作设计研发了一套完整、规范、长期有效的食品药品安全监督管理体系和应急指挥调度系统。
目前，该系统已成功地在辽宁省的锦州市、本溪市、辽阳市、朝阳市、抚顺等城市实施应用，对药品生产流通和餐饮业的生产经营实现了安全监管。
全程监管供应链
“作为国家级信息化企业，航天信息先后研发奥运食品安全追溯系统、首都食品安全控制系统以及北京口岸进口食品/化妆品安全风险预警管理系统等食品药品安全解决方案。”张立岩告诉记者，基于此前的经验及食品药品监督管理局的实际工作要求，该监管系统的功能架构由食品药品安全监管追溯管理系统、食品药品经营和服务许可审批管理系统、从业人员上岗信息管理系统、食品药品经营企业台账远程巡查管理系统、移动执法管理系统、指挥监控调度中心等六大系统组成。
“其中食品安全监管追溯管理系统可以实现在事前、事中、事后三个阶段对食品、药品供应链进行全程监管；食品药品经营和服务许可审批管理系统可以实现对服务许可证核发、变更、延续、补发以及注销等业务的受理、审查、审核、审批、制证、送达等全过程的信息自动流转与管理。”张立岩说道。
其中，从业人员上岗信息管理系统能够有效防止一个人重复注册、在多个企业注册的情况，以及企业虚报、乱报从业人员信息的情况，为执法人员执法提供相关依据；食品药品经营企业台账远程巡查管理系统可以通过远程监管和现场监管相结合的方式，加大监管部门对企业的监管力度；移动执法管理系统可以实现现场扫描、数据上传、罚单打印、应急、信息查询、在线交流、GPS定位、实时监控的移动信息化。
关键词：物联网技术食品安全监管对策
近年来国内发生的诸多恶性食品安全事件，造成恶劣社会影响。重大食品安全事件的成因纷繁复杂，其中监管信息化和现代化水平低是导致执法监管乏力不容忽视的原因。如何充分利用现代高新技术，提高食品安全监管水平亟需探讨和研究。物联网的兴起，加之已在民生领域大展身手，让人们看到依靠物联网技术应对食品安全问题的新途径和新希望。
1 物联网及其应用
1.1 物联网概念
物联网就是“物物相连的互联网”，百度百科将这一概念定义为，通过射频识别（Radio Frequency Identification，简称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，把物品与物品连接起来，使物品与物品、人与物品之间能够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。
“物联网”的概念早在1995年就被提及，但物联网真正引起世人广泛关注，是2009年初奥巴马总统对IBM提出的“智慧地球”作了积极响应，此后美国、欧盟、日韩等发达国家开始把物联网作为下一代网络的重要组成部分列入发展战略规划中。
1.2 物联网技术主要功能特点
物联网是现代信息高技术融合的产物，涉及的技术涵盖了射频识别、互联网、云计算，传感器、全球定位、智能嵌入、数据通信等诸多行业领域。
（1）全面感知。支撑这一功能实现的最重要的技术是RFID技术，这种非接触自动识别技术具有体积小、容量大，寿命长、穿透力强、可重复使用的特点，它的诞生和大规模应用使得物联网由概念转向实用。把存有物品属性信息的电子标签（RFID卡，又称“智能身份证”）嵌入物品中，传感设备犹如物联网的“眼睛”、“鼻子”感知品属性信息，并传输出去，从而实现物品之间的信息“交流”。
（2）超级运算。无数的物品必然产生海量的信息，海量信息的处理必需强大的数据处理系统，云计算技术以其超大规模、高性能、低成本、通用性的特点，承担了运算任务。物联网数据处理系统相当于物联网的“超级大脑”，执行“记忆”、“思考”和“发号施令”的功能。
（3）实时监控。多种无线、有线电信网络与互联网融合而成立体网络，构成物联网的“中枢神经”，实时传递着物品位置信息，状态信息和运算中心指令信息，借助定位系统、传感和高清视频采集设备，“生存”于这种“天罗地网”中的物品，其“一举一动”一目了然。
（4）智能管理。凡事只要设定好目的或者目标，物联网会用最高效的方式来实现这个目的或者目标，系统会按照指令智能处理复杂问题，作出预判、预警，甚至决策，人们只要动动手指按按键，就可以随时随地了解事情进展，看似复杂的工作变得轻而易举。物联网的智能管理能力展现出跨行业或者垂直行业应用的广阔前景。
1.3 物联网技术的行业应用
物联网目前的应用主要集中于传感技术所推动的各垂直产业链，包括物流、电网、交通、精细农业等等民生领域。
（1）物流管理。物流领域是物联网技术最早应用的供应链行业。通过在物流商品中引入传感节点，可以从采购、生产制造、包装、运输、销售到服务的供应链上的每一个环节做到精确地了解和掌握，对物流全程传递和服务实现信息化的管理，最终减少物流成本，提高物流效率和效益。
（2）智慧电网。智慧电网是目前物联网第重要的运用。它利用物联网技术，构建具备智能判断与自适应调节能力的多种能源统一入网和分布式管理的智能化网络系统，可对电网与客户用电信息进行实时监控和采集，且采用最经济与最安全的输配电方式将电能输送给终端用户。
（3）智能交通。利用物联网技术实现对交通的实时控制与指挥管理，是缓解交通拥堵、提高行车安全和通行效率的重要途径。智能交通系统中，车辆可以按预先设定的目的地实现无人驾驶，公路靠自身的智能将交通流量调整至最佳状态，交通管理人员对道路资源、车辆的行踪“看”得一清二楚。
（4）智能农业。通过识别、传感等物联网技术对农业生产环境信息和农作物生长信息的感知、传递和对所提取信息的智能处理与判断，可以实现农业生产方式由依靠经验定性判断，粗放型管理到依靠传感设备定量判断、精细化管理的转变。
2 物联网技术将为食品安全监管带来一场革命
2.1 食品安全监管迫切需要技术支撑
食品产业链涉及种植、养殖、加工、储存、运输、销售、消费等社会化大生产的诸多环节，链条很长。由于食品由原料生产到最终消费的中间环节较多，不仅加大了食品安全问题产生的概率，而且也为不法之徒提供了投机的空间。另外，环节的增多，参与管理的部门必然增多，加上现行管理体制自身缺陷，尤其监管技术水平不高，部门之间的高度协同就无法保证，这就使食品安全监管难上加难。食品安全监管对技术支撑的需求越来越强烈。
2.2 物联网技术的行业应用经验为食品安全监管提供充分借鉴
物联网技术在民生领域应用的成功实践表明，它可以使复杂的生产过程以及跨领域、跨行业的垂直产业链监管更加严密、透明、高效，而食品产业涉及的行业之多、产业链条之长、生产过程之复杂、监管之难恰恰适合物联网的功能“胃口”。而且农业、流通业、交通运输业与食品产业链息息相关，物联网技术在这些行业的应用完全可以为食品安全监管提供充分借鉴。这样，依靠物联网技术实现食品安全全链监管的一场革命就成为可能。
2.3 可追溯系统的诞生已为物联网技术在食品安全领域应用打开突破口
可追溯系统（TraceabilitySystem）是建立在供应链管理思想基础上的质量保障系统，在有效应对和控制食源性食品安全问题，推动食品安全科学监管等方面发挥了重要作用，这种作用发挥的主要功劳应记在射频识别技术上，而射频识别技术正是物联网关键核心技术之一。说明物联网技术在食品安全领域的应用已经实现突破，为物联网其它核心技术的集成应用打下基础。
3 基于物联网技术的食品安全监管对策
3.1 切实推动物联网技术应对食品安全问题
3.1.1 牢固树立科技“支撑发展”指导思想
2006年初我国提出了未来十五年科技发展的“自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”16字指导方针。2012年6月国务院下发《国家食品安全监管体系“十二五”规划》，“科技支撑体系”成为“十二五”期间国家重点建设十大体系之一，而且明确提出要加强“食品安全科技支撑能力建设”。这就表明，依靠现代科学技术提高食品安全监管能力和水平是对国家科技发展指导方针的贯彻和落实。
3.1.2 做好基于物联网技术的食品安全监管专题规划
科技支撑食品安全监管是一个庞大的系统工程，必须搞好顶层设计，在调查研究的基础上，做好基于物联网技术的食品安全监管的专题规划制定工作。当前，在物联网产业已经纳入国家战略性新兴产业规划以及国家食品安全监管体系“十二五”规划早已出台的背景下，启动基于物联网技术的食品安全监管专题规划工作已迫在眉睫。
3.1.3 在统一标准规范体系上下功夫
物联网本身是一个传感器，集网络通信、数据处理、综合信息服务等多种技术于一身，而食品安全监管又涉及了作物（动物）生活环境信息、生长信息、食品加工、物流仓储管理、市场销售等多学科、多行业的协同工作机制，加之信息的多源性、数据的异构性、食品产业链的复杂性，没有统一的标准和规范体系制约，必将限制物联网技术在食品安全领域的应用和推广。
3.1.4 组织开展物联网核心技术攻关
据悉，当前物联网技术上传感器、芯片、关键设备制造等高端市场70%以上被国外企业占有。必须立足自主创新，通过政府扶持引导+企业参与的模式，在RFID、传感器、智能芯片、中间件、新一代通信和下一代互联网、高端计算设备和高端软件等领域开展共性关键技术研究攻关，并加快产业化进程，以降低在食品安全领域的应用推广和普及成本。
3.2 建设基于物联网技术的食品安全监管系统
基于物联网技术的食品安全监管系统的建设与应用是提高食品安全监管质量和水平的核心内容。
3.2.1 搞好基于物联网技术的食品安全监管系统设计
系统设计应把握好以下几点：
（1）系统功能。应坚持五大原则：
是数据和视频信息采集、传输、处理到查询调取实时进行；二是系统能对感知信息做出智能判断，及时预报或预警：三是实现某个区域内多品类多条产业链协同监管以及多途径登录系统查阅跟踪食品安全信息：四是具有强兼容性、可接入性和互动性：五是具有高度的安全性和绝对权威性。
（2）结构层次。物联网由感知层、网络层、应用服务层3部分组成，基于物联网技术的食品安全监管系统也不例外。其中，感知层承担食品安全信息的感知和识别，处于整个系统的最底层：其次是网络层承担各种信息的处理和传输；应用服务层位于最上层，主要是利用经过分析处理的感知数据，为食品安全生产和监管提供丰富的基于物联网的应用和服务。
（3）运行流程。系统运行需要四个步骤来实现。第一，通过感知层感知。读取、拍摄、定位获取食品生产、加工、仓储、运输、销售相关信息：第二，上述信息通过网络层传输至物联网支撑服务平台；第三步，网络层的云计算系统完成海量信息的分类、存储、分析和处理：第四步，通过应用服务层面为食品安全监管机构、监管人员和终端消费者，以及食品生产商、加工商、仓储商、运输商和销售商服务。
3.2.2 组建食品安全监管专用网络
食品安全监管网络作为基于物联网技术的食品安全监管系统运行的主干网络，通过该网络，把已经建成运行的安防监控网络、道路监控网络、质检网络、物流网络、食品追溯局域网络、风险监测网络等等与食品安全有关的网络以及食品行业、企业所建系统整合并接入进来。
3.2.3 搭建物联网支撑服务平台
物联网支撑平台是基于物联网技术的食品安全监管系统硬件设施的重要组成，是系统运行和应用服务的基础平台。海量数据的采集、存储、交换、计算、分析以及系统的管理和应用服务皆需这个平台支撑完成。国家食品安全监管体系“十二五”规划已对“国家食品安全信息平台”建设工作进行了部署，食品安全监管物联网支撑服务平台可以纳入国家信息平台建设中，二者建成统的平台。
关键词：物联网技术；烟花爆竹；安全监管；商品溯源
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2012）29-6921-03
中国是烟花爆竹产销大国，而烟花爆竹生产、流通、仓储与燃放都具有风险性。烟花爆竹禁放法规在十几年的实施过程中，始终伴随着诸多争议。近年来，随着恢复民俗传统的呼声日渐强烈，许多个城市相继对燃放烟花爆竹行为实行有限的解禁，由此烟花爆竹的市场需求量也逐渐上升。一些地方忽视对烟花爆竹的安全管理，导致安全事故频发，造成惨痛损失。作为易燃易爆的一次性消费品，烟花爆竹在中国社会传统利益与公众利益中持久地博弈。而严密、科学地对其生产、运输、销售环节进行监管以及让民众购买到安全的烟花爆竹商品，则是此博弈中一种双赢举措，能有效地预防烟花爆竹安全事故，进一步保障公共安全和人身、财产安全。
物联网通过射频识别装置（RFID）、传感器、全球定位系统（GPS）等技术进行信息的采集、鉴别和传输，实现智能化的识别、跟踪定位、监控管理，把新一代的IT技术充分运用到各行业中，其涵盖了多个形式多样的应用领域，创造了不同产业相互结合、共同发展的机遇，日渐满足了人们对物与物互联、感知世界的需求。基于物联网的烟花爆竹流通安全监管系统的设计目标则是将物联网技术综合应用到一个系统中，用以规范烟花爆竹安全监督以及管理工作，加深安全监管部门对烟花爆竹行业的安全监管程度，帮助各级安全监管部门更全面掌握自己辖区内烟花爆竹产品安全生产及其流通变化情况，并为各级安全监管部门制定政策提供科学的指导。
1 系统总体设计思路
图1 系统总体架构
烟花爆竹流通安全监管系统由“烟花爆竹信息管理终端应用软件”、“烟花爆竹流通数据中心”、“烟花爆竹流通信息追溯与信息管理系统”三个部分组成。在烟花爆竹流通领域业务平台中，烟花爆竹生产商、批发商、零售商、安全监管人员、烟花燃放企业等通过相应的物联网设备快速地进行商品自身以及流通数据的收集与管理；在烟花爆竹流通安全信息溯源与信息管理平台中，广大消费者用户、烟花爆竹生产商、批发商、零售商、安全监管人员都可根据自身权限对烟花爆竹商品信息进行查询或管理（图1）。各个子系统相互协作，进一步对烟花爆竹流通环节的具体情况进行监控，提高烟花爆竹产品仓储、流通的可控性与安全性，并实现面向广大消费市场的商品可追溯性，发挥出了系统的良好效能。
2 烟花爆竹信息管理终端应用软件的设计
烟花爆竹信息管理终端应用软件，是一系列使用于不同平台的软件系统总称，包含安监信息管理系统（普通计算机）、烟花爆竹企业管理系统（普通计算机）与数据采集系统（手持终端设备或安装于普通计算机上的条码扫描系统）。
2.1生产环节
烟花爆竹生产商通过信息管理终端应用软件，及时管理商品信息与相应的工厂监测信息，使用超高频RFID读写器将烟花爆竹商品的信息写入到与之对应的RFID标签中。
2.2 出库与入库环节
首先，烟花爆竹生产商或批发商通过PDA手持终端设备快速获取出库与入库的产品信息。信息管理软件根据数据采集设备所读取的烟花爆竹包装箱上的RFID电子标签中的追溯码访问中心服务器，查询出相应的烟花爆竹信息，并对烟花爆竹进行智能检测，主要检测烟花爆竹的生产商、流通过程各个环节的批发商信息、产品入库时间、产品安全期限等信息。符合出库条件的烟花爆竹产品，其出库信息（产品信息、出货商信息、进货商信息、出库地点、出库时间、出货现场照片或视频、运输车辆信息等）则实时传输到服务器中心数据库，成为流通环节的关键数据。不符合流通条件的烟花爆竹产品，则无法出库，并且将该产品信息实时发送到服务器的中心数据库中备案，便于重点排查。
第二，根据国家规定，从事烟花爆竹批发的企业和零售经营者的经营布点，应当经当地安全生产监督管理部门审批。在本监管系统中，审批通过后，安全生产监管部门除了核发《烟花爆竹经营（批发）许可证》，还可向批发商等发放标识其经营许可信息的IC卡，该IC卡具有唯一卡片序列号，无法复制，高度防伪。如此，经营者必须通过有效的IC卡才能进货，高效地验证进货商的合法性；
第三，根据《烟花爆竹安全管理条例》规定，运输车辆必须携《烟花爆竹道路运输许可证》，因此在运输车辆上安装RFID电子标签，标识并记录合法的运输车辆信息。在车辆进出口位置，通过超高频RFID读取器自动读取其RFID电子标签信息；在运输过程中，用GPS进行车辆位置监控。烟花爆竹的流通信息在这个环节，得到详细地搜集，安全监管部门对此可进行有效地监督，若原定的运输路线出现危险状况也可及时向运输车辆示警。
2.3 销售环节
零售商用户使用客户端信息管理软件，管理烟花爆竹产品进货以及零售信息。
2.4 安全监管环节
安全监督管理部门，通过本监管系统实现网上事务管理。如企业申请的提交、附列资料登记、安全监管部门审查、核发证件、打印证件、维护《烟花爆竹安全生产许可证》、《烟花爆竹经营（批发）许可证》、《烟花爆竹道路运输许可证》、《焰火燃放许可证》等证件相应的电子信息，对下级用户（生产商、批发商、零售商）进行相应的管理，解决纸质文档提交存在的送达不够及时、安全监管部门柜台受理压力大等问题；监管人员使用PDA手持设备登录客户端后，可通过读取烟花产品上的RFID电子标签信息，查询到产品的具体信息，从而对市场流通中的烟花产品进行检查，检查结果将实时上传服务器的数据库进行记录与共享；安全监督管理部门可根据实际需要向各个终端发送通知、警告等信息或者接收下级用户的紧急用户请求。各级安全监管部门和相关企业可以通过本系统进行信息交互，实现网上异地办公。
3 烟花爆竹流通安全溯源与信息管理平台的设计
安全监管环节：监管人员可根据系统中采集到的违规烟花爆竹产品信息进行重点监管，确保进行其得到合法处理，以免流入市场。
消费者查询环节：普通消费者用户可访问烟花爆竹流通安全溯源网站，根据一维交易码查询、验证烟花爆竹在流通过程中的信息（厂家、商品型号、种类、出厂日期、质量标准、批发商、销售商、各环节的现场照片或视频等），也可在销售点等提供RFID阅读器设备的地点，通过RFID信息对商品进行查询与更进一步的防伪性验证。消费者在平台中可以查阅记录在案相关的安全事件，提高安全消费的意识。
市场调查环节：烟花生产商，可通过该溯源平台查看各种统计分析数据，获取消费者分布及消费需求、影响销售的社会和自然因素、销售渠道变化等信息，为企业管理部门和有关负责人提供一定的决策依据。安全监管部门，则能通过大量、详细的数据，为做到更细致的安全监管部署工作提供帮助，促进烟花爆竹市场的安全消费。
4 系统用户分布
基于物联网的烟花爆竹流通安全监管系统除了普通消费者用户之外，还有一系列的系统用户和企业用户。
系统用户分布情况：安监总局用户、省安监局用户、地市安监局用户、县安监局用户。
企业用户分布情况：烟花爆竹生产商用户、批发商用户、零售商用户、烟花燃放企业用户。
5 结论
基于物联网的烟花爆竹流通安全监管系统从易燃易爆物体监管信息化的视角出发，立足现状，将物联网技术应用到烟花爆竹流通过程监管中，实现及时全面的数据采集、远程数据通信、海量历史数据的存储以及产品流通数据分析的功能，但在一些具体性的细节中仍有待继续探索与完善。
参考文献：
[1] 马建.物联网技术概论[M].北京：机械工业出版社，2011.
[2] 陈延斌，袁磊，张明会.面向SCM的物联网动态服务及应用中间件技术[J].大连交通大学学报，2012，33（1）：43-47.
[3] 沈苏彬.物联网的体系结构与相关技术研究[J].南京邮电大学学报：自然科学版，2009，29（6）：1-11.
关键词：物联网；辐射源；RFID；GPS；GPRS；视频监控
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）03-0084-03
0 引 言
随着核技术和信息技术的快速发展，辐射源的应用市场日趋广泛。通过在工业、农业、医学和研究方面的应用，辐射源为人类和社会提供了巨大利益，为科技进步做出了重要贡献。同时，因辐射源管理不善而对环境和人身健康造成了严重危害。辐射源传统的监管方式为上锁、警示和人为看护等，但因人为因素导致丢失和泄漏事故比比皆是，给社会和公众安全带来巨大威胁。因此，建立一套基于物联网的辐射源安全监管系统，将辐射源与网络连接起来进行信息交换和通信，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等目标具有重要的现实意义。
1 系统总体架构
基于物联网的辐射源安全监管系统的总体架构由前端现场部分（感知层）、数据传输部分（传输层）和安全监管部分（应用层）等组成[1]，图1所示是其系统结构图。其中，前端现场部分以辐射源为前提设置剂量检测、RFID电子标签识别、GPS定位跟踪、视频监控等装置，以确保辐射源出现丢失、位移和泄漏等异常情况时通过传输层向监管中心发送实时数据和状态信号并向现场本地和监管人员发送报警信号。数据传输部分是通过GPRS方式将剂量信息、电子标签信息传送到监控中心；将视频监控信号通过3G、ADSL或专线等方式传输到监控中心；将移动源位置信息通过GPS定位和GPRS传送到监控中心；将移动源视频监控图像通过GPRS以图片形式传输到监控中心。由监控中心的安全监管系统完成信息的分析处理、智能化应用服务和控制决策[2]。
2 现场前端感知层的设计[3]
现场前端感知层主要由剂量检测仪、防拆毁RFID标签、RFID阅读器、位移监测设备、高清网络摄像机及网络设备等硬件设备构成。
2.1 剂量检测
使用不同型号的测量仪对各个辐射源应用场所的辐射强度进行测量。各监测仪通过光电传感器收集被测放射源的测量数据，经过A/D转换后，测量仪将所获得的数字信号通过无线网络传输到监控中心。监控中心可以判断辐射源是否出现丢失或剂量外泄等事故。
2.2 RFID电子标签及阅读器
射频识别RFID（Radio Frequency Identification）技术是一种新兴自动识别技术，是物联网的核心技术。它采用无线射频方式进行非接触双向数据通讯以达到目标识别并交换数据的目的[12]。RFID具有远距离、同时可识别多个标签、识别速度快、标签存储容量大、数据安全等特点[10]。在本方案中，利用RFID技术，实现了辐射源防盗报警，其原理如图2所示。
如果为每个辐射源安装有效距离小于10 m的防拆毁RFID标签，并在离放射源不远处（如小于10 m）安装RFID阅读器，那么，RFID阅读器将不断地读取RFID传来的数据。一旦RFID标签被拆毁，或辐射源被移动到距离RFID阅读器超过10 m距离，RFID阅读器将不能再读取到该RFID的数据，此时就认为放射源被非法移动，报警器将自动通过短信方式向特定号码的手机发送报警信息，同时，通过GPRS或CDMA或3G网络，向监控中心发送报警信息。
2.3 GPS（Global Positioning System）全球定位系统
终端设备由GPS接收机[8]、GPRS收发模块等组成，GPS模块负责接收卫星定位（经度、纬度和海拔高度）信号，GPRS模块负责完成信息的无线传输。当移动辐射源在使用或运输过程中，为了实现GPS终端对辐射源实现可靠的远程监控[11]，GPS结合GIS（Geographical Information System）地理信息系统[7]对辐射源移动的位置进行实时跟踪，GPS工作不正常时则通过GIS系统在相应的地图上标以报警信息。
2.4 位移监测
当辐射源封装体与安装位置出现非法位移时，系统将及时向监管中心和现场进行报警，以提醒现场相关人员及时采取防范措施。
2.5 高清网络视频监控
视频监控的应用占据了安防领域大部分比例，对辐射源工作现场进行全天候实时监控和录像更是必要的。尤其在一些重要场所（如水厂、电厂固定源和一些特殊需要的移动运输源），一般均采用高清网络视频监控技术。
3 数据传输的设计
GPRS（General Packet Radio Service）通用无线分组业务采用高速数据处理技术，其传输速率可达115 Kb/s，尤其是该传输方式为分组发送和传输，这意味着用户总是在线且按流量计费，因而可降低运行成本。本系统中的剂量监测数据、RFID电子标签信息、GPS定位数据（地理坐标经、纬度信息）等均可通过GPRS方式传送[4]。
通过3G/ADSL/光纤专线可传输辐射源现场或库房的视频监控图像。
辐射源视频监控图像与辐射源信息管理系统以及实时数据接收和信息交换均可通过网络完成。
通过短信报警功能，可在现场出现辐射源丢失或辐射源泄漏等异常情况时，通过手机等方式向监管人员发送信息，以便及时采取相应措施。
4 系统软件功能
基于物联网的辐射源安全监管系统主要包括辐射源信息管理系统、实时数据接收系统、辐射源实时监控系统等几个模块。其中，辐射源信息管理系统用于辐射源相关信息的管理；实时数据接收系统用于管理实时接收的数据；辐射源实时监控系统可对辐射源进行视频监控和实时剂量检测，并在发生事故时实时报警。
4.1 辐射源信息管理系统
辐射源信息管理系统可以分为涉源单位信息管理、辐射源信息管理、辐射源生命周期管理、电子地图、专业技术人员管理、数据查询统计等六部分。
涉源单位信息管理完成对涉源单位的基本信息注册登记、管理和查询。
辐射源信息管理用于完成对辐射源基本信息的管理和查询统计。
辐射源生命周期管理完成环评登记、申购申请、竣工验收、执法监察、送储报废等流程的统一管理，用户可查询其监管流程、历史剂量监测数据、执法监察和巡检数据、事故措施和应急预案等管理。监督辐射源的转移情况并跟踪每个辐射源在其使用寿期终了时的去向，使所有辐射源长期得到监管和控制。
系统提供电子地图功能，地图标注所有固定使用辐射源和存放辐射源的位置，标注移动辐射源和运输辐射源应行驶路线，电子地图显示各种辐射源包括移动、运输辐射源的当前位置。可按需提供专题图分析功能，可通过点击电子地图上的各监测点直接查阅企业信息和辐射源信息。
专业技术人员管理即对专业技术人员进行管理。
数据查询统计包括剂量检测数据、报警信息、GPS定位信息等的历史数据查询和对各种历史数据进行统计、分析和汇总并生成报表，为事故分析和决策提供依据。
4.2 实时数据接收系统
实时数据接收系统主要实现的功能：一是实时接收剂量监测数据、RFID电子标签状态信息、GPS地球定位坐标数据，并存储到数据库服务器中；二是对接收到的数据进行处理，并增加日志记录功能，若发现异常需要报警时，则通过短信平台将报警信息发送到相关人员手机上；另外，实时数据接收系统还具有数据补传功能，可对网络故障情况下未及时上传的数据进行补传。
4.3 辐射源实时监控系统
辐射源实时监控系统分为视频监控、实时剂量检测和实时报警功能三部分。
视频监控用来实时显示现场各个点的视频图像，具有视频录像、图像抓拍功能；对装有云台的摄像机可实现远程控制[11]；视频监控图像可在手机移动办公系统中直接查看。
实时剂量检测用来读取实时数据接收系统获取的剂量检测数据。
系统具备多种报警管理功能，以各种方式通知相关人员采取相应措施，为事故应急处理争取时间，有效降低危害程度。能够以声光进行现场报警，以电话、短信、邮件、视频等多种方式进行远程报警；具有剂量超标报警、辐射源位移报警、源丢失报警、源泄露报警、移动源偏离预定路线报警、非法破坏等异常报警；具有报警信息统计、查询、汇总管理等功能。
5 结 语
经试运行表明，本系统数据采集准确，通讯传输流畅，工作稳定可靠，各项新技术的功能和性能特点在项目应用中能得到充分体现，可实现辐射源安全监管的功能，并达到设计要求。
参 考 文 献
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关键词：物联网 物流金融 安全监管
中图分类号：F252
文献标识码：A
文章编号：1004-4914（2017）01-166-02
物流金融是金融机构与物流企业的合作，在供应链运作过程中向客户提供的结算、融资和保险等相关服务的统称，其核心是物流融资（狭义上物流金融指的就是物流融资），即银行等金融机构通过与物流企业的合作创新，以企业所从事交易项下的担保品为依托，对企业资金投放、商品采购、销售回笼等经营过程的物流与资金进行锁定控制或封闭管理，依靠企业对处于银行监控下的商品和资金的贸易流转所产生的现金流实现对银行授信的偿还。随着物流金融近年来的高速发展，市场规模已达到了较高层次，同时也暴露出了一些问题，特别是物流金融产品的安全监管问题。物联网在互联网的基础上，将用户端延伸和扩展到任何物体，进行信息交换和通信，实现人和物体“对话”，物体和物体之间“交流”，具有全面的信息感知、无缝的互联协同、高度的智能化等特点，将其应用于物流金融安全监管，有助于物流金融产品信息获取更加实时、快捷、准确，产品动态信息的传递、共享更加精确，供应链指挥决策更加智能、科学，在一定程度上提升了物流金融产品的安全性。
一、物联网技术特征
物联网的定义是，通过射频识别（RFID）、传感器、全球定位系统、激光扫描系统等信息传感设备，按照约定的协议，把任何物体与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。其英文名称为The Internet of Things ，由该名称可见，物联网是“物与物相联的网络”，其基础和核心仍然是互联网，但相比于传统的互联网，物联网还有其自身的技术特征：
（一）全程性
物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和格式不同。传感器具有实时性，按一定的频率周期性地采集信息，不断更新数据，物联网可以说是各种感知技术的广泛应用。通过物体上的传感器，物联网对物与物、物与人之间传递的各个环节进行跟踪，对物体的流通进行精细的管理，实现物体之间、物体与人之间信息交换和通信的全程监控与管理。
（二）技术性
物联网技术的核心与基础仍然是互联网，通过各种有线和无线网络接入互联网，将物体的信息实时准确地传递出去。物联网上传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议，并运用先进的信息技术与数据挖掘识别技术，以实现物联网络稳定高效运行，因此物联网具有高技术性特征。物联网络的构建不仅要以互联网技术为基础，还要综合各种传感器数据获得与处理技术，运用大数据处理理念，融合互联网与先进数据处理手段的优势，真正实现物与人、物与物之间的实时精准“沟通”和“对话”。
（三）智能化
物联网不仅仅提供了传感器的连接，还能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别、大数据等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式国。所以物联网本身也具有强大的智能处理能力，不是一般意义上的信息网络，而是物与物、人与物的智能链接。
二、物流金融安全监管应用物联网技术的需求与条件分析
结合物联网技术特征，在物流金融安全监管全过程，通过传感器、射频识别技术、全球定位系统等技术和各类可能的网络，对物流金融业务过程实施智能化感知、识别和管理，物流金融安全监管应用物联网技术应当具备三大特点：一是全程性，要对物流金融业务全过程实施管控，而不是局部或部分；二是技术性，要全面应用物联网技术，实现物流金融业务的“可知、可视、可控”；三是智能化，不是一般意义上的信息网络，而是物与物、人与物的智能链接。
（一）物流金融安全监管应用物联网技术的需求分析
1.降低物流金融业务过程信息不对称的需要。随着物流金融行业的加速发展，物流金融模式越来越复杂化，物流金融业务过程涉及的利益主体更加多元，物流金融产品信息层级逐渐递增，准确及时的信息获取愈发困难。准确及时信息的获取来源于产品流通过程的精确管控，物联网是实现精确管控先进、有效的技术手段。物流金融安全监管应用物联网技术，可以从产品信息采集、信息联通、信息管理、信息决策等全过程，以信息流调控物流，大幅提升动态信息的抓取效率。因此，从降低物流金融业务过程信息不对称的角度出发，客观要求在物流金融安全监管业务领域应用物联网技术。
2.降低物流金融服务违约风险的需要。物流金融服务主要涉及三方即金融机构、供应链企业、第三方物流提供商。第三方物流提供商选择是物流金融服务能否成功的关键。但目前我国的物流企业鱼龙混杂，好坏参差不齐，一些物流企业的资产规模、信息化能力、内部管控等方面存在不少问题，特别是对供应链环节的管控，使得物流金融面临较大的失》缦铡N锪鹘鹑诎踩监管应用物联网技术能在很大程度上增加信息获取的准确性，减少物流金融违约情况的发生。
3.提高物流金融安全监控效率的需要。当前，物流金融安全监控技术已经较为落后，信息化程度已不能跟上物流金融发展的步伐，严重影响了物流金融安全监管的效率。物联网技术作为新兴的先进技术，对物与物、物与人之间传递的各个环节进行跟踪，对物体的流通进行精细的管理，将其应用于物流金融安全监管过程，能够较好地实现物流、信息流、资金流的有效整合，形成以信息互联互通为核心，数据集成交互为纽带，有线无线随机链接的安全监管体系。因此，物流金融安全监管应用物联网技术有利于从技术上突破物流监管瓶颈，促进物流金融安全监管的科学高效开展。
（二）物流金融安全监管应用物联网技术的条件分析
物联网技术虽然在我国提出的时间较短，但是经过几年的发展，已经形成了较为成熟的技术体系。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，把传感器、控制器、机器、人员和产品等通过新的方式联系在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。物联网技术具有全程性、技术性与智能化的特征，能够对质押品在供应链中动态信息进行全程监控，实施精确远程管理，及时发现异常情况，排除安全隐患。物联网技术网络以全程记录的供应链信息为依托建立风险数据库，其中不仅包含了质押品的物流与资金流信息，还包含通过实际调研所获得的大部分风险类型，以及相应的风险解决方案。通过风险数据库就能实现风险的基本应对，尽可能的降低风险，提高物流金融产品的安全性。物联网的整个技术体系与运作方式，为物流金融安全监管业务应用物联网技术提供了经验帮助和技术支持。物流金融安全监管按照物联网运作要求，进行设施设备建设，优化信息流程设计，完善技术接口和模块嵌入，具有良好的基础和依托，能够较快的实现技术的投入使用，尽快发挥物联网技术在安全监管方面的应有作用。
三、加强物联网技术在物流金融安全监管应用的对策
物联网技术应用于物流金融安全监管方面已经具备一定的技术与环境基础，2012年，中国物流金融服务平台在这个基础上应运而生，于2014年6月正式上线，并且以快速大踏步的节奏发展壮大。目前已整合了包括货权登记、物联网监管、仓储管理、仓单流转、现货交易、存货质检、价格预警、价格保险、征信融资、不良处置等全过程的物流金融产品链条，并形成了一个开放型的合作平台，吸引了成熟产品和成熟用户服务平台的资源聚集。但当前第三方物流企业在运用物联网技术方面，软硬件配套上还存在一定差距，需要进一步加强建设。
（一）加强物联网技术应用于物流金融安全监管的总体设计
物联网实现的是人与物、物与物的智慧“沟通与交流”，是多种力量的整合，将物联网技术应用于物流金融安全监管过程，需要将物与物、物与人信息交互的各个环节统一为有机的整体，并保持其内部的顺畅流通。应用物联网技术，实现物流金融安全监管信息化与智能化，提升物流金融产品供应链的安全性，必须加强总体设计，构建智慧物流金融安全监管“大脑”，从源头增强物流金融安全监管的分析判断能力、决策指挥能力和协调控制能力。着力建设物流金融安全监管物联网运行平台，借助“智能化”的物联网管控系统，实施辅助决策、管控指令，实现对物流金融安全监管各环节的协调控制和决策指挥。健全物流金融安全监管物流规划和决策指挥制度，实现供应链信息的综合分析、流通环节的集中控制、运行流程的决策优化。
（二）加大物联网技术应用设施设备建设力度
物联网技术应用于物流金融安全监管除了要研制贯穿全流程的信息系统之外，还应当分系统重点推进一些信息工程建设，以具体任务为牵引逐步建成物联网系统。为了积极配合物联网技术应用于物流金融安全监管，有必要按照物联网技术的要求，加大物联网技术应用设施建设力度，从智能感知技术应用、自动仓储系统建设、运输调度可视化建设、信息标准体系建设、数据中心建设等方面，集中人力、财力、物力进行突破，全面构建物联网系统，开发和购置相配套的设施设备。在物流金融安全监管全过程，借助先进的物联网设施设备，整合不同的技术解决方案，使产品信息（物资的运动轨迹、存放状态）和供应链信息（数据的采集、存储、组织、访问控制和分析）互联互通，实现物流金融全程可视可控，从而有效提高物流金融安全监管的安全性。
（三）加快物联网技术人才业务能力培训
为保障物流金融安全监管工作的顺利高效开展，第三方物流企业应加快物联网技术人才的培训和建设工作。（1）结合物联网技术在物流金融安全监管过程的实际运用，构建适应第三方物流企业的基于物联网技术的安全监管模式，明确物联网运用的技术标准，规范安全操作手册。（2）着力培养精通物联网技术的技术员，掌握物联网设施设备的操作流程，严格依照流程科学高效运用物联网设施设备进行物流金融管控，提高物流金融安全监管效率。（3）加强物联网技术研发工作，结合物流金融安全监管业务工作实际，对物流金融安全监管中的物联网设施设备以及相关技术进行相适应的研究、设计和开发，规范物流金融产品标准化编码，建立基于物联网技术的物流金融安全监管业务处理平台，促进物联网技术应用于物流金融安全监管工作的不断深化。
⒖嘉南祝
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关键词：军事物联网；装备管理；安全体系；RFID；无线传感器
中图分类号：TP212；TP309 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2016）10-00-05
0 引 言
近年来军队信息化建设快速发展，新型智能化装备大量涌现，其应用范围从封闭的军用专网扩展到开放的移动无线网络[1]。部队装备管理的难点正在从管理少数核心级装备转移到管理适用范围更广的普通智能装备。新型装备管理模式需要对在野外遂行执勤、处突等作战任务中的关键装备的出入库情况、在位应用状态进行监管，并进一步推广到装备的贮存、定期检查、报修、退役等环节的信息自动采集与管控。
在军事装备管理领域，一些研究工作探讨了我军装备管理思想的发展演变[2]、中外装备管理体制和模式的差异[3]。更多的研究则关注如何建设信息化装备管理系统，例如基于IC卡、RFID和军事物联网等新兴软、硬件技术构建武器装备智能监管系统及管理体系[4，5]。但由于安全问题的制约，目前我军在战地环境中的装备管理能力还比较弱。
部队在遂行执勤作战、反恐处突、抢险救灾任务时，通常处于野外的恶劣环境中，特别是在发生了地震、水灾、强热带风暴等灾难后，通信网络设施可能被部分摧毁，从而导致无法通过固定网络即时掌握前方装备的在位情况和运行状态。必须借助具有移动性、便捷性的物联网实现对所使用的重要装备进行实时、连续、精确的现场监测与管控，以保证紧急任务或救援行动的顺利进行。
论文研究战地环境中军事装备的安全监管问题。提出利用RFID无线射频标签、GPS全球定位系统、无线传感器等物联网技术进行数据采集、分析、存储和传输，实现对部队野外驻地、重点防范区域、灾害发生区域内重要装备进行智能监管的思想；并针对复杂网络条件下装备管理的安全需求，提出了基于军事物联网的战地装备安全监管体系。
分析了符合该体系的战地装备安全监管应用系统的整体结构与功能层次，给出了硬件平台和软件系统的设计方案：通过集成无线传感网、GPS芯片、RFID芯片以及温度、湿度、烟雾、声音等多种传感器构造装备安全监管硬件平台；依托部队内网，以数据采集、分析、融合和可视化技术为核心研发监管系统软件。基于该体系实施网络化战地装备全生命周期分级监管，确保装备管理的安全性与高效性，提高部队的指挥决策能力。
1 物联网及其军事应用
目前普遍认可的物联网概念是由国际电信联盟ITU定义的，即通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感系统，按照约定的协议，把物与物T2T（Thing to Thing）、人与物H2T（Human to Thing）、人与人H2H（Human to Human）之间进行智能化连接与信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[6]。
用于军事领域的物联网称为军事物联网（Military Internet of Things，MIOT），可将军事实物通过各种军事信息传感系统与军事信息网络连接起来，进行军事信息交换和通信，实现智能化识别、定位、监控和管理的一种网络[7]。军事物联网技术的应用能够扩大战争的时域、空域、频域和能域，对国防建设产生了深远的影响。
物联网技术最早应用于军事物资管理方面，随着其与军用网络的融合与发展，军事物联网的优势不仅体现在物流领域，更体现在军事侦察、环境监测、无人作战等方面，极大地推动了军事应用系统向战场态势感知实时化、武器装备智能化、指挥能力高效化、后勤保障精确化四个方向快速发展[8]。物联网对军队信息化建设影响巨大，但要真正实现更广泛的应用，仍有很多问题亟待解决，如标准化问题、信息安全问题等[9，10]。
2 军事物联网装备安全监管体系
2.1 战地装备安全管理需求
信息化战争是一种以信息技术为支撑的新的战争形态，它以机械化武器装备为载体，以信息化武器装备为主要作战手段。武器装备的现代化建设对各类装备的安全监管提出了更高的要求。在未来战争中，信息武器高技术局部战争是整体力量的对抗。要打赢这样的战争，不仅要夺取制空权、制海权，与此同时还要争取到信息优势，将各军兵种的各类武器装备的软件硬件有机融合起来，发挥整体优势。
基于军事物联网进行装备管理可以成倍提高装备的应用效能，在更高层次上实现任务现场感知的精确化、敏捷化和智能化，成为装备的生命线。制约其发展的瓶颈之一是物联网本身和军事装备的安全问题。即由多种装备、无线传感网和固定的军事指挥网络构成的装备监管体系涉及到装备认证、访问控制、物理安全、数据安全、系统安全等方面的安全问题[11，12]。
2.1.1 身份鉴别
在军事应用中，身份鉴别既包括对用户身份的鉴别，也包括对军事装备的鉴别，基于条形码、二维码、物理卡、RFID标签等方式，具有确定装备“身份”与记录相关信息的功能，可用于装备管理。
2.1.2 访问控制
在军事应用环境中，对于核心区域、重要装备的管理依赖于严格的访问控制机制。例如对枪弹、军事机密等的保管必须采取双人双岗、24小时监控等措施。在机动性强、情况复杂的战地环境下，对重要装备和关键设备的管理除了防止外部非法用户的侵入外，还必须加强对内部人员非授权访问的管理。这需要将用户授权与身份认证相结合，建立符合部队管理和应用模式的访问控制策略。
2.1.3 物理安全
新型智能装备种类、型号、数量的增多与小微型装备的普及，易引发装备丢失问题。因此，基于无线传感器网络技术，利用多种智能传感器实时监测装备及工作周边环境的温度、湿度、振动、噪声、光强、压力、物体移动、速度、方向等各物理量的变化，并依托GPS或北斗卫星定位模块对战地装备和人员进行实时精确定位，能够提高部队对周边环境、装备状态和位置感知的实时性、连续性和准确性。
2.1.4 数据安全
基于物联网采集监测区域周边装备的状态，会得到大量冗余甚至不可靠的数据，除采用过滤、融合手段进行数据清理外，还需进一步考虑数据存储、使用与传输中的安全问题。装备管理系统从各节点采集数据后，需要通过有线网络向上级单位发送，逐级汇总数据后进行分析与进一步上报。同时，由于装备数据涉及编号、类型、数量等机密信息，为防止窃听和篡改，保证数据完整性，需要采用加密手段对数据传输进行保护。
2.1.5 系统安全
同其他系统一样，军事物联网的安全目标也是网络的可用性、可控性以及信息的机密性、完整性、可审查性等。但由于军事物联网组成的复杂性、分布的广泛性、形态的多样性和节点资源的有限性等特征，使得其比一般系统更容易受到侵扰，面临着略读、窃听、哄骗、克隆、破坏、干扰、屏蔽等更加严峻的安全问题。其安全形态表现为节点安全、网络与信息系统安全和信息处理安全。
2.2 战地装备安全监管体系
针对上述军事物联网装备安全监管需求，提出野外移动环境中装备的安全监管体系如图1所示。该体系采用了五种对策以提高装备监管安全性。
2.2.1 加强身份鉴别
为装备配发“身份证”，即依托无线射频识别RFID技术对出入野外移动环境中的关键装备都加装电子标签，并采用合理的方式将标签与装备绑定在一起，通过对标签进行扫描来完成装备身份鉴别。当装备出库时，利用RFID扫描仪可将装备的相关信息存入数据库，以供系统查询和核对；当装备入库时，扫描标签核销相关记录。装备进入野外战地环境后，利用手持扫描仪可随时检查装备的在位情况，实现装备的全生命周期监管。
2.2.2 严格访问控制
在野外移动环境下，“三铁一器”、视频监控等访问控制措施较难实施，可使用红外线监测、在位情况探测等技术手段代替。同时，建立基于角色的安全管理机制，装备管理部门通过角色配置，可限制用户只有对本级装备信息进行管理和查询的权限，保证装备信息访问和操作的安全性。另外，引入严格的审计制度，利用系统日志对所有用户的登录请求和活动进行记录，以支持后续的分析，及时发现安全隐患。
2.2.3 监测物理安全
为防止装备损坏、丢失等问题发生，可利用声、光、温度等传感器构成装备运行状态监测模块，随装备发放，实时监控装备是否正常工作，以便及时补充或更新故障装备[13]。同时可为装备安装GPS模块获得定位功能，通过GPS接收到的卫星信号准确定位，并将该定位信息存储到记录仪的存储器中，通过无线传感器网络转发到监控中心，以及时获知装备所在位置，防止装备丢失[14]。
2.2.4 保证数据安全
基于军事物联网建设装备安全管控体系，必须针对数据采集、处理、存储、传输、应用等多个环节分别采用相关安全机制，保证数据的机密性、完整性与可靠性。
（1）在数据采集阶段，采用符合国、军标的设备与技术防止采集节点假冒与略读；
（2）在数据处理阶段，采用科学的数据融合技术去除相似、冗余、不可靠的信息；
（3）对于数据的存储与传输，需要采用密码算法对关键数据实施加密，加强安全性；
（4）对于数据的安全应用，可通过对不同级别的管理应用人员进行严格的认证和授权措施来保证。
2.2.5 强化系统安全
为确保军事物联网应用的系统安全性，需要制定严格的、面向各级官兵的信息安全管控技术规范。由装备管理职责部门牵头，应用部门参与，成立部队内部统一管理的安全认证机构，制定针对不同级别、不同装备人员的严密的安全认证规范。对于所研发的基于军事物联网的应用系统必须进行严格的安全测试与验证，通过验证者方可获得装备许可证，防范由于研发和生产机构急于求成而产生的技术漏洞，造成安全隐患，危害装备管控系统本身及已有系统的安全[15]。
3 战地装备安全监管体系应用设计
基于军事物联网战地装备安全监管体系，提出了战地装备安全监管系统设计方案。该系统由前指无线传感网络采集装备信息，通过军队内网实时传输到基指控制中心，使上级部门能够及时掌握装备的分布和使用情况，为军事决策提供数据支持。
3.1 战地装备安全监管系统总体结构
战地装备安全监管系统由RFID标签集、特定传感器监控节点、通信与数据处理软件构成。系统结合无线射频（RFID）技术[16]、智能传感器网技术[17]和有线通信网络技术，可在野外恶劣条件下快速构建一个以无线自组网为末稍、以军事指挥内网为骨干的混合型军事物联网。系统通过监控节点协作感知、采集和处理网络覆盖区域内特定装备对象的信息，实现重要装备自动注册、关键设备运行状态自动监测、前指装备定位、监控和报警等多种功能。来自多个前指的数据通过军事指挥网在基指汇集、加工和呈现，实现对战地装备的全生命周期管理。系统整体结构如图2所示。
利用该系统，可解决移动环境下重要军事装备数据的安全监管问题，实现装备全时可控、可查。系统能满足部队以下装备管理业务需求：
（1）基于RFID电子标签技术实现装备出入前指战地环境的及时登记；
（2）利用多类传感器采集装备运行状态数据，实时传送给装备控制台；
（3）装备控制台实现监控数据的清洗过滤、融合处理、安全存储及预警报告等；
（4）利用部队内网将前指装备数据汇集至基指数据中心，实现装备的实时监控、统计查询和可视化管理；
（5）系统分级部署到总部、总队、支队，实现装备的全生命周期自动化管理。
3.2 战地装备安全监管系统功能层次
战地装备安全监管系统的建设目标是实现部队各级单位初始实力和新增实力装备信息的采集和存储、电子标签制作和分发、用户角色定义和权限分配、单位目录和装备目录树结构的建立及管理维护、装备实力统计、装备信息查询、基于手持式读写设备的实力核查核对、与装备调拨等相关的业务管理。系统以装备业务管理为核心，可分为表示层、业务层、数据访问层和物理层四层，系统功能层次如图3所示。
4 战地装备安全监管体系的应用构建
军事物联网战地装备安全监管系统由前指装备监管控制台和基指装备监管中心控制台两部分构成。前指装备监管控制台实现战地环境下装备的安全管控，包含装备RFID电子标签管理子系统、环境监测子系统和智能分析子系统。基指装备监管中心主要实现装备的全生命周期自动化管理和实时监控。
4.1 军事物联网装备监管硬件平台的搭建
（1）用符合GJB7377.1军用标准的RFID标签、手持式和固定式RFID标签读写器作为装备认证管理设备；
（2）选用REB-3571LP GPS模块作为装备定位设备；
（3）选用CC2530 1A ZigBee无线模块以及温度、湿度、烟雾、声音等传感器作为无线传感网数据采集设备搭建战地装备监管系统的硬件平台。
4.2 前指装备监管控制台的实现
4.2.1 标签管理子系统
装备RFID标签管理子系统结构如图4所示。标签管理子系统由RFID标签发行模块、RFID标签识别采集模块和RFID标签信息应用模块构成，三者之间互相联系，共同实现装备标签管理功能。RFID标签信息应用模块运行于前指监控控制台，是装备管理的核心，RFID标签发行模块是整个系统的前提，RFID标签识别采集模块是实现管理功能的基础和手段。系统通过手持设备（PDA）或固定读卡设备读取标签信息，通过串口（或网口）通信完成RFID标签数据的识别、采集和存储。
装备标签管理子系统对需要写入装备标签的装备信息进行定制、采集、保存，最后通过手持机或台式机写入标签，完成标签制作，并将标签的装备信息、发卡状态、发卡时间保存在装备标签制作信息表中。该子系统解决装备的身份认证问题。
4.2.2 环境监测子系统
该环境监测子系统实现对装备运行状态的实时监控。系统由若干传感器节点、具有无线接收功能的汇聚节点及一台计算机构成。无线传感器节点分布于需要监测的区域内（例如配备了多种重要装备的前指野战帐篷）进行数据采集、处理和无线通信，汇聚节点接收与装备绑定在一起的传感器的数据并以有线方式将数据传送给计算机。无线传感器环境监测网络结构如图5所示。
无线传感器节点由传感器模块、数据处理模块、数据传输模块和电源管理模块组成。
（1）传感器模块负责采集监视区域的信息并完成数据转换，采集的信息包含温度、湿度、光强度、声音和大气压力等；
（2）数据处理模块负责控制整个节点的处理操作、路由协议、同步定位、功耗管理及任务管理等；
（3）数据传输模块负责与其他节点或汇聚节点进行无线通信，交换控制消息和收发采集数据；
（4）节点电源采用微型纽扣电池以减小节点体积。
4.2.3 智能分析子系统
智能分析子系统接收传感网采集的应用环境中与装备相关的各种事件与温度、湿度、光强度、声音等参数，实时分析其变化趋势以及异常数据产生的原因，并及时给出警告或适当的处置建议。装备监控数据智能分析子系统结构如图6所示。
该智能分析子系统包含数据存储统计、分析诊断、方案录入、告警感知4个模块，分别实现统计、分析、诊断、建议等多种功能。该系统为装备管理、环境监测及安全管理子系统提供数据接口，将其他子系统提交的重要数据存入数据存储库。
数据存储整合分析部分由数据库、数据融合算法及方案录入子模块组成，数据库部分除上文提及的数据存储库外还包含趋势库及异常事件处置方法库，其中数据存储库与趋势库在模块内建立联系。告警感知模块负责实时监听其他系统发现的事故告警，并接收诊断分析模块的处理结果。诊断分析模块在分析到事故发生后会借助趋势库的数据立即对事故原因进行分析，并在异常事件处置方法库的协助下提供最合理的方案，经告警感知送至显示模块与管理人员进行交互。
4.3 基指装备监管中心控制台的实现
除了战地指挥部对当前战地装备可以进行实时智能监管外，依托现有的部队专用网络，上级部门或指挥部可以对下级部门或前指采集到的装备信息进行远程监管。通过将整个智能管控平台部署在总部、总队、支队相关业务部门，形成多级监测结构，实现便捷、高效、安全、智能的战地装备信息收集、处理和监管平台。基于军队内网的装备安全监管系统整体结构如图7所示。
前指装备监控数据通过部队专网上传到基指。由于战地装备相关的信息和参数属于部队作战的重要秘密信息，为了确保系统和数据的安全可靠，需要设计适当的安全和认证协议，在网络传输时对核心数据进行加密保护。装备管理中心控制台是系统业务管理的核心，通过对装备器材的入库计划、分配调拨计划、维修计划、退役计划、报废计划和装备电子履历进行管理，实现装备的全生命周期自动化管理。
5 结 语
构建安全监管体系及应用系统，能够实现装备全生命周期自动化管理，有效解决战地装备安全监控和管理问题。本文主要贡献包括如下几点：
（1）通过分析部队装备安全监管需求，提出了军事物联网战地装备安全监管体系，给出了针对身份鉴别、访问控制、物理安全、数据安全和系统安全问题的对策。
（2）遵循上述安全监管体系，基于军事物联网给出了由前指装备监管控制台和基指装备监管中心控制台两部分构成的战地装备安全监管系统硬件和软件设计方案。
（3）该系统能够为部队各级指挥机构提供战地装备的工作环境和运行状态信息，提高部队战斗力和指挥决策能力，准确把握战场态势，更好地履行职责使命。
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