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序论:在您撰写物联网感知技术时,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。
1 传感器技术
传感器属于先进的检测装置,可以对被测信息进行感知,同时根据相应的规律能够转变为电信号或者是其他多种形式,最终输出信息,满足了信息在传输、处理以及存储等多方面的要求,而这也正是自动检测和控制的重要前提。其中,对于物联网系统来讲,物联网传感器所指的就是针对各参量进行信息采集或者是加工处理的一种设备。而传感器不仅能够独立存在,而且可以与其他设备实现一体化,进而更好地呈现出来。然而,任何呈现方式都隶属物联网感知以及输入的一部分。而在物联网未来的发展当中,在数据采集前端,传感器与传感器网络的作用十分重要。
在对传感器进行分类的时候,方法有很多,而根据传感器物理量、输出信号以及工作原理进行类是比较常见的。另外,以信息处理功能为标准对传感器进行分类,这一现实意义很是重要,尤其在物联网的时代背景之下。根据这一分类,能够将传感器分为一般传感器和智能传感器。其中,一般传感器采集的信息需要由计算机进行处理,但是,因为智能传感器不同,其自身具备微处理器,因此,也同样具备了信息采集等多方面的能力,最关键的是数据精准程度很高,可靠性也比较强,价格低与分辨力高等特点十分显著。
2 RFID技术
射频识别的英文缩写是RFID,兴起的时间是上世纪九十年代,也是自动识别的技术,能够合理利用射频信号,以空间电磁耦合的方式传递信息,确保无接触,同时,根据传递信息识别物体,由此可见,在物联网感知层中,RFID技术十分关键。
在RFID系统当中,读写器、电子标签与天线是主要的组成部分。对读写器进行利用,可以将既定格式所需要识别的物品信息纳入电子标签的存储区域当中,也可以在其自身阅读能力之下,对电子标签信息内容进行读取。另外,电子标签的芯片有数据存储区,主要是对待识别物品信息进行存储。而天线的功能则是对信号进行发射并接收,通常情况下被安置在电子标签与读写器当中。
而RFID技术最主要的原理则对于读写器形成磁场后,电子标签进入,实现射频信号的发出目的,利用感应电流来获得能量,将芯片内存储的产品信息进行发送,也可以发送某频率信号。在读写器对信息进行读写以后会解码,进而传送到中央信息系统中,对数据信息进行处理。
3 二维码技术
众所周知,二维码技术在网联网感知层中发挥着基础性作用。二维码技术主要就是利用几何图形,按照特定规律,在平面分布图形当中记录信息。站在技术原理角度来讲,在代码编制方面,合理地运用了计算机中“0”与“1”的比特流概念,同样利用了与二进制相对的几何图形,进而准确地表示出数值信息内容。通过对图像输入设备与光电扫描设备自动识读功能的使用,能够自动处理信息内容。
对于二维码来讲,可以将其划分成矩阵式与堆叠式/行排式两种。矩阵是矩阵式二维码重要的组成部分,所以,在矩阵当中,使用“点”来表示二进制当中的“1”,同时使用“空”来表示二进制当中的“0”。在此基础上,对“点”与“空”进行合理地排列,进而形成代码。
二维码的数据容量很大,并且可以在横纵方位同时表达出相应的信息内容,而且能够利用较小的面积来表达大量的信息内容。同时,二维码突破了字母与数字的限制,且尺寸比较小,抗损毁的能力极强。除此之外,二维码能够采用保密措施,且保密性能要更优于一维码。
将二维码与RFID技术相比,最明显的优势就是成本不高。RFID标签由于芯片的成本高,且制造的工艺十分复杂,所以,最终成品的价格也相对较高。
4 ZigBee技术
ZigBee属于无线传输技术,其距离短且功耗也不大,也被称为IEEE802.15.4协议的代名。在ZigBee中,分组交换技术与调频技术最常见,能够使用三个频段。该技术通常情况下被应用在短距离范围内,同时在数据传输速率不高的电子设备中得到了广泛应用。同蓝牙相比较,该技术十分简单,且费用与功率等也相对较低。除此之外,ZigBee技术具备明显的小通信范围与低速率的特点,所以,比较适用在小数据流量业务方面。
5 蓝牙技术
蓝牙技术同ZigBee技术大致相同,都可以称之为短距离的无线传输技术。但是,蓝牙技术的本质就是可以在固定设备与移动设备通信环境当中构建出通用的短距离无线接口,实现通信技术和计算机技术的融合,属于各设备在无电线或者是电缆连接状态下可以在短距离范围之内进行通信,也可以实现操作目的的一种技术。
其中,高速调频以及时分多址等多种先进技术是蓝牙技术的使用重点,而且可以实现点对点或者是点对多点的通信。蓝牙传输的频段都是全球公共通用的2.4GHz频段,能够在十米范围内实现信息的传输,通过时分双工的传输方案能够确保全双工的传输。
蓝牙技术不仅与ZigBee技术的特点相同,同时,还能够对话音与数据进行传输,能够构建临时性对等连接,其接口标准具有一定的开放性。
6 结束语
综上所述,基于计算机、移动通信网与互联网,物联网发展起来,并且成为信息产业的全新发展反复各项,能够实现人和物或者是物和物之间的沟通。文章对物联网感知层关键技术进行了详细地阐述,而物联网的感知仅仅是第一步,而通过物联网最主要的目的就是为了将感知与传输的信息内容进行充分利用。
参考文献
[1]俞玉莲.物联网感知层中的关键技术分析[J].科技信息,2013(12):275-276.
[2]宁焕生,徐群玉.全球物联网发展及中国物联网建设若干思考[J].电子学报,2014,38(11):2590-2599.
[3]柯俊帆,石常海.物联网关键技术在安全体系建设中的研究与分析[J].硅谷,2013(19):74-75.
[4] 陈名强.物联网感知层关键技术研究[D].西南交通大学,2014.
关键词:智慧物流:烟草运输;全程感知;射频芯片
毫无疑问,在经济发展日趋成熟、竞争日益激烈的今天,物流管理已经是一个公司发展战略的重要组成部分,是“第三利润源和成本源”,因此对物流与商流进行科学、合理的设计与管理,已经成为我国企业必须解决的重要课题之一。物流业是融合运输、仓储、货运和信息等行业的复合型服务产业。要使我国物流业快速发展,必须充分利用现代信息技术建立起一套布局合理、技术先进、节能环保、便捷高效、安全有序并具有一定国际竞争力的现代物流服务体系,提高我国物流业的信息化水平。
为了推进我国物流业快速发展,促进信息技术的广泛应用,改善我国物流业信息化水平,多年深耕RFID通讯协议安全技术、芯片研发及技术应用推广由中国物联网行业领导型企业航天信息股份有限公司,针对物流管理中的贵重品及危险品等重点管理对象推出了物流全程感知解决方案。该解决方案通过对物联网技术应用深入研究,借助航天信息丰富集成物联网应用技术经验,构建了一整套从物品分拣、装车、配送、落地到户等各环节无缝管理,服务于全程物流配送的全程感知系统。
物联网助力烟草物流
一直以来,由于我国的物流企业信息化程度不高,物流信息系统不完善,时常因为管理不当、人员疏忽等问题,造成物品丢失、损坏等现象,对企业产生了一定的损失及影响。以烟草流通领域卷烟配送为例,烟草物流中心承担着卷烟仓储、分拣和配送工作,其中仓储、分拣属于物流中心园区内作业,便于管理、控制和监督,而配送工作区别前两项工作特点,主要工作区域处于园区外,属于流动作业,具有难以管控和监督的突出问题。这样一来就造成配送工作诸多环节中的许多漏洞,不仅影响卷烟经营户切身利益,也极大地影响到烟草公司自身形象。
针对卷烟物流业务需要,航天信息研究开发出了“烟草流通领域卷烟配送全程感知系统”。该系统结合中国烟草发展特点,可将烟草物联网的融合作为中国烟草面向未来提升核心竞争力的重要支撑,并利用物联网技术实现了从卷烟分拣、转运箱装车、运输在途、卸货点检测、落地配送、空箱回收、空箱卸载等各个环节的无人化感知监测监管。同时可实现RFID检测、3G通讯、GPS定位与车辆运送路径导航、卷烟配送与运输过程全程视频监测、语音通话,以及其他相关传感器(车辆门锁开闭监测)的接入。并结合演示系统的实际通过对车辆装载货物定点到位无线射频监测、视频传输与存储,对视频信号的随时监视与集中传输记录,实现运行车辆定位。
全程感知系统实时监控
“烟草流通领域卷烟配送全程感知系统”的功能涵盖了指挥中心(物流中心地市指挥中心省指挥中心)、智能感知监控系统、车载移动感知系统。各子系统间以3G、RFID、Wi-Fi等技术实现数据的传输和实时通信,可以提供实时视频查看、车辆定位,完成对物流全过程的精确控制,减少错误发生率和违规行为,提高企业的效益和员工的工作效率。
指挥中心智能感知监控系统分为三屏显示,包括三维GIS电子地图显示屏、实时视频显示屏、数据信息显示屏。通过三屏显示,不仅可以对车辆配送过程进行全程监测,实时跟踪、定位车辆位置、了解车辆运行情况,间接了解配送进度,还可以实时查看系统内设备的运行情况,了解网络连接状态。当设备发生故障时,还能够及时产生报警信息,第一时间提醒用户。此外,该系统还可以对设备周边环境进行监测,如发生火灾等灾害能够提前预警。并且在分拣线处进行转运箱的标签匹配,形成完整的货物信息,统计车辆返回物流中心后卸载回收空箱的信息等。
关键词 物联网;智能环保感知技术;环境保护中的应用
中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)13-0001-01
随着社会的进步和发展,当今社会中信息技术的使用得到了人们的重视,也是目前世界竞争最激烈的领域。我国将信息技术作为一项长期发展的行业,对智能感知、自组织网络等技术进行重点的发展。下面根据物联网智能环保感知技术的相关知识进行分析。
1 物联网智能环保感知技术
物联网的整体构架可以分为三个层面,分别为感知层、网络层和应用层。在感知层涉及到相关技术统称为感知技术,在物联网的基础上智能感知技术和一些网络设施进行结合,为人们的生活进行服务,将物理世界真正的呈现在人们的生活中,让其无所不在,而物联网是通过智能装置和传感器对整个世界进行感知,在物联网中涉及到的技术有很多其中包含了自动识别、传感、定位等技术,在各项技术的发展中,人们开始对这些技术进行一些控制,希望在技术的革新和进步上做到环保的概念。而新形成的物联网智能环保感知技术是物联网技术在环保领域中的应用。
在环保领域进行的物联网智能感知技术的应用主要是通过一些装置和技术对污染源、生态等信息进行及时的检测,将生态环境检测系统进行全面、多方位的构建,进而对污染的排放进行降低,对环境的风险进行防御。在环保领域运用物联网智能感知技术,是对物联网的运行进行深度和广度的扩展。
2 物联网智能感知技术体系在环保领域的构建
物联网是一个网络系统,和其他的网络一样,有自己的内部构架。物联网的构架分为三层:感知、网络、应用。在感知层通过一些传感器和技术对物体的信息进行获取和传感。在网络层,通过多种网络平台将网联网网络平台进行构建,比如说3G网络、互联网等,将感知层获取的信息进行准确及时的传送,并对要传送的数据进行整合、清理,对出现的一些异常现象和问题进行处理,通过数据的挖掘和融合技术将数据信息进行提炼。在应用层是将以上两个层面处理过的信息,根据系统的功能需求进行智能化的处理,对在环保领域中出现的环境污染进行预防和治理,并进行自动的调节,信息的,将物联网技术在环境保护中进行应用。通过对各种技术的结构进行稳定,对系统中各种软件出现的错误、故障进行排除、检修,对环保数据采集的传感器的工作环境进行调整,保证可以及时的获取所需环境数据,进行早期的环保污染预防和保护。
3 在环境保护领域开发智能化的处理功能
对物联网技术进行使用,主要是通过一些物联网的技术和软件对数据采集,并进行提炼,为各个领域提供安全可靠的数据信息,所以对物联网的技术进行智能化很有必要。不管是哪个领域使用物联网技术,如果没有智能化的技术,就不能将物联网的优势进行展现,想要将物联网的优势进行发挥,对环境的检测实现智能化,将环境检测数据进行智能化提炼可以实现两个目的。
1)将污染预警的时间进行延长。在传统的环境污染检测系统中,数据传达到信息中心后,要根据各种数据对预警指标进行对比,从对比中找到环境预警信息。在传统的环境监测系统中进行的动态监测很薄弱,缺乏紧急环境问题的处理能力,而且环境预警信息的精确度和稳定性都会对要采用的污染防治措施产生影响,在物联网智能环保感知技术的应用中,要充分的发挥智能这一优势,对环境进行实时的监测,对环境污染状况进行分析,进而将环境预警的时间进行推算,将环境污染监测的预警时间进行延长。
2)对环保部门进行环境污染治理提供可靠的依据。环境污染的产生并不是独立无序存在的,对环境污染进行的治理工作,一般都是在一定的经验上进行的。在环境保护中物联网的使用可以将环境变化的时间、场所等信息、以及现有的环境污染治理经验,对监测的环境产生污染的原因进行分析,将环境污染治理中出现的问题进行找出,针对其中的重点和难点,找出合理的治理方案,将环境污染治理的决策时间进行缩减,降低在决策中出现风险的可能性。
4 物联网智能环保感知技术的发展
物联网智能环保感知技术的应用,首先要对进行简易化发展,让物联网智能环保感知技术的设备朝着微型的方向发展,满足人们在日常生活中的环保需求,比如说在垃圾车、生活污水的处理等方面进行物联网感知技术的应用,不仅仅可以将物联网技术应用到大型的环保项目中,还可以将物联网技术应用在日常生活中,让物联网真正的走进人们的生活。
在目前的环境保护中已经有了突出的成绩,但是在日常生活中进行的环保却没有很明显的成效。人们的生活不断地丰富和发展,在生活中出现的环境问题也就慢慢的展现在人们的眼前,改善人们的生活环境是目前要解决的问题。在现阶段物联网技术还处在初级阶段,物联网技术的应用有了一定的基础,对生活污染控制中物联网技术的应用需求更加的突出。可以进行智能芯片的使用,在对成本进行降低的同时,对设备的环保技术进行改进,将物联网智能环保感知技术的抗损坏能力进行提升,可以采用一些防腐、抗氧化的材料对物联网传感设备进行保护,为了保证环境保护工作可以稳定、安全的进行可以进行多平台网络模式的构建,通过多网络平台对环境进行多方位、多层次、全面的监测和防护治理。
5 小结
通过对物联网智能环保感知技术进行分析认识,我们可以看出,物联网的使用已经进入人们的日常生活中,在环境保护中的应用最大程度上对环境污染进行监测,进而进行污染治理,给人们带来更加安全的生活环境。
参考文献
[1]赵富安,赵宇.物联网技术浅析[J].科技致富向导,2013(03):45-46.
[2]张宏伟.物联网在环境监测和保护中的应用研究[J].物联网技术,2011(08):65-66.
挂专家门诊还跑去医院排队?输液得时刻盯着输液瓶?……你都OUT了。嫁接上了先进的信息化技术、物联网技术,医院渐渐变得“聪明”起来,看病也渐渐变得轻松便捷起来。
看病不再烦
挂号缴费不用排长队,输液有监测,滴完亮红灯。全程监控医疗垃圾,防止“缺斤少两”。拿着市民卡在自助机上刷一下,不到一分钟,药费就结算好了。“看,这种自助式看病挺方便的!”老赵告诉记者,现在他习惯在卡里存点钱,然后在自助机上挂号、看病、检查、取药,最后在自助机上一次性缴费,“不用再排长队了。”
这种“预存诊疗,一次付费”模式背后,是强大的信息化技术的支撑。有一个最新消息能说明市人民医院信息化技术的强大:该院信息化建设水平刚刚被卫生部评定为“五级”,这是江苏省唯一一家获评“五级”标准的医院。该院信息中心主任陈敏亚说,按照卫生部的评价标准,医院信息化水平从低到高共被评为六个等级,最高级为“六级”,而全国上千家医院中,仅有1家“六级”、6家“五级”。
现在强大的信息化技术已渗入市人民医院的人、财、物等多方位管理,犹如为医院装上了一个“智慧大脑”。举个例子,让我们来见识一下电子病历系统的“聪明”之处。比如有头孢类药品过敏史诊疗记录的患者,一刷就诊卡,系统中会出现相关的红色警示;女性患者开不出男性用药的处方;药品和药品之间有配伍禁忌,相忌的药无法同时开;还有一些特殊用药提示,像糖尿病患者在开方时会提示慎用葡萄糖……这就是医疗信息化的重要特征之一――智能化临床决策。
值得一提的是,该院在信息化系统中还应用上了一项更为先进的技术――物联网。
“输液有了这个新玩意儿,我家老伴晚上终于可以安心睡觉了。”该院老干部病区21床的孙老先生高兴地说。记者注意到,吊在输液袋旁的金属杆上多了一个小型电子设备,这个电子设备被称为“输液监测器”,它是物联网技术在医疗临床上的一个应用项目。
用上物联网,输液也变得“聪明”起来。只见老干部病区的护士站的一台电脑上显示,全病区38张床位中,有3张床显示红色报警,表明输液滴完了;有2张床显示正在输液中,下面还标明输液时间剩余多少。护士长刘燕介绍说,输液监测器”是通过重力传感技术来监测病人的输液量、输液速度和时间等数据,并将数据传输到护士站的电脑终端上。护士可以对输液速度、剩余时间等进行实时监控。当输液时间剩余到1分钟以内时,电脑终端会发出红色报警信号,提醒护士及时处理。
物联网技术还被应用在了医疗废物管理上。据统计,市人民医院每天“产生”1200多千克的医疗垃圾,一年大概400吨。“一旦管理上出现漏洞,医疗垃圾流入市场的后果不堪设想。”陈敏亚说,物联网技术的应用,实现了医疗垃圾在医院内的全程监控。工作人员到了废物间,将垃圾称重,到存放点再次称重,数据全部自动输入系统,并对垃圾车的“行走”路线定位跟踪,出现异常立刻报警,这样一来,垃圾有没有“缺斤少两”,有没有走污物路线,一目了然。
类似这样“聪明”的例子如今在各家市属医院都有实践,这就是锡城医疗界正在探索的“智慧医疗”工程。比如市中医院通过传感技术和新疆霍城中医院展开远程会诊。在妇幼保健院,物联网为宝宝构筑起一张无形的安全网,确保不会被错抱。甚至连食堂也被纳入“网”中,患者通过传感点餐系统可直接“指挥”大厨做一顿营养餐。
看病更安全
护士使用“掌中宝”,用药零误差。智能药柜自动清点用药量。市三院肝胆外科病区,护士长郑萍走进病房,看到患者杨师傅正在熟睡,她拿出一个手机模样的机器靠近患者手腕处扫了一下,随即点击掌中“手机”,屏幕上就出现杨师傅的电子病历:身份及用药、剂量、方法等医嘱信息。根据医嘱,杨师傅当天要输液3瓶。郑萍将“手机”扫描输液瓶身上的条码,屏幕显示正常,确认药品无误。随后,杨师傅开始输液。“如果输液瓶不是杨师傅的,这上面会显示警告。”郑萍介绍,给药流程结束后,所有流程信息都被记录在掌上电脑中,便于医院管理查询和事后追踪。
这是三院目前正在推进的基于物联网技术的“感知医疗”项目,合作方是一家“530”企业。据公司副总经理介绍,护士手持的“掌中宝”,应用的是一种传感技术RFID,只要扫描一下患者的腕带,就能自动输入、上传临床信息,“使用了这个‘掌中宝’,不仅能做到用药零误差,护士的工作效率也能大大提高,甚至扫描时不需要将患者的手从毛毯中拿出来,隔着毯子也能感应到。”
除了“人”,还应用到“物”上。目前“感知医疗”项目中开发出了一个智能药柜。郑萍说,以往每个病区都有一些特殊药品,像氯化钾、杜冷丁、吗啡等毒麻药品,紧急抢救时使用。这类药品专柜需要由专人管理,在工作中很是麻烦。有了智能药柜,问题就简单了。在病区治疗室里,记者看到一个设有多层抽屉的柜子,郑萍用工号牌一扫,药柜抽屉就开启了,里面放有一支支标有唯一编码的药品,药被取走后,药柜会自动清点药品,而取药人的信息也同时被记录并输送到医院管理系统中。“坐在办公室里,每月能远程盘点这些特殊药品的用药量,有药品过期药柜还会自动报警。”三院副院长李建平认为,物联网应用于医疗管理中,不仅提高了临床工作效率,更严控了医疗质量,提高了医疗安全水平。
未来更可期
8家市属医院看病“一卡通”,建全国唯一医疗物联网研究院,未来医院的“聪明”程度更值得期待。人民医院今后将探索物联网技术从院内延伸到院外。比如目前实施的“ICU危重病人体温监测”项目,在病人腹部贴有传感器的标签,每隔一分钟就能采集并传输一次,一旦发现数据异常立即进行干预。今后将探索让病人携带至家中监测生命体征,并和医生实现实时互通,一旦有问题即时处置。
【关键词】智能环保感知技术 物联网 概念 应用
在互联网时代,信息行业竞争激烈,人们对信息产业和相关技术十分重视。目前,我国正在推进信息化建设,加快信息技术的发展,尤其是自组织网络、智能感知等技术,因此研究智能环保感知技术符合时代要求。下文对该技术进行具体的分析。
1 简述物联网中智能环保感知技术
技术的发展带来了物联网的逐渐成熟。物联网主要由三个层面组成,分别是应用层、网络层和感知层。其中,感知层中应用的技术即为感知技术。在物联网中,将智能感知技术与网络设备结合,能够为人们提供更好的服务,提高人们的生活质量。物联网感知世界的方式是利用传感器和智能装置。另外,物联网中应用的技术大多具有定位、传感、自动识别等功能。目前环境问题广受关注,人们也开始对相关技术进行改革使其在环保方面有所应用,本文研究的智能环保感知技术即为物联网相关技术在环境保护方面的应用。
改进物联网技术使其在环保方面有所应用的方法为将设备和技术结合,及时监测生态情况、污染源等信息,完善对生态环境的检测系统,控制污染物的排放,防范生态环境中的风险。技术的改革不仅有利于环保事业的发展,而且也拓宽了物联网的应用范围,有助于物联网的全面发展。
2 物联网中智能感知体系的建立
作为网络系统,物联网有着自身的内部构架,其构架由应用层、网络层和感知层组成。感知层的主要作用是利用相关技术和传感器获取、传感具体信息;网络层的主要作用是构建网络平台,例如互联网、4G网络等。并且网络层能够在接收感知层中的信息后进行及时、准确的传送,并且能够清理传送数据中的无效信息,整合传送数据中的相关信息,解决出现的问题与异常状况,利用数据融合与挖掘技术提炼数据信息。应用层的功能较多。首先它能够接收过网络层和感知层处理的信息,根据系统要求准确处理该信息,实现防治环境污染,相关信息。另外还能够自动调整工作,在环保事业中应用物联网相关技术。最后,应用层还可以维持设备的稳定,及时发现并解决软件运行中的故障,不断调整传感器,确保其能够采集需要的环境数据,预防环境污染,进而实现对环境的保护。
3 智能感知技术在环保领域的应用价值
利用物联网中的相关技术与软件采集、提炼数据信息,可以使物联网为多个领域提供数据信息数据 。只有实现相关技术的智能化,才能充分展现物联网自身的优势,增强竞争力,实现多个领域的应用。在环保领域也要实现智能化处理,能够加强对环境的监测工作,主要作用有以下两个方面:
3.1 延长预警时间
在传统的监测环境污染的体系中,首先要将监测数据传到信息中心,然后在信息中心分析各种数据,并将其与预警指标做对比,然后对环境状况进行预警。这种传统方法难以实现对环境状况的动态监测,因而一旦发生环境问题,相关部门难以及时处理,将导致问题的严重化。另外,利用传统方法做出的预警情报精确度较差,防治措施的实际效果较差。而应用感知技术,能够发挥智能化的优势,实时监测环境状况,分析环境污染程度,做出相关预警。不但预警信息较为准确,而且预警时间较长。
3.2 加强环保部门环境治理工作
环境问题的存在与发展也有一定的规律,因此对环境的治理依赖于实际经验。将物联网中的感知技术应用到环保领域,能够准确监测到环境问题发生的时间、地点等信息,分析环境污染产生的原因。环保部门能够依据分析结果,发现环境治理方案的问题,有针对性地改进治理方案。 并且,物联网中智能感知技术的应用,有利于环保部门加快治理措施的制定,并且降低环境污染的风险。
4 智能环保感知技术前景
未来智能感知技术将在环境保护方面将获得广泛应用,智能感知技术设备将实现简易化、微型化发展。当前应用智能感知技术的设备体型过大,占据的空间多,只能应用在大型环境保护项目中,而人们无法在日常生活中使用。而微型化的设备能够满足人们实际需求,使智能感知技术在污水处理等方面得以应用。
目前,智能感知技术在环境保护方面取得了突出的成绩,促进了环境污染的治理,实现了环境状况的实时监测,但是该技术在人们日常生活环保方面效果却不是很明显。随着经济的发展,人们生活水平不断提高,环保意识也在不断加强,要求提高生活环境质量 。因此,利用智能感知技术解决生活中的环境问题是十分必要的。目前,物联网还处于发展的初级阶段,已经有了一定的应用基础,未来将向控制生活污染方向进一步发展,可以做出如下改进:在相关设备中运用智能芯片,改进环保技术,降低生产成本;为解决物联网中传感设备使用寿命短的问题,可以运用抗氧化材料或防腐材料保护设备,提升设备的抗损坏能力。为了加强环保工作的安全性和稳定性,构建多平台的网络模式,促进对环境状况的监测和防护工作。
5 结束语
智能感知技术在环境保护方面有着突出的作用,其能够实时监测环境状况,分析环境污染的解决措施,有利于环保部门提高工作效率,改进治理方案。和传统监测环境污染的方法相比,其具有显著的优越性:预警时间长、准确性高,能促进环境保护工作。未来智能环保感知技术将深入到人们生活中,进而改善人们的生活环境,提高人们的生活质量。
参考文献
[1]程珊珊.物联网环境下智能环保感知体系构建[J].计算机光盘软件与应用,2014(17).
[2]刘君.物联网技术的认识论研究[D].东华大学,2015.
[3]李爽.基于云计算的物联网技术研究[D].安徽大学,2014.
作者简介
从树(1989-),男,湖北省枣阳市人。华中师范大学在读研究生。
关键词 物联网 感知校园 建设
中图分类号:TP393 文献标识码:A
作为第三次信息技术革命的代表,物联网为人们提供了感知世界的能力,为技术创新和社会发展提供了一个前所未有的机遇。目前,物联网在交通、安防、物流、工业、农业、电网、医疗、教育、环保等领域得到了广泛应用。其中,基于物联网技术建设的“感知校园”,将是未来院校教育管理发展与改革的方向。
1 物联网发展现状
物联网是在互联网、移动通信网基础上,利用各种感知设备或手段自动获取物理世界各种物体的属性及状态信息,将所有能够独立寻址的物理对象互联起来,实现全面感知、可靠传输、智能处理,构建人与物、物与物互联的智能信息服务体系。从2009年起,美、欧、日、韩等国相继投入巨资深入研究探索物联网,并启动了以物联网为基础的“智慧地球”、“物联网行动计划”、“U-Japan”、“U-Korea”等国家性区域战略规划。我国也高度重视物联网的发展,目前,已经成功将RFID、M2M、传感器等物联网技术应用于物流、建筑、电力、城市交通、工业生产、食品追溯、移动支付等方面。可以预见,未来十年物联网在全球将实现大规模的普及与发展,形成万亿美元级的信息技术产业。
2 基于物联网技术的“感知校园”建设分析
目前,大多数校园已经建立了成熟的网络环境,配发和安装了各种教学信息系统、管理信息系统,校园可视化管理和信息化建设有了长足的进步。但仍存在着不足,比如,监控系统由于感知手段单一,存在监控死角多、人工参与多等问题,离智能化相差甚远;各种管理信息系统一定程度上提高了工作和生活效率,但也存在信息重复采集、一人多卡使用不便等问题。
“感知校园”是物联网技术应用于校园信息化建设的重要方向,是校园现代化管理的标志,可以有效解决上述存在的问题。其基本原理是:综合利用二维码、RFID、无线传感器等技术,对校园内的人员、车辆、仪器设备等对象进行标识;利用安装在教室、实验室、图书馆、食堂、供水系统等基础设施上的信息识别设备读取上述对象标签中的信息,并通过有线、无线网络传送到信息处理中心进行处理;处理结果再通过网络反馈给被标识的对象以及校园管理、安保等部门。通过这个过程来实现师生身份识别、图书借阅管理、教学管理、校内消费、安全防护等多重功能。对于“感知校园”的功能分析,具体如下:
(1)智能人员管理。为校园所属人员配备“一卡通”,通过遍布校园的感应点,可以实现对所属人员24小时不间断、不留死角、全自动实时感知与定位。管理人员可以通过感知校园管理平台实时了解所辖人员在位情况,对学生、职工的出勤、外出情况进行有效管控,实现电子点名、智能查岗等可视化管理。
(2)智能安防。使用智能门禁系统,智能识别所属人员、车辆特征,有效防止不法分子潜入;通过遍布校园的智能摄像头,能够对进入重要区域的可疑人员进行识别和报警,确保校园安全;为重要资产嵌入射频卡,可以实时感知其所在位置,防止丢失带来的经济损失。
(3)智能图书馆。为馆藏图书安装被动式射频标签,取代原来的条形码,通过使用书架感应器或手持智能终端,可以实现对图书资料所在的书架进行快速定位,方便借阅和管理。
(4)智能车辆管理。通过为校园车辆安装电子标签、卫星定位装置等,实现对公务用车、私家车、自行车等的准确定位和实时跟踪,公务用车还可通过嵌入的各类智能传感器,监控其工作状态、完好情况等,从而实现对其精细化管理。
(5)智能绿化。通过传感器技术,可以对校园的空气湿度、污染指数等进行实时监控,保障校园环境质量;可以根据当天的温度、湿度,实现自动调节教室灯光强弱,智能灌溉校园绿地等;可以根据昼夜环境,自动关闭或开启路灯。
3“感知校园”建设需注意的问题
3.1 统一数据标准
目前,物联网用到的各类传感器、射频标签制造标准各异、互不兼容,造成感知信息的数据格式千差万别,难以高效管理和集中控制。应加强这方面的统一,制定规范的数据标准,使用兼容的信息系统管理软件,使得校园资源能够统一管理,感知到的数据能够共享和合并处理,以提高管控水平。
3.2 注重系统集成
目前,校园已经安装视频监控系统或其他信息处理系统,“感知校园”建设应着重考虑新建校园管理平台与原有信息系统的兼容性,从而减少重复建设,最大程度确保与已有系统的兼容性和衔接性。
3.3 控制建设成本
“感知校园”建设牵涉的感知对象种类多,各对象所需感知的信息复杂程度差别也较大,如果统一使用某种感知技术,不仅会造成大量信息冗余,而且会提高感知成本。应根据各感知对象不同特点,综合采用不同感知技术,从而有效节约建设成本。
参考文献
物联网的最基本功能是对于信息的感知,物联网的应用和服务最基本的部分是信息的交互,也是物联网所要达到的“物物联通”的根本目的,随着物联网的出现和兴起,采用无线感知技术的传感器网络作为基础的感知网络的研究正在迅速发展,在信息的交互和感知方面取得了众多研究成果,物联网的出现受到了各国媒体和学术界的重点关注,物联网已然成为信息技术领域中一个崭新的发展方向。
【关键词】信息交互 物联网 信息感知 信息交互 数据处理 数据压缩
世界各国高度重视对于物联网技术的发展,物联网技术的产生和发展促进并推动信息技术领域的发展,给互联网的发展带来翻天覆地的变化。物联网作为网络的存在形式,独立于一般网络。物联网能够实现物品和物品、物品和人以及人和人之间的信息的传递和沟通,并通过现代化的网络手段对于物联网上的用户进行信息的收集和管理,可以为物联网的使用者提供一个有效的网络平台。
1 信息感知技术
信息感知技术能够通过无线传感器来为物联网提供基本的信息。但是信息感知技术的获取方式是存在很大的局限性的,对于信息的获取中冗杂性和不确定性太多,这必将影响到物联网对于用户和物品信息的收集和处理工作。信息感知技术还处于发展阶段,所以通过数据的清除能够将不确定信息的数据整合成可供物联网服务的可用信息,通过对数据进行一定程度的压缩能够实现高效感应的信息感知技术的融合。
1.1 数据的收集
数据收集的过程是指被感知到的数据从感知节点向汇聚节点汇集的过程,数据的收集过程要求数据在传输的过程中没有任何损失,针对不同数据的收集过程和应用的处理分析,数据收集收到不同程度的约束,包括高效性、网络延迟、可靠性和网络吞吐量等。
数据传输的可靠性是数据收集所要面临的重要问题,其目的是保证数据通过感知节点顺利的传输到汇聚节点中,目前,在无线传感器的网络数据传输中,大部分都是采用数据重传和多路径传输的技术来保障数据在传输中的安全性,多路径传输的方法是通过在汇聚节点到感知节点之中构筑多条路径来将数据传输过去的,以提高数据在传输过程的安全性,多路径传输的服务通常都是终端到终端的传输,但是由于无线感知网络通常都应用多跳路由的方法,数据安全达到汇聚节点的成功几率是每一跳成功几率相累积形成的,对于数据传输过程的每一跳都会因为各种因素的制约而引发丢包等现象。因此,传输路径的构建是十分重要的,路径的安全性是数据传输能否成功的关键,数据重传的技术则是通过在传输路径上将数据都进行备份然后保存起来。数据重传技术的安全性是通过逐跳回溯来保障的,但是,数据重传技术存在的最大的局限性就是要求节点内部必须留有充足的存储空间以保障数据备份的成功。
数据收集中最需要考虑的问题还有网络延迟,为了减少在节点中的能耗,数据收集节点和汇聚节点一般采用节点休眠的方式来减少网络的能耗,节点直接轮流待机休眠时能够减少数据在传输中对于网络的负荷度,这种流水线时的数据传输方式能够使数据在路径上做到波浪般的传输,从而减少了等待的时间。实现了网络数据的不间断的传输。
物联网中应用最广泛也是最基本的概念是数据收集,目前已经出现了很多成功的数据数据收集方法,进一步研究数据收集技术的前提是数据传输的可靠性和安全性,针对各区域物联网应用的不同,数据收集和应用的方式也各不相同,需要分析和整理数据收集不同约束目标之间的从属关系来完成对于数据传输各目标之间的优化选择和灵活配备。
1.2 数据的清洗
和数据收集的目的不同,数据收集是为了获取所需目标的真实情况,然而由于网络环境的不断变化和周围环境问题的影响,对于数据的获得往往伴随着大量错误的异常数据。因此剔除错误数据得到正确的数据对于物联网的发展十分有利,对于错误数据的清除过程中中部分数据还会出现缺失的现象,对于缺失的数据要及时进行估计,以再次获得完整的数据信息,根据感知数据的时空变化规律地不同,才能利用分类识别的和概率统计的方法来对于感知节点和整个网络的数据实现数据的清洗和处理。
分类识别的方法是数据清洗中最主要的方式之一,是将数据清洗的概念比作一个模式来进行识别,采用传统的计算机学习和分类识别的方式,比如通过支持SVM、贝叶斯网络等方式来得出离群值,并利用节点之间的数据沟通的历史数据来实现对于离群值的初步断定。通过贝叶斯的概率运算就能推断出离群值的判断,由于分类识别的数据清洗方法中充分利用了数据样本,因此在数据的清洗过程中能够取得更加突出的应用效果,对于分布式的感知网络和多源异构的感知数据的整理,分类识别的方法在达成目标时还能通过不同的数据信息来实现对于数据的清洗工作初步研究。
在数据的清洗中存在一个十分重要的问题,感知数据的缺失和存在值的问题,缺失值比作异常值,在数据的清洗过程中就能实现对于缺失值的正确识别和清洗,但是物联网所需要的数据是要保持完整性的,基于数据完整性的考虑则需要对于数据的缺失的部分进行有效的估计,例如多元回归模型和线性插值模型的建立的估计方法,已经通过了实验阶段,并获得了是由优秀的实验成果。
由于物联网的环境复杂多样,受到网络环境中的不确定因素的影响大,网络状态波动异常等因素的制约,数据清除的方法还是存在一定的局限性的。因此,在对于物联网数据的清除过程的进一步深入研究的过程中,还需要解决数据清洗的网络能耗和负载均衡等问题。数据大规模网络应用的清洗方式是未来数据清洗的主要方向。
1.3 数据的压缩
由于存在较大规模的感知网络,所以在将全部的感知数据一股脑的汇入到汇聚节点时会产生十分巨大的的数据传输量,感知数据由于时空相关性的因素,存在巨大的冗杂数据,因此要采用数据压缩的方式对于数据量的大小进行压缩,感知节点在运算和存储的方面存在的限制较多,传统的数据压缩方式已经不适于现代的物联网的应用。
基于传统的数据压缩方法在信号处理的方面取得的成功,研究者试图通过传统数据的压缩方法来应用到物联网感知数据的压缩中,例如小波变换的数据压缩方法,首先在单个的感知节点中对于数据进行初次的小波压缩。然后再将压缩的数据传输到汇聚节点中进行集中的压缩,这种方式在一定程度上能够减少网络通信的费用。
2 信息交互技术
物联网的信息交互是一个基于网络系统并且有众多网络节点参与的信息传输、交互和共享的平台,通过交换信息的流动性,物联网能够自动获取各个信息交互网络中的其他节点的信息数据。
2.1 物联网信息交互模型
通过对于大型信息系统人际交互过程的解析,构建了用户和信息系统的信息交互模型,该模型认为信息的交互过程是在系统、用户以及内容这三个对象之间发生的。用户获取信息的目的是对于系统中内容的拷贝,必须通过系统中所设定的功能来完成,内容则是依托于系统而存在的。
2.2 网络与用户之间的信息交互
用户与网络之间发生的信息交互主要是通过网络所提供的命令和功能来执行这一系列的任务的,通过系统配置、路由构建、代码发放和程序执行等设置来实现对于感知网络的信息获取和物联网运行维护的。物联网的各种功能都离不开用户和网络的信息交互。在信息的感知中所产生的数据收集、数据压缩必须通过用户在网络中的感知功能才能实现。用户和网络之间发生的信息交互是用户通过网络发出相对应的指令来控制信息的传输的、相关节点收到指令后会分布式的执行下去,并且将最终执行结果通过网络反馈给下面的用户。
2.3 大规模网络信息交互
在智能交通、农业发展、环境监测等领域,对于大规模无线感知网络的应用是非常迫切的,大范围和信息感知和信息交互的特性与物联网的实际特性向温和,但是受到网络环境和网络资源的制约,现有的物联网无线感知网络的规模都比较小,感知功能也十分的单一,标准信息的局限性也是十分大的。因此对于大规模无线感知网络在现实中的实际应用,还需要对于信息的感知和交互技术。以及网络延迟等问题做出深入的研究和探讨,才能通过实际的网络验证理论的可行性。
3 结束语
目前物联网技术的发展还处于起始阶段,物联网的信息感知和交互技术涉及还存在很多问题,例如感知节点的设计、数据的收集和分析、五项安智网络的组网技术、信息的管理和存储等技术,现有技术并不能适应大规模的物联网发展,但是随着各个技术对于物联网理论和应用的不断加深,一些新的信息感知方法和信息交互问题也在不断地出现并加入到了物联网的应用中去。物联网在未来一定会得到迅速的发展。
参考文献
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