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中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:2095-1302(2012)05-0082-02
0引言
1999年,美國麻省理工學院的Auto ID研究所提出了物聯網概念,至今已十多年了。目前,物聯網在許多行業都有應用,很多專家認為,物聯網將是信息產業的第三次浪潮。2010年,我國的許多兩會代表建議將物聯網升格為國家戰略級產業;在2011年兩會期間,浪潮集團董事長孫丕恕、鄧中翰院士和鄔賀銓院士等代表,都對物聯網提出了相關提案和建議。現在很多地方政府都將物聯網作為產業發展重點。
1物聯網概述
物聯網(Internet of Things, IoT)泛指物物相聯之網,目前一般認可的定義是[1]:通過射頻識別標簽(RFID)、二維碼標簽、紅外感應器、全球定位系統(GPS)等各類傳感器/敏感器技術和設備,按約定的協議,將物品與網絡連接起來進行信息交換和通信,達到智能識別、定位、監控和管理的網絡。
從網絡范疇考慮,物聯網可以理解為“公網/專網+傳感網”。一般的公網就是互聯網;專網可以指公司內網/局域網;傳感網是物聯網的一種末梢網絡和感知延伸網[1],傳感網主要用來連接事物和感知信息。
中國通信標準化協會(CCSA)將物聯網分為三層:第一層為感知層,通過傳感器來進行事物連接和信息感知,感知層的核心技術有傳感器、RFID、GPS等;第二層是網絡層,是異構融合的泛在通信網絡,用來傳輸和處理信息,其包括接入網和核心網,接入網用于有線接入和無線接入(如WSN),核心網是基于IP的統一、擴展的網絡,它基于目前的電信網和互聯網;第三層是應用層,是業務支撐和運營管理層,如云計算、數據挖掘等。
2物聯網的核心技術
由物聯網的上述定義可知,物聯網能夠識別、定位、監控和管理,因此,支持物聯網的核心技術包括感知識別技術、信號處理技術和架構技術等[2]。
2.1感知識別技術
物聯網要能實現“物物相聯、人物互動”,首先應當采集數據。一般來說,為了降低成本,采集設備中的MCU控制器都是用嵌入式系統來實現的。同時,為了實現智能化,采集設備都應裝有操作系統。現實生活中應用最多的采集設備是射頻識別標簽(RFID),該技術比較成熟。目前物聯網的數據采集技術有傳感器技術、嵌入式系統技術、采集設備和核心芯片等幾種。
2.2信號處理技術
當采集設備獲得各種原始數據后,智能信號處理便可對這些原始數據進行處理,以獲得目標數據。物聯網信號處理的核心和關鍵技術有云計算、多物理量檢測、信號提取、信號調理、信號變換和信號分析等。
云計算是基于互聯網的計算方式,實質是對現有計算資源的一次再分配。它的核心理念是將計算能力或計算服務作為一種商品,賣給需要它的公司,從而讓公司節約硬件采購成本。云計算將是未來信息服務的一種發展趨勢,它已經在全世界有了廣泛應用,因而有著很大的發展前景。
2.3技術架構
面向服務的架構(SOA)就是以信息化、模塊化為服務的架構,其核心是將服務和技術分離,以提高服務的重用性。SOA有三部分:服務提供、服務注冊和服務請求。物聯網中帶有RFID的各類嵌入式設備,既是SOA應用中天然的服務提供者,也是SOA體系中天然的服務請求者。將SOA整合到物聯網的服務應用中,可以對松散耦合的粗粒度應用組件進行分布式部署、組合和使用,從而實現服務提供和和服務具體使用方式的分離[3]。
3物聯網應用分析
目前,物聯網在各行各業都有應用,本文分別介紹不停車收費系統、家居安防系統和手機支付等三個方面的應用。
3.1不停車收費系統(ETC)
隨著人們經濟生活水平的提高,交通基礎設施的大量投入和快速發展,路橋的交通流量越來越大,傳統的停車式人工收費系統所造成的交通堵塞現象日益突出,大大制約了交通網絡作用的發揮。采用增加收費通道的數量,不僅需要大量的投資,而且不能有效解決交通堵塞現象,因而十分需要高效、可實現路橋自動管理的新型收費系統。
ETC是以先進的計算機和通信技術作為技術保障的收費系統,當車輛經過ETC收費車道時,不需停車,因而可以大大提高收費車道的通行能力,也堵住了收費漏洞,同時也可以讓交通部門及時掌握路橋的車流信息。
ETC收費系統要求在車輛上安裝電子標簽,然后通過無線通信技術,讓電子標簽和ETC通道上的微波天線RSU進行通信和信息交換,最后利用計算機聯網技術和銀行實現后臺結算。
ETC車道控制系統一般應具有車輛進出檢測、車牌抓拍與識別、收費交易等部分,包括地感線圈、車輛檢測器、路側天線設備(RSU)、MTC控制柜、ETC控制柜等。系統工作流程如下:
(1)ETC車輛進入ETC通道時,先觸發地感線圈一,同時進入無線微波通信區域,啟動RSU設備,完成交易;
(2)根據交易結果確定欄桿是否抬起,同時進行綜合信息顯示;
(3)車輛繼續前進,觸發地感線圈二,系統抓拍車牌和識別車牌;
(4)若交易不成功,則可人工完成交易。
3.2家居安防系統
隨著現代生活水平的提高,大家對家庭生命財產安全非常重視。以前的家庭報警裝置一般都采用電話線和電纜方式,該方式存在投資成本較大、維護費用較高、可靠性差和報警不及時等不足,于是,基于物聯網的家居安防系統就非常受歡迎,此系統不受地域、環境和時間的限制,它能分散布點、集中監控,而且具有可靠性高、維護費用低廉等優點。
基于物聯網的智能家居安防系統一般采用嵌入式微處理器作為主控制器(MCU),它主要通過射頻通信的方式來接收報警信息,并通過TCP/IP網絡,讓遠程監測端實時監測家居。家居安防主要可應用于火災、煤氣泄露、非法入室等三方面。系統將擁有EPC碼的電子標簽設備安裝在有安全隱患的區域,該區域可稱為監測防區。遠程監測端(RM)一般裝在宿舍、小區保安室等地方。其系統結構框圖如圖1所示。
3.3手機支付
手機支付也稱為移動支付,主要是移動用戶利用手機對消費的產品或服務進行賬務支付,此支付方式不僅可以方便用戶,也讓銀行有部分利潤。隨著3G技術的發展,手機支付的應用越來越廣。手機支付最早是利用手機短信接入方式來進行支付,目前流行的是刷卡手機,幾大運營商都大力推廣。現在手機支付方式有RFID和NFC兩種。
RFID支付方式主要是利用RFID-SIM卡和移動運營商提供消費支付平臺來實現,類似于支付寶。一個基于RFID的GPRS移動支付系統有五個部分:移動終端、通信網絡、移動安全交易系統、銀行和認證中心。移動終端包括RFID標簽、能進行移動支付的手機和可讀取RFID的POS機。一般RFID POS機利用RFID技術來獲取用戶信息,并采用GPRS方式和移動平臺進行聯結,手機用戶則利用手機移動支付軟件與移動支付平臺進行信息處理,以完成支付。
NFC是一種近距離無線通信方式,是由飛利浦、諾基亞、索尼等廠商共同推薦的一項無線技術。NFC的短矩離交互可以簡化認證識別過程,NFC優于紅外線和藍牙傳輸方式。NFC芯片裝在手機上,手機用戶可以進行小額電子支付。當NFC手機內置NFC芯片后,實質上就組成了RFID模塊的一部分,因而可以作為RFID無源標簽來使用。
目前,我國的三大運營商都有相應的支付模式。其中,中國聯通需要使用內置NFC芯片的定制刷卡手機;中國電信需要購買手機支付SD卡,如天翼手機;中國移動只需將SIM卡換成集成RFID的SIM卡,因而可以避免手機的大量更換。目前,中國移動的手機支付業務量最大。
4結語
物聯網是多種技術融合的新型技術體系,它在多種應用中能明顯提高效率,具有很大的經濟價值,因此,物聯網的快速發展,必將大大推動物物相聯、人物互動的信息化建設。
參考文獻
[1]朱洪波.物聯網的技術思想與應用策略研究[J].通信學報,2010(11):2-9.
[2]彭瑜.物聯網技術的發展及其工業應用的方向[J].自動化儀表,2011(1):1-7.
物聯網技術本身與傳媒技術相關,也可以說物聯網技術起源于傳媒領域。在信息技術高速發展的今天,技術人員應明確物聯網技術的優勢,結合時展特點,將物聯網技術與各類科學技術結合起來,尤其是無線傳輸技術等通信技術。物聯網技術的設施需要借助比較完整的系統,此系統應具有較好的通信功能、無線信息傳導功能以及數據處理能力。另外,在大數據技術以及人工智能技術的支持下,物聯網系統也具備了一定的智能識別和自動化處理能力,從而促使物聯網系統可同時具備感知能力、網絡傳輸能力以及個性化的應用能力。
1物聯網技術的基本內涵與應用要求分析
1.1物聯網技術的基本內涵分析
物理網技術是一種綜合類型的技術,涉及傳感器技術、信號識別技術、定位技術以及紅外感知等各類技術,并且需要與各類技術對應的硬件系統的支持。在應用物聯網技術時,系統需要根據初始設計參數,實時采集系統數據,包括監控數據、智能家居設備連接數據、物體發生發光數據以及熱力數據和電氣數據等。物聯網中的“物”一般指具有一定智能化特性的家居電氣或者公共基礎設施,借助物聯網系統,物與物之間、人與物之間可形成有效的溝通網絡,并借助高速率的無線傳輸技術,實現信息的交互與共享。從此角度也可看出,物聯網技術基于互聯網,并且需要以傳統的電信網絡為信息的主要載體,進而可使不同功能的物聯系起來,共同實現物聯網的功能,滿足用戶的功能性需求。
1.2物聯網技術的應用要求分析
物聯網技術旨在實現物與物相連,甚至實現萬物互聯,這就要求在應用物聯網技術時,首先,技術人員應使用非常穩定的無線互聯技術,做好物與物之間的連接工作;其次,技術人員應明確物聯網技術的本質,物聯網技術的本質與互聯網相關,物聯網是基于互聯網的設備控制網絡,可以將物聯網理解為互聯網技術的發展和擴充;再者,技術人員在設計物聯網系統時,一定要注意強化系統的安全性。這是因為在用戶使用物聯網技術時,往往會被要求上傳用戶的一些敏感信息,例如指紋信息或者臉部、聲音等信息,而此類信息具有非常強的私密性。為此,為了保護用戶的隱私,在應用物理網技術時,技術人員一定要做好系統監管工作;另外,由于物聯網系統的布置需要借助各類傳感器,此時的傳感器其實更像一個傳感器系統,系統內部各傳感器之間的數據也具有共享特性,為了提高信息共享的效率,設計人員應正確編寫系統層的通信協議,保障物聯網中的各類硬件設備可形成安全有效的通信系統。
2物聯網技術的應用范圍分析
2.1醫療領域
醫療領域的物聯網技術應用程度比較深,但整體應用范圍并不廣泛,基于物聯網技術的醫療系統一般在一些大城市的公立醫院中可以見到。從系統層面分析,病人從掛號到取藥的整個過程中,可應用物聯網技術實現醫療信息的互通和整合。具體而言,首先,在病人掛號時,可提前使用微信或者掛號憑條直接預約醫院的看病序號,在到達醫院之后,可直接掃碼或者出示相關的預約記錄,即可取號看病;其次,在看病時,病人可根據掛號科室,根據醫院的指示牌前往對應的樓層,在到達預定地點之后,病人可在等待區等待候診。一般而言,醫院的醫療系統會在病人看病之前,通過手機短信為用戶發送相關的提示信息,提醒用戶完成候診;再者,在病人開始看病之前,系統會根據病人的號碼在大屏幕上顯示相應的名字信息,并會使用系統直接叫出病人的名字,提醒病人進入相應的診室。在這個過程中,病人的信息會被醫院的醫療信息準確抓取,在看病時,醫生可從系統中直接調取病人的信息,并在看診時完善信息。如果需要為病人開取藥物,醫生可直接在病人的檔案中直接填充藥物信息,病人在繳費完成后,即可到指定的窗口取藥。醫療領域的物聯網主要是將病人、醫療系統以及醫生三方聯系起來,并通過具有指向性的措施,提高三方信息共享的有效性。
2.2安防領域
安防領域的物聯網技術主要與公共安全相關。在經濟發展新時期,城市建筑規模不斷擴展,人們的居住空間之間的聯系越發緊密,一些比較密集的居住區其實存在較為明顯的安全隱患。為了解決城市居民居住安全問題,技術人員可利用物聯網技術,在居民區布置各類傳感器,在居民區出現險情時,報警器會及時報警,提醒居民逃離危險區域;同時,基于物聯網技術的安防系統會自動報警,向警方以及消防單位傳遞相應的求救信號,消防人員在收到信號后,會根據險情及時制定相應的消防方案。另外,從公共安全的角度分析,海洋污染、大氣污染以及山林火情等均屬于比較大型的安全事件,預防、檢測此類污染或者險情的實際狀態也可使用物聯網技術。此間,技術人員可根據當地的氣候特點,利用物聯網系統實時檢測相關污染數據,為系統設置初始參數,從而在發現問題時,物聯網系統可及時啟動相關的檢測設備,對險情進行進一步檢測。此過程的數據收集效率較高,設計人員在設計物聯網系統時,也應結合具體的防治要求,切實提高安防工作的整體質量。
2.3智能家居領域
物聯網技術在智能家居領域的應用最為廣泛,應用質量也比較高,人們對智能家居的認可度也比較好。物聯網技術之所以在智能家居領域可獲得比較快速的發展,一方面由于家居廠商為了適應新時期人們家居的新需求,在物聯網領域不斷創造創新,豐富了家居產品的物聯網功能;另一方面,在經濟發展新時期,物聯網技術的實現也有賴于小型智能家用電器的推廣。換言之,正是由于家居電器的智能化,促使物聯網技術可借助無線網絡技術實現對家居設備的控制,并可深度適配消費者的個性化需求,為消費者提供個性化的家居電器應用方案。在手機、平安電腦等設備應用非常普及的今天,物聯網技術可將智能化設備與智能家居設備聯系起來,為用戶提供遠程控制的條件。用戶在工作單位或者回家的路上即可完成對相關設備的控制,這樣不僅可提升物聯網技術的應用范圍,也可強化物聯網技術的功能性,在為人們提供便利的生活條件的同時,也在改變著人們的生活習慣。
3物聯網技術的應用問題及相應的解決方法分析
3.1平臺管理問題分析
平臺管理問題主要與物聯網系統的構成要素相關,一般而言,物聯網系統中的各類設備本身具有其特定的屬性,這些屬性在出廠時即被設定完成,相應的廠商會根據設備應用實際需求對設備的外形或者功能進行個性化設計。但是當此類設備被加入具體的物聯網系統中時,設備便成了系統的一部分,其應具有較好的系統適應性,可為系統中信息的共享和傳輸提供基礎性條件。但在物聯網技術的實際應用過程中,由于不同行業執行的產品設計標準差異性明顯,導致不同設備產生的信息質量不同,相互之間存在一定的交互滯后性。即使不同廠家和平臺的設備之間可以實現互相流通信息,但也會經常出現信息反饋不及時或者系統命令執行錯誤的情況,例如基于安卓系統的家居設備和基于IOS系統的設備之間的互通性就很不理想。為此,技術人員應開發統一性的系統管理平臺,并可促使各類設備在統一的管理協議的引導下,可執行統一的操作,進而實現高效率以及高質量的物聯網技術應用過程。
3.2技術應用成本問題分析
成本問題是物聯網技術能否得到廣泛應用的關鍵問題,雖然一些物聯網技術可以實現具體應用,但由于應用成本過高,無法實現量產,導致消費者對此類設備存在一定的消費偏差,實際的應用效果也不能達到預期的應用效果。例如可實現RFID的電子標簽技術本身比較簡單,但受限于硬件設備的產量,實際的生產成本很高,一些企業根本不會積極發展相應的產品線,導致與此類硬件設備相關的物聯網技術無法得到有效普及。另外,物聯網技術還要基于傳感器技術,而傳感器本身對周圍環境的判斷與環境的實際特點相關,一些傳感器的判斷效果容易受到環境的影響,甚至環境的溫度、濕度均會對傳感器的判斷效果產生影響,這就導致物聯網系統中的信息損失掉了一定的可靠性和真實性。為此,技術人員在布置物聯網系統時,應結合用戶的實際情況和需求合理選擇具體的傳感器類型,并為用戶編寫與傳感器相關的使用說明。實際上,物聯網技術之所以還沒有完成質變,與傳感器技術的發展密切相關,為此,傳感器行業也應積極創造創新,大力發展傳感器技術,提高傳感器的工作質量。
3.3安全性問題分析
安全性問題主要與用戶個人的隱私數據相關,傳感器作為物聯網中的關鍵設備,若要提高傳感器的應用質量,收集有效的物聯網數據,需要用戶提供真實的數據信息,此類數據信息不僅包括用戶的位置信息,甚至還包括用戶的指紋、聲音以及面部信息。但此類信息具有私密性,用戶的信息不允許被隨意泄露。物聯網系統的高效運行還需要網絡技術,而網絡技術依托的網絡本身并非局域網,雖然設置了一些相應的防火墻,但由于設備本身的運行平臺不同,執行的行業標準存在差異,這就導致不同設備執行的安全協議本身也不同,雖然設備各自可完成信息的監控和監管,但從系統整體的角度分析,信息的泄露依據是系統運行最大的安全隱患。為此,在設計物聯網系統時,設計人員應在保密協議方面進行優化設計,可從底層標準方面與廠家進行溝通,盡量做到系統層面的統一性,這樣才可進一步解決用戶隱私泄露的安全性問題。
4結束語
總之,本文在分析了物聯網技術的基本內涵與應用要求的基礎上,進一步分析了物聯網技術的應用問題及相應的解決方法,主要論述了平臺管理問題、技術應用成本問題以及安全性問題。技術人員在設計物聯網系統時,一定要結合用戶的實際需求,并且應參考物聯網技術的應用標準,以保護用戶信息為重,提高物聯網技術的應用質量。另外,為了優化用戶的應用體驗,在選擇智能家居設備時,設計人員也應選擇具有統一操作平臺的智能家居設備,這樣可在一定程度上消除平臺不匹配造成的信息共享類問題。除此之外,智能設備廠商也應積極應用物聯網技術,收集并分析用戶的反饋和意見,以用戶的實際需求為準,優化系統操作界面,將物聯網技術的應用過程人性化,進而切實提高物聯網技術的應用質量。
參考文獻:
[1]朱雪芳.物聯網技術在食品冷鏈物流中的應用——評《農產品冷鏈物流技術原理與實踐》[J].食品工業,2021,42(02):376.
[2]胡曉斌,曾慶霖,宋宇宏,翁劍,王威.物聯網技術在環網柜綜合監測及評估技術分析中的應用[J].電子世界,2021(03):33-34.
[3]李寧,馬妍妍,高婷婷.淺析物聯網技術在建筑工程施工安全管理中的應用[J].中小企業管理與科技(上旬刊),2021(02):175-176.
[4]徐萌.物聯網技術在智能交通管理系統中的應用研究[J].數碼世界,2021(02):10-11.
[5]楊瑩.計算機物聯網技術的應用與發展分析[J].數碼世界,2021(02):4-5.
[6]石金蘭,宗旭祥,郭星星,高潔.物聯網技術在枸杞綠色標準化生產中的應用[J].農業科技與信息,2021(02):70-71.
[中圖分類號]F252 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-6623(2012)01-0064-04
[作者簡介]文振華(1955―),湖南常德人,湖南現代物流職業技術學院院長,教授,研究方向:物流與供應鏈管理、物流信息技術;黃友森(1949― ),江西興國人,博士,北京機械工業自動化研究所研究員,研究方向:制造業信息化、物流信息技術;鄧子云(1979― ),湖南雙峰人,湖南現代物流職業技術學院副教授,研究方向:物流信息技術。
一、物聯網技術在物流領域應用的意義
物聯網是指通過視頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按照約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通信,以實現智能識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網應包含傳感層、機器通信層、電信網絡和IT網絡層、互聯網管理層和應用層五個方面。物聯網能夠提供以下幾類服務:(1) 聯網類服務:物品標識、通信和定位;(2)信息類服務:信息采集、存儲和查詢;(3) 操作類服務:遠程配置、監測、遠程操作和控制;(4) 安全類服務:用戶管理、訪問控制、事件報警、入侵檢測、攻擊防御;(5) 管理類服務:故障診斷、性能優化、系統升級、計費管理服務。
物聯網有三個特點:一是全面感知:利用RFID、傳感器、二維碼及其它各種機器,隨時即時地采集物體動態信息;二是可靠傳送:通過無處不在的無線網絡將感知的各種信息進行即時傳送;三是智能處理:利用云計算等技術及時對海量信息進行處理,真正達到人與人的溝通和物與物的溝通。
物聯網在互聯網基礎上建立起人與物的充分溝通,它把信息網絡技術、傳感器技術等應用于各個行業、各個產業,組成一個龐大網絡,在現代綜合技術層面上實現人與物的智能化交流,使人們能夠通過互聯網監控處于龐大網絡中的物品運行情況,從而實現對物的智能化、精確化管理與操作。物聯網技術是繼計算機、互聯網和移動通信網技術后,信息領域又一次重大的革命性創新技術。從物聯網的應用發展來看,中國物聯網產業初具規模,市場潛力巨大。同時物聯網還將催生新興產業、新的就業崗位和職業門類,具有非常重大而深遠的意義。據統計,2010 年,中國物聯網市場總體規模已達1933億元。根據國家工業和信息產業部正在制定的“十二五”物聯網專項規劃,至2015 年,中國物聯網市場規模將達到5000億元以上,物聯網產業將成為信息產業的下一個戰略增長極。
二、物聯網技術在物流業應用的現狀
目前我國物流業處于向現代物流業發展的起步階段。由于多方面的原因,我國的物流資源難以有效整合,致使大量物流資源沒有發揮應有的效用。通過物流信息技術實現物流信息資源的共享、整合和優化利用,達到社會物流資源的優化配置,降低社會物流成本,推動供應鏈管理的發展,提升物流業整體水平,推動經濟結構的重大調整是當前我國現代物流體系建設亟待解決的問題。
物流業多環節、多領域、多主體和網絡化的作業特點決定了其對信息技術的依賴程度較高,物聯網的感知、智能處理和控制反饋等技術特征與物流業的運作特點具有良好的匹配性。目前,物流是物聯網技術集成應用程度較高、應用范圍較為廣泛的領域。物聯網技術在中國物流領域的推廣與應用正在快速推進,并為中國物流業發展帶來新的機遇。目前物聯網技術應用主要集中在運輸、配送環節的可視化管理;生產流程和倉庫、配送中心的自動化智能作業以及構建全程監控和可追溯的物流信息系統或平臺,收集和監控產品全程物流信息等方面。通過調查統計,在物聯網全面感知、可靠傳送和智能處理三大技術類型中,中國物流領域的應用主要集中在以RFID識別和空間定位技術為主的各類感知技術和傳送技術方面,而物聯網智能處理技術應用比例較小。
三、物聯網技術
與物流公共信息平臺
物流公共信息平臺可分為面向地域的物流公共信息平臺,如省、市、縣的物流公共信息平臺;面向行業的物流公共信息平臺,如鋼材、醫藥、汽車等物流公共信息平臺(包括園區的物流公共信息平臺);以及面向特定功能的物流公共信息平臺,如港口、公路運輸的物流公共信息平臺等。
物聯網技術是建設物流公共信息平臺的不可或缺的關鍵技術。近年來,國內許多物流公共信息平臺的建設都更為重視采用物聯網技術。如基于物聯網技術的物流園區供應鏈集成管理平臺構建的研究;基于物聯網的煤炭企業物流信息平臺應用研究;省級物流公共信息平臺的物聯網技術的研究等。
省級物流公共信息平臺是服務于全省的物流公共信息平臺,它的功能是將省內的各種物流公共信息平臺和系統(包括政府、企業、園區、物流樞紐、金融機構等)以及相關的信息集成整合在一個標準、共享的信息平臺上,并與其他省市的物流信息平臺對接,形成全國性的物流公共信息平臺,實現全國范圍信息資源的共享和集成;物流資源的高效整合及優化利用;對社會物流成本和企業物流成本的合理控制。省級物流公共信息平臺是一省范圍的物流信息神經中樞和智能管理中心,因此它具有特殊的重要性。
物聯網技術快速發展極大地推動了省級物流公共信息平臺的建設,從而給我國物流業的發展帶來了新的機遇。
四、物聯網技術
在湖南省物流公共信息平臺的應用
(一)湖南省物流公共信息平臺的總體架構及主要功能
湖南省物流公共信息平臺的組成主要有:物流物聯網傳感基礎設施、多級平臺數據中心、安全與容災備份中心、1個系統管理中心(系統集成平臺)、在物流物聯網平臺上的N個物聯網應用系統;在物流公用平臺上的N個物流公共應用中心和系統,以及在物流共用平臺上的N個物流共用應用中心和系統。
1. 關于物流公共平臺。該平臺主要作用是連接和集成政府電子政務、物流樞紐、電子口岸、銀行、保險公司等信息平臺和信息系統,提供物流相關的公共信息和資訊。其主要功能有:為政府相關部門信息,協助政府進行物流業務的監管、對運營情況進行統計和分析,為制定政府政策及對物流行業進行宏觀調控提供依據。提供應急服務,協助政府進行應急物資采購、庫存調撥、運輸調度、指揮協同、建立多主體聯合應急物流體系;實現與省內電子口岸(航空、水路、鐵路、公路的電子口岸等)信息系統的對接;實現與省內與銀行、保險、期貨交易所、信托等金融機構的信息系統的接口。
2. 關于物流共用平臺。該平臺是關聯中心,作用是連接企業的信息平臺和信息系統,為企業提供商業。主要功能包括:物流電子商務、軟件租用、第四方物流、通信服務以及其它服務項目。物流電子商務。提供網上物流交易服務,包括物流信息(運輸、倉儲等)、(供需)競價匹配、交易撮合、誠信保障、貨物跟蹤、在線支付等;軟件服務(Software as a Service SaaS)。SaaS是基于互聯網的軟件服務。它使企業以租用方式使用平臺上的軟件而無需購買軟件;第四方物流。提供供應鏈整體解決方案,包括物流系統的設計、分析診斷、系統改進和優化等物流咨詢服務等;物流金融服務。提供運費代收、代付服務、貨物抵押,以及提供銀行業務、保險代辦、貨物擔保等服務和其他配套增值服務;其它服務項目。提供物流外包招投標、物流采購、產品營銷、物流培訓、物流人才招聘等服務。
3. 關于管理中心/集成平臺。管理中心/集成平臺是湖南省物流公共信息平臺的管理中心,其主要功能是集成和管理。一方面平臺內的各種系統通過該中心進行互聯和集成,另一方面它提供對省內外的各種組織機構及個人的信息接口。湖南省物流公共信息平臺采用新一代的信息架構技術SOA(Service Oriented Architecture)構建集成平臺,實現平臺上各系統之間的互聯和集成以及與對省內外的各種機構及個人的對接,實現了動態、標準化的集成模式,保證各種軟件系統和物聯網設備能夠在異構環境下進行跨結構、跨平臺的靈活、快速的構建以及集成化、綜合性的應用。
采用上述技術,平臺可以對接和集成省內(并通過對接外省的物流公共信息平臺連接全國其它省市)物流相關的物聯網應用系統和設施設備,并將這些功能以單項功能或者集成化的功能的方式向社會提供服務。
4. 關于物流物聯網平臺。物流物聯網平臺的主要作用是通過各種中間件(包括RFID的中間件、GIS系統中間件等等)集成、協調和整合各種物聯網應用系統和設備,以使物流的應用系統能夠綜合應用這些物聯網系統和設備。
物流物聯網平臺將物聯網應用系統的相關數據和信息通過傳感網收集起來,并向上層應用系統提供方便應用的服務接口,使上層應用系統能夠以單項服務或集成化服務方式向社會提供服務。如地震、水位的監測、交通情況等實時信息;提供運輸車輛及貨物的定位與跟蹤、倉庫的視頻監視、駕駛人員和車輛實時視頻認證、貨物狀態監視(如溫度等)等單項服務;以及物流電子交易全過程(包括網上交易、在途跟蹤、網上支付、財務結算等)等集成化的服務。
(二)物聯網技術在湖南省物流公共信息平臺的應用
湖南省物流公共信息平臺于2010年9月開通。目前,湖南省物流公共信息平臺已經集成了GIS、GPS、物流E通手機、移動視頻等物聯網系統。
平臺通過物流物聯網平臺將RFID、條碼系統、車載終端、視頻系統、手機(如物流E通手機)等相關設備及系統與網絡連接在一起,自動、實時地對物體進行識別、定位、追蹤、監控并觸發相應事件。其中,車貨配載可由PC計算機和物流E通手機進行。物流E通手機是中國電信研發的、面向物流應用的手機。它具有車貨配載、GPS跟蹤定位以及短消息、小額支付等增值業務等功能。車輛/貨物定位跟蹤服務采用GPSOne移動定位技術。該技術結合了GPS衛星信號和CDMA網絡信號進行混合定位,能夠實現室內室外的全覆蓋定位。定位精度可達到5米。
移動視頻采用中國電信的支持多路視頻并發的移動視頻監控系統。該系統可同時監控司機、貨物、車輛周邊狀況等,如危險品運輸、貴重物品運輸等。
五、物聯網技術
在物流公共信息平臺的應用前景
物聯網技術在物流公共信息平臺有廣闊的應用前景。其主要發展方向一是廣度,二是深度。廣度是指在平臺上集成更多的物聯網系統和設備,并通過物聯網技術的綜合性、集成化的應用,實現物流的全程可視化、管理的透明化;通過物聯網技術在供應鏈過程的全方位應用,實現綜合性的一站式、一攬子服務;另一方面是指物流公共信息平臺與其它地區和行業信息平臺的集成,實現跨地域、跨行業的物聯網技術和設備的互連和對接。深度主要是指充分利用物聯網技術獲取的海量信息,開展深層次的智能化應用。例如基于實時信息的路徑優化;車輛、船只的能源消耗優化;基于環境信息(應用從相關的橋梁、道路、隧道、堤壩等傳感器采集的信息)的路徑選擇等等。
[參考文獻]
[1]焦志倫.物聯網技術在中國物流業的應用現狀與對策研究[J].港口經濟,2011(9):33-36.
[2]李紅衛.基于物聯網的物流信息平臺規劃與設計[J].信息技術,2011(9):13-16.
[3]鄧子云,黃友森.物流公共信息平臺的層次結構與功能定位分析[J].物流工程與管理,2009(10):13-14.
[4]鄧子云,黃友森,楊曉峰.湖南省物流公共信息平臺總體規劃[J].物流科技,2011(4).
[5]肖亮.基于物聯網技術的物流園區供應鏈集成管理平臺構建[J].電信科學,2011(4):54-60.
[6] 崔曼,盧建軍,趙安新,衛晨.基于物聯網的煤炭企業物流信息平臺應用研究[J].煤炭技術,2011(1):243-245.
On Application and Innovation of the Internet of Things in Logistics
Wen Zhenhua1,Huang Yousen2,Deng Ziyun1
(1. Hunan Modern Logistics Vocational Technical College, HuNan Changsha 410131 ;
農業物聯網關鍵性技術
農業物聯網被劃分為三個層次——信息感知層、信息傳輸層和信息應用層。基于這個層次劃分,可以將物聯網關鍵性技術概括為對應的三大類:
(一)信息感知技術
它應用于信息感知層,是物聯網鏈條上最基礎的環節,由各種傳感器節點組成,主要涉及傳感器技術、RFID技術、GPS技術等。在水產養殖業中,傳感器技術被用于測定光照度、水體溫度、溶解氧、ph值、氨氮含量、濁度等參數,而這些參數指標都會對養殖對象的生長發育、繁殖周期、產量及質量等方面產生重要的影響。RFID技術(RadioFrequencyIdentification)即射頻識別,俗稱電子標簽,是一種非接觸式的自動識別技術,通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關的數據,主要應用于水產品的質量追溯。GPS技術則是基于新一代的衛星導航與定位系統,可以進行海、陸、空全方位的、實時的三維導航和定位,具備自動化、高精度、高效益等顯著特點。在漁業中,GPS技術可以應用于水產品物流銷售環節及質量保障體系,對養殖情況、產量、產品流向等進行實時描述和跟蹤。
(二)信息傳輸技術
它應用于物聯網信息傳輸層,是信息傳輸的必經路徑。傳感器通過有線或無線方式,根據多種通信協議向局域網、廣域網所獲取的各類數據。目前運用最廣泛的是無線傳感網絡(WSN),它是以無線通信方式形成的一個自組織的網絡系統,由部署在監測區域內大量的傳感器節點組成,負責采集和發送網絡覆蓋區域中被感知對象的信息。
(三)信息處理技術
它是實現漁業自動化控制的基礎,主要涉及云計算、專家系統、決策支持、地理信息系統等,應用于信息應用系統,負責對數據進行融合與處理,幫助信息使用者做出科學的管理決策,從而對農業生產過程進行有效控制。其中,云計算(CloudComputing)是指將計算任務分布在大量由計算機構成的資源池上,使各種應用系統能夠根據需要獲取存儲空間和計算能力,以提供各種軟件服務。專家系統(ExpertSystem,簡稱ES)指運用特定領域的專業知識,通過推理來模擬人類專家,解決各種具體而復雜問題的計算機智能程序系統。決策支持系統(DecisionSupportSystem,簡稱DSS)是通過數據、相關模型及知識,以人機交互方式來輔助決策者進行半結構化或非結構化決策的一種計算機應用系統。地理信息系統(GeographicInformationSystem,簡稱GIS)是在計算機硬、軟件系統支持下,對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算以及分析等運用的技術系統,屬于一種特定的重要空間信息系統,主要用于空間信息數據庫和進行空間信息的地理統計處理、圖形轉換與表達等,在漁業上可運用于質量追溯、物流跟蹤等方面。目前,智能信息處理技術研究內容主要包括4個方面:1、人工智能的理論研究。它包括信息獲取的形式化方法、海量信息處理的理論、方法、機器學習以及模式識別等。2、人——機交互技術與系統研究,即聲音、視頻、圖形以及文字處理等。3、智能控制技術與系統研究。通過智能化手段,以實現人與物、物與物之間的互動與聯系,如可以準確地對目標進行定位和跟蹤等。4、智能信號處理的研究,具體包括信息特征識別和數據融合技術。
漁業物聯網的應用意義
大力發展漁業信息化,推動信息技術與傳統漁業深度融合,不斷提高漁業生產經營的標準化、智能化、集約化、產業化和組織化水平,努力提升資源利用率、勞動生產率和經營管理效率,是我國漁業突破資源環境約束、實現發展方式轉變和產業升級的重要出路。漁業物聯網作為漁業信息化的一項關鍵技術,在產業發展中的應用已經起步,技術示范和應用的實踐證明,漁業物聯網技術可以有效地實現從手工操作向智能自動化操作轉變,從粗放型、資源消耗型、數量型向精準型、資源節約型、質量型發展方向轉變,對促進水產養殖集約、高效、生態和可持續發展具有重大意義。其主要作用表現在以下幾點:
(一)降低人工成本
通過物聯網技術和遠程控制終端設備,實現了養殖設備運行的自動化和智能化。養殖人員可以隨時隨地獲取養殖的相關信息,不必親臨現場就能實現24小時不間斷地對多項指標進行實時監控,簡化了日常養殖管理工作,節省了勞動力,降低了勞動強度。案例:湖北省洪湖市六合水產開發有限公司第一期建成的水產養殖物聯網示范基地面積1500畝,安裝了水產養殖生產環節視頻監控管理系統和水質在線監測系統兩個組成部分。包含8個子系統:基地視頻監控管理系統、物聯網監控總部總控中心和養殖基地分控中心、水質傳感器采集系統、大型自動氣象宏觀環境監測系統、水產養殖智能化控制系統、告警子系統、防雷系統和通訊無線系統。主要示范特色養殖和蟹苗培育。經過養殖基地管理人員實驗,該技術的使用,降低勞動量40%。
(二)提高經濟效益
借助于相關養殖模型(如最佳養殖參數模型等)、疾病預測預警系統、專家知識庫系統等,養殖人員可以更加科學合理地控制飼料的投喂量,并及時預防和控制各種疾病災害,有效提高了經濟效益。案例:安徽張林漁業有限公司建有標準化魚塘31個,循環流水生產池5個,養殖水面達325畝,是農業部健康養殖示范場。主養黃顙魚和翹嘴紅鲌。2014年6月起,示范應用水產物聯網技術,使用物聯網智能投餌技術,減少飼料浪費15%;使用物聯網智能增氧技術,減少電費20%,使用物聯網水質在線監測技術,提高成活率30%。
(三)減少水產養殖污染
通過物聯網技術的運用可以合理控制水質相關參數指標和飼料的投喂量等等,有效降低投入品消耗,減少水體污染物排放。案例:江蘇泗洪縣金水特種水產養殖有限公司養殖面積1.35萬畝。養殖品種以河蟹為主。2013年相繼完成了養殖基地的水質在線監測物聯網系統,養殖過程中藥物使用量降低了30%,降低了飼料投喂量,減少了因養殖水體排放對環境造成的污染,降低了養殖風險。(四)提高管理效率隨著物聯網的不斷發展,水產養殖生產中的相關信息可以實時、快速、便捷的收集、獲取和分析利用,廣泛應用于水產養殖生產環境監測、生產信息管理、產品銷售、質量安全追溯、加工運輸、信息查詢及服務等方面,有利于提高管理效率。
漁業物聯網的示范與應用
(一)養殖水質環境自動監測和智能控制
良好的水質是水產養殖的必要條件,它緊密關系著水產養殖的產量、質量以及經濟效益。同時,水產養殖水質環境的管理決定著水產養殖集約化程度。養殖水質環境因素主要包括水溫、溶解氧、鹽度、PH值、氨氮含量和濁度等。借助于各式傳感器,養殖戶可以實時獲取水質環境的相關參數。同時,基于智能傳感、無線傳感網、通信、智能處理等物聯網技術,可以實現集水質環境參數在線采集、無線傳輸、遠程與自動控制等功能于一體的水產養殖物聯網系統,使養殖戶可以通過手機、PDA、計算機等信息終端,隨時隨地掌握養殖水質環境信息,并可以根據水質監測結果實時調整控制設備,進行科學水產養殖與管理。
(二)智能投喂和疾病預警診斷
就水產養殖而言,飼料的科學投喂無論是對養殖對象的良好生長、人類的健康飲食,還是生態環境的保護都具有重要意義。投喂量不足或者飼料搭配不合理必然會影響水生動物對飼料營養的需求,阻礙其正常的代謝繁殖,同時還會導致疾病發病率增高。不僅提升了養殖成本,還給水產品的質量安全帶來一定的隱患。飼料投喂過度,則會造成水體環境的惡化,對生態環境造成污染。基于物聯網、云計算、大數據等現代信息技術的運用,可建立起水產養殖精細投喂系統,對養殖模式、養殖環節、每日投喂量、投喂次數及投喂時段等進行最優化。根據傳感器實時采集的相關數據,如光照、水溫、溶氧量、濁度、氨氮等,可分析養殖環境因素與飼料攝取量之間的關系,以及不同養殖品種各生長階段對營養成分的需求情況,從而建立起養殖對象在不同生長階段的最佳投喂模式,實現按需投喂、最優化養殖。在疾病預警預測部分,可利用采集的數據對水環境趨勢進行預測。通過調查和參考有關專家的意見,確定水質參數的各種邊界值(如無警、中警、重警的邊界點),進而可以確定每個警級的區間并進行預警。這樣,養殖戶便可以在第一時間獲取相關養殖環境信息并及時作出處理,起到預防作用。此外,還可建立相關的疾病診斷和決策系統,針對養殖戶在實際養殖生產過程中出現的病害癥狀進行分析,并提供相應的解決辦法和處理措施。通過知識庫和專家庫的建立,實現資源和信息的共享及利用。一方面可以隨時查詢關于水產養殖的有關知識,包括水產品品種常見疾病及癥狀、對應處理措施以及藥品信息等;另一方面還可通過與專家的在線溝通互動,及時獲取相關幫助與服務。
(三)全程質量追溯和數字化
養殖管理可追溯是指通過記錄的標識,對某個實體的歷史、用途或者位置給予追蹤的能力。水產品的質量安全可追溯主要是基于射頻識別、條形碼及溫度傳感等先進技術的應用,通過唯一的、可識別的碼,對水產品從育苗、養殖、加工到物流以及銷售的全過程進行信息化的管理,實現對水產品整條產業鏈信息的快速識別與溯源管理。水產品全過程質量追溯可具體分為以下幾個系統:1.水產品智能養殖管理系統。主要針對養殖飼料的投喂、藥品的使用、水產品的出入庫的登記管理等;2.水產品加工管理系統。包括登記和管理水產品的來源信息、相關檢疫信息和加工后的出廠信息等。3.水產品冷鏈物流管理系統。通過RFID溫度采集標簽和無線網絡服務終端,采集和讀取在物流過程中的水產品相關信息,并進行傳輸和儲存。4.水產品交易零售管理系統。主要記錄水產品的賣方、買方、交易場所、交易時間、交易價格等信息。5.水產品溯源查詢系統。通過建立水產品質量查詢追溯平臺,消費者可根據購買憑證,查詢到水產品從生產到銷售各個環節的相關信息。
漁業物聯網發展的相關思考
(一)漁業物聯網發展的目標用以物聯網為核心的信息技術改造、融合、滲透漁業,促進產業升級和現代漁業建設。具體的分析有以下幾個具體目標。1.物聯網技術和關鍵產品要國產化。2.降低物聯網技術系統和產品的價格。3.熟化技術和產品,不斷提高質量,整體技術和應用走入世界前列。4.主要通過市場對基礎資源的配置作用,形成研發、制造、應用服務的漁業物聯網產業。5.通過物聯網技術的應用,養殖戶普遍降本、減耗、增效。
倉儲是現代物流業發展最為重要的環節,倉儲信息化水平的高低將直接影響企業的經營績效和客戶滿意度。倉儲企業要提高其核心競爭力就必須建立高效智能化信息平臺,并引入先進的物聯網技術,把物聯網技術同企業的產業鏈和價值鏈有效銜接起來。
一、倉儲信息能力與物聯網技術應用的關系
數字化技術應用手段的日臻完善給物聯網技術在物流領域的應用帶來了新的挑戰。利用數字化技術可以把從事運輸、保管、裝載、倉儲管理等不同類別的物流企業水平連接在一起。
從相關文獻資料,我們可以看到倉儲業之間的競爭加劇,企業的利潤空間越來越少。在競爭激烈的市場中,企業如果想要保持市場占有率,就必須改變傳統的運營模式,引入一種新的技術,物聯網技術作為我國第一批重點推進的新型智能技術得到了政府大力扶持。寧波的物聯網技術在港口物流中的應用較為廣泛,并且那些競爭優勢相對較高的物流企業正在導入物聯網技術中的若干技術,如RFID技術、GPS技術、GIS技術、WSN技術、ITS技術等。寧波的物流企業倉儲信息系統管理中也在采用物聯網技術,效果良好。相比之下,寧波生產型企業的庫存管理中物聯網技術的應用能力相對較低。
目前,物聯網技術還僅限于在獨立的倉儲配送中心內部聯網應用,仍然是獨立的、局限的智能倉儲系統。借助物聯網技術,將這些獨立的智能倉儲系統聯網,打破信息孤島,實現互通互聯,組成真正的倉儲物聯網。在智能倉儲基礎上產生新的變革,帶動倉儲信息化的革命。
二、倉儲信息能力與物聯網技術應用研究模型建立與分析
根據上述有關倉儲信息能力與物聯網技術應用的國內外現狀分析以及相關理論考察,我們知道倉儲信息能力與物聯網技術應用能力之間存在著重要關系。這里我們借鑒了學者們對信息能力的研究成果,總結出了倉儲信息能力下信息創造能力、傳播能力、反應能力。
我們設立了如下研究假設
假設1:倉儲信息創造能力將會影響倉儲企業物聯網技術的應用能力
假設2:倉儲信息傳播能力將會影響倉儲企業物聯網技術的應用能力
假設3:倉儲信息反應能力將會影響倉儲企業物聯網技術的應用能力
為驗證上述研究模型及研究假設,我們采用了因子分析法、相關關系分析法、方差分析法(ANOVA)、多元線性回歸分析法等統計分析方法進行了模型驗證及假設檢驗。
本文以寧波倉儲企業為調研總體,總共發放了100份問卷,回收了86份,其中經篩選有效問卷為67份。在調查中,我們對調研的企業進行了相關的分類。按照規模劃分,主要分為大型企業和中小型企業;按照企業的性質劃分,具體分為國有企業、民營企業、外資企業;按照調研對象的身份,我們主要劃分為高層管理、中層管理、一線人員。在被調研的企業中,大部分是中小型企業,且企業性質以民營企業居多。被調查者中,一線人員居多,高層管理人員占的比例最少。
根據資料,我們采用SPSS 13.0統計軟件對所設計的理論變量的信度和效度進行了統計分析。首先,對所測量的項目進行因子分析,輸出的KMO值為0.658,卡方值為538.476,Sig.有效性為0.000。
通過成分矩陣分析,我們發現原來問卷調查設計的模型變量組合與SPSS分析有出入,所以對變量進行了篩選。
為研究寧波倉儲企業信息能力與物聯網技術應用這兩個定距變量之間是否相關以及相關程度如何,我們對研究中涉及到的4個變量進行相關關系分析。
我們以倉儲信息創造能力、倉儲信息傳播能力、倉儲信息反應能力這三個變量作為自變量,以物聯網技術應用能力作為因變量進行了多元線性回歸分析,如表1所示:
在ANOVA分析中F值為23.054,顯著性水平為0.000,所以以倉儲信息創造能力、倉儲信息傳播能力、倉儲信息反應能力為3個自變量,以物聯網技術應用能力為因變量的多元線性回歸方程有效。在信度分析中,我們還得出對倉儲信息能力影響最大的是倉儲信息反應能力。根據多元線性回歸分析結果,當顯著值小于0.05時,該項假設成立。由此,我們可以得出上述三個假設中假設1,假設3成立,而假設2倉儲信息創造能力將影響倉儲企業物聯網技術的應用能力,該假設不成立。
三、結論與對策
根據上述實證分析結果我們得出如下研究結論:
(1)倉儲信息創造能力、倉儲信息反應能力將會影響物聯網技術的應用能力。其中影響最大的為倉儲信息反應能力,其次是倉儲信息創造能力。
(2)倉儲信息的傳播能力對物聯網技術的應用沒有影響,但是根據定性分析此項結果與我們實際有所出入,推斷其原因,可能有以下幾點:一是所調查的企業太少,導致最后結果不具有代表性;二是倉儲企業雖然對信息重視程度很高,但是缺乏對倉儲信息的傳播能力的理解;三是由于企業缺乏對物聯網技術的認識。到底是哪種原因還有待進一步研究。
根據研究結論我們提出了如下討論問題:
1.倉儲企業如何建立和完善物聯網信息平臺;
2.倉儲企業如何結合市場響應,探索倉儲企業物聯網技術的應用模式;
3.倉儲企業如何強化倉儲產品及服務的競爭優勢。
根據上述研究結論和討論問題,我們提出如下幾點對策建議:
(1)建立和完善物聯網信息平臺
在政府及相關主體的協助下,倉儲企業應盡快構筑物聯網信息平臺。
(2)結合市場響應,探索倉儲企業物聯網技術的應用模式
積極面對物聯網時代嶄新的市場競爭環境,制定中長期發展目標,并提出市場知識導向和技術信息導向的物聯網技術應用模式,提高企業對市場信息的創造能力和傳播能力,促進物聯網技術的應用。
(3)為強化倉儲產品及服務的競爭優勢,提高企業對可共享市場信息的創造能力,并制定出企業產品競爭優勢強化方案,設定具體計劃和目標,提高企業對市場信息的創造能力和傳播能力。
參考文獻:
[1]吳曉釗,王繼祥.物聯網技術在物流業的應用現狀與發展前景[J].物流技術與應用,2011(2):53-59
中圖分類號TP39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2013)101-0217-02
0引言
為促進我國經濟的的發展,業界人士提出了一種新技術——物聯網技術。物聯網利用各種先進技術,通過對連接、監控、互動等信息進行實時的采集從而實現了電子商務當中的商品識別、物流管理及產品質量控制等各項功能,促進了電子商務的發展。現物聯網技術已廣泛用于電子商務進行過程中的各個環節。
1物聯網的基本概念
物聯網(The Internet of things),從字面上的意思來講,就是把物品和物品通過互聯網相互連接起來。物聯網的概念是美國教授Ashton提出的:“通過射頻識別器信息技術和互聯網連接起來,進行所有物品智能化的識別管理。”物聯網是以計算機技術互聯網技術為網絡基礎,在移動通信技術和互聯網技術之后的又一次信息技術革命,是互聯網技術和物流管理相結合的產物。
2 物聯網技術
2.1 IPv6技術
物聯網技術主要是在互聯網的基礎上進行延伸及拓展的產物,所以物聯網持術最基礎技術還是IP技術,物聯網實現通信的主要協議也還是在IP基礎上進行的。之前我們使用得最普遍的的是IPv4技術,但是其網絡地址資源對于現在的物聯網技術的發展來說限制性太強。因此在IPv4的基礎之上,我們研發了適應物聯網技術的IPv6技術。IPv6作為一種新的網絡協議,其可憑借地址資源容量大、支持動態路由機制等許多優勢而成為物聯網發展的主要技術,同時也為物聯網在未來的高速發展奠定了基礎[1]。
2.2長距離的無線通信技術
長距離的無線通信技術主要是用來實現“物聯局域網”在互聯網中的接入,其主要是能過互聯網絡來讓信息通信得以進行。現比較常的長距離的無線通信技術主要有以下幾種:EDGE、WCDMA、3G、LTE、WiMax及衛星通信等。其中EDGE、WCDMA、3G及LTE等技術的基礎是共用無線通信網,其對IP協議的承載主要是利用星空網絡來實現,從而能對有線網絡進行有效地補充。WiMax,其是全球微波互聯接入的簡稱,其是一種新興的長距離無線接入技術,其主要是為互聯網用戶提供高速連接,并且其最遠傳輸距離為50km。WiMax用于商業當中主要是為電子商務企業之間提供高速連線。衛星通信即指將衛星作為媒介來實現地球上的無線電通信站之間的通信。
2.3局域無線技術
當今社會使用最為普遍的局域無線技術便是802.11協議標準,其包括很多子集,比較適用于如園區等這面積較小的網絡覆蓋或是終端接入,其產品的使用非常普遍,且大多數是用于幾十米或是幾百米的終端接入,其通信帶寬最大可達300m。對于有線網絡來說,局域網無線技術在固定的、面積較小的網絡覆蓋區域可起到有效的補充作用,在有局域無線技術的前提下,其他設備比如說移動型終端、無線掃描器、射頻識別掃描儀等,若想要接入到互聯網中來也都比較方便。
2.4無線射頻技術
無線射頻,即RFID,其是一種未通過直接接觸便可進行自動識別的技術。無線射頻技術主要是用于閱讀器及射頻卡之間,在未通過直接接觸就可實現數據的雙向傳輸,以此來實現對目標的識別以及對數據的交換。利用無線射頻技術可通過掃描物品或是商品的編碼來實現物品的自動識別,再利用信息處理系統將信息進行處理后再通過信息服務系統將物品或是商品信息進行共享。在有開放計算機網絡的情況下,企業就可對物品或是商品進行跟蹤、定位、監控及管理,另外還可了解其生產源地、防偽查詢[2]。
2.5傳感器技術
傳感器是一種物理裝置,其也可被看作是一種生物器官,其可對外界的信號或是光、熱、溫度等物理條件以及像煙霧等化學組成進行探測及感受,并且其可將所探測及感受到的信息傳遞給其他的裝置,通過其他裝置來完成對信息的處理。一般來說,無線射頻技術是用來對靜態的物理信息進行處理的,而傳感器技術則是用來對動態物理信息進行處理,并且傳感器技術會自動將所探測及感受到的信息轉換成可用于進行網絡傳輸的數據格式。
2.6云計算
云計算是把利用網絡連接而獲得的計算資源都集中起來,以便進行統一的管理及調度,從而將服務提供給用戶。云計算主要是利用網絡來將集中的計算處理程序都拆分成很多個子程序,然后再將程序分配給不同的服務器來進行處理,從而使得處理效率大大提高。云計算所擁有的強大的數據存儲及處理能力必將使其成為物聯網得以發展的基礎。
3 物聯網技術的應用研究
本文主要對物聯網技術在電子商務領域的應用進行分析。總體來說,物聯網技術的應用主要體現在以下3方面:對商品的管理、對庫存的管理以及對物流配送的管理。
3.1對商品的管理
在對商品進行管理的過程當中,可在電子商務系統中利用物聯網技術建立專門的商品追蹤系統以便對商品進行實時跟蹤管理。此過程當中所要用到的物聯網技術主要有編碼技術或是IPv4技術,給予產品全球唯一的標識,這樣企業就可對商品的狀態進行實時的監控,方便了電子商務企業對商品的質量進行管理。利用物聯網技術中的IPv4技術或是編碼技術,可讓用戶在收到商品時能夠對商品進行有效地辨別,從而提高了用戶對商品的信任度[3]。
3.2對庫存的管理
在對庫存進行管理的過程當中,其主要是實現庫存的動態及靜態的物品管理。在此過程當中所用到的物聯網技術主要有無線射頻技術及傳感器技術。通過傳感器技術可對庫存商品信息進行即時感知,結合無線射頻技術,傳感器可將所感知的庫存商品信息傳遞到電子商務系統的監控管理中心,以此來實現庫存的自動化,同時還可使庫存商品數據信息與銷售平臺的商品數據實現同步。另外在確認用戶的訂單時,因有準確的商品數據信息,電子商務企業可花更少地時間在確認用戶訂單上,從而使得消費體驗得到改善。
3.3對物流配送的管理
物聯網技術在物流配送環節的應用主要體現在三個方面:首先是體現在銷售方面,每當一件商品在在線商店出售以后,利用物聯網技術的電子商務系統會及時對有關商品的庫存及位置進行定位,通過對商品的定位可知擁有該商品并離用戶最近的倉庫,將相關訂單信息通知該倉庫人員,其便可以最快的速度進行商品的出庫行為。其次是體現在商品的出庫前準備方面,即配貨的過程當中。利用無線射頻技術可對需要出庫存的商品位置進行準確定位,然后借助無線局域網技術可將商品位置信息傳送到后臺,并可將有關商品信息傳遞給倉庫的管理人員。此管理人員是持有無線掃描終端的,倉庫的管理人員依照所傳遞的商品位置信息可迅速找到所需出庫商品,隨后只要進行打包并運送到出貨車輛位置等待出庫就可,這樣在免去了手工掃描的過程的前提下,無線射頻系統就可對商品的出庫信息進行了解。再次是體現在商品的運輸過程當中。在此過程當中所用到的物聯網技術主要有傳感器技術及GPS技術。其中傳感器技術主要是用來對商品的狀態進行實時的監控,以了解是否有損壞等。最后是體現在商品的配送過程當中。在此過程當中所用到的物聯網技術主要用3G、EDGE等長距離無線通信技術。
4結論
物聯網擁有眾多先進技術,給各領域的發展都提供了極大的便利。本文以對物聯網技術進行了簡要分析,并以其在電子商務中的應用為例進行了討論。對于物聯網技術的應用我們還需要做出更深層次的研究,要將其的作用充分發揮出來,促進社會各領域的高水平發展,從而帶動我國國民經濟的發展。
參考文獻
信息化對農業現代化作用
信息服務需要多樣化。農民既需要市場信息,也需要新技術、新成果信息,更需要推廣人員幫助解決決策分析和實際生產經營問題,這就對農村技術推廣人員的素質提出了更高的要求,他們不僅要提供農業技術或成果,還要幫助農民進行科學決策,提供與農業生產經營整個環節相配套的技術服務來幫助農民實現增收、致富以及農村綜合的發展。
信息服務需要個性化。目前,種植大戶需要種子來源、種子價格、種植環境等信息,而這樣的種植大戶都有自己的個性化需求。對于普通農民,他們有生產管理技術的需求,例如,種植番茄的種植大戶,就有對番茄種植及生產管理方面的需求。
信息服務的流動性、低成本需求。現在的農業生產講究低成本,農業生產流通用戶比較分散,如何以低成本的方式隨時隨地提供信息服務,那就需要信息技術的推廣。每一項具體的農技推廣活動,內容與方法的有效結合是推廣工作成敗的關鍵,也是影響推廣工作效率的主要因素。推廣內容×推廣方法×受眾接受能力=推廣效果,從這個公式可以看到,方法與內容同樣重要,只有達到合理的搭配,才能達到最佳的效果。在提高推廣效率過程中,信息技術相對的改變著我們的生活方式,推廣的內容要實現數字化,推廣手段信息化,從而大幅提高推廣效率。農業技術推廣的方式將逐漸改變農民的認知,從了解認識到采納新的技術,進而促進技術進行擴散,整個過程都需要信息技術來支撐。換言之,信息技術支撐著現代農業技術推廣體系。
目前,我國農村信息化已經進入了快速推進期,改革開放30年,我們國家已經從低收入國家逐漸邁入了中低收入國家的行列,農業農村得到跨越發展,2011年,農村地區人均收入已經達到了6977元,折合1000美元以上。前蘇聯學者曾提出,當人均1000美元時,對信息將會表現出強烈需求。
目前,我國農業面臨著資源短缺、生態惡化、勞動力短缺、食品安全壓力,需要大幅度提高土地產出率、勞動生產率和資源利用率。因此,迫切需要用信息技術和裝備技術提升傳統農業,轉變發展方式,提高農業現代化水平,這是我國農業的客觀要求。
傳統農業向現代農業轉變的解決方案,就是智慧農業。未來農業可能更多的采用精準農業作業系統,通過精準施肥,可以節約肥料30%,通過精準導航大幅度提高作業質量,通過精準施藥可以節約用藥60%。目前我們國家的精準農業還是比較落后的。
拖拉機自動導航技術在國外已經實用化,但在我國仍有待推廣。世界上有167種農業機器人,我們僅占8%,英國的蘑菇采收機器人、噴藥機器人,還有擠奶機器人,都能大大地提高工作效率,降低勞動強度。在美國,6個工人可以管理8 萬平方米的設施大棚,產量達到35~40 kg/m2;在歐洲的奶牛場,2 個工人管理200 頭奶牛,到擠奶的時候,奶牛排著隊,到擠奶機自動沖刷、自動加工等即可;此外,在歐洲,3 個工人能管6000 頭豬;而在我國3 個工人只能管100 頭豬。
對農業物聯網價值的再認識
物聯網有如下特征:每兩個物體之間都可以通訊;每一個物體都有獨立地址,每一個物體都要受計算機控制,每一個物體都可以感知與被感知。目前,大家所提的物聯網還不是真正意義的物聯網,只有普及了IPv6之后,才可能給每個物體一個IP地址,才有可能真正體現物聯網的上述特征。
當前發達國家紛紛瞄準農業等物聯網重點領域、加強投入、搶占先機,有望在2020年形成統一的網絡。我國也不甘落后,2010年1月5日,國家發改委委托中國工程院啟動了“物聯網發展戰略規劃研究”重大咨詢研究專項――“精細農牧業物聯網發展戰略規劃”;1月13日,中國工程院重大咨詢項目“物聯網及其在重要領域的應用”啟動,包括物聯網在農業領域的應用。我國要在未來全球農業競爭中立于不敗之地,確保農業物聯網核心專利、標準、技術、設備不受制于人,必須盡快由國家層面主導開展技術研究。
農業物聯網支撐著現代農業的發展,農業物聯網是農業信息技術領域的一次重大技術革命,是農業信息技術發展新的階段,將徹底改變把“物理世界”與“IT世界”分離的傳統思維。在農業物聯網時代,農田、農機、生鮮農產品將與芯片、寬帶、數據庫系統實現整合,共同形成一個全新的“智慧農業基礎設施”。未來農業的運轉就在它上面進行,包括生產、管理、經營、服務等,有效服務農業全產業。物聯網技術是推動信息化與農業現代化融合的重要切入點,也是推動我國農業向“高產、優質、高效、生態、安全”發展的重要驅動力。物聯網技術應用可以實現合理使用農業資源、降低生產成本、改善生態環境、提高農產品產量和品質的目的,顯著提高農業生產的科技貢獻率。
物聯網技術在設施農業中的應用
我國設施農業存在著很多的問題,包括生產過程管理粗放、生產效率低、勞動強度大、設施環境控制能力差、病蟲害防控水平低、自然災害防御能力低、配套技術服務體系薄弱、設施作物質量缺乏保障等問題。物聯網技術應用到設施農業領域,可以做到設施生產智能化管理、設施環境遠程感知調控、設施病蟲害預警及防控、農學專家遠程可視指導、自然災害預警與救災指導、農藥投入安全監管和溯源、生產儲運過程質量安全實時監測等。
近年來,國家農業智能裝備工程技術研究中心根據我國設施農業生產需求和技術現狀,圍繞感測、控制和實施三個關鍵環節開展科學研究,其中在感測環節中,力求突破生物與環境信息獲取技術瓶頸;重點研究基于決策模型的智能控制技術,開發環境/水控制設備;在實施環節,構建測控技術平臺,提供標準技術接口,定制專業系統。最終形成面向應用的技術、產品和系統,并在設施生產中大面積推廣應用。主要的創新性技術內容包括五個方面,即生物環境信息感測技術、信息采集技術、生產管理分析決策技術、設施環境控制技術、測控技術平臺集成與應用系統定制。
中圖分類號:C35 文獻標識碼: A
一、物聯網概述
(一)概念
物聯網是指通過信息傳感設備、按照約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡,其核心是物與物以及人與物之間的信息交互。簡而言之,物聯網是傳感技術、現代網絡技術、人工智能和自動化技術等多種信息技術的融合與集成應用,使人與物、物與物之間可進行智慧對話, 從而創造一個智慧的世界。
(二)物聯網的體系結構
物聯網包括感知層、網絡層、應用層三層結構:
首先,感知層。物聯網要實現人與人、 人與物以及物與物之間的通信,因此,感知層對于物聯網來說是必不可少的一部分。 感知層通常由二維碼標簽和識讀器、RFID 標簽和讀寫器、攝像頭、GPS、終端、傳感器及傳感器網絡構成, 它與人體結構中皮膚和五官的作用相似,主要用于實現物體的信息識別、捕獲和采集。 由于感知層涉及 RFID、傳感器、傳感器網絡、GPS、自組織網絡、短距離無線通信等關鍵技術, 因此其必須解決低成本、 低功耗和小型化問題,并且向著感知能力更全面、靈敏度更高的方向發展。
其次,網絡層。物聯網網絡層類似于人體結構中的神經中樞和大腦,主要完成接入和傳輸功能,包括接入網與傳輸網兩種。 接入網包括光纖接入、無線接入、以太網接入、衛星接入等各類有線接入和無線接入方式,為物聯網終端提供網絡接入功能、移動性管理等。 傳輸網由公網與專網組成,是基于 IP 的統一、可擴展、高性能的網絡,典型傳輸網絡包括電信網(固網、移動網)、廣電網、互聯網、電力通信網、專用網(數字集群),支持異構接入以及終端的移動性。就互聯網的整體而言,網絡層可以看做透明的信息傳輸通道,實現應用層與感知層的數據傳輸, 這就需要研究異構感知信息之間的互聯、互通與互操作的機制,構建物聯網發展所需的開放、分層、可擴展的網絡體系結構,以便于完成多種設備的接入和服務的融合,因此,物聯網必須是異構泛在的。由于物體可能是移動的,物聯網的網絡層還必須支持移動性,從而實現無縫透明地接入。
最后,應用層。應用層包括應用基礎設施、中間件和各種物聯網應用,實現物聯網數據的挖掘、信息的存儲和應用的決策,最終在眾多領域提供廣泛的應用。 應用層涉及大規模數據的云計算、 軟件和分布式計算、信息和隱私安全技術、標準體系、標識和解析等多種關鍵技術。目前, 物聯網的絕大多數應用都是由各個行業自己來建設系統,這些系統和終端與特定的應用相關,不僅不利于開展和變更業務,而且還需要有專門的行業服務器。 由于沒有統一的物聯網標準以及接入、融合的管理平臺,各個行業的差異導致物聯網尚無法產生規模化效應。
二、物聯網關鍵技術
物聯網涉及的新技術很多, 其中關鍵技術主要有射頻識別技術、智能嵌入式技術和無線網絡通信技術。
(一)射頻識別技術
RFID(射頻識別)是一種非接觸式的自動識別技術,它通過射頻信號自動識別目標對象并讀取該對象的相關信息, 這些信息既反映了對象的自身特點,又描述了對象的靜態特征。 RFID作為一種射頻自動識別技術,識別過程無須人工干預,可工作于各種惡劣環境,它通過物品標簽與閱讀器之間的配合,可以基于計算機互聯網實現物品的自動識別和信息的互聯與共享。 RFID標簽中存儲著數據格式規范的信息, 通過 RFID 閱讀器將物品的屬性信息自動采集到系統中,實現對物品的自動識別,并按照一定的要求完成數據格式的轉換, 通過無線數據通信網絡把它們傳遞到數據處理中心,便于后續“透明”管理。 在“物聯網”中,正是 RFID 技術讓物品由“死”變“活”、“開口說話”,從而能夠基于互聯網自動進行信息交換, 其主要為物聯網中物品的身份標識提供技術支持。
(二)智能嵌入式(Embedded Intelligence)
智能嵌入式技術是將計算機技術、自動控制技術、通訊技術等多項技術綜合起來與傳統制造業相結合的技術,是針對某一個行業或應用開發出的智能化機電產品, 該產品具有故障診斷、自動報警、本地或遠程監控等功能,能夠實現管理的網絡化、數字化和信息化。 通過這一技術,“物聯網”使物品具有了“信息生命”,將物理基礎設施和信息基礎設施有機地融為一個整體,使得囊括其中的每一件物品都“活”了起來,具有了“智慧”,能夠主動或被動地與所屬的網絡進行信息交換。 也正是由于與智能嵌入式技術相結合,才能把傳感器嵌入和裝備到如公路、鐵路、隧道、橋梁、電網、建筑、大壩、供水系統、油氣管道等各種物體中,形成物與物之間能夠進行信息交換的“物聯網”,并與現有的互聯網整合起來,從而實現人類社會與物理系統的整合,讓所有的物品都能夠遠程感知和控制,形成一個更加智慧的生產生活體系。
(三)無線傳感網絡
無線傳感器網絡是物聯網的核心, 主要用于解決物聯網中的信息感知問題。 如果說 RFID(射頻識別)技術描述了對象的靜態特征,那么傳感網絡技術則描述了物體的動態特征,它記錄了物體在環境中的物理狀態變化, 縮小了物理和虛擬世界之間的差距。 這種網絡通過把成千上萬的傳感器節點散布在特定區域,按照自組織方式構建一個具有信息收集、 傳輸和處理功能的復雜網絡, 協同感知并采集網絡覆蓋區域內被查詢對象或事件的信息,以便于進一步進行跟蹤、監控和決策支持等。 傳感器網絡作為物聯網的一部分,通常具有低功耗、自組織、高靈活、高保真、微型化等突出特點。 特別注意,傳感網只是物聯網感知、獲取信息的一種重要的技術手段,而不是物聯網所涉及技術的全部,因此,不能因為傳感網在物聯網中的核心地位,或者從局部利益或個人目的角度出發將物聯網等同于傳感器網絡。
三、物聯網的應用和發展前景
(一) 智能物流
智能物流是采用物聯網技術, 使物流體系具有感知、學習、推理判別和自行解決物流中某些疑問的才能。 傳統物流運送中,運送的品種和風險、 物流過程中的運送環節和動作方法以及物流企業的效勞, 都影響到物流運送的本錢和質量。 智能物流在現實中的采用是為每輛配送車輛上裝置 GPS 定位體系,并且在每件貨品的包裝中嵌入 RFID 芯片,經過芯片, 物流公司和客戶都能從網絡了解貨品所處的位置和環境。 一起在運送過程中物流公司可根據客戶的需求, 對貨品進行及時的調整和調配,實時全程監控貨品,避免物流丟失、誤送等,優化物流運送道路,縮短中間環節,減少運送時間。
(二)智能熱網
隨著熱網環境日益復雜, 熱力需求不斷增加,為了堅持熱網的高可靠性,減少供熱中止事端次數,需求進行詳盡的監測和辦理,智能熱網應運而生。 智能熱網具有領先的傳感觸發器和高度安全的網絡基礎設施貫穿于熱源環節、供熱環節直到每個家庭和大樓。 這種基礎設施由十分多具有感知和調理功用的智能商品構成, 用于提供智能熱網的健康狀況和用戶需求的實時信息, 以便優化智能熱網的運轉。 采用獲知的數據,智能熱網可以經過實時的調整來完成精確的熱網辦理, 然后減少熱網的事端,提高熱網的可靠性。 無人值守換熱站監控、智能熱力丈量和家庭能源辦理都是智能熱網的典型采用。
(三)智能交通
隨著對交通需求的提升, 交通擁堵已經成為大城市的一個主要問題, 智能交通系統將是非常不錯的解決方案。 智能交通系統是將先進的信息技術、通訊技術、傳感技術、控制技術以及計算機技術有效集成應用與交通運輸體系,而建立起的一個大范圍內、全方位發揮作用的,實時、準確、高效的運輸管理系統,能有效地提高交通運輸效率,緩解交通阻塞,減少交通事故。 目前高速公路全程監控、自動收費、路況氣象監測等應用廣泛。
(四) 智能醫療
在智能醫療統籌范圍之內, 物聯網可應用于醫療物資的監督辦理、 醫療信息的數字化和長途醫療三個方面。 運用物資辦理的可視化技能,能夠完成藥品的出產、配送、防偽、追溯,完成藥品從科研、出產、流動到運用進程的全方位實時監控。 醫療信息的數字化首要應用于患者的身份辨認、化驗品辨認、病況辨認和體征辨認等。 通過構建長途會診和監護效勞體系,可完成長途數據獲取、數據剖析、專家長途會診、移動醫療等,進步基層醫療效勞質量。 智能醫療有利于患者取得最好的醫療作用、最低的醫療費用、最短的醫療時刻。 智能醫療監理、醫療用品智能辦理和長途醫療已廣泛應用。
(六) 智能家居
智能家居是以住宅為平臺, 采用綜合布線技術、網絡通訊技術、自動控制技術、音視頻技術將家居日子有關的設備集成, 構建高效的住所設備與家庭日程業務的辦理體系,提高家居安全性、便利性、舒適性、藝術性,并完成環保節能的寓居環境。 智能家居涵蓋信息設備、通訊設備、文娛設備、家用電器、照明設備、監控設備、水電氣熱表、家庭求助報警等設備的信息互聯,完成了能源辦理、家庭遠程辦理、白叟日子輔佐等功能,增強了家居日子的舒適性和便利性。 當前智能家居范疇的采用主要有智能家電、智能照明、家庭安防等方面。
結束語:
綜上所述,目前總體上來說, 全球物聯網還是停留在概念和研發的起步階段,有關物聯網定義還存在一些混亂,較為公認的物聯網的定義是:“通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。 并認為物聯網應該具備三個特征:一是全面感知,即利用各種可用的感知手段,實現隨時采集物體動態;二是可靠傳遞,通過各種信息網絡與互聯網的融合,將感知的信息實時準確可靠地傳遞出去;三是智能處理,利用云計算等智能計算技術對海量的數據和信息進行分析和處理, 對物體實施智能化控制。
參考文獻:
[1]趙勛. 物聯網技術發展與商業模式研究[J]. 計算機光盤軟件與應用,2012,01:44+51.
中圖分類號:TP391.44 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9599 (2012) 20-0000-02
1 內涵和特征
1.1 物聯網的內涵。物聯網技術主要是通過多種信息傳感設備來進行采集任何需要監控制、連接和互動的物體以及過程,它采集的聲、電、熱、化學、生物等各種所需信息,并與互聯網結合起來成為一個巨大的網絡。它的主要目的是實現人與物,以及物和人等物品能夠跟網絡進行連接,方便人們的識別、管理和控制等等。
1.2 物聯網的特征。物聯網本身就是一個網絡,只是它是建立在互聯網上的一個廣泛的網絡。但它缺有的與互聯網不同的獨立特征。首先它把大量的感知技術融入進來,它的信息來源主要是通過分布在網絡末端的各類傳感器設備,這些傳感器對于物聯網來說就相當于它的“眼”,“耳”、“鼻”。其次,物聯網中的“物”通過各種有線或無線通信方式連接到互聯網上,從而實現信息的上傳或指令的下發,進而達到和互聯網的融合。第三,物聯網不僅通過傳感設備交換各類信息,其本身對信息也具有處理的能力,通過這種能力可以實現對物體的智能控制。所以說,物聯網技術其實是結合了互聯網技術以及傳感器技術和只能處理技術等形成的一個大的網絡技術。
2 物聯網的關鍵技術
M2M技術、傳感網技術及射頻識別(RFID)技術、網絡通信技術是物聯網的關鍵技術。
2.1 M2M技術。M2M技術通過實現機器與機器、人與人、人與機器之間的通信,與操作者共享了使機器設備、應用處理過程與后天信息系統提供的信息。M2M技術提供了傳輸數據的優良手段,使設備能夠實時地在系統之間、遠程設備之間、或個人之間建立無線連接成為可能。
M2M產品主要由三個部分構成:
(1)行業應用中心:對分散的行業終端進行監控,是終端上傳數據的會聚點;(2)無線終端:不是筆記本電腦或手機,而是特殊的行業應用終端;(3)傳輸通道:從用戶端到無線終端的行業應用中心之間的通道。
當今,隨著科技的不斷進步,M2M產業鏈中的各個技術環節發展異常迅猛。不斷增加的M2M的末端設備連接對象,其數量將會超過計算機和人的數量。在軟件管理平臺方面,通過M2M管理軟件,可以實現對資產與末端設備的有效管理、控制。在物聯網的硬件制造方面,使機器具有聯網或通信能力的部件是M2M硬件,M2M硬件可以進行信息的提取,也可以從機器設備中獲取數據,并傳輸到通信網絡硬件廠商,不同應用、不同環境的移動信息處理可以通過不同的無線M2M硬件產品得以實現。多個行業已涉及到M2M技術,M2M技術已可以實現“讓設備開口說話”,機器設備已不再是一個個信息孤島,這一便可以實現了對資產和設備有效的管理和監控,通過改善服務、優化成本配置推動社會信息向更加環保、高效、節能、安全的方向發展。
2.2 傳感網技術。大規模無線傳感網絡技術、傳感器及其智能處理技術的結合便是傳感網技術。由于是一種檢測裝置,傳感器能夠感受到被測量的信息,并能將檢測到的信息,按一定變換規律變換成電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的存儲、傳輸、顯示、記錄、處理等要求。實現自動控制與自動檢測的首要環節是傳感器,在實際應用中,傳感器相當于人的“感覺器官。”新型技術的低能耗、小型化、可移動、低成本有點可以滿足物聯網的“物-物”相聯需要,無線傳感網能夠在滿足上述需要的前提下,提供具有自動修復功能和自動組網的網狀網絡,使無線網絡具有初步的智慧功能。伴隨著新技術革命的到來,全球已進入全新的信息化時代。在實際應用時,首先應解決的是如何獲取準確可信的信息的問題,而在利用信息的過程中,傳感器具有非常突出的地位,這是由于傳感器是獲取生產和自然領域中信息的手段和主要途徑。
2.3 射頻識別(RFID)技術。通常,當特定的信息讀寫器通過帶有電子標簽的物品時,讀寫器激活標簽,并向讀寫器及信息處理系統傳送標簽中的信息,從而完成信息的自動采集工作。一個典型的RFID系統是由讀寫器、RFID電子標簽及信息處理系統組成的。信息處理系統根據需求承擔相應的信息處理及控制工作。由于每個RFID標簽都有一個唯一的識別碼,如果它的數據格式有很多是互不兼容的,在閉環情況下,對企業的影響不是很大。
2.4 網絡通信技術。物聯網數據是通過傳感器的網絡通信技術來提供傳送通道的。目前,物聯網研究的重點是如何在現有網絡上進行增強,適應物聯網業務需求。網絡通信技術可以分為兩類:廣域網絡通信技術及近距離通信技術。在廣域網絡通信上,衛星通信技術、2G/3G移動通信技術等實現了信息的遠程傳輸,可以為每個傳感器分配IP地址創造可能性,也可以為傳感器的發展創造良好的基礎網絡條件。在近距離通信方面, 802.15.4規范是IEEE制定的用于低速近距離通信的媒體介入控制層和物理層規范,以IEEE802.15.4為代表的近距離通信技術是目前的主流技術,工作在工業科學醫療頻段,免許可證的2.4GhzISM頻段全世界均可使用。
5 發展趨勢
物聯網前景非常廣闊,它將極大地改變我們目前的生活方式。首先,物聯網的應用可以提高經濟效益,節約成本;其次,物聯網的發展可以帶動很多相關行業的發展,可以為全球經濟的可持續提供動力;還有,物聯網的應用可以大大方便我們的生活。在物聯網的世界里,每個物體都具有了一定的智能,可以自動完成一些以往需要人類干預才能完成的事情。物聯網雖好,但是要建立一個真正高效實用的物聯網,有兩個因素必不可少。首先是規模性,就是說接入網絡的物體必須達到一定的規模,只有具備了規模,智能作用才能真正發揮出來。例如,某個城市的道路上有上百萬輛汽車,如果我們只把其中的一萬輛汽車接入到網絡中,就不能對整個城市的交通有全面的了解,也不可能建立一個智能交通系統;其次是流動性,物體通常處在運動中,要能保證物體在運動狀態,甚至是高速運動狀態下都能隨時進行數據的交換,這就需要建立配套的信息高速公路,尤其是大容量移動互聯通道。EPOSS在《物聯網 2020》報告中分析預測,未來物聯網的發展將經歷四個階段,2010年之前射頻識別技術將被廣泛應用于物流、零售和制藥等領域,2010-2015年物體互聯,2015-2020年物體進入半智能化,2020年之后物體進入全智能化。目前,第一階段的功能在國內外已經實現,正在向第二階段的目標邁進。
6 結束語
物聯網的興起是信息產業的又一次浪潮,物聯網被業界廣泛視作后金融危機時代驅動世界經濟增長的新引擎和未來社會的締造者。物聯網的發展并不是可以一步到位的,它設計的內容很多,在中國只有依靠政府以及科研單位、企業單位以及社會業界人士共同努力,這樣才能把物聯網本身所蘊藏的巨大潛力發覺出來,讓其體現出其應有的價值。
參考文獻:
[1]周偉.淺談物聯網及其技術應用[J].電腦知識與技術,2011,8.
【摘要】本文從技術、應用、前景三個方面簡要闡述了物聯網技術在醫院信息化建設中的應用現狀與展望,對相應的應用進行了簡要的利弊分析,以期樹立物聯網技術在未來醫院現代化建設中發揮的作用。
【關鍵詞】物聯網;RFID;醫院信息化;數字化醫院;醫院管理
近年來,醫療行業的競爭已經從醫療環境、醫療人才的競爭轉移到醫院信息處理能力及醫院工作效率的競爭。物聯網技術作為新興信息技術,在患者管理、資產盤點等方面已經在醫院逐步推廣應用,進一步推動了醫院的數字化進程。運用物聯網技術,優化醫院現有的信息系統(HIS),構建全時、全域的監測和預警管理平臺,有效解決精細化管理問題將是醫院信息化發展的風向標。
1物聯網技術概述
1.1物聯網定義:物聯網是21世紀新一代信息技術的重要組成部分。其英文名稱我們可以得到物聯網就是“物物相連的互聯網”,這主要表達了兩層意思:首先,物聯網的核心和基礎仍然是互聯網,是在互聯網的基礎上的延伸和擴展的網絡;第二,其用戶端延伸和擴展到了任何物品和物品之間,進行信息交換和通信。由此得到物聯網定義是通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品和互聯網相連接,進行信息交換和通信,以實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
1.2關鍵技術
1.2.1射頻識別術及編碼:射頻識別即RFID技術,又稱電子標簽、無限射頻識別,是一種通過無限電訊號識別特定目標病毒寫相關數據,而無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸的通信技術。射頻識別是一種簡單的無線系統,只有兩個基本期間,由一個閱讀器和很多或標簽組成。
射頻識別的編碼是唯一的,而且其編碼規律和解析方式能夠通過物聯網計息服務對應起來,這樣才能夠通過編碼訪問其對應物品。目前體系射頻識別編碼存在三個標準,分別為ISO標準、歐美EPC標準和日本UID標準,應用前景和范圍也有所不同。
1.2.2無線傳感器網絡:無線傳感器網絡就是由部署在監測區域內大量的廉價微型傳感器節點組成,通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網絡。最近幾年,隨著計算成本的下降以及微處理器體積越來越小,已經為數不少的無線傳感器網絡開始投入使用。目前無線傳感器網絡的應用主要集中在環境、醫療、軍事等領域。
1.2.3物聯網中間件服務:物聯網中間件負責實現對RFID硬件以及配套設備的信息交互和管理,同時作為一個軟硬件集成的橋梁,完成與上層復雜應用的信息交換。其在物聯網中起到中介作用,屏蔽前端硬件的復雜性,并把采集的數據發送到后端IT系統。
1.2.4物聯網名稱解析:物聯網名稱解析服務點有點類似因特網的DNS服務,后者是激昂客戶端輸入的網址轉換成其對應的網絡資源地址URI,進而得到此ID號對應物品的屬性。
2物聯網在醫院管理中的應用
2.1醫院患者管理:使用RFID技術將患者姓名、年齡、血型、過敏史、親屬姓名、緊急聯系電話、既往病史等信息儲存在射頻腕帶中,掛號、就醫、取藥只需一刷就避免人為失誤,規范合理用藥。還可以與醫院HIS系統接駁,隨時從醫院遠端服務器調取病人完整病歷。此外針對病人,可以對床頭病人標識卡、住院服進行改進,對患者生命體征進行實時監護;針對新生兒,運用RFID腕帶和母嬰識別系統避免他人報錯和偷報等。
2.2醫務人員管理:醫務人員的流動性大,在醫院重要點位設置固定RFID閱讀器讀取每個工作人員的RFID胸卡判斷其所在位置,從而實現人員室內跟蹤,為調度醫務人員及時診療與救護提供支持。在此基礎上,集成門禁系統、監控系統、考勤系統。防止外來人員隨便進入,以提高綜合管理能力。
2.3醫療設備管理:醫療設備管理的最終目的是使醫療設備處于良好的運行狀態,確保醫院的社會、經濟、技術效益最大化。基于RFID技術的醫療設備管理通過標簽植入,智能實現入庫出庫、科室管理、資產盤點、保修報損、防盜報警等功能。此外,還可以通過功能完備的信息系統,實現設備定期維護保養以延長使用壽命,實現設備檔案電子化提升工作效率,實現設備使用監管以確保設備利用率。
2.4用血安全管理:將物聯網技術用于血液管理,從獻血開始就將每個血袋上記錄獻血這基本信息和血液生物信息的RFID標簽,從而簡化血液篩選和儲存流程,提高血庫內部處理效率,降低出錯率和血型配錯率。當然應用物聯網技術于血液還存在一些其他聲音,例如標簽的電磁波對血液成分是否存在影響,RFID應用于用血安全其成本的投資回報過低等等,這些都是應用過程中的一些瓶頸問題。
2.5 醫藥供應管理:基于RFID技術的醫藥供應管理可以實現藥品裝配迅速、識別和杜絕仿冒藥品、減少不必要庫存、提高照單生產率、門診智能擺藥取藥等等。在美國食品藥品管理局(FDA)的要求下,該國制藥商從2006年開始利用RFID技術追蹤易仿冒藥品的生產、儲存、運輸、銷售的全過程。
2.6醫療廢物管理:將物聯網技術應用于醫藥廢物的管理,是近幾年研究的一個方向。國外一些先進醫院通過對醫療垃圾的收取、稱重、運輸、焚燒等過程的數據進行收集和分析,避免醫療廢棄物的漏裝、遺失、丟棄,記錄規范整個流程的耗時,全程監控醫療廢物轉運,確保醫療廢物被妥善運輸到指定地點。
3前景展望
物聯網作為一項前景技術,還面臨著技術標準、行業規范、成本、信息安全、電磁干擾等一些列問題,在醫療行業全面推行物聯網技術還面臨很多困難。但不容置疑的是在醫療藥品行業將是物聯網技術率先應用的最大領域,特別對于醫療應急機動任務來說,RFID技術具有完成高效、準確、便于部署醫藥管理系統所需的高度自動化和智能化,在應急醫療保障任務中必將發揮不可替代的重要作用。物聯網時代已經來臨,物聯網+云計算則是醫療行業發展的最終信息技術模式。
參考文獻
關鍵詞: 集約型農業;物聯網技術;探索;研究
Key words: intensive agriculture;internet of things technology;exploration;research
中圖分類號:TN915 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2012)24-0206-02
0 引言
“集約型農業”是農業生產經營的一種模式,是利用有限的土地資源,將生產力技術先進的勞動力和生產資料集中管理,形成規模化集中生產經營,使較少的土地產生最大的農業經濟效益,從而解決我國原始的、分散的農業生產,最終利用現代化的技術手段改良農業、改造農業,提升農業生產經營的市場競爭力和活力。
物聯網技術是指通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,將任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、追蹤、監控和管理的一種網絡技術。利用物聯網技術就是通過對集約型農業生產、經營等活動進行實時、高效的監控,是集約型農業的發展實現智能化、低碳化、生態化、集約化發展,從空間、組織、產業上完成農業基礎設施、通信設備和信息化設施的重新組合,使農業發展進一步“高效、聰明、智慧、精細”,促使“三農”和諧發展。
1 我國集約型農業發展及其應用物聯網技術現狀
1.1 集約化農業發展現狀
①東西部地區差異較大,制約農業集約化發展;
②平原與山部地區差異明顯;
③傳統思想觀念決定著農業集約化發展進程;
④粗放型農業發展觀念根深蒂固。
1.2 集約型農業發展應用物聯網技術的現狀
1.2.1 西部地區 目前西部地區形成了以我國第一個農業示范區楊凌為龍頭的高新農業發展模式,其覆蓋整個關中地區,輻射整個西部地區,結合西部地區的自然環境特點,人文特點、農業種植特點等,利用物聯網技術、物聯網、云計算、三網融合等高新技術推動“三農”產業向城市的數字化、智能化、低碳化發展,從空間、組織、產業上整合現有通信設備和信息化基礎設施,使楊凌的發展“聰明、智慧”,探索我國“三農”信息化、城市智慧化和諧發展模式。進一步推進實施西部大發展戰略。
1.2.2 東部地區 我國東部地區的集約化農業的物聯網技術應用比較成熟,目前在長江中下游地區已經進入推廣期實用期,主要表現在:
長三角地區的集約型水稻生產區,通過農業機械導航控制技術研制而成的無人駕駛拖拉機,使農機駕駛員從單調重復的勞動中解放出來,顯著提高作業精度,避免重復作業,提高農業資源利用率,降低生產成本,提高投入產出比。
通過實時采集大棚內溫度、濕度信號以及光照、土壤溫度、葉面濕度、露點溫度等環境參數,自動開啟或者關閉指定設備。并根據用戶需求,隨時進行處理,為設施農業綜合生態信息自動監測、對環境進行自動控制和智能化管理提供科學依據。
2 我國集約型農業發展及其應用物聯網技術意義