欢迎来到易发表网,发表咨询:400-808-1701 订阅咨询:400-808-1721

关于我们 期刊咨询 科普杂志

物联网技术分析优选九篇

时间:2023-10-13 09:40:51

物联网技术分析

物联网技术分析第1篇

[关键词]大数据;互联网+;农业;智能灌溉

引言

随着科技的日益进步,计算机的相关技术被引用到各个领域。智能灌溉系统是融合传感器技术、自动控制技术、计算机技术、无线通信技术与移动终端控制等多种高新技术,自动采集光照、温度、土壤水分、空气湿度等信息,通过无线通信技术传输给信息管理系统,自动控制喷水灌溉、通风除湿等设备,从而调节环境参数。智能灌溉系统应用大数据策略,在云服务平台进行数据分析处理,以关联图表显示历史记录,为农业专家提供决策支持,同时获取国家气象局天气预报信息,根据天气状况和作物需要智能调节喷水灌溉策略,调整用水量,实施精准灌溉,提高水资源利用率。智能灌溉系统支持多种应用场景如智能花园、温室大棚、高尔夫球场等,提供Web版、桌面版、移动终端3种管理系统供用户使用,使其随时随地操作管理。智能灌溉系统采用WiFi技术实现远程无线通信,采用Zigbee技术构建底层无线传感网,节能低耗,能够根据应用场景规模灵活增加无线节点模块,不会因为监测点过多而使布线复杂,降低系统维护运营成本。

1职能灌溉系统总体结构

系统总体结构如图1所示。系统实验室模型及部分实物操作界面如图2所示。

2智能灌溉系统功能模块简介

本系统根据物联网三层体系结构设计,功能模块划分及其主要设计内容如下表1所示。

3智能灌溉系统简易操作说明

下面主要说明桌面版管理系统、Web版管理系统、移动终端版管理系统的操作使用方法。3.1桌面版管理系统桌面版管理系统主要功能模块有:操作控制模块、数据与命令查看模块。其中,操作控制模块的功能如下:这部分提供了实时场景的选择,区域实时数据的显示,区域手动操作和自动控制的设置。可以通过输入服务器地址,进行场景的选择,然后对该场景下的区域进行手动控制,实时控制底层终端控制设备,也可以开启自动控制,输入要自动控制的参数范围,系统会根据输入的控制参数,进行自动控制。3.2Web版管理系统3.2.1登录界面系统的开始页面,界面简洁友好。只有获取权限才能进入控制系统。3.2.2首页这部分主要是显示项目的一些图片,页面下方是项目的介绍。3.2.3监控中心这是本程序的核心部分,在这个页面中,能够通过仪器表查看到当前的数据,并提供了天气预报,能够根据需要设置自动控制的外界条件,或是进行人工的操作处理。上述界面中,上面部分是最近一次采集到的数据,以仪器表的形式生动地展示出来,左下角是自动控制时的温湿度,光照强度的控制范围,在这里输入要控制的范围后,系统会根据用户输入的范围自动调控。右下角是系统的自动控制区域,在这里用户可以进行手动控制。3.2.4数据分析查看将历史记录以关联图表的形式展示出来,一目了然,为农业专家进行数据分析提供决策支持,最终确定适于作物生长的控制策略。3.2.5操作记录将用户的操作即自动操作记录下来,便于查看。3.2.6退出程序退出后,系统的工作模式不变,保持原状。点击退出后,登录状态被重置,并跳转到登录页面。3.3移动终端管理软件3.3.1登录部分这个是手机端的登录界面,简洁明了,选择联网模式,输入账号密码以及当前的服务器地址即可登录,可以选择保存密码,方便下次登录。3.3.2数据查看中心选择当前环境模式和区域,即可查看当前的实时数据。3.3.3控制中心选择当前的场景模式和区域,就可以对该区域进行控制,可以根据需要输入环境参数,设置自动控制的范围,也可直接进行手动控制。

4结语

物联网技术分析第2篇

关键词 物联网;LTE通信网络;网络架构;同心实现;系统性能

中图分类号:TN929.5 文献标识码:A 文章编号:1671—7597(2013)042-053-01

物联网是今后社会发展的必然趋势。物联网将移动通信技术、智能终端技术、无线传感技术以及相关的技术进行了有机融合,利用这种融合极大的拓展了网络的应用领域和应用范围,使得网络的概念延伸到社会生活的各个层面,为移动通信业务带来了更加广阔的发展空间。但是,物联网的发展需要高传输速率、高带宽资源、高通信质量的通信网络支持,特别是移动视频监控、VoIP语音业务、移动数据传输等都需要高速无线通信系统支持。传统的2G移动通信技术和现行的3G通信技术在满足物联网的通信需求方面均存在不足,无法适应物联网的发展要求。而LTE技术的出现则很好的解决了物联网对移动通信的系统要求,促进物联网的高速有效开展。

1 物联网技术分析

物联网技术是指应用RFID、GPS定位、激光扫描器等多种无线信息传感设备将绝大部分现实世界的物品按照适当的通信和描述协议接入到互联网络中进行数据传输、信息交换或物品监控,以实现便捷性、实时性的物品和信息的智能定位、识别与管理。

物联网技术正处于起步阶段,还未形成一个统一的、完整的网络体系和技术方案。就目前研究进展和物联网特性而言,物联网技术分为三个主要层次:感知层、网络层以及应用层。其中感知层主要用于对物品进行智能识别和信息收集;网络层主要使用无线或有线接入技术将物品接入互联网,无线接入技术主要由LTE技术、Wi-Fi技术或Wi-MAX技术等提供支持;应用层主要对所收集的信息进行处理和应用,并通过网络层向感知层传输控制指令。

2 LTE技术分析

LTE技术是一种长期演进技术,该技术可以极大的提升无线网络的网络接入速率,扩大网络承载终端容量,提供高速数据传输业务。LTE技术应用正交频分复用技术、多输入多输出技术等关键技术为无线网络通信提供下行100 Mbit/s,上行50 Mbit/s的信息通信速率,其频谱利用率较HSUPA有2~4倍的提升。

其中,正交频分复用技术可以在有限的频谱空间内建立多个正交子信道,利用相互独立,互不干扰的子载波对需要传输的数据进行调制并利用上述子信道进行数据传输,这就成倍的降低了高速数据的传输速率,提高了频谱利用率。

多输入多输出技术则是在数据的收发端采用多根接收天线组成天线阵列,进而在接收端和发送端建立起多条数据传输通道,在不改变通信带宽的前提下成倍提高数据通信效率。该技术的实质就是利用空间复用技术对有限的信道容量进行拓展,向用户提供更高的复用增益和分集增益,提升信道的性能和数据传输质量。

3 基于LTE技术的物联网技术分析

3.1 基于LTE的物联网体系架构

基于LTE的物联网架构体系按照物联网结构可以分为三个部分,分别为物联网传感网络、LTE数据传输网络以及物联网服务或应用网络。

其中,物联网传感网络负责对接入物联网的传感器和终端设备等进行信息采集、控制和管理接入物联网的服务终端,利用物联网网关对物联网接入设备进行数据通信和设备管理。用户可以利用LTE接入网所支持的服务器对网络覆盖范围内的设备或物品进行管理。

LTE数据传输网络用于实现数据传输控制。应用LTE系统中的eNB可以对用户数据的IP头进行加密压缩,其中S1-MME接口可用于信令传递、SGW选择,用户寻呼,S1-U接口可用于传输用户信息;MME可以对接入子层的命令执行和数据传输进行安全控制,对空闲终端进行寻呼,进行目标切换,实现核心网网元间的信令交换和SGSN选择等;SGW可以充当移动锚点,提升终端的网络性能和移动性能。

物联网服务或应用网络则是实现物联网的实际控制和管理。其中,对象命名服务器可以提供外接与服务器之间的数据传输接口,供终端用户应用管理程序对相关终端实物进行管理或对采集的数据进行处理;内部中间件是LTE数据传输网络与物联网应用服务器的数据通信接口,可为两者之间的数据通信提供多种安全防护策略,保证数据通信的安全;物联网服务器主要承担物联网数据的存储、管理、应用等功能。

3.2 基于LTE的物联网通信实现分析

物联网的传感终端采集的数据流在接入到LTE网络中时会产生庞大的、高频次的数据流量,这种数据特性是普通的2G或3G业务所无法承担的。LTE通信技术将这些流量转变为多个低速子数据流在OFDM子信道中传输,同时应用HARQ技术等对通信频带等进行自适应调度,适时调整通信协议中的相关参数实现频谱资源的有效利用及大量数据的实时传输。

LTE核心网中不存在主动释放机制,及LTE链路的释放不是自动完成的,这就为物联网中的终端实时在线提供了可能。若终端不需要实时在线,只需要通过NAS发送释放信令给LTE即可断开与LTE网络的连接,脱离物联网网络。

3.3 基于LTE的物联网特性分析

就接入角度而言,LTE系统中的用户都可以根据网络参数进行信道适配和频带资源共享,这就极大的提升了整个物联网的配置灵活度,促使物联网中的数据通信和资源使用维持在最佳状态。

虽然LTE系统不提供主动释放机制,但是当系统在一定时间内没有检测到数据传输时可以自动进入省电模式,这种特性可以有效提高网络设备的工作效率,降低资源消耗和使用成本。

LTE系统应用层二调度器对网络资源进行动态调配,可以实现用户终端的实时在线,对于诸如语音、视频、数据传输等特殊业务还能够通过调整相关参数的方式优化物联网数据结构,以满足这类业务的开展,具有非常强的适用性。

4 总结

LTE技术可以依托其强大的数据处理功能承载无线物联网的接入和应用服务,保证物联网业务的稳定有序开展,为物联网的成熟和完善提供强力支持。

参考文献

[1]李昊,胡兴.LTE无线通信技术与物联网技术的结合与发展[J].邮电设计技术,2012(1).

[2]韩滢,程刚,裴斐.LTE与物联网的融合现状和发展研究[J].移动通信,2012,36(19).

物联网技术分析第3篇

关键词:智能电网;物联网;体系结构

中图分类号:U665.12 文献标识码:A 文章编号:

一、物联网概述

物联网(Internet of Things)指借助装置在各类物体上的电子标签(RFID)、红外感应器、全球定位系统(GPS)和二维码等设备,通过接口与无线网络相连,从而给物体赋予智能,既可以实现人与物体的沟通和对话,也可以实现物体与物体之间的沟通和对话,同时进行数据与信息的交换和通信,以实现对物品的识别、定位、跟踪、监控、管理等一系列智能化活动的网络。

物联网的应用领域从面向企业的智能交通、物流调度追踪、基站监控等扩展到了面向公众的智能电网、个人医疗、智能家居等,遍及各行各业,但目前还处于起步阶段,尚未大规模普及。物联网产业覆盖了传感感知、传输通道、运算处理、行业应用等领域,其中涉及射频识别、传感器、无线网络传输、高性能计算、智能控制等技术。在智能电网行业中,无处不在利用物联网技术、网络和设备来实现电网的智能化,它们之间早已实现了相互融合与渗透。物联网的产业化发展将大力推动智能电网的发展,智能电网行业现已被公认为物联网产业化发展落到实际应用最能取得成功的优先行业之一。

二、物联网的技术体系架构

物联网是一个开放的体系结构,需要多种技术的支撑,主要包括射频识别技术、中间件技术、物流管理技术、通信技术等各个方面。其关键技术主要涉及三个方面:一是感知技术,指利用射频识别技术、二维码、全球定位系统、摄像头、传感器、传感器网络等感知、捕获、测量技术手段,随时随地对物体进行信息采集与获取;二是信息传递技术,指利用各种电信网络与互联网的深度融合,实现物品信息的实时、准确传递;三是智能处理技术,指利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对海量的跨地域、跨行业、跨部门数据与信息进行分析处理,对物品实施智能化控制。感知层主要通过传感器、射频识别等技术手段,实现对相关信息的采集;网络层依托电力信息通信网,实现感知层各类电力信息的传输;应用服务层主要采用智能计算、模糊识别等技术实现电网信息的综合分析与处理,实现智能化的决策、控制与服务。物联网的总体技术架构如图 1 所示。

图 1 物联网技术体系架构

三、基于物联网的智能电网关键技术

1. 参数量测技术

参数量测技术是智能电网基本的组成部分。先进的参数量测技术获得数据并转换成数据信息,供智能电网各个方面使用。参数量测技术主要应用了物联网的感知技术,如电子标签用于对采集的信息进行标准化标识,数据采集和设备控制通过射频识别读写器、二维码识读器等实现。在数据采集和处理阶段,主要是采用各类传感器技术、射频识别技术以及二维码等信息采集技术,对物品进行数据采集,之后接收上层传递过来的控制信号,产生响应,进而完成相应的动作,对信息进行处理。它们评估电网设备健康状况和电网完整性,进行表计读取、电费评估、防止窃电、缓减电网阻塞以及与用户沟通。

2. 智能电网通信技术

建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础。适用于智能电网的通信技术应具备双向性、实时性、可靠性等特征。基于物联网有多种技术可供选择,它们主要可分为有线和无线技术两大类。其中,有线技术包括数字用户线路(DSL)、无源光纤网络(PON)等;无线技术包括码分多址移动通信技术(CDMA)、通用分组无线服务技术(GPRS)、无线局域网络(WLAN)等,这些技术均已相对成熟。在物联网的实现过程中,无线传感网技术格外重要,无线传感网是由大量多种类传感器节点(集传感、采集、处理、收发、网络于一体)组成自治的无线网络,它能实时、动态获得物理世界的传感信息,并将相关信息与通信主干网融合,可全方位提高智能电网各环节的信息感知深度。

3. 云计算技术

电网具有规模大、模型复杂、多级、多层次等显著特点。特别是随着太阳能、风能、水能等可再生能源逐渐接入电网以及分布式能源技术的不断发展,电网的规模将更大,复杂性将更高,分布将更广。云计算是分布式计算、并行计算和网格计算的发展,是虚拟化、效用计算、面向服务的体系结构(SOA)等概念混合演进的计算方法,主要用于智能电网异构资源的集成与管理、海量电网数据的分布式存储与管理、快速的电力系统并行计算与分析等。

4. 智能电网调度和信息安全技术

智能调度是智能电网建设中重要的环节,而智能电网调度决策支持系统是智能调度研究与建设的核心,是提升调度系统资源优化配置能力、智能化决策能力、灵活高效调控能力的技术基础。在智能调度技术中,还包含信息系统平台技术,智能电网中的信息系统平台主要包括采集与处理、分析、集成、显示、信息安全等电网全方位监测体系。电网公司信息管理平台应覆盖财务、营销、安全生产、协同办公、物资、项目管理等所有环节的业务管理和应用。

智能电网的信息安全主要涉及智能电网应用的物联网接入网关技术、物联网异构系统通信协议转换及传感节点安全接入技术、物联网信息安全接入平台总体技术架构等方面。

四、基于物联网的智能电网体系结构

第一,电网设备感知层。电网设备感知层包括电网各类需要信息传输与交换的元件和设备,电网设备感知层包括二维码标签和识读器、射频识别标签和读写器、摄像头、各种传感器、传感器网络,无线传感器网络(WSN)感知层的主要作用是感知和识别物体,采集并捕获信息。对配电网和用户网而言,其物联网建设的关键点在于数据采集与数据采集过程中的智能化监控,负责整个系统的电能信息采集、用电管理以及数据管理和数据应用。

第二,网络通信层。网络通信层以电力光纤网为主,辅以电力线载波通信网、无线宽带网,实现感知层各类电力系统信息在广域或局部范围内的信息传输。数据采集远程通信网络可采用多种无线、有线数据传输网络,可以是专用或公共的无线、有线通信网络以及电力线载波通信网络。采集终端之间的通信为本地通信网络,可采用电力线载波、微功率无线、RS485 总线以及其他有线网络。

第三,数据融合层。利用云计算等各种数据融合技术,对海量数据的交换与融合进行管理,提供数据存储以及跨分区、跨系统的整合、集成、访问功能。对电网未来海量的各种数据等进行大量的压缩、存储、加工、共享,通过建立模型、数据挖掘、在线分析等信息技术实现数据的知识管理与智能决策。其主要技术涉及数据建模、数据存储、数据仓库、数据挖掘、网络分布处理、虚拟化、云计算等。

第四,智能电网应用层。应用层主要采用智能计算、模式识别、信息系统等技术实现电网运营的综合分析与监测处理,实现智能化的决策、控制和服务,从而提升电网各应用环节的智能化水平。智能电网应用层使物联网技术与智能电网的需求相结合,实现电网智能化应用的解决方案。智能电力物联网一体化管理平台的具体实现在一层当中,主要包括电网监测预警系统、电网设备监测系统、供需平衡控制等各种运营监测系统。具体参见图 2中的智能电网应用层。

五、结束语

物联网作为智能电网末梢信息感知层和通信层的基础环节,在电力系统中具有广阔的应用前景,物联网已经渗透到了电力输送的各个环节,在电网建设、生产管理、运行维护、信息采集、安全监控、计量应用、用户交互等方面有着十分广泛的应用,未来物联网技术应与智能电网进行更多的渗透与融合,给未来电网带来更大的经济效益和社会效益。

参考文献:

物联网技术分析第4篇

关键词:物联网;智能电网;融合;应用

中图分类号:U665文献标识码: A

物联网技术是现代计算机技术、信息技术、网络技术等快速发展的产物,通过运用先进的仪器设备对物品的信息、信息等进行有效的识别,并对相关信息进行融合,实现物物相连,应用到智能电网系统中是一项伟大变革。

1物联网与智能电网的概念

1.1物联网

随着计算机网络及移动通信网络的发展,物联网的概念正在被越来越多的人所接收。人们对它的认知还在不断地补充和完善当中,实际上物联网就是通过传感器、无线射频识别(RFID)、全球定位系统等实时采集需要监控、连接、互动的物体或过程,主要采集的信息有:声、电、光、热、力学、化学、位置等信息。物联网中的“物”能够被纳入“物联网”的范围是因为具有接收信息的接收器;具有数据传送通路;可以发送接收数据传输数据时遵循物联网的协议;物体接入网络时需要具有世界网络中被识别的唯一编号。它主要是由应用层、网络层、感知层构成。物联网的结构如图1所示。

1.2智能电网

智能电网是以物理电网为基础,是在高速双向通信网络和先进数字化技术的基础上,通过终端传感器与客户之间、电网公司与客户间形成网络互连,在电网整个系统中,智能电网实现用电的优化,节能减排和整体高效运行[1]。电能传输不仅要考虑到安全性、传输损耗、新能源电力上网、维护成本、电能调度优化、用户管理和监测,还需要考虑到能源供给和消费不均衡带来的远距离传输问题。传统的高压输变电方式显然不能完成如此复杂的电能传输任务,智能电网成为低碳经济的必然选择。它通过信息化手段,使资源开发、转换(发电)、输电、配电、供电、售电及用电的电网系统的各个环节进行智能交流,充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全性、可靠性和经济性、满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的,实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。智能电网结构如图2所示。

2 物联网与智能电网的融合

物联网是一个集感知、通信、网络、计算控制系统为一体的数物复合型系统,物联网发展就是基础架构智能化的过程,需要从基础架构学的角度进行科学、系统研究。物联网是否成功取决于行业应用是否成功,智能电网是其中的典型代表。物联网的感知和控制是通过通信、网络和计算的环节集成在一起,有效的物联网软件中间件是其中的关键。物联网软件中间件实现嵌入式计算实时性,数据中心的高效能和终端设备的移动性的完美结合[2]。智能电网与物联网有着非常紧密联系的结构、特点,方法主要体现在:(1)在智能电网的广泛应用中,促使物联网技术与智能电网技术更好的融合,现有的调度自动化,集成控制,用电信息采集系统,是物联网应用中的各种不同的形式;(2)物联网技术是一种重要的智能电网技术支持,为智能电网的发展提供强大动力,全面提升智能电网信息感知的程度,分析能力、电力系统的预警灾害处理能力等都得到有效提高,同时也提高了电网的安全运行水平,从电力的生产到消费各个环节的精细化管理,实现节能,高效、经济的目的;(3)智能电网和网络的深度整合,可以带动物联网以及智能电网中相关检测设备,传感器,通信设备的发展,从而进一步促进物联网与智能电网的融合[3]。物联网在智能电网中的应用如图3所示。

3物联网在智能电网中的应用

3.1在智能用电信息采集系统中的应用

电能计量是现代电力营销系统中的一个重要环节,目前国内传统的远程抄表系统主要有RS485总线式抄表、电力线载波抄表、RS485总线、低功率无线混合抄表和RS485总线、低压电力线载波混合抄表等几种方案。存在通信距离较短、抄表读数误差大等缺点,而且对于一些不可控电表不能实现远停远送操作。因此研制一种基于无线传感网络和光纤/电力载波通信技术的采集与集中一体的设备,将采集到的电表读数通过广电的同轴电缆传输数据的设备,能够对电表的数据进行实时的读取并可存储,以备主站人员调用;对普通485不可控电表实现远程停送电的操作[4]。如图4所示。

3.2在智能用电服务系统中的应用

实现电网与用户之间的实时交互响应,提升服务水平,增强电网综合服务能力是智能电网服务系统的根本要求。基于物联网技术的智能用电服务系统具有集中计量、作息时间用电分时段控制、超负荷控制、电热负载限制、用电数据网络实时查询等功能,可以满足现代公寓式办公/商住/教学的实际用电管理需求,提供了一整套安全、高效、先进的管理手段[5]。系统具有电量、负荷、禁用电器功率的设置和用户管理、房间配置、储值记录、费用统计、安全用电参数远程批控制、免费电量远程批控制、远程监控、违规用电记录管理功能。手机购电也是基于物联网技术的服务业务,该业务的开展给用户提供了很大的方便,提升了服务水平,实现用户与电网的交互。

3.3在电力设备状态检测中的应用

随着电网资产规模的扩大,设备数量的增加,技术水平的提高以及运行标准要求的日趋严格,对于电力设备的状态检测提出了更高的要求。然而传统的电力设备状态检测是值班人员定期检查各设备状态,同时做设备的检测试验。这种方法对巡检人员的要求较高,且有一定的危险性和误判性,费事费力,效率低下,且事故率高。因此物联网的应用可以使对电力设备的状态检测实现智能化。在智能电网中实现对电力设备的状态检测,实现可视化、信息互动化带电检测是在电力设备通电运行状态下进行检测的一种新技术[6]。利用基于物联网的传感技术和微电子技术对运行中的设备进行实时监测,获取设备运行状态的各种物理量数据,并对其进行分析处理,预测运行状况,根据实时数据得出检测报告。该技术作为基础的带电检测相比传统的打压试验有不可比拟的优势。带电检测所用到的超声波检测仪、局部放电检测系统、红外热像仪都是国外非常先进的高科技产品。带电检测在国外经过多年的市场运作,技术成熟,设备运行稳定,得到的数据详实可靠。通过传感器采集到的各种相关参数经过处理后,再经过无线传感网络上传到管理监控中心,可以实现对电力设备的实时在线检测。

4结语

本文主要通过介绍了物联网和智能电网的概念及其发展状况,以及在智能电网中的具体应用。物联网作为智能电网末梢信息感知层和通信层的基础环节,在电力系统中具有广阔的应用前景。但是也会给电网带来一定的安全问题。由于物联网在很多场合都需要无线传输,这种暴露在公开场所之中的信号很容易被窃取,也更容易扰,这将直接影响到应用物联网的智能电网体系的安全。随着物联网技术的发展,物联网技术必将与智能电网有着更多的渗透与融合,会进一步提升未来电网的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]熊华.物联网促进智能电网建设探讨[J].电力信息化,2010(8).

[2]马韬韬,李珂,朱少华,等.智能电网信息和通信技术关键问题探讨[J].电力系统自动化设备,2010,30(5).

[3]王德文,宋亚奇,朱永利.基于云计算的智能电网信息平台[J].电力系统自动化,2010,34(22).

[4]周洪波.物联网:技术、应用、标准和商业模式[M].北京:电子上业出版社,2010.

物联网技术分析第5篇

关键词:物联网技术;智能建筑;成本控制;工程造价

1引言

随着国家对智慧城市的重视,智能建筑也进入了高速发展时期,智能建筑在物联网技术下对增强安防措施、改善居住体验、节约能耗等方面进行改善。物联网是通过多种信息传感器实时采集各类信息,在终端设备、边缘域或云中心通过机器学习对数据进行分析。智能建筑可以利用物联网技术对建筑内暖通空调、供水、发电、照明系统、网络等通过人工智能处理器对于建筑的整体分析和优化,可以大大节省运营成本,提高投资回报率。智能建筑的核心是5A系统:建筑设备自动化系统(BA)、通讯自动化系统(CA)、办公室自动化系统(OA)、火灾报警与消防连动自动化系统(FA)、安全防范自动化系统(SA),通过5A系统使建筑具有安全、便捷、高效、节能的特点。根据数据统计,2019年我国物联网连接量在45.7亿,到2025年将增至199亿,市场空间非常广阔,对于智能建筑在物联网技术下成本控制和造价分析,将成为行业关注的热点。

2物联网技术对智能建筑的成本控制

利用物联网技术对智能建筑进行工程预算是一种新型的技术手段,物联网技术通过智能系统提高成本控制的准确性,对于智能建筑项目进行成本预算和控制有十分重要的作用。物联网技术的广泛应用是智能建筑的基本特点,一般通过开环控制和闭环控制的结合,以及定性控制与定量控制的结合的采用多模态控制方式,这种方式可以帮人们处理大量的系统问题,通过大数据收集资料和人工智能的科学推理,可以对人类的行为和思维进行感知模拟,对智能建筑中5A系统的精准控制。物联网通常使用射频设备、定位系统、激光扫描设备和红外感应器设备等信息通讯传感器,通过网络把所有设备都连接起来,来使信息互联互通,实现在物联网技术下智能识别、智能定位、智能跟踪、智能监控的管理体系,可以对智能建筑中的各种设备进行有效管理,让设备和系统进行信息互通和远程共享,通过收集大量的数据信息可以构建一个参量体系,通过参量系统优化智能建筑使用成本,给人们提供绿色环保、舒适健康的生活环境。

3物联网技术下智能建筑工程造价

利用物联网技术和参量体系可以得到大量信息,通过信息的处理计算得到成本数据和工程量,根据国家规定定额标准得到工程造价的目标函数。运用BIM智能建筑模型,合理的博弈控制函数设计进行智能建筑的造价预测。物联网技术下智能建筑的工程造价分析模型主要有三种,(1)通过对建筑的主要参数数据的基础上构建模型。(2)通过物联网技术模糊控制和逻辑控制来构建模型。(3)通过物联网技术下拟自然随机最小二乘拟合来构建模型。这种方法由于计算量较大,计算复杂程度较高,无法保证计算的准确性。为了提高计算的准确性,本文提出一种基于物联网技术约束参量和工程造价预测模型的方法来提高智能建筑成本控制进度和工程造价预测准确性。

4物联网技术进行成本控制参量体系

在智能建筑中工程造价是指工程建设中所需要投入的资金,主要包括前期的投资估算、项目过程中的工程结算、完工后的竣工决算。在智能建筑施工过程中,可以运用物联网技术对项目成本和工程造价进行有效控制。第一,合理分析智能建筑工程造价的约束函数和参量体系;第二,为了构建物联网技术下智能建筑参量体系和约束模型,需要对建筑规划、消防、交通、环保等实现工程造价合理评估和预测。通过参量体系和约束模型进行智能管理控制,保证智能建筑项目施工进度和施工品质。通过构建物联网技术参数模型,保证了智能建筑材料合理选择和建筑施工成本的精准预测。在物联网技术智能建筑成本控制预算中,往往忽视交叉因子对成本的影响。智能建筑在物联网技术的支持下实现自动网络控制,利用智能建筑自动控制网络中的三种通信协议实现效益评估,可以有效地计算出智能建筑控制成本,在构建物联网技术下智能建筑的成本控制参量体系中,利用物联网技术对工程造价模型设计,实现对智能建筑工程造价成本有效控制和精准预测。由此可见,在物联网技术下构建智能建筑参量体系是实现成本控制的重要途径。

5智能建筑目标模型构建及设计优化

利用物联网技术建立智能建筑目标模型,通常是采用均衡博弈的计算方法来分析智能建筑的工程和造价,这种方法是用预测函数以及最小方差来进行成本的预测和造价控制,可以有效地控制智能建筑造价计算精度。但是由于需要收集大量的数据,在没有足够数据作为基础的情况下,智能建筑工程造价预测精度是不准确的。本文为了提高控制精度采用了一种在物联网技术下智能建筑成本约束参量。通过约束参量贡献度加权的方法建立工程造价预测和成本控制模型,在参量分析基础上设计工程造价预测和成本控制模型,构建物联网下成本控制系统得到最佳的博弈函数,得到工程造价施工优化参数。在物联网技术智能建筑施工过程中,不但要考虑在施工成本,还需要对管理成本等多方面进行综合考量,通过智能建筑成本分析建立工程成本预测模型。为了合理地评估智能建筑的性能,可以采用一种分数阶差分函数的公式对评价进行有效分析,用函数公式得出智能建筑成本和建筑质量的关系。在智能建筑模型构建时,利用分析方法实现成本投入的时间序列的采集,通过智能建筑施工中的各方面因素进行线性二乘拟合计算构建约束关系模型,可以实现智能建筑工程造价的量化评价参数模型。在实际施工过程中,包括固定成本和非固定成本,非固定成本是由很多不确定因素造成的,为了实现有效的成本控制,应该对不确定因素进行有效控制。通过物联网技术构建量化控制模型,可以有效地对物联网技术下智能建筑工程项目实现效益最大化。在物联网技术下智能建筑的控制必须满足非线性方程的连续性条件,通过连续性条件构建一个模型,由此可以得出物联网技术下智能建筑施工过程中生产效益最大化,并且在物联网技术下实现成本与效益最优匹配,通过以上决策,智能建筑工程造价的效益值和带量值可以有效均衡。此外,为了保证施工效率和质量构建模型,通过累计方差的公式对建筑成本的参量贡献度进行自适应加权处理。通过上述介绍的参数模型,可以在物联网技术下对施工成本、施工效率和施工质量进行优化,不但提高了施工质量还降低了施工成本。

6物联网技术下仿真实验和分析

为了对上述模型和参数进行检验,以及物联网技术下智能建筑成本控制和工程造价分析的可行性,通常需要采用一种仿真软件进行分析和研究,根据国家预算定额可以设计物联网技术下智能建筑成本参量数据表。通过成本参量数据表进行物联网技术下智能建筑成本控制和工程造价仿真建模,对物联网技术下预测数值仿真,通过仿真可以得到不同的成本控制数据,为了要论证结果,可以把物联网技术智能建筑仿真结果和传统模型计算结果进行对比。从仿真结果可以看出,采用本文所使用的方法有效地降低了项目建设成本,成功的对智能建筑成本控制进行了优化。由此可见,通过仿真实验模拟进行实验得出的结果是有科学性和可行性的。

7物联网下智能建筑展望

物联网技术在建筑业、工业、电子行业、交通行业、汽车行业都有了深入的应用。随着科技的不断进步,智能建筑在物联网的发展下将结构、系统、服务、管理跟用户需求进行优化组合。智能建筑不仅可以提高舒适的环境,还可以提高工作效率,降低建筑成本,已经成为智慧城市发展的必然趋势。目前智能建筑主要体现在系统设备自动化和通信系统信息化,随着科技的发展,物联网技术下的智能建筑会采用系统信息综合管理,对智能建筑内所有的设备信息进行收集、传输和处理,在物联网下智能建筑可以实现人与物的连接,物与物的连接,通过云计算收集处理和人工智能逻辑分析决策,朝着智能化方向发展。

物联网技术分析第6篇

关键词:物联网;概念;关键技术

中图分类号:TN929.5;TP391.44

物联网技术是指通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按照内部的信息交换与传输协议,实现物与物、物与人、人与环境的信息网络化连接,从而实现智能化的对象识别、定位、追踪、管理、服务等综合化的网络管理技术。

1 物联网的相关概念

物联网是现代科学技术信息的重要产物,指的是“物物相连的互联网”。物联网是在现代互联网技术、信息通信技术、管理技术、传感技术、服务与管理技术上发展起来的,将应用拓展到任何物体与物体之间的信息交换与通信。狭义上的物联网技术指的是物品与物品之间的网络连接,实现的功能为物品的智能化识别与管理;广义上的物联网可以延伸理解为信息空间与物理空间的相互融合,实现一切事物的数据化、网络化,在物与物之间、物与人之间、人与现实环境之间构建起新型的信息交换与传输体系,建立起一个真正意义上的“万维网”,这是网络信息技术在人类社会发展的最高境界。从物联网通信的对象以及技术实现过程来分析,实现物与物之的信息交互、人与物之间的信息交互是物联网技术的核心内容。由此,我们可以整体的将物联网概括为三个方面的技术特征:全面感知、智能处理和可靠传送。结合现代对象识别技术对物体信息进行采集,如激光扫描技术、射频识别技术(RFID)等;通过信息感知、分析、处理与捕获技术是采集的物体信息接入网络数据库,利用网络通信技术、传输技术、共享技术等,实现随时随地的、高效的、可靠的信息交换、传输与共享;最后通过数据处理技术、智能管理技术与密码保护技术实现物联网的智能化管理与集中化控制。

2 物联网关键技术分析

2.1 感知与识别技术

感知与识别技术是物联网的基础组成部分,负责采集物理世界中一切“物”具体数据信息,实现对“物”的对象感知与识别功能,目前主要应用的感知与识别技术有射频识别技术(RFID)、传感器技术、现代智能扫描技术和二维码技术等。

2.1.1 传感技术。传感技术是利用传感器和多跳自组织传感网络技术,来采集待处理对象的物体信息。传感器技术依附于现代信息敏感处理材料、敏感数据采集设备和计算机数据处理技术,对基础技术和综合信息处理能力要求比较高。目前,传感器技术在对“物”的数据采集精度、稳定度和可靠性方面仍存在着欠缺,我国的传感器技术仍缺乏自主创新,是我国物联网产业化的发展瓶颈之一。

2.1.2 识别技术。识别技术主要包括物体识别技术、地理位置识别技术。对物体信息进行识别是实现物与物互联的基本条件和前提。物联网识别技术是以射频标识技术、二维码技术为基础的。从应用需求的角度来分析,物联网识别技术首先要解决的是对“物”的全网内标识问题,需要建议一套系统且可靠的物联网物体标识体系,以实现物与物之间的数据准确传输与交换。

2.2 网络通信技术

物联网的传感器通信技术是实现信息数据传输的重要方式。而如何对先用的网络体制进行重组和改建,适应物联网的业务开展要求,如实现低数据率、低移动性等要求是现代物联网技术领域的研究重点。传感器的网络通信技术可以大体的分类两类:广域网通信体系和近距离信息传输体系。在近距离传输技术方面,以IEEE 802.15.4为代表的近距离传输协议是目前最广泛应用的技术规范,其免许可证的2.4GHZ频段在全世界范围内可以实现通用,为物联网的信息传输与交换的实现提供协议支持。就广域网通信技术而言,以现代TCP/IP传输协议,3G网络通信技术,卫星通信技术为物联网远程信息传输的实现提供技术支撑,其中以IPV6信息传输协议为核心的下一代通信网络将成为物联网远程传输的主要研究课题。

2.3 计算与服务技术

对海量数据进行存储、处理、传输是物联网要实现的核心功能。而数据信息的服务与实际应用是物联网技术要实现的根本目的。

2.3.1 信息计算。对海量数据信息的感知计算与大数据的集成化处理技术将是物联网应用普及化应用所面对的重要挑战之一。对海量感知信息的大数据整合、云存储、多设备共享、高速率下载、有用数据发现与数据挖掘等关键技术的攻克,采用现阶段兴起的云计算大数据处理与共享技术为物联网海量信息传输提供技术支撑。

2.3.2 服务计算。物联网的发展方向应该以实际应用为最终目的。随着时代的不断发展,涌现出许多新型的应用模式,这对物联网的服务模式和应用开发带来了巨大的挑战。传统的技术路线已经束缚了物联网的发展,在新时代的环境下,服务的内涵将得到革命性扩展。为了适应环境和服务模式的变化,物联网对行业普遍存在和要求的核心技术进行提炼总结,面对不同的需求,研究针对不同应用需求的规范化、通用化服务体系结构以及应用支撑环境等

2.4 安全管理技术

由于物联网终端感知网络的私有特性,网络信息的安全就成为一个必须攻克的难题。物联网中的传感节点部署的环境通常不会有人看守或者一些不可控制的环境,在这种环境下传感节点比较容易被攻击者获取,盗取节点中存储的信息,进而侵入到网络。除了这方面的威胁,物联网终端感知网络还受到一般无线网络所面临的信息的泄漏、篡改、重放攻击等多种威胁。从安全技术角度来看,需要加强的相关技术包括:(1)认证技术――对使用者的身份进行确认;(2)密钥建立及分发机制――确保信息传输的安全;(3)数据加密等数据安全技术――以保证数据自身的安全性等。因此在物联网安全领域,上面提到的几项安全技术就成为加强安全管技术的关键组成部分。

3 结束语

物联网是在现代网路基础上而发展起来的新型技术体系,在未来的社会生活活动中具有极大的可应用潜力。物联网技术的发展必将推动人类文明朝着更智能化、网络化、现代化的方向发展。我国的物联网技术仍处于初级发展阶段,各技术层面仍缺乏自主创新技术,要建设我国的物联网战略规划体系,需要国家各行业的共同努力,以推动我国的信息化社会建设。

参考文献

[1]刘伟,张益铭.物联网关键技术[J].数字技术与应用,2011(06).

[2]李中伟,金靖芝.物联网中的关键技术[J].价值工程,2011(19).

物联网技术分析第7篇

[关键词]物联网 智能视频技术 现状和分析

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)05-0358-01

引言

视频监控是物联网中的重要组成部分。在以往的安防行业中视频监控只是其一个重要的应用领域,并没有将系统、互联网这些概念掺杂其中。而随着我国经济的不断发展,越来越多的领域需要视频监控,从而也将视频监控原本只是安防行业的传统狭窄领域给打破,越来越多的新需求也在物联网的背景下被人们所提出来。信息的采集点是摄像头的本质,而编码设备的本质则在于数字信息化的变化,而将摄像头和编码设备进行有效的结合,也就形成的第一步功能的物联网。而随着第一步功能的完成接下来就是全面的IT化互联网化,也就是对架构、系统以及技术的IP化[1]。在当下物联网的趋势和背景下,有效的结合IT和安防是必须要做的工作,因此,联网对于监控来说也是必不可少的。

1.物联网中智能视频的作用和发展现状

1.1 智能视频的发展作用

随着我国科技的不断发展,全数字化时代已经在视频监控中得到全面使用,也就是当下视频监控系统的网络化,它是通过标准的TCP/IP协议而建立的,因此它又叫做IP监控系统,是在2001年被发明并使用的。视频监控的数字化的优点就在于可以使模拟闭路电视监控的局限性得到很好的解决,例如可以在计算机网络上不受距离限制的传输数字化视频的图像数据,而且也不会干扰到传输信号,使图像的品质和稳定性得到大幅度的提升;视频监控的数字化可以很好的运用计算机网络进行联网,可以重复使用网络宽带,而且对于网线的布置上也可以不用重新布置;数字化存储功能也得以实现,通过对视频数据的压缩处理,使其可以有效的在磁盘阵列中得到存储或者在光盘中得以保存,从而更加方便快捷的进行数据查询[2]。

在智能化方面,目前的视频监控系统都试图对摄像机采集的视频信息上运用计算机视觉技术来进行理解、分析和处理,过滤和排除掉一些无关紧要的信息,报告给监控人员处理的都是一些提取出的有用信息,从而让预警、防范以及主动监测等功能得到实现,进而使代替人来进行监控任务的目的得以实现。

1.2 智能视频技术的应用领域

目前,智能视频技术已经得到了广泛的应用,很多行业都开始依赖智能视频技术来促进行业的发展。例如,(1)高级视频的移动侦测:在雨雪或者大风、大雾等复杂环境中,可以对一个或者多个物体的动作方向、运动特征等一系列的运动情况做到精准的侦测和识别。(2)物体追踪:在对移动物体侦测到后,可以结合物体的运动状况自动的进行控制指令的发送,从而使的摄像机可以对物体进行自动跟踪,而当跟踪物体超出跟踪范围后还能自动的对物体所在区域的摄像机发出通知,从而让物体区域的摄像机进行再次跟踪和监控。(3)识别任务的面部:通过对任务的面部特征进行识别,将人物的面部特征和数据库进行对比,从而对人物的身份进行识别和验证。这种面部识别主要分为两种,一种是需要人物在摄像机面前停留一段时间,在一些门禁系统中比较普遍,还有一种是在一群人中对一些特定的个体进行识别,这种在机场、火车站等安防工作中的运用比较普遍。除此之外还有很多地方都得到了广泛的应用,如通过对车辆的形状等信息进行识别、对交通流量进行控制等[3]。

2.智能视频监控技术的技术介绍

所谓的运动目标检测是从视频序列的图像中将目标物体所在区域给分离出来。在对目标物体进行正确检测盒识别的基础上进行后续工作中的运动目标提取、跟踪以及行为理解。可以说视频监控中运动目标的检测是前导工作。在运动目标的检测中主要分为两种检测,分别是背景检测和目标检测。

当下的背景检测方法主要有四种:背景模型法、背景统计法、卡尔曼滤波法以及Surendra背景更新算法。背景模型法是建立各个像素点的统计模型,通过对像素点的灰度分别来找出最为符合的概率分布,例如非参数化模型。背景统计法是对像素点的灰度进行统计,在结合其平均值估计背景点的灰度,对剧烈变化的部分进行过滤。卡尔曼滤波法是通过将灰度的时间序列看成具有噪音的观测值,结合时域递归低通滤波对缓变的实际图像进行估计[4]。Surendra背景更新算法是对侦察图像进行计算,得出物体运动的区域,保持区域的背景的不变,更新非运动区域,从而估计背景图像。

目标检测算法中光流法、帧间差分法以及背景减法最为常用。光流法是对运动目标的光流特点,通过对光流场进行计算,从而进行运动目标的提取。这种方法在计算上较为复杂,且耗时比较长,对一些实时性检测很难满足。帧间差分法对相邻两个图像灰度值存在的差异进行对比进行运动目标的提取。这种方法在计算上较为简单,也能很好的感应到运动物体区域的变化,但是会拉伸检测出的物体运动方向,不能明确的确定运动目标位置,还会去除掉部分运动目标的信息数据,使得运动目标不能被完整的提取出来。背景减法对当前的帧图像与背景图像之间的数据进行相减,若某个像素点比域值要大,则这个点出现在运动目标上,目标的位置、形状以及大小等信息都通过相减的结果而确定。这种方法可以很好的估计和更新出背景,却对运动物体的定位也非常的精准,但是对一些变化的光照以及环境非常的敏感[5]。

3.总结

总而言之,物联网实现智能交通、智能安防、智能监控以及一些其他智能化控制的方法就是物体和物体之间相连的庞大网络。在物联网中最早得到应用的重要技术之一就是智能视频监控。因此,物联网能够直接影响到职能视频监控的发展。智能视觉监控技术所涉及到的诸多领域的研究,属于综合性跨学科问题,是非常具有挑战性的一种前沿课题。当下,对智能视频技术的相关研究依旧还存在于探索和研究的一个阶段,需要大量的工作才能真正的使监控技术的智能化得以实现。

参考文献

[1] 李万才.物联网中智能视频技术的现状与分析[J].警察技术,2010,06:8-10.

[2] 沈沛意,杨刚,张亮,肖潇,张小平,常启鹏,于公.物联网的智能视频接入终端――高清晰智能相机的研制与应用[J].物联网技术,2011,03:41-45.

[3] 朱方,吴莉,陈飞凌,袁卫忠.智能视频监控终端在物联网中的应用和发展研究[J].中国电子科学研究院学报,2011,06:561-566.

[4] 奚吉,蒋银忠.基于物联网和视频分析技术的监狱智能监控系统[J].电子器件,2014,06:1183-1188.

[5] 雷玉堂.浅析几种视频异常事件的智能视频分析技术与方法[J].中国公共安全,2013,12:129-132+134-136+138+140.

物联网技术分析第8篇

1.物联网定义

物联网(Internet of Things,IOT)又称传感网,是指将各种信息传感设备,比如射频识别(RFID)装置、红外感应、全球定位系统、激光扫描器等装置与互联网相结合所形成的网络,其目的是让所有的物品都能够远程感知和控制,并与互联网结合成一个更加智慧的生产生活体系。1999年美国麻省理工学院(MIT)首次提出物联网的概念,是指把所有物品通过射频识别(RFID)等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理的网络。2005年国际电信联盟(ITU)在年度报告中指出,信息与通信技术的目标己经从任何时间、任何地点连接任何人,发展到连接任何物品的阶段,而万物的连接就形成了物联网。2009年通过对物联网的跟踪研究,中国移动提出的物联网定义是:对物体具有全面感知能力,对信息具有可靠传送和智能处理能力的连接物体与物体的信息网络。全面感知、可靠传送、智能处理是物联网的特征。物联网所涉及的关键技术,比如射频技术、分布式计算、传感器、嵌入式智能、无线传输及实时数据交换和互联网都是目前较为成熟的技术,并在相关领域己得到广泛的应用。物联网的新颖之处在于利用这些技术的交叉与融合,建立一个“物物”相连的网络,从而完成远程实时数据交换与控制,方便人们生产生活。

2.物联网的发展历程

物联网也是先在军事领域得到应用然后再向民用领域转移。物联网最初的应用可以追溯到上世纪六十年代,当时为了应对来自苏联的水下威胁,美国和加拿大建成了声音监测体系(Sound Surveillance system,SOSUS),由分布在大洋深处的潜水微音器及相关网络组成。随后,美国为了应对华约组织的空中威胁,在北美大陆建立了由防空雷达及相关网络组成的防空网。后来该系统功能得到增强,在航空预警及控制(Airborne Warning and Control system,AWACS)和预防走私领域发挥积极作用。

1980年,美国一个名为国防先进项目研究处(Defense Advanced Research Projects Agency ,DARPA)的机构开始对分布式传感网进行(Distributed Sensor Networks,DNS)研究,当时R. Kahnl是研究处的负责人之一,他试图将传感网与互联网连接起来,从而达到远程监控、远程控制的目的。受困于当时的技术环境,DNS项目将注意力集中在分布式计算、信号处理、追踪等领域。在多所大学的配合下,项目各领域很快取得了进展,并在80年代初进行了实验,实验的内容是通过声波感应器组成的网络去探测低空飞行器。80年代后期及90年代,美国军方陆续建立了多个局域传感网,包括海军的CEC项目、FDS项目和陆军的远程战场感应系统(Remote Battlefield Sensor System,REMBASS)等。

同互联网类似,传感网最初的应用也是在军事领域。军方之所以对此感兴趣是因为传感网将之前以平台为中心的观念转变为以网络为中心。有了传感网,传感设备与武器设备便可以有不同的平立操作,而不必每件武器装备一台传感器,及时的网络沟通使得信息能够准确传递到武器平台,从而增强了追踪能力和反应速度。分布式的信息处理架构增强了军方的抗打击能力,能在遭受敌人重创之后迅速组织力量进行反击。民用传感网起步较晚,但发展较快。集成电路的出现、计算机性能的飞速提升为传感网提供了硬件支持,MIT的Auto-ID项目以及其他科研机构为传感网提供了必要的技术支持,再加上互联网的广泛应用、无线传输技术的进一步成熟都为传感网的快速发展打下基础。移动计算和网络国际会议在1999年就将传感网视为21世纪人类又一个发展机遇;2005年,国际电信联盟(ITU)了《ITU互联网报告2005:物联网》,从此“物联网”的概念日渐深入人心。加拿大、英国、德国、芬兰、意大利、日本和韩国等国纷纷加强对传感网研究的投入,“智慧地球”、“U-Japan”、“U-Korea”等项目陆续提出。

我国在此领域布局较早,中科院10年前就启动了传感网研究,传感网标准体系已形成初步框架,目前我国与德国、美国等国一起,成为国际标准制定的主要国家之一。中国电信的M2M(Machine to Machine)平台从07年就开始搭建,建立在其基础上的系统应用横跨物流、交通、节能、环保、消防、车辆跟踪等多个行业。今年8月9日,总理在无锡视察的时候视察了中科院相应的技术研发中心,对于“物联网”应用提出了三点要求:一是把传感系统和3G中的TD技术结合起来;二是在国家重大科技专项中,加快推进传感网发展;三是尽快建立中国的传感信息中心。9月11日,北京举行“传感器网络标准工作组成立大会暨‘感知中国’高峰论坛”,会上成立了传感器网络标准工作组,为我国将来开展传感网标准制订工作,参与国际标准化、把握信息化浪潮奠定了基础。

3.物联网的基本功能

物联网的基本功能在于人与人、人与物、物与物之间在任何时间和任何地点都能够通过任何的网络获取任何的服务,物体也赋予了智能化。大体分为三类:信息识别及位置监控、(环境、物品属性)动态监测类、智能控制类。这三大类的区分依据在于工作原理的不同。

在实际应用中,经常存在多种功能同时实现,比如动态监测物体变化,并实时进行智能控制。

4.物联网技术在物流产业中的应用状况分析

4.1 感知技术应用状况

在中国物流信息化领域,应用最普遍的物联网感知技术首先是RFID技术。RFID标签及智能手持RF终端产品有比较广泛的应用,RFID技术主要用来感知定位、过程追溯、信息采集、物品分类拣选等。其次是GPS/GIS技术。物流信息系统采用GPS/GIS感知技术,用于对物流运输与配送环节的车辆或物品进行定位、追踪、监控与管理;尤其在具有运输环节的物流信息系统,大部分均采用这一感知技术。视频与图像感知技术居第三位。该技术目前还停留在监控阶段,需要人来对图像分析,不具备自动感知与识别的功能,在物流系统中主要作为其他感知的辅助手段,也常用来对物流系统进行安防监控,用于物流运输中的安全防盗等,这一系统往往会与RFID、GPS等技术结合应用。传感器的感知技术居于第四位。传感器感知技术及传感网技术是近两年才在物流领域得到重视与应用的技术。目前,传感器感知技术也是与GPS、RFID等技术结合应用,主要用于对危险物流系统、粮食物流系统、冷链物流系统的物品状况及环境进行感知。传感技术丰富了物联网系统中的感知技术手段,在食品、冷链物流和危险品物流具有广泛应用前景。扫描、红外、激光、蓝牙等其他感知技术在物流领域也有少量应用,主要用在自动化物流中心自动输送分拣系统,用于对物品编码自动扫描、计数、分拣等方面,激光和红外也应用于物流系统中智能搬运机器人的导引。(注:上述扫描指自动输送分拣机上的条码扫描,不包括手持终端的条码扫描)。根据对相关资料的统计分析,多项感知技术集成应用的情况也较多,如RFID技术与传感器技术结合、GPS技术与RFID技术结合、车载视频与GPS技术结合等。

4.2 网络与通信技术应用状况

现代物流的特点是系统化和网络化,目前,物流系统全部是网络化的运作,很少有物流系统是点对点的单线管理与优化。因此,物流信息化的最大趋势是网络化与智能化。在物流系统中,企业内部的生产物流管理系统往往是与企业生产系统的运作与管理相融合,物流系统作为生产系统的一部分,在企业生产管理中起着非常重要的作用。企业内部物流系统的网络架构,往往都是以企业内部局域网为主体建设的独立的网络系统。在物流公司,面对大范围的物流作业,由于货物分布在全国各地,并且货物在实时移动过程中,因此,物流的网络化信息管理往往借助于互联网系统与企业局域网相结合应用,但也有企业全部采用局域网技术。在物流中心,物流网络往往基于局域网技术,也采用无线局域网技术,组建物流信息网络系统。在数据通信方面,往往是采用无线通信与有线通信相结合,新的物流信息系统还大量采用了3G通信技术等先进的技术手段。根据对物流信息化案例的不完全统计,采用互联网技术的占68%,采用局域网技术的占63%,采用无线局域网技术的占24%,有的系统采用多种网络技术。

4.3 智能管理技术应用状况

根据对相关资料的统计分析,目前,物流信息系统能够实现对物流过程智能控制与管理的还不多,物联网及物流信息化还仅仅停留在对物品自动识别、自动感知、自动定位、过程追溯、在线追踪、在线调度等一般的应用,专家系统、数据挖掘、网络融合与信息共享优化、智能调度与线路自动化调整管理等智能管理技术应用还有很大差距。只是在企业物流系统中,部分物流系统可以做到与企业生产管理系统无缝结合,智能运作;部分全智能化和自动化的物流中心的物流信息系统,可以做到全自动化与智能化物流作业。

我国的物流业作为唯一的生产业被列入十大产业振兴规划,新的发展机遇期为我国物流产业的发展提供了更为广阔的发展空间,它是国民经济发展的“助推器”和“加速器”,但物流业的发展需要大量新技术的应用作为支撑,特别是物联网技术的出现,使得物流产业的加速发展出现了新的契机。

5.结束语

物联网的发展带给各个产业和众多企业的不仅仅是一次成本的降低和效益的提升,它将会给电信运营商、产品制造商、物流行业和零售商以及供应链上的各个节点企业带来令人激动的机遇,从更深层意义上来讲,它将使各个行业和企业进入一个新的通信时代,进入一个企业运营模式和经营方式大变革的时代。

参考文献:

[1]张玉斌,张云辉,吴绒主编.物联网技术下的供应链管理[M].北京:中国物资出版社,2011.

[2]李颖超.基于物联网的供应链管理优化探析[J].中国市场,2011,621(10):18-24.

[3]王辉,沈洁,石英琳.基于物联网的供应链管理发展新趋势[J].商业时代,2011,26:21-22.

[4]宁焕生,王炳辉.RFID重大工程与国家物联网[J].北京:机械工业出版社,2008.

物联网技术分析第9篇

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

[1]曲冰洁.物联网信息感知及交互技术探究[J].中国科技信息,2014,07:130-132.

[2]赵中营.物联网信息感知与交互技术探析[J].电子技术与软件工程,2014,16:60-61.

[3]朱军.浅谈物联网信息感知与交互技术[J].电子技术与软件工程,2015,15:28.

[4]陈中华,张潭.物联网信息的感知与交互技术分析[J].科技展望,2015,25:9.

相关文章
相关期刊
友情链接