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關鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);監(jiān)管安全;電子身份識別卡
于監(jiān)獄而言,罪犯定位信息管理是監(jiān)管安全工作中的一大難點。傳統(tǒng)的人防要求,需要民警高度的責任心,同時也對監(jiān)獄管理者提出了諸多難題。物聯(lián)網(wǎng)技術正蓬勃興起,借助物聯(lián)網(wǎng)的有關技術,開發(fā)相關管理軟件,網(wǎng)格化析分管理區(qū)域,可以實現(xiàn)準確、即時、有效的定位管理。該系統(tǒng)的開發(fā)對于創(chuàng)新監(jiān)獄管理機制,提高監(jiān)獄監(jiān)管安全管控力度,實現(xiàn)“科技強監(jiān)”、“科技強警”目標,有著積極的現(xiàn)實意義。
1 項目名稱、研發(fā)背景及其意義
1.1 項目名稱:基于物聯(lián)網(wǎng)技術的罪犯網(wǎng)格化管控系統(tǒng)
所謂“基于物聯(lián)網(wǎng)技術的罪犯網(wǎng)格化管控系統(tǒng)”,就是應用現(xiàn)代日益成熟的物聯(lián)網(wǎng)技術,將監(jiān)獄特定管理區(qū)域依照一定的標準劃分成為單元網(wǎng)格,通過對單元網(wǎng)格內(nèi)罪犯主動(被動)[1]攜帶的電子身份識別標簽信息的讀取,對該區(qū)域的安防信息進行巡查、監(jiān)督和處置,以實現(xiàn)單元區(qū)域之間數(shù)據(jù)共享、信息共用、資源整合、動態(tài)跟蹤、全面覆蓋的軟件系統(tǒng)。
1.2 項目研發(fā)背景
安全是監(jiān)獄履行刑罰執(zhí)行職能的首要前提,加強現(xiàn)場管控力度是實現(xiàn)監(jiān)獄安全的最基本手段之一。近年來,隨著信息化建設步伐的加快,各地監(jiān)獄都相繼建立起安全防范系統(tǒng),與信息系統(tǒng)進行了關聯(lián)應用,在一定程度上實現(xiàn)了安防信息化,但對獄內(nèi)罪犯進行有效的定位和管理的水平還亟待提升。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的日益成熟,當前對罪犯進行定位管理、越界管理、行為識別管理,以及將各個安防系統(tǒng)進行有機整合等已經(jīng)成為可能。
1.3 項目的實施意義
一是有助于提升“四防一體化水平”。該系統(tǒng)借助物聯(lián)網(wǎng)技術,通過對罪犯的網(wǎng)格化管理,有效提高人員分布情況的自動化和智能化查詢、管控水平,減少一線民警的簡單重復、機械性勞動,降低民警的工作強度,提高警務效能,有效杜絕脫管失控的隱患和漏洞,將管理方式從被動處置問題向主動發(fā)現(xiàn)問題轉(zhuǎn)變,并借助系統(tǒng)及時解決問題,從而促進監(jiān)獄管理水平進一步提高,最終實現(xiàn)人防、物防、技防和聯(lián)防“四防一體化”。
二是優(yōu)化警力資源管理。無疑,借助該系統(tǒng)所構建的管理平臺,可以有效減少一部分循環(huán)、重復的民警管理崗位設置,比如巡查、督察、零星罪犯的帶進帶出等,使警力得以投入到更需要的崗位,從而實現(xiàn)對警力資源的有效配置。
三是提升監(jiān)獄信息化系統(tǒng)的應用水平。當前,各地監(jiān)獄已基本完成了信息化的基本建設,但各信息系統(tǒng)的信息集成和共享的水平還有待于提高,借助現(xiàn)有的網(wǎng)絡、信息數(shù)據(jù)庫等基礎系統(tǒng),積極開發(fā)適用、小型、經(jīng)濟的軟件系統(tǒng),豐富系統(tǒng)功能,提升應用水平,有助于體現(xiàn)信息化的效益、秩序原則。
1.4 該項目解決的實際問題
當前針對在押犯的管理,普遍存在如下難題和問題:
一是難以準確、實時、動態(tài)地掌握罪犯位置和人數(shù)。獄內(nèi)罪犯的流動區(qū)域涵蓋監(jiān)舍、教學場所、勞動車間、醫(yī)院、會見室等多處,根據(jù)直接管理的要求,每個區(qū)域都需要民警準確掌握其數(shù)量、方位以及是否有非法進出特定區(qū)域、非法靠近關鍵設施等行為。當前該項管理工作主要靠民警人工清點,且無法提供歷史軌跡情況。
二是對陌生罪犯身份進行即時識別。監(jiān)獄督察組成員遇有單獨活動的罪犯,僅靠罪犯口述及番號牌比對,無法準確驗證真?zhèn)?。對于本監(jiān)區(qū)人員,民警實現(xiàn)全部、準確掌握,也有難度。
三是對臨時離群的罪犯的監(jiān)控難度大、成本高。尤其是在個別罪犯臨時離開集中管理場所,如接見、就診等,都需要民警單獨帶押,人數(shù)變化無法及時準確統(tǒng)計并實現(xiàn)最大范圍的周知。
2 項目的基本功能
系統(tǒng)可以實現(xiàn)罪犯的定位管理,借助自動點名、報警管理、軌跡回放和查詢統(tǒng)計等輔助功能,改善監(jiān)獄管理方式,提高民警工作效率,提升安全系數(shù)。
2.1 自動點名功能
系統(tǒng)定時自動對指定區(qū)域內(nèi)罪犯進行掃描,讀取該罪犯所佩帶的電子標簽身份信息,自動上傳至系統(tǒng)后臺,與后臺數(shù)據(jù)進行比對,從而實現(xiàn)自動點名及罪犯的區(qū)域定位,從而幫助民警即時掌握其管理區(qū)域內(nèi)的人員流動情況。
2.2 巡更功能
系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)獄實際區(qū)域分布,劃定單元范圍,經(jīng)民警手持點名機,實現(xiàn)補點名和確保人、卡和座位三者合一。點名時,手持點名機按照路線對3-5米范圍內(nèi)持卡罪犯進行點名掃描,待手持點名機放回終端時,系統(tǒng)對罪犯姓名等基本信息進行自動檢索,建立巡更記錄,并及時顯示漏檢、漏巡方位。手持點名機還具備及時提醒民警點名和即時報警、顯示人數(shù)功能。
2.3 人員定位信息功能
系統(tǒng)自動實時、動態(tài)顯示各指定區(qū)域內(nèi)的罪犯及動態(tài)信息。
2.4 報警功能
如出現(xiàn)異動情況,如人數(shù)無授權異常流動、人數(shù)比對不符等情況,系統(tǒng)自動逐級上傳報警信息,民警根據(jù)分級授權,進行相應處理。
3 項目的系統(tǒng)架構
3.1 物聯(lián)網(wǎng)的技術架構
物聯(lián)網(wǎng)是一種內(nèi)容復雜、形式多樣的系統(tǒng)技術。根據(jù)信息生成、傳輸、處理和應用的原則,從技術架構上物聯(lián)網(wǎng)可分為三層:感知識別層、網(wǎng)絡層、應用層。其技術架構如圖所示:
⑴感知識別層。感知識別是物聯(lián)網(wǎng)的核心,是聯(lián)系物理世界和信息世界的紐帶。感知識別層既包括射頻識別(RFID)、無線傳感器、攝像頭等信息自動生成設備,也包括各種智能電子產(chǎn)品用來人工生成信息。RFID是能夠讓物品“開口說話”的技術:RFID標簽中存儲著規(guī)范而具有互用性的信息,通過無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡把它們自動采集到中央信息系統(tǒng),實現(xiàn)識別和管理。另外,作為一種新興技術,無線傳感器網(wǎng)絡主要通過各種類型的傳感器對物質(zhì)性質(zhì)、環(huán)境狀態(tài)、行為模式等信息開展大規(guī)模、長期、實時的獲取。
⑵網(wǎng)絡層。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡平臺建立在現(xiàn)有的移動通信網(wǎng)、因特網(wǎng)和其他專網(wǎng)的基礎上,通過各種接入設備與網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)感知層相連接。物聯(lián)網(wǎng)接入技術包括有線(雙絞線、光纖和同軸電纜等)和無線(2G、3G、衛(wèi)星通信以及藍牙、Wi-Fi、ZigBee、WiMax等)接入兩大類型。
⑶應用層。應用層主要包含應用支撐平臺子層和應用服務子層。其中應用支撐用于支撐跨行業(yè)應用、跨系統(tǒng)之間的信息協(xié)同、共享、互通功能,包括公共中間件、信息開放與信息交換平臺、云計算平臺和數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理和智能分析智能決策等服務支撐平臺。應用服務子層包括精確農(nóng)業(yè)、智能交通、智能家居和公共安全等行業(yè)應用。應用層利用經(jīng)過分析處理的感知數(shù)據(jù)為用戶提供豐富的特定服務,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。
3.2 物聯(lián)網(wǎng)技術在監(jiān)獄罪犯網(wǎng)格化管理中的應用
物聯(lián)網(wǎng)各層之間既相互獨立又聯(lián)系緊密。在應用層以下,同一層次上的不同技術互為補充,適用于不同環(huán)境,構成該層次技術的全套應對措施。而不同層次提供各種技術的配置和組合??偠灾?,技術的選擇應以應用為導向,根據(jù)具體的需求和環(huán)境,選擇合適的感知技術、聯(lián)網(wǎng)技術和信息處理技術。因此,根據(jù)監(jiān)獄場所的特殊行業(yè)要求以及罪犯特殊群體的管理特點,可依托物聯(lián)網(wǎng)技術建構“監(jiān)獄罪犯網(wǎng)格化智能管控系統(tǒng)”。該系統(tǒng)的總體架構如下圖所示。具體架構相應如下:
⑴感知識別層技術的采用。參照物聯(lián)網(wǎng)的技術架構,針對監(jiān)獄工作的實際狀況和具體應用需求,結(jié)合各種識別與定位技術的研究分析,可選用基于RFID(Radio Frequency Identification)射頻識別技術以實現(xiàn)自動身份識別、位置跟蹤、預警和自動報警、應急指揮,規(guī)范獄內(nèi)罪犯的行為,使用安全可靠的信息采集方式來監(jiān)控、追蹤、識別罪犯,將信息系統(tǒng)中的個人信息和現(xiàn)實中的個人真正關聯(lián)起來,實現(xiàn)實時追蹤和報警。
⑵網(wǎng)絡層技術的選用。各種不同類型的網(wǎng)絡適用于不同的環(huán)境,合理提供便捷的網(wǎng)絡接入,是實現(xiàn)物物互聯(lián)的重要基礎設施。根據(jù)當前監(jiān)獄網(wǎng)絡安全需要,一般不采用無線接入技術。
⑶應用層技術的選用。RFID子系統(tǒng)負責采集佩戴在罪犯身上的射頻卡或電子腕帶中的數(shù)據(jù),獲取并保存人員的實時位置,將實時報警信息傳遞給報警管理服務;人員網(wǎng)格化智能管理應用子系統(tǒng)提供對人員位置信息的應用服務與管理,包括人員出入受控區(qū)域的監(jiān)控、自動點名、人員定位、人員動態(tài)監(jiān)控、行動軌跡回放、報警管理服務等。此系統(tǒng)還可以支持繼續(xù)升級,例如,將來可借助該技術,建立罪犯行為分析系統(tǒng),通過對罪犯長期行為進行對比分析、關聯(lián)分析、分類和預測等數(shù)據(jù)挖掘方法,了解到高危人員的一些違規(guī)、危險行為,或者反映特定心理特征的行為,并對這些行為進行監(jiān)測,及時提出預警,以達到預防和及時處置重大事故發(fā)生的目的。
4 項目的關鍵技術
4.1 射頻識別技術(RFID技術)
該技術是一種非接觸的自動識別技術,其利用了射頻信號或空間耦合(電感或電磁耦合)傳輸特性的基本原理,通過無線射頻方式實現(xiàn)非接觸雙向數(shù)據(jù)通信,識別并獲取目標的相關數(shù)據(jù),實時、準確、快速采集與處理目標物品的信息。該技術具有非視覺范圍讀寫、壽命長、信息量大和抗干擾能力強等優(yōu)點,在交通運輸控制管理、商業(yè)自動化、防偽、工業(yè)自動化和門禁管理等眾多領域有廣泛應用。該技術涉及到能耗管理技術、射頻定位技術、RFID中間件、系統(tǒng)防碰撞和安全防護等相關技術。
4.2 基于J2EE架構的面向服務的體系結(jié)構SOA技術
Java EE是開發(fā)可伸縮的、具有負載平衡能力的多層分布式跨平臺應用的理想平臺。J2EE技術為平臺的可移植性、獨立性、安全性提供了保障,并且提供了并發(fā)的機制,具有較高的性能?;贘2EE平臺,可有效提升系統(tǒng)的可靠性、可復用性和可移植性。Java EE體系內(nèi)的EJB、Java Servlet、JSP、JDBC、JNDI、JTS/JTA、JMS等技術,為構建基于B/A/S(瀏覽器/應用服務器/數(shù)據(jù)庫服務器)純?nèi)龑蛹軜嫷膽孟到y(tǒng)提供了穩(wěn)定的平臺。面向服務的體系結(jié)構(SOA)是互相通信(例如從一個服務向另一個服務傳遞數(shù)據(jù)或協(xié)調(diào)一個或多個服務之間的活動)的服務的集合,是一個靈活的體系結(jié)構,是在計算環(huán)境下設計、開發(fā)、應用、管理分散的邏輯(服務)單元的一種規(guī)范。該系統(tǒng)將分布在網(wǎng)絡中的軟件資源看作是各種服務,旨在提供面向技術的解決方案,而不必考慮其后臺實現(xiàn)的具體技術、具體運行平臺、具體物理位置甚至其內(nèi)部的通訊協(xié)議,從而表現(xiàn)出更好的業(yè)務靈活性。J2EE是一套全然不同于傳統(tǒng)應用開發(fā)的技術架構,包含許多組件,可簡化且規(guī)范應用系統(tǒng)的開發(fā)與部署,進而提高可移植性、安全與再用價值。J2EE核心是一組技術規(guī)范與指南,其中所包含的各類組件、服務架構及技術層次,均有共通的標準及規(guī)格,讓各種依循J2EE架構的不同平臺之間,存在良好的兼容性,解決了以往用戶后端使用的信息產(chǎn)品所存在的無法兼容的弊端。
4.3 服務總線技術
服務總線(Enterprise Service Bus,ESB)是用于將異構應用集成在一起創(chuàng)建業(yè)務流程的新的基礎設施,它通過將消息、XML、Web服務、數(shù)據(jù)路由技術來等完成多個應用節(jié)點連接,并協(xié)調(diào)應用間的互動,是一種靈活的、可擴展的分布式計算模型。采用服務總線技術,所有的應用都被作為服務來對待,它們之間通過消息進行交互,應用者不需要知道基礎的通信協(xié)議或者物理位置,從而更能適應需求的變化。ESB支持多種標準接口,有更好的伸縮性,而不像Web服務那樣僅僅利用SOAP/HTTP協(xié)議傳遞服務請求和應答的信息。一方面,它可以用于部門內(nèi)部應用的集成,如通過JMS、JCA組合已有的J2EE應用,以及通過某些專有的適配器連接專有應用(如SAP),由于無需跨越防火墻,這種集成方式具有較高的效率;另一方面,它也可以用于部門對部門的應用集成,通過包括SOAP在內(nèi)的各種接口方式連接異構應用,可以跨越部門之間的防火墻,而無需為此編寫額外代碼,實現(xiàn)多個應用系統(tǒng)之間應用的無縫集成。ESB是從逐步出現(xiàn)的企業(yè)通信、互聯(lián)、轉(zhuǎn)換、面向服務的應用構建、可移植性和安全性等標準中演化而來的,其目標是創(chuàng)建一個真正基于標準的企業(yè)級應用骨干網(wǎng),用來部署業(yè)務過程處理系統(tǒng)、協(xié)同系統(tǒng)和分布式業(yè)務解決方案。ESB是一個實現(xiàn)了通信、互連、轉(zhuǎn)換、可移植性和安全性標準接口的企業(yè)基礎軟件平臺。ESB由中間件技術實現(xiàn)并支持SOA的一組基礎架構功能,支持異構環(huán)境中的服務、消息以及基于事件的交互,并且具有適當?shù)姆占墑e和可管理性。
4.4 Web Service技術
Web Service不是一種框架,而是一種技術。Web Service是由企業(yè)的完成其特定商務需求的在線應用服務,其它公司或應用軟件能夠通過Internet來訪問并使用這項在線服務,它是一種構建應用程序的普通模型,可以在任何支持網(wǎng)絡通信的操作系統(tǒng)中實施運行。它是一種新的web應用程序分支,是自包含、自描述、模塊化的應用。Web Service是一個應用組件,它邏輯型地為其他應用程序提供數(shù)據(jù)與服務。各應用程序通過網(wǎng)絡協(xié)議和規(guī)定的一些標準數(shù)據(jù)格式(HTTP、XML、SOAP)來訪問Web Service,通過Web Service內(nèi)部執(zhí)行得到所需結(jié)果。Web Service可以執(zhí)行從簡單的請求到復雜商務處理的任何功能。一旦部署以后,其它Web Service應用程序可以發(fā)現(xiàn)并調(diào)用它部署的服務。官方的解釋就是:Web Service主要是為了使原來各孤立的站點之間的信息能夠相互通信、共享而提出的一種接口。Web Service可以執(zhí)行從簡單請求到復雜業(yè)務處理的任何功能。Web Services要使用兩種技術:XML和SOAP。XML提供在Web上傳送結(jié)構化數(shù)據(jù)的方式,Web Service以一種可靠的自動方式操作數(shù)據(jù),XML可以使Web Services十分方便地處理數(shù)據(jù),可以使內(nèi)容與表示方式進行分離;SOAP使用XML消息調(diào)用遠程方法,這樣Web Service可以通過HTTP協(xié)議的post和get方法與遠程機器交互。
4.5 電子地圖技術
電子地圖是20世紀80年代初利用計算機輔助地圖制圖技術而形成的地圖新品種,又稱為數(shù)字地圖,是地圖制作和應用的一個系統(tǒng),是一種數(shù)字化了的地圖。其顯示的信息量遠遠大于普通地圖。它可以非常方便地對普通地圖的內(nèi)容進行任意形式的要素組合、拼接,形成新的地圖;可以與衛(wèi)星影像、航空照片等其他信息源結(jié)合,生成新的圖種;可以利用數(shù)字地圖記錄的信息,派生新數(shù)據(jù)。電子地圖技術科學、準確、直觀,大大提高地圖應用效率。
4.6 數(shù)據(jù)挖掘技術
數(shù)據(jù)挖掘(Data Mining,DM)是20世紀80年代末期新崛起的一門學科,是目前國際上數(shù)據(jù)庫和信息決策領域最前沿的研究方向之一。數(shù)據(jù)挖掘是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機的實際應用數(shù)據(jù)中,提取隱含在其中的、人們事先不知道的、但又是潛在有用的信息和知識的過程。數(shù)據(jù)挖掘技術伴隨著數(shù)據(jù)倉庫技術的發(fā)展而逐步完善;以數(shù)據(jù)庫、人工智能、數(shù)理統(tǒng)計、可視化四大支柱技術為基礎;數(shù)據(jù)挖掘主要涉及三個方面:挖掘?qū)ο蟆⑼诰蛉蝿?、挖掘方法,挖掘?qū)ο蟀ㄈ舾煞N數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)源,例如關系數(shù)據(jù)庫、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫、空間數(shù)據(jù)庫、時態(tài)數(shù)據(jù)庫、文本數(shù)據(jù)庫、多媒體數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫,以及萬維網(wǎng)(WEB)等,挖掘方法可以粗分為:統(tǒng)計方法、機器學習方法、神經(jīng)網(wǎng)絡方法和數(shù)據(jù)庫方法,數(shù)據(jù)任務是指從數(shù)據(jù)集合中自動抽取隱藏在數(shù)據(jù)中有用信息,其表現(xiàn)形式為:規(guī)則、概念、規(guī)律及模式等。它可幫助決策者分析歷史數(shù)據(jù)及當前數(shù)據(jù),并從中發(fā)現(xiàn)隱藏的關系和模式,進而預測未來可能發(fā)生的行為。數(shù)據(jù)挖掘的過程也叫知識發(fā)現(xiàn)(KDD Knowledge Discovery in Database)的過程,它是一門涉及面很廣的交叉性新興學科,涉及到數(shù)據(jù)庫、人工智能、數(shù)理統(tǒng)計、可視化、并行計算等領域。
5 項目的應用前景
一是該項目可集成于監(jiān)獄安防平臺,通過對罪犯的定位管理,強化對其動態(tài)控制,突出區(qū)域管控,提高監(jiān)管安全系數(shù),提高民警工作效率,實現(xiàn)“科技強警”目標。
二是該項目可應用于對勞務外協(xié)人員及車輛的定位管理。
三是該系統(tǒng)可吸收、集成視頻監(jiān)控、門禁控制、生物識別、智能分析、數(shù)據(jù)挖掘等新型技術,建立以人員管理為核心的監(jiān)獄綜合管理業(yè)務模型。
1典型分析
畜牧業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術,是指將網(wǎng)絡技術、傳感技術、互聯(lián)網(wǎng)技術等結(jié)合在一起,定點采集畜禽身份信息、采食信息、稱重信息、運動信息等畜牧生產(chǎn)過程中的關鍵信息,通過現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術傳送到后臺數(shù)據(jù)處理中心,在數(shù)據(jù)分析基礎上,以圖表和直觀曲線方式提供給生產(chǎn)者,對畜牧生產(chǎn)進行有效的管理和監(jiān)測,或通過GPS、RFID技術等對動物生產(chǎn)全過程進行溯源跟蹤和監(jiān)控追蹤,建立畜產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯體系。近年來,物聯(lián)網(wǎng)技術在天津市奶牛生產(chǎn)、種豬生產(chǎn)、肉雞生產(chǎn)等領域有了一些應用。現(xiàn)介紹3種典型案例,供養(yǎng)殖生產(chǎn)者參考。
1.1以嘉立荷牧業(yè)和光明夢得等大型牧場為代表通過阿菲金等牧場管理系統(tǒng)的應用,自動采集牧場的生產(chǎn)數(shù)據(jù),技術人員和管理者可以針對繁殖、獸醫(yī)、統(tǒng)計等不同的問題進行分析,了解牧場生產(chǎn)和管理過程中存在的問題,并采取相應措施,實現(xiàn)奶牛生產(chǎn)的精細化管理。
1.2以天津市農(nóng)夫種豬場為代表應用了智能化母豬飼養(yǎng)管理系統(tǒng),通過傳感器對無線射頻耳標的識別,實現(xiàn)對該母豬個體的精確飼喂、鑒定等(荷蘭Velos系統(tǒng));通過應用種豬自動測定系統(tǒng),自動采集種豬每日采食信息和稱重信息,提高了種豬測定效率。
1.3以部分規(guī)模肉雞養(yǎng)殖場為代表通過應用物聯(lián)網(wǎng)技術,實現(xiàn)了自動采集雞舍溫度、濕度等,并根據(jù)雞舍環(huán)境實時變化情況進行自動控制,提高了肉雞生產(chǎn)的管理水平。
2存在的問題
2.1飼養(yǎng)方式制約物聯(lián)網(wǎng)技術推廣物聯(lián)網(wǎng)技術的推廣和應用是與集約化生產(chǎn)經(jīng)營方式相結(jié)合的。但是部分以農(nóng)戶為主的養(yǎng)殖小區(qū)和中規(guī)模養(yǎng)殖場戶,受制于設施設備和生產(chǎn)工藝條件,物聯(lián)網(wǎng)技術改造應用難度大,物聯(lián)網(wǎng)技術難于應用推廣。
2.2物聯(lián)網(wǎng)技術應用范圍偏小在畜牧業(yè)生產(chǎn)中應用物聯(lián)網(wǎng)技術,涉及的信息技術本身比較復雜。因此,目前天津市物聯(lián)網(wǎng)技術的應用大多數(shù)是在大型規(guī)模養(yǎng)殖場,特別是在部分的“領軍”企業(yè)。天津市畜禽養(yǎng)殖量90%以上的中小型養(yǎng)殖場,應用物聯(lián)網(wǎng)技術的意識不強,其物聯(lián)網(wǎng)技術的應用仍呈“空白”。
2.3物聯(lián)網(wǎng)技術應用成本高畜牧業(yè)生產(chǎn)中應用的物聯(lián)網(wǎng)技術,主要有三個來源:一是從國外直接進口技術;二是引進技術在國內(nèi)經(jīng)過本地化改造;三是國內(nèi)自主開發(fā)。就目前而言,國內(nèi)自主研發(fā)產(chǎn)品,其軟硬件配套和產(chǎn)品穩(wěn)定性等方面與引進產(chǎn)品尚有很大差距,養(yǎng)殖場戶積極性不高,加之引進產(chǎn)品價格昂貴、投入高,部分生產(chǎn)者尚無力應用。
3促進物聯(lián)網(wǎng)技術在畜牧生產(chǎn)中的應用
圍繞構建“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全”的現(xiàn)代畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)體系,保障動物疫情穩(wěn)定,保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全,提升畜牧業(yè)質(zhì)量和效益,促進畜牧業(yè)增效,農(nóng)民增收為立足點,按照市場推動和政策扶持相結(jié)合,加快畜牧業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術的應用推廣和系統(tǒng)開發(fā)。經(jīng)過努力,物聯(lián)網(wǎng)技術應用覆蓋天津市生豬、奶牛、肉羊、蛋雞、肉雞五大畜禽種,覆蓋一批規(guī)模養(yǎng)殖場,建設物聯(lián)網(wǎng)示范企業(yè),實現(xiàn)飼養(yǎng)環(huán)境自動監(jiān)控、管理精細化和產(chǎn)品可追溯管理。開發(fā)應用獸藥等投入品監(jiān)管、遠程服務、外埠畜產(chǎn)品監(jiān)管和本地畜產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯等行業(yè)監(jiān)管平臺,實現(xiàn)實時管理。通過示范應用和技術推廣,形成物聯(lián)網(wǎng)集成應用的典型解決方案和技術標準。
3.1企業(yè)類
3.1.1肉羊物聯(lián)網(wǎng)應用平臺以奧群種羊公司為主,利用建立的工廠化杜泊、澳洲白綿羊胚胎移植技術體系和快速擴繁優(yōu)質(zhì)配套系種羊的生產(chǎn)基礎,在生產(chǎn)環(huán)節(jié)引入物聯(lián)網(wǎng)技術,建設奧群優(yōu)質(zhì)種羊聯(lián)合育種信息平臺、種羊胚胎移植遠程服務系統(tǒng)、養(yǎng)殖綜合業(yè)務管理系統(tǒng)。完善RFID技術自動識別系統(tǒng)、自動稱重系統(tǒng)、種羊選育和視頻監(jiān)控等系統(tǒng),實現(xiàn)對種羊生產(chǎn)過程信息采集和數(shù)據(jù)分析,與客戶擴繁場信息共享,互動挖掘數(shù)據(jù)。其服務對象包括天津核心育種場、規(guī)模擴繁場和合作社組織。完成基于RFID的種羊稱重與分群管理、基于有源RFID技術的TMR(全混合日糧)投料監(jiān)控技術標準。
3.1.2奶牛物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)以夢得集團、嘉立荷牧業(yè)惠澤牧業(yè)等21個牧場為主,引進國內(nèi)外先進牧場綜合管理系統(tǒng),實現(xiàn)對產(chǎn)奶、牛群健康等管理智能化。降低炎發(fā)病率,提高配種率和單產(chǎn)水平,實現(xiàn)質(zhì)量安全可控可追溯。
3.1.3生豬物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)以中糧肉食、惠康、德潤、農(nóng)夫等企業(yè)為主,引進智能化管理系統(tǒng),實現(xiàn)對豬舍內(nèi)溫度、濕度、通風等環(huán)境自動控制。以射頻技術為載體,開發(fā)智能化養(yǎng)豬管理系統(tǒng),通過料塔、輸送分配絞龍、飼喂器、分離器的有效組合,實現(xiàn)對每頭豬的精準飼喂、準確監(jiān)測。
3.1.4家禽類物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)引進國內(nèi)外先進的家禽生產(chǎn)管理信息系統(tǒng),實現(xiàn)對舍內(nèi)喂料、光照、溫度、供水、壓力、濕度、清糞、集蛋等自動監(jiān)測和控制,為雞提供恒溫、恒濕和清潔的環(huán)境,改善動物福利。大幅度降低人工成本,降低呼吸道等疾病發(fā)病率。
3.2部門監(jiān)管類
3.2.1動物防疫和畜產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯系統(tǒng)完善現(xiàn)有生豬品種系統(tǒng)運行,啟用其他畜種應用。優(yōu)化養(yǎng)殖環(huán)節(jié)信息采集系統(tǒng),實現(xiàn)一站式登陸,智能化上傳。開發(fā)友好的展示界面,開發(fā)多種展示方式和數(shù)據(jù)有效鏈接。增加畜牧業(yè)統(tǒng)計監(jiān)測預警系統(tǒng),實現(xiàn)對畜牧生產(chǎn)情況、畜產(chǎn)品價格、市場需求等相關數(shù)據(jù)快速監(jiān)測統(tǒng)計,通過統(tǒng)計結(jié)果,分析市場趨勢,做出預測預警。開發(fā)輔助決策系統(tǒng),實行免疫保護期、疫苗使用、應急物資等預警和智能管理。
3.2.2肉雞質(zhì)量安全可追溯平臺對肉雞在飼養(yǎng)過程中飼料獸藥投入品使用、防疫、質(zhì)量監(jiān)測信息,出欄產(chǎn)地檢疫信息,運輸過程信息,屠宰環(huán)節(jié)檢驗信息,一直到產(chǎn)品上市進入市場各環(huán)節(jié)信息實現(xiàn)可追溯監(jiān)管。
3.2.3病死動物無害處理系統(tǒng)在現(xiàn)有生豬基礎上,增加其他畜種,開發(fā)與保險公司和無害化處理場數(shù)據(jù)對接功能。
3.2.4動物產(chǎn)地檢疫機打出證系統(tǒng)升級支持生豬、家禽等產(chǎn)地檢疫需要,優(yōu)化業(yè)務流程管理,提高響應速度。
3.2.5畜牧獸醫(yī)專家遠程服務系統(tǒng)利用天津農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)大平臺,將天津市多年積累的動物疫病防控經(jīng)驗和典型病理解剖圖片置入,向養(yǎng)殖場戶提供智能診斷和科普教育功能。
3.2.6動物及動物產(chǎn)品檢疫監(jiān)督信息管理平臺利用物聯(lián)網(wǎng)和RFID等技術,實現(xiàn)對外埠進入天津市的動物和動物產(chǎn)品實現(xiàn)監(jiān)管數(shù)據(jù)交換、集成和主動監(jiān)控等目的。
3.2.7生鮮乳質(zhì)量安全監(jiān)管及可追溯系統(tǒng)將鮮奶生產(chǎn)、收購、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)開展信息化管理,構建鮮奶收購站及運輸車輛信息管理系統(tǒng),對鮮奶收購進行信息化管理。
3.2.8武清奶牛綜合服務平臺良種繁育系統(tǒng)在現(xiàn)有平臺基礎上,開發(fā)奶牛個體信息動態(tài)采集技術,佩戴牛只RFID標簽,實現(xiàn)對牛只的自動識別和信息記錄,提高奶牛場智能化水平;開發(fā)集成傳感器技術、信息采集技術及網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫技術,實現(xiàn)對奶牛個體擠奶的全部自動化及智能化控制;安裝監(jiān)測系統(tǒng),輔助判定牛只狀態(tài),結(jié)合無線傳輸技術,實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集;利用物聯(lián)網(wǎng)技術對種子母牛個體信息進行采集的數(shù)據(jù)進行挖掘,通過統(tǒng)計和專家分析,為奶牛良種科學繁育提供依據(jù)和科學決策。
4對策建議
4.1加強組織協(xié)調(diào)建議在天津市畜牧獸醫(yī)局成立推進物聯(lián)網(wǎng)技術應用推廣技術領導小組,納入全市畜牧獸醫(yī)工作重點,加強各事業(yè)單位和區(qū)縣畜牧獸醫(yī)管理部門以及企業(yè)的溝通,建立和完善協(xié)同工作機制。
4.2加大資金支持力度利用現(xiàn)有的設施畜牧業(yè)提升工程、畜禽標準化規(guī)模養(yǎng)殖場等項目資金,加大對物聯(lián)網(wǎng)技術應用的支持。爭取天津市經(jīng)濟和信息化委員會、財政局、科學技術委員會等部門對畜牧業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用專項支持。同時,推動引導更多企業(yè)開發(fā)、使用物聯(lián)網(wǎng)技術,進一步完善現(xiàn)有系統(tǒng)功能。
4.3加強人才隊伍建設加強宣傳引導,推動既懂信息技術又懂農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的復合型技術人才從事現(xiàn)代畜牧業(yè)建設。加大培訓力度,培養(yǎng)一批操作技能強的一線實用人才,推動各類監(jiān)管、應用系統(tǒng)高效運行。
關鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)技術;遠程監(jiān)控;生產(chǎn)運行管理平臺
數(shù)字化油田是石油工程信息化的高級階段,是信息化達到網(wǎng)絡化、數(shù)字化、模型化和科學化的全新標志。石油工程作為一個跨學科、多專業(yè)相互配合的技術高度密集型行業(yè),信息化一直伴隨著工程行業(yè)的發(fā)展,并發(fā)揮著巨大的作用。近年來,通過應用驅(qū)動和技術研發(fā)創(chuàng)新引領的互動式發(fā)展,基于物聯(lián)網(wǎng)技術的數(shù)字化建設,在石油工程數(shù)據(jù)采集、遠程監(jiān)測等領域得到廣泛應用,本文針對石油工程生產(chǎn)運行與管理實際,擬基于物聯(lián)網(wǎng)技術,通過構建集可視化、功能化、數(shù)字化鉆井系統(tǒng),以滿足鉆井日常生產(chǎn)運行、生產(chǎn)管理、生產(chǎn)監(jiān)控、設備管理的需求。
1物聯(lián)網(wǎng)基本內(nèi)涵
國內(nèi)對于物聯(lián)網(wǎng)的概念是整合了美國的CPS(Cyber-Physical System)、歐盟的IOT(Internet of Things) 和日本的i-Japan的概念,但又不完全和哪一個相同。由于物聯(lián)網(wǎng)本身與互聯(lián)網(wǎng)、移動通訊網(wǎng)、傳感網(wǎng)等有密切的關系,因此國內(nèi)不同領域的專家針對物聯(lián)網(wǎng)的思考出發(fā)點各異,事實上我國對物聯(lián)網(wǎng)還沒有一個精準和公認的定義。物聯(lián)網(wǎng)體系架構大致有三個層次,底層是用來感知數(shù)據(jù)的感知層,第二層是數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡層,最上面則是內(nèi)容應用層。隨著“物聯(lián)網(wǎng)”技術的發(fā)展與廣泛應用,從工作辦公到日常生活應用都與計算機技術和信息化有效結(jié)合,包括我們接觸與使用的各種設施與物體以及物品,比如交通工具汽車,居住的樓房,出行必需的公路、鐵路、機場,乃至手中的鑰匙、手上戴的手表等等,只需要安裝一個極小的感應芯片,就可以有效利用紅外線感應、全球定位系統(tǒng)、激光掃描技術、無線網(wǎng)絡信息系統(tǒng)或者射頻技術,使之與互聯(lián)網(wǎng)相連,進而利用能力超強的計算機群實現(xiàn)智能化管理。為有效整合企業(yè)的各類服務、降低重復工作的損耗,可以采用基于面向服務架構(SOA)的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)應用框架,并能通過.Net平臺和Java 平臺兩種技術實現(xiàn)。運用該框架、利用射頻標識構建的物聯(lián)網(wǎng)可以對企業(yè)各業(yè)務流程進行監(jiān)控,并實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)資源共享和高效利用,從而為企業(yè)資源整合提供了一種可行的解決方案。
2物聯(lián)網(wǎng)技術特點、作用與應用
物聯(lián)網(wǎng)的幾個關鍵環(huán)節(jié)可歸納為“感知、傳輸、處理”,實現(xiàn)“及時、精確、全面地獲取和處理信息,達到科學決策、降低成本、提高效率、保護環(huán)境、增強安全等目標”。其中,傳感技術、嵌入式智能技術和網(wǎng)絡、通信技術為物聯(lián)網(wǎng)的l展和廣泛應用奠定了基礎。
2.1物聯(lián)網(wǎng)技術的主要特點
物聯(lián)網(wǎng)的主要特點體現(xiàn)在技術和應用層面上,主要包括:一是感知識別普適化。作為物聯(lián)網(wǎng)的末梢,自動識別和傳感網(wǎng)技術近年發(fā)展迅猛,應用廣泛。從衣食住行中,仔細觀察都能發(fā)現(xiàn)大量的感知技術的應用。無所不在的感知與識別將物理世界信息化,對傳統(tǒng)上分離的物理世界和信息世界實現(xiàn)高度整合;二是異構設備互聯(lián)化。硬件和軟件平臺千差萬別,不同型號和類別的RFID標簽、傳感器、移動數(shù)據(jù)采集終端、手機、移動PC等實現(xiàn)網(wǎng)際間信息共享和融合;三是聯(lián)網(wǎng)終端規(guī)模化,所有構成要件都作為網(wǎng)絡終端納入系統(tǒng)之中;四是管理調(diào)控智能化。物聯(lián)網(wǎng)將大規(guī)模數(shù)據(jù)高效、可靠地組織起來,為上層行業(yè)應用提供智能的支撐平臺;五是應用服務協(xié)同化,物聯(lián)網(wǎng)技術覆蓋生產(chǎn)運行與管理的各環(huán)節(jié),可以有效提高企業(yè)整體信息化程度。
2.2物聯(lián)網(wǎng)技術的作用
通過將物理對象與信息承載體無縫聯(lián)接,實現(xiàn)虛擬和物理世界的一體化,使得物理對象積極參與業(yè)務流程(互動,通信,控制),通過對數(shù)據(jù)的大規(guī)模采集與集成智能運用,最終實現(xiàn)商業(yè)價值和社會價值。物聯(lián)網(wǎng)是一種非常復雜,形式多樣的系統(tǒng)技術。根據(jù)信息采集、傳輸、處理和應用的原則,可以把物聯(lián)網(wǎng)分為感知層、網(wǎng)絡層、管理服務層和應用層
3 運用物聯(lián)網(wǎng)技術構建數(shù)字化生產(chǎn)運行管理平臺
數(shù)字油田是實體油田的虛擬表示,能夠匯集油田的自然和人文信息,人們可以對該虛擬體進行探查和互動。從技術架構上來看,運用物聯(lián)網(wǎng)技術構建數(shù)字化鉆井生產(chǎn)運行管理平臺是一項涉及多學科的復雜的系統(tǒng)工程,需要信息通信技術、石油地質(zhì)、石油工程、企業(yè)管理等有關專業(yè),旨在更加廣泛、及時、準確的進行信息采集;深化應用軟件實施,更好的完成信息處理及應用,解決各種生產(chǎn)運行與管理問題;建立更為便捷的信息開放和共享平臺,更好的實現(xiàn)信息間的互聯(lián)互通,為生產(chǎn)運行管理提供便利。
3.1 數(shù)字化鉆井生產(chǎn)運行管理平臺
基于上述分析,筆者擬結(jié)合石油生產(chǎn)運行與管理實際,提出一種新的運用物聯(lián)網(wǎng)技術構建數(shù)字化生產(chǎn)運行管理平臺的實現(xiàn)方案。該系統(tǒng)主要利用數(shù)據(jù)傳感技術、計算機軟件開發(fā)、數(shù)字控制、計算機網(wǎng)絡、系統(tǒng)集成及數(shù)據(jù)共享技術,開發(fā)建成集井場數(shù)據(jù)自動采集、數(shù)據(jù)加工分析、設備遠程控制、遠程視頻監(jiān)控及分析決策為一體的生產(chǎn)運行管理平臺。
該系統(tǒng)完全遵循物聯(lián)網(wǎng)技術的三層結(jié)構,在感知層中,利用安裝在現(xiàn)場的傳感設備及視頻監(jiān)控設備,將生產(chǎn)數(shù)據(jù)和視頻圖像實時采集并集中起來;在網(wǎng)絡層,利用有線或無線通信網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)中心服務器;在應用層,利用數(shù)據(jù)庫、計算機軟件開發(fā)、智能計算、云計算等技術對數(shù)據(jù)進行加工、分析、整理、,并以文字、報表、圖形、圖像等方式及時顯示出來,實現(xiàn)遠程監(jiān)測、控制、輔助分析、生產(chǎn)決策等功能。按物聯(lián)網(wǎng)分層原理,鉆井生產(chǎn)運行管理平臺由數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)和生產(chǎn)運行管理子系統(tǒng)三部分組成。
4 應用前景與展望
物聯(lián)網(wǎng)技術本身不是一個全新的事物,它的核心在于應用創(chuàng)新。以物聯(lián)網(wǎng)技術為基礎,在構建生產(chǎn)運行管理平臺應用包括條形碼技術、GPS技術、管理軟件等物聯(lián)網(wǎng)范疇的技術過程中,要進一步深化理解“應用為王”思想,通過持續(xù)的應用創(chuàng)新,打造出業(yè)內(nèi)領先的數(shù)字化生產(chǎn)運行管理平臺。
參考文獻:
[1]董h(huán),淺談新一代物聯(lián)網(wǎng)在電子商務中的應用,條碼與信息系統(tǒng),2012
[2]胡亮,頁巖氣開發(fā)核心技術及開采裝備概述,軍民兩用技術與產(chǎn)品,2014 (12)
【關鍵詞】環(huán)境監(jiān)測 物聯(lián)網(wǎng)技術 應用研究
1 前言
現(xiàn)階段,隨著高新科技的快速發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)在各行各業(yè)的應用逐漸增多,物聯(lián)網(wǎng)技術由于集成了遠程的監(jiān)控與遙測、自動化采集與傳輸?shù)茸钚录夹g,對環(huán)境監(jiān)測工作將起到重要的作用,將會徹底改變現(xiàn)有環(huán)境監(jiān)測工作的理念與方式。
2 物聯(lián)網(wǎng)的概念
物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of things,IOT)是指在互聯(lián)網(wǎng)的基礎上擴展和延伸到物體與物體之間信息交流的一種新型信息技術,物聯(lián)網(wǎng)的定義是實現(xiàn)物體與物體、人與物體、人與人之間的信息交流。物聯(lián)網(wǎng)在國內(nèi)的應用一般是使用定位系統(tǒng)、紅外線感應儀、全球定位系統(tǒng)(GPRS)、激光掃描儀和氣體感應器等設備間的信息,進行交換和記錄,實現(xiàn)檢測、定位、監(jiān)測和掃描的一種信息技術,實現(xiàn)各種設備之間信息的交流,讓使用者能夠在物聯(lián)網(wǎng)中得到需要的信息,讓監(jiān)測和管理的信息具有時效性和保證其準確性,達到人工智能化的監(jiān)控,提高工作效率和生產(chǎn)力,彌補傳統(tǒng)工作中的不足。物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)代被廣泛運用于各個領域中,例如智能交通、醫(yī)療服務以及環(huán)境監(jiān)測等各種方面,也體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)的智能化與實用性。
3 環(huán)境監(jiān)測中物聯(lián)網(wǎng)技術的應用
我國傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測技術,在技術限制和設備設施不完善的情況下,環(huán)境監(jiān)測的范圍、內(nèi)容、準確度、時效性以及數(shù)據(jù)的應用,都無法從根本上滿足環(huán)境保護的需要。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術在環(huán)境監(jiān)測中的應用,可以讓我們更加準確、及時的獲取環(huán)境監(jiān)測信息并充分應用到環(huán)境管理工作中,保證對環(huán)境的科學高效化管理。
3.1 大氣監(jiān)測中物聯(lián)網(wǎng)技術的應用
大氣質(zhì)量自動監(jiān)測,是利用物聯(lián)網(wǎng)技術在監(jiān)控范圍內(nèi)布設各種特定的傳感器,通過各種傳感設備對大氣環(huán)境中的二氧化硫、二氧化氮、臭氧、一氧化碳、可吸入顆粒物、細顆粒物等指標進行數(shù)據(jù)采集,將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡實時向監(jiān)控中心進行傳輸,不僅僅可以實現(xiàn)同步監(jiān)測的基礎功能,同時也能實現(xiàn)預報功能的一種全面監(jiān)測。目前隨著物聯(lián)網(wǎng)技術應用的不斷深入,對大氣環(huán)境數(shù)據(jù)的分析、利用、綜合評價以及預警等方面都在向廣度和深度擴展。
3.2 水質(zhì)監(jiān)測中物聯(lián)網(wǎng)技術的應用
在我國水資源日益緊缺的時代背景之下,水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測工作的重要性也越來越突出,只有做好水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測工作才能為水資源的合理開發(fā)、利用以及保護提供科學的資料依據(jù)。在水質(zhì)監(jiān)測過程中通過運用物聯(lián)網(wǎng)新技術,在重點水質(zhì)監(jiān)控位置上布放傳感器,通過無線傳輸方式24小時在線監(jiān)測水質(zhì)的各項變化,提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性和時效性。水質(zhì)監(jiān)測通過與物聯(lián)網(wǎng)技術的進一步融合,不僅為水環(huán)境治理提供了有力的數(shù)據(jù)支撐,而且還能有效地搭建水質(zhì)監(jiān)測預警平臺,在水污染事件中發(fā)揮出重要作用。
3.3 重金屬污染監(jiān)控中物聯(lián)網(wǎng)技術的應用
隨著現(xiàn)代化工業(yè)化進程的加快,更加注重對重金屬的環(huán)境監(jiān)測,由于重金屬污染不僅具有持久性的特征,同時也難以進行根本上的消除。通過物聯(lián)網(wǎng)技術的應用,在監(jiān)測的范圍內(nèi),一旦水中重金屬因子含量出現(xiàn)異常就會報警,為重金屬的清理爭取更多的處理時間,對污染進行及時的補救,同時可以為后續(xù)處理工作提供準確、可靠的技術支持。
4 物聯(lián)網(wǎng)應用于環(huán)境監(jiān)測所面臨的問題和趨勢
近年來,物聯(lián)網(wǎng)技術雖然在環(huán)境監(jiān)測中有著相對廣泛的應用,推動了環(huán)境監(jiān)測信息化的快速發(fā)展,但物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)境監(jiān)測領域的發(fā)展仍然存在一些問題需要解決。
4.1 存在的問題
(1)相關技術設備還需提升。環(huán)境監(jiān)測的感知層包括環(huán)境傳感器、在線監(jiān)測儀器、傳感器網(wǎng)絡等,由于這些技術設備普遍存在著功能單一、可靠性不夠、成本高以及維護難度大等諸多問題,制約了物聯(lián)網(wǎng)在該領域的廣泛應用。(2)監(jiān)測信息不能共享。目前由于各種環(huán)境信息系統(tǒng)的開發(fā)缺少頂層設計,系統(tǒng)之間不能很好的共享,使得環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)不能進行有效整合,造成數(shù)據(jù)不能共享,工作中各自為政。(3)監(jiān)測數(shù)據(jù)應用開發(fā)不夠。隨著物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)境監(jiān)測中應用范圍的拓展,各種監(jiān)測數(shù)據(jù)都通過網(wǎng)絡源源不斷傳遞到各級環(huán)保部門,海量的數(shù)據(jù)由于缺乏深度的處理和分析,不能為環(huán)境決策提供科學的保障。(4)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的整體管理水平較低。由于監(jiān)測系統(tǒng)整體素質(zhì)以及體制等諸多因素的束縛,造成整體管理水平較低,直接影響到物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)境監(jiān)測中作用的發(fā)揮。
4.2 發(fā)展趨勢
未來隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展,可以深入挖掘其在環(huán)境監(jiān)測智能化、自動化、信息化等各方面的應用,同時不斷擴大環(huán)境監(jiān)測領域,逐步開展生態(tài)、土壤、生物、電磁等監(jiān)測內(nèi)容,建立完善的環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡。
5 結(jié)語
物聯(lián)網(wǎng)作為一種新興信息技術,能夠彌補傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測過程中的不足,為環(huán)境監(jiān)測工作提供新的發(fā)展模式。因此,物聯(lián)網(wǎng)技術在環(huán)境監(jiān)測中的應用,前景會十分廣闊。
參考文獻:
[1] 趙富安,趙宇.物聯(lián)網(wǎng)技術淺析[J].科技致富向?qū)В?013(3):45-46.
關鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);實驗平臺;教學創(chuàng)新
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:16727800(2013)009015102
作者簡介:孫冠男(1990-),女,山東師范大學碩士研究生,研究方向為教育技術。
0引言
目前,物聯(lián)網(wǎng)技術教學多以理論教學為主,實踐教學較少,這與物聯(lián)網(wǎng)教學強調(diào)實踐的特點相違背。教學中多以單個技術設備分別教學為主,沒有科學化整體化的教學系統(tǒng),不利于學生對物聯(lián)網(wǎng)技術形成一個整體全面的認識。針對以上問題,本文對物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺的建設進行了探討,幫助學生更加深刻地理解相關技術,并在平臺上實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新系統(tǒng)實驗。
1高校物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺需求分析
1.1物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)特點
物聯(lián)網(wǎng)是典型的交叉學科,涉及電子、計算機、測控與通信等多領域相關專業(yè)知識。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)不同于其它專業(yè),是現(xiàn)有信息技術綜合集成化的產(chǎn)物,它的呈現(xiàn)形式是一個實際落地的應用系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)的人才,不僅要掌握傳感器、微處理器、嵌入式技術和相應的軟件技術,還要掌握無線通訊、高頻設計、低功耗、無線傳感網(wǎng)絡以及3G無線網(wǎng)絡設計等最新技術。
1.2物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)要求
物聯(lián)網(wǎng)技術不是單一的技術,是一個技術集成,涉及廣泛的技術領域。物聯(lián)網(wǎng)技術核心是網(wǎng)絡通信技術:包括Internet、WiFi、藍牙、ZigBee、3G/GPRS等;物聯(lián)網(wǎng)最重要的支撐點是無線射頻通訊技術。高校通過開辦物聯(lián)網(wǎng)及相關專業(yè),建立物聯(lián)網(wǎng)、無線傳感器網(wǎng)絡實驗室,主要目的是培養(yǎng)學生成為熟悉、理解物聯(lián)網(wǎng)基礎知識并熟練掌握、精通物聯(lián)網(wǎng)基本技能的專業(yè)型人才。
1.3物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺建設的迫切性
國際上,美國、日本以及歐洲一些國家已先后啟動了以傳感器技術研發(fā)和大規(guī)模應用為核心的國家戰(zhàn)略性物聯(lián)網(wǎng)計劃。我國也把物聯(lián)網(wǎng)列為國家七大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一,并將“物聯(lián)網(wǎng)”明確列入《國家中長期科學技術發(fā)展規(guī)劃(2006-2020年)》。溫總理在2010年的政府工作報告中明確提出,要積極發(fā)展新一代信息技術產(chǎn)業(yè),“促進物聯(lián)網(wǎng)示范應用”。隨之不少國內(nèi)學者提出了物聯(lián)網(wǎng)實驗教學的創(chuàng)新性和必要性。
但不得不承認的是目前物聯(lián)網(wǎng)相關專業(yè)學生的學習還主要以課程講授為主,這種學習方式下,學生必然缺少實際的操作經(jīng)驗,不但難以增強對物聯(lián)網(wǎng)理論的深入探析和融會貫通,而且這種教學模式難以激發(fā)學生的創(chuàng)新精神和探索意識,所以高校有自己的物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺是很有必要的,這將使學生畢業(yè)以后更能適應工作中的實際環(huán)境。物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新實驗平臺就是在這種情況下建立的。
1.4物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺建設原則
對于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的學生或教師來說,物聯(lián)網(wǎng)平臺正是緊密結(jié)合本專業(yè)教學與科研的核心平臺,應能比較全面地滿足學生或教師在學習和研究物聯(lián)網(wǎng)技術方面的需求。
對于開設物聯(lián)網(wǎng)技術這一課程的學校以及選修此課程的學生來說,物聯(lián)網(wǎng)實驗室應能比較全面地展示物聯(lián)網(wǎng)技術的應用,使學生和老師可以掌握物聯(lián)網(wǎng)基礎理論和技術以及應用方法。
對于其他相關專業(yè)的學生或教師來說,如計算機軟硬件、通信、自動化、物流管理等專業(yè)的學生或教師,可以通過物聯(lián)網(wǎng)實驗室能進一步深入掌握物聯(lián)網(wǎng)技術在本專業(yè)的應用,為將來就業(yè)和科研提供良好的實驗平臺。
2高校物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺具體建設內(nèi)容
2.1物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺具體建設要求
因為物聯(lián)網(wǎng)實驗涉及到通信、電子等多方面的新技能、新知識,一些新批準建設物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的高校,在建設配合物聯(lián)網(wǎng)知識體系的實驗平臺方面有所不足。不僅如此,物聯(lián)網(wǎng)又是交叉的新專業(yè),因此物聯(lián)網(wǎng)實驗教學教什么、拿什么教、怎么教等問題,基本上還是空白,很多方面只能在實踐中慢慢探索。
筆者認為物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺的相關建設應該以配合專業(yè)建設、人才培養(yǎng)規(guī)范、物聯(lián)網(wǎng)核心課程、學生實訓為目標,滿足以下的基本要求:能滿足物聯(lián)網(wǎng)及相關專業(yè)的人才培養(yǎng)規(guī)范和教學基本要求;能支撐物聯(lián)網(wǎng)及相關專業(yè)課程教學;能支撐物聯(lián)網(wǎng)教學實驗,能實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)各知識點的各種實訓;能兼顧競賽以及學校科研工作;實訓室建設規(guī)模至少能滿足一個班學生同時做實驗。
2.2物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺各模塊功能設計
為了滿足以上要求,物聯(lián)網(wǎng)的實驗平臺主要設計成3個模塊:基礎教學模塊、物聯(lián)網(wǎng)接入系統(tǒng)實驗模塊和物聯(lián)網(wǎng)綜合應用實訓模塊。其模塊構成和功能分別如圖1、圖2所示。
2.3物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺具體構成
構建物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺的兩大要素是硬件和軟件。硬件是構建物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺設備的硬件平臺,開發(fā)工具,包括傳感控制模塊、無線傳輸模塊、網(wǎng)關中心等。軟件,包括兩種:一種是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)運行必備的,如:開發(fā)環(huán)境、中間層軟件、應用層軟件、通訊協(xié)議、操作系統(tǒng)等。另一種是配套的教學體系與資源,如:配套的實驗教材、PPT教學課件、avi視頻教學動畫、教學大綱等。硬件和軟件共同組成了實驗室的兩大部分:學生專業(yè)訓練平臺和學生科研創(chuàng)新系統(tǒng)。
(1)學生專業(yè)訓練平臺:該平臺的設計是3~4個學生共用一套實訓平臺,此平臺上集成了嵌入式處理系統(tǒng)、傳感器網(wǎng)絡通信節(jié)點等,學生們可在此平臺對傳感器網(wǎng)絡的各個知識點開展技能訓練。
(2)學生科研創(chuàng)新系統(tǒng):建設的物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺必須是高度統(tǒng)一的實訓平臺,集教學、演示和研發(fā)功能于一體,圍繞物聯(lián)網(wǎng)這個中心,還兼顧當前最新科技的發(fā)展態(tài)勢,著重各種技術之間的融會貫通。
該系統(tǒng)主要由一些經(jīng)常在實際生活中運用的節(jié)點,加上各種不同的傳感器模塊、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關、整套傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)架構軟件等構成,老師和學生通過這些設備就可以組成整體的網(wǎng)絡通信方案,如圖3:無線傳感器網(wǎng)絡(ZigBee或TinyOS)采集物理數(shù)據(jù)量通過串口傳輸?shù)絇C機或嵌入式平臺(PDA),然后通過WiFi或GSM/GPRS和TCP/IP等方法傳感到服務器(WEBSERVER),客戶端可以通過各種介質(zhì)(手機、PC機)和各種方法(GPRS、INTERNET)來進行訪問。
3結(jié)語
本文初步探討了物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺的建設內(nèi)容,利用先進的教學實驗平臺及開發(fā)平臺來學習物聯(lián)網(wǎng),能幫助學生了解物聯(lián)網(wǎng)的基本體系結(jié)構,并獲取物聯(lián)網(wǎng)技術應用與開發(fā)所需的基本技能。同時利用平臺來開發(fā)物聯(lián)網(wǎng),可有效降低物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)難度,可簡便地開發(fā)智能家居、環(huán)境監(jiān)測、智能交通等應用系統(tǒng),推進物聯(lián)網(wǎng)技術與產(chǎn)業(yè)的應用。平臺理論和實踐相結(jié)合,深入淺出,讓開發(fā)者對物聯(lián)網(wǎng)有全面直觀的認識,使高校培養(yǎng)出來的學生具備良好的解決工程問題的能力、自我學習和更新的能力。
參考文獻:
[1]王成林.物流實驗教學現(xiàn)狀與對策分析[J].中國物流與采購,2010(4):5455.
[2]劉佳,劉柏全,宋鐵成,等.一種物聯(lián)網(wǎng)教學實驗系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].電氣電子教學學報,2010,32(6):8992 .
[3]李俊韜,陳星浩,劉丙午.物聯(lián)網(wǎng)技術教學實驗系統(tǒng)的研究[J].鐵路計算機應用,2012(6):25.