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0 引言
随着社会经济的持续快速发展,现代科学技术的不断更新和进步,物联网技术已经逐渐深入到了人们的日常生活当中,对人们的生产生活产生了重要影响。物联网技术主要应用的前提基础是较为单独的数字网络,移动客户端能够提供良好的方法进行信息的捕捉,与现实中的实物对象进行全面的交互,并且实物对象在不断增强和数字方面相关的信息。移动设备交互体系的结构,在物联网技术的不断影响下,能够发挥越来越重要的作用。现实世界中的各种实物能够通过一些方式进行现实认证,从而便于对其进行相应的访问和交互工作。同时将物联网技术有效应用在移动设备上,将两者的优势进行有效结合,对于促进实物的交互发展具有重要意义。
1 基于物联网技术进行移动设备交互体系结构的研究背景
物联网技术的深入发展,在人们的日常生活中具有重要影响。将物联网技术有效应用在移动设备的交互体系结构研究工作当中,能够促使其发挥有效作用,增强移动设备的信息传递功能。通过物联网技术,现实生活中的物品和物品能够进行有效的联结,而移动设备的使用,对信息的交互传递具有良好的促进意义。移动设备和实物之间的交互技术,已经逐渐引起了越来越多人的关注,两者之间的交互,对于实物与信息的关联和传递具有十分重要的意义。物联网技术提供了新型的方式,将信息和服务方面的操作性进行了有效降低,从而保证现实情境能够和物联网服务信息进行有效组合。当前物联网技术的应用程度较高,通过建模行为,能够对移动用户之间服务的复杂性有效降低。良好的交互体系结构,对现实服务、产品进行有效标识,促进信息之间的有效传递和交换[1]。
2 建立良好的交互体系结构
针对物联网技术和移动设备建立良好的交互体系结构,需要将两者的作用进行充分有效的发挥。交互体系结构的建立,需要连接物联网和移动设备进行有效连接,在交互体系结构的建立过程中,首先可以把移动设备当做有效的通用客户端,并且需要保证其与实物对象是保持相互独立的状态的,在进行物联网和移动设备之间的交互工作时,将移动设备和相关服务进行全面的交互。其次,服务客户端和物联网的服务域是进行有效交流的,交互客户端能够对相关实物进行有效的标识,并对其数据进行有效的存储。一般情况下,通用的设备客户端能够将相关的情境信息进行有效的存储,并不断生成出能够和用户进行连接的接口[2]。再者不同移动设备平台上具有的功能是不同的,在进行交互体系结构的建立工作当中,通用客户端能够应对和支持不同设备接口的任意组合。想要建立起良好的交互体系结构,重点是需要将能够生成出一些应用于不同服务和对象的用户接口。最后,交互体系结构的建立主要是将物联网技术的服务和移动设备的功能进行有效发挥。物联网有着自身的服务域,在这个服务域的作用下,能够生成出有效的服务器,称之为“交互”,这个服务器能够提供出论证、用户接口生成以及服务组合等功能。语义服务描述,在根据服务所提供的输入和输出的基础上,建立了具有原始设备性质的用户接口结构。在物联网技术的基础之上,针对移动设备的相关功能,建立起较为良好的交互体系结构,将现实意义上的物品、信息和服务等,进行有效的分享和传递,对于多种信息的交流起到了良好的促进作用[3]。
3 交互体系结构的原型
交互体系结构的原型中,主要包括了输入/输出电平表、峰值限位器电平旋钮、旁路开关、环接立体声开关等设置。交互体系结构的原型在实际的应用当中,输入/输出电平表的显示数值主要是依靠着系统的工作电平进行相应工作的。峰值限位器电平旋钮,将输出信号不允许超出的电平进行有效的设定,当输出信号超过了相关设定之后,会出现限位器发生动作。旁路开关是交互体系结构原型中的重要组成部分,对于交互体系原型当中的信号具有重要的影响,当旁路开关开放的时候,能够导致通道内部的信号失去相应的处理效果,因而这个开关在很多情况下能够用于评判限位操作效果的优劣[4]。
4 结语
基于物联网技术的移动设备交互体系结构的建立和应用,是物联网技术不断发挥作用、移动设备强大功能不断实现的重要产物,对于人们现实中的生产生活具有重要影响。现实生活中实物对象的标准化描述情况,会在很大程度上影响到物联网技术相关作用的有效发挥,想要在互联网技术的基础之上进行移动设备的交互体系结构的研究,需要使用专有的解决方案,主要是将通用客户端的作用进行充分发挥,从而实现多个服务和实物之间的联系、协调和信息传递。
参考文献:
[1]朱晓晶,顾东虎.基于物联网技术的移动设备交互体系结构[J].信息技术与信息化,2014(10):45-48
中图分类号:TN929 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2012) 15-0000-02
物联网,指通过各种信息传感设备,如传感器、射频识别(RFID)技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体信息或过程,采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息,与互联网结合形成的一个巨大网络[1]。
为了定义物联网,并准确地描述其特征,现把互联网和物联网的特征描述如下:
1 物联网的核心技术
物联网是一个新兴的研究领域,它需要各个学科和各种技术的不同融合。如传感器技术,嵌入式计算技术,无线通信技术,分布式信息处理技术和现代网络的研究领域。通过这些集成微型传感器的支持,操作者可对整个环境和对象进行实时监控,随时观察和收集有关其相关信息。国际电信联盟(国际电联)将无线射频技术(RFID),传感器技术,纳米技术和嵌入式技术的智能技术[2][3]统称为物联网技术。
下图描述了物联网的应用原理:首先收集来自物体的信息,然后通过互联网将这些接收到的信息传递给智能元器件。一旦信息被处理,结果将传递给有关元器件,最终又回到现实世界。与此同时,它将根据指令驱使相关部件来执行相应操作。
1.1 RFID射频识别
RFID是一种非接触式自动识别系统,它是利用无线电波进行通信。通过射频信号,便可以自动识别目标,访问相关数据,身份查验工作,不需要人工干预。RFID射频技术提供了一个广泛的识别范围,可以是高速多标签的对象,也可以在恶劣的环境下进行工作。一个典型的射频系统是由阅读器(Reader)与电子标签(TAG)也就是所谓的应答器(Transponder)及应用软件系统三个部份所组成,其工作原理是Reader发射一特定频率的无线电波能量给Transponder,用以驱动Transponder电路将内部的数据送出,此时Reader便依序接收解读数据,送给应用程序做相应的处理。标签进入磁场后,接收解读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(Passive Tag,无源标签或被动标签),或者由标签主动发送某一频率的信号(Active Tag,有源标签或主动标签),解读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理[4][5]。
1.2 传感器技术
传感器是一种检测设备。它能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
1.3 纳米技术
纳米技术(nanotechnology)是用单个原子、分子制造物质的科学技术。纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术,它是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)结合的产物,纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术,例如纳电子学、纳米材科学、纳机械学等。
2 互联网在现代包装工业的物联网的应用
2.1 产品安全
包装的最基本的要求是对被包装产品提供安全保护。“安全”不仅是指在流通过程中,而且也指从流通过程到消费者手中消费者是否能辨别出产品的真伪。
以我国食品行业为例,假冒产品屡见不鲜,这些现象表明从生产到销售的整个过程缺乏监督。加强监督,可以最大限度地减少潜在的安全隐患。物联网将在这方面发挥了重要作用。比如猪肉安全问题,当猪肉进入到市场时,我们就将电子芯片置入其中,从最初的生产到批发,零售,都可进行有效的监督。我们将能够跟踪从初始生产到批发、零售。这种做法已在成都,青岛及其他地区开始使用。
2.2 包装产品的信息传递
包装除保护产品外,它还具有传递产品信息的作用。产品信息不局限于产品本身的性质如重量,形状,使用方法等,它还包括制造商的详细信息,帮助消费者识别产品的优劣。例如,在传感器芯片中记载了有关制造商和供应商信息,如生产日期,当把其植入产品的外包装后,产品一旦检测到问题,便可以追溯到它的源头。目前,在中国的一些省份,土壤肥料的数据通过物网技术发送到农民手机上,使消费者可以通过短信息来对农药产品的真伪进行查询。通过这种途径,不仅可以提高农业生产力,而且也为电信运营商提供了更多的业务。
2.3 智能化包过程控制
现代包装的显著特点是智能化控制。通过在包装车间安装无线传感器和其他智能设备,就可以对包装的整个过程进行检测同时来获得主要参数。根据参数的变化,并对其进行必要的调整,以此提高产品质量,确保产品品质。如液态奶的生产需要无细菌环境,智能化包装过程就可以根据传感器所提供的信号及时调整以达到所需的无菌生产环境。
3 物联网技术在包装工业的展望
物联网在包装其他方面也起到了重要作用。比如对电信运营商和终端商,他们将物联网系统置入潜在市场中,通过物联网系统,便可解决产品安全性,对产品信息进行合并,对消费者提供有针对性的信息服务。物联网的应用也提供了制造商间的合作,为芯片生产企业提出了相应要求——芯片生产应符合客户的特定需求(如信息的可追溯性)以及相应配套设备的研究和开发。
物联网技术可以用在生产过程的各个阶段以提高生产效率。在生产和包装过程中,通过物联网技术的应用,实时车间信息可以进行分析,特别是对环境要求较高的产品;在产品包装的最后环节,物联网技术可以应用于信息收集,从而实现从生产到包装的智能化。
4 结论
物联网技术的发展将对现代包装工业产生深远的影响。包装行业应该抓住这一机遇,积极探索物联网与现代农业之间的关系。
参考文献:
[1]李一,陈火峰.关于物联网的研究思考[J].价值工程,2010,18
[2]孙宏岭,周行.物联网在猪肉供应链管理中的应用研究[J].中国畜牧杂志,2010,18
[3]王春萌,张大鹏.物联网在农业生产与食品安全中的应用[J].农业信息网络,2010,8
SCM的发展现状及存在的问题
(一)SCM发展状况
1.供应链。所谓供应链(supply chain)是指由涉及将产品或服务提供给最终消费者的整个活动过程的上游、中游和下游企业所构成的网络。它由围绕核心企业的供应商、供应商的供应商和用户组成,包括从原材料采购开始,历经供应商、制造商、分销商、零售商,直至最终消费者的整个运作过程。在供应链中,每个企业都是一个节点,节点和节点之间是一种供给和需求的关系。若把供应链比喻为一棵枝叶茂盛的大树,生产制造企业就是树根,商则是主干,分销商是树梢,树叶便是最终用户。在根与主干、枝与干之间的一个个结点上,都蕴藏着多次物流、信息流、资金流和事务流的流通,遍体相通的脉络便是管理信息系统,这种关系可以用模型图1来描述。
2.供应链管理。供应链管理(Supply chain management,简称SCM)指的是围绕核心企业,对供应链中的物流、信息流、资金流以及贸易伙伴关系等进行组织、计划、协调、控制和优化的一系列现代化管理。通过这种现代化的管理手段,在从原材料到最终产品销售过程中,能够以正确的数量、正确的时间进行产品制造和分销,降低系统的成本,提高总体服务水平,提高供应链整体绩效。
3.供应链的发展现状。20世纪90年代,供应链上的成员企业开始认识到信息不共享是提高竞争力的重要障碍,于是开始在整个供应链范围内实现资源共享,加强了对信息流和物流的协调,供应链管理得以发展成形;21世纪始,企业间建立合作伙伴关系,形成战略同盟,并开始注意对不确定信息的共享,充分发挥信息技术在供应链管理上的作业支持和决策支持作用,从而SCM发展到成熟阶段。
(二)供应链管理中存在的问题
1.自身结构和运作方式致使“牛鞭效应”的出现。供应链由多个节点企业构成,核心企业的供应链管理能力不够强,集成化供应链系统未构筑,则供应链的结构层次一般较多,这必然会导致上游企业无法实时共享末端用户的需求信息。当用户的需求信息从供应链末端自下而上传递,经过层层过滤,必然会扭曲、失真。同时,需求预测、批量订货、价格波动以及短期博弈等运作方式也致使信息不对称和变形。因此,多层次的供应链网络、未集成的供应链系统、节点企业独立地进行库存及订货决策导致“牛鞭效应”产生。
2.缺乏规范和标准化程度低阻碍共享信息平台的建立。物联网技术的应用与发展起步较晚,短短十几年的发展过程中,国内外专家学者跻身其中,理论成果颇丰,但由于物联网涉及的技术多,因而缺乏技术标准和行业规范,供应链管理过程繁冗和信息编码标准化程度很低,这无疑阻碍了SCM共享信息平台的建立。
3.节点企业信任机制缺失造成战略同盟形成困难。供应链上的节点企业之间为了暂时和短期利益,没有真正做到让供应链上所有成员共享全部信息,再加之信息技术应用的落后,使得供应链上下游企业之间的业务活动难以协调甚至造成脱节,使业务活动变成了各自为政,形成模糊的黑洞,导致成本高且可控制性差(蒋伟,2011),所以供应链成员之间存在严重信任危机,包括下游节点不信任上游节点、上下游节点信任愿望不对称、信任的易毁性和恶性循环以及供应链规范信任机制的缺失,因此造成战略同盟很难形成。
4.条块分割和行业壁垒延缓绩效评估体系的形成。尽管节点企业引入供应链管理,由于企业性质和生产过程的相异,很容易形成行业壁垒,出现“商业机密”为己所有、不为他用的现象。因此供应链成员间相互挤压十分突出,这种挤压表现为价格、成本和风险挤压,最终形成利润和生存空间的挤压。这种挤压不仅对弱势企业是打击,也对供应链造成负面的影响,通常造成供应链整体成本的增加,所以延缓供应链整体绩效评估体系的形成。
物联网技术概述
(一)物联网
物联网(The Things Of Internet)被称为世界信息产业第三次浪潮,代表了新一代信息发展技术,被世界各国当作应对国际金融危机、振兴经济的重点技术领域。所谓物联网是将无处不在的末端设备设施,诸如传感器、移动终端、工业系统、楼宇系统、家庭智能电器、视频监控系统、全球定位系统(GPS)、红外感应器以及智能尘埃等,通过通信网络,与现有互联网结合,采用合适的信息安全保障机制,让所有物品均能够彼此“交流”、为人类提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、安全防范、决策支持、远程控制以及自动识别等服务功能,最终实现对“万物”的“高效、节能、安全、低碳”的“管、控、营”一体化。
(二)物联网的内涵解读与结构分析
对于物联网的内涵,可以从应用角度和技术角度两个层面理解和把握。从应用层面理解,物联网是指把世界上所有的物体都联接到一个网络中,形成“物物联网”,然后“物物联网”又与现有的互联网结合,实现人类社会与物理系统的整合,达到更加精细和动态的方式管理生产和生活(邱伏生,2011);从技术层面理解,物联网是指物体通过智能感应装置进行全面透彻的感知,经过传输网络的可靠传递,到达指定的信息处理中心,最终实现物与物、人与物之间的自动化信息智能交互与智能处理的网络(邱伏生,2011)。其系统结构包含感知层、网络层和应用层三个层次,详细构成可以用图2的模型来描述。
(三)物联网技术
1.物联网感知技术。物联网的感知层就类似于人类的睛、鼻、耳、口和肢体等器官,融合了视觉、嗅觉、听觉、味觉和触觉等功能。目前物联网就是通过相当于人类“五官”来感知信息,依靠的技术主要包含RFID技术、传感技术、定位技术以及激光扫描技术等。其中,RFID技术相当于物联网的“眼睛”,是物联网感知技术的核心技术,是一种基于电磁理论的非接触式自动识别技术;而传感技术充当了物联网的“皮肤”角色,利用传感技术可以把通过RFID采集的信息转换成电信号传递至信息中心或信息平台;经过信息平台处理后的数据信息必须要反馈给信息应用端或用户方能让人类享受到物联网带来的便利,因而必须利用定位技术,将信息准确地传递到有信息使用请求的终端设备或用户处;激光扫描技术则能帮助人类快速、高效、准确的将物品代码(EPC)或信息采集并传递至云服务器端进行处理。
2.信息传递技术。物联网的网络层是建立在现有的互联网网络基础设施之上的,利用互联网网络介质和网络设备(网卡、网桥、路由器、集线器和交换机等),将感知层采集到的物品信息实时传输,主要依靠信息传递技术,把现有的ipv4扩展至ipv6,解决信息传递带宽受限的技术问题。
3.网络技术。物联网的网络技术主要是借助互联网、2G/3G网络、通信网络、广电网等线路,利用现有的有线通信技术、无线通信技术以及已经成熟的各种网络协议,把感知到的所有信息按照要求进行加密、转换、分组、传递。
4.信息智能分析与控制技术。物联网的所有成员一旦被植入智能芯片之后,就相当于它们有了“智慧”,能够主动或被动地与用户进行交流“思想”,这是物联网的一个关键技术,这种技术的实现主要依靠云计算,它具有虚拟化技术、高性能存储技术以及云计算平台管理技术,利用这些技术物联网可以快捷高效地从云服务的海量数据中挖掘出用户需要的信息,结合管理信息系统MIS,可以协助人类进行智能分析和自动控制。
物联网技术对SCM的影响及作用
(一)管理过程得以优化
利用物联网技术可以把企业供应链管理转变为“物-物”模式,通过感知、传感和智能处理技术,能够实现物与物的直接“交流”,从而减少了系统对人的依赖,这样的SCM过程得到很大的优化,进而使整个供应链的运营效率得到提高。
(二)信息共享得以同步
借助管理信息系统MIS、物联网的网络技术、传输技术等,把供应链节点所有企业的全部信息实时在供应链之间同步共享,这样可以让所有供应链参与者都能及时、动态地了解客户的最新信息和需求,以便成员企业能够迅速作出相应的变动,利用物联网的跟踪技术可以减少向其他成员传递信息数据时出现的失真现象,参与企业就能最快而准确地预测各种变化,从而大幅度降低管理成本。
(三)客户个性化需求得以满足
供应链网络通过物联网技术可以增强对供应链系统内部的信息流、资金流、物流以及事务流的监测和控制,帮助企业确定物资采购路线、降低库存仓储成本和优化产品生产工艺,实现供应链的业务流程再造,因而在满足客户个性化需求的同时,也能够提高生产效率,降低管理成本。
(四)供应链管理可视化得以实现
以物联网技术为基础,我们为供应链中的每一个“物品”贴上电子标签EPC,标签里包含该物品的所有相关信息,通过红外感应技术、信息采集技术和视频监控技术,让每个人通过信息系统IS都可以追溯产品的成本、生产厂址及日期、加工过程、流通详情以及生产该产品的原材料来源。这种价值信息链通过互联网在企业内部网络Intranet以及外部网Extranet进行共享和交换,从而实现了供应链管理的可视化。
基于物联网技术的SCM发展趋势分析
随着物联网的普及和物联网技术的影响,首先,供应链管理反应速度更快,供应链各节点企业之间集成化、协同化、一体化的趋势更加凸显,选择少而精的合作伙伴以保证供应链运作的高效性,因而供应链绩效更加优化(蒋伟,2011);其次,物联网技术实现了货物在各个环节上的自动化管理,加强对产品质量的动态监控,保证企业能够提供高品质的产品,因而供应链管理与质量控制更加智能化;最后,企业可以利用物联网技术,在保证采购、物流和生产等上游流程稳定的基础上,通过有效监控商品流动情况,及时读取客户需求的变化,实施基于产品的增值服务,切实提高客户对企业产品的满意度和企业的竞争力(王辉等,2010),使得供应链管理更加体现企业的服务化。
随着物联网技术的发展和完善,基于物联网技术的供应链管理必然会受到巨大冲击和影响,那么未来的SCM发展必然会致使整个供应链波动幅度和不确定性不断增加,若要保持增长需要真正的全球化客户和供应商网络,市场动态需要地区性、成本优化的供应链配置,风险管理触及端到端供应链,现有的供应链组织需要得到真正的整合和授权。
参考文献:
中图分类号:U495 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)07-0013-01
随着经济的发展,仓储规模的扩大,仓库内的物品储备也越来越多,对于仓库内部的这些货物的管理就显得越来越困难,以前的那些以人力为主的监管方式越来越显得笨重,并且监管的误区和盲区也在不断的扩大。这就使得传统的仓储管理模式和传统的仓储基础设施已经不能满足需求,为了改善这一状况,物联网技术逐渐运用到仓库监控系统之中,它的出现实现了仓储管理内容的互联,并且能够按照管理者的需求进行软件设计和硬件的建设,实现了仓储的智能化管理与监控。
1 物联网技术
物联网技术是指主要用于货物的信息读取、信息交换、实时通信信息、通过结合RFID、GPS、RS等信息传感设备对入库和出库的物品进行识别、定位、跟踪、监控和管理,其主要有点主要体现在将宏观的货物管理转变成了微观全景观察,把所有的物品都和互联网联系在一起,实现了货物的跟踪查询、整个进\出货过程的监控、客户能够远程查看货物的存储状况,以便及时备货及查询库存。
物联网可以划分为三个层次:感知层、传输层、控制层。感知层只要是运用一些传感器去主动地感知货物的形状及其动态的变化,然后通过一定的技术将这种感知数据收集起来,而传输层则是将感知层搜集的这些数据进行远距离的传输,传输给控制层,控制层再将这些数据进行可视化处理,让用户能够及时了解整个仓库中的环境状况。
2 基于物联网技术的仓库监控系统
物联网技术包含有三个层次,在仓库监控系统设计时也应该对应这三个层次,分别是:感知层、物联网网关和仓储应用平台。根据基于物联网的仓库监控系统的层次模型来设计仓库监控系统,它主要由以下几个子系统构成。
(1)温度、湿度检测子系统。在仓库内部安装专门用于测试温度和湿度的传感器,通过这些传感器我们就能够时时掌握仓库内部各个子区域的温度和湿度情况,并且能够根据这些温度和湿度数据及时调整整个仓库内的环境,让货物达到最好的保存效果。(2)视频监视子系统。通过利用视频监视设备,也就是我们通常所说的摄像头,我们能够在监控中心实时监测到仓库内部和仓库周边的状态,能够尽早的发现可能存在的安全威胁。(3)门禁装置。根据规定,在仓库的重要的出口和入口地区我们都必须按照门禁装置,一般来说应该具备一些身份识别卡设备或者是指纹锁设备,对于保障仓库内部货物的安全有着重要的作用。(4)报警系统。对于收集到的各种数据进行分析处理,如果超出安全范围或者是限定范围,则会进行报警。(5)通信和监控系统。采用互联网技术将各种数据收集起来,便于管理人员远程监控和管理。
2.3 基于物联网技术的仓库监控系统的功能
利用物联网技术,能够对仓库内部的环境进行全方位、无盲区、无死角的涵盖性监控,并且能够对于出、入货物进行查检与检测,还能够对出、入仓库的人员、机械进行身份识别,多种高科技技术的集合使得仓库监控的安全性有了很大的提高,并且这种监控系统安全可靠,性能稳定。基于物联网技术的仓库监控系统主要有以下几种功能:
(1)监控仓库内的温度和湿度:通过安装在仓库内部的不同子区域的湿度和温度传感器收集到仓库内部各个子区域的温度和湿度数值,并将这些温度和湿度数值变化及时的传输到监控中心,然后控制中心将这些数据进行分析处理,对于那些超过限定范围的区域范围进行报警,结合着全球定位系统将这些区域以数字地图的形式呈献给管理人员。(2)实时数据记录和存储:监控中心能够将各个监视器终端发送过来的数据进行分析、记录和存储,这些资料能够根据设定保存一定的时间,并且能够根据这些数据汇总成温度和湿度变化曲线,并将那些超标的区域进行数据回放,另外监控设备还能够完整的记录下来仓库内部的人员进出情况,防止失窃时间的发生,并且通过门禁装置,能够有效的预防外来人员的进入,从而大大的提高了仓储环境的安全性。(3)远程监控:通过监控设备,时时监控仓库内部和周边地区的安全情况,各个监控区域的监控录像时时呈现在监控中心的显示器上,对这些监控区域进行全天候的常态监测,也可以对于某个监控区域切换画面进行重点监控,如果某个监控区域出现了异常状态,则整个设备会报警提醒。
3 存在的主要问题
虽然基于物联网技术的仓库监控系统有诸多的优点和功能,但在其应用过程中也出现了一些问题。一是推广力度不足。虽然这种技术有着如此多的优点,但是其推广度不够,很多仓库中仍然采用传统的人工监测的模式,造成了人力、财力的浪费,并且随着仓储规模的不断扩大,人工监测的误区和盲区将会越来越大。二是技术人员不足。有些地区的技术比较落后,从业人员的素质水平较低,阻碍了物联网技术的推广应用,有些仓库虽然购入了大批的先进设备,但其仓库管理系统和新型仓库管理监控系统并不匹配,这也造成了资源的浪费。三是设备本身存在问题。基于物联网技术的仓库监控系统本身还存在着一些不成熟的方面,比如监测数据不准确、检测设备的维护管理费用较高,检测设备的抗干扰性较差,这些都是亟需改进的地方。
4 结语
本文对于物联网技术在仓储监控系统中的应用进行了详细的分析,从这个系统的设计方案和构成以及其功能都做了详尽的描述,并且在最后还分析了物联网技术在仓储监控系统中应用时出现的问题进行了总结,不过相信随着技术的发展,这些问题也只是一个暂时现象,它终究会消失,而剩下的就是基于物联网技术的仓库管理系统带给我们的便利。
1物联网技术与我国煤炭生产现状概述
随着国家对矿山安全的重视程度不断加强,矿山企业在各种安全监控、生产自动化系统方面的投入逐年加大,对保证矿山的安全和正常生产起到了重要作用。由于我国煤炭储存条件复杂,煤矿自动化水平低,井下用人多,生产安全监控系统采用的技术比较落后,功能单一,使得生产成本高,安全形势不容乐观。
“物联网”概念的问世,打破了煤炭生产行业生产自动化和安全保障技术发展的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和信息基础设施分开。对煤矿安全生产而言,在“物联网”时代,各类传感器、电缆、电气设备、钢筋混凝土等将与芯片、宽带整合为统一的基础设施,基于物联网可以对煤矿复杂环境下生产系统内的人员、设备和基础设施实施有效的协同管理和控制。物联网为建立煤矿安全生产与预警救援新体系提出了新的思路和方法。
物联网技术支持下的煤炭生产自动化,在生产组织和流程方面将会发生明显的变化,具有以下的特征:将矿山地理、矿山建设、矿山生产、安全管理、产品加工与运销、矿山生态等综合信息全面数字化,将感知技术、传输技术、信息处理、智能计算、现代控制技术、信息管理等与现代采矿及矿物加工技术紧密相结合,构成矿山中人与人、人与物、物与物相联的网络,动态详尽地描述并控制矿山安全生产与运营的全过程。
2煤炭生产安全监控的物联网技术及其实现
从煤矿安全监控方面看,基于物联网技术的煤炭生产自动化是在实现综合自动化的基础上,实现三个方面的物联网。即:矿工周围环境的物联网,实现主动式安全保障;矿山设备的物联网,实现预知维修;矿山灾害风险预测的物联网,实现各种灾害事故的预警预报。
主要包括以下自动化系统的建设:1、系统集成平台建设:建设全矿井安全、人员、设备的感知集成平台,实现全矿井地面远程监控。2、矿山网络平台建设:包括井上、井下高速工业以太网和调度指挥控制中心工业以太网建设;利用无线传感器网络建立覆盖煤矿井下,保障出现故障或灾害情况下通信链路的通畅。3、人员安全环境物联网平台的建设:集成现有安全监测、人员定位系统,实现矿工对周围环境的感知和信息传输。4、设备物联网系统建设:对井上、井下各生产系统的远程监控,对矿井进行自动化监控,感知设备工作健康状况。所有自动化子系统将连接到统一的物联网平台,从而实现面向生产自动化的物联网体系,该系统由一个功能完善的软件控制系统进行控制。
需要指出的是,煤矿井下移动设备、人员、及矿山灾害的分布式监测均需要无线网络,这包括无线语音、无线数据、无线信息传输。其用途包括:设备工况监测监控、灾害环境信息监测、人员定位、机车管理、通信等,形成一个完善的无线感知平台。这样就能够保证在出现自然灾害时,系统能够保持正常工作,为生产救援提供最大的支撑。
3煤炭生产物联网系统及其实现
从煤矿生产方面看,基于物联网技术的煤炭生产自动化是在实现生产自动化的基础上,实现三个方面的物联网。1、煤炭采掘系统的自动化及其物联网。2、运输提升系统自动化及其物联网。3、矿井提升系统的自动化及其物联网。
目前,煤炭采掘系统自动化方面具有以下特点:(1)采煤设备向电牵引方向发展,使装机容量越来越大。(2)以计算机为核心具有多种传感器的工况监测与故障诊断系统,已成为先进高效综采设备的主要特点。 (3)工作面输送机向重型化、大运量、高寿命、高强度发展。
运输提升系统的物联网,主要对以下情况进行监测:胶带机打滑、堆煤、煤位、超温洒水、烟雾、温度、沿线急停、跑偏、断带等。智能跑偏及拉线保护是对胶带机运行当中的跑偏故障进行保护和沿线出现紧急情况时进行紧急停车。堆煤保护要求监测煤点是否堵塞,出现故障能控制胶带机紧急停车。烟雾保护监测驱动部因机械摩擦产生的烟雾,并能控制胶带机紧急停车。超温洒水保护对驱动部发生火灾进行停车洒水保护。打滑保护监测要求在胶带机上安装测速传感器。温度保护是通过设置在电机上的温度传感器连续监测电机温度。断带保护通过断带保护传感器监测胶带是否断裂。
矿井提升系统的自动化及其物联网,可以通过建设一个调度指挥中心实现,如图1所示。结合煤矿提升机控制系统的具体情况,在提升机房增设主控器以及相应传感器,通过矿井工业以太网实现提升机远程监控。针对装卸载系统,分别增设装载站PLC系统和卸载站PLC系统,实现对装卸载系统的远程监控。总体网络在调度室监测主、副井实时数据,在工作站上进行工况的显示
4 结语
如何利用物联网技术解决煤矿生产自动化过程中人员安全环境的感知问题,解决矿山灾害状况的预测预报、减少或避免重大灾害事故的发生,解决安全生产的智能控制,煤炭工业物联网技术的发展潮流以及产业标准等,都是面向生产自动化的物联网技术在煤炭行业的应用需要解决的问题。本文介绍了自动化的物联网技术的主要优点,指出了面向生产自动化的物联网技术在煤炭行业实现过程中的需要注意的问题。针对我国煤矿生产技术的现状,提出了面向生产自动化的物联网技术在煤炭生产和安全保障方面实现的基本方案,为建立煤矿安全监控与自动化生产新体系提出了新的思路和方法。
参考文献
基于上述分析,我们可以清楚地看出,物联网范式应该是“网络导向”、“物的导向”和“语义导向”三大视角的合集结果。根据系统论:物联网实质上是“互联网”+“物”+“语义”三个部分的聚合。物联网技术以一种知识整合的方式提供交互界面[7]。整体大于它的各部分之和。物联网因此必定不同于互联网,并且其功能也大于互联网。物联网也必然不同于传感网、产品电子代码(EPC)及其应用。物联网隐含了一个技术是人体延伸的人造物的本体论理论。物联网技术在高度普遍意义上就是人自身本质的最重要的部分。在自动化中,物联网技术达到方法上的完善。而在感知、通信、大数据、云服务阶段,物联网技术真正地反映了人类:无时不在、无处不在的感知、通信,就像人自身一样聪明和智慧。因而物联网技术像人一样形成了人为的自主特征。劳动客体化最终的结果赋予物以“智慧”,人和物的关系变得日趋模糊。物联网技术的自主性使得人难以维持“主人”的地位。人处于主体和客体交互的状态。人是网络节点的创造者,同时又是网络节点本身。人既是物联网的主体,同时又是物联网的客体,人自身也是物联网的一部分。人既可以被动地接受感兴趣的信息,也可以积极地产生、提供信息以及交换各种信息。人还可以作为本地信息提供者的角色发挥积极的作用。人甚至可以通过桥接和路由不同网络之间的通信,在那些核心基础设施缺少网络覆盖的地方参与扩展通信网络。媒介是人的延伸,而人又受到媒介的控制和操纵。人既是信息,又是媒介。人成为主体而不是客体的最重要条件是人有自由意志,取决于人能否对物联网技术进行控制,能否在现实世界和虚拟世界之间自由切换。
二、物联网技术的异化:隐私问题
物联网技术的自主性导致技术进步的不确定性。通过嵌入日常生活环境和物件,物联网技术以前所未有的、难以想象的后台方式悄悄地为不同生活层面的人类活动提供支持。但是技术从来就是一柄双面刃:当物联网给我们提供便利、安全、经济增长、环境友好等福利的时候,物联网技术有可能不受制于社会控制,我们又可能成为物联网技术控制的对象,这就是产生物联网技术的异化。从街上到室内,从物体到人体,到处都有无数双隐形的眼睛在监视着每个人的一举一动。物联网技术便于信息的交换和处理,符合现代社会的系统控制特征,并对公民的隐私产生影响。隐私入侵导致我们失去在个人自由层面上的利益,使个人陷于无权力、无意义的境地。一些专家甚至认为“对于大多数人们来说,隐私将在2013年或在此之后一段时间终结”。物联网不可避免增强有关人和物的信息收集的可能性,物联网社会最终趋向透明。而且,通过数据主体或数据管理员,自动决定的可能性将极有可能创造信息失控的现象。它也会给个人权利和社会价值带来巨大的威胁。对物联网隐私问题的哲学剖析,有利于正确把握技术和社会之间的关系,使我们生活得更为美好。首先,物联网具有无处不在、无时不在、无人可排除的监控性。网络化的信息技术扩散到日常生活环境,甚至人的身体,为构建监控基础设施提供充分的技术手段。随着信息和通信技术的发展,物联网技术逐渐成熟,键盘或其他人工输入设备被自然语言接口所替代,能够观察用户并解释口头语言、手势等命令。生物识别程序取代密码记忆或其他授权行为。通过监控、通信和数据处理等技术,为用户提供各种无干扰的、便利的服务。但是物联网这种新范式也不可避免地带来无处不在、无孔不入的监控。
在过去,所的与活动有关的数据大多数是自主的,基本上受用户控制。而新的范式剥夺了用户这项决定的自由,即是否、什么、如何。尽管对于很多人来说,事实上并不存在这项选择的自由,个人隐于“被暴露”状态。因而对于个人隐私保护来说,物联网技术创造了完全不同的环境。与传统的全景式监控(没有人可以肯定他或她是否真的被监控)相比,可以假定生活在物联网环境的人正处于被观察之中。传统的监控受制于空间,而物联网技术捕获的数据将会超越时空。人类生活在物联网环境下,任何活动或状态都正在受到监视、分析、转录、存储,并且可以在未来任何环境下被使用。这并非夸大其词,而是对物联网技术的负面效应的一种忧虑。虽然受环境的限制监控状态强弱有别,但是这种假设是合理的。没有人可以肯定,在任何地方,复杂的、无处不在的计算系统或个人设备不在观察他或她的行为,不在记录他或她的谈话,不再存储他或她的位置。在物联网环境中,以传感器为代表的感知设备数量激增,不能排除这些感知设备以一种隐匿的方式嵌入环境、装置或人体的可能性。作为符号化的移动通信终端和网络化的便携式设备,这个焦点物是了解个人言论、行为动向、社会交往、地理位置以及用户基本信息,包括通信各方当事人的姓名、住址、证件号码、通信费用等信息的最佳窗口。开机状态的手机能够产生的位置信息,随时暴露你所在的位置。嵌入传感器的商品可能让个人生活隐私成为围观的对象。思维控制传感器、可植入式大脑传感器、情感感知神经耳机、多接触脑探针、电极列阵、思维头盔等物联网技术能控制人的思维、情感。生物传感器芯片、纳米墨水、睡眠测量仪以及其他安置有无线发射装置的仪器都会成为身体隐私的泄密者。
云计算、云存储的共享功能为资料隐私的非法传播提供新的路径。其次,物联网具有前所未有的传播性。这种传播性可以分为三个层面。
1.通信技术水平让人与人、人与物、物与物都处于连接之中。通信技术可以与感知技术融合以更好地跟踪物和人的状态,即它们的位置、温度、运动等。利用通信技术这个桥梁,通过终端管理指令可以对环境对象进行监控。物联网的通信技术突破计算机终端,将更多的物连接起来,实现物与物互联、人与物、人与人互联的物联网生态互联社会。一般的物也具有通信能力,而不仅限于人和计算机等设备。任何人、任何物在任何时间和任何地点都可以通过有线网络和无线技术(比如全球移动定位系统(GSM)、通用移动通信系统(UMTS)、无线保真(Wi-Fi)、蓝牙(Bluetooth)、紫蜂(ZigBee)等各种其他无线网络)进行通信。在物联网这个新范式中,丰富的网络化物体模糊了比特和原子之间的界线。越来越多的设备连接到网络,一切互联、一切隐私皆有泄露的可能。任何涉及隐私的通信,任何个人的接触,任何信息交易都会在任何时间被捕获、复制。
2.数据存储的能力极大地提高,已进入大数据时代。物联网数据采集、挖掘和提供的方法完全不同于我们现在所知道的,物联网对个人数据采集数量惊人。对于公民类个体而言,自身不可能控制个人信息被披露。随着信息存储的成本继续下降,信息一旦产生,将极有可能被永远保留,拒绝数字遗忘。存储技术的进步使得成本急剧下降而存储量不断高升。其结果是长期存储的价格门槛也很快失去其经济意义。廉价的硬盘允许监控者收集大量传输信息:谁做了些什么;廉价的摄像头允许监控者收集大量的位置信息:谁在哪里。廉价的计算机允许监控者搜索有关任何个体的大量信息;廉价计算机或便携式移动设备也允许监控者访问任何人的生活记录。物联网对隐私和尊严的未来影响已经受到审视。例如手机录音的散播或上传。它们仅仅代表很小部分的隐私威胁,这一小部分的隐私威胁仅仅是人生记录的极小一部分,而人生记录仅仅是云存储的极小部分。
3.数据分析和处理能力也极大地提升,让复杂的数据挖掘程序能够处理所采集的海量数据,这是以前无法在允许的处理时间框架内以合理的成本进行分析的。这些技术进步也允许提供内存扩展,记录任何行为或表达,让我们在以后可以浏览过去,具有前所未有的传播性。计算技术是对通信传输的数据进行处理,将数据提取为信息和知识所做的相关性分析。为了从海量异构性的数据中获益,需要能够通过解释传感器数据得出一般的结论,需要进一步从原始数据中挖掘有益的信息。另外,物体需要感知、理解周边环境,并具有一定的决策能力,这就需要通过计算技术改变嵌入式系统的思维方式、设计和执行。为了支持智能物体,需要尽可能精确地解释由感知器测定的本地环境信息。从隐私角度看,这些看似微不足道的、甚至是没有价值的、无关紧要的海量数据经过数据挖掘可能变得敏感。相关的数据集可能提供贴心的知识和服务,比如生活方式或健康风险,但是这以隐私泄露为前提。再次,物联网具有日益增长的信息不对称性。由于物联网技术的专业性和垄断特征,用户可能不知道无线射频识别标签的属性,无线射频识别标签不会以听觉或视觉形式吸引用户注意力。因此,个人在不知道标签是否存在的情况下被跟踪,把他们的数据或至少痕迹留在网络空间。在物联网语境下,个人隐私备受压力。智能物向我们提供方便的服务,但是经常在后台悄悄地发生:当交易发生时,我们永远无法完全肯定我们是否正在被“观察”。个别事例的观察看似无害,但是如果几个这样的事例被合并,且转发到他处,就可能导致在某些情形下严重侵犯隐私。
对于个人的监控不再仅仅是国家,而且有私人参与者,比如营销企业对采集个人数据十分感兴趣。无线射频识别等物联网技术在商业和用户日常生活上的集成有可能减少匿名购买,商品上的嵌入式标签能泄露敏感信息、无接触地侵犯位置隐私。无线射频识别技术能使顾客隐私信息泄露和顾客物理地点被跟踪。可怕的是,个人可能对这些“被观察”、“被跟踪”、“被分析”、“被定位”等全然不知。事实上不可能详细地知道谁采集数据,数据转发给谁,他们使用的目的是什么。数据采集过程本身局限于技术暗箱。隐私法规比较先进的国家,其公民有权利获得通知,他们的信息被采集、采集的目的,也可以校正数据,撤销之前的同意或要求删除没有经过合适法律程序存储和处理的数据。物联网环境继续急剧地恶化,以一种不显眼的方式为智能环境提供技术框架:可以一直观察用户,自动地解释他们的行为。然后把结果输入一个连续研究的过程,这将形成系统自主决定的基础:如何使用、何时使用或何时传递采集的信息。物联网意味着更多的数据对象,与此同时,对用户来说更不透明且缺少控制。这势必进一步扩大已存在数据对象和数据采集者之间的信息和权力不对称。该影响的严重性也取决于用户对产生的数据控制的程度。公民和组织之间的权力关系应该是对称的、透明的。最重要的问题不是滥用,而是我们没有有效的方法知悉隐私信息是否被使用或滥用,何时会被使用或滥用。
三、物联网技术异化的制度规约:隐私指导方针及其局限
隐私是个人尊严、幸福和其他价值(比如结社和言论自由)的基石。几乎世界上所有国家的宪法里都包含隐私权条款。经合组织(OECD)隐私指导方针列出保护隐私最重要的条款,形成系列有法律效力的法规和自愿协议,包括欧盟指令95/46/EC。经合组织隐私指导方针包括8个方面:采集限制原则、数据质量原则、列明目的原则、使用限制原则、安全保护原则、公开原则、个人参与原则和责任原则。前4条包含隐私保护的基本内容,而后4条描述程序方面。从制定不可或缺的所有当前隐私保护框架这个意义上讲,前面4条特别重要,它们可以从欧洲、加拿大和美国隐私法中找到。如何对物联网技术产生的隐私问题进行制度分析、规约呢?基于篇幅,本部分主要针对经合组织的8个隐私保护方针,就物联网技术语境对其进行学理剖析,并指出其不足之处。
1.采集限制原则。物联网的基本理念与采集限制原则相矛盾。首先,原则的第一部分是对个人数据采集内容的一般限制,但没有说明限制的细节。物联网技术基本破除了这些限制。物联网数据采集的对象基本覆盖所有个人数据和物体数据,并积极地、普遍地采集。虽然该原则的最后部分要求被采集人知情同意,比如通过清晰可见的警告标签、标明何种物体在采集数据、采集何种类型的数据、在何时采集等。但是这过于复杂,在实践中很难操作,与物联网数据采集所固有的无干扰、隐秘的目标不兼容。其次,“数据采集对象明确表示同意”在任何情况和任何时间下都不可能完成,也不可获取。因此,有很多征求同意义务的例外情况存在,比如占有个人隐私数据以履行合同或保护重要的利害关系人。“公共利益”范畴的例外也包括公共安全问题或法律行为的效率。现在隐私权受到安全政策和技术(偏重于安全方面)的威胁,而忽略隐私对个人安全的核心作用,比如防止国家权力滥用。然而在物联网环境下,国家权力滥用的威胁将显著提高。再次,数据采集行为的连续性特点与获得个人同意原则完全不相兼容。数据采集是持续的、连续的、持恒。这种持恒性的数据采集必然要求获得被采集对象的不间断的同意请求。从法律技术角度看,基于合同形式的条款显然比较现实。但是数据采集对象和采集主体之间的信息不对称,数据采集对象如何知道采集主体是否违反合同,是否滥用权利或权力?同时个人同意又受限于数据采集对象对合同条款的理解力,并不是任何人都具有一定的法律知识。即使在自愿情况下,当事人也未必能理解是否该协议具有法律效力,具有何种法律效力,或者是否该协议是不合法或不道德的。也有部分人不会反对全面监控,特别是如果获取便利、增强安全。如果物联网服务提供商要求获取个人数据是订立服务合同的前提条件,也有可能很多人愿意签署相关的合同条款,明确同意采集、处理和传输任何数据。另一个较为关注的是该事实,如果生产商或销售商通过实时的隐私信息分析,做出让用户无法选择而又不得不选择的行为,就会产生一种强制和胁迫性经营行为。然而,在物联网环境里,没有办法逃脱无处不在的监控。因此,物联网提出法律难题:是否“同意免于质疑”?
2.数据质量原则。数据质量原则主要是两方面:采集数据的相关性;采集数据的准确性、完整性和有效性。就技术而言,物联网存在一些挑战:比如异构性、可扩展性、软件复杂性、互操作性、发现、到达和运行、理解、数据解释、数据量、容错、通信等方面。物联网是各种技术的大融合,是一个复杂的系统。任何技术上的不成熟都可能影响数据的准确性、完整性、有效性和相关性。在一般情况下,更多的数据并不必然导致更好的数据。为了得到精确的数据,必须进行定期监控和更正。只有使用特定系统、特定知识和特定硬件才会对这些数据质量的有效性作出承诺。因而在法律制度实践中,需要对该原则进行具体细化和拓展。
3.列明目的原则。这一原则的要求至少在数据采集之时,必须了解和识别采集数据的目的。数据保护指令也指出“因指定的、明确的和合法目的而采集”。后来目的变化仅仅允许是否和原意一致。除此之外,它们必须被明确指示。举例来说,在住宅和办公室场景中安装一些传感器以跟踪人们的位置和控制照明或供热。如果安装跟踪系统仅仅是为了增加办公室的舒适度,同时减少能耗,那么应该有如下较为合适的保护隐私的政策:跟踪系统不采集个人用户位置和移动信息,人们的位置和移动不应和身份相联系;人们被告知系统跟踪他们的行动范围和行为方式;跟踪系统采集数据的目的必须是为了控制照明和供热,然后由存储系统删除。然而,物联网技术的目的并不是为单一的、预先定义的目的而服务,而是为用户提供一种或多或少的可预见的环境。数据采集的目的完全在于积累尽可能多的可处理的数据以产生尽可能多的分析出关于个人行为模式和爱好的信息。这与作为数据最小化原则(相称性原则)的列明目的原则相矛盾。
4.使用限制原则。该原则说明如果数据披露、传输或使用与数据采集时的目的说明不一致,那么就不能披露、传输或使用该数据。该原则的例外情况是当事人协商一致或在法律授权的框架内利用。物联网技术的目的在于让生活更美好,而使用限制原则意味着削弱物联网的技术功能。使用限制原则和采集限制原则是一致的,都需要被采集人的知情同意。如果不断查询是否同意数据转移与原意一致,这就不是在创造无干扰的智慧环境而是产生让人疲惫的困扰。(本文来自于《科学技术哲学研究》杂志。《科学技术哲学研究》杂志简介详见)
5.程序性原则。程序性原则是构成当前数据保护条款不可或缺的因素,对于未来隐私框架具有极为重要的作用。例如,安全保护原则说明“个人数据应该受到合理的安全保护,防范比如受损失或未经授权访问、破坏、使用、修改或披露此类危险”。安全威胁产生于网络系统和数据传输攻击和未经授权的访问。安全涉及身份认证、数据完整等问题。位置信息如果被不法分子利用,可以对当事人进行跟踪,从而造成人身或财产安全威胁。事实上不可能提供充分的安全水平来防止未经授权的访问或数据披露,当大量的具有处理能力的无线组件构成自发的网络时,加密能力就成为该系统的关键因素。数据的海量特征、专业性和复杂性,使得个人难以有效参与。另外在实践中,也难以确定负有责任的数据管理者。
一、物联网技术推广应用的意义
站在农民群众的角度上看,物联网信息技术的使用,为许多农民百姓供应了许多免费学习知识的机会。这种方式不仅仅能够推动物联网技术创新的发展,提高了农民的工作能力水平技术,改善了农村生产技术水平,鼓动农村管理技术的发展。随着时间的推移,物联网技术也在不断地革新,并且获得的经济效益,同时也促进了农业生产发展。农民通过了解物联网上的信息技术之后,农民可以清晰地了解市场状况,根据市场状况进行生产,使农民生产出的产品适应社会的供给需求,以此来扩大农民的收益。再者说来,物联网技术的广泛应用促进了农业的发展增加了农民的收入,提高了人民生活水平和生活质量。物联网技术使农民生产更便捷,也为农民生产提供了科学技术。物联网技术为农村的自然发展情况提供了硬件设施,这种社体有利于农民对信息的了解,和对现代化生产技术的应用。这种硬件措施在很大程度上为农村生态系统的可持续发展提供了必不可少的条件。农民应用物联网技术不仅仅是机械的使用过程,而且物联网技术也为新农村建设提供了必不可少的科学指导,将科学和生态环境联系在一起,在新农村建设过程中,物联网技术的应用也会使农村发展更加可持续,生态建设更加平衡。农村建设可以依靠物联网的技术,可以实现农村发展的阶段性胜利,这种胜利为实现农村的全面发展提供了道路选择和多种途径以及技术上的支持。
二、物联网技术在农业中的应用
在农业资源利用和资源监测方面上,为了更好的建设农业的区域性发展,西方发达国家在土地利用方面利用卫星系统对土地进行监管,在地面接收位置上利用全球定位系统进行定位,达到农业的区域性的建设。最近几年,我国为了实现农业区域的全方位管理,我国运用传感技术结合全球定位体统相结合的方式,利用技术对农业资源进行信息的收集和准确的定位,对农业资源现状进行分析,合理规划,系统管理。现代社会要求农业发展也与之前有些不同。现代农业对技术的要求比重加大不仅仅要了解农田的状态情况,还要将农田信息的归纳整理和卫星定位系统联系在一起,这么做能够更加全面的分析农田的状态,对信息进行系统的收集,并且能够形成空间分布效果图形,情况一目了然,这样才能使生产者做出正确的决定,促使农业朝着正确的方向发展。据调查发现,杭州电子科技大学的湿地数据检测系统的主要功能就是通过搁置在水源进出口处,进行数据的监管,通过对传感器对湿地附近的环境采样收集,将传感信号通过远程设置发送到监管中心,而通过远程设置通过网络进行数据的分析,对数据进行了解和检测,并能够及时检测出影响水资源状况的因素和水污染情况的分析,提供具体的改善方案,具体的实施过程和方法。
(一)农业生态环境的监控
保证国家生态安全,农产品质量提高。资源安全是生态建设中一个重要的组成部分。为了更好地监测农业的生态环境,许多发达国家非常重视环境的监测和保护,以此来促进生态环境的可持续发展。首先,我们应该有先进的技术手段,建设高科技生态监管系统,完善监测网络体制,为农民提供一个覆盖范围广阔的信息平台,为农民提供广泛的信息和知识。其次,国家应该建立或完善相应的法律法规,保护农业生态建设。例如:法国进行了生态环境系统的革新,对生态系统采取信息归纳、传播、管理、公布四个方面。美国在运用科学技术的基础上,利用先进的技术对农作物的各种数据进行分析和了解,了解种植的需求方向,为此来调节植物的生长环境。在我国,晶遥感技术和定位系统相结合与地面监测系统取得联系,这种方式被利用在我国生态环境的监管系统之中,前期主要运用传感技术进行人工信息的监测。人工监测和地面监测系统相结合,这种方式是目前在我国生态环境建设过程中应用较多的方式。在我国多个省市,运用这种技术进行生态环境的监测,来促进生态系统的可持续发展。
(二)现代农业数字化管理
现代化农业是数字化农业的基础。数字化农业包括现代化的农业科学技术、具体的装备设施,信息收纳和农艺系统为基础的,少了其中的任何一个部分数字化农业都是不可能完全实现的。但当这些条件都具备时,农业的数字化仍然需要大量的农业科技人员、农业技术的推广人员和信息收集者、农民的长期努力和奋斗。假如缺少了现代化的农业设备,还仅仅依靠初级的生产工具的话,农业生产受到自然因素极大的限制。如果没有现代化的农业科学技术,农业生产谈不上技术化,也不是数字化的系统所控制。现代农业的信息是将先进的技术和现代农业生产相结合,它是各个阶段都应用先进的技术集合而成的,在各个方面都有信息化技术的研究,这些技术已经成为农业生产管理的关键技术。数字化农业是现代化农业主要表现在在数字化上,同时也不能离开现代生产技术的引导,离不开现代化的农业设备,和现代化的生产技术和信息技术。要想实现农业生产的数据化,就需要符合上面所描述的所有条件,与此同时数字化农业不仅仅是上述条件的简单的相加,而是将它们作为基础进行的综合性系统。数字化农业是现代化农业的重要组成部分之一,没有数字化农业的现代化农业是不完整的、留有缺陷的的现代化农业。数字化农业是现代化农业的精华部分,将现代化农业推向了一个新的阶段,尽管现代化农业不能在短时间内进行全面的实施,但是它的出现为农业现代化提供了模板,在技术等诸多方面也成为现代化农业的标准。所以现代化的农业不能没有数字化农业。
三、结语
提高现代工业装备在农业的使用率,为农业数字化提供物质基础,数字化农业要以现代化的科学技术来武装农业生产水平,从而营造良好的生态环境,为实现用现代信息技术控制农业生产过程和农业生产结果提供物质准备。
【参考文献】
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).
引言:
二十一世纪是信息知识年代,随着计算机、网络技术的发展,计算机、网路技术广泛应用在社会各个领域,极大的方便了人们的生活和生产。移动互联网的发展极大促进了无线网络的发展。而物联网技术连接了所有信息技术。LTE无线通信技术具有较高的数据传输量和传输速率,因此在物联网中得到广泛应用。如何利用两者的优势,更好的为社提供服务,是当下物联网以及LTE技术所要解决的难点。
一、物联网和云计算分析
1.1物联网
物联网是新一代信息组成的形式,是物物相连的网络。物联网包含两层意含义:第一,物联网的基础和核心依然是互联网,物联网是在互联网的基础上发展和扩展的网络。第二,用户通过网络扩展和延伸的任何物品进行了通信和信息交换就是物物相息。互联网通过智能感知等技术,实现互联网与物品之间的连接,从而实现信息的交换和传输,它是一种集识别、追踪、定位、监控的新型网络技术。虽然目前物联网还处于初步发展阶段,但是却在很多领域得到了广泛的应用。比如汽车交通、医疗、电力以及环保领域。物联网技术能够得到快速发展,主要是由于该技术与传统信息交流技术不同,它能够实现不同领域的信息交流。
1.2云计算
云计算是一种新型的计算模式,目前关于云计算的定义还没有一个明确的定义。目前关于云计算普遍接受的是美国国家标准与技术研究院的定义:云计算是一种按照使用量付费的模式,它能提供按需、便捷、可用的网络访问,用户只需要投入少量的管理,就能快速使用这些资源。云计算是在虚拟的环境下使用的一种计算方式。云计算分布在大量的计算机上,用户只需要通过互联网就能连接或者切换到相关应用上,从而实现对计算机系统和存储系统的访问。云计算具有:超大规模、虚拟化、可靠性高、通用性、按需服务、使用价格方便等优点,因此短短几年时间在中国发展很快。很多大型的互联网都开始对云计算进行研究,并提供相关的服务。比如国内的百度、奇虎360等企业,都对其进行了大量的研发。
二、物联网中的特殊业务模型
物联网作为新经济增长的战略产业,目前在市场上已经取得了较好的效益。目前物联网的主流业务模型包括各种类型的业务、数据包频率、属性、描述、终端密度等内容。物联网的数据模型比较小,高频率的业务类型只有类似QQ这种,QQ是一种时常在线的业务,计算量小,用云计算很容易造成资源的浪费,这也成为了物联网发展的障碍。所以利用LTE无线通信技术扩展无线网络业务,很有必要。
三、LTE无线通信技术在物联网中的实际应用
将LTE无线通信技术应用在物联网业务中,需要局域网以及实现物联网的控制器和价格传感器,通过LTE通信技术进行连接,这样物联网中海量的数据信息能够通过局域网里进入到LTE无线通信系统中。LTE无线通信技术和传统的通信技术不同,它利用OFDM技术,将无线网络中的信息传输通信通道转化为若干个小型的信息传输通道,这样便于数据信息进行快速转换,便于网络资源的管理和控制,从而提高LTE无线通信技术对高频率、小规模业务数据包的传输。手机作为当下应用最广泛的无线通信中断设备,通过无线网络,手机就能实现人与人之间的交流和沟通,和核心网信息的传输。
在数据传输过程中,LET核心网络没有建立相关的释放功能,所以系统只有接到接入网的消息以后,才会对核心网络进行释放。从接入网的角度考虑,需要对核心网的QCI无线承载设置一定的参数,并及时对接入的网络进行调试,保证用户数据可以实现资源共享。在保证设备配置灵活性的前提下,充分利用各项资源。当系统在运行的情况下,数据如果在系统规定的时间内还没有显示出来,那么系统会自动进入到非连续接受的省电模式中,并根据业务层面不同的参数进行调整。
四、结束语
随着信息技术的发展,信息技术广泛应用在人们的生活和工作中。然而随着社会的发展,LTE技术也必须紧跟时展的步伐,对日常生活和工作中的通信技术进行完善和改进,从而将无线通信技术向高速化、现代化、精准化方向发展,促进我国宽带信息技术的发展。
参 考 文 献
物联网技术对媒体产业的意义
在媒体产业链中,物联网能够引发传播内容革命。内容生产向来是传媒的核心所在,而物联网使得几乎任何物体都能产生内容,并通过无处不在的人与物、物与物的交流生产内容。这种新兴传播形态以“物体即信息”的形式在创新传播的意义。
传统媒体在物联网时代应做好以下几点:
首先,做好技术的前期研究和人才的储备,积极加强与物联网的融合。传统媒体可以借助新的物联网传播平台,把原创的“内容”进行多层次、深层次的开发,通过全方位的传播,提高“内容”附加值,并提供更多个,进而延伸价值链。
其次,开拓物联网传播中的传统媒体新形式。如果把传统业务简单地移植到物联网平台运行,仅仅拓宽了渠道、增加了企业的成本,无法真正发挥物联网的潜力,媒体必须积极创新适应用户的媒体新形式。
最后,警惕概念炒作,把握时机。在物联网“唱热”的喧嚣中,需要理性对待,警惕盲目投资物联网系统。但对于物联网传播新平台的革新也不能保守,错失发展机遇。传统媒体要长期跟踪研究,一旦技术臻于成熟就果断进入,推动产业升级。
基于物联网技术的新媒体应用
与传统媒体相比,新媒体不仅形式丰富、内容灵活,而且具备高度参与性和互动性。在我国现有的新媒体产业链中,主要的参与者有内容提供商、网络运营商、系统开发商、广告运营商、广告投放商和媒体受众,具体的结构和流程如图1所示。
内容提供商是新媒体产品内容的制作者和提供者,主要为新闻采编机构和传媒机构;网络运营商拥有骨干和核心网络资源,通过提供网络接入和运营服务盈利,主要包括电信运营商、互联网运营商和数字电视运营商;系统运营商是新媒体系统的开发者和使用者,负责新系统的建设运行,内容、广告的;广告投放商指使用新媒体进行广告营销活动的发起者,是广告收益的来源,广告运营商根据广告投放商的需求,提供新媒体营销活动的前期调研、方案制定、方案执行监督等服务;媒体受众是内容和广告的接收者。
对于媒体行业来说,物联网的延伸与扩展应用将给传媒领域带来新的挑战和机遇。物联网将推动新闻媒体的采编方式、报道方式、管理方式、传播方式发生巨大的变化。
内容个性化投放 新媒体的发展使得信息呈“爆炸式”的增长,同时用户在不同渠道、产品之间的切换成本不断降低。为了优化用户体验,提升用户粘度和数量,并最终带来收益,媒体必须精确掌握用户需求,投放个性化内容,有效降低信息传播的噪音。
内容个性化投放基于物联网智能终端技术以及数据挖掘技术,新媒体运营商通过采编系统将媒体内容素材储存在媒体内容数据库中。用户利用安装在自己智能终端上的客户端阅读媒体内容,同时,新媒体运营商利用客户端收集能够描述用户阅读习惯以及兴趣爱好的信息。收集到的信息被储存在用户信息数据库中,通过数据挖掘最终产生能够准确描述用户需求的知识,并储存在用户需求数据库中。
用户需求知识在系统中有两处应用:第一,生产系统调用用户需求数据库和媒体内容数据库,依据用户的需求为每一位用户生成个性化的定制内容;第二,新媒体运营商在媒体内容的采编过程中依据内容与用户需求知识的关联度,使媒体内容数据库中的素材尽可能符合用户的需求,降低不受用户欢迎的素材数量,提高素材采用率和受众接受度。
目前,与内容个性化投放相似的系统已经在零售业得到初步应用,某些超市的“智能导购机”能够记录消费者推动购物车所经过的商品区域,并依据经过区域的记录对消费者进行分类,并依此进行广告的精确投放。未来的个性化投放应该在用户需求描述的细化上有所突破,并在内容个性化的基础上实现媒体产品形式的个性化,从内外两个层面为用户提供精确服务。
基于物联网技术的新闻采集系统 物联网强大的智能感知和采集能力是未来创新新闻采集工作的强大动力,通过物联网收集新闻,具备很好的实时性,新闻采集的触角也将会在空间上前所未有的拓宽和深入。
首先,物联网时代新闻采集的时效性和准确性将大大提高。基于传感器实时自动收集信息的能力,媒体可以及时准确地掌握事件的情况,第一时间跟进报道。同时,采集的信息可以作为新闻的素材,例如,监控录像、汛期水位信息、交通高峰的路况信息等。
其次,物联网在空间上拓展了新闻采集的范围。只要是物联网覆盖的范围,广义上都是新闻采集的范围。此外,个人可以同时采集多处多点的信息,提高了记者的单体采集能力。
最后,物联网深化了媒体新闻信息的深度。微型传感器和智能芯片获得的物体信息中,有些是传统新闻采集方式难以获得的,其中一部分通过信息的检索和数据挖掘,可能有助于预测事物的发展变化趋势,使新闻报道不仅限于报道事实,更具备提出前瞻性意见的能力。
物联网等先进信息技术将会使媒体之间新闻的时间差不断缩短,在信息普遍较为及时的情况下,受众对于新闻的时效性将不再那么敏感,个性化将成为传播方式变革的趋势。因此,物联网时代,媒体应加强新闻报道的编辑策划力度,对采集来的新闻信息资源进行多层次、多角度、全方位的挖掘和加工,面向受众提供可定制的个性化服务,更好地满足受众的阅读需求,从而提高内容附加值。
新闻指挥调度系统 基于物联网的射频识别技术,可以实现对采访设备、传输设备、笔记本电脑等重要报道设备的精细化管理,实时掌握设备的使用情况、状态和位置信息,从而实施新闻报道的信息化管理。