物联网层次（精选12篇）
物联网层次 篇1
1. 引言
目前,“物联网(Internet of Things,IOT)”已经成为一个热门话题,被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。近几年,美国、欧盟、中国等都在投入巨资深入研究探索物联网。在我国,地方政府积极性高涨,据有关报道称90%以上的省份都把物联网作为自己的支柱产业,几乎所有一、二线城市都在建设或筹建物联网产业园。尽管物联网的发展已具备了一定的基础,各地也纷纷出现了物联网在各个领域成功应用的实例,但仔细分析就会发现,目前对于物联网的研究还仅仅停留在单一的技术层面上。这些技术的研究虽然在一定程度上实现了物联网的感知功能,但是并没有形成统一的技术标准,物联网发展的整体实力还有待提升,“感知中国”、“感知世界”的目标必然要建立在标准的体系中才可以现实。
本文将针对物联网发展各自为政的现状,提出了一个层次设计模型HM-IOT(Hierarchical Model of IOT)。该模型的设计致力于构建统一的物联网体系,有利于提升物联网的整体技术集成能力和推动物联网标准化的发展,对早日实现物联网互联具有举足轻重的作用。
2. 层次模型
2.1 层次结构
物联网的体系结构是对构成物联网的各个组成部分之间的关系及其所要实现的功能的定义和描述,物联网的最终目的是形成像今天互联网一样比较成熟的管理机制,进而实现不同物联网体系结构的互联,如图1所示。如果把物联网的硬件和软件称为实体,其复杂程度是可想而知的。要着手进行统一的标准设计及管理,分层无疑是解决这个复杂问题的好办法。将物联网的实体划分为不同功能的若干层次,每一层都向它的上一层提供服务,而将如何实现服务的细节对上一层加以屏蔽,相邻层之间通过接口来实现访问。通信双方的相同层次称为同层实体,在同层实体之间必须按照一定的规则完成通信,这个规则称为物联网协议。N层协议就是指整个物联网同层进程之间通信规则的整体。这种层次结构的优点是:便于抽象、利于交流理解和标准化、便于模块化和分工开发、与实现无关。
2.2 分层结构的数据传输
如图2所示,源节点第5层运行某应用程序产生了消息M,并交给第4层进行传输,第4层在消息前面加上了一个报头(H4)以识别该消息,并把结构递交给第3层。第3层决定使用哪一条线路,并把消息传递给第2层,第2层也在前面加上了自己的报头,将结果交给第1层进行实际传送。而在接收端恰好是一个相反的过程,接收节点每向上传递一层,就会去掉该层的报头,不会将该层的报头传递给上一层。这个层次的概念与互联网的层次结构概念基本一致,报头传递的是同层的协议信息,是对本层如何处理信息的约定,对其他层次毫无意义,对N层而言,N+1层的报头与信息相似。
3. HM-IOT设计
3.1 分层设计原则
每一个物联子网向物联网管理机构申请和注册一个唯一的身份标识,当然不同功能的子网提供的功能和访问方式都是不同的,各子网内部的信息交换需要中间件来进行统一管理。同样,子网与子网间的信息交换也需要中间件服务来进行统一调度。本文是在分析各子网不同体系结构的前提下,对整个物联网实现互联而提出的层次划分的设想,该层次的划分主要基于以下原则:首先,要考虑到物联网的不同功能进行抽象分层,每一层应该实现一个定义明确的功能;其次,在进行分层时还必须坚持适度的原则,层不能太少也不能太多,如果分层太少,那每一层必然具有的功能就越多,实现起来会非常困难,如果分层太多,使问题变得杂化,又失去了分层的意义;第三,每一层功能的选择尽量基于已经相对来说比较成熟的技术进行划分,这样有利于充分利用已有成果进行设计。
3.2 HM-IOT各层次功能
基于以上三方面的考虑,本文将物联网划分为5个层次,如图3所示:
(1)网络接入层。该层位于物联网层次结构的第一层也就是最底层,主要提供一些技术及其标准使得在物联网内的物体能够被自动识别,因此与通常意义上讲的互联网的物理层在机械特性和电气特性等方面也有本质的区别,与介质的物理构成及几何尺寸并没有直接的关系,因此称作网络接入层更加贴切。在物联网中该层支持的主要技术为射频识别技术,又称电子标签。它是一种非接触式的自动识别技术,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。在网络接入层物体利用RFID的唯一标识性连入物联网,并通过与上一层的接口传输给上一层。
(2)无线传感层。该层位于HM-IOT层次结构的第二层,主要的功能有两个:一是进行数据的采集和处理;二是要进行数据的融合和路由的选择,对从各个节点采集的数据进行综合,然后转发路由到网关节点。在该层中将会用到的技术为传感网技术,传感网技术是传感器、大规模无线传感网络技术及其智能处理技术的结合。由传感器节点构成的网络,能够实时地检测、感知和采集节点部署区中的对象和各种信息,并对这些信息进行处理后以无线的方式发送出去,因此这种无线传感网技术可以用来满足物联网的互联要求。
(3)传输层。该层位于层次结构模型的第三层,主要是对无线传感层的补充。该层可以完成多路复用或者分流的功能,比如将发往同一个传感器节点的数据复用到同一个无线连接上,或者当某一传感器节点建立了多个无线连接时实现并行传送数据。
(4)表示层。该层位于HM-IOT层次模型的第四层,负责定义信息的表示方法,并向上一层即第三层提供一系列的数据转换,确保在用户层应用程序之间交换信息的一致性,另外还有数据加密和解密等功能。
(5)用户层。即HM-IOT层次模型的最高层,主要功能是用户通过无线数据终端提出请求进行发送并获得请求结果。
3.3 HM-IOT模型评价
该模型在设计的过程中体现出以下几个方面的优点:首先HM-IOT模型最大的贡献就是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来,服务说明了该层提供了什么样的服务,接口说明上一层如何调用下一层的服务,协议则涉及到如何实现该层的服务,这样的设计给各个物联子网的接入提供了很大的开放性。其次,因为各层之间的独立性很强,采用的协议也没有限制,只要保证能够向上一层提供相同的服务即可,因此并不影响各个子网的自我设计模式,具备了很大的可操作性。由此可见,HM-IOT模型的层次结构将实现物联网中复杂的实体结构转变成为单一的逻辑结构,大大简化了物联网互联的设计方法,只需要制定统一的技术标准和遵循一定的协议即可完成物联网的互联操作。
4. 结束语
本文阐述了目前物联网各自为政的发展现状,要实现互联首要解决的问题就是实现异构数据的集成。本文针对物联网内部复杂的实体构成,提出了分层结构的设计理念,设计了HM-IOT模型,并对模型中各层次的具体功能以及所依托的主要技术进行了介绍,证明了该模型的科学性和可行性。这一模型有利于提升物联网的整体技术集成能力,有利于推动物联网标准化的发展,模型中的各层协议及其技术标准将是下一步物联网发展的核心研究内容。
摘要：针对物联网发展过程中呈现出来的各自为政的现状,提出了一个能够实现物联网互联的层次结构模型HM-IOT,用来解决异构物联网之间的互联问题。这一模型有利于提升物联网的技术集成能力和推动物联网标准化的发展,对早日实现物联网互联具有举足轻重的作用。
关键词：物联网,异构,层次管理模型,HM-IOT,互联
参考文献
[1]季福坤,计算机网络基础[M].北京:人民邮电出版社,2008.
[2]王若梦,刘云,张振江.基于事件驱动SOA的物联网管理平台研究[J].电信科学,2010,(11):80-84.
[3]王尧,物联网及其关键技术[J].软件导刊,2010,(10):147-148.
[4]刘志峰,张宏海,王建华.基于RFID技术的EPC全球网络的构建[J].计算机应用,2005,(12):14-19.
[5]顾晶晶,陈松灿,庄毅.基于无线传感器网络拓扑结构的物联网定位模型[J].计算机学报,2010,(09):1548-1555.
物联网层次 篇2
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物联网在汽车行业的的应用
在我初上大学的时候，好多人问我，物联网是什么。其实他们这么问不无道理，因为虽然物联网已经深入了我们的生活，却没有被我们更多的大众所广泛的认知。
所谓物联网，就是字面上的解释，万物互联，物-联网，也符合现在广泛发展的互联网+的概念，互联网的最后一公里。
物联网的起源：资料来自于百度百科
1990年物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机——Networked Coke Machine。
1995年比尔盖茨在《未来之路》一书中也曾提及物联网，但未引起广泛重视。1999年美国麻省理工学院（MIT）的Kevin Ash-ton教授首次提出物联网的概念。[2]
1999年美国麻省理工学院建立了“自动识别中心（Auto-ID）”，提出“万物皆可通过网络互联”，阐明了物联网的基本含义。早期的物联网是依托射频识别（RFID）技术的物流网络，随着技术和应用的发展，物联网的内涵已经发生了较大变化。
2003年美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。2004年日本总务省（MIC）提出u-Japan计划，该战略力求实现人与人、物与物、人与物之间的连接，希望将日本建设成一个随时、随地、任何物体、任何人均可连接的泛在网络社会。
2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布《ITU互联网报告2005：物联网》，引用了“物联网”的概念。物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。2006年韩国确立了u-Korea计划，该计划旨在建立无所不在的社会（ubiquitous society），在民众的生活环境里建设智能型网络（如IPv6、BcN、USN）和各种新型应用（如DMB、Telematics、RFID），让民众可以随时随地享有科技智慧服务。2009年韩国通信委员会出台了《物联网基础设施构建基本规划》，将物联网确定为新增长动力，提出到2012年实现“通过构建世界最先进的物联网基础实施，打造未来广播通信融合领域超一流信息通信技术强国”的目标。
2008年后，为了促进科技发展，寻找经济新的增长点，各国政府开始重视下一代的技术规划，将目光放在了物联网上。在中国，同年11月在北京大学举行的第二届中国移动政务研讨会“知识社会与创新2.0”提出移动技术、物联网技术的发展代表着新一代信息技术的形成，并带动了经济社会形态、创新形态的变革，推动了面向知识社会的以用户体验为核心的下一代创新（创新2.0）形态的形成，创新与发展更加关注用户、注重以人为本。而创新2.0形态的形成又进一步推动新一代信息技术的健康发展。
2009年欧盟执委会发表了欧洲物联网行动计划，描绘了物联网技术的应用前景，提出欧盟政府要加强对物联网的管理，促进物联网的发展。
2009年1月28日，奥巴马就任美国总统后，与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”，作为仅有的两名代表之一，IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。当年，美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点。2009年2月24日，2009IBM论坛上，IBM大中华区首席执行官钱大群.公布了名为“智慧的地球”的最新策略。此概念一经提出，即得到美国各界的高度关注，甚至有分析认为IBM公司的这一构想极有可能上升至美国的国家战略，并在世界范围内引起轰动。
2009年8月，温家宝“感知中国”的讲话把我国物联网领域的研究和应用开发推向了高潮，无锡市率先建立了“感知中国”研究中心，中国科学院、运营商、多所大学在无锡建立了物联网研究院，无锡市江南大学还建立了全国首家实体物联网工厂学院。自温总理提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中国受到了全社会极大的关注，其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比拟。[3]
物联网的概念已经是一个“中国制造”的概念，它的覆盖范围与时俱进，已经超越了1999年Ashton教授和2005年ITU报告所指的范围，物联网已被贴上“中国式”标签。截至2010年，发改委、工信部等部委正在会同有关部门，在新一代信息技术方面开展研究，以形成支持新一代信息技术的一些新政策措施，从而推动我国经济的发展。物联网的实现可以分为多种，大到国内的监控覆盖，实时路况信息采集，小到nfc芯片，那种基于进场通讯的RFID，对于车辆而言首先现在被广泛采用的二维码技术，可以帮助工厂在生产零部件的时候判断其所使配的型号信息，产品批次，产品类型等，也易于自动化部署。
对于车内的媒体中心而言，可以与行车电脑，导航信息，甚至于UHD技术结合，为用户提供一流的驾车体验。
行车电脑可以根据实时路况信息调整车体状况，包括但不限于车轮悬挂系统，制动系统，动力系统，甚至于光照系统。试想一下，某天突然天降暴雨，车辆悬挂系统降低车高，以提高车辆稳定性，制动系统进入监听状态，高灵敏度。动力系统调整至运动模式，光照系统自动打开雾灯，以及提高刹车灯亮度，雨挂器自动根据雨量进行玻璃的清理。这些是一些老司机都容易忽视的小细节。
甚至于在未来的发展中，车辆配备了近程通讯系统，车车互联，引入了自动驾驶的概念，在与前车接近时进行动态调整，在大雾天气中，人眼可见度不足百米的情况下，电子眼却不知道看出了多少千米进行高速运算。
得益于物联网的开发，自动驾驶也更能发展一步，120车辆接近，前面的一排车辆开启了自动避让系统，为抢救提供了更加有效地时间，试想一下，在高速公路上疾驰，司机和乘客谈笑风生，吃着华莱士，比某些手动开车的人不知道高到哪去了，车辆通过rfid或者更高端的技术检测着身边的可识别资源，例如限速牌，险路，道路变窄等有效信息，要比实时需要联网的技术不知道高到哪去了，一旦网络拥堵，依靠自己一身的传感器对周围的物体以及任何有机体无机体进行感知，有效提高安全性与稳定性。
说到这里我要插一嘴，对于自动驾驶等涉及人身安全的物品而言，没有百分之百的保障，那么这个东西的利用率就是0。
在汽车的发展中，首先是机械改变了汽车的工作方式，甚至改变了汽车的工作核心主义，电的引入又改变了汽车的使用方式或者说提高了乘车人的生活方式。
电为一辆汽车带来了灯，带来了音乐，带来了空调，而物联网，也许改变的就是车的使用方式，我们的汽车在发展中不断地改变，创新，只有一个原因——人。
以人为本，万物互联，我们的自行车需要人力来促使它运动，所以我们被瓦特的蒸汽机带入了机械工业时代，从最开始的车发展到现在的多缸多4冲程车辆，核心的原理不变，但是变得更加的方便，更加的省力，更加的方便，快捷。
然后人们觉得不够完美，碰巧又赶上第二次工业革命，为我们带来了电力，有了电力的我们的汽车就如脱缰的野马，车灯，空调，多媒体，坐车的感觉犹如在家一样，但是确是可移动的，既方便，又快捷，还舒适，真的是集各大优点于一身。
所以就这样人们就满足了么，当然不会的，我们人类的聪明总是取之不尽用之不竭的，我们引入了物联网的概念，各类的传感器被引入了汽车。倒车雷达，倒车影像使我们仿佛在身后长了一个脑袋，导航仪与行车多媒体的整合为我们的出行带来了私人秘书一样的体验，轮胎里面的传感器时刻监控着胎压，防止爆胎等事情的发生。
物联网层次 篇3
作为物流产业链的重要组成部分，港口在现代物流服务系统中发挥着举足轻重的作用，其发展水平在很大程度上是一国物流发展水平的体现。港口的国际化和信息化建设是增强港口核心竞争力的重要手段，也是降低物流成本、提高物流效率的关键所在。目前我国港口的国际化和信息化水平与发达国家港口相比还存在较大差距，这在很大程度上制约了港口自身和物流产业的发展。加快我国港口国际化和信息化建设已成为提升我国港口核心竞争力和物流服务效率的当务之急。
如图1所示，世界港口历经第一代运输中心、第二代服务中心、第三代国际物流中心的发展阶段，目前已开始向第四代供应链中心转型发展。现代港口作为全球综合运输网络的重要节点，未来将成为商品流、资金流、技术流、信息流、人才流汇聚和共生的环保、智能、宜居社区，其功能将更加广泛，并呈现绿色、低碳、联盟、虚拟的特点。
2 第五代物联网港口设想
物联网港口指通过无线射频识别器、红外感应器、全球定位系统、传感器等信息识别和采集设备，按照约定的协议，将港口设备、运输工具、物流对象等接入互联网进行信息交换和通信，从而实现对物流全过程智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的智慧港口。物联网港口充分利用物联网感知、互联和智慧的技术特征，融合绿色环保、节能低碳的先进理念，使参与港口物流的各种资源实现更为广泛的互联互通，是一种全新的港口发展模式。
3 我国港口物联网发展现状
我国港口物联网发展目前仍处于起步阶段，但已经得到政府部门和港口企业的普遍重视：原交通部2005 年出台的《公路水路交通科技发展战略》将智能港口系统作为未来我国智能化数字交通管理技术的主要研究方向；有关科研机构已开始对智能港口系统进行研究；天津港、上海港、深圳港等国内主要港口也开始规划智能港口系统，目前已实现对港口集装箱作业全程的实时监控和实时数据查询。
继2008年上海港包起帆团队成功实施基于无线射频识别技术的集装箱电子标签项目后，江阴港、连云港港、宁波-舟山港、青岛港、大连港、深圳港盐田港区、虎门港等相继提出港口物联网或智能港口项目建设规划并陆续实施示范工程。
物联网层次 篇4
一高职物联网专业课程特点分析
物联网应用技术是综合多门学科的专业, 它的实践要求远远超出了课堂上所讲授内容的范围, 而且实验室设备的更新也因种种条件的限制无法跟上社会的发展。因此, 传统的培养模式所培养出的学生专业能力上与社会需求产生了脱节, 大部分学生都需要就业后再进行培养, 而不能马上为企业创造效益, 从而得不到企业的青睐。其次, 传统培养模式下培养出来的学生能力单一, 类似于工业生产中批量生产的产品。而物联网应用技术专业要求的综合能力, 作为学生个体来说特点不够鲜明, 就更谈不上专长。这样就很难适应用人单位对人才的多元化需求。再者, 传统的培养模式不利于教学资源的合理配置。物联网专业在实验室建设、师资力量上要求更高, 如果按照传统培养模式分配教学资源, 造成了大量的资源浪费。
根据学生的基础和专业理解能力的差异分层次, 采用课堂教学与理论实践相结合、学校与企业共建互赢等多元化的培养模式可以使不同层次的学生接受到合理的培养与教育。学生自身也可依据实际情况选择符合自己的培养模式。根据我校实际情况及物联网专业岗位能力需求分析, 物联网应用技术“分层次多元化模式”人才培养体系主要实施分层教学, 其前提是将教学对象即学生分层。由于大一年级学生所上课程基本上都是公共基础课和专业基础课, 这部分知识是每个学生应该基本掌握的, 通过一年的基础学习, 每个学生都对自己有个大致了解, 综合学生综合 (课内+课外) 成绩以及个人意愿, 将学生分成A、B、C三层。A层次学生:专业基础水平较高, 学习兴趣浓厚、学习习惯好、学习能力强, 有很大的潜力, 可对应嵌入式应用软件设计和物联网管理培养方向;B层次学生:有一定的理论知识和操作技能, 但仍需系统学习, 可对应传输与网络调试与安装培养方向;C层次学生:基础较为薄弱, 对学习的兴趣不强, 可对应感知设备调试与安装培养方向。这种形式有效地保护了学生的自尊心, 容易得到学生的理解和支持, 同时对整个教学秩序几乎没有影响。
二“分层次多元化模式”的教学举措
1. 以“分层次多元化模式”为基点, 对物联网应用技术专业人才培养方案制定的研究
专业人才培养方案对整个人才培养过程具有引导作用, 一旦制定, 后期人才培养必须按照方案执行, 探索“分层次多元化模式”人才培养方式, 在人才培养方案中就要充分考虑专业课程设置, 培养目标、培养形式、培养过程等, 针对不同的层次可以制定不同的培养方案。
2. 以“分层次多元化模式”培养体系为准则的物联网应用技术专业课程体系设计的研究
实现人才培养目标, 必须要具备合理的课程体系。围绕学生职业核心能力的培养, 以良好的职业素养、够用的理论知识、扎实的专业技能为出发点, 来构建课程体系。根据就业岗位和培养方向的不同, 课程体系由基础课程、专业核心课程、专业综合能力实训课三个层次构成。
3. 基于“分层次多元化模式”培养体系在教学方法、实施方式及教学实施多样化的研究
明确基于“分层次多元化模式”培养体系的课程培养目标、课程标准、实践教材、教学方法、教学手段及教学实施过程等。对课程体系、标准的构建和设计提出新的思考;对现有的教材、教学内容进行对比分析, 对教学方法、手段进行研究。
三“分层次多元化模式”的教学成效
第一, “产教结合”是我院的办学特色, 学院产教 (工学) 结合人才培养模式经历了一系一公司对应模式、教研室事业部对应模式、一系多基地对应模式三个阶段。多年来在该项改革上有了一定的沉淀和思考
第二, 我院所有专业都与多个企业联合办学, 与多个企业签订校企合作协议, 其中, 物联网应用技术专业与无锡物联网中心等企业有校企合作。与企业的深度融合, 可以有针对性地培养学生的工作能力, 企业对学生的要求才是将来就业的关键。通过在企业的实习、参观, 了解企业的运作模式, 使学生知道在企业当中要干什么, 这样才能使其找到自己需要学习的知识和自身的不足之处, 使得学生将自身专业细化, 专攻专业上的某个方向, 使其在该领域有较强的专业能力。
第三, 我校实验室依托中央与地方共建项目, 近年来对实验室硬件条件进行了改造、更新, 能够满足学生自主实验的要求。学院还设立了创新实验室, 鼓励学生开展科技创新活动。
第四, 学校多次组织专家讲座, 加强学生理论知识的学习, 培养学生对自身专业的兴趣, 为实践环节打好了理论基础。
第五, 物联网应用技术专业课程多数采用项目化教学 (行动导向) 方式, 注重加强实践环节。通过参加课程实训, 不断提高学生分析问题、解决问题的能力, 做到理论与实践相结合, 强化学生的专业能力。
第六, 通过在学生中组建电子创新协会、电子组装协会等来加强学生对理论知识的理解。组织学生参加重庆市高职技能大赛、重庆市单片机设计大赛等比赛取得了优异的成绩, 并且达到以赛促教的效果。
术业有专攻, 这样培养出来的学生在专业技能方面更加突出, 更加符合社会的需求, 从而在就业上获得优势。多元化的培养可以使学生提升兴趣, 提高自身技术, 增强自身素质。
参考文献
[1]李红.教育心理学[M].武汉:武汉大学出版社, 2007
[2]陈玲玲.就业导向与高职高专建筑制图课程教学改革[J].工程图学学报, 2004 (3)
物联网层次 篇5
天仕物联网研究院（）
在物联网领域，我们要清醒地看到，我们许多专家提到的目前我国的物联网发展水平和国外发展不相上下的论断，其实只适用在应用层面。比如CCTV(闭路电视)、ETC(不停车交费)、RFID(射频电子标签)等领域的应用，目前我国都处在全球的相关领域应用的前列，并不落后。但在核心技术层面，比如对每个物品的标识所采用的RFID技术，其核心技术还掌握在国外。另外，在物联网时代将会得到广泛应用的定位技术，目前全球都主要应用GPS、伽利略系统，至于中国的北斗星系统，还处在军事层面的试用之中，距离大范围的产业化还有一段距离。同样，在传感器技术方面，很大部分的核心技术也在国外。
总体来讲，各部委尤其各个地方政府对产业的发展非常重视，都想借这次契机抢占产业的制高点，想通过物联网的发展，带动本地经济发展。各地根据不同的产业结构、不同的经济形态，制订了针对不同产业链环节的发展战略。
比如上海，其集成电路产业很发达，并且具有亚洲最大的超级计算机中心，同时具有很好的重大物联网项目运作基础，具有非常好的应用环境，从全国范围来讲，上海在物联网上走在了前头，洛阳也找到了一条“基于制造业的物联网产业基地”的路线，等等。各地的规划都不一样，可以看到的是，中央在推动物联网发展过程中，必然会推动各个地方物联网的发展。
现在面临的问题是，大家对物联网还没有一个十分明确的认识，也没有对物联网的发展路径做出更多的思考。必须明确，物联网的概念是新的，但物联网产业并不新，并不是凭空落下的产业，而是具有一定的产业基础。
这可以从物联网的产业链来分析：物联网的基础架构可以分为标识层(信源层)、识别层、传输层、运营层(信息平台)。在信源层中，RFID的全球产业一直存在，温度、压力等传感器产业也存在，物联网需要解决的问题是怎样把这些技术应用起来。在识别层，各种识别的技术是存在的，不过是应用的层级有点低，这些技术对物联网应用来说还不够，处在初级阶段。
物联网的传输层和互联网的传输层的一个最大的区别是，前者的数据量很大，现有的传输构架不足以完成这个量级的数据传输，因而物联网可能会对数据传输构架产生颠覆性的变革。这里有一个例子：在古代，两辆马车并行的道路，已经是大道了，而现在的高速公路，显然和古代不可同日而语。而另一方面，飞机的出现，完全改变了人们对交通的认识，是一个革命性的变革。同样，物联网时代的传输一定是对其技术架构、通信和信息处理都产生革命性的变革。物联网的第四层是运营层，即各种信息平台，物联网汇聚成的信息怎样交换，怎样由物联网采集的信息变成可用的资源是运营层需要关注的内容。
角逐物联网 篇6
历届高交会都是一场科技盛宴，集中展示我国技术研发和应用示范等方面所取得的阶段性成果，也是未来中国科技发展、创新创业的风向标。在今年高交会上，物联网新兴产业占尽风头。
物物皆联网
物联网泛指物与物之间互连的网络及应用。十三届高交会是我国物联网行业一次权威的、最新成果的集中展示。在“物联网技术与应用”专题馆里，人们见识了这一新兴产业的繁荣。
许多物联网业务都让人眼前一亮：出门在外，只要拿起手机，就可“管控”家里的一切；农场养殖的每一头猪有多重、健康如何、在哪家超市销售，卫生部门都了如指掌；坐飞机出行、看电影、购物优惠打折，刷一下手机或依靠发至手机上的电子条码就能实现。
“这种婴儿智能管理系统，就是我们基于物联网技术开发的远程监控系统。”深圳新元素医疗技术管理公司林小姐指着展位上最显眼处告诉参观者，这种监控系统的终端是一个漂亮的腕带，戴在婴儿的手上后，医院就可以随时监控婴儿所在位置，“可以防止在医院内婴儿被盗抱走，即使腕带被强力解除，也会报警。”
近年来，物联网在环保、电力、粮储、采矿等领域得到快速应用。
“借助物联网技术，我们的油田变成了智慧油田，煤层气田实现了智能化。”在灯光闪烁的油气田沙盘前，中石油华北油田公司总经理黄刚正向观众详细讲解，“山西沁水规模化煤层气田已经实现了全岗位无人值守、全过程自动控制、全方位监视管理，既减少了用工，又提高了产能。”
“环保物联网就像工业污染源的紧箍咒，戴上它就不敢偷排、超排了。”在智能环保展区，国家环保工业污染源监控工程中心主任李玮说，环保物联网对企业的排污、治理情况进行24小时在线监测，一旦发现污染物超标，就会自动报警，提醒企业检修、减产；如果企业置之不理，物联网会执行分级停电，迫使企业就范。
本届高交会上，各种类型的物联网展台超过了10个，关于物联网的专题论坛也有三四个，来自企业界、学术界以及中国的政府官员，都对这个话题予以关注。有预测认为，到2015年中国物联网产业产值将达到5000亿元人民币。
易观国际数据表明，2010年物联网在安防、交通、电力和物流领域的市场规模分别为600亿元、300亿元、280亿元和150亿元，预计到2015年将分别增加到1500亿元、1000亿元、1100亿元和650亿元。
促生百亿产业
2010年，物联网等新兴战略产业首次写入国务院政府工作报告。《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》再次强调，要“推进物联网研发应用”。2011年4月，财政部出台《物联网专项基金管理办法》， 6月又修订了《基本建设贷款中央财政贴息资金管理办法》，增加了为物联网企业提供场所服务的贴息。可以预见，未来中长期内，物联网将持续成为国家推进信息化工作的重点，政策支持力度可望继续加大。
同时，广东、江苏、浙江、福建、北京、上海、重庆、江苏无锡等地方政府都在投入重金建设物联网打造的“智慧城市”。据不完全统计，目前全国已有28个省份将物联网作为新兴产业发展重点之一。种种情况表明，物联网产业的发展已上升到国家战略的高度。
中关村物联网产业联盟的张建宁秘书长向记者介绍说：“北京今年投资10个亿，首先在物联网的城市应急安全方面建立示范工程。将来在计划逐渐往其他领域扩展，建立智慧北京。”他认为物联网真正的爆发期在真正进入家庭后。而业内通常预计，物联网产值将是互联网30倍。
上海证券指出，政策将进一步推动“物联网”发展。今年9月份公布的《上海市推进智慧城市建设2011-2013年行动计划》指出，到2013年，上海智慧城市建设将取得全面进展，新一代信息技术产业为智慧城市发展的有力支撑，信息产业总规模将达到1.28万亿元，信息服务业增加值占上海生产总值比重达到6.2%，上海软件产业要实现经营收入超过2100亿元，集成电路产业总规模要达到850亿元。同时，上海还要创建国家电子商务示范城市，力争2013年电子商务交易额比“十一五”期末翻番。
中原证券指出，国家大力支持，物联网行业前景广阔，预计至2015年国内物联网行业总产值将达到7500亿元，平均复合增长率超过30%。
产业链与资金链对接
虽说物联网在此次展会上赚足了眼球，但一些与会专家还是指出了目前国内物联网产业存在的不足。
工信部科技司副司长李力称，目前，我国物联网企业核心技术和高端产品与国外差距较大，高端综合集成服务能力不强，缺乏骨干龙头企业，应用水平较低，且规模化应用少，信息安全方面存在隐患等。
让人欣慰的是，物联网行业的整合正在酝酿。本届高交会上，新大陆宣布成立物联网基金的相关事宜，具体金额和持股比例不得而知。
据悉，上述基金是第一家有政府出资的物联网基金。此前有消息称，该基金首期规模约为2~3亿元，属于物联网产业股权投资基金，该基金将在物联网领域以先进技术企业为投资标的，进行系列产业整合和并购重组，旨在发掘培育中国物联网的未来巨人企业，推进物联网产业化进程。
据了解，在资金投入上，由国家发改委牵头，联合工信部、财政部设立的物联网专项基金，在“十二五”期间将达到百亿元；重庆市提出到2015年将完成物联网产业投资390亿元、产出突破1500亿元；福建省提出到2012年全省物联网相关产业产值将达到300亿元以上。
国内物联网产业呈现出电信运营商、高校、科研机构、传感器企业、系统集成、应用软件开发等环节迅速聚合联动之势。随着产业规模的不断壮大以及应用领域的不断拓展，产业链之间的分工与整合将随之进行，区域之间的分工协作格局也将进一步显现。作为国家战略性新兴产业之一，物联网无疑具有很大的发展机会，但它从起步、成长到形成一个完整的产业链尚需一个长期的培育过程。从目前来看，感知层面的技术、网络设备企业将提前分享市场增长收益。
物联网技术及油气田物联网建设 篇7
关键词：物联网,物联网架构,油气生产
1物联网概念及技术架构
物联网是新一代信息技术的重要组成部分。 它有两层意思1物联网的核心和基础是互联网, 是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;2用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。 因此, 物联网的定义是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
从技术架构上来看,物联网可分为3层:感知层、网络层和应用层。 感知层由各种传感器以及传感器网关构成,它的作用相当于人的神经末梢,它是物联网识别物体、采集信息的来源,其主要功能是识别物体,采集信息。 网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成,相当于人的神经中枢和大脑,负责传递和处理感知层获取的信息应用层是物联网和用户的接口,它与行业需求结合,实现物联网的智能应用。
2物联网发展
物联网的概念最初来自“传感网”,是作为重大IT技术提出来的。 1999年,在美国召开的移动计算和网络国际会议提出,传感网是22世纪人类面临的又一个发展机遇。2003年,美国《技术评论》 杂志提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。 到了2005年,在突尼斯举行的信息社会世界峰会上,国际电信联盟(ITU)发布了《互联网报告2005:物联网》一文,正式提出了“物联网”的概念。射频识别技术(RFID)、传感器技术将是其中的关键技术,2009年,美国工商业领袖的一次会议上,首次提出“智慧地球”的概念。 从此物联网的概念进入了国家的战略层,发达国家也纷纷效仿,提出相应的战略对策。
2009年8月7日, 国务院总理温家宝发表重要讲话, 指出 “在传感网发展中,要早一点谋划未来, 早一点攻破核心技术” “在国家重大科技专项中, 加快推进传感网发展”;“尽快建立中国的传感信息中心,或者叫‘感知中国’中心”。 近年来,北京、上海、广州等城市都加快了物联网发展的布局。 在各个行业,如石油工业、绿色农业、公共安全、城市管理、远程医疗、智能家居、智能交通和环境监测等各个行业均有物联网应用的尝试。
3油气生产物联网
根据中石油集团公司“十二五”总体规划以及油气田生产实际要求,急需加快面向生产操作过程的信息系统建设,通过信息技术与工业生产的融合,提高生产操作的自动化程度,保证生产持续、安全、稳定、高效的运行,为优化生产管理流程,实施精细化管理创造条件。
油气生产物联网系统就是利用物联网技术, 实现油气田井区、计量间、集输站、联合站、处理厂生产数据、设备状态信息在作业区生产指挥中心及生产控制中心集中管理和控制。 搭建油气田场站规范、统一的数据管理平台,支持油气生产过程管理,进一步提高油气田生产决策的及时性和准确性。
油气生产物联网包括3个子系统(图1),以下对此3个子系统进行分析。
3.1数据采集与控制子系统
采集与控制子系统主要是利用传感、射频等技术,感知油气生产信息,建立覆盖油气全过程准确、可靠的自动化采集与控制子系统。 实现采集数据完善准确,过程控制精确到位,安全管理及时有效,系统控制稳定可靠。
数据采集与控制子系统包含4个主要功能:生产数据自动采集,生产环境自动监测,生产过程自动控制,物联设备状态监控。
采集子系统中,通过准确的数据采集才能真实地反映油气井数据的变化,指导油气井管理。 应当考虑到以下问题:
3.1.1传感器精度
数据采集所使用的传感器需要考虑精度等级;针对现场不同情况选择精度等级不同的传感器。
3.1.2环境条件
使用设备要考虑地区环境条件, 如北方地区需要考虑耐严寒、抗风沙,南方地区因环境湿度大,需要考虑防水等。
3.1.3仪表可管理性
主要体现在仪表采用合适的通讯协议, 远端实现仪表工作状态、生产日期、编号等的查询,使仪表校验等可控。
在控制子系统建设中, 设计理念上应当体现远端控制和就地控制相结合的理念。 具体来说,就是不能完全依靠远端控制信号进行控制,本地控制器一定要具有基本的逻辑处理能力,用于防止由于通讯链路故障或拥塞造成的部分控制信号不能及时到达而产生的危害因素, 另一方面还要防止现场出现紧急情况后远端不能及时发出控制指令而造成的现场生产失控。
3.2数据传输子系统
数据传输子系统主要是利用数据通信技术, 实现生产数据和视频图像的实时传输, 满足整个系统对数据的安全性、 实时性、稳定性等要求。 此系统可以实现井站的实时数据,指令的数据传输,以及图像的传输。
数据传输子系统采用有线和无线技术相结合的方式, 将井场、站库生产数据及视频信号高效、安全、稳定地传输到油气田监控指挥中心。 距站较近的井场、站站之间通过有线网络相连, 以光缆传输为主;井场和边远站库数据通过无线异构网络传输, 包括多载波无线信息本地环路(Mc Wi LL)、 全球微波互联接入(Wi MAX)、通用分组无线服务(GPRS)、数传电台等无线传输技术。
3.2.1以太网和宽带网
以太网和宽带网是互联网的主要接入形式, 也是物联网传输的主要通讯载体。 在物联网网络中,有以太网或宽带接入条件的固定终端应用时,可以通过终端上的以太网接口接入到网络, 这种接入方式, 继承了以太网和宽带的大数据量和低延迟的特点,可以用于传输大数据量的文件信息和流媒体信息。 但受限于应用网络,比如在新疆油田公司各作业区,各类站库、油井、水井位置大多处于沙漠、戈壁地区,使用受到限制。
3.2.2 GPRS / CDMA / 3G无线网络
移动无线网络,GPRS / CDMA / 3G等将成为未来物联网中主要的移动通讯载体,因其具有无布线、易布置、流动工作的特点, 将被大量应用在需要移动传输数据和不利于布线布网的野外场合。 但这种网络由于无线交换的特点,具有一定的时延,且带宽有限,一般用来做实时性要求不高和数据量不大的场合,而且使用存在向电信运行商付费问题。
3.2.3 WLAN无线网络
WLAN无线网络是以太网、宽带网的末端延伸,属于区域内的无线网络,兼有以太网、宽带网的优点,又具备GPRS / CDMA / 3G等网络的部分无线功能, 在无线联网中发挥重要作用。 但WLAN无线网络应用的范围,既受限于无线路由的信号范围,又受限于以太网、宽带网的接入,因此,一般应用在宽带接入的末端不适合布线的场合,并作为以太网、宽带网的重要补充。
将物联网技术应用于视频监控系统通过录像机、矩阵、云台摄像机实现视频监控系统的图像切换、录像资料调用。把录像机、矩阵、云台控制指令进行存储,可以实现对各种监控系统的控制,当接收到传感器发出的感知信号,就可以联动视频监控系统,调用多个视频监控图像,从不同角度监看目标的局部细节和周边区域的图像。
通过物联网技术的应用,油田视频监控系统,不仅可以使防盗报警、门禁控制、消防火灾报警、视频监控系统联动,还可以实现感知信息与视频监控系统联动,可使物品获取视频感知信息, 使现有的视频监控系统发挥最大的应用价值。
在建设过程中,对不同井、站视频的监控,需要针对不同场地视频监控提出适当的带宽要求, 需要制定视频传输带宽占用标准,不能无限制扩大,必要时可多种数据传输网共同采用。
3.3生产现场监控与管理子系统
生产现场监控与管理子系统主要是利用实时采集的生产信息,建立覆盖油气生产、处理全过程的生产管理、预测预警系统。 实现生产过程实时预警, 控制参数实时调整, 数据信息实时发布,管理决策及时到位。 此系统可以实现生产的实时检测、生产动态设备分析,设备管理等功能。
油气生产现场监控与管理子系统主要包含以下功能: 油气水井生产监控、远程自动计量、油气集输生产监控、生产环境监控、气体监测、防盗防泄漏监控、生产动态实时监控、故障预警、 系统管理、数据管理、物联设备管理。
由于物联网由大量的机器、设备构成,缺少人对设备的有效监控,并且数量庞大,设备集群等相关特点造成的,安全问题主要有以下几个方面:
(1)设备本地安全问题。 由感知节点多数部署在无人监控的场景中,存在人为破坏的隐患,它们的数据传输和消息也没有特定的标准,所以没法提供统一的安全保护体系。
(2)核心网络的传输与信息安全问题。 核心网络具有相对完整的安全保护能力,但是由于物联网中节点数量庞大,且以集群方式存在,对于单一的油气井或计量站来说,数据量不大,但是对于上千口油井来说,数据量是比较大的,因此会导致在数据传播时, 由于大量机器的数据发送使网络拥塞, 产生拒绝服务攻击。 同时由于要兼顾控制的及时性,有必要建立分布式数据库服务器和分布式应用服务器。
(3)物联网业务的安全问题。 随着物联网的发展,传感器的数目将呈几何级数的发展, 对物联网机器的安全信息进行管理成为新的问题,需要建设统一的安全管理平台,增强系统的安全性、保障各类业务的应用。
4总结
物联网层次 篇8
在“物联网与感知矿山专题讲座”之三“论感知矿山物联网的特征与关键技术”中指出,第三方应该可以方便地在感知矿山物联网应用平台上开发新的应用服务,以适应煤矿企业不断变化的需求[1]。本文仅举几个例子来说明感知矿山物联网应用的这种需求;然后给出煤矿行业物联网的四层基本架构,并简要分析各层的应用;最后说明煤矿行业物联网建设中需要注意的一些问题。
1 感知矿山物联网M2M平台
物联网的一个重要内容是其M2M应用平台[2],它主要实现各种数据信息集成,包括统一数据描述、统一数据仓库、数据中间件技术、虚拟逻辑系统构建等,并在此基础上构成服务支撑平台,为应用层各种服务提供开放的接口。M2M平台的核心在于能为服务商或第三方提供方便的接入服务,这也是感知矿山物联网区别于综合自动化的关键点之一。这种变化的应用需求随时可能产生。
1.1 完善安全避险“六大系统”的需求
国家安全生产监督管理总局明确要求煤矿在2013年6月底前完成安全避险“六大系统”(即监测监控系统、人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统和通信联络系统)的建设[3],要求根据井下采掘系统的变化情况及时补充完善安全避险“六大系统”;加强培训,确保入井人员熟悉各种灾害情况的避灾路线,并能正确使用安全避险设施。
配备“六大系统”后,这“六大系统”是否能够正常工作,特别是在灾后能否继续可靠工作,对于指导井下人员避险是十分重要的。采用物联网技术,可实现与矿工的双向信息传输,将“六大系统”的工作状况实时反映给矿山管理部门和每个矿工。感知层网络的灾后重构问题也是需要研究的问题,研究如何在灾后监测到“六大系统”的状况,并将正确避灾路线及时通知到井下每个人,这就需要感知矿山物联网的感知层与应用平台是完全开放的,适合“六大系统”服务商将其服务提供到网络上,以供矿山使用。
1.2 领导带班下井的需求
2010年7月19日,国务院发布了《关于进一步加强企业安全生产工作的通知》,其中明确规定煤矿、非煤矿山带班的主体是矿领导[4]。“矿领导带班下井”制度就是为了促使煤矿及其领导真正重视安全生产、切实落实各种安全生产措施。国家煤监局局长赵铁锤表示:只要煤矿领导坚持带班下井,相当一部分事故是完全可以避免的。特别是当煤矿发生严重险情时,带班领导在采取立即停产、排除隐患、组织撤人等紧急处置措施方面发挥着不可替代的重要作用。然而,矿领导的指挥能力在很大程度上依赖于其对情况的全面了解和快捷便利的通信指挥手段。为了使矿领导能够在井下充分发挥出指挥能力,需要为其提供与地面类似的指挥条件,如通信、监测监控、事故情况、影响范围、辅助决策手段等。
如何实现这种新的需求需要众多的科技工作者进行深入研究和开发,同时也需要感知矿山物联网能方便地为他们提供服务开发的应用平台。
1.3 煤矿灾害监测的需求
煤矿井下灾害危险源分散且随开采活动而变化,现有的声发射监测系统、冲击地压监测系统、电磁幅射监测系统等基本上采用集中式监测、有线传输的方式,功能单一。而研究表明,利用基于煤矿煤岩结构变形失稳的多参量前兆信息特征参数的相互耦合关系,建立统一的冲击地压多参量分级预测准则及技术体系,形成基于微震、电磁辐射系统的多参量前兆信息识别与预测技术是目前较好的矿山灾害监测方法。而上述监测系统分别是由不同厂商生产的,难于实现多参数的监测。利用物联网分布式感知技术,可同时实现微震监测系统、电磁辐射监测系统、声发射系统,实时感知煤岩动力灾害孕育、演化和诱发过程中的异常特征和前兆信息,并进行各种信息的融合分析,实现煤岩动力灾害危险性多特征信息的实时感知。
2 煤炭行业物联网应用
煤炭行业物联网应用分为4个层次,如图1所示,每个层次的职能和要实现的目标各不相同。对于地方煤矿,有的矿业集团级物联网层由县(市)煤炭行业物联网来承担。
显然,图1中的感知矿山物联网层是各个矿山地面和井下的物联网,是整个煤炭行业物联网建设的重点和难点,也是最能体现煤炭行业物联网特征的内容。“物联网与感知矿山专题讲座”之一、二、三中已经阐述了感知矿山物联网的架构、核心内容和特征,这里就不再赘述。
2.1 矿业集团物联网应用
2.1.1 矿业集团自有网络组网格局
矿业集团物联网应用基本以网络化监测和管理为主。兖矿集团、淮北矿业集团、神华集团、山西潞安矿业集团等均已实现将煤矿综合自动化系统的信息上传到集团公司。
集团公司总调度室通过直观、生动的组态图和表的形式查看各单位及汇总安全生产监测信息、工况信息以及告警、故障信息。系统监测信息采用Web发布,供用户通过浏览器访问,同时将实时数据存储至历史数据库中供通防数据分析系统及其它专家系统调用。
集团公司领导及专业部室可直接通过桌面计算机终端查询生产经营、环境安全监测等文本信息和图像信息,将生产现场的安全监测信息和束管监测数据进行采集处理。例如兖矿集团通过RPR监控数据网络,将煤业公司所属南屯矿、兴隆庄矿、鲍店矿、北宿矿、济二矿、东滩矿、济三矿、杨村矿等8个煤矿共3 004个测点的数据上传。
2.1.2 租用运营商网络组网格局
随着煤矿资源的重新整合,加上各集团在外地并购资源,建设新的矿井,同时也有许多矿业集团矿山分布比较分散,因此,矿业集团自己布专网的方式并不适用,宜采取从运营商租用线路或信道的方式。
淮北矿业集团、徐矿集团、肥城矿业集团、山西潞安矿业集团、神华集团等均采用租用线路的方式,而且可以预料,随着全国煤矿资源的不断整合,各矿业集团在外地开矿越来越普遍,租用线路将是必然的发展趋势。
2.1.3 需要增加矿业集团物联网应用范围
目前,矿业集团物联网主要是将各矿瓦斯监测信息和部分综合自动化系统的信息联接到集团,实现对矿井运行情况的监控。大部分集团已实现了人事、财务、医保、煤炭营销、设备租凭管理等网络化管理和办公自动化,但仍需要从集团战略发展出发,使物联网充分运行在资源整合与分配、全局科技发展及人员培训等与全局相关的层面上,同时对各个矿山的运行、安全、环保、产量等各个层面进行监督和管理。
2.2 省级煤炭行业物联网应用
目前,省级物联网主要是出于安全监管的目的而建设,其功能以瓦斯信息上传至煤矿安全监察机构为主。
2.2.1 省级物联网主要功能
2005年国家安全监督管理总局37号文、2008年安监总煤装41号文等文件均要求煤矿安全监控必须实现联网,未联网的应责令停产整顿。
这样各省已建或在建的省级煤炭信息联网,其内容几乎无一例外均是以煤矿安全管理为重点的。例如山西省2003年6月开始建设省级煤矿瓦斯监测监控网络系统,工程建设包括全省高瓦斯和按高瓦斯管理矿井的瓦斯监测监控系统,以及各级煤炭安全管理部门的网络平台建设和软件开发,建成集数据、语音、视频于一体的多功能综合信息网络,覆盖了省煤炭工业局、10大煤炭集团公司及子公司,11个市、66个县和10个煤矿安全监察分局。
2.2.2 近期可能的发展
过去省级联网基本是将各矿业集团的瓦斯监测信息上传至省里,但随着国家安全监督管理总局发布安全避险“六大系统”安装使用和监督规定,预计井下人员定位系统的信息也将很快被要求上传到省里。另外,随着2010年11月15日“煤矿领导带班下井及安全监督检查规定”的执行,领导下井排班的信息也将会被要求上传到省里。结合人员定位系统,省级安全监察机构里将可直接监督领导下井情况。
2.2.3 需要增加省级物联网的功能
目前,煤炭行业省级联网主要以实现煤矿安全监督管理为主,是按照各种文件的要求被动进行的。如何发挥省级煤炭行业物联网在省内煤矿资源的管理、安全监管和环保监管等方面的积极主动作用,真正发挥煤炭行业物联网的作用,实现绿色、安全、环保、可持续发展的目标是非常值得关注的课题。
2.3 国家级煤炭行业物联网应用
目前,除煤安管理外,基本上没有形成国家级煤炭行业物联网,需要利用物联网技术加强国家对煤炭资源进行统筹管理和战略性规划。煤炭是一次性能源,又是碳排放的主要因素,从国家层面规划低碳经济,监测和管理碳排放是非常必要的。国家级煤炭行业物联网同时也能对全国煤矿进行安全监督。
利用物联网技术实现对全国煤安产品的监督管理是一个很好的设想。目前,煤安管理部门正在酝酿利用RFID技术实现煤安设备从生产、运输、使用直至报废全过程的监控管理。应该说这是煤炭行业物联网的一个很好的典型应用。这就更需要健全图1所示的四级层次结构的煤炭行业物联网,同时将各煤安设备制造企业也纳入到网络中来。
3 煤炭行业物联网建设需注意的问题
3.1 充分认识和理解感知矿山物联网
煤炭行业应充分认识到感知矿山物联网建设目的是将煤矿生产成本控制与管理、物料控制与管理、设备监控与管理、生产调度与生产数据统计分析等技术应用于煤矿经营与生产管理过程,通过MES承上启下作用和计算机网络与数据库支撑系统将PCS、MES、ERP和企业网服务系统集成,实现企业的信息流、物流、价值流优化集成,实现煤矿的优化控制、优化运行和优化管理,提高企业的运行效率和竞争力,而不是仅仅为了实现煤矿生产设备的监测与控制。
因此,煤炭行业各级领导和各级管理部门、各级技术人员要积极参与到感知矿山物联网系统的研究与学习中来,从煤矿生产、安全、管理和运营的各个方面来理解感知矿山物联网的作用,提出本矿对物联网系统的实际要求,探讨在物联网模式下煤矿运行的具体模式,以便尽快适应物联网矿山运行的要求。
3.2 统一规划设计,逐步实施
感知矿山物联网模型最主要的特点是可以根据矿山规模、现代化水平、开采方式等进行灵活的调整,以适应各种不同类型矿山的需要。因此,它也适用于对已投产的矿井进行物联网改造,其模型适用于统一规划设计,逐步实施。要重视网络平台、数据平台和应用平台的建设,进行主要子系统建设或接入;对于系统中各子系统接入方式,采用招承包商方式,由承包商来协调各子系统厂商的接入方式问题。
3.3 运行与管理
已投产煤矿通常己经有一套固定的运行方式和管理模式,这些运行方式和管理模式中并未考虑到物联网的运作方式。而感知矿山物联网系统的实施将打破煤矿现有的运行与管理方式,从组织机构到具体操作模式均会有较大的变化。各个独立子系统的操作原来由各个区队在各个不同的地点实现,如皮带的操作由皮带队负责,水泵的运行由机电队负责等。实现感知矿山后,这些子系统基本上都集中到监控中心来操作。如何管理这些原属于各个区队的职能与工作,是成立相对独立的综合自动化科室还是简单的集中各个区队的人员,这些都需要提前做好准备,对新的运行方式进行论证和讨论。
随着感知矿山物联网系统的建立运行,各个管理部门的职能和工作也将发生相应的变化,同样需要提前做好相应的运行准备工作。
3.4 物联网人才
物联网综合利用了信息技术、网络技术、计算机技术、控制技术,又与煤矿生产过程、管理模式、运营方式等紧密结合。应该说煤矿这几年通过人才建设与积累,拥有了一些上述各方面的人才,但这些人才相对知识较为单一,综合上述几方面知识的人才还是严重不足。为避免感知矿山物联网建立后无人维护与管理,迟迟不能发挥效率,在引进人才困难的情况下,应通过学习和培训逐步积累综合性人才,以适应感知矿山物联网的要求。
3.5 技术准备
感知矿山物联网是一个系统工程,其中感知层与控制层所连接的底层子系统是关键,需要提前做好技术上的准备。为此,需要进行各种子系统的自动化集成的准备工作,如各种供电系统均应具备微机综保装置,皮带控制系统具备联网接口,其它泵房系统等也均用PLC进行控制,以有效避免系统改造的重复投资和设备浪费。
3.6 重视标准建设
感知矿山物联网应该是一个开放式应用体系,可为任意服务提供商及第三方提供标准化的应用服务供给,给用户提供方便的服务添加与服务删除,为设备供应商提供方便的接口。因此,加强矿山物联网关键技术协议与规范、统一应用平台与中间件等标准是重要的。
3.7 重建设更要重应用
物联网是典型的以应用为驱动而迅速发展的,只有应用才能体现其价值。要避免重建设,轻应用,为面子、迫于政策而建设的情况,使感知矿山物联网动态详尽地描述并控制矿山安全生产与运营的全过程,实现高效、安全、绿色开采的目标,保证矿山经济可持续增长。
4 结语
感知矿山物联网M2M平台应是一个开放式平台,第三方应该能方便地在该平台上开发新的应用服务,以适应煤矿企业不断变化的新需求。在煤矿行业物联网的四层结构中,感知矿山物联网建设是重点和难点。各矿业集团、省级及国家级监管机构应特别重视对感知矿山物联网的建设,以建立高效的煤矿行业物联网。
摘要：指出感知矿山物联网M2M平台应为应用层服务提供开放的接口,适应完善安全避险"六大系统"、领导带班下井、煤矿灾害监测的需求;给出了煤炭行业物联网的四层结构,指出感知矿山物联网建设是整个煤炭行业物联网建设的重点,其它层次以煤矿安全管理和资源管理为主,并分析了矿业集团级、省级、国家级煤炭行业物联网的应用方式;提出了煤炭行业物联网建设需要注意的问题。
关键词：物联网,感知矿山,M2M平台,安全避险,六大系统
参考文献
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[2]AndréZimmermann,Inge Gronbaek.Machine-to-Machine Communication[EB/OL].[2010-12-15].http://www.eurescom.eu/Public/Projects/.
[3]国家安全监管总局国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知安监总煤装[2010]146号[EB/OL].[2010-12-16].http://wenku.baidu.com/view/13ee9fc2d5bbfd0a7956732c.html.
物联网层次 篇9
马凯副总理强调, 要实现物联网健康有序发展, 必须要正确处理好以下几方面关系:一是市场与政府的关系;二是全局与局部的关系;三是创新与合作的关系;四是发展与安全的关系。在处理好这四个关系的基础上, 着力抓好以下几方面工作:
第一, 着力突破一批核心关键技术。按照需求牵引、重点跨越、支撑发展、引领未来的原则, 瞄准物联网技术前沿, 把握未来发展方向, 围绕国内产业急需, 着力突破物联网核心芯片、软件、仪器仪表等基础共性技术, 加快研发智能传感器、大数据处理、服务集成、行业应用软件等关键技术。在技术创新中, 要高度重视标准制订工作, 要进一步完善物联网标准协调机制, 抓紧制订一批基础共性、重点应用和关键技术标准, 加快构建科学合理的物联网标准体系。同时要积极推进我国物联网标准国际化工作, 不断扩大我国主导的物联网国际标准领域, 大力提升我国标准的国际影响力和竞争力, 在技术研发和标准制订中, 要创新体制机制, 坚持以企业为主体、市场为导向, 加快建立产学研用相结合的创新体系。
第二, 积极推进重要行业领域应用示范。面向传统产业转型升级需要, 商贸流通、物流配送智能化需要, 节能环保和生态文明建设需要, 加强安全生产保障能力, 遏制重特大事故的需要, 农业生产和农产品生产流通管理精细化需要, 以及提升社会化管理, 深化管理智能化水平的需要, 在各行各业各领域做好物联网应用示范工作, 并认真总结经验, 大力开展规模化应用, 促进经济社会发展, 维护国家安全。无锡国家传感网创新示范区要继续发挥先行先试作用, 为全国物联网发展积累经验。
第三, 统筹推动物联网产业协调发展。下大力气把整个产业链打通, 重点发展与物联网感知功能密切相关的制造业, 与物联网通讯功能密切相关的制造、运营等产业, 大力发展物联网服务业, 推进相关产业协调发展, 形成产业链上下联动、共同促进的发展格局。同时要大力优化物联网产业组织结构和区域结构, 大力培育具有国际竞争力的物联网骨干企业, 积极发挥创新型中小企业的作用, 鼓励发展特色产业基地和产业园区, 形成具有较强竞争力的物联网产业集群。
第四, 切实提升信息安全保障能力。加强物联网安全保障技术、专业安全产品的研发, 尽快形成一批自主研制的国家标准和行业标准, 有效保障信息采集、传输、处理等各个环节的安全可靠。要加强信息安全监督管理, 完善安全等级保护制度, 建立健全物联网安全测评、风险评估、安全防范、应急处置等机制, 增强物联网基础设施、重大系统、主要信息等的安全保障能力。涉及国家安全和重要基础设施的物联网, 在应用系统解决方案、核心设备以及服务等方面必须立足于自主可控。要加强信息安全法律法规和制度建设, 保护个人隐私和数据安全, 建立健全信息安全预警机制, 严厉打击危害信息安全的违法行为。
物联网层次 篇10
国际电信联盟日前审议通过了我国提交的“物联网概述”标准草案, 使其成为全球第一个物联网总体性标准。
据悉, 该标准由工业和信息化部电信研究院在2011年5月发起立项, 并作为该标准的编辑人单位, 组织国内相关单位提交了标准文稿。标准涵盖物联网的概念、术语、技术视图、特征、需求、参考模型、商业模式等基本内容, 反映了我国在物联网行业的利益诉求, 有利于转化我国已经形成的相关研究成果, 对于指导和促进全球物联网技术发展、产业进步、成果应用等也具有重要意义。
看，物联网生活！ 篇11
Cocoon智能家居安全设备
传统的家居安全设备大都属于“看起来很美，用起来很水”的东西，回家晚了或是猫狗经过，都可能触发警铃，用上几天就让人不耐烦得拔电源了。等小偷真的来了，安全设备也就成了摆设。而这一款Cocoon就聪明了许多，它可以对家庭成员的习惯进行自主学习，最大限度避免误判。如果检测到室内有可疑的活动者，它还会先通过手机App，查看一下家庭成员的GPS位置，当确定所有人都不在家时，就会给家人的手机推送警报，并支持即时查看现场视频。此外，Cocoon还首次融入了次声波系统，可以检测低于20赫兹的声波，小偷沿着墙边走路的动静，一样逃不过它的“法耳”。
Dacor Android智能烤箱
去年，Dacor已经在CES大展上秀过一台智能烤箱了，而今天这一款则升级到了更大容量的48英寸，同时配备了一块7英寸的触控屏。这块屏幕不仅用来控制烤箱，还安装了Android 4.0 ICS系统，可以通过Wi-Fi完成联网，这意味着你可以一边做烤鱼一边玩游戏了，只是不知道会不会面临设备发热的问题。值得一提的是，它不仅仅是单纯的“数码+烤箱”整合，还可以切实优化烘烤体验，你不仅可以在触控屏上完成各种设置，甚至还能通过其他安装了对应App的移动设备来进行遥控。如果要挑毛病的话，那这个双开门的烤箱尺寸实在是有点大，而且11999美元的报价，也超出了大部分家庭用户的心理预期。
Belkin WeMo物联网系列传感器
各种家用传感器可以帮你更好地照顾家人，而贝尔金这次就给WeMo系列新增了四枚，让其物联网大军得到了进一步扩编：一款配备了红外传感器的运动传感器，可以检测到室内的活动者；专为孩子们开发的WeMo钥匙扣则能用来进行快速定位，给狗狗挂上也能避免其走丢；而烟雾/防盗传感器，以及可以检测各个门窗关闭程度的门窗传感器，则可以最大程度地确保家庭财产安全，从各方各面杜绝潜在危险。这套系统看起来复杂，但可以像其他物联网传感器一样悄无声息地工作。而你只需要打开手机就可以掌控全部信息，用起来也足够方便。
Earin全球最小的无线耳机
容易打结的耳机线实在让人心烦，特别是听音乐的欲望极为强烈时，却不得不在整理耳机线上花费大量时间。那为什么不索性剪掉这冗长的耳机线呢？近日，一个工程师团队便推出了一款据称是全球最小的无线耳塞式耳机Earin。除了完全无线的设计和小巧精致的机身以外，作为一款耳机，Earin的音效质感也非常出众。它内置的平衡电枢系统，可以使高、中、低音频声道得到均衡分配，从而输出通透纯净、解析力高且十分具有层次感的声效，给用户带来高品质的听觉体验。Earin也更加人性化，采用塑料机身以尽可能地减轻重量，耳套选用硅胶材质来隔绝外部环境的噪音。等到Earin正式登陆市场，一定能够让你体验到最震撼的音效品质。
Parrot H2O智能花盆和Pot感应器
Parrot这次没研发飞行器，而是给用户开发了一套高度独立的浇水系统。其中的H2O智能花盆要比前代设备更小，配备了更精准的探测装置，可以轻松检测到土壤湿度、土壤肥力、温度，以及外部的光照强度。在这个设备上方安装一个2L的瓶子，然后在内部装满水，它就可以根据测到的数据自动浇水了。而名为Pot的设备和这一个也差不多，但内置了一套2L的隐藏式储水装置，完全不需要瓶子储水。结合公司数据库中超过8000种植物的详细培养数据，即便是没有任何种花经验的朋友，也能养出一盆健康漂亮的植物。
Prizm智能音箱
走进物联网时代，连音响都智能化了。Prizm 是一款智能学习音箱，能综合分析在场听众的特点、人数，以及场合等各种因素，挑选并播放所有用户都感兴趣的音乐。不仅如此，Prizm 还可以用一首全新的歌曲唤醒睡梦中的你。它的外观十分简单大方，与众不同的按键设计、银色的机身、金字塔式的造型，将音响做到如此极致，都是为了将音乐播放更到位。Prizm可以直接通过Wi-Fi连接到Spotify、Deezer Premium、Soundcloud等音乐服务商，为用户播放音乐。为了迎合智能手机用户的需要，开发团队也设计了App，以实现手机与设备的交互，丰富用户的听觉体验。
Smarter iKettle智能电水壶
大部分人都还停留在“口渴了再烧水”的阶段，但烧开的水又不能马上喝，放一放的话，一不小心又成凉白开了。而这款iKettle水壶，则在努力改善这种情况。它的壶体部分没有什么特别的卖点，最聪明的地方都集中在了基座上，上面有4档温度调节按钮、开关以及保温设置按钮。得益于Wi-Fi模块，你可以从手机上完成所有对实体键的控制，甚至还有定时烧水等智能方案。如果想在明天早上喝到自己冲泡的绿茶，那就可以提前设好烧水时间，然后温度设定在65度，并且开启保温模式。如此一来，起床时就有一壶热水在等着你了，想想还真让人有点小激动呢。
Tagg宠物追踪器
丢过宠物的朋友，都知道这是多么让人心塞的一件事。著名的宠物追踪器Tagg最近开发出了一个新版本，它可以进行强大的GPS定位，如果宠物跑出了家门，主人可以通过手机或PC来查询到它的位置。此外，设计师还为它整合了智能家居平台，即便你养的狗是足不出户的“大家闺秀”，Tagg一样能帮上很大忙，内置的多枚传感器可以监测宠物当前的活动情况，从而判断它在家过得好不好。如果温度太高，狗狗有点抓狂，那你就要远程调节一下空调温度了。当然，前提是你家的空调也加入了“物联网大家庭”。
Arist智能咖啡机
喝咖啡是一个可粗可细的享受，但如果你想用最简单的操作喝到最专业的咖啡，有没有这个可能呢？Arist给出的答案是Yes。这台咖啡机仅众筹不到一个月，就获得了12万美元的风投，受欢迎指数可见一斑。它最大的本领在于，你可以通过手机上对应的软件来对其进行遥控。从冲煮方式，到咖啡豆的研磨程度，再到水压选择，都可以在手机上操作完成。而且它还收录了数千种咖啡的配方，不管是拿铁还是卡布奇诺都可以一键搞定。把车停好后就可以给它发送冲泡指令，等你上楼打开门，一杯热气腾腾的咖啡就摆好了。
Invoxia Triby智能冰箱贴
这是一个更换成本很低的智能设备，只需贴在冰箱门上，就可以让你的冰箱变得更加聪明。此设备配备了一块2.9英寸的电子墨水屏，你只需在手机上写写画画，就可以把内容同步到这块小屏幕上。这意味着你可以更方便地给爱人留下便签，或是提醒自己哪种食材该快点吃掉。值得一提的是，它还配备了一套扬声器系统，让你在做饭时也能享受音乐。此外，它还能进行高清语音通话，如果做饭时发现没盐了，可以随时通知正要回家的另一半买一包回来。而199美元的报价，对于大众来说也并不难接受。
物联网层次 篇12
1 感知质监, 充分利用物联网技术
物联网 (The Internet of things) 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, 按约定的协议, 把任何物品与互联网连接起来, 进行信息交换和通讯, 以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它将各种信息传感设备, 如射频识别 (RFID) 装置、红外感应器、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络, 让所有的物品都能够远程感知和控制, 从而形成一个更加智慧的生产、生活体系。简而言之就是“物物相连的互联网”。
目前也不乏物联网技术在质监中的应用案例, 如使用了物联网传感器设备的电梯应急系统, 电梯应急系统在电梯内安装传感器设备, 充分运用互联网把有关电梯困人信号接入应急指挥平台, 系统通过快速记录信息, 数据交换平台把需要处理的事故、信息数据发送至相关电梯维保单位、救援站、使用单位等, 实现呼救、事故隐患举报等事件处理的自动化。产品溯源方面也有使用物联网技术中的射频识别技术的案例, 以RFID为标识手段, 将EANUCC编码体系 (全球统一标识系统) 应用于从种植、养殖到加工、零售的过程控制和信息传递, 同时结合“危害分析与关键控制点” (HACCP) 应用, 则可以有效地对食品、农产品供应链全过程进行跟踪与追溯。质监部门已有将物联网技术应用进口食品追溯工作的实践, 但尚处于部分和分散的状态, 如何充分利用物联网技术使质监行业信息化更好走向感知化是我们下一步建设的重要内容。
2 质监互联, 充分利用移动互联网技术
移动互联网, 就是将移动通信和互联网二者结合起来, 使移动用户也能通过移动设备接入互联网。移动互联网采用国际先进移动信息技术, 整合了互联网与移动通信技术, 将大量信息及各种各样的业务引入到移动互联网之中, 搭建了一个适合业务和管理需要的移动信息化应用平台, 提供全方位、标准化、一站式的移动业务服务。目前质监的移动办公系统、移动执法系统、移动巡查系统、移动监管系统等都是通过移动互联网技术实现了质监业务的互联互通, 移动互联网技术的使用有以下特性:
(1) 高便携性:除了睡眠时间, 移动设备一般都以远高于PC的使用时间伴随在其主人身边。这个特点决定了, 使用移动设备上网, 可以带来PC上网无可比拟的优越性, 即沟通与资讯的获取远比PC设备方便。
(2) 隐私性:移动设备用户的隐私性远高于PC端用户的要求。不需要考虑通讯运营商与设备商在技术上如何实现它, 高隐私性决定了移动互联网终端应用的特点——数据共享时即保障认证客户的有效性, 也要保证信息的安全性。
(3) 应用轻便:除了长篇大论, 休闲沟通外, 能够用语音通话的就用语音通话解决。移动设备通讯的基本功能代表了移动设备方便、快捷的特点。
基于这些特性, 我们在进行“智慧质监”建设时, 可以通过网络技术将需要了解的质监业务信息上传到网络服务器, 并由网络服务器保存管理, 把质监业务从纸质文档上解放出来;再通过移动互联网技术, 使用手机等移动终端, 将需要了解的质监业务信息的交流地点从办公室解放出来, 实现异地办公、异地执法, 提高工作效率。
3 智能质监, 充分利用云计算技术
云计算能够将所有的计算资源集中起来, 并由软件实现自动管理, 可以凭借高端服务器、海量存储、云操作系统、信息安全技术打造领先的云基础架构, 实现质监云、质量安全云等行业云应用, 可实现资源集约化、数据一体化、管理服务化, 全面提升质监工作效率, 为质监信息化领域带来便捷与安全保障。
近年来, 质量安全、特种设备安全、食品安全已成为举国关注的焦点。采用基于云计算和物联网技术的食品安全解决方案, 为质量安全监管部门、经营企业以及消费者提供综合化的信息服务平台。利用物联网技术进行数据采集, 在搭建的数据采集平台基础上通过云计算中的Saa S服务模式为质监管理部门、经营企业、消费者提供全程可视、可跟踪、可溯源的信息综合服务平台。可基于云计算技术和云服务模式进行质监信息资源整合, 将IT平台、数据资源以及运维人员整合, 形成高效的质监云平台, 提供智能化的分析数据。
总之, 建设智慧质监的整体战略就是基于物联网、移动互联网和云计算, 实现质监信息化与质监实体系统的深度融合, 切实通过信息化的手段实现质监实体系统的协同高效运作。建设智慧质监是一个长期的过程, 不可急于求成, 必须遵循真理、稳步扎实, 任重而道远, 感知+互联+智能=智慧。
摘要：本文对“智慧质监”的概念, 主要特点进行详细阐述, 提出了通过物联网技术、移动互联技术、云计算技术来实现“智慧质监”。
关键词：智慧质监,物联网,移动互联,云计算
参考文献
[1]叶东辉, 何政.“智慧质监”建设要充分应用物联网信息技术-“中质信维杯”质检信息化优秀伦文, 2012.