小型物联网（通用8篇）
小型物联网 篇1
1 选择PLC的理由
电力载波通讯即PLC, 是英文Power line Communication的简称。电力载波是电力系统特有的通信方式, 电力载波通讯是指利用现有电力线, 通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。由此可见, 采取PLC方式进行物联网的建设不需要任何附加的通信线路, 只要有电力线, 就能进行通信。相对于其他组网方式, 具有费用低、环保绿色、可靠性高的优势, 即没有隔墙信号减弱、强力电磁波伤人、破坏建筑重新布线等问题的存在。电力载波分为三种:高电压载波、中电压载波、低电压载波, 三者的性能是依次递减的关系。虽然家庭电力系统属于低电压电力网, 但是, 建立一个小型的物联网并不需要担心低电压所带来的性能上的问题, 因为距离短, 而且目前的PLC技术已经达到集成化、高性能化, 完全可以忽略这个问题。所以我们选择PLC技术进行物联网的组建。
2 一个小型家庭物联网的设计与实现
现设想一个普通的家庭, 家中拥有正常的家用电器、交通工具、安全保护设施等, 现要将这些设备设施通过一台家用PC机相互联接, 实现数据的共享与传输, 使得整个家用设备网络可以通过房屋主人手中的手机进行控制与监视。结构如图1所示:
以上用电设备持续或不持续地接入家用电网中, 每台设备中均已嵌入PLC芯片, 如最新的正交频分复用 (OFDM) 多载波调制芯片 (目前国内尚未开发出具有自主产权的PLC芯片, 已开发出的国家主要有美国、德国、日本, 品牌分别为欧姆龙、ABB、西门子、三菱等) 。
由于低压电力网连接了众多的家用电器和其他用电设备, 设备的频繁开关会产生杂波, 信道的传输特性是在不断变化的, 而且变化幅度非常大。这样, 信号在电力线传输的过程中, 会因遇到众多不匹配的阻抗而产生多次反射, 从而出现信号的严重, 所以采用OFDM的芯片。
新型的PLC集成电路具有以下几个特点:
一是抗衰减能力强:OFDM通过多个子载波传输用户信息, 对脉冲噪声 (Impulse Noise) 和信道快衰落的抵抗力很强。二是频率利用率高:OFDM允许重叠的正交子载波作为子信道, 而不是传统上利用保护频带分离子信道的方式, 因此提高了频率利用效率。三是适合高速数据传输:OFDM的自适应调制机制, 使不同的子载波可以根据信道情况和噪音背景的情况选择不同的调制方式。四是抗码间干扰 (ISI) 能力强:码间干扰是数字通信系统中除噪声干扰之外最主要的干扰, 它与加性的噪声干扰不同, 是一种乘性的干扰。
OFDM技术的不足之处包括以下几方面:
一是对频偏和相位噪声比较敏感OFDM技术利用各个子载波之间严格的正交性来区分各个子信道。二是峰均功率比 (PAPR) 大, 导致射频放大器的功率效率降低。三是负载算法和自适应调制技术会增加系统复杂度, 负载算法和自适应调制技术的使用会增加发射机和接收机的复杂度。
类似给每一台设备都装上了一张“网卡”以实现通信, 调制解调的信号和频谱模拟如图2所示:
工作原理:
类似于多媒体教室的红外线集成控制, 将各电器的功能键信号接入PLC芯片进行调制, 经过电力线传输到PC端的PLC解调, PC再通过Internet将信息发送至手持电话, 既能由PC智能操控各个设备, 或是人为地集中于PC上对设备进行操控, 也可以远程地由手持电话进行操控和实时监控。这样, 一个智能的家居系统就实现了。
3 结束语
PLC技术目前已经应用到各个工业领域, 我国用的最多的就是远程抄表, 无须工作人员直接到用户家里人工抄写用电情况, 所有信息将在控制中心完全显示出来。但是PLC技术的推广仍然没有达到高峰, 原因是早期的PLC技术还不成熟, 抗干扰能力弱, 速率低。随着OFDM的日趋成熟, 相信不远的将来物联网技术将会走进千家万户。
参考文献
[1]毛惠卿, 陈翼, 秦升平.PLC核心技术OFDM及其Matlab仿真.[1]毛惠卿, 陈翼, 秦升平.PLC核心技术OFDM及其Matlab仿真.
[2]OFDM电力载波芯片面市应用效果决定前景, 中国电子报.[2]OFDM电力载波芯片面市应用效果决定前景, 中国电子报.
[3]OFDM signal and its spectrum, Sokthai Chan.[3]OFDM signal and its spectrum, Sokthai Chan.
小型物联网 篇2
物联网如何应用于教育
如果学生们能在一个特定领域收集数据做研究，为有形物体贴上标签以方便查找和分析这个物体的相关数据（这些数据还能够被输入到其他分析程序中），那么物联网就能在教育领域应用了。只要学生们设置好程序（为实物设置标签，把特定数据与将数据输入其他服务分析程序的命令相连），就可以坐回原位，依据研究目的开始收集数据并运行各种程序了。那种不断地走到外面去，接触各种有形物体，在不同的条件下收集各种数据已经过时了。学生们将能够24小时不间断地进行数据采集，这将使他们的研究更加精确。
可以说学生创造了一件艺术作品。他们能用许多标签来标记一幅画，包括它被创作的时点、日期与地点，绘画所涉及到的媒体，音频艺术家的评论，甚至是画家们讨论这些画作所带来影响的视频，包括与这些影响有关的图片。这些内容能够通过一个装置了AR编码的扫描仪完成，并将那些数据视同为AR（即强化的现实）数据。人们能在现实物体的顶部看到这些叠加的图片，且对处于同一空间的两个物体进行对比。这个过程不需要参观者拿出手机，搜寻这个画家和这幅画的信息以及关于这幅画的采访。因为这些都已经被标记在这幅画上，很容易就能得到。
如果一个学生想要通过触摸他们词汇表上的某个有形物体来学习外语该怎么办呢？可以创建一些无线射频识别标签，通过这些有形物体的内部结构将它们与词汇表相连，当学生将这个物体放置在无线射频识别器上时，它就会用母语和外语分别读出这个单词。触摸这个物体将会使学生更加专注，还可能（依据他们的学习方式）帮助他们更快地学习内容。
随着服务器空间的扩展和移动设备网络连接的更加迅速，物联网将会变得更加普遍，并成为时代主流。
信息化教学新时尚
利用物联网建立泛在学习环境。可以利用智能标签识别需要学习的对象，并且根据学生的学习行为记录，调整学习内容。这是对传统课堂和虚拟实验的拓展，在空间上和交互环节上，通过实地考察和实践，增强学生的体验。例如生物课的实践性教学中需要学生识别校园内的各种植物，可以为每类植物粘贴带有二维码的标签，学生在室外寻找到这些植物后，除了可以知道植物的名字，还可以用手机识别二维码后从教学平台上获得相关植物的扩展内容。
物联网在教育管理中可以用于人员考勤、图书管理、设备管理等方面。例如带有RFID标签的学生证可以监控学生进出各个教学设施的情况，以及行动路线。又如将RFID用于图书管理，可通过RFID标签方便地找到图书，并且可以在借阅图书的时候方便地获取图书信息而不用把书一本一本拿出来扫描。将物联网技术用于实验设备管理可以方便地跟踪设备的位置和使用状态，方便管理。
智能化教学环境，在校园内还可用于校内交通管理、车辆管理、校园安全、师生健康、智能建筑、学生生活服务等领域。例如在教室里安装光线传感器和控制器，根据光线强度和学生的位置，调整教室内的光照度。控制器也可以和投影仪和窗帘导轨等设备整合，根据投影工作状态决定是否关上窗帘，降低灯光亮度。又如对校内有安全隐患的地区安装摄像头和红外传感器，实现安全监控和自动报警等。
我国智慧教育建设仍任重道远
智慧教育的建设需要网络基础设施和基础信息平台的支撑，建设过程中需要投入真金白银。因此，智慧教育也只能从发达地区萌芽，试点先行，以点带面，点面结合，最后整体推进。
目前，宁波市在智慧教育建设方面已经产生了部分应用成果。例如市民卡进校园，在校园内，师生可凭“宁波市民卡——校园卡”进行图书借阅、电脑上网、食堂就餐、超市消费；在校园外，可乘坐公交车，在商户消费；校方可通过市民卡标识使用者身份，定位使用者位置，并应用于门禁管理、学生接送系统、考勤管理、考务管理等，家长则可及时掌握孩子到离校信息，对孩子在校期间的活动信息进行查询。
应用成果另一亮点就是电子书包，这是一种可以随身携带的无线设备，学生在校内能从学校数字教育管理平台下载电子教材、课件、辅导材料和家庭作业，校外可以用它进行复习、完成及提交作业，并可以与教师实时互动交流。这是一种新颖实用的教学互动模式，把信息技术应用于课堂教学和家庭教育，学生在任何时间、地点都可以进行学习。
东软睿道教育信息技术有限公司总裁李印杲在接受记者采访时，就认为，目前中国的智慧教育发展还很不够，需要多方面的共同努力。“现在不是老师在教会学生，而是学生养活了老师。教学方式需要一个变革，怎么去变革？就需要培养老师，但是一年能培养多少人？如果信息化手段实现了，同样的好老师，可以面向全国来教学，把自己的知识和体系按照规范的流程融入进来，如此效果会越来越好，中国的教育一定会发生根本的改变。”
各地探索智慧教育建设案例：
南京：南京理工大学广大师生员工只要通过工资号或学号登陆学校网站，各种信息和服务应有尽有。“智慧校园信息门户”展现了信息化建设的最新成果，实现了全校范围内主要系统和数据的互通共享，为不同目标人群提供个性化的信息服务，实现了服务和管理的双重提升。
宁波：从去年10月份开始，宁波市海曙区教育局投入230万致力于宁波市实验小学的“智慧校园”建设，宁波市实验小学配发的“一体机”设施就是其中的一个组成部分。老师只需用手指，就可直接在电视上操作电脑，还可以随时地进行标注、板书，保存当前板书内容，就像央视里“读报节目”，与学生的互动更强了。
云南：云南大学旅游文化学院与丽江电信签约“智慧校园”项目，将着力打造以校园应用门户为代表的校园综合信息、服务应用和管理手段的统一系统，在基础网络方面建立了校园网（局域网）和国际互联网有机结合的网络体系，实现师生在校内或在外地都可方便地查询、使用和管理相应的信息、系统和应用，方便轻松地在网络上进行学习、工作和管理。
福建：中国移动福建公司与福建师范大学签署战略合作协议，双方将以校园信息化建设为切入点，在无线校园、教学科研、校园生活等方面展开战略合作，共同打造全方位、高标准的智慧校园。中国移动福建公司将协助福建师范大学优化校园网络通信质量，通过建设2G/3G、wlan覆盖，实现无线数字化校园。同时，还将建立包括校园迎新系统、校园移动支付、智能掌上化系统等，以满足由管理到教学以及生活等全方位的信息化应用需求，让广大师生享受信息化带来的种种便利。
内蒙古：内蒙古师范大学与中国移动内蒙古公司在新城宾馆签订了“智慧校园”信息化合作项目。将移动通信技术融入到传统的管理信息系统中，将传统应用功能延伸到手机终端，使移动终端应用与教职工、学生的工作、学习、生活紧密结合，便于师生轻松获取各类校园信息，从而有效拓展校园信息化系统的使用环境。
物联网百科之物联网冰箱 篇3
所谓的物联网冰箱, 就是用射频自动识别技术, 使得冰箱和物体之间能够识别的冰箱。从使用上看, 物联网冰箱与冰箱里的食品实现了自由对话, 提高了人类对食品的管理与应用。从技术上看, 它是各类传感器和现有的“互联网”相互衔接的一种新技术, 是对“互联网”技术的延伸。现在, 物联网已开始不断地改变着我们的生活方式和消费习惯。
世界上第一台物联网冰箱由海尔集团制造。“物联网冰箱”是世界冰箱史上一款里程碑式的革命性产品。其不仅可以储存食物, 而且可以通过与网络连接, 实现了冰箱与冰箱里的食品、与超市的食品、与人类之间自由沟通。同时, 它还带有网络可视电话功能、浏览资讯、播放视频等多项生活与娱乐功能, 让原本属于生活电器的冰箱成为一个娱乐中心。
物联网冰箱的食品智能管理和预定功能。当我们把食品买回家, 放到冰箱里, 冰箱就会自动显示冰箱里储存了什么样的食品, 你可以很详细的看到保质期、数量等各种信息, 同样你可以了解到更详细的信息。包括食品的产地、营养成分等, 这样我们就可以吃到安全、放心的食品。
小型物联网 篇4
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
[1]中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心.感知矿山物联网总体规划方案.2010.
[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.
小型物联网 篇5
联网3应月牌息设用2, , 技资日此中术源, 外心研共上, 将究享该海依所服中物托, 心务联中实计平网国施划台中科物在, 心学联率两在院先网三上上中推年海心海广内市研应微基嘉发用系本定基物统建区地联与成揭信网建物技术成果。
而此前, 中国移动与江苏省苏州市政府签订了“感知中国”应用中心——苏州项目合作协议, 双方将合作开展TD-SCDMA与物联网融合的应用开发和推广, 目标是将苏州建设成为“感知中国”城市物联网应用中心。
“江苏移动和苏州移动都很重视应用中心成立的事情, 但由于合作协议刚刚签署, 具体工作计划还未予以讨论。”江苏移动相关人士对记者表示。
各地争打“应用牌”
进入3月, 除去上述两地, 海南、广东、武汉等省市也相继开展了物联网应用领域的研究与实践, 中国工程院副院长、院士邬贺铨等专家在接受本刊采访时表示, 我国物联网产业已进入了“百花齐放”的“应用启动”阶段。
据了解, 目前海南省政府与南京邮电大学开展合作, 计划将物联网应用与“海南省国际旅游岛”战略相结合, 建立一个面向游客的旅游融合平台。
“海南省政府选取了旅游业作为物联网应用的切入口, 我们将在南邮专家的协助下, 为海岛旅游业建立一个统一的游客服务平台, ”海南省通信管理局蔡滨荣告诉记者, “该平台不仅融合‘三网’, 还将融合党政系统、家庭应用等局域网络, 而今后来岛旅游的游客将通过此融合服务平台方便地选择需要的服务, 而不需要繁琐地与各个商家进行单独交易。”
此前有消息称, 广东省也在以整合物联网零散应用的形式推进物联网商用。“目前我们的工作主要是对小应用进行整合并予以推广, ”广东移动某内部员工表示, “比如对企业集装箱进行的物流监控、对养鱼水池进行的PH值监控服务等。”
此外, 湖北联通相关人士也表示, 武汉市正逐步落实“城区物流信息化平台”项目。“该项目主要源于较强烈的市场需求, 建成后的物流平台将为各个企业提供其需要的流程信息, 由于符合市场需求, 目前已基本得到了地方政府的支持。”上述湖北联通人士表示。
支撑主体“多元化”
有专家表示, 从上述各省市实践可以看出, 目前参与推进我国物联网产业化的主体呈现多元化趋势, 既有地方政府、通信管理局, 也有地方运营商、学术研究机构, 而不同主体的组合也形成了不同的物联网中心或机构。
“以苏州、上海中心为例, 其背后的支撑主体不尽相同, 苏州的物联网应用中心主要由当地政府和中国移动牵头合作成立, 而上海物联网中心则依托于上海嘉定区和中科院上海微系统与信息技术研究所。”
对于“多元化”, 3月初在杭州作出物联网专题报告的邬贺铨院士告诉记者, “物联网分为底层传感网、中层通信网、上层智能处理网络等不同层次, 中科院等研究机构和政府合作的中心可能更偏重于底层传感网的研究, 而运营商和政府的合作则更关注于物联网的中、上层领域。”
中国移动研究院的相关研究人员也表示, “不同主体推动, 不仅不会矛盾, 反而形成互补”, “上海的物联网中心主要围绕传感网, 而苏州的应用中心则以运营商的运营平台为核心, 前者的研究成果后期仍要借助于运营商的网络和系统, 其实是一种互补的关系。”
各方强调“政府支持”
记者注意到, 我国物联网产业呈现出的另一个特点是仍需“政府扶持”。目前, 各地大多数物联网研究、应用项目都离不开当地政府的推动, 而多位受访专家也表示, 我国物联网产业仍处起步阶段, 政府的推动与支持不可或缺。
“说得通俗一些, 目前物联网作为新兴的科技产业, 仍以‘烧钱’为主, 科研机构和主体面临着较重的研发费用和商业风险, 所以仍需政府的相关补贴和推进。”东南大学国家专用集成电路研究中心姚国良博士表示。
小型物联网 篇6
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。
小型物联网 篇7
事实上, 物联网是互联网向物理世界的延伸, 它将网络的终端由IT设备扩展到生活中的任何物品。对于互联网上的IT设备和资源, 云计算技术可以对其进行统一整合和管理。
一、概述
1.1物联网
物联网 (The Internet of things) 是新一代信息技术的重要组成部分。顾名思义, 物联网就是“物物相连的互联网”。它是通过射频识别 (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, 把任何物体与互联网相连接, 进行信息交换和通信, 以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
物联网由感知层、传输层和应用层组成。感知层用于实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理和自动控制, 并通过通信终端模块将物理实体连接到网络层和应用层。传输层主要实现信息的传递、路由和控制, 包括接入网和核心网, 可以依托于公共电信网和互联网, 或者行业专业通信网络。应用层包括应用基础设施、中间件和各种物联网应用。
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, 其应用领域从面向企业的智能交通、电力抄表等扩展到了面向公众的个人医疗、智能家居等遍及各行各业, 但目前还处在创新起步阶段。
1.2云计算
云计算概念是由Google提出的。狭义云计算是指IT基础设施的交付和使用模式, 指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源;广义云计算是指服务的交付和使用模式, 指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关的, 也可以是任意其他的服务, 它具有超大规模、虚拟化、可靠安全等独特功能。
云计算的基本原理是, 通过虚拟化技术使计算分布在大量的分布式计算机上, 这使得企业能够将资源切换到需要的应用上, 根据需求访问计算机和存储系统。
虚拟化、弹性规模扩展、分布式存储、分布式计算和多租户是云计算的关键技术。
1.3物联网与云计算对比分析
通过以上分析可知, 物联网就是互联网通过传感网络向物理世界的延伸, 它的最终目标就是对物理世界进行智能化管理。物联网的这一使命, 也决定了它必然要由一个大规模的计算平台作为支撑。
由于云计算从本质上来说就是一个用于海量数据处理的计算平台, 因此, 云计算技术是物联网涵盖的技术范畴之一。随着物联网的发展, 未来物联网将势必产生海量数据, 而传统的硬件架构服务器将很难满足数据管理和处理要求。如果将云计算运用到物联网的传输层与应用层, 采用云计算的物联网, 将会在很大程度上提高运行效率。可以说, 如果把物联网当作一台主机的话, 云计算就是它的CPU。
二、物联网与云计算的融合
云计算与物联网各自具备很多优势, 如果把云计算与物联网结合起来构造成物联网云, 我们可以看出, 云计算其实就相当于一个人的大脑, 而物联网就是其眼睛、鼻子、耳朵和四肢等。云计算与物联网的融合方式我们可以分为以下几种:
(1) 单中心, 多终端。此类模式分布范围的较小, 各物联网终端 (传感器、摄像头或3G手机等) 把云中心或部分云中心作为数据/处理中心, 终端所获得信息、数据统一由云中心处理及存储, 云中心提供统一界面给使用者操作或者查看。这类应用的云中心一般为私有云, 可提供海量存储和统一界面、分级管理等功能, 对日常生活提供较好的帮助。主要应用在小区及家庭的监控、某些公共设施的保护等方面。
(2) 多中心, 大量终端。多中心、大量终端的模式较适合区域跨度加大的企业、单位。有些数据或者信息需要及时甚至实时共享给各个终端的使用者也可采取这种方式。这个模式的前提是我们的云中心必须包括公共云和私有云, 并且他们之间的互联没有障碍。这样, 对于保密性要求很高的事情, 就可以较好地达到保密要求而又不影响信息的传播。
(3) 信息、应用分层处理, 海量终端。这种模式可以针对用户的范围广、信息及数据种类多、安全性要求高等特征来打造。对需要大量数据传送, 但是安全性要求不高的, 如视频数据、游戏数据等, 我们可以采取本地云中心处理或存储。对于计算要求高, 数据量不大的, 可以放在专门负责高端运算的云中心里。而对于数据安全要求非常高的信息和数据, 我们可以放在具有灾备中心的云中心里。
三、物联网云平台构建及使用模式
3.1物联网云平台架构设计
物联网云的系统架构主要包含物联网云的硬件虚拟化框架、感知层设备、物联网应用中间件以及服务管理。各部分共同构成物联网应用的平台, 为物联网应用的运营管理人员和终端用户服务。
(1) 硬件虚拟化框架
硬件虚拟化框架定义了云计算平台所管理的服务器、存储设备、网络设备等物理硬件资源及相应的虚拟化方法和技术, 并将上述资源以虚拟化的方式交付给用户。
通过虚拟化技术的引入, 使运营在物联网云平台上的不同用户之间可以共享资源;提供弹性伸缩的资源需求, 在降低运营成本的同时提高服务质量;引入服务器集群技术, 提高物联网云平台的整体性能。
(2) 感知层设备
感知层是物联网的皮肤和五官, 主要用于识别物体、采集信息。感知层设备包括二维标签码和识读器、RFID标签和读写器、传感器终端以及实现终端互联互通的传感网络。感知设备通过网络接入云计算平台, 并由物联网应用的中间件对其进行管理。
通过感知层设备, 物联网可以给物体赋予“智能”, 实现对物体的感知, 人与物体的沟通和对话, 也可以实现物体与物体间的沟通和对话。
感知层涉及的关键技术有射频技术 (RFID) 、传感网络技术、纳米技术、智能嵌入技术等。
(3) 物联网应用中间件
中间件是位于平台 (硬件和操作系统) 和应用之间的通用服务, 针对不同的操作系统和硬件平台, 他们可以有符合接口和协议规范的多种实现。中间件是物联网应用中的关键软件部件, 是衔接相关硬件设备和业务应用的桥梁, 其主要功能是屏蔽异构性、实现互操作和信息的预处理等。在物联网云平台中, 物联网中间件与云计算相结合, 利用虚拟化技术全面实现资源整合, 这样, 不仅能解决物联网中海量信息的过滤、整合、存储问题, 还能解决物联网中不同应用系统的互操作问题。
在物联网云平台中, 物联网应用的中间件主要实现终端设备接入、RFID/传感器事件管理、数据存储以及物联网应用等功能, 它包含一系列相关的中间件产品。
(4) 服务管理
服务管理是物联网云平台的核心架构, 主要包括物联网云的自助服务门户/管理员门户、物联网应用和服务的生命周期管理。通过服务管理, 服务提供商可以对IT物理硬件和虚拟化资源进行管理, 用户可以通过自助服务门户进行业务定制、修改等操作;物联网云的服务管理还包括对感知设备的体系架构、事件以及分布式架构数据平台的管理、数据备份及恢复机制等功能。
3.2物联网云使用模式
(1) 物联网应用的开发/测试平台
对于物联网应用的开发商而言, 如何快速获得物联网应用的开发和测试环境是其提高生产效率的关键。因此, 物联网云的虚拟化资源和物联网应用中间件, 可以为物联网应用开发商快速提供所需的应用开发和测试环境以及应用基础平台, 加速物联网应用的开发和测试周期。
(2) 物联网应用的运营平台
物联网应用的运营商希望在其基础平台上同时部署和运营多个物联网应用, 从而利用应用的规模化效应来降低运营成本。其中, 采用共享的终端设备接入和数据存储是其降低成本的重要方式。利用物联网应用的中间件, 物联网云可以作为物联网设备的事件捕获和数据存储平台, 以支持物联网应用的规模化运营。
(3) 物联网应用的在线应用平台
对于用户而言, 快速获取符合自身业务要求的物联网应用是其主要需求。物联网云可以提供满足人员或资产定位、物流追溯、业务流程监控和优化以及数据分析等多种场景的物联网应用。如:物联网应用用户登录云计算平台, 从物联网云的服务目录中选择自己所需的物联网应用场景;云计算平台对所申请的应用场景进行自动化部署和配置, 并将应用的访问信息返回给物联网应用用户;最后, 物联网应用用户将其终端设备接入云计算平台, 就可以开始物联网应用的使用。
四、结束语
云计算与物联网的结合是互联网络发展的必然趋势, 它将引导互联网和通信产业的发展, 并将在3~5年内形成一定的产业规模。物联网云的出现使得物联网应用的开发商快速获得其应用所需的开发测试环境, 从而专注于核心业务的研究;使得物联网应用的运营商进行大规模的服务运营, 降低服务成本, 同时, 使得更多用户能够在物联网云的平台上方便的获取所需的物联网应用, 有助于物联网应用的广泛使用和推广。尤为重要的是, 物联网云可以作为应用的孵化和交付平台, 吸引更多的物联网应用开发商加入, 从而使整个云计算平台上的物联网应用不断更新和丰富, 促进产业的良性循环和发展。
摘要：物联网与云计算是近年来兴起的两个不同的概念。通过对两种技术进行对比分析, 研究了物联网与云计算三种融合方式和物联网云平台的建设需求, 提出物联网云的概念, 最后给出了物联网云平台体系架构设计方案和物联网云的使用模式。
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1、射频识别技术。
就物联网的整个技术领域来看, 射频识别技术是十分关键的技术, 其同样被称为是电子标签, 射频识别技术体现了物联网发展的基础和核心, 其主要用于信息的传输, 且通过不同信息的获取来识别工作, 其主要包含标签、阅读器和天线[1]。该技术主要针对不同状态的物体进行识别, 大型超市较多使用, 显著提升了供应链管理效率。
2、云计算技术。
云计算技术能够将计算分在不同的计算机上, 不属于本地计算机的范围, 有关使用者可以对资源进行切换, 根据自己需求访问其他的计算系统, 通过网络对于计算机资源进行综合, 提升系统的计算能力和系统作用。
3、网络通信技术。
物联网的发展目的在于实现物体和物体之间的相互通信, 由此可见, 网络通信技术是物联网技术中重要组成, 就网络通信技术来看, 其中包含了有线技术和无线技术等, 其中M2M技术的应用较多, 能够实现近距离的传输, 例如, wifi、rfid、蓝牙等, 其重点是实现无线通信, 发展势头良好[2]。
二、计算机物联网的具体应用
1、应用于家庭生活。
就家庭生活来看, 物联网能够将家庭住宅作为具体的应用平台, 例如, XX高档小区内部在布置样板间的时候充分利用了物联网技术, 为其内部增加了很多的系统, 例如, 住宅的安保系统、布线系统、温度调控系统等, 由此一来, 住户可以利用网络技术和物联网技术对住宅区域内部的系统完成具体的操控和应用, 提升家庭空间的使用效率和便捷性, 良好管理住宅内部的不同系统。
2、物流领域的应用。
随着我国社会经济的进步, 物流行业的整个发展规模也在不断的扩大, 物流领域的发展速度很快, 就整个物流领域来看, 物联网技术的出现能够发挥其最重要的功能, 由此实现物流领域发展的合理性。在物流发展的领域应用计算机物联网的过程中, 主要通过计算机物联网的内部集成作用和内部智能性作为主要的特点, 以上两点特征能够显著提升整个物流系统的智能性和便捷性, 帮助其模仿人类的智能, 学会思考并作出判断。计算机物联网技术在整个物流领域的应用主要作用在于良好掌握物流领域发展中不同类型的信息, 针对物流运输的整个环节中包含的运输车辆整体性能和运输路线等实施定时监控, 还能够良好的掌握和分析物流过程中货物的整体状态和性能情况, 可见计算机物联网技术应用在物流领域能够方便工作人员掌控好运输过程的所有环节, 做好物流信息的采集工作。
3、农业方面的应用。
计算机物联网技术除了应用在家庭领域和物流领域, 还被用于农业生产中, 分析其具体应用来看, 物联网的应用主要做到了对农业生产过程中的控制系统、安全系统和智能系统, 利用云计算技术的帮助来实现以上内容和资源的整合, 提升农业生产的智能化、信息化和数字化特征, 应用了物联网技术之后, 农业生产中的环境因素、人工因素等都会被上传到传感器上, 由此工作人员能够一目了然的分析农业生产环节和生产因素, 做好整个农业生产环节的掌控, 提升生产质量, 完成农业生产的监控。计算机物联网技术应用于农业生产之后, 能够显著提升农业生产效率, 促进农业生产朝向绿色农业、低碳农业的方向前进, 促进农业经济发展[3]。
4、交通系统的应用。
交通系统的未来发展必将是朝向智能交通的方向, 物联网技术的应用是实现交通系统智能化的主要工具, 原因在于物联网技术实现了电子传感技术、通讯传输技术、数据控制技术和信息技术等的综合, 综合运用在智能交通系统的建设中。计算机物联网技术具有实时且高效的特征, 十分适用于应用在智能交通系统的建设, 其能够实现当前交通设施的有效利用, 降低交通系统超负荷的状态, 减少交通压力和交通带来的环境污染问题, 提升城市的交通运输效率和环保性。
5、电网应用。
除了以上四个领域的应用, 计算机物联网技术的应用范围还涉及到电力行业和交通行业, 物联网技术的应用价值较高, 应用前景良好。就计算机物联网技术应用在电网系统来看, 能够实现电网系统的智能化, 提升电网的先进性和可靠性, 提升电网系统的工作效率和经济效益, 由于计算机物联网技术的涉及, 电网系统的数据运行和信息都被定时记录, 能够第一时间发现系统的异常, 及时解决问题和故障, 提升了电网系统运行的有效性和安全性, 降低经济损失。物联网技术和电网系统结合的形式, 能够满足多数人对于电能质量的需求, 完善整个电力系统。
参考文献
[1]孙国勇.物联网的关键技术及计算机物联网的应用[J].电子技术与软件工程, 2016, 09:42-43.
[2]孙少军.浅谈物联网关键技术与我国物联网的发展前景[J].通讯世界, 2016, 17:92-93.