时间:2024-01-11 11:53:24
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇物联网技术与开发,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
随着计算机软件开发技术的不断进步,开发出功能全面的手机操作系统,手机也愈发的智能化,传统的仅仅能接入互联网的移动通信服务已经不能满足人们的需求了。因而,推出将物联网技术与移动通信技术相结合的新型服务成为了移动公司科研部门需要去研究的工作。
1 物联网定义、组成结构及其特点概述
将网络技术应用于万物,是对物联网最直接的表述。物联网的英文全称是Internet of Things,是指将无处不在的终端设备和应用设施,例如具有智能化能力的传感器、移动终端设备、工业工程系统、电子数控系统、家庭数字智能设备等, 与周围安装有无线终端接收设备的个人与车辆等等连接,通过各种无线或有线发射接收技术,在长距离或短距离的通讯上,实现不同类型的网络之间的互联互通效果。在各种网络环境下,采用保障终端设备信息安全的机制,为各联接终端提供安全可控甚至是具有个性化的实时在线监测、定位搜索、报警联动、调度指挥等管理方式和服务功能,实现网络技术对“万物”的“高效便捷、节能环保、安全放心”的“管理、防控、经营”一体化功能。
构成物联网的框架部分由3部分组成,它们分别是:控制整个物联网的核心能力,让物联网具有感知能力的感知层,感知层反应着物联网的技术含量,是开发部门追求进步的重要一层;接下来就是以移动通信网络为根本,技术最为成熟,各方面都是最全面的,只有经过小部分完善的网络层;最后一层是应用层,面对的是移动终端的用户,通过物联网技术将企业的信息展现到终端用户面前,为终端用户提供全面高效的服务方案,整个物联网具有着融合企业信息、提供资源开发利用、保障信息安全的开发能力。物联网系统主要包括有:支撑服务运营的系统、虚拟空间中的传感网络系统、终端业务服务的应用系统、作为连接基础的无线通信网系统等组成。
过去的互联网是基于计算机技术而开发出来的信息技术,现今的物联网技术所取用的核心部分依然是互联网技术,物联网技术只是对互联网所能实现的功能进行扩展和延伸,达到物体与物体的连接。由于物理材料、物理技术的升级,通过光感技术、红外技术、等等,物联网技术能快捷的使两种不同的行业产生联系,使得像超市、护肤品专卖店等这类实体经营店也能通过网络技术产进行交流。总的来讲结合力物联网的移动通信有以下几个方面的特点。
1.1 物联网技术服务的对象更广
过去的移动互联网由于技术条件的限制,服务对象局限于移动终端,没有将这些对网络服务需求高的大量的实体类的客户端纳入网络空间去,服务效应明显低下了很多,而物联网技术的引入刚好满足了这类对网络应用需求高客户群体,方便了实体类的客户端对人们的快捷服务,填补了之前服务所达不到的空缺部分,扩大了通信公司服务的范围。
1.2 物联网缩短了服务的反应时间
以往人们需要社会设施服务的时候,需要很长一段时间才能得到。物联网则彻底缩短了人们申请服务的反应时间,需求人群只要通过物联网或者使用物联网上提供此类服务的APP一个简单的需求信息,能提供该类服务的从业人员在接到需求信息之后就能快速反应,到达需求人群身边解决所遇到问题或是提供需要的服务,经过物联网的提速,使得生活变得更简单方便了。
1.3 物联网个人信息保护更高
物联网技术是在互联网技术的基础上发展起来的,在保护用户个人信息发面已经有了经验,再加上新的加密解密技术,物联网对用户信息保护的能力更加提升了一个环节,物联网保护信息的能力更高。
2 物联网技术下移动通信技术的应用与发展探究
我国通信行业经过了互联网时代的升级,有了长足的进步,但物联网是一种新的技术,未来的上限需要经过不断的探索才能确定,因而笔者提出以下几点建议。
2.1 加快物联网与移动通信技术的结合进程
每一项新技术的出现到为大众带来福利都是需要一个时间发展的过程来完成的,物联网技术作为互联网技术的扩展,有互联网技术运作所打下的经验基础。因此,物联网与移动通信技术的结合进程要加快。移动物联网的发展,为用户生活创造便利,更为移动通信行业开展出新的业务创造出前提和准备。通信公司要发掘通信领域内的技术优势,充分运用终端平台的高度智能特性,开发出便捷服务于广大群众同时又支持这类智能平台的APP软件,使广大群众能充分体验到物联网对改变生活、服务生活的优势。通信公司要注意到的是,公司要通过电话调查、问卷调查,等等方式来获取广大用户对公司所开展的这些服务的感受、看法,了解带终端使用者对需求,这样技术开发部门才能开发出符合用户需要的应用软件。
2.2 增强网络监管力度,打击网络违法行为
网络科技的不断进步,各种各样的犯罪分子也趁机利用网络的力量来实施各种违法犯罪行为,各种层出不穷的电信电话诈骗,欺骗老年人,套取老年人的个人信息,给老年人的晚年生活带来了不快。因而,物联网技术下的移动通信技术要不断的提升网络监管力度,协助警方打击这些通过网络来违法犯罪的行为。同时在用户信息保密上也要加强管理,很多带有骚扰性质的电话就是因为通信行业对用户信息的保管不利,被一些黑客盗取了数据库内客户的信息资料,不断的向被盗信息的客户打骚扰电话,影响日常生活,这都是物联网管理要注意的地方。
关键词:车联网;物联网;体系结构;典型应用
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2013)03-0069-02
0 引 言
物联网概念及相关技术作为目前信息产业中日益重要的发展方向,越来越得到世界各国研究人员的重视和青睐,我国在物联网领域也投入了大量的科研力量进行相关研究。车联网则是物联网与智能化汽车这两大战略性新兴技术产业的结合,基于车联网技术的一系列应用将对道路交通、城市发展、公共及私有财产监控、市民出行等多个方面的难题破解做出巨大贡献。传统的车联网技术核心为射频识别,经过分析研究,本文创新地提出了基于位置的车联网通用应用平台构架,并对该平台的典型应用进行了介绍。
1 车联网
2005年,国际电信联盟(ITU)正式提出了“物联网”概念[1]。物联网(The Internet of Things,IOT),即通过装置在各类物体上的射频识别(RFID)、传感器、二维码等,经过接口与无线网络相连,从而给物体赋予“智能”,可实现人与物体的沟通和对话,也可以实现物体与物体互相间的沟通和对话,这种将物体连接起来的网络被称为“物联网”[2]。
目前,智能交通亟待建立以车为节点的信息系统——车联网[3]。所谓车联网(The Internet of Vehicles,IOV),则是指通过多种无线通信技术,实现对车辆的状态信息(包括车辆基本属性、动静信息、车辆动态等)进行获取、传输、加工、共享、利用,并使车辆作为节点而连接成为的网络。由此可见,车联网是物联网的应用之一,是一类物联网,车联网可以实现车与车、车与路、车与人之间的信息交换,进而解决一系列诸如出行安全、资产监控、城市交通、市民出行等多个方面的难题。
2 基于位置的车联网通用应用平台构架
作为新兴的技术领域,目前,物联网还没有一种能够得到一致认可的统一体系结构,本文致力于探索一种能够为开发者提供统一接口的通用应用开发平台,此平台的概念类似于计算机体系结构中的操作系统。图1所示是车联网通用应用平台的构架示意图。
该平台的存在将使得基于此平台的物联网应用开发效率和便捷性得到极大的提升,传统开发者在开发物联网应用系统时需要自行设计自上而下的软件、硬件及中间件等诸多复杂部分,而如果采用此平台,开发者将可以直接应用本平台提供的API进行一站式开发,完全无需考虑底层硬件的不同及诸多复杂因素。
该构架为典型的层次构架方式,自下而上可以分为硬件层、通信层、接口层,其中硬件层在终端层次,接口层在服务器层次,通信层作为二者的交互层借助现代通信手段跨越终端与服务器。
2.1 硬件层
硬件层是传统的物联网传感器设备、通信设备等组成的综合模块,该模块可以是专用硬件、智能手机、PDA、平板电脑等不同终端,通过其上运行的专用软件达到对上层的细节屏蔽,隐藏不同硬件终端的差异,提供统一的接口。该层整体的作用为对硬件资源的统一调控以及对其的虚拟化。
2.2 通信层
通信层主要指通过各类通信技术将硬件层所获取的数据从终端传输至服务器的实现过程,主要包含GPRS、HSDPA、蓝牙、Wi-Fi、有线网络、卫星通信等通信手段。借助这些现代通信手段,通信层在终端发送其所采集到的数据及其自身的属性信息等,服务器端在接收信息的同时进行格式化,而后以统一的格式送往接口层,从而达到屏蔽通信方式、通信协议细节的目的。
2.3 接口层
接口层为通用平台公共层的最上一层,负责将各类信息进行打包封装并形成统一格式后向开发者提供API开发接口。该层次作为整个平台对开发者的最外层包装,隐藏了平台体系结构中所有的细节,无论平台应用了哪几种技术,通过本层的包装均可实现统一的数据格式、调用接口,真正实现通用的应用开发平台。
3 平台功能
该平台能提供传统物联网、车联网能够提供的所有功能,同时可以扩展出一系列能够协助用户进行二次开发的定制功能,主要包括终端位置获取,终端属性获取,终端传感数据获取,终端认证与授权,终端触发器等。图2所示是该通用应用平台的功能示意图。
图2 平台功能示意图
3.1 终端位置获取
该功能提供终端设备的位置获取功能,终端可采用GPS、伽利略、北斗、格洛纳斯、基站定位、Wi-Fi定位等多种定位方式中的一种获取自身位置,用户应用通过调用该功能即可实时获取终端的当前位置,位置格式包括坐标信息和速度信息。
3.2 终端属性获取
每一台终端在初始化时均被赋予独一无二的ID和一系列其他属性信息,用户应用通过调用可获取所有信息。
3.3 终端传感数据获取
车联网终端可以接驳一系列具有不同功能的传感器,如温度、湿度、风速、风向、环境信息等。该功能提供获取连接在终端设备上的传感器所传递数据的功能。用户可以通过简单的调用获取所有或指定项目的具体数据信息。
3.4 终端认证与授权
基于终端属性获取功能,该功能可进一步提供对终端设备的认证与授权功能,以保证连接到本系统的终端设备均为合法可靠的设备或者根据用户应用的要求对设备进行验证,对于系统的安全稳定及应用的复杂操作提供了保障。
3.5 终端触发器
终端触发器(Trigger)功能为用户应用提供了“数据变更动作”的触发机制,开发者可以订阅某种特定的数据源,如终端位置或某种特定的终端传感器数据, 当数据源数发生变化后会触发用户应用定的动作代码。
4 平台的典型应用
车联网是一种全新的概念,具有十分广阔的应用前景和使用领域以及非常巨大的商业价值。基于该通用应用平台,开发者可以快速高效地开发出包括道路交通(包括车流量监控、车速监控、事故预警与现场快速定位、逆行警告、智能交通灯等),城市发展,公共及私有财产监控,市民出行(私家车轨迹跟踪、公交车路线实时显示、出租车叫车服务、车队位置共享、路线路径分享)等多领域的典型应用。
5 结 语
车联网作为一种全新的网络应用形式,兼具物联网技术与智能化汽车技术两方面的特点,是新一代智能交通的核心,同时也是下一代互联网技术的典型应用,但是,车联网技术目前还未能形成被广泛认可的技术构架或体系。本文从实用性角度出发,创新地提出了基于位置的车联网通用应用平台构架,基于此构架,开发者可以快速地开发出一系列所需的应用。
在国家的战略支持及开发人员的大力投入之下,相信车联网技术在未来必将进一步发展,为提高我国的综合实力、提高人民生活水平做出更大贡献。
参 考 文 献
[1] ITU Internet Report 2005: The Internet Of Things [R]. Geneva (Switzerland): ITU, 2005.
[2] ATZORI Luigi, IERA Antonio, MORABITO Giacomo. The Internet of Things: A survey[R] . Computer Networks, 2010.
[3] 武锁宁.车联网:值得关注的课题[J].中国电信业, 2010(8):17-19.
关键词:物联网 智能机房 设计
中图分类号:TP39 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2012)010-071-02
随着计算机技术的不断普及,各行业业务的开展对计算机技术的依赖性日趋严重,计算机机房已成为当前各大企业、单位支撑其核心业务运营的重要组成部分。因此加强计算机机房的运行监控,确保计算机机房的正常运作成了各单位IT运维部门的核心工作。从当前国内计算机机房环境检测来看,多停留在视频监控这一简单模式,然而这种监控模式无法有效实现对机房温度。湿度以及供电等相关情况的自动报警和检测。
1 相关技术概述
1.1 物联网技术
物联网Internet of Things,传统意义上的物联网技术的基础以及核心是互联网技术,它是在互联网的基础上通过延伸发展的一种技术。物联网技术将用户群延伸到了诸多的物品之间,并且进行之间的相互通讯和信息交换。所以,物联网技术的含义指的是:通过激光扫描器、射频识别以及全球定位系统和红外感应器等一些列的传感设备和互联网进行连接,通过一定的协议技术来实现智能化的追踪、定位以及识别和监控管理的网络技术,这种网络技术我们称之为物联网技术。
1.2 ZigBee技术(双向无线通讯技术)
ZigBee技术也被称为“RF-Easylink”、“HomeRF Lite”以及“Firefly”技术,它是一种低功耗、近距离、低速率以及低复杂度和低成本的无线通讯技术。它是一种可靠的无线数传网络,相当于GSM、CDMA网络。它主要用于低功耗以及段距离的各种各样的电子设备之间进行数据传输的间歇性数据、周期性数据以及低反应时间数据传输当中的应用。
2 基于物联网技术下的环境检测系统的整体设计概况
2.1 系统设点
基于物联网技术下的环境检测系统的系统技术特点有:(1)采用TCP/IP通信协议;(2)采用ZigBee技术,并且符合IEEE802.15.4标准;(3)见效快,投资少,而且适用于小型的机房管理当中;(4)基于物联网技术下的环境检测系统,WEB页面实时浏览监控信息,以此来保证管理的集成化;(5)告警方式诸多,多样化;(6)现场实时监控,安全、稳定、可靠。
2.2 系统结构设计
从基于物联网技术下的环境检测系统的整体设计结构中来看,收集到的一些数据通过各个类型的无线传感器,并且经过ZigBee技术的无线网络传输到网关里。网关设备把接受到的各种各样的机房环境监测数据存到远程的监控服务器上的数据库当中,并且通过远程监控服务器上面的管理系统对接收到的数据和信息进行统计和分析。如果发现数据的数值超过一定的范围则会通过手机短信的形式以及电子邮件和声光告警等诸多方式来对机房管理人员进行通知。而通知到的机房管理人员可以循序通过WEB远程登录的方式来访问和查看远程的数据和信息分析、统计,对机房的种种环境监测情况进行掌握。
3 硬件设计
3.1 ZigBee远程无线通信模块
当机房的一些环境数据经过采集以后,为了能够使其降低功耗和成本,采用无线通信和终端数据处理由单片机CC2430来负责完成。系统通过ZigBee无线网络技术来将各种类型的传感器节点进行连接,而且通过设定一定的时间间隔来把无线传感器的节点也参与到工作当中,并且存入内存数据库,负责完成数据的采集。
以上所述的CC2430是一个系统芯片的调制解调器的解决方案,它能够解决并且满足ZigBee为基础的波段的应用,以及低功耗、高效率和低成本的要求。它结合了一个高性能的2.4GHz DSSS直接系列扩频收发器的核心以及工业级的小巧且高效率的8051控制器。
然而,为了能够适应和实现远程通信,还要对ZigBee无线网络技术进行扩展,使CC2591放大器芯片能够再进行增加。CC2591放大器芯片是一种高性价比和高性能的2.4HZ RF的前端,它比较适合无线的应用和低功耗低电压的应用。通过CC2591放大器芯片和ZigBee远程无线通信的结合实现了ZigBee远程无线通信的扩展功能,使成本更加低廉。而ZigBee远程无线通信通过采用了CC2591以后,通讯距离完全可以达到预定的目标。
3.2 数据采集终端
基于物联网技术的机房设计中的数据采集终端主要负责的是采集机房的温度、适度以及水浸信号和电压等数据,通过一定的ZigBee无线网络技术来将数据传递给网关设备,当网关设备接收到数据以后再传给远程服务器当中的数据库。这中间传递数据时最主要的硬件就是传感器,此传感器是一个RFD节点,传感器通过2节5号电池进行供电。针对不同探测物理量来将传感器硬件的设计,介绍如下:
3.2.1 浸水传感器
浸水传感器根据电极浸水阻值变化的原理进行设计,采用北京无线联科技有限公司的LSJ浸水传感器。通过专用的集成芯片把信号整形和放大,输出继电器报警信号和高低电平的专用模块。工作湿度为:21%RH~100%RH,工作温度为:0℃~50℃,供电电压为:DC 24V(9V~36V),误报率为:
3.2.2 湿度传感器
湿度传感器是集成了无线传输、控制传输以及采集传输为一体的小型的无线RTU,采用的是大连北方测控工程有限公司的DB485Z无线湿度传感器。由自由频段ZigBee无线网络来负责提供无线传输频道。
4 软件设计
4.1 远程服务管理系统设计
远程服务管理系统的主要负责的是保存无线传感器和接受无线传感器网络网关设备传送的一些数据环境,它的开发环境是SQL Sever 2008、Visual Studio、NET以及C++等。远程服务管理系统负责提供向无线传感器网络管理命令和查询的功能,以此来实现温度的电压的变化情况,并且提供历史的传感数据来查询数据的变化趋势。然而,一旦数据超过所设定的范围值的时候,系统将通过手机短信或者是报警器启动的方式来通知机房的管理人员。因此,管理人员就可以通过移动的终端设备和无线网络来进行查询和交互,并且能够完成无线传感器以及数据的实时共享。
4.2 CC2430程序设计
使用ZigBee无线网络系统作为开发软件的平台,它是CC2431、CC2430的开发系统。能够满足ZigBee、IEEE802.15.4的标准和设计开发,它包含了能够构建多种ZigBee网络所需要的软件开发工具以及硬件开发工具,既能够简单的开发按键又可以显示传感器。
5 小结及展望
物联网技术作为一种全新的概念和技术,目前已在各行各业当中发挥着及其重要的作用,它具有不可比拟的优势所在。本文结合物联网技术为核心技术,针对目前计算机机房的管理情况,设计了一个基于物联网技术的智能机房环境监测系统。并且对整个系统的布局进行了规划,制定出了系统软、硬件的设计方案。从整个理论上来见,此方案有效可行。
参考文献:
[1] 刘燕,扬晓东.虫孔网络中的自适应路由算法[J].计算机工程与设计,2009,20(2):39-41.
【关键词】:物联网;智慧林业;应用
1、前言
由于我国幅员辽阔,传统林业管理在一定程度上限制了林业的快速发展,而随着科技的进步,伴随着智慧林业的出现,传统林业也开始逐步转向了管理、服务以及感知等为一体的新模式。而在智慧林业发展过程中,物联网技术起到了无可替代的重要作用,本文正是结合物联网及智慧林业的相关理论概述,针对物联网技术在智慧林业中的具体应用进行了详细的探讨,希望能够为同类的实践提供借鉴。
2、物联网及智慧林业相关概述
2.1物联网技术概述
物联网技术主要是通过GPS系统、RFID系统、红外感应器以及激光扫描器等设备,将我们生活中的各类物品连接到一起并接入到互联网之中,继而以此为基础进行信息的采集、交换、处理以及反馈,从而达到智能化管理、监测以及识别的目的。下图展示了物联网系统的主要构成,主要包括传感器系统、中间件系统以及应用系统等三个重要部分。
图1 物联网技术的主要构成
2.2智慧林业概述
目前,传统林业正在向着数字林业、智慧林业快速转变,而物联网技术则在这一转变过程中发挥了非常重要的作用。所谓智慧林业,主要是指将移动互联网技术、物联网技术以及大数据技术、云计算技术等新兴的信息技术运用到林业开发之中,从而达到快捷高效以及智能管控的目的。从目前情况来看,我国林业若要在未来取得更好的发展前景,智慧林业是必由之路,只有通过打造智慧林业,才能不断提升我国林业发展质量,促进林业的可持续发展。同时,智慧林业也使得我国在林业资源管理、绿色林业发展以及构建生态系统等方面能够和谐共进,实现经济和社会的最大效益。
3、当前物联网技术对于林业发展的重要性
众所周知,我国幅员辽阔,林业在空间上具有明显的广阔性,而且在时间上也保持着很长的周期性,正是由于这些特征的存在,使得林业和其他的生产实践有着很大的区别。以林业资源监测为例,不仅需要较大的外业工作,而且任务量非常繁重,更有甚者,在管理过程中还会产生大量的林业数据,种种都使得工作人员在处理工作中面临着较大的困难,当然也比较难以保证精准性。在这种情况下,如果将物联网技术应用其中,必定能够取得明显的效果,从而发挥出巨大的作用。在林业管理和监测中,可以通过物联网技术随时获取到林业中野生动植物、森林等相关的数据信息,使得管理人员可以随时掌握林业的动态,也正是由于物联网技术的运用,使得林业发展更快地从传统林业转变成为智慧林业,使得林业发展实现了很大的跨越。
4、物联网技术在智慧林业中的具体应用
4.1实现对林业资源的监测和管理
在林业管理中,林业资源的涉及面是最为广泛的,林业管理人员可以通过物联网实现对特定区域的特定对象进行智能管理。比如,可以在具有代表性的树木根部设置传感器,对树木生长所需要的温度、水分以及养分等指标数据进行自动采集,然后通过网络传送到管理中心,管理人员可以通过对采集数据的分析,确定树木的生长环境。此外,林业管理人员还可以在林区设置摄像机等安防监控设备,以达到对林区环境随时监控的目的,一旦出现树木生长超过临界值,或者盗伐林木的不法分子进入时可以随时向有关部门报警,以便于及时采取应对措施。
4.2实现对森林病虫害和火灾的预防
对于森林资源来说,病虫害和火灾可谓是两大危害,国家林业部门也一直都比较重视,但是面对着庞大的森林面积,如果不能够借助于先进的物联网技术,单靠人工观察监测,其工作量也是难以估计的。首先,通过物联网技术中的传感系统,可以实现对森林病虫害的自动监测,实现动态跟踪的目的。当然,我们也可以基于森林环境中的温湿度等客观数据,以实现对病虫害的预防等,这样也能够有效防范森林病虫害的大面积发生。此外,在森林防火方面,可以通过选取合适的观测点,通过传感器实现对不同林区区域环境的干燥度、温度、风力等关键气候的监测等,通过相关的数据可以为有效防火策略的制定提供重要的依据和参考。
4.3实现对野生动植物的有效保护
在智慧林业中应用物联网技术还能够有效实现对野生动植物的保护作用。通常是通过在林业的重点区域设置相关的传感器,对动植物进行监测和管理,从而有效实现动植物的可持续开发。具体来说,首先可以在珍贵的野生动物身上或者其所处的活动区域中设置相应的电子标签,通过电子标签能够掌握该种动物的生活习性,以更好地监测与定位,当然,如果野生动物发生意外,也便于相关部门及时采取有效的措施。同理,林业管理人员也可以在珍贵植物身上设置相应的电子标签,以对其年龄、种类、生长状态等信息进行收集和分析等。可见,基于物联网技术还能够有效实现野生动植物保护的现代化。
5、结束语
总之,物联网技术作为当前发展非常迅速的一门科技,在很多领域中都发挥了十分重要的作用,而林业亦是如此。笔者相信,随着物联网技术在未来与智慧林业的进一步深入融合,必定能够有效推进我国林业发展的现代化,继而促进我国林业的健康、可持续发展。
【参考文献】:
[1]乌日根,简帅. 物联网技术在林业信息采集与处理中的应用[J]. 信息化建设,2016,05:309.
[2]陈光. 物联网在林业发展中的探析[J]. 计算机与网络,2015,10:60-61.
[3]糜艳丽,刘明红. 物联网技术在林业信息化中的应用前景[J]. 北京农业,2015,15:18.
[4]董鑫,赵博. 物联网技术在林业信息化管理中的应用[J]. 河南农业,2014,15:58.
【关键词】高职院校物联网专业建设
1. 引言
物联网是通过信息传感设备,按约定的协议实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络,其主要特征是通过射频识别、传感器等方式获取物理世界的各种信息,结合互联网、移动通信网等网络进行信息的传送与交互,采用智能计算技术对信息进行分析处理,从而提高对物质世界的感知能力,实现智能化的决策和控制。物联网技术和产业的发展将引发新一轮信息技术革命和产业革命,是信息产业领域未来竞争的制高点和产业升级的核心驱动力。物联网概念是庞大和丰富的,其中涵盖了大量现有的专业门类和技术体系,而在其系统集成和应用端,可以说物联网技术将能够应用于工业、农业、服务业、环保、军事、交通、家居等几乎所有的领域。
目前物联网技术还属于一个新兴技术,正在快速发展。学习与掌握物联网的技术理论,发展方向及其行业应用是目前高等教育的核心目标。2010年最新的教育部通知已将物联网、传感网作为战略性新兴产业相关专业的重点,开始鼓励各高校申报相关专业。教育部高等学校高职高专计算机类专业教学指导委员会于2010年11月在西安举办了物联网应用暨计算机网络专业改革发展研讨会,来自全国102所高职院校及企业的与会人员围绕物联网技术发展、物联网络专业设置、深层次的校企合作等问题交换意见,分享经验。多位企业代表在会议上从企业的角度分析了物联网技术对人才的知识结构、技能要求和数量需求等方面的期望,为高职高专院校的人才培养提出了新的目标和任务。深圳职业技术学院孙湧教授作了《物联网专业办学若干思考》的报告。多位专家还从各自单位实际出发,阐述了对物联网专业申办和计算机网络专业改革的认识和实践。
2. 物联网专业建设的需求分析
从物联网产业链来分析,物联网产业主要有传感控制、数据传输和数据处理三个环节。传感控制主要通过传感器等设备来对物获取感知信息,涉及到物联网中的硬件系统,这个环节需要电子设备技术人员以及芯片设计和制造人员;当物的信息被感知到,就可以通过数据传输到数据处理环节对数据进行分析、控制,从而进行应用,这个环节主要是通过网络进行传输,涉及到计算机网络和通讯技术,因此需要通讯和计算机网络人员;数据处理环节主要对传输过来的数据进行处理,涉及到系统分析,因此需要系统设计、系统应用和系统管理人员。根据以上物联网特征分析,物联网产业人才需求主要为电子设备技术和芯片设计技术人才,计算机网络和通讯人才,系统集成和应用人才。
物联网专业的学生毕业后能够在信息、物流等部门从事物联网相关领域的技术研发工作,也能胜任物联网技术在环境保护、工业监测、智能交通、公共安全、智能消防、个人健康等多个领域中的应用工作。
然而,经过两年的发展,物联网专业的培养目标还是不很清晰,尤其当大批的本科专业
批准开设后,高职高专的物联网专业如何建设,与本科的培养目标如何界定,物联网相关专业的定位、人才培养目标,如何进行物联网相关专业的课程设置、技能实训要求以及如何根据地域特点进行物联网专业应用人才,都是高职类院校设立物联网专业需要探讨的问题,也是高职类院校计算机专业一个新的生长点。
3. 物联网专业建设的内容分析
对于高职院校建设物联网专业的内容主要应从以下方面展开:
1) 高职院校物联网专业目标岗位及人才培养方向研究
物联网专业的建设,根据物联网市场人才需求特征和高职人才培养目标,结合地方区域特征和我院计算机学科已有优势,研究物联网专业目标岗位定位,进而确定人才培养的方向。使得培养对象既具有物联网基本理念,具有物联网行业相对应岗位必备的理论知识和专门知识,又具备较强的物联网岗位操作能力、一定的系统开发能力,成为能够从事物联网技术及物联网系统管理工作的高技术应用型专门人才。
2) 高职院校物联网专业课程体系建设的研究
课程体系的建立是实现专业人才培养目标的重要环节,也是人才培养的具体表现。本项目将以岗位需求为牵引,以人才培养方向为目标,从学生基本道德品质、职业素养、职业核心能力的培养的角度,同时兼顾一定的知识面和专业延伸,来研究如何构建适应于我院特点的物联网专业课程体系。
3)高职院校物联网专业实践教学基地的建设的研究
为了提高物联网专业人才的技术含量,加强物联网专业人才的技能培养,必须开发和建设物联网专业实训演练基地。由于目前物联网实验建设没有一个完整、成熟的方案,因此从改造和新建两个方面来探讨适应于高职院校物联网专业的实践教学基地的建设方案,并可以借助本地的地域经济特点,建立以行业应用案例为教学师范的实践平台,比如物联网在农业、煤矿等领域的应用为依托,探讨基于这些领域应用的实验平台的建设方案。
通过实证研究探讨在高职院校物联网专业建设的可行性,并在此基础上为物联网专业在高职院校的建设提供实施依据和前期论证。此项研究主要是整合我们现有在计算机网络方面的已有积累,结合当地的地域经济特点来解决物联网专业在课程、实训场地建设方面可能会遇到的问题以及在人才的培养、岗位需求方面需要前期论证的一些关键问题,为物联网专业在高职院校的建设提供可行性和可操作性的理论依据。
4. 物联网专业建设的实施
高职院校物联网专业的建设实施应该面向现代信息处理技术,培养从事物联网领域的系统开发及应用方面的高等工程技术人才。需要培养学生合理的知识结构、具备扎实的电子技术、现代传感器和无线网络技术、物联网相关高频和微波技术,有线和无线网络通信理论、信息处理、计算机技术、系统工程等基础理论,掌握物联网系统相关设计和应用的专门知识和技能,并且具备在本专业领域跟踪新技术的能力以及较强的创新实践能力。因此高职院校
物联网专业的建设可以从以下几方面考虑实施:
1)课程体系建设的实施
高职院校物联网课程体系的建设必须以面向应用为导向,因此必须以应用为目标,建议基于下列模块进行实施:
单片机和嵌入式系统
从最基础的8051单片机到ARM嵌入式技术,由浅入深,知识点包括:微机原理,接口技术,微控制器体系和原理,实时操作系统,C语言编程技术等。
无线片上系统
无线单片机通讯接口设计,无线有线收发器原理和结构,通讯原理和结构,运行于无
线片上系统的操作系统,如TINYOS等。
无线通讯和无线自组织网络
短距离无线数据通讯基础和原理,无线自组网技术,基本无线网络拓扑,ZIGBEE无线技术和802.15.4无线标准,高级的ZIGBEE技术。网络安全和加密技术,C语言和无线网络算法高级技术原理。
RFID知识模块
电磁技术基础,RFID标签防冲突算法,EPC和IS0—18000—6C通讯协议和原理;大功率RFID读卡器原理和设计,RFID和物联网数据库结构和原理等。
物联网传输层知识模块
物联网网关原理和结构,GSM/GPRS技术原理,接入网络原理,3G技术原理和结构,M2M 数据传输和远程通讯,嵌入式和高级实时操作系统在物联网网关设计技术等。
数据库应用
SQL SERVER数据库在PC上的应用,SQL数据库嵌入式版本的移植和应用,嵌入式系统网关上的嵌入式数据库与PC数据库之间的同步与数据传输,备份等。
软件开发
使用VC或VB进行PC及服务器端的软件开发,编写对物联网网关设备的客户端控制程序,使用JAVA语言编写移动终端的控制程序及客户段程序。
2) 物联网专业实训教学环境的建设
在学生掌握物联网基础教学及开展基础教学实验后,以物联网的真实应用为依托,使学生能够进行物联网产品开发,产品应用改造及工程训练,掌握物联网技术应用。基于目前物联网在很多行业都有应用的空间,因此实训环境可以基于专题形式进行建设,具体建议按如下专题实施:
传感采集控制设计及实现
包含物联网无线传感数据采集基础、数据采集原理和应用、数传控制设计环境和应用
开发流程。基于现有产品实施监测体系的搭建和实际运行。
传感节点应用
传感节点应用初步包含物联网无线传感节点的设计原理、实务与开发流程、应用场景
描述和选配方案。
自动控制系统
自动控制实训包含物联网无线传感网的控制作用原理、实务与开发流程,自动控制基
础及初步应用。
通信网络设计及实现
通信网络设计及实现包含物联网无线局域组网、数据无缝接入、远程使用开发流程。
基于现有产品实施监测体系中网络部分的顺利建设和运行。
系统应用设计及实现
系统应用设计及实现包含物联网应用场景描述、需求分析、系统集成开发流程。基于
现有产品面向具体应用的监测体系建设和运行。
参考文献
[1] 贾国荣.高职院校积极应对物联网时期到来的思考[J].贵州商业高等专科学校学报,2010(3).
一、物联网技术在设施农业应用概述
据统计,到二十一世纪第一个十年,我国的设施农业种植面积已经位居世界首位,达到了350万hm2。同时伴随着物联网技术应用推广开来,大范围应用于设施农业,会使应用整个体系更加完善。与此同时,物联网凭借其产出增加、成本降低、高效及智能化等优势被人看作是现代农业智能化实现的重要途径。设施农业是结合动植物的特点分析其最佳的生长条件,同时在有关设备和人力的共同调节下控制环境,使动植物不受季节天气的束缚达到每年均衡生产上市的目的。当现代信息技术发展到某个程度进而衍生出物联网技术,实现了技术上的突破,物联网技术是将传感器技术、人工智能、网络与自动化等综合在一起从而实现的聚合性应用。它涉及的技术领域比较广,因此被认为是信息技术第三次革命性的创新。这种技术拥有巨大的潜力,同时世界各国人们对其充满了期待,我国顺应时代潮流,提出了“感知中国”的战略,其重要性可见一斑。把互联网的快速发展应用到设施农业发展中去,实现农业现代化与信息化的完美结合。在智能监控与分析、数据的传输与采集、自动化调控等互联网信息技术的帮助下对农业的生产过程等进行监控管理,对农业生产实现科学的组织与规范的管理,让动植物能够更好生长生产,实现产出最大化。如今,物联网在设施农业中的应用已经形成一套控制闭环的系统,它的实现首先通过传感器来得到温室环境的各种参数(如温度、湿度、酸碱性等),在把得到的数据通过数据的收发网关来发送到信息的处理中心,同时由它来对得到的信息进一步处理并采用一系列的算法等作出决策,然后再经网关把算出的决策传送到设施农业执行机构,触发执行任务后就可以参考标准对现在的环境作出调整。如此循环往复,实现目标。
二、物联网技术在设施农业中的应用
当前,在种植、养殖、农资、农产品加工、农业信息化推送、农业智能化管理等方面,设施物联网技术都取得了一定的应用与发展。物联网技术的应用,可以让植物生长环境更好,可以全面感知家禽牲畜的生长状态,减少弊病。下面就对其应用具体几个方面进行探讨:一、物联网技术可以对农业情况进行实时监测。在整个物联网技术的研究工作中,其终端技术的应用及研究是工作的重点之一。简单地说,物联网终端与各式各样的作用不同的传感器有着密不可分的联系。在传感器的帮助之下,可以全方位的对农作物实时进行监控,依据监控所得数据进一步采取措施,使农作物在合适的环境下生长。其中传感器的种类大致有温度、光、湿度、pH值、二氧化碳、生物等传感器。使用这一终端对在农业生产中出现的各种问题进行合理适度的调整控制,同时还节约了各类资源,如水与人力等。二、对农作物的病虫害具有防治作用。判定农作物是否发生灾害的关键数据是阈值,当阈值到达一定的界限之后,农作物灾害便随之而来。在以往的种植过程中,人们常常需要花费不少的时间、金钱、精力去应对农作物灾害发生,但是往往得到的效果也不尽如人意,同时大量时间、金钱付诸东流。在设施农业中应用物联网技术,可以借助无线传感器对农田进行大规模的同步监测,同时针对观察情况,科学及时地对发现的情况处理,对农作物的灾害防御有很好的作用。在准确判断灾害情况、范围、程度的同时,还可以面对问题给出最合理的方案。根据情况的不同,在整个过程中还可能会用到GPS定位、GIS等先进技术。
三、物联网在设施农业应用中存在的问题
随着国家对物联网发展事业的重视,物联网产业持续升温,很多与设施农业相关的设备工厂开始在设施农业物联网方面大展拳脚,使得产品种类多种多样。在这个过程中,这些公司也出现了很多的问题。一、产品功能单调、没有特色。再次开发前景受限、价格过高等。这些工厂研发制造水平旗鼓相当,在激烈竞争的同时并没有出现领头羊式的企业。再者由于该技术比较新颖,没有一套公认的、合理的、权威的评价标准。面对这一困境,需要国家进行适度干预,从全局上对该产业进行规划、同时明确发展的方向并根据实际情况制定一些计划。要在新产品的研发与新技术上加倍努力,根据不同的地区情况、人员素质情况研发技术,因地制宜。在发展的同时还出现了技术不协调的问题。二、目前我国的农业生产信息化还没有普及,所以物联网中很多的高新技术并不是完全适用于我国当前的市场,这就导致我国的物联网技术在一些关键的技术上一直停滞不前。但是伴随着传感器在各个不同类型农业的发展,其价格也逐渐走低,该技术取得了一定进步。综合上述两种现象,产生了在一个大的技术系统中各类技术发展不均衡。设施农业的发展离不开物联网技术的支持,虽然目前物联网技术取得一定发展,但是总体上水平较低。要是这个问题走出泥潭,首先是对关键技术(无线传输等)进行攻关,取得突破,再是对已经取得的技术成果(传感器等)进一步巩固完善。三、当前,我国农业物联网产业分布分散,没有统一的组织,没有明确的分工,这使得行业内交流较少。出现了对同一技术重复开发,造成资源大量浪费。这需要各个企业共同努力建设一个权威技术平台,围绕该平台,进行交流探讨,避免一些重复开发、资源浪费问题再次发生。
四、就物联网在设施农业发展中的设想
要想使设施农业实现投资少,环保节约的目的就要大力发展精确农业,这种农业类型以效益作为目标,是一种超前性的农业新技术。这种技术把信息智能化与机电一体化结合起来,并取得一定的应用。精确农业凭借其减少不必要投资,同时加强农业管理水平,既保证能源消耗少,又可以使环境影响小等优势值得被引入我国设施农业。自进入二十一世纪以来,食品安全的问题逐渐凸显。要想使食品安全有保证,农产品的生产、传输、出售等各环节必须严格把关,用传统的方式往往会消耗大量的人力物力,但是设施农业的引入可以缓解这个问题。比如通过物联网技术监控动植物生长,监测动植物生长环境的各个指标,真正保证食品安全,实现绿色无公害。当前,传感器应用和比较广泛,但是随着发展很多农户存在完全自动化管理的要求。这对整个设施农业的发展可以起到很好的领导作用。同时要建设一批专业的技术队伍和技术品台,使企业之间、用户之间、企业用户间有一个良性沟通。
五、结语
物联网的应用可以使设施农业有一个大的飞跃。随着社会发展,人们对新的农业技术要求越来越迫切,同时也提出愈发多的高要求,加之国家对物联网的高度重视,使得物联网发展有着很好的发展前景。面对种种任务,我们才刚刚起步,前路漫漫,需要我们更加努力地进行探索研究。
作者:庞春辉 单位:辽宁机电职业技术学院
一、充分认识推进物联网产业发展的重要意义
物联网是指将物体通过多种信息传感设备、按约定的协议实现人与人、人与物、物与物全面互联,可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。其主要特征是,通过射频识别、传感器等方式获取物理世界的各种信息,结合互联网、移动通信网等网络进行信息的传送与交互,采用智能计算技术对信息进行分析处理,从而提高对物质世界的感知能力,实现智能化的决策和控制。随着物联网技术和产业的发展,必将引发新一轮信息技术革命和产业革命,对经济发展和社会生活都将产生深远影响。
物联网产业是国家确定的战略性新兴产业之一,加快发展物联网产业,对于促进产业转型升级具有重要意义。一是迅速提升信息产业整体创新能力,促进创新型城市建设;二是加速推进工业化与信息化融合,促进经济发展方式转变;三是强力带动其他特色新兴产业发展,促进经济全面发展;四是有利于改善民生,提高市民生活质量,构建和谐社会。各级各部门一定要充分认识推进物联网产业发展的重要意义,采取有力措施,加大工作力度,不断扩大物联网研发应用范围,为建设繁华舒适、现代一流的省会城市奠定坚实基础。
二、总体思路和发展目标
(一)总体思路。充分发挥毗邻区位优势、省会政治经济文化中心优势、雄厚的产业基础优势和科技资源优势,以转变经济发展方式、调整优化产业结构、服务民生为目标,以政府为主导、企业为主体、示范工程为牵引、社会参与为基础,采取需求拉动和技术推动的互动发展模式,努力把物联网产业培育成为新的经济增长点,推动经济社会加快发展。
(二)发展目标。到年,物联网产业销售收入达到亿元以上,重点示范行业效果明显,重点示范区特色鲜明,城市民生智能化水平显著提高,成为重要战略性新兴产业。重点建设4个物联网技术创新平台,培育个龙头带动企业,扶持个特色鲜明的创新型企业,推动个物联网产业基地建设,实施三类应用示范工程。力争在物联网关键技术方面形成有效技术支撑,在通信设备、卫星导航、行业应用、物联网服务等领域形成产业规模。
三、重点任务
(一)规划整合物联网产业链
加快物联网产业布局规划,引导产学研金介积极参与,推进产业技术创新联盟,促进RFID、传感器、二维条码、短距无线通信、IPV6、云计算等一批关键技术及自主创新产品的研发和成果产业化,形成物联网产业聚集效应。推进物联网产业链整合,集中精力打造从传感器、芯片、软件、终端、整机、网络到业务应用的完整产业链,形成优势互补、协同发展、相对完善的产业体系。
(二)加快建设物联网技术创新平台
1科技集团物联网研发中心。坚持“需求拉动、技术推动”原则,以中国电子科技集团第所、第所为核心,联合物联网相关企业、科研院所,建设国内一流水准的物联网产业研究机构。整合多方优势资源,加快网络与宽带接入、基础材料与芯片、传感器网络、无线通信、卫星导航、信息安全等物联网关键核心技术的研发、生产和应用,积极参加标准制定,推进技术产业化以及重大试点示范项目建设,支撑全市物联网产业发展。
2信息物联网应用工程中心。依托信息股份有限公司联合建设物联网应用工程中心,加强射频识别、物联网信息安全等领域的重大技术研究,推动科技成果转化和集成创新,加快物联网应用技术发展。
3市物联网共性支撑技术研究中心。依托驻石高校,大力研发适用于物联网的可编程技术、测试技术、情境感知和环境建模技术等共性技术。加强现代信息通讯技术、计算机及网络技术、先进微电子技术、新材料、新能源等基础支撑技术的研究与应用。面向生产制造、社会管理和公共服务,提供物联网应用解决方案、计算处理、信息交换、数据存储和资源互调共享等共性技术服务。
4市物联网软件及系统集成技术研究中心。依托软件产业基地和软件高新技术企业,针对多网融合需求,加大应用管理和服务软件,以及信息服务平台技术的开发力度;重点发展物联网信息安全软件、产品和专业化服务;重点发展物联网系统集成和运行维护服务,支持企业面向行业应用开展物联网技术服务,以推动物联网应用的快速发展。
(三)培育扶持物联网产业龙头企业
加大政策、资源投入,重点培育与扶持具有整体设计与制造能力的企业以及将物质、能源和信息三大资源进行系统集成的企业,加大物联网关键核心技术与产品的研发力度,使其发展成为物联网产业的龙头企业,进而带动物联网产业的发展。
(四)积极推动物联网产业基地建设
依托现有产业基础,重点规划布局,以物联网产业龙头企业为核心,吸引相关企业,加快成果转化和产业聚集,发挥核心带动作用。重点推动建设三个物联网产业基地,一是以中电科集团第所和所为依托,打造物联网产业元器件生产制造及系统集成基地;二是以软件园为依托,打造物联网产业软件开发基地;三是以东部产业新城和正定新区建设为契机,以行业应用为突破,打造华北地区物联网行业应用示范基地。
(五)组织实施物联网产业示范工程
1重点产业示范工程。以提高重点产业的资源利用率和运营效率为目标,将物联网技术逐步渗透融入到工业、农业、电力等重点产业运营管理的各个环节,加快两化融合,抓紧实施智能生产、运营、管理源等示范工程。
——生物医药产业。利用电子标签技术、温湿度传感器以及各类监控设备,开发和实施生物医药产业在生产、流通、库存、消费等环节的智能监管和安全溯源系统,实现对在产、在库、在途、在用、在售、在监管“六在环节”的可视全程追踪溯源。
——智能商贸流通。利用射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、地理信息系统、激光扫描器等设备,开发和实施商贸流通产业在物品流转、库存管理、消防管理、停车诱导等方面的应用系统,打造智能商贸流通业综合信息平台,实现智能化管理,提高运营效率,树立全新商贸流通品牌。
——智能物流。通过RFID技术在多式联运、大型物流园区、城市配送、冷链物流等方面的应用,探索利用物联网技术对物流环节的全流程管理;开发面向物流行业的公共信息服务平台,开发适用于各种物流环境的特种电子标签、物流装备、读写器、中间件、管理系统等产品。
——智能旅游。结合旅游现状,将传感器技术、射频识别技术、定位技术等物联网技术运用到旅游景点信息管理、商场酒店信息管理、智能导游、电子地图以及特色名优产品防伪等领域,为消费者提供更为便捷安全的服务,优化商务旅游环境,进一步提升旅游形象。
2公共安全示范工程。围绕公共安全的监测、保护和预防,将无线传感器网络技术、地理信息技术等运用到生态环境监测、公共安防监控等领域。在无人维护、条件恶劣生态环境监测中,无需人工干预的条件下实现生态监测、数据存储与交互,提高生态监测实时性、可靠性。
——食品安全溯源。将物联网技术与食品生产企业原有的生产管理系统、供应链管理系统相融合,开发涵盖生产、加工、存储和运输全过程的食品溯源系统,快速、自动、准确地采集各个环节的信息,实现对食品生产、流通、消费的全程监控。
——城市水环境监控。运用无线传感器网络技术,对重点水源保护区域进行实时在线监测和动态跟踪保护,进一步减少和遏制水体污染事故发生。
——大气环境监控。将传感技术、无线通信技术与大气监测仪器设备相融合,实现对大气的连续监测和远程监控,及时掌握监测区域的气象状况,预警、预报重大大气污染事故,定点监测污染区域的发展态势。
——地下管网监控。将传感器(压力传感器、加速度传感器、气体传感器和温度传感器)、定位技术、地理信息技术等相结合,实现对自来水、天然气等地下管网的在线实时监测,有效破解地下管网监测难题,及时、精确发现施工破坏、泄漏等不安全因素,提高地下管网运行的安全性,降低维护成本。
——公共安防监控。将智能传感设备、无线通信技术等运用到公共安防监控领域,在机场、学校、商场、重点商贸市场等公共场所以及突发事件中运用物联网技术与系统,实现实时监控监测、人员定位、智能分析判断、防火防盗防恶性事件等功能,提升公共安全监控系统的数字化、网络化、智能化水平,保障城市安全。
3公共服务示范工程。围绕改善生活、方便百姓的目标,推动物联网技术融入百姓日常生活的多个领域。优先选择智能交通、智能社区、智能医疗保健等领域开展试点示范工程。
——智能交通。利用传感技术、电子结算技术以及各类监控设备、显示设备,开发和实施智能交通指挥系统、停车诱导系统、智能车库系统,打造智能交通信息平台,实现智能化采集、实时交互路况信息以及车辆管理信息,提高交通运行效率,缓解城市交通压力。加紧实施基于物联网的泛在交通智能感知和调度系统项目、道路停车自动收费项目、公交二维码系统,积极联合相关企业、研究单位,开发全面智能交通解决方案。
——智能社区。通过传感技术、射频识别技术、定位技术、地理信息技术与互联网、电信网以及广播电视网相融合,整合运用到小区周界安防、车辆出入与停放管理以及社区医院、超市等领域,实现社区内不同服务体系之间的互联互通,打造便捷、舒适及安全的生活居住环境。
——智能医疗保健。推进物联网技术在电子病历、健康检测与实时监护等领域的运用,重点推进小区健康信息化平台建设,切实增强对特定人群生理特征的全天候监测和与医院的实时交互能力,不断提高远程医疗能力,提升医疗卫生系统的运行效率,减轻病人负担。
(六)突出带动电子信息产业发展
加快物联网新技术推广应用、新产品产业化步伐,整合本地区现有资源,积极引进大公司、大集团,加大与的区域合作力度,促进成果在的应用推广。
四、保障措施
(一)成立组织机构,加强组织领导
1成立物联网产业发展协调领导小组。由市政府主要领导挂帅,常务副市长为副组长,有关部门领导为成员,负责指导物联网产业发展规划工作,研究制定相关政策措施,调动各方积极性推动产业发展,协调解决产业发展及技术应用等方面的重大问题。领导小组办公室设在市发展改革委。
2成立物联网专家咨询委员会。聘请覆盖技术、经济、公共管理等领域的国内外物联网知名专家,负责研究提出物联网产业发展中重大问题的建议,研究论证有关前瞻性的技术应用问题,为物联网产业发展提供理论和智力支撑。
(二)拓宽资金来源,加大资金扶持
1设立市物联网产业发展专项资金。从市现代产业发展资金中设立万元物联网产业专项资金,重点支持物联网产业示范工程、关键技术攻关项目和公共服务平台项目建设。以专项资金为引导,吸引金融资本、产业资本和社会资本向物联网企业倾斜,资助物联网企业进行技术创新、技术改造、人才引进与培养等。
2积极争取国家专项资金支持。鼓励物联网企业积极申报或与高校、科研院所联合申报国家高技术产业化项目、重大技术装备研制和重大产业技术开发项目、产业技术创新能力建设项目、自主创新成果产业化专项、中小企业专项资金及技术创新基金等各类国家专项,以及省高新技术产业发展项目和重大科技专项,对申报成功并获得国家、省专项资金的项目,给予的市级配套资金。
3鼓励企业上市融资。建立物联网领域拟上市企业库,积极帮助拟上市企业做好上市融资工作,切实推动物联网企业到国内主板、中小板、创业板上市融资;鼓励有条件企业积极到海外市场上市融资;推荐和协助有条件的物联网企业申请发行企业债券,募集发展资金。
(三)推进联盟合作,整合多方资源
筹建物联网产业技术创新战略联盟。由政府推动、核心企业牵头,组建由政府、产业链上下游相关企业、科研院所、网络运营商、中介组织以及产业用户等多方参与的物联网产业技术创新战略联盟。通过联盟,发挥政府的政策引导和资源整合作用、产业链上下游企业的产业化推进主体作用、科研院所的技术创新源头作用、应用部门的市场牵引作用,以及网络运营商的网络支撑作用,相互支撑、有机结合,推动共性及关键技术研发、技术标准制定,推动产业链上下游共同发展,提升物联网项目系统集成能力;通过联盟,加强与全国各地物联网产业联盟、协会组织的交流与合作,切实推进物联网技术产业化应用、技术标准体系完善与统一工作。
(四)突出政策扶持,优化发展环境
1适时出台扶持政策。启动物联网产业发展政策的研究制定,明确细化扶持重点、扶持资金和具体措施,扎实推进物联网产业有序发展。各县(市)、区依照全市物联网产业发展规划,结合本地产业发展实际,制定相应措施,积极帮助和指导本地物联网产业发展,确保规划的顺利推进和严格实施。
2营造良好政策环境。加大土地支持力度,在符合用地标准和要求的前提下,优先安排物联网工程项目用地;加强知识产权保护与奖励,充分调动和吸引社会各界的积极性和创新性,保障物联网产业的高水平发展。
(五)培育高端人才,提升创新能力
加大物联网人才培养力度,大力培养和引进物联网技术领军人才和高端人才,加强物联网产业专业人才培训,制定物联网产业人才培养计划。重点支持驻石高校建设物联网产业相关的专业和学科体系,使之能够培养引领物联网产业与技术升级的高素质人才,为加快物联网产业发展奠定人才基础。
(六)建立行业统计,提供咨询服务
随着计算机科学技术和互联网技术的迅速发展,以计算机技术为基础的物联网技术开始在农业生产范围内发挥重要作用。在这样的时代背景之下,实现农业的信息化管理已经成为农业信息管理的未来发展趋势。针对这样的情况,本文将从影响农业信息化建设的几个方面入手,探析农业信息化建设的重要意义,并对农村企业进行农业信息管理信息化建设要着重注意的地方进行探讨。
【关键词】物联网技术 农业信息化建设 应用
在进行农业生产管理的过程之中,通过对先进的物联网技术的有效运用,可以有效地提升农业信息管理的水平,为促进农业生产效率提升打下坚实的基础。在这样的背景下,就需要在进行农业信息化建设的过程之中,充分注意到建设思想的转变。在转变的过程之中,人们通过把先进的信息科学技术和农业信息管理的手段有效结合在一起,充分利用好物联网技术这一手段,提升农业信息管理的水平和效率,满足现代农业信息管理的实际需要。
1 影响物联网技术在农业信息化建设中的应用的几点重要因素
1.1 物联网技术应用的水平因素
在物联网技术应用于农业信息化建设中过程中,会受到技术水平的限制和传统的农业信息管理理念的影响。具体来说,在物联网技术应用于农业信息化建设的过程中,虽然有的农业信息管理部门已经配备了相应的计算机设备应用物联网。但是,农业信息管理人员仍然难以将计算机设备合理地利用起来,只将这些设备用于日常的办公。在这样的背景下,就需要农业信息管理人员通过提升自己的技术水平,利用相应的计算机设备对信息化数据进行收集整理,提升农业信息的管理水平和管理效率,进而有效地发挥出物联网对于农业信息化建设的促进效用,成为促进农业信息化建设的重要助力。随着农业信息化建设水平的进一步上升,用户对于农业信息的要求也越来越高,针对这样的情况,如何改变传统的思维观念,有效地开发出新型的农业信息管理技术,已经成为农业信息化建设的重要问题之一。
1.2 物联网技术应用的认知因素
在物联网技术应用于农业信息化建设过程中,还存在着农业信息管理领导对物联网应用的重视程度不够的问题,其集中体现在农业信息管理部门并没有针对农业信息管理的信息化建设提供一套完整的管理体系,对农业信息化建设的认识和重要性评估不到位。在实际的农业信息管理工作过程之中,农业信息管理工作人员被传统的思维观念所笼罩,只注重对农业信息的收集,并不注重对农业信息的合理利用和分析,难以充分发挥出农业信息的宝贵价值,严重浪费了农业信息资源。
1.3 物联网技术应用的观念因素
物联网技术在农业信息化建设中的应用过程中,农业信息收集管理人员只需要将农业信息资料收集进入相应的保管仓库之后就没有别的任务了。但是,随着人民群众对信息的需求的逐步提升,对于存储的信息的合理利用已经逐步超过了信息本身的价值。因此,农业信息管理人员应当合理地改变自身的观念,学会如何有效地利用物联网资源,重视对物联网资源的获取。但是,截至目前为止,大部分的农业信息管理人员仍然难以意识到对物联网资源进行有效利用的重要性,难以满足农业信息化建设的需求。
2 推动物联网技术在农业信息化建设中应用效果的策略
2.1 强化农业信息管理人员对物联网技术的应用意识
为了提升农业信息管理的信息化管理水平,农业信息管理人员应当保持对物联网技术的重视和关注,并在建设的过程之中勇于进取,选择合理的物联网应用方法,并紧随时代的步伐进行对尖端的物联网技术的应用和获取。与此同时,农业信息管理人员还要提升自身的信息化管理水平,掌握最新的科学技术管理方法,并逐步掌握一定的计算机管理技术。除此之外,农业信息管理人员还要改变原有的传统意识,注重对农业信息的合理开发利用,开阔自身的视野,将最新的物联网技术引进到农业信息管理过程之中。
2.2 提升农业信息化建设的配置水平
在进行农业信息管理现代化建设的过程之中,为了有效保证农业信息化的建设水平,就需要在进行建设的过程之中,加大对于农业信息建设资金投入力度,并通过有效的方式加大对于农业信息化建设力度。与此同时,由于农业信息化建设对于计算机硬件和计算机软件的要求很高,这就要求对农业信息化建设的硬件和软件水平进行提升,有效保证农业信息化建设水平。具体来说,不仅要为农业信息化管理部门配备计算机设备,还要配备扫描仪、光盘刻录机等设备,充分满足农业信息化管理的需求。对于软件方面,要选择完善的软件进行使用,保证信息化管理的水平和效率。
2.3 引进物联网技术人才
为了充分保证农业信息化的建设水平,还需要农业信息管理部门引进更多的物联网专业技术人才,提升农业信息管理部门对物联网技术的应用水平。与此同时,农业信息管理部门应当定时开展对员工的物联网技术的专业素质培训工作,完善农业信息管理工作人员的知识结构,提升农业信息管理工作者的信息化管理水平,提升农业信息化建设的水平。
3 结论
综上所述,伴随着信息科学技术的不断向前发展,农业的信息化管理已经成为当今社会发展的最新趋势,与此同时,通过对物联网技术的有效运用,可以有效提升农业的信息化建设水平。在这样的背景下,实现农业信息化建设已经成为了农业信息管理的紧要任务。针对这样的情况,农业信息管理工作者要勇于担负起农业信息化建设的责任,不断优化设计农业信息化管理的设计方案,提升农业信息管理的信息化水平。与此同时,也要深刻地认识到实现农业信息化管理是一个漫长的过程,在这个过程之中,相关单位要牢牢抓住科学技术更新的契机,将农业信息化建设真正地落到实处,切实提升农业信息化管理水平。
参考文献
[1]毛凌.浅谈农业信息管理中存在的问题及对策[J].科教新报(教育科研),2014(3):12-13.
[2]王芳,汤明.农业科研单位农业信息管理信息化初探[J].现代农业科技,2014(4):60-61.
[3]徐小莉.浅谈农业信息管理信息化建设的重要意义[J].赤峰学院学报(自然科学版),2014(3):46-47.
[4]甄学云.试谈企业农业信息管理与信息化建设[J].泸天化科技,2014(1):89-90.
随着物联网技术的成熟和产业推进,物联网产业规模迅速扩大,国内市场对物联网相关产品与系统的需求增长强劲。物联网技术的推广和应用离不开人才,物联网是一门多学科、多技术交叉融合的学科,需求的人才呈多层次化趋势,因此,高职院校如何根据企业用人特点,构建切实可行的物联网专业人才培养方案和课程体系,培养大批企业急需的应用型、技能型人才,是很多学校面临的紧迫问题。
1 物联网概述
1.1 物联网概念
所谓“物联网”,就是通过各种信息传感设备,如射频识别技术、红外感应器、全球定位系统、激光扫描仪等,实时采集物品信息,按照约定的协议通过无线传感网与互联网相连,形成一个大的网络。物联网主要实现人、机器和物体之间的智能互联,是继互联网之后的第三次信息产业革命,具有巨大的经济效益和社会效益,因此高校必须重视物联网技术研究和专业人才培养。
1.2 政府支持物联网产业发展,企业加大研发力度
物联网受到各个国家政府高度重视,美、日、韩、欧盟投入巨资研究物联网技术,中国也于2009年提出“感知中国”计划,并在无锡成立了物联网研发中心,期望能够抢占这次全球信息产业革命的制高点。无锡市以国家物联网发展研发中心为核心,大力吸引海内外知名企业和人才落户物联网产业园,目前引进企业200余家,涉及智慧交通、智慧医疗、智慧农业等多个行业,大力打造全国物联网研发中心与制造基地。
2 高职院物联网专业定位
物联网专业具有学科交叉,知识体系庞杂的特点。本科院校开设的物联网工程专业,主要偏向理论研究,侧重于物联网系统与终端产品研发与设计上。高职教育侧重于学生动手能力的培养,因此高职教育物联网人才培养应该以物联网应用为重点,培养一批“高素质、懂技术”,能够胜任“生产、管理、服务”一线岗位上的技能型、应用型人才。该类型人才可以胜任以下工作岗位:
物联网应用实施工程师:具备物联网的网络综合布线能力,末端传感器、智能网关、无线网络部署能力,物联网系统的综合管理能力。
物联网应用开发工程师:能够进行物联网感知层系统开发、嵌入式系统开发及Web服务器应用层系统开发。
物联网应用技术支持工程师:能够根据客户需求对物联网系统及末端设备进行配置、调试与系统运行;能够现场发现问题,与公司开发工程师进行沟通,实现系统的更新与升级工作。
3 课程体系建设
3.1 物联网专业关键技术
物联网是以计算机科学为基础,以网络通讯技术为纽带,最终将采集到的物体信息进行云存储和云计算的综合性专业。物联网主要技术集中在感知层和传输层,其中射频技术、传感器技术、无线传感网络技术是物联网专业的关键技术。
智能网关是一种解决不同网络协议进行相互转换的智能设备,在物联网系统中起到承上启下的作用,所以嵌入式技术也是物联网专业的核心技术。
物联网的应用系统主要解决从感知层获取的大数据的深度计算(云计算),挖掘出有价值的数据,实现分类分项数据统计和报表生成。这部分内容对高职学生来说比较困难,不建议全面开课,可以通过综合实训课程,让学生全面了解物联网数据的全过程即可。有兴趣的学生还可以通过专业课拓展的方式进行选修深造。
3.2 物联网专业课程体系
物联网专业课程体系最理想的构建方式是在嵌入式应用技术专业基础上加入物联网感知层和传输层课程,同时结合物联网在行业中的特殊应用综合实训,全面培养学生在数据感知、数据传输和数据应用方面的实施、管理、开发、维护能力。
高职院校学生在校时间短,所以建议公共平台课只开设计算机基础、计算机专业英语和高等数学和程序设计基础;专业基础课重点培养学生的计算机编程基础知识,侧重物联网概论和嵌入式技术;专业核心课全面开设物联网感知层和网络层技术课程;专业拓展课分为感知控制、智能产品设计、移动互联三个方向。课程体系结构图1。
3.3 专业课拓展方向划分
物联网的三层架构涉及的学科非常多,所以物联网专业必须处理好本专业和计算机专业、自动控制专业之间的关系,物联网专业只解决全面感知和无线传输部分,其他课程需要分散到不同专业授课。大三上学期学生可以选修一到三门专业拓展课,主要分为以下几个方向:
感知控制方向:研究传感器和传感技术、无线数据采集终端技术、无线组网技术。
智能产品开发方向:重点研究单片机技术、嵌入式Linux系统开发,研究物联网网关系统的构建与设计。
移动互联与云计算:研究M2M应用,Android应用开发及云存储与云计算。
4 课程实施方案
高职校的人才培养目标是物联网应用的实施、研发与技术支持。实际授课过程中需要与典型的物联网企业紧密合作,以企业实际项目和系统作为教学项目,真正做到教、学、做三位一体,使学生与企业零距离,毕业后就可以快速适应企业研发生产工作。
课程实际实施过程中,必须建立与课程相适应的物联网实训室,以项目为载体,以项目分解任务为驱动,全面实施项目化教学。具体建议如下。
建立物联网综合实训室:建议购买物联网综合实验箱,通过该实验箱完成RFID、Zigbee、WIFI、GPRS、嵌入式ARM系统构建与裁剪等多种基础实验,使学生能够全面掌握物联网的基础知识。
建立物联网综合实训平台:该校物联网专业偏重智能楼宇专业,所以我们开发了一套“建筑能耗数据采集终端与系统”实训平台,集成多功能电表、水表、燃气表及各种环境信息实时采集,通过Zigbee无线传输技术上传智能网关,最后进行大数据处理,通过Web端完成数据挖掘展示。学生可以在这个大系统中了解建筑物联网的全数据走向,也可以选取一个模块进行升级改造。
建立校企合作实习基地:高职院校应该在该地区寻找典型的物联网公司,并建立校企合作关系,确保学生能够在企业进行实习。该院与常州网联云控公司、常州国光物联网研究院紧密合作,建立校外企业实训基地。实习过程中学生参与企业物联网终端、系统的研发生产工作,极大地提高了学生实际动手能力,收到了良好的效果。
【关键词】物联网 技术理念 应用策略
1 前言
随着社会经济活动的愈加频繁,商品的交换在现代贸易行为中更加注重信息的传递,因此在为了满足人们对人与物、物与物之间的信息传递,物联网概念逐渐浮现在人们眼前。现代物联网技术是传统的互联网技术在用户端的延伸与拓展,物联网技术不仅极大地丰富了互联网技术的内涵,更是对人类商业活动产生了巨大的影响。但是我国的物联网还处于起步阶段,相关技术理念还没能得到深入地开发应用。
2 物联网技术的特点
2.1 主动感知性
区别于传统的互联网技术仅作为信息传递和处理的技术手段,物联网技术要求实现对人与人、人与物、物与物之间的主动感知,即通过射频识别装置、传感器、二维码等信息识别设备及载体设备完成对物体存在信息的即时感知。该过程的工作原理是通过在物体内的微型感应芯片向区域内的传感器传递信息再与局域无线网络、互联网等通信网络进行信息交互实现对物理世界信息的感知。
2.2 可靠的信息链
物联网技术主要是通过区域内的有线、无线等信息传输方式进行实时的信息传递,在这个过程之中,物联网技术还涉及将所传递的信息进行整理及初步的处理。因此,物联网技术相对于其他信息传递技术而言在使用过程对信息链的可靠性要求更高,信息的完整度必须要得到最大限度地保证。
2.3 庞大的数据信息
一方面物联网技术是从传统互联网技术中发展而来,另一方面物联网技术的对象不仅仅包含了人与人还包含了人与物、物与物,因此物联网技术的数据来源较传统互联网而言更加庞大。庞大的信息源意味着物联网必须具备处理海量数据信息的能力,这也是物联网技术在实际应用中最需要克服的关键所在。
2.4 智能化处理
物联网区别于传统互联网的关键一点在于信息处理的智能化。传统的互联网技术要求对信息进行逻辑分析处理或对信息数据进行建议的智能化处理,但是在物联网领域,超常规的智能化处理是对数据处理分析的基本手段。这也是未来物联网技术能够应用于商业网络运行的关键。
3 物联网技术的关键理念
3.1 信息的采集
物联网技术的数据依赖于射频识别设备、传感器、电子标签等设备共同作用完成的信息采集过程。这其中电子标签一般被用作于物品的条形码、二维码等包含有物品相关信息的可被设备识别的标签。而电子标签的规范化也决定了在物联网技术中各类物品之间信息传递的准确性。射频识别设备主要被用于识别物品的电子标签,通过对存储在物品电子标签上的信息的读取,射频识别设备完成了对物品信息采集的第一步。而传感器在物联网技术中的应用则是将客观物理世界中的各种物理信号转变成为相关的信息,并将这些信息传递至物联网中作为对物理信息记录的关键数据。
3.2 网络通信技术
物联网技术是从传统互联网技术发展而来的新型的信息传输技术。因此,物联网技术的核心关键在于信息的传递。尽管在实际的应用中,不论有线与无线均可实现物联网信息的传递,但是无线技术以其更加便捷的性能成为物联网技术发展的主流信息传输技术。另一方面,各类网络通信技术的迅猛发展在一定程度上也为物联网技术提供了发展的原动力。
3.3 智能云处理技术
本文在前文已经对物联网庞大的信息容量的特点作了一定的分析。由于物联网连接了海量的传感器节点,庞大的信息需要被统一进行整合处理,而在传统的互联网技术中,该情况容易造成网络中沉淀大量冗余信息。因此,在物联网技术中智能云处理技术显得尤为关键。通过对海量数据进行融合处理,再通过相关智能技术的处理加工,物联网技术为人类提供极大的便利。
4 物联网技术应用策略分析
4.1 商品生产环节的应用
随着对生活品质要求的逐步提高,人们对所使用的商品的品质来源也更加关注。将物联网技术应用于商品生产环节,不仅可以帮助企业实现生产线的自动化水平,更可以帮助消费者了解相关商品的生产信息,保证商品质量。
4.2 商品流通环节的应用
现代物流业对物品流动信息的处理可以通过物联网技术得到更进一步地提升。通过物联网技术,人们可以及时地获取商品的物流位置等相关信息,也可以了解到商品在仓储、周转、运输过程中的实时情况,保证了商品信息在流通环节的准确顺畅。
4.3 商品使用环节的应用
将物联网技术应用于商品使用环节,可以帮助企业及时了解商品的流向以及商品在使用过程中暴露出的相关问题,便于企业及时调节生产策略与改进工艺。
5 结语
对比发达国家,我国的物联网技术还有相当大的提升空间。这其中包括向技术标准、建设规范等还没能得到充分地完善。因此,着眼于未来长期的发展,我们还需要持续加强物联网建设。相信未来在物联网技术的发展下,我们的生活会更加精彩。
参考文献
[1]余振亭.物联网技术理念与应用策略浅述[J].数字技术与应用,2015(05)226.
[2]朱洪波,杨龙祥,于全.物联网的技术思想与应用策略研究[J].通信学报,2010(11)2-9.
[3]巫细波,杨再高.智慧城市理念与未来城市发展[J].城市发展研究,2010(11)56-60+40.
[4]刘尚儒.物联网在物流领域的未来应用[J].北方经贸,2014(04)50-51.
[5]朱洪波,杨龙祥,朱琦.物联网技术进展与应用[J].南京邮电大学学报(自然科学版),2011(01)1-9.
[6]李侠.物联网的技术思想与应用策略研究[J].今日科苑,2015(06)99.
作者简介
张鹰(1971-),男,湖北省武汉市人。大学本科学历。现为河南省科学院应用物理研究所有限公司助理研究员。主要研究方向为计算机科学与电子技术应用。
根据国脉物联网技术研究中心在《2010~2015中国智能家居产业发展趋势与投资机会研究报告》中的预测:2015年我国建筑总面积将达到632.7亿平方米,较2010年新增132.2亿平方米。同时,中国2010年智能家居市场规模达到420亿元,预计2010~2015五年市场规模增速将超过20%,2015年有望达到1380亿元。
机遇不仅在C端
随着市场的扩展,越来越多的厂商加入到智能家居战争中。除了海尔、小米等传统家电和IT企业,目前市场上玩家还有传统可视对讲厂家和智能控制类厂商。
对于资金充足、资源丰富的传统家电巨头,要进行物联网的改造并不困难。成立智能家居研究院或者与互联网巨头企业形成联盟都能形成有效帮助。然而,对于中小型家电企业来说,在物联网技术上投入过多并不是一件明智的事情。
因此也催生了一批为传统家电企业转型提供物联网技术支持的服务类公司。这些公司也得到资本的大力支持。
2014年4月Broadlink获得京东与360的1000万美元投资,8月机智云也获得经纬320万美元融资。
这类服务升级公司都能够给企业提供一套完整的硬件设备接入互联网的服务,帮助传统硬件厂商做产品升级换代。
行业内大部分的企业服务大多针对大型企业硬件提供升级解决方案,而更大的市场潜藏在中小型传统家电中。
攀多物联就是为B端客户提供这样一种升级解决方案。
目前的物联网技术包括感知层、传输层和应用层。应用层分硬件和软件,硬件是基础的底层,软件与硬件相连,属于驱动层,一般是靠线路操纵系统实现。而上面一层传输层则是决定产品以何种方式连入互联网,最上面一层就是云端。
业内大部分的物联网企业主要集中在某一层技术上,而攀多则是着力在打通各个技术层,从而给企业提供全套的解决方案。这对于物联网技术来说存在一定创新意义。
攀多物联CEO田龙强告诉《第一财经日报》记者:“目前也没有在这块形成技术的,这是全新的业务应用场景,但没有很好用的技术,我们的技术针对这块。”
这种解决方案能够快速提高传统家电企业互联网改造的时间。田龙强介绍道:“如果是针对企业已有硬件产品做升级,只需要在企业原有的硬件产品上加上我们的联网模块,整个的过程只需要1周以内。”
装置联网模块的家电设备能够用下载App的移动端工具实现远程操控。
传统企业如何借力互联网
除了提供物联网解决方案,攀多同时联手这些企业开发全新的硬件产品,除了联网模块,这个过程还涉及到设计硬件电路板。田龙强毕业于中科院硬件与嵌入式开发专业,负责攀多硬件部分的设计。
目前,业内对物联网技术商业模式还在探寻。虽然硬件设备能够吸引更大的资本青睐,但是由于技术尚处在探索阶段,对于商业模式,攀多团队也有更多尝试。在一些家用的小摆件上通过物联网技术植入一些有趣的创意。
攀多运用硬件开发设计了针对情侣市场的摆件情书。通过移动设备,情侣间可以通过编辑情话发送到硬件上显示。加强热恋期情侣持续交互。“以前情侣礼品都是走商业礼品渠道,里面没有更多的交互内容,像这种内容产品一方面是个硬件,但同时也有互联网的商业模式在,就是增值的一些,编辑贺卡等可以体现产品的不同的体验,这是不同的商业模式。”田龙强说道。
这款产品在8月开始众筹。这些尝试让攀多发现了物联网从B端推向C端的可能。
[关键词]物联网;数字油田;传感器;无线通信
[中图分类号]TP399[文献标识码]A[文章编号]1673-0194(2016)01-0066-02
0引言
数字油田是广大的油田企业今后进步发展的方向,也是保证可持续发展,强化竞争力的表现形式。数字油田是油田企业在生产、管理上的主要平台。近些年物联网的使用已经成为社会的热点了,现在已经被大量地使用在很多的领域,比如数字油田、智能电网、公共交通等等。物联网技术在油田的应用主要是使用传感器技术、无线通信技术等等。在油田的生产中,物联网经过数据的结合,还有云计算的服务技术来推动油田的建设。伴随着油田开发进一步的发展,物联网技术会成为推动数字油田向高智能趋势发展的重要手段。
1数字油田的简介
数字油田是美国人戈尔提出的概念,数字油田是在世界的范围里通过地理的坐标把全部的信息组织起来,建成完整的信息系统,同时提供直观,便捷的使用方式从而为人们服务。数字油田概念的提出是以“数字地球”的概念为参考的,不过前者比后者更有针对性,数字油田的中心思想是要保证将油田的自动化还有信息化彻底地实现。数字油田的发展还有主要的技术手段已经开始于国外的石油勘探公司,最近几年也是我们持续关注的热点。
(1)IBM公司在10年前就和挪威的国家石油公司一起建设了智慧油田,基本实现了如下的目标:可以进行实时的无线感知油田的工作情况,延长了油田的使用寿命,将产量大幅度地提升,海上的油井管理更加的规范。
(2)沙特国家石油公司在建设智能油田的方案上做出了监测、优化、集成、创新的四层次理论。使用油田井下的传感器并配合智能通信技术、自动化技术进行建模分析和资源的整合,及时地了解油田生产的情况,提升油田井下的作业从低效率转变为高效率。整合全部的业务流程,大力地使用远程监控手段从而降低海上油田作业的成本,以及提升油田油气的采收率。目前国内的各个石油公司需要学习国际石油公司先进的管理手段和科学的油田方案规划,而且还应该结合国情,明确石油气生产的基本建设路线。
2物联网技术在油田生产中的应用
物联网技术是在互联网技术的基础上,通过无线的射频识别和无线通信数据的技术来实现自动识别与信息共享的。物联网技术在油田生产中的使用基本上主要是使用传感器对油田的全部作业过程进行数据的采集,同时会把采集的数据利用无线网络上传到控制中心完成数据的处理和分析,最后完成的结果会对检测的对象实时地控制和回馈。使用物联网的技术设立数字油田有非常重要的意义,下面是一些价值的体现:第一,物联网在油田生产中采集到的数据会真实地反映被测试的对象与关心事件的结果,所有的结果都要用最快的速度进行表达,而测量数据是最为科学的方法。第二,物联网可以进行连续地采集数据,进行动态的分析,这样会满足对油田抽油机的情况等油田的作业动态做到全面的控制和把握。第三,物联网在油田生产中采集到的数据可以在生产的过程里完成控制,也可以进行远程的控制,这样就可以加强工作的效率,最重要的就是连贯的数据会给相关的地质工作人员制作工程方案提供参考,推动经济效益的提高。
3物联网在油田的主要技术介绍
3.1传感器技术
在油田的物联网建立和完善的过程中,数字油田要得到一些数据,这些数据都是在油井、接转站、注水站、配水间等位置且通常是电流的一些数据。油田员工应该需要实时掌握罐内的液位、流量、可燃气体体积分数等相关的信息。传感器应该安装在油田作业过程里相关的设备上,这样就会组成物联网在油田中的节点装置。传感器技术是物联网在油田中的主要技术,目前也在努力地向一体化还有耗能低的方向进步和发展。一体化的无线传感器是最近出现的新型的技术先进的传感器,它是把加速度还有载荷传感器结合成一体获得的位移,再经过数字的滤波得到精确的油井载荷的相关数据。低功耗表现在石油的开发与输送,常常是在偏远的地方,是在无法供电的地方使用微功耗的计算技术,利用电池的供电仪表去计算油的量值,这对油田的生产有着重要的意义。选择功耗小的芯片是现在低功耗发展的常见手段。设计人员通过对无线测试体系在硬件软件上分别做出了低功耗的制作和设计,它适应了系统低功耗的需要,完美地解决了在野外的环境里电池持续供电带来的问题。科研人员系统地表达了分布式的光纤传感器实际应用中的活动进展,这也从侧面反映了中国和国外在这个领域分析的现状,伴随着科技水平的持续完善,传感器技术在数字油田的发展中会有更深层次的应用。
3.2数据的通信技术(GPRS技术)
一般情况下,物联网在油田的传输过程中使用的数据通信技术是GPRS技术。GPRS是在GSM基础上发展起来的模拟分组互换的数据传输模式,用户不需要使用电路的交换系统和网络的资源就可以单独完成。这样就会提供了高效的和成本低的无线数据服务,它主要适用在突发性的和频繁性的相关数据传输上,当然在一定的条件下也可以适合于大数据信息量的传输和处理。使用GPRS通信技术的油田开发测控系统,将会便捷地为油田构建远程的监控体系,保证数据的采集、接收和处理控制等功能。这个系统是以GPRS的移动通信网作为主要的数据传输通道,在每个数据采集的单元中,装有GPRS无线数据通信技术的远程控制终端会在控制的核心区经过专线进行设备的数据收集整理,收集整理的数据将会自动地进入控制中心。
4总结
数字油田的设立是目前石油产业现代化的主要表现,数字油田的建设和发展是不能离开物联网技术的支撑的,它们两者是密不可分的。在以后的发展过程中,伴随着油田开发的进一步深入,信息的收集和计算技术的大力发展,互联网和通信信息技术的广泛使用,还有与传感网结合得越来越紧密,物联网在油田的应用价值将会越来越大。
参考文献
[1]许增魁,马涛,王铁成.数字油田技术发展探讨[J].中国信息界,2012(9).
[2]高志亮.数字油田在中国[M].北京:科学出版社,2011.
[3]梁宝娟,高志亮.物联网技术在数字化井场建设中的应用[J].西安邮电学院学报,2010(6).