时间:2024-03-30 17:36:30
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篇物联网工程的含义,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。
〔关键词〕物联网技术;大型医用设备;监管;实践探究
为了确保大型医用设备的合理有效的使用,应加强对设备的监管,严格采取相关措施加强对大型医用设备的规范与管理。将物联网技术应用大型医用设备的监管中,使大型医用设备的使用更加具有规范性与合理性,保障了患者的健康权益。
1物联网技术的含义
物联网是新一代信息技术中的重要组成部分,物联网技术的出现及发展是信息化时代的重要发展阶段。物联网是在互联网的基础上进一步的扩展与延伸,其基础与核心仍是互联网,但是其用户端扩展到了物品与物品之间,物联网技术通过识别技术、智能感知等通信感知技术,将人、物、控制器、传感器等联在一起,进而实现远程管理控制以及信息化与智能化[1]。物联网的含义最初是在1999年提出的,即按照约定的协议,通过一系列信息传感设备,利用互联网将物品与物品之间的信息连接起来,对物品进行智能化的监管与追踪等。
2物联网技术应用于大型医用设备监管的方案设计
2.1物联网技术用于大型医用设备监管系统架构
在大型医用设备监管中应用物联网技术,根据大型医用设备的实际情况,设计出的在线监管信息系统架构如图1所示。
2.2应用物联网技术进行监管的内容及实现方式
(1)设备基本信息。安装RFID电子标签,在RFID电子标签中写入每个设备相对应的数字串符,这些数字串符是用来进行电子身份识别的,同时在大型医用设备监管系统中存储与该数字串符匹配的信息。(2)设备强制检定信息。一些医用放射源如DSA、CT、部分SPECT设备等,这些设备需要定期地进行检定,将物联网技术应用于大型医用设备的监管系统中,可以将这些强制检定设备的检定信息进行收集并及时地提示医疗机构,以便于能够定时及时地接受强制检定。(3)设备工作量信息。通过非接触式辅助映射传感器获取设备的使用状态以及各项信息,并对数据进行统计分析等,以此来了解设备的使用效率。(4)设备操作人员信息。核发RFID操作证件,当设备的操作人员进行系统的操作时,则以刷卡方式,结合着设备现场RFID身份识别系统进行身份识别,操作证信息与持证人员信息匹配便可进行操作,同时采集传输设备操作人员的信息,并通过电子屏幕将信息公示,达到社会监督的效果[2]。
2.3物联网技术的实践应用
为当地试点CT设备安装电子标签、传输终端等,设备机房安装RFID读卡器,为医务人员配发RFID工作证,将物联网技术应用于大型医用设备监管系统中,通过该系统采集所有的信息,远程且实时的监控与管理设备的应用情况、运行状况、人员的操作情况等。
3物联网技术用于大型医用设备监管的意义与局限性
3.1物联网技术用于大型医用设备监管的现实意义
3.1.1使监管效率得到提高物联网技术的应用使得监管系统能够及时动态的采集所有信息,若出现无资质人员操作、临近检定期限或者设备离线等现象,该系统则会提示预警信息,相关的管理部门便可以及时地采取措施来消除存在的那些安全隐患。物联网技术在大型医用设备监管中的应用,大大提高了卫生监管机构的监管效率,使监管机构在不影响医疗机构诊疗活动的基础上详细地掌握大型医用设备的运行及应用状况,确保了监管的及时性、有效性以及针对性。3.1.2补充并延伸了监管模式物联网技术应用于大型医用设备监管实现了对设备的智能化监管,改变了传统监管模式中存在的弊端,物联网技术的应用是对现场监管模式的一种创新与补充,拓宽了信息收集与监管的渠道,使得卫生监管机构更加科学高效地对大型医用设备进行监管,缓解了卫生监管资源紧张与大型医用设备不断增加两者间的矛盾,更加有利于大型医用设备监管工作的顺利开展。3.1.3丰富了服务形式与内容物联网技术的应用为医疗机构提供了信息化管理的平台,同时也为其搭建了一个与卫生监督机构之间良好的信息沟通平台,医院管理者可以通过在线监管系统中的医院管理客户端查看设备的使用情况并接受、分析、处理各种预警信息,而在线监管系统中所设置的公共服务客户端起到了为社会公众参与监督提供便利的作用,可以通过显示屏动态地显示大型医用设备相关的各种信息,使患者在候诊区及时详细地了解设备的相关情况,参与到大型医用设备监管的工作中去[3]。
3.2应用的局限性
物联网在大型医用设备监管中的应用具有非常重要的价值,但同时也存在着一些不可忽视的弊端。比如,医疗机构的大型医用设备一些非物质属性以及环境状态的监管内容,难以进行采集与分析,这就在一定程度上影响了大型医用设备的监管工作。同时,在信息技术飞速发展环境下,确保信息传递的安全性是非常重要的,一旦信息的安全性遭到破坏,便会对医疗机构造成严重的损失,因此,信息的传递的安全性有待提高。此外,医务人员的依从性也直接影响了信息的采集情况,而刷卡操作缺乏严格有效的制度进行制约,这对于监管的效果以及信息的采集质量会有一定的不利影响。
4结语
物联网技术在大型医用设备监管中的应用,在实时远程以及连续的监控管理方面发挥了较大的优势与价值,丰富了卫生监管机构监管的方式及手段,大大提高了监管的效率。但不能忽略物联网技术应用于设备监管中存在的局限性,应进一步创新及加强对物联网技术的研究,提高设备质量安全管理的指标,更深入地挖掘与利用信息技术,最大限度地发挥物联网技术在大型医用设备监管中的效用。
[参考文献]
[1]唐燕,杨兰馥,张军,等.物联网技术在大型医用设备监管中的应用初探[J].中国卫生信息管理杂志,2013,10(4):361-363.
[2]泮凡,胡伟标.大型医用设备质量管理的信息化研究[J].中国医学装备,2015,12(7):46-49.
关键词:物联网;公共安全管理;挑战;对策
随着国民经济和科学技术的高速发展,物联网技术也迅速发展并逐渐成熟起来。它被称为信息产业的第三次浪潮,成为国家的重要发展战略。物联网这一概念是在美国召开的移动计算和网络国际会议上提出的。“物联网”从字面上来看,就是物与物连接起来形成的网络,它是从互联网从人向物的拓展。具体含义就是把所有的物品通过传感设备连接到互联网上,实现人对网络中的物的智能化识别和管理。由于物联网中,传感器设备是关键技术,所以物联网又称为传感网。物联网的出现,使国家的经济和人们的生活方式发生了重要的改变。但是在物联网提供新技术、提升安全智能水平的时候,其内在的安全问题也日益暴露出来。国家各级政府也对在物联网条件下的公共安全和社会秩序问题非常重视,也在积极采取有效措施进行治理。
一、物联网技术原理
通过在物体中植入微型传感芯片,在一定的编码规则下进行统一编码,然后利用视频识别器装置、红外感应器、激光扫描器等进行信息传感装置,精确对物体的各种特征进行识别、检测,并且通过无线通信设备连接到互联网当中,进行信息传递,实现对物体的智能化识别、控制和管理。物理网的活动分为三个步骤,第一步是通过传感设备进行感应,第二步将感应到的数据通过无线通信设备传输到互联网上,第三步就是通过终端对物体进行智能控制和管理。
二、物联网对公共安全管理的影响和调整
物联网技术在我国各种大型活动当中已经展示出了它巨大的魅力,但是它在维护社会秩序的同时也该公共安全带来了新的问题和挑战。
(一)为公共安全管理带来智能化打下了基础
重点场所的安全护卫:在国家的政府机关或者是人民基础设施场所建立起了物联网安全管理体系,重点加强了低漏、低虚的警率周边安全防范,加大了抵御外力入侵的力度。交通、消防、危险物品安全监管方面:从最初的对车辆信息和道路状况的检测的应用,到建筑物的消防安全的防范应用,发展到对危险物品的检测应用。物联网都体现出了高度的敏感性,为社会的安全提供了重要保证。
(二)对现有的公共安全管理模式提出了全新的挑战
物联网的发展,推动了安全管理模式的改良。用物联网的技术来审视现有的安全管理模式,发现其中存在着诸多的弊端。首先是事前预防理念强调不多,现有的政策只注重对事件的预警,而在事件的预测和预测措施上没有足够的重视。其次是管理自动化和智能化程度不高。物联网的到来,使对物品的状态检测和信息传输成为了现实,提出了公共安全管理智能化要求。
三、物联网条件下的公共安全管理应对策略
每一次的技术变革都会对社会的生产力带来巨大的促进作用,也会在社会上造成强烈的反响。政府部门有义务对于变革进行正确地引导,消除变革过程中的不稳定因素,确保公共生命财产安全。
(一)政府在物联网开发过程中应掌握主动权,避免出现安全问题
面对物联网迅猛的发展速度,政府只有占领高点,掌握主动权,才能采取积极有效地措施应对社会上出现的各种问题。在法律层面,网络安全问题应该随着物联网同时提升到国家战略层面,物联网的安全监管立法是物联网安全管理必不可少的内容;在技术层面,政府部门加强物联网核心网络的管理力度,确保核心数据不被窃取,保证核心层次的安全性;在管理层面,在促进物联网产业发展的同时,不能放松安全管理工作力度,防止不法分子利用物联网进行违法犯罪活动。
(二)构建公共安全防控体系,提升公共安全防范能力和管理水平
政府部门应该从观念、布局到工作重点和技术手段上适应物联网技术的发展,跳出互联网思维的限制,构建一套成熟的安全防控体系,推动安全管理模式的更新。事故检测防范系统方面:利用各种传感技术,建立起一套具有自动识别、感知、判断和报警功能的检测防范系统,应用到社会的各个行业,加强安全预防工作的力度。
城市综合管理系統:通过物联网搭建一个综合城市管理平台,把城市中的各个部门结合起来,使他们协调一致的进行公共安全管理工作。这样能够有效提高各单位的协调性和统一性,确保监测、预防、决策、处置等工作高效地进行,避免信息封闭、各自为政现象的产生。
身份识别系统:这里的身份包含人的身份和物的身份两层含义,对于具有危险性的人和物进行有效识别、动态控制。公安机关应将物联网技术和金盾工程结合起来,打造一个覆盖面广泛地身份识别网络。
四、结语
总之,物联网必将成为将来社会工作和生活的主流,也会成为人们生活的基础设施。政府必须充分重视物联网条件下的社会安全问题采取积极有效的措施,确保其环境的安全稳定。
参考文献:
[1]杨跃杰.论公共安全管理专业服务社会能力的提升[J].山西警官高等专科学校学报.2014(01).
[2]刘乃源.整合式公共安全管理体系的参与途径与模式构建[J].湖北社会科学.2013(10).
【关键词】主题化教具 物联网教学 应用
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)36-0111-02
21世纪以来,互联网迅猛发展,学生对互联网的学习、娱乐、交流等功能有一定的体会。被视为互联网的应用扩展的物联网概念正式提出近十年历史,应用创新是物联网发展的核心,在于物体间的通信,以及相互间的在线互动,这是一项很难想象的技术进步,但正逐渐展现在我们眼前。学生或多或少地接触过物联网,如运用手机“我查查”比价等,却不知道这就是物联网的应用。“物联网”对学生而言,是一个全新的概念,概念的构建需要一步步累积,由表层到内涵逐步丰富,在了解其基本含义的基础上,才能理解其特征,领会其应用。
创想是小学高年级段的实践主题,旨在引导学生通过小组合作尝试用传感电子创意设计智能模块及组件、疯狂的毕加索、3D造型模块进行创意设计未来的设施,教室、客厅、游艺室……了解传感电子设备的工作原理,认识电子元件,完成拼装,创意搭建外包装,实现各项功能,初步形成物联网概念,在动手实践、合作探究过程中具有自主观察、自主质疑、自主探索、自主评价与处理信息的能力。拓展思维空间,树立创新意识、合作意识,提升科学素养,体验科技与艺术相结合的魅力。
如何在教学中达成预期的目标呢?尝试以教师创意作品――创想图书馆为抓手,立杆示意,融会贯通。
一、创想图书馆的设计
创想图书馆主要分为三部分:整体外观搭建、传感电子设备创意设计、疯狂毕加索设计与绘画。
1.整体外观凸显地域情怀
图书馆整体为轮船造型,源于生活在海边的孩子们对船那份别样情怀,给予学生生活的构建,更具有亲切感,更易于学生接受。这是运用3D造型模块进行搭建的。
2.传感设备贴合主题特点
根据图书馆的特点,选择了四种电子传感设备进行融合:
(1)Meme卡:这是用身份证号作为编码的身份标签,入馆、室、区的通行证,进馆刷卡,同时人流量计数器数字进一,便于统计和管理。
(2)红外线感应灯:图书馆内全部采用红外线感应灯,当需要查找图书、浏览阅读,范围内的灯自动打开,人离开后,灯自动关闭。
(3)迷你音箱:每一个书架上都有一个图书信息查询器,书架所有图书信息都在上面,通过听取图书概要,选择需要的图书。
(4)防盗报警器:闭馆了,防盗报警器开启,以策安全。
3.毕加索注重创意互动
疯狂的毕加索也是利用3D造型模块进行外观造型,将电子元件进行组装后,因为有轮子、水彩笔,触发红外线感应器,小车运行,画出圆形,在这个基础上再进行未来图书馆的创意绘画,是一个可互动的设备。
二、创想图书馆的使用
这件教具是一件综合性的示范作品,具有可反复拆卸、组装的特点,学生也可操作、使用,在学生物联网概念的形成过程中起到层层推进的作用。
1.情境激趣,初识物联
以一段学生在创想图书馆惬意阅读的情景短片作为开课,学生对短片中图书馆中强大的智能设备兴致勃勃,趁势而动,实物展现创想图书馆,请同学们亲自进行功能操作,对传感设备产生浓厚的兴趣。追问学生:生活中发现哪些地方还用到了传感设备?因为有直观的感知体验,学生结合生活经验举出许多身边的传感装置:自动洗手机、烘干机、烟雾报警器、停车场监控……认识到物联网中的“物”是智能的物,正是这样的电子传感器、电子标签、条形码、二维码等才使这些物拥有“理解、传输信息的能力”,从而成为智能的“物”,理解物联网的目的是为了方便识别、管理和控制。
2.拆件破馆,探寻物联
让学生亲手拆掉创想图书馆,这个“破坏”的过程,学生知道运用3D造型模块进行外观搭建时铆钉的连接、拆卸方法,开始一些“老实”孩子用手去掰离铆钉,没几下,小手就疼了,“偷懒”孩子见此低头到处找东西,试着用配备的扳手来起,自然轻松起下,得意之余发现这两种方法起下的铆钉是不一样的:前者分离,后者仍为一体,再要连接模块时,前者极易松离,后者一步到位,且十分稳固,再也没有“出力不讨好”的了,方法基本掌握;探究疯狂毕加索“三点成面”的基本原则,这是“毕加索”作画的基础,学生在拆装后自然懂得此法则的重要性。学生亲自经历了探究的过程,获得了方法,内化为技能。
在初步感知物联网后,学生对物联网的认识仅仅停留在概念层面,借助于“破坏”的过程,学生探知传感设备组装原理:感知―传输―处理,再将其与“人处理信息的过程”相类比,得出物联网“全面感知―可靠传输―智能处理”三个基本特征,变抽象为形象,从而深刻理解物联网工作原理。
3.智慧构建,展望物
出示套盒,30多种元件、配件,组成十几种电子设备,学生亦就欣然接受,信手拈来了。接下来小组设计“创想XXX”思路开阔、创意无限,纷纷以未来物联网工程师的身份大展身手。“创想我的教室”,拥有穿衣级别提示、智能监测预警、无线红外布防、远程控制电器等功能;“创想多功能桌椅”配备万向轮、感应锁小书柜、可翻折书板、红外坐姿提醒装置等;“创想会说话的小药箱”,语音说明所吃药品名称、数量、性质等,感应灯自动点亮……心中有蓝图,天地更广阔,基于智慧生活的构建,让学生在现有生活的基础上,创意未来生活,在展示、交流、辩论的后,学生深度感受“物联网”给人们生活带来的便捷。学生满怀憧憬,并朝着这个方向努力,立志将创意变为现实,创客的种子悄然萌发,着眼于学生的终身发展。
三、主题化教具的作用
1.借助主题化教具,创设一体化情境,实施浸润式教学。情境式教学是综合实践活动课程教学常用的教学手段,情境的创设引起学生的学习兴趣,提高学习主动性,增加学习趣味性。借助创想图书馆这一情境,由点及面展开教学,为抽象的物联网这一新生概念赋予具体情境,同时将这一情境贯穿于整节课,使得课堂教学结构更趋于完整,首尾呼应浑然一体,实现了浸润式教学。
[关键词] 油气生产; 物联网; 系统; 标准
doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 01. 040
[中图分类号] F270; TP393 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194(2014)01- 0078- 02
为促进信息化与工业化的深度融合,提升油气生产管理水平,油气生产物联网系统建设被列为中石油“十二五”标志性工程。物联网概念在油气生产领域是个新内容,为了科学有效开展油气生产物联网建设,笔者根据对部分油气田的调研,认为应做好以下几项工作。
1 深刻理解油气生产物联网建设意义,明确建设目的
进行油气生产物联网建设首先需要理解物联网的定义。物联网概念最初是由美国麻省理工学院(MIT)的Auto-ID实验室于1999年提出的,指的是把所有物体通过射频识别(RFID)等信息传感设备与互联网相连接 实现智能化识别和管理的网络。2005年11月,在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟(ITU)了《ITU互联网报告2005:物联网》报告,正式提出了物联网概念。物联网就是利用传感器、执行器、RFID及各种智能装置对物理空间进行感知识别,依托通信网络进行传输和互联,利用计算设施和软件系统进行信息处理和知识挖掘,实现人与物、物与物的信息交互和生产生活信息流的无缝链接,进而达到对物理世界的实时控制、精确管理和科学决策[1]。
目前,在世界范围内,物联网应用大多集中在军事、电力、工业、农业、环境监测、建筑、医疗、智能电网、智能交通、物流、生产、零售等领域,大多围绕RFID和M2M展开,主要目的是对移动或流通物理介质进行追踪或溯源,如对枪支弹药、药品、零售商品、电表的库存、使用进行跟踪;对车辆在外的具置状态进行定位跟踪;对汽车制造进行个性化定制、过程进度管理;对物流配送物品进行运行过程掌握;对商品、蔬菜产地进行溯源追踪等。
随着物联网技术应用的逐渐深入和扩展,人们越来越感受到物联网技术应用的重要意义,2013年2月17日,国务院出台了《国务院关于推进物联网有序健康发展的指导意见》,指出:物联网是新一代信息技术的高度集成和综合运用,具有渗透性强、带动作用大、综合效益好的特点,推进物联网的应用和发展,有利于促进生产生活和社会管理方式向智能化、精细化、网络化方向转变,对于提高国民经济和社会生活信息化水平,提升社会管理和公共服务水平,带动相关学科发展和技术创新能力增强,推动产业结构调整和发展方式转变具有重要意义,我国已将物联网作为战略性新兴产业的一项重要组成内容[2]。
油气生产物联网是通过传感、射频识别、通信、互联网等物联网技术,对油气水井、计量间、油气站库及相关集输管网等生产对象进行全面感知,实现生产数据自动采集和控制、油气田生产运行监控和管理,进而提高生产操作单元的自动化水平,进一步提高油气田生产决策的及时性和准确性。解读油气生产物联网含义,全面感知不是简单意义的把原有的手抄仪表、装置状态换成传感设备,而是一次伴随着工艺优化、工作内容反思与提炼的生产管理模式、组织结构的变革,最终目的应该是在满足油气安全生产、研究、管理需求的基础上,有效科学感知、合理控制,减轻劳动强度、提高劳动生产率,降低能耗、改善劳动环境、降低生产运行成本,提高科研、管理决策水平,让每位油气生产管理员工都能像专家一样分析问题、解决问题,实现现场生产操控行为自动化、智能化,发挥动态管理优势,实现高效、精细化、智能化生产运行和管理。全面感知的专业内涵非常宽泛,涉及油气生产管理、运行各领域,不仅涉及井口站库的产量、压力、流量及日常操控,还涉及井下作业修井架动态,供水、供电、供暖、道路交通、通信状况动态、新建产能中的钻机动态等,对需要动态掌握的油气田现场生产情况进行全面、真实、自动感知。
2 划清系统边界,抓住工作重点
油气生产物联网系统建设不是简单意义的信息化建设,而是建用一体的系统工程,通常的信息化项目是后端管理,比如钻井数据管理系统、生产测井数据管理系统等,只是把现场数据实现数字化,然后加以分析应用,对前端数据如何入库,只强调哪里产生哪里入库,用什么方式入库不做强制规定。油气生产物联网系统的基础是对前端数据源、生产环境进行全面自动感知,并能取代部分手工操作进行一些必要的控制与调节,涉及前端建设管理,涉及前端生产运行、组织管理方式的转型变革,工艺流程、业务流程的优化等方面。
人们总是把之前的各油气田自动化或是生产前端信息化建设与油气生产物联网相提并论,同时,对油气生产物联网系统与油气水井生产数据管理系统(A2)、采油与地面工程运行管理系统(A5)、勘探与生产调度指挥系统(A8)之间的关系产生疑惑,如何划清各系统之间的界限对明确油气物联网系统功能具有重要意义。
油气生产物联网系统建设可以分为3个子系统:数据采集与监控子系统、数据传输子系统、生产管理子系统。
数据采集与监控子系统:以建设目标为前提,确定采集控制参数;确定采集控制设备技术要求、有线采集控制设备接口协议、无线采集控制设备数据存储地址及接口协议;现场监控与管理系统功能设计、集成应用。
数据传输子系统:主要针对本油气田特性,因地制宜,采取有效组网方式,为RTU到应用层的各类数据传输、应用提供安全可靠的技术保障。
上述两个子系统,在一定意义上是过去的自动化建设或信息化建设内容,只是设计更科学,功能更具扩展性,要求更高,如采集、控制参数选择需要紧密结合组织结构与管理模式变革、工艺流程优化等需求,不仅有生产运行、管理参数的采集监控,还有物联网设备的运行状况监控;建设过程需要依托具有先进性、安全性、可操作性、可扩展性的相关标准以确保建设整体水平。
生产管理子系统:即通常理解的信息应用系统,与其他应用系统一样,需要具有汇聚管理数据、分发数据、展示数据、分析数据、统计数据、应用数据等基础功能。生产管理子系统与其他应用系统对比,一个最大的特点是:源点得到的数据专业涉及多,有采油工程数据,如抽油机参数、耗电功率、清防蜡加药数据;地面工程数据,如管线压力、分离器压力等工艺数据,道路、工艺流程展现及安防视频数据,通信状况等;物联网设备的管理数据,如启用日期、电池使用时间、生产厂家、故障频次、设备类型等;基础的部分地质参数,如油压、套压、液量、注水量、液位、功图、油温等;生产管理的行为指令,如控制的功能有远程启停、远程切断、自动倒井量油、间抽、空抽抽油机工作参数自动调节等。面对纷繁的数据内容,必须分清哪些数据只是汇聚推送,哪些数据只是统计应用,哪些数据需要深入分析,划清与其他系统的应用边界,才能找到工作重点。
油气生产物联网系统控制功能、简单的生产分析功能侧重在前端的场站监控中心或作业区生产管理中心。面对部署在总部、油气田公司、采油(气)厂的生产管理系统,采集的采油与地面工程的数据,如电参模块采集的反映抽油机平衡的电流图,反映抽油机功耗状况的功率、曲线数据等,只是采油与地面工程管理数据的部分内容,未包含井下作业措施分类及分析,泵参数及分析、泵效分析、分层注水分析等涉及的相关数据;采集的油气水井生产数据管理系统的地质基础数据,如油压、套压、液量、液位、功图、油温等,未包含地质研究所需的生产测试、生产测井、工程测井等本质研究数据。对于这部分数据,重要的是管理好数据,做好数据接口,避免相同数据在A2、A5系统中重新手工录入。
勘探与生产调度指挥系统(A8)显示内容均非自生数据,作为A11,能够为A8系统提供的内容一定是油气生产物联网的主体内容。伴随着工艺优化、组织结构与管理模式变革的油气生产物联网建成后,人们对传感设备的依赖性就如同目前人们工作时对电脑的依赖程度,传感设备运转的正常与否直接关系到日常的生产运行、指挥等系统的正常应用,因此,物联网设备是油气生产物联网的首要主体,对物联网设备的运行状态实时监控、分析、统计是生产管理系统的工作重点。能够随时统计不同层面共有多少种传感控制设备、监控系统,以及厂家归属、使用状态、维修次数、故障原因分类、维修占用时间等信息,对确保油气生产物联网有效运转,发挥应有作用至关重要。
总结以上分析,油气生产物联网系统建设的工作重点主要有4个方面:第一,标准规范建立;第二,场站监控中心采集与控制功能的科学合理规划;第三,数据管理与数据接口;第四,物联设备的实时监控。
3 理解油气生产物联网建设关键技术,准确科学应用
全球物联网发展的4个最主要的技术为:RFID、传感器、嵌入式智能技术以及纳米技术,这4种技术也代表着物联网技术发展的未来趋势和研究热点[3]。对于油气生产物联网而言,采集控制参数选择、功能设置同样是关键技术。除设备生产材料的纳米技术、采集控制参数选择、功能设置技术外,RFID编码技术、传感器技术、监控系统集成技术都涉及数据存储与接口标准,它是不同制造厂家设备互连互通的基础。
关键技术的应用均需要作缜密的分析研究,尤其在数据安全层面、标准专利引用方面需要把控好原则,承担国有大型企业的社会责任。在涉及国家重大战略的技术领域内,优先推动自主知识产权技术标准已经成为国际惯例,对保护本国社会经济利益是必不可少的[4]。
4 重视运维技术人才储备,保护油气生产物联网系统建设投资
油气生产物联网系统建设投资大、范围广,软硬件资产多。系统保障能力、系统运行维护队伍的素质、人才的培养与储备,关系到投资成败。运维技术人才储备是建设成果正常运转,各油气田正常生产、管理、统计分析、决策的重要保障。
运维技术人才储备需要从建立健全油气生产物联网系统使用规范、维护规范、技术培训机制等方面开展。
油气生产物联网系统使用规范的主要目的是明确方法细则,确保系统的稳定可用性。如怎样使用、管理油气物联网系统,使用油气生产物联网系统需要具备什么样的条件(建设规模与人员、组织管理结构的匹配)。根据规范指导本油气田使用单位如何高效利用油气生产物联网系统建设成果。
油气生产物联网系统维护规范主要目的是指导油气田怎样维护油气生产物联网系统,日常维护要做哪些工作,保证油气生产物联网可靠运行。
各油气田对油气生产物联网建设的感受、起点各不相同,在对运维人才的培养方面,需要“走出去,请进来”,结合实际,对照油气生产物联网系统使用规范、维护规范及早开展,确保油气生产物联网系统建设成果发挥出应有效果。
5 结 语
全面感知油气田,现场生产分析、预警、指挥智能化是油气生产物联网建设的核心;优化工艺流程,促进组织管理模式转型,减轻劳动强度、提高劳动生产率,降低能耗、改善劳动环境、降低生产运行成本,提高生产、科研、管理决策水平,让每位油气生产管理员工都能及时、全面、准确了解油气田生产现场数据,像专家一样分析问题、解决问题是油气生产物联网建设的目的;在建设过程中,需要不断创新思路,创新理念,正确理解,科学决策,有序进行。笔者结合部分油气田调研及个人理解,对如何开展油气生产物联网建设提出了一些看法,对有效进行油气生产物联网建设具有一定参考作用。
主要参考文献
[1] 李晓. 促进我国物联网产业发展的探讨[J]. 中国科技投资,2010(6).
[2] 国务院. 国务院关于推进物联网有序健康发展的指导意见(国发[2013] 7号)[Z]. 2013.
【关键词】物联网;RFID;传感器;教育应用;高职教育
从2009年以来,一场关于物联网的风暴席卷了全球。年初,美国奥巴马总统提出了“智慧地球”概念;6月,欧盟委员会递交了《欧盟物联网行动计划》;7月,日本IT战略本部颁布了日本新一代的信息化战略―“U―Japan”战略;8月,总理视察无锡的中科院物联网技术研发中心并发表重要讲话之后,“物联网”、“感知中国”概念在国内迅速升温。物联网技术已成为当前各国科技和产业竞争的热点。继20世纪80年代计算机、90年代因特网、移动通信网之后,物联网与智慧地球的发展动态,将会打破了人们的传统思维,它的广泛应用必将在以后成为推进全球迈向信息社会的“发动机”。
一、物联网的概述
1.物联网的概念
物联网是从英文“The Internet of things”翻译而来,也称“全联网”。从字面的意思可以理解为是“物物相连的互联网”。它有两层含义:①物联网是以互联网为基础的,是互联网在“物的世界”的延伸和扩展;②它的终端可以包括任何物体,目的是为了实现物体和物体之间的通信和数据交换。因此,物联网的完整定义是:通过射频识别(RFID)、红外感应器等信息传感设备,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。由此可知,物联网是新一代信息技术的重要组成部分。
2.物联网的内涵
从中文字面上看,物联网强调物体的互联,被看作是一种通过各种信息传感设备使现实世界中各种物体互相连通而形成的网络,它使得所有物体都有数字化、网络化的标识,以方便识别、管理与共享。从英文字面上看,物联网被称为“The Internet of Things”,其具有更为深广的含义,它强调“any things connection”,而“things”不但包括现实世界的物体,也包括各种计算设备与虚拟空间的人工物体,还包括网络用户。可见,在广义上,物联网实际上是包含了物体与物体之间、人与物体之间、人与人之间、物本与计算机之间、计算机与计算机之间等各种“主体”之间的互联。自90年代以来,互联网日益普及,人机交互、人与人之间交互、计算机与计算机交互都已经得以实现,因此在当前对物联网的研究与实践中,主要关注现实世界中物体的互联。
二、我国物联网产业发展的现状
如今,我国物联网产业已进入快速发展周期,原因如下:①国家政策的支持。既然物联网已经进入了国家层面的视野当中,则相关产业的发展无疑会得到更多政策的扶持和优惠。总体来看,物联网发展已成为国家层面技术及产业创新的方向之一;推进物联网产业化、规模化发展的技术环境已基本具备;推进物联网发展已经在全球形成共识。我国工业和信息化产业部正会同有关部门研究支持新一代信息技术发展的政策措施,推进我国物联网产业的快速、健康地发展。由此可见,物联网的发展可谓是集天时、地利、人和于一身。加大物联网技术的推广和应用,有助于我国走上一条生产持续发展、技术先进的发展道路,有助于我国建设资源节约型、环境友好型的社会,实现社会经济的可持续发展。②物联网发展的基础牢固。我国早在1999年就启动了物联网核心(传感网技术)研究,2009年10月,中国研发出首颗物联网核心芯片――“唐芯一号”,研发水平位于世界的前列;2009年底,我国lPv4地址达到2.3亿,是全球第二大IPv4地址拥有国,仅次于美国。截至2009年底,中国网民规模达到3.84亿人,互联网普及率在稳步上升,我国是目前能够实现物联网完整产业链的国家之一;在世界传感网领域,我国专利拥有量高,是标准主导国之一;我国已经成为世界第二大经济体,有较为雄厚的经济实力去支持物联网发展;我国无线通信网络和宽带覆盖率高,为物联网的发展提供了坚实的基础设施支持。③我国物联网产业与先进国家所处的阶段相同。目前在欧美等国,物联网的发展仍然处于“初级阶段”,世界上还没有一套已被认可的物联网标准。这对于中国而言,将争取到一次难得的与世界发达国家在一项技术竞争中处于同一起跑线的机会。
基于上述特征的物联网有望为人们提供一个完全不同的生活与工作环境。物联网的价值不仅仅在于它是一个可传感的网络,而必须是各个行业参与进来进行应用,不同行业,会有不同的应用。在很大程度上,这将是非常难的一步。每个产业的发展,必须有相应的人才支撑,所以对物联网在高职教育中的研究与应用要进一步引起重视。
三、物联网给高职教育带来的挑战
1.产业发展,人才先行
物联网是一个涉及众多行业应用的实践性技术领域,从目前的发展来看,行业应用将成为物联网产业未来几年发展的主要推动力,物联网的人才特色为高职教育提供了用武之地。
2.物联网的市场潜力给高职教育带来了无穷机会
物联网产业在自身发展的同时,必将带动微电子技术、传感元器件、自动控制、机器智能等一系列相关产业的持续发展。据专家调查:中国物联网产业在公共业务领域以及平安家居、健康监测、环境保护、智能交通、电力安全、公共安全等诸多行业的市场规模均超过百亿甚至千亿。物联网具有广阔的行业应用需求,交通、物流、环保、零售、金融、电力、安防、医疗等将成为物联网行业应用的重点领域,这些领域的开发和应用为高等职业教育提供了很好的机遇。
3.高职院校应抓住物联网的发展机遇
随着物联网的快速发展,计算机通信类学科、测控计算类学科和计算机网络类学科等三大类职位将成为人才需求新热点,机会多多。机会总是属于有准备者,高职院校要迅速行动,为迎接信息技术领域第三次革命,抓住物联网的发展机遇,抢占物联网人才的培养先机。
四、物联网在高职院校的应用
目前,物联网在高职校园中的应用已经初见端倪。早在2008年,台湾就利用物联网技术支持学校安全管理,然而这只是初步的尝试。在国内高校中,使用RFID技术已经较为广泛,常用的有学生的胸卡标签,饭卡等。事实上,目前在一些院校中,物联网的雏形已经出现,例如校园一卡通,手机一卡通等。但是,物联网在高校校园中的实际应用仅仅停留在最基本的应用上,更深层次的应用还有待进一步的研究。
1.在教学设备管理上的应用
学校的大型会议设备、教学仪器、体育器材等普遍存在着分布散、管理难度大、无专人管理和保养等现象。通过给各类设备、仪器、器材粘贴RFID标签或传感器,这样不仅可以减少管理人员,还可以进行统一管理、调度,能有效防止仪器、设备的丢失,实验室的灯、空调、计算机、投影仪等设备也可根据人员进入或离开自动控制电源开关,当仪器出现高温、断电、漏电,灰尘过多等问题时,传感器可以自动报警,通知专人处理。目前包括沙迦大学在内的众多阿联酋大学已经开始采用RFID技术来防止文凭的造假,它们在颁发的学位证书中粘贴RFID标签,以确保学位证书的有效性,还可以加快高校学生登记注册流程。
2.在校园安全管理上的应用
学校安全管理包括学校安全门禁、机动车管理、校园访客管理、校园火灾报警、学生体温异常管理等。
安全门禁包括短距离和远距离射频识别两种。短距离射频识别门禁系统应普遍适用于各高职院校,如设立宿舍门禁系统。该系统可与学生一卡通绑定,避免外来人员进出。
机动车管理,即安装RFID标签识别并控制机动车的进出,将停靠时间、位置等信息通过管理平台与个人手机绑定,让机动车“自己汇报”。
校园访客管理,如在教学区、学生宿舍等校园管制区域安置多个感应节点,当外来人员进入时会自动语音报警并通知保卫人员及时处理。来校洽谈公事的访客,通过保卫室换证取得RFID标签即可。
校园火灾报警,即将各传感器节点密集分布在火灾易发区域内,监测该区域周围温度和烟雾浓度等参数,还可通过多节点协作将各项采集来的数据(包括位置和火势等信息)传送到管理控制中心,以实现实时报警和准确定位。
学生体温异常管理,即通过腕带感温式的RFID标签即时侦测学生体温,并通过应用服务器自动监测体温的变化,当体温超过设定值范围将会提出警告给管理者,管理者可及时该班老师或校医室联系。
高职院校作为培养应用型技术人才的高等院校,面对物联网产业所带来的机遇与挑战,为适应社会经济发展,应建立起适应物联网产业需求的高职层次的专业,并培养出适应物联网产业的新兴人才。目前国内一些高职院校已经在积极开设与物联网相关的专业,如无锡科技职业技术学院筹建“物联网技术学院”,无锡职业技术学院开设电子信息工程技术(物联网)专业,乐山职业技术学院开办电子商务(物联网营销专业)。
其实物联网产业是在物联网概念下对原有产业的重新整合与调整,对于高职院校的专业设置来说,也应将原有的相关专业,按照物联网的概念进行设置、调整,而不是新建专业方向。
五、物联网对高职院校专业设置的影响
1.物联网产业不是完全新型的产业,因为高职院校已有的专业不少已经能够覆盖到物联网方向,因此基本不用增加新的物联网专业。
2.物联网产业是在物联网概念下对相关产业的重新组合,因此在高职院校专业的设置上也同样是对原有专业进行重新组合,在原有专业的基础上进行专业方向上的调整。
3.对于感知层技术的应用是物联网技术发展的关键,也比较符合高职教育培养应用型人才的特点,对此,可开设具有较强针对性的相关专业,也可设定相关专业的专业方向。
六、结束语
物联网是一个战略性的新兴产业,它不仅需要本科院校和科研机构去制定行业标准、开发产业技术,同时,为了产业更好更迅速地发展,也需要千万万普通劳动者的参与,高职院校作为培养较高素质劳动者的基地,应当有义务,有信心建立起具备高职特色的物联网专业,为未来庞大的物联网产业输送有用人才,为我国物联网产业的发展贡献出自己的力量。
参考文献
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[2].浅析高职广告设计课程教学改革[J].中国外资,2008(12).
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[4]姚万华.关于物联网的概念及基本内涵[J].中国信息界,2010.
关键词:电梯;远程监控;物联网
引言
随着经济的快速发展,城市化进程加快,高层建筑群越来越多,电梯的保有量也随之增长,电梯的安全问题也日益突出。传统的靠维保人员去发现故障和检测故障的方式,一方面会增加维保人员的工作强度,降低效率,另一方面也会增加企业的运营成本。
电梯物联网是综合了互联网技术、移动通信技术等多种信息技术,实现电梯、厂家、客户、维保及政府部门之间的信息共享和数据交换,提升电梯的安全性、可靠性,降低电梯故障率。
1 物联网架构
物联网技术的层次由传感层、传输层和应用层3个层次组成:
第一层:感知层。核心竞争力的网络的整体感知,以电梯NFC和RFID,传感器和其他传感器技术为基础,实现信息采集与识别,其关键在于有更准确、更全面的感知。
第二层:传输层。移动通信网络的广泛覆盖是实现网络基础设施,通过现有的互联网、通信网和各种接入网和专用网,实现数据的传输和计算,关键在于网络和应用特性的优化和改进,形成协同传感网络。
第三层:应用层。提供丰富的基于互联网的应用,如个人电脑、手机等终端设备,以及数据中心的系统或专用网络,实现了广泛的智能应用。
2 电梯物联网关键技术
2.1 物联网的概念
物联网这有两层含义:一是物联网的核心和基础仍然是互联网,网络是互联网的基础上的延伸和扩展;第二,用户终端的延伸和扩展到任何商品和物品,信息的交流和沟通是物理信息。物联网通过智能感知、识别技术和普适计算、通信和传感技术,广泛应用于网络融合,因此也被称为继计算机、互联网世界信息产业发展的第三次。物联网利用本地网络或互联网等通信技术,以传感器、控制器、机械、人员等为对象,通过新的方式连接在一起,形成人与物联网与物联网的对象,实现信息技术、远程控制和智能化管理网络化浪潮[2]。
2.2 传感器技术
电梯本身就是一个智能设备[3],其本身就包含了多种传感器,如压力传感器、视频设备、涡流传感器、光电感应器、RFID读写设备、温度传感器。除了以上几种,还有最重要的一个感知设备,就是电梯控制系统,它相当于机器人的大脑。
2.3 接入网技术
由于电梯控制柜一般放置在机房或者井道内部,有线网络目前还是存在布线的客观困难,无线网络还是电梯物联网优先考虑的互联网接入技术。目前2G/3G/4G技术已经很成熟,覆盖也很广泛,其中4G的速率可达到几十Mbps,随着流量资费的不断下降,视频传输也可通过4G技术实现。
2.4 数据存储、挖掘技术
随着接入网带宽的提高,电梯物联网的数据量将急剧增大,数据的存储、挖掘也是电梯物联网的一个关键技术。目前,大型数据存储技术有三种典型的方式:
第一是MPP架构模型的数据库集群的使用,对于行业数据的集中,无共享架构,通过列存储、粗粒度索引和大量的数据处理技术,结合MPP架构的分布式计算模型,用于分析应用的完整支持,低成本PC服务器运行环境,因为其拥有高性能、高扩展性的特点,在课堂应用中获得了极为广泛的应用企业。
第二是基于Hadoop的技术扩展和封装,在Hadoop衍生的相关技术资料,与传统的关系型数据库处理难以处理的数据和场景,目前最典型的应用场景是通过扩展和封装Hadoop实现支持互联网数据存储和分析。
第三是一个大数据的机器。这是一个专门设计用于数据处理和分析的软件和硬件相结合的产品,由一组集成的服务器、存储设备、操作系统、数据库管理系统组成,拥有数据查询、处理、分析、优化软件等功能,各种机器的高性能数据具有良好的稳定性和纵向扩展性。
3 基于物联网的电梯监控系统方案
3.1 方案介绍
根据电梯管理和监控的需求,设计了基于物联网的电梯监控系统,为工厂、客户和政府的需求设计。该方案集成了电梯监控、抢救、诊断、报告和现场问题处理,可以有效地提高现场人员处理问题和维护效率。
3.2 系统模块功能
该方案的功能模块功能如下:
(1)电梯模块:主要利用各种传感器,采集电梯各部件的动作参数,如曳引系统电机的电流电压、门系统电机的电流电压、机房的温度等参数。
(2)通信模块:主要利用有线/无线的通讯技术,将电梯数据传输到中心服务器。
(3)存储单元:主要利用大数据的存储方式,对数据进行存储和分析。
(4)远程监控模块:实时展示电梯的运行状态。
(5)预诊断模块:对电梯部件数据进行挖掘分析,提前预判电梯部件可能出现的问题并通知现场维保人员,在下次维保时重点关注该部件。
(6)远程救援:将电梯故障通过短信、电话、微信等方式通知现场维保人员,同时通过视频、语音安抚受困人员。
(7)报表生成单元:将电梯整梯、部件的使用情况、故障情况,通过挖掘存储单元的数据,形成报表,指导厂家检讨部件的质量,同时也可作为现场维保人员的维保指引,还能让客户了解电梯的状态。
(8)现场接受、处理模块:利用平板电脑、智能手机接收中心发出的故障信息、维保指令。根据指令信息,对电梯进行维保或救援。
4 结束语
各种单一技术都有各自的特点,随着计算机技术、互联网技术的兴起,不同技术的融合、互补,将持续给电梯群控技术注入新的活力,使得电梯运行性能不断提高。基于物联网的电梯监控系统,能够及时有效的检测电梯的运行状态,并能提前预判电梯部件的故障,提前对电梯进行维保,提高了电梯的安全性和可靠性。物联网与电梯的结合,能提升电梯的管理水平,提高维保人员的工作效率,降低厂家的成本,具有良好的社会效益和经济效益。
参考文献
[1]翁小辉.基于物联网的车辆监管系统设计与实现[D].吉林大学,2009.
[2]郑松鹤,朱海云,刘鸣.电梯物联网技术的应用[J].电脑与电信,2014(4):73-76.
关键词:物联网 应用 公共产品 特征
1.物联网的概念
物联网指的是在网络的范围之内,可以实现人对人、人对物以及物对物的互联互通,在方式上可以是点对点,也可以是点对面或面对点,它们经由互联网、通过适当的平台,可以获取相应的资讯或指令,或者是传递出相应的资讯或指令。
物联网不仅是对物实现联接和操控,通过技术手段的扩张,赋与网络新的含义,实现人与物之间的相融与互动,甚至是交流与沟通[1]。
2.公共服务
公共服务是21世纪公共行政和政府改革的核心理念,根据公共需求来提供公共服务是现代政府的基本职责。随着经济社会的发展,公众对公共服务的需求不断增加,对政府的要求也越来越高。通过现代信息技术,创新公共服务模式、提高政府的服务效率、实现由管理型政府向服务型政府的转变成为满足公众对公共服务需求的重要手段[2]。
3.物联网基础建设阶段的公共产品特征
物联网基础设施建设的和运营的资金来源,特别是物联网前期大量的建设资金,基本还是各个国有企业的资本积累和国有银行提供的贷款,而如果产业建设有负债,债务最终的承担人还是政府等公共事业结构,这足以说明物联网的基础设施建设基本上还是需要国家和政府来承担,同时也可以说是要全体纳税人共同来承担,因此其服务对象也应该是广大民众,应该体现出公共物品特征来。
物联网的公共产品特性主要体现在以下几个方面:
(l)效应不可分割性。物联网的建设目的不是为某一领域或者某一类的企业提供一个新的盈利点,继续遵循传统的生产——销售模式。其根本目的是为了搭建一个更广泛、更智能、更自由、更稳定、更安全的网络化信息交互平台。平台最终搭建完成后,绝大部分将为整个社会所共享,基本不存在针对不同主体的效应差异。
(2)受益的非排他性。由于有了3G网络的应用成熟、未来4G网络的建设和推广以及广域通信网络和小型传感网络的无缝融合,物联网的各类应用平台将拥有足够的网络容量来容纳相关业务,因此个人或者企业对于此类产品的使用不会影响其他个体的体验和使用质量,仅仅是建设的初期可能会存在一些信息挤占性和不平等体验,但这都是暂时现象。
(3)取得方式的非竞争性。在物联网网络平台搭建完成后,特别是当云计算智能处理平台搭建完成之后,从边际成本角度看,市场当中新加入消费者体现在生产和维护端的工作与原有消费者相比基本没有差异,仅仅是信息数据库中字段的增加,因此可以认为其加入没有增加生产成本,取得方式是非竞争的。
(4)提供方式的非盈利性。这一点主要体现在物联网建设和市场推广上,根据刚才的分析可以看出,物联网是可以免费提供给用户服务的,政府和市场其他运营主体都是可以通过其他方式获得收入,甚至会高于传统的用户收费模式。而发展初期的用户端收费仅仅是一种市场扩散的策略,是一种暂时。
(5)公共需求的带动。由于当前技术水平发展、市场应用滞后以及相关人员素质参差不齐等原因,公共事业当中信息、的获取、传输、处理和反馈效率都比较低,信息获取的途径和内容较为贫乏,集成交互平台功能单一、实时性和实地性差,同时缺乏高效的反馈和应对机制。而如果将这些单个需求解决方案整合起来,便是物联网体系建设的雏形。
(6)物联网建设的多主体供给性。公共产品可以通过政府生产、政府购买和混合生产的方式进行供给。在物联网的建设过程中,真正政府独立建设的比例不高,很大一部分是通过与运营商、制造商、系统集成商、服务提供商的合作完成的,通过集成各个主体的竞争优势,可以保证物联网建设的质量和先进性。
4.物联网市场应用阶段的公共产品特征
物联网作为公共产品,除了上述物联网建设期所体现的公共产品特性之外,物联网在投向市场进行应用的过程中的公共服务特征还有:
(l)服务的大众性。在各个行业的应用当中,物联网应用的最终端点都是大众用户,除了少数对于安全性和保密性要求较高的特殊行业应用之外,物联网的所有应用都能体现出为大众服务的特征。
(2)民生基本服务性。物联网与其他行业最大的不同之一就是其对于日常生活的全面渗透性,其应用体现在日常生活的各个基本方面,涵盖卫生、医疗、交通、运输、公共事业、安全、教育等等,都是人们日常生活的必需领域应用,也是政府服务的应有内容。
(3)高技术高质量的智能服务。从远景规划看,未来的物联网应用将会形成一种云计算式的大众平台,在一定的法律约束背景下,用户可以无偿获取和使用相关的信息和产品,其技术特点保证了服务的质量和良好的体验,也是一种改善民生、提高生活效率和生活品质、推动社会整体生产力发展的重要推力[3]。
5.总结
物联网在应用领域和服务对象上体现出公益性特征,决定了物联网在发展过程中需要政府投入、广告投入和投融资资金的扶持。同时,物联网的技术应用将在公共事业管理的领域当中对于管理的效率和准确性带来较大程度的提升。
基金项目:浙江省社会科学界联合会研究课题成果(2012N144)。
参考文献:
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[2] 徐晓.市民卡推进物联网技术在公共服务中的应用[J].杭州,2010,(10):34-35.
[3] 孙启明,郑欣.物联网的公共产品特征分析[J].北京邮电大学学报(社会科学版),2011,(2):15-20.
【关键词】网络工程;网络安全;防护技术
网络为人们自由交流提供了便利的机会,增进了人们日常交流的多样化。无论是商业领域还是政府部门,在新世纪对互联网技术的依赖达到了前所未有的程度。但是与此同时,一些网络上的欺诈现象也时有发生。另外,互联网技术与当前的国家安全部门也有着紧密的联系,因此如何为我国的互联网技术的持续健康发展扫清障碍,对我们的日常生活和对国家安全都有着极其重要的意义。
1影响网络工程安全的主要问题现状
1.1黑客攻击
黑客的含义众所周知,其是某些拥有者极高计算机技术的人才,但是这些人却善于利用网络系统漏洞来破坏相关的网络目标,盗取机密资料。计算机互联网是人类所创造,因此黑客群体也就成了网络安全的最大威胁着,无论是黑客进行的是破坏性攻击还是非破坏性攻击,这种现状是人为的。因此当前研究网络安全,就要提高自身系统的要求。
1.2病毒入侵
计算机病毒之所以也成为病毒,是因为其和生物病毒一样具有传染性。计算机病毒也是随着互联网诞生而产生的一个新事物,病毒编制者通过编写病毒程序在植入电脑,改变计算机的原有程序,盗取信息或者通过传播使其他计算机瘫痪停止工作,其危害程度更是非常严重,例如之前的木马与火焰等,其恐惧与破坏程度非常之高。因此,研究互联网安全防护技术,研究病毒是一个重要的方面。
1.3垃圾信息
当前的社会是智能社会,无论是计算机还是手机,我们在利用各种社交工具、论坛的同时,在接受信息的同时,往往会接受一些不良的或者有害的信息,一些不法之徒,通过网络散发诈骗信息,因此致使受众上当受骗的案例层出不穷,所以拦截垃圾信息,也是互联网安全防护技术不得不重视的一个问题。
1.4IP地址问题
多年以来,IP地址被盗用都是网路安全防护技术上的一个瓶颈,计算机网络若是丢失IP地址被别人盗用,用户就无法连接网络,窃IP者一般都是不明身份的,大多数都是有着不好的用途的。因此,IP地址被盗后会对用户利益产生威胁,其也就成为了用户自身网络安全的障碍。所以解决网络安全问题,就要重视IP地址被盗的问题。
1.5计算机系统问题
当前,计算机运行系统多样化,从前些年的xp到如今的W7与W8,且盗版与试用系统也挺多,对这些系统开发公司不能产生良好的维护,更不能针对性的进行安全技术维护,单纯靠地方软件的维护是很难做到十全十美的,操作系统不稳定,就好比人没有了免疫力,因此解决此问题需要用户自身和开发公司共同努力。另外,一些企业或者政府部门的内部办公系统也存在着安全威胁问题,开发者对软件的开发不够完善,再加之用户自身缺少维护知识,很容易产生上述病毒入侵和黑客攻击等问题。
2加强网络工程安全的相关方法与策略
2.1加强病毒防护
病毒防护是日常互联网应用中的常见常规方法,其也是计算机系统日常维护与安全管理的重要内容,当前计算机病毒类型越来越复杂,因此只是通过简单技术手段来清除是不行的,必须要把技术手段和常规维护相结合才能有效杜绝病毒入侵。计算机用户使用互联网的时候,一定要安装常规杀毒软件。对于计算机技术人员来说,更是要掌握各种杀软的原理,更要定期进行病毒查杀,另外重要文件备份,以防止遭受病毒侵袭丢失,造成损失。
2.2设置信息过滤
预防黑客最有效的方法就是设置防火墙,其也是互联网工程安全的关键防护技术。在外部网络与局域网之间设置网络防火墙,讲局网与外网的地址分开,所有信息的流通都要经过此防火墙,其会过滤掉一下具有攻击性和破坏性的信息程序,可以有效增强内部网络的安全性。另外防火墙可以关闭不使用的端口,使用特定端口流动信息,可以针对性的封锁木马,更可以禁止容易携带病毒的特殊站点的访问。
2.3入侵检测技术的利用强化计算机运行的稳定性
入侵检测技术能够对计算机或者网络中的恶意攻击行为进行有效识别,因此在网络系统受到伤害之前对有害信息进行拦截。这种多层次多角度的安全服务,能够有效降低来自网络对计算机的破坏与威胁。另外,要对计算机网络系统进行及时的升级,修补漏洞,强化计算机运营的稳定性,建设起一套日常的计算机安全防护机制与系统,防火墙、病毒入侵检测、杀软与加密等,配合应用,加强保护。
2.4提高风险防范意识
对付网络安全的威胁,不在于技术抵抗,而在于日常的防护,使得病毒与黑客无路可入,在世比较好的解决方法。数据加密是有效的安全保密手段,也是防范网络安全比较有效的方法。无论是线路加密或者是端口加密,都有自己的针对性,都是针对数据进行有效保护的不错方法。另外,计算机网络用户也要注意日常的常规杀毒与安全防护,提高自身的电脑安全防患意识。对计算机网络比较依赖的部门,一定要加大宣传力度。
3结束语
网络就像是高度公路,高度共享紧密相连,信号就像是交通工具,只有两者相互配合不出差错,才能让计算机网络利用者得到良好体验,才能对社会发展产生好的影响积极的影响。无论是商业、文化军事、还是政府与企业,既然技术不够完善,那就应该将现有技术发挥到极致。解决网络安全的防护问题,是一个持续发展与挑战并存的事情,研究者应该紧跟时代,紧跟技术的发展而发展,这样计算机互联网的安全防护技术,才会日渐成熟。
参考文献
[1]吴志新.网络工程中的安全防护技术的思考[J].电子世界,2014,12:325-326.
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[3]王志雄.网络工程中的安全防护技术[J].计算机光盘软件与应用,2015,03:188-189.
[关键词]物联网技术 小型采集设备 楼宇综合管理 应用
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)45-0252-0447
引言
随着科学技术的不断发展,物联网技术也得到了快速的提高,物联网技术是继互联网、计算机之后,信息产业的第三次革命,是引领未来经济增长的一个重要因素,尽管物联网技术现在还不够成熟,但它的发展势如破竹。物联网技术能够实现实时采集任何需要监控、连接、互动的楼宇智能化实体和过程,能够采集其声、光、电、热、化学、力学、位置等各种所需要的信息;并通过各类可能接入的网络,进行物与物、物与人的连接,以实现对物品和过程的智能化感知、管理、控制和识别;在楼宇智能化系统中具有广泛使用的前景。
一、基本概念
1、 物联网技术
物联网的最初是叫做传感网,1999年开始出现了物联网这个概念,2005年得到普及,2009年开始了大发展。物联网就是人与物、物与物直接相互连接传递信息与控制的网络,其本质还是一种互联网。这有两层含义:第一,物联网技术的基础和核心内容仍然是互联网技术,是在互联网基础上的延伸和扩展的一种网络技术;第二,其用户端扩展和延伸到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通讯。物联网被誉为 相继计算机、互联网与移动通信网络之后的有一次信息产业的浪 潮,互联网只是将计算机连接起来网络化,而物联网则是能够将世界上的一切事物都连接起来形成无奇不有的庞大网络。物联网(The Internet of things )的准确定义是: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,以实现智能化识别、定位、 跟踪、监控和管理的一种网络概念。比如超市收银台所用的结账系统、各种监控系统、还有各大银行所 提供的刷卡服务和 atm 自动取款服务以及现在被广泛应用的 gps(global positioning system)全球定位系统等等。
物联网技术是一种对传统思维的突破。过去物理设施和网络设施是分开的,机场、公路、房屋建筑物等等实体的世间万物是一路,而数据、宽带等等虚拟的“互联网”是一路。在“物联网”时代,就是将“现实的世间万物” 和 “虚拟的互联网”整合在一起,成为一个统一的网络。全球全世界的运转将会以此为基础,无论是经济管理、生产运行、社会管理,乃至个人生活都将运用到物联网技术。
与其它国家相比,我国的技术研发水平处于世界前列,有着重大的影响力和发展优势。经过了近十几年的努力发展,已经初步形成了现在物联网的体系。物联网在中国迅速崛起主要由于我国在物联网方面的几大优势。第一,我国早在1999年就启动了物联网核心传感物联网技术网技术研究,研发水平处于世界前列;第二,在世界传感网领域,我国是标准主导国之一,专利拥有量高;第三,我国是目前能够实现物联网完整产业链的国家之一;第四,我国无线通信网络和宽带覆盖率高,为物联网的发展提供了坚实的基础设施支持;第五,我国已经成为世界第二大经济体,有较为雄厚的经济实力支持物联网发展。
物联网在中国高校的研究,当前的聚焦点在南京邮电大学。作为“感知中国”的中心,无锡市2009年9月与北京邮电大学就传感网技术研究和产业发展签署合作协议,标志中国“物联网”进入实际建设阶段。协议声明,无锡市将与北京邮电大学合作建设研究院,内容主要围绕传感网,涉及光通信、无线通信、计算机控制、多媒体、网络、软件、电子、自动化等技术领域,此外,相关的应用技术研究、科研成果转化和产业化推广工作也同时纳入议程。
为积极参与“感知中国”中心及物联网建设的科技创新和成果转化工作,保持、扩大学校在物联网研究领域的优势,2009年9月10日,全国高校首家物联网研究院在南京邮电大学正式成立。在实验室,一些“物联网”产品已经初见雏形。此外,南邮还有系列举措推进物联网建设的研究:设立物联网专项科研项目,鼓励教师积极参与物联网建设的研究;启动“智慧南邮”平台建设,在校园内建设物联网示范区等。
2、基于物联网技术的小型采集设备
小型采集设备是采集数据的一种小型设备。数据采集是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析,处理。小型采集设备是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的数据采集系统。
基于物联网技术的小型采集设备是一套集智能传感终端、智能控制终端、信息传递终端、用户存储管理、智能组网技术、智能服务发现技术、数据融合算法等模块与一体的复杂设备。
3、楼宇综合管理系统
近年来国内高层建筑不断兴建,它的特点是高度高、层数多、体量大。面积可达几万平方米到几十万平方米。这些建筑都是一个个庞然大物,高高的耸立在地面上,这是它的外观,而随之带来的内部的建筑设备也是大量的。为了提高设备利用率,合理地使用能源,加强对建筑设备状态的监视等,楼宇综合管理系统也就应运而生。
楼宇综合管理系统是智能建筑的重要组成部分之一。楼宇综合管理系统是对建筑物(群)内设备与建筑环境的全面监控与管理,为建筑的使用者营造一个舒适、安全、经济、高效、便捷的工作生活环境,并通过优化设备运行与管理,降低运营费用。楼宇综合管理系统涉及建筑的电力、照明、空调、通风、给排水、防灾、安全防范、车库管理等设备与系统,是智能建筑中涉及面最广、设计任务和工程施工量最大的系统,它的设计水平和工程建设质量对智能建筑功能的实现有直接的影响。
智能楼宇综合管理系统是以实现各专业子系统之间的信息资源的共享与管理、各子系统的互操作和快速响应与联动控制,以达到自动化监视与控制的目的。它追求的目标是:信息资源的共享与管理、提高工作效率和提供舒适的工作环境、采用“分散控制、集中管理”的模式,尽可能地减少管理人员和节约能源、能适应环境的变化和工作性质的多样化及复杂性和应付突发事件的发生。
根据智能建筑的特点和业主对楼宇智能化系统工程的实际功能需求,必须在智能建筑硬件设备的基础上建立一个具有高度开放性、兼容性、便利性于一体的楼宇综合管理系统。进而才能提高系统管理和维护的自动化水平和协调运行能力,真正实现功能集成、网络集成和软件界面集成的设计目标,为智能建筑提供了高效、快捷的超值服务和管理。
二、物联网的应用
物联网与其说是网络, 不如说是应用。对物联网的定义、内涵及特征的梳理让我们认识到, 物联网是一整套立体的、丰富的、适应性很强的概念体系。在推进物联网发展的时候, 需要依据不同时期不同的出发点, 规划一条既符合科技创新规律, 又适应我国工业、信息通信业当前发展水平和一个时期的发展潜力, 并有利于在激烈的国际竞争中快速建立起竞争优势的发展道路, 以更好地满足经济社会发展对物联网的总体需求。
1 物联网在智能城市中的应用
国内的一些地方已经开始对物联网进行了应用性开发, 运用物联网技术, 上海移动已为多个行业客户度身打造了集数据采集、传输、处理和业务管理于一体的整套无线综合应用解决方案。最新数据显示,上海移动目前已将超过10 万个芯片装载在出租车、公交车上, 形式多样的物联网应用在各行各业大显神通, 确保城市的有序运作。在上海世博会期间,车务通 全面运用于上海公共交通系统, 以最先进的技术保障世博园区周边大流量交通的顺畅;面向物流企业运输管理的“e物流”,将为用户提供实时准确的货况信息、车辆跟踪定位、运输路径选择、物流网络设计与优化等服务,大大提升物流企业综合竞争能力。
2 物联网在能源管理与公共事业中的应用
预计到2020 年, 中国将成为世界上最大的能源消费国。由于电网系统效率低下, 发电和输电过程中浪费非常严重。现在, 我们可以利用高科技对事物有更透彻的感知和度量, 不管是安装在室内的计量器还是发电厂里的涡轮。所有这些感知和度量支持我们更好的收集信息和数据, 透过先进的分析工具产生智能洞察, 再以此实时地做出更好的决策。仪表管理技术的进步使个人和企业可以选择使用能源的方式和时间, 这就为使用风能和太阳能等利于环保的能源奠定了基础。对于电力提供商而言, 智慧的电力意味着更高的电力的可靠性和电力质量, 更短的停电恢复时间, 进而实现更高生产率和对电力潜在障碍的防护, 从而更精确地预测需替换的资产设备及支出。智能电表与停电智能管理已经应用。
3 物联网在交通管理中的应用
交通规划者已开始努力促成多个系统的集成, 并在各种交通类型、多个城市甚至国家或地区之间整合费用和服务。智慧的交通系统可以缩短人们的空间距离,(提高生产效率、降低旅程时间和加速突发事件交通工具的响应速度) ,也可保护环境(如改善空气质量、降低噪音污染、延长资产生命周期、保护古迹、景点、住宅) 。
4 物联网在物流业中的应用
物流供应链, 中国物流成本所占GDP百分比一直都高于发达国家, 这反映出供应链运营效率低下的体制性问题。仅以2006 年为例, 中国物流成本占整个GDP的18%,而日本为11%,美国为8%,欧盟仅为7%。在这18%中,运输成本总计超过55%,而存储成本达30%。法规、基础设施和运营等三大瓶颈是中国供应链低效的深层原因, 这不仅削弱了中国企业的竞争力, 也会妨碍内部货物流以及国内需求的扩大。智慧的供应链将促使物理网络和数字网络融合, 将先进的传感器、软件及相关知识整合到系统中。智慧的供应链的价值在于我们可以从各种数据中抽取有价值的信息。包括基于地理空间或位置的信息、关于产品属性的信息、产品流程、条件、供应链关键业绩指标等, 以及数据流的速度。智慧的供应链可以满足21世纪的需求, 它可以提高效率(如动态供求均衡、预测事件检测和解决、旨在降低库存的库存水平和产品位置高度可视性) 、降低风险( 例如降低污染和召回事件的发生频率及其影响、减少产品责任保金、减少伪劣消费产品),也能减少供应链的环境保护压力(如降低能源和资源消耗、减少污染物排放) 。
5 物联网在通信行业的应用
通信行业,在“2009年中国国际信息通信展览会”上,中国移动展出了手机支付,这就是典型的物联网概念应用。手机支付实际上主要是手机SIM 卡的更换,由普通SIM 卡更换为RFID-SIM卡,而不需要对手机进行更换。
用户在消费时,只需要将手机从接收器上轻轻一扫,就可以方便进行各种购物,以及获得详细的费用清单。中国电信一直在推介自己的全球眼技术, 其实就是远程监控的物联网应用。比如上海海关都采用中国电信的远程监控系统, 通过画面可以对货物进行通关检查, 也减少人力。中国联通日前在上海推出了公交卡手机,通过刷手机可以实现公交车票支付,这些都是典型的应用。
在“物联网”普及以后,用于动物、植物和机器、物品的传感器与电子标签及配套的接口装置的数量将大大超过手机的数量。物联网的推广将会成为推进经济发展的又一个驱动器,为产业开拓了又一个潜力无穷的发展机会。
按照目前对物联网的需求,在近年内就需要按亿计的传感器和电子标签, 这将大大推进信息技术元件的生产,同时增加大量的就业机会。
其它如医疗、城市建设、精细农业等也已展开应用。
要建立一个有效的物联网,有两个重要因素。一是规模性,只有具备了规模, 才能使物品的智能发挥作用。一个城市有100万辆汽车,如果我们只在1万辆汽车上装上智能系统,就不可能形成一个智能交通系统;二是流动性,物品通常都不是静止的,而是处于运动的状态,必须保持物品在运动状态,甚至高速运动状态下都能随时实现对话。
物联网在各个领域的应用现状和未来的发展状况表明, 各个行业对于物联网的需求程度不一, 侧重点更是千差万别。基于目前物联网技术的发展状况, 可以预见, 物联网正在快速地走进人们的生活, 它的实际应用将分以下三个步骤实现: 实现物体的自我感知功能; 物与物之间相互联系, 交换信息; 系统通过分析物联节点的信息, 做出最优化的调整策略, 控制整个系统超优化方向做出改变。
目前物联网的发展正处起步阶段, 仍然面临技术完备性不足、产品成熟度低、成本偏高等诸多制约因素, 但目前良好的外部环境, 将有利于这些问题的解决。相信在不久的将来我们一定会看到一个充满生机与活力的物联网。
三、基于物联网技术的小型采集设备在楼宇综合管理系统中的应用能够解决的问题
基于物联网技术的小型采集设备在楼宇综合管理系统中的应用能够解决的问题,是针对楼宇内的各个业务系统的监控对象、运行参数等实现无线数据采集的智能楼宇数据采集。主要有:
一、布线成本高:楼宇内的布线是相当多的,不仅多而且布线也相当复杂,成本就更高了。据统计,一个工程的百分之六十左右的费用将会应用于线路的铺设上,这对工程建设来讲是一笔相当大的费用,线路的铺设主要包括光线、双绞线、同轴电缆等;此外对于楼宇综合布线中存在的重复布线不但增加不必要的成本,也会降低安全可靠系数。
二、灵活性差:布线是在工程施工初期进行的,然而,一旦布线完成之后很难再次修改或添加。例如当初只考虑控制信号传输,可能只需要双绞线就可以了,但是随着信息数据的不断增多,双绞线的传输能力已经不能够满足大量数据的传输,这就需要对楼宇内的线路进行更新,重新布置光缆。
三、标准不统一,由于现在生产智能楼宇设备的厂家越来越多,生产出的产品质量也参次不齐,最终会导致不同厂家的产品无法共用,然而,在具体施工时有的厂家提供的产品很好用,而有的厂家提供的产品又很难满足用户的需求,这将增加施工难度。
四、施工周期长,智能楼宇的布线周期长,布线时间需要一直跟踪楼宇的建设,从施工初期到施工结束;这将会浪费巨大的人力物力,由于长时间的跟踪布线,容易使得布线出现疏漏和布线错误,这会对工程施工带来影响。
基于物联网技术的小型采集设备的出现就是要解决以上四个大问题,通过对楼宇内的各个业务系统的监控对象、运行参数等实现无线数据采集,来对楼宇进行综合管理。因此,基于物联网技术的小型采集设备将会得到广发的应用,它也是楼宇综合管理系统的发展方向。以本项目的技术为基础,依托移动的无线网络,可以将应用范围扩展到多种与人类活动与环境密切相关的领域中,如环境监测、森林防火,施工安全等领域;在获得可观的经济效益的同时,也会带来巨大的社会效益,所以,基于物联网技术的小型采集设备在不久的将来会得到普及。
四、楼宇综合管理系统的发展现状
随着上世纪九十年代,智能楼宇的理念进入我国,并逐渐影响着我国的建筑行业,使得楼宇逐渐趋于智能化,到本世纪初,随着中国各地高楼大厦的涌现,智能楼宇已经得到了人们的普遍认可和广泛使用;这就要求作为智能建筑管理的核心--楼宇综合管理系统,必须快速的发展。
传统的基于现场总线的楼宇综合管理系统存在着成本高、维护难、扩展难等不足。网线通信技术能够较好地解决上述问题,具有成本低廉、方便灵活、宽带高等特点。因此,基于物联网技术的小型设备将会得到广泛的应用,它也是楼宇综合管理系统的发展方向。
目前,楼宇综合管理系统的应用主要集中在建筑公共资源上,主要包括供配电、照明、空调、冷热源、给排水、电梯自控、安防与消防、综合保安、车库管理、自动抄表等子系统。然而,随着无线网络技术应用的不断深入,安全、便捷、舒适、节能的工作生活环境的内涵不断丰富,随着物联网技术的小型采集设备研究的进一步深入,研究范围也将进一步扩展,将扩展到环境保护和家庭生活空间。
现阶段,我国楼宇综合管理系统还存在着很多问题,如子系统众多设备鱼龙混杂、接口和通信标准缺失、模拟系统任占主流、缺乏专业的管理系统开发商等。
1、管理子系统众多设备鱼龙混杂:
通常的楼宇自动化包含的子系统包括很多,如综合布线系统、电力供应与管理系统、照明控制与管理系统、空调系统的检测与控制系统、给排水系统的检测与控制系统、停车场管理系统、消防与安防管理系统和物业管理系统等等。对这些系统进行集成、信息采集,并对每个管理系统进行深入的了解,掌握各管理子系统的工作流程。在这些子系统中,每种设备的类型都有可能出自不同的厂家,其产品成熟度,功能接口都无法统一,往往在对接协议的获取过程中严重影响工程商和客户的协议对接的准确性,这将会导致对接的不完整性。
2、接口与通信标准缺失:
智能楼宇的管理系统标准有很多,且每个子系统都有不少标准,但一般都是功能描述和验收类的标准,缺少接口类和子系统间的通讯标准。目前,还没有官方规定的接口标准;因为没有接口标准,就无法达到统一管理各个子系统的要求,这就严重影响智能建筑的总体运行。接口与通信标准的缺少,严重影响着楼宇的综合管理。
3、缺乏专业的管理系统开发商:
楼宇管理涉及的管理子系统比较多,这就对管理系统提出了更高的要求,综合管理系统需要高度抽象的框架、较强的接入能力和多样化的展示能力。目前,我国的楼宇综合管理系统的提供商主要有两大类:国外的专业管理系统厂家和国内的管理系统厂家,由此可见,我国要加强对小型采集设备的开发,加强对楼宇综合管理。
随着楼宇综合管理系统的发展与物联网技术的普及,传统的3A说法将慢慢退去,系统将趋于统一,OAS、CAS、BAS之间的界限将更加的模糊,到最后将不再有这些区分,系统集成将更加简便,楼宇综合管理系统的成本也将进一步下降。
基于物联网技术的小型采集设备不但要体现方便易用这个特性,更要体现各子系统接口的标准统一。不同的厂商按照统一的接口标准可以自由开发具体功能,例如一个用户组建了A厂商的楼宇综合管理系统,但该用户一年后看上了B厂商的楼宇综合管理系统,然而,这个用户只需要购买他所看重的那个楼控产品,打开电源,则该产品就能通过采集设备接入到现有的物联网中,正常执行其功能。
五、基于物联网技术的小型采集设备在楼宇综合管理系统中的应用详细技术内容
基于物联网技术的小型采集设备是一套集智能传感终端、智能控制终端、信息传递终端、用户存储管理、智能组网技术、智能服务发现技术、数据融合算法等模块与一体的复杂设备。该设备不但具备基于物联网技术的智能楼宇采集系统的先进性,更体现着智能楼宇系统的标准化程度,所以,该设备将成为智能楼宇采集系统中的核心。
本项目将围绕着物联网在楼宇系统的特性,并主要针对数据采集、传输、加密三个方面:一是数据采集,实现多种楼宇数据到数据采集设备之间的链接和传输;二是数据传输,通过数据采集设备和楼宇管理中心数据服务器发送采集数据;三是数据在传输过程中的安全性。
1、数据采集技术
计算机处理的是数字量,而外部的信息大部分是连续变化的物理量,我们就必须把这些物理量转化成数据量传输到计算机中,因为计算机只能识别二进制的数字量。然而,数据采集技术主要就是对这些物理量进行采集并处理成数字量;例如温度、压力、速度,要将这些信息送入到计算机中进行处理,就必须先把这些连续的物理量,进行转化,转化成数据量,导入到计算机中。计算机是数据采集的核心,完成对整个采集过程的控制、对采集的数据进行处理。
在楼宇通讯中,数据采集技术就显得尤为重要。;楼宇自控通讯协议符合国家相关行业的通讯标准协议,符合国家通讯标准协议是;楼宇自控通讯的先决条件,这样楼宇的信息才能正常通讯。然而,根据楼宇自控系统接口特点,采集设备与前端设备之间采用标准的Modbus、OPC或BacentIP协议,传输方式以zigbee或rfid技术为主,根据现场实际情况两种传输方式可以组合使用。
2、数据传输技术
数据的传输技术,楼宇内网络硬件资源丰富,几乎覆盖到每一栋建筑,可以利用以太网或wifit等方式传输数据,可以降低数据传输成本,提高数据传输的稳定性,因此,数据传输以太网为主。部分前端设备受环境限制,选用无线网络将采集数据上传到监管平台数据服务器。
无论采集哪种无线组网方式能减少布线、施工的工作量。具有以下几个优点:
一、成本低:物联网技术,一般是在“物”里嵌入智能芯片,采用嵌入式处理器和存储器,就单个节点而言,硬件成本相对而言是比较低的。采用开放的简化Zigbee协议栈,工作在2.4GHz免执照的ISN频段。
二、组网能力强:数据的传输技术必须支持树状、星状、网状等多种组网方式,网络的布设和展开无需依赖任何预设的网络设施,节点通过分层协议和分布式算法协调各自的行为,节点开机后就可以快速、自动地组成一个独立的网络。
三、对等网络多冗余、可靠性高:在数据传输中,所有节点地位平等,是一个对等式网络。节点可以随时加入或高开网路,任何节点的故障不会影响整个网络的运行,具有很强的抗毁性。
四、多条路由:在数据传输过程中,节点通信能力有限,覆盖范围只有几十米到上百米,节点只能与它的邻居直接通信,如果希望与其射频覆盖范围之外的节点进行通信,则需要通过中间节点进行连接。
3、数据安全性
后端管理系统采用一体化采集技术,为了保证数据在采集、传输过程中的安全性和可靠性,主要会采取以下几个策略:
一、采集设备在连接至客户端,需要经过身份验证过程才可以进行采集设备注册,网络传输数据包经过高度加密,这样可以保证传输过程中数据不会被第三方所窃取,保证数据在传输过程中的安全性。
二、数据中心客户端以及监管平台都具有报警的功能,这样可以对采集设备状态、采集点数据质量码进行报警。维护人员可针对报警类型进行有效的分段判断,从而快速定位故障环节,且可进行远程故障排查功能。
三、采集设备内置大容量CF卡及存储数据库,采集设备与数据中心连接断开后,可以保存至少一个月内的所有采集数据,从而实现数据中心端的数据完整性。当采集设备与数据中心进行重新连接时,将会主动对断线期间的数据进行历史恢复,同时,支持对指定时间段历史数据人工恢复功能。
物联网技术的引入,将使楼宇智能化系统发生根本性变化,主要表现有如下几个方面:
一、由物联网这个名字就不难得出,物联网技术使得管控对象的“物”本身更加智能化,“物”的内部被植入智能芯片,使其功能发生巨大的变化,使其具备着前所未有的感知功能。这些“物”有普通的传感器智能接收信息,它会对信息进行简单的交换,而带有智能芯片的传感器可以对信息进行一定的运算处理功能,接收信息,并进行一些简单的动作,这在机器人身上得到了很好的体现。
二、任何作为“物”的对象都可以作为管控的目标,大多数都以“RFD”作为基本技术支撑,任何物、动植物、人在理论上都可以根据自身的需要,通过植入智能芯片就可以作为物联网的组成部分之一。
三、充分发挥物联网开放性的技术特点,传统的楼宇智能化系统是自成一体的独立式封闭式的系统,而采用物联网技术是开放式的,具有无限扩展性和联通性的特点,将物联网技术引用到智能楼宇中,这样在世界上具备互联网接入条件的任何一个地点,都可以与自己的物联网进行连接,实现信息交换和控制等功能。
四、使得工程建设更加简易,物联网采用互联网技术与物相连,而互联网技术已经很成熟,应用最为广泛的网络技术,其底层连接方式灵活多样,然而,各家厂商的不同产品只要遵循共同的标准即可实现互联互通;最高层的应用也层出不穷,开发人员具备较为成熟的技术,能够开发出使终端用户享受便利的应用软件。
六、主要技术创新点分析
物联网技术的小型采集设备在楼宇综合管理系统中的应用还不够健全,这就需要相关人员对物联网技术的小型采集设备进行技术创新,提高物联网技术的小型采集设备在楼宇综合管理系统中的应用率。
一、作为管控对象的采集设备本身更加智能化。采集设备内都被植入智能芯片,当植入智能芯片将会使其功能发生巨大改变,会具备前所未有的感知功能。如普通的传感器能够接受信息,并对信息进行简单的变换,而带智能芯片的传感器,能够对信息进行复杂的计算处理,并自行进行一些处理动作。
二、将服务发现机制运用于智能楼宇系统中,从而使得智能楼宇系统具备了“即插即用功能实现”的接口,在一定程度上统一了智能楼宇设备接入接口,这样方便了后续功能的扩展。
三、工程建设更加简易,充分发挥物联网开放的基本特点,传统的楼宇智能化系统是自成一体的独立封闭的系统,然而,物联网是开放性的,具有无限扩展性和连通性。采用物联网这一技术,可以在世界上具备互联网接入条件的任何地点,与自己的物联网进行相连,及时实现信息交互功能。
七、基于物联网技术的小型采集设备在楼宇综合管理系统中的应用能带来的效益
根据对物联网技术的小型采集设备在楼宇综合管理系统中的应用的实例调查发现,物联网技术的小型采集设备已在山西移动楼宇监控系统中进行了应用,该设备的主要作用是将实时采集到的楼宇各业务数据传到监控平台上,实施对数据的透明监控,管理人员随时可以监测到自己所需要的数据,同时可以了解所有设备的使用情况及各类报警信息的处理情况,这样讲不在需要对数据进行繁琐的统计。
(一)、经济效益:在未来几年,物联网技术将得到广泛的应用,物联网规模将在整个产业突破一万亿人民币,而智能楼宇领域至少占据百分之二十。山西移动公司今年6月份之前已经投入300万元人民币,用于本项目的开发以及市场开拓;并计划在未来3年时间收回全部投资并取得较好的经济效益。
(二)物联网技术的小型采集设备在楼宇综合管理系统中应用的社会效益越来越明显,本项目涉及到的学科比较多,能够带动多种行业的发展,尤其是计算机、自动化、工程管理等专业,这样必然会增加我国的就业率,以缓解就业问题,保证社会的和谐稳定;本项目还可以扩展到多个行业,可以提高我国现代化的建设,能够减少事故的发生率,保证人身安全。
(三)从能源角度来看,本项目所用原料与设备均符合国家环境要求,废弃物的处理按国家统一标准执行。本着建立持续、高效、循环采用新工艺、新技术,尽量减少进入开发及今后应用过程中的物质与能量流量,从而减少废弃物的产生和排放。对于成本的核算,引入电算化和内部网等电子网络工具。
(四)从环境角度来看,本项目在开发和管理中始终积极贯彻“保护环境、协调发展、遵守纪律、循环经济、污染预防、人类健康、绿色家园”的环境方针,积极进行环境保护。本项目的后期应用可能扩展到环境监测、森林防火、施工安全等多种与人类环境密切相关的领域中,一方面可以向人类反映出环境的改变,另一方面也可以为人类提供优化环境的依据,物联网技术将在环境方面得到广泛的应用。
结束语
随着时代的发展,物联网技术将会得到广泛的应用,虽然目前物联网技术还不够十分成熟,仍处于摸索的阶段,但随着计算机技术和互联网技术的迅速发展,在智能楼宇系统中采用物联网技术将是未来楼宇建设的发展趋势;物联网技术的小型采集设备在楼宇综合管理系统中的应用将得到广泛的使用和完善。基于物联网技术的智能楼宇系统,其楼宇的安全性和功能性得到很大的提升。物联网技术在国家的大力推动下发展迅速,而且在各行各业得到了应用。智能楼宇在近些年来得以较快发展。物联网技术与智能楼宇的结合,必定将加快智能楼宇的发展,同时也推动物联网技术本身的进步。
参考文献
[1] 马一丁.透过应用看物联网发展前景[J].中国电子商情(基础电子),2010(Z1).
学习环境有狭义和广义之分,在不同语境中学习环境指代的含义也有所区别。从微观层面看,一间教室可以称为学习环境、一所学校也可以称为学习环境;而整个社会状况、国家教育政策则可以视为宏观学习环境。与此类此,基于物联网的泛在学习环境也可以分为宏观及微观两个层面。
1.1宏观学习环境杨闽提出了基于物联网的泛在学习环境,主要包括以下几个部分:物联网环境、泛在学习资源、泛在学习服务与支持。详见图1。
1.1.1物联网环境在物联网环境中,利用射频识别(RadioFrequen-cyIdentification,RFID)、光声电磁传感器、全球定位系统(GlobalPositioningSystem,GPS)、专家系统(ExpertSystems,ES)、决策支持系统(DecisionSup-portSystems,DSS)以及激光扫描器等各种信息传感设备将物体与互联网连接起来,把网络所实现的人与人之间的互联扩大到了所有事物之间的连通。它将整个人类社会无缝地连接起来,把社区、家庭、工作场所以及教育机构等等都有机地整合到一起,从而有效地实现了人机交互、人物交互和人人交互。
1.1.2泛在学习资源在网络学习环境中,学习资源主要指文本、图像、录像、动画等,由于网络传输性能与资源制作技术所带有的局限性,数字化学习资源不能满足使用者多方面学习需求方面。而泛在学习资源能根据学习者的即时需求、学习兴趣,让学习随时随地按照获取多种适应性资源,如三维影像视频、虚拟仿真资源、移动数据、海量科学数据等。
1.1.3泛在学习服务与支持学习者身上携带的移动智能学习设备,以及遍布在各地的物联网终端传感器等,构成了常时性学习所需要的无所不在的学习环境基础,实现了人与物、物与物之的交互,结合境脉感知技术使得泛在学习服务更加智能化、人性化,使得在充分考虑学习者的学习需求、学习兴趣、学习风格的基础上提供最合适的学习资源和学习服务成为可能。
1.2微观的泛在学习环境宏观的泛在学习环境为我们描述了一个理想状况下的泛在学习框架,它需要在全社会物联网高度发达的条件下才能实现,而实际上这种理想的环境是不存在的。目前有许多研究者在构建泛在学习环境领域做了大量的研究工作,涌现了许多带有泛在学习环境特征的个案,在某些局部(如一个教室、一个教学专题范围)实现了一定程度上的泛在学习。这些已经实现的泛在学习环境就是微观的泛在学习环境。比如,目前已经出现的智能教室就是这种学习环境。所谓智能教室就是利用部署在教室里的各类传感去设备,通过无线网络,自动控制教室里的计算机、投影仪、交互式白板等光、声、视、电设备,形成以智能空间技术为特征的增强型教室。在智能教室的泛在学习环境中,师生能无缝地接入资源和从事教与学活动:教室的照明可以根据室内外光线的明暗进行自动调节,使室内光线处于最佳状态,增强感官刺激;根据教室环境温湿度自动控制教室空气的新鲜度,增加活跃氛围;教师步入教室后,教学设备会自动调整到其预先设定的状态,展开教授的多媒体课件;学生进入教室后,课桌椅会根据学生个性化特点和偏好自动调节。更为重要的是,智能教室针对教学的不同环节提供贴切的技术支持,使得教师可以专注于教学、学生专注于学习,减少在一些事务性上耗费的时间和精力。智能教室使用交互式电子白班实现板书自动保存,并分发给所有学生,进行板书的电子标注凸显重点难点。系统内置的智能芯片能根据教师的授课理念,“领会”教师上课行为意图,自动控制教室内的多媒体录播设备对教学过程进行录播并可通过网络访问,方便学生课后进行复习。可见智能教室是在目前技术条件下实现的泛在学习环境雏形,在一定的空间内较好地体现了泛在学习资源、泛在学习支持与服务的内涵。
2基于物联网的泛在学习模式
随着物联网技术的不断发展,物联网在教育实践中的应用研究的不断深入,出现了许多基于物联网环境支持下开展泛在学习的探索。如利用物联网构建智能化教学环境、丰富实验教学、支持教学管理、拓展课外探究性学习。从实践的教学层次看,有针对中小学教学也有针对高等教育,如无锡市实施的“感知生长”数字农植园项目,就是物联网技术在课外教学的应用实例之一;在高校方面,建设基于RFID的校园一卡通工程对已经成为当前数字化校园建设的必备内容。从以上诸多实践领域来看,基于物联网的泛在学习可分为课堂教学、课外学习和远程教学三个方面,见图2。
2.1物联网支持课堂教学方面这是指在正常的课堂教学环境中,利用物联网技术支持教学的某一环节,从而达到“局部的泛在学习”。主要有实时教学测评、丰富教学资源、支持实验教学等方面的应用。在教学测评方面,,如在大学英语教学时,利用生理学和物理学原理,采用数字录播系统将英语标准口型和标准语音数字化,凸显口型和语音互动的典型特点。基于物联网的互动教学系统,一是可以通过口型示范功能实现标准的英语发音,二是可以提供口型纠错功能,三是能对对学习者的学习情况进行评价、打分和反馈意见。在支持实验教学方面,如某农业院校在实践基地花卉种植场安装农业物联网智能环境综合监控系统,在教学时可通过该系统可以实时检测花卉大棚内的环境因素数据(气温、湿度、日照度),结合视频录像中花卉的长势情况,分析二者的关系;通过摄像头,可以看到花卉种植技术人员如何实施栽培过程的操作技术。大大缩小了课堂与生产实践的距离。
2.2物联网支持课外学习方面课外教学活动一直以来是开阔学生知识视野、激发其学习兴趣、培养其科学探究能力的重要手段,基于物联网的课外研究性学习模式就是拓展课外教学活动宽度和深度的创新模式。无锡市建设的“感知生长”校园数字农植园,就是基于物联网构建的一个微型数字种植系统。该系统运用物联网系统的各种传感器设备,通过网络和视频技术构建数字化种养植环境,实时获取种养殖环境中的土壤养分、pH值、CO2浓度、湿度和光照强度等物理量参数,建立农作物最佳生长条件的实时数据库,供学生观察和记录动植物生长情况,理解生命形成的规律,通过撰写调研报告,展示和分享研究成果。例如在广州、香港和台湾等地在科学教育中开展的基于物联网的“数字化微型气象站”,用来观测环境温度、湿度、风速、风向、气压等指标,开发科学探究学习平台,设计基于科学探究理论的探究专题,在小学科学课程中予以应用。其目的是让学生了解天气常识、分析多个自动气象站的数据来探究当地的气候差异及变化趋势。
2.3物联网支持远程学习方面在网络教育时代,远程学习是一种非常重要的教学方式。由于远程学习是基于媒介的学习,不同于一般的课堂教育模式,教师和学生不能面对面交流。一直以来,如何对远程学习者进行有效的评价是非常困难的问题。而作为新一代感知网络的物联网技术,提供了一种较为公平、公正的远程学习评价手段。远程学习者的学习状况可以通过其自身的某些生物学特征表现出来,物联网可收集远程学习者的眨眼频率、呼吸频率、身体摇摆的次数幅度来作为评价依据。搭建一个具有传感器、射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、实时视频监控系统等功能的远程学习环境,就可以有效地感知学习者的学习状况,检测学习者的注意力集中程度,实施远程学习的评价。
3结束语
互联网上掀起了脊梁之争。
事情的缘起是,从不在“两会”上投反对票的倪萍获得“共和国脊梁”的殊荣,随后她在微博上称,“自己只是做好了本职工作,并不能承受如此嘉奖”。此时一直对倪萍大姐有特殊喜爱的李承鹏在其博客中发言说,“倪萍花了一辈子演乖孩子,而且高龄之际竟演出这么清纯的一嗲,所以好人倪萍不是脊梁,其实是伎俩。”
当然假如事情到此结束,这充其量也只是一场普通的网络骂战,在充斥着戾气的互联网里天天都在上演。但好事的网友随后爆料说,自己也被提名为“中华脊梁”候选人,但因要交9800元钱,怀疑“有花钱买奖的嫌疑”。根据网友公布的资料,该项颁奖活动确实要求参会人员缴纳9800元钱,而收款单位却查询不到任何官方信息。
中国脊梁有价,9800块一根。这个爆炸性的消息使得此次活动的主办机构:中华爱国工程联合会、中国经济报刊协会、《影响力人物》杂志、北京国发中科信息技术研究浮出水平。但事情正像多数人预料的那样,所有机构均出面撇清与此事的关系。中国经济报刊协会表示协会公章被冒用,北京国发中科信息技术研究院称,文件是一个临时工伪造的。
当然,这件事情之所以能掀起如此大波澜,并不是因为参与者倪萍或者李承鹏。我想公众之所以如此愤怒,是因为主办机构推卸责任。
其实,机构和人都一样,都会犯错误,只要出来主动认错,都还是好孩子嘛。但是很显然,这些主办机构并不是这样想,他们担心的是头顶的乌纱帽,责任不责任并不重要。
但责任不正是“脊梁”两个字最基本的含义么!?假如屋顶上的脊梁不用承担砖块和瓦片,那么它存在意义又是什么呢?我想被评为“中国脊梁”的人也一样,责任、担当、勇气、不偏不倚、公正、正义,这些东西才是“中国脊梁”的组成元素。
就像本期杂志所采访的人物雷闯一样,虽然只有24岁,在大多数同学还在校园风花雪夜的时候,他已经专注乙肝科普维权活动三年了。他只身一人,背着个双肩包全国各地“征人吃饭”。路费是网友们凑的,住宿是网友和朋友提供的,常年坐火车使得他还没有上班就患上了颈椎病。雷闯本来没有必要这般苦行僧去做公益,凭借上海交大研究生的金字招牌,他完全可以轻松地找到一份很不错的工作,但是他没有。他说,“消除乙肝歧视后,将会有9300万人因此受益呀”。我想这才是中国的脊梁。
当然作为普通公民,我们没有必要有雷闯这样高的道德要求,我们只要做好自己本职工作,承担该承担的责任,就可以了。正如《海底捞你学不会》说的那样:海底捞成功地构建了一个价值观――只要通过诚实努力的工作,就能改变自己。
企业如人,做好本职工作就是在建构这个社会的价值,当绝大多数人都相信努力认真工作就能改变自己时,你就成为了这个社会的脊梁。而你要做的仅仅是,相信它,然后去执行。
正如野夫写给他的好友李如波的信中所言,“最美的生活是善良,平等和文明;最好的工作是为未来做几件切实有益的事情;最真正的慷慨,是把一切都献给现在。”
【关键词】本体 软件工程 知识库构建 知识检索
知识作为国家文化软实力、文化产业中重要的组成部分,它的发展和应用关系国民经济发展、社会科学的进步。而知识库的概念来自两个不同的领域,一个是人工智能及其分支-知识工程领域,另一个是传统的数据库领域。由人工智能(AI)和数据库(DB)两项计算机技术的有机结合,促成了知识库系统的产生和发展。基于知识的系统(或专家系统)具有智能性,并不是所有具有智能的程序都拥有知识库,只有基于知识的系统才拥有知识库。
1 基本概念以及现状分析
“本体”是‘本’和‘体’两个独立的汉字组成的汉语复合词。‘本’字的基本含义是植物的根,引申义是事物的本源或来源;‘体’字的基本含义是人的身体,引申义是事物的身体或形体。在人工智能界,最早给出本体(Ontology)定义的是Neches等人,他们将本体定义为“给出构成相关领域词汇的基本术语和关系,以及利用这些术语和关系构成的规定这些词汇外延的规则的定义”。Neches认为:“本体定义了组成主题领域的词汇表的基本术语及其关系,以及结合这些术语和关系来定义词汇表外延的规则。”后来在信息系统、知识系统等领域,越来越多的人研究“本体”并给出了许多不同的定义。其中最著名并被引用得最为广泛的定义是由Gruber提出的,“本体是概念化的明确的规范说明”。
目前就本体语义检索而言,在国外存在有很多的检索体系,譬如:Ontbroker、SKC以及Swoogle 等语义检索系统。而我国的本体语义检索系统尚且正在处于一个起步开始的阶段,在研究进行的过程中国内的相关专家学者对于语义检索内容的及结果的相对准确率较低。
2 本体下的软件工程领域知识库构建方法
软件工程的本体构建是在软件工程知识库构建的核心。领域本体的具体内容包括软件领域知识的内涵关系、知识结构以及属性说明等。以维基百科为例分析本体下软件工程领域知识库的合理构建。
2.1 维基百科的数据分析
维基百科(英语:Wikipedia)是一个强调Copyleft自由内容、协同编辑(Collaborative Editing)以及多语言版本的网络百科全书,该网站也以互联网作为媒介而扩展成为一项基于Wiki技术发展的世界性百科全书协作计划,并由非营利性质的维基媒体基金会负责相关的发展事宜。是由来自世界各地的志愿者合作编辑而成,整个计划总共收录了超过2,200万篇条目,而其中又以英语维基百科以超过404万篇条目的数字排名第一。2015年5月19日中文维基百科被关键字屏蔽和DNS污染 ,而其他语言的维基百科暂未受到影响,可以正常访问。
维基百科社区已经制定了许多方针和指引以改善这部百科全书,但并不一定要完全熟悉这些规则后才能够作出贡献。维基百科的内容与规则是由志愿者所共同决定,维基媒体基金会大多仅作为辅助的角色,不干涉百科全书的内容。访客只需要依据方针,便能够改善维基百科、修正百科解释。无论是任何年龄、来自何种文化或社会背景的人都可以参与维基百科的行列。任何人只要能连上互联网都可按下“编辑”的链接来修改多数条目的内容,而世界上也的确有上百万人正在这么做。每个人只需要符合维基百科的编辑方针,都能够自由添加信息、参考资料或者是注释。不需要担心不小心破坏维基百科的架构,社区成员们会适时的提出建议或者修复错误。
2.2 有效的知识选择
维基百科的具体分类主要有页面导航、主题、目录划分这几个方面的内容,这些设定从不同程度上方便了用户对资料的找寻和品读。在其知识库建立的过程中,注意知识点与知识点之间的内在紧密联系,将这些分散的软件工程知识运用他们之间的内在关联进行有效的组织和整理,软件工程知识库的知识处理方式是知识到密集型信息再到知识处理结构这样一个知识处理模型当中。
在软件工程领域知识库的构建中有两部分主要的工作内容,第一是知识的储备,第二是知识的有效检索。传统意义上的语义检索是在关键词查找的结果上进行的,但是由于用户个人所出具查找关键字词的不确定原因导致检索输出的内容与用户的查找意图不相匹配,这主要是用户自身知识积累欠缺,与用户自身有着很大的关系。所以构建本体下的软件工程领域知识库有助于帮助提高语义检索输出的结果与用户实际的检索意图相吻合这一技术成果的实现。
3 结束语
随着社会时代的发展,知识的储备数量越来越多,为实现更为精确准确的语义检索系统,尽最大可能的切合用软件用户的查找意图,这对本体下知识库的建立来说是时代赠与他们的挑战。本体下的软件工程领域知识库的构建是一个及时更新、时时变动的运动过程。软件工程在整个计算机技术领域都有着至关重要的地位作用,本体的知识结构领域具备语音层面的结构意义,它能够简单的进行用户思维逻辑的模仿,从而达到实现用户精确的知识资料查询,是本体下软件工程领域知识库构建的主要研究方向。
参考文献
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