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[關鍵詞]物聯網技術RFID公安工作
中圖分類號:TP391.44 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)05-0328-01
1物聯網的概念
1.1起源
物聯網(Internet of Things)的概念的起源最初是1991年美國麻省理工學院(MIT)的Kevin Ash-ton教授首次提出的。比爾蓋茨在1995年出版的《未來之路》一書中提及物物互聯的概念。1998年麻省理工學院提出了當時被稱作EPC系統的物聯網構想。1999年,在物品編碼技術的基礎上Auto-ID公司提出了物聯網的概念。2005年11月17日,在突尼斯舉行的信息社會世界峰會(WSIS)上,國際電信聯盟了《ITU互聯網報告2005:物聯網》,其中指出“物聯網”時代的來臨。
1.2概念
物聯網,顧名思義是在傳統互聯網、電信網等基礎上,實現物與物的信息互聯與交換,達到物與物之間的通信與互動。物聯網是傳統網絡的延伸,通過感知技術將傳統網絡的終端擴展到物。這是一個將物質世界數字化的變革,每一個普通物理對象都可以作為物聯網的一部分,可以被獨立尋址通過網絡互聯互通。
1.3感知方式
將網絡終端由傳統意義上的機器延伸到物理對象的過程中,重要的一步是傳感器技術,傳感器技術可以將物理對象的信息轉化為計算機能夠處理的數字信號,是實現物與物通信的前提。目前常見的傳感設備和技術有二維碼識讀設備、射頻識別(RFID)裝置、紅外感應器、全球定位系統和激光掃描器等。通過這些傳感器技術,可以將任何需要互聯的物體信息數字化,實現物聯網由機器終端到普通物體終端轉變。
2物聯網的特征和傳統的網絡相比,物聯網有其鮮明的特征。
2.1各種感知技術的廣泛應用。
物聯網上部署了海量的多種類型傳感器,每個傳感器都是一個信息源,不同類別的傳感器所捕獲的信息內容和信息格式不同。傳感器獲得的數據具有實時性,按一定的頻率周期性的采集環境信息,不斷更新數據。
2.2數據量極其龐大
物聯網技術的重要基礎和核心仍舊是互聯網,通過各種有線和無線網絡與互聯網融合,將物體的信息實時準確地傳遞出去。在物聯網上的傳感器定時采集的信息需要通過網絡傳輸,由于其數量極其龐大,形成了海量信息。
2.3地址需求龐大
物聯網要求作為物聯網終端的每一件物品有自己獨立特有的物理地址,目前互聯網使用的IPv4協議所提供的地址資源遠遠不能滿足物聯網的需求。其龐大的地址資源需求會在下一代互聯網的IPv6協議中得以實現。
2.4智能技術的應用
物聯網不僅僅提供了傳感器的連接,其本身也具有智能處理的能力,能夠對物體實施智能控制。物聯網將傳感器和智能處理相結合,利用云計算、模式識別等各種智能技術,擴充其應用領域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理出有意義的數據,以適應不同用戶的不同需求。
3物聯網技術的典型應用
物聯網早已不僅僅只是一個概念,從它的概念提出至今的十幾年中,它已經在我們身邊或大或小的領域中有運用。我國的第二代居民身份證就采用了內置RFID技術,采用國內自主嵌入式微晶片,是全球最大的RFID應用技術。
4物聯網帶來的安全風險
物聯網的基礎是互聯網等傳統網絡,將傳統網絡的終端擴展至人與物,這樣一來就會將傳統網絡所面臨的安全風險與危害放大,互聯網所面臨的病毒攻擊,黑客攻擊等危害在物聯網中也存在。
另外,物聯網的感知層將成為一個新的安全隱患點,物聯網的傳感器采集的信息需要通過網絡傳輸,由于其數量極其龐大,在傳輸過程中,為了保障數據的正確性和及時性,必須適應各種異構網絡和協議,而在物聯網發展的目前階段,各種接口協議都還很混亂,對于物聯網的監管與保障幾乎沒有,個人隱私、情報在采集和傳輸階段面臨很大的安全性問題,所以這將是公安工作中的一個新問題。
5物聯網在公安領域的應用
目前階段下,物聯網技術應用到公安領域中,還存在很多困難和阻礙。將物聯網技術應用于現有的資源平臺,可以在應用實踐中帶動公安物聯網發展。
5.1新一代警務通系統
新一代的警務通系統采用了結合的物聯網技術,內置的第二代身份證讀卡模塊,采用了非接觸式的讀卡技術,公安民警可將二代身份證放置感應區,公民身份信息包括文字、數據、個人相片等信息顯示或提示在彩色液晶屏上,并且還可通過云計算平臺與公安專網進行互聯核查。
配備GPS系統,與警用地理信息系統配合,實現對警力部署或重點車輛的可視查詢、定時定位、自動跟蹤、區域監控、路徑優化、軌跡分析,提高了公安機關的警務工作效率和實戰能力。
5.2車輛管理系統
基于無源射頻識別技術的區域性車輛安全監管系統,通過在車輛內安裝RFID電子標簽和GPS使被標識車輛的靜態身份信息與動態運行信息有機地結合在一起。以車輛自動識別與認證服務為基礎,實現在開放性道路交通環境下對車輛運行信息和事件信息的自動采集,提供滿足不同應用環境的全天候涉車監管服務。該系統還能實現交通需求預設,路網資源的分配管理,交通流量自動統計,車輛運行狀態的實時回傳等功能。目前上海,南京就采用類似的系統對特定車輛進行管理。
6物聯網時代公安工作的展望
物聯網時代即將到來,物聯網技術對社會的改變是公安工作新的機遇和挑戰,在可預見的將來,物聯網在公安工作中將發揮極其重要的作用。
將物聯網技術引入地理信息系統(GIS)和GPS、電信運營商的無線電信網絡相結合,將是一個改變公安工作模式的改革。在突發事件和處理以及各種刑事、民事和交通案件處理時,實現對警力資源的及時高效合理地調度與充分使用,有效縮短出警反應時間,減少警務處理的盲目性,實現對警務現場的實時全方位多角度的監控及指揮調度。
物聯網技術使得具體物理對象成為公安工作的出發點,對于成為網絡終端的人、車、物的管理與控制上升到了一個新的高度。配合現有的監控、管理和資源系統,將任何需要成為物聯網終端的物理對象納入公安工作的管理之中,將在維護社會穩定,社會治安管理和打擊刑事犯罪方面起到非常重大的作用。
7總結
總體而言,物聯網技術已經完成從技術到產業的轉變,
關鍵詞:物聯網行業發展現狀;物聯網應用技術專業人才的需求;物聯網應用型人才緊缺
中圖分類號:TP393 文獻識別碼:A 文章編號:1001-828X(2016)028-000-01
一、調研的目的與意義
通過本次調研,對不同區域物聯網行業的發展現狀有所了解,掌握社會及行業對專業人才的需求情況,合理定位高職類院校物聯網應用技術專業的人才培養目標和人才培養規劃,為專業建設及提升提供決策依據。
二、行業發展現狀及趨勢
1.物聯網行業發展現狀
(1)國際物聯網行業發展現狀。物聯網這一概念提出于1999年,此后美國、歐盟、日本等世界主要經濟體先后提出了基于本國經濟特點的物聯網行業發展規劃,均認為物聯網是推動產業升級、經濟發展和確立國際競爭優勢的發動機,比如美國提出的“智慧地球”、歐盟提出的“歐盟物聯網行動計劃”、日本則提出了“U-Japan”。物聯網產業成為繼計算機、互聯網與移動通信網之后的第三次信息產業浪潮。美國Forrester機構預測,物聯網所帶來的產業價值將會比互聯網大30倍,將會是又一個萬億元級別的信息產業。
(2)國內物聯網行業發展現狀。2012年,工信部制定并了國家《物聯網“十二五”發展規劃》,提出,我國的物聯網產業將重點建設10個聚集區、100個骨干企業,實現產業鏈上下游企業的匯集和產業資源整合。
近年來,由于國家重視、政策扶持,我國的物聯網產業正處于高速發展期,被列為國家重點發展的戰略性新興產業之一。2010年,我國物聯網產業的總產值約1900億元,而2015年達到近7500億元,短短5年總產值增長了295%!隨著行業標準完善、技術不斷進步、移動互聯向萬物互聯的擴展,我國物聯網產業將面臨更大的市場空間和產業機遇。
2.物聯網行業人才培養及社會需求情況
(1)我國物聯網專業職業教育發展狀況。物聯網專業是個交叉學科,其內容涉及通信技術、網絡技術、傳感技術和RFID技術、嵌入式系統技術等多項知識。目前我國在研究生、本科、高職、中職等多個教育層次均開設了物聯網專業,但在教學過程仍存在很多問題,如教學體制落后,師資隊伍薄弱,教學設備陳舊等。為了改變這一狀況,針對物聯網專業所具有的很強的工程實踐特點,當前很多院校對基于校企合作的高職物聯網應用技術專業人才培養模式開始了探索。
(2)物聯網應用技術人才的需求。隨著物聯網產業的急速發展,其各領域上下游企業專業人才大量短缺,據工信部統計,未來5年,僅《物聯網“十二五”發展規劃》圈定的9大領域重點示范工程人才需求量就達上千萬,如智慧農業預計需求1000萬人,智能家居預計需求100萬人,智慧交通預計需求50萬人,智能醫療預計需求100萬人,現代物流預計需求20萬人,智能電網預計需求100 萬人。
同時,不少專家指出,由于其專業的跨學科性,未來物聯網產業需求更多的將是復合型人才。
3.高職院校物聯網專業開設的可行性分析
高職院校物聯網專業人才培養以培養一線的專業技能型人才為目標。培養的學生應適合領域內各企業的技術性崗位,如感知層終端設備維護、物聯網項目實施、系統終端設備維護、網絡線路設備維護、系統信道測試維護等。
(1)物聯網應用型人才緊缺。自從2009年我國提出物聯網發展戰略以來,物聯網在智能工業、智能交通、智能家居等9大試點領域逐漸發展起來,工作崗位激增,而教育部審批設置的“物聯網工程”等與物聯網技術相關的戰略性新興產業本科2011年才開始招生,培養出的學生遠不能滿足市場需要。
我區搶抓機遇,提出力爭用5年左右的時間,以構筑“智慧內蒙古”為目標,依托我區產業特色、科技基礎、區位條件和資源環境等要素,整合區內外產學研各界的力量,面向經濟、公共管理和公眾服務等領域,分期分批建設示范工程,努力把我區建設成為物聯網領域技術產業發展快速、應用先行的省區。
(2)物聯網應用技術專業人才就業前景廣闊。在我國,物聯網產業發展更貼近“政策驅動型”,相當長一段時間內,政策支持力度將持續加大。據統計,物聯網的產業價值將比互聯網大30倍,每年近百萬的人才需求量與當前各層次人才培養的速度存在較大差距,因此物聯網專業就業前景非常廣闊。
三、調研結論
高職院校物聯網專業的培養目標應要考慮學生的特點及高職院校的辦學層次,依據企業對人才的需求,在經過充分的行業企業調研的基礎上確定適當的定位。高職院校物聯網專業的辦學定位應該確定在應用層面上,培養物聯網企業所急需的一線技術人才。
隨著市場對人才需求的不斷變化,本專業對人才培養方案進行了多次調整與完善,現有人才培養方案經過近幾年的實施和改進,已經取得了較為明顯的效果,課程設置和教學內容也積累了大量的經驗,調研后將在人才培養和學科建設方面作出以下調整,我們將著實做好如下幾點:
1.根據崗位需求,不斷更新和改革,制定適應社會需求的人才培養方案目標。
2.根據崗位對應的工作任務,進一步完善課程體系,調整課程結構,增加技能性課程的比例,提高學生實踐操作能力。
3.進行課程改革,進一步突出高等職業教育的特色,從課程內容、知識體系、教學組織、訓練模式、考評手段等方面同步改革,調動學生學習積極性。
關鍵詞 物聯網技術;消防信息化;實際應用
中圖分類號 TU998 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)082-0180-02
隨著社會經濟技術的發展和進步,利用先進的現代化技術來實現生產、生活各領域的智能信息自動化已成為順應現代化發展需要的趨勢和方向,由此,在目前的科學技術基礎上發展起來的新型技術層出不窮,其中物聯網作為新興的技術和產業,在社會經濟和現代化城市建設發展中發揮了至關重要的作用。
1 物聯網的由來和發展方向
物聯網可初步理解為物物相聯的互聯網,其定義是:通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡概念。“物聯網概念”是在“互聯網概念”的基礎上,將其用戶端延伸和擴展到任何物品與物品之間,進行信息交換和通信的一種網絡概念。
最早的物聯網概念是在二十世紀末期提出來的,中國科學院1999年組成的傳感網技術研究團隊在微型傳感器、傳感終端設備、網絡通信技術、芯片開發以及無線智能傳感器等領域取得重大進展,研發水平居世界前列。2005年突尼斯舉行的國際信息社會峰會WSIS對物聯網的概念下了定義,隨后物聯網概念得到普及。2009年,物聯網得以大力發展,國際商業機械制造公司公布了“智慧的地球”策略,將智能化理念帶入基礎建設執行中,拓寬了物聯網的發展空間。
隨著近些年來的發展和進步,物聯網實現了信息技術的智能化,并在生活生產的各個領域均以得到廣泛應用,智能家居、智能醫療、智能城市、智能消防、智能交通、智能物流、智能環保、智能農業、智能司法、智能文博以及M2M平臺等相繼出現,這些都為物聯網提供了發展方向。
2 物聯網技術的發展現狀
國際電聯報告將用以感知的傳感網絡技術、用以識別的RFID技術、用以思考的智能技術以及微縮事物的納米技術提為物聯網的四個關鍵性應用技術。
1)傳感網技術。傳感網絡是在諸多空間上分布的自動裝置使用傳感器對不同空間地域的物理和環境狀況進行監控,無線傳感網絡技術通過對傳感器技術、無線通信技術、嵌入式計算機技術以及現代網絡等的綜合,實現了采集、傳輸并處理分布式信息的一體化,利用微型傳感器對個空間環境及監測對象進行實時感知和監測。
2)RFID技術。RFID可在無人工干預的各種惡劣環境中利用射頻信號識別目標對象來獲取數據信息,RFID由耦合元件及芯片組成的電子標簽、能對標簽信息進行讀寫操作的閱讀器以及用以傳遞標簽機閱讀器之間的射頻信號的天線三部分組成。
3)智能技術。智能技術是利用相關技術和手段將只能系統植入物體以實現物體的物體智能化,進而與人或其他物體進行溝通交流。
4)納米技術。納米技術是綜合利用現代科學和現代技術將單個原子或分子制成有優良性質且可投入應用的微型納米材料。
目前,全球范圍內物聯網的產業實踐主要集中在三大方向:一是“智慧塵埃”,主張實現各類傳感器設備的互聯互通,形成智能化功能的網絡;二是基于RFID技術的物流網,主張通過物品物件的標識,強化物流及物流信息的管理,同時通過信息整合,形成智能信息挖掘;三是被稱作數據“泛在聚合”意義上的物聯網,認為互聯網造就了龐大的數據海洋,應通過對其中每個數據進行屬性的精確標識,全面實現數據的資源化,這既是互聯網深入發展的必然要求,也是物聯網的使命所在。
3 物聯網技術在消防領域的具體應用
《武警消防部隊“十二五”信息化建設項目總體規劃》提出,消防部隊的廣泛業務涉及面及龐雜多樣的裝備器材,需要對物聯網的規劃作出統籌設計,實現對物、事、人的高效一體化管理。利用物聯網技術構建智能消防安全信息平臺,可以實現消防監督、滅火救援、部隊管理的動態化、智能化、網格化管理。
3.1 物聯網技術在城市消防安全中的應用
物聯網技術在防火工作中的具體應用主要表現在三個方面:
1)消防水源的動態管理。傳統的工作方式是定期派出專人對城市消防水源進行實地巡檢,然后將檢查情況錄入相關數據庫。這種方式效率低下,不能動態地、及時地獲取消防水源信息。借助物聯網技術,我們可以給每一個消防栓制作電子標簽,設置觸發傳感器,將位置、水壓、管網等關鍵信息實時通過3G網絡傳送至消防信息中心,為滅火救援行動提供實時動態的水源信息。
2)建筑設施的消防智能化管理。目前大部分建筑的均安裝了內部消防設施,檢查這些設施的好壞,通常是通過消防檢查來定期對其檢測,這些行為都受制于檢查人的精力、專業素質、能力高低,往往出現失控漏管的現象。通過物聯網技術,實現建筑消防設施與消防信息中心的聯網,可以實時掌握建筑消防設施工作狀況,監控消防安全通道的是否占用等。通過這項技術,可以極大地減輕消防監督人員的工作強度和壓力。
3)重點單位、危險源的實時管理。我們可以在重點單位的重點部位、危險源安裝傳感器裝置,實時采集易引發火災的大氣、水、濃度、壓力等環境信息,采集的信息傳送至消防信息中心,由專門的信息系統立刻對采集的環境數據進行分析,一旦發現異常情況立即通過短信、語音實時報警。這樣可以第一時間對致災因素進行處理,將事故消滅在萌芽狀態。
[關鍵詞]物聯網;關鍵技術;應用
[中圖分類號]TP393.4 [文獻標識碼]A
[文章編號]1672-5158(2013)05-0063-02
引言
物聯網作為一種新興的網絡技術,融合了人們熟悉的嵌入式系統和無線傳感器網絡等技術的綜合應用并加以創新。目前,物聯網已經是多數國家構建經濟發展的新模式與增強國家競爭力的先導技術。發達的國家會通過國家戰略指引和應用試點的建設等措施促進物聯網的發展,來搶占戰略上的主動權與發展的先機。在我國已經擁有一定的技術和產業優勢。
一、物聯網的關鍵技術
(一)射頻識別
射頻識別技術就是一種非接觸的自動化識別技術,它的原理是運用射頻的信號與空間耦合的傳輸特性,從而實現了對物體的自動識別。射頻識別技術是物聯網技術的基礎和核心所在。射頻識別系統一般都由電子標簽和閱讀器組成。其基本的工作原理是通過電子標簽和閱讀器之間的耦合元件來實現射頻信號的耦合。在耦合的通道內,依據時序的關系,進行能量傳遞和數據交換。在實際的運用中,被識別的物體上將貼上電子標簽,在可識讀范圍內,閱讀器會自動以無接觸的方式將物體上電子標簽中的約定識別的信息讀取出來,實現了識別物品的自動化和物品標志信息自動收集的功能。
(二)無線傳感
現在,物聯網的快速發展,人類開始關注傳感器技術的應用。無線傳感器網絡就是將一系列空間分散的傳感器單元組織起來,進行物理世界和數字世界的連接。WSN通過各個節點之間相互的感知,將各自采集到的數據進行傳輸匯總,根據采集到的信息對網絡覆蓋區域的監測信息進行處理。當前,在物聯網應用關鍵技術中的研究的熱點對傳感器節點定位研究。
(三)認知計算與智能控制
認知計算的要點是建立在對腦科學研究的基礎之上,通過人腦的意識來實現目的的控制,由此,目前人工智能技術研究的一個主流方向偏向于認知計算,其研究的成果也成為智能技術發展的科學理論基礎。可預測,在物聯網未來的發展中,想要有效的對目標物體進行控制,需要在環境中可以獲得物體自身的行為習慣,才可以為物聯網的發展提供更多的依據。
(四)納米技術
一般來說,納米技術研究的尺寸結構約在0.1~100nm之間。如今,伴著傳感器技術的快速發展,耗能低、體積小和高質量的微型傳感器慢慢得到人們的重視,呈現大部分人應用的趨勢。在現在,在科學技術指導下生產的納米傳感器,有效利用傳感器的優勢完成艱難的任務。
二、物聯網技術的應用
(一)智能家居
所謂智能家居指的是一個居住的環境,以住宅作為平臺安裝一個智能家居系統來展現一個真實的居住環境,智能家居系統的實施過程被稱為智能家居的集成。根據住宅這樣一個平臺,綜合利用有線與無線網絡平臺的通信技術,安全防范系統和燈光窗簾控制的一系列系統,對所有與家居生活相關的一些設施進行集成,以提升生活的便捷性、安全性,實現節能環保的居住環境。
(二)物聯網冰箱
對于物聯網冰箱,不但能夠儲存食物,通過和網絡的鏈接,還能識別出冰箱中所有食物的相關信息,消費者還可以及時讀取這些信息,使消費者針對性的處理冰箱里的食物。除此之外,常用的美食網站和食譜還能被其收集,還可以根據用戶對食物的評分了解用戶對食物的喜好。它還知道對用戶身體有益的食物,提升用戶的生活質量。
(三)智能交通
智能交通是交通系統未來發展的一個方向,它有效的對先進的信息技術進行集成并運用于整個地面交通管理系統,從而構建的一個在大范圍內發揮作用的綜合交通運輸管理系統。有效地的利用現有交通設施來減輕交通的負荷,提高運輸的效率和保證交通的安全,因而,智能交通系統受到世界各國的重視。
(四)智能門票
將物聯網技術運用在門票中,無論觀眾是誰、在哪里或者同伴在何處都會被計算機系統識別出。在觀眾進入公園之后,附近的公交站和餐飲點的位置都能及時知道。組織者可以知道各個場館的觀眾分布情況,可以向觀眾給出一些的參觀建議;還可以有效的調動車輛,交通效率得以提高。
(五)智能醫療
智能醫療是以物聯網技術作為基礎,運用智能型的手持數據終端為一線的醫護人員提供及時的隨身數據。醫護人員在進行查房時,根據這個智能終端和無線網絡進行連接,能夠得到患者住院的信息,病歷和檢查的結果等,醫護人員的工作效率得到了很大的提高。
(六)智能物流
利用物聯網的集成智能化技術對物流進行智能控制,讓物流系統可以模仿人的行為,物流系統可以進行推理判斷和自行解決物流中存在的某些問題。在物聯網技術中,能夠主動獲取物流過程中的信息并主動分析信息,還能主動監控車輛和貨物,實現從源頭開始跟蹤與管理商品,使信息流比實物流要快一步。同時,智能物流也作為現代物流業的發展趨勢,對云計算、物聯網等現代信息技術進行綜合的利用,以信息化和智能化系統作為支撐點,實現物流與信息流高效配置的一種物流體系。
(七)智能農業
我國還處在發展的初級階段,作為是一個農業大國,國家安定和人民生活水平的提高和農業能否健康陜速發展有直接的聯系,也關系到十提出的全面建設小康社會的宏偉目標順利的完成。把物聯網技術充分運用到我們國家的農業當中,農產品的結構在一定程度上得到優化,尤其是在動植物數據的采集和分析等相關方面,以實現國家現代農業的迅速發展。
三、物聯網技術的發展趨勢
物聯網具有非常廣闊的前景,通過使用物聯網,我們目前的生活方式將會有很大的改變。有效的應用物聯網能夠提高經濟效益和節約生產的成本;很多相關行業的發展可以以物聯網的技術作為理論指導,為世界經濟的穩定發展提供新動力;物聯網的應用還可以給我們的生活帶來很多的便捷。在物聯網的世界里,任何物體都被賦予了一定的智能,一些原本需要人類干預才能完成的事情,在物聯網中可以自動完成。構建一個真正有效實用的物聯網才是關鍵點所在,有兩個因素時不可或缺的。第一就是規模性,鏈接入網絡的物體需要達到一定的規模,有了一定的規模,才能真正發揮出智能的作用。第二就是流動性,物體常常是處于運動狀態中,為了使物體處在運動的狀態,就需要建立起配套的大容量移動互聯通道。
四、結束語
隨著技術的不斷成熟和完善,物聯網給人們的日常生活帶來很多的便捷。然而物聯網的發展還是處在一個初級的階段,還沒有形成一個龐大的網絡體系,在實現的過程中還會出現不可預見的問題。但是物聯網的前景是很樂觀的,有著十分巨大的市場潛力。所以我們一定要把握住這次機會,相關標準的研究和制定要加快,在關鍵技術與核心技術上要有自主知識產權,加快物聯網產業發展的步伐。這需要政府大力扶持物聯網產業的發展,創新核心的技術,需要加快制定與物聯網相應的法律規范,并不斷去完善。同時也需要一大批的企業把眼光投向未來,把物聯網技術和提升企業競爭優勢的戰略決策想聯系起來。
參考文獻
[1]徐湞基.物聯網應用技術綜述[J]科學論壇,2013.01:282
[2]李真,宋朝陽.物聯網技術發展及應用研究[J].軟件雜志,2012.55(08):125-127
關鍵詞:物聯網技術;關鍵技術;進展;應用
0引言
物聯網技術的不斷發展,逐漸從原來的計算機、無線通信過渡到遠程控制和人工智能等多個技術領域,物聯網技術已經成為一個跨越多行業推動社會發展的力量。目前,世界上主要的發達國家都對物聯網發展計劃高度重視,國外發達國家相繼推出了和物聯網相關的技術和產業戰略布局。因此,研究物聯網技術的進展以及應用前景,能夠為我國在全球信息化發展階段,提供一定的借鑒和參考價值。
1物聯網技術的概述
物聯網技術是在互聯網發展的應用的基礎上,不斷延伸擴展形成的網絡技術,和互聯網技術不同的是,物聯網是利用互聯網的架構,來實現物與物相連的技術,因此,物聯網的核心和基礎是互聯網。物聯網的定義在世界上比較公認的是:利用無線傳感器和無線射頻技術、納米技術以及智能技術的傳感設備,利用互聯網架構搭建的能夠進行定位、跟蹤和追溯管理的網絡。因此,物聯網的技術關鍵就在于通過無線傳感器和無線射頻技術、納米技術以及智能技術的傳感設備獲取物品的各種信息,然后利用互聯網進行數據交互,因此,物聯網技術進展,就里不開無線傳感器、無線射頻技術、納米技術以及智能技術的傳感設備的發展。
2物聯網技術的進展
從物聯網的概述以及定義,可以看出物聯網的發展和物聯網技術傳感設備的發展息息相關,因此,本文探討了無線傳感技術、無線射頻識別技術、納米技術和智能技術這4種關鍵技術的發展。
2.1無線傳感技術
無線傳感技術是連接物理世界、數字虛擬世界和人類社會的橋梁,物聯網的應用的基礎,就是無限傳感技術,利用無線傳感技術,能夠更好地對物品進行監測、感知和數據采集,同時也能夠和互聯網平臺進行數據交互。因此無線傳感技術的發展,直接關系到物聯網技術落地和實際應用的領域。目前,低成本、微型化、低功耗以及靈活的組網方式、鋪設方式是無線傳感技術的發展方向。
2.2無線射頻識別技術
無線射頻識別技術(RFID)是一種利用無線射頻信號及其空間耦合的傳輸特性,通過非接觸對附有標簽的物體進行辨別的自動識別技術,無線射頻識別技術的3個重要部分分別是天線、閱讀器和標簽,其優勢在于能夠可實現高速運動下對特定物品的識別,且能夠實現同時對多個附有標簽的物體的識別的目的。已經廣泛應用到生產制造、物流管理和公共安全等各個領域。
2.3納米技術和智能技術
隨著互聯網技術的不斷發展,物聯網技術的應用,也逐漸形成了以物體為核心,將物與物之間進行智能化關聯,而納米技術優勢非常明顯,利用納米技術,能夠讓物聯網更智能地互聯,且進行數據交互,納米技術的應用方向為納米電子技術、納米力學技術和納米材料技術等,而智能技術則是通過對物體內植入智能芯片,將智能賦予相關的物體,并通過互聯網與物體、人之間進行主動、被動交互,機器人技術將成為未來智能技術的發展方向。
3物聯網技術應用研究
目前,物聯網技術的應用還屬于初級階段,預計物聯網技術的未來會迅速地發展和長遠地應用,本文從與人生活相關的吃穿住行方面,介紹了物聯網的應用方向和前景。
3.1生活相關的智慧城市物聯網
在城市中應用物聯網技術,能夠讓城市的規劃更加科學,城市功能更加完善,城市的各項服務更加便利,能夠讓城市更好地適應人們的生活,將城市生活與經濟社會實現可持續發展完美結合,同時智慧城市建設,也能夠讓城市更加方便管理。
3.2出行相關的交通物聯網
目前,城市道路擁堵已經越來越普遍,將物聯網技術應用在交通上,將公交車、公交站點和城市道路結合起來,同時利用傳感器和監控中心數據交互,能更方便人們的出行。
3.3農業生產相關的農業物聯網
物聯網技術在農業生產上的應用,能夠讓農業有更好的發展,節省人工,提高農業生產的效率,例如在大棚農業種植的時候,就可以通過物聯網將實時對監測蔬菜大棚的溫度、濕度以及土壤鹽堿度等數據,便于對大棚的管理,同時也可以遠程控制大棚的溫度調節裝置,大大提高大棚管理的效率。同時物聯網的應用發展,也為綠色農業的發展提供了應用基礎,能夠更好地對農產品追根溯源,提高農產品的生產的科學化和規范化。
3.4建設醫療服務物聯網
建設新的醫療互聯網,將病人和醫院的數據庫系統相結合,能夠對人體的各類數據進行采集,傳輸到醫院的大數據庫系統中進行分析,進而掌握病人的生活數據,能夠在就醫時,更方便醫生對病人進行會診,同時也能夠為人提供更好的就醫和健康咨詢服務。
4結束語
目前,物聯網技術的發展及應用備受人們的關注,在吃穿住行方面,物聯網的發展都有著巨大的前景,物聯網技術的發展將會是世界經濟發展的驅動力。但是,物聯網技術仍處于研究和實驗性應用階段。因此,在未來的發展過程中,還需進行深層次的研究,發揮政府的引導和支持力量,加大專項研究力度,更好地推動物聯網的發展。
參考文獻
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關鍵詞:物聯網; 物聯網應用技術專業; 課程設置
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2013)35-7994-02
從智慧地球到感知中國,從無線傳感到云計算,物聯網作為一個新興產業掀起了信息產業的第三次。隨著其迅速發展,物聯網必將成為新的生產力的代表和主要的經濟增長點。作為重點培養技能型人才的高等職業教育,更要緊密關注國家經濟改革和發展實際,并結合自身特色,從辦學定位、人才培養模式、專業結構、課程設置等角度出發進行探索,開設物聯網應用技術專業培養高素質的中國物聯網人才,以解決行業人才短缺問題。
1 物聯網基本定義及應用領域
什么是物聯網?明確這一核心概念是認識和把握物聯網應用技術專業的前提。目前,對物聯網的界定可謂仁者見仁,智者見智,沒有統一的定義。筆者根據物聯網的特點認為物聯網是新一代信息技術的重要組成部分。其英文名稱是“The Internet of Things”。它是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通信,以實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。它不僅揭示了實現信息傳遞的介質,而且指明了傳遞的內容以及所能達到的目的。
物聯網又稱傳感網,是人與物理世界的智慧交流。其用途非常廣泛,遍及生產、生活各個方面,如智能建筑、智能交通、智能消防、環境保護、政府工作、平安家居、工業監測等多個領域。
2 物聯網的特點
2.1 實時性
傳感器按一定的頻率周期性的采集環境信息,通過各種電信網絡與互聯網的融合,可靠傳遞,將物體的信息實時準確地傳遞出去。
2.2 正確性
物聯網上部署了大量的多種類型傳感器,每個傳感器都是一個相應的信息源,不同類別的信息源所捕獲的信息內容和信息格式皆不同。為了保障數據的正確性和及時性,必須適應各種異構網絡和協議。
2.3 可擴展性
物聯網是建立在互聯網上的泛在網絡,具有智能處理能力,能夠對物體實施智能控制。物聯網從傳感器獲得的少量信息中分析、加工和處理出有意義的數據,以適應不同用戶的不同需求,發現新的應用領域和應用模式。
2.4 智能處理性
智能性是物聯網的一個重要特點,其利用云計算、模糊識別等各種智能計算技術,對海量數據和信息進行分析和處理,對物體實施智能化的控制。
2.5 安全性
物聯網信息采集頻繁,其數據安全是一個重要問題。針對于物聯網相關企業、公司來說,物聯網上涉及很多內部信息,信息泄露將是一個很大的事故,必須保證信息訪問權限,是物聯網應用技術專業最基本的設計原則。
3 物聯網應用技術專業設置的理由
3.1經濟社會發展的迫切要求
高等職業教育是社會主義市場經濟發展的產物,高職院校必須面向市場,融入到市場經濟中,圍繞市場需求設置專業。物聯網作為繼計算機、互聯網之后的又一次信息產業浪潮,其廣闊的應用需求和巨大的產業發展空間必然要求高等教育要設置相應專業,培養專門技術人才。當前,世界主要發達國家都從國家戰略高度來大力推動物聯網的發展,我國政府也高度重視物聯網的發展,著力推動傳感網在促進國家經濟發展中的作用。
3.2 廣闊的物聯網應用領域的必然要求
隨著科技的進步,改革開放的不斷深化,經濟社會總是向前發展,新的職業和崗位層出不窮,這就要求專業建設必須與時俱進。物聯網應用技術專業正是順應經濟發展對信息產業的要求而產生的,以培養各行各業如各類物聯網企業和IT企業從事物聯網方案設計、物聯網方案系統集成、物聯網技術應用實施等崗位工作的人才。
4 物聯網應用技術專業人才培養目標
物聯網應用技術是在互聯網技術基礎上延伸和擴展的一種網絡技術。以重慶城市職業學院計算機應用技術專業為例,該專業原有的網絡管理專業方向人才培養目標一般是建網、管網、用網三個專業技術方面,頂崗實習生或者畢業生只能從事網絡布線、設備安裝、調試配置、網絡運行維護與安全管理等方面的工作,不能適應物聯網這一新興產業對新型人才的需求。因此,物聯網應用技術專業人才培養目標是培養適應社會主義現代化建設,尤其是適應區域經濟發展的需要能夠擁護黨的政策路線掌握必需的文化知識,具有扎實的物聯網知識和技能,從事物聯網集成方案設計、方案系統集成、物聯網技術應用實施與維護等相關崗位工作的高端技能型物聯網技術專門人才。
5 物聯網應用技術專業課程體系設置
5.1 增加物聯網應用技術類課程
以重慶城市職業學院計算機應用技術專業為例,根據物聯網應用技術專業建設原則性,通過調整網絡管理專業方向課程體系及課程標準的途徑,在原有專業基礎課、專業主干課的基礎上,增加物聯網應用技術類課程,如測控技術與儀器、信號與系統、傳感器與自動檢測技術、智能嵌入技術、RFID(射頻識別技術)、傳感器網絡技術等課程,提升專業課程對接物聯網產業的吻合度,從而提高物聯網應用技術專業服務產業的能力。
5.2 更新物聯網應用新技術內容
一般情況下,教材的滯后性及不完整性使得教材內容常常與生產技術脫節,并落后于生產技術的發展。因此,應積極開展專業課程教學內容改革,及時更新教學內容。以重慶城市職業學院為例,計算機教研室應組織教師根據 “項目導向”要求自編具有高職特色教材,補充關于物聯網應用技術的新知識新技能,讓學生能夠充分掌握物聯網應用技術最前沿的知識和技能,為他們在頂崗實習期間或畢業后能夠順利地在物聯網相關行業尋得一席之地而奠定良好的基礎。
6 建立物聯網應用技術校內校外實訓室
專業人才的培養就要有理論支持,又必須通過實踐操作提高能力。這就必須借助實習實訓設備。而實訓室的建設以物聯網應用技術為核心,與物聯網企業合作,理論聯系實踐,實踐聯系工程項目,并注重創新項目實踐,讓學生能夠真正掌握物聯網應用技術核心能力。
7 提高師資隊伍專業水平
高素質的師資隊伍是專業發展的核心要素。為提高教師專業水平,可利用寒暑假,送教師到企業掛職鍛煉或外出培訓,提高教師的實踐能力和課堂教學的有效性,為教師的專業發展和學生的成長奠定基礎。
8 結論
作為新興戰略性產業的代表,物聯網的出現將會促進信息化的進一步發展,帶來更多的創新應用和服務。高職院校應跟蹤物聯網發展的趨勢和前沿技術,占領人才培養的制高點,從而使所教知識皆能轉化成社會生產力。
參考文獻;
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【關鍵詞】物聯網;RFID技術;應用
隨著社會的發展,物聯網被越來越多的人所熟知,現如今,物聯網技術已經融入了我們的生產和生活之中,與人們息息相關,我們可以認為它是社會發展的產物。
1.關于物聯網的概念以及特征要素的說明
1.1簡要說明物聯網的概念
一直到現在大家對物聯網仍然沒有一個系統明確的定義,但是我們通常認為物聯網技術是通過一些信息采集、傳輸和處理系統建立人與物、人與人以及物與物之間關系的技術。它通過進行數據的交換以及處理實現智能化的控制與識別,我們可以簡單的認為物聯網就是一個龐大的進行信息溝通和交流的網絡。
1.2對物聯網特征要素的相關說明
物聯網一般的情況下都具備可靠傳遞、智能處理以及全面感知這三大特性,物聯網能夠對采集的數據和信息進行及時的感知,在感知完成之后會進行精確可靠的傳輸。在傳輸時把信息網絡和互聯網融合在一起,共同作用保證數據信息的完整和準確,然后自身進行一系列的智能分析、處理和融合。除此之外物聯網還具備三個要素,第一是信息感知,第二是信息處理,最后一個則是傳送網,在采集數據之前少不了對數據的感知,信息感知是物聯網的基礎,我們運用敏銳先進的感知技術和設備對信息數據感知和采集。采集到的數據需要通過無所不在的無線通信網絡進行傳送,當然了最終的數據還不能是雜亂的,這就少不了物聯網對數據的處理。
2.簡單介紹幾種關鍵的物聯網技術
2.1對FRID技術的介紹和說明
FRID技術是物聯網技術中的一項關鍵技術,這種技術可以在信息采集的過程中進行非接觸式的自動識別,并且它的識別過程是不需要人工進行干預的,也因此可以在人們無法工作的惡劣環境下發揮出其重要的作用。FRID技術之所以能自動識別是通過射頻信號及其傳輸特性對目標獲取相關數據和信息,它不僅可以獲取到靜止的物體的數據,還可以獲取高速運動的物體的數據。FRID一般情況下由讀寫器、標簽以及天線這三部分構成,它因為具備著很多的優點,諸如高效可靠、方便快捷等,被大家廣泛使用。
2.2關于WSN技術的介紹與相關說明
WSN集數據采集、傳輸以及處理等功能于一體,是一種方便高效的網絡系統,也因為其成本低、可靠性高、靈活便捷等優點受到越來越多的人的關注和歡迎。WSN的網絡結構包括了傳輸層、應用層和網絡層,除此之外還有數據鏈路層和物理層著兩部分,這五部分共同構成了WSN的網絡結構。
2.3簡要介紹智能技術
除了上面介紹的兩種技術之外,智能技術也是互聯網技術之中的一種關鍵的技術,智能技術的使用,使人們的目的更容易得以實現,是達成預期要求的一種重要的方法和技術。我們都知道,物聯網技術就是要實現物體的智能化,為人們提供更多的便利,減弱工作之中的麻煩,那么我們就需要通過智能技術建立人與物之間的聯系。現如今我們通過嵌入式技術來實現智能化,而所謂的嵌入式技術,就是我們通過特殊的方法和手段將智能的控制系統植入到物體之中,實現我們的智能控制。
2.4對納米技術的相關介紹和說明
物聯網關鍵技術主要有四種,除了以上介紹的三種以外還有一種就是納米技術,大家都知道納米是很微小的,那么可想而知,納米技術一般都是應用在一些微小的物體之中。在很多情況之下我們都需要對設備進行微小化,這種狀況之下納米技術就是不可或缺的了,我們需要微小的設備來承載數據和信息保證物體的正常工作和運行。
3.關于物聯網應用作出的相關探討
一項新技術的產生往往都是為了給人們的生產和生活帶來更多的便利,當然了,物聯網技術也不會是一個例外,將物聯網廣泛的應用與各個領域之后,為我們帶來了很多的便利。并且現如今物聯網的應用是很廣泛的,它在工業、軍事,交通、物流、農業以及醫療行業等不同的行業之中都發揮著重要的作用,下面我將針對在城市管理方面的應用作出說明。2009年,美國的迪比克市與IBM合作,建立美國第一個智慧城市。利用物聯網技術,在一個有六萬居民的社區里將各種城市公用資源(水、電、油、氣、交通、公共服務等等)連接起來,監測、分析和整合各種數據以做出智能化的響應,更好的服務市民。迪比克市的第一步是向所有住戶和商鋪安裝數控水電計量器,其中包含低流量傳感器技術,防止水電泄漏造成的浪費。同時搭建綜合監測平臺,及時對數據進行分析、整合和展示,使整個城市對資源的使用情況一目了然。可見,人們日常生活和工作過程中,少不了物聯網技術的運用。除此之外在飛機制造業、離散制造業、鋼鐵行業等多種行業之中,物聯網技術都發揮著很大的作用,為這些行業的制作過程提供了便利,也節約了時間和成本。當然了還有生活中大家所熟知的智能停車場、智能電網等都是物聯網技術廣泛運用之后帶來的成效,盡管現如今物聯網技術還存在很多的問題,但阻止不了物聯網技術在當今社會的發展。
4.結束語
經濟社會的高速發展對物聯網技術也提出了越來越多的要求,但目前物聯網技術還不是很成熟,還存在著很多的問題。面對這些問題,我們應該做出深入的分析和研究加以解決,使物聯網技術取得更大的進步,讓物聯網技術更加廣泛的應用于大家的生活之中,為人們帶來更多的便利。
【參考文獻】
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物聯網在中國物流行業應用的發展歷程
物聯網的發展是一個從信息自動提取、信息整合、物品局域聯網、局部系統的智能服務與管控等向全網融合的逐步深化的過程。在中國,物流行業物聯網技術的應用經歷了三個階段。
(一)啟蒙階段(2003~2004年)
在啟蒙階段,物流行業物聯網的應用是從兩個獨立的技術路線開始探索的,一是基于RFID/EPC的技術路線,二是基于GPS/GlS的技術路線。
1999年,國際上在RFID/EPC的基礎上提出了物聯網概念,2003年1 1月,EPC global成立,同年,基于RFID/EPC的物聯網概念引入中國,在中國成立了EPC global的分支機構。2004年4月,中國舉辦了第一屆EPC與物聯網高層論壇,10月,舉辦了第二屆EPC與物聯網高層論壇。同年,關于物聯網的圖書首次在中國出版。在這一時期,中國物流領域掀起了第一輪物聯網概念炒作與應用的小,組織了一系列關于RFID/EPC的會議,一些關于RFID技術與應用的雜志與網站開始創辦,人們對RFID技術在物流行業應用也寄予厚望。在物流領域,基于RFID技術的解決方案、應用案例不斷涌現,智慧化的物流系統開始出現。
GPS/GIS技術與物流可視化管理系統的理念,大約從1999年前后在國內物流領域開始探討和報道,自2001年開始探索GPS在物流貨運監控與聯網管理上的應用,2003年開始出現一些成功的應用案例。這一階段是應用GPS/GIS感知與定位技術結合互聯網技術,對移動中的物流運輸車輛與貨物實現聯網、跟蹤、定位、調度、配貨等智能管理與運作,初步具備了物聯網的特征,但是當時這一技術路線及其應用案例并未納入物聯網理念范疇。
(二)起步發展與探索階段(2005~2009年)
雖然物聯網在物流行業的發展一開始就遇到了很多問題,但是人們并沒有停止物聯網在物流行業應用的探索。如:針對RFID芯片成本問題,一方面通過加快技術創新,不斷降低RFID芯片成本,另一方面,物流行業也結合實際探索RFID技術應用模式,消除成本帶來的影響。
其中最為典型的應用是“中國集裝箱電子標簽系統”在航運“物聯網”項目中的應用。“集裝箱RFID貨運標簽系統”通過RFID無線射頻識別技術與互聯網的有機結合,可為貨主、港口、船公司、海關、商檢等相關單位提供集裝箱實時狀態信息,對提高集裝箱運輸的安全水平和運輸效率具有重要意義。
除了以集裝箱為單元的物聯網應用,很多企業還在探索以更小的物流單元――托盤物流單元為終端節點的物流行業物聯網系統。比如,煙草行業對全行業使用的托盤均要求嵌入RFID標簽,實現煙草物聯網應用。
在GPS/GIS方面,為了實現智能調度、可視化運輸管理,很多企業建立了基于互聯網的物流運輸GPS追蹤系統,從而實現對全公司所有車輛在全國各地移動過程中的感知、定位、追蹤與智能調度管理。社會的物流信息平臺,也借助這一技術,對在途車輛提供在線配貨信息服務,實現回程空車可就近配貨、在線監控與管理,從而實現貨運物聯網應用。
(三)理念提升階段《2009年至今》
2005年11月17日,國際電信聯盟(ITU)借用了原來基于RFID/EPC技術提出的“物聯網”概念,從更廣泛的角度提升了物聯網理念,了《ITU互聯網報告2005:物聯網》,宣布了無所不在的“物聯網”通信時代來臨。得益于ITU在2005年的以物聯網為標題的年度報告,物聯網理念得到了全面提升,形成目前以感知技術、網絡通信技術和智能應用技術為核心的三大物聯網本質特征。
圍繞三大本質特征,目前物聯網感知技術更加豐富,除RFID技術以外,面向所有感知技術開放,凡是能夠起到自動感知的技術體系都可以納入物聯網感知技術體系,目前常用的傳感技術、RFID技術、GPS衛星定位與識別技術、視頻識別或機器視覺技術等都可納入物聯網終端感知技術體系;網絡方面,互聯網、傳感網、局域網、電視網、電信網也在走向融合,可納入物聯網網絡技術體系;智能應用則更加廣泛,打開了智能物流發展創新的空間,一個智慧物流的時代正向我們走來。
物流申的物聯網技術
(一)物聯網概念與主要技術體系
目前物流行業大多數人認可的物聯網定義為:物聯網是“物物相連的互聯網”,即通過各類傳感裝置、RFID技術、視頻識別技術、紅外感應、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,根據需要實現物品互聯互通的網相連接,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的智能網絡系統。
物聯網的特征主要體現在三個方面:一是互聯網特征,即對需要聯網的物~定要能夠實現互聯互通的互聯網絡;二是識別與通信特征,即納網的“物”一定要具備自動識別與物物通信(M2M)的功能;三是智能化特征,即網絡系統應該具有自動化、自我反饋與智能控制的特點。
(二)物流中應用的物聯網主要技術
根據物聯網的特征來劃分,物聯網主要有三大技術體系,一是感知技術體系;二是通信與網絡技術體系;三是智能技術體系。下面結合其在物流行業應用情況進行分析。
1、物流業常用的物聯網感知技術
為了對物流中的“物”進行識別、追溯,常采用的是RFID技術、條碼自動識別技術:
為了對物流中的“物”進行分類、揀選、計數,常采用的是RFID技術、激光技術、紅外技術、條碼技術等;
為了對物流中的“物”進行定位、追蹤,常采用的是GPS衛星定位技術、GIS地理信息系統技術、RFID技術,車載視頻技術等;
為了對物流作業中的“物”進行監控,常采用的是視頻識別技術、RFID技術、GPS技術等:
為了對物品,尤其是特殊物品的性能及狀態進行感知與識別,常采用的是傳感器技術、RFID技術與GPS技術等:
綜合來看,在物流行業目前最常用的物聯網感知技術主要有RFID技術、GPS技術、傳感器技術、視頻識別與監控技術、激光技術、紅外技術、藍牙技術等。
2、物流行業常用的物聯網通信與網絡技術
在區域范圍內的物流管理與運作的信息系統,常采用企業內部局域網直接相連的網絡技術,并留有與互聯網、無線網擴展的接口;在不方便布線的地方,常采用無線局域網技術;
在大范圍物流運輸的管理與調度信息系統,常
采用互聯網技術、GPS技術、GIS地理信息系統技術相結合,組建貨運車聯網,實現物流運輸、車輛配貨與調度管理的智能化、可視化與自動化:
在以倉儲為核心的物流中心信息系統,常采用現場總線技術、無線局域網技術、局域網技術等網絡技術;
在網絡通信方面,常采用無線移動通信技術、3G技術、M2M技術、直接連接網絡通信技術等。
綜合分析,物流行業為了使移動或存儲中形態各異“物”能夠聯網,最常采用的網絡技術是局域網技術、無線局域網技術、互聯網技術、現場總線技術和無線通信技術。
3、物流行業物聯網常用的智能技術
在企業廠區的生產物流物聯網系統,常采用的智能技術主要有ERP技術、自動控制技術、專家系統技術等;
在大范圍的社會物流運輸系統,常采用的智能技術是數據挖掘技術、智能調度技術、優化運籌技術等;
在以倉儲為核心的智能物流中心,常采用的智能技術有自動控制技術、智能機器人技術、智能信息管理系統技術、移動計算技術、數據挖掘技術等;
以物流為核心的智能供應鏈綜合系統、物流公共信息平臺等領域,常采用的智能技術有智能計算技術、云計算技術、數據挖掘技術、專家系統技術等智能技術。
綜合來看,物流行業物聯網常用的智能技術有智能計算技術、云計算技術、移動計算技術、ERP技術、數據挖掘技術和專家系統技術等。
物聯網技術在物流業的應用狀況分析
(一)感知技術應用狀況
在中國物流信息化領域,應用最普遍的物聯網感知技術首先是RFID技術。RFID標簽及智能手持RF終端產品有比較廣泛的應用,RFID技術主要用來感知定位、過程追溯、信息采集、物品分類揀選等。
其次是GPS/GIS技術。物流信息系統采用GPS/GIS感知技術,用于對物流運輸與配送環節的車輛或物品進行定位、追蹤、監控與管理;尤其在具有運輸環節的物流信息系統,大部分均采用這一感知技術。
視頻與圖像感知技術居第三位。該技術目前還停留在監控階段,需要人來對圖像分析,不具備自動感知與識別的功能,在物流系統中主要作為其他感知的輔助手段,也常用來對物流系統進行安防監控,用于物流運輸中的安全防盜等,這一系統往往會與RFID、GPS等技術結合應用。
傳感器的感知技術居于第四位。傳感器感知技術及傳感網技術是近兩年才在物流領域得到重視與應用的技術。目前,傳感器感知技術也是與GPS、RFID等技術結合應用,主要用于對危險物流系統、糧食物流系統、冷鏈物流系統的物品狀況及環境進行感知。傳感技術豐富了物聯網系統中的感知技術手段,在食品、冷鏈物流和危險品物流具有廣泛應用前景。
掃描、紅外、激光、藍牙等其他感知技術在物流領域也有少量應用,主要用在自動化物流中心自動輸送分揀系統,用于對物品編碼自動掃描、計數、分揀等方面,激光和紅外也應用于物流系統中智能搬運機器人的導引。(注:上述掃描指自動輸送分揀機上的條碼掃描,不包括手持終端的條碼掃描)。
各類感知技術在物流業應用情況如圖1所示。
根據對相關資料的統計分析,多項感知技術集成應用的情況也較多,如RFID技術與傳感器技術結合、GPS技術與RFID技術結合、車載視頻與GPS技術結合等。
(二)網絡與通信技術應用狀況
現代物流的特點是系統化和網絡化,目前,物流系統全部是網絡化的運作,很少有物流系統是點對點的單線管理與優化。因此,物流信息化的最大趨勢是網絡化與智能化。
在物流系統中,企業內部的生產物流管理系統往往是與企業生產系統的運作與管理相融合,物流系統作為生產系統的一部分,在企業生產管理中起著非常重要的作用。企業內部物流系統的網絡架構,往往都是以企業內部局域網為主體建設的獨立的網絡系統。
在物流公司,面對大范圍的物流作業,由于貨物分布在全國各地,并且貨物在實時移動過程中,因此,物流的網絡化信息管理往往借助于互聯網系統與企業局域網相結合應用,但也有企業全部采用局域網技術。
在物流中心,物流網絡往往基于局域網技術,也采用無線局域網技術,組建物流信息網絡系統。
在數據通信方面,往往是采用無線通信與有線通信相結合,新的物流信息系統還大量采用了3G通信技術等先進的技術手段。
根據對物流信息化案例的不完全統計,采用互聯網技術的占68%,采用局域網技術的占63%,采用無線局域網技術的占24%,有的系統采用多種網絡技術,如圖2所示。
(三)智能管理技術應用狀況
根據對相關資料的統計分析,目前,物流信息系統能夠實現對物流過程智能控制與管理的還不多,物聯網及物流信息化還僅僅停留在對物品自動識別、自動感知、自動定位、過程追溯、在線追蹤、在線調度等一般的應用,專家系統、數據挖掘、網絡融合與信息共享優化、智能調度與線路自動化調整管理等智能管理技術應用還有很大差距。只是在企業物流系統中,部分物流系統可以做到與企業生產管理系統無縫結合,智能運作;部分全智能化和自動化的物流中心的物流信息系統,可以做到全自動化與智能化物流作業。
幾種重要的物聯網技術在物流業的應用領域與前景
(一)RFID技術在物流業的應用領域及前景
RFID是一種非接觸式的自動識別技術,它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據,識別工作無需人工干預,可工作于各種惡劣環境。RFID技術可識別高速運動物體,并可同時識別多個標簽,操作快捷方便。
1、RFID技術在物流業的應用
在物流領域,RFID電子標簽可以應用于自動倉儲庫存管理、產品物流跟蹤、供應鏈自動管理、產品裝配和生產管理、產品防偽等多個方面。大量使用RFID電子標簽可以提高整個供應鏈和物流作業管理水平。RFID在物流業的重點應用方向包括:貨運集裝箱追蹤與管理;道路貨運車輛的跟蹤與管理;托盤等裝載設備的跟蹤管理;配送中心管理;航空集裝設備、貨物追蹤及行李管理;機場貨運車輛的智能調度與管理。
2、RFID技術的應用前景分析
物聯網的發展給RFID在物流業應用帶來良好的發展機遇。隨著物聯網技術的發展,在物流領域,RFID的應用將會由點到面,逐步拓展到更廣的領域。據中國RFID產業聯盟和計世資訊(CCW Research)預測,物流領域的應用將是中國RFID市場增長最快的領域之一,主要體現如下:
(1)醫療與藥品智能追溯系統進入成長期。醫療領域的RFID市場已基本完成培育期,正在進入成長期,在醫療領域采用RFID可以用生機勃勃來形容,幾乎每一個RFID項目都可以立即得到回報。
(2)食品衛生和動物疾病防疫領域發展迅速。食品衛生和動物疾病防疫等安全問題為RIFD的大規模普及提供了契機,采用RFID標簽,組建智能追溯的食品物聯網體系,可以監控貫穿食品和藥物供應
鏈的實時信息,對動物的原產地和疾病進行追蹤和控制。
(3)智慧物流與供應鏈市場需求可觀,但對技術的要求則比較高。智慧物流供應鏈管理對RFID的市場需求量十分可觀,只是目前還受種種因素的限制。通過識別每一個貨品、貨箱及托盤,RFID標簽為運營商提供了清晰了解分銷鏈的能力,從而識別任何一件貨品,檢查貨品狀態及來源史,并將貨品發送到供銷網絡中的任何地點。
(4)資產與物品倉儲管理的增長將使閉環應用成主流。越來越多的企業開始考慮如何將RFID用于閉環應用。目前的IT資產管理就是一種RFID技術在閉環的應用,通過部署RFID系統來跟蹤資產設備,可以更安全地追蹤到設備的位置及使用者的身份,能避免因設備丟失造成的損失,并能保持敏感數據的安全性。RFID技術還可用于跟蹤生產環境中的工具和用品及工廠內的消耗物品。
(5)與電信技術的融合衍生出了NFC等新領域。電信技術與RFID技術結合可為各行業建立物聯網與信息化最后1公尺的建設提供開放、標準化的基礎,極大地節約社會資源,創造經濟效益。目前一些管理市場化水平比較高、信息化基礎比較完善的行業,將成為RFID通信技術應用的先行行業,比如電子支付、物品管理、物流管理、生產制造、安全控制等領域的應用潛力都比較大。
總之,RFID技術在物流信息化領域應用市場前景廣闊,物聯網技術的發展更為RFID技術在物流業的大規模應用創造了良好的市場環境。
為了抓住RFID市場機遇,筆者建議,企業在物流業RFID技術應用的開發方面瞄準下列六個方向。
(1)針對物流行業應用RFID技術進展緩慢的現狀,支持開發適用于各種物流環境的特種電子標簽,包括各種材質的托盤、周轉箱標簽、集裝箱標識標簽、溫度傳感標簽、堆場定位標簽、車輛標簽等。
(2)開發整合集成RFID技術的物流裝備,進行RFID技術與現有物流裝備的整合。
(3)支持RFID中間件的開發,開發支持多協議讀寫器,同時能與現有的物流倉儲、運輸等管理系統無縫對接的RFID中間件系統。
(4)支持與鼓勵面向物流行業的RFID公共信息服務平臺的開發與應用示范,實現跨地區、跨行業的RFID信息的識別、采集、傳輸與信息應用服務,滿足物流企業進行RFID系統快速部署的需求,并與現有物流信息公共平臺進行互聯互通。
(5)支持物流行業RFID應用標準的研究和制定,包括物流領域RFID數據規范、RFID技術與物流裝備的整合標準、基于RFID技術的物流操作規范,RFID中間件與物流系統、數據平臺的數據交換標準等。
(6)推廣RFID技術在物流業九大重點工程中的應用示范,包括在多式聯運和轉運設施、大型物流園區、城市配送及冷鏈物流、大宗商品和農村物流、制造業和物流業聯動發展、物流公共信息平臺、物流標準和技術推廣、物流科技攻關、應急物流中的應用示范。
(二)全球衛星導航技術在物流業的應用領域與前景
全球定位系統(GPS)是美國國防部發射的24顆衛星組成的全球定位、導航及授時系統。北斗衛星導航系統是與GPS相類似的技術,是中國自行研制開發的區域性有源三維衛星定位與通信系統(CNSS),是除美國的全球定位系統(GPS)、俄羅斯的GLONASS之后第三個成熟的衛星導航系統。這些全球衛星定位導航系統與電子地理系統結合,可以對移動的物體進行定位、追蹤、檢測、聯網,該技術是對移動中的物品進行聯網與定位追蹤最好的技術手段,也是物流行業最主要應用的物聯網技術之一。
1、全球衛星導航技術在物流業的應用
GPS應用于車輛運行管理中,可對運輸的車輛和貨物進行實時定位、跟蹤和監控,還可以對車輛進行調度,同時提供車輛報警等功能,以確保貨物安全,因此,車載式GPS有著廣闊的發展前景。具體可以應用于對特種專用車輛的定位跟蹤、城市出租車管理、公交系統、長途運輸等領域。
在基于GPS的物流配送監控系統中,GPS主要輔助實現車輛跟蹤、路線的規劃導航、話務指揮、信息查詢、緊急救援與應急物流等物流配送監控功能。
在基于網絡的GPS系統中,通過在互聯網上構建公共GPS監控平臺,可以免除物流運輸公司自身設置監控中心所導致的大量費用,包括各種硬件配置、管理軟件等。網絡GPS使投資費用降低和無地域性限制的信息獲取,提高了GPS的普及率,從而增加了物流業的利潤。
在基于GPS技術的智能港口物聯網中,通過利用GPS等技術,可建立港口物聯網支撐技術與平臺。如江陰打造的智能港系統,包括專用車載GPS監控系統、集裝箱卡車GPS監控軟件、專用車載GPS監控系統軟件等,這些技術為江陰打造智能港口提供了關鍵技術。
2、GPS技術在物流業的應用前景
隨著中國物流產業的振興,基于GPS/GIS的移動物聯網技術將獲得巨大發展。預計未來幾年,中國物流領域對GPS系統具有巨大的市場潛力和不可估量的發展前景,對GPS系統的需求量將以每年30%以上的速度遞增。
(三)無線傳感網在物流業應用領域與前景
無線傳感器網絡(WSN,Wireless SensorNetworks)是由部署在監測區域內大量的廉價微型傳感器節點組成,通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網絡系統,其目的是協作地感知、采集和處理網絡覆蓋區域中感知對象的信息,并發送給觀察者。
WSN在物流的許多領域都有應用價值,包括生產物流中的設備監測、倉庫環境監測、運輸車輛及在運物資的跟蹤與監測、危險品物流管理、冷鏈物流管理等。
WSN在物流中具有巨大的應用潛力,但是大規模的應用還有待時日。根據實地調研和文獻資料分析得知,目前,無線傳感器網絡在物流業中的應用十分有限,大部分還停留在學術研究或是開發實驗階段。要在物流業獲得廣泛應用,其中有很多關鍵技術還需探討,如能量管理、節點定位、拓撲控制、MAC協議和路由協議等技術,此外,應用成本問題也需解決。
(四)智能機器人在物流業應用情況及前景
智能機器人是物聯網家族的重要成員,是物聯網智能應用的執行者之一。智能機器人技術也是物聯網重要的技術產品。借助于物聯網,將機器人納入物聯網系統中,利用機器人的自動化性能,可實現智能作業與管理。
物流行業機器人的應用最早出現在1995年,在我國煙草行業物流作業系統中首先得到應用。當時,卷煙廠采用智能碼垛機器人對卷煙成品進行碼垛作業,用AGV(自動搬運車)進行自動搬運作業,節省了大量人力,減少了煙箱破損,提高了自動化水平。這時的機器人還只是單線的點對點作業,尚未融入物流網絡系統。
目前,智能機器人在我國煙草、汽車、醫藥等行業的物流系統中得到了廣泛應用。隨著物流信息技術的發展,智能機器人也有獨立的作業環節開始融入物流作業系統,成為現代物流系統的組成部分,成為智慧物流的重要裝備。
在中國現代物流系統中,智能機器入主要有兩種類型,一種是從事堆碼垛物流作業的碼垛機器人,一種是從事自動化搬運的無人搬運小車AGV,這些智能機器人在全自動化物流系統中執行物流網絡系統的堆碼垛作業指令和自動化智能搬運作業指令。
關鍵詞:物聯網技術;供應鏈管理;應用
中圖分類號:C29 文獻標識碼:A 文章編號:
一、物聯網概述
1、物聯網概念
物聯網,顧名思義就是物物相連的互聯網。包括兩層含義: 一方面,物聯網以計算機互聯網為核心和基礎,實質上是以互聯網為基礎的延伸和擴展; 另一方面,物聯網的用戶端擴展和延伸到任何物品之間,構建了信息的交換和通信體系。由此,物聯網可定義為通過射頻識別( RFID) 、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按所約定的協議,實現任何物品與互聯網的連接,建立信息交換和通信體系,從而實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。
2、我國物聯網應用及發展現狀
物聯網技術在經濟建設和社會發展中將得到更加廣泛的應用,其應用領域包括智能家居、智能醫療、智能城市、智能環保、智能交通、智能物流、智能工業、智能農林業、智能教育等。物聯網的存在,使我們生活周邊的物品都有可能實現智能化,通過無線網絡我們便可實現對這些智能物品的對話和控制,整個社會的運轉效率將得以提高。
我國已將物聯網產業的發展提到了國家戰略高度,各地方政府也紛紛瞄準信息技術第三次浪潮的戰略機遇,高度重視物聯網產業的發展,并進行產業規劃布局。我國目前在傳感領域走在世界前列,起步較早,標準化和技術具有一定優勢,但不是最領先的,也面臨著一些難題需要克服,這主要有:高端技術缺乏,影響國際標準制定競爭;信息安全難以保障;污染及能耗影響嚴重等。
二、物聯網在企業供應鏈管理中所起的作用
1、面向企業的物聯網系統結構在對企業供應鏈管理作用分析前,應明確了解物聯網系統結構。物聯網的系統結構分為三個部分。一是基于RFID 的應用架構,電子標簽將各種物體變為智能物件,通過將移動和非移動資產貼上標簽,實現各種跟蹤和管理。RFID 的應用架構的技術組成部分包括: EPC( 電子產品碼) 標簽、ALE 中間件、RFID 標簽閱讀器、EPCIS 信息服務系統、信息發現服務( 包括ONS 和PML) 。
2、基于傳感網絡應用的架構,傳感網絡應用架構,指無線傳感網絡( WSN) 、人體傳感網( BSN) 、視覺傳感網( VSN) 等傳感網; 無線傳感網絡由一系列的無線傳感器構成,這組無線傳感器通過相互協作完成對特定的周邊環境狀況的監控。無線傳感網絡中的任意一個節點都由無線收發器、一個微控制器和一個電源構成。
3、基于M2M 應用架構,M2M 理念和技術架構覆蓋的范圍就應用而言最為廣泛,包含了EPCGlobal和無線傳感網絡的部分內容,也覆蓋了有線和無線兩種通信方式; M2M 也覆蓋和拓展了工業信息化中傳統的SCADA系統。由于M2M基于互聯網等新技術,以標準化的體系為基礎,它和傳統的SCADA有所區別。
三、物聯網技術對企業供應鏈管理的影響
物聯網在企業供應鏈中的使用,能實現供應鏈系統管理人員準確追蹤和定位處于任意供應鏈環節中的任意物品,實現了企業的透明供應鏈管理。物聯網在企業供應鏈管理的應用實現了供應鏈各環節的高度集成。
1、提高了管理效率
管理過程優化企業供應鏈的管理由“物一人一物”的模式轉變為“物一物”模式,通過物與物的直接“溝通”,在很大程度上減少了對員工的依賴,實現了供應鏈管理過程的優化。提高了整個供應鏈的運營效率,同時也降低人工出錯率,建立實時跟蹤、監控的貨物管理體系。
2、建立了信息共享體系
供應鏈管理的目標之一是實現信息同步化和信息共享。一旦信息在整個供應鏈中同步,供應鏈上的參與者都能符合顧客需求的變動,進而形成同步運作。物聯網技術對供應鏈中流動的物品跟蹤,同時向所有參與者實時傳送數據,減少了信息失真。快速的信息傳輸速度,致使參與企業能更及時、準確預測需求變化,有效降低了企業的庫存。
3、建立可視化的物流管理體系
供應鏈可視化以物聯網為基礎,為物聯網絡中的每一個“物品”貼上標簽,標簽里包含該物品的所有互用性信息,讓任何一個人員通過信息系統能夠追溯產品的成分、加工過程甚至是這些成分的來源。這種價值信息鏈通過互聯網在企業內部信息共享和交換,實現供應鏈的可視化管理。另一方面,可靠的“物品”信息在企業外部共享時,能保證產品的質量,并幫助企業實施品牌化戰略。
4、滿足了個性化的發展需求
網絡無縫化隨著市場的發展,顧客的個性化要求越來越多,為了滿足這種需求,企業則必須加快反應速度,保證敏捷的生產和柔性加工。但是這樣的生產方式,容易增加管理成本。智能型的供應鏈網絡通過增強對信息流、資金流和物流的控制力,幫助企業確定物資采購路線、降低庫存倉儲成本和優化產品運輸,實現供應鏈的業務流程再造。新的業務流程,使供應鏈網絡銜接更加緊密。
四、物聯網技術下供應鏈管理的發展趨勢
1、適應個性化發展的需要
隨著物聯網在企業供應鏈的持續應用和發展,供應鏈中的主體通過物聯網的信息共享和傳遞,建立更為敏捷的企業生產和反應體系,提高供應鏈的可視性,以及供應鏈上信息的透明程度,從而有效利用相關資源,以較小的成本消耗,快速及時響應客戶的需求,建立與企業實際相符合的生產和管理一體化體系。
2、縮小供給庫規模
企業供應鏈上的成員類型以及數量較多、較為復雜,從而也導致了企業供應鏈管理的復雜。企業在發展過程中持續思考如何優化供應鏈成員從而降低供應鏈的復雜程度。物聯網的利用能在最大限度上實現供應信息的共享,實現供應鏈成員作業計劃,從而實現了供應鏈的集成。物聯網形式下,企業可實現對供應鏈上各企業的評估。同時選擇符合企業要求的優秀企業,以統一的業績標準,更好的管理企業供應鏈的各環節和體系,建立整體的企業供應鏈監控模式。
3、建立物聯網的信息系統,實現信息化管理
企業在物聯網的應用過程中,也可建立物聯網的信息系統,從而建立高效的、反映敏捷的企業信息化管理體系和模式。通過建立企業的自動化生產和運作體系,從而能實時了解企業的生產狀況,及時發出補貨信息,建立均衡的流水線運作體系,從而在一定程度上形成柔性化生產。供應鏈的高度敏捷以及集成能不斷降低企業的庫存,這也在一定程度上降低了企業的生產成本,促進了資金的流轉。
4、供應鏈管理與質量控制的智能化集成
供應鏈管理與企業管理中的多個環節聯系密切,還應緊扣生產中的各環節,企業的生產過程將對產品的質量有著直接的影響。物聯網落在供應鏈管理中的充分利用后,企業可建立原材料、零部件、成品和半成品之間的識別和跟蹤模式和體系。通過對企業供應鏈中的各個環節的智能化管理,從而提高了產品質量的控制和追蹤,從而保證企業能提供出高品質的產品。
5、創建服務供應鏈
企業在供應鏈管理的完善過程中,通常注重加大投入資本、采購、物流以及生產等流程上,而在很大程度上忽視了客戶的滿意度以及需求模式的變化。企業在面對變化著的客戶需求模式時則可利用物聯網,在建立了企業采購、物流以及生產等穩定的流程體系基礎上,實現商品流動狀況的實時監控,有效反映客戶的需求變化,實施以產品為基礎的增值服務,以良好的服務提高客戶對產品的滿意度,提高企業在行業中的市場競爭力。
結束語
物聯網技術的全面應用是未來供應鏈的發展趨勢,是供應鏈管理智能化的體現。物聯網的興起為供應鏈管理提供了良好的發展機遇。加快企業信息化建設,采用先進的物流網信息技術和決策支持技術,保證信息的暢通和共享的實施,提高供應鏈管理水平,大大降低企業成本,同時提高服務質量。這正是供應鏈的價值發展趨勢所在。
參考文獻
[1] 徐濤.物聯網技術發展現狀及問題研究[J].中國市場.2010