物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)；互聯(lián)網(wǎng)；信息交換和通信

一、物聯(lián)網(wǎng)―概念

物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of things）的概念是在1999年提出的，它的定義很簡單，把所有物品通過射頻識別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)智能化識別和管理。

物聯(lián)網(wǎng)把新一代IT技術(shù)充分運用在各行各業(yè)之中，具體地說，就是把感應器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，然后將“物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來，實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合，在這個整合的網(wǎng)絡(luò)當中，存在能力超級強大的中心計算機群，能夠?qū)φ暇W(wǎng)絡(luò)內(nèi)的人員、機器、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施實施實時的管理和控制，在此基礎(chǔ)上，人類可以以更加精細和動態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活，達到“智慧”狀態(tài)，提高資源利用率和生產(chǎn)力水平，改善人與自然間的關(guān)系。因此，物聯(lián)網(wǎng)的定義是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

二、物聯(lián)網(wǎng)―原理

物聯(lián)網(wǎng)是在計算機互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用RFID、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)造一個覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”。在這個網(wǎng)絡(luò)中，物品（商品）能夠彼此進行“交流”，無需人的干預。其實質(zhì)是利用射頻自動識別（RFID）技術(shù)，通過計算機互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品（商品）的自動識別和信息的互聯(lián)與共享。而RFID，正是能夠讓物品“開口說話”的一種技術(shù)。在“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)想中，RFID標簽中存儲著規(guī)范而具有互用性的信息，通過無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把它們自動采集到中央信息系統(tǒng)，實現(xiàn)物品（商品）的識別，進而通過開放性的計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息交換和共享，實現(xiàn)對物品的“透明”管理。“物聯(lián)網(wǎng)”概念的問世，打破了之前的傳統(tǒng)思維。過去的思路一直是將物理基礎(chǔ)設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施分開：一部分是機場、公路、建筑物；另一部分是數(shù)據(jù)中心，個人電腦、寬帶等。而在“物聯(lián)網(wǎng)”時代，鋼筋混凝土、電纜將與芯片、寬帶整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施，在此意義上，基礎(chǔ)設(shè)施更像是一塊新的地球工地，世界的運轉(zhuǎn)就在它上面進行，其中包括經(jīng)濟管理、生產(chǎn)運行、社會管理乃至個人生活。

三、物聯(lián)網(wǎng)―技術(shù)架構(gòu)和應用模式

從技術(shù)架構(gòu)上來看，物聯(lián)網(wǎng)可分為三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應用層。感知層由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關(guān)構(gòu)成，它的作用相當于人的眼耳鼻喉和皮膚等神經(jīng)末梢，它是物聯(lián)網(wǎng)獲識別物體，采集信息的來源，其主要功能是識別物體，采集信息。網(wǎng)絡(luò)層由各種私有網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、有線和無線通信網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和云計算平臺等組成，相當于人的神經(jīng)中樞和大腦，負責傳遞和處理感知層獲取的信息。應用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶（包括人、組織和其他系統(tǒng)）的接口，它與行業(yè)需求結(jié)合，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應用。

四、物聯(lián)網(wǎng)―認知誤區(qū)

（1）把傳感網(wǎng)或RFID網(wǎng)等同于物聯(lián)網(wǎng)。事實上傳感技術(shù)也好、RFID技術(shù)也好，都僅僅是信息采集技術(shù)之一。除傳感技術(shù)和RFID技術(shù)外，GPS、視頻識別、紅外、激光、掃描等所有能夠?qū)崿F(xiàn)自動識別與物物通信的技術(shù)都可以成為物聯(lián)網(wǎng)的信息采集技術(shù)。傳感網(wǎng)或者RFID網(wǎng)只是物聯(lián)網(wǎng)的一種應用，但絕不是物聯(lián)網(wǎng)的全部。（2）把物聯(lián)網(wǎng)當成互聯(lián)網(wǎng)的無邊無際的無限延伸，把物聯(lián)網(wǎng)當成所有物的完全開放、全部互連、全部共享的互聯(lián)網(wǎng)平臺。實際上物聯(lián)網(wǎng)絕不是簡單的全球共享互聯(lián)網(wǎng)的無限延伸。即使互聯(lián)網(wǎng)也不僅僅指我們通常認為的國際共享的計算機網(wǎng)絡(luò)，互聯(lián)網(wǎng)也有廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)之分。物聯(lián)網(wǎng)既可以是我們平常意義上的互聯(lián)網(wǎng)向物的延伸，也可以根據(jù)現(xiàn)實需要及產(chǎn)業(yè)應用組成局域網(wǎng)、專業(yè)網(wǎng)。現(xiàn)實中沒必要也不可能使全部物品聯(lián)網(wǎng)，也沒必要使專業(yè)網(wǎng)、局域網(wǎng)都必須連接到全球互聯(lián)網(wǎng)共享平臺。今后的物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)會有很大不同，類似智慧物流、智能交通、智能電網(wǎng)等專業(yè)網(wǎng)，智能小區(qū)等局域網(wǎng)才是最大的應用空間。（3）認為物聯(lián)網(wǎng)就是物物互聯(lián)的無所不在的網(wǎng)絡(luò)，因此認為物聯(lián)網(wǎng)是空中樓閣，是目前很難實現(xiàn)的技術(shù)。事實上物聯(lián)網(wǎng)是實實在在的，很多初級的物聯(lián)網(wǎng)應用早就在為我們服務(wù)著。物聯(lián)網(wǎng)理念就是在很多現(xiàn)實應用基礎(chǔ)上推出的聚合型集成的創(chuàng)新，是對早就存在的具有物物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)化、智能化、自動化系統(tǒng)的概括與提升，它從更高的角度升級了我們的認識。（4）把物聯(lián)網(wǎng)當成個筐，什么都往里裝。基于自身認識，把僅僅能夠互動、通信的產(chǎn)品都當成物聯(lián)網(wǎng)應用。

參考文獻

[1]馬建．物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論[J]．機械工業(yè)出版社，2011

篇(2)

關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng) 感知校園 建設(shè)

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A

作為第三次信息技術(shù)革命的代表，物聯(lián)網(wǎng)為人們提供了感知世界的能力，為技術(shù)創(chuàng)新和社會發(fā)展提供了一個前所未有的機遇。目前，物聯(lián)網(wǎng)在交通、安防、物流、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、電網(wǎng)、醫(yī)療、教育、環(huán)保等領(lǐng)域得到了廣泛應用。其中，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)的“感知校園”，將是未來院校教育管理發(fā)展與改革的方向。

1 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)基礎(chǔ)上，利用各種感知設(shè)備或手段自動獲取物理世界各種物體的屬性及狀態(tài)信息，將所有能夠獨立尋址的物理對象互聯(lián)起來，實現(xiàn)全面感知、可靠傳輸、智能處理，構(gòu)建人與物、物與物互聯(lián)的智能信息服務(wù)體系。從2009年起，美、歐、日、韓等國相繼投入巨資深入研究探索物聯(lián)網(wǎng)，并啟動了以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的“智慧地球”、“物聯(lián)網(wǎng)行動計劃”、“U-Japan”、“U-Korea”等國家性區(qū)域戰(zhàn)略規(guī)劃。我國也高度重視物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，目前，已經(jīng)成功將RFID、M2M、傳感器等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用于物流、建筑、電力、城市交通、工業(yè)生產(chǎn)、食品追溯、移動支付等方面。可以預見，未來十年物聯(lián)網(wǎng)在全球?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的普及與發(fā)展，形成萬億美元級的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的“感知校園”建設(shè)分析

目前，大多數(shù)校園已經(jīng)建立了成熟的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，配發(fā)和安裝了各種教學信息系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)，校園可視化管理和信息化建設(shè)有了長足的進步。但仍存在著不足，比如，監(jiān)控系統(tǒng)由于感知手段單一，存在監(jiān)控死角多、人工參與多等問題，離智能化相差甚遠；各種管理信息系統(tǒng)一定程度上提高了工作和生活效率，但也存在信息重復采集、一人多卡使用不便等問題。

“感知校園”是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用于校園信息化建設(shè)的重要方向，是校園現(xiàn)代化管理的標志，可以有效解決上述存在的問題。其基本原理是：綜合利用二維碼、RFID、無線傳感器等技術(shù)，對校園內(nèi)的人員、車輛、儀器設(shè)備等對象進行標識；利用安裝在教室、實驗室、圖書館、食堂、供水系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施上的信息識別設(shè)備讀取上述對象標簽中的信息，并通過有線、無線網(wǎng)絡(luò)傳送到信息處理中心進行處理；處理結(jié)果再通過網(wǎng)絡(luò)反饋給被標識的對象以及校園管理、安保等部門。通過這個過程來實現(xiàn)師生身份識別、圖書借閱管理、教學管理、校內(nèi)消費、安全防護等多重功能。對于“感知校園”的功能分析，具體如下：

（1）智能人員管理。為校園所屬人員配備“一卡通”，通過遍布校園的感應點，可以實現(xiàn)對所屬人員24小時不間斷、不留死角、全自動實時感知與定位。管理人員可以通過感知校園管理平臺實時了解所轄人員在位情況，對學生、職工的出勤、外出情況進行有效管控，實現(xiàn)電子點名、智能查崗等可視化管理。

（2）智能安防。使用智能門禁系統(tǒng)，智能識別所屬人員、車輛特征，有效防止不法分子潛入；通過遍布校園的智能攝像頭，能夠?qū)M入重要區(qū)域的可疑人員進行識別和報警，確保校園安全；為重要資產(chǎn)嵌入射頻卡，可以實時感知其所在位置，防止丟失帶來的經(jīng)濟損失。

（3）智能圖書館。為館藏圖書安裝被動式射頻標簽，取代原來的條形碼，通過使用書架感應器或手持智能終端，可以實現(xiàn)對圖書資料所在的書架進行快速定位，方便借閱和管理。

（4）智能車輛管理。通過為校園車輛安裝電子標簽、衛(wèi)星定位裝置等，實現(xiàn)對公務(wù)用車、私家車、自行車等的準確定位和實時跟蹤，公務(wù)用車還可通過嵌入的各類智能傳感器，監(jiān)控其工作狀態(tài)、完好情況等，從而實現(xiàn)對其精細化管理。

（5）智能綠化。通過傳感器技術(shù)，可以對校園的空氣濕度、污染指數(shù)等進行實時監(jiān)控，保障校園環(huán)境質(zhì)量；可以根據(jù)當天的溫度、濕度，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)教室燈光強弱，智能灌溉校園綠地等；可以根據(jù)晝夜環(huán)境，自動關(guān)閉或開啟路燈。

3“感知校園”建設(shè)需注意的問題

3.1 統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準

目前，物聯(lián)網(wǎng)用到的各類傳感器、射頻標簽制造標準各異、互不兼容，造成感知信息的數(shù)據(jù)格式千差萬別，難以高效管理和集中控制。應加強這方面的統(tǒng)一，制定規(guī)范的數(shù)據(jù)標準，使用兼容的信息系統(tǒng)管理軟件，使得校園資源能夠統(tǒng)一管理，感知到的數(shù)據(jù)能夠共享和合并處理，以提高管控水平。

3.2 注重系統(tǒng)集成

目前，校園已經(jīng)安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)或其他信息處理系統(tǒng)，“感知校園”建設(shè)應著重考慮新建校園管理平臺與原有信息系統(tǒng)的兼容性，從而減少重復建設(shè)，最大程度確保與已有系統(tǒng)的兼容性和銜接性。

3.3 控制建設(shè)成本

“感知校園”建設(shè)牽涉的感知對象種類多，各對象所需感知的信息復雜程度差別也較大，如果統(tǒng)一使用某種感知技術(shù)，不僅會造成大量信息冗余，而且會提高感知成本。應根據(jù)各感知對象不同特點，綜合采用不同感知技術(shù)，從而有效節(jié)約建設(shè)成本。

參考文獻

篇(3)

網(wǎng)絡(luò)資源管理的核心任務(wù)是網(wǎng)絡(luò)資源數(shù)據(jù)質(zhì)量管理，網(wǎng)絡(luò)資源數(shù)據(jù)規(guī)范、完整、準確是網(wǎng)絡(luò)資源應用并體現(xiàn)價值的基礎(chǔ)。但網(wǎng)絡(luò)資源“準確率”不理想是困擾當前網(wǎng)絡(luò)資源管理者的一個難題，主要原因是電信網(wǎng)絡(luò)資源管理的設(shè)施點多面廣，網(wǎng)絡(luò)資源面向的錄入、維護、使用人員眾多，缺乏有效的閉環(huán)管控抓手，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

（1）存量資源普查缺乏管控手段。階段性資源普查是提升資源數(shù)據(jù)質(zhì)量最直接方法，但資源管理人員對資源核查人員的核查質(zhì)量缺乏有效的驗證管控手段，通常只能“以查代管”，但抽查的量有限，從而存在監(jiān)管真空地帶。

（2）增量資源入庫缺乏管控手段。新建工程的資源錄入環(huán)節(jié)是增量資源的源頭，工程資源驗收是對增量資源質(zhì)量的管控點。但當前由于基層單位建維合一，存在既是運動員又是裁判員的問題，工程資源驗收的未能有效執(zhí)行，資源管理員缺乏對工程驗收有效執(zhí)行的監(jiān)管手段。

（3）資源動態(tài)變更缺乏管控手段。日常資源動態(tài)更新的源頭主要是業(yè)務(wù)開通及維護保障，但當前業(yè)務(wù)開通、維護保障普遍實現(xiàn)外包或代維，這些人員是否按單施工或未及時進行資源動態(tài)變更，缺少有效管控手段，從而無法在源頭保證資源及時準確動態(tài)更新。缺乏閉環(huán)管控手段，往往造成網(wǎng)絡(luò)資源先清后亂、先調(diào)后亂、先用后亂等問題，資源數(shù)據(jù)質(zhì)量不高，影響到網(wǎng)絡(luò)資源數(shù)據(jù)的應用，進一步影響資源價值的體現(xiàn)。

2解決方案

為了解決上述網(wǎng)絡(luò)資源管理的瓶頸問題，通過引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以智能電子標簽作為“人”與“資源”的交互媒介，結(jié)合電子工單流程，有效實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源閉環(huán)管控，整體實施方案如下。

2.1制定技術(shù)方案

2.1.1技術(shù)選型

當前智能電子標簽主要包括接觸式EID標簽、無線射頻RFID標簽及二維碼標簽等，二維碼標簽是當前互聯(lián)網(wǎng)最流行，改造成本低，能夠平穩(wěn)過渡等優(yōu)點成為本方案首選。

2.1.2編碼規(guī)范

二維碼采用標準的QR編碼規(guī)范，因其解碼實現(xiàn)的通用性，有利于二維碼在更多的其他掃描工具中擴展。二維碼的尺寸取決于模組的大小，其最小模組是21*21，可計算出二維碼的最小尺寸：(21+8)*0.6mm=17.4mm（21為模組數(shù)，8為留白邊區(qū)域，0.6為每模組的寬度），因此17.4mm*17.4mm是二維碼的最小安全尺寸，低于這個尺寸，其密度增加，掃描終端難以識別。在當前最常用的尾纖標簽為12mm尺寸的條件下，我們需盡量縮短編碼密度，采用純數(shù)字型數(shù)據(jù)格式，其每3位只占10bit，生成的二維碼密度最低，能盡可能地提升掃描識別效率。因此制定二維碼序列號（ID）的編碼規(guī)范為：區(qū)域編碼（6位）+資源類型（3位）+資源ID（10位），共計19位，采用純數(shù)字編碼，擴展方案為數(shù)字字符組合。

2.1.3技術(shù)方案

（1）翻譯表解析法。每個資源實體唯一對應一個二維碼標簽系列號，每個資源實體與二維碼的對應關(guān)系同時保存在翻譯表中，包括二維碼ID、資源類型、資源實體ID等信息，手機或其它二維碼掃描工具讀出二維碼ID后，通過服務(wù)請求讀取翻譯表，獲得資源類型及資源實體ID等信息后，再次通過服務(wù)請求獲得資源實體的詳細信息并進行展示。主要優(yōu)點是：通用性強，使用靈活，不受存量資源ID或系統(tǒng)割接等影響。存在不足是：需經(jīng)過二次服務(wù)請求才能獲得資源信息。

（2）編碼解析法。這種方法在二維碼系列號編碼時直接使用資源系統(tǒng)中資源實體ID作為二維碼標簽系列號后10位資源ID。手機或其它二維碼掃描工具讀出二維碼ID后，通過手機APP進行編碼解析出資源類型及資源實體ID，通過服務(wù)請求獲得實體資源的詳細信息并進行展示。主要優(yōu)點：只需一次服務(wù)請求就能獲得資源信息。存在不足是：受存量資源實體ID的限制，存量資源割接、升級改造等造成資源實體ID變更，造成原有標簽無法使用的后果。考慮到當前資源系統(tǒng)不斷升級改造，且隨著通信技術(shù)不斷發(fā)展，服務(wù)請求開銷影響基本可以忽略不計，因此，翻譯表解析法作為本方案首選。

2.2存量資源二維碼標簽的實施及質(zhì)量管控

（1）存量核查：傳統(tǒng)標簽沒有二維碼標簽信息，可以結(jié)合存量資源核查過程中同時推進二維碼標簽的粘貼或更換。為了節(jié)約成本，對于沒有標簽的或標簽不規(guī)范的統(tǒng)一使用規(guī)范的二維碼標簽進行徹底更換。對于原來標簽符合規(guī)范的，可以不用更換，只補充粘貼一小張只含二維碼信息的標簽。

（2）結(jié)果提交：資源核查完成后，通過掃描二維碼標簽進行核查結(jié)果的提交。手機核查系統(tǒng)提示資源核查人員進行核查設(shè)施的端口占用情況的拍照上傳，同時系統(tǒng)自動生成該二維碼對應設(shè)施的資源拍照信息，提交給資源驗收人員進行驗收確認。

（3）驗收管控：驗人人員對兩張圖的相符程度進行人員審核，并提交驗收結(jié)論，系統(tǒng)對核查人員的核查工作進行評分，生成核查報表，相關(guān)結(jié)果納入核查人員的考核，從而實現(xiàn)存量資源核查的閉環(huán)管控，有效保證資源核查質(zhì)量。

2.3增量資源二維碼標簽的實施及質(zhì)量管控

工程是增量資源的源頭，保證源頭的資源質(zhì)量是避免資源前清后亂的關(guān)鍵。通過二維碼的實施，能夠有效實現(xiàn)增量資源的質(zhì)量管控，具體如下：

（1）工程設(shè)計：設(shè)計單位通過流程找資源管理人員進行設(shè)施命名申請，資源管理人員對相關(guān)資源命名進行審核，并分配一個二維碼ID給設(shè)計單位。設(shè)計單位根據(jù)規(guī)范命名進行相關(guān)工程的設(shè)計工作。

（2）工程施工：施工單位根據(jù)設(shè)計單位的設(shè)計圖紙進行現(xiàn)場施工，根據(jù)設(shè)計單位提供的設(shè)施命名及二維碼ID進行標簽、標牌的打印，并進行現(xiàn)場標識工作。施工完成后提供圖紙資料給建設(shè)單位，建設(shè)單位根據(jù)圖紙?zhí)峁┑馁Y源命名及二維碼ID等信息進行相關(guān)工程資源的錄入工作。

（3）驗收管控：在工程初驗階段，資源驗收人員到現(xiàn)場通過手機掃描待驗收設(shè)施二維碼標簽，獲取相關(guān)待驗收設(shè)施的資源信息，核查資源是否與現(xiàn)場一致，并進行驗收信息的提交，驗收系統(tǒng)自動生成驗收報告。對于抽驗率及一次驗收通過率等關(guān)鍵指標未達到閥值的初驗環(huán)節(jié)將無法通過，同時相關(guān)指標納入對建設(shè)單位的考核，從而對增量資源的質(zhì)量有效閉環(huán)管控。

2.4資源動態(tài)更新的閉環(huán)管控

日常業(yè)務(wù)開通、維護保障等是網(wǎng)絡(luò)資源動態(tài)更新的源頭，通過二維碼技術(shù)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)資源動態(tài)更新流程的優(yōu)化，實現(xiàn)資源動態(tài)更新的閉環(huán)管控。

（1）現(xiàn)場施工：施工人員現(xiàn)場開通或修障過程中，通過手機APP進行相關(guān)工單信息的獲取，通過手機APP進行二維碼標簽的自動生成及打印，進行現(xiàn)場施工及標簽的粘貼。

（2）結(jié)果提交：施工完成后，施工人員對于粘貼的二維碼標簽進行掃描，同時根據(jù)拍照規(guī)范要求進行關(guān)鍵點的拍照上傳，驗收系統(tǒng)同時生成該二維碼標簽對應的資源的拍照信息，每張工單會自動生成一張電子維收工單給驗收人員進行驗收確認。

（3）驗收管控：資源驗收人員對每張工單進行驗收，審核二維碼標簽對應的資源信息與拍照信息是否相符，未達到驗收要求的按單考核到現(xiàn)場施工人員，從而實現(xiàn)資源動態(tài)更新的閉環(huán)管控。

3實施效果

篇(4)

一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的含義

所謂的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在一九九九年提出來的，國內(nèi)外的不同專家和機構(gòu)對其有著不同的定義，一般的共識就是：物聯(lián)網(wǎng)通過射頻識別、全球定位系統(tǒng)、紅外感應器、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按照協(xié)議約定，把所有物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息的通訊和交換，從而實現(xiàn)智能化的識別、定位、跟蹤、監(jiān)控、管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

目前我國物聯(lián)網(wǎng)體系的雛形已經(jīng)基本具備，具有十分典型的層級特征。一個完完整整的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)包含信息的感知層，信息的匯聚層，信息的處理層，信息的運營層，信息的應用層。物聯(lián)網(wǎng)存在六大關(guān)鍵性技術(shù)，但是目前而言，作為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)最底層的感知技術(shù)和匯聚技術(shù)應用的速度快，范圍廣，推動著物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不斷升級。

二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下倉儲管理系統(tǒng)的基本功能

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的倉儲管理系統(tǒng)是以射頻技術(shù)為基礎(chǔ)的，充分利用物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)金技術(shù)集成尖端的硬件設(shè)施和完善的軟件系統(tǒng)來管理倉儲環(huán)節(jié)。

智能化倉儲系統(tǒng)的基本功能

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的倉儲管理系統(tǒng)，智能化的先進管理模式，可以自動而精確地獲取產(chǎn)品信息和倉儲信息；還可以自動生成并打印入庫、出庫清單；同時可以動態(tài)的分配貨位實行隨機存儲，從而可以最大限度的使用倉儲空間；而且還可以及時有效的查詢庫存數(shù)量、庫存時間、庫存位置；然后可以對倉儲物品進行隨機抽查盤點，綜合盤點；最后可以實時的統(tǒng)計和匯總各類信息，輸出統(tǒng)計報告。

（二）自動化的出庫管理功能

當倉庫收到銷售部的訂單或者發(fā)貨通知后，出庫管理模塊自動的按照預定規(guī)則分組，區(qū)分先后順序合理安排。按照訂單要求，出庫管理模塊自動化的生成斂貨方案，按照此方案安排訂單斂貨任務(wù)。管控人員按照射頻終端的指引掃描貨物、確認產(chǎn)品，并自動將其儲存狀態(tài)變更為待出庫。

在產(chǎn)品出庫時，由設(shè)置在倉庫出口的出庫讀寫器掃描產(chǎn)品的電子條碼，并且通過數(shù)據(jù)的采集接口鏈接給出庫李模塊，自動化的生成出庫清單與產(chǎn)品訂單進行對比。若有差錯，系統(tǒng)進行提示，提醒管理員進行清查更正，如若兩者一致，便可以順利出庫，打印產(chǎn)品出庫清單，對庫存信息及時更新。

出入庫的管理模式（圖一）

（三）智能化的入庫管理功能

入庫管理是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下倉儲管理系統(tǒng)的核心功能模塊，通過本地數(shù)據(jù)接口、采集數(shù)據(jù)接口和遠程數(shù)據(jù)接口與產(chǎn)品命名服務(wù)器等其他部分進行交互，實現(xiàn)產(chǎn)品入庫自動管理功能。

產(chǎn)品在入庫時就設(shè)置入庫讀寫碼并進行掃描，自動的形成產(chǎn)品入庫清單，然后通過本地的數(shù)據(jù)接口將入庫信息及時更新到本地數(shù)據(jù)中心（所謂的本地數(shù)據(jù)中心就是倉儲系統(tǒng)存儲維護本地庫存信息的數(shù)據(jù)庫）。入庫管理功能是按照最佳的儲存方式，選擇空貨位，通過射頻終端進行數(shù)據(jù)傳送，及時的確定將貨物放置在正確貨位，就位后掃描電子標簽，打印入庫清單，確認貨物存儲，以方面日后訂單發(fā)貨。

（四）智能化的庫存控制功能

庫存管控模塊根據(jù)系統(tǒng)確定的管控策略生成決策方案，當實時庫存量高于或者低于庫存限量時便會自動報警，庫存管理員據(jù)此適時的進行補購或者取消訂單。

在庫存管理模塊可以對庫存進行準確真實的統(tǒng)計，根據(jù)出庫、入庫、庫存的信息完成庫存管理的日報、月報和年報。自動對各個分庫、班組、站所等基層工作單位的工作情況進行統(tǒng)計，方便查詢和管控。

三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下倉儲管理系統(tǒng)的設(shè)計

倉儲是物流管理環(huán)節(jié)的重要部分，其產(chǎn)生的原因主要分為主動存儲和被存儲。主動存儲包括時間差異、戰(zhàn)略考慮和市場因數(shù)；被動存儲主要涉及到管理失誤、不可抗因素和供需脫節(jié)。倉儲管理所研究的內(nèi)容主要是倉、儲、物、環(huán)境四個方面：倉所指的是存儲環(huán)節(jié)所需要的設(shè)備設(shè)施；所謂儲就是出入庫業(yè)務(wù)，在庫業(yè)務(wù)和倉儲規(guī)劃；物就是指倉庫內(nèi)的貨物和人的管理；環(huán)境就是指倉庫，物品活動所涉及的外在條件。

（一）軟件設(shè)計環(huán)節(jié)

根據(jù)實際操作中的要求，倉儲管理的軟件設(shè)計必須具備以下七大功能：一是，業(yè)務(wù)管理模塊，對物品的入庫、出庫、移庫、盤點等業(yè)務(wù)進行改進和優(yōu)化，避免傳統(tǒng)倉儲所存在的弊端，并且進行倉庫分析、物品分析和任務(wù)指派；二是，設(shè)備管理功能，利用硬件平臺和軟件平臺將收集的信息進行分類處理，作為中間件及時的分配到不同模塊進行處理；三是，安全管理模塊，倉庫的管理包括商品安全和倉庫安全，安全管理主要包括權(quán)限管理、設(shè)備管理、物品管理和環(huán)境監(jiān)控；四是，數(shù)據(jù)管理模塊，這一模塊的功能是進行數(shù)據(jù)的查詢、更新和備份；五是，協(xié)作管理模塊，主要是進行內(nèi)部管理和外部管理，然后將內(nèi)外部管理結(jié)合起來；六是，基本信息模塊，倉儲系統(tǒng)中最為基本的信息包括人員信息、設(shè)備信息、物品信息，這一模塊根據(jù)其他模塊的反饋及時更新用于日后的統(tǒng)計查詢；七是，電子地圖模塊，實時顯示倉儲的真實情況，了解設(shè)備運行狀況和人員的工作狀況，提高倉儲工作效率。

軟件設(shè)計模塊（圖二RFID：標簽）

（二）硬件布局方案

將來倉儲的發(fā)展趨勢是多功能的混合應用、智能化、集約化和自動化。根據(jù)其功能結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)各個模塊的功能所涉及到的硬件設(shè)備主要有：一是，在每道門口安裝的感應器，作用不同的門安裝不同的感應器設(shè)備；二是，庫控動作人員所穿戴的RFID標簽工作服、叉車車載讀卡器；三是，在各固定貨位、托盤、特殊倉庫等地方安裝的電子標簽，方便貨物盤存和貨位選擇；四是，倉庫內(nèi)安裝的各種環(huán)境的感應標簽，目的是滿足貨物的安全和存儲要求；五是，防火、防水、通暖、通風等輔助設(shè)備。

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運用到倉儲管理的所有環(huán)節(jié)，對管理系統(tǒng)的軟件、硬件提出設(shè)計方案，建立智能化、自動化的倉儲管理系統(tǒng)。如今物流倉儲管理還存在一定的弊端和漏洞，恰當?shù)囊M和發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以補充其不足，也可以為物聯(lián)網(wǎng)那個技術(shù)在其他物流供應環(huán)節(jié)的利用起到示范帶頭作用。

參考文獻

[1]苗云飛.我國倉儲物流業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢.[J].現(xiàn)代物流.2009：56-57.

[2]孫曉波.物聯(lián)網(wǎng)概念和演進路徑[J].電信工程技術(shù)和標準化.2009：12-14.

[3]鄭平標，候海永.RFID技術(shù)在倉儲管理系統(tǒng)中的應用[J].鐵道貨運.2005：18-21.

（作者單位：中北大學）

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[關(guān)鍵詞]物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；校園智能超市；射頻識別技術(shù)；系統(tǒng)設(shè)計

[DOI]10.13939/ki.zgsc.2015.20.033

1 引 言

隨著學校規(guī)模的日益擴大，學生群體的不斷壯大，一般的校園小賣部已經(jīng)難以服務(wù)日常消費需求旺盛的大學生群體。巨大的消費潛力和商機，吸引了更大型的零售商的進入，校園超市也應運而生。但在校園超市的發(fā)展過程中也存在著運作效率不高、管理不合理等問題，加上學生群體的購物消費習慣和達到超市的時間分布特點，造成校園超市在經(jīng)營上出現(xiàn)良莠不齊的情況，成為不少學校管理層的難題。

隨著計算機技術(shù)的高速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)給上述問題的解決提供了相應的技術(shù)基礎(chǔ)。ITU對物聯(lián)網(wǎng)的定義為：物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物到物（Thing to Thing：T2T）、人到物（Human to Thing∶H2T）和人到人（Human to Human：H2H）的互聯(lián)。[1] 通過射頻識別、傳感器、全球定位系統(tǒng)、移動電話等設(shè)備，按約定的協(xié)議，將世界上的所有物體全部連接到信息網(wǎng)絡(luò)中，[2]以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)，它是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的基本特征可概括為全面感知、可靠傳送和智能處理。[3]早在2003年，麥德龍在德國開辦的第一家“未來超市”的銷售模式和應用的技術(shù)正是基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)超市的概念和技術(shù)實現(xiàn)的。[4]2003年，沃爾瑪首次提出用RFID技術(shù)取代傳統(tǒng)的條形碼，成為超市商品的信息載體，其他的零售商巨頭如Tesco、麥德隆等也緊跟沃爾瑪之后。

本文以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐技術(shù)，以傳統(tǒng)校園超市為改造平臺，以實現(xiàn)校園超市的智能化運行為目標，融合了無線射頻識別技術(shù)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計算機通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)，實現(xiàn)消費者目標商品的快速查詢和定位、快速自主結(jié)算和貨架商品盤點統(tǒng)計等智能作業(yè)。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的校園智能超市總體架構(gòu)

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的校園智能超市主要由智能購物車系統(tǒng)、智能超市貨架系統(tǒng)、智能自提柜系統(tǒng)、智能結(jié)算通道系統(tǒng)、智能揀選系統(tǒng)和虛擬購物系統(tǒng)[4]等智能子系統(tǒng)組成，涵蓋了消費者進入超市―選購商品―結(jié)算―離開超市的整個購物過程。

智能超市最大的特點是使用RFID技術(shù)，超市每件商品上都貼有RFID電子標簽，標簽內(nèi)存儲有商品編碼、價格、生產(chǎn)日期、成分、產(chǎn)地等詳細商品信息；[5]超市管理員不需要對每件商品進行人工掃描盤點，就可以完成對在庫、在架商品的盤點、補貨和統(tǒng)計作業(yè)，節(jié)省大量人力物力和時間，提高作業(yè)效率。消費者進入智能超市購物，進入超市后可通過智能購物車進行身份識別并進入服務(wù)系統(tǒng)，在智能超市系統(tǒng)上完成熱銷商品推薦、目標商品定位、購物車定位、相關(guān)商品信息等導購操作；選購商品時消費者可通過掃描貼在商品上的電子標簽或條碼，并通過智能購物車顯示屏讀取到商品信息；在選購完成后，消費者無須在收銀臺前排隊等待結(jié)算，智能購物車可以對車里貼有電子標簽的商品進行自動結(jié)算，完成支付；同時消費者也可選擇走結(jié)算通道，自主掃描商品條碼，并完成支付。同時安置在宿舍樓、食堂等人群密度高的校園區(qū)域的智能自提柜，可以避免學生教職工由于上課工作等原因無法及時領(lǐng)取快遞的情況，使得取件時間更加靈活、更具柔性。各子系統(tǒng)如下圖示：

圖1 校園智能超市系統(tǒng)分部

3 校園智能超市系統(tǒng)功能設(shè)計

校園智能超市以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐，旨在構(gòu)建智能、高效、先進的校園超市購物體驗。本文主要對智能購物車系統(tǒng)、智能超市貨架系統(tǒng)、智能自提柜系統(tǒng)、智能結(jié)算通道系統(tǒng)的構(gòu)建和實現(xiàn)進行設(shè)計和研究。

3.1 智能購物車

智能購物車包括購物車體和車載智能終端兩部分。其智能終端具有RFID識別、WIFI數(shù)據(jù)傳輸、語音提示、高清晰多媒體播放等多種功能。主要實現(xiàn)的功能有：

身份識別功能：掃描用戶卡后可以識別持卡人身份信息，消費卡信息以及購物歷史。

商品溯源功能：智能購物車終端內(nèi)封裝RFID讀寫器，可以掃描讀取商品標簽，通過無線網(wǎng)絡(luò)從服務(wù)器數(shù)據(jù)庫獲得商品生產(chǎn)日期、生產(chǎn)廠家等信息。

商品導購功能：智能終端可以向消費者推薦熱銷商品、打折優(yōu)惠商品，還可以通過歷史購物信息的數(shù)據(jù)挖掘向消費者推薦相關(guān)商品。

商品定位功能：智能終端可通過讀寫器識別商品的位置信息來確定用戶的位置信息，并通過超市地圖指引消費者找到商品。

消費查詢功能：可以查詢用戶本次購買的商品名稱，數(shù)量，價格以及核算購物車里的總價格。

結(jié)算功能：智能終端通過車載讀寫器讀取商品信息，完成價格核算后在進行結(jié)算。

壓力測控功能：智能購物車底座安置的壓力傳感裝置可測出車內(nèi)的商品重量，防止個別商品的遺漏和未結(jié)算等誠信問題。

3.2 智能超市貨架

3.2.1 面向消費者

查詢功能：智能超市貨架帶有觸摸屏設(shè)備，購物者可通過觸摸屏設(shè)備可查看商品信息，并進行語音導購。

自助結(jié)賬功能：為智能購物車、非智能購物車用戶完成自助式結(jié)賬收銀操作（通過RFID讀寫器及條碼讀寫器，逐個讀取商品信息，完成結(jié)賬）。

3.2.2 面向超市后臺管理

監(jiān)控功能：向后臺超市管理員提供商品放置時間、離開時間、每層貨架商品放置狀態(tài)等信息。

補貨報警功能：系統(tǒng)設(shè)置了在架商品數(shù)量最低控制線，當貨架上的商品數(shù)量達到臨界狀態(tài)的時候，智能貨架系統(tǒng)可以向后臺管理員發(fā)送補貨提醒，管理員按照指示向相應的缺貨貨架進行補貨。[5]

信息共享功能：貨架信息支持實時多終端信息共享，提供數(shù)據(jù)接口。

安全報警功能：能夠感知環(huán)境狀態(tài)，并進行異常報警。避免失竊等情況的發(fā)生。

3.3 智能自提柜

身份驗證功能：智能自提柜主控單元可以根據(jù)取件人輸入的驗證碼自動識別驗證取件人身份，核實無誤后將自動打開單元格，讓取件人取走訂單商品。

存放保管功能：智能自提柜可解決取件人因各種原因不能按時取件的問題，提高了取件時間的柔性，在待取件期間對商品進行保管，沒有正確驗證碼無法打開單元格取走商品。

3.4 智能結(jié)算通道

自主結(jié)賬功能：利用RFID技術(shù)，實現(xiàn)快速掃描并完成自主結(jié)算，無須排隊等候，無須收銀員操作。

4 校園智能超市關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)

4.1 硬件設(shè)計

4.1.1 智能購物車系統(tǒng)

隨著消費者需求日趨個性化，商品功能細分不斷深入，滿足消費者需求的同時也帶來了選購的麻煩，如何在浩如煙海的商品市場中，便捷、快速、準確地找到真正適合于自己的商品呢？智能購物車系統(tǒng)能夠解決這個問題。

（1）運行流程設(shè)計。智能購物車系統(tǒng)是基于RFID技術(shù)與WEB平臺的個性化導購系統(tǒng)，它以客戶需求為基礎(chǔ)，當客戶進入商場時，使用購物車上方智能識別裝置識別顧客身份，后臺智能算法獲取顧客個性化的信息，包括喜好特點、生理特征、購物歷史等，并以此為依據(jù)進行商品的自動選購，并以語音播報的形式，引導用戶定位到合適的商品及所在貨位、查詢商品詳細資料、進行消費結(jié)算等，從而實現(xiàn)個性化的導購服務(wù)。

（2）系統(tǒng)架構(gòu)。智能購物車車載智能終端主要由智能超市軟件系統(tǒng)、顯示屏和發(fā)卡器組成，通過WIFI信號進行通信連接，利用RFID技術(shù)進行商品識別和消費者身份識別。顯示屏顯示系統(tǒng)軟件操作界面，發(fā)卡器讀取商品上的電子標簽信息、獲取消費者身份，并完成結(jié)算通道的自主結(jié)算。

4.1.2 智能超市貨架系統(tǒng)

隨著消費者購物需求日趨個性化，商品功能細分不斷深入，滿足消費者需求的同時也帶來了選購的麻煩，同時消費者希望對商品信息的充分了解，如何給消費者方便地了解商品信息、超市的優(yōu)惠信息，以及如何通過智能貨架的實時變化有效反饋給后臺管理人員，智能貨架系統(tǒng)能夠解決這個問題。

（1）運作流程設(shè)計。智能超市貨架能夠完成貨架上商品實時監(jiān)控。記錄商品放置時間、離開時間、每層貨架商品放置狀態(tài)。貨架設(shè)備能夠感知環(huán)境狀態(tài)，并進行異常報警。自動將補貨信息通過網(wǎng)絡(luò)傳送到倉庫管理服務(wù)器；智能貨架設(shè)備能夠感知環(huán)境狀態(tài)，并進行異常報警。智能超市貨架帶有觸摸屏設(shè)備，購物者可通過觸摸屏設(shè)備可查看商品信息，并進行語音導購。

（2）系統(tǒng)架構(gòu)。智能超市貨架通過天線和RFID讀寫器識別貨架上的商品電子標簽信息，統(tǒng)計貨架上商品種類和數(shù)量并反饋給超市管理員，實現(xiàn)對超市貨架上架商品的實時動態(tài)監(jiān)控。同時消費者可通過顯示屏查詢商品的詳細信息。

4.1.3 智能自提柜系統(tǒng)

智能自提柜在智能超市解決方案中主要起到配合虛擬購物線下存放訂單商品、等待消費者取件。消費者取件后有專門的訂單復核人員檢查核實訂單商品，并收取訂單商品價錢。

智能自提柜系統(tǒng)主要產(chǎn)品主要由柜體、單元格和主控單元三部分組成，主控單元包含內(nèi)部微型計算機、液晶顯示屏、操作鍵盤、讀碼器等主要部件。內(nèi)部微型計算機控制箱柜存取操作。

4.1.4 智能結(jié)算通道系統(tǒng)

（1）運行流程設(shè)計。RFID自主結(jié)算系統(tǒng)主要由RFID結(jié)算通道和智能超市前臺軟件系統(tǒng)組成，能夠提供快速的結(jié)賬服務(wù)，系統(tǒng)利用UHF RFID技術(shù)，掃描人員卡信息與購物車內(nèi)的貨物信息，首先識別人員RFID卡，進入相應會員的資料中，然后RFID掃描通道掃描購物車中所有商品RFID標簽，統(tǒng)計購物車內(nèi)的商品數(shù)量，并對應數(shù)據(jù)庫中的價格，判斷是否折扣，最終將價格進行核算。

（2）系統(tǒng)架構(gòu)。RFID結(jié)算通道在掃描到購物車里的商品標簽后自動進行數(shù)量統(tǒng)計和價錢加總，并將信息反饋至中心服務(wù)器，消費者通過操作智能超市前臺系統(tǒng)進行結(jié)算，并由系統(tǒng)扣除消費者消費卡里的相應金額，完成結(jié)算支付。

4.2 軟件設(shè)計

4.2.1 智能購物車系統(tǒng)軟件設(shè)計

當顧客進入超市，在購物車的平板電腦上會看到刷卡界面，在智能購物車的發(fā)卡器上刷自己的會員卡，可以自動識別自己的身份從而以會員的身份登錄到超市的系統(tǒng)。其中，商品追溯和購物地圖界面如下：

（1）商品追溯。點擊商品追溯功能選項，如下圖位置，可以查看商品詳細信息。點擊詳細信息后，出現(xiàn)下圖界面：

圖2 軟件追溯界面

（2）購物地圖。購物地圖為顧客提供出超市的3D布局圖，讓顧客對于自己的位置和所需商品的位置有了更加直觀的了解，提供智能超市實時定位功能，從而為顧客規(guī)劃自己的購物路線提供了方便，節(jié)約了時間。界面如下：

圖3 軟件定位界面

4.2.2 智能超市貨架系統(tǒng)軟件

智能超市后臺管理軟件是面向在智能超市后臺綜合管理與采購中需要使用的客戶端軟件，該軟件可是實現(xiàn)用戶管理、商品管理、訂單管理、銷售管理、盤點管理與系統(tǒng)管理功能。使用該軟件能夠幫助用戶完成智能物流系統(tǒng)中使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能超市后臺所有環(huán)節(jié)，該軟件與智能超市前臺管理系統(tǒng)進行信息交互，共同配合，完成整體智能超市管理功能。其中，銷售管理、盤點管理界面如下：

（1）銷售管理。可以查詢銷售歷史，也可以按照商品名稱、時間查詢訂單查詢銷售統(tǒng)計。

圖4 軟件銷售管理界面

（2）盤點統(tǒng)計。點擊盤點統(tǒng)計按鈕，可以輸入查詢條件，也可直接在【在庫信息欄顯示】中選擇商品點擊，可以進行盤點統(tǒng)計也可以進行商品追溯。通過柱形圖和餅狀圖清晰地看出單品的總數(shù)量和在庫數(shù)量以及不在庫數(shù)量和在庫數(shù)量。

圖5 軟件盤點統(tǒng)計界面5 結(jié) 論

本文針對校園超市的實際運營情況，結(jié)合傳統(tǒng)超市的日常業(yè)務(wù)運行，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，搭建了一種以智能購物車系統(tǒng)、超市智能貨架系統(tǒng)、智能自提柜系統(tǒng)和智能結(jié)算通道系統(tǒng)為服務(wù)平臺的，運作靈活、運營高效、功能完整的校園智能超市，實現(xiàn)了校園超市的智能化改造，給校園超市的高效、創(chuàng)新運營提供了一種切實可行的解決方案。

參考文獻：

[1]ITU.ITU Internet Reports 2005：The Internet of Things[R].Tunis，2005.

[2]朱洪波，楊龍祥，朱琦.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進展與應用[J].南京郵電大學學報（自然科學版），2011，31（1）：2.

[3]孫其博，劉杰，范春曉.物聯(lián)網(wǎng)：概念、架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)研究綜述[J].北京郵電大學學報，2010，33（3）：3-4.

[4]李春華.基于RFID技術(shù)的智能超市構(gòu)架方案[J].軟件工程師，2010（2）：14-116.

篇(6)

(一)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)感知與識別技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)的感知與識別技術(shù)主要實現(xiàn)對物體的感知與識別。常用的識別技術(shù)包括射頻識別RFID技術(shù)、二維碼技術(shù)、GPS定位技術(shù)、紅外感應技術(shù)、聲音及視覺識別技術(shù)、生物特征識別技術(shù)等。常用的感知技術(shù)主要通過在物體上或物體周圍嵌入各類傳感器，感知物體或環(huán)境的各種物理或化學變化等。通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)涉及的通信與網(wǎng)絡(luò)種類有有線網(wǎng)絡(luò)以太網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng);無線短距離網(wǎng)絡(luò)有WIFI、藍牙、ZigBee、RFID;無線長距離網(wǎng)絡(luò)有GSM、GPRS、WIMAX、3G/4G移動通信網(wǎng)絡(luò)等。信息處理與服務(wù)技術(shù)。信息處理與服務(wù)技術(shù)主要解決感知數(shù)據(jù)如何存儲、如何檢索、如何使用、如何不被濫用的問題。物聯(lián)網(wǎng)的信息處理與服務(wù)技術(shù)主要包括數(shù)據(jù)的存儲、數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)挖掘、智能決策、云計算、安全及隱私保護等。

(二)物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)1.感知層。主要實現(xiàn)對物體的全面感知，識別或者定位物體，采集物體信息等。感知層主要包括二維碼標簽、RFID標簽、RFID讀寫器、攝像頭、各種物聯(lián)網(wǎng)終端、GPS定位設(shè)備、各種類型傳感器或無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等。2.傳輸層。負責感知信息的傳輸或控制感知信息的傳輸，物聯(lián)網(wǎng)通過網(wǎng)絡(luò)，將感知信息傳輸?shù)礁h的地方。傳輸層包括各種有線和無線組網(wǎng)技術(shù)如互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)、藍牙、紅外、WIFI、ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等。3.管理服務(wù)層。管理服務(wù)層位于感知和傳輸層之上，應用層之下，主要對感知層通過傳輸層傳輸?shù)男畔⑦M行匯聚、存儲、分解、合并、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘等智能處理，并為應用層提供物理世界所對應的動態(tài)呈現(xiàn)等。其中主要包括數(shù)據(jù)庫技術(shù)、云計算技術(shù)、智能信息處理技術(shù)、智能軟件技術(shù)、語義網(wǎng)技術(shù)等。4.應用層。應用層實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的各種具體的行業(yè)應用并提供各種服務(wù)，目前各個行業(yè)都需要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。應用層根據(jù)某一種具體的行業(yè)應用，借助感知層、傳輸層和服務(wù)管理層共同完成應用層所需要的具體服務(wù)。

二、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)服務(wù)平臺

(一)目的意義產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)是產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展的有效途徑，是推動經(jīng)濟發(fā)展的重要支撐點，因此加快產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)的發(fā)展，是實施“以產(chǎn)業(yè)化帶動經(jīng)濟發(fā)展”戰(zhàn)略的迫切要求。加快產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)信息化建設(shè)，以信息化帶動產(chǎn)業(yè)化是加快產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)發(fā)展的重要內(nèi)容，產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)信息化建設(shè)是實現(xiàn)經(jīng)濟快速發(fā)展的重要手段。

(二)目標分析產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)聚集著眾多生產(chǎn)企業(yè)，多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)無法承擔信息化建設(shè)所需的大量人力物力財力的投入，企業(yè)信息化水平普遍較低，制約了生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展同時也給產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)的管理帶來的很大的負擔，建立基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)服務(wù)平臺可以降低企業(yè)信息化成本以及信息化過程中的風險，提高資源的利用率及企業(yè)的核心競爭力，增強產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)的招商吸引力，促進產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展。濟源市玉川產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)規(guī)劃總控制面積26km2，定位于打造“新興的新能源和有色金屬深加工基地、化工深加工基地、循環(huán)經(jīng)濟示范區(qū)、生態(tài)園林產(chǎn)業(yè)園”，主導產(chǎn)業(yè)定位是有色金屬深加工、化工深加工、太陽能光伏等產(chǎn)業(yè)。力爭2015年實現(xiàn)打造中原地區(qū)最大的有色金屬深加工基地、區(qū)域新興的新能源及能源基地、中原重要的化工基地，成為循環(huán)經(jīng)濟示范區(qū)、生態(tài)園林產(chǎn)業(yè)園，成為濟源重要的經(jīng)濟增長極”的目標。玉川產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)為了提高資源的利用率及企業(yè)的核心競爭力，增強產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)的招商吸引力，促進產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展，計劃建立一個產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)服務(wù)平臺，建設(shè)目標如下:通過服務(wù)平臺的建設(shè)，幫助產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)在信息化方面建立統(tǒng)一的組織管理協(xié)調(diào)架構(gòu)、信息服務(wù)平臺、業(yè)務(wù)管理平臺和SaaS服務(wù)平臺。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)把不同應用系統(tǒng)平臺整合進服務(wù)平臺，以服務(wù)平臺為樞紐，使產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)在信息化方面形成一個緊密聯(lián)系的整體。服務(wù)平臺建設(shè)可以讓產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)以及區(qū)內(nèi)企業(yè)獲得高效、協(xié)同、整體的效益。

(三)平臺架構(gòu)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)服務(wù)平臺采用基于分層體系架構(gòu)，該服務(wù)平臺將應用以云服務(wù)的方式提供給產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)內(nèi)的入駐企業(yè)，企業(yè)按實際需要購買和使用云服務(wù)，這樣就有效的降低了企業(yè)信息化建設(shè)的門檻和風險，并具有豐富的可擴展性，企業(yè)可以根據(jù)需要定制不同的信息化應用服務(wù)。產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)服務(wù)平臺架構(gòu)，如圖1所示。

(四)分層構(gòu)建目標硬件平臺層該層是服務(wù)平臺的最底層，主要有虛擬化服務(wù)器集群、傳感器、攝像頭、ZigBee、RFID等物聯(lián)網(wǎng)終端組成，硬件平臺層使平臺具備能夠?qū)Ξa(chǎn)業(yè)集聚區(qū)各類資源實行全面自動化信息采集全程狀態(tài)監(jiān)控及海量數(shù)據(jù)處理的硬件基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)資源層數(shù)據(jù)資源層由基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、感知數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和決策數(shù)據(jù)組成，數(shù)據(jù)資源層的構(gòu)建目標是應用物聯(lián)網(wǎng)與云計算技術(shù)中的大數(shù)據(jù)存儲管理和資源調(diào)度技術(shù)對海量數(shù)據(jù)資源進行統(tǒng)一、高效、安全的分布式組織存儲和管理，形成高性能可伸縮的數(shù)據(jù)管理調(diào)度模型，并向應用服務(wù)層提供統(tǒng)一、易用的調(diào)用接口。應用服務(wù)層應用服務(wù)層由信息服務(wù)平臺、業(yè)務(wù)管理平臺、云服務(wù)平臺組成。信息服務(wù)平臺是產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)公共服務(wù)平臺，主要由信息服務(wù)系統(tǒng)、客戶管理系統(tǒng)、電子商務(wù)系統(tǒng)組成;業(yè)務(wù)管理平臺是對產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)的各項安全、環(huán)境、低碳數(shù)據(jù)進行監(jiān)測評估的平臺，主要由安全監(jiān)控系統(tǒng)、低碳監(jiān)測與評價系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測與評估系統(tǒng)組成;云服務(wù)平臺是為集聚區(qū)入住企業(yè)提供定制服務(wù)的平臺，主要由企業(yè)信息管理系統(tǒng)、企業(yè)運營管控系統(tǒng)、集聚區(qū)增值服務(wù)系統(tǒng)組成。應用服務(wù)層為集聚區(qū)入住企業(yè)提供多樣化的應用服務(wù)，入住企業(yè)可以根據(jù)企業(yè)實際經(jīng)營管理需要任意定制所需要的應用服務(wù)。用戶訪問層用戶訪問層構(gòu)建目標是建設(shè)為終端用戶服務(wù)的產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)綜合服務(wù)網(wǎng)站，集聚區(qū)入住企業(yè)、客戶、個人等用戶通過各種網(wǎng)絡(luò)終端便可訪問相關(guān)應用服務(wù)而不需要下載安裝或維護任何軟硬件。

三、結(jié)語

篇(7)

【關(guān)鍵詞】電纜井 智能主機 采集單元 物聯(lián)網(wǎng)取能 CT 監(jiān)測預警

1 引言

隨著城市電網(wǎng)電纜化率的不斷提高，電纜溝井里程數(shù)明顯增多，電纜井故障成為了影響供電可靠性的關(guān)鍵因素。電纜溝井位于地下，難以通過直觀肉眼觀察的方式進行巡視查看，需要更為有效的手段，來提升電纜井的狀態(tài)監(jiān)測水平，實現(xiàn)狀態(tài)安全提前預測，及時預防、超前預警。

2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)外開展的研究應用主要實現(xiàn)了對電纜溝井內(nèi)測溫，可燃氣體監(jiān)測，積水、防火、視頻監(jiān)測等目標，但仍存在監(jiān)測形式單一，工程量大，監(jiān)測、安裝范圍局限，監(jiān)測數(shù)據(jù)不能進行實時分析、處理及存儲等缺陷。為有效提高電網(wǎng)運行的安全性和供電可靠性，迫切需要研發(fā)一套新的電纜井狀態(tài)監(jiān)測終端及可靠的數(shù)據(jù)收發(fā)、分析、管理、預警主站系統(tǒng)。

3 架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)

隨著技術(shù)的發(fā)展和進步，數(shù)字化電子技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在國內(nèi)高速發(fā)展，為電纜井綜合狀態(tài)監(jiān)測和預警技術(shù)的研究與應用提供了強大的支持。基于邊緣科學概念，進行技術(shù)融合和集成，將分體式傳感技術(shù)、可持續(xù)供電技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)、信息處理技術(shù)、地理信息技術(shù)和移動作業(yè)技術(shù)等引入到電纜井內(nèi)狀態(tài)監(jiān)測及預警業(yè)務(wù)中，將電纜井監(jiān)測節(jié)點網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與物聯(lián)網(wǎng)相連，實現(xiàn)電纜井運行全工況信息交換，幫助管理人員和技術(shù)人員突破時間和空間的約束，掌控現(xiàn)場一手數(shù)據(jù)，提高電纜井實時監(jiān)測、預警、響應和運維水平。

3.1 監(jiān)測終端

監(jiān)測終端由采集單元、智能主機兩部分組成，二者采用RS485有線模式進行雙向數(shù)據(jù)傳輸，實時交互，使監(jiān)測終端具有全面感知，智能處理和可靠傳輸?shù)墓δ堋?/p>

采集單元分為井蓋位移，環(huán)境溫濕度監(jiān)測、有害氣體監(jiān)測、可燃氣體監(jiān)測、水位監(jiān)測、火災探測、電纜接頭測溫等模塊，周期性采集電纜井的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并上傳至智能主機。智能主機接收到采集單元上傳的數(shù)據(jù)后，進行匯總，通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)最近的智能主機向主站系統(tǒng)上傳數(shù)據(jù)。若最近的智能主機通訊異常，則搜索通訊范圍內(nèi)（可視距離2000米）的其它智能主機，建立新的傳輸路徑，進行數(shù)據(jù)傳輸。

考慮到在產(chǎn)品試點或推廣前期時，電纜井監(jiān)測節(jié)點與主站系統(tǒng)可能存在距離過遠的情況，智能主機主控板兼容APN（基于GPRS的VPN）通訊模式，設(shè)定為主節(jié)點的智能主機，可以通過3G/4G等GPRS通道將區(qū)域性數(shù)據(jù)上傳至主站系統(tǒng)。

3.2 主站系統(tǒng)

主站系統(tǒng)一般部署于變電站或自動化機房，通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)或APN網(wǎng)絡(luò)，與監(jiān)測終端進行雙向組網(wǎng)通訊，實現(xiàn)對所管轄范圍內(nèi)的電纜井綜合狀態(tài)的監(jiān)測和預警。

主站系統(tǒng)基于地理信息GIS平臺開發(fā)，相關(guān)數(shù)據(jù)接口及業(yè)務(wù)分析模塊采用JAVA開發(fā)，封裝為后臺服務(wù)。當后臺數(shù)據(jù)接口進程接收到智能主機上傳的信息后，自動進行拓撲，實現(xiàn)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。啟動業(yè)務(wù)分析模塊，進行電纜井各狀態(tài)分析，當發(fā)現(xiàn)模擬量數(shù)據(jù)越限或開關(guān)量狀態(tài)變位后，立即評估告警等級，并啟動告警業(yè)務(wù)，在GIS界面點亮相關(guān)電纜井，顯示其具置和預警內(nèi)容，同時通過短信告警平臺，提醒電纜井相關(guān)責任人盡快處理安全隱患。

3.3 關(guān)鍵技術(shù)

3.3.1 監(jiān)測終端續(xù)航力設(shè)計

采集單元是分體式微型設(shè)計，由智能主機一體化供電，周期性采集狀態(tài)正常數(shù)據(jù)，連續(xù)性采集狀態(tài)異常數(shù)據(jù)，因此，其自身的設(shè)計應滿足低功耗的要求。與此同時，電池的設(shè)計也應能連續(xù)工作。

開發(fā)電池管理系統(tǒng)（BMS），優(yōu)化充電、用電效率，提高電池利用率，防止電池出現(xiàn)過度充電和過度放電，延長電池的使用壽命，監(jiān)控電池的狀態(tài)，對電纜井狀態(tài)監(jiān)測及預警技術(shù)的實現(xiàn)不可或缺。

智能主機采用高性能鋰電（單一電源供電周期不低于一個月），同時配套取能CT裝置，為適應不同應用環(huán)境（負荷電流），取能裝置采用雙線圈設(shè)計。

當CT取能裝置正常工作時，BMS系統(tǒng)向監(jiān)測終端穩(wěn)定供電，滿足智能主機及采集單元應用。同時，監(jiān)測鋰電池狀態(tài)，當鋰電池處于需要充電的狀態(tài)時，BMS系統(tǒng)同步進行鋰電池充電。鋰電池充滿后，BMS系統(tǒng)切斷其充電電路。

3.3.2 信號傳輸可靠性技術(shù)

信號的強度和質(zhì)量直接影響電纜井狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的正常傳輸。電纜井周圍電磁干擾復雜嚴重，智能主機分布分散，為保障數(shù)據(jù)的正常傳輸，智能主機的通訊設(shè)計不但要滿足相互之間在多層信號屏蔽的情況下信號強度衰減幅度小的要求，而且要具有多層次抗電磁干擾的功能。另外，輔以增強型通訊模塊及高靈敏延長天線，合理選擇天線的安裝位置，切實保障數(shù)據(jù)傳輸正常。

3.3.3 系統(tǒng)自檢技術(shù)

為保障系統(tǒng)可靠運行，達到預期目標，得到理想的運行效果，自檢技術(shù)尤為關(guān)鍵。電纜井狀態(tài)監(jiān)測終端設(shè)計自檢功能，周期性運行，保障智能主機和采集單元的正常運行。電纜井狀態(tài)監(jiān)測預警主站系統(tǒng)建立軟件進程監(jiān)測和管理功能，一旦發(fā)現(xiàn)進程異常，則自動關(guān)閉該進程后重新啟動。

在獨立自檢基礎(chǔ)上，整體系統(tǒng)實現(xiàn)自檢，校驗各個組成的運行狀態(tài)，通過系統(tǒng)設(shè)定主站定期召喚監(jiān)測終端和監(jiān)測終端定期上傳狀態(tài)的任務(wù)，保證系統(tǒng)監(jiān)控人員、管理人員及時掌握所轄范圍內(nèi)智能主機和采集單元的運行狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)異常，啟動告警流程。

4 小結(jié)

電纜井狀態(tài)監(jiān)測及預警系統(tǒng)已經(jīng)在新野電網(wǎng)成功進行試點應用，實現(xiàn)了對電纜溝井內(nèi)的溫度、濕度、有害氣體、有毒氣體、積水水位、火災煙感、井蓋移位、電纜接頭溫度等數(shù)據(jù)的實時采集和在線狀態(tài)分析，并對出現(xiàn)異常及安全隱患的情況立即提醒電纜井相關(guān)責任人盡快處理，為有效預防和控制電纜井安全事故起到了很好的預警作用。

實踐證明，電纜井狀態(tài)監(jiān)測及預警系統(tǒng)適合在電力系統(tǒng)、電力專網(wǎng)中進行大范圍的推廣和應用，發(fā)揮重要作用，有效提高電纜供電的可靠性和安全性，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]鄭坤.動力電池模組信號采集與快速充電策略研究[D].電子科技大學（博碩論文），2012.

作者簡介

姜曉華（1966-），現(xiàn)為國網(wǎng)河南新野縣供電公司高級工程師。研究方向為電力管理與服務(wù)。

高洪杰（1975-），現(xiàn)為國網(wǎng)河南新野縣供電公司高級政工師。研究方向為電力管理與服務(wù)。

林江（1980-），現(xiàn)為南京德軟信息科技發(fā)展有限公司高級工程師。研究方向為電力系統(tǒng)科技研究開發(fā)和應用服務(wù)。

蔡會會（1987-），現(xiàn)為南京德軟信息科技發(fā)展有限公司工程師。研究方向為管理科學與工程。

作者單位