物联网技术与开发

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物联网技术与开发范文第1篇

关键词：物联网；监管安全；电子身份识别卡

于监狱而言，罪犯定位信息管理是监管安全工作中的一大难点。传统的人防要求，需要民警高度的责任心，同时也对监狱管理者提出了诸多难题。物联网技术正蓬勃兴起，借助物联网的有关技术，开发相关管理软件，网格化析分管理区域，可以实现准确、即时、有效的定位管理。该系统的开发对于创新监狱管理机制，提高监狱监管安全管控力度，实现“科技强监”、“科技强警”目标，有着积极的现实意义。

1 项目名称、研发背景及其意义

1.1 项目名称：基于物联网技术的罪犯网格化管控系统

所谓“基于物联网技术的罪犯网格化管控系统”，就是应用现代日益成熟的物联网技术，将监狱特定管理区域依照一定的标准划分成为单元网格，通过对单元网格内罪犯主动（被动）[1]携带的电子身份识别标签信息的读取，对该区域的安防信息进行巡查、监督和处置，以实现单元区域之间数据共享、信息共用、资源整合、动态跟踪、全面覆盖的软件系统。

1.2 项目研发背景

安全是监狱履行刑罚执行职能的首要前提，加强现场管控力度是实现监狱安全的最基本手段之一。近年来，随着信息化建设步伐的加快，各地监狱都相继建立起安全防范系统，与信息系统进行了关联应用，在一定程度上实现了安防信息化，但对狱内罪犯进行有效的定位和管理的水平还亟待提升。随着物联网技术的日益成熟，当前对罪犯进行定位管理、越界管理、行为识别管理，以及将各个安防系统进行有机整合等已经成为可能。

1.3 项目的实施意义

一是有助于提升“四防一体化水平”。该系统借助物联网技术，通过对罪犯的网格化管理，有效提高人员分布情况的自动化和智能化查询、管控水平，减少一线民警的简单重复、机械性劳动，降低民警的工作强度，提高警务效能，有效杜绝脱管失控的隐患和漏洞，将管理方式从被动处置问题向主动发现问题转变，并借助系统及时解决问题，从而促进监狱管理水平进一步提高，最终实现人防、物防、技防和联防“四防一体化”。

二是优化警力资源管理。无疑，借助该系统所构建的管理平台，可以有效减少一部分循环、重复的民警管理岗位设置，比如巡查、督察、零星罪犯的带进带出等，使警力得以投入到更需要的岗位，从而实现对警力资源的有效配置。

三是提升监狱信息化系统的应用水平。当前，各地监狱已基本完成了信息化的基本建设，但各信息系统的信息集成和共享的水平还有待于提高，借助现有的网络、信息数据库等基础系统，积极开发适用、小型、经济的软件系统，丰富系统功能，提升应用水平，有助于体现信息化的效益、秩序原则。

1.4 该项目解决的实际问题

当前针对在押犯的管理，普遍存在如下难题和问题：

一是难以准确、实时、动态地掌握罪犯位置和人数。狱内罪犯的流动区域涵盖监舍、教学场所、劳动车间、医院、会见室等多处，根据直接管理的要求，每个区域都需要民警准确掌握其数量、方位以及是否有非法进出特定区域、非法靠近关键设施等行为。当前该项管理工作主要靠民警人工清点，且无法提供历史轨迹情况。

二是对陌生罪犯身份进行即时识别。监狱督察组成员遇有单独活动的罪犯，仅靠罪犯口述及番号牌比对，无法准确验证真伪。对于本监区人员，民警实现全部、准确掌握，也有难度。

三是对临时离群的罪犯的监控难度大、成本高。尤其是在个别罪犯临时离开集中管理场所，如接见、就诊等，都需要民警单独带押，人数变化无法及时准确统计并实现最大范围的周知。

2 项目的基本功能

系统可以实现罪犯的定位管理，借助自动点名、报警管理、轨迹回放和查询统计等辅助功能，改善监狱管理方式，提高民警工作效率，提升安全系数。

2.1 自动点名功能

系统定时自动对指定区域内罪犯进行扫描，读取该罪犯所佩带的电子标签身份信息，自动上传至系统后台，与后台数据进行比对，从而实现自动点名及罪犯的区域定位，从而帮助民警即时掌握其管理区域内的人员流动情况。

2.2 巡更功能

系统根据监狱实际区域分布，划定单元范围，经民警手持点名机，实现补点名和确保人、卡和座位三者合一。点名时，手持点名机按照路线对3-5米范围内持卡罪犯进行点名扫描，待手持点名机放回终端时，系统对罪犯姓名等基本信息进行自动检索，建立巡更记录，并及时显示漏检、漏巡方位。手持点名机还具备及时提醒民警点名和即时报警、显示人数功能。

2.3 人员定位信息功能

系统自动实时、动态显示各指定区域内的罪犯及动态信息。

2.4 报警功能

如出现异动情况，如人数无授权异常流动、人数比对不符等情况，系统自动逐级上传报警信息，民警根据分级授权，进行相应处理。

3 项目的系统架构

3.1 物联网的技术架构

物联网是一种内容复杂、形式多样的系统技术。根据信息生成、传输、处理和应用的原则，从技术架构上物联网可分为三层：感知识别层、网络层、应用层。其技术架构如图所示：

⑴感知识别层。感知识别是物联网的核心，是联系物理世界和信息世界的纽带。感知识别层既包括射频识别（RFID）、无线传感器、摄像头等信息自动生成设备，也包括各种智能电子产品用来人工生成信息。RFID是能够让物品“开口说话”的技术：RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现识别和管理。另外，作为一种新兴技术，无线传感器网络主要通过各种类型的传感器对物质性质、环境状态、行为模式等信息开展大规模、长期、实时的获取。

⑵网络层。物联网的网络平台建立在现有的移动通信网、因特网和其他专网的基础上，通过各种接入设备与网联网感知层相连接。物联网接入技术包括有线（双绞线、光纤和同轴电缆等）和无线（2G、3G、卫星通信以及蓝牙、Wi-Fi、ZigBee、WiMax等）接入两大类型。

⑶应用层。应用层主要包含应用支撑平台子层和应用服务子层。其中应用支撑用于支撑跨行业应用、跨系统之间的信息协同、共享、互通功能，包括公共中间件、信息开放与信息交换平台、云计算平台和数据存储、数据处理和智能分析智能决策等服务支撑平台。应用服务子层包括精确农业、智能交通、智能家居和公共安全等行业应用。应用层利用经过分析处理的感知数据为用户提供丰富的特定服务，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。

3.2 物联网技术在监狱罪犯网格化管理中的应用

物联网各层之间既相互独立又联系紧密。在应用层以下，同一层次上的不同技术互为补充，适用于不同环境，构成该层次技术的全套应对措施。而不同层次提供各种技术的配置和组合。总而言之，技术的选择应以应用为导向，根据具体的需求和环境，选择合适的感知技术、联网技术和信息处理技术。因此，根据监狱场所的特殊行业要求以及罪犯特殊群体的管理特点，可依托物联网技术建构“监狱罪犯网格化智能管控系统”。该系统的总体架构如下图所示。具体架构相应如下：

⑴感知识别层技术的采用。参照物联网的技术架构，针对监狱工作的实际状况和具体应用需求，结合各种识别与定位技术的研究分析，可选用基于RFID（Radio Frequency Identification）射频识别技术以实现自动身份识别、位置跟踪、预警和自动报警、应急指挥，规范狱内罪犯的行为，使用安全可靠的信息采集方式来监控、追踪、识别罪犯，将信息系统中的个人信息和现实中的个人真正关联起来，实现实时追踪和报警。

⑵网络层技术的选用。各种不同类型的网络适用于不同的环境，合理提供便捷的网络接入，是实现物物互联的重要基础设施。根据当前监狱网络安全需要，一般不采用无线接入技术。

⑶应用层技术的选用。RFID子系统负责采集佩戴在罪犯身上的射频卡或电子腕带中的数据，获取并保存人员的实时位置，将实时报警信息传递给报警管理服务；人员网格化智能管理应用子系统提供对人员位置信息的应用服务与管理，包括人员出入受控区域的监控、自动点名、人员定位、人员动态监控、行动轨迹回放、报警管理服务等。此系统还可以支持继续升级，例如，将来可借助该技术，建立罪犯行为分析系统，通过对罪犯长期行为进行对比分析、关联分析、分类和预测等数据挖掘方法，了解到高危人员的一些违规、危险行为，或者反映特定心理特征的行为，并对这些行为进行监测，及时提出预警，以达到预防和及时处置重大事故发生的目的。

4 项目的关键技术

4.1 射频识别技术（RFID技术）

该技术是一种非接触的自动识别技术，其利用了射频信号或空间耦合（电感或电磁耦合）传输特性的基本原理，通过无线射频方式实现非接触双向数据通信，识别并获取目标的相关数据，实时、准确、快速采集与处理目标物品的信息。该技术具有非视觉范围读写、寿命长、信息量大和抗干扰能力强等优点，在交通运输控制管理、商业自动化、防伪、工业自动化和门禁管理等众多领域有广泛应用。该技术涉及到能耗管理技术、射频定位技术、RFID中间件、系统防碰撞和安全防护等相关技术。

4.2 基于J2EE架构的面向服务的体系结构SOA技术

Java EE是开发可伸缩的、具有负载平衡能力的多层分布式跨平台应用的理想平台。J2EE技术为平台的可移植性、独立性、安全性提供了保障，并且提供了并发的机制，具有较高的性能。基于J2EE平台，可有效提升系统的可靠性、可复用性和可移植性。Java EE体系内的EJB、Java Servlet、JSP、JDBC、JNDI、JTS/JTA、JMS等技术，为构建基于B/A/S（浏览器/应用服务器/数据库服务器）纯三层架构的应用系统提供了稳定的平台。面向服务的体系结构（SOA）是互相通信（例如从一个服务向另一个服务传递数据或协调一个或多个服务之间的活动）的服务的集合，是一个灵活的体系结构，是在计算环境下设计、开发、应用、管理分散的逻辑（服务）单元的一种规范。该系统将分布在网络中的软件资源看作是各种服务，旨在提供面向技术的解决方案，而不必考虑其后台实现的具体技术、具体运行平台、具体物理位置甚至其内部的通讯协议，从而表现出更好的业务灵活性。J2EE是一套全然不同于传统应用开发的技术架构，包含许多组件，可简化且规范应用系统的开发与部署，进而提高可移植性、安全与再用价值。J2EE核心是一组技术规范与指南，其中所包含的各类组件、服务架构及技术层次，均有共通的标准及规格，让各种依循J2EE架构的不同平台之间，存在良好的兼容性，解决了以往用户后端使用的信息产品所存在的无法兼容的弊端。

4.3 服务总线技术

服务总线（Enterprise Service Bus，ESB）是用于将异构应用集成在一起创建业务流程的新的基础设施，它通过将消息、XML、Web服务、数据路由技术来等完成多个应用节点连接，并协调应用间的互动，是一种灵活的、可扩展的分布式计算模型。采用服务总线技术，所有的应用都被作为服务来对待，它们之间通过消息进行交互，应用者不需要知道基础的通信协议或者物理位置，从而更能适应需求的变化。ESB支持多种标准接口，有更好的伸缩性，而不像Web服务那样仅仅利用SOAP/HTTP协议传递服务请求和应答的信息。一方面，它可以用于部门内部应用的集成，如通过JMS、JCA组合已有的J2EE应用，以及通过某些专有的适配器连接专有应用（如SAP），由于无需跨越防火墙，这种集成方式具有较高的效率；另一方面，它也可以用于部门对部门的应用集成，通过包括SOAP在内的各种接口方式连接异构应用，可以跨越部门之间的防火墙，而无需为此编写额外代码，实现多个应用系统之间应用的无缝集成。ESB是从逐步出现的企业通信、互联、转换、面向服务的应用构建、可移植性和安全性等标准中演化而来的，其目标是创建一个真正基于标准的企业级应用骨干网，用来部署业务过程处理系统、协同系统和分布式业务解决方案。ESB是一个实现了通信、互连、转换、可移植性和安全性标准接口的企业基础软件平台。ESB由中间件技术实现并支持SOA的一组基础架构功能，支持异构环境中的服务、消息以及基于事件的交互，并且具有适当的服务级别和可管理性。

4.4 Web Service技术

Web Service不是一种框架，而是一种技术。Web Service是由企业的完成其特定商务需求的在线应用服务，其它公司或应用软件能够通过Internet来访问并使用这项在线服务，它是一种构建应用程序的普通模型，可以在任何支持网络通信的操作系统中实施运行。它是一种新的web应用程序分支，是自包含、自描述、模块化的应用。Web Service是一个应用组件，它逻辑型地为其他应用程序提供数据与服务。各应用程序通过网络协议和规定的一些标准数据格式（HTTP、XML、SOAP）来访问Web Service，通过Web Service内部执行得到所需结果。Web Service可以执行从简单的请求到复杂商务处理的任何功能。一旦部署以后，其它Web Service应用程序可以发现并调用它部署的服务。官方的解释就是：Web Service主要是为了使原来各孤立的站点之间的信息能够相互通信、共享而提出的一种接口。Web Service可以执行从简单请求到复杂业务处理的任何功能。Web Services要使用两种技术：XML和SOAP。XML提供在Web上传送结构化数据的方式，Web Service以一种可靠的自动方式操作数据，XML可以使Web Services十分方便地处理数据，可以使内容与表示方式进行分离；SOAP使用XML消息调用远程方法，这样Web Service可以通过HTTP协议的post和get方法与远程机器交互。

4.5 电子地图技术

电子地图是20世纪80年代初利用计算机辅助地图制图技术而形成的地图新品种，又称为数字地图，是地图制作和应用的一个系统，是一种数字化了的地图。其显示的信息量远远大于普通地图。它可以非常方便地对普通地图的内容进行任意形式的要素组合、拼接，形成新的地图；可以与卫星影像、航空照片等其他信息源结合，生成新的图种；可以利用数字地图记录的信息，派生新数据。电子地图技术科学、准确、直观，大大提高地图应用效率。

4.6 数据挖掘技术

数据挖掘（Data Mining，DM）是20世纪80年代末期新崛起的一门学科，是目前国际上数据库和信息决策领域最前沿的研究方向之一。数据挖掘是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的实际应用数据中，提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程。数据挖掘技术伴随着数据仓库技术的发展而逐步完善；以数据库、人工智能、数理统计、可视化四大支柱技术为基础；数据挖掘主要涉及三个方面：挖掘对象、挖掘任务、挖掘方法，挖掘对象包括若干种数据库或数据源，例如关系数据库、面向对象数据库、空间数据库、时态数据库、文本数据库、多媒体数据库、历史数据库，以及万维网（WEB）等，挖掘方法可以粗分为：统计方法、机器学习方法、神经网络方法和数据库方法，数据任务是指从数据集合中自动抽取隐藏在数据中有用信息，其表现形式为：规则、概念、规律及模式等。它可帮助决策者分析历史数据及当前数据，并从中发现隐藏的关系和模式，进而预测未来可能发生的行为。数据挖掘的过程也叫知识发现（KDD Knowledge Discovery in Database）的过程，它是一门涉及面很广的交叉性新兴学科，涉及到数据库、人工智能、数理统计、可视化、并行计算等领域。

5 项目的应用前景

一是该项目可集成于监狱安防平台，通过对罪犯的定位管理，强化对其动态控制，突出区域管控，提高监管安全系数，提高民警工作效率，实现“科技强警”目标。

二是该项目可应用于对劳务外协人员及车辆的定位管理。

三是该系统可吸收、集成视频监控、门禁控制、生物识别、智能分析、数据挖掘等新型技术，建立以人员管理为核心的监狱综合管理业务模型。

物联网技术与开发范文第2篇

1典型分析

畜牧业物联网技术，是指将网络技术、传感技术、互联网技术等结合在一起，定点采集畜禽身份信息、采食信息、称重信息、运动信息等畜牧生产过程中的关键信息，通过现代互联网技术传送到后台数据处理中心，在数据分析基础上，以图表和直观曲线方式提供给生产者，对畜牧生产进行有效的管理和监测，或通过GPS、RFID技术等对动物生产全过程进行溯源跟踪和监控追踪，建立畜产品质量安全可追溯体系。近年来，物联网技术在天津市奶牛生产、种猪生产、肉鸡生产等领域有了一些应用。现介绍3种典型案例，供养殖生产者参考。

1.1以嘉立荷牧业和光明梦得等大型牧场为代表通过阿菲金等牧场管理系统的应用，自动采集牧场的生产数据，技术人员和管理者可以针对繁殖、兽医、统计等不同的问题进行分析，了解牧场生产和管理过程中存在的问题，并采取相应措施，实现奶牛生产的精细化管理。

1.2以天津市农夫种猪场为代表应用了智能化母猪饲养管理系统，通过传感器对无线射频耳标的识别，实现对该母猪个体的精确饲喂、鉴定等（荷兰Velos系统）；通过应用种猪自动测定系统，自动采集种猪每日采食信息和称重信息，提高了种猪测定效率。

1.3以部分规模肉鸡养殖场为代表通过应用物联网技术，实现了自动采集鸡舍温度、湿度等，并根据鸡舍环境实时变化情况进行自动控制，提高了肉鸡生产的管理水平。

2存在的问题

2.1饲养方式制约物联网技术推广物联网技术的推广和应用是与集约化生产经营方式相结合的。但是部分以农户为主的养殖小区和中规模养殖场户，受制于设施设备和生产工艺条件，物联网技术改造应用难度大，物联网技术难于应用推广。

2.2物联网技术应用范围偏小在畜牧业生产中应用物联网技术，涉及的信息技术本身比较复杂。因此，目前天津市物联网技术的应用大多数是在大型规模养殖场，特别是在部分的“领军”企业。天津市畜禽养殖量90%以上的中小型养殖场，应用物联网技术的意识不强，其物联网技术的应用仍呈“空白”。

2.3物联网技术应用成本高畜牧业生产中应用的物联网技术，主要有三个来源：一是从国外直接进口技术；二是引进技术在国内经过本地化改造；三是国内自主开发。就目前而言，国内自主研发产品，其软硬件配套和产品稳定性等方面与引进产品尚有很大差距，养殖场户积极性不高，加之引进产品价格昂贵、投入高，部分生产者尚无力应用。

3促进物联网技术在畜牧生产中的应用

围绕构建“高产、优质、高效、生态、安全”的现代畜牧业产业体系，保障动物疫情稳定，保障农产品质量安全，提升畜牧业质量和效益，促进畜牧业增效，农民增收为立足点，按照市场推动和政策扶持相结合，加快畜牧业物联网技术的应用推广和系统开发。经过努力，物联网技术应用覆盖天津市生猪、奶牛、肉羊、蛋鸡、肉鸡五大畜禽种，覆盖一批规模养殖场，建设物联网示范企业，实现饲养环境自动监控、管理精细化和产品可追溯管理。开发应用兽药等投入品监管、远程服务、外埠畜产品监管和本地畜产品质量安全追溯等行业监管平台，实现实时管理。通过示范应用和技术推广，形成物联网集成应用的典型解决方案和技术标准。

3.1企业类

3.1.1肉羊物联网应用平台以奥群种羊公司为主，利用建立的工厂化杜泊、澳洲白绵羊胚胎移植技术体系和快速扩繁优质配套系种羊的生产基础，在生产环节引入物联网技术，建设奥群优质种羊联合育种信息平台、种羊胚胎移植远程服务系统、养殖综合业务管理系统。完善RFID技术自动识别系统、自动称重系统、种羊选育和视频监控等系统，实现对种羊生产过程信息采集和数据分析，与客户扩繁场信息共享，互动挖掘数据。其服务对象包括天津核心育种场、规模扩繁场和合作社组织。完成基于RFID的种羊称重与分群管理、基于有源RFID技术的TMR（全混合日粮）投料监控技术标准。

3.1.2奶牛物联网应用系统以梦得集团、嘉立荷牧业惠泽牧业等21个牧场为主，引进国内外先进牧场综合管理系统，实现对产奶、牛群健康等管理智能化。降低炎发病率，提高配种率和单产水平，实现质量安全可控可追溯。

3.1.3生猪物联网应用系统以中粮肉食、惠康、德润、农夫等企业为主，引进智能化管理系统，实现对猪舍内温度、湿度、通风等环境自动控制。以射频技术为载体，开发智能化养猪管理系统，通过料塔、输送分配绞龙、饲喂器、分离器的有效组合，实现对每头猪的精准饲喂、准确监测。

3.1.4家禽类物联网应用系统引进国内外先进的家禽生产管理信息系统，实现对舍内喂料、光照、温度、供水、压力、湿度、清粪、集蛋等自动监测和控制，为鸡提供恒温、恒湿和清洁的环境，改善动物福利。大幅度降低人工成本，降低呼吸道等疾病发病率。

3.2部门监管类

3.2.1动物防疫和畜产品质量安全可追溯系统完善现有生猪品种系统运行，启用其他畜种应用。优化养殖环节信息采集系统，实现一站式登陆，智能化上传。开发友好的展示界面，开发多种展示方式和数据有效链接。增加畜牧业统计监测预警系统，实现对畜牧生产情况、畜产品价格、市场需求等相关数据快速监测统计，通过统计结果，分析市场趋势，做出预测预警。开发辅助决策系统，实行免疫保护期、疫苗使用、应急物资等预警和智能管理。

3.2.2肉鸡质量安全可追溯平台对肉鸡在饲养过程中饲料兽药投入品使用、防疫、质量监测信息，出栏产地检疫信息，运输过程信息，屠宰环节检验信息，一直到产品上市进入市场各环节信息实现可追溯监管。

3.2.3病死动物无害处理系统在现有生猪基础上，增加其他畜种，开发与保险公司和无害化处理场数据对接功能。

3.2.4动物产地检疫机打出证系统升级支持生猪、家禽等产地检疫需要，优化业务流程管理，提高响应速度。

3.2.5畜牧兽医专家远程服务系统利用天津农业物联网大平台，将天津市多年积累的动物疫病防控经验和典型病理解剖图片置入，向养殖场户提供智能诊断和科普教育功能。

3.2.6动物及动物产品检疫监督信息管理平台利用物联网和RFID等技术，实现对外埠进入天津市的动物和动物产品实现监管数据交换、集成和主动监控等目的。

3.2.7生鲜乳质量安全监管及可追溯系统将鲜奶生产、收购、运输等环节开展信息化管理，构建鲜奶收购站及运输车辆信息管理系统，对鲜奶收购进行信息化管理。

3.2.8武清奶牛综合服务平台良种繁育系统在现有平台基础上，开发奶牛个体信息动态采集技术，佩戴牛只RFID标签，实现对牛只的自动识别和信息记录，提高奶牛场智能化水平；开发集成传感器技术、信息采集技术及网络数据库技术，实现对奶牛个体挤奶的全部自动化及智能化控制；安装监测系统，辅助判定牛只状态，结合无线传输技术，实现实时数据采集；利用物联网技术对种子母牛个体信息进行采集的数据进行挖掘，通过统计和专家分析，为奶牛良种科学繁育提供依据和科学决策。

4对策建议

4.1加强组织协调建议在天津市畜牧兽医局成立推进物联网技术应用推广技术领导小组，纳入全市畜牧兽医工作重点，加强各事业单位和区县畜牧兽医管理部门以及企业的沟通，建立和完善协同工作机制。

4.2加大资金支持力度利用现有的设施畜牧业提升工程、畜禽标准化规模养殖场等项目资金，加大对物联网技术应用的支持。争取天津市经济和信息化委员会、财政局、科学技术委员会等部门对畜牧业物联网应用专项支持。同时，推动引导更多企业开发、使用物联网技术，进一步完善现有系统功能。

4.3加强人才队伍建设加强宣传引导，推动既懂信息技术又懂农业生产的复合型技术人才从事现代畜牧业建设。加大培训力度，培养一批操作技能强的一线实用人才，推动各类监管、应用系统高效运行。

物联网技术与开发范文第3篇

关键词：物联网技术；远程监控；生产运行管理平台

数字化油田是石油工程信息化的高级阶段，是信息化达到网络化、数字化、模型化和科学化的全新标志。石油工程作为一个跨学科、多专业相互配合的技术高度密集型行业，信息化一直伴随着工程行业的发展，并发挥着巨大的作用。近年来，通过应用驱动和技术研发创新引领的互动式发展，基于物联网技术的数字化建设，在石油工程数据采集、远程监测等领域得到广泛应用，本文针对石油工程生产运行与管理实际，拟基于物联网技术，通过构建集可视化、功能化、数字化钻井系统，以满足钻井日常生产运行、生产管理、生产监控、设备管理的需求。

1物联网基本内涵

国内对于物联网的概念是整合了美国的CPS（Cyber-Physical System）、欧盟的IOT（Internet of Things） 和日本的i-Japan的概念，但又不完全和哪一个相同。由于物联网本身与互联网、移动通讯网、传感网等有密切的关系，因此国内不同领域的专家针对物联网的思考出发点各异，事实上我国对物联网还没有一个精准和公认的定义。物联网体系架构大致有三个层次，底层是用来感知数据的感知层，第二层是数据传输的网络层，最上面则是内容应用层。随着“物联网”技术的发展与广泛应用，从工作办公到日常生活应用都与计算机技术和信息化有效结合，包括我们接触与使用的各种设施与物体以及物品，比如交通工具汽车，居住的楼房，出行必需的公路、铁路、机场，乃至手中的钥匙、手上戴的手表等等，只需要安装一个极小的感应芯片，就可以有效利用红外线感应、全球定位系统、激光扫描技术、无线网络信息系统或者射频技术，使之与互联网相连，进而利用能力超强的计算机群实现智能化管理。为有效整合企业的各类服务、降低重复工作的损耗，可以采用基于面向服务架构（SOA）的物联网企业应用框架，并能通过.Net平台和Java 平台两种技术实现。运用该框架、利用射频标识构建的物联网可以对企业各业务流程进行监控，并实现海量数据资源共享和高效利用，从而为企业资源整合提供了一种可行的解决方案。

2物联网技术特点、作用与应用

物联网的几个关键环节可归纳为“感知、传输、处理”，实现“及时、精确、全面地获取和处理信息，达到科学决策、降低成本、提高效率、保护环境、增强安全等目标”。其中，传感技术、嵌入式智能技术和网络、通信技术为物联网的l展和广泛应用奠定了基础。

2.1物联网技术的主要特点

物联网的主要特点体现在技术和应用层面上，主要包括：一是感知识别普适化。作为物联网的末梢，自动识别和传感网技术近年发展迅猛，应用广泛。从衣食住行中，仔细观察都能发现大量的感知技术的应用。无所不在的感知与识别将物理世界信息化，对传统上分离的物理世界和信息世界实现高度整合；二是异构设备互联化。硬件和软件平台千差万别，不同型号和类别的RFID标签、传感器、移动数据采集终端、手机、移动PC等实现网际间信息共享和融合；三是联网终端规模化，所有构成要件都作为网络终端纳入系统之中；四是管理调控智能化。物联网将大规模数据高效、可靠地组织起来，为上层行业应用提供智能的支撑平台；五是应用服务协同化，物联网技术覆盖生产运行与管理的各环节，可以有效提高企业整体信息化程度。

2.2物联网技术的作用

通过将物理对象与信息承载体无缝联接，实现虚拟和物理世界的一体化，使得物理对象积极参与业务流程（互动，通信，控制），通过对数据的大规模采集与集成智能运用，最终实现商业价值和社会价值。物联网是一种非常复杂，形式多样的系统技术。根据信息采集、传输、处理和应用的原则，可以把物联网分为感知层、网络层、管理服务层和应用层

3 运用物联网技术构建数字化生产运行管理平台

数字油田是实体油田的虚拟表示，能够汇集油田的自然和人文信息，人们可以对该虚拟体进行探查和互动。从技术架构上来看，运用物联网技术构建数字化钻井生产运行管理平台是一项涉及多学科的复杂的系统工程，需要信息通信技术、石油地质、石油工程、企业管理等有关专业，旨在更加广泛、及时、准确的进行信息采集；深化应用软件实施，更好的完成信息处理及应用，解决各种生产运行与管理问题；建立更为便捷的信息开放和共享平台，更好的实现信息间的互联互通，为生产运行管理提供便利。

3.1 数字化钻井生产运行管理平台

基于上述分析，笔者拟结合石油生产运行与管理实际，提出一种新的运用物联网技术构建数字化生产运行管理平台的实现方案。该系统主要利用数据传感技术、计算机软件开发、数字控制、计算机网络、系统集成及数据共享技术，开发建成集井场数据自动采集、数据加工分析、设备远程控制、远程视频监控及分析决策为一体的生产运行管理平台。

该系统完全遵循物联网技术的三层结构，在感知层中，利用安装在现场的传感设备及视频监控设备，将生产数据和视频图像实时采集并集中起来；在网络层，利用有线或无线通信网络将数据传送至数据中心服务器；在应用层，利用数据库、计算机软件开发、智能计算、云计算等技术对数据进行加工、分析、整理、，并以文字、报表、图形、图像等方式及时显示出来，实现远程监测、控制、辅助分析、生产决策等功能。按物联网分层原理，钻井生产运行管理平台由数据采集子系统、数据传输子系统和生产运行管理子系统三部分组成。

4 应用前景与展望

物联网技术本身不是一个全新的事物，它的核心在于应用创新。以物联网技术为基础，在构建生产运行管理平台应用包括条形码技术、GPS技术、管理软件等物联网范畴的技术过程中，要进一步深化理解“应用为王”思想，通过持续的应用创新，打造出业内领先的数字化生产运行管理平台。

参考文献：

[1]董h，浅谈新一代物联网在电子商务中的应用，条码与信息系统，2012

[2]胡亮，页岩气开发核心技术及开采装备概述，军民两用技术与产品，2014 （12）

物联网技术与开发范文第4篇

【关键词】环境监测 物联网技术 应用研究

1 前言

现阶段，随着高新科技的快速发展，物联网在各行各业的应用逐渐增多，物联网技术由于集成了远程的监控与遥测、自动化采集与传输等最新技术，对环境监测工作将起到重要的作用，将会彻底改变现有环境监测工作的理念与方式。

2 物联网的概念

物联网（The Internet of things，IOT）是指在互联网的基础上扩展和延伸到物体与物体之间信息交流的一种新型信息技术，物联网的定义是实现物体与物体、人与物体、人与人之间的信息交流。物联网在国内的应用一般是使用定位系统、红外线感应仪、全球定位系统（GPRS）、激光扫描仪和气体感应器等设备间的信息，进行交换和记录，实现检测、定位、监测和扫描的一种信息技术，实现各种设备之间信息的交流，让使用者能够在物联网中得到需要的信息，让监测和管理的信息具有时效性和保证其准确性，达到人工智能化的监控，提高工作效率和生产力，弥补传统工作中的不足。物联网在现代被广泛运用于各个领域中，例如智能交通、医疗服务以及环境监测等各种方面，也体现了物联网的智能化与实用性。

3 环境监测中物联网技术的应用

我国传统的环境监测技术，在技术限制和设备设施不完善的情况下，环境监测的范围、内容、准确度、时效性以及数据的应用，都无法从根本上满足环境保护的需要。随着物联网技术在环境监测中的应用，可以让我们更加准确、及时的获取环境监测信息并充分应用到环境管理工作中，保证对环境的科学高效化管理。

3.1 大气监测中物联网技术的应用

大气质量自动监测，是利用物联网技术在监控范围内布设各种特定的传感器，通过各种传感设备对大气环境中的二氧化硫、二氧化氮、臭氧、一氧化碳、可吸入颗粒物、细颗粒物等指标进行数据采集，将数据通过网络实时向监控中心进行传输，不仅仅可以实现同步监测的基础功能，同时也能实现预报功能的一种全面监测。目前随着物联网技术应用的不断深入，对大气环境数据的分析、利用、综合评价以及预警等方面都在向广度和深度扩展。

3.2 水质监测中物联网技术的应用

在我国水资源日益紧缺的时代背景之下，水质环境监测工作的重要性也越来越突出，只有做好水质环境监测工作才能为水资源的合理开发、利用以及保护提供科学的资料依据。在水质监测过程中通过运用物联网新技术，在重点水质监控位置上布放传感器，通过无线传输方式24小时在线监测水质的各项变化，提高监测数据的准确性和时效性。水质监测通过与物联网技术的进一步融合，不仅为水环境治理提供了有力的数据支撑，而且还能有效地搭建水质监测预警平台，在水污染事件中发挥出重要作用。

3.3 重金属污染监控中物联网技术的应用

随着现代化工业化进程的加快，更加注重对重金属的环境监测，由于重金属污染不仅具有持久性的特征，同时也难以进行根本上的消除。通过物联网技术的应用，在监测的范围内，一旦水中重金属因子含量出现异常就会报警，为重金属的清理争取更多的处理时间，对污染进行及时的补救，同时可以为后续处理工作提供准确、可靠的技术支持。

4 物联网应用于环境监测所面临的问题和趋势

近年来，物联网技术虽然在环境监测中有着相对广泛的应用，推动了环境监测信息化的快速发展，但物联网在环境监测领域的发展仍然存在一些问题需要解决。

4.1 存在的问题

（1）相关技术设备还需提升。环境监测的感知层包括环境传感器、在线监测仪器、传感器网络等，由于这些技术设备普遍存在着功能单一、可靠性不够、成本高以及维护难度大等诸多问题，制约了物联网在该领域的广泛应用。（2）监测信息不能共享。目前由于各种环境信息系统的开发缺少顶层设计，系统之间不能很好的共享，使得环境监测数据不能进行有效整合，造成数据不能共享，工作中各自为政。（3）监测数据应用开发不够。随着物联网在环境监测中应用范围的拓展，各种监测数据都通过网络源源不断传递到各级环保部门，海量的数据由于缺乏深度的处理和分析，不能为环境决策提供科学的保障。（4）环境监测系统的整体管理水平较低。由于监测系统整体素质以及体制等诸多因素的束缚，造成整体管理水平较低，直接影响到物联网在环境监测中作用的发挥。

4.2 发展趋势

未来随着物联网技术的发展，可以深入挖掘其在环境监测智能化、自动化、信息化等各方面的应用，同时不断扩大环境监测领域，逐步开展生态、土壤、生物、电磁等监测内容，建立完善的环境监测网络。

5 结语

物联网作为一种新兴信息技术，能够弥补传统环境监测过程中的不足，为环境监测工作提供新的发展模式。因此，物联网技术在环境监测中的应用，前景会十分广阔。

参考文献：

[1] 赵富安，赵宇.物联网技术浅析[J].科技致富向导，2013（3）：45-46.

物联网技术与开发范文第5篇

关键词：物联网；实验平台；教学创新

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：16727800（2013）009015102

作者简介：孙冠男（1990-），女，山东师范大学硕士研究生，研究方向为教育技术。

0引言

目前，物联网技术教学多以理论教学为主，实践教学较少，这与物联网教学强调实践的特点相违背。教学中多以单个技术设备分别教学为主，没有科学化整体化的教学系统，不利于学生对物联网技术形成一个整体全面的认识。针对以上问题，本文对物联网实验平台的建设进行了探讨，帮助学生更加深刻地理解相关技术，并在平台上实现物联网创新系统实验。

1高校物联网实验平台需求分析

1.1物联网专业特点

物联网是典型的交叉学科，涉及电子、计算机、测控与通信等多领域相关专业知识。物联网专业不同于其它专业，是现有信息技术综合集成化的产物，它的呈现形式是一个实际落地的应用系统。物联网专业培养的人才，不仅要掌握传感器、微处理器、嵌入式技术和相应的软件技术，还要掌握无线通讯、高频设计、低功耗、无线传感网络以及3G无线网络设计等最新技术。

1.2物联网专业培养要求

物联网技术不是单一的技术，是一个技术集成，涉及广泛的技术领域。物联网技术核心是网络通信技术：包括Internet、WiFi、蓝牙、ZigBee、3G/GPRS等；物联网最重要的支撑点是无线射频通讯技术。高校通过开办物联网及相关专业，建立物联网、无线传感器网络实验室，主要目的是培养学生成为熟悉、理解物联网基础知识并熟练掌握、精通物联网基本技能的专业型人才。

1.3物联网实验平台建设的迫切性

国际上，美国、日本以及欧洲一些国家已先后启动了以传感器技术研发和大规模应用为核心的国家战略性物联网计划。我国也把物联网列为国家七大新兴战略性产业之一，并将“物联网”明确列入《国家中长期科学技术发展规划（2006-2020年）》。温总理在2010年的政府工作报告中明确提出，要积极发展新一代信息技术产业，“促进物联网示范应用”。随之不少国内学者提出了物联网实验教学的创新性和必要性。

但不得不承认的是目前物联网相关专业学生的学习还主要以课程讲授为主，这种学习方式下，学生必然缺少实际的操作经验，不但难以增强对物联网理论的深入探析和融会贯通，而且这种教学模式难以激发学生的创新精神和探索意识，所以高校有自己的物联网实验平台是很有必要的，这将使学生毕业以后更能适应工作中的实际环境。物联网创新实验平台就是在这种情况下建立的。

1.4物联网实验平台建设原则

对于物联网专业的学生或教师来说，物联网平台正是紧密结合本专业教学与科研的核心平台，应能比较全面地满足学生或教师在学习和研究物联网技术方面的需求。

对于开设物联网技术这一课程的学校以及选修此课程的学生来说，物联网实验室应能比较全面地展示物联网技术的应用，使学生和老师可以掌握物联网基础理论和技术以及应用方法。

对于其他相关专业的学生或教师来说，如计算机软硬件、通信、自动化、物流管理等专业的学生或教师，可以通过物联网实验室能进一步深入掌握物联网技术在本专业的应用，为将来就业和科研提供良好的实验平台。

2高校物联网实验平台具体建设内容

2.1物联网实验平台具体建设要求

因为物联网实验涉及到通信、电子等多方面的新技能、新知识，一些新批准建设物联网专业的高校，在建设配合物联网知识体系的实验平台方面有所不足。不仅如此，物联网又是交叉的新专业，因此物联网实验教学教什么、拿什么教、怎么教等问题，基本上还是空白，很多方面只能在实践中慢慢探索。

笔者认为物联网实验平台的相关建设应该以配合专业建设、人才培养规范、物联网核心课程、学生实训为目标，满足以下的基本要求：能满足物联网及相关专业的人才培养规范和教学基本要求；能支撑物联网及相关专业课程教学；能支撑物联网教学实验，能实现物联网各知识点的各种实训；能兼顾竞赛以及学校科研工作；实训室建设规模至少能满足一个班学生同时做实验。

2.2物联网实验平台各模块功能设计

为了满足以上要求，物联网的实验平台主要设计成3个模块：基础教学模块、物联网接入系统实验模块和物联网综合应用实训模块。其模块构成和功能分别如图1、图2所示。

2.3物联网实验平台具体构成

构建物联网实验平台的两大要素是硬件和软件。硬件是构建物联网实验平台设备的硬件平台，开发工具，包括传感控制模块、无线传输模块、网关中心等。软件，包括两种：一种是物联网系统运行必备的，如：开发环境、中间层软件、应用层软件、通讯协议、操作系统等。另一种是配套的教学体系与资源，如：配套的实验教材、PPT教学课件、avi视频教学动画、教学大纲等。硬件和软件共同组成了实验室的两大部分：学生专业训练平台和学生科研创新系统。

（1）学生专业训练平台：该平台的设计是3～4个学生共用一套实训平台，此平台上集成了嵌入式处理系统、传感器网络通信节点等，学生们可在此平台对传感器网络的各个知识点开展技能训练。

（2）学生科研创新系统：建设的物联网实验平台必须是高度统一的实训平台，集教学、演示和研发功能于一体，围绕物联网这个中心，还兼顾当前最新科技的发展态势，着重各种技术之间的融会贯通。

该系统主要由一些经常在实际生活中运用的节点，加上各种不同的传感器模块、数据通信网关、整套传感器网络系统架构软件等构成，老师和学生通过这些设备就可以组成整体的网络通信方案，如图3：无线传感器网络（ZigBee或TinyOS）采集物理数据量通过串口传输到PC机或嵌入式平台（PDA），然后通过WiFi或GSM/GPRS和TCP/IP等方法传感到服务器（WEBSERVER），客户端可以通过各种介质（手机、PC机）和各种方法（GPRS、INTERNET）来进行访问。

3结语

本文初步探讨了物联网实验平台的建设内容，利用先进的教学实验平台及开发平台来学习物联网，能帮助学生了解物联网的基本体系结构，并获取物联网技术应用与开发所需的基本技能。同时利用平台来开发物联网，可有效降低物联网系统开发难度，可简便地开发智能家居、环境监测、智能交通等应用系统，推进物联网技术与产业的应用。平台理论和实践相结合，深入浅出，让开发者对物联网有全面直观的认识，使高校培养出来的学生具备良好的解决工程问题的能力、自我学习和更新的能力。

参考文献：

[1]王成林.物流实验教学现状与对策分析[J].中国物流与采购，2010（4）：5455.

[2]刘佳，刘柏全，宋铁成，等.一种物联网教学实验系统的设计与实现[J].电气电子教学学报，2010，32（6）：8992 .

[3]李俊韬，陈星浩，刘丙午.物联网技术教学实验系统的研究[J].铁路计算机应用，2012（6）：25.