導語：如何才能寫好一篇物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)環(huán)境，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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隨著工業(yè)的發(fā)展，我們的生活環(huán)境也越來越差，為了進一步加強對我們生活環(huán)境的監(jiān)測，保護好我們的生存環(huán)境，文章就對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境檢測中的應(yīng)用進行了以下的探討。

關(guān)鍵詞：

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；環(huán)境檢測；應(yīng)用；三層架構(gòu)

隨著經(jīng)濟的突飛猛進，我國在水質(zhì)、大氣、生態(tài)環(huán)境等各方面都受到了不同程度的污染，為了改善和保護我們的生活環(huán)境，就要借助各種技術(shù)來加強對生活環(huán)境的檢測，從而制定更好的保護措施。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一種信息收集、監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在環(huán)境檢測中有著重要的作用，因此環(huán)境檢測工作人員應(yīng)該加強物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在檢測中的運用。

1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境檢測中的實際應(yīng)用

1.1在水質(zhì)檢測中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境檢測中的應(yīng)用有很多，其中在水質(zhì)檢測中的應(yīng)用最為廣泛，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以為我國的水資源保護和利用提供可靠的數(shù)據(jù)，從而幫助我們更好地保護水資源。比如，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來對飲用水水質(zhì)檢測的時候，只需要將物聯(lián)傳感器安放在飲用水的水源上，然后就可以對飲用水的水源地水質(zhì)進行檢測，從而更好地掌握飲用水的水質(zhì)情況。在借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對工業(yè)污水檢測的時候，特別是對工廠的廢水排放檢測中，需要在廢水排放的河流中建立自動的水質(zhì)監(jiān)測站，時刻對廢水的排放進行檢測，然后再將廢水的排放情況及時地上報，從而更好地起到檢測的作用。傳統(tǒng)的水質(zhì)檢測是通過取樣然后進行化驗，在此過程中不僅耗時較長，還要花費較多的人力物力，因此水質(zhì)檢測的效率降低。在借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的幫助后，可以通過建立水質(zhì)自動監(jiān)測站以及相應(yīng)的預警監(jiān)測設(shè)備，一旦發(fā)現(xiàn)水質(zhì)污染的情況就可以及時上報，及時解決水質(zhì)污染的問題，保證我們的飲用水質(zhì)量。

1.2在大氣檢測中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也可以應(yīng)用在大氣檢測中，通過物聯(lián)網(wǎng)傳感器來對大氣中的污染物進行檢測，然后再將檢測數(shù)據(jù)及時地傳遞上報，從而幫助環(huán)境檢測員及時地掌握大氣污染的情況，保護我們的環(huán)境。在借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來對大氣進行檢測時，主要是對大氣中的二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳等氣體的含量進行檢測，一旦發(fā)現(xiàn)某些氣體的含量超過相關(guān)的指數(shù)，就要對當?shù)氐沫h(huán)境進行改善，提高當?shù)氐拇髿赓|(zhì)量。因此，物聯(lián)網(wǎng)的傳感器應(yīng)該安裝在人流較為密集的地區(qū)，這樣才能準確地檢測出人們生活中的大氣質(zhì)量。通過加強物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在大氣檢測中的運用，不僅可以有效地加強我們對大氣質(zhì)量的掌握，還能幫助我們更好地結(jié)合大氣檢測結(jié)果來制定和開展大氣環(huán)境保護措施，保護好我們的生存環(huán)境。

1.3在海洋檢測中的應(yīng)用

海洋面積占到地球面積的百分之七十，因此海洋的環(huán)境質(zhì)量對于我們的生活有著重要的影響，所以我們要加強對海洋環(huán)境的檢測，保護好海洋環(huán)境，從而更好地保護地球環(huán)境。在進行海洋環(huán)境檢測的時候，也可以借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的幫助，通過結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)傳感器來對海洋的組成物質(zhì)進行分析。比如，我們可以借助海洋區(qū)域的無線傳感器的幫助來對海洋中的營養(yǎng)鹽含量進行信息收集，然后通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來對所采集到的信息進行傳輸，及時地將海洋環(huán)境檢測數(shù)據(jù)進行上報。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行海洋環(huán)境檢測，主要是加強不同海洋區(qū)域的傳感器之間的連接，還要掌握好傳感器安裝的高度，更好地保證檢測數(shù)據(jù)的可靠性，為環(huán)境檢測員提供更加精準的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)。

1.4在重金屬污染檢測中的應(yīng)用

隨著我國工業(yè)的發(fā)展，我國的重金屬污染問題越來越突出，對我們生活的影響也越來越明顯，因此為了加強對重金屬污染問題的控制，我們可以加強物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在重金屬污染檢測中的應(yīng)用。重金屬污染與其他環(huán)境污染最大的區(qū)別就是重金屬污染持續(xù)的時間較長，一旦發(fā)生了重金屬污染就很難進行根本上的消除，因此一定要做好對重金屬污染檢測的工作，避免重金屬污染的發(fā)生。環(huán)境檢測工作人員可以借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的幫助來對重金屬污染地區(qū)記性樣本的采集和化驗，并且及時地將化驗結(jié)果傳輸?shù)轿廴镜貐^(qū)，進而及時地制定解決措施，降低重金屬污染對我們的影響。

1.5在生態(tài)環(huán)境檢測中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境檢測中除了可以應(yīng)用在水質(zhì)檢測、大氣檢測、海洋檢測、重金屬檢測，還可以運用在生態(tài)環(huán)境檢測中。特別是隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境檢測中的應(yīng)用，針對于生態(tài)環(huán)境檢測的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也逐漸成熟。針對于生態(tài)環(huán)境的物聯(lián)網(wǎng)檢測技術(shù)主要有視頻監(jiān)控技術(shù)，通過視頻監(jiān)控技術(shù)可以幫助工作人員及時準確地掌握動物的生產(chǎn)情況，從而更好地制定相應(yīng)的環(huán)境保護措施。除此之外，工作人員還可以借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來對沙漠的綠色植物的種植情況進行研究和分析，從而更好地制定沙漠植被保護措施。

2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境檢測中的三層架構(gòu)分析

2.1感知層

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)三層架構(gòu)包括有感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的最基本架構(gòu)，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)，因為物聯(lián)網(wǎng)是通過感知層來獲取相應(yīng)的信息。感知層中的關(guān)鍵技術(shù)有很多，比如有二維碼、識讀器等，要實現(xiàn)智能化的感知層，就要加強智能卡、RFID等技術(shù)在感知層中的應(yīng)用，通過這些技術(shù)，讓環(huán)境檢測傳感器在收集到數(shù)據(jù)的同時能夠?qū)?shù)據(jù)進行處理以及輸送，從而大大地提高環(huán)境檢測信息處理和傳輸?shù)男?。由于各種原因，感知層的技術(shù)在使用過程中會出現(xiàn)較大的功能損耗，因此為了更好地提高物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境檢測中的運用，工作人員就要努力研究和解決感知層中的功能損耗問題，降低物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境檢測中的投入成本。

2.2網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)最為重要的架構(gòu)，因為網(wǎng)絡(luò)層在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中起著信息傳遞的作用，也被比喻成物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的神經(jīng)中樞。網(wǎng)絡(luò)層的主要作用是進行信息的傳遞，包括信息中心、智能處理中心、網(wǎng)絡(luò)管理中心等等。通過網(wǎng)絡(luò)層中的各種技術(shù)之間的協(xié)作，可以讓人與人、人與物以及物與物之間的溝通更加簡單和智能化。網(wǎng)絡(luò)層中的信息傳輸方式有很多，用戶可以結(jié)合自己的需求來選擇不同的傳輸方式，從而更好地提高傳輸效率。網(wǎng)絡(luò)層中主要的信息傳輸方式有WIFI、CDMA、GPRS、3G、ADSL等等。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境檢測中的應(yīng)用，工作人員應(yīng)該加強對網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)的研究，降低技術(shù)的復雜性，提高信息傳遞的效率。

2.3應(yīng)用層

應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的第三個架構(gòu)，主要是對信息進行處理和應(yīng)用，應(yīng)用層借助各種技術(shù)的幫助對收集的數(shù)據(jù)進行分析處理，然后為用戶提供其所需的數(shù)據(jù)，降低篩選信息的時間。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，工作人員可以收集到海量的環(huán)境檢測信息，借助應(yīng)用層技術(shù)的幫助，篩選出自己想要的內(nèi)容，進一步對環(huán)境進行檢測，提高環(huán)境檢測結(jié)果的可靠性。在應(yīng)用層中，可以分成四個組成部分，分別是數(shù)據(jù)中心、支撐平臺、環(huán)保業(yè)務(wù)以及門戶應(yīng)用。不同組成部分的功能作用是不一樣的，比如數(shù)據(jù)中心是對數(shù)據(jù)體系進行設(shè)計，支撐平臺主要是為數(shù)據(jù)的運行提供相關(guān)的技術(shù)支撐，保證環(huán)境檢測數(shù)據(jù)的傳輸，環(huán)保業(yè)務(wù)主要在數(shù)據(jù)中心和支撐平臺的基礎(chǔ)上建立相應(yīng)的環(huán)境檢測系統(tǒng)，對發(fā)生的環(huán)境污染事件及時地做出相應(yīng)的對策。

3結(jié)語

綜上所述，文章分別從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境檢測中的實際運用以及物聯(lián)網(wǎng)的檢測技術(shù)進行了分析，由此可見物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對我國的環(huán)境保護有著重要的作用，我們應(yīng)該加強物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境檢測中的運用，加強對我國環(huán)境的監(jiān)測，保護好我們的生活環(huán)境。

參考文獻：

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關(guān)鍵詞： 溫室集群； ZigBee網(wǎng)絡(luò)； Modbus協(xié)議； RS 485總線； 智能控制； Qt軟件

中圖分類號： TN926?34； TP273 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2016）14?0049?04

Design of greenhouse environment monitoring system based on Internet of Things technology

ZHANG Ziqian1， ZHONG Weisheng1， LIANG Kai1， WANG Na2

（1. School of Information Engineering， Nanchang University， Nanchang 330031， China； 2. Shanxi Branch of China Telecom Co.， Ltd.， Lüliang 033000， China）

Abstract： In order to realize the intelligent control of the greenhouse cluster， a greenhouse cluster monitoring system based on RS 485 bus and Modbus protocol was designed and implemented. The system is composed of the field data acquisition and control part， monitoring software of remote monitoring center， and communication protocol. The communication between the monitoring center and the individual greenhouse is realized by collocation of RS 485 bus with Modbus protocol. Combined with the characteristics of greenhouse environment control， the ZigBee technology is adopted to constitute a wireless data acquisition network， S3C6410 processor is used to control the relay， and BP neutral network PID control algorithm is utilized to achieve the intelligent control of greenhouse environment. The Qt software is used to design the man?machine interface to realize the remote control of the greenhouse cluster. The experimental results show that the system can correctly collect the temperature， humidity and light intensity in the greenhouse， and can effectively control the environmental parameters of the greenhouse by controlling the action of the relay.

Keywords： greenhouse cluster； ZigBee network； Modbus protocol； RS 485 bus； intelligent control； Qt software

隨著人們生活水平的提高，人們希望在一年里的每個時候都能夠品嘗到綠色新鮮的水果蔬菜，以日光溫室為主體的設(shè)施農(nóng)業(yè)應(yīng)運而生。而溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是提高溫室作物產(chǎn)量、減少勞動力成本的關(guān)鍵技術(shù)，代表了溫室生產(chǎn)的核心競爭力。隨著傳感器技術(shù)、計算機控制、網(wǎng)絡(luò)通信以及物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速發(fā)展，融合了上述高新技術(shù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)逐漸被應(yīng)用到溫室監(jiān)控領(lǐng)域[1?2]。傳統(tǒng)的大規(guī)模溫室集群的管理大多是對溫室環(huán)境單因素進行監(jiān)測控制，且由人工管理，不能精準地做到溫室環(huán)境的綜合監(jiān)測和遠程控制[3]。為了能夠?qū)厥壹褐忻總€溫室的生態(tài)環(huán)境參數(shù)實時采集、顯示及智能控制，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，開發(fā)了針對溫室集群環(huán)境參數(shù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計

溫室集群監(jiān)控系統(tǒng)主要由各個溫室的環(huán)境數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、環(huán)境控制子系統(tǒng)和遠程監(jiān)控子系統(tǒng)組成。將各個溫室的微控制器掛在已經(jīng)布置好的RS 485總線上作為系統(tǒng)從機，然后微控制器將傳感器采集的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)經(jīng)ZigBee協(xié)調(diào)器傳過來，并將該數(shù)據(jù)經(jīng)RS 485總線通過Modbus協(xié)議上傳到作為系統(tǒng)主機的監(jiān)控中心PC機上并保存到數(shù)據(jù)庫中。當需要打開鼓風機、遮陽網(wǎng)或者噴灌來控制溫室環(huán)境參數(shù)時，監(jiān)控中心會給指定的溫室微控制器發(fā)送指令，控制該溫室的繼電器動作，以達到溫室環(huán)境參數(shù)的智能控制。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

系統(tǒng)的硬件組成部分主要包括數(shù)據(jù)采集模塊、現(xiàn)場控制模塊和繼電器模塊。

2.1 數(shù)據(jù)采集模塊

數(shù)據(jù)采集模塊包括傳感器和無線傳感網(wǎng)絡(luò)兩部分。

2.1.1 傳感器部分

傳感器作為信息獲取的重要手段， 與通信技術(shù)和計算機技術(shù)共同構(gòu)成信息技術(shù)的三大支柱，是現(xiàn)代信息系統(tǒng)和各種監(jiān)測系統(tǒng)不可缺少的信息采集手段[4]。將這幾種技術(shù)融合，能夠?qū)崿F(xiàn)對溫室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的采集、處理和傳輸。

系統(tǒng)中的溫濕度數(shù)據(jù)采集使用的是STH10傳感器模塊，具有數(shù)字信號輸出、低功耗、響應(yīng)迅速的優(yōu)點。內(nèi)部包含一個電容式測濕元件和一個能隙式測溫元件，集成了溫度和相對濕度的采集。測濕范圍為0～100%RH，測溫范圍為-40～123.8 ℃。其與CC2530的連接電路圖如圖2所示。

光照傳感器采用的是HA2003型，采用了先進的光電轉(zhuǎn)換模塊，將光照強度轉(zhuǎn)化為電壓值，通過A/D轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號輸出。其測量范圍為0～200 000 lux。

2.1.2 無線傳感網(wǎng)絡(luò)的建立

該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方式采用的是由各個ZigBee節(jié)點組成的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)。相對于其他無線傳輸方式，ZigBee網(wǎng)絡(luò)具有成本低、功耗低、高傳輸率、安全可靠的特點。使它非常適合在物聯(lián)網(wǎng)感知層的傳感器網(wǎng)絡(luò)傳遞信息。ZigBee節(jié)點的處理器采用的是TI公司的CC2530芯片，它由增強型的 8051 單片機和高性能的 RF無線收發(fā)器組成。將傳感器和CC2530芯片集成在一起形成ZigBee節(jié)點，并放置在各個溫室的合適位置，然后與ZigBee協(xié)調(diào)器連接組成ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)，ZigBee協(xié)調(diào)器通過串口與各溫室的微控制器連接，完成數(shù)據(jù)采集和傳輸功能（溫度采集、濕度采集和光照采集）。通過程序設(shè)置，使得ZigBee節(jié)點能夠每10 s采集一次環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳至協(xié)調(diào)器。ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的拓撲圖通常有三種即星型、網(wǎng)型和樹型。由于單個溫室數(shù)據(jù)采集子相對簡單，本設(shè)計采用的是星型設(shè)計，如圖3所示。

溫室內(nèi)各個ZigBee節(jié)點將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)匯聚到ZigBee協(xié)調(diào)器中，然后協(xié)調(diào)器與溫室內(nèi)的S3C6410通過串口連接進行通信，這樣微處理器就能夠得到傳感器采集到的環(huán)境參數(shù)信息。

2.2 現(xiàn)場控制模塊

現(xiàn)場控制的核心是微控制器，該系統(tǒng)采用的是S3C6410開發(fā)板。它是基于SAMSUNG16/32位RISC微處理器S3C6410X的一款開發(fā)平臺，該微處理器具有高性價比、低功耗和低價格等優(yōu)點。其功能如圖4所示。

每個溫室都會配備一個微處理器，由傳感器采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)絊3C6410開發(fā)板，然后將采集的數(shù)據(jù)通過RS 485總線傳送到監(jiān)控中心的PC機并保存在數(shù)據(jù)庫中。當監(jiān)控中心向指定溫室發(fā)出各種指令時，微處理器就會控制繼電器動作。當采集到的數(shù)據(jù)超過設(shè)定的數(shù)值時將會觸發(fā)S3C6410開發(fā)板上的GPRS報警模塊，并向用戶發(fā)送警報短信。

報警模塊采用的是TELIT公司的G30模塊，它支持語音和數(shù)據(jù)通信，并且內(nèi)嵌了TCP/IP協(xié)議棧，簡化了開發(fā)過程和開發(fā)周期。將它和S3C6410的UART串口相連，向G30模塊發(fā)送相關(guān)的AT 指令，用戶插入SIM卡，并且開通GPRS業(yè)務(wù)后，然后綁定需要接收報警短信的號碼，當參數(shù)超出預警值時就可以向用戶發(fā)送報警短信。

2.3 繼電器模塊

當監(jiān)控中心向某個溫室發(fā)出打開鼓風機、遮陽網(wǎng)或者噴灌命令時，由于微處理器輸出的開關(guān)量大多為TTL電平，不能直接驅(qū)動這些裝置的開啟或關(guān)閉，需要一個環(huán)節(jié)作為之間的橋梁。繼電器是用小電流去控制大電流運作的一種“自動開關(guān)”，在電路中具有安全保護、自動調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)換電路的作用。常用的繼電器有電磁繼電器、固體繼電器、時間繼電器等。

根據(jù)系統(tǒng)需要，這里選擇歐姆龍公司的MY4N?J型繼電器，主要參數(shù)為負載電流：3 A；最大開關(guān)電壓：AC 250 V，DC 125 V；動作時間：20 ms以下。

由于微處理器輸出的開關(guān)量為TTL電平不能直接驅(qū)動繼電器，所以需要在兩者之間加一個三極管，起到放大電壓的作用。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

3.1 Modbus通信協(xié)議

Modbus協(xié)議是一種工業(yè)上的通用現(xiàn)場總線標準，通過此協(xié)議，各設(shè)備相互之間，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)和其他設(shè)備之間可以通信，此協(xié)議可支持 RS 232，RS 422，RS 485和以太網(wǎng)設(shè)備[5]。

掛載在RS 485總線上的各個微控制器通過Modbus協(xié)議與監(jiān)控中心的主機通信，該協(xié)議采用主/從的方式進行通信，為從機分配惟一的一個地址，地址范圍為1～247，主機首先發(fā)出命令幀，同一網(wǎng)絡(luò)的從機都會接收到該命令幀，如果命令幀中的地址信息與本機地址相同，則向主機返回所需要的信息，如果不同則會忽略。系統(tǒng)工作時，監(jiān)控中心主機周期性的通過不同線程向所有從機發(fā)送命令幀，將每個溫室的環(huán)境參數(shù)返回到主機。當需要改變某個溫室的環(huán)境時，主機通過從機地址找到該溫室發(fā)送命令幀，其他從機不予理睬，以達到智能控制特定溫室環(huán)境參數(shù)的目的。

Modbus協(xié)議有2種通信方式即ASCII模式和RTU模式，為了保證較快的傳輸速率，本設(shè)計采用RTU通信模式。不管是ASCII模式還是RTU模式，信息傳輸方式都是以數(shù)據(jù)幀的形式，每幀數(shù)據(jù)都有確定的起始點和結(jié)束點，數(shù)據(jù)幀要傳送的設(shè)備在數(shù)據(jù)幀的起始點開始讀地址，并檢測要尋址的設(shè)備和信息傳輸?shù)慕Y(jié)束時間[6]。典型的RTU模式的命令幀格式如表1所示。

3.2 控制算法設(shè)計

為了使溫室內(nèi)的溫濕度不受室外溫濕度的影響，且始終讓溫室內(nèi)的溫濕度維持在當前作物生長的最佳溫濕度下，由于常規(guī)的PID控制很難滿足快速、有效、穩(wěn)定的要求，應(yīng)用基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制算法，使控制系統(tǒng)更加迅速、高效。控制器結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學習能力和非線性逼近能力調(diào)整PID控制器的參數(shù)KP，KI，KD，使它的輸出對應(yīng)于最優(yōu)控制下的PID參數(shù)。

通過分析，采用反轉(zhuǎn)算法并按照梯度下降法修正網(wǎng)絡(luò)的權(quán)系數(shù)，得到網(wǎng)絡(luò)輸出層的權(quán)值學習算法：

[?Wli3k=α?Wli3k-1+ηδ3lO2i（k）]

其中：[δ3l=eksgn?yk?uk?lg′net3l（k）]；[g′x=][gx1-gx。]

以溫室溫度控制為例，溫室是一個非線性、 時變、 大滯后與多變量耦合的復雜對象， 根據(jù)多變量的解耦、 園藝經(jīng)驗及實際的測量結(jié)果， 可以把溫室對象簡化為一個具有純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)[7] ，其傳遞函數(shù)為：

[Gs=Ke-τsTs+1]

式中：K為靜態(tài)增益；T為時間常數(shù)；[τ]為純滯后時間。

為了驗證基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制算法的效果，分別用常規(guī)PID控制器和基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制器對溫室溫度控制的效果進行了仿真，其對比仿真曲線如圖6所示，其中BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)采用4?5?3，學習速率[η=0.2，]慣性系數(shù)[α=0.02，]加權(quán)系數(shù)初始值取區(qū)間[-0.3，0.3]上的隨機數(shù)。

由圖6中曲線變化可知，相比常規(guī)PID控制，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制在整個控制過程中更加的快速、平穩(wěn)。

3.3 監(jiān)控界面設(shè)計

為了建立一個良好的交互界面，使用戶能夠清晰明了地對各個溫室環(huán)境參數(shù)進行控制，對比了組態(tài)王、LabVIEW、Qt等幾種界面設(shè)計軟件，本系統(tǒng)采用奇趣科技開發(fā)的Qt作為圖形界面開發(fā)軟件。Qt是一個跨平臺的用戶圖形界面應(yīng)用程序，提供多達250個以上的API接口，并包含支持Modbus協(xié)議的函數(shù)庫。對于一個溫室集群來說每時每刻都會產(chǎn)生大量的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存儲是該系統(tǒng)的核心部分，所以為了能實時顯示各個溫室的環(huán)境參數(shù)、方便用戶查詢歷史數(shù)據(jù)采用了瑞典 MySQL AB 公司開發(fā)MySQL數(shù)據(jù)庫。具有體積小、速度快、成本低的特點，其代碼是開放的，并且Qt提供了操作MySQL數(shù)據(jù)庫的函數(shù)，方便用戶開發(fā)。

由于Qt提供了Modbus庫函數(shù)，將該庫加載到工程中就可以通過Qt實現(xiàn)監(jiān)控中心PC機的主機功能。通過選擇溫室集群的某個溫室可以知道該溫室的實時環(huán)境參數(shù)如溫度、濕度、光照強度等，還有控制鼓風機、噴灌或遮陽網(wǎng)開關(guān)的按鈕，并且提示當時的環(huán)境參數(shù)是否超出正常范圍，如果超出則會提示用戶，并且可以在日志欄中查詢以往不正常情況下的溫室環(huán)境參數(shù)情況。該軟件還提供根據(jù)日期查詢歷史數(shù)據(jù)的功能，實驗結(jié)果如圖7所示。整個系統(tǒng)的控制都可以在遠程控制中心進行，根據(jù)用戶設(shè)定的各種溫室環(huán)境參數(shù)進行自動調(diào)節(jié)。當某個溫室溫度高于40 ℃時，系統(tǒng)就會發(fā)出警告，控制中心會通過Modbus協(xié)議給特定溫室的微控制器發(fā)送打開鼓風機的命令，然后繼電器動作，實現(xiàn)對溫室溫度的控制。同理，當溫室濕度或者光照強度超過或低于設(shè)定值時，通過控制繼電器打開或關(guān)閉遮陽網(wǎng)和噴灌，使溫室各個環(huán)境參數(shù)在設(shè)定范圍內(nèi)。

4 結(jié) 語

該系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)溫室集群的環(huán)境數(shù)據(jù)采集、實時顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢，還能夠通過控制繼電器的動作，實現(xiàn)各個溫室環(huán)境的智能控制。將監(jiān)控中心計算機作為Modbus協(xié)議的主機，分布在各個溫室的微控制器作為從機，主機通過RS 485總線搭配Modbus協(xié)議發(fā)送命令幀給從機，從機產(chǎn)生相應(yīng)動作以達到遠程監(jiān)控，降低勞動成本的目的。

參考文獻

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篇3

關(guān)鍵詞：智能變電站、輔助系統(tǒng)、環(huán)境控制系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、可控弱氣流對流散熱

中圖分類號： TM411+.4 文獻標識碼： A

0引言

智能電網(wǎng)作為未來電網(wǎng)的發(fā)展方向，滲透到發(fā)電、輸電、變電、配電、用電各個環(huán)節(jié)。在上述這些環(huán)節(jié)中，智能變電站無疑是最核心的一環(huán)。智能變電站要求全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標準化，并可根據(jù)需要支持實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能1。目前，已建成的諸多智能變電站基本能夠滿足全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標準化的要求，但在實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等方面尚存一定的不足，而這部分功能主要是通過輔助系統(tǒng)來實現(xiàn)的。參照《智能變電站技術(shù)導則》的相關(guān)要求，輔助系統(tǒng)優(yōu)化控制宜具備變電站運行溫度、濕度等環(huán)境定時檢測功能，實現(xiàn)空調(diào)、風機、加熱器的遠程控制或與溫濕度控制器的智能聯(lián)動，優(yōu)化變電站管理1。作為輔助系統(tǒng)的重要組成部分，環(huán)境控制系統(tǒng)的應(yīng)用使得輔助系統(tǒng)優(yōu)化控制成為可能。

本文重點分析環(huán)境控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀和存在的問題，同時以110kV潤揚智能變電站為例，介紹一種基于物聯(lián)網(wǎng)和可控弱氣流對流散熱技術(shù)的集常規(guī)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、通風系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)功能于一體的智能變電站環(huán)境控制系統(tǒng)，并詳細闡系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計思路和方案。

1環(huán)境控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀和存在的問題

1.1 環(huán)境控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀

無論是常規(guī)變電站還是智能變電站，輔助系統(tǒng)一直都是整個變電站系統(tǒng)的重要組成部分。智能變電站輔助系統(tǒng)主要包含環(huán)境控制系統(tǒng)、照明動力系統(tǒng)、消防報警系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等子系統(tǒng)，其中環(huán)境控制系統(tǒng)主要由環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)、通風子系統(tǒng)和空調(diào)子系統(tǒng)組成。

1.2 環(huán)境控制系統(tǒng)存在的問題

現(xiàn)有的環(huán)境控制系統(tǒng)主要存在以下兩方面的問題：

1、系統(tǒng)集成性不強

現(xiàn)有環(huán)境控制系統(tǒng)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)智能變電站運行溫度、濕度等環(huán)境定時檢測功能，實現(xiàn)空調(diào)、風機的遠程控制或與溫濕度控制器的聯(lián)動，但由于系統(tǒng)集成性不強，往往導致監(jiān)測和控制形成兩個獨立的子系統(tǒng)，缺乏系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性，導致系統(tǒng)在實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能方面存在一定的不足。

2、節(jié)能環(huán)保效應(yīng)較差

長期以來，安裝強力風機，通過過機械強迫抽排方式進行通風或者安裝空調(diào)是大多“戶內(nèi)”或“地下”變電站普遍沿用的通風降溫措施。但這些措施不僅效果不甚理想還衍生出大量的其他問題，例如強力的通風會帶來大量的灰塵和漂浮于空氣中的鹽類或酸性物質(zhì)，它們附著于設(shè)備或絕緣體的表面形成污垢，腐蝕設(shè)備甚至構(gòu)成放電通道，引發(fā)爬電、污閃等安全事故；又如傳統(tǒng)措施在設(shè)備輕載或晚間往往會造成過度降溫，使空氣的濕容量下降，濕度上升甚至達到飽和并在設(shè)備或絕緣體的表面形成凝露，引發(fā)放電、閃絡(luò)等絕緣故障。由于傳統(tǒng)通風措施空氣流動效應(yīng)的無序性，在電氣設(shè)備周圍空間內(nèi)產(chǎn)生了大量的空氣渦流或紊流，不但無法將攜帶的熱量排至戶外，反而成為蓄熱體，為室內(nèi)溫度的升高推波助瀾?，F(xiàn)有環(huán)境控制系統(tǒng)帶來的高能耗、噪音、積灰等負面效應(yīng)，導致系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保效應(yīng)較差。

2問題解決方案

2.1 一體化的環(huán)境控制解決方案

與傳統(tǒng)通風降溫措施的單一功能考慮不同，環(huán)境控制系統(tǒng)應(yīng)將變電站設(shè)備的運行環(huán)境和人身安全標準作為一個整體加以考慮，把通風、降溫、防污、干燥、降噪、安全等的環(huán)境控制需求通過計算機系統(tǒng)進行統(tǒng)一整合和平衡，在完成通風散熱主要效能的同時輔以空氣過濾與吸附、有害氣體及煙霧的檢測與排出、濕度控制與水位測量等措施對封閉空間的多種環(huán)境問題實施綜合治理，著力將電氣設(shè)備的運行環(huán)境調(diào)整到最佳狀態(tài)，實現(xiàn)設(shè)備運行零缺陷的主動防御。一體化的環(huán)境控制解決方案如圖1所示。

圖1一體化的環(huán)境控制解決方案示意圖

2.2 突出節(jié)能效果和環(huán)保效應(yīng)

現(xiàn)有環(huán)境控制系統(tǒng)多采用對流散熱技術(shù)對設(shè)備及運行環(huán)境的溫度進行控制。對流散熱量計算公式：

式中：Q為對流散熱量, W；hC為換熱系數(shù), W/m2；A為有效換熱面積, m2；為換熱表面與流體溫差,℃。

通過分析對流散熱量計算公式可知，在設(shè)備和環(huán)境一定的情況下，對流散熱量是溫差的函數(shù)，而與風量、流速沒有直接關(guān)系，因此最大限度地利用自然空氣進行對流散熱的關(guān)鍵不在于強力風機和大功率空調(diào)的應(yīng)用而在于環(huán)境溫度的控制。

可控弱氣流對流散熱技術(shù)主要利用由熱空氣浮升力驅(qū)動的自然弱氣流對流，通過“矢量送風”、“物理導向”、 “智能控制”等技術(shù)措施對熱氣流進行有效組織，使其形成一種橫向螺旋環(huán)繞、縱向單向可控、包覆熱源體表面的對流形態(tài)，通過自然對流與強制對流共同作用的復合換熱過程對電氣設(shè)備散熱降溫。通過可控弱氣流對流散熱技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)智能變電站設(shè)備安裝空間的氣流組織和局部小氣候再造，提高系統(tǒng)綜合降溫效率。由于采用了可控弱氣流對流散熱技術(shù)，取消了原有系統(tǒng)采用的強力風機和空調(diào)等大功率設(shè)備，有效地解決了原有系統(tǒng)帶來的高能耗、噪音、積灰等問題，顯著提高了系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保效益。環(huán)境控制系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保效益如圖2所示。

圖2環(huán)境控制系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保效益圖

2.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與遠程監(jiān)控應(yīng)用

環(huán)境控制系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過對外界的感知，構(gòu)建傳感測控網(wǎng)絡(luò)。通過傳感測控網(wǎng)絡(luò)獲取變電站的綜合環(huán)境信息，經(jīng)融合處理后生成適當?shù)目刂撇呗?，同時通過多種通信媒介實現(xiàn)系統(tǒng)運行情況及告警事件的遠傳，使有關(guān)運行維護人員通過遠程監(jiān)控系統(tǒng)平臺能實時“感知”現(xiàn)場的環(huán)境信息并實施遠程監(jiān)控。從而最大限度地保證無人值守變電站設(shè)備的安全可靠運行。

傳感網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方案分為有線組網(wǎng)方式和無線組網(wǎng)方式。有線組網(wǎng)方式特點: 通信線路穩(wěn)定可靠，維護簡單，但安裝地點易受限制，布線復雜；無線組網(wǎng)方式特點: 安裝地點不受限制，無需布線，現(xiàn)場施工方便，但通信易受電磁干擾，抗干擾技術(shù)復雜，生產(chǎn)成本高2。根據(jù)變電站實際情況，環(huán)境控制系統(tǒng)的傳感網(wǎng)絡(luò)采用有線組網(wǎng)方式，以降低成本且便于維護。

3應(yīng)用效益分析

以110kV潤揚智能變電站為例，該智能變電站為全戶內(nèi)變電站，設(shè)置電纜半層，GIS設(shè)備室、主變室和開關(guān)室布置于一層，電容器室和二次設(shè)備室布置于二層。環(huán)境控制系統(tǒng)由7臺模塊機組組成，對整個110kV站進行環(huán)境控制。

電纜層作為整個系統(tǒng)的進風口，安裝6組進風過濾模塊，用于空氣凈化，防止積灰、積垢和有害氣體侵蝕；安裝3套送風模塊機組，從電纜層吸入空氣用風管送至各散熱器室的散熱器底部；安裝2臺排風機，用于事故排煙。

GIS室安裝1臺模塊機組，機組從底部吸入電纜層新風，再次過濾后壓入GIS室；室內(nèi)上部設(shè)有電動防雨閥窗，室內(nèi)多余的溫、濕度空氣經(jīng)電動閥窗溢出戶外，室內(nèi)底部SF6泄漏氣體經(jīng)下部排風口溢出戶外；同時在室內(nèi)上部與下部各安裝2臺排風機，用于事故排風，上面兩臺向室內(nèi)送風，底面兩臺向戶外排風，平時SF6泄漏氣體則在模塊機組送風下自行從底部風機口溢出戶外。

開關(guān)室在墻邊安裝2臺帶有輔助制冷制熱模塊機組，該機組從底部吸入電纜層新風，再次過濾并控溫、濕后分別從兩側(cè)壓入開關(guān)室內(nèi)，對電氣設(shè)備控溫。

主變室樓板留有460×360孔洞，用消聲彎型風管與散熱器室風管對接，直接將新風送入散熱器室；主變室與熱散器室上部設(shè)通風格柵，用于將主變熱空氣排入散熱器室，該方法即可提升散熱器上部加溫，增加熱壓差，又可減少戶外塵埃對主變絕緣的破壞。

電容器室墻體下部留有800×350孔洞，用于安裝防爆防火隔煙散流器，下層開關(guān)室空氣經(jīng)散流器流入各電容器室，經(jīng)熱交換后從各自上部排風口溢入散熱器室排出戶外；同時安裝1臺排風機，用戶事故排煙。

二次設(shè)備室墻體安裝1臺帶有制冷制熱的模塊機組，機組從后背吸入新風，經(jīng)過濾控濕、溫后壓入主控室，經(jīng)熱交換后的濕熱空氣從上部電動閥窗溢出戶外；該閥窗自行溫控啟閉，冬季關(guān)閉后室內(nèi)保溫，節(jié)約能源。

環(huán)境控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)通風降溫措施效益對比情況如表1所示：

表1環(huán)境控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)通風降溫措施效益對比表

4結(jié)論

智能變電站環(huán)境控制系統(tǒng)是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、空氣動力學、熱力學、傳熱學、傳感器技術(shù)、計算機自動控制技術(shù)等理論和技術(shù)高度集成的一種智能化應(yīng)用系統(tǒng)，該系統(tǒng)的應(yīng)用，實現(xiàn)了智能變電站環(huán)境實時監(jiān)測和優(yōu)化控制，解決了環(huán)境控制問題與變電站設(shè)備運行安全功效的關(guān)系，有效降低了系統(tǒng)能耗和噪聲污染，為智能變電站的安全、可靠、經(jīng)濟、節(jié)能運行提供了技術(shù)支撐和重要保障。

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作者簡介：

篇4

1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

1.1物聯(lián)網(wǎng)的基本概念物聯(lián)網(wǎng)，簡稱IOT，是一種基于互聯(lián)網(wǎng)并將信息交流范圍朝物與物之間聯(lián)系的方向進行擴展和延伸而產(chǎn)生的一種新型的信息技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)的定義源于1999年的麻省理工學院的專家們，其將物聯(lián)網(wǎng)定義為按照相關(guān)協(xié)議，利用各種信息傳感設(shè)備如射頻識別、紅外感應(yīng)器等，連接互聯(lián)網(wǎng)與物體，并通過對信息進行交換和通信的方式，從而實現(xiàn)物體識別、定位、跟蹤、監(jiān)控及管理等方面智能化和網(wǎng)絡(luò)化的一種新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[1]?？傮w而言，物聯(lián)網(wǎng)就是利用傳感器，通過連接互聯(lián)網(wǎng)和物體，從而實現(xiàn)物體的智能化管理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用將人類的生產(chǎn)和生活與互聯(lián)網(wǎng)相互連接，再對資源進行充分利用，提高社會勞動生產(chǎn)率的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了人類生產(chǎn)、生活的智能化、網(wǎng)絡(luò)化。

1.2物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)有三層，包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層主要是指物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的傳感設(shè)備，如RFID標簽、GPS、傳感器、攝像頭等。感知層就像是人類的皮膚和感官，用于與外界事物進行接觸并感知外界事物，感知層主要是用于識別并采集物體的各類信息。網(wǎng)絡(luò)層主要是指物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的通信信號和網(wǎng)絡(luò)中心，如網(wǎng)絡(luò)管理中心、監(jiān)控中心、信息處理中心等。網(wǎng)絡(luò)層就像是人類的神經(jīng)中樞和大腦，將所收集的信息傳輸至監(jiān)控中心并進行處理。應(yīng)用層主要是指物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍和方向。應(yīng)用層就像是人類社的行業(yè)分工。現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，根據(jù)行業(yè)物點，不同領(lǐng)域在利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上建立了具行業(yè)特色的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用有效實現(xiàn)了行業(yè)發(fā)展的智能化和網(wǎng)絡(luò)化。

2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

2.1大氣監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于大氣監(jiān)測主要是對大氣進行流動監(jiān)測和固定在線監(jiān)測兩種方法。流動監(jiān)測不但可實現(xiàn)監(jiān)測功能，同時還可具預報功能。流動監(jiān)測是未來我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于大氣監(jiān)測的主要方式。固定監(jiān)測是指通過在排污口安裝監(jiān)測設(shè)備，同時在監(jiān)測范圍內(nèi)以網(wǎng)格的形式安裝傳感器的方式對大氣進行監(jiān)測的一種方法。一旦監(jiān)測范圍內(nèi)的大氣發(fā)生了變化，相關(guān)工作人員通過網(wǎng)絡(luò)迅速接收到傳感器所感知到的信息并對其進行分析，加快了問題解決的速度，同時還提高了決策的科學性，為制定預防計劃提供了信息依據(jù)。據(jù)了解，現(xiàn)我國已有多個城市建立起了完善的空氣智能監(jiān)測系統(tǒng)，以對空氣常規(guī)指標進行實時監(jiān)測，如武漢市。據(jù)統(tǒng)計，武漢市現(xiàn)已擁有8個監(jiān)測子站，監(jiān)測系統(tǒng)利用傳感設(shè)備對大氣中各種氣體的數(shù)據(jù)進行了采集，包括二氧化硫、可吸入顆粒、氮氧化合物等，并將所采集的數(shù)據(jù)利用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層傳輸至監(jiān)控中心，從而實現(xiàn)了對大氣的實時智能化監(jiān)測[2]。

2.2水質(zhì)監(jiān)測水質(zhì)監(jiān)測及對水質(zhì)進行評價等工作促進了水資源的保護、管理、開發(fā)及利用等工作的順利開展，為水資源的全面管理提供了真實有效的數(shù)據(jù)依據(jù)。水質(zhì)監(jiān)測的范圍相對較廣，其不但包括工業(yè)排水及已被污染的天然水，而且還包括未被污染的自然水。水質(zhì)監(jiān)測工作不僅僅是觀察和判斷水質(zhì)質(zhì)量，而且還要充分了解水質(zhì)當中所含有的有毒物質(zhì)。若發(fā)現(xiàn)水質(zhì)當中所含有毒物質(zhì)量超標，則應(yīng)立即向上級進行報告并及時采取防治措施。我國水質(zhì)監(jiān)測包括飲用水監(jiān)測和水體污染監(jiān)測兩方面，其中利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行飲用水監(jiān)測主要是通過在水源地安裝傳感器等設(shè)備，對居民用水水源地的水質(zhì)進行實時檢測，并對每日的檢測結(jié)果進行分析，以及時了解當?shù)厮|(zhì)情況，為相關(guān)管理部門制定相應(yīng)的水資源保護、管理、利用等計劃提供科學的信息依據(jù)。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行水體污染監(jiān)測則主要是對工業(yè)廢水進行監(jiān)測，包括污染源的生產(chǎn)設(shè)施及污染治理的相關(guān)設(shè)施，通過采集這些設(shè)施的相關(guān)參數(shù)，結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)工藝，以對工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)施的污染物排放量及污染治理設(shè)施的治理效果進行監(jiān)測，從而避免重大污染事件的發(fā)生，有效保護水質(zhì)環(huán)境。

2.3生態(tài)監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在生態(tài)監(jiān)測中的使用主要是先對所要監(jiān)測的區(qū)域進行分簇劃分，將要實施監(jiān)測的區(qū)域劃分成各個分簇，然后再根據(jù)分簇的噪聲、濕度及溫度等情況以及監(jiān)測需求安裝相應(yīng)類型的傳感器，通過傳感器來采集各類監(jiān)測數(shù)據(jù)，然后再將所采集和收集到的數(shù)據(jù)傳輸至控制中心。在生態(tài)監(jiān)測當中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不但使所采集的遠程生態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)更加可靠，而且還使得數(shù)據(jù)傳輸更加及時，同時通過在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)安裝移動Agent節(jié)點，還可建立實時二維定位表，為數(shù)據(jù)的傳輸提供了最優(yōu)路徑，有效降低了網(wǎng)絡(luò)能耗[3]。

2.4海洋監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在海洋監(jiān)測中的應(yīng)用主要是結(jié)合了傳感網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)，在所要監(jiān)測的海域范圍內(nèi)的海塔之間采取搭建無線傳感器的方式，利用傳感器的節(jié)點來監(jiān)測和采集海洋中的各種物質(zhì)含量，如營養(yǎng)鹽、重金屬、有機磷農(nóng)藥等，然后將所采集的數(shù)據(jù)通過無線發(fā)射裝置傳輸至監(jiān)控中心，最后利用數(shù)據(jù)末端對所接收的數(shù)據(jù)進行處理。這就是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所建立的一個海洋環(huán)境智能監(jiān)測系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)當中，每一個節(jié)點都可連接不同的傳感器，在實際工作當中可根據(jù)監(jiān)測的具體情況來調(diào)整傳感器的安裝位置。

3存在的問題及發(fā)展趨勢

雖然目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域和行業(yè)，但其仍存在部分問題，主要表現(xiàn)在以下方面：第一，未掌握關(guān)鍵技術(shù)，如傳感器及云技術(shù)等方面技術(shù)，在很大程度上制約了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。第二，技術(shù)標準未實現(xiàn)統(tǒng)一。物聯(lián)網(wǎng)三層架構(gòu)當中每一層都有其各自的標準化組織，包括技術(shù)接口、協(xié)議等，但三層架構(gòu)的卻沒有一個統(tǒng)一的標準，使得物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性較差。第三，網(wǎng)絡(luò)安全問題?，F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)仍存在較多網(wǎng)絡(luò)安全問題，網(wǎng)絡(luò)漏洞的存在及網(wǎng)絡(luò)黑客的攻擊隨時都會使得數(shù)據(jù)發(fā)生泄漏或遺失。在未來的發(fā)展當中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將不斷完善，在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用也將得到推廣，其不但會應(yīng)用于大氣、水質(zhì)、生態(tài)、海洋等方面，而且還會實現(xiàn)土壤監(jiān)測、噪聲監(jiān)測、電磁監(jiān)測等。同時隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將實現(xiàn)更深層次的網(wǎng)絡(luò)化和智能化，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的配備將更加齊全、完善，使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能更好地應(yīng)用于各領(lǐng)域，從而提高各領(lǐng)域的生產(chǎn)效率，發(fā)揮出更大的作用。

4結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用加強了人與人、人與物、物與物之間的信息交流，是現(xiàn)代化科學技術(shù)以及社會經(jīng)濟不斷發(fā)展的產(chǎn)物。在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測當中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)一方面彌補了傳統(tǒng)監(jiān)測方式的不足，另一方面提高了監(jiān)測的工作效率，有效促進了生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的發(fā)展。隨著科學技術(shù)的進一步發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測需要，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在未來的發(fā)展將會越來越完善，在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測當中也會發(fā)揮著越來越大的作用。

參考文獻：

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[2]張澤偉.關(guān)于環(huán)境監(jiān)測中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015.

篇5

關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng)；智能環(huán)保感知技術(shù)；環(huán)境保護中的應(yīng)用

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）13-0001-01

隨著社會的進步和發(fā)展，當今社會中信息技術(shù)的使用得到了人們的重視，也是目前世界競爭最激烈的領(lǐng)域。我國將信息技術(shù)作為一項長期發(fā)展的行業(yè)，對智能感知、自組織網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)進行重點的發(fā)展。下面根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)智能環(huán)保感知技術(shù)的相關(guān)知識進行分析。

1 物聯(lián)網(wǎng)智能環(huán)保感知技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的整體構(gòu)架可以分為三個層面，分別為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。在感知層涉及到相關(guān)技術(shù)統(tǒng)稱為感知技術(shù)，在物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上智能感知技術(shù)和一些網(wǎng)絡(luò)設(shè)施進行結(jié)合，為人們的生活進行服務(wù)，將物理世界真正的呈現(xiàn)在人們的生活中，讓其無所不在，而物聯(lián)網(wǎng)是通過智能裝置和傳感器對整個世界進行感知，在物聯(lián)網(wǎng)中涉及到的技術(shù)有很多其中包含了自動識別、傳感、定位等技術(shù)，在各項技術(shù)的發(fā)展中，人們開始對這些技術(shù)進行一些控制，希望在技術(shù)的革新和進步上做到環(huán)保的概念。而新形成的物聯(lián)網(wǎng)智能環(huán)保感知技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域中的應(yīng)用。

在環(huán)保領(lǐng)域進行的物聯(lián)網(wǎng)智能感知技術(shù)的應(yīng)用主要是通過一些裝置和技術(shù)對污染源、生態(tài)等信息進行及時的檢測，將生態(tài)環(huán)境檢測系統(tǒng)進行全面、多方位的構(gòu)建，進而對污染的排放進行降低，對環(huán)境的風險進行防御。在環(huán)保領(lǐng)域運用物聯(lián)網(wǎng)智能感知技術(shù)，是對物聯(lián)網(wǎng)的運行進行深度和廣度的擴展。

2 物聯(lián)網(wǎng)智能感知技術(shù)體系在環(huán)保領(lǐng)域的構(gòu)建

物聯(lián)網(wǎng)是一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，和其他的網(wǎng)絡(luò)一樣，有自己的內(nèi)部構(gòu)架。物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)架分為三層：感知、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用。在感知層通過一些傳感器和技術(shù)對物體的信息進行獲取和傳感。在網(wǎng)絡(luò)層，通過多種網(wǎng)絡(luò)平臺將網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)平臺進行構(gòu)建，比如說3G網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)等，將感知層獲取的信息進行準確及時的傳送，并對要傳送的數(shù)據(jù)進行整合、清理，對出現(xiàn)的一些異?，F(xiàn)象和問題進行處理，通過數(shù)據(jù)的挖掘和融合技術(shù)將數(shù)據(jù)信息進行提煉。在應(yīng)用層是將以上兩個層面處理過的信息，根據(jù)系統(tǒng)的功能需求進行智能化的處理，對在環(huán)保領(lǐng)域中出現(xiàn)的環(huán)境污染進行預防和治理，并進行自動的調(diào)節(jié)，信息的，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境保護中進行應(yīng)用。通過對各種技術(shù)的結(jié)構(gòu)進行穩(wěn)定，對系統(tǒng)中各種軟件出現(xiàn)的錯誤、故障進行排除、檢修，對環(huán)保數(shù)據(jù)采集的傳感器的工作環(huán)境進行調(diào)整，保證可以及時的獲取所需環(huán)境數(shù)據(jù)，進行早期的環(huán)保污染預防和保護。

3 在環(huán)境保護領(lǐng)域開發(fā)智能化的處理功能

對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行使用，主要是通過一些物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和軟件對數(shù)據(jù)采集，并進行提煉，為各個領(lǐng)域提供安全可靠的數(shù)據(jù)信息，所以對物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)進行智能化很有必要。不管是哪個領(lǐng)域使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，如果沒有智能化的技術(shù)，就不能將物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢進行展現(xiàn)，想要將物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢進行發(fā)揮，對環(huán)境的檢測實現(xiàn)智能化，將環(huán)境檢測數(shù)據(jù)進行智能化提煉可以實現(xiàn)兩個目的。

1）將污染預警的時間進行延長。在傳統(tǒng)的環(huán)境污染檢測系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)傳達到信息中心后，要根據(jù)各種數(shù)據(jù)對預警指標進行對比，從對比中找到環(huán)境預警信息。在傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中進行的動態(tài)監(jiān)測很薄弱，缺乏緊急環(huán)境問題的處理能力，而且環(huán)境預警信息的精確度和穩(wěn)定性都會對要采用的污染防治措施產(chǎn)生影響，在物聯(lián)網(wǎng)智能環(huán)保感知技術(shù)的應(yīng)用中，要充分的發(fā)揮智能這一優(yōu)勢，對環(huán)境進行實時的監(jiān)測，對環(huán)境污染狀況進行分析，進而將環(huán)境預警的時間進行推算，將環(huán)境污染監(jiān)測的預警時間進行延長。

2）對環(huán)保部門進行環(huán)境污染治理提供可靠的依據(jù)。環(huán)境污染的產(chǎn)生并不是獨立無序存在的，對環(huán)境污染進行的治理工作，一般都是在一定的經(jīng)驗上進行的。在環(huán)境保護中物聯(lián)網(wǎng)的使用可以將環(huán)境變化的時間、場所等信息、以及現(xiàn)有的環(huán)境污染治理經(jīng)驗，對監(jiān)測的環(huán)境產(chǎn)生污染的原因進行分析，將環(huán)境污染治理中出現(xiàn)的問題進行找出，針對其中的重點和難點，找出合理的治理方案，將環(huán)境污染治理的決策時間進行縮減，降低在決策中出現(xiàn)風險的可能性。

4 物聯(lián)網(wǎng)智能環(huán)保感知技術(shù)的發(fā)展

物聯(lián)網(wǎng)智能環(huán)保感知技術(shù)的應(yīng)用，首先要對進行簡易化發(fā)展，讓物聯(lián)網(wǎng)智能環(huán)保感知技術(shù)的設(shè)備朝著微型的方向發(fā)展，滿足人們在日常生活中的環(huán)保需求，比如說在垃圾車、生活污水的處理等方面進行物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)的應(yīng)用，不僅僅可以將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到大型的環(huán)保項目中，還可以將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在日常生活中，讓物聯(lián)網(wǎng)真正的走進人們的生活。

在目前的環(huán)境保護中已經(jīng)有了突出的成績，但是在日常生活中進行的環(huán)保卻沒有很明顯的成效。人們的生活不斷地豐富和發(fā)展，在生活中出現(xiàn)的環(huán)境問題也就慢慢的展現(xiàn)在人們的眼前，改善人們的生活環(huán)境是目前要解決的問題。在現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還處在初級階段，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用有了一定的基礎(chǔ)，對生活污染控制中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用需求更加的突出。可以進行智能芯片的使用，在對成本進行降低的同時，對設(shè)備的環(huán)保技術(shù)進行改進，將物聯(lián)網(wǎng)智能環(huán)保感知技術(shù)的抗損壞能力進行提升，可以采用一些防腐、抗氧化的材料對物聯(lián)網(wǎng)傳感設(shè)備進行保護，為了保證環(huán)境保護工作可以穩(wěn)定、安全的進行可以進行多平臺網(wǎng)絡(luò)模式的構(gòu)建，通過多網(wǎng)絡(luò)平臺對環(huán)境進行多方位、多層次、全面的監(jiān)測和防護治理。

5 小結(jié)

通過對物聯(lián)網(wǎng)智能環(huán)保感知技術(shù)進行分析認識，我們可以看出，物聯(lián)網(wǎng)的使用已經(jīng)進入人們的日常生活中，在環(huán)境保護中的應(yīng)用最大程度上對環(huán)境污染進行監(jiān)測，進而進行污染治理，給人們帶來更加安全的生活環(huán)境。

參考文獻

[1]趙富安，趙宇.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)淺析[J].科技致富向?qū)В?013（03）：45-46.

[2]張宏偉.物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)境監(jiān)測和保護中的應(yīng)用研究[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2011（08）：65-66.

篇6

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；環(huán)境監(jiān)測；環(huán)境保護；應(yīng)用研究

中圖分類號：TP393　文獻標識碼：A　文章編號：2095-1302(2011)06-0073-04

引言

環(huán)境保護是指人類有意識地保護自然資源并使其得到合理的利用，防止自然環(huán)境受到污染和破壞。目前，環(huán)境保護主要應(yīng)從以下幾個方面做起：首先是防治由生產(chǎn)和生活所引起的環(huán)境污染，同時要防止由建設(shè)和開發(fā)活動引起的環(huán)境破壞，保護有特殊價值的自然環(huán)境，同時要注意環(huán)境保護、經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展之間的協(xié)調(diào)發(fā)展，避免“先污染后治理”的思想。

我國環(huán)境污染己成為影響社會和諧的一個重要因素。在我國經(jīng)濟發(fā)展取得舉世矚目成就的同時，環(huán)境質(zhì)量在下降，一些新的或隱性的環(huán)境問題逐步顯現(xiàn)：外來物種入侵成為一個新的生態(tài)問題；環(huán)境污染事件不斷出現(xiàn)，具有集中爆發(fā)特征。從實踐看，我國并沒有完全繞開“先污染后治理”的老路，重點城市和地區(qū)環(huán)境治理也是在污染到一定程度后才開始治理的。我國現(xiàn)階段面臨的環(huán)境問題，既是經(jīng)濟高速增長的產(chǎn)物，也是經(jīng)濟發(fā)展不夠的表現(xiàn)。

目前，我國環(huán)境保護領(lǐng)域的信息化程度還比較低，地方環(huán)保系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)因為共享和服務(wù)不開放，從而造成各地重復投資。業(yè)務(wù)信息滯后造成環(huán)境污染事故頻發(fā)，取證困難等問題。環(huán)境保護向自動化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展將是未來環(huán)境保護工作的重點，環(huán)保信息化勢在必行。而物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，則為我國的環(huán)境保護提供了思路和方案。

1　物聯(lián)網(wǎng)(IOT)的概念

物聯(lián)網(wǎng)是指在物理世界的實體中部署具有一定感知能力、計算能力和執(zhí)行能力的嵌入式芯片和軟件，使之成為“智能物體”，然后通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)施實現(xiàn)信息傳輸、協(xié)同和處理，從而實現(xiàn)物與物、物與人之間的互聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)可以依托二維碼、射頻識別(RFID)、各類傳感器／敏感器件等技術(shù)和設(shè)備，使物體與互聯(lián)網(wǎng)等各類網(wǎng)絡(luò)相連，以獲取無處不在的現(xiàn)實世界的信息，實現(xiàn)物與物、物與人之間的信息交互，支持智能的信息化應(yīng)用，實現(xiàn)信息基礎(chǔ)設(shè)施與物理基礎(chǔ)設(shè)施的全面融合，最終形成統(tǒng)一的智能基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。

隨著傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、近程通信技術(shù)和M2M技術(shù)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用已出現(xiàn)在我們的生活中，首先是以M2M技術(shù)做為基本結(jié)構(gòu)的簡單物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用于物流管理、智能交通、環(huán)境監(jiān)測、公共安全、智能家居等各行各業(yè)中。陜西省“十二五”物聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃中明確提出依托省環(huán)保廳、水利廳、長天軟件、中星測控公司等單位，組織實施省環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測與指揮系統(tǒng)、省水土保持監(jiān)測與管理系統(tǒng)、環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)、城市污水處理與重點污染源監(jiān)控、山體滑坡預警等重點應(yīng)用示范工程的環(huán)境保護物聯(lián)網(wǎng)。

2　物聯(lián)網(wǎng)的組織架構(gòu)

智能型環(huán)境保護系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)組織架構(gòu)如圖1所示。環(huán)境保護的物聯(lián)網(wǎng)主要由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層三大部分組成。其中感知層通過傳感器、智能卡、RFID電子標簽、識別碼、攝像頭等感知設(shè)備實現(xiàn)物體識別和環(huán)境指標、事故應(yīng)急等信息的捕獲、采集，以達到智能感知的目的；網(wǎng)絡(luò)層利用無線網(wǎng)、移動網(wǎng)、固定網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)等傳輸網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)感知層所采集信息的傳輸；應(yīng)用層主要包括環(huán)境保護中的特定應(yīng)用服務(wù)以及實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用服務(wù)間接口和能力調(diào)用功能的中間件，用于完成信息的分析處理和決策，實現(xiàn)特定環(huán)境監(jiān)測的智能化應(yīng)用和服務(wù)任務(wù)，以實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測信息的識別、感知、分析和預測，發(fā)揮智能作用。

作為物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)境監(jiān)測和保護領(lǐng)域中的特定應(yīng)用，其技術(shù)與其他領(lǐng)域中的應(yīng)用有共同之處，但也有其特殊的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展。按圖1所述，其技術(shù)是從感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層三個方向發(fā)展。是信息技術(shù)在基礎(chǔ)設(shè)施中的應(yīng)用，通過傳感網(wǎng)實現(xiàn)對物理世界的信息感知，以進行環(huán)境監(jiān)測和調(diào)控，達到環(huán)境保護的目的。該應(yīng)用的主要特點是數(shù)據(jù)采集量大、精度高，智能信息融合、協(xié)同處理能力、網(wǎng)絡(luò)快速部署能力強，采集數(shù)據(jù)具有高效可靠傳輸、網(wǎng)絡(luò)健壯性、抗毀性。

2.1　感知層

感知層是環(huán)境保護物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)組成部分，主要包括感知設(shè)備、傳感網(wǎng)絡(luò)兩項關(guān)鍵技術(shù)。感知設(shè)備作為物聯(lián)網(wǎng)采集信息的工具，就如同是物聯(lián)網(wǎng)的“皮膚”、“眼睛”、“鼻子”和“耳朵”等，是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。傳感器網(wǎng)絡(luò)是由許多在空間上分布的自動裝置組成的一種計算機網(wǎng)絡(luò)，這些裝置使用傳感器協(xié)作監(jiān)控不同位置的物理或環(huán)境狀況(比如溫度、聲音、振動、壓力、運動或污染物)。傳感器網(wǎng)絡(luò)的每個節(jié)點除配備了一個或多個傳感器之外，還裝備了一個無線電收發(fā)器、一個很小的微控制器和一個能源(通常為電池或太陽能電源)。無線電收發(fā)器主要應(yīng)用短距離無線傳輸(WPAN)技術(shù)和RFID技術(shù)。目前最關(guān)鍵的是傳感器本身的問題，包括傳感器的精度，傳感器的能耗、規(guī)模和速率等。

2.2　網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層主要利用無線網(wǎng)、移動網(wǎng)、寬帶網(wǎng)、固定網(wǎng)、廣電網(wǎng)等傳輸網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)感知層采集數(shù)據(jù)的傳輸和處理，是物聯(lián)網(wǎng)的“中樞神經(jīng)”。一般情況下，傳感網(wǎng)只能在特定范圍內(nèi)組網(wǎng)，不可能實現(xiàn)任何時間、任何地點的無縫隙的覆蓋。通信網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)“物聯(lián)網(wǎng)”必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施，它安置在動物、植物、機器和物品上的電子介質(zhì)產(chǎn)生的數(shù)字信號可隨時隨地通過無處不在的通信網(wǎng)絡(luò)傳送出去。事實上，只有實現(xiàn)各種傳感網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)、廣域的數(shù)據(jù)交互和多方共享，以及規(guī)模性的應(yīng)用，才能真正建立一個有效的物聯(lián)網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)層的關(guān)鍵技術(shù)在于傳感網(wǎng)與通信網(wǎng)的融合。

2.3　應(yīng)用層

環(huán)境監(jiān)測與保護物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層主要包括環(huán)境保護物聯(lián)網(wǎng)的特定應(yīng)用服務(wù)以及實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的接口、數(shù)據(jù)處理和能力調(diào)用功能的中間件，完成信息的分析處理和決策，實現(xiàn)特定環(huán)境監(jiān)測的智能化應(yīng)用和服務(wù)任務(wù)，以實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測信息的識別、感知、分析和預測，發(fā)揮智能作用。應(yīng)用層是環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的“大腦”。指揮協(xié)調(diào)感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層協(xié)調(diào)工作。龐大的數(shù)據(jù)處理、應(yīng)用服務(wù)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的擴展是應(yīng)用層的關(guān)鍵技術(shù)。

早期的并行計算、集群計算、網(wǎng)格計算往往造成各城市之間數(shù)據(jù)和資源共享困難，應(yīng)用擴展難度大、成本高，而現(xiàn)在基于“云計算”技術(shù)的運用，使數(shù)以億計的各類數(shù)據(jù)和終端的實時動態(tài)管理變得可能，其應(yīng)用擴展只進行設(shè)備調(diào)整，因而比較快捷和方便。

3　物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)境監(jiān)測和保護中的應(yīng)用

我國基于物聯(lián)網(wǎng)的解決方案在環(huán)境保護中已得到了初步的應(yīng)用。環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展已經(jīng)完成了兩個梯次的推進。1999年，原國家環(huán)?？偩值谝淮卧谌珖_始推廣的環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)的最早探索和實踐；第二梯次的推進是2008年在全國31個 省、自治區(qū)、直轄市，6個環(huán)保督查中心和333個地級市部署的國控污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)保領(lǐng)域的規(guī)模建設(shè)和行業(yè)級實踐。第三梯次，也就是未來發(fā)展將通過投資、考核和創(chuàng)新，按照物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，重新梳理環(huán)境在線監(jiān)控和環(huán)保信息化，把物聯(lián)網(wǎng)最新技術(shù)用到環(huán)境在線監(jiān)控中，建立運維體系，實現(xiàn)三級數(shù)據(jù)貫通。

物聯(lián)網(wǎng)可以廣泛地應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、生物種群研究、氣象和地理研究、洪水、火災(zāi)檢測、水質(zhì)監(jiān)測、排污水監(jiān)控、降水監(jiān)測、大氣監(jiān)測、電磁輻射監(jiān)測、噪聲監(jiān)測、森林植被防護、土壤監(jiān)測、生物種群監(jiān)測、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測等。

3.1　大氣監(jiān)測

對大氣的監(jiān)測一般可采用固定在線監(jiān)測、流動采樣監(jiān)測等方式，可在污染源安裝固定在線監(jiān)測儀表，在監(jiān)控范圍內(nèi)按網(wǎng)格形式布置有毒、有害氣體傳感器，人群密集或敏感地區(qū)布置相應(yīng)的傳感器。這樣，一但某地區(qū)大氣發(fā)生異常變化，傳感器就會通過傳感節(jié)點將數(shù)據(jù)上報至傳感網(wǎng)，直至應(yīng)用層的“云計算”，根據(jù)事先制定的應(yīng)急方案進行處理；對于污染單位的排放超標，物聯(lián)網(wǎng)可實現(xiàn)同步通知環(huán)保執(zhí)法單位、污染單位，同時將證據(jù)同步保存到物聯(lián)網(wǎng)中，從而可避免先污染后處理的情況。

3.2　水質(zhì)監(jiān)測

對水質(zhì)監(jiān)測包含飲用水質(zhì)監(jiān)測和水質(zhì)污染監(jiān)測兩種。飲用水源監(jiān)測是在水源地布置各種傳感器、視頻監(jiān)視等傳感設(shè)備，將水源地基本情況、水質(zhì)的PH值等指標實時傳至環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)實時監(jiān)測和預警；而水質(zhì)污染監(jiān)測是在各單位污染排放口安裝水質(zhì)自動分析儀表和視頻監(jiān)控，對排污單位排放的污水水質(zhì)中的BOD5、CODer、氨氮、流量等進行實時監(jiān)控，并同步到排污單位、中央控制中心、環(huán)境執(zhí)法人員的終端上，以便有效防止過度排放或重大污染事故的發(fā)生。

3.3　污水處理監(jiān)測

西安市目前已經(jīng)建設(shè)有兩個污水處理廠。但對于污水的進水監(jiān)測和出水監(jiān)測大多還是依靠工作人員在入水口和出水口定時采樣進行化驗，不但費時、費力，而且對于進出水質(zhì)的監(jiān)測不是持續(xù)在線監(jiān)測，使處理廠水處理設(shè)備不能達到最經(jīng)濟的運行狀態(tài)。在污水處理廠的入水口和出水口設(shè)置多種傳感設(shè)備，可實現(xiàn)對進水水質(zhì)和出水水質(zhì)、流速、流量等持續(xù)的監(jiān)測。

從技術(shù)發(fā)展方向看，還可同時在污水處理的各個環(huán)節(jié)增加視頻監(jiān)控和各種傳感設(shè)備及污水處理設(shè)備的自控設(shè)備，構(gòu)建多個傳感網(wǎng)節(jié)點，控制各污水處理流程中的水質(zhì)，若水質(zhì)不在預設(shè)的控制范圍內(nèi)，傳感網(wǎng)節(jié)點便可根據(jù)處理的數(shù)據(jù)發(fā)送控制信號給污水處理設(shè)備的自控設(shè)備，以調(diào)整各污水處理設(shè)備的運行狀態(tài)，使污水處理設(shè)備始終處于最經(jīng)濟的運行狀態(tài)，同時也減少了工作人員的編制。

構(gòu)建環(huán)境保護物聯(lián)網(wǎng)的各種應(yīng)用領(lǐng)域，最主要的是選擇適合的傳感器，依托最優(yōu)的無線傳輸技術(shù)形成傳感網(wǎng)，根據(jù)對數(shù)據(jù)安全性的要求通過預定的網(wǎng)關(guān)接人網(wǎng)絡(luò)層，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綉?yīng)用層的“云儲存”。

4　環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨的問題

4.1　關(guān)鍵技術(shù)制約物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

在物聯(lián)網(wǎng)中，傳感器技術(shù)、無線傳輸技術(shù)、云計算等關(guān)鍵技術(shù)還需要再次突破。如傳感器的靈敏度和準確度問題就可能使預警產(chǎn)生誤動作；傳感網(wǎng)的低速率問題涉及到大規(guī)模布置節(jié)點和終端所需要的路由和地址資源；目前物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層是多運營商、多種通信制式、多網(wǎng)絡(luò)并存的環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)模型、上下行速率支持、通信網(wǎng)資源配置等都難以達成一個統(tǒng)一的傳輸平臺；云計算的關(guān)鍵技術(shù)突破，對于各種應(yīng)用領(lǐng)域的建模、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲安全也有很大的影響。

4.2　技術(shù)標準體系不統(tǒng)一

物聯(lián)網(wǎng)的感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層都存在標準化組織，而國標標準化組織之間缺乏協(xié)調(diào)，又使物聯(lián)網(wǎng)各結(jié)構(gòu)層涉及的技術(shù)標準不統(tǒng)一。國內(nèi)也未形成統(tǒng)一的標準，在2010年中國物聯(lián)網(wǎng)大會上，國內(nèi)三大運營商分別展示了各自的物聯(lián)網(wǎng)解決方案。表l所列為是幾個主要標準組織對物聯(lián)網(wǎng)關(guān)健技術(shù)標準的關(guān)注角度和關(guān)注內(nèi)容。

4.3　安全性和可靠性制約物聯(lián)網(wǎng)的進一步推廣

在物聯(lián)網(wǎng)中，感知層的傳感網(wǎng)組網(wǎng)相對簡單，傳感器體積小，功耗有一定的限制，數(shù)據(jù)加密強度弱；網(wǎng)絡(luò)層中由于病毒、黑客、網(wǎng)絡(luò)自身漏洞等原因會使用數(shù)據(jù)的安全受到威協(xié)；應(yīng)用層由于數(shù)據(jù)的共享也使得使用數(shù)據(jù)的安全性進一步下降。物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)件多層面相互間協(xié)同運作的整體安全性和可靠性、安全接人控制系統(tǒng)設(shè)計、基于可信平臺的安全模塊及其提供的可信度量和評估機制、加密技術(shù)等，已成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的攔路虎。

在環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)中，感知層的傳感器大多處理環(huán)境惡劣的地方，會有化學物質(zhì)的腐蝕等，而個別不法分子的破壞，也會對傳感器的可靠性要求增高，因此，感知層應(yīng)能適應(yīng)各種惡劣的應(yīng)用環(huán)境。

4.4　應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化問題

在現(xiàn)階段，環(huán)境保護的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用規(guī)模領(lǐng)域還比較小，還形成不了成熟的商業(yè)模式，另一方面，也不利于市場的培育，因此，未來要選擇重點領(lǐng)域和重點工程，積極引導面向環(huán)境保護的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)示范應(yīng)用，擴大應(yīng)用規(guī)模，積累技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用、經(jīng)營管理、政策實施等方面的經(jīng)驗。同時，當前我國面向環(huán)境保護的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈也尚未成熟，仍然面臨著巨大挑戰(zhàn)。首先是產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)尚未形成共贏商業(yè)模式，各環(huán)節(jié)之間協(xié)同能力較差；其次是產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)較長，復雜度高，導致整體成本很難降低；最后，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)企業(yè)相對分散，規(guī)模小，尤其是服務(wù)環(huán)節(jié)。因此，面向環(huán)境保護的物聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展，沿需要產(chǎn)業(yè)鏈的共同努力，只有在芯片商、傳感設(shè)備商、系統(tǒng)解決方案廠商、移動運營商等上下游廠商的通力配合下，才能實現(xiàn)上下游的聯(lián)動，從而帶動整個產(chǎn)業(yè)鏈，共同推動面向環(huán)境保護的物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

篇7

摘要：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是智能家居的核心技術(shù)支撐，智能家居是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家庭中的應(yīng)用體現(xiàn)。當前網(wǎng)絡(luò)和智能技術(shù)高速發(fā)展融合的背景下，智能家居作為具有巨大市場潛力的新興產(chǎn)業(yè)，無論是IT終端制造廠商、互聯(lián)網(wǎng)運營商、服務(wù)商和傳統(tǒng)家電制造商均把它視為新的增長爆發(fā)點。本文通過對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用來說明物聯(lián)網(wǎng)的運用對智能家居系統(tǒng)技術(shù)進步、功能擴展、服務(wù)、達到滿足人們對安全、舒適、方便和綠色環(huán)保的需求的作用。

關(guān)鍵詞 ：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；智能家居；應(yīng)用

一、物聯(lián)網(wǎng)概述

物聯(lián)網(wǎng)的英文描述為“The Internet ofthings”，即“物——物相連的互聯(lián)網(wǎng)”[1][2]。物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)核心仍舊是互聯(lián)網(wǎng)，它在傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)人與物互通的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)物與物互通，是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的應(yīng)用和業(yè)務(wù)層面的拓展。其主要特征是全面感知、可靠傳遞和智能處理。全面感知是指利用RFID、二維碼、傳感器等隨時隨地獲取和采集物體信息；可靠傳遞是指通過無線網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)的融合將物體信息準確傳遞；智能處理是指利用云計算、數(shù)據(jù)挖掘及智能識別等人工智能技術(shù)對海量數(shù)據(jù)信息進行分析處理，完成對物體的智能化控制。

物聯(lián)網(wǎng)的概念在1999 年被提出，是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用射頻識別技術(shù)、無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)等構(gòu)造出的一個實現(xiàn)全球物品信息實時共享的實物互聯(lián)網(wǎng)。2005 年11 月17 日國際電信聯(lián)盟《ITU 互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，重新提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念[3]，并對其進行了擴展，不僅局限于RFID技術(shù)。2009年1月28日，IBM 首次提出“智慧地球”的概念。隨后，美國將物聯(lián)網(wǎng)列為振興經(jīng)濟的一個重點。此外，歐洲、韓國、日本等國家也把物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)作為振興國家經(jīng)濟的一個核心產(chǎn)業(yè)[4]。2009年8月，溫總理提出了“感知中國”的概念，自此物聯(lián)網(wǎng)被列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，在中國受到了極大的關(guān)注[5]。

物聯(lián)網(wǎng)是在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)及通信技術(shù)日趨成熟的條件下出現(xiàn)的，它是一種體現(xiàn)物與物之間新型關(guān)系，將所有物品通過射頻識別、二維碼、無線數(shù)據(jù)通信等智能感知技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，的具有智能化識別、控制與管理功能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中可能涉及多種信息傳感設(shè)備，比如射頻識別裝置、二維碼掃描裝置、紅外感應(yīng)裝置、各種傳感器等。

物聯(lián)網(wǎng)從產(chǎn)生之初到現(xiàn)在，已經(jīng)被應(yīng)用到眾多領(lǐng)域，如智能交通、智能消防、工業(yè)檢測、老人護理、食品溯源和情報搜集等。毫無疑問，物聯(lián)網(wǎng)也將對智能家居領(lǐng)域產(chǎn)生深遠影響。基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家電必將為人們提供未來生活方式的全新解決方案。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到家用電器中，可以使家電具有智能感知及信息網(wǎng)絡(luò)功能，能使家庭中的家電設(shè)備之間信息交互、家電設(shè)備與產(chǎn)品和用戶之間也可以進行信息交互，方便人們的日常家居生活，使生活方式更加合理，生活模式更舒適、健康、環(huán)保。

關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的概念，目前沒有統(tǒng)一的標準。但是綜合來看，物聯(lián)網(wǎng)是一種實現(xiàn)物-物相連的智能網(wǎng)絡(luò)，它主要依賴于智能感知技術(shù)、無線通信技術(shù)、遙感技術(shù)、智能數(shù)據(jù)處理技術(shù)[5]等，是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。物聯(lián)網(wǎng)從產(chǎn)生之初到現(xiàn)在已經(jīng)被應(yīng)用在越來越多的領(lǐng)域，如物流、交通、產(chǎn)品安全監(jiān)測、路燈管理、智能電力[6]、醫(yī)療[7]等。智能家電與智能家庭的發(fā)展，用戶新增的需求，使廣大廠商和研究人員發(fā)現(xiàn)，智能家居也是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個重要領(lǐng)域。[8]IT終端制造廠商、互聯(lián)網(wǎng)運營商、服務(wù)商和傳統(tǒng)家電制造商正在進行此方面的研究，也逐漸推出基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的產(chǎn)品。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使得家電在智能化控制的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了商品與設(shè)備的關(guān)聯(lián)及設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)，展現(xiàn)出了一種更加智能化的便捷、健康、環(huán)保的家居場景。

二、智能家居系統(tǒng)概述

目前，智能家居系統(tǒng)沒有一個統(tǒng)一的定義或者概念，百度百科的解釋是：“智能家居（英文：smart home, home automation）是以住宅為平臺，利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安全防范技術(shù)、自動控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將與家居生活有關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng)。能提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，并實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境?！?/p>

2012年4月5日中國室內(nèi)裝飾協(xié)會智能化委員會《智能家居系統(tǒng)產(chǎn)品分類指導手冊》把智能家居系統(tǒng)產(chǎn)品共分為二十個分類包含了：控制主機（集中控制器）、智能照明系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)、家庭背景音樂、家庭影院系統(tǒng)、對講系統(tǒng)、視頻監(jiān)控、防盜報警、電鎖門禁、智能遮陽（電動窗簾）、暖通空調(diào)系統(tǒng)、太陽能與節(jié)能設(shè)備、自動抄表、智能家居軟件、家居布線系統(tǒng)、家庭網(wǎng)絡(luò)、廚衛(wèi)電視系統(tǒng)、運動與健康監(jiān)測、花草自動澆灌、寵物照看與動物管制。

由此可知，智能家居是一個系統(tǒng)的概念，融合了網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)（有線、無線）、智能家電技術(shù)、自動控制技術(shù)等技術(shù)，將家庭平臺上與信息相關(guān)的信息設(shè)備、智能家電和家庭安保裝置，通過綜合布線技術(shù)連接到一個家庭智能化系統(tǒng)上進行集中的或異地的監(jiān)視、控制和家庭事務(wù)性管理，并保持這些家庭設(shè)施與住宅環(huán)境的和諧與協(xié)調(diào)。這些功能都是通過智能家居系統(tǒng)中的家庭網(wǎng)絡(luò)控制來實現(xiàn)的，通過家庭總線系統(tǒng)提供各種服務(wù)功能、并和住宅以外的外部世界相通連。智能家居系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)化的綜合管理家中設(shè)備，來創(chuàng)造一個優(yōu)質(zhì)、高效、舒適、安全、便利、節(jié)能、健康、環(huán)保的居住生活環(huán)境空間。[9]

筆者認為智能家居強調(diào)的是整體的環(huán)境，包括健康環(huán)境、人機互動的環(huán)境、安全的環(huán)境、經(jīng)濟的環(huán)境，以用戶體驗為核心的整體環(huán)境的創(chuàng)造。

健康的環(huán)境包含舒適的溫度、優(yōu)質(zhì)的空氣、適宜的水溫等；人機互動的環(huán)境主要指智能化的體驗、便捷的人機互動的界面和高集成度的人工智能應(yīng)用；安全的環(huán)境包括家庭安防監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境自身的安全；經(jīng)濟的環(huán)境主要體現(xiàn)在系統(tǒng)本身的經(jīng)濟合理（如系統(tǒng)價格）及家庭應(yīng)用的經(jīng)濟合理（如節(jié)水、節(jié)電、擴展方便）。

三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要包含三個層面，即感知層面、網(wǎng)絡(luò)層面和應(yīng)用層面。物聯(lián)網(wǎng)常見的感知技術(shù)包括RFID 技術(shù)、二維碼技術(shù)、傳感器技術(shù)、攝像頭、gps 等；進行網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)募夹g(shù)主要包括3G、Wi-Fi、藍牙、接入網(wǎng)等；計算技術(shù)主要是指進行海量數(shù)據(jù)處理的技術(shù)包括數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)推送。網(wǎng)絡(luò)層面包含電信運營（移動、有線、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)等）、物聯(lián)網(wǎng)運營（信息中心、管理中心等）、平臺、軟件、系統(tǒng)設(shè)備、系統(tǒng)集成及終端設(shè)備。應(yīng)用層面包含環(huán)境監(jiān)測、智能交通、智能建筑、智能家居、遠程醫(yī)療、城市管理、公共安全、工業(yè)監(jiān)控、綠色農(nóng)業(yè)、資源管理等。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居的應(yīng)用包含了家居環(huán)境控制、家庭安防、智能家電等多個領(lǐng)域，一個完全的智能家居系統(tǒng)按照前文所述包含了20個子系統(tǒng)。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支撐下，用戶可以將家用電器之間組成一個物物相連的網(wǎng)絡(luò)，然后在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，對家庭中的設(shè)備、產(chǎn)品進行監(jiān)控；在家電或者產(chǎn)品發(fā)生故障時能夠通過網(wǎng)絡(luò)自動進行短信、電話等智能報警；家用電器能夠智能地記錄用戶的生活習慣和生活方式，利用數(shù)據(jù)挖掘、情境感知等技術(shù)為用戶進行合理的信息推送，實現(xiàn)人與家電、環(huán)境、產(chǎn)品的自然交互。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)貫穿智能家居從終端設(shè)備的研發(fā)、系統(tǒng)集成及運行到用戶使用的全過程。從技術(shù)角度來看，物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術(shù)的核心技術(shù)是通訊或控制協(xié)議，涉及硬件接口和軟件協(xié)議兩部分，可以簡單的劃分為無線與有線技術(shù)。

有線技術(shù)包含了RS485、IEEE802.3(Ethernet)、EIB/KNX、LonWorks、X- 10、PLC-BUS、CresNet，AXLink 等。其中X-10，PLC-BUS 是專門針對智能家居行業(yè)制定的通訊技術(shù)。X-10電力線載波技術(shù)在上世紀70年代產(chǎn)生，在我國2000年前后引入并開始推廣，該技術(shù)可以在電力線上通訊，免于智能家居系統(tǒng)部署的時候另外布線。該技術(shù)對電網(wǎng)運行環(huán)境依賴性較高，由于設(shè)備成本、技術(shù)穩(wěn)定性及信息安全等問題市場局面一直難于打開。PLC-BUS 提高了一定的通訊穩(wěn)定性，但是難以保證持續(xù)穩(wěn)定的質(zhì)量，對電網(wǎng)環(huán)境的依賴性仍舊很強，使用成本和信息安全的問題無法根本性解決。盡管電力線載波技術(shù)已經(jīng)有40多年的技術(shù)積淀，但是由于成本和技術(shù)瓶頸，智能家居產(chǎn)品在有線技術(shù)開發(fā)方面不斷地進行新的嘗試，各種技術(shù)的優(yōu)缺點暫時不能滿足客戶的需求，也許這也是今天多種有線技術(shù)并存的原因。

無線技術(shù)包含了RFID 智能識別技術(shù)、藍牙(Bluetooth)、WiFi、Zigbee、ZWave、Enocean等。RFID是一種通過無線電波進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆墙佑|式的自動識別計技術(shù)，它通過無線電信號進行數(shù)據(jù)讀寫并識別特定目標，具有無接觸、識別速度快、自動化程度高、抗干擾、識別多個物體等優(yōu)點。RFID 是20 世紀90 年代興起的，發(fā)展至今被認為是自動識別領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的、識別效果最好、最重要的一項技術(shù)。[8] WiFi作為低成本、最易與互聯(lián)網(wǎng)連接的智能家居技術(shù)解決方案被廣為應(yīng)用。ZigBee ZigBee 技術(shù)的特點包括：低功耗、成本低、低速率、時延短、高容量、工作可靠、高安全等。ZigBee的設(shè)計可用于支持特定應(yīng)用軟件的開發(fā)和部署。應(yīng)用規(guī)范和ZigBee 的堆棧相連，讓制造商更快、更容易地推出特別針對某些應(yīng)用的無線產(chǎn)品?？捎玫膽?yīng)用規(guī)范包括家庭自動化、智能能源、通信、醫(yī)療、遠程控制（RF4CE,或稱消費電子射頻）、建筑自動化和零售服務(wù)。Z-Wave主要針對家庭和小型商用建筑的監(jiān)控和控制，廣泛適用于照明控制、安全和氣候控制。其它應(yīng)用包括煙霧探測器、門鎖、安全傳感器、家電和遠程控制。[10]

物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)從技術(shù)和應(yīng)用的角度來說穩(wěn)定性、可拓展性（靈活性）、安全性及經(jīng)濟性都是重要衡量指標。目前為止，無論是有線技術(shù)還是無線技術(shù)都沒有一個得到廣泛認可的技術(shù)標準。有線技術(shù)基于專用通訊線纜，某種程度上來說其穩(wěn)定性較好，但是可拓展性較差（系統(tǒng)擴展、改良需要重新布線）、成本高也是其難以跨越的門檻。與之相比無線技術(shù)的高速發(fā)展在可拓展性（靈活性）及經(jīng)濟性方面都具有優(yōu)勢。穩(wěn)定性和安全性方面兩者各有千秋，都在不斷發(fā)展完善。

四、國內(nèi)智能家居的現(xiàn)狀和問題

智能家居在中國經(jīng)歷了近6 年的起步階段，發(fā)展速度緩慢，主要是因為沒有投入大量的資金，開發(fā)技術(shù)短期內(nèi)也不成熟。[9]目前整個智能家居行業(yè)發(fā)展主要的成果還是反映在智能化的攝像頭、電視、電冰箱、傳感器、手機、空調(diào)、醫(yī)療設(shè)備、穿戴設(shè)備等一系列終端產(chǎn)品，及一些分散的智能家庭控制子系統(tǒng)的研究上，比如，三表抄送系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、可視對講系統(tǒng)、燈光控制系統(tǒng)、窗簾控制系統(tǒng)等。以“智能家居”系統(tǒng)作為產(chǎn)品目前仍沒有在市場上大規(guī)模出現(xiàn)，基本停留在概念階段。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日趨成熟，不斷融入智能家居，其內(nèi)容發(fā)展越來越豐富，想象空間越來越大。但由于早期開發(fā)技術(shù)的不成熟，智能家居發(fā)展至今仍沒有普及，在技術(shù)、需求、經(jīng)濟適用性等方面仍有諸多的問題有待解決。

1．技術(shù)層面

如上文所述，由于穩(wěn)定性、經(jīng)濟性、安全性、可拓展性等原因，當前無論有線技術(shù)還是無線技術(shù)都沒有一個得到廣泛認可的技術(shù)標準，處于百家爭鳴的階段。由于沒有開放的協(xié)議、統(tǒng)一的接口和數(shù)據(jù)庫，使得技術(shù)協(xié)調(diào)和系統(tǒng)整合比較困難。各設(shè)備之間、子系統(tǒng)之間難以實現(xiàn)互聯(lián)、互通和互操作，使得各個子系統(tǒng)之間形成“信息孤島”，且兼容性和可拓展性較差，難以實現(xiàn)真正智能化，也給系統(tǒng)集成商、服務(wù)運營商和客戶使用帶來困擾。

筆者認為，當前網(wǎng)絡(luò)和智能技術(shù)高速發(fā)展融合背景下，智能家居作為具有巨大市場潛力的新興產(chǎn)業(yè)，互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)企業(yè)無論IT終端制造廠商、互聯(lián)網(wǎng)運營商，還是服務(wù)商和傳統(tǒng)家電制造商均把它視為新的增長爆發(fā)點。在巨大的市場利益驅(qū)動下，各種技術(shù)創(chuàng)新、改良都向著好的方向發(fā)展。但相關(guān)標準的建立、接口的統(tǒng)一，需要一個適應(yīng)淘汰的過程。它無法由哪個組織或部門單獨完成，需要在市場競合過程中由相關(guān)企業(yè)、科研院所、相關(guān)協(xié)會等組織在用戶的認可下共同努力實現(xiàn)。

2．需求和經(jīng)濟適用層面

目前，智能家居產(chǎn)品在滿足用戶需求和經(jīng)濟適用方面存在的主要問題是，產(chǎn)品較為單一（受技術(shù)等原因限制）且價格高昂。筆者認為任何產(chǎn)品成功最核心的原因，是建立在滿足客戶需求的基礎(chǔ)之上。對于智能家居而言，客戶的需求具有多樣性、時效性、經(jīng)濟合理性等特點。如前文所述，智能家居強調(diào)的是整體的環(huán)境，包括健康環(huán)境、人機互動的環(huán)境、安全的環(huán)境、經(jīng)濟的環(huán)境，以用戶體驗為核心的整體環(huán)境的創(chuàng)造。要滿足上述需求，智能家居產(chǎn)品在技術(shù)滿足的前提下，要能夠做到解決方案多樣化、系統(tǒng)擴展便利化、用戶體驗簡單化、產(chǎn)品成本最低化。解決方案多樣化與系統(tǒng)擴展便利化是指，系統(tǒng)方案靈活多樣，既可以提供整體解決方案，也可以分部、分步提供。從客戶角度來說，最好能夠與不同品牌的系統(tǒng)解決方案兼容。客戶經(jīng)過初步體驗后能有更大的選擇空間，同時在增加新系統(tǒng)或改良現(xiàn)有系統(tǒng)時不會給客戶造成過多不便。用戶體驗簡單化是指產(chǎn)品的控制界面或人機交互界面應(yīng)想用戶所想，盡可能的“傻瓜”與智能，盡最大可能的從用戶角度出發(fā)。產(chǎn)品成本最低化是指在保證質(zhì)量和功能完整性的前提下，盡可能降低生產(chǎn)、開發(fā)成本，在合理的利潤空間下投放市場。否則完美但溢價過高的產(chǎn)品是很難得到用戶認同的。

五、結(jié)論

本文通過對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居領(lǐng)域應(yīng)用的簡要分析認為，智能家居強調(diào)的是整體的環(huán)境，包括健康環(huán)境、人機互動的環(huán)境、安全的環(huán)境、經(jīng)濟的環(huán)境，以用戶體驗為核心的整體環(huán)境的創(chuàng)造?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居需要從技術(shù)層面、滿足用戶需求和經(jīng)濟適用改善提高著手。技術(shù)層面的提高目前主要需要完成標準的建立和接口的統(tǒng)一，在市場競合的過程中由相關(guān)企業(yè)、科研院所、相關(guān)協(xié)會等組織在用戶的認可下共同努力實現(xiàn)。需求和經(jīng)濟適用層面，需要企業(yè)在以用戶體驗為核心的基礎(chǔ)上不斷努力提高。使物聯(lián)網(wǎng)的運用在智能家居系統(tǒng)技術(shù)進步、功能擴展、服務(wù)方面，最終達到滿足人們對安全、舒適、方便和綠色環(huán)保的需求。

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篇8

在國家“四化同步”發(fā)展戰(zhàn)略的背景下，積極推進農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用發(fā)展，對促進農(nóng)業(yè)信息化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的融合具有重大意義。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也被很多地運用到農(nóng)業(yè)的眾多領(lǐng)域。而農(nóng)業(yè)鄰域也是多物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)需求最迫切、難度最大的領(lǐng)域之一本文將從農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的概念、物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀、智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)主要功能這幾個方面對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的作用進行剖析，從而對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提出建議以及展望。只有加強農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集成平臺建設(shè)，加強農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品設(shè)備檢測才能進一步優(yōu)化和改善政策環(huán)境，為我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可持續(xù)大展提供參考。

關(guān)鍵詞：

農(nóng)業(yè)；物聯(lián)網(wǎng)；智能農(nóng)業(yè)

1物聯(lián)網(wǎng)的概念

“物聯(lián)網(wǎng)”翻譯成英文是“TheInternetofThings”由此可見，“物聯(lián)網(wǎng)”的重點就是物品與物品之間的交流，物聯(lián)網(wǎng)是繼互聯(lián)網(wǎng)以及計算機發(fā)展之后的第三次大規(guī)模的科技發(fā)展的時刻。在運用現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，在紅外線探測技術(shù)的幫助下對農(nóng)作物的發(fā)展情況進行實時監(jiān)測以及實時采集被測農(nóng)作物的信息，這些信息將在短時間內(nèi)被集合完畢發(fā)送給檢測者。這種正在建設(shè)中的新型的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)物理世界、計算機世界以及人類社會這三個世界的聯(lián)通以及發(fā)展，對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及具有戰(zhàn)略意義。而同時也給人們的生活提供了便利。物聯(lián)網(wǎng)的重中之重是對信息的采集，在經(jīng)濟飛速發(fā)展的今天，信息對于經(jīng)濟的發(fā)展具有決定性的作用?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展，人與人之間交流往往更多地依賴互聯(lián)網(wǎng)。而物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)也印證了這一點，經(jīng)濟的飛速發(fā)展帶動了人們各種方面的需要飛速增長。而相較于互聯(lián)網(wǎng)來說，物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢就是能夠?qū)⒂|手伸到互聯(lián)網(wǎng)所不能企及的方方面面。在互聯(lián)網(wǎng)上，人們往往只能感受到一個非常平面的形象，但是運用了物聯(lián)網(wǎng)之后，人與人之間將可以全方面的感知對方，這種感知不再是單一平面的，而是立體以及三維的。由此可見，物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生將會為整個社會經(jīng)濟結(jié)構(gòu)帶來一次較大的改革。而物聯(lián)網(wǎng)也將為互聯(lián)網(wǎng)的進一步發(fā)展提供可供選擇的方向。總而言之，物聯(lián)網(wǎng)就是通過現(xiàn)有的先進技術(shù)并將其運用到物品的傳遞以及監(jiān)控過程中，將物品的任何細節(jié)都與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息的第一手傳達。以便于實現(xiàn)物品的交換和傳遞。智能化的物品傳達也能實現(xiàn)迅速的定位以及跟蹤。物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展也將為我國的科學發(fā)展提供一個新的平臺，讓世界的目光都注意到我國科技的進步。而我國作為一個農(nóng)業(yè)大國，在農(nóng)業(yè)高速發(fā)展的今天，對物聯(lián)網(wǎng)的需求則更為明顯。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也將給我國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)帶來調(diào)整，為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的升級起到了巨大的推動作用。

2物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

在關(guān)注我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的同時我們也要將目光注視到歐美各國的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，歐洲的物聯(lián)網(wǎng)被分為很多個層次，且在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過程中，農(nóng)業(yè)以及養(yǎng)殖業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展最為重要。為了使得農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，農(nóng)作物的發(fā)展情況被第一時間獲知，作物的生長形式、水土狀態(tài)以及是否有蟲害，這些在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中都是需要解決的細微的問題。在信息傳輸層中，傳感器獲取各類數(shù)據(jù)的功能被放大，信息應(yīng)用系統(tǒng)將會制定科學的管理模式以及定時定量的肥料施加都體現(xiàn)了對生產(chǎn)過程的嚴格控制。這些年來，為了適應(yīng)社會經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的變化，歐美一些國家率先開展了農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的更新以及變革，實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的大范圍使用，形成了一批良好的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用模式，推動了相關(guān)新型產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模發(fā)展。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也促進了其他物品在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，為物聯(lián)網(wǎng)的全方位發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。而我國作為一個農(nóng)業(yè)大國，在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方面具有較大的需求，為了保證農(nóng)作物在傳遞過程中的實時消息反饋，物聯(lián)網(wǎng)將會滲透到物品的傳輸、檢驗等多個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)成本的節(jié)省以及農(nóng)作物收獲之后的高效流通，在農(nóng)作物物聯(lián)網(wǎng)這個方面還有很多功能正在探索過程中。

2.1農(nóng)業(yè)資源利用在農(nóng)業(yè)資源探測以及監(jiān)控方面，我國可以利用衛(wèi)星對土地的實時信息進行探測并將探測效果傳遞給各級監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)信息的整合以及分析，經(jīng)過層層監(jiān)控和分析之后，將會最大限度的農(nóng)業(yè)范圍的統(tǒng)籌與規(guī)劃。對農(nóng)作物的事實情況的把握也將會十分清晰而明了。與此同時，為了方便農(nóng)作物的采集，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源信息的及時反饋，GPS定位系統(tǒng)也將會運用到農(nóng)作物的定位之中來。只有這樣才能實現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源的不浪費。目前，在農(nóng)業(yè)資源整合、農(nóng)業(yè)資源的探測、土壤成分的檢測以及害蟲的防疫當中都使用了GPS技術(shù)，GPS技術(shù)也就是定位技術(shù)利用衛(wèi)星，對大面積的農(nóng)作物能起到很好的檢測作用。為了使得有機農(nóng)作物的生長更加健康也有利于農(nóng)作物整體的把握，而且從國外引進的新型技術(shù)也可以對農(nóng)田里的各種情況都能制定出一套完美的應(yīng)對政策，對突況進行監(jiān)控并且及時反饋到監(jiān)控者那里。特別是如今的農(nóng)業(yè)發(fā)展已經(jīng)進行到一個精細農(nóng)業(yè)的狀態(tài)，對由于環(huán)境變化引起的農(nóng)作物的變化都需要有效的應(yīng)對。在檢測區(qū)域中構(gòu)建基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和安裝傳感器，用于采集水溫、PH值、電解質(zhì)等等多種參數(shù)，及時的水況反應(yīng)能夠?qū)⑺h(huán)境參數(shù)上傳至檢測中心并進行分析。

2.2農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)控農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)控是保證農(nóng)作物安全以及生態(tài)安全的重要基礎(chǔ)，為了對農(nóng)業(yè)生態(tài)的環(huán)境進行全方位的監(jiān)控，還需要做到以下幾點。一方面，要加強立法，完善的相關(guān)政策法規(guī)才能解決在生產(chǎn)過程中的諸多問題。也對許多重要問題的解決提供模范的解決方式。另一方面，在建立農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的同時，對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建也必不可少。因此國家必須要運用高科技手段融合互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生態(tài)的自主監(jiān)控，為了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出自己的努力。我國的生態(tài)環(huán)境在形勢趨于變好的今天仍然存在很大的問題，因此對環(huán)境監(jiān)控方面仍然不可松懈，對大氣環(huán)境，對河流污染以及草木覆蓋程度的監(jiān)控形勢都比較嚴峻。經(jīng)分析研究后發(fā)現(xiàn)，地面監(jiān)測站與遙感技術(shù)的結(jié)合是組成我國環(huán)境監(jiān)控的主要手段。在前期衛(wèi)星不曾覆蓋的地點進行人口測量，在無線傳感技術(shù)發(fā)展的同時開展了無數(shù)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測站點。星星之火可以燎原，在星星點點的檢測站的建設(shè)下，我國的環(huán)境檢測形成了一個巨大的網(wǎng)絡(luò)，這些系統(tǒng)依靠傳感器以及無線通信技術(shù)，是我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的強大后備軍。

2.3農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精細管理建立農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的前提是實現(xiàn)對精細農(nóng)業(yè)的管理。只有將農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)與高新技術(shù)發(fā)展結(jié)合到一起，才能最大限度地為農(nóng)業(yè)的發(fā)展帶來幫助。在集成了信息技術(shù)以及GPS技術(shù)以后，農(nóng)作物的生產(chǎn)環(huán)節(jié)變得無限透明，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息的獲取，對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的管理以及突發(fā)事情的應(yīng)對決策都顯得十分智能。

3農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)創(chuàng)新

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)創(chuàng)新主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1）數(shù)據(jù)收集：在農(nóng)作物的生長過程中，對農(nóng)作物生長環(huán)境中的溫度、濕度、PH值、二氧化碳含量都實現(xiàn)了實時監(jiān)控。在上述所測數(shù)值出現(xiàn)超出常態(tài)的變化時，監(jiān)控者可以第一時間發(fā)現(xiàn)，并且在物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上找到解決方案，并且對作物生長環(huán)境中的設(shè)備進行調(diào)控。2）視頻監(jiān)控：在物聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展的今天，用戶只要擁有一個手機或者電腦等等其他的移動設(shè)備，就可以實時關(guān)注自己所訂購的農(nóng)作物的生長情況，也可以根據(jù)監(jiān)控室內(nèi)的作物實際情況實施遠程想法的傳達。3）數(shù)據(jù)存儲：在物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控過程中所產(chǎn)生的農(nóng)作物的數(shù)據(jù)往往能反應(yīng)農(nóng)作物生長中的種種問題從而為以后農(nóng)作物的生長提供素材，在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中實現(xiàn)一個檔案的存放。4）數(shù)據(jù)研究：系統(tǒng)將會在收集到數(shù)據(jù)之后，第一時間實現(xiàn)報表的制作，讓用戶第一時間感受到農(nóng)作物的生長情況以及空間分布情況。5）遠程控制：由于物聯(lián)網(wǎng)的便利性以及可操作性，用戶可以在任何時間、任何地點進行農(nóng)作物的監(jiān)控以及對溫度、濕度的操控。6）錯誤報警：系統(tǒng)將會給用戶權(quán)限設(shè)定一些警戒線，超出警戒線，物聯(lián)網(wǎng)將會第一時間通知用戶，讓用戶能接觸到農(nóng)作生長的每一個環(huán)節(jié)以達到自己的理想生長情況。

4推動農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)進程的建議和展望

我國幅員遼闊，并且由于農(nóng)作物生長范圍較大，因此建議物聯(lián)網(wǎng)建立專業(yè)的工程專項，在農(nóng)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢區(qū)域?qū)嵤┬滦娃r(nóng)業(yè)經(jīng)營主體的應(yīng)用需求，在已有試點區(qū)域的基礎(chǔ)上，擴大物聯(lián)網(wǎng)試點的范圍。與此同時，物聯(lián)網(wǎng)作為一個新興產(chǎn)業(yè)，政府在一些措施以及政策的制定和實行上還不是非常的完善，而物聯(lián)網(wǎng)又具備高投入、高風險的特點，為了支持物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，政府應(yīng)該在稅收等方面對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進行減免、甚至補貼。并且根據(jù)種植作物的不同實現(xiàn)不同的補貼限額。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國的很多領(lǐng)域發(fā)展還不夠成熟，但是在大環(huán)境下，我們在政策的支持下或許能夠奮起直追，與歐美國家站在同一起跑線上。目前，在農(nóng)業(yè)育秧階段已經(jīng)實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)的滲透，可以預見的是，在不久的將來，互諒網(wǎng)將會發(fā)展到農(nóng)作物生長的方方面面。由于手機、pad、電腦等等用品的普及，用戶的實時監(jiān)控也不再是夢想。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，結(jié)合政府設(shè)立的無數(shù)監(jiān)測站可全方位地掌控我國生態(tài)環(huán)境中的雨、水、干旱、大雪等等問題。為農(nóng)作物的生長提供及時的預警報告，為農(nóng)作物的及時保護提供了方案支持。而到了農(nóng)作物成熟階段，用戶可以直接在家里實現(xiàn)對收割機等大型農(nóng)業(yè)設(shè)備的監(jiān)控以及同GPS技術(shù)對它們的位置進行實時掌握，不僅如此，強大的物聯(lián)網(wǎng)還能實現(xiàn)用戶對實時路況的掌握以便于達到農(nóng)用設(shè)備資源的不浪費，為他們實現(xiàn)運行效率的最大化提供最大的幫助。與此同時，用戶還可以對收割機內(nèi)部的溫度進行控制。因此，物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)發(fā)展中的前途不可限量，幾乎方方面面都可以運用到物聯(lián)網(wǎng)，而未來的農(nóng)業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，也會更加的智能，這對我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展擁有者巨大的作用，對人工成本的降低將會是一筆巨大的財富。

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篇9

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境；多維度協(xié)同物流管理；有效措施

目前，隨著我國科學技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的物流企業(yè)普遍在使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享，并對這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理。但是，在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，物流企業(yè)的多維度協(xié)同物流管理中依然存在很多問題，比如，物聯(lián)網(wǎng)在物流信息融合的管理上不能滿足物流的實際需要、物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下物流的信息化建設(shè)問題等等，因此，為了提高多維度協(xié)同物流管理水平，相關(guān)的物流企業(yè)就應(yīng)該重視多維度協(xié)同物流管理，不斷加快物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)創(chuàng)新，并加快我國物流的信息化發(fā)展，建立互利共贏的物流體系，從而保證物流企業(yè)的長久穩(wěn)定發(fā)展。

1物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下多維度協(xié)同物流管理中存在的問題

1.1物聯(lián)網(wǎng)在物流信息融合的管理上不能滿足物流的實際需要

目前，從物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下多維度協(xié)同物流管理的現(xiàn)狀來看，物聯(lián)網(wǎng)在物流信息融合的管理上不能滿足物流的實際需要。隨著信息化時代的到來，物流業(yè)務(wù)管理主要依賴對數(shù)據(jù)及時有效的智能處理，但是，目前很多物流企業(yè)都忽視了物聯(lián)網(wǎng)與服務(wù)層數(shù)據(jù)的融合及管理。與此同時，物聯(lián)網(wǎng)儲存主要是借鑒類比數(shù)據(jù)特征來進行存儲，但是并沒有建立物聯(lián)網(wǎng)所特有的存儲體系。除此之外，針對數(shù)據(jù)檢索的應(yīng)用來說，主要是根據(jù)現(xiàn)代化技術(shù)手段來對信息數(shù)據(jù)進行跟蹤識別，但是卻沒有重視服務(wù)方面的問題，從而使得管理不能滿足物流的實際需要。

1.2物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下物流的信息化建設(shè)問題

眾所周知，物流的信息化建設(shè)是一項非常復雜的過程，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，不僅促進了物流朝著智能化的方向發(fā)展，同時又解決了各種現(xiàn)實性的問題。但是，在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，物流的信息化建設(shè)依然存在以下幾點問題：第一，目前物流的應(yīng)用系統(tǒng)還沒有與物流網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)鏈系統(tǒng)有效的結(jié)合在一起，不能使用物聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈的需求。我們都知道，物品一般都是處在運動狀態(tài)，要想提高物品的運動速率，就必須提高物流的效率。第二，物聯(lián)網(wǎng)還沒有形成一個統(tǒng)一的標準。目前，我國的物流企業(yè)大部分都缺乏統(tǒng)一的信息化建設(shè)標準，信息的采集沒有達到合理性和規(guī)范化。第三，物聯(lián)網(wǎng)的體制還處于分割狀態(tài)，資源共享效率不高，很多企業(yè)的相關(guān)部門都缺乏溝通。

1.3物流企業(yè)沒有形成一個整體

據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，目前很多物流企業(yè)沒有形成一個整體，運輸方式都處于分離狀態(tài)，不同部門之間沒有達成共識，缺乏有效的協(xié)調(diào)機制。與此同時，由于受到傳統(tǒng)商業(yè)模式的影響，很多物流企業(yè)的規(guī)模都比較小，實力不強，在這樣的模式下，嚴重影響了物流企業(yè)的長久穩(wěn)定發(fā)展。

1.4物流資源的調(diào)度、協(xié)同控制水平不能滿足物聯(lián)網(wǎng)需求

雖然目前物流網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)取得了一定的發(fā)展成果，實現(xiàn)了質(zhì)量跟蹤、防偽系統(tǒng)的應(yīng)用等功能，但是，物流資源的調(diào)度、協(xié)同控制水平依然不能滿足物聯(lián)網(wǎng)需求。第一，目前，物流資源的調(diào)度依然還是由人工來完成，但是物聯(lián)網(wǎng)在這個調(diào)度過程中起到了主要調(diào)度信息的作用，比如，調(diào)度資源的數(shù)量和時間等。但是，在這個調(diào)度的過程中，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的協(xié)同控制比較泛化，不能完成實際安排的任務(wù)。第二，從目前物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀來看，資源調(diào)度主要是依靠應(yīng)用的驅(qū)動功能，一般都是以小范圍的調(diào)度為主，同時由于資源調(diào)度模式的不同，各個資源調(diào)度部門都沒有進行資源統(tǒng)一，從而使得整個系統(tǒng)的調(diào)度模式通用性不強。第三，由于物聯(lián)網(wǎng)的智慧性應(yīng)用不足，不同領(lǐng)域的子網(wǎng)之間沒有形成統(tǒng)一的互聯(lián)形式，協(xié)同控制難度相當大。

2物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下提高多維度協(xié)同物流管理發(fā)展水平的有效措施

針對以上物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下多維度協(xié)同物流管理中存在的問題，物流企業(yè)就應(yīng)該不斷總結(jié)多維度協(xié)同物流管理工作，不斷加快物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)創(chuàng)新，并建立互利共贏的物流體系，從而保證物流企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。下面我們就來具體說下物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下提高多維度協(xié)同物流管理發(fā)水平的有效措施都體現(xiàn)在哪些方面：

2.1加快物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)創(chuàng)新

與國外發(fā)達國家相比，我國的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)依然不成熟，仍處于落后階段，雖然物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展有了一定的發(fā)展優(yōu)勢，但是它在整體上依然存在核心技術(shù)水平不高等問題。因此，為了改變這些現(xiàn)狀，相關(guān)研究人員就應(yīng)該不斷加快物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)創(chuàng)新。由于各個物流企業(yè)的規(guī)模不同，擁有的資金實力也各不相同，所以在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)上也存在很大的差異性。針對物流產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)部的企業(yè)來說，企業(yè)各個部門之間應(yīng)該互相學習，彼此交流，不斷積累以往的工作經(jīng)驗，從而實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)上的不斷創(chuàng)新研究。最終增強企業(yè)自身的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用能力。除此之外，物流企業(yè)還應(yīng)該定期對市場做一個整體的調(diào)查，不斷促進企業(yè)個性化的發(fā)展，并擴大企業(yè)的經(jīng)營規(guī)模，與時俱進，不斷提高自身的市場競爭地位，從而實現(xiàn)物流產(chǎn)業(yè)的全面升級。

2.2加快我國物流的信息化發(fā)展

目前，隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，我國物流的信息化建設(shè)是物流企業(yè)未來的發(fā)展趨勢，因此，為了加快我國物流的信息化發(fā)展，就必須從以下幾點著手：首先，相關(guān)物流企業(yè)應(yīng)該建立完善的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展體系，不斷與時俱進，從而推動我國物流企業(yè)信息化建設(shè)的穩(wěn)定發(fā)展。其次，要把物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特點和要求有效的結(jié)合在一起，搭建完善的信息化平臺，不斷實現(xiàn)資源的有效整合，利用信息網(wǎng)絡(luò)，把分散的資源有效地結(jié)合起來實現(xiàn)統(tǒng)一化管理，與此同時，物流企業(yè)還應(yīng)該通過式聯(lián)運平臺來對物流樞紐進行整合，保證物流信息的統(tǒng)一化。另外，物流企業(yè)還應(yīng)該建立統(tǒng)一標準的物流服務(wù)系統(tǒng)，不斷提高物流信息化的效率，從而實現(xiàn)物流企業(yè)經(jīng)濟效益的最大化。再次，物流企業(yè)還應(yīng)該加快物聯(lián)網(wǎng)的中間性技術(shù)發(fā)展，利用現(xiàn)代化信息技術(shù)手段來對資源實現(xiàn)有效整合，避免一切重復性工作，提高物流工作的效率。最后，物流企業(yè)還要加快新型網(wǎng)絡(luò)商務(wù)的建設(shè)，利用現(xiàn)代化技術(shù)，比如二維碼、傳感器等，來連接物聯(lián)網(wǎng)，并按照相關(guān)規(guī)定對物流信息進行采集。同時，在采集完信息后，還應(yīng)該對物流信息進行加工整合，形成一個完整的物流網(wǎng)絡(luò)體系，從而不斷提高物流企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量，促進物流企業(yè)的健康發(fā)展。

2.3建立互利共贏的物流體系

在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，要想提高多維度協(xié)同物流管理發(fā)水平，物流企業(yè)還應(yīng)該不斷提高自身的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用效率，建立互利共贏的物流體系。物流企業(yè)的組成涉及的內(nèi)容比較多，因此，物流企業(yè)就應(yīng)該建立完善的共生存物流體系，形成統(tǒng)一的物流管理目標，從而保證物流環(huán)節(jié)的順利進行。與此同時，建立完善的互利共贏物流體系，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)人力資源的合理配置，又能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)同控制作用。另外，物流企業(yè)各個部門應(yīng)該互相學習，共同促進產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，實現(xiàn)財力、物力等各個方面的高程度共享，并創(chuàng)建屬于自身產(chǎn)業(yè)鏈的品牌，促進良性競爭發(fā)展。除此之外，物流企業(yè)還應(yīng)該實現(xiàn)物流服務(wù)智能化的發(fā)展，不斷提高自身產(chǎn)業(yè)鏈等級，從而保證物流產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.4優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的資源調(diào)度以及協(xié)調(diào)控制應(yīng)用

優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的資源調(diào)度以及協(xié)調(diào)控制應(yīng)用也屬于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下提高多維度協(xié)同物流管理水平的一項重要措施。物流企業(yè)應(yīng)該加大對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的投入力度，不斷提高自身的服務(wù)水平，并建立一套完善的服務(wù)動態(tài)模型。除此之外，物流企業(yè)還應(yīng)該實現(xiàn)資源之間的有效協(xié)同控制，不斷促進物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下資源的智能化發(fā)展，并不斷優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的資源調(diào)度。

3結(jié)束語

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，多維度協(xié)同物流管理是一項比較復雜且系統(tǒng)的工作，多維度協(xié)同物流管理依然存在很多問題，因此，物流企業(yè)就應(yīng)該不斷優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的資源調(diào)度以及協(xié)調(diào)控制應(yīng)用，并加快我國物流的信息化發(fā)展，建立互利共贏的物流體系，從而為物流企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

作者:王慶 單位:浙江經(jīng)濟職業(yè)技術(shù)學院

參考文獻:

[1]邱劍峰.物聯(lián)網(wǎng)背景下多維度協(xié)同物流管理框架[J].經(jīng)營與管理，2016(01):78-79.

篇10

關(guān)鍵詞：工作過程；高職院校；實訓中心

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）07-1605-03

實訓中心是為課程服務(wù)，為保證基于工作過程的課程作有效實施，必須為其配套建設(shè)為職業(yè)或?qū)I(yè)設(shè)計的、融入職業(yè)全部或多項工作任務(wù)為一體的實踐教學場所?，F(xiàn)高職院校在建設(shè)基于工作過程的實訓中心還缺乏理論、對建設(shè)什么、如何建設(shè)還沒有明確的認識。

教育部《關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學質(zhì)量的若干意見》（教高〔2006〕16號）中提出 “人才培養(yǎng)模式改革的重點是教學過程的實踐性、開放性和職業(yè)性，實驗、實訓、實習是三個關(guān)鍵環(huán)節(jié)?！比绾翁嵘呗氃盒嵱栔行慕ㄔO(shè)與管理成效引起各界廣泛關(guān)注和重視。

1 基于工作過程的實訓中心

1.1概念

基于工作過程的實訓中心是為工作過程系統(tǒng)化課程實施服務(wù)，是融入該職業(yè)或?qū)I(yè)的全部或多項工作任務(wù)為一體的實踐教學場所。

1.2種類

學習領(lǐng)域課程需要理論實踐一體化的教學環(huán)境，常見可分為三種：專業(yè)教室、單情景實訓場所、多情景實訓場所。

專業(yè)教室可以實現(xiàn)理論學習和實踐學為一，通過對實訓室空間的劃分，可分為理論學習區(qū)和實踐學習區(qū)，如果再詳細劃分，還可以劃分為小組討論區(qū)、小組工作區(qū)、實驗區(qū)和實際操作區(qū)等，學生可以以小組的形式共同完成學習任務(wù)，通過與實際項目結(jié)合可以在教師指導下進行生產(chǎn)實習。

單情景實訓場所是將指將職業(yè)活動分解成若干相對獨立的工作任務(wù)，針對每個工作任務(wù)設(shè)計專門的實訓場所。單一功能實訓場所的硬件設(shè)備具有針對性和功能相對完整性，多個專業(yè)可以共同使用同一個實訓場所，但是由于功能與內(nèi)容的單一性，學生只能學習聯(lián)系性不強的、相對獨立的專項技能，缺少將這些能力綜合起來的職業(yè)環(huán)境，很難形成實踐性強的綜合職業(yè)能力[1]。

多情景實訓場所：為某一職業(yè)（專業(yè)）設(shè)計的、融該職業(yè)全部或多項工作任務(wù)（功能）為一體的實踐教學場所，該類實訓場所軟硬件環(huán)境具有針對性和功能的完整性，可以實施該職業(yè)活動的多項工作任務(wù)，能有效訓練學生的綜合職業(yè)能力。

2 基于工作過程的實訓中心建設(shè)思考

2.1建設(shè)理念

實訓中心建設(shè)理念應(yīng)體現(xiàn)“二結(jié)合、二合一”，即“校內(nèi)與校外結(jié)合”、“仿真與實操結(jié)合”，“車間與教室合一”，“作品與產(chǎn)品合一”。

“校內(nèi)與校外結(jié)合”，即：校內(nèi)實訓與校外企業(yè)要結(jié)合，校外企業(yè)要參與校內(nèi)實訓建設(shè)，校內(nèi)實訓建設(shè)要體現(xiàn)出校外企業(yè)特點。

“仿真與實操結(jié)合”，即：學校實訓基地不是真正的企業(yè)，不可以完成是企業(yè)照搬運營模式，所以可以針對職業(yè)工作任務(wù)，設(shè)計仿真設(shè)備或仿真環(huán)境，達到仿真與實操的結(jié)合。

“車間與教室合一”，即：從實訓空間上來設(shè)計實訓場所如何融入職業(yè)工作任務(wù)，車間與教室的合一，即體現(xiàn)了職業(yè)工作任務(wù)的環(huán)境，又能保證實訓教學任務(wù)的順利實施。

“作品與產(chǎn)品合一”，即：從實訓結(jié)果上來設(shè)計，如何讓作品與產(chǎn)品合一，體現(xiàn)了學生實訓與企業(yè)真實生產(chǎn)任務(wù)的融合。

2.2建設(shè)原則

基于工作過程的實訓中心建設(shè)原則是要讓實訓中心體現(xiàn)出真實的企業(yè)生產(chǎn)元素，營造真實的企業(yè)環(huán)境。在實訓環(huán)境的硬件設(shè)備選型時，要考慮如何體現(xiàn)出企業(yè)生產(chǎn)元素，在實訓的軟環(huán)境建設(shè)中，要考慮如何營造職業(yè)氛圍，體現(xiàn)真實的企業(yè)工作環(huán)境。

讓基于工作過程系統(tǒng)化課程教學首先要求設(shè)置一個盡量真實的工作環(huán)境，同時也是學習環(huán)境，在這個工作學習環(huán)境中給學生真實的工作任務(wù)，要求學生展開一定要求的工作活動取得真實的工作產(chǎn)品[2]。

3 基于工作過程的高職院校物聯(lián)網(wǎng)實訓中心建設(shè)實踐

3.1建設(shè)背景與思路

隨著物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)興起及制造業(yè)信息化逐漸成為兩化融合的匯聚點，物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)又與制造技術(shù)相融合并形成了制造業(yè)信息化新的核心技術(shù)，這給產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和升級帶來前所未有的機遇，相應(yīng)的人才需求也持續(xù)升溫。在這種背景下，常州機電職業(yè)技術(shù)學院的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)也得到了快速的發(fā)展，2011年物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)被教育部批準為第二批國家骨干高等職業(yè)院校重點建設(shè)專業(yè)。學校十分重視物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實訓條件建設(shè)，專門成立了實訓條件建設(shè)項目工作小組，通過對企業(yè)與高職院校調(diào)研，組織專家進行多次論證，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的相關(guān)技術(shù)應(yīng)用及職業(yè)崗位要求，提出基于工作過程實訓中心建設(shè)方案。

3.2 建設(shè)要素

3.2.1物聯(lián)網(wǎng)實訓中心功能定位

根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在制造業(yè)信息化領(lǐng)域的具體應(yīng)用，以及主要典型崗位及相應(yīng)的工作任務(wù)，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實訓中心劃分成物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用實訓室、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成實訓室、制造業(yè)信息化實訓室三個實訓室。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用實訓室主要開展無線傳感與RFID基礎(chǔ)實驗，使學生掌握物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的工作原理及終端設(shè)備的安裝、使用與維護；

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成實訓室主要開展物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)劃、組建與管理實訓，使學生了解物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計方法，掌握運用物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工程技術(shù)解決物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)實施過程中問題的方法；

制造業(yè)信息化實訓室主要開展制造業(yè)信息化軟件的設(shè)計、開發(fā)與測試等實訓，使學生掌握物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層軟件的設(shè)計與開發(fā)方法，具備應(yīng)用相關(guān)知識從事物聯(lián)網(wǎng)軟件應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計和實施、產(chǎn)品開發(fā)的能力。

3.2.2根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)工作崗位及職業(yè)能力構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)實訓中心

經(jīng)過對區(qū)域內(nèi)不同規(guī)模、不同層次的制造企業(yè)信息化應(yīng)用情況的調(diào)研，明確了職業(yè)崗位，通過對工作崗位工作任務(wù)的分析，確定職業(yè)能力，結(jié)合學校的科研團隊或工程中心研發(fā)平臺，校企共同研發(fā)實訓裝置，如表1所示。

3.2.3物聯(lián)網(wǎng)實訓中心軟環(huán)境建設(shè)

校內(nèi)實訓基地軟環(huán)境建設(shè)主動對接優(yōu)秀企業(yè)文化，充分吸納企業(yè)文化的精華，讓學生在校期間熟悉企業(yè)的價值觀念和行為規(guī)范，促進學生職業(yè)素養(yǎng)提升，營造真實化的職業(yè)氛圍，按照企業(yè)要求配置了操作規(guī)范。

4 結(jié)論

物聯(lián)網(wǎng)實訓中心的建設(shè)對每個高職院校來說都是長期的課題，從如何對接地方新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展與人才培養(yǎng)方向的角度出發(fā)，開發(fā)基于工作工程系統(tǒng)化課程，建設(shè)與之相適應(yīng)的實訓場所，讓學生激烈的就業(yè)競爭中占有一席之地，是推動物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)改革與發(fā)展的重要途徑

參考文獻：

[1] 趙志群.論職業(yè)教育工作過程導向的綜合性課程開發(fā)[J].職教論壇，2004（6）：4-7.