物联网技术展望范例6篇

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物联网技术展望

物联网技术展望范文1

关键词:嘉绍大桥; 高速公路; 物联网

中图分类号:U412文献标识码: A

引言

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是:“The Internet of things”。由此,顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换与通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的网络。物联网被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。同时全国高速公路即将迎来物联网智慧时代,看似空中楼阁,但已经消消地深入各大高速公路的方方面面,而嘉绍大桥的物联网应用技术具有国内外先进代表性,本文将对其作深入描述和展望探究。

嘉绍大桥物联网技术应用之一:微波车辆检测器

微波车辆检测器(RTMS)是一种利用现代高科技雷达技术实时检测和定位区域内车辆及其各种交通数据。嘉绍大桥南北桥头分别布设了一套微波车辆检测器(RTMS),采用侧挂式的微波车辆检测器(RTMS),在扇形区域内发射连续的低功率调制微波,并在路面上留下一条长长的投影。RTMS在微波束的发射方向上以0.38米为一层面分层面探测物体,微波束的发射角为50度,方位角为12度。安装好以后,它向公路投影形成一个可以分为254个层面的椭圆形波束。。用户可将检测区域定义为一层或多层。RTMS根据被检测目标返回的回波,测算出目标的交通信息,每隔一段时间通过RS-232向控制中心发送。它的车速检测原理是:根据特定区域的所有车型假定一个固定的车长,通过感应投影区域内的车辆的进入与离开经历的时间来计算车速。一台RTMS侧挂可同时检测8个车道的车流量、道路占有率和车速。

利用微波及其定位功能RTMS可以在恶劣天气或振动情况下准确检测车辆和被其遮挡的其它车辆。

RTMS接收其微波波束覆盖的路面、车辆、隔离带以及树丛的反射信号。其内部存在着来自各个微片对应的固定反射物的背景信号;当车辆走过检测区时,对应区的反射信号强度将超过背景信号之上的一定的阈值,RTMS就会检测到该车辆。因此,保证大桥微波车辆检测器的良好应用,时时收集大桥高速公路的路况车辆通行信息。

嘉绍大桥物联网技术应用之二:数字摄像机与事件检测分析仪

嘉绍大桥配备48路视频事件检测分析仪,顾名思义:分析仪借助视频图像基础,通过haivision inside技术采集图像中事件信息,按约定的协议转化事件性信息,对车辆逆行、抛洒物、行人、火灾等异常交通事件进行及时报警。

剖析haivision inside技术7层处理算法簇:第一层图像抖动,采用独创改良的梯度方向直方图和局部二值模式(HOG-LBP)相结合的方式来获取车辆和行人的特征,然后采用了SVM(支持向量机)的方法进行训练,获取训练器,提高实现多类目标的准确分类。第二层图像预处理,采用自创的特征点结+区域协方差(region-covaricance),color histogram等多层次结合的方法进行有效的匹配。确保在复杂的环境中提取到一个完整的目标轮廓和运动的连续性。第三层背景建模,采用独创的HOG(histogram of orient gradient)理论结合+Haar小波算子等方式过滤灯光,道路积水反射,水波及倒影等对智能交通具有重大影响的干扰。第四层前景一,用我们的HSV色度空间和离散实时纹理过滤算法(discretetexture)很大程度上去掉目标的阴影,让目标提取精度较大提升。第五层前景二,使用海视多层背景与前景(Multilayer foreground)的理论框架,并很好地应用于各种复杂的场景中。该复合模型能精确捕捉背景任何微小的变化,并以恰当的权值反应到数学模型里。第六层目标跟踪,通过直方图进行平滑处理以消除而后进行直方图均衡化等高级灰度拉伸算法(改良的CLAHE)。第七层目标分类,用基于海视算法的宏块搜索(Macroblock search)结合SURF方法的电子稳相方法来修正摄像机抖动产生的图像和视频扭曲和偏移。嘉绍大桥所处环境有盐雾潮湿及桥面横风较大特点,对于通过视频图像而监控分析时时路况提出了更高的要求,为此,嘉绍大桥采用独具特色的H3ML架构技术,通过背景自动学习、补偿等算法,能全天候对恶劣环境下的各种干扰因素有效过滤,如:雨、雪、雾天气对画面质量的影响,调整夜晚强光、道路阴影、隧道内昏暗弱光,道路旁树叶遮挡,路面积水反光,摄像机抖动等 。准确率和误报率皆具有国内领先、国际先进水平。嘉绍大桥这一物联网技术的应用,基本实现了对全桥上所有车辆的全方位实时监控,,对车辆逆行、低速行使、抛洒物、行人等多种事件的自动检测,减少了人工监控时超时观测,甚至漏看的情况,从技术角度保证了路面、车辆甚至人员的安全,大大提高了高速营运的整体管理水平和管理效率。

嘉绍大桥物联网技术应用之三:“感知大桥” 桥梁结构检测系统

(一)嘉绍大桥是我国目前在世界范围内拥有极大影响力的特大型桥梁,为辅助嘉绍大桥百年运营期的桥梁结构安全监管,减少桥梁灾难性事故发生的概率,根据交通运输部(交公路发〔2007〕336号)《公路桥梁养护管理工作制度》的相关要求,综合利用当代最新的传感测试、信号分析、计算机信息、风险管理、桥梁计算分析、巡检技术等最新的技术成果所研发构建的适合嘉绍大桥运营环境以及结构特点的桥梁结构安全监测巡检管理系统,可实现如下主要目的和意义:

(1)根据交通运输部针对公路特大型桥梁进行运营期结构安全“信息化监管”的最新要求,建立嘉绍大桥全寿命期数字化、信息化桥梁档案,服务于桥梁运营监管养护工作,力求使嘉绍大桥结构及其各附属设施处于较高的服务水平;

(2) 从大桥“出生”开始,在百年的服役期内及时“感知桥梁”,尽早发现运营中桥梁结构自身及行车所面临的危险,监测桥梁的结构使用状态及其发展趋势,使运营期桥梁实时处于“可知、可控”的状态,并在桥梁结构危险处于萌芽阶段即发出警示;

(3) 定制并规范桥梁运营期的养护维修行为,力求做到“主动、预防性”管养,辅助制定经济、合理的维修维护措施;

(4) 收集桥梁自然环境和结构响应数据,为国内类似结构设计、建设、养护技术的可持续发展以及桥梁安全监测国家及行业规范或标准的制定提供技术支撑和参考依据。

(二)为实现对大桥结构高效、安全的监管,系统可及时获知得桥梁环境荷载、交通荷载、地震以及结构响应、外观损伤等信息,并在此基础上定期对大桥进行综合评估。据此,嘉绍大桥结构安全监测巡检管理系统由自动化传感测试子系统、电子化人工巡检管理子系统以及基于两者之上的结构状态评估与安全预警子系统构成。

自动化传感测试子系统侧重于环境荷载、交通荷载、地震以及结构代表性构件以及整体的静动力响应的监测;而电子化人工巡检养护管理子系统则侧重关注桥梁主体构件、桥面系以及附属设施的表观损伤的巡检和维护(修)管理。

(1)自动化传感测试子系统,主要包括如下三个模块:

传感器模块

通过传感器将各类桥梁运营环境以及结构受力信息转换为电信号或光信号。

数据采集与传输模块

将传感器采集到的信号转换为标准以太网数字信号并完成远程传输。

数据处理与控制模块

对获得的数据进行预处理及二次处理,以向其它子系统提供可靠、有效的数据,还可根据用户需要实时及历史查询和修改采集、传输参数等。

(2)电子化人工巡检管理子系统

根据大桥各主体构件、桥面系及各附属设施的材料、涂装防腐及结构受力特点,针对性地定制嘉绍大桥结构主体构件构件、桥面系及各附属设施的的巡检内容,研发桥梁电子化巡检管理软件模块并编制对应的巡检养护手册。培训运营期管养单位或机构,根据子系统以及手册设定的结构巡检任务内容及时安排人员和设备按计划进行定时定量、程序化和制度化的巡检工作,并按系统软件要求完成巡检的信息化录入、存储、管理、分析、维修(护)工作。

(3)结构状态评估及安全预警子系统

根据监测、巡检数据定期进行桥梁状态发展趋势统计分析、桥梁内力状态评估、结构整体动力特性分析和钢结构疲劳分析,并结合历次巡检数据和信息对桥梁结构的安全使用状况进行评估,定期为桥梁养护管理单位提供具有实用价值和实际指导意义的桥梁综合评估定期报告。

(4)中心数据库子系统

各子系统数据的支撑系统,完成全寿命期所有监(检)测静态、动态的资料、信息、数据的归档、查询、存储、管理和调用等工作。

(5)用户界面子系统

将桥梁全寿命期各种监(检)测静态、动态的资料、信息、数据按用户要求分类分级按授权向不同用户展示,并且按授权接受不同用户对系统的控制与输入。

创新是生产力,创新是技术工作永恒的主题。基于嘉绍大桥结构复杂新颖、技术含量高、设计创新点众多,其结构监测系统构建时相应采取了如下新技术、新方法。

四、嘉绍大桥物联网技术展望

(一)物联网具有广阔的行业应用需求,在中国物联网市场其市场前景将远远超过计算机、互联网、移动通信等市场。但目前从整体来看,中国物联网产业发展仍处于初级阶段,技术、标准、产品以及市场并不成熟。细心观察交通这一物联网行业应用的重点领域,目前基本停留在个别系统单独的物物联网而已。纵观世界物联网产业发展现状与趋势,嘉绍“智慧大桥”的时代即将顺势而来,高速公路物联网技术应用还有以下路要走。

(1)统筹规划、物联网系统之间统一协议

(2)对全桥无线网络完美覆盖,实现物物之间的信息交换、传输。

(3)随着传感器的日渐成熟,桥梁结构和营运设备各个部位的传感到位

(4)通过手机的智能化或车辆OBU升级,实现大桥中心与路上行车的信息交换和通信

(5)成熟可行的商业模式和完善的产业链结构

(二)嘉绍智慧大桥时代展望:物联网技术可以自动检测并报告中心嘉绍大桥的“健康状况”,并对过载车辆实时交通信息服务,如告知车行人员前方有事故,进行交通诱导系统。另一方面,还能在第一时间对超载超限、违禁车辆和黑名单车辆进行报警和记录,并自动通知相关单位。物联网技术可以根据环境和车辆行驶情况自动调节光亮度,实现节能环保。物联网技术可以根据采集到了大桥环境气象信息,自动预案和信息。同时,大桥与GPS系统实时相连接,在电子地图上准确、及时反应出大桥空间地理位置、安全状况、车流量等信息。

结语

物联网不是科技狂想,而是又一场科技革命。物联网使物品和服务功能都发生质的飞跃,这些新的功能将给使用者带来进一步的效率、便利和安全。尽管就其目前的发展还存在一些问题需要解决:如政策法规问题、技术标准统一协调问题、管理平台的形成问题等,但是推动物联网在高速公路行业的发展,实现高速交通领域智能化识别与管理,是未来推动高速公路信息建设切入点,是有效“感知中国”,实现“智慧地球”所不可或缺的重要组成部分。嘉绍大桥的智能物联网技术步伐将成为其又一特色。

[1]中国工程院“物联网及其在重要领域的应用”咨询研究项目课题之四——物联网在交通运输领域的应用[C].中国工程院重大咨询项目,2011,01.

[2]刘伟铭.高速公路控制系统工程.人民交通出版社.1998

[3]宁波海视智能系统有限公司《智能交通产品与系统手册》.2013

[4] 中交公路规划设计院有限公司《嘉绍大桥结构安全监测巡检管理系统》.2013

[5]赵建华.《物联网的兴起与展望》。新汶矿业集团鄂庄煤矿通防科.2011年第5期

[6]赵文洁.《物联网技术在高速公路中的应用前景探析》山西省高速公路信息监控中心

物联网技术展望范文2

关键词:边坡监测;物联网;大数据;展望

中图分类号: TP391 文献标识码: A 文章编号: 1673-1069(2016)18-158-2

0 引言

作为全球性三大地质灾害之一的边坡失稳塌滑严重危害国家财产和人民的生命安全。随着我国基础建设的大力发展,在矿山、水利、交通、建筑等各个建设领域将出现大量的边坡工程,这样不可避免的涉及一系列由边坡所产生的问题。因而要全面的认识边坡,从而达到有效的预防、治理边坡。其中,边坡监测是认识和治理边坡的关键,合理的监测是边坡整治的可靠技术保障。

目前,我国的边坡监测方法由过去的简易工具测量向自动化、精密化发展,其监测方法主要有简易监测法、设站观测法、仪表观测法和远程监测法[1]。虽然边坡监测手段众多,但是目前的边坡监测仍存在以下几个主要不足之处:①工作量大,消耗大量人力、财力、物力;②监测不够频繁,不能获得精确的边坡变化规律;③观测受外在因素影响,比如气候条件;④观测项目相互独立,不能将各种数据融合分析。

物联网技术是继计算机、互联网和移动通信网之后的新一轮技术革命浪潮[2],它通过感知、通信和智能信息处理,实现物理世界的智能化感知、管理与控制[3]。物联网技术的兴起,为边坡监测提供全新的方法与手段。大数据是继云计算、物联网之后IT产业又一次颠覆性的技术变革,技术是大数据价值的手段,而大数据思想就是从很多“毫无关联”的数据中找到它们的相关性。这种思想类似于混沌理论,但是比混沌理论更为简洁的认识事物。对于由多种因素控制的边坡稳定性而言,大数据思想可以很好的发现边坡变化的相关性。

本文首先详细的介绍物联网和大数据的概念,在此基础上再介绍国内外物联网技术在边坡监测上的应用,最后指出目前物联网技术存在的一些不足之处并提出相关的解决办法。

1 物联网概述

物联网,简单的说就是实现物与物相连接的网络。其实现途径是通过装置在各物体之间的传感设备,比如有射频识别(RFID)装置、二维码、红外线感应器、全球定位系统等。传感器把收集起来的信息通过网络传送到信息承载体(云计算平台),然后实现人与物之间的智能化感知。

2 物联网技术构架

从物联网的概念可以得知,物联网的实现应该具有三个要求:①全面感知;②可靠传递;③智能处理。从技术层面上讲,即感知层、网络层和应用层。

感知层作为收集物体信息的来源,它的多样化与否直接影响到识别物体的准确性和全面性,感知层由各种传感器组成,有温度、湿度、二氧化碳浓度传感器、摄像头、GPS、RFID等等。这些传感器将从不同角度去识别物体。

网络层由互联网,私有网与云计算平台构成的,负责传递数据。其中云计算平台是其核心组成,它可以实现海量信息的智能处理。

应用层就是针对不同行业的各种应用,提取出同专业的信息并进行数据整合,达到智能化应用。

3 物联网的特点

从物联网的概述和技术构架可以看出,物联网具有如下特点:①实时性。它能不间断的收集、传递信息。②远程监控。传感器能够将采集来的信息通过网络传递,这样就可以达到远程监控的效果。③全面性。不同的传感器从多方面识别物体,能够充分的认识物体的变化情况。④统一决策。将不同的信息整合起来,充分认识到物体变化的主次矛盾,从而有针对性的采取相应措施。⑤创新性。物联网让我们从更多的角度认识世界。

4 大数据

4.1 大数据概念

物联网技术的广泛实现必须依靠云计算平台的应用,云计算平台能够存储海量的数据,而大数据技术又是云计算的核心,它能够从海量的数据中提取有价值的数据,然后进行处理。这种技术的存在能够快速的、有效地发现数据的价值和事物的本质。简言之,大数据思想是让人们认识到如何正确、有效地使用数据的理念。

4.2 大数据特点

大数据开启了一次重大的时代转型,改变了人们认识和理解世界的方式[4],即世界就是数据,大数据被广泛的应用到各行各业。其主要特点有以下几个方面:①大量。②高速。③多样。大数据接收包括文档、音频、图片、视频等各种不同类型的信息。④价值。大数据的本质就是预测,从相关性的数据中发现问题的原因。

5 物联网技术在边坡监测的研究进展

随着物联网技术的兴起,物联网在建设行业得到很好的运用,比如桥梁健康监测、大坝安全监测、隧道变形监测、智能建筑安全系统等,然而在边坡等地灾的运用还是比较少。

5.1 国内外的研究与应用

目前,国内外对边坡监测研究主要集中在对其监控上,主要手段是通过“3S”技术和DDRS技术。“3S” 技术是遥感技术、地理信息系统、全球定位系统这三种技术的统称[5]。DDRS指的是数字减灾系统,利用遥感技术、全球定位系统、地理信息系统和计算机网络技术,用数学和物理模型来数字仿真,模拟灾害发生传播的全过程[6]。国内曹诗咏提出了将ZigBee无线传感器网络技术和北斗卫星通信技术相结合对滑坡的状态进行远程实时监测的方案[7]。何文娜首次系统化地提出了大数据时代物联网、云计算等技术在地质调查领域的融合性技术框架,探讨了物联网技术在地质资料管理、地质装备管理方面的应用方案,将其具体应用到公路高边坡地质灾害监测系统建设项目中[8]。

5.2 物联网技术在边坡监测上的不足

综上所述,虽然物联网技术在实际建设中得到了广泛的运用,特别是它具有远程操作、连续观测、自动采集、存储等优点,但是该技术在目前阶段还没有被成熟的运用。其原因有如下几个方面:①现有的一些操作仅仅涉及物联网技术上的感知阶段,没有真正意义上达到数据的整合处理。②对边坡的监测也仅仅是局部的监测,缺乏相关性的大数据,不能系统地认识边坡失稳的原因。③传感器没有达到技术要求。边坡所处环境比较恶劣,这就要求传感器具有耐腐蚀、防水、抗电磁干扰、低耗能、抗压等性能。④缺乏典型试验,没有统一的技术规范做指导。这样导致每个地方的数据不能够相互借鉴,从而丧失了大数据的意义。⑤缺乏监控预警临界点,容易错失治理的最佳时机。

6 物联网技术在边坡监测中的展望

毫无疑问,物联网技术和大数据思想是当前和今后一个时期监测边坡的重要方向,未来的监测手段会越来越丰富,监测精度也会越来越高,物联网技术的发展也会带动监测仪器的发展。可以预见,物联网技术在边坡监测有如下趋势:①传统技术和物联网技术的融合。以物联网技术为主,传统技术为辅,充分发挥各自的优点,达到全面监测的效果。②智能传感器的蓬勃发展。一些造价低、性能好的传感器将得到研究、开发和运用。③大数据会得到全面的认识。边坡失稳由内因和外因共同作用,传统的判断方法只是从单一的角度分析,而对大数据的分析就可以简化认识边坡失稳,因为所有的因素都体现在数据上,从数据中提取价值便是大数据思想的核心。④科学、系统的边坡监测体系的建立。从系统上考虑边坡问题,而不是从边坡的某个局部因素考虑问题。随着物联网技术的成熟,未来会从区域性的角度考虑边坡问题。⑤物联网规范的制定。统一技术指标,让各种各样的数据实现全面无缝对接,从而使物联网达到安全运营,信息化管理的要求。

参 考 文 献

[1] 罗志强.边坡工程监测技术分析[J].公路,2002,05:45-48.

[2] 王保云.物联网技术研究综述[J].电子测量与仪器学报,2009,12:1-7.

[3] 杨正洪.智慧城市:大数据、物联网和云计算之应用[M].北京;清华大学出版社,2014.

[4] 陆梦寒.针对地震大数据的分布式文件系统的研究与设计[D].中国科学技术大学,2014.

[5] 赵修雪.基于现代信息技术的开放式地理教学实践研究[D].山东师范大学,2009.

[6] 卢宪雨.基于网络地理信息系统的灾情查询系统[D].吉林大学,2006.

物联网技术展望范文3

[关键词]物联网物流射频识别技术(RFID)

在计算机、互联网、移动通信网之后,信息产业迎来了又一次全新的变革——物联网技术。物联网技术最大的特点就是其所包含的诸如配送中心、运输车辆等设施、物品均可以实现与互联网的连接,体现出智能化的特点。各国都在大力推动物联网技术的发展和应用,我国已将物联网上升为国家战略。目前江苏省无锡市是我国国家传感信息中心,而“感知物流”也是属于一项重要的经济示范工程。现阶段国内各个专家学者比较普遍的观点均认为,现在发展物联网技术对我国国民经济的发展会起到有利的促进作用,也是未来发展经济的有力推手,可以预见的是,物物互联产业可以在未来某个时期内达到万亿元级别,其中物流业将会广泛发挥重要的作用,物流产业的物流系统以物联网技术为基础才能谈得上真正实现信息化的物流产业,从而在大幅降低物流成本的基础上提高物流效率。

一、物联网的概念与技术

(1)物联网的概念

“物联网”概念的真正提出是在1999年,由EPOglobal的Auto-ID中心提出,当时被定义为:通过射频识别等信息传感设备,把所有物品与互联网连接起来,从而实现智能化识别和管理。物联网一提出便受到了世界各地学者的高度重视,2005年,国际电信联盟(ITU)正式称“物联网”为“The Internet of things”,并发表了年终报告《ITU Intemet Report 2005:The Intemet of Things》。报告指出,“物联网”通信时代即将到来,射频识别技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将会得到更为广阔的发展空间。

目前大多数人认可的物联网的定义是:物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等装置和技术,把所有物品与互联网连接起来而形成的一个巨大网络。物联网主要体现出三个显著特征:第一,互联网,即物品如果要进行联网,前提就是任意物品均可以连接互联网,通过互联网进行信息交换与通信,即实现互联、互通的互联网络;第二,识别与通信,即物联网中的每件物品均需具备识别功能与物物通信功能;第三,智能化,与其它互联网络一样,物联网也需具备自动化与智能化的特点,并具备自我反馈机制,从而实现物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。

(2)物联网关键技术

1.RFlD技术

所谓RFlD技术也称其为射频识别技术,其具备非接触、自动识别的显著特征,针对识别目标可以利用RFlD技术所发射的射频信号自动识别,并在识别过程中获取相关数据。可以说RFlD技术是发展物联网的关键技术之一,RFlD系统包括三个部分,即电子标签、读写器以及信息处理系统。其中标签的主要作用是识别目标信息进行存储与识别,通常识别目标物品均带有电子标签,其会被特定的信息读写器激活,标签中包含着特定的信息,可以通过无线电波传送到读写器与信息处理系统中,实现信息的自动采集。信息处理系统在接收到目标信息后再根据需求做出特这的信息控制与处理。现在使用最广泛的是条形码自动识别系统,而RFlD系统与之相比,RFlD系统对目标物体的识别速度更快、更准确,并且还有许多条码系统不具备的功能,例如可以一次识别多个目标物体,可以进行无屏障远距离的识别,并且标签数据的容量相对较大,具备实时通信功能等。可以说RFlD技术实现了让物品“开口说话”的功能。在物联网技术中,RFlD标签存储的信息规范且具有互用性,无线数据通信网络再将这些信息自动采集到中央信息系统对物品做最终的识别,并利用计算机网络进行信息交换与共享,保证物品管理的全程透明化。

2.传感器技术

传感器是物联网中的另外一项重要技术,其主要组成部分包括敏感元件、转换元件以及测量电路,如有必要还需加上辅助电源,它的功能是实现各种物理量、化学量与生物量的电信号转换。由此可见,传感器属于一种检测装置,它在感受到被测量的信息后对其进行检测,然后根据特定的规律将这些信息转换为电信号或者其它形式的数据输出,为后续信息的传输、处理、存储、显示与记录等打下基础,可以说要实现自动检测与自动控制,传感器技术是必不可少的首要环节。在物联网中,传感器节点包括四个部分,即数据采集模块、数据处理模块、数据传输模块与电源,传感器节点的主要功能包括感知能力、计算能力以及通信能力。传感器在进行感知信息的传递与协同时,需要依托于网络与通信技术。传感器网络技术分为近距离通信与广域网络通信两种类型,其中广域网络通信技术主要包括IP互联网、移动通信技术以及卫星通信技术等,这些技术均可以实现信息的远程传输;而对于近距离通信技术而言,现在主要的研究热点集中在如何利用新型低耗的网络连接技术,把IP的应用向传感器节点设备做进一步的扩展,以解决传感器节点资源受限的不足,从而进一步实现物联网与互联网的完美融合。

3.嵌入式智能技术

嵌入式智能技术属于一种专用的计算机技术,其以应用为导向,软硬件具备可裁剪的特点,如果应用系统在功能方面、可靠性方面、成本以及体积、功耗等要求比较严格,就比较适用嵌入式智能技术。可以说正是广泛的、实际的、应用的需要催生了嵌入式智能技术。现阶段社会生活、生产领域等各方面均离不开嵌入式智能技术,包括网络与通信、金融与商业、军事、仪器仪表以及制造控制技术等等。

二、物联网在物流行业中的应用

(1)运输方面RFID、GPS/GRS等技术的应用

中国的货物运输每年产值非常庞大。而国内大多数物流运输企业的运输管理基本是自发进行的,普遍的现象是:当运输公司接到业务之后联系车辆时,却不知道车辆的具置。而且在物流运输的过程中,其涉及到的区城情况是复杂多变的,如某个区域的运输车辆可以是始发点,也可以是终点;还可以是中转站、中途休息地和装卸货物的目的地等,这些情况在每一个区域内都会发生。所以在调配资源过程中势必产生资源浪费,这就需要有一个系统告诉运输公司车辆在什么位置,对运输过程进行监控和管理。最简单的解决方法就是运用物联网技术,即设置RFID读取设备和安装GPS及视频终端(摄像头),通过RFID读取器收集到的车辆位置信息,马上反馈到GPS联网联控系统,依据这些准确信息,GPS监控管理平台就可对车辆进行实时跟踪定位。不仅知道车辆的位置、车辆的行车路线等详细的信息解决货运问题,还可以实时监控货物位置,货主也可以使用这一监控平台,对自己货物实现动态监控,防止货物的遗失、调包、误送。包括在高速公路沿途设有RFID读取器、安装GPS及视频终端(摄像头)后,若出现超载、不按规定路线行驶或发生交通事故等,监控平台都将自动报警,有关部门可及时采取应对措施。 由此可见,应用物联网技术可以进行有效而合理的物流运输区域管理,使整个运输过程处于透明化,提高服务质量和运输效率。

(2)配送中心RFID、扫描、 红外、 激光、蓝牙等技术的应用

基于EPC物联网的配送中心,采用EPC标签作为对货物的标识,对所有货物贴上经过EPC编码的射频标签,并通过沿途标签射频读写器组成的读写网络,读写标签信息,之后通过物联网的信息网络系统对分货、配货、储货等信息进行处理,达到对货物的实时监控。用RFID标签取代原有的条形码,在节约了人工查看货物条形码成本的同时,加快了货物在配送中心的流通速度,进一步实现零仓储。原来的人工分货、配货、储货的配送中心因此也转变为货物不需要卸车,便能够自动识别货物、自动下达配送指令的虚拟配送中心,完成整个配送过程。此外,扫描、 红外、 激光、蓝牙等其他感知技术在配送中心也有少量应用,主要用在自动化物流中心自动输送分拣系统. 用于对物品编码自动扫描、计数、分拣等方面,激光和红外也应用于少数物流系统中智能搬运机器人的导引。(注:上述扫挡指自动输送分拣机上的条码扫描、 不包括手持终端的条码扫描)。通过物联网技术的应用,不仅配送中心的管理成本可以得到大幅降低,而且其运行效率也可以得到大幅提升。无论是货物或者托盘均带有RFlD标签,标签内所包含的信息与货物互相对应,且具有唯一性,当其进入配送中心后标签内的信息标识就代表了该货物或者托盘,配送中心由感应器组成的感应网络就会将信息读取出来,然后通过无线电波传送到信息处理模块,最终实现配送中心一体化、智能化的管理模式。

(3)仓储管理中RFID、激光技术、红外技术的应用

1.入库在仓库的入库口,当入库货物经过装备有RFID读取设备的过道时,RFID阅读器会自动读取所有储存在标签芯片中的数据.按放到同样具有RFID读取设备的货架,这样,货物自身性质的信息与货位信息都能自动录入信息系统。货物清点完毕后,在主机系统数据库中输入货品信息,对比订单信息确认无误后,对应的库存信息也会及时更新。整个收货过程无需人工清点,大大解放了劳动力。接上来货物被送至传送带上直接入库,也可以根据需要配送至拣货区。在仓库中货架按类分开,每个货架上均有可读写的标签,其中所记录的内容均为货架上对应的货品信息,RFlD阅读器扫描RFlD标签后,即将标签内对应的货品信息输出配送中心的商品管理系统中,最终完成货品的入库管理,包括储存位置、数量、型号、入库时间等相关详细信息。2.商品的出库:所有商品的出库均需经过设置RFlD阅读器的传送带。配送中心的配货系统根据特定的需求进行配货,分门别类的选择商品种类与数量,与条形码识别系统不同,整个过程无需人工对商品的摆放朝向进行定向调整。3.货品盘点:当货物处于在库状态需要对其进行盘存时,配送中心的RFlD阅读器会对货品的库存时进行实时监控,只需查询系统即可随时得知货品的数量与具体的货架位置,仓库管理人员只需将货架上摆放不整齐的货品稍加整理即可,整个过程无需进行商品的清点。并且系统具备安全库存设置功能,一旦其库存量小于安全库存,则系统会向供应商自动发送补货需求。这种作法解决了传统盘点系统成本高、效率低的问题。

三、物联网在物流业应用中需要解决的几个问题

(1)加快物流信息和资源整合,提升信息化水平

可以说信息化技术对现代物流建设起到有利的推动作用,而我国也将物流产业作为未来十大规划振兴产业之一。但是从某种程度而言,物流产业在信息化建设方面还处于瓶颈期,信息化水平滞后,人们对物流产业的普遍印象仍停留在“体力活”的阶段。很多业内企业都缺少一个有效的、实用的IT信息解决方宁,无法通过功能强大的软件系统快速定制有效的物流方案,因此订单履约的准确性也无法得到有效保证,从而服务质量就大打折扣。并且现阶段物流企业内部的管理系统都是相对独立的,无法实现最大化的信息共享,存在较高的地方壁垒。其实在国外一些经济发达国家,RFlD技术的应用已经十分广泛、成熟,在物流产业的各个环节,比如物资跟踪、仓储管理、集装箱识别等等,均会用到RFlD技术,而在我国其应用还相对有限。

其实相对而言,物联网的概念还停留在大集成的阶段,其要求供应链的各个环节均要实现信息化建设,并将其集合起来实现信息资源的共享,这个过程中所构建的大平台可以为决策者提供有效的信息参考。在信息化集成中,首先要把大量的基础数据转变为知识,服务于物流企业的业务运营,由此可见,对于物联网的建设而言,现阶段需要面临两个问题,即资源共享与知识转换。以上述提及的物流运输为例,通过RFlD电子标签自动识别目标对象并获取相关数据,然后利用通讯网络与物联网传感信号结合起来,对运输车辆的相关参数进行全程监控。无线远程监控系统有着高度集成化、综合化、实时化的特点,其包括数据采集、网络传输、计算处理、数据存储、远程控制等各类软件,可以对系统中的每个参数进行实时的监控与传输。此外,管理平台还会对所接收到的数据进行智能分析,如果发现实际参数与设定值不符,则会自动发送预警信息,管理人员在接收到预警信息后可以对突发事件做出及时处理。所以从这个意义上讲,对物流产业而言,物联网技术对其信息化建设进程可以起到有力的推动作用。

(2)推行物流通用软件,实现公共平台互联互通

如何解决互联互通问题,是物联网当前发展的难点之一。物联网可以分为3个层面,即信息的采集、传输和应用。信息采集其实并不复杂,而信息传输实际上就是要解决互联互通问题。物流信息平台若要做到互联互通.就必须突破条块分割。目前能够做到的,就是先在某部门、某区域内组织实施物流公共信息共享平台试点项目,进而扩大到全国、全行业范围内。这方面.浙江省交通物流公共信息平台已作了较好的尝试。该项目是浙江省交通运输厅先期开展的交通运输物流公共信息平台试点项目。目前已建成一个管理中心,部署了4个数据交换服务器;推出若干个普通物流管理软件;提供车货交易等物流信息公共服务。在建的项目有仓储、货代、运输等7个主流软件接口改造和以射频识别(RFID)为技术支撑的车辆射频卡即园区港区一卡通工程。系统已成功地在小件快运,普运业务处理、危险品电子路单上报及园区港区一卡通等方面进行应用,2000家企业使用系统进行业务处理,利用公共平台日数据交换量达10万多条。通过物流园区港区信息管理系统和车辆射频卡,实现全省物流基地间的信息共享和车辆互通效果。

该项目在发展模式、功能架构、运营机制等方面进行有益的探索,已取得一定成效。以此为借鉴,开发物流通用软件,利用物联网跟踪特性,根据物流各环节中存在的问题和需求,构建物流统一信息平台,为物流企业及企业客户提供信息化高效服务,实现区域间、城市内物流节点和物流企业之间的物流信息资源共享,使物流业走向高端服务业。(注:在该项目的基础上,日前全国交通运输物流公共信息平台建设已进入正式实施阶段。)

(3)物流信息的安全问题

尽管上述章节论证了物联网可以对物流智能化发展起到有利的推动作用,但是其自身由于技术方面的不成熟,还存在一些缺陷,主要体现在系统安全方面。比如RFlD标签是物联网的关键技术,但是任意一个标签的ID或者识别码均可以被远程扫描,标签在回应阅读器指令时也是自动的,不作区分的,这就为不法分子提供了窃取货品信息的渠道。通常利用加密标签信息实现RMD的安全保护,而且实际应用过程中,基于成本的考虑,很多芯片并没有加载相关的安全防护模块,如果系统缺少安全、有效信息保护措施,或者数据管理存在漏洞,那么被嵌入射频识别标签的物品就会被跟踪或识读,由于这种行为不受控制,所以必然会导致个人隐私的泄漏,这种情况下势必存在安全隐患,主要体现在两个方面,一是黑客可以通过该通道破解系统密码,获取相关信息,二是企业的竞争对手可以利用互联网窃取到相关的商业机密,从而为企业带来较大的经济损失,更有甚者会负相应的法律责任。

所以必须进一步建立、健全物联网技术的安全机制,具体可以从以下几个方面着手:第一,通过多等级认证、访问控制等策略对用户访问网络资源的权限做进一步控制,常用的措施包括用户身份认证、口令的加密、更新与鉴别、对网络设备配置权限进行控制、设计全新的密钥协商方案等。第二,对数据加密方案做进一步完善,保证信息不被窃听、破译,不过对密钥交换与管理方案的灵活性与强健性要求相对较高,其必须部署简便,且与感知节点资源有限的特点相适应;此外,还要求加密方式具有一定的灵活性,以适应不同的安全要求;如果安全等级要求相对较低,可以采用逐跳加密保护措施,如果安全等级要求较高,则首选物流业务层端到端加密保护方案。第三,技术改进措施,可以采用授权读取模式实现RFlD读写器对标签信息的读取过程,如果阅读器未得到授权,则无法识别RFlD标签,也就无法获取标签所包括的信息;也可以根据需要终止EPC标签服务,即完成商品交易后将终止指令写入消费环节,如果产品需要相应的售后服务,则客户中心进行解码即可,终止服务后自动恢复保护状态。

四、结语

专家预测10年内物联网会像现在的互联网一样高度普及。美国权威咨询机构forres ter预测,到2020年,世界上物物互联的业务,跟人与人通信的业务相比,将达到30:1。尤其是在物流领域,传统物流已不能满足快速发展的需求,大力发展现代物流迫在眉睫。物联网的诞生直接为发展现代物流业起到了非常重要的作用。另外,物联网作为下一个万亿级的信息科技业务,将在国家大力推动工业化与信息化“两化融合”的大背景下,成为工业乃至更多行业信息化过程中一个比较现实的突破口。因此,发展物联网是未来信息科技的大势所趋,是未来国与国之间的新一轮科技竞争前沿,展望未来信息化时代,物流领域的物联网应用必将进入快速发展通道。

参考文献:

[1] 王永康,物联网在物流业中的应用分析 技术与市场 2011.1(7)

[2] 骆航,物联网:物流业未来科技发展方向中国远洋航务2010(8)

[3] 戴定一,物联网与智能物流 中国物流与采购 2010(8)

物联网技术展望范文4

【关键词】 物联网 智能公交 策略分析

一、引言

物联网具有整合感知识别、传输互联和计算处理等功能,是对新一代信息技术的高度集成和综合运用。随着技术的不断发展和物联网内涵的不断拓宽及“智慧城市”建设的需要,智能公共交通已成为了物联网建设系统中必不可少的项目。智能公交系统基于全球定位技术、无线通信技术、地理信息技术等技术的综合运用,可实现公交车辆运营调度的智能化,公交车辆运行的信息化和可视化,实现面向乘客的完善信息服务,通过建立电脑营运管理系统和连接各停车场站的智能终端信息网络,加强对运营车辆的指挥调度,有力推动了智慧交通与低碳城市的建设。无锡市于2008年至2011年底已全面启动公交智能化项目建设与运行。本文以无锡智能公交系统为例,试图运用SWOT分析法,就如何加快和有效推进智能公交系统的未来发展提出了意见和建议。

二、无锡智能公交系统发展的现状分析

无锡公交智能化项目,是基于动态公共交通信息实时调度理论和实时信息技术,利用先进的GPS定位技术、GPRS/CDMA无线通信技术、GIS地理信息系统技术、计算机网络和数据库技术、互联网技术构建的计算机综合信息系统。该项目以主动服务市民乘客和内部员工为导向,主要由营运调度系统、ERP系统和电子服务信息系统三个核心平台组成。对外,确保市民乘客出行的安全、方便、有序;对内,减轻驾驶员的劳动强度,为车辆运行提供安全保障,促进内部管理科学化、人性化,提高工作效率。

为全面地反映市民对智能公交系统的认知度和满意度,我们对智能公交的用户进行了问卷调查。本次调查共发放问卷150份,有效回复率为96.6%,其中学生占25%,老人比例是25%,普通市民的比例为50%。

从图1可知,在150份问卷中,认为智能公交使出行更有效率化的比例最多,为36.09%,说明智能公交为超过1/3的人带来了便捷的出行。而选择智能公交节约出行时间、舒适人性化的比例很接近,分别为30.92%和28.86%,觉得方便换乘的占3.61%,说明有接近2/3的人切实感受到了智能公交所带来的美好变化。认为智能公交并没有带来变化的仅占0.52%。

表1是我们通过对无锡公交公司的实地调研,就智能公交建设后对传统公交管理与运行带来的巨大变化进行的简单梳理。

通过对比我们不难发现,在运调组织上,智能调度能有效降低公交公司的运营成本,提高运营效率;在服务管理上,公交车违章现象得到有效遏制,市民有责投诉率同比下降98%;在安全管控上,管理手段有效丰富,管控效果明显,事故频率、事故数量等同比下降37%以上;在营运管理上,营运秩序持续改善,首末班车发车准点率达到100%,车辆全天运行准点率达96%以上;在节能减排上,均衡运行给企业带来了直接效益,2011年全年节油443万升,同比增加2.25个百分点,车辆完好率99.1%,同比上升1.4%;在经营决策上,营运数据资源高度整合,已经逐步形成有效的数据库,为公交线网优化、管理创新、决策分析等奠定了科学基础与依据。

三、无锡智能公交发展的SWOT分析

自公交智能化项目实施以来,公交公司的服务能力、服务效率得到了显著提升。方便、快捷的智能公交服务系统无疑在一定程度上提升了无锡公交公司的经济与社会效益。但是在项目的实施过程中,也存在着利润低、技术不够成熟等问题。

通过对无锡智能公交系统深入地调研和分析,我们就其优劣势和面临的机遇及挑战进行SWOT分析,具体如表2所示。

四、我国智能公交未来发展的战略思考

1、营造良好的产业发展环境,完善产业监管体系

相关部门应该针对当地物联网的现状以及发展所遇到的问题,并结合“十二五”规划的发展纲要,制定相关的法律法规与实施措施,为产业的发展提供坚实的安全保障;在财政、税收、市场进入、收入分配和人才等方面,制定相关的促进政策;打破行业和地区的壁垒,营造开放的、数据资源共享的良好环境;充分利用自身的优势,集中力量突破物联网的技术瓶颈,并大力推广;重视发展以社会公共服务为主要载体的公共服务体系,为社会公共提供更加高效、人性化的服务。

2、做好统筹规划与科学管理

当前,政府在促进智能公交产业发展的关键是“统筹规划与科学管理”,控制简单重复性项目的数量,支持和培育领示性强的重点创新应用示范项目、创新示范路线,发展能满足刚性需求且公众接受度高的应用项目。对近期可实现、满足市场需求的应用给予政策上的便利,对于远期规划应用则以国家示范项目的形式通过资金和政策上的支持吸引相关企业和研究所参与。合规规划物联网产业的规划和布局,避免恶性竞争和资源的浪费。

3、加强标准体系的建立与核心技术的突破

目前国内的物联网产业仍处于起步阶段,缺乏统一的物联网标准体系,且在核心技术上受制于国外发达国家,严重影响了我国物联网产业的长足发展。政府应该全面统筹,加强与国际间的交流与合作,积极参与和学习相关国际标准的制定。同时加快在跨行业、跨领域的标准化协作机制的建设,鼓励有能力的企业参与到国际标准化的工作中,积极推动并完善自主标准化体系。在核心技术的研究和开发方面,政府要从各方面支持专业的研究所和公交公司之间的合作和交流,充分调动各方面的积极力量,推动技术创新和自主知识产权的开发与应用,推进自主产品的产业化和规模化生产。此外,相关部门也应通过政策支持、项目资助和专项资金等手段,提升我国物联网的核心竞争力。

4、把握国家政策方向,关注市场需求的发展

公交公司和相关产业要抓住机遇,准确把握国家政策的方向,灵活运用相关措施,特别是针对物联网的十二五规划和地方政府的配套政策。在国家政策的扶持下,获取发展先机。同时要把握当前以及未来的市场需求,积极调整企业的发展策略,使其与市场发展的趋势相吻合。优化产业结构,注重以节能环保、信息技术、新能源、新材料为主题的重点技术的开发与推广。发挥市场的能动性,强化企业创新能力的建设。

5、物联网应用模式的创新

成熟的商业模式应以市场为主导、政策为支持。而现阶段,我国物联网应用总体上缺乏市场化机制,仍以政府为主导。目前已有的发展模式的实践主要有:政府主导模式、创新增收模式、企业BOT模式、差额补贴模式、运营商模式和第三方广告运营模式。这几种商业模式中,政府主导模式占据了绝大多数的应用选择;创新增收模式可以为企业带来新的发展空间和思路;企业BOT模式适用于前期投资较大的运用;差额补贴模式适合于中小企业的创新应用,在夹缝中寻求发展的空间;运营商模式初期不大强调盈利,主要是以合理的价格培育用户使用习惯,对企业的资金实力有要求;第三方广告运营模式对于客户的压力较小。适宜的商业模式对于企业的发展来说至关重要,企业应用需要根据自身实际,考虑发展规模、发展领域以及资金实力等多种情况,适时适当地调整发展模式。

6、优化企业内部结构,促其健康发展

推动性的政策制度为企业的发展提供了良好的外部条件,企业要想获得更好的发展还必须优化公司的内部结构,适应市场经济的发展。公交公司是具有社会福利性的企业,其盈利水平有限,需要政府的大力补助。然而市场经济的发展,要求政府不要过多的介入,企业要有自己的发展体系才能长足发展,因此必须优化内部结构。合理调整企业的内部结构,提高员工的办事效率;全面应用现有的资源,以广告招商、合作经营等方式增加企业收入;充分借用政府的应用公共平台,为公司的发展节约成本,创造发展的空间。

7、企业以服务社会为载体,增加社会性效益

在物联网经济趋势的推动下,智能化、人性化的发展已深入普通百姓的生活。技术发展的最终目的是要为社会公众提供更加高效、便捷的服务。企业一方面要积极面对机遇与挑战,另一方面也要以服务社会为标榜,无论是智能公交还是智慧城市的建设,都要求企业为社会公众的生活贡献一份力量。

(注:本论文为江南大学2012年大学生创新训练项目的阶段性成果,课题组成员:王少帅、郭琳、刘熠达、王铎。)

【参考文献】

[1] 武根友、李江、李晓辉等:基于物联网的智能公交系统研究[J].河北省科学院学报,2011,28(3).

[2] 张艳敏:物联网的发展前景[J].佳木斯教育学院学报,2011,2(2).

[3] 赛迪:中国物联网产业发展现状及未来趋势[J].通讯世界,2012(3).

[4] 赵勋:物联网技术发展与商业模式研究[J].工程技术,2012(1).

[5] 唐熠来:公交信息智能化管理系统框架与关键技术探究[J].信息技术,2012(5).

[6] 杨兆升、胡坚明:中国智能公共交通系统框架与实施方案研究[J].交通运输系统工程与信息,2001(2).

物联网技术展望范文5

1.1物联网的概念及特征物联网作为未来网络的整合部分,是在互联网基础上的延伸和扩展.

物联网技术主要指通过射频识别(RFID)等信息传感设备,按照标准、互通的网络协议,将任何物品与互联网相连接,并将所有实物与虚拟物品代以特定的编码,通过智能界面进行信息的共享,以实现对物品的识别、定位、跟踪、监控等一系列管理工作.从广义上来讲,物联网是信息化在人类社会综合应用的更高水平,通过物与人、物与物之间的高效信息交互,实现物理空间与信息网络的融合.物联网技术具有捕获、传输、处理以及施效等主要功能,其特征在于可以通过射频识别、红外传感器等设备随时随地对物体进行感知与测量,并将这些信息连接至通信网络进行交互和共享,并利用各种智能计算技术,对海量的感知信息与数据进行分析和处理,最终实现决策与控制的智能化.

1.2物联网的发展过程与应用现状物联网的基本思想出现于20世纪90年代末,在2005年信息社会世界峰会上,国际电信联盟(ITU)正式提出了"物联网"的概念.

ITU指出,无所不在的"物联网"通信时代,通过将各种各样的日常用品中嵌入一种短距离的移动收发器,信息空间的概念将从人与人之间的联系拓展到随时随地的人与物、物与物的交流与沟通.近年来,飞速发展的物联网技术已经开始被运用到全球的各个领域中,在制造业、零售业以及物流等传统领域,物联网的智能化信息交换提高了生产效率,缩短了工作周期,降低了人工成本;而随着物联网技术的不断成熟,其传感手段也逐渐运用于市场管理、能源产业甚至反恐领域中.美国、欧盟等多个国家和地区还在广泛应用物联网技术的同时开展了一系列的创新性工作,开放、透明的物联网标准开始形成,确保了管理机构对其控管责任的履行.中国对物联网技术的研究起步较早,并将相关人才的培养工作上升到了国家发展战略的高度,在物联网的研发和实践上,均具有较高的能力和技术优势,已成为国际物联网标准制定的主导国之一.

2.物联网的关键技术研究

2.1射频识别技术作为物联网最关键的技术之一,典型的射频识别系统由RFID电子标签、读写器和信息处理系统组成.当带有电子标签的物品通过特定的信息读写器时,无线电波可将标签中携带的信息传送到读写器以及信息处理系统,完成自动采集,实现物品的高效化管理.每个射频识别标签仅有惟一的识别码,而当RFID产品使用不同的标准时,物品的识别就受到了限制.目前可供射频卡使用的标准有ISO14443、ISO10536、ISO15693和ISO18000等几种,其中应用最多的当属ISO14443与ISO15693.

2.2传感技术传感技术依赖于传感器及传感器网络的协作感知,对网络覆盖区域中被感知对象的信息进行采集和处理.传感器是指能感知被测指标并将其按照一定的规律转换成可用信号的设备,其应用领域非常广泛,包括工业生产自动化、国防现代化及能源开发和航空技术等.传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等,采用系统发展模式,能通过各类集成化的微型传感器协作进行实时监测、采集和处理各种环境及监测对象的信息,并通过随机自组织无线通信网络以多跳(multi-hop)中继方式将信息传送到用户终端,具有高效、高稳定性等技术特点.

2.3网络通信技术作为为物联网提供信息传递和服务支撑的基础通道,如何通过增强现有网络通信技术的专业性与互联功能,适应物联网低移动性、低数据率的业务需求,实现信息安全、可靠的传送,是当前物联网研究的一个重点.传感器网络通讯技术主要包括广域网络通信和近距离通信等两个方面,广域方面主要包括IP互联网、2G/3G移动通信、卫星通信等技术,而以iIPv6为核心的新互联网的发展,更为物联网的提供了高效的传送通道;在近距离方面,目前的主流则是以IEEE802.15.4为代表的近距离通信技术.

物联网技术展望范文6

关键词:物联网技术;铁路运输;应用与发展

铁路运输有极强的承载力,能够实现高强度和高密度运营,极大的提高了货物的运输以及高客流量的输送能力。国家致力于铁路运输发展,目前已经建立成全国的铁路运输网。铁路运输领域需要更加智能化和自动化,这样才能充分的利用已有的铁路设施和资源,因此物联网在铁路运输领域得以快速的应用和发展。

1物联网的概述

1.1物联网的定义。

物联网是通过各种信息传感设备,比如,二维码或条码激光扫描器,射频识别装置,全球地理位置定位系统等将所有的设备和装置与互联网进行结合而形成的网络。通过对各类设备以及物体进行建立电子标签,通过电子标签能够将物体的信息与互联网保持联系,使各个物体之间相互的能够进行数据传输和交互,通过互联网的平台能够使各物体之间的信息进行验证和传递,因此这种物体与物体之间借助互联网能够产生相互联系的技术可以称为物联网技术。目前物联网已经着较多的应用场景,极大的提高了社会的生产力。

1.2物联网的工作原理。

物联网主要是通过运用电子标签(RFID)和阅读器两部分来实现物体间信息的交互,将电子标签儿粘贴或镶嵌在被识别的物件上,将多种功能模组集成到一块芯片板中,芯片上具有ROM储存器,能够储存足够的数据信息,芯片周围一般与环形天线进行连接,以此来完成数据的存储以及与阅读器之间的通信。因为电子标签在物体中具有较高的封装技术,因此电子标签能够在环境恶劣的情况下正常工作,此外具有近距离无线传输的能力,无需与阅读器紧密靠拢即可完成数据的传输,电子标签中具有LC振荡电路,通过阅读器发出的电磁波与震荡电路产生共振,因此带动电容内的电荷进行流动,当电荷达到一定量时能够作为电路电源,使电子标签与阅读器进行数据传递,通过多组阅读器与互联网之间相互联系,能够是电子标签、阅读器、互联网之间形成紧密的联系。物联网技术,简单而言就是在物体上设置电子标签,随后标签接触到阅读器产生的磁场促使阅读器中的解读器产生射频信号,是电子标签产生携带信息的感应电流,对电流解码后便可通过互联网信息系统进行数据的分析和处理。

2物联网在我国铁路运输的应用

2.1物联网在铁路客运中售票以及检票的应用。

铁路客运中售票系统与身份证进行绑定,将乘客购买车票的信息输送到身份证中形成电子客票。一方面这种售票方式能够保证旅客的车票信息隐私,确保车票信息与旅客本人相匹配,另一方面能够实现车票的快速验证,提高了进站检票的工作效率。目前我国除青岛方向以外的高铁均可以免取纸质车票,可实现刷身份证进站乘车,这就充分体现了物联网在客运中售票和检票之间的应用。对于普通铁路客车而言,仍需要使用纸质车票进行检票,但对于纸质车票也进行了物联网的应用和完善。在网上对火车票进行提前预定,随后通过身份证在自动售票机进行取票,身份证与自动售票机之间的交互,就是通过售票机验证部分的磁场装置与身份证进行数据交换,从而使身份证与售票机两个物体之间进行信息传递,随后通过售票机与互联网之间的信息验证来核对车票信息的,同时使乘客在信息系统中可以查询到已购车票的变动情况。纸质车票的右上角处有车票订单信息的二维码,传统的检票模式为人工对车票信息逐一核对,而通过物联网技术利用,实现车票与检票口闸机的二维码扫描器进行信息匹配验证,信息一致闸机即可开放通行,通过这一应用能够加快检票的效率,并且保证信息的准确性。

2.2物联网在车辆智能化监控和调度方面的应用。

同一铁路线承载多组列车同时运行,尤其针对火车站等列车密度较高的地区,列车之间的相对距离以及列车进站时间的调度处理,均需要车辆智能化监控识别系统对列车进行调度。监控识别系统通过在列车底部设置电子识别标签,在铁路的合适位置设置地下传感设备,以此来精确检测列车每个车厢相对运行的位置和速度,从而保障列车进站时对速度合理控制,使列车的减速停靠更加规范有序,便于乘客识别车厢快速乘车。同时通过列车的通信系统、列车定位系统、微波射频系统对列车信息进行实时采集和发送,使各模块之间与列车调度系统保持高度的联系,从而能够实现对列车动态的智能化识别和监控。由于客运和货运需求在持续攀升,但铁路线路的建设不仅需要投入更多的财力,同时还有较长的建设周期,因此需要通过对列车的调度实现对铁路进行更加充分的应用。可以通过物联网的应用进而实现更加合理的调度机制,在列车的车厢均安装定位芯片以及电子标签,在铁路轨道中间隔一段距离设置对应的读写器,这就能够促进列车在行驶过程中所处的位置、速度以及列车对应编号能上传至控制中心,从而实现更加合理高效的调度。比如,通过计算两列车之间的安全制动距离以及行进速度,从而让两列车在同一轨道上保持合适的距离,既增加了列车车次,同时又保证了行车安全。这种调度模式在我国地铁轨道出行中得到深度应用,比如北京地铁高峰期间,两辆列车之间距离甚短,其发车间隔仅为2分半,由此可见物联网能够极大的促进列车的运行效率,保障调度的高水平运行。

2.3互联网在铁路货运系统中的应用。

随着社会的发展,对于物质的交换日益频繁,小件物品多通过快递公司收揽,随后安排货车完成货物的传输。我国列车货运系统能够承载更高强度物件的运输,对于石油煤炭等能源的远距离输送则需要依靠货运列车来实现。通过物联网技术在列车货运领域的应用,能够实现针对每节车厢的运载吨位和货物信息进行实时记录,并且对于物流信息实时的更新和位置显示,客户能通过网上平台对抵达的时间和地点进行查询。比如钢铁有限公司产出的大型钢锭,使用列车运输时能够针对性的使用物联网系统记录钢锭的重量、成分、价格、钢种、性能等多种信息,使产品信息与车厢对应,并且在运输过程能够实现针对单一车厢的转运等操作,大大提高了钢料运输时信息的交互能力,同时提高了运输的灵活性和高效性。

3物联网在我国铁路领域的发展

3.1完善铁路运输综合安全预警系统。

铁路运输领域对于安全的保障十分强调因而如何高效的解决火车运行的安全问题也成为了当前火车运行中应当重点解决的问题。物联网技术具有高度的敏感性具有信息化和智能化的特点在火车内部和车站点处安装融入了物联网技术的综合安全预警系统则能够及时的感应危险的到来并做出及时的警示主要的预警系统是将火灾等包含在内的安全隐患的子系统,只有充分发挥了各种安全隐患子系统的作用火车列车才能保证安全、正常行驶,为乘客的人身安全提供更有效的保障。

3.2健全铁路运输分拣管理和仓库存储系统。

传统仓库存储工作需要对物件进行逐一检验,货物通常被纸箱或者木箱封装,如果进行开箱检查将会增加物品损坏或者保护装置破坏的风险,若仅仅进行外观的检查则难以鉴定箱内物品的完整性,同时难以进行物品信息的统计和管理。此外,不利于仓库存储和物流的责任划分。而通过物联网的发展应用,可以将每一个物品在进仓库前进行电子标签的配置,从而将货物之间信息化,将货物的信息和性状特征进行更加明确的划分,从而能够避免开箱检查的繁琐和风险。此外,对于货物的始发地以及目的地能够更明确的归类,在分拣中心通过传送带的阅读器对货物进行自动化分拣,保证了分拣效率,同时促进货物的存放更加合理。