物聯網及應用技術范例6篇

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物聯網及應用技術范文1

(一)信息系統分散,食品冷鏈物流實時監控性差

目前,僅有為數不多的大型企業在冷鏈物流管理中全程應用了先進的一體化低溫控制系統。眾多企業在冷鏈加工車間和庫房能夠進行很嚴格的溫度檢測控制,卻無法在冷鏈全程中進行信息管理系統的統一監管。且每個冷鏈合作企業所使用的信息系統基本都是獨立的,合作部門與企業間的信息無法進行實時傳輸,導致食品冷鏈物流實時監控性差。這導致冷鏈物流管理效率低下,無法及時對問題食品進行追溯,加大了食品冷鏈相關企業的安全隱患。

(二)標準化程度不高,食品冷鏈物流協調性弱

食品冷鏈的時效性要求將冷鏈物流活動中的采購、生產、銷售、運輸、庫存及相關的信息流動等活動打造成動態的一體化系統。中國農業的產業化程度不高,大多數中小冷鏈合作企業缺乏配套的冷藏物流設備和現代的冷鏈物流技術,無法實現標準化管理規范和全程可控的一體化冷鏈物流體系,導致食品冷鏈物流整體協調性較差。

(三)冷鏈流通比例低下,食品貨損率高起

我國食品冷鏈流通的比例遠遠低于發達國家,物流途中耗損嚴重,直接導致零售終端價格昂貴。根據近幾年中國物流與采購聯合會冷鏈物流專業委員會公布的統計數據,全國農產品僅有15%進入冷鏈物流中,其中果蔬的流通腐蝕率高居第一位,達20%-30%,水產品位居第二位,達到15%,肉類也達到了12%。與中國相比,發達國家食品損耗率要低得多,農副產品的流通損耗率普遍為5%-6%左右。

二、食品冷鏈物流環節對物聯網技術應用的需求分析

冷鏈物流管理信息化、標準化、全程一體化的需求,催化了對新型物流技術應用的管理需求,其中物聯網技術應用的巨大效應最引人關注。物聯網“Internetofthings”縮寫為“IOT”,指物物相連的互聯網,是一種建立在互聯網上的泛在網絡,并在互聯網基礎上進一步延伸和拓展,可使物與物之間具有通信功能,進行快捷的信息交換、傳輸和自動識別。物聯網具有巨大的經濟和社會效益。美國權威咨詢機構FORRESTER預測,到2020年,物聯網產值將是互聯網的30倍,其創造的經濟價值將達到萬億級。物聯網從技術和產業的角度,應用技術手段來解決傳統的食品冷鏈物流面臨的許多問題,滿足食品冷鏈物流不同環節的管理需求:

(一)食品冷鏈物流加工環節均衡生產的需求

由于無法對整條食品冷鏈物流加工環節進行全程跟蹤和識別,不能及時獲得補貨信息,導致加工產品數量不準確,難以有序控制進行均衡生產。物聯網技術的應用可輔助定單生產,實現流水線均衡生產,定量完成食品加工任務。

(二)食品冷鏈物流運輸環節智能調度的需求

傳統的食品冷鏈物流運輸環節,多依賴運輸司機對運輸路線和冷藏食品的人工控制,難以做到全程跟蹤管理和實時監控。通過物聯網技術的電子標簽和接收裝置,可實現運輸環節全程可視化監控。同時,可利用物聯網采集的數據計算行車路線,進行多種路線和聯運方式的綜合調度,實現食品冷鏈物流運輸高效管理環境下的智能調度。

(三)食品冷鏈物流配送環節協同管理的需求

利用物聯網技術先進的信息定位系統,能考慮到實時交通路況,使得各食品冷鏈物流配送中心的配送管理與信息管理形成協同效應,在不同交通路況下,以成本最低、時間最短的方式完成配送工作,實現配送路徑的最大優化。

(四)食品冷鏈物流倉儲環節低庫存成本管理的需求

傳統倉儲管理模式,效率低,耗時長,人工失誤率高,容易造成倉儲貨損。物聯網FRID技術能自動識讀產品標簽,完成庫存盤點,同步傳輸至數據中心,快捷高效地管理庫存數量,降低食品冷鏈物流庫存成本。應用物聯網技術不僅能提高供應商庫存管理效率,還能有效識別假冒偽劣產品,進行智能化庫存成本管理,提升食品冷鏈物流庫存管理水平。

三、食品冷鏈物流管理中物聯網技術應用的優勢分析

食品冷鏈物聯網技術運用主要分為三個層次:食品冷鏈物流感知層、網絡層和應用層。食品冷鏈物流感知層主要是感知設備的配置和運用,比如:核心傳感技術二維碼技術、RFID技術等設備的數據采集處理。食品冷鏈物流網絡層主要是通過各種通訊技術將感知層收集的大量數據進行處理與傳輸。食品冷鏈物流應用層則是針對食品冷鏈行業通過之前感知層和網絡層的資源整合,提出實現冷鏈食品行業的解決方案。通過以上三層次的共同作用,物聯網技術在食品冷鏈物流管理中的應用優勢有:

(一)物聯網技術有助于食品冷鏈物流信息的標準化

食品冷鏈物流營運時產生的信息量非常巨大,且食品冷鏈物流系統對信息處理的準確性和及時性要求較高,高效的信息流動是整個冷鏈物流系統運作的基礎。傳統的食品冷鏈信息系統存在數據格式不統一、各子系統不兼容、信息孤島等信息不協同現象。為解決多個冷鏈物流子系統協同運作的問題,信息標準化是當前行之有效的關鍵方法之一。物聯網技術在食品冷鏈物流領域的應用,通過食品冷鏈企業內部各職能管理部門間信息互通、高效傳送和企業外部與上下游廠商、競爭對手、合作伙伴之間的信息共享,實現整個冷鏈物流系統數據的采集、傳輸、、共享和融合的信息標準化,保障整個食品冷鏈物流系統運行的穩定性和高效性。

(二)物聯網技術有助于提高食品冷鏈物流信息反饋效率

冷鏈食品的最終質量取決于冷鏈儲藏與流通時間、溫度和產品的耐藏性,冷鏈食品流通時間的有效管理,直接決定了冷鏈物流系統運營的效益。通過廣泛在食品冷鏈企業中應用物聯網感知層RFID技術,可實現對冷鏈食品的唯一標識,保障冷鏈食品信息在加工、運輸、配送、倉儲和銷售環節涉及的眾多冷鏈企業中無障礙流轉。例如,物聯網傳感器技術融合多種類型的感知節點,實現物體信息及其所處環境信息的動態感知。冷鏈物聯網移動GIS技術可以觀測冷鏈食品的運動軌跡,實現實時溫度監測,并監管冷鏈企業冷鏈中斷等問題。物聯網數據采集技術,實現了對感知商品的大批量信息采集,替代了手工錄入的繁瑣,提高了冷鏈物流系統營運效率。因此,采用新型物聯網技術后能幫助冷鏈食品物流信息的反饋效率得到很大提高。

(三)物聯網技術有助于提升食品冷鏈物流的服務水平

傳統食品冷鏈物流服務僅僅是以滿足生產者和消費者不斷增長的物流需求為目標,缺乏物流服務方式創新,無法提供個性化和智能化物流服務。物聯網三層面技術的應用,提供了個性化智能物流服務解決方案。物聯網感知層識別技術(RFID)能夠實現高度的物流信息化、自動化和便利化,確?;A性食品冷鏈物流服務的有效實施。物聯網網絡層數據處理與傳輸技術,在冷鏈物流上下游實體中快速反映客戶的服務需求和期望,能準確、及時調整物流計劃,實現物流服務能力的最佳匹配,提供以客戶為中心的冷鏈物流優質增值服務。物聯網應用層技術利用計算機、網絡和通訊等現代信息技術,對區域內物流作業、物流過程和物流管理的相關信息進行資源整合,滿足客戶的訂單生產、銷售頻率等個性化服務需求,實現物流流程需要同客戶服務需求無縫對接,實現整個冷鏈系統的高度組織協調性。

四、食品冷鏈物流主要環節中物聯網技術的應用研究

物聯網技術在食品冷鏈物流的業務流程和物流環節的廣泛應用,實現了食品冷鏈物流技術和業務模式的創新。

(一)物聯網技術在食品冷鏈物流采購環節中的應用

通過在食品冷鏈物流企業中廣泛使用電子標簽和FRID讀寫器,能優化食品冷鏈物流的采購方案,確保冷鏈食品的精準化采購水平。首先,通過對所有冷鏈食品原料粘貼電子標簽,讓每個標簽含有符合EPC(ElectronicProductCode產品電子代碼的縮寫)規則的商品信息。當買方輸出食品原料采購訂單前,通過FRID讀寫器對采購食品原料進行電子標簽識別,就可以獲得有關采購食品的所有信息,還能獲悉采購食品原料在整個冷鏈物流中的流轉情況和變化信息,為優化采購方案提供精確的數據支持。同時,數據還能幫助買方掌握食品原料準確的消耗量,精準制定合適的采購時間、采購周期和采購數量。此外,物聯網技術還確保賣方所供給食品原料的數量、質量和品類符合要求,并極大縮短食品原料檢測時間。這不僅使采購作業更加科學,而且節約采購時間和資源,降低食品冷鏈企業采購成本。

(二)物聯網技術在食品冷鏈物流生產環節中的應用

當帶有電子標簽的食品原料進入冷鏈物流生產環節時,生產工序流水線上的讀寫器裝置就會對其進行識別,并將每道工序的具體信息數據寫入電子標簽,最終產成品的電子標簽會集合所有的加工信息。這些數據上傳到企業生產管理信息系統,為企業了解自身產能、合理安排生產計劃、制定精準的生產周期而提供基礎信息保障。在日常生產管理活動中,物聯網技術能幫助生產企業準確獲知生產訂單的執行情況,進行生產進度跟蹤與控制,監督產成品質量完成狀況。這不僅優化生產流程,為交貨期預測提供決策支持,還為員工績效考核提供參考,提升食品冷鏈物流生產企業的生產力。

(三)物聯網技術在食品冷鏈物流倉儲環節中的應用

物聯網技術在食品冷鏈物流倉儲業務流程中的應用,能大大縮短倉儲作業時間,同時提高冷藏食品的庫存精確度。采用物聯網技術的倉庫出入口處,安裝有讀寫器和紅外線接收器,主動對通過出入口帶有電子標簽的貨物進行掃描,將貨物信息傳輸到物流倉儲后臺管理系統,實現物品出入庫控制智能化??s短出入庫流程消耗時間的同時,避免人工操作的繁雜業務,使出入庫作業更加便捷、準確、快速。通過在倉庫的每個區域安裝位置讀寫器,能幫助倉儲管理人員迅速、精確地進行儲位貨物定位。當倉庫進行貨物盤點時,倉儲工作人員僅需通過手持式讀寫器進行倉儲貨物掃描,貨物信息將自動傳輸到倉儲管理數據系統,繁重的貨物清點工作變得便利、高效和精確。

(四)物聯網技術在食品冷鏈物流運輸環節中的應用

物聯網及應用技術范文2

關鍵詞:物聯網;技術;應用

中圖分類號:TP391

計算機技術和互聯網技術的發展迅速,已經深入到人們的工作、學習和生活之中。近年來,互聯網的發展尤為突出。在互聯網技術的基礎上,結合電子技術,產生了一種新型網絡,即物聯網。物聯網的概念出現,隨著技術的不斷成熟,得到各個國家和大型企業和重視,在各個領域大力發展物聯網。

1 物聯網的概念綜述

1.1 物聯網的發展。物聯網的雛形可以最早追溯到上世紀90年代初,當時施樂公司生產的網絡可樂販售機,已經有了物聯網的概念。接著,在1991年,美國的麻省理工學院的Kevin Ash-ton教授首次提出了有關物聯網的概念。到90年代末,美國麻省理工學院建立了“自動識別中心(Auto-ID)”,專家們提出了“萬物皆可通過網絡互聯”的概念,描述了物聯網的一些基本含義。在物聯網的啟蒙時代,物聯網是依托射頻識別(RFID)技術的物流網絡。隨著計算機技術、網絡技術和電子技術的發展,現在的物聯網的內涵和應用已經遠遠超出當初的設想。

1.2 物聯網的概念。所謂物聯網,并沒有一個統一、確定的定義,但有大致差不多的概念,即通過RFID技術(射頻識別)、紅外感應技術、全球定位系統技術、無線傳輸技術等信息傳感設備,根據相關協議,能夠將物體與互聯網連接起來,進行通信和信息交換,以實現智能化識別、定位、監控及管理的網絡。其實,物聯網也可以說,就是“物物相連的互聯網”。

1.3 我國物聯網的發展現狀。我國的計算機網絡建設滯后于世界,但通過這幾十年的迅速發展,我國的互聯網技術已經趕上世界的水平。作為物聯網的基礎,有了互聯網的發展,我國的物聯網發展和世界是處于同一起跑線,甚至還可以說我們的研發水平處于世界的前列。物聯網核心技術之一是傳感技術,我國早在上世紀末就已經開始了研發;同時,我國還是傳感網領域的標準制定國之一,擁有大量專利。通過十多年的研究發展,特別是高校和企業的聯合研究。例如,我國物聯網的高校研究中心,北京郵電大學和南京郵電大學,和政府及一些企業簽署合作協議,專門研發物聯網涉及的自動控制、無線傳輸、網絡通信等關鍵技術,我國已經實現了物聯網的完整產業鏈。

1.4 物聯網的認識誤區。物聯網的發展方興未艾,是如今網絡技術的大熱門。但是,人們對于物聯網的理解也存在一些誤區。其一,把傳感網或RFID網等同于物聯網。傳感技術或RFID技術只是物聯網整個技術集群中的個體,僅僅是處于物聯網前端的信息采集技術之一。同樣,視頻識別、紅外線、激光、掃描等技術,都能夠實現信息采集技術。所以說,傳感網或者RFID網只是物聯網的一種應用。其二,有人認為物聯網就是下一代互聯網,是互聯網的無限延伸。其實,物聯網號稱物物相聯,但并不是任何物品都能相聯,沒必要,也不可能做到所有的物物相聯。同時,互聯網是一個很廣泛的概念,是一個全球共享平臺。而物聯網中有很多應用都是局限于局域網,例如智能小區;或是一些專業網,例如智能電網等。其三,有人認為物物相連不可能,技術實現難度太大,物聯網只是一個概念上的炒作。物聯網的概念雖然提出的時間并不久,但是物聯網確實中真實存在的,物聯網涉及的技術很多,有些技術難度確實也大,但隨著網絡技術的發展和科技的發展,物聯網的實現早已成為可能,并且已經在運用當中,例如智能家居等物聯網的經典運用案例。

2 物聯網的技術分析

物聯網涉及的技術因素很多,囊括了廣泛的內容,例如傳感技術、紅外技術、RFID技術、網絡技術、無線傳輸技術等等,下面分析一下幾個關鍵技術。

2.1 傳感器技術。這是物聯網中最為關鍵的技術之一。因為,物物相連,很多物品這間傳遞的是模擬信號,而計算機處理的是數字信號,因此,要想能夠處理模擬信號,就要用到傳感技術進行信號的收集和轉換。傳感器技術也是位于實現物聯網中通信的前置條件。

2.2 RFID(射頻識別)技術。RFID技術融合了無線傳輸、射頻技術、嵌入式技術等為一體。在物聯網發展的早期階段,曾經是物聯網的主要技術,曾有人就將RFID網等同于物聯網。隨著物聯網的發展,物聯網的內涵和應用越來越廣泛,RFID技術成為物聯網實現的基礎條件之一。

2.3 IPv6地址。網絡知識告訴我們,處于任何網絡中的節點可終端若要可標識,就要擁有自己獨立的地址,這個地址就是IP地址。要實現物物相連的功能,那么物聯網中的物品數目眾多,用以前的IPv4地址方式是不法進行完整表示的。所以,物聯網的地址表示方式采用IPv6方式。IPv6方式理論上擁有的IP地址能夠滿足物聯網中物品的標識。

2.4 嵌入式系統技術。嵌入式系統技術是一種比較復雜的技術應用,它是傳感技術、計算機技術、電子技術等多種技術的綜合應用。嵌入式系統技術的應用產品隨處有見,例如MP4,平板電腦、天氣預報系統等。

3 物聯網的應用趨勢

物聯網從概念提出到技術實現僅僅十多年的時間,但是物聯網已經在很多領域應用。

3.1 物聯網的應用模式。在物聯網的應用中,大致可以歸納為對象的智能標簽、環境監控和對象跟蹤、對象的智能控制三種模式。

對象的智能標簽是指運用特殊的技術(例如二維碼、RFID等)來標識特定的對象。例如,已經在我們的生活中出現的智能卡、二維碼掃描、手機電子掃描等技術。環境監控和對象跟蹤指的是利用傳感器和監控器實現的對特定的信息采集和監控,其中典型案例就是GPS的應用、交通智能監控等。對象的智能控制指的是根據傳感器的信息數據的獲取,經過網絡傳輸和計算機的分析,達到對特定的控制,例如現在我們在公路上經??吹浇煌ü芾聿块T用來測算交通流量的交通智能監控等。

3.2 物聯網應用的個案分析。物聯網并不是看不見摸不著的,而是已在我們的現實生活中真實存在的技術。在生活中的一些領域,物聯網給我們帶來了新的生活方式。例如智能門禁系統和智能家居。

智能門禁系統改變了我們的對門禁的傳統認識,解決了以往門禁帶給人們的一些困擾。門禁系統由門磁、讀卡器、控制器、電鎖、電源、無線傳輸部件、網絡處理部件等模塊構組成。智能門禁系統能夠實現網絡上查看鎖門情況,網上開鎖、網上智能鎖門等功能,解決了老人和兒童對門禁的困難。

智能家居系統包括智能窗簾、智能燈光控制、智能防盜、智能火警報警、智能電視、智能冰箱等應用。這些智能物體都能實現無線連接,在網絡監控和管理操作。我們可以在任何能夠上網的地方對智能家居做出控制。智能家居在我國的發展勢頭良好,部分家庭和企業已經進行了嘗試,體會了物聯網科技給生活帶來的便利。

3.3 物聯網的應用趨勢。隨著網絡技術進一步的發展,特別是云計算機技術的發展和實現,物聯網的發展也會趨于完善。在智能家居、智能消防、智能交通監控、工業監測、智能小區管理、智能安防、智能食品監測等方面大力發展。

4 結束語

我們國家在物聯網方面發展處于世界前沿,得益于政府、企業和高校的聯合研究和應用研究開發,產品研發涉及了傳感器、無線傳輸、計算機網絡、云計算機的各個應用領域。物聯網的發展起點高,在綜合利用計算機技術、網絡技術、電子技術的基礎上,結合新一代互聯網技術,應用手機、平板等設備終端,應用數據中心,物聯網必然會發展成和我們生活、工作息息相關的專業網絡。

參考文獻:

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物聯網及應用技術范文3

關鍵詞:無線傳感器網絡;物聯網;傳感器節點

中圖分類號:TP391.44文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2012)08-0025-02

2009年在無錫成立“感知中國”中心,并且,目前針對物聯網的《國家物聯網“十二五”發展規劃》也正在制定過程中,進一步確定了物聯網技術在新興科技領域中的重要位置。而無線傳感器網絡作為物聯網中的核心產業,也需要更多的關注與研究,以促進物聯網的發展,使得物聯網成為新的全球經濟增長點。

1無線傳感器網絡和物聯網的簡介

1.1無線傳感器網絡

無線傳感器網絡(WSN, wireless sensor networks)是由部署在監測區域內的大量廉價微型傳感器節點組成,是采用無線通信的方式形成的一個多跳自組織網絡系統,能夠通過集成化的微型傳感器,協同地實時監測、感知、采集和處理網絡覆蓋區域中各種感知對象的信息,并對信息資料進行處理,再通過無線通信方式發送,并以自組多跳網絡方式傳送給信息用戶,以此實現數據收集、目標跟蹤以及報警監控等各種功能。

目前,傳感器信息獲取技術逐漸向集成化、微型化和網絡化方向發展,其智能化的發展將會帶來一場信息革命。無線傳感器網絡技術綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、現代網絡及無線通信技術、分布式信息處理技術等先進技術,該技術具備的感知能力、計算能力、通信能力,給更多WSN的應用空間和應用價值提供了可能性,是物聯網當前研究開發的熱點之一。

1.2物聯網

物聯網(IOT, internet of things)顧名思義就是物物相連。目前較為認可的物聯網定義為:物聯網是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備與互聯網連接起來,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。

另外,物聯網可以理解為通過“泛在網絡”實現“泛在服務”,基于個人和社會的各種需求,通過融合前沿智能技術,實現人與人、人與物、物與物之間所需要的信息采集、傳遞、存儲、加工處理、決策使用等綜合服務,是一種更加廣泛深遠的未來網絡應用形態。

物聯網最為明顯的特征是物物相連,信息可以自動化處理,無需人為操作,所以效率極高,降低了人為因素引發的不穩定性。因此,物聯網在各個行業中的應用潛力非常巨大,應用領域也非常廣泛,發揮了極大的價值作用,而且物聯網將與互聯網有效地整合起來,實現人類社會與物理系統的整合。

2無線傳感器網絡在物聯網領域中的應用

物聯網是由感知層、網絡層和應用層構成的層次體系。感知層主要涉及到RFID、傳感器、二維碼等機器設備,然后通過電信網和互聯網的融合網絡層,及時準確地傳遞物體基本信息,在應用平臺上,利用各種先進智能技術對信息資料進行分析處理,以便對物體進行智能控制。如圖1所示,傳感器在基礎感知層,負責對物體信息的采集和抓取,這一功能對于物聯網技術的發展和應用,起著至關重要的支撐作用。

2.1無線傳感器網絡在軍事領域中的應用

無線傳感器網絡的可快速隨機部署、可自組織、隱蔽性強、高容錯性等特點,使得傳感器節點在惡劣的戰場環境中發揮極大的作用。

在軍事領域應用方面,結合無線傳感器技術思想,將大量廉價傳感器節點,通過飛機或火炮等發射裝置,按照一定的密度投放到待監測區域內,對節點周邊環境的各種參數,如溫度、濕度、聲音、磁場等信息進行采集,然后由傳感器自組織網絡,通過網關、互聯網、衛星等通訊方式,傳回信息中心,實時監控敵軍兵力與裝備,實時監視沖突區,進行目標定位,戰場評估,并實現各種攻擊的監測和搜索等功能,有效地提高軍隊的作戰決策能力。

2.2無線傳感器網絡在工業領域中的應用

無線傳感器網絡在工業領域中的應用比較廣泛,比如工業安全、先進制造、交通控制管理、安防系統、倉儲物流管理等領域,其中工業安全領域的應用研究已日趨壯大。在計算機技術、無線通信技術、微電子技術和網絡技術發展的推動下,工業通信技術正朝著智能化和網絡化的方向不斷發展。目前,隨著測控系統規模的不斷擴大,煤礦、石化、核電等行業對工作人員安全及易燃、易爆、有毒物質的監測成本非常昂貴。其中,煤炭行業對先進的井下安全生產保障系統的需求日漸巨大。因此,降低投資和使用成本成為工業通信技術發展新階段的迫切要求。而無線傳感器網絡的成本低廉、方便簡捷、泛在感知等特點可以滿足工業通信領域的多個要求。對傳感器節點經防爆處理和技術優化后,用于危險的工作環境,實時全面地監控員工安全及工業全流程,及時獲取險惡工作環境下工作現場的員工基本情況、工作環境狀況以及其它無法在線監測的重要工業過程參數,并在此基礎上,優化控制工業流程,提高產品質量,降低工業生產過程中的各種安全事故,達到國家指定的安全生產目標。目前,作者所在的山東省科學院省計算中心部門無線傳感器網絡團隊開展了煤礦井下定位系統的研究,取得了重要的研究成果。

2.3無線傳感器網絡在農業領域中的應用

農業作為中國發展經濟的一大基礎,促進其優質高產將產生重大的意義。無線傳感器網絡的通信簡便、部署簡捷、可密集分布等優勢,可以充分地發揮在農業生產領域中,用以監測土壤環境狀況、農作物灌溉及生長情況、牲畜和家禽的環境狀況以及大面積的地表特征檢測。再結合目前成熟的互聯網技術、GPS技術,可以構建能動態實時管理的系統平臺。例如英特爾公司在俄勒岡建立的世界上第一個無線葡萄園,通過無線傳感器監測葡萄生長環境中得各種因素,并分析葡萄質量與各種影響因素之間的關系,是典型的精準農業、智能耕種的實例。在國內,在“九五”計劃中,“工廠高效農業工程”把智能傳感器和傳感器網絡化的研制列為國家重點項目,可以看出無線傳感器網絡在農業領域中的重要作用和意義。

2.4無線傳感器網絡在醫療護理領域中的應用

目前,隨著國家人口老齡化日趨明顯,在醫療護理方面的問題也愈加增多起來,對于病患者的病情實時關注成為亟待解決的問題。無線傳感器網絡在此方面發揮了重要作用,在患者身上可以安放各種傳感器,用以檢測采集各種生理信息,比如體溫、呼吸、血壓等生理數據,一方面可以隨時關注患者的病情發展情況,另一方面,可以將收集的生理數據作為研制新藥品的參考資料。另外,也可以在患者居住的環境里安放多個傳感器節點,有效監測病人的活動狀況,進行遠程的人體行為監測?,F在,美國已經開展了一個無線傳感器網絡系統項目,可以實現家庭護理,方便老年人獨居時給予及時的幫助。

2.5無線傳感器網絡在智能家居領域中的應用

目前,智能家居是物聯網發展的一個重要方向。從一定意義上講智能家居就是高科技的家庭自動化系統,融合了計算機網絡系統、自動化控制系統、綜合布線技術及網絡通訊技術,自動化控制、遠程控制家庭中的各種產品設備,實現擬人化的要求,提升家居安全性、便捷性、舒適性,并實現環保節能。而自動化、遠程控制所需的各種信息,均是由無線傳感器節點進行傳達的,比如環境檢測信息、安放系統的有效實施,都需要無線傳感器節點提供家庭煤氣含量、溫度、濕度等環境信息。所以,在智能家居系統中,每一個家居設備或終端,都會設置對應的傳感器節點,通過無線傳感器網絡節點間的自組織互連,實現家庭設備互連與信息控制,從而實現家居生活的智能化。

3傳感器技術在物聯網中的必要性

據分析機構預測,未來物聯網的發展將經歷四個階段,2010年之前廣泛應用于物流、零售和制藥領域,2010~2015年物體互聯,2015~2020年物體進入半智能化,2020年之后物件全智能化。經初步估計,中國物聯網產業鏈的發展和應用將有可能創造1000億元左右的產值。而且,已有部分省市的關于十二五期間物聯網發展規劃,已加快形成物聯網產業基本框架等一系列的“智慧”行動,表明了大力發展物聯網的決心。而傳感器作為物聯網關鍵物件之一,在物聯網的發展與應用過程中,傳感器網絡技術的提高與發展勢必會產生巨大的推動作用。

物聯網包含感知層、網絡層和應用層三個層面,葉云認為,目前中國最缺乏的是感知層的產品和技術,是信息的抓取和聚合。在感知層中,由于傳感器技術的技術成熟度和成本問題,阻礙了無線傳感器網絡及物聯網的大規模發展及應用。余建美指出,四個方面的因素將最終將決定物聯網的普及程度,一是無線傳感器的進一步低功耗化,二是發展無線供電或采電技術,三是能源的超微型化,四就是無線傳感器自身的微型化。除此之外,傳感器的集成制造技術、信號檢測的智能化發展,也是無線傳感器需要考慮改善的重要方面。

因此,目前的傳感器技術的主要研究工作就要注重以上四個方面的因素,突破這些研究熱點,物聯網的發展水平勢必會突飛猛進,應用也將會廣泛普及,市場規模進一步擴大,物聯網就可以真正實現物物相聯,成為會“說話”、會“思考”、會“行動”的物物信息交流網絡。

4結語

物聯網時代的到來帶來了千載難逢的機遇,而無線傳感器技術作為物聯網或不可缺的應用技術,它的突破性研究,必將促進物聯網的發展,推動各行業的廣泛應用,促進世界信息化的發展與建設。

參考文獻:

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物聯網及應用技術范文4

關鍵詞:物聯網;Zigbee;無線;能源管理;云計算

引言

無所不在的物聯網通信時代即將來臨,物聯網被專家及多個國家認為是繼互聯網浪潮之后的又一次科技革命。不管是 IBM 提出的智慧地球,還是溫總理在無錫提出的感知中國,都意味著物聯網將是當下最熱門最具競爭性的產業。傳統的能源管理系統一般需要布設現場總線,然后將現場設備連接到一臺電腦進行數據處理并向用戶顯示界面,當數據量較大時可能需要單獨的數據處理服務器,而如果需要實現跨地區的遠程管理,更是需要在互聯網上架設一臺專門的服務器,這樣,不僅需要投入服務器等網絡設備以及開發相應的服務軟件,系統的維護除現場級設備和總線鏈路外還需要 IT部門的管理員協助維護服務器設備,避免服務器故障而造成損失。因此,將物聯網技術引入到遠程能源管理系統中來,底層運用無線傳感網絡連接現場傳感器及設備,上層使用托管的云計算服務,消除現場級布線的煩惱,使用云計算的強大能力,又可以消除網絡硬件的投入及日常的 IT維護,同時可以輕松實現基于WEB服務的遠程管理。由于本文所述的能源管理系統采用Digi公司提供的平臺及解決方案,因此,在系統具體實現的設計均按照Digi平臺的要求,但這并不影響借鑒和參考此平臺和解決方案來討論物聯網的構架、問題,及前景。

1 什么是物聯網

1.1 物聯網的定義。目前國內對物聯網也還沒有一個統一的標準定義,只是在大體的技術框架上做了一個概念性的表述:通過射頻識別(RFID)、傳感器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網就字面意義上理解就是“物物相連的互聯網”。這有兩層意思:第一,物聯網的核心和基礎仍然是互聯網,是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡;第二,其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間,進行信息交換和通訊。從物聯網本質上看,物聯網是現代信息技術發展到一定階段后出現的一種聚合性應用與技術提升,

1.2 物聯網的組成。物聯網的結構見下圖,它主要由三大塊組成:一,包括各類傳感器、控制器等數據采集控制設備,及構成這些設備互聯的底層傳感網絡組成的設備感知層。感知層中的智能終端、智能傳感器、射頻識別,以及傳感網絡,組成了物聯網的底層基礎。二,將底層傳感器數據傳輸到互聯網上的網絡層。網絡層運用各種接入技術:如以太網、GPRS、3G、Wi-Fi,甚至衛星通訊等,最終接入互聯網。云技術強大的存儲、查詢、計算能力,也都歸屬在這一層。三,根據客戶自身需求,利用感知數據或狀態為用戶提供有效的特定服務的應用層。應用層是對感知數據的一種特定形式的呈現。

2 能源管理系統設計

2.1 工作原理。本能源管理系統主要實現對區域內地燈的智能管理,采用基于Digi 公司的 iDigi 解決方案,感知層采用 Zigbee 無線通訊技術。由于 Zigbee網絡具有設備成本低、設備體積小、省電、網絡自愈能力強等特點,非常適合廣泛應用在智能家庭、工業控制、能源管理、醫療監控等物聯網領域。網關和傳感器、智能電燈開關器組成一個 Zigbee 私域網絡,實現相互之間的連接。網關可進行本地邏輯運算,實現本地智能,并通過互聯網與基于云計算的 iDigi 平臺進行數據交換。用戶應用服務程序向 iDigi 平臺發送請求,查詢并獲取 Zigbee 網絡中的相關數據,以及向 Zigbee 網絡發送數據。而用戶,只需要在任何可以接入互聯網的地方,使用瀏覽器訪問客戶應用即可。

2.2 系統結構

(1)現場采集執行器:由Digi公司的 Xbee 溫度和亮度一體傳感器完成現場溫度和亮度的采集;基于 Digi 公司Xbee 系列模塊開發的開關控制器完成對電燈的開、關操作。

(2)本地數據處理:由Digi公司的 CPX4網關讀取現場傳感器數值,讀取開關控制器的各路開關狀態,并控制開關。網關中運行的Python程序還可根據條件智能的控制電燈的開關,將本地數據適當處理后,根據需要再將數據上傳至 iDigi 云平臺。

(3)iDigi云計算平臺:由 Digi 公司提供的服務,是一種托管服務。提供數據存儲、數據查詢、設備管理等功能。iDigi平臺存儲Zigbee 網關上傳的數據,并響應應用服務程序數據查詢請求,轉發指令請求至網關操作現場開關控制器實現電燈的管理。

(4)應用服務程序:運行于 Google 云技術服務平臺,基于 Google App Engine 開發的 web應用程序,具有權限的用戶在任何可以接入互聯網的地方,使用 Web瀏覽器登錄,即可查看該能源管理系統中的電燈狀態,以及環境溫度、亮度信息。

2.3 硬件設計

硬件部分除了溫度、亮度傳感器采用 Digi 公司的 Xbee Sensor 系列傳感器,網關采用支持GPRS 和以太網的 ConnectPortX4 產品外,Zigbee 智能開關由基于 Digi 公司的 Xbee 模塊進行設計。智能開關中的 Xbee 模塊接收來自 Zigbee 網絡的控制指令,然后輸出數字量 IO 的狀態來控制固態繼電器的開或關斷。

2.4 軟件設計

2.4.1 Zigbee 網關軟件。所選用網關支持 Python 語言編程,運行于網關上的軟件程序使用 Digi 公司的 DIA設備集成應用技術平臺。該平臺面向對象,可擴展性好,可自行通過擴展設備驅動代碼將第三方設備集成進系統。該平臺下軟件運行方式以加載設備驅動代碼的方式進行,對特定設備、特定功能都抽象成設備驅動代碼。對電燈控制的功能抽象成一個電燈控制類,該類的控制方法流程圖。

2.4.2 應用軟件?;?Google云技術的 App Engine 應用程序引擎,使用 Python 語言開發,后可使用域上的免費域名來為應用程序提供服務。

3 系統綜述

系統的實施過程幾乎不需要布線施工,現場采用Zigbee 無線通訊技術,接入互聯網后運用云計算技術,又不需要基礎設備、不需要 IT 設備維護,使得項目施工工作量減少,施工周期大幅縮短。由于 Google的云計算服務按需收費,從目前系統運行情況看,沒有超出 Google App Engine 服務每個月的免費限額,所以目前還不需要為使用 Google 云計算平臺付費,而Google 的收費標準也不高。該系統經過幾個月的運行,授權用戶成員可隨時隨地查看監控狀態信息,以及人為控制電燈狀態,一切運行正常,未發生不響應或錯誤響應等異?,F象,證明系統穩定可靠。該系統的穩定運行,說明物聯網技術在能源管理系統中可以得到很好的應用,證明該物聯網構架解決方案可行、可靠,且具有很強的優勢。

4 結束語

物聯網技術在此能源管理系統中取得了成功的應用,通過設定一些閾值及條件,電燈可依照亮度傳感器的感知數據及夏令、冬令時間自行開關,實現了物物感知、智能控制的效果,而云技術的運用實現了免IT基礎設施的用戶應用即時,徹底消除了 IT 設備采購周期、IT維護等因素的影響。運用物聯網技術將使人們的生活更加便捷、更加智能化,物聯網技術將會越來越多的被應用,物聯網應用也會從目前的局限于一個工廠、一棟樓宇的局域感知型物聯網,向大范圍、眾多不同設備互聯的廣域感知型物聯網發展。但是由于當前物聯網技術還沒有相關統一的標準體系,且物聯網本身的定義還存在爭論,因此,全面普及的大范圍廣域物聯網還有許多路要走。

參考文獻:

[1]王寶云.物聯網技術研究綜述[J].電子測量與儀器學報,2009 年 12月,第 23卷第 12期.

物聯網及應用技術范文5

關鍵詞:物聯網;智能交通;電子收費系統

0 引言

說起交通,應該是與日常生活最貼近的。每天去單位上班,都要與公交車、地鐵、小汽車、出租車、自行車等打交道;如果出差,有可能乘坐火車、輪船、飛機,也可能駕車選擇高速公路,以上都是交通工具的一部分。但是我們經常面臨的情況卻是乘車擁擠、交通堵塞、駕車受阻,等待難耐,在這種情況下,改變現在的交通狀況,減輕交通擁擠,減少交通事故,制止交通環境惡化就成為一個亟待解決的問題,從而,智能交通應運而生。

1 智能交通的概念

在20世紀80年代時,智能交通的概念產生了,最具代表性的是美國智能車輛道路系統(IVHS)、歐洲高效安全歐洲交通信息通訊系統(PROMETHEUS)、歐洲車輛安全道路結構計劃(DRIVE)、日本的道路交通信息通信系統(VICS)。它們共同的特點是在整個交通的服務、管理和控制上運用了先進的信息技術、計算機技術、數據通信技術、傳感器技術、電子控制技術、人工智能等多種技術,從而形成一種廣范圍、全方位發揮作用的實時、準確、高效的運輸綜合管理系統,以便可以解決目前出現的交通擁擠、交通事故和環境污染等問題。

智能交通是一個運用現代電子信息技術面向交通運輸的服務系統。它最大的特點是將信息進行收集,然后對信息進行處理、、交換、分析、利用,最終為交通的參與者提供多樣性的服務。換句話說,就是在高科技的支持與幫助下,讓傳統的交通模式變得更加智能化,更加安全、節能、高效率。

在未來城市的發展中,無線信息將成為車輛與交通設施之間、車輛與車輛之間的橋梁,未來的交通技術將利用電力化、車聯網和自動駕駛來實現城市交通設備、信息等各方面資源的整合,完成城市智能交通系統的構建。未來的智能交通系統可以讓車流就像海中的魚群一樣,在馬路上快速的游動但卻又彼此不會相撞。

智能交通在中國主要應用于以下三大領域。

(1)公路交通信息化,主要是指高速公路建設、省級國道公路建設、公路交通領域。公路收費是現在的熱點項目,而這個項目又以軟件為主。聯網收費軟件和計重收費系統是公路收費的兩個組成部分。

(2)城市道路交通管理服務信息化。城市道路交通管理服務信息化的主要問題是兼容和整合,所以,這一領域的應用熱點就是選擇一個綜合性的信息平臺,來實現對兼容和整合。

(3)城市公交信息化。根據目前的情況來看,公交系統信息化在國內城市中應用的比較少,也比較落后,而智能公交調度系統在國內的發展還基本處于空白階段。不過在一些一線城市以及南方沿海地區,都已經開始重視智能交通的發展了。

2 智能交通系統

交通問題是國計民生問題,而交通擁堵現在已經成為一個嚴重的社會問題。針對這種情況,提高交通的智能化功能是當前解決問題的一個有效方法。因此,智能交通管理系統的建設已經成為城市交通發展的必由之路。

智能交通系統(Intelligent Transportation Systems,ITS)是通過將傳感器技術、RFID技術、無線通信技術、數據處理技術、網絡技術、自動控制技術、視頻檢測識別技術、GPS技術、信息技術等綜合應用于整個交通運輸管理體系中,從而建立起實時、準確、高效的交通運輸控制和管理系統。

智能交通系統的工作流程是:首先通過布設各種傳感器,獲取需要的交通信息;然后使用有線或者無線的網絡通信技術;將獲取的交通信息進行傳輸和匯集;最后將所有數據進行融合處理,從而達到監控和管理交通基礎設施以及交通流量的目的,為交通使用者及管理者提供服務。

3 智能交通的體系結構

智能交通作為物聯網在交通運輸領域的應用,遵循物聯網的體系結構。智能交通系統由五大子系統組成,分別是:交通信息采集、互聯通信、交通狀況監視、交通控制和信息。要想形成一個智能化的交通系統,實現車與路之間、車與人之間以及人與人之間的互相連通,那么必須依靠智能交通前端的感知技術、中間的傳輸技術以及后端的信息處理技術。

ITS系統使用大量的嵌入式設備用于雷達測速、運輸車隊遙控指揮、車輛導航等方面,同時通過大量的傳感器采集、存儲公路城市交通各個路段的交通數據,進行分析和顯示,以供交通管理部門了解交通狀況,對擁堵路段進行疏通,也便于司機進行合理的避讓。如在有些路段,常可以看見一些大的LED顯示屏,顯示某路段車流擁堵或者交通事故,請繞行之類的提示。同時ITS系統內集成的GPS車輛監控子系統,將各種交通、天氣等信息在中心站和各子站之間通過無線通信的方式進行傳輸,從而使得各子站的GPS接收機能夠接收到車輛當前的位置、時間等數據,然后再通過無線通信方式傳輸給中心站;中心站將匯總的各子系統位置信息,送往電子地圖,顯示各子站的運動軌跡,最后通過無線通信調度指揮各子站,利用系統監控軟件完成對各子站的狀態監控。這樣就實現了對各子站的監控管理。

智能交通系統具有典型的物聯網架構,由感知層、傳輸層、數據智能處理層和應用層組成。

感知層包括信息采集和末梢網絡兩個子層。傳感器、條形碼、二維碼、RFID、智能裝置等作為數據采集設備,將采集到的數據通過末梢網絡上傳給網絡層。數據采集設備將采集出行者、車輛和道路等多方面的交通信息,然后通過末梢網絡將采集到的這些交通信息傳輸給網絡層。

傳輸層是在現有網絡的基礎上建立起來的,主要承擔著數據傳輸、匯聚功能。在物聯網中,要求傳輸層能夠把感知層感知到的數據無障礙、高可靠性、高安全性地進行傳送。在智能交通系統的傳輸層中,目前主流的電話通信網、移動通信網、互聯網、企業內部網、各類專網等網絡都是重要的核心網絡;主要使用的應用技術是接入技術以及各種延伸網等交通信息傳輸技術。

數據智能處理層是要對多種數據或信息進行處理,然后組合出高效、符合用戶要求的信息的過程。

應用層的主要功能是把感知和傳輸來的信息進行分析和處理,做出正確的控制和決策,實現智能化的管理、應用和服務。這一層解決的是信息處理和人-機界面的問題。

4 物聯網技術在智能交通中的應用

電子收費系統(Electronic Toll Collection,ETC)又稱不停車收費系統,是ITS的重要組成部分。ETC系統一種能實現不停車收費的全天候智能型分布式計算機控制、處理系統,是電子技術、通信和計算機技術、自動控制技術、傳感技術、交通工程和系統工程的綜合產物,是典型的物聯網應用。當車輛通過擁有ETC系統的收費站時,ETC系統將在車輛通過的瞬間自動完成所過車輛的登記、建檔和收費的整個過程,在不停車的情況下收集、傳遞、處理該車輛的各種信息。

高速公路ETC系統由車載單元(OBU)、路邊裝置(RSU)、ETC管理中心及后端的銀行結算系統4個部分組成。車載單元一般使用IC卡加CPU單元組成的“雙片式”結構,其中IC卡存儲賬號、余額等信息,CPU單元存儲車主、車型等物理參數并為車載單元與路邊設備之間的高速數據交換提供保障。路邊裝置負責完成與車載單元的高速通信,實時讀取通過車輛中車載單元的數據,進行合法性判斷后,發送控制信號,并將車輛通信信息發送到管理中心。ETC管理中心對整個系統進行監控和管理,與銀行收費系統進行通信和業務處理數據交換。后端的銀行收費系統對收到的扣費請求進行結賬和對賬處理。

圖1所示為利用RFID技術實現ETC的一個實例,射頻模塊采用CC1101芯片,單片機采用STC89C52芯片。有源的電子標簽放在車輛上,當車輛通過ETC收費口時,電子標簽就會把車輛的ID(身份標識)發送給收費口的讀寫器;讀寫器會通過串口將車輛ID傳送給計算機上的程序;由該程序查找相應的數據庫,找到車輛的對應信息,計算出所需繳費的金額,完成扣費后將繳費信息發回給讀寫器;讀寫器收到扣費信息后再通過射頻模塊將繳費信息發給車輛;車輛中的電子標簽收到繳費信息后會在其LED七段數碼管處顯示出所扣費用。

5 結語

隨著物聯網技術在智能交通中的應用以及發展,城市交通的智能化程度也將會大幅度提升,從而全面提升了道路管理部門對智能交通的管理和控制水平以及信息服務水平。物聯網技術將使城市的智能交通朝著大規模網絡化、集成化和面向服務化發展,最終成為智慧城市的重要組成部分。

參考文獻:

[1]田景熙.物聯網概論[M].東南大學出版社,2010.

物聯網及應用技術范文6

關鍵詞:RFID;物聯網;軍事物流

1.引言

RFID技術誕生于二戰期間,但此后的50多年時間里,其發展一直較為緩慢。近年來,隨著其應用技術環境日臻成熟,基于RFID的物聯網技術異軍突起,吸引了眾多行業的關注。隨著信息技術的迅猛發展,軍品供應鏈物流管理必須與時俱進,加強信息化建設。基于RFID的物聯網技術是近年來倍受世界矚目的IT熱點。最早使用RFID技術的是美國國防部后勤局,并已在伊拉克戰爭中得到了驗證?;赗FID的物聯網技術已經成為軍事物流信息化的著力點與突破點。本文在介紹基于RFID物聯網技術的內涵的基礎上,通過分析物聯網技術對軍品供應鏈物流管理各個層面的影響,初步探究了基于RFID的物聯網技術在軍事物流管理中的實際應用。

2.物聯網技術簡介

2.1物聯網的內涵

物聯網(IOT,Internet of Things)又叫“傳感網”,指的是利用射頻識別(RFID)等各種信息傳感設備,把所有物品的信息與互聯網實時連接起來,實現智能化管理與識別。物聯網為每一個物品分配標識,通過射頻識別(RFID)裝置、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等獲取物品標識中的信息,從而達到對物品進行識別和供應鏈實時跟蹤的目的。物聯網由三個要素組成,一是傳感設備,即以二維碼、射頻標簽和傳感器來識別“物”,國內以低頻RFID為主;二是傳輸網絡,即通過現有的互聯網、廣電網絡、通信網絡或未來的NGN網絡,實現數據的傳輸與計算,如中國移動積極推進的M2M業務;三是處理終端,指輸入輸出的控制終端,手機、電腦、通信基站以及其他移動終端。因此,我們可以給物聯網下一個定義,即:通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議, 把任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。

2.2 RFID技術

RFID的全稱是Radio Frequeney Identification,中文稱為無線射頻識別,它是一種利用射頻信號通過空間藕合(交變磁場或電磁場)實現無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術。RFID技術能夠對靜止或者移動的遠距離目標進行非接觸自動識別,具有標簽體積小、容量大、壽命長、精度高、抗干擾能力強、操作快捷等優點,特別在識別唯一物體領域具有其他識別技術無與比擬的優勢。

完整的RFID系統包括RFID數據采集端(標簽、閱讀器、天線)、中間件或者接口、應用系統和管理平臺等。RFID應用系統參考架構一般可采取四層結構形式,從下至上依次為閱讀器層、邊緣層、集成層和應用層。RFID系統的工作原理是:閱讀器通過發射天線發送一定頻率的射頻查詢信號,當電子標簽進入發射天線工作區域時產生感應電流,標簽獲得能量被激活并自動將自身編碼等信息通過卡內置發送天線發送出去;系統接收天線接收到從標簽發送來的載波信號,經天線調節器傳送到閱讀器,閱讀器對接收的信號進行調解和解碼,然后通過電腦主機送到后臺管理系統進行相應處理和控制,最終發出指令信號控制閱讀器完成不同的讀寫操作。

2.3 RFID與EPC物聯網

以簡單RFID系統為基礎,結合已有的網絡技術、數據庫技術、中間件技術等,構筑一個由大量聯網的閱讀器和無數移動的標簽組成的,比Intemet更為龐大的“物聯網” (Internet of ThingS)成為RFID技術發展的趨勢。目前較為成型的分布式網絡集成框架是EPCglobal提出的EPC網絡。正如互聯網把世界不同角落的人緊密地聯系在了一起,采用了RFID技術的EPC系統可以將世界上的所有貨物都聯系在一起,組成一個以EPC和Internet為依托,以RFID技術為紐帶的“物聯網”。

EPC系統利用RFID射頻識別技術來捕獲信息,通過無線數據通信等技術將其與開放的網絡系統相連,對供應鏈中各環節的信息進行自動識別與實時跟蹤,從而將龐大的物流世界建成一個高度智能、覆蓋世界上所有物品之間、甚至于物品和人之間的實物互聯網。

EPC物聯網將在全軍范圍內從根本上改變對軍品生產、運輸、倉儲各環節流動監控的管理水平。一個帶有電子標簽的產品,電子標簽中有這個產品的唯一編碼,當這個帶有標簽的產品通過一個讀寫器時,這個產品的信息就會通過互聯網傳輸到指定的計算機內,這是一個全自動的產品流動監測網絡。通過EPC物聯網,帶有電子標簽的軍品物質都可以隨時隨地按需被標識、追蹤和監控,從而達到信息的實時共享,便于統籌管理,進而可以更好的促進我軍后勤保障力的生成。

3.物聯網技術在軍事供應鏈管理中的具體應用

3.1 基于RFID的物聯網技術在美軍的應用

為了使美軍的供應鏈管理更加透明和敏捷,美國國防部后勤局進行了大規模的機構精簡。在整個業務流程優化以后,美國國防部后勤局運用了RFID技術,并選用了SAP AG的ERP系統和Manugistics公司的供應鏈管理軟件。這不僅使得供貨速度加快和成本降低,而且使物流配送具有了更高的靈活性和準確性。美軍兩次海灣戰爭的例子表明,應用基于RFID的物聯網技術實現對于軍品物資的全程跟蹤可以實現物資的精確投放,減少浪費,并且節省了大量的時間。系統工作的大致流程圖如圖3―1所示。

3.2 采購環節

在采購環節中,軍方可以通過RFID技術實現及時采購和快速反應采購。管理部門通過RFID技術能夠實時地了解到整個供應鏈的供應狀態,從而更好地把握庫存信息、供應和生產需求信息等,及時對采購計劃進行制定和管理,并及時生成有效的采購訂單。通過應用RFID技術,可以在準確的時間購入準確的軍品物質不會造成庫存的積壓,又不會因為缺少物資影響戰備訓練,從而實現“簡單購買”向“合理采購”轉變,即在合適的時間,選擇合適的產品,以合適的價格,按合適的質量,并通過合適的供應商獲得。

軍方以通過物聯網技術集成的信息資源為前提,可以實現采購內部業務和外部運作的信息化,實現采購管理的無紙化,提高信息傳遞的速度,加快后勤保障的反應速度,并且最終達到工作流的統一,即以采購單為源頭,對從供應商確認訂單、發貨、到貨、檢驗、入庫等采購訂單流轉的各個環節進行準確的跟蹤,并可進行多種采購流程選擇,如訂單直接入庫,或經過到貨質檢環節后檢驗入庫等,同時在整個過程中,可以實現對采購存貨的計劃狀態、訂單在途狀態、到貨待檢狀態等的監控和管理。通過對過程中資金流、物流和信息流的統一控制,以達到采購過程總成本和總效率的最優匹配。

此外,軍隊和供應商通過RFID能夠實時了解到產品的生產、流通和消耗情況以及產品的反饋信息等,不僅加強了雙方信息溝通的能力,也促進了兩者之間的持續發展合作能力,從而建立雙贏伙伴關系。軍隊也因此增強了對供應商評價的準確性及透明度,避免了人為的采購成本增加,同時提高了采購效率,降低了交易費用。

3.3 生產環節

傳統軍品的物流系統的起點在入庫或出庫,但在RFID軍事物流系統中,所有的軍事物資在生產過程中應該已經開始實現RFID標簽(Tag)。由于在一般的商品物流中,大部分的RFID標簽都以不干膠標簽的形式使用,只需要在物品包裝上貼RFID標簽就可以。軍事物品具有較高的保密性,因此在軍事物品中,RFID標簽需要嵌套在包裝中,或直接嵌套在物品內,以加強軍用物資與RFID的保密性。

在軍事物資生產環節中最重要的是RFID標簽的信息錄入,可分為4個步驟完成:

1)描述相對應的物品信息,包括生產部門、完成時間、生產各工序以及責任人、使用期限、使用目標部門、項目編號、安全級別等,RFID標簽全面的信息錄入將成為過程追蹤的有力支持。

2)在數據庫中將軍事物品的相關信息錄入到相對應的RFID標簽項中。

3)將軍事物品與相對應的信息編輯整理,得到軍事物品的原始信息和數據庫,這是整個物流系統中的第一步,也是RFID開始介入的第一個環節,需要絕對保證這個環節中的信息和RFID標簽的準確性與安全性。

4)完成信息錄入后,使用閱讀器進行信息確認,檢查RFID標簽相對應的信息是否和物品信息一致;同時進行數據錄入,顯示每一件物品的RFID標簽信息錄入的完成時間和經手人。為保證RFID標簽的唯一性,可將相同產品的信息進行排序編碼,方便相同物品的清查。

3.4 入庫環節

傳統軍事物流系統的入庫有3個基本要素是嚴格控制的:經手人員、物品、記錄,這個過程需要耗費大量的人力、時間,并且一般需要多層多次檢查才能確保準確性。在RFID的入庫系統中,通過RFID的信息交換系統,這3個環節能夠得到高效、準確的控制。在RFID的入庫系統中,通過在入庫口通道處的閱讀器(Reader),識別軍事物品的RFID標簽,并在數據庫中找到相應軍事物品的信息并自動輸入到RFID的庫存管理系統中。系統記錄入庫信息并進行

核實,若合格則錄入庫存信息,如有錯誤則提示錯誤信息,發出警報信號,自動禁止入庫。在RFID的庫存信息系統中,通過功能擴展,可直接指引叉車上的射頻終端,選擇空貨位并找出最佳途徑,抵達空位。閱讀器確認貨物就位后,隨即更新庫存信息。物資入庫完畢后,可以通過RFID系統打印機打印入庫清單,責任人進行確認。

3.5 庫存管理環節

物品入庫后還需要利用RFID系統進行庫存檢查和管理,這個環節包括通過閱讀器對分類的軍品進行定期的盤查,分析軍品庫存變化情況;軍事物品出現移位時,通過閱讀器自動采集貨物的RFID標簽,并在數據庫中找到相對應的信息,并將信息自動傳錄入庫存管理系統中,記錄軍品的品名、數量、位置等信息,核查是否出現異常情況在RFID系統的幫助下,大量減少傳統庫存管理中的人工工作量,實現軍品安全、高效的庫存管理。由于RFID實現數據錄入的自動化,盤點時無需人工檢查或掃描條碼,可以減少大量的人力物力,使盤點更加快速和準確。利用RFID技術進行庫存控制,能夠實時準確掌握庫存信息,從中了解每種產品的需求模式及時進行補貨,改變低效率的運作情況,同時提升庫存管理能力,降低平均庫存水平,通過動態實時的庫存控制有效降低庫存成本。

3.6 出庫管理環節

在RFID的出庫系統管理中,管理系統按軍事物品的出庫訂單要求,自動確定提貨區及最優提貨路徑。經掃描貨物和貨位的RFID標簽,確認出庫物品,同時更新庫存。當軍品到達出庫口通道時,閱讀器將自動讀取軍品的RFID標簽,并在數據庫中調出相對應的信息,與定單信息行對比,若正確即可出庫,貨物的庫存量相應減除;若出現異常,倉儲管理系統出現提示信息,方便工作人員進行處理。

3.7 運輸管理環節

軍品在運輸途中需要定期進行檢查,而傳統的檢查辦法耗費大量的人力和時間。在RFID的系統幫助下,運輸途中的檢查便捷很多。使用UHF的高頻射頻系統可對方圓10 m的RFID標簽進行自動識別,RFID系統的閱讀器首先將同批物品的RFID標簽進行識別,同時調出數據庫相對應的標簽信息,其次將這些信息與數據庫的進行對比,查看物流途中的各類軍事物品是否存在異常。在主要的運輸路線上設置結構合理、數量合適的裝有RFID接收轉發裝置的站點是運用物聯網技術實施運輸管理的關鍵,而軍方單獨完成工程的難度較大,可采用軍民融合的方式,依靠民用站點資源。當貼有標簽的軍品經過站點時,閱讀器自動采集EPC編碼信息,并可通過北斗系統對軍品進行跟蹤定位。

4.注意事項與建議

由于軍事物流系統有著本身的特殊性,因此在基于RFID的物聯網系統建立及使用過程中必須保證其應有的安全性和技術可靠性。為保證軍事RFID信息的安全性,應在頻率使用上盡量避免與公共頻率重合,在物聯網系統實現信息高效交流的同時,也容易造成信息泄漏,所以要對該系統進行加密處理。RFID系統的加密可分為物理安全加密和基于密碼技術的安全加密。為了提高我軍的信息化建設水平,加快基于RFID的物聯網技術在軍品供應鏈物流管理中的應用研究,我們應該做到:一,必須與國家標準同步盡快制定我軍的相關軍用標準,最大化的發揮其全局效能。二,重視后端應用軟件的研究,例如:數據庫,應用程序,中間接口程序等。三,加強基于RFID的物聯網系統的軍事物流模式研究,建立示范單位,以點帶面,推動全軍的基于RFID的物聯網系統的運作能力。

參考文獻:

[1]寧煥生,張彥.RFID與物聯網[M].電子工業出版社,2008.

[2]張建軍.軍隊信息化與軍事系統工程[M].海潮出版社,2005.

[3]張志勇,黎忠誠.美軍物流系統的變革方略[J].國防科技大學學報,2008,(3):1-9.

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