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物聯網發展概述范文1
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[5] 戴國華,余駿華. NB-IoT的產生背景、標準發展以及特性和業務研究[J]. 移動通信, 2016,40(7): 31-36.
[6] 楊旭,李俊宏. 無線多址接入網絡編碼中繼的信道分配算法[J]. 無線電通信技術, 2014,40(1): 21-25.
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物聯網發展概述范文2
關鍵詞 物聯網;發展現狀及存在問題;智能交通系統;應用
中圖分類號:TN929 文獻標識碼:A 文章編號:1671—7597(2013)041-106-01
目前,我國的信息化技術不斷發展,物聯網技術也受到國家政府以及企業越來越多的支持和重視。作為走在國際最前沿的一項新技術,它被譽為:“技術的第四次產業革命”,在國家五大戰略性新興產業中,已被國務院上升到第二位。介于物聯網關系到信息資源以及未來網絡的應用,物聯網將在推動世界迅速發展中占主導地位。
1 物聯網概述
隨著計算機、互聯網以及移動通信網的廣泛應用,物聯網產業已經成為繼它們之后的第三次世界信息產業發展浪潮。物聯網概念第一次被提出是美國麻省理工大學Auto.ID實驗室在1999年提出的,當時被稱為EPC系統。它是通過信息傳感設備,包括:RFID技術、紅外感應、激光掃描器、各類傳感設備裝置、全球定位系統以及視頻識別技術等,依照約定的協議,根據實際需要來完成物品互相聯通的網絡連接,然后進行通信以及交換信息,以至達到智能識別、定位、跟蹤、監控以及管理的智能系統。
2 物聯網發展現狀及存在的問題
物聯網技術的發展在我國起步比較早,所以現階段在技術與標準等方面也存在一定的優勢。在1991年,施樂公司的首席科學家Mark Weiser在《科學美國》這本權威雜志上對于計算機的發展前景作出了大膽的預測,也就是物聯網最早時候的萌芽狀態。而中國在1999年有了傳感網定義,并且開始了傳感網的研究與開發,因此逐漸有了物聯網的雛形。
感知、傳輸、處理、實現、及時、精確、全面地獲取和處理信息是物聯網技術發展的重要環節。根據相關不完全統計,我國物聯網市場規模在2010年幾乎達到兩千億元。在標準研制與技術研發中也取得了重大突破,我國在多領域實施了技術攻關措施達到了較好的效果,其中包括:通信協議、芯片、智能計算機、協同處理以及網絡管理等?,F階段,我國在諸多領域應用了物聯網技術,如:環保、物流、醫療、農業、電力、交通、安防等,并且這些物聯網應用模式逐漸走向成熟。
雖然我國在物聯網應用及發展中取得了一些進步,但應該清楚我國在物聯網發展中還存在很多不足。主要表現為:帶頭精英企業少,信息安全方面不完善,技術產品差,規?;瘧貌欢?,應用水平不夠高,高端綜合集成服務能力弱等。
3 智能交通系統的概述
隨著城市化建設的不斷發展,交通越來越阻塞,交通事故也隨之頻繁發生,然而傳統的應對措施根本無法徹底解決交通問題,智能交通系統應運而生。
智能交通系統是把多種技術有效集成應用在交通領域的綜合管理體系,其中包括:通信技術、傳感技術、微處理技術以及信息技術。其目的在于改善交通情況,建立交通工具、駕乘人員以及道路三者互相的動態聯系,使駕駛員能在有效時間內清楚道路交通和車輛情況,使行車路線得到優化,降低了交通事故的發生率,保證了環境質量。智能交通系統是物聯網技術在交通系統中的高效應用,它將信息高速公路與實體高速公路恰到好處的融合在一起,現階段智能交通系統還沒有得到普及,但已經有很多國家包括我國在內都已經在進行進一步的研究。
4 發展智能交通系統的必要性
城市交通問題多,主要體現在以下幾個方面:
1)沒有快速路走廊,道路比例失衡。
2)車輛的發展速度過快。雖然城市的道路一直在進行不斷的完善,在長度和面積上都有很大的增長,但與車輛的增長速度相比較還是處于落后狀態,因此也導致了交通狀況的不斷惡化。如此看來,目前的交通設施已經達不到交通路況的需要。所以,只是純粹的依靠道路建設,很難徹底解決交通問題。只有在進行道路建設的同時加快智能交通系統的建設,才能徹底有效的改善交通狀況。
3)交通政策不完善,管理技術不夠強,導致交通堵塞,交通效率不高。
5 智能交通系統的總體架構
早期的智能交通系統被稱為智能車輛道路系統,簡稱:IVHS。因為各個地方的國土面積、人口數量、密度和分布情況、汽車擁有量以及人均道路擁有量等都不一樣,所以通常由政府組織開展智能交通系統的規劃。鑒于如今的交通發展趨勢,智能交通系統可分為以下幾個支撐系統:
1)動態路線引導系統,簡稱:DRGS。
2)車輛運行管理系統,簡稱:MOCS。
3)安全駕駛支持系統,簡稱:DSSS。
4)智能圖像處理系統,簡稱:IIIS。
5)緊急救援與公眾安全系統,簡稱:HELP。
6)公交優先系統,簡稱:PTPS。
7)先進車輛信息系統,簡稱:AMIS。
8)環境保護管理系統,簡稱:EPMS。
6 物聯網在智能交通系統中的應用
6.1 Telematics通信服務系統
Telematics車聯網系統具有通信控制功能以及強大的計算功能,由專業公司提供相關服務需要。首次開展此項業務的是QnStar公司以及美國通用汽車公司。迄今為止,全世界已經有六百多萬輛汽車在使用,其中我國也已經開通了這項服務。緊急救援、導航系統、碰撞自動求助以及車輛防盜等服務都是OnStar公司提供的。
6.2 互動式公交車站
互動式公交車站EyeShop系統的初始構想是實現人與自然的互動,在不受限制的空間內提供不收費的服務,使得公眾在等車的時候也能實現查詢多種信息、規劃旅游線路以及進行閱讀和娛樂等。并且該系統提供娛樂互動空間,如:互動式地圖、公告欄、個性分類廣告、電子涂鴉以及路線規劃等。
6.3 V2V汽車防碰撞預警系統
V2V汽車防碰撞預警系統是由美國通用汽車公司最早發行的防碰撞與防追尾的預警系統,它的原理是當兩車在距離比較近時,便會發出提示的警報,警示兩車的駕駛員要提前進行防范。
7 結束語
本文對物聯網的概念、發展現狀與問題以及智能系統的總體架構和應用進行了完整的表述,通過結合我國交通的實際情況作出了物聯網在智能交通系統中應用的初步分析。綜合上述可以看出,物聯網為中國的信息化產業的發展提供了一個難得的機會,并且已經受到國家的重視以及支持。隨著物聯網在智能交通系統中的應用,信息革命將再度被引領,使我國信息化產業走向更強。
物聯網發展概述范文3
關鍵詞:物聯網 智能家居 遠程監控子系統 軟件設計
中圖分類號: TQl74.758.11 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2016)04-0000-00
隨著信息時代的到來,現代化科學技術得到了迅猛發展,智能家居逐漸走入居民的日常生活中?,F階段人們置業時不再單純地追求房屋的位置與面積,對家居的智能化也提出了要求,這也就使得國內外企業都逐漸加快了智能家居的產業化進程?;谶@一現狀,對基于物聯網的智能家居遠程監控子系統軟件設計進行分析具有一定的現實意義。
1物聯網與智能家居概述
1.1物聯網概述
所謂物聯網,主要指的是通過具備一定智能感知能力、分析處理能力、計算能力以及執行能力的智能芯片,將物質世界的實際物體改造成為智能化對象,通過相應的通信協議對數據進行接收、傳輸、分析以及處理,從而搭建起物與物、人與物進行連接的網絡[1]。物聯網技術由感知層、網絡層、應用層以及公共支撐技術組成,具備整體感知特征、智能處理特征以及可靠傳遞特征三大特征。
1.2智能家居概述
智能家居系統主要通過在家居住宅環境中應用嵌入式技術、計算機技術、通信技術等現代化技術,對家居生活中的各種子系統進行改造,從而構建舒適、環保、高效的家居環境[2]。物聯網技術由感知層、網絡層、應用層以及公共支撐技術組成,具備整體感知特征、智能處理特征以及可靠傳遞特征三大特征。
2基于物聯網的智能家居遠程監控子系統軟件設計分析
2.1系統需求
現階段的智能家居系統通常對光源、互聯網、家用電器進行分散性控制與管理,導致家居設備不能通過互聯網進行統一控制。因此基于物聯網的智能家居遠程監控子系統軟件應當利用具有多電器接口的集中裝置進行控制,統一對家具設備進行聯網,從而通過智能終端實現家居設備的自動化控制。同時安全預警系統在智能家居系統中極為重要,主要通過門磁、紅外線探測等室外感應器對異常狀況進行預警,若業主沒有及時對預警信號進行處理,預警系統會根據功能的不同連續發出預警信號。
2.2設計思想
基于物聯網的智能家居遠程監控子系統軟件應當構建多樣化的遠程監控系統,利用手持遙控監控、互聯網監控、4G遠程監控等方式滿足業主的多元化需求。同時應當謹慎選擇傳感與執行設備的分布,合理架構網路線路,保證智能信息處理系統軟件功能的實現。智能家居系統作為智能小區系統的重要組成部分,它在運行過程中除了對家居環境進行改造,還應當加強與智能小區系統的結合,在智能小區系統中實現資源有效整合,進而完善家庭安防等遠程監控功能,提高系統資源利用率。
2.3軟件設計
2.3.1家庭安防子系統軟件的設計
家庭安防子系統軟件包括防盜報警遠程監控、火災報警遠程監控、燃氣泄漏遠程監控以及緊急情況求助等功能模塊,可以有效地保證業主的生命財產安全。家庭安防子系統軟件主要通過在家居環境中的門窗、客廳、廚房等重要區域安置傳感器,實現對家居環境不同區域的實時性動態監控。家庭安防子系統中主要使用ZigBee傳感網絡子軟件,軟件采用分層軟件結構,由HAL層提供各種硬件模塊的驅動,對定時器Timer、通用輸入/輸出GPIO以及通用異步收發傳輸器UART進行驅動,并通過OSAL提供各項管理服務。ZigBee傳感網絡子軟件通過物聯網技術與業主的通信設備進行連接,方便業主隨時隨地通過通信設備對家居環境中的安全狀況進行了解與掌握。當家居環境中出現了異常狀況時,家庭安防子系統可以利用ZigBee傳感網絡子軟件進行分析,并根據報警原因系統觸發報警程序發出報警信號,并會及時將信息傳送至智能小區系統,智能小區系統會根據報警信號聯系警察或保安對警情進行處理[4]。報警模塊的電路設計主要通過PNP三極管8050的導通與截止對蜂鳴器的報警信號進行控制。
2.3.2遠程抄表子系統的設計
傳統的人工抄表方法不僅會造成人力物力的浪費,而且會在一定程度上打擾業主的正常生活,智能家居系統中的遠程抄表子系統替代了傳統的人工入戶抄表,提高了業主的居住滿意度。遠程抄表子系統利用電子通信技術以及傳感器技術,將電表、水表以及燃氣表通過互聯網與小區物業管理中心進行連接,方便智能小區系統對測量表的計量數值進行統計、分析與管理。當小區物業管理中心發出抄表指令時,數據集中器就會將數據通過網絡網關發送至智能家居系統,業主在家就可以輕松進行繳費與結算。
2.3.3收費管理子系統的設計
收費管理子系統是由遠程抄表子系統衍生出的智能家居系統,這一系統通過遠程抄表子系統中的數據對費用進行自動計算,并對繳費時限進行設置[5]。業主在收到繳費通知后,可以利用互聯網對詳細費用進行查詢與繳納。同時收費管理子系統還可以與家庭安防子系統進行協同工作,當業主未能按時繳納費用時會及時報警進行提示,從而提高費用繳納的便捷性。
2.3.4智能家電子系統的設計
智能家電子系統是智能家居系統中的核心組成部分,是影響業主舒適度與滿意度的重要因素。隨著現代化互聯網技術以及通信技術的發展與成熟,物聯網技術也獲得了較大程度的發展,并在冰箱、空調、熱水器等家用電器中得到了應用。智能家電子系統就是對智能電器進行統一管理的技術系統,這一系統可以根據業主差異性的家居環境以及實際需求對家電進行合理化改造。智能家電子系統中的家電具備網絡化功能,智能型家用電器可以通過互聯網技術進行連接,實現家電信息的交流與共享,同時智能家電利用嵌入式互聯網監控軟件還可以對家居環境的變化進行監控,并及時對工作方式進行調節,從而提高業主的舒適度[6]。同時智能家電子系統還具備節能性特點,智能家用電器可以根據家居環境變化及時調整工作時間,在不需要使用時及時進行休眠,從而對能源進行節約。
智能家居系統對冰箱、空調、熱水器等智能家用電器的控制主要利用嵌入式互聯網監控軟件實現。現階段絕大多數智能家居系統使用嵌入式互聯網監控軟件主要由嵌入式WEB服務器與嵌入式視頻服務器,mjpg-streamer組成。智能家電子系統中較為常用的是Boa服務器,即嵌入式WEB服務器,主要通過在官方網站下載源代碼壓縮包進行移植,并設置文件Makefile完成對CGI的功能支持與設置。對于嵌入式視頻服務器來說,其最為典型的用途是將電視模擬視頻信號轉換為數字視頻數據,并在虛擬機中進行存儲,MIPEG與MPEG可以傳送高質量的圖片以及視頻,但是卻需要較大的帶寬進行支持,智能家居系統虛擬機需要輸入正確的數據實現客戶端系統的智能交互。
3結語
隨著自動化技術以及信息技術的發展,我國居民的日常生活得到了巨大的改變,人們對于生活質量的要求也日益提高?;谖锫摼W的智能家居遠程監控子系統是信息時代下智能小區建設的研究內容,體現了家居生活與現代化科學技術的結合?;谖锫摼W的智能家居遠程監控子系統軟件設計應當從人性化設計出發,加強家居環境與業主的溝通與交流,從而構建現代化的家居環境。
參考文獻
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物聯網發展概述范文4
關鍵詞:物聯網技術 高校智慧校園 應用研究
中圖分類號:TP391.44 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2016)12-0100-01
物聯網技術是計算機網絡技術、通信技術、數字技術發展到一定階段的產物,其具有廣泛的應用價值,并且促進其應用領域的發展。高校數字化校園建設的完善,促進了物聯網技術在高校智慧校園建設中的應用,在一定程度上提高了高校資源的共享化,讓高校中人與物、人與人、物與物之間真正的聯系起來,形式一個三維立體化管理模式,為學生提供了良好的學習環境,改變了學生的學習、生活、娛樂等方式,為高校事業進一步發展提供了有力的保障,高校智慧校園建設是高校發展的要求,也是社會發展對高校提出了新的要求。
1 物聯網技術相關概述
在互聯網+時代,人們非常重視信息,提高信息的使用率,高校校園網建設是一項工程,基于物聯網技術的高校智慧校園建設的完善,有助于提高學校的管理水平,符合時展的需要,物聯網技術是在互聯網技術基礎上的延伸和擴展的一種網絡技術,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,將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、追蹤、監控和管理的一種網絡技術。物聯網技術將復雜的工作變簡單高效,在非常多的領域得到廣泛應用。當前應用主要是感知識別層、網絡構建層、管理服務層以及綜合應用等四個層次。通過感知識別層采集和處理信息,網絡構建層主要是完成信息傳輸,將感知識別層的數據接入到互聯網中,提供給管理服務層,管理服務層對信息處理,將大規模數據高效、可靠地組織起來,綜合應用層將各類信息系統處理后,并通過設備與人進行交互,通過實際應用實現行業智能化。高校數字化校園完善是保障物聯網技g在高校的應用基礎設施,物聯網技術的發展需要網絡技術與通信技術的發展,基于物聯網技術的高校智慧校園的建設,提高了高校的管理水平,為高校進一步發展提供了保障。
2 物聯網及時在高校智慧校園建設中的應用
2.1 物聯網技術在高校教學中的應用
現在我國企業快速發展,用人的標準不斷在變化,我國傳統高校的教學模式已經不適應社會發展的需要,必須建立一個新的教學模式,培養企業需要的人才,現代企業需要實踐型的高級人才,學生不僅要有理論基礎,必須有較強的實踐技能。物聯網技術是一種新型的技術,利用先進的技術在教學改革中,為教學改革順利進行提供了技術支持。在教學改革中,利用物聯網技術搭建教學平臺,教學平臺的搭建,為教學改革提供了可能,具有很多優勢。首先,教師可以在教學平臺上上傳預習資料,學生可以不受時間和空間限制進行學習,在學習過程中,遇到不會的問題,可以進行留言,教師和學生都可以解決問題,開發性的問題,大家可以進行探討,培養學生積極思考的習慣,能獨立分析問題,解決問題能力,通過平臺交流,激發了學生學習的興趣,增強學生創新意識,提高其創新能力。其次,通過物聯網技術可以通過觀察教室的溫度,濕度、陽光強度、音量等,可以通過設備統一調整,創建一個良好的學習環境,滿足教學需要。最后,在教學過程中,學生考勤可以通過物聯網技術完成,為教師的教學節省了大量時間,利用軟件可以了解學生出勤狀況,學生進教室需要打卡,通過打卡時間可以知道遲到,早退的同學,曠課的同學在教室的電腦中的名字是黑色的,證明沒有出勤,利用軟件教學管理提高了教學效率,激發了學生學習興趣,提高了教學效果。物聯網技術在教學中的應用,是教學模式改革的需要,也是社會對人才的需要,為教學提供了先進的教學手段,豐富了教學內容,改變教學考核方法,有效提升教學效果。
2.2 物聯網在高校校園生活管理中的應用
在高校學生的生活管理很重要,好的高校都有一個好的管理團隊。高校的生活管理主要就是消費管理和后勤管理。后勤管理主要包含學生衣、食、住、行,利用物聯網技術提高了工作效率,提高了學生對后勤管理的滿意度。消費管理現在高校主要是一卡通,一卡通在校園進行流通,學生食堂、超市、洗浴中心等都可以應用一卡通,為學生的生活提供了方便,具有一定的靈活性,具有很強的推廣價值。
2.3 物聯網在高校能源資源管理中的應用
高校能源資源管理是非常重要的,關系到學校的發展,在實際工作過程中一定要注意資源的浪費,必須提升學生資源管理的意識。利用物聯網技術可以自覺進行調控環境溫度和光照強度,建立一些設備電子標簽如辦公室空調,教室空調,實驗室,機房空調,教室照明設備,居室照明和路燈照明設備等,逐漸完善無線網絡傳輸系統,在重要的位置安裝無線傳感器節點,設備采集,分析的能耗,并實現實時控制,節約高校的能量消耗。利用物聯網技術節約了能源,也有助于培養學生良好的生活習慣,平時注意節約水、電、糧食等,是培養學生自身素養提升的基本保障,為學生將來就業打下良好基礎,有助于學生健康成長,成為社會上的有用人才。
參考文獻
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1 物聯網技術相關概述
在互聯網+時代,人們非常重視信息,提高信息的使用率,高校校園網建設是一項工程,基于物聯網技術的高校智慧校園建設的完善,有助于提高學校的管理水平,符合時展的需要,物聯網技術是在互聯網技術基礎上的延伸和擴展的一種網絡技術,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,將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、追蹤、監控和管理的一種網絡技術。物聯網技術將復雜的工作變簡單高效,在非常多的領域得到廣泛應用。當前應用主要是感知識別層、網絡構建層、管理服務層以及綜合應用等四個層次。通過感知識別層采集和處理信息,網絡構建層主要是完成信息傳輸,將感知識別層的數據接入到互聯網中,提供給管理服務層,管理服務層對信息處理,將大規模數據高效、可靠地組織起來,綜合應用層將各類信息系統處理后,并通過設備與人進行交互,通過實際應用實現行業智能化。高校數字化校園完善是保障物聯網技術在高校的應用基礎設施,物聯網技術的發展需要網絡技術與通信技術的發展,基于物聯網技術的高校智慧校園的建設,提高了高校的管理水平,為高校進一步發展提供了保障。
2 物聯網及時在高校智慧校園建設中的應用
2.1 物聯網技術在高校教學中的應用
現在我國企業快速發展,用人的標準不斷在變化,我國傳統高校的教學模式已經不m應社會發展的需要,必須建立一個新的教學模式,培養企業需要的人才,現代企業需要實踐型的高級人才,學生不僅要有理論基礎,必須有較強的實踐技能。物聯網技術是一種新型的技術,利用先進的技術在教學改革中,為教學改革順利進行提供了技術支持。在教學改革中,利用物聯網技術搭建教學平臺,教學平臺的搭建,為教學改革提供了可能,具有很多優勢。首先,教師可以在教學平臺上上傳預習資料,學生可以不受時間和空間限制進行學習,在學習過程中,遇到不會的問題,可以進行留言,教師和學生都可以解決問題,開發性的問題,大家可以進行探討,培養學生積極思考的習慣,能獨立分析問題,解決問題能力,通過平臺交流,激發了學生學習的興趣,增強學生創新意識,提高其創新能力。其次,通過物聯網技術可以通過觀察教室的溫度,濕度、陽光強度、音量等,可以通過設備統一調整,創建一個良好的學習環境,滿足教學需要。最后,在教學過程中,學生考勤可以通過物聯網技術完成,為教師的教學節省了大量時間,利用軟件可以了解學生出勤狀況,學生進教室需要打卡,通過打卡時間可以知道遲到,早退的同學,曠課的同學在教室的電腦中的名字是黑色的,證明沒有出勤,利用軟件教學管理提高了教學效率,激發了學生學習興趣,提高了教學效果。物聯網技術在教學中的應用,是教學模式改革的需要,也是社會對人才的需要,為教學提供了先進的教學手段,豐富了教學內容,改變教學考核方法,有效提升教學效果。
2.2 物聯網在高校校園生活管理中的應用
在高校學生的生活管理很重要,好的高校都有一個好的管理團隊。高校的生活管理主要就是消費管理和后勤管理。后勤管理主要包含學生衣、食、住、行,利用物聯網技術提高了工作效率,提高了學生對后勤管理的滿意度。消費管理現在高校主要是一卡通,一卡通在校園進行流通,學生食堂、超市、洗浴中心等都可以應用一卡通,為學生的生活提供了方便,具有一定的靈活性,具有很強的推廣價值。
2.3 物聯網在高校能源資源管理中的應用
高校能源資源管理是非常重要的,關系到學校的發展,在實際工作過程中一定要注意資源的浪費,必須提升學生資源管理的意識。利用物聯網技術可以自覺進行調控環境溫度和光照強度,建立一些設備電子標簽如辦公室空調,教室空調,實驗室,機房空調,教室照明設備,居室照明和路燈照明設備等,逐漸完善無線網絡傳輸系統,在重要的位置安裝無線傳感器節點,設備采集,分析的能耗,并實現實時控制,節約高校的能量消耗。利用物聯網技術節約了能源,也有助于培養學生良好的生活習慣,平時注意節約水、電、糧食等,是培養學生自身素養提升的基本保障,為學生將來就業打下良好基礎,有助于學生健康成長,成為社會上的有用人才。
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物聯網發展概述范文5
關鍵詞:數字環保;智慧環保;發展研究
隨著我國經濟社會的快速發展,提高環境監測手段和監測實效性,對環境污染和污染排放進行感知以及有效的判定環境監察執法工作等成為環境保護領域的面臨的重要問題。過去的“數字環?!惫ぷ鳈C制已經不能滿足當前嚴峻的環境問題治理和控制需求,而在“數字環?!被A上發展起來的“智慧環?!睘樾聲r期的環境保護工作提供了新的思路。因此,對“數字環?!钡健爸腔郗h?!钡陌l展進行研究,對我國的環境保護工作具有十分重要的意義。
一、“數字環?!毕嚓P內容概述
“數字環?!笔腔跀底值厍?、GIS系統、GPS系統以及環境管理和決策支持系統等信息技術手段的基礎上發展起來的,是收集環境數據、處理環境問題的大型環境保護系統?!皵底汁h保”的核心是環境保護,將基礎環境監控平臺、高級環境監控系統以及戰略環境監測系統整合到一起,并運用信息技術、網絡技術、自動化技術以及通訊技術等對各個地區和層級的環境保護工作提供數據采集、信息處理以及決策支持等功能的服務。將“數字環保”系統運用到實際工作中,就要建立集環境數據中心、環境地理信息系統、環境信息定位系統、環境應急管理系統等為一體的數字環保管理體系,并且輻射到各個地區和層級,構建環境信息化管理和監管執法業務體系。
二、“智慧環?!毕嚓P內容概述
“智慧環保”的概念是在“智慧地球”概念的提出上提出來的,是利用新的信息技術,提高環境保護領域中的環境信息通信能力、環境感知能力、環境分析能力以及環境應變決策能力的一種環保信息化技術?!爸腔郗h?!币笤诂F有的“數字環保”環境信息化基礎上,充分的利用新一代信息技術,如物聯網、傳感網、云計算、虛擬現實等,將感應器和裝備嵌入到環境監控對象中,通過超級計算機和云計算將環境保護領域中應用的物聯網連接起來,將人類社會與環境保護系統緊密的結合在一起,對環境保護管理實行更加精確、及時的監控,促進環境保護決策的有效性和科學性。當前,“智慧環?!币呀洺蔀樾聲r期環境保護信息化發展的必然趨勢。
三、從“數字環保”到“智慧環保”的相關發展探究
(一)從“數字環保”到“智慧環?!钡募夹g發展
從“數字環?!钡健爸腔郗h?!?,關鍵是在“數字環?!钡募夹g基礎上加強感知層技術和智慧曾技術的應用和建設,前者主要是指物聯網技術,后者主要是指云計算、模糊識別等智能技術。首先,物聯網的建設是從“數字環?!钡健爸腔郗h保”發展的第一步,也是最關鍵的一步,在原有的“數字環?!逼脚_上加入物聯網技術,建設能夠實現實時、自動化的環境數據感知系統,能夠對環境污染源數據、大氣環境質量數據等進行實時的采集和監控。其次,云計算、模糊識別等智能計算技術能夠對感知到的數據進行智能分析,通過對收集到的信息進行整合,并通過高速的計算能力、并行處理能力等對大量的環境保護監測數據進行處理,推動環境保護工作的智能化、自動化。
(二)從“數字環?!钡健爸腔郗h保”的平臺建設發展
首先,在環保平善建設方面,基于“智慧環?!钡睦砟?,環境保護的物聯網產業建設正在穩步的推進中,在過去“數字環?!钡钠脚_基礎上加入物聯網建設,先后建設了環境監測系統、環境污染控制系統等環境保護領域的高效能平臺,并且隨著物聯網技術的不斷完善和應用范圍的不斷擴大,當前已經初步建設了集監測、監管和監控為一體的物聯網環境保護體系。其次,在平臺業務開展范圍方面,當前的環境質量監測范圍在不斷擴大,并且形成了國家、省、市、縣等各個層級的業務管理體系,并且對重點區域進行了專項環境監測,按照環境保護范圍,建設了地表水環境監測網、大氣環境監測網、湖泊河流環境監測網等,進一步深化了“智慧環保”的物聯網環境監測體系。
(三)從“數字環?!钡健爸腔郗h?!钡膽梅秶l展
“數字環?!毕碌沫h境保護信息化應用范圍主要集中在環境監測體系、污染源監測體系以及國家環境保護信息化建設等方面,而在“智慧環?!毕碌沫h境信息化工作除了對以上以上幾個方面進行物聯網建設以外,還要在危險廢棄物移動管理、環境應急管理等方面完善我國的環境信息化工作,并且在生物種群研究、氣象和地理研究以及電磁輻射監測等領域之中也有所應用。
從“數字環?!钡健爸腔郗h保”的發展,即使信息化時代深入發展的必然結果,也是新時期提高和完善環境保護工作效能的重要舉措。特別是物聯網建設作為從“數字環?!钡健爸腔郗h?!钡年P鍵,為環境信息化發展提供了重要的技術支持。要在環境保護領域加大物聯網建設和完善工作,推動“數字環保”到“智慧環?!钡牟粩喟l展,為我國的環境保護工作奠定良好的基礎。
參考文獻:
[1]徐敏,孫海林.從“數字環保”到“智慧環保”[J].環境監測管理與技術,2011(4)
物聯網發展概述范文6
[關鍵詞]人工智能,工程技術應用
中圖分類號:TP 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)31-0221-01
首先,介紹下人工智能(Artificial Intelligence,AI)是一門綜合了計算機科學、生理學、哲學的交叉學科。人工智能的研究課題涵蓋面很廣,從機器視覺到專家系統,包括了許多不同的領域。 其點是讓機器學會“思考”
人工智能學科是計算機科學中涉及研究、設計和應用智能機器的一個分支。
1.20世紀80年代,專家系統技術的逐漸成熟及計算機技術的迅速發展,使得智能控制和決策的研究也取得了較大進展。計算智能是一種仿生計算方法,它從生物底層對智能行為進行模擬和研究,拓展了傳統的計算模式,為復雜問題的求解提供了新的解決辦法。為了提高計算智能的應用效率,本文分析了二進制遺傳算法中早熟收斂的成因,指出了傳統的變異算子在防止早熟收斂方面的不足,提出了一種能有效預防早熟現象的二元變異算子,并在此基礎上提出了一種便于用常規邏輯門電路實現的遺傳算法。鑒于參數選擇對于遺傳算法求解效率的影響。
2.人工智能在工程技術各行各業的應用
(1)工業過程中的智能控制。生產過程的智能控制主要包括兩個方面:局部級和全局級。
(2)機械制造中的智能控制。在現代先進制造系統中,需要依賴那些不夠完備和不夠精確的數據來解決難以或無法預測的情況,人工智能技術為解決這一難題提供了有效的解決方案。
(3)電力電子學研究領域中的智能控制。電力系統中發電機、變壓器、電動機等電機電器設備的設計、生產、運行、控制是一個復雜的過程,國內外的電氣工作者將人工智能技術引入到電氣設備的優化設計、故障診斷及控制中,取得了良好的控制效果 。
(4)人工智能在水利工程中應用。大壩安全監測自動化系統結構和大壩安全智能決策支持系統(DSIDSS)。
1)針對大壩安全監測系統的可靠性問題,將現場總線監測網絡結構和基于現場總線的通信網絡模型應用于大壩安全監測系統中,提高了系統的可靠性和系統組網的靈活性,使大壩安全監測自動化系統可根據現場條件靈活組網,增加了系統的實用性。重點研究了監控網絡的系統結構、網絡通訊模式和功能分布。
2)針對自動化監控系統的數據真實性和合理性檢驗問題,研究了大壩安全監測數據的預處理方法,應用灰色系統理論和過程突變理論建立了監測數據的在線檢驗模型,有效地解決了自動化系統監測數據的合理性和真實性的在線檢驗問題。
3)應用人工神經網絡技術研究了大壩監測數據的分析方法,建立了基于自學習神經元的自學習即網絡監控模型,為大壩安全監控模型的建立和預測提供了新的思路和方法。
4)針對合理處理DSIDSS中的不確定因素問題,采用模糊測度和模糊積分理論的基本思想和方法進行了處理。結合模糊集和可能性理論,提出了大壩安全等級劃分和安全判據的表示方法。應用模糊測度和模糊積分理論,較好地解決了大壩安全綜合評價中不確定性因素的計算機表示和處理方法。
5)探討了DSIDSS中的知識表示和推理技術,應用知識的語義網絡和模糊產生式規則表示方法,建立了大壩安全智能決策支持系統的知識庫。所采用的模糊推理方法克服了傳統Bayes推理方法的部分缺陷,在實際應用中表明是合理有效的一種推理模式。
人工智能的過程及在工程技術轉化的順序包含:
1.機器學習
機器學習(Machine Learning)是研究計算機怎樣模擬或實現人類的學習行為,以獲取新
的知識或技能,重新組織已有的知識結構使之不斷改善自身的性能。它是人工智能的核心,是使計算機具有智能的根本途徑,其應用遍及人工智能的各個領域,它主要使用歸納、綜合而不是演繹機器學習的研究是根據生理學、認知科學等對人類學習機理的了解,建立人類學習過程的計算模型或認識模型,發展各種學習理論和學習方法,研究通用的學習算法并進行理論上的分析,建立面向任務的具有特定應用的學習系統。這些研究目標相互影響相互促進。
2.模式識別
1). 模式識別概述
模式識別(Pattern Recognition)是人類的一項基本智能,在日常生活中,人們經常在進行“模式識別”。隨著20世紀40年代計算機的出現以及50年代人工智能的興起,人們當然也希望能用計算機來代替或擴展人類的部分腦力勞動。(計算機)模式識別在20世紀60年代初迅速發展并成為一門新學科。
模式識別(Pattern Recognition)是指對表征事物或現象的各種形式的(數值的、文字的和邏輯關系的)信息進行處理和分析,以對事物或現象進行描述、辨認、分類和解釋的過程,是信息科學和人工智能的重要組成部分。應用計算機對一組事件或過程進行辨識和分類,所識別的事件或過程可以是文字、聲音、圖像等具體對象,也可以是狀態、程度等抽象對象。這些對象與數字形式的信息相區別,稱為模式信息。
2).模式識別的應用(1)文字識別(2)語音識別(3)圖像識別(4)醫學診斷
3.專家系統
1).專家系統概述
專家系統是一個智能計算機程序系統,其內部含有大量的某個領域專家水平的知識與經驗,能夠利用人類專家的知識和解決問題的方法來處理該領域問題。
2).發展歷史
專家系統的發展已經歷了3個階段,正向第四代過渡和發展。
第一代專家系統(dendral、macsyma等)以高度專業化、求解專門問題的能力強為特點。但在體系結構的完整性、可移植性等方面存在缺陷,求解問題的能力弱。
第二代專家系統(mycin、casnet、prospector、hearsay等)屬單學科專業型、應用型系統
第三代專家系統屬多學科綜合型系統,采用多種人工智能語言,綜合采用各種知識表示方法和多種推理機制及控制策略
3. 專家系統的基本結構
專家系統的基本結構如圖所示,其中箭頭方向為數據流動的方向。專家系統通常由人機交互界面、知識庫、推理機、解釋器、綜合數據庫、知識獲取等6個部分構成。知識庫用來存放專家提供的知識。專家系統的問題求解過程是通過知識庫中的知識來模擬專家的思維方式的,因此,知識庫是專家系統質量是否優越的關鍵所在,即知識庫中知識的質量和數量決定著專家系統的質量水平。
人工智能在物聯網的應用
物聯網智能是利用人工智能技術服務于物聯網絡的技術是將人工智能的理論方法和技術通過具有智能處理功能的軟件部署在網絡服務器中去服務于接入物聯網的物品設備和人。
1.智能物聯網
1)智能物聯網概念
智能物聯網就是對接入物聯網的物品設備產生的信息能夠實現自動識別和處理判斷,并能將處理結果反饋給接入的物品設備,同時能根據處理結果對物品設備進行某種操作指令的下達使接入的物品設備作出某種動作響應.而整個處理過程無需人類的參與。
2)智能物聯網的實現途徑
要實現物聯網智能化就必須讓人工智能成為物聯知終端、傳輸網絡、具有人工智能的數據處理服務器。
2.物聯網需要的人工智能技術
1)物聯網中需要來自人工智能技術的研究成果.如問題求解、邏輯推理證明、專家系統、數據挖掘、模式識別、自動推理、機器學習、智能控制等技術。
2)物聯網的智能控制
在物聯網的應用中.控制將是物聯網的主要環節.如何在物聯網中實現智能控制將是物聯網發展的關鍵。
3.物聯網智能模型
基于對人工智能技術的認識和研究.依據人工智能模型.推演出了智能物聯網智能化模型。智能物聯網被分為五個層次機器感知交互層、通信層、數據層、智能處理層、人機交互層,共五層。
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