物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用范文
時(shí)間:2023-10-08 17:41:08
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篇1
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);關(guān)鍵技術(shù);智能化
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,IOT)被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后的信息技術(shù)革命的第三次浪潮。顧名思義,物聯(lián)網(wǎng)是可以實(shí)現(xiàn)物物相連的新型網(wǎng)絡(luò),是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,將“物”加入到信息系統(tǒng),將RFDI、無線傳感技術(shù)等應(yīng)用于“物”的感知、監(jiān)控、管理的技術(shù)系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)利用各種感知技術(shù)及信息傳感設(shè)備,如射頻識別技術(shù)(RFID)、紅外感應(yīng)技術(shù)、激光掃描器、全球定位系統(tǒng)等對現(xiàn)實(shí)世界中的物品進(jìn)行智能感知和識別,將采集的信息通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行有效的信息交換和通信,從而將“物”加入到網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)中,將人與人之間的溝通和交流拓展到人與物及物與物之間,即物聯(lián)網(wǎng)將其用戶端拓展和延伸到了任何物和物之間。物聯(lián)網(wǎng)的基本特征有物聯(lián)化、智能化、互聯(lián)化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、感知化。
1物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)早在1995年就被比爾蓋茨提出。1999年,麻省理工學(xué)院給出了他們的物聯(lián)網(wǎng)的定義:物聯(lián)網(wǎng)就是將所有物品通過射頻識別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,實(shí)現(xiàn)智能化識別和管理的網(wǎng)絡(luò)。2005年ITU在其名為“物的互聯(lián)網(wǎng)”的年終報(bào)告中以新的通信維度來定義物聯(lián)網(wǎng),并預(yù)見物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)如傳感器技術(shù)、射頻識別技術(shù)、嵌入式技術(shù)等將得到更加廣泛的應(yīng)用。基于對物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵的研究,即通過傳感器感知“物”的狀態(tài),我國中科院認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)是感知網(wǎng)。目前,韓國、日本均提出了本國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略,美國更是將物聯(lián)網(wǎng)列為振興經(jīng)濟(jì)的有力武器,我國也高度重視物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的開發(fā)、應(yīng)用?,F(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于生活的各個(gè)方面,如智能家居、智能交通、智能圖書館、產(chǎn)品溯源等,給人們的生活帶來了翻天覆地的變化。
2物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)可分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。
(1)感知層。
感知層主要完成大規(guī)模、分布式的信息感知與信息采集。通過各種類型的傳感器感知設(shè)備,提取設(shè)備的屬性、狀態(tài)及行為態(tài)勢等有用信息,從而感知、識別目標(biāo)。并將信息提供給網(wǎng)絡(luò)層的其他設(shè)備以實(shí)現(xiàn)交流互通及資源共享。RFID標(biāo)簽和讀寫器、全球定位系統(tǒng)、各種傳感器和M2M終端、攝像頭等是感知層的重要組成部分。
(2)網(wǎng)絡(luò)層。
網(wǎng)絡(luò)層是由互聯(lián)網(wǎng)與各種通信網(wǎng)絡(luò)(電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)及其他專業(yè)網(wǎng)絡(luò))等基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施組成的融合網(wǎng)絡(luò)。主要負(fù)責(zé)接入、傳送和管控來自感知層的信息,完成物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層與感知層之間的數(shù)據(jù)傳輸、信息通信。
(3)應(yīng)用層。
應(yīng)用層主要是行業(yè)專業(yè)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合,為行業(yè)的智能化應(yīng)用提供實(shí)用的解決方案,由支持物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)行的各行各業(yè)的應(yīng)用系統(tǒng)組成,為用戶實(shí)現(xiàn)使用物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用接口,為各種終端及用戶設(shè)備提供應(yīng)用服務(wù)。
3物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)
3.1RFID
RFID(radio frequency identification,射頻識別)是一種可工作于各種環(huán)境、無須人工干預(yù)的非接觸式的自動(dòng)識別技術(shù)。它通過射頻信號自動(dòng)識別目標(biāo)對象并獲取對象的各種數(shù)據(jù)。RFID可實(shí)現(xiàn)多個(gè)標(biāo)簽的同時(shí)識別,并能對高速運(yùn)動(dòng)的物體進(jìn)行識別。RFID由標(biāo)簽、閱讀器和天線3個(gè)部分組成。其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有ISO/IEC10536,IS0/IEC 14443,IS0/IEC15693和ISO/IEC18000。應(yīng)用最多的是ISO/IEC 14443和ISO/IEC15693。RFID具有識別穿透能力強(qiáng)、無線無源、安全防偽等特點(diǎn),RFID技術(shù)與通訊、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)相結(jié)合,可實(shí)現(xiàn)全-球范圍內(nèi)物體的自動(dòng)識別、定位、監(jiān)控、追蹤,因而成為物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。
3.2無線傳感網(wǎng)技術(shù)
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN,Wireless Sensor Network)是高效、高穩(wěn)定性的自組織的無線網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng),具有分布式信息采集、信息傳輸和處理技術(shù)。無線傳感器網(wǎng)內(nèi)部署了大量的傳感器節(jié)點(diǎn),物聯(lián)網(wǎng)正是通過遍布在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的無數(shù)傳感器及由它們通過自組織方式形成的無線傳感網(wǎng)絡(luò),監(jiān)測光、聲音、溫度、壓力、運(yùn)動(dòng)等數(shù)據(jù)以感知物體的。傳感器各節(jié)點(diǎn)相互協(xié)作,實(shí)現(xiàn)對監(jiān)控區(qū)域內(nèi)任意時(shí)間及地點(diǎn)的信息進(jìn)行感知、數(shù)據(jù)采集和分析處理,并通過網(wǎng)關(guān)連接到公用Internet網(wǎng)絡(luò),將信息給監(jiān)測者。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)主要有WLAN技術(shù)、UWB技術(shù)、Zigbee技術(shù)、RFID等。
3.3云計(jì)算技術(shù)
云計(jì)算是利用遠(yuǎn)程服務(wù)器或非本地的服務(wù)器的分布式計(jì)算機(jī)為網(wǎng)絡(luò)用戶提供計(jì)算、存儲(chǔ)、軟硬件等服務(wù),具有大規(guī)模的并行計(jì)算能力和彈性增長的存儲(chǔ)資源。云計(jì)算將海量數(shù)據(jù)的計(jì)算程序通過網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)拆分成無數(shù)小的子程序,再交由多部服務(wù)器同時(shí)完成,因而能夠在數(shù)秒之內(nèi)發(fā)揮與超級計(jì)算機(jī)同樣的強(qiáng)大效能,處理數(shù)以千萬計(jì)甚至億計(jì)的信息。物聯(lián)網(wǎng)中的傳感設(shè)備時(shí)刻在采集海量數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和計(jì)算、處理,需要云計(jì)算能夠?qū)崿F(xiàn)海量數(shù)據(jù)處理需求的計(jì)算模型來支撐。為使用戶有效使用數(shù)據(jù),云計(jì)算通過靈活、協(xié)同、安全的資源共享將信息孤島構(gòu)造成一個(gè)大規(guī)模的、異構(gòu)的資源池,從而為海量數(shù)據(jù)的高效利用提供支撐。
4物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用
4.1智能家居
智能家居是指為提高居住的舒適性、安全性和便利性,將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的智能控制技術(shù)應(yīng)用于家庭的各種設(shè)備及家電的控制與管理,實(shí)現(xiàn)家居功能全智能自動(dòng)化。目前已實(shí)現(xiàn)的功能包括自動(dòng)燈光控制系統(tǒng)、安防控制系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)家電控制系統(tǒng)等。
4.2智能圖書館
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展,RFID(射頻識別技術(shù))被廣泛應(yīng)用于新加坡、印度、等10多個(gè)國家的智能圖書館管理系統(tǒng)。為圖書管理及用戶服務(wù)的發(fā)展提供了新的契機(jī)。在圖書管理方面,實(shí)現(xiàn)了圖書溯源,保證圖書質(zhì)量。在新書上架及圖書典藏時(shí),更易于對圖書進(jìn)行感知和定位。為用戶提供智能身份識別、智能圖書定位、智能圖書導(dǎo)讀等個(gè)性化服務(wù)。近年來更是與高校學(xué)科建設(shè)相結(jié)合,為高校的科研提供學(xué)科服務(wù)。
4.3食品溯源
隨著人們生活水平的提高,食品健康問題成為人們關(guān)注的焦點(diǎn),建立食品可追溯系統(tǒng)成為人們的迫切需求,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特別是RFID技術(shù)的發(fā)展使其成為可能。利用RFID標(biāo)簽采集食品從養(yǎng)殖場到屠宰場最后到銷售環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù),通過網(wǎng)絡(luò)上傳至中央服務(wù)器,以供消費(fèi)者查詢驗(yàn)證,實(shí)現(xiàn)從農(nóng)場到餐桌的信息透明,從而保證食品安全,增強(qiáng)消費(fèi)者的信心。
4.4智能交通
智能交通系統(tǒng)主要是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的RFID技術(shù)、智能感知技術(shù)、無線通信技術(shù)應(yīng)用于城市交通管理。通過對車輛、天氣、路況、交通事故的實(shí)時(shí)感知與監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)智能交通監(jiān)控、智能交通管理(實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)交通情況)、智能停車管理及不停車收費(fèi)系統(tǒng)等。為解決城市交通擁堵問題提供新的解決方案。
篇2
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);關(guān)鍵技術(shù);通信運(yùn)營;運(yùn)用探究
中圖分類號:TP212.9;TP391.44
物聯(lián)網(wǎng)是一種新型的網(wǎng)絡(luò)模式,隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展而發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)一般用于客戶端之間的信息交流,便于客戶之間的通信。這幾年,隨著科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也在這種背景下得到了快速發(fā)展,人們越來越關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)這種新型模式。從目前國內(nèi)的情況來說,物聯(lián)網(wǎng)目前的整體研發(fā)能力基本處于整個(gè)世界物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相對前列。我國逐漸投入對于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)成本,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究規(guī)模也得到了空前發(fā)展,對于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用越來越普及。隨著研發(fā)傳感器并且投入生產(chǎn),物聯(lián)網(wǎng)的效果也逐漸顯現(xiàn)出來。
1 物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)
通過學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)的知識,能夠逐漸了解物聯(lián)網(wǎng),物聯(lián)網(wǎng)由三個(gè)層面所構(gòu)成,主要包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層。感知層由多種的傳感器和一些網(wǎng)關(guān)共同組成,能夠有效對物體進(jìn)行識別,有效采集不同的數(shù)據(jù),并且將信息加以控制,最終通過不同的通信模塊,來實(shí)現(xiàn)各個(gè)層面之間的連接,將網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層有效連接,其功能相當(dāng)于整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中的“眼睛”。網(wǎng)絡(luò)層包括網(wǎng)絡(luò)和通訊網(wǎng)絡(luò)等等共同組成,能夠有效處理感知層搜集到的各種信息,借助于互聯(lián)網(wǎng)以及各種的通信網(wǎng)絡(luò)最終達(dá)到效果,類似于“大腦中樞”的作用[1]。應(yīng)用層,主要就是各種基礎(chǔ)設(shè)施、各種中間件的總和,能夠有效為各種用戶提供更為基礎(chǔ)的服務(wù),有效普及整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)在整個(gè)社會(huì)中認(rèn)知。
2 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)
通過實(shí)質(zhì)分析物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù),真正了解物聯(lián)網(wǎng)如果需要真正得以在通信行業(yè)中得到廣泛運(yùn)用,與諸多的技術(shù)都是密不可分的,包括各種信息的采集技術(shù)、通訊傳輸技術(shù)、各種智能化控制技術(shù)等等方面,需要進(jìn)行不斷的發(fā)展完善。
對于物聯(lián)網(wǎng)來說,采集信息是最為基礎(chǔ)的。采集了信息以后,通過各種傳感器能夠了解外部的各種溫度以及氣候等信息,還需要通過電子標(biāo)簽來有效識別,最終完成整個(gè)信息采集的過程[2]。
2.1 傳感器的運(yùn)用。傳感器是一項(xiàng)關(guān)鍵的器件,能夠?qū)⑽锫?lián)網(wǎng)與各種虛擬世界加以連接,有效為物聯(lián)網(wǎng)提供各種數(shù)據(jù)。傳感器的特點(diǎn)明顯,不僅具體智能化,還有一定的網(wǎng)絡(luò)性。在整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中,運(yùn)用了傳感器,有效保證整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的信息準(zhǔn)確性。
電子標(biāo)簽,也就是射頻識別技術(shù)。電子標(biāo)簽是非接觸式的,在無線訊號的基礎(chǔ)上,有效進(jìn)行遠(yuǎn)程識別,將有效數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。電子標(biāo)簽現(xiàn)在已經(jīng)越來越多的出現(xiàn)人們的生活中,讓物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展更為迅速。
2.2 遠(yuǎn)、近程通訊技術(shù)。近程通訊技術(shù)有RFID技術(shù)和藍(lán)牙技術(shù),屬于目前快速發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù),能夠在短距離內(nèi)進(jìn)行傳輸。傳統(tǒng)的無接觸式的認(rèn)證,隨著社會(huì)技術(shù)的不斷發(fā)展,而逐漸出現(xiàn)了近程通訊技術(shù)[3]。
遠(yuǎn)程通訊技術(shù)存在于物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中,需要經(jīng)過多個(gè)層面的轉(zhuǎn)換,不僅需要實(shí)現(xiàn)機(jī)器之間的轉(zhuǎn)換,也需要經(jīng)過機(jī)器和人之間的轉(zhuǎn)換,在各個(gè)轉(zhuǎn)換當(dāng)中,信息有效傳輸?,F(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展,讓越來越多的技術(shù)能夠支持物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的傳輸,從傳輸種類來說,包括有線傳輸和無線傳輸兩大類。
2.3 智能分析與控制海量信息技術(shù)。在互聯(lián)網(wǎng)與近程通訊網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上,智能化分析技術(shù)和信息控制技術(shù)越來越顯現(xiàn)作用。各種軟件不斷升級,有效完成物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中各種數(shù)據(jù)的處理。智能化分析和信息控制技術(shù),不僅可以快速處理信息,還能夠及時(shí)反饋信息,大大提高了效率。云計(jì)算就是最近幾年被人們所知道的計(jì)算模型,能夠快速處理信息。
3 物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營中的關(guān)鍵技術(shù)及其在通信運(yùn)營中的實(shí)例
3.1 物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營中的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)需要真正有效運(yùn)作,需要各種技術(shù)有效結(jié)合,不管是信息采集還是信息傳輸、信息控制都是缺一不可的,只有相互密切配合,才能改達(dá)到效果。
信息采集技術(shù)是整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ),通過傳感器與電子標(biāo)簽的共同作用來完成。傳感器對于周邊環(huán)境的各種參數(shù)能夠明確感知,電子標(biāo)簽可以標(biāo)準(zhǔn)化衡量采集信息。目前市場上存在著各類的傳感器。
近程的通訊技術(shù)屬于短距離之間的連接技術(shù),屬于新興技術(shù)。近程通訊技術(shù)隨著傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展而不斷發(fā)展[4]。下面圖片為RFID系統(tǒng)通訊工作原理:
圖1 RFID系統(tǒng)工作原理
智能化信息分析與控制系統(tǒng),借助了先進(jìn)技術(shù),能夠?qū)⒏鞣N信息進(jìn)行快速處理,在處理以后,快速反饋信息。這個(gè)系統(tǒng)的發(fā)展,讓物聯(lián)網(wǎng)越來越普及,讓越來越多的人了解物聯(lián)網(wǎng)的智能化信息分析與控制系統(tǒng)。
(1)物聯(lián)網(wǎng)終端在通信運(yùn)營中的應(yīng)用。任何系統(tǒng)中都有核心技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)自然也少不了核心技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)作當(dāng)中就有關(guān)鍵的技術(shù),終端技術(shù)和服務(wù)平臺(tái)就是關(guān)鍵技術(shù)。用戶能夠直接接觸到終端,而平臺(tái)則是直接關(guān)系到服務(wù)。終端接入和服務(wù)平臺(tái)的核心技術(shù)能夠有效保證最終的服務(wù)效果,讓整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)作更為穩(wěn)定、健康、合理。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)作為標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)元設(shè)備,能夠提供數(shù)據(jù)匯聚、數(shù)據(jù)傳輸、協(xié)議適配和節(jié)點(diǎn)管理等技術(shù)支撐。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān),不但能夠?qū)悩?gòu)傳感網(wǎng)匯聚成一體,也能與遠(yuǎn)程運(yùn)營平成對接,從而為客戶端的管理和服務(wù)提供保障。(2)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)技術(shù)在通信運(yùn)營中的應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)在通信運(yùn)營領(lǐng)域主要有M2M和云服務(wù)兩種平臺(tái)。M2M平臺(tái)屬于智能化的通道,能夠讓機(jī)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)控制、終端接入。M2M可以有效控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的使用,具體使用多少流量都可以加以控制,如果發(fā)生故障也可以快速處理,從遠(yuǎn)程上及時(shí)解決故障[4]。云服務(wù)平臺(tái)為物聯(lián)網(wǎng)提供更為便捷的服務(wù)平臺(tái),讓信息處理能力更為提升,大大便捷了日常的生活,讓生活更為智能化。
3.2 物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)運(yùn)營的實(shí)例:(1)手機(jī)物聯(lián)網(wǎng)。手機(jī)物聯(lián)網(wǎng)通過各種智能終端與電子商務(wù)有效結(jié)合起來,讓各種用戶通過軟件、硬件設(shè)備直接可以與商家進(jìn)行交流,參與互動(dòng)活動(dòng)。手機(jī)物聯(lián)網(wǎng)讓各種活動(dòng)更為便捷,不管是日常的購物,還是購物中比價(jià),都可以通過手機(jī)掃描條碼得以實(shí)現(xiàn),讓價(jià)格更為透明。手機(jī)物聯(lián)網(wǎng)采用智能終端設(shè)備掃描各類商品的條形碼、二維碼等方法采集各商品的數(shù)據(jù)信息,實(shí)現(xiàn)購物、比價(jià)和鑒別產(chǎn)品等功能。(2)安防物聯(lián)網(wǎng)。新一代的智能安防物聯(lián)網(wǎng),結(jié)合了物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)和中國移動(dòng)的TD SCDMA 無線通信技術(shù),特別是中國移動(dòng)的G3無線移動(dòng)座機(jī)、RFID技術(shù),是中國移動(dòng)通信運(yùn)營商在M2M平臺(tái)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的業(yè)務(wù)。智能安防的物聯(lián)網(wǎng),是新一代的技術(shù),將關(guān)鍵技術(shù)與通信技術(shù)加以有效結(jié)合,中國移動(dòng)的眾多技術(shù),是中國移動(dòng)通信運(yùn)營商借助M2M的基礎(chǔ)上不斷發(fā)展。安防物聯(lián)網(wǎng)能夠提供各種安防保護(hù),緊急情況下可以報(bào)警或者呼叫,科技的發(fā)展大大簡化了人們的生活,讓信息安全得到有效保證。
4 結(jié)束語
物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)得以應(yīng)用,有效促進(jìn)整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,讓各類企業(yè)接受物聯(lián)網(wǎng)并且能夠從中受益。物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展,從一定層面來說,對于整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展具有巨大的推動(dòng)作用。
參考文獻(xiàn):
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篇3
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);射頻識別;傳感器;無線網(wǎng)絡(luò)
中圖分類號:TP391.44;TN929.5
1 物聯(lián)網(wǎng)的概念
2005年11月,在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)(WSIS)上,國際電信聯(lián)盟(ITU)了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005:物聯(lián)網(wǎng)》,正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。2009年,美國總統(tǒng)奧巴馬將物聯(lián)網(wǎng)上升至美國國家戰(zhàn)略,由此引發(fā)了世界各國對物聯(lián)網(wǎng)的追捧。由于世界各國都在投入巨資深入研究探索物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),所以,時(shí)下的物聯(lián)網(wǎng)被普遍認(rèn)為與當(dāng)年的“信息高速公路”一樣,成為振興經(jīng)濟(jì)、確立競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵。美國權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu)FORRESTER預(yù)測,到2020年,世界上物物互聯(lián)的業(yè)務(wù),跟人與人通信的業(yè)務(wù)相比,將達(dá)到30比1,因此,“物聯(lián)網(wǎng)”被稱為是下一個(gè)萬億級的通信業(yè)務(wù)。所有的跡象都表明,世界已經(jīng)開始進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。
物聯(lián)網(wǎng)是指通過射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò);其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物體與物體之間,進(jìn)行信息交換和通信。
2 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)
2.1 射頻識別技術(shù)
射頻識別技術(shù)(Radio Frequency Identification,縮寫RFID),是20世紀(jì)80年展起來的一種自動(dòng)識別技術(shù),利用射頻信號及其空間耦合傳輸特性,實(shí)現(xiàn)對靜態(tài)或移動(dòng)物體的自動(dòng)識別。RFID系統(tǒng)主要由電子標(biāo)簽、天線、讀寫器和主機(jī)組成。工作原理是由讀寫器通過發(fā)射天線發(fā)送特定頻率的射頻信號,當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入有效工作區(qū)域時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而獲得能量被激活,使得電子標(biāo)簽將自身編碼信息通過內(nèi)置天線發(fā)射出去;讀寫器的接收天線接收到從標(biāo)簽發(fā)送來的調(diào)制信號,經(jīng)天線的調(diào)制器(交變磁場或電磁場)實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識別目的,對靜止或移動(dòng)物體的自動(dòng)識別。
射頻識別技術(shù)具有防水、耐高溫、使用壽命長、讀取距離遠(yuǎn)、標(biāo)簽數(shù)據(jù)加密、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)容量大、存儲(chǔ)信息隨意修改、識別高速運(yùn)動(dòng)中的物體,識別多個(gè)標(biāo)簽,在惡劣環(huán)境下工作等優(yōu)點(diǎn)。
2.2 傳感器技術(shù)
傳感器是一種檢測裝置,能夠感受被測量信息,并能將檢測感受到的信息按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求,它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié),是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的信息來源。
2.3 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)豐富多樣,根據(jù)距離不同,可以組成無線個(gè)域網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、無線城域網(wǎng)和無線廣域網(wǎng)。其中近距離的無線技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)最為活躍的部分,因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)被稱作是互聯(lián)網(wǎng)的最后一公里,也稱為末梢網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)應(yīng)用的不同,其通信距離可能是幾厘米到幾百米之間,目前常用的技術(shù)主要有藍(lán)牙、ZigBee、Z-wave、RFID、NFC、UWB、WI-FI等。
藍(lán)牙(Bluetooth)是一種低成本、低功率、近距離無線連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與話音無線傳輸?shù)拈_放性規(guī)范。藍(lán)牙技術(shù)使用的工作頻率為2.4G-2.5G之間,屬于免費(fèi)的ISM頻段。藍(lán)牙技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)語音、視頻和數(shù)據(jù)的傳輸,其最高的通信速率為1Mb/s,采用時(shí)分方式的全雙工通信,通信距離為10m左右(如果配置功率放大器可以使通信距離達(dá)到100m)。
ZigBee技術(shù)是一種新興的短距離無線通信技術(shù),主要面向低速率無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng),典型特征是近距離、低功耗、低成本、低傳輸速率,主要適用于工業(yè)監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制、傳感器網(wǎng)絡(luò)、家庭監(jiān)控、安全系統(tǒng)和玩具等領(lǐng)域,目的是為了滿足小型廉價(jià)設(shè)備的無線聯(lián)網(wǎng)和控制。Zigbee技術(shù)采用三種頻段:2.4GHz、868MHz和915MHz。2.4GHz頻段是全球通用頻段,868MHz和915MHz則是用于美國和歐洲的ISM頻段,這兩個(gè)頻段的引入避免了2.4GHz附近各種無線通信設(shè)備的相互干擾。
“UWB”(ultra wideband)是超寬帶無線技術(shù)的縮寫。UWB技術(shù)是一種使用1GHz以上帶寬的無線通信技術(shù)。雖然是無線通信,但其通信速度可以達(dá)到幾百M(fèi)bit/秒以上。
Wi-Fi(WirelessFidelity,無線高保真)屬于無線局域網(wǎng)的一種,通常是指符合IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品,Wi-Fi可以將個(gè)人電腦、手持設(shè)備等終端以無線方式互相連接。
3 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域范圍幾乎覆蓋了各行各業(yè)。目前,我國物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用已開展了一系列的試點(diǎn)和示范。為了推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的健康發(fā)展,2012年國家工業(yè)和信息化部的《物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)十二五發(fā)展規(guī)劃》確定了智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)、智能環(huán)保、智能安防、智能醫(yī)療、智能家居9大重點(diǎn)示范應(yīng)用領(lǐng)域。
智能工業(yè)是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),將勞動(dòng)力從繁瑣和機(jī)械的操作中解放出來,大幅提高工業(yè)制造效率,改善產(chǎn)品質(zhì)量,降低產(chǎn)品成本和資源消耗。
智能農(nóng)業(yè)是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),在微觀尺度上直接與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)、生產(chǎn)管理相結(jié)合,創(chuàng)造新型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。
智能物流是指貨物從供應(yīng)者向需求者的智能移動(dòng)過程,包括智能運(yùn)輸、智能倉儲(chǔ)以及智能信息的獲取、加工和處理等多項(xiàng)基本活動(dòng)。
智能交通系統(tǒng)是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行有效地集成,實(shí)現(xiàn)高效、便捷、安全、環(huán)保、舒適、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的綜合交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。
智能電網(wǎng)是電網(wǎng)的智能化,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、安全的目標(biāo),為新能源接入、電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)、提高輸電能力、激勵(lì)用戶參與電網(wǎng)調(diào)峰、提高資產(chǎn)管理效益等方面產(chǎn)生重要影響。
智能環(huán)保是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),構(gòu)建全方位、多層次、全覆蓋的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),推動(dòng)環(huán)境信息資源高效、精準(zhǔn)的傳遞,促進(jìn)污染減排與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防范。
4 結(jié)束語
物聯(lián)網(wǎng)以無線和移動(dòng)技術(shù)為主要特征,通過智能感知、識別技術(shù)、云計(jì)算、泛在網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)融合,成為了第三次信息技術(shù)革命。目前物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展仍處于起步階段,許多關(guān)鍵技術(shù)有待突破,大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)的普遍應(yīng)用還沒有到來。我們必須抓住歷史機(jī)遇,突破關(guān)鍵技術(shù)和核心技術(shù),形成自主產(chǎn)權(quán)的成果和可持續(xù)競爭力,用心做大事,用力做小事,將感知中國、智慧地球都變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
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篇4
物聯(lián)網(wǎng)作為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后,世界信息化發(fā)展的第三次浪潮,已成為國家科技發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分,是未來戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的主導(dǎo)力量之一。物聯(lián)網(wǎng)是指通過信息傳感設(shè)備(包括射頻識別、紅外感應(yīng)、衛(wèi)星定位、激光掃描和視頻監(jiān)控等),按照約定的協(xié)議,把物品與網(wǎng)絡(luò)連接起來,進(jìn)行信息交換和通訊,以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò),可以應(yīng)用在城市應(yīng)急管理信息的采集、傳輸、分析和應(yīng)用等環(huán)節(jié),在城市應(yīng)急管理領(lǐng)域具有良好的發(fā)展前景。
北京市委、市政府高度重視物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和應(yīng)用建設(shè),提出要發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè),優(yōu)先應(yīng)用于城市安全運(yùn)行和應(yīng)急管理,進(jìn)一步提升政府管理和服務(wù)水平,為此制定了《北京市城市安全運(yùn)行和應(yīng)急管理領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用建設(shè)總體方案》,根據(jù)應(yīng)急管理體系和應(yīng)急指揮技術(shù)支撐系統(tǒng)現(xiàn)狀,結(jié)合數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)獲取、預(yù)測預(yù)警、智能研判、信息共享、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)和輔助決策等需求,提出北京市安全運(yùn)行和應(yīng)急管理領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用“1+1+N”的總體框架,即:一個(gè)市應(yīng)急指揮平臺(tái)、一個(gè)市物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐平臺(tái)、多個(gè)由部門和區(qū)縣建設(shè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用管理系統(tǒng)和平臺(tái),規(guī)范物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用建設(shè),實(shí)現(xiàn)城市日常管理與應(yīng)急管理的有機(jī)結(jié)合。其中,北京市應(yīng)急指揮平臺(tái)作為全市城市安全運(yùn)行和應(yīng)急管理的綜合指揮平臺(tái),接入城市安全運(yùn)行和應(yīng)急管理物聯(lián)網(wǎng)信息,進(jìn)行匯總和綜合展示,為領(lǐng)導(dǎo)全面掌控城市安全運(yùn)行和應(yīng)急管理情況提供服務(wù),為開展科學(xué)決策提供輔助支撐;物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐平臺(tái)是北京市應(yīng)急指揮平臺(tái)獲取各單位物聯(lián)網(wǎng)信息的總渠道,也是城市安全運(yùn)行和應(yīng)急管理部門開展信息共享交換的總樞紐,實(shí)現(xiàn)各類物聯(lián)網(wǎng)信息的規(guī)范接入、有效整合,支撐跨部門、跨區(qū)域的資源共享;各部門、各區(qū)縣建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用管理系統(tǒng)和平臺(tái),應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),通過各類感知設(shè)備,實(shí)時(shí)獲取物聯(lián)網(wǎng)管理對象的感知信息,進(jìn)行實(shí)時(shí)化、精細(xì)化、智能化管理。
一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在應(yīng)急管理中的應(yīng)用
2011年3月,《北京市人民政府辦公廳關(guān)于印發(fā)北京市城市安全運(yùn)行和應(yīng)急管理領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用建設(shè)總體方案的通知》(京政辦發(fā)【2011】14號),正式開始建設(shè)城市安全運(yùn)行和應(yīng)急管理領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程,包括城市安全運(yùn)行和應(yīng)急管理物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用輔助決策系統(tǒng)工程、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐平臺(tái)工程、春節(jié)期間煙花爆竹綜合管理物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程、“城市生命線”實(shí)時(shí)監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程、安全生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程、“政治中心區(qū)”綜合管理物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程、軌道交通安全防范物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程、極端天氣條件下保持道路交通暢通物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程、城市運(yùn)行保障和應(yīng)急搶險(xiǎn)車輛衛(wèi)星定位管理物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程、區(qū)縣和社區(qū)綜合監(jiān)管物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程等。
通過上述示范工程建設(shè),完善應(yīng)急指揮平臺(tái),針對應(yīng)急管理重點(diǎn)領(lǐng)域開展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用,進(jìn)一步提高監(jiān)測管理水平和應(yīng)急處置能力,為深化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用、創(chuàng)新管理模式奠定基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)城市安全運(yùn)行和應(yīng)急管理物聯(lián)網(wǎng)信息的接入、匯總和綜合展示,為全面掌控城市安全運(yùn)行和應(yīng)急管理情況提供服務(wù),為開展科學(xué)決策提供輔助支撐。
北京東方正通科技有限公司是北京市政府參與投資的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)急領(lǐng)域高科技企業(yè),在2012年中標(biāo)承擔(dān)“北京市城市安全運(yùn)行和應(yīng)急管理領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程”的安全生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程、軌道交通安全防范物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程。
“安全生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程”在高危行業(yè)和領(lǐng)域開展示范建設(shè)應(yīng)用,實(shí)時(shí)監(jiān)測重大危險(xiǎn)源和其他高風(fēng)險(xiǎn)場所、裝置的各類實(shí)時(shí)監(jiān)測信息,進(jìn)行綜合加工并開展智能分析,建立生產(chǎn)安全事故風(fēng)險(xiǎn)源動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng),提高安全監(jiān)管部門和相關(guān)單位的安全生產(chǎn)日常監(jiān)管、風(fēng)險(xiǎn)管理、預(yù)測預(yù)警和應(yīng)急處置能力,有效降低安全生產(chǎn)事故率。在支撐安全監(jiān)管業(yè)務(wù)的同時(shí),通過市物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐平臺(tái),以系統(tǒng)接入和數(shù)據(jù)共享的方式接入市應(yīng)急指揮平臺(tái),為市領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)單位提供信息服務(wù),并為市領(lǐng)導(dǎo)掌控本市安全生產(chǎn)總體情況提供服務(wù)。
具體做法是,在煤礦加裝氣體濃度、定位、壓力等傳感器和數(shù)字?jǐn)z像頭,實(shí)時(shí)監(jiān)控井下環(huán)境參數(shù)、人員位置和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息,進(jìn)行窒息、機(jī)械傷害和冒頂?shù)仁鹿实念A(yù)測預(yù)警。在金屬非金屬礦山和尾礦庫加裝位移、水位等傳感器和數(shù)字?jǐn)z像頭,實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境狀態(tài)參數(shù)和關(guān)鍵設(shè)備工作參數(shù),進(jìn)行邊坡坍塌、透水、冒頂?shù)仁鹿实念A(yù)測預(yù)警。在危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)、加油站和油庫等單位內(nèi)部及周邊加裝液位、氣體濃度和溫濕度等傳感器和數(shù)字?jǐn)z像頭,實(shí)時(shí)監(jiān)控危險(xiǎn)源狀態(tài)參數(shù)和風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)圖像信息,進(jìn)行爆炸、氣體擴(kuò)散等事故的預(yù)測預(yù)警。在冶金、建材、食品等重點(diǎn)工業(yè)企業(yè)重要生產(chǎn)裝置及周邊加裝氣體濃度、溫度等傳感器,監(jiān)測生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)和環(huán)境狀態(tài)參數(shù),進(jìn)行爆炸、氣體擴(kuò)散等事故的預(yù)測預(yù)警。在支撐安全監(jiān)管業(yè)務(wù)的同時(shí),通過市物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐平臺(tái),以系統(tǒng)接入和數(shù)據(jù)共享的方式接入市應(yīng)急指揮平臺(tái),為市政府和相關(guān)單位提供信息服務(wù)。
“軌道交通安全防范物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程”重點(diǎn)針對軌道交通運(yùn)行中的大客流沖擊、極端天氣和治安防范等事件開展,建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng),接入各類感知信息,開發(fā)軌道交通安全保障綜合分析系統(tǒng),及時(shí)掌握部分地鐵車站的站前廣場、主要地下?lián)Q乘站和重點(diǎn)區(qū)域車站的實(shí)時(shí)信息,加強(qiáng)與地面交通和公眾的信息互動(dòng),為相關(guān)部門及時(shí)準(zhǔn)確掌握本市軌道交通運(yùn)行情況提供服務(wù),提高地面交通與軌道交通的協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)水平,降低大客流沖擊造成的影響,增強(qiáng)突發(fā)事件的應(yīng)對能力。并通過市物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐平臺(tái),以系統(tǒng)接入和數(shù)據(jù)共享的方式接入市應(yīng)急指揮平臺(tái)。
具體做法是,在試點(diǎn)的軌道交通大客流沖擊嚴(yán)重的車站、重點(diǎn)換乘通道和換乘站,增設(shè)數(shù)字?jǐn)z像頭,智能監(jiān)控人流密度、人流量和人員非法越界等異常行為,并實(shí)現(xiàn)智能分析與預(yù)測預(yù)警功能。在試點(diǎn)站增設(shè)核輻射、煙氣、溫度等傳感器,獲取煙氣、溫度、有毒有害氣體、核輻射等感知信息,對危險(xiǎn)品違法攜帶等行為進(jìn)行智能識別和分析,并開發(fā)治安防控預(yù)警系統(tǒng)。在重點(diǎn)車站安裝可變情報(bào)板等設(shè)備,及時(shí)向公眾軌道交通運(yùn)營狀況信息。
通過上述示范工程建設(shè),針對應(yīng)急管理重點(diǎn)領(lǐng)域開展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用,完善了應(yīng)急指揮平臺(tái),進(jìn)一步提高了監(jiān)測管理水平和應(yīng)急處置能力,為深化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用、創(chuàng)新管理模式奠定了基礎(chǔ)。
二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在應(yīng)用示范工程中的特點(diǎn)與創(chuàng)新
在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程的設(shè)計(jì)和建設(shè)中,充分體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn),采用靈活的平臺(tái)架構(gòu),實(shí)現(xiàn)海量物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)接入能力,實(shí)現(xiàn)各類用戶數(shù)據(jù)共享。利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理技術(shù),實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動(dòng)實(shí)時(shí)采集匯聚,通過前端感知設(shè)備和高效的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫,實(shí)現(xiàn)各類傳感監(jiān)測數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、匯聚。借助多種智能化分析工具實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的多維度分析與動(dòng)態(tài)展現(xiàn),物聯(lián)數(shù)據(jù)的多時(shí)態(tài)、多維度的動(dòng)態(tài)展現(xiàn)。為應(yīng)急管理提供全面、準(zhǔn)確、及時(shí)的數(shù)據(jù)分析和展現(xiàn)。利用專業(yè)分析模型實(shí)現(xiàn)預(yù)測預(yù)警和后果評估,提供以智能化監(jiān)測預(yù)警為核心的預(yù)警調(diào)度應(yīng)用,為安全生產(chǎn)監(jiān)管和軌道交通安全防范提供智能化分析手段。
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)在應(yīng)急領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)新,將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)急管理業(yè)務(wù)相結(jié)合,在監(jiān)測預(yù)警、應(yīng)急準(zhǔn)備、應(yīng)急管理、事故調(diào)查等各個(gè)應(yīng)急管理環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)流程關(guān)聯(lián)應(yīng)用,解決了以前無法解決的問題,為管理部門提供了實(shí)時(shí)、先進(jìn)、直觀的技術(shù)手段。例如,在安全生產(chǎn)管理方面,通過示范工程建設(shè),預(yù)警系統(tǒng)可以根據(jù)采集氣象信息,當(dāng)預(yù)計(jì)出現(xiàn)大風(fēng)、暴雨、雷電天氣時(shí),自動(dòng)向高空作業(yè)等特種作業(yè)人員發(fā)出預(yù)警信息,提示停止作業(yè)。將來特種作業(yè)人員配置定位偵測系統(tǒng)后,可以對特種作業(yè)人員的位置和狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)檢測,發(fā)現(xiàn)仍在作業(yè)的人員,向管理部門做出提示。在軌道交通監(jiān)測管理方面,通過示范工程建設(shè),對地鐵的大客流監(jiān)測從以往人工經(jīng)驗(yàn)推斷,升級到精準(zhǔn)判斷、智能預(yù)警。通過分布在地鐵出入口、站臺(tái)、換乘通道的客流感知設(shè)備和視頻圖像智能分析系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)客流密度實(shí)時(shí)監(jiān)測,結(jié)合專業(yè)客流分析模型,可以提前15分鐘測算出會(huì)出現(xiàn)大客流的車站,并向管理部門做出預(yù)警提示。
三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)前景展望
作為溝通客觀物理世界和主觀感知世界的載體與橋梁,物聯(lián)網(wǎng)最大的優(yōu)勢在于,通過廣泛分布的傳感監(jiān)測系統(tǒng),以更直接、更精確的方式對環(huán)境信息進(jìn)行全面監(jiān)測,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜環(huán)境或復(fù)雜事件的精確感知。在應(yīng)急平臺(tái)中,構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的信息采集、分析和預(yù)警系統(tǒng),一方面可以實(shí)現(xiàn)對突發(fā)災(zāi)難性環(huán)境(如環(huán)境污染、?;钒踩⒌罔F、廣場等人群密集區(qū)域的火險(xiǎn)及地震等災(zāi)難事件)的精確監(jiān)測;另一方面,可利用網(wǎng)絡(luò)中具有定位和通信模塊的多模移動(dòng)信息采集終端,提供設(shè)備和救援人員的實(shí)時(shí)定位跟蹤;結(jié)合電子地圖,將現(xiàn)場動(dòng)態(tài)信息與應(yīng)急平臺(tái)綜合數(shù)據(jù)庫和模型庫的各類信息融合,依據(jù)事件專業(yè)分析模型,形成較為完備的事件態(tài)勢圖,對突發(fā)性公共安全事件的蔓延方向、蔓延速率、危險(xiǎn)區(qū)域、發(fā)展趨勢等進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)測,進(jìn)而為輔助決策提供科學(xué)依據(jù)。
篇5
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);建筑施工;安全管理;物聯(lián)網(wǎng)
一.引言
隨著我國經(jīng)濟(jì)技術(shù)的高速發(fā)展,人們對生活的要求越來越高,希望逐漸實(shí)現(xiàn)智能化,因此物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生。建筑工程隨著規(guī)模逐漸擴(kuò)大,安全事故問題越發(fā)嚴(yán)重,通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等智能化技術(shù),提高安全管理水平,確保施工安全。
二.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述
1.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的定義。
1999年,美國麻省理工學(xué)院首先提出“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。他們認(rèn)為,物聯(lián)網(wǎng)就是將所有物品通過射頻識別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,實(shí)現(xiàn)智能化識別和管理的網(wǎng)絡(luò)。2005年,國際電信聯(lián)盟(ITU)了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005:物聯(lián)網(wǎng)》,對“物聯(lián)網(wǎng)”的涵義進(jìn)行了擴(kuò)展。報(bào)告認(rèn)為,無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時(shí)代即將來臨,世界上所有的物體都可以通過因特網(wǎng)主動(dòng)進(jìn)行信息交換,射頻識別技術(shù)、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用。
2.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的組成。
物聯(lián)網(wǎng)包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層,感知層主要通過信息感知技術(shù)(匯接節(jié)點(diǎn)、感知節(jié)點(diǎn)、射頻識別終端等)采集感興趣的數(shù)據(jù)和信息,感知層應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)主要有傳感器控制技術(shù)和射頻識別技術(shù)等。網(wǎng)絡(luò)層主要依托于已發(fā)展成熟的互聯(lián)網(wǎng)以及移動(dòng)通信網(wǎng),通過對感知數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、理解、分析和挖掘,將數(shù)據(jù)信息高效準(zhǔn)確的傳輸?shù)綉?yīng)用層。應(yīng)用層主要用于解決人機(jī)交互的問題,網(wǎng)絡(luò)層對感知數(shù)據(jù)分析和處理并傳輸?shù)綉?yīng)用層,應(yīng)用層利用這些數(shù)據(jù)為用戶提供所需服務(wù),把物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與行業(yè)或個(gè)人需求結(jié)合起來,實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的廣泛化和智能化。
3.物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)。
物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)主要包括:
RFID技術(shù):這是一種非接觸式的自動(dòng)識別技術(shù),通過射頻信號自動(dòng)識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù),是物聯(lián)網(wǎng)最關(guān)鍵的一個(gè)技術(shù)。
泛在傳感技術(shù):重點(diǎn)是利用各種傳感器,將現(xiàn)實(shí)世界中各種事物的變化進(jìn)行量化,形成數(shù)據(jù),并通過各種技術(shù)手段傳送到指定的位置。泛在傳感技術(shù)其中一個(gè)代表是Zigbee。
納米嵌入技術(shù):利用納米技術(shù)制造超微型傳感器,構(gòu)建看不見的傳感網(wǎng)絡(luò)。這些被稱為智慧塵埃的超微型傳感器,可以嵌入到任何物品之中,而且對使用不造成任何影響。
智能運(yùn)算技術(shù):傳感器得到信息后,需要對其進(jìn)行語義的理解、推理和決策,這些需要智能、運(yùn)算技術(shù)來完成。
三、建筑施工安全管理中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用
1.設(shè)備動(dòng)態(tài)管理。
施工設(shè)備是指能夠用于建筑施工的物資裝備,包括器材裝備、施工機(jī)械等。物資管理系統(tǒng)利用RFID,GPS、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)代通信技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)、計(jì)算機(jī)處理技術(shù)、云處理技術(shù)與海量多功能傳感器相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)對施工設(shè)備物資的實(shí)時(shí)高效管理。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),將分布在不同單位、不同地方以及不同種類的施工設(shè)備,按類型、功能、有效性、所屬單位等屬性信息進(jìn)行分類,并植入RFID電子標(biāo)簽,將分散的資源等信息集成到統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)信息管理系統(tǒng),進(jìn)行集中、動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)的智能管理和應(yīng)用。這樣,指揮決策部門通過智能的網(wǎng)絡(luò)信息管理系統(tǒng)就可動(dòng)態(tài)掌握資源的使用和庫存情況,為科學(xué)決策提供依據(jù)。在日常交接班、裝備管理部門進(jìn)行器材檢查,只需通過手持終端掃描并與之前的記錄進(jìn)行自動(dòng)的對比分析,就可以迅速了解器材裝備的基本情況,避免裝備的漏查和丟失等情況的發(fā)生。RFID等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物資裝備領(lǐng)域的應(yīng)用能提高裝備與物資管理的信息化智能化和自動(dòng)化水平,增強(qiáng)裝備與物資的統(tǒng)籌管理能力和資源整合共享,能加快裝備管理現(xiàn)代化建設(shè),能進(jìn)一步提升設(shè)備管理能力,確保科學(xué)施工。
2.人員出入管理功能
要求實(shí)現(xiàn)大門車輛管理以及門禁管理,施工人員可以持卡任意出入,但為了保證施工人員安全,必須要建立相關(guān)的出入記錄。需要數(shù)字身份驗(yàn)證識別與圖像驗(yàn)證相結(jié)合的多種檢測手段聯(lián)動(dòng)識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù),有利于在不同狀態(tài)下對人或車輛等物體進(jìn)行識別與管理。
3.施工消防遠(yuǎn)程監(jiān)控應(yīng)用。
建筑施工中,消防安全是安全管理的重點(diǎn)內(nèi)容。消防遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可以通過各種傳感設(shè)備、視頻采集設(shè)備等感知和采集現(xiàn)場信息,借助消防物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層傳輸?shù)较乐笓]中心網(wǎng)絡(luò)信息管理系統(tǒng)進(jìn)行智能化管理和輔助決策。通過在消防噴淋的管網(wǎng)中安裝感應(yīng)芯片可以掌握噴淋裝置的壓力,從而監(jiān)控噴淋管網(wǎng)內(nèi)是否有水。水的壓力,在煙感和溫感設(shè)備后段安裝感應(yīng)芯片,可以隨時(shí)掌握煙感和溫感的狀態(tài)。在消防泵開關(guān)閥上安裝電子芯片,可以遠(yuǎn)程掌握消防泵的開關(guān)狀態(tài)。在消火栓、消防水池、天然水源等重要位置安裝水流觸發(fā)傳感器等,可以隨時(shí)掌握消防水源的位置、狀態(tài)、壓力等數(shù)據(jù)。在消防安全通道內(nèi)使用智能視頻監(jiān)控技術(shù),通過視頻處理技術(shù),分析前端攝像頭拍攝范圍內(nèi)或指定區(qū)域內(nèi)是否有長時(shí)間占位的物體并發(fā)出告警,管理部門可以隨時(shí)掌握消防安全通道被占用堵塞等安全隱患。
4. 照明控制技術(shù)。
單燈控制技術(shù)是近幾年新發(fā)展起來的先進(jìn)的路燈控制管理新技術(shù),通過單盞路燈的實(shí)際工作電流和其額定電流之間數(shù)據(jù)對比,可以實(shí)現(xiàn)高效管理和節(jié)能控制。應(yīng)用單燈控制系統(tǒng)后,所有路燈的故障信息都會(huì)被及時(shí)傳送到監(jiān)控中心。維修人員利用系統(tǒng)固有的路燈故障位置地圖顯示功能,在檢修車出發(fā)之前就可知道故障的準(zhǔn)確地點(diǎn),使維修成本大大降低。當(dāng)有某一盞燈具出現(xiàn)故障時(shí),可以準(zhǔn)確地引導(dǎo)維修人員,到達(dá)指定燈桿進(jìn)行針對性的維修。更可以做到對燈具的故障定位到組件,維修人員到達(dá)現(xiàn)場后,無須開燈,直接更換相應(yīng)部件皆可。同時(shí),這一技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對路燈照明、節(jié)能、監(jiān)控、集抄、管理、統(tǒng)計(jì)等設(shè)備的組網(wǎng)控制和高效管理,可以“按需照明”。在確保安全的前提下,可使路燈達(dá)到隔一亮一、隔二亮一、雙臂燈單側(cè)亮的效果。工作人員能實(shí)時(shí)監(jiān)控每盞燈的運(yùn)行狀態(tài),實(shí)現(xiàn)路燈的集中控制、分時(shí)分級控制,達(dá)到智能節(jié)能的效果。
5. 重點(diǎn)人群的物品物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用
實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的自動(dòng)識別,不需要可視讀取,既可以對運(yùn)動(dòng)物品進(jìn)行識別,也可以對靜止的物品進(jìn)行識別,這是最突出的RFID技術(shù)的特點(diǎn)。RFID所儲(chǔ)存的在標(biāo)簽內(nèi)部產(chǎn)品的電子代碼,能夠?yàn)樗形锲方⑵鹨粋€(gè)開放的、全球的標(biāo)識,可以說其是位移的單件物品的身份識別ID,其包含了該物品所有的信息,實(shí)現(xiàn)了對單件物品全球范圍內(nèi)的追溯和跟蹤。此外,采用嚴(yán)密的先進(jìn)人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)測算法,整合了數(shù)字集成電路的物聯(lián)網(wǎng)人體的活動(dòng)檢測模塊處理技術(shù),在一定探測距離內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)自由進(jìn)行調(diào)節(jié),其組裝所采用的是特殊布線集成電路。在對重點(diǎn)物品在進(jìn)行監(jiān)管的過程中,可以利用身份識別技術(shù),采用一些帶有加速度、溫度、煙霧、行為分析、濕度等傳感能力的先進(jìn)技術(shù)系統(tǒng),對重要物品的監(jiān)管就可以輕松實(shí)現(xiàn)。
五、結(jié)束語
物聯(lián)網(wǎng)的目的是為了能夠方便管理與識別,將網(wǎng)絡(luò)以及物品連接在一起。在建筑施工安全管理中,應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提高管理的智能化,確保安全管理落實(shí)到實(shí)處,有利于提升管理效果,確保施工安全。
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篇6
關(guān)鍵詞:智能圖書館;物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);特征;應(yīng)用體系;應(yīng)用問題;作用
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,其對我國各行各業(yè)發(fā)展的影響非常巨大。當(dāng)下我國智能圖書館發(fā)展順應(yīng)時(shí)代潮流結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù),提升了智能化圖書館服務(wù)水平。智能圖書館是由現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)智能化和傳統(tǒng)的圖書館共同構(gòu)成,其是傳統(tǒng)圖書館在現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)智能影響下的發(fā)展方向,是現(xiàn)代圖書館運(yùn)行的新模式。以下就物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能圖書館中應(yīng)用的問題與作用進(jìn)行探討。
一、智能圖書館與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的概述
1、智能圖書館。其是由多種智能化系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)圖書館的自動(dòng)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、電子化的圖書館,它是將智能技術(shù)運(yùn)用在圖書館的建筑之中的一種現(xiàn)代化建筑,是高科技與建筑藝術(shù)的有機(jī)結(jié)合體。圖書館的智能化是在傳統(tǒng)數(shù)字圖書館的基礎(chǔ)上朝電子化、網(wǎng)絡(luò)化圖書館不斷發(fā)展的動(dòng)態(tài)過程,是傳統(tǒng)圖書館發(fā)展的延伸,而目前圖書館智能化發(fā)展主要是從圖書館建筑設(shè)備系統(tǒng)智能化以及信息網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)智能化。
2、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of things)是指通過射頻識別(RFID)紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進(jìn)行信息交換和通訊,以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展主要還是互聯(lián)網(wǎng)的深入和延展,物聯(lián)網(wǎng)就是通過感應(yīng)設(shè)備感應(yīng)物品信息,通過B接互聯(lián)網(wǎng)的操作,從而對感應(yīng)的物品進(jìn)行智能化識別并且智能管理的網(wǎng)絡(luò)。
二、物聯(lián)網(wǎng)的特征及其主要技術(shù)
1、物聯(lián)網(wǎng)的特征?;ヂ?lián)網(wǎng)是通過計(jì)算機(jī)或者通訊設(shè)備搜索信息的渠道,而物聯(lián)網(wǎng)也需要通過網(wǎng)絡(luò)的連接完成操作,但是物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)不同之處就是互聯(lián)網(wǎng)是信息傳播的媒介,而物聯(lián)網(wǎng)是對物品智能化識別和管理,物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)具體不同特點(diǎn)表現(xiàn)如下:第一、物聯(lián)網(wǎng)具有感知物品信息的特點(diǎn),是通過利用射頻識別、攝像頭等傳感器通過識別條形碼、二維碼或者電子標(biāo)簽感知物品以獲取物品信息的一種技術(shù)。第二、物聯(lián)網(wǎng)具有可靠傳送的特點(diǎn),通過將被掃描的物品傳入互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息搜索,從而獲取可靠的信息及資源共享。第三、物聯(lián)網(wǎng)具有智能處理的特點(diǎn),通過運(yùn)用各種高性能計(jì)算、智能技術(shù)等對在互聯(lián)網(wǎng)上搜索的海量信息進(jìn)行分析處理以對物品信息進(jìn)行智能化處理。
2、智能圖書館中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要有:(1)智能化技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)智能化技術(shù)是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)代替人工操作的一種智能技術(shù),先利用一些外部的掃描技術(shù)將物品的各項(xiàng)信息納入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之中,在利用其動(dòng)態(tài)化地識別歸納過程,使得物品可以以一種虛擬的狀態(tài)被歸置和管理,是將傳統(tǒng)物品管理模式的變革,更進(jìn)一步向電子化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的方向發(fā)展和延伸,在智能圖書館中的應(yīng)用還將圖書館樓宇納入物聯(lián)網(wǎng)管理之中,使其分為智能化樓宇系統(tǒng)和智能化信息網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)。(2)識別技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)的識別技術(shù)是一種相當(dāng)先進(jìn)的技術(shù),主要是指利用末端傳感設(shè)備和感應(yīng)設(shè)施對物品所附有的信息標(biāo)識碼例如RFID標(biāo)簽進(jìn)行智能識別,獲得物品的相關(guān)信息,從而將物品進(jìn)行流轉(zhuǎn)和運(yùn)送處理的目的。是一種高效、便捷和準(zhǔn)確的識別方法,大大降低了人工對物品檢索的時(shí)間耗費(fèi),在當(dāng)代快節(jié)奏的發(fā)展速度中越顯優(yōu)越,因此被廣泛運(yùn)用于其他行業(yè)的物品識別和管理之中。
三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能圖書館中應(yīng)用的體系架構(gòu)
傳統(tǒng)圖書館對圖書的管理一般采用條形碼識別后連接計(jì)算機(jī)通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)字化管理的模式,圖書館中大量的文獻(xiàn)書籍借還、盤點(diǎn)、搜索、整理都需要依賴人工操作管理,館員的工作量大。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能圖書館中的運(yùn)用可以避免傳統(tǒng)圖書館管理的這些弊端。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用大致可分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三個(gè)方面,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能圖書館的應(yīng)用體系架構(gòu)。(1)智能圖書館是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)建筑。智能化圖書館首先應(yīng)該是建立在圖書館的實(shí)體建筑以及圖書館館藏這些實(shí)體物質(zhì)之上,加上圖書館樓宇智能管理系統(tǒng)、自動(dòng)化辦公系統(tǒng)、通訊與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等電子化、數(shù)字化綜合設(shè)備系統(tǒng),為圖書館進(jìn)一步的智能化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。(2)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的感知系統(tǒng)可以感知圖書館中的文獻(xiàn)書籍上面的電子標(biāo)簽,識別客戶需求信息并且將識別的信息傳遞到互聯(lián)網(wǎng)中分析處理。目前,傳統(tǒng)的IC卡和條形碼依然可以作為圖書館信息的采集,但隨著科技的日益發(fā)展,RFID、傳感網(wǎng)絡(luò)將會(huì)逐漸取代傳統(tǒng)方式的圖書采集,使得運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能圖書館更加智能化。(3)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過利用各種通訊網(wǎng)絡(luò)工具,包括讀者的電子設(shè)備,連接互聯(lián)網(wǎng)(WIFI、局域網(wǎng)等)從而使讀者獲取圖書館文獻(xiàn)資源。圖書館運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以將其他信息服務(wù)機(jī)構(gòu)中的分散信息和數(shù)據(jù)連接起來,整合成有價(jià)值的信息為讀者提供知識服務(wù)?,F(xiàn)階段,我國大部分的圖書館信息傳輸主要還局限于圖書館內(nèi)的信息互聯(lián),或者是通過像電話網(wǎng)、國家信息高速公路網(wǎng)等公共互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。在未來的科技發(fā)展中,各種通訊技術(shù)的融合將會(huì)實(shí)現(xiàn)個(gè)人獨(dú)立互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)人與人、人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器之間隨時(shí)隨地的通信。(4)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有高性能計(jì)算、智能技術(shù)等特點(diǎn),通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高性能計(jì)算、智能技術(shù)將互聯(lián)網(wǎng)搜索的海量信息進(jìn)行分析處理,整合出讀者需要的有價(jià)值信息。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以使互聯(lián)網(wǎng)中大量的信息轉(zhuǎn)化成知識利用,大量地豐富了圖書館的資源,改變了傳統(tǒng)圖書館自建信息的局限性,極大地提高了圖書館的綜合競爭力。(5)在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層中,智能圖書館將提供圖書館的業(yè)務(wù)管理系統(tǒng),用戶可以自助借還書、盤點(diǎn)以及整理,為圖書館的圖書維護(hù)、在線咨詢提供方便快捷的服務(wù)[3]。
四、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能圖書館中應(yīng)用存在的主要問題
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能圖書館中應(yīng)用存在的問題主要有:(1)技術(shù)問題。目前傳感器設(shè)備大部分都是以溫度、濕度設(shè)計(jì)感應(yīng),對信息數(shù)據(jù)的感應(yīng)分析不強(qiáng)。物聯(lián)網(wǎng)中傳感器的運(yùn)用是其主要的基礎(chǔ)設(shè)施,而物聯(lián)網(wǎng)需要的傳感器不僅要有信息感知能力,還需要較強(qiáng)的信息處理能力,所以深度傳感也是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遇到的重要問題。圖書館都是運(yùn)用條形碼和磁條自動(dòng)化集成系統(tǒng)技術(shù)作為檢索基礎(chǔ),要將射頻識別技術(shù)端口與自動(dòng)化集成系統(tǒng)端口整合難度大,而且FRID射頻識別技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù),而我國超高頻射頻識別技術(shù)還有很多不完善的地方。另外物聯(lián)網(wǎng)在智能圖書館中的應(yīng)用還需要通訊技術(shù)的支撐,信息的加工、篩選、存儲(chǔ)和傳輸?shù)确矫婕夹g(shù)都還不成熟。(2)成本問題。智能圖書館的文獻(xiàn)資料豐富且圖書館的藏書建筑層面多,要在藏書閣上面建立龐大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),加上用戶與物品、物品與物品的連接,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能圖書館的運(yùn)用將會(huì)需要很大的成本。(3)安全問題。物聯(lián)網(wǎng)射頻技術(shù)中的電子標(biāo)簽和識別碼都可以被任何遠(yuǎn)程設(shè)備掃描,并且標(biāo)簽中的信息將會(huì)不加區(qū)別地接受閱讀器的指令并且儲(chǔ)存標(biāo)簽信息,而且射頻識別技術(shù)會(huì)跟蹤讀者用戶的行蹤、習(xí)慣以及偏好等各種安全隱私問題。所以,物聯(lián)網(wǎng)如何維護(hù)讀者的合法權(quán)益也是目前遇到的重要問題。(4)法制建設(shè)問題。由于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要多種技術(shù)的整合以及會(huì)涉及很多行業(yè)領(lǐng)域,所以,需要國家給予政策扶持并且維護(hù)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,加上物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用可能會(huì)導(dǎo)致讀者個(gè)人隱私受到侵犯,國家有關(guān)部門也需要制訂相關(guān)法律、法規(guī)維護(hù)讀者用戶的個(gè)人權(quán)益。
五、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能圖書館中應(yīng)用的主要作用
1、提高工作效率。傳統(tǒng)圖書出借方法是在圖書外借時(shí)將圖書館藏號和讀者信息進(jìn)行登記,而這樣相當(dāng)浪費(fèi)時(shí)間,且如果借書者多的話還會(huì)造成擁堵等情況。而智能化圖書館采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將圖書的館藏號和出借情況等信息納入圖書智能化信息數(shù)據(jù)庫中,采用多項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行管理,對于圖書的出借、歸還和日常處理效率有了質(zhì)的提升。既減少了圖書館方面在人力方面的耗費(fèi),又提升了圖書出借效率,是一項(xiàng)非常實(shí)用的技術(shù)。(1)簡化文獻(xiàn)采集工作。由于圖書館收藏的圖書文獻(xiàn)數(shù)目極多,要對圖書館的館藏圖書信息進(jìn)行確認(rèn)和統(tǒng)一,就要?jiǎng)佑迷S多圖書館管理人員和耗費(fèi)諸多時(shí)間,是一項(xiàng)浩大的工程行動(dòng)。而采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)后,只需要根據(jù)不同的館藏號進(jìn)行歸類處理,打印出相關(guān)的館藏號進(jìn)行黏貼和確認(rèn),就可以將館藏圖書進(jìn)行信息化管理,在對圖書文獻(xiàn)進(jìn)行采集和統(tǒng)計(jì)時(shí)工業(yè)也非常簡便,只需要采用相關(guān)的識別機(jī)器進(jìn)行掃碼,就可以完成采集,大大精簡了圖書文獻(xiàn)的采集工作。(2)射頻識別技術(shù)自助還書。物聯(lián)網(wǎng)的智能識別技術(shù)在圖書館中的應(yīng)用十分廣泛,傳統(tǒng)的圖書歸還程序十分繁瑣,要對讀者信息進(jìn)行確認(rèn),再將館內(nèi)圖書信息進(jìn)行核對,耗費(fèi)諸多人力物力。而利用了物聯(lián)網(wǎng)的射頻識別技術(shù),在還書時(shí)讀者只要出示相關(guān)的讀者卡,利用帶有射頻識別技術(shù)的還書系統(tǒng)就可以完成正常的還書行為,而圖書管理員只需要對無法識別或者其他較為特殊的情況進(jìn)行人工處理即可,大大降低了人工成本,提升了自助還書的效率。
2、實(shí)現(xiàn)人性化服務(wù)。(1)讀者信息獲取和修改。讀者的信息被寫入到RFID存儲(chǔ)模塊中,利用RFID容量大的特點(diǎn),在讀者辦理借閱證時(shí),將讀者信息存儲(chǔ)到RFID中,這樣無論是否和數(shù)據(jù)庫連接,只要使用RFID設(shè)備就能很快的對讀者的信息進(jìn)行或者和修改。(2)圖書有序的定位查找.在RFID中存有書的基本信息目錄和書放的具體空間位置等信息,這樣通過標(biāo)簽可以有效的確定書籍的位置,讀者可以很快找到自己需要的圖書,原理就是利用RFID通信信號強(qiáng)弱計(jì)算距離,再通過書籍的標(biāo)簽設(shè)置。(3)實(shí)時(shí)檢索和閱讀。讀者對書籍查詢以及相關(guān)信息查詢可以很快速的檢索到,這樣讀者可以隨時(shí)隨地對書籍信息進(jìn)行下載,查閱??焖俚脑L問圖書館資源。不受空間和時(shí)間的限制,極大的方便讀者,也大大提高了圖書館書籍資源的利用率。(4)信息定制。當(dāng)讀者在圖書館的特定區(qū)域時(shí)候,通過終端設(shè)備比如我們的手機(jī),就可以搜索到圖書館書籍的一些相關(guān)信息、讀者的借閱信息、圖書館的服務(wù)信息。這就要求讀者要對圖書館數(shù)據(jù)進(jìn)行定制,這樣利用自己的終端設(shè)備手機(jī)就可以接收到信息的推送通知服務(wù)。讀者可以根據(jù)自己的需要制定信息通知,搜索書籍資源。(5)全天候自助借還服務(wù)。讀者可以在電子設(shè)備上完成借書還書的工作,節(jié)約時(shí)間不用到圖書館排隊(duì)等候,對借閱流程快速處理,簡單快捷,圖書館的圖書利用率也大大提高,一般自助借還服務(wù)在全天24小時(shí)都可以完成,只要有終端連接到圖書館信息數(shù)據(jù)庫。(6)圖書管理和整理。在讀者對資料進(jìn)行閱讀的時(shí)候,采用遠(yuǎn)距離讀寫器監(jiān)控,讀者在特定區(qū)域閱讀查看資料,如果超出監(jiān)控區(qū)域,就會(huì)自動(dòng)報(bào)警,這樣可以有效的杜絕閱讀的不文明行為。在工作人員對書籍資料進(jìn)行整理的時(shí)候只要用讀寫器對書架掃描一下就可以查看出書籍是不是擺放正確,這樣在工作人員對圖書整理提高了效率,也為讀者找書提供方便。
3、實(shí)現(xiàn)圖書館館舍智能化。圖書館館舍都具有規(guī)模較大,管理較為困難的特點(diǎn),導(dǎo)致對于圖書的日常管理和圖書館管理無法進(jìn)行及時(shí)處理。而采用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)后,可以利用監(jiān)控、能耗設(shè)備等控制設(shè)備將整個(gè)圖書館館舍納入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的管理中,對整個(gè)圖書館館舍的照明、設(shè)備、圖書和安保等都進(jìn)行智能化的統(tǒng)一管理,對于圖書儲(chǔ)存環(huán)境還可以根據(jù)舍內(nèi)的智能化監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行溫度、濕度等方向的監(jiān)控,進(jìn)行及時(shí)的處理和保護(hù)圖書,大大提高了圖書館館舍管理效率。
結(jié)束語
綜上所述,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能圖書館中的應(yīng)用,就是要將物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)更好地融入智能圖書館的圖書管理、整理、外借和歸還等一些重要方面,促進(jìn)圖書館日常工作更有序和便捷地進(jìn)行。
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篇7
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作者簡介
田鈞(1976-),男,湖北省人?,F(xiàn)為佛山職業(yè)技術(shù)學(xué)院高級工程師、副教授、高級項(xiàng)目經(jīng)理,主要從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究。
篇8
【關(guān)鍵詞】感知礦山;物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)化;模塊
引言
基于安全管理需要,隨計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展形成的感知物聯(lián)網(wǎng)模型逐漸被運(yùn)用到礦山建設(shè)與生產(chǎn)中,感知物聯(lián)網(wǎng)模型建立是在數(shù)字礦山、礦山綜合自動(dòng)化建設(shè)已有工作的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,與兩者存在密切的聯(lián)系。但感知物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特征又不同于數(shù)字礦山與礦山綜合自動(dòng)化,也不是在兩者基礎(chǔ)上的簡單升級。它是利用各種感知手段,將礦山地理環(huán)境、地質(zhì)條件、生產(chǎn)過程、礦山建設(shè)、安全管理、產(chǎn)品加工等內(nèi)容直接反應(yīng)在物聯(lián)網(wǎng)之中,構(gòu)成人與人、物與物、人與物的網(wǎng)絡(luò),從而實(shí)現(xiàn)了真實(shí)礦山整體的可視化、數(shù)字化與智能化,保障了礦山生產(chǎn)安全,促進(jìn)了礦山自然環(huán)境的生態(tài)良性循環(huán)。
1 感知物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)
感知礦山物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)包含網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)、感知層技術(shù)、應(yīng)用層技術(shù)與公共技術(shù)四方面的內(nèi)容。
1.1 網(wǎng)絡(luò)層關(guān)鍵技術(shù)
作為感知礦山物聯(lián)網(wǎng)干網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺(tái)以及用來實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)信息集成的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)是網(wǎng)絡(luò)層的2個(gè)子層。前者通過工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)、M2M技術(shù)以及其他技術(shù),能夠?qū)⒏兄男畔?shí)時(shí)、無障礙、高可靠性、高安全性地進(jìn)行傳送,因此,需要進(jìn)一步研究傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、工業(yè)控制以太網(wǎng)技術(shù)。后者通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)描述、統(tǒng)一數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)中間件技術(shù)、虛擬邏輯系統(tǒng)構(gòu)建等,構(gòu)成服務(wù)支撐平臺(tái),為應(yīng)用層各種服務(wù)提供開放的接口。應(yīng)用平臺(tái)是將服務(wù)與網(wǎng)絡(luò)元素解耦的核心,也是能夠提供方便、快捷部署邏輯子系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。M2M技術(shù)的核心就在于能為服務(wù)商或第三方提供方便的接入服務(wù),它也是感知礦山物聯(lián)網(wǎng)區(qū)別于綜合自動(dòng)化的關(guān)鍵點(diǎn)之一。
1.2 感知層關(guān)鍵技術(shù)
感知礦山物聯(lián)網(wǎng)的感知層包括數(shù)據(jù)采集技術(shù)與接入技術(shù)2個(gè)子層,數(shù)據(jù)采集技術(shù)子層實(shí)現(xiàn)3個(gè)感知內(nèi)容,即感知礦山災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)、感知礦山設(shè)備工作健康狀況、感知礦工周圍安全環(huán)境。感知層接入技術(shù)了層主要是為各種分布式、移動(dòng)傳感器、RFID以及其它生產(chǎn)與安全設(shè)備提供接入主干網(wǎng)的環(huán)境,主要分為有線接入和無線接入2種方式。有線接入可以是綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采用的通過子系統(tǒng)接入方式,也可以是分布式接入方式。無線接入基本是分布式接入。
1.3 應(yīng)用層關(guān)鍵技術(shù)
應(yīng)用層分為2個(gè)內(nèi)容:一是綜合自動(dòng)化中的內(nèi)容,即對礦山各生產(chǎn)安全子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,保障礦山的正常運(yùn)行?;蚍Q作礦山MES層,包括在調(diào)度指揮控制中心以太網(wǎng)上設(shè)計(jì)多臺(tái)操作員站,用于監(jiān)控子系統(tǒng):如綜采工作面監(jiān)控子系統(tǒng)、主運(yùn)輸集控子系統(tǒng)、地面供電監(jiān)控子系統(tǒng)、井下供電監(jiān)控子系統(tǒng)等,以及對煤礦生產(chǎn)過程的優(yōu)化管理。另一個(gè)是高層應(yīng)用,即管理決策與應(yīng)用,這主要是各種軟件應(yīng)用模塊。礦山及相關(guān)現(xiàn)象的信息在中間層得到提升后,目的是為了利用這些信息去動(dòng)態(tài)詳盡地描述與控制礦山安全生產(chǎn)與運(yùn)營的全過程,保證礦山經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)增長,保證礦山自然環(huán)境的生態(tài)穩(wěn)定。
1.4 公共技術(shù)
公共技術(shù)不屬于礦山物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的某個(gè)特定層面,它與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)的三層都有關(guān)系,它包括公共中間件技術(shù)、標(biāo)識與解析技術(shù)、安全技術(shù)以及各層的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)等。
2 感知礦山物聯(lián)網(wǎng)主要建設(shè)內(nèi)容
2.1 感知礦山物聯(lián)網(wǎng)模塊
感知礦山物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)從總體上來說可分為以下7大模塊。
1)骨干網(wǎng)建設(shè)。包括井上、井下1000MB高速工業(yè)以太網(wǎng)和調(diào)度指揮控制中心工業(yè)以太網(wǎng)建設(shè);調(diào)度指揮中心軟硬件建設(shè),增加相應(yīng)的集群服務(wù)器、1000MB工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備。
2)感知網(wǎng)建設(shè)。利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)建立覆蓋煤礦井下,并與1000MB工業(yè)以太網(wǎng)相結(jié)合的無線自組網(wǎng)系統(tǒng)。
3)人員感知。集成現(xiàn)有安全監(jiān)測、人員定位系統(tǒng),研發(fā)新型基于無線覆蓋的移動(dòng)雙向數(shù)據(jù)信息終端。
4)設(shè)備感知。對井上、井下各生產(chǎn)及輔助系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控,減少井下操作人員;感知礦山設(shè)備工作健康狀況,實(shí)現(xiàn)預(yù)知維修。
5)災(zāi)害感知。除常規(guī)的安全監(jiān)測系統(tǒng)外,特別是對危害礦山安全的如沖擊地壓、煤與瓦斯突出、突水、火災(zāi)等災(zāi)害預(yù)兆信息進(jìn)行感知。
6)應(yīng)用平臺(tái)建設(shè)。包括融合礦山異構(gòu)協(xié)議,融合礦山實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫,融合礦山歷史數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測與實(shí)時(shí)報(bào)警,歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)的查看、統(tǒng)計(jì)、分析,視頻、音頻聯(lián)動(dòng),統(tǒng)計(jì),用戶管理,權(quán)限體系等。應(yīng)用平臺(tái)中應(yīng)該包括礦山GIS及3DVR軟件。
7)應(yīng)用系統(tǒng)。包括煤礦災(zāi)害預(yù)警與防治、煤礦供應(yīng)鏈管理、煤礦安全隱患排查、煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與決策管理、辦公自動(dòng)化和應(yīng)急預(yù)案管理等。
2.2 感知礦山物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)
感知礦山物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的幾大模塊可分為以下4類:開放的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、“3個(gè)感知”、集成的應(yīng)用平臺(tái)與應(yīng)用系統(tǒng)。
(1)礦山物聯(lián)網(wǎng)開放的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)
首先是開放的感知層,感知層網(wǎng)絡(luò)分為有線感知網(wǎng)絡(luò),如各種工業(yè)總線接入的傳感器與執(zhí)行器等。這里主要討論無線感知層網(wǎng)絡(luò)。雖然許多煤礦引入多種系統(tǒng)(如人員定位系統(tǒng)、無線視頻系統(tǒng)等),但由于缺少統(tǒng)一規(guī)劃,因此不能實(shí)現(xiàn)物與物的相聯(lián),也就不能稱之為真正意義上的物聯(lián)網(wǎng)。真正的物聯(lián)網(wǎng)在感知層要開放,統(tǒng)一規(guī)劃,各種服務(wù)所需的底層設(shè)備能方便地接入到感知層網(wǎng)絡(luò)里來。
其次是主干傳輸網(wǎng)絡(luò),礦山綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中使用的1000MB工業(yè)以太網(wǎng)能適應(yīng)感知礦山物聯(lián)網(wǎng)大部分的需求,但目前看來,至少有2個(gè)方面需要增加功能。①IPv4可能需要向IPv6轉(zhuǎn)變,這是因?yàn)槲锱c物相聯(lián)時(shí),對IP地址的消耗是巨大的。②全網(wǎng)同步授時(shí)問題,現(xiàn)在的煤礦1000MB工業(yè)以太網(wǎng)是一個(gè)沒有時(shí)間標(biāo)識的網(wǎng)絡(luò),而物聯(lián)網(wǎng)在許多應(yīng)用中都需要全局參考時(shí)間。對于低端應(yīng)用,NTP或SNTP可滿足需要,而對于時(shí)間精度要求高的應(yīng)用,則需要PTP同步授時(shí)協(xié)議。
(2)感知礦山物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的核心
礦山物聯(lián)網(wǎng)的核心問題主要就是礦山安全問題。感知礦山物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)涉及的內(nèi)容和系統(tǒng)很多,非常容易陷入某個(gè)具體技術(shù)或某個(gè)具體應(yīng)用而偏離核心,達(dá)不到物聯(lián)網(wǎng)整體集成的效果。因此,從礦山物聯(lián)網(wǎng)的頂層設(shè)計(jì)到實(shí)施方案,從關(guān)鍵技術(shù)突破到示范工程,應(yīng)始終圍繞“3個(gè)感知”這個(gè)核心,即人員感知、設(shè)備感知、災(zāi)害感知。
(3)礦山物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)
主要解決的是各種應(yīng)用中公共的信息處理。如數(shù)據(jù)描述、數(shù)據(jù)通信接口、數(shù)據(jù)倉庫、中間件、報(bào)警處理、報(bào)表、人機(jī)接口HMI等。這樣一個(gè)開放的應(yīng)用平臺(tái)使第三方的服務(wù)不需要考慮過多的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理方式,而專注于自己擅長的服務(wù)。因此,這樣一個(gè)開放的平臺(tái)將會(huì)成為一個(gè)多學(xué)科共用的平臺(tái)。而在煤礦綜合自動(dòng)化建設(shè)中重硬平臺(tái)、輕軟平臺(tái),沒有形成一個(gè)開放的應(yīng)用平臺(tái),使得第三方的服務(wù)很難做到網(wǎng)絡(luò)里來。
(4)礦山物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用系統(tǒng)
礦山物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用很多,但所有的應(yīng)用均不應(yīng)當(dāng)是獨(dú)立的。有了一個(gè)開放的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和一個(gè)開放的應(yīng)用平臺(tái),各個(gè)專業(yè)均可圍繞“3個(gè)感知”將其專業(yè)化的服務(wù)方便地提供到物聯(lián)網(wǎng)中。
3 結(jié)束語
感知礦山物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要應(yīng)用方面,其標(biāo)準(zhǔn)必須符合國家有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的框架體系。感知礦山物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)應(yīng)作為國家物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)中的一個(gè)應(yīng)用子集,進(jìn)入總體物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)體系中。由于感知礦山物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)開放、服務(wù)應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò),因此,需要重點(diǎn)加強(qiáng)感知礦山物聯(lián)網(wǎng)元描述語言及規(guī)范研究,加強(qiáng)礦山物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)協(xié)議與規(guī)范、平臺(tái)軟件開發(fā)環(huán)境、開發(fā)工具、核心框架與中間件構(gòu)造、標(biāo)準(zhǔn)化等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā), 應(yīng)提出與煤炭有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
參考文獻(xiàn):
[1]張申,趙小虎.論感知礦山物聯(lián)網(wǎng)與礦山綜合自動(dòng)化[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2012(01).
篇9
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);概念;關(guān)鍵技術(shù)
中圖分類號:TN929.5;TP391.44
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是指通過射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按照內(nèi)部的信息交換與傳輸協(xié)議,實(shí)現(xiàn)物與物、物與人、人與環(huán)境的信息網(wǎng)絡(luò)化連接,從而實(shí)現(xiàn)智能化的對象識別、定位、追蹤、管理、服務(wù)等綜合化的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)。
1 物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)概念
物聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)信息的重要產(chǎn)物,指的是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。物聯(lián)網(wǎng)是在現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息通信技術(shù)、管理技術(shù)、傳感技術(shù)、服務(wù)與管理技術(shù)上發(fā)展起來的,將應(yīng)用拓展到任何物體與物體之間的信息交換與通信。狹義上的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)指的是物品與物品之間的網(wǎng)絡(luò)連接,實(shí)現(xiàn)的功能為物品的智能化識別與管理;廣義上的物聯(lián)網(wǎng)可以延伸理解為信息空間與物理空間的相互融合,實(shí)現(xiàn)一切事物的數(shù)據(jù)化、網(wǎng)絡(luò)化,在物與物之間、物與人之間、人與現(xiàn)實(shí)環(huán)境之間構(gòu)建起新型的信息交換與傳輸體系,建立起一個(gè)真正意義上的“萬維網(wǎng)”,這是網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在人類社會(huì)發(fā)展的最高境界。從物聯(lián)網(wǎng)通信的對象以及技術(shù)實(shí)現(xiàn)過程來分析,實(shí)現(xiàn)物與物之的信息交互、人與物之間的信息交互是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心內(nèi)容。由此,我們可以整體的將物聯(lián)網(wǎng)概括為三個(gè)方面的技術(shù)特征:全面感知、智能處理和可靠傳送。結(jié)合現(xiàn)代對象識別技術(shù)對物體信息進(jìn)行采集,如激光掃描技術(shù)、射頻識別技術(shù)(RFID)等;通過信息感知、分析、處理與捕獲技術(shù)是采集的物體信息接入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫,利用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、傳輸技術(shù)、共享技術(shù)等,實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的、高效的、可靠的信息交換、傳輸與共享;最后通過數(shù)據(jù)處理技術(shù)、智能管理技術(shù)與密碼保護(hù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能化管理與集中化控制。
2 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)分析
2.1 感知與識別技術(shù)
感知與識別技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)組成部分,負(fù)責(zé)采集物理世界中一切“物”具體數(shù)據(jù)信息,實(shí)現(xiàn)對“物”的對象感知與識別功能,目前主要應(yīng)用的感知與識別技術(shù)有射頻識別技術(shù)(RFID)、傳感器技術(shù)、現(xiàn)代智能掃描技術(shù)和二維碼技術(shù)等。
2.1.1 傳感技術(shù)。傳感技術(shù)是利用傳感器和多跳自組織傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù),來采集待處理對象的物體信息。傳感器技術(shù)依附于現(xiàn)代信息敏感處理材料、敏感數(shù)據(jù)采集設(shè)備和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù),對基礎(chǔ)技術(shù)和綜合信息處理能力要求比較高。目前,傳感器技術(shù)在對“物”的數(shù)據(jù)采集精度、穩(wěn)定度和可靠性方面仍存在著欠缺,我國的傳感器技術(shù)仍缺乏自主創(chuàng)新,是我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展瓶頸之一。
2.1.2 識別技術(shù)。識別技術(shù)主要包括物體識別技術(shù)、地理位置識別技術(shù)。對物體信息進(jìn)行識別是實(shí)現(xiàn)物與物互聯(lián)的基本條件和前提。物聯(lián)網(wǎng)識別技術(shù)是以射頻標(biāo)識技術(shù)、二維碼技術(shù)為基礎(chǔ)的。從應(yīng)用需求的角度來分析,物聯(lián)網(wǎng)識別技術(shù)首先要解決的是對“物”的全網(wǎng)內(nèi)標(biāo)識問題,需要建議一套系統(tǒng)且可靠的物聯(lián)網(wǎng)物體標(biāo)識體系,以實(shí)現(xiàn)物與物之間的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確傳輸與交換。
2.2 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)的傳感器通信技術(shù)是實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾绞?。而如何對先用的網(wǎng)絡(luò)體制進(jìn)行重組和改建,適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)開展要求,如實(shí)現(xiàn)低數(shù)據(jù)率、低移動(dòng)性等要求是現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。傳感器的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)可以大體的分類兩類:廣域網(wǎng)通信體系和近距離信息傳輸體系。在近距離傳輸技術(shù)方面,以IEEE 802.15.4為代表的近距離傳輸協(xié)議是目前最廣泛應(yīng)用的技術(shù)規(guī)范,其免許可證的2.4GHZ頻段在全世界范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)通用,為物聯(lián)網(wǎng)的信息傳輸與交換的實(shí)現(xiàn)提供協(xié)議支持。就廣域網(wǎng)通信技術(shù)而言,以現(xiàn)代TCP/IP傳輸協(xié)議,3G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),衛(wèi)星通信技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程信息傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)提供技術(shù)支撐,其中以IPV6信息傳輸協(xié)議為核心的下一代通信網(wǎng)絡(luò)將成為物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程傳輸?shù)闹饕芯空n題。
2.3 計(jì)算與服務(wù)技術(shù)
對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、傳輸是物聯(lián)網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)的核心功能。而數(shù)據(jù)信息的服務(wù)與實(shí)際應(yīng)用是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)要實(shí)現(xiàn)的根本目的。
2.3.1 信息計(jì)算。對海量數(shù)據(jù)信息的感知計(jì)算與大數(shù)據(jù)的集成化處理技術(shù)將是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用普及化應(yīng)用所面對的重要挑戰(zhàn)之一。對海量感知信息的大數(shù)據(jù)整合、云存儲(chǔ)、多設(shè)備共享、高速率下載、有用數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)與數(shù)據(jù)挖掘等關(guān)鍵技術(shù)的攻克,采用現(xiàn)階段興起的云計(jì)算大數(shù)據(jù)處理與共享技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)海量信息傳輸提供技術(shù)支撐。
2.3.2 服務(wù)計(jì)算。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向應(yīng)該以實(shí)際應(yīng)用為最終目的。隨著時(shí)代的不斷發(fā)展,涌現(xiàn)出許多新型的應(yīng)用模式,這對物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)模式和應(yīng)用開發(fā)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的技術(shù)路線已經(jīng)束縛了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,在新時(shí)代的環(huán)境下,服務(wù)的內(nèi)涵將得到革命性擴(kuò)展。為了適應(yīng)環(huán)境和服務(wù)模式的變化,物聯(lián)網(wǎng)對行業(yè)普遍存在和要求的核心技術(shù)進(jìn)行提煉總結(jié),面對不同的需求,研究針對不同應(yīng)用需求的規(guī)范化、通用化服務(wù)體系結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用支撐環(huán)境等
2.4 安全管理技術(shù)
由于物聯(lián)網(wǎng)終端感知網(wǎng)絡(luò)的私有特性,網(wǎng)絡(luò)信息的安全就成為一個(gè)必須攻克的難題。物聯(lián)網(wǎng)中的傳感節(jié)點(diǎn)部署的環(huán)境通常不會(huì)有人看守或者一些不可控制的環(huán)境,在這種環(huán)境下傳感節(jié)點(diǎn)比較容易被攻擊者獲取,盜取節(jié)點(diǎn)中存儲(chǔ)的信息,進(jìn)而侵入到網(wǎng)絡(luò)。除了這方面的威脅,物聯(lián)網(wǎng)終端感知網(wǎng)絡(luò)還受到一般無線網(wǎng)絡(luò)所面臨的信息的泄漏、篡改、重放攻擊等多種威脅。從安全技術(shù)角度來看,需要加強(qiáng)的相關(guān)技術(shù)包括:(1)認(rèn)證技術(shù)――對使用者的身份進(jìn)行確認(rèn);(2)密鑰建立及分發(fā)機(jī)制――確保信息傳輸?shù)陌踩?;?)數(shù)據(jù)加密等數(shù)據(jù)安全技術(shù)――以保證數(shù)據(jù)自身的安全性等。因此在物聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域,上面提到的幾項(xiàng)安全技術(shù)就成為加強(qiáng)安全管技術(shù)的關(guān)鍵組成部分。
3 結(jié)束語
物聯(lián)網(wǎng)是在現(xiàn)代網(wǎng)路基礎(chǔ)上而發(fā)展起來的新型技術(shù)體系,在未來的社會(huì)生活活動(dòng)中具有極大的可應(yīng)用潛力。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展必將推動(dòng)人類文明朝著更智能化、網(wǎng)絡(luò)化、現(xiàn)代化的方向發(fā)展。我國的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)仍處于初級發(fā)展階段,各技術(shù)層面仍缺乏自主創(chuàng)新技術(shù),要建設(shè)我國的物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略規(guī)劃體系,需要國家各行業(yè)的共同努力,以推動(dòng)我國的信息化社會(huì)建設(shè)。
參考文獻(xiàn)
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[2]李中偉,金靖芝.物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)[J].價(jià)值工程,2011(19).
篇10
【關(guān)鍵詞】醫(yī)院;物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);醫(yī)療設(shè)備管理;措施
隨著醫(yī)療設(shè)備越來越多樣化,傳統(tǒng)人工管理醫(yī)療設(shè)備的方式逐漸顯露出弊端,主要體現(xiàn)在醫(yī)療設(shè)備購置的科學(xué)性不足、無法監(jiān)控醫(yī)療設(shè)備使用情況、設(shè)備存在安全性漏洞等方面。但醫(yī)療設(shè)備是物,物聯(lián)網(wǎng)正是基于物本身的自我信息表達(dá)及管理方式之一,醫(yī)院可嘗試基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提高醫(yī)療設(shè)備管理水平。
1物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)是通過傳感設(shè)備技術(shù)把實(shí)物信息、互聯(lián)網(wǎng)信息連接起來,在物與物之間實(shí)現(xiàn)信息共享、互聯(lián)[1]。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是基于無線射頻技術(shù)發(fā)展起來的,為醫(yī)療設(shè)備管理提供了信息化發(fā)展契機(jī)。物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)主要有三項(xiàng):一是自動(dòng)識別技術(shù),它主要含有條形碼技術(shù)、聲音圖像識別技術(shù)、射頻識別技術(shù)等,是非接觸式的自動(dòng)識別技術(shù),通過非鍵盤形式輸入醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù),擁有很強(qiáng)的抗干擾能力,能同時(shí)將動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)的多個(gè)電子標(biāo)簽識別出來,操作快捷簡單,不僅能減輕勞動(dòng)復(fù)雜性及強(qiáng)度,還能使醫(yī)療設(shè)備信息的收集更加快速、準(zhǔn)確;二是無線傳感技術(shù),它有機(jī)結(jié)合無線網(wǎng)與由傳感器感知的聲、光、熱、電等信息,從而采集、傳輸、存儲(chǔ)、處理信號,可通過物聯(lián)網(wǎng)對無線傳感網(wǎng)中的各種醫(yī)療設(shè)備信息進(jìn)行感知、采集,并將其轉(zhuǎn)化成電信號,由無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送,具備較強(qiáng)的抗干擾性,且安全性很高;三是智能處理技術(shù),包含數(shù)據(jù)挖掘、云計(jì)算等智能計(jì)算機(jī)技術(shù),基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),終端能產(chǎn)生龐大數(shù)據(jù)流,通過收集、存儲(chǔ)、處理、分析海量的數(shù)據(jù),為醫(yī)療設(shè)備管理提供正確決策,對設(shè)備實(shí)施智能化管理。
2基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的醫(yī)療設(shè)備管理措施
2.1優(yōu)化醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備的購置工作
設(shè)備購置是醫(yī)療設(shè)備管理的源頭,醫(yī)院各個(gè)科室本著功能全面、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、技術(shù)先進(jìn)、基礎(chǔ)需要等原則采購設(shè)備,但采購論證并不簡單,如果沒能充分了解設(shè)備,獲取的設(shè)備信息不透明、不對稱,無法直接感知、測試設(shè)備等都使購置工作面臨困境。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)施醫(yī)療設(shè)備購置工作可有所改善,即在網(wǎng)上系統(tǒng)整合醫(yī)療設(shè)備的外觀大小、功能質(zhì)量、各種指標(biāo)性能以及操作流程等,甚至可以遠(yuǎn)程操控,把設(shè)備及嵌入其中的信息傳感器連接上物聯(lián)網(wǎng),醫(yī)生就能充分接觸并了解醫(yī)療設(shè)備,通過比較選擇最適合的設(shè)備,比僅依賴文字、圖片介紹來開展設(shè)備選型工作來得更加立體、生動(dòng),為醫(yī)院各個(gè)科室領(lǐng)導(dǎo)做出更有效、更明智的設(shè)備購置決策提供依據(jù),讓設(shè)備購置工作更優(yōu)。
2.2改善設(shè)備的安裝、調(diào)試及驗(yàn)收
醫(yī)院設(shè)備管理人員、工程技術(shù)人員、操作人員需通過三方討論熟悉醫(yī)療設(shè)備的原理及各種各樣的性能指標(biāo),擬定驗(yàn)收計(jì)劃,接著準(zhǔn)備安裝,進(jìn)行測試驗(yàn)收,建立維修保障記錄。但在日常的安裝、調(diào)試、驗(yàn)收醫(yī)療設(shè)備的過程中,人們往往忽視記錄全程工作,為設(shè)備的使用及維修等不利,應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)則能解決該難題[2]。醫(yī)院應(yīng)積極引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),對醫(yī)療設(shè)備的安裝、調(diào)試及驗(yàn)收等進(jìn)行全程錄像,或通過視頻直播傳遞給有需要的人,提高監(jiān)管醫(yī)療設(shè)備安裝、調(diào)試及驗(yàn)收的效率,促使各方人員能高效、快捷地辦公,提高設(shè)備的安裝、調(diào)試及驗(yàn)收速度,讓設(shè)備能更好更快地為醫(yī)院醫(yī)療事業(yè)服務(wù)。同時(shí),一些大型的醫(yī)療設(shè)備一般產(chǎn)自國外,精密程度很高,對長途運(yùn)輸環(huán)境提出嚴(yán)格的要求,盡管長途運(yùn)輸環(huán)境中的溫度、濕度、振動(dòng)等微小改變并不會(huì)對初始運(yùn)行設(shè)備產(chǎn)生較大影響,但設(shè)備的使用壽命極可能因此而縮短,全程監(jiān)控醫(yī)療設(shè)備的運(yùn)輸過程很有必要,建立物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)輸箱就能實(shí)現(xiàn)全程監(jiān)控,即通過溫度、濕度、加速度等傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,再通過物聯(lián)網(wǎng)與無線網(wǎng)的對接,確保相關(guān)人員能通過網(wǎng)絡(luò)查詢大型進(jìn)口醫(yī)療設(shè)備所處的運(yùn)輸環(huán)境,改善設(shè)備管理。
2.3實(shí)時(shí)監(jiān)控醫(yī)療設(shè)備的使用狀態(tài)
通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的射頻識別技術(shù)將無線定位信息號發(fā)出,就能實(shí)時(shí)定位醫(yī)療設(shè)備,但無法判斷設(shè)備的使用狀態(tài),無法及時(shí)向服務(wù)器發(fā)送信號[3]。而分析醫(yī)療設(shè)備使用情況、統(tǒng)計(jì)醫(yī)療設(shè)備使用率可為醫(yī)院購置醫(yī)療設(shè)備提供客觀的、重要的參考依據(jù),并及時(shí)對購置計(jì)劃進(jìn)行合理的調(diào)整。醫(yī)療設(shè)備是特殊的,一般都配備了報(bào)警指示系統(tǒng),以此為基礎(chǔ)就可加裝采集、發(fā)送醫(yī)療設(shè)備報(bào)警信號的傳感器裝置,通過無線局域網(wǎng)技術(shù)向終端服務(wù)器發(fā)送報(bào)警信號,通過發(fā)出警報(bào)聲、紅燈閃爍或彈出警告信息等方式提醒設(shè)備管理人員,以便他們第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備故障信息,及時(shí)采取處理措施。如果醫(yī)療設(shè)備無法假裝報(bào)警信號裝置,則可安裝傳感器,采集設(shè)備的電壓、電流等指標(biāo)數(shù)據(jù),通過將其與正常指標(biāo)數(shù)據(jù)比較,對醫(yī)療設(shè)備告警實(shí)現(xiàn)人為干預(yù)或自動(dòng)診斷,記錄設(shè)備使用時(shí)間段,統(tǒng)計(jì)、分析醫(yī)療設(shè)備使用情況,并生成、打印報(bào)表,以便高效利用醫(yī)療設(shè)備。
2.4提高醫(yī)療設(shè)備的維修管理效率
建立預(yù)防性、應(yīng)急性相結(jié)合的醫(yī)療設(shè)備維修管理機(jī)制,預(yù)防性維修分為強(qiáng)制性預(yù)防維修以及基于射頻識別技術(shù)的動(dòng)態(tài)評分系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性預(yù)防維修。一是醫(yī)療設(shè)備的預(yù)防性維修。強(qiáng)制性預(yù)防維修針對的主要是醫(yī)院的急救與手術(shù)設(shè)備,包括呼吸機(jī)、輸液泵、麻醉機(jī)、心電除顫儀等,應(yīng)以周為周期實(shí)施醫(yī)療設(shè)備的強(qiáng)制性預(yù)防維修;除了進(jìn)行強(qiáng)制性預(yù)防維修的醫(yī)療設(shè)備之外,其他裝備應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行基于射頻識別技術(shù)的動(dòng)態(tài)評分系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性預(yù)防維修制度,它由感知醫(yī)療設(shè)備的使用時(shí)間、頻率以及故障發(fā)生頻率、人為風(fēng)險(xiǎn),再結(jié)合儀器生產(chǎn)廠家、國別、型號、價(jià)格等因素,對醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)生動(dòng)態(tài)性維修頻率,從而改變醫(yī)院既有的定期預(yù)防性維修所有醫(yī)療設(shè)備的習(xí)慣,讓醫(yī)療設(shè)備的預(yù)防性維修管理變得更加智能、靈活和科學(xué),大量節(jié)省勞動(dòng)力及設(shè)備維修時(shí)間;二是醫(yī)療設(shè)備的應(yīng)激性維修。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用能感應(yīng)醫(yī)療設(shè)備故障,預(yù)警系統(tǒng)能把故障情況告訴相關(guān)工程技術(shù)人員,他們就能按照設(shè)備故障代碼迅速判斷出醫(yī)療設(shè)備的故障點(diǎn),如果自己有能力把故障排除,就應(yīng)迅速到現(xiàn)場處理,如果自己沒有故障排除能力,預(yù)警系統(tǒng)則會(huì)通知第三方維修者或廠家,減少人工報(bào)修錯(cuò)誤。
3結(jié)語
在信息化時(shí)代,盡管醫(yī)院已有計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng),但其設(shè)備管理功能并不完善,無法為醫(yī)療設(shè)備管理的優(yōu)化提供技術(shù)數(shù)據(jù)支撐,而醫(yī)療領(lǐng)域?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用,尤其是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的醫(yī)療設(shè)備管理勢必能提高管理效率,增加醫(yī)療設(shè)備的使用率,從而實(shí)時(shí)監(jiān)控醫(yī)療設(shè)備,避免發(fā)生醫(yī)療事故,提升醫(yī)院服務(wù)水平。
參考文獻(xiàn):
[1]杜新峰,章祖華.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的醫(yī)療裝備質(zhì)量管理探討[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2013(04):123~124,138.
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