物聯網技術與開發
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物聯網技術與開發范文第1篇
關鍵詞：物聯網；監管安全；電子身份識別卡
于監獄而言，罪犯定位信息管理是監管安全工作中的一大難點。傳統的人防要求，需要民警高度的責任心，同時也對監獄管理者提出了諸多難題。物聯網技術正蓬勃興起，借助物聯網的有關技術，開發相關管理軟件，網格化析分管理區域，可以實現準確、即時、有效的定位管理。該系統的開發對于創新監獄管理機制，提高監獄監管安全管控力度，實現“科技強監”、“科技強警”目標，有著積極的現實意義。
1 項目名稱、研發背景及其意義
1.1 項目名稱：基于物聯網技術的罪犯網格化管控系統
所謂“基于物聯網技術的罪犯網格化管控系統”，就是應用現代日益成熟的物聯網技術，將監獄特定管理區域依照一定的標準劃分成為單元網格，通過對單元網格內罪犯主動（被動）[1]攜帶的電子身份識別標簽信息的讀取，對該區域的安防信息進行巡查、監督和處置，以實現單元區域之間數據共享、信息共用、資源整合、動態跟蹤、全面覆蓋的軟件系統。
1.2 項目研發背景
安全是監獄履行刑罰執行職能的首要前提，加強現場管控力度是實現監獄安全的最基本手段之一。近年來，隨著信息化建設步伐的加快，各地監獄都相繼建立起安全防范系統，與信息系統進行了關聯應用，在一定程度上實現了安防信息化，但對獄內罪犯進行有效的定位和管理的水平還亟待提升。隨著物聯網技術的日益成熟，當前對罪犯進行定位管理、越界管理、行為識別管理，以及將各個安防系統進行有機整合等已經成為可能。
1.3 項目的實施意義
一是有助于提升“四防一體化水平”。該系統借助物聯網技術，通過對罪犯的網格化管理，有效提高人員分布情況的自動化和智能化查詢、管控水平，減少一線民警的簡單重復、機械性勞動，降低民警的工作強度，提高警務效能，有效杜絕脫管失控的隱患和漏洞，將管理方式從被動處置問題向主動發現問題轉變，并借助系統及時解決問題，從而促進監獄管理水平進一步提高，最終實現人防、物防、技防和聯防“四防一體化”。
二是優化警力資源管理。無疑，借助該系統所構建的管理平臺，可以有效減少一部分循環、重復的民警管理崗位設置，比如巡查、督察、零星罪犯的帶進帶出等，使警力得以投入到更需要的崗位，從而實現對警力資源的有效配置。
三是提升監獄信息化系統的應用水平。當前，各地監獄已基本完成了信息化的基本建設，但各信息系統的信息集成和共享的水平還有待于提高，借助現有的網絡、信息數據庫等基礎系統，積極開發適用、小型、經濟的軟件系統，豐富系統功能，提升應用水平，有助于體現信息化的效益、秩序原則。
1.4 該項目解決的實際問題
當前針對在押犯的管理，普遍存在如下難題和問題：
一是難以準確、實時、動態地掌握罪犯位置和人數。獄內罪犯的流動區域涵蓋監舍、教學場所、勞動車間、醫院、會見室等多處，根據直接管理的要求，每個區域都需要民警準確掌握其數量、方位以及是否有非法進出特定區域、非法靠近關鍵設施等行為。當前該項管理工作主要靠民警人工清點，且無法提供歷史軌跡情況。
二是對陌生罪犯身份進行即時識別。監獄督察組成員遇有單獨活動的罪犯，僅靠罪犯口述及番號牌比對，無法準確驗證真偽。對于本監區人員，民警實現全部、準確掌握，也有難度。
三是對臨時離群的罪犯的監控難度大、成本高。尤其是在個別罪犯臨時離開集中管理場所，如接見、就診等，都需要民警單獨帶押，人數變化無法及時準確統計并實現最大范圍的周知。
2 項目的基本功能
系統可以實現罪犯的定位管理，借助自動點名、報警管理、軌跡回放和查詢統計等輔助功能，改善監獄管理方式，提高民警工作效率，提升安全系數。
2.1 自動點名功能
系統定時自動對指定區域內罪犯進行掃描，讀取該罪犯所佩帶的電子標簽身份信息，自動上傳至系統后臺，與后臺數據進行比對，從而實現自動點名及罪犯的區域定位，從而幫助民警即時掌握其管理區域內的人員流動情況。
2.2 巡更功能
系統根據監獄實際區域分布，劃定單元范圍，經民警手持點名機，實現補點名和確保人、卡和座位三者合一。點名時，手持點名機按照路線對3-5米范圍內持卡罪犯進行點名掃描，待手持點名機放回終端時，系統對罪犯姓名等基本信息進行自動檢索，建立巡更記錄，并及時顯示漏檢、漏巡方位。手持點名機還具備及時提醒民警點名和即時報警、顯示人數功能。
2.3 人員定位信息功能
系統自動實時、動態顯示各指定區域內的罪犯及動態信息。
2.4 報警功能
如出現異動情況，如人數無授權異常流動、人數比對不符等情況，系統自動逐級上傳報警信息，民警根據分級授權，進行相應處理。
3 項目的系統架構
3.1 物聯網的技術架構
物聯網是一種內容復雜、形式多樣的系統技術。根據信息生成、傳輸、處理和應用的原則，從技術架構上物聯網可分為三層：感知識別層、網絡層、應用層。其技術架構如圖所示：
⑴感知識別層。感知識別是物聯網的核心，是聯系物理世界和信息世界的紐帶。感知識別層既包括射頻識別（RFID）、無線傳感器、攝像頭等信息自動生成設備，也包括各種智能電子產品用來人工生成信息。RFID是能夠讓物品“開口說話”的技術：RFID標簽中存儲著規范而具有互用性的信息，通過無線數據通信網絡把它們自動采集到中央信息系統，實現識別和管理。另外，作為一種新興技術，無線傳感器網絡主要通過各種類型的傳感器對物質性質、環境狀態、行為模式等信息開展大規模、長期、實時的獲取。
⑵網絡層。物聯網的網絡平臺建立在現有的移動通信網、因特網和其他專網的基礎上，通過各種接入設備與網聯網感知層相連接。物聯網接入技術包括有線（雙絞線、光纖和同軸電纜等）和無線（2G、3G、衛星通信以及藍牙、Wi-Fi、ZigBee、WiMax等）接入兩大類型。
⑶應用層。應用層主要包含應用支撐平臺子層和應用服務子層。其中應用支撐用于支撐跨行業應用、跨系統之間的信息協同、共享、互通功能，包括公共中間件、信息開放與信息交換平臺、云計算平臺和數據存儲、數據處理和智能分析智能決策等服務支撐平臺。應用服務子層包括精確農業、智能交通、智能家居和公共安全等行業應用。應用層利用經過分析處理的感知數據為用戶提供豐富的特定服務，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。
3.2 物聯網技術在監獄罪犯網格化管理中的應用
物聯網各層之間既相互獨立又聯系緊密。在應用層以下，同一層次上的不同技術互為補充，適用于不同環境，構成該層次技術的全套應對措施。而不同層次提供各種技術的配置和組合。總而言之，技術的選擇應以應用為導向，根據具體的需求和環境，選擇合適的感知技術、聯網技術和信息處理技術。因此，根據監獄場所的特殊行業要求以及罪犯特殊群體的管理特點，可依托物聯網技術建構“監獄罪犯網格化智能管控系統”。該系統的總體架構如下圖所示。具體架構相應如下：
⑴感知識別層技術的采用。參照物聯網的技術架構，針對監獄工作的實際狀況和具體應用需求，結合各種識別與定位技術的研究分析，可選用基于RFID（Radio Frequency Identification）射頻識別技術以實現自動身份識別、位置跟蹤、預警和自動報警、應急指揮，規范獄內罪犯的行為，使用安全可靠的信息采集方式來監控、追蹤、識別罪犯，將信息系統中的個人信息和現實中的個人真正關聯起來，實現實時追蹤和報警。
⑵網絡層技術的選用。各種不同類型的網絡適用于不同的環境，合理提供便捷的網絡接入，是實現物物互聯的重要基礎設施。根據當前監獄網絡安全需要，一般不采用無線接入技術。
⑶應用層技術的選用。RFID子系統負責采集佩戴在罪犯身上的射頻卡或電子腕帶中的數據，獲取并保存人員的實時位置，將實時報警信息傳遞給報警管理服務；人員網格化智能管理應用子系統提供對人員位置信息的應用服務與管理，包括人員出入受控區域的監控、自動點名、人員定位、人員動態監控、行動軌跡回放、報警管理服務等。此系統還可以支持繼續升級，例如，將來可借助該技術，建立罪犯行為分析系統，通過對罪犯長期行為進行對比分析、關聯分析、分類和預測等數據挖掘方法，了解到高危人員的一些違規、危險行為，或者反映特定心理特征的行為，并對這些行為進行監測，及時提出預警，以達到預防和及時處置重大事故發生的目的。
4 項目的關鍵技術
4.1 射頻識別技術（RFID技術）
該技術是一種非接觸的自動識別技術，其利用了射頻信號或空間耦合（電感或電磁耦合）傳輸特性的基本原理，通過無線射頻方式實現非接觸雙向數據通信，識別并獲取目標的相關數據，實時、準確、快速采集與處理目標物品的信息。該技術具有非視覺范圍讀寫、壽命長、信息量大和抗干擾能力強等優點，在交通運輸控制管理、商業自動化、防偽、工業自動化和門禁管理等眾多領域有廣泛應用。該技術涉及到能耗管理技術、射頻定位技術、RFID中間件、系統防碰撞和安全防護等相關技術。
4.2 基于J2EE架構的面向服務的體系結構SOA技術
Java EE是開發可伸縮的、具有負載平衡能力的多層分布式跨平臺應用的理想平臺。J2EE技術為平臺的可移植性、獨立性、安全性提供了保障，并且提供了并發的機制，具有較高的性能。基于J2EE平臺，可有效提升系統的可靠性、可復用性和可移植性。Java EE體系內的EJB、Java Servlet、JSP、JDBC、JNDI、JTS/JTA、JMS等技術，為構建基于B/A/S（瀏覽器/應用服務器/數據庫服務器）純三層架構的應用系統提供了穩定的平臺。面向服務的體系結構（SOA）是互相通信（例如從一個服務向另一個服務傳遞數據或協調一個或多個服務之間的活動）的服務的集合，是一個靈活的體系結構，是在計算環境下設計、開發、應用、管理分散的邏輯（服務）單元的一種規范。該系統將分布在網絡中的軟件資源看作是各種服務，旨在提供面向技術的解決方案，而不必考慮其后臺實現的具體技術、具體運行平臺、具體物理位置甚至其內部的通訊協議，從而表現出更好的業務靈活性。J2EE是一套全然不同于傳統應用開發的技術架構，包含許多組件，可簡化且規范應用系統的開發與部署，進而提高可移植性、安全與再用價值。J2EE核心是一組技術規范與指南，其中所包含的各類組件、服務架構及技術層次，均有共通的標準及規格，讓各種依循J2EE架構的不同平臺之間，存在良好的兼容性，解決了以往用戶后端使用的信息產品所存在的無法兼容的弊端。
4.3 服務總線技術
服務總線（Enterprise Service Bus，ESB）是用于將異構應用集成在一起創建業務流程的新的基礎設施，它通過將消息、XML、Web服務、數據路由技術來等完成多個應用節點連接，并協調應用間的互動，是一種靈活的、可擴展的分布式計算模型。采用服務總線技術，所有的應用都被作為服務來對待，它們之間通過消息進行交互，應用者不需要知道基礎的通信協議或者物理位置，從而更能適應需求的變化。ESB支持多種標準接口，有更好的伸縮性，而不像Web服務那樣僅僅利用SOAP/HTTP協議傳遞服務請求和應答的信息。一方面，它可以用于部門內部應用的集成，如通過JMS、JCA組合已有的J2EE應用，以及通過某些專有的適配器連接專有應用（如SAP），由于無需跨越防火墻，這種集成方式具有較高的效率；另一方面，它也可以用于部門對部門的應用集成，通過包括SOAP在內的各種接口方式連接異構應用，可以跨越部門之間的防火墻，而無需為此編寫額外代碼，實現多個應用系統之間應用的無縫集成。ESB是從逐步出現的企業通信、互聯、轉換、面向服務的應用構建、可移植性和安全性等標準中演化而來的，其目標是創建一個真正基于標準的企業級應用骨干網，用來部署業務過程處理系統、協同系統和分布式業務解決方案。ESB是一個實現了通信、互連、轉換、可移植性和安全性標準接口的企業基礎軟件平臺。ESB由中間件技術實現并支持SOA的一組基礎架構功能，支持異構環境中的服務、消息以及基于事件的交互，并且具有適當的服務級別和可管理性。
4.4 Web Service技術
Web Service不是一種框架，而是一種技術。Web Service是由企業的完成其特定商務需求的在線應用服務，其它公司或應用軟件能夠通過Internet來訪問并使用這項在線服務，它是一種構建應用程序的普通模型，可以在任何支持網絡通信的操作系統中實施運行。它是一種新的web應用程序分支，是自包含、自描述、模塊化的應用。Web Service是一個應用組件，它邏輯型地為其他應用程序提供數據與服務。各應用程序通過網絡協議和規定的一些標準數據格式（HTTP、XML、SOAP）來訪問Web Service，通過Web Service內部執行得到所需結果。Web Service可以執行從簡單的請求到復雜商務處理的任何功能。一旦部署以后，其它Web Service應用程序可以發現并調用它部署的服務。官方的解釋就是：Web Service主要是為了使原來各孤立的站點之間的信息能夠相互通信、共享而提出的一種接口。Web Service可以執行從簡單請求到復雜業務處理的任何功能。Web Services要使用兩種技術：XML和SOAP。XML提供在Web上傳送結構化數據的方式，Web Service以一種可靠的自動方式操作數據，XML可以使Web Services十分方便地處理數據，可以使內容與表示方式進行分離；SOAP使用XML消息調用遠程方法，這樣Web Service可以通過HTTP協議的post和get方法與遠程機器交互。
4.5 電子地圖技術
電子地圖是20世紀80年代初利用計算機輔助地圖制圖技術而形成的地圖新品種，又稱為數字地圖，是地圖制作和應用的一個系統，是一種數字化了的地圖。其顯示的信息量遠遠大于普通地圖。它可以非常方便地對普通地圖的內容進行任意形式的要素組合、拼接，形成新的地圖；可以與衛星影像、航空照片等其他信息源結合，生成新的圖種；可以利用數字地圖記錄的信息，派生新數據。電子地圖技術科學、準確、直觀，大大提高地圖應用效率。
4.6 數據挖掘技術
數據挖掘（Data Mining，DM）是20世紀80年代末期新崛起的一門學科，是目前國際上數據庫和信息決策領域最前沿的研究方向之一。數據挖掘是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機的實際應用數據中，提取隱含在其中的、人們事先不知道的、但又是潛在有用的信息和知識的過程。數據挖掘技術伴隨著數據倉庫技術的發展而逐步完善；以數據庫、人工智能、數理統計、可視化四大支柱技術為基礎；數據挖掘主要涉及三個方面：挖掘對象、挖掘任務、挖掘方法，挖掘對象包括若干種數據庫或數據源，例如關系數據庫、面向對象數據庫、空間數據庫、時態數據庫、文本數據庫、多媒體數據庫、歷史數據庫，以及萬維網（WEB）等，挖掘方法可以粗分為：統計方法、機器學習方法、神經網絡方法和數據庫方法，數據任務是指從數據集合中自動抽取隱藏在數據中有用信息，其表現形式為：規則、概念、規律及模式等。它可幫助決策者分析歷史數據及當前數據，并從中發現隱藏的關系和模式，進而預測未來可能發生的行為。數據挖掘的過程也叫知識發現（KDD Knowledge Discovery in Database）的過程，它是一門涉及面很廣的交叉性新興學科，涉及到數據庫、人工智能、數理統計、可視化、并行計算等領域。
5 項目的應用前景
一是該項目可集成于監獄安防平臺，通過對罪犯的定位管理，強化對其動態控制，突出區域管控，提高監管安全系數，提高民警工作效率，實現“科技強警”目標。
二是該項目可應用于對勞務外協人員及車輛的定位管理。
三是該系統可吸收、集成視頻監控、門禁控制、生物識別、智能分析、數據挖掘等新型技術，建立以人員管理為核心的監獄綜合管理業務模型。
物聯網技術與開發范文第2篇
1典型分析
畜牧業物聯網技術，是指將網絡技術、傳感技術、互聯網技術等結合在一起，定點采集畜禽身份信息、采食信息、稱重信息、運動信息等畜牧生產過程中的關鍵信息，通過現代互聯網技術傳送到后臺數據處理中心，在數據分析基礎上，以圖表和直觀曲線方式提供給生產者，對畜牧生產進行有效的管理和監測，或通過GPS、RFID技術等對動物生產全過程進行溯源跟蹤和監控追蹤，建立畜產品質量安全可追溯體系。近年來，物聯網技術在天津市奶牛生產、種豬生產、肉雞生產等領域有了一些應用。現介紹3種典型案例，供養殖生產者參考。
1.1以嘉立荷牧業和光明夢得等大型牧場為代表通過阿菲金等牧場管理系統的應用，自動采集牧場的生產數據，技術人員和管理者可以針對繁殖、獸醫、統計等不同的問題進行分析，了解牧場生產和管理過程中存在的問題，并采取相應措施，實現奶牛生產的精細化管理。
1.2以天津市農夫種豬場為代表應用了智能化母豬飼養管理系統，通過傳感器對無線射頻耳標的識別，實現對該母豬個體的精確飼喂、鑒定等（荷蘭Velos系統）；通過應用種豬自動測定系統，自動采集種豬每日采食信息和稱重信息，提高了種豬測定效率。
1.3以部分規模肉雞養殖場為代表通過應用物聯網技術，實現了自動采集雞舍溫度、濕度等，并根據雞舍環境實時變化情況進行自動控制，提高了肉雞生產的管理水平。
2存在的問題
2.1飼養方式制約物聯網技術推廣物聯網技術的推廣和應用是與集約化生產經營方式相結合的。但是部分以農戶為主的養殖小區和中規模養殖場戶，受制于設施設備和生產工藝條件，物聯網技術改造應用難度大，物聯網技術難于應用推廣。
2.2物聯網技術應用范圍偏小在畜牧業生產中應用物聯網技術，涉及的信息技術本身比較復雜。因此，目前天津市物聯網技術的應用大多數是在大型規模養殖場，特別是在部分的“領軍”企業。天津市畜禽養殖量90%以上的中小型養殖場，應用物聯網技術的意識不強，其物聯網技術的應用仍呈“空白”。
2.3物聯網技術應用成本高畜牧業生產中應用的物聯網技術，主要有三個來源：一是從國外直接進口技術；二是引進技術在國內經過本地化改造；三是國內自主開發。就目前而言，國內自主研發產品，其軟硬件配套和產品穩定性等方面與引進產品尚有很大差距，養殖場戶積極性不高，加之引進產品價格昂貴、投入高，部分生產者尚無力應用。
3促進物聯網技術在畜牧生產中的應用
圍繞構建“高產、優質、高效、生態、安全”的現代畜牧業產業體系，保障動物疫情穩定，保障農產品質量安全，提升畜牧業質量和效益，促進畜牧業增效，農民增收為立足點，按照市場推動和政策扶持相結合，加快畜牧業物聯網技術的應用推廣和系統開發。經過努力，物聯網技術應用覆蓋天津市生豬、奶牛、肉羊、蛋雞、肉雞五大畜禽種，覆蓋一批規模養殖場，建設物聯網示范企業，實現飼養環境自動監控、管理精細化和產品可追溯管理。開發應用獸藥等投入品監管、遠程服務、外埠畜產品監管和本地畜產品質量安全追溯等行業監管平臺，實現實時管理。通過示范應用和技術推廣，形成物聯網集成應用的典型解決方案和技術標準。
3.1企業類
3.1.1肉羊物聯網應用平臺以奧群種羊公司為主，利用建立的工廠化杜泊、澳洲白綿羊胚胎移植技術體系和快速擴繁優質配套系種羊的生產基礎，在生產環節引入物聯網技術，建設奧群優質種羊聯合育種信息平臺、種羊胚胎移植遠程服務系統、養殖綜合業務管理系統。完善RFID技術自動識別系統、自動稱重系統、種羊選育和視頻監控等系統，實現對種羊生產過程信息采集和數據分析，與客戶擴繁場信息共享，互動挖掘數據。其服務對象包括天津核心育種場、規模擴繁場和合作社組織。完成基于RFID的種羊稱重與分群管理、基于有源RFID技術的TMR（全混合日糧）投料監控技術標準。
3.1.2奶牛物聯網應用系統以夢得集團、嘉立荷牧業惠澤牧業等21個牧場為主，引進國內外先進牧場綜合管理系統，實現對產奶、牛群健康等管理智能化。降低炎發病率，提高配種率和單產水平，實現質量安全可控可追溯。
3.1.3生豬物聯網應用系統以中糧肉食、惠康、德潤、農夫等企業為主，引進智能化管理系統，實現對豬舍內溫度、濕度、通風等環境自動控制。以射頻技術為載體，開發智能化養豬管理系統，通過料塔、輸送分配絞龍、飼喂器、分離器的有效組合，實現對每頭豬的精準飼喂、準確監測。
3.1.4家禽類物聯網應用系統引進國內外先進的家禽生產管理信息系統，實現對舍內喂料、光照、溫度、供水、壓力、濕度、清糞、集蛋等自動監測和控制，為雞提供恒溫、恒濕和清潔的環境，改善動物福利。大幅度降低人工成本，降低呼吸道等疾病發病率。
3.2部門監管類
3.2.1動物防疫和畜產品質量安全可追溯系統完善現有生豬品種系統運行，啟用其他畜種應用。優化養殖環節信息采集系統，實現一站式登陸，智能化上傳。開發友好的展示界面，開發多種展示方式和數據有效鏈接。增加畜牧業統計監測預警系統，實現對畜牧生產情況、畜產品價格、市場需求等相關數據快速監測統計，通過統計結果，分析市場趨勢，做出預測預警。開發輔助決策系統，實行免疫保護期、疫苗使用、應急物資等預警和智能管理。
3.2.2肉雞質量安全可追溯平臺對肉雞在飼養過程中飼料獸藥投入品使用、防疫、質量監測信息，出欄產地檢疫信息，運輸過程信息，屠宰環節檢驗信息，一直到產品上市進入市場各環節信息實現可追溯監管。
3.2.3病死動物無害處理系統在現有生豬基礎上，增加其他畜種，開發與保險公司和無害化處理場數據對接功能。
3.2.4動物產地檢疫機打出證系統升級支持生豬、家禽等產地檢疫需要，優化業務流程管理，提高響應速度。
3.2.5畜牧獸醫專家遠程服務系統利用天津農業物聯網大平臺，將天津市多年積累的動物疫病防控經驗和典型病理解剖圖片置入，向養殖場戶提供智能診斷和科普教育功能。
3.2.6動物及動物產品檢疫監督信息管理平臺利用物聯網和RFID等技術，實現對外埠進入天津市的動物和動物產品實現監管數據交換、集成和主動監控等目的。
3.2.7生鮮乳質量安全監管及可追溯系統將鮮奶生產、收購、運輸等環節開展信息化管理，構建鮮奶收購站及運輸車輛信息管理系統，對鮮奶收購進行信息化管理。
3.2.8武清奶牛綜合服務平臺良種繁育系統在現有平臺基礎上，開發奶牛個體信息動態采集技術，佩戴牛只RFID標簽，實現對牛只的自動識別和信息記錄，提高奶牛場智能化水平；開發集成傳感器技術、信息采集技術及網絡數據庫技術，實現對奶牛個體擠奶的全部自動化及智能化控制；安裝監測系統，輔助判定牛只狀態，結合無線傳輸技術，實現實時數據采集；利用物聯網技術對種子母牛個體信息進行采集的數據進行挖掘，通過統計和專家分析，為奶牛良種科學繁育提供依據和科學決策。
4對策建議
4.1加強組織協調建議在天津市畜牧獸醫局成立推進物聯網技術應用推廣技術領導小組，納入全市畜牧獸醫工作重點，加強各事業單位和區縣畜牧獸醫管理部門以及企業的溝通，建立和完善協同工作機制。
4.2加大資金支持力度利用現有的設施畜牧業提升工程、畜禽標準化規模養殖場等項目資金，加大對物聯網技術應用的支持。爭取天津市經濟和信息化委員會、財政局、科學技術委員會等部門對畜牧業物聯網應用專項支持。同時，推動引導更多企業開發、使用物聯網技術，進一步完善現有系統功能。
4.3加強人才隊伍建設加強宣傳引導，推動既懂信息技術又懂農業生產的復合型技術人才從事現代畜牧業建設。加大培訓力度，培養一批操作技能強的一線實用人才，推動各類監管、應用系統高效運行。
物聯網技術與開發范文第3篇
關鍵詞：物聯網技術；遠程監控；生產運行管理平臺
數字化油田是石油工程信息化的高級階段，是信息化達到網絡化、數字化、模型化和科學化的全新標志。石油工程作為一個跨學科、多專業相互配合的技術高度密集型行業，信息化一直伴隨著工程行業的發展，并發揮著巨大的作用。近年來，通過應用驅動和技術研發創新引領的互動式發展，基于物聯網技術的數字化建設，在石油工程數據采集、遠程監測等領域得到廣泛應用，本文針對石油工程生產運行與管理實際，擬基于物聯網技術，通過構建集可視化、功能化、數字化鉆井系統，以滿足鉆井日常生產運行、生產管理、生產監控、設備管理的需求。
1物聯網基本內涵
國內對于物聯網的概念是整合了美國的CPS（Cyber-Physical System）、歐盟的IOT（Internet of Things） 和日本的i-Japan的概念，但又不完全和哪一個相同。由于物聯網本身與互聯網、移動通訊網、傳感網等有密切的關系，因此國內不同領域的專家針對物聯網的思考出發點各異，事實上我國對物聯網還沒有一個精準和公認的定義。物聯網體系架構大致有三個層次，底層是用來感知數據的感知層，第二層是數據傳輸的網絡層，最上面則是內容應用層。隨著“物聯網”技術的發展與廣泛應用，從工作辦公到日常生活應用都與計算機技術和信息化有效結合，包括我們接觸與使用的各種設施與物體以及物品，比如交通工具汽車，居住的樓房，出行必需的公路、鐵路、機場，乃至手中的鑰匙、手上戴的手表等等，只需要安裝一個極小的感應芯片，就可以有效利用紅外線感應、全球定位系統、激光掃描技術、無線網絡信息系統或者射頻技術，使之與互聯網相連，進而利用能力超強的計算機群實現智能化管理。為有效整合企業的各類服務、降低重復工作的損耗，可以采用基于面向服務架構（SOA）的物聯網企業應用框架，并能通過.Net平臺和Java 平臺兩種技術實現。運用該框架、利用射頻標識構建的物聯網可以對企業各業務流程進行監控，并實現海量數據資源共享和高效利用，從而為企業資源整合提供了一種可行的解決方案。
2物聯網技術特點、作用與應用
物聯網的幾個關鍵環節可歸納為“感知、傳輸、處理”，實現“及時、精確、全面地獲取和處理信息，達到科學決策、降低成本、提高效率、保護環境、增強安全等目標”。其中，傳感技術、嵌入式智能技術和網絡、通信技術為物聯網的l展和廣泛應用奠定了基礎。
2.1物聯網技術的主要特點
物聯網的主要特點體現在技術和應用層面上，主要包括：一是感知識別普適化。作為物聯網的末梢，自動識別和傳感網技術近年發展迅猛，應用廣泛。從衣食住行中，仔細觀察都能發現大量的感知技術的應用。無所不在的感知與識別將物理世界信息化，對傳統上分離的物理世界和信息世界實現高度整合；二是異構設備互聯化。硬件和軟件平臺千差萬別，不同型號和類別的RFID標簽、傳感器、移動數據采集終端、手機、移動PC等實現網際間信息共享和融合；三是聯網終端規模化，所有構成要件都作為網絡終端納入系統之中；四是管理調控智能化。物聯網將大規模數據高效、可靠地組織起來，為上層行業應用提供智能的支撐平臺；五是應用服務協同化，物聯網技術覆蓋生產運行與管理的各環節，可以有效提高企業整體信息化程度。
2.2物聯網技術的作用
通過將物理對象與信息承載體無縫聯接，實現虛擬和物理世界的一體化，使得物理對象積極參與業務流程（互動，通信，控制），通過對數據的大規模采集與集成智能運用，最終實現商業價值和社會價值。物聯網是一種非常復雜，形式多樣的系統技術。根據信息采集、傳輸、處理和應用的原則，可以把物聯網分為感知層、網絡層、管理服務層和應用層
3 運用物聯網技術構建數字化生產運行管理平臺
數字油田是實體油田的虛擬表示，能夠匯集油田的自然和人文信息，人們可以對該虛擬體進行探查和互動。從技術架構上來看，運用物聯網技術構建數字化鉆井生產運行管理平臺是一項涉及多學科的復雜的系統工程，需要信息通信技術、石油地質、石油工程、企業管理等有關專業，旨在更加廣泛、及時、準確的進行信息采集；深化應用軟件實施，更好的完成信息處理及應用，解決各種生產運行與管理問題；建立更為便捷的信息開放和共享平臺，更好的實現信息間的互聯互通，為生產運行管理提供便利。
3.1 數字化鉆井生產運行管理平臺
基于上述分析，筆者擬結合石油生產運行與管理實際，提出一種新的運用物聯網技術構建數字化生產運行管理平臺的實現方案。該系統主要利用數據傳感技術、計算機軟件開發、數字控制、計算機網絡、系統集成及數據共享技術，開發建成集井場數據自動采集、數據加工分析、設備遠程控制、遠程視頻監控及分析決策為一體的生產運行管理平臺。
該系統完全遵循物聯網技術的三層結構，在感知層中，利用安裝在現場的傳感設備及視頻監控設備，將生產數據和視頻圖像實時采集并集中起來；在網絡層，利用有線或無線通信網絡將數據傳送至數據中心服務器；在應用層，利用數據庫、計算機軟件開發、智能計算、云計算等技術對數據進行加工、分析、整理、，并以文字、報表、圖形、圖像等方式及時顯示出來，實現遠程監測、控制、輔助分析、生產決策等功能。按物聯網分層原理，鉆井生產運行管理平臺由數據采集子系統、數據傳輸子系統和生產運行管理子系統三部分組成。
4 應用前景與展望
物聯網技術本身不是一個全新的事物，它的核心在于應用創新。以物聯網技術為基礎，在構建生產運行管理平臺應用包括條形碼技術、GPS技術、管理軟件等物聯網范疇的技術過程中，要進一步深化理解“應用為王”思想，通過持續的應用創新，打造出業內領先的數字化生產運行管理平臺。
參考文獻：
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[2]胡亮，頁巖氣開發核心技術及開采裝備概述，軍民兩用技術與產品，2014 （12）
物聯網技術與開發范文第4篇
【關鍵詞】環境監測 物聯網技術 應用研究
1 前言
現階段，隨著高新科技的快速發展，物聯網在各行各業的應用逐漸增多，物聯網技術由于集成了遠程的監控與遙測、自動化采集與傳輸等最新技術，對環境監測工作將起到重要的作用，將會徹底改變現有環境監測工作的理念與方式。
2 物聯網的概念
物聯網（The Internet of things，IOT）是指在互聯網的基礎上擴展和延伸到物體與物體之間信息交流的一種新型信息技術，物聯網的定義是實現物體與物體、人與物體、人與人之間的信息交流。物聯網在國內的應用一般是使用定位系統、紅外線感應儀、全球定位系統（GPRS）、激光掃描儀和氣體感應器等設備間的信息，進行交換和記錄，實現檢測、定位、監測和掃描的一種信息技術，實現各種設備之間信息的交流，讓使用者能夠在物聯網中得到需要的信息，讓監測和管理的信息具有時效性和保證其準確性，達到人工智能化的監控，提高工作效率和生產力，彌補傳統工作中的不足。物聯網在現代被廣泛運用于各個領域中，例如智能交通、醫療服務以及環境監測等各種方面，也體現了物聯網的智能化與實用性。
3 環境監測中物聯網技術的應用
我國傳統的環境監測技術，在技術限制和設備設施不完善的情況下，環境監測的范圍、內容、準確度、時效性以及數據的應用，都無法從根本上滿足環境保護的需要。隨著物聯網技術在環境監測中的應用，可以讓我們更加準確、及時的獲取環境監測信息并充分應用到環境管理工作中，保證對環境的科學高效化管理。
3.1 大氣監測中物聯網技術的應用
大氣質量自動監測，是利用物聯網技術在監控范圍內布設各種特定的傳感器，通過各種傳感設備對大氣環境中的二氧化硫、二氧化氮、臭氧、一氧化碳、可吸入顆粒物、細顆粒物等指標進行數據采集，將數據通過網絡實時向監控中心進行傳輸，不僅僅可以實現同步監測的基礎功能，同時也能實現預報功能的一種全面監測。目前隨著物聯網技術應用的不斷深入，對大氣環境數據的分析、利用、綜合評價以及預警等方面都在向廣度和深度擴展。
3.2 水質監測中物聯網技術的應用
在我國水資源日益緊缺的時代背景之下，水質環境監測工作的重要性也越來越突出，只有做好水質環境監測工作才能為水資源的合理開發、利用以及保護提供科學的資料依據。在水質監測過程中通過運用物聯網新技術，在重點水質監控位置上布放傳感器，通過無線傳輸方式24小時在線監測水質的各項變化，提高監測數據的準確性和時效性。水質監測通過與物聯網技術的進一步融合，不僅為水環境治理提供了有力的數據支撐，而且還能有效地搭建水質監測預警平臺，在水污染事件中發揮出重要作用。
3.3 重金屬污染監控中物聯網技術的應用
隨著現代化工業化進程的加快，更加注重對重金屬的環境監測，由于重金屬污染不僅具有持久性的特征，同時也難以進行根本上的消除。通過物聯網技術的應用，在監測的范圍內，一旦水中重金屬因子含量出現異常就會報警，為重金屬的清理爭取更多的處理時間，對污染進行及時的補救，同時可以為后續處理工作提供準確、可靠的技術支持。
4 物聯網應用于環境監測所面臨的問題和趨勢
近年來，物聯網技術雖然在環境監測中有著相對廣泛的應用，推動了環境監測信息化的快速發展，但物聯網在環境監測領域的發展仍然存在一些問題需要解決。
4.1 存在的問題
（1）相關技術設備還需提升。環境監測的感知層包括環境傳感器、在線監測儀器、傳感器網絡等，由于這些技術設備普遍存在著功能單一、可靠性不夠、成本高以及維護難度大等諸多問題，制約了物聯網在該領域的廣泛應用。（2）監測信息不能共享。目前由于各種環境信息系統的開發缺少頂層設計，系統之間不能很好的共享，使得環境監測數據不能進行有效整合，造成數據不能共享，工作中各自為政。（3）監測數據應用開發不夠。隨著物聯網在環境監測中應用范圍的拓展，各種監測數據都通過網絡源源不斷傳遞到各級環保部門，海量的數據由于缺乏深度的處理和分析，不能為環境決策提供科學的保障。（4）環境監測系統的整體管理水平較低。由于監測系統整體素質以及體制等諸多因素的束縛，造成整體管理水平較低，直接影響到物聯網在環境監測中作用的發揮。
4.2 發展趨勢
未來隨著物聯網技術的發展，可以深入挖掘其在環境監測智能化、自動化、信息化等各方面的應用，同時不斷擴大環境監測領域，逐步開展生態、土壤、生物、電磁等監測內容，建立完善的環境監測網絡。
5 結語
物聯網作為一種新興信息技術，能夠彌補傳統環境監測過程中的不足，為環境監測工作提供新的發展模式。因此，物聯網技術在環境監測中的應用，前景會十分廣闊。
參考文獻：
[1] 趙富安，趙宇.物聯網技術淺析[J].科技致富向導，2013（3）：45-46.
物聯網技術與開發范文第5篇
關鍵詞：物聯網；實驗平臺；教學創新
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：16727800（2013）009015102
作者簡介：孫冠男（1990-），女，山東師范大學碩士研究生，研究方向為教育技術。
0引言
目前，物聯網技術教學多以理論教學為主，實踐教學較少，這與物聯網教學強調實踐的特點相違背。教學中多以單個技術設備分別教學為主，沒有科學化整體化的教學系統，不利于學生對物聯網技術形成一個整體全面的認識。針對以上問題，本文對物聯網實驗平臺的建設進行了探討，幫助學生更加深刻地理解相關技術，并在平臺上實現物聯網創新系統實驗。
1高校物聯網實驗平臺需求分析
1.1物聯網專業特點
物聯網是典型的交叉學科，涉及電子、計算機、測控與通信等多領域相關專業知識。物聯網專業不同于其它專業，是現有信息技術綜合集成化的產物，它的呈現形式是一個實際落地的應用系統。物聯網專業培養的人才，不僅要掌握傳感器、微處理器、嵌入式技術和相應的軟件技術，還要掌握無線通訊、高頻設計、低功耗、無線傳感網絡以及3G無線網絡設計等最新技術。
1.2物聯網專業培養要求
物聯網技術不是單一的技術，是一個技術集成，涉及廣泛的技術領域。物聯網技術核心是網絡通信技術：包括Internet、WiFi、藍牙、ZigBee、3G/GPRS等；物聯網最重要的支撐點是無線射頻通訊技術。高校通過開辦物聯網及相關專業，建立物聯網、無線傳感器網絡實驗室，主要目的是培養學生成為熟悉、理解物聯網基礎知識并熟練掌握、精通物聯網基本技能的專業型人才。
1.3物聯網實驗平臺建設的迫切性
國際上，美國、日本以及歐洲一些國家已先后啟動了以傳感器技術研發和大規模應用為核心的國家戰略性物聯網計劃。我國也把物聯網列為國家七大新興戰略性產業之一，并將“物聯網”明確列入《國家中長期科學技術發展規劃（2006-2020年）》。溫總理在2010年的政府工作報告中明確提出，要積極發展新一代信息技術產業，“促進物聯網示范應用”。隨之不少國內學者提出了物聯網實驗教學的創新性和必要性。
但不得不承認的是目前物聯網相關專業學生的學習還主要以課程講授為主，這種學習方式下，學生必然缺少實際的操作經驗，不但難以增強對物聯網理論的深入探析和融會貫通，而且這種教學模式難以激發學生的創新精神和探索意識，所以高校有自己的物聯網實驗平臺是很有必要的，這將使學生畢業以后更能適應工作中的實際環境。物聯網創新實驗平臺就是在這種情況下建立的。
1.4物聯網實驗平臺建設原則
對于物聯網專業的學生或教師來說，物聯網平臺正是緊密結合本專業教學與科研的核心平臺，應能比較全面地滿足學生或教師在學習和研究物聯網技術方面的需求。
對于開設物聯網技術這一課程的學校以及選修此課程的學生來說，物聯網實驗室應能比較全面地展示物聯網技術的應用，使學生和老師可以掌握物聯網基礎理論和技術以及應用方法。
對于其他相關專業的學生或教師來說，如計算機軟硬件、通信、自動化、物流管理等專業的學生或教師，可以通過物聯網實驗室能進一步深入掌握物聯網技術在本專業的應用，為將來就業和科研提供良好的實驗平臺。
2高校物聯網實驗平臺具體建設內容
2.1物聯網實驗平臺具體建設要求
因為物聯網實驗涉及到通信、電子等多方面的新技能、新知識，一些新批準建設物聯網專業的高校，在建設配合物聯網知識體系的實驗平臺方面有所不足。不僅如此，物聯網又是交叉的新專業，因此物聯網實驗教學教什么、拿什么教、怎么教等問題，基本上還是空白，很多方面只能在實踐中慢慢探索。
筆者認為物聯網實驗平臺的相關建設應該以配合專業建設、人才培養規范、物聯網核心課程、學生實訓為目標，滿足以下的基本要求：能滿足物聯網及相關專業的人才培養規范和教學基本要求；能支撐物聯網及相關專業課程教學；能支撐物聯網教學實驗，能實現物聯網各知識點的各種實訓；能兼顧競賽以及學校科研工作；實訓室建設規模至少能滿足一個班學生同時做實驗。
2.2物聯網實驗平臺各模塊功能設計
為了滿足以上要求，物聯網的實驗平臺主要設計成3個模塊：基礎教學模塊、物聯網接入系統實驗模塊和物聯網綜合應用實訓模塊。其模塊構成和功能分別如圖1、圖2所示。
2.3物聯網實驗平臺具體構成
構建物聯網實驗平臺的兩大要素是硬件和軟件。硬件是構建物聯網實驗平臺設備的硬件平臺，開發工具，包括傳感控制模塊、無線傳輸模塊、網關中心等。軟件，包括兩種：一種是物聯網系統運行必備的，如：開發環境、中間層軟件、應用層軟件、通訊協議、操作系統等。另一種是配套的教學體系與資源，如：配套的實驗教材、PPT教學課件、avi視頻教學動畫、教學大綱等。硬件和軟件共同組成了實驗室的兩大部分：學生專業訓練平臺和學生科研創新系統。
（1）學生專業訓練平臺：該平臺的設計是3～4個學生共用一套實訓平臺，此平臺上集成了嵌入式處理系統、傳感器網絡通信節點等，學生們可在此平臺對傳感器網絡的各個知識點開展技能訓練。
（2）學生科研創新系統：建設的物聯網實驗平臺必須是高度統一的實訓平臺，集教學、演示和研發功能于一體，圍繞物聯網這個中心，還兼顧當前最新科技的發展態勢，著重各種技術之間的融會貫通。
該系統主要由一些經常在實際生活中運用的節點，加上各種不同的傳感器模塊、數據通信網關、整套傳感器網絡系統架構軟件等構成，老師和學生通過這些設備就可以組成整體的網絡通信方案，如圖3：無線傳感器網絡（ZigBee或TinyOS）采集物理數據量通過串口傳輸到PC機或嵌入式平臺（PDA），然后通過WiFi或GSM/GPRS和TCP/IP等方法傳感到服務器（WEBSERVER），客戶端可以通過各種介質（手機、PC機）和各種方法（GPRS、INTERNET）來進行訪問。
3結語
本文初步探討了物聯網實驗平臺的建設內容，利用先進的教學實驗平臺及開發平臺來學習物聯網，能幫助學生了解物聯網的基本體系結構，并獲取物聯網技術應用與開發所需的基本技能。同時利用平臺來開發物聯網，可有效降低物聯網系統開發難度，可簡便地開發智能家居、環境監測、智能交通等應用系統，推進物聯網技術與產業的應用。平臺理論和實踐相結合，深入淺出，讓開發者對物聯網有全面直觀的認識，使高校培養出來的學生具備良好的解決工程問題的能力、自我學習和更新的能力。
參考文獻：
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