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物联网的技术应用大全11篇

时间:2023-12-01 10:02:16

物联网的技术应用

物联网的技术应用篇(1)

物联网,主要是将当前各种新型技术及新型的理念进行紧密的结合,将电子技术、通信技术、材料技术等不同种类、此前联系性不强的技术联系在一起。这样一来,这些不同的技术就成为了一个整体,并且将人与物进行了紧密结合。物联网的应用比较广泛,行业需求的潜力相对较大,计算机物联网目前已经在我国的多个领域中得到了合理应用。

1 物联网的关键技术

1.1 射频识别技术

在物联网的关键技术中,射频识别技术是相对最为重要的一种关键技术,也可以被称作是电子标签,射频识别技术是物联网发展中的基础部分与核心部分。射频识别技术主要应用的就是射频信号,物联网可以利用射频信号来实现相应的信息传输,并且通过这些信息来进行相应的识别工作。在射频识别技术中,主要包括了标签、阅读器、天线3个主要部分。

射频识别技术在具体应用中主要是利用比较先进的技术手段,来对不同状态下的物体进行相应的识别管理。射频识别技术抗干扰能力较强,无需耗费较多人力,且适用于大多数环境,所以应用较为广泛。

某大型连锁超市在日常管理中就应用了物联网中的射频识别技术,该超市的管理者将这项技术用于供应链管理中。这样一来,在具体管理中,不仅不需要过多的工作人员,还保证了管理的效率与整体质量,该超市在应用射频识别技术之后,供应链管理工作得到了明显加强。

1.2 云计算

云计算技术,主要是将计算分布在相应不同的计算机中,这里的计算机不能是本地计算机。这样一来,相关的使用者就可以将资源进行切换,根据具体的需求去访问相应的计算系统。物联网中的云计算技术,主要是利用网络,对计算实体进行整合,使其成为计算能力较强的整体系统。

1.3 网络通信技术

物联网在发展过程中,物与物之间的互相通信是较为重要的,因此,网络通信技术是物联网关键技术中不可替代的重要部分。在网络通信技术中,包括了有线技术、无线技术、网关技术等。在网络通信技术中,M2M技术应用比较广泛,可以与近距离传输技术进行较好结合,如WiFi、RFID、BlueTooth等。M2M技术的重点之处就在于无线通信,未来将会有广阔的发展空间,给物联网的信息传递提供坚实的技术保证。

2 计算机物联网的应用

目前,计算机物联网在我国已经得到了比较广泛的应用,其具体的应用可以表现在以下几个方面。

2.1 家庭生活

在家庭生活中,物联网可以将家庭住宅作为具体的应用平台,利用家庭住宅的网络技术来实现具体应用。某高级住宅小区在样板间的布置工作中就对物联网进行了具体应用,利用物联网在住宅的内部设置了较多的系统。这些系统主要包括了住宅安防系统、布线系统、温度调节系统、灯光控制系统等。这样一来,住户就可以利用网络和物联网技术实现对住宅内部所有系统的操控与应用,使居住环境变得更加高效与舒适,也使住宅内部的各个系统得到了较好的管理。该小区的样板间在应用了计算机物联网之后,将所有的家居设施进行了高效集成,给住户带来了更多的便利,也保证了住宅环境的整体舒适度。

2.2 物流领域

随着我国经济的不断发展,物流行业的发展规模也在不断扩大,物流领域的发展速度也相对较快。在物流领域中,物联网可以发挥自身的重要作用,来实现物流领域的合理发展。在物流领域内部应用计算机物联网,主要是利用计算机物联网内部的集成性和智能性的主要特征,这两点特征可以使物流系统具备较强的智能性,使其在发展过程中模仿人类智能,像人类一样去进行思考与判断。

计算机物联网在物流领域中的应用,主要是用来掌控物流领域在发展过程中的不同信息,对物流运输环节中的所有运输车辆的性能及路线进行实时监控,还可以掌握物流运输中货物的自身状态与性能。也就是说,计算机物联网在物流领域中的应用,主要是方便工作人员掌控物流运输中的各个环节,对主要的物流信息进行相应采集。

2.3 农业应用

除了上述应用领域之外,计算机物联网还可以被用于农业领域中。计算机物联网在农业中的应用,主要是将农业生产的控制系统、安全系统与智能系统,利用云计算技术进行高效整合,从而实现农业生产的智能化、数字化与信息化。农业生产应用计算机物联网,可以将农业生产中的各项因素,如环境因素、人工因素等通过计算机物联网内部的传感器进行上传。这样一来,工作人员就可以对农业生产中的各项因素进行整合分析,把握农业生产各个环节的整体质量,对农业生产实行远程监控与操作。计算机物联网在农业生产中的应用,可以提高农业生产的整体效率,使农业生产向绿色农业、低碳农业、高效农业的方向进行合理转变,带动我国农业经济的发展。可以说,计算机物联网在农业生产中的应用,不仅可以提高农业生产的具体效率,还能优化农业生产体系,具有重要的价值和现实意义。

2.4 交通应用

智能交通建设将会是未来交通系统发展的必然趋势,而计算机物联网是有效实现这一趋势的重要工具,这是由于计算机物联网可以将电子传感技术、先进信息技术、通讯传输技术、控制数据技术以及计算机技术等有效结合,并运用于整个智能交通系统的管理中,进而可以在大范围内进行全方位的计算机技术的应用。计算机物联网技术具有实时、高效、准确等特点生适用于智能交通系统的建设。计算机物联网技术在智能交通建设中的广泛应用可以将现有交通设施有效的利用起来,最大程度地减少交通的超负荷量,与此同时,计算机物联网的应用可以减轻交通压力对环境的污染,进而提高整个城市交通的运输效率,所以,计算机物联网技术在交通运输方面的应用是非常有必要的。

2.5 电网应用

除了以上几种应用领域之外,计算机物联网还可以被用于电力行业及交通行业中,具有较好的应用价值与应用前景。将计算机物联网技术应用到电网中,可以达到电网智能化的效果,也就是可以使整个电网系统更加先进、可靠、安全,同时可以提升整个电网的工作效率和经济效益。由于计算机物联网的运用,整个电网系统的运行数据和信息都是被时刻记录的,一旦出现任何异常都可以第一时间被发现,相关工作人员可以针对此问题及时做出应急方案,这样才可以确保电网系统的有效运行和安全性能,减少电网企业不必要的经济损失。这样将计算机物联网技术和电网系统相结合的方式,一定可以满足大部分用户的对电能质量的需求,使未来的电力系统更加完善。

物联网的技术应用篇(2)

中图分类号:TP315 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2015)05-0000-00

信息技术的发展衍生出多种形态的产物,物联网技术就是信息技术发展到一定阶段的产物。物联网技术利用信息技术建立起来,属于计算机与互联网的产品,同时也是现代各种信息技术发展与应用的结果。物联网技术的发展改变生活,物联网技术发展的模式已经进入到社会各个层面,进而可以实现物流自动化运作与高效管理。针对当前现代物流中存在的各种弊端,物联网技术能够有效避免其中各种不足,同时为物流业的发展提供新的方向。物联网技术相较于其他领域所应用的技术具有一定的特殊性的同时还具有其根本性的发展特点。正是基于物联网技术的发展,使得该技术在智慧物流中获得广泛的应用,同时促进智慧物流产业的快速发展。

1物联网与智慧物流的概述

在技术与互联网快速发展的过程中,物联网借助计算机网络的发展,应用射频识别技术、全球定位系统、激光扫描器与红外感应器等信息设备与技术,将已经约定的协议作为根据,在物品与互联网之间建立起信息交换的桥梁。这样就构建成定位、跟踪、调控、监控与识别的网络系统[1]。通过简单的概述就可以了解到,物联网在整个程序流通与系统构建过程,无需人为操作与干预,就能够自动识别对象,获取对象的属性信息,以达到目标对对象信息互联与共享。从物联运行的全过程就可以了解到,物联网运行通常包括这几个步骤:首先,标识。在物联网运行的过程中,采用传感设备就可以对编制物体对象的ID与属性,将静态的属性进行标准并存储在标签内,随后就可以应用相应的设备进行探测与识别。其次,识别。在物联网运行的过程中采用设备识别技术就能够将对象的属性信息识别出,并且还将获取的识别信息转换成为可以传输的格式进行传输。最后,通信。在经过信息标识与识别后就可以读取对象信息的属性信息,同时还将其利用网络系统传递到信息处理中心,这样物联网也就完成了通信与数据的处理。

而智慧物流则是基于物联网技术与信息技术共同构建起来的一种物流网络体系,该网络体系在运用的过程中会显示出其所具有的集信息化、系统化与智能化的特点。在实际操作运行的过程中,智慧物流采用高新技术与现代管理手段,以期能够达到物流配送体系的低成本与高效率的智能化运转。从智慧物流运转的实际情况,我们可以了解到该种物流技术具有感知、优化决策与智能反馈的功能。首先,感知功能。这项功能的体现在射频识别、卫星定位于红外线等高新技术方面,进而可以动态获取存储包装、仓储、物流配送与车辆每一环节的数据信息,也就是说在物品配送的整个环节中,可以对物流对象进行跟踪、定位等。感知功能的运用从初步阶段实现了感知智慧。其次,决策功能。在物流配送与管理的过程中应用信息处理技术与数据挖掘,就可以分析和数据挖掘商品信息、物流数据与客户需求等相关信息的处理,计算和决策从仓储位置与配送的路径,这样也就实现物流存储于配送的决策智能化。最后,反馈功能。在物品物流配送的过程中,送货方与收货方都需要在物流配送的整个过程及时了解物品的准确位置与状态,以便及时获取物流数据。在此过程中可以应用感知网、物流管理系统与红外线客户与管理提供实时的物流运行状态的信息,进而可以获取物品在整个物流过程中每一环节的信息[2]。

2物联网技术在智慧物流中的应用

根据物联网所具有的特点以及在实际中的运用就可以了解到,物联网技术并不是单项的技术,而是在应用的过程中组成网络系统的技术。在物联网技术体系划分的过程中,通常会将物联网技术划分为关键性技术、支撑性技术与共性技术,物联网技术就是这几种技术的相互融合。该系统在智慧物流中的综合应用就是该项技术应用价值的体现。实现智慧物流需要应用不同层面的物流网技术来支撑。物联网技术在智慧物流中的应用体现在以下几方面。

2.1感知互动层

物联技术在智慧物流中的应用体现在多层次,而不同的层次又包含不同的技术。在感知互动层包含这么几项技术。首先,射频识别技术(RFID)。从专业的角度来说,射频技术就是一种采用无线射频技术,非接触双向通信的自动识别技术。利用该项技术就能够对输送的物品进行电子标签,编辑物品,同时应用射频信号可以自动识别物品并获得相应的信息,使整个物联网技术最为关键的技术之一[3]。相较于其他应用领域,可以说RFID应用最广泛的领域就是物流业,利用RFID技术,对物流车辆、货物、集装箱进行动态监控,这样就可以实现车站汽车与港口货轮的智能调度,通过电子射频技术就可以实现智能仓储的管理、产品防伪的辨识,以及物流配送的可视化。从某种层面上可以说,射频技术的应用,促使智慧物流在原有发展的基础上上升到了一个更高水平的管理层面。其次,无线传感器网络(WSN)。相较于人与人、物与物以及人与物之间的联系,无线传感器在其中起着非常重要的作用。无线传感器在应用的过程中通过无线通信的方式促使其形成一个组织网络系统。在无线传感器内,多种技术相互结合,就能够实现自动、实时、远程的获取物流流通中的重要数据,检测数据的可靠性,掌握物流产品在整个运输状态的过程中,并在获取数据的时候及时回应所获得的信息,随后就可以实现自动决策与智能调控等,这种技术的应用很显然可以实现物流作业,提高智能化管理水平。当然,无线传感网络在物流车辆运输、物品配送与仓库环境等物流活动的检测方面具有非常重要的作用。最后,全球定位系统(GPS)。在物流环节中应用GPS定位卫星可以实时行为、导航。在物流配送的过程中,应用GPS系统就可以对提供物流配送与动态调控,并且在整个物品输送的过程中跟踪、定位,可以将路线优先、紧急救援与车辆优先等多项功能应用到货物的供应状态中。在实时物品调配的过程中,应用GPS定位功能可以监控车辆与货物的状态。与此同时,结合导航电子地图数据与实时的交通运输状况,GPS的导航功能可以对配送车辆进行规划,提供配送的路径与车辆的路线,这样就可以提高车辆配送的效率。

2.2网络传输层

相较于感知互动层,网络传输层同样包含了多种应用技术。第一,云计算[4]。在互联网服务项目不断增加、使用与交付信息处理的基础上,云计算能够利用互联网类提供动态交易扩展,在此过程中不可否认的一点就是,云计算属于虚拟的资源。在综合运用互联网、移动通信、人工智能与云计算等技术就可以对物流信息高效、智能化的分析和处理,进而从中获取有效的信息,实现海量数据的传输,这样就可以为智慧物流提供有力的支持。云计算的应用从某种层面上来说,就是要为智慧物流提供决策数据,促使智慧物流在运转的过程中不会偏离方向。第二,M2M技术(Machine to Machine)[5]。该种技术就是通过机器内部嵌入无线通信的模式,并且将无线通信为主要的接收方式,这样就可以实现机器与物品之间的智能化、交互式的通信,同时为客户提供具有综合信息的方案。在智慧物流中,应用M2M技术对物流整个过程中的搬运设备、搬运物料、搬运环境与搬运工进行监控、控制与追踪,这对物流中各项资源的合理调配,提高搬运效率具有非常重要的作用,同时还可以在智慧物流中体现绿色搬运[6]。第三,数字集群通信技术。在物联网技术中,有一种系统综合传输数据、图片信息,同时以无线数据传输、交换与控制为主,该种系统就是集群移动通信技术。该种技术应用范围最为广泛的区域就是港区、物流园区域堆场,而这些区域相对而言作业较为集中,环境较为复杂[7]。现代数字集群通信技术频率利用率非常高,信号抗信道衰减能力非常强,同时还具有良好的保密性,可以同时为多项业务服务,灵活控制网络管理。由此可见,该项技术的应用范围相对而言较为广泛。

2.3应用服务层

物联网技术在智慧物流中的应用,其最重要的一个层面就是应用服务层。应用服务层直接关系物流产业最终的服务质量。首先,嵌入式智能技术[6]。该项技术与其他的技术类似,都是将计算机技术为基础,同时以应用作为核心内容。但是在实际应用的过程中,对应用系统所具有功能、体积、功耗、成本与可靠性等方面都具有非常严格的要求。如果系统不能达到这些要求,就会影响该项技术的应用效果。在实际应用的过程中,该项技术能够增强系统的语言与图像处理能力,并且还能够最大限度的使用软、硬件设施,可以有效防止资源的浪费。在该项技术应用的过程中过,将计算、数据挖掘与数据存储等多项技术运用到各个行业中,可以实现跨行业、跨系统与跨应用之间信息系统共享和互通。嵌入式智能技术的应用将有效促进各项技术的综合应用,进而促使各项技术应用效果达到良好状态。其次,公共物流信息平台。公共物流信息平台在智慧物流中具有非常重要的意义,该项技术对智慧物流后续发展起着决定性的作用。公共物流信息平台可以通过对公共信息的收集、处理与分析,进而可以为物流企业信息系统完成各项活动提供支持功能。其中就包含了数据服务、物流应用服务、公共信息服务等[9-10]。在公共物流信息平台中可以促使物资与信息资源的整合与共享,有利于物流系统的优化。这对物流技术水平与物流服务水平的提高具有非常重要的意义,有效推动整个行业的信息化。公共物流信息平台应用其中最为明显的特点就是信息的共享。在智慧物流中,如果能够达到信息共享,这对物流信息的掌握具有非常重要的意义,并且还可以保证物流信息的准确性。

3智慧物流的发展

在现代物流产业不断发展的过程中,可以说智慧物流是现代物流产业发展到一定阶段的高级别代表,在其发挥作用的时候,智慧物流表现出明显的参与主体性、跨行业性与设计领域广等特点[11]。现如今在经济市场快速发展与社会形态不断发生变化的过程中,智慧物流在政府引导与企业参与的情况下,需要更多的物流基础设施、技术、管理与技术。从智慧物流发展的实际状况就可以了解到,物联网技术的应用,有力的推动了智慧物流的发展。智慧物流的发展,促使数据交换、智能分析与优化方面的建设都具有一定的效果,与此同时智慧物流发展规模不断扩大,为人们的生活带来便利。现代物流产业的发展是智慧物流的发展的基础,在此过程中,物流产业应当充分认识到物联网技术对智慧物流发展的重要作用,并且还要清醒的认识,充分认识智慧物流的发展对人们生活发展的重要性。

4结语

总而言之,在信息技术与网络技术快速发展的过程中,物联网技术获得长远的发展与广泛的应用。智慧物流产业作为现代物流业发展的产物,将物联网技术应用于其中,将有力的推动整个智慧物流的发展。

参考文献

[1]舒文琼.物联网即将步入3G时代芯讯通细分策略助发展[J].通信世界,2012,10(05):56-57.

[2]王鹏.物联网技术及行业应用――运筹帷幄的智慧物流[J].中国数字电视,2012,4(10):56.

[3]吴纯勇.物联网及芯片行业亟需标准与规范[J].中国科技财富,2013,11(36):594-595.

[4]程珊珊,朱景锋.物联网情景感知技术在智能仓储领域的应用展望[J].物联网技术,2011,13(24):88.

[5]于丽娜.浅谈物联网技术在我国物流领域中的应用[J].物流技术(装备版),2011,8(12):73.

[6]黄国兴.基于GPS和GIS技术的智慧物流系统的构建[J].中国西部科技,2011,10(12):23-24.

[7]舒文琼.物联网即将步入3G时代 芯讯通细分策略助发展[J].通信世界,2015,3(15):56.

[8]王光辉.物联网战略的国际观察与思考[J].科技创新与生产力,2014,10(04):50.

物联网的技术应用篇(3)

物联网是互联网延伸的产物,可以将物品中的信息进行科学化的管理,将物联网运用于仓储物流领域中,具有先发的重要性,并且可以提升物流企业的综合竞争能力。在先发重要性方面,物联网技术运用于仓储物流领域中,可以改进物流管理的措施,继而可以提升物流管理的效率。例如物联网技术中的EPC系统,可以改进物流体系中的配送、运输和智能货架等体系。随着经济技术的不断发展,物联网技术已经逐渐应用于仓储系统中,使物流企业在市场的需求和发展方面,具有先发的重要作用;在提升物流企业的竞争力方面,将物联网技术应用于物流仓储体系中,可以有效地节约物流成本,从而加快企业的运转效率,使企业在市场竞争中,具备一定的价格优势,进而可以提升物流行业的综合竞争能力。

二、物联网技术在仓储物流领域中的应用分析

(一)通信与网络技术在仓储物流领域中的应用随着科学技术的不断发展,我国已经逐渐将计算机技术和通信技术应用于物流行业中。在企业的生产中,仓储系统是企业重要的组成部分,关系着企业的生产管理。在物流企业的仓储管理中,需要通过局域网和互联网的相互连接来完成信息的传递。因此,将仓储系统的信息连接中,计算机技术和通信技术的运用,可以提升仓储信息的传输效率。

(二)感知技术在仓储物流领域中的应用感知技术是物联网中最为重要的技术之一,而RFID是感知技术的重要体现,其可以和托盘系统进行有效的融合,继而可以有效地降低物流的仓储成本,并且可以提升拣选的效率。在普通仓储系统中,电子标签对物品的拣选具有一定的辅助作用。主要表现在管理人员可以通过计算机对物品进行有效的分解和拣选,继而可以提升仓储效率。目前RFID技术在物流仓储系统中存在广泛的运用。在部分较为先进的物流行业,通常采用全自动的拣选技术,对企业的发展而言,可以最大程度地增加企业的仓储效率。

(三)智能仓储与传输在仓储领域中的运用在目前的物流企业发展中,我国部分企业已经将智能化的仓储技术和传输技术运用于仓储领域中,主要包括语音提示、机器人、视频监督和无人搬运等手段。由此可见,将物联网和仓储技术有机地结合起来,可以最大程度地提升仓储业的智能化和自动化程度。

(四)物联网技术在物流传输中的应用在物流企业的发展中,已经逐渐将物流网技术应用于物流传输中,提升了物流行业的传输效率。物联网技术应用于物流传输,主要表现在销售、运输和配送三个方面:在销售方面,当物流商品出售之后,利用物联网技术可以对商品的存储位置进行定位,并且可以将物品信息传递给仓库管理人员。由此可以提升物流行业信息传递的效率;在运输方面,利用无线射频技术可以准确地对商品进行定位,之后管理人员可以利用无线终端找到商品的位置。在这个过程中,可以最大程度的提升物流的运输效率;在物品的配送方面,工作人员可以利用终端设备以及POS机完成现场交易,同时系统可以根据商品的信息为配送人员提供最佳的路线[3]。

三、物联网技术在仓储物流领域中的展望

(一)感知技术的发展在物联网技术的运用中,感知技术可以提升物流仓储的效率。例如感知技术可以探查到商品中的药品和食物等,继而可以针对性的进行存储,以便给人们提供更加便利的服务。由此可见,物联网技术中的感知技术必将更好的应用于物流仓储系统中。

(二)物联网无人搬运技术的发展无人搬运技术是指智能化搬运车。随着物联网技术的逐渐运用和科学技术的不断发展,无人搬运技术必将成为物流仓储的一项重要技术,其可以代表我国物流行业的智能化和自动化发展程度。

(三)RFID技术的发展在物流仓储系统中,RFID技术属于自动化识别技术,可以对仓储商品进行自动地识别和干预,并且操作便利快捷。由此可见,RFID技术必然是物联网技术在仓储管理中的重要应用趋势。

物联网的技术应用篇(4)

随着物联网技术的全球化发展,物流信息的采集、分享以及应用等各方面工作的复杂性不断提高,这向物流信息化工作提出了更大的挑战,物流网技术为物流信息化的发展与提高营造了良好的发展环境,如何充分抓住这一机遇,在物联网技术的基础上建立物流信息化系统,是我们当前工作的重中之重。

1 物联网技术概述

1.1 物联网技术

物联网技术是通过采集物品信息,并应用定位技术、感应技术、识别技术、扫描技术以及计算机技术等,通过互联网的方式对物品信息进行集中管理,包括物品信息的采集、存储以及物品的识别、定位、监管等,物联网技术的应用实现了物理数据向信息的转化、传输与应用,并有效提高了物流信息管理效率。物联网技术体系中,关键技术包括计算机技术、通信技术、网络技术、无线传感器技术、射频识别技术以及信息处理技术等。

1.2 物联网技术结构

物联网技术系统结构是发挥物联网功能的基础体现,物联网技术涉及到计算机技术、通信技术以及互联网技术等多个系统,为实现物联网技术在物流信息化处理中的应用效果,提高物联网系统运行效率,必须建立合理的技术结构,为物联网技术的顺利应用打好基础。根据技术层面以及发挥作用的不同,物联网技术结构由感知部分、网络部分和应用部分三大部分组成,各部分之间相互衔接,是各自功能实现的基础,其中,感知部分是物联网技术的基础,主要功能是采集物品的物理属性等信息数据,并对采集数据进行处理后传输至物联网信息系统以进行物品物理数据向信息的转变处理。网络部分的功能是对感知部分获得的物品信息进行存储、处理以及传输等。应用部分是在物联网技术的基础上,将特定的物联网信息与相应的技术相结合,为智能化应用中存在的问题提供解决方案。

物联网技术结构简单灵活,各个部分的功能是相对独立的,各个部分功能的实现及其过程中出现的调整不会影响到其它部分功能的实现,这一结构设计在某一部分功能需要进行扩大或调整时,也有便于对各部分进行单独调整,不影响其它部分的运行质量。此外,为保障各部分功能的正常实现以及网络整体的运行质量,不同部分之间制定了相应的技术标准、功能模式以及操作规则等,共同组成物联网系统的支撑体系,保证物联网的顺利运行。

2 物联网技术对企业发展的重要意义

物联网技术对物流业的发展具有重大促进作用,物联网技术的应用能有效的提高物流业的信息化、自动化与智能化水平,促进物流各部分功能的整合,提高物流业的整体效率,提高各环节质量,对于推动我国物流业良好有序的发展具有积极影响。物联网技术推动了物品与网络信息的融合,促进了物品信息交流工作,是促进我国物流业良好发展的动力,也是物流企业发展的机遇,因此,物流企业应抓住这一机遇,实现自身进一步发展。

3 基于物联网技术的物流信息化应用

基于物联网的物流信息化应用要凑够物联网整体发展战略出发,明确物联网相关产业发展方向,保证物流产业发展质量,对于物流产业的关键领域及核心技术,要加强质量控制,确保物联网技术与物流产业协调一致的发展,进而实现物联网技术在物流信息化中的应用价值。

3.1 物流信息自动化组织实施

在以物联网技术为支撑建立的物流体系中,生产企业、客户与物流企业之间实现了物流信息的共享,实现了物流信息组织实施过程自动化进行的目标,对物流配送、物流作业以及智能操作等方面进行有效的控制。这一过程具体体现为:客户向生产企业下达订单后,生产企业委托物流公司配送产品,生产企业在产品中嵌入与海关港口采用的RFID技术配套的芯片,利用RFID技术,物流公司可以实时掌握产品的位置信息,自动进行产品的包装、拣货、出库等操作且具有较高的准确度,实现产品通关自动化控制,并根据产品种类及特点自动选择仓库并进行配送。产品在物流配送过程中自动化程度的提高保证了产品供应高效率、高准确度,推动了物流配送中各方企业的发展。

3.2 物流决策智能化运行

物流智能化是物流企业发展的重要趋势,是满足客户个性化需求、提高物流服务质量的重要保障。物流智能化发展初期,大宗商品物流由于技术原因等,不能应用物联网技术,不利于物联网技术的普及与发展。近年来,随着物流技术的发展与提高以及物流成本的降低,大宗商品也逐渐应用物联网技术,推动了物流决策智能化发展,实现了商品物流配送过程中物流供应与物流信息的同步。

物流决策智能化体现在物流配送的每一个过程中,供应企业根据产品配送特点,通过智能决策选择最佳物流企业,物流企业接受配送订单后,根据自身物流网络的分布,选择产品最佳配送方式和配送路线。物流决策智能化根据配送产品的不同实现了不同的物流环,例如生产原料的配送中,在原料进入生产车间后形成了物流闭合环,商品的配送中,商品进入商场后实现了物流闭合环等。此外,对于食品、药品等特殊商品,物流决策智能化为其提供了物流保障,通过对食品或药品的配送过程进行实时监控,以保证食品或药品在配送过程中的质量与安全。

3.3 物流管理虚拟化

物流虚拟化管理是指通过对物流信息的管理,间接实现对物流产品的管理。物流虚拟化管理的典型就是在GPRS导航定位的基础上,对物流配送过程中物流产品的入库、出库以及运输等过程进行实时监控,对物流车辆等进行实时调度与监控,实现物流配送工作透明化管理,无论物流产品在哪里,都能通过虚拟化掌握物流产品信息,从而保证物流产品质量。物流虚拟化管理是通过采集物流信息并传输至数据处理中心,数据处理中心对动态信息进行处理,获得物流产品的流通数据,对于配送过程中出现的问题及时进行解决,保证物流产品配送高效率、高质量进行。

3.4 物流信息共享

物流信息共享是通过第四方物流信息平台实现的,第四方物流平台依靠第三方物流提供的产品供应商、技术供应商以及服务、管理等优势,建立完善的物流信息供应平台,解决了第三方物流无法满足日益增加的物流服务需求的问题。第四方物流以物流信息为支撑建立物流信息平台,是产品供应商和客户之间的中介,也是保证物流过程中各方协调一致,保证物流安全、可靠进行的重要保障。

4 总结

物联网技术在物流信息化中的应用是为了物流业发展的趋势,也是保证物流网顺利运行的基础,在物联网技术环境下,开展物流信息的采集、处理等工作要符合物流业的发展需求,因此,我们应从我国信息产业发展需求出发,从物流业发展全局战略角度出发,建立规范化、标准化、高效化的物流信息化系统,为我国信息产业进一步发展做好准备工作。

参考文献:

物联网的技术应用篇(5)

[中图分类号]F252 [文献标识码]A [文章编号]1004-6623(2012)01-0064-04

[作者简介]文振华(1955―),湖南常德人,湖南现代物流职业技术学院院长,教授,研究方向:物流与供应链管理、物流信息技术;黄友森(1949― ),江西兴国人,博士,北京机械工业自动化研究所研究员,研究方向:制造业信息化、物流信息技术;邓子云(1979― ),湖南双峰人,湖南现代物流职业技术学院副教授,研究方向:物流信息技术。

一、物联网技术在物流领域应用的意义

物联网是指通过视频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网应包含传感层、机器通信层、电信网络和IT网络层、互联网管理层和应用层五个方面。物联网能够提供以下几类服务:(1) 联网类服务:物品标识、通信和定位;(2)信息类服务:信息采集、存储和查询;(3) 操作类服务:远程配置、监测、远程操作和控制;(4) 安全类服务:用户管理、访问控制、事件报警、入侵检测、攻击防御;(5) 管理类服务:故障诊断、性能优化、系统升级、计费管理服务。

物联网有三个特点:一是全面感知:利用RFID、传感器、二维码及其它各种机器,随时即时地采集物体动态信息;二是可靠传送:通过无处不在的无线网络将感知的各种信息进行即时传送;三是智能处理:利用云计算等技术及时对海量信息进行处理,真正达到人与人的沟通和物与物的沟通。

物联网在互联网基础上建立起人与物的充分沟通,它把信息网络技术、传感器技术等应用于各个行业、各个产业,组成一个庞大网络,在现代综合技术层面上实现人与物的智能化交流,使人们能够通过互联网监控处于庞大网络中的物品运行情况,从而实现对物的智能化、精确化管理与操作。物联网技术是继计算机、互联网和移动通信网技术后,信息领域又一次重大的革命性创新技术。从物联网的应用发展来看,中国物联网产业初具规模,市场潜力巨大。同时物联网还将催生新兴产业、新的就业岗位和职业门类,具有非常重大而深远的意义。据统计,2010 年,中国物联网市场总体规模已达1933亿元。根据国家工业和信息产业部正在制定的“十二五”物联网专项规划,至2015 年,中国物联网市场规模将达到5000亿元以上,物联网产业将成为信息产业的下一个战略增长极。

二、物联网技术在物流业应用的现状

目前我国物流业处于向现代物流业发展的起步阶段。由于多方面的原因,我国的物流资源难以有效整合,致使大量物流资源没有发挥应有的效用。通过物流信息技术实现物流信息资源的共享、整合和优化利用,达到社会物流资源的优化配置,降低社会物流成本,推动供应链管理的发展,提升物流业整体水平,推动经济结构的重大调整是当前我国现代物流体系建设亟待解决的问题。

物流业多环节、多领域、多主体和网络化的作业特点决定了其对信息技术的依赖程度较高,物联网的感知、智能处理和控制反馈等技术特征与物流业的运作特点具有良好的匹配性。目前,物流是物联网技术集成应用程度较高、应用范围较为广泛的领域。物联网技术在中国物流领域的推广与应用正在快速推进,并为中国物流业发展带来新的机遇。目前物联网技术应用主要集中在运输、配送环节的可视化管理;生产流程和仓库、配送中心的自动化智能作业以及构建全程监控和可追溯的物流信息系统或平台,收集和监控产品全程物流信息等方面。通过调查统计,在物联网全面感知、可靠传送和智能处理三大技术类型中,中国物流领域的应用主要集中在以RFID识别和空间定位技术为主的各类感知技术和传送技术方面,而物联网智能处理技术应用比例较小。

三、物联网技术

与物流公共信息平台

物流公共信息平台可分为面向地域的物流公共信息平台,如省、市、县的物流公共信息平台;面向行业的物流公共信息平台,如钢材、医药、汽车等物流公共信息平台(包括园区的物流公共信息平台);以及面向特定功能的物流公共信息平台,如港口、公路运输的物流公共信息平台等。

物联网技术是建设物流公共信息平台的不可或缺的关键技术。近年来,国内许多物流公共信息平台的建设都更为重视采用物联网技术。如基于物联网技术的物流园区供应链集成管理平台构建的研究;基于物联网的煤炭企业物流信息平台应用研究;省级物流公共信息平台的物联网技术的研究等。

省级物流公共信息平台是服务于全省的物流公共信息平台,它的功能是将省内的各种物流公共信息平台和系统(包括政府、企业、园区、物流枢纽、金融机构等)以及相关的信息集成整合在一个标准、共享的信息平台上,并与其他省市的物流信息平台对接,形成全国性的物流公共信息平台,实现全国范围信息资源的共享和集成;物流资源的高效整合及优化利用;对社会物流成本和企业物流成本的合理控制。省级物流公共信息平台是一省范围的物流信息神经中枢和智能管理中心,因此它具有特殊的重要性。

物联网技术快速发展极大地推动了省级物流公共信息平台的建设,从而给我国物流业的发展带来了新的机遇。

四、物联网技术

在湖南省物流公共信息平台的应用

(一)湖南省物流公共信息平台的总体架构及主要功能

湖南省物流公共信息平台的组成主要有:物流物联网传感基础设施、多级平台数据中心、安全与容灾备份中心、1个系统管理中心(系统集成平台)、在物流物联网平台上的N个物联网应用系统;在物流公用平台上的N个物流公共应用中心和系统,以及在物流共用平台上的N个物流共用应用中心和系统。

1. 关于物流公共平台。该平台主要作用是连接和集成政府电子政务、物流枢纽、电子口岸、银行、保险公司等信息平台和信息系统,提供物流相关的公共信息和资讯。其主要功能有:为政府相关部门信息,协助政府进行物流业务的监管、对运营情况进行统计和分析,为制定政府政策及对物流行业进行宏观调控提供依据。提供应急服务,协助政府进行应急物资采购、库存调拨、运输调度、指挥协同、建立多主体联合应急物流体系;实现与省内电子口岸(航空、水路、铁路、公路的电子口岸等)信息系统的对接;实现与省内与银行、保险、期货交易所、信托等金融机构的信息系统的接口。

2. 关于物流共用平台。该平台是关联中心,作用是连接企业的信息平台和信息系统,为企业提供商业。主要功能包括:物流电子商务、软件租用、第四方物流、通信服务以及其它服务项目。物流电子商务。提供网上物流交易服务,包括物流信息(运输、仓储等)、(供需)竞价匹配、交易撮合、诚信保障、货物跟踪、在线支付等;软件服务(Software as a Service SaaS)。SaaS是基于互联网的软件服务。它使企业以租用方式使用平台上的软件而无需购买软件;第四方物流。提供供应链整体解决方案,包括物流系统的设计、分析诊断、系统改进和优化等物流咨询服务等;物流金融服务。提供运费代收、代付服务、货物抵押,以及提供银行业务、保险代办、货物担保等服务和其他配套增值服务;其它服务项目。提供物流外包招投标、物流采购、产品营销、物流培训、物流人才招聘等服务。

3. 关于管理中心/集成平台。管理中心/集成平台是湖南省物流公共信息平台的管理中心,其主要功能是集成和管理。一方面平台内的各种系统通过该中心进行互联和集成,另一方面它提供对省内外的各种组织机构及个人的信息接口。湖南省物流公共信息平台采用新一代的信息架构技术SOA(Service Oriented Architecture)构建集成平台,实现平台上各系统之间的互联和集成以及与对省内外的各种机构及个人的对接,实现了动态、标准化的集成模式,保证各种软件系统和物联网设备能够在异构环境下进行跨结构、跨平台的灵活、快速的构建以及集成化、综合性的应用。

采用上述技术,平台可以对接和集成省内(并通过对接外省的物流公共信息平台连接全国其它省市)物流相关的物联网应用系统和设施设备,并将这些功能以单项功能或者集成化的功能的方式向社会提供服务。

4. 关于物流物联网平台。物流物联网平台的主要作用是通过各种中间件(包括RFID的中间件、GIS系统中间件等等)集成、协调和整合各种物联网应用系统和设备,以使物流的应用系统能够综合应用这些物联网系统和设备。

物流物联网平台将物联网应用系统的相关数据和信息通过传感网收集起来,并向上层应用系统提供方便应用的服务接口,使上层应用系统能够以单项服务或集成化服务方式向社会提供服务。如地震、水位的监测、交通情况等实时信息;提供运输车辆及货物的定位与跟踪、仓库的视频监视、驾驶人员和车辆实时视频认证、货物状态监视(如温度等)等单项服务;以及物流电子交易全过程(包括网上交易、在途跟踪、网上支付、财务结算等)等集成化的服务。

(二)物联网技术在湖南省物流公共信息平台的应用

湖南省物流公共信息平台于2010年9月开通。目前,湖南省物流公共信息平台已经集成了GIS、GPS、物流E通手机、移动视频等物联网系统。

平台通过物流物联网平台将RFID、条码系统、车载终端、视频系统、手机(如物流E通手机)等相关设备及系统与网络连接在一起,自动、实时地对物体进行识别、定位、追踪、监控并触发相应事件。其中,车货配载可由PC计算机和物流E通手机进行。物流E通手机是中国电信研发的、面向物流应用的手机。它具有车货配载、GPS跟踪定位以及短消息、小额支付等增值业务等功能。车辆/货物定位跟踪服务采用GPSOne移动定位技术。该技术结合了GPS卫星信号和CDMA网络信号进行混合定位,能够实现室内室外的全覆盖定位。定位精度可达到5米。

移动视频采用中国电信的支持多路视频并发的移动视频监控系统。该系统可同时监控司机、货物、车辆周边状况等,如危险品运输、贵重物品运输等。

五、物联网技术

在物流公共信息平台的应用前景

物联网技术在物流公共信息平台有广阔的应用前景。其主要发展方向一是广度,二是深度。广度是指在平台上集成更多的物联网系统和设备,并通过物联网技术的综合性、集成化的应用,实现物流的全程可视化、管理的透明化;通过物联网技术在供应链过程的全方位应用,实现综合性的一站式、一揽子服务;另一方面是指物流公共信息平台与其它地区和行业信息平台的集成,实现跨地域、跨行业的物联网技术和设备的互连和对接。深度主要是指充分利用物联网技术获取的海量信息,开展深层次的智能化应用。例如基于实时信息的路径优化;车辆、船只的能源消耗优化;基于环境信息(应用从相关的桥梁、道路、隧道、堤坝等传感器采集的信息)的路径选择等等。

[参考文献]

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[2]李红卫.基于物联网的物流信息平台规划与设计[J].信息技术,2011(9):13-16.

[3]邓子云,黄友森.物流公共信息平台的层次结构与功能定位分析[J].物流工程与管理,2009(10):13-14.

[4]邓子云,黄友森,杨晓峰.湖南省物流公共信息平台总体规划[J].物流科技,2011(4).

[5]肖亮.基于物联网技术的物流园区供应链集成管理平台构建[J].电信科学,2011(4):54-60.

[6] 崔曼,卢建军,赵安新,卫晨.基于物联网的煤炭企业物流信息平台应用研究[J].煤炭技术,2011(1):243-245.

On Application and Innovation of the Internet of Things in Logistics

Wen Zhenhua1,Huang Yousen2,Deng Ziyun1

(1. Hunan Modern Logistics Vocational Technical College, HuNan Changsha 410131 ;

物联网的技术应用篇(6)

目前,卷烟物流信息化发展依然面临严峻的挑战,传统的卷烟工商物流在流程、信息、装备等方面对接不够顺畅,业务流转速度慢、人工成本过高、自动化程度低、生产效率低下问题。面对物流产业的发展要求以及卷烟物流存在的问题,如何建设“不可替代性的物流企业”,除了解决体制和机制问题外,关键要看在核心技术的应用和技术创新方面的突破,物联网是目前较为领先的技术,也是最适合解决物流领域难题的技术,如何把握和使用好物联网技术,必将是行业建设不可替代性物流的关键。

本文以引入现代企业管理思想和方法、提升卷烟企业的管理水平和企业竞争力为出发点,针对卷烟物流存在的管理成本高、流转效率低、信息化程度不高以及专业人才匮乏等问题,研究基于物联网技术的覆盖卷烟物流全过程的的现代物流系统,建设智慧仓储、智慧分拣、智慧配送、智慧管理、智慧园区等卷烟物流子系统,努力实现物流作业可视化、业务流程最优化、物流管理智能化、公共信息服务全面化的网络体系,进而有效地促进卷烟物流现代化建设。

1 物联网与智能物流

2011年11月28日,工业和信息化部的《物联网“十二五”发展规划》中将智能物流列入重点领域应用示范工程。物流行业不仅是国家十大振兴产业之一,也是信息化及物联网应用的重要领域,物联网技术的兴起和发展给予物流行业良好的发展契机。

1.1 物联网技术

物联网技术的核心和基础仍然是互联网技术,是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术,其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间,进行信息交换和通讯。物联网技术的定义是:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,将任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。物联网技术的重要特征包括全面感知,利用RFID,传感器,二维码等随时随地获取物理世界的信息;可靠传递,通过各种电信网络与互联网的融合,将物体的信息实时准确地传递出去;智能处理,利用云计算,模糊识别等各种智能计算技术,对海量的数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化的控制。物联网结构如图1所示。

1.2 智能物流技术

智能物流是指货物从供应者向需求者的智能移动过程,包括智能运输、智能仓储、智能配送、智能包装、智能装卸以及智能信息的获取、加工和处理等多项基本活动,为供方提供最大化的利润,为需方提供最佳的服务,同时也应消耗最少的自然资源和社会资源,最大限度地保护好生态环境,从而形成完备的智能物流管理体系。

根据智能物流本质,智能物流主要包括感知技术体系、通信与网络技术体系、智能处理技术体系三部分。

1.2.1 智能物流的感知技术

物流行业中组建物联网,发展智能物流,需要采用先进的感知技术。在物流行业目前最常用的物联网感知技术包括传感技术、RFID技术、GPS技术、GIS技术,视频识别与监控技术、智能嵌入技术等。

1.2.2 智能物流的通信技术

现代物流作业中,常采用互联网技术、无线移动通信技术、3G技术、M2M技术、GPS技术、GIS地理信息系统技术相结合,组建货运车联网,实现物流运输、车辆配货与调度管理的智能化、可视化与自动化。

1.2.3 智能物流的智能技术

现代物流系统常采用的智能技术主要包括ERP技术、自动控制技术、专家系统技术、数据挖掘技术、智能调度技术、优化运筹技术、动控制技术、智能机器人技术、智能信息管理系统技术、移动计算技术等。

2 物联网技术在卷烟物流中的应用研究

实现卷烟物流物联网平台的“全面感知、互联互通、智能分析”的目标,主要包括物流作业全程一体化、物流管理调度可视化、物流管理精细化以及物流决策智能化等方面。

2.1 卷烟物流物联网技术框架

根据对物流物联网的需求分析,为解决其面临的众多问题,本项目提出了基于面向服务架构的卷烟物流物联网框架模型,该框架采用分层模块化设计思想,分解了物流物联网这个复杂工程的基本实现过程,并规范了各层的基本作用及功能。该框架共包括事件源层、事件处理层、服务提供层、业务流程层五个层次,基于面向服务架构的卷烟物流物联网框架模型如图2所示。

在卷烟物流物联网中,CEP及ESB的应用,增强了应用对底层硬件控制的透明性,服务发现的透明性,用户能够智能的获取感兴趣的事件、享受通知等智能服务带来的便利。SCA的目的是简化创建合成服务的过程,通过在调用的必要细节中来解耦代码模型的编程,从而把它们装配成可用的合成服务,使得卷烟物流物联网框架模型具有通用性、智能性、快速应用部署等优点。

2.2 卷烟精益物流体系

卷烟物流精益化管理方面以精益六西格玛管理模型为基础,以PDCA(Plan-Do-Check Action Cycle)质量控制为手段,以信息化平台为技术支撑形成一套可以持续分析、持续完善的精益化物流管理体系,最终与绩效考核结合,调动工作人员的积极性,建设适合于卷烟物流精益化管理体系,实施精益六西格玛管理可分为定义阶段、测量阶段、改进阶段、控制阶段四个阶段。物联网技术的出现为精益物流管理提供技术支撑,卷烟精益建设信息化框架如图3所示。

PDCA(Plan-Do-Check Action Cycle)质量管理理念提供持续改建思路,保证精益管理形成一个闭环改善管理体系,按照“优质、高效、低成本”的物流建设目标,初步设定卷烟精益管理模型框架包括现场管理精益化、作业管理精益化、设备管理精益化、安全管理精益化、成本管理精益化、绩效考核精益化等六部分。卷烟精益管理模型框架如图4所示。

2.3 卷烟物流物联网功能设计

卷烟物联网管理平台以卷烟物流作为切入点,打造物流流程全程可视化、关键节点可控化、信息共享化、运作协同化的全程物流网络,包括物流执行层、管理层、决策层,充分利用行业现有信息系统,加强物联网数据标准化建设,建立卷烟的物流物联网基础应用平台。

2.3.1 物联网管控平台执行层功能需求

物联网管控平台执行层围绕卷烟仓储、分拣、配送三个主要环节开展。

{1}智慧仓储。入库管理流中,系统根据到货卷烟的数量和类型分配库内货位,由固定条码扫描器获取件烟条码信息并写入托盘RFID标签,叉车将托盘放入相应的货位后,通过RFID读写器将托盘RFID信息与货位标签信息进行关联。仓储管理系统通过RFID阅读器读取库内货位的标签信息,以获取库内目前的卷烟信息。需要库内移位时,仓储管理系统生成货位调整指令,叉车司机通过RFID读写器更新货位标签信息,将托盘运送至目的货位后,修改新的货位信息。在仓库内分区域安装温度、湿度、红外、烟感等传感器和摄像器,实时监测仓库内的各种状态。出库管理中,仓储管理系统将出库指令发送至叉车终端,叉车司机根据指令找到相应的货位和托盘取出货物,同时利用RFID读写器更改货位的标签信息。

{2}智慧分拣。分拣主要体现在备货管理、分拣管理、码垛管理、包烟留档、暂存管理五个环节。在备货区安装大功率RFID阅读器,实时获取备货区货物的货物信息。在分拣区域墙体增设显示大屏,集中展示分拣作业区域的分拣量、分拣效率、分拣进度等分拣作业相关数据,提高管理的便捷性和规范性,提升整体管理水平。集货管理主要是建立线路和笼车的对应关系,提高分拣准确率和效率,提升管理水平,也为发货管理和中转站管理做好支持。暂存区数字化管理,将暂存区合理划分储位,分配分拣线对应的储位编号,并且在发货暂存区的储位LED显示屏上及时显示提示信息,协助推笼车人员快速完成发货暂存,提高效率。

{3}智慧配送。发货管理主要是配送人员根据调度管理系统查询线路对应的发货口和笼车位,及时快速找到笼车,核实卷烟包数和数量,按照顺序装车,并要求发货管理员确认,发货管理员扫描笼车,双方完成卷烟交接。在途管理主要利用手持PDA实现对卷烟在途配送过程的跟踪和监控,实现数字签收,并且实时掌握配送进度,集成GPS定位,实现配送管理的物联网信息化水平的提升,利用3G录像机实现送货司机作业实时监控,烟包存放实时监控。订单追踪通过建立物联网对于卷烟流通的感知,实现对卷烟流通过程的追踪和管理。中转站管理通过掌握中转站的货物交接、卸货进度、仓储视频、发货管理、配送在途等信息,加强中转站的配送管理水平。

2.3.2 物联网管控平台管理层功能需求

通过建立卷烟物流综合管理平台来实现对物流管理层的全面信息化,将物流的绩效、服务评价、成本、资源集成在一个平台上,实现全面、综合、可量化的信息化管理,物流综合管理平台如图5所示。

物流绩效管理模块主要采用科学的管理方式和标准,通过整理、整顿、清扫、清洁、安全、节约、效率、服务、学习、素养等方法对物流配送中心现场各要素,使其处于良好的结合状态,达到优质、高效、低耗、均衡、安全、文明仓储分拣配送和提高服务水平的目的;物流服务评价管理模块包括服务规范管理和服务质量评价;服务规范管理为配送中心提供对物流配送中心服务规范的平台,服务质量评价可实现对国家要求的服务质量相关指标的录入、审核、统计、分析功能;物流资源管理模块包括设备管理、设施管理、人员管理、材料物资管理四部分;物流安防集成模块利用物联网技术实现与安防系统建立信息化对接,实现管理层对物流安防的管理监督,完成建设物流中心设备的能耗管理、安全监控人员状态管理等。

2.3.3 物联网管控平台决策层功能需求

物联网管控平台决策层包括物流流程监控、物流作业监控、成本绩效监控、物流标准监控以及物流运行分析,物流物联网监控调度平台如图6所示。

物流流程监控包括流程监控显示、流程预警设定以及流程接口配置三部分,流程监控显示采用图形可视化界面实现流程进度信息,并根据设定流程目标进行监控,并实时报警,显示滞后进度;物流作业监控在三维界面上实现整个作业监控,点击某个环节时,进入环节监控,实现对视频信息、成本绩效信息、实时作业信息进行集成,为管理者提供全面的信息支撑,以便做出更准确的判断;成本绩效监控用于实现对成本、绩效、服务质量的统计分析,为领导提供第一手成本绩效信息,主要包括物流成本监控、物流指标监控和物流绩效监控三部分;物流标准监控。通过总结设定重点环节运行标准,实现对运行效率、物流成本、物流资源、物流安全、物流服务五个纬度进行标准指标的设定;物流运行分析通过对物流信息的智能分析自动生成物流运行分析报告。

3 性能分析

物联网技术的引入,卷烟物流管理可以有效地解决物流过程中信息断层问题,从而使得系统具有成本控制最优化、全程管理可视化、需求反应敏捷化、库存水平最小化、管理模式智慧化的特点。通过融入智能物流领域内相关技术,包括RFID技术,自动识别技术、GPS技术、无线传感网技术、GIS技术等,在感知层、网络层和应用层初步实现具有物联网特征的全面感知、全程控制的卷烟物流信息化建设新模式,使得卷烟物流管理实现物流作业可视化、智能化、自动化、精细化,推动物流管理上水平。与传统的卷烟物流管理比较具有以下优点:

①建立了卷烟物流作业全流程的综合信息平台。利用智能物流技术实时动态地管理物流信息,可有效消除信息孤立和不对称现象,高效地完成各种具体业务操作,提升了卷烟物流管理的精细化水平。

②实现了实物流与信息流的一致性关联,有利于物流作业的统一调度和统一指挥。在整个卷烟物流过程中,包括入库、仓储管理、出库,通过物联网技术可追踪物流实物的流转,使实物流与信息流始终保持一致性,有效降低了实物流转过程中的差错。

③延伸了物流管理的范围。物联网技术可使卷烟物流中仓储管理进一步具体到托盘、件烟,提高卷烟出入库的识别率,提高卷烟仓储服务质量,入库准确率、出库准确率,可有效提高作业效率。

④实现了在途管理的监控。通过GPS定位系统与GIS系统的利用,结合GPRS通信网络,可实时地监控配送车辆。

4 结 语

物联网技术的发展极大地推动了智能物流领域的发展,卷烟物流行业明确提出建设物联网的目标。本文围绕烟草精益物流管理体系构建的总体目标,结合当前先进的信息化技术和物联网技术,以卷烟物流作为切入点,充分利用行业现有信息系统,以物联网数据标准化建设为核心,研究卷烟物流物联网建设的核心技术框架以及关键技术,实现了物流整个过程的信息感知、实时监控,并利用精益物流管理理念和PDCA企业质量控制方法,将物流管理与物流技术融合,最终实现对卷烟物流业务的“全面感知、互联互通、智能分析”。

参考文献:

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[2] 于山山,王斯锋.基于物联网的智能物流系统分析与设计[J].软件,2012,(5):6-8.

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物联网的技术应用篇(7)

中图分类号:E233 文献标识码:A

1.物联网的介绍

1.1物联网的定义

物联网(Internet of Things,IOT)指的是将射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统(GPS)、激光扫描器等各种信息传感设备与互联网结合起来,将生活中各种“物品”都纳入这个网络,按约定的协议完成任何物品在任何时间、任何地点的连接,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络,它随着无线通讯技术和网络技术的发展,得到了高速发展。

其实质是通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联共享,它具有两层含义:(1)物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上延伸和扩展的网络;(2)其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通讯。

1.2物联网的架构

物联网被公认为有4个层次,从下至上依次为感知层、传送层、运营层和应用层。如果拿人来比喻的话,感知层就像皮肤和五官,主要用来识别物体,采集相关信息;传送层又似人的神经系统,将信息传递到运营层――“大脑”来进行处理;大脑对这些信息做出反应进而做出各种复杂的事情,这就是各种不同的应用,体现了应用层的作用。

2.物联网技术在军事物流中的应用

物联网的高速发展为当今世界网络化变革做出了巨大贡献,提升了物流体系运转效率,将该理念与技术运用于军事物流体系中,将极大提高后勤物资补给的快速化和精确化水平,实现“精确后勤”、“透明后勤”的战略目标。目前,广泛使用的物联网技术主要有:GIS(地理信息系统)、RFID(射频技术)、GPS(全球定位系统)、交通诱导出行系统、运载工具操作辅助系统等。

2.1GIS在军事物流中的应用

GIS是利用准确的地理空间数据实施计算以模拟事件运行的软件系统平台,可依托此系统进行二次开发,满足用户不同功能需求。GIS凭借其强大的数据处理、地理模拟和空间分析能力,可快速、精确、综合地对复杂的地形系统进行空间定位和动态分析,具有采集、处理、分析和输出多种地理空间信息的能力。MGIS是GIS技术在军事领域的应用,是指在计算机软硬件的支持下,对军事地形、资源与环境等空间信息进行采集、存储、检索、分析、显示和输出的技术系统。其主要功能涵盖:基础地理信息、航海、航空管理、地形分析、任务规划(战略层次)、战争管理(战术层次)、基础作业支持、边界控制、情报等。在军事物流指挥与管理过程中,涉及的信息不但量大,而且点多、线长、面广,兼具动态特点。因此,采用GIS技术研究军事物流领域的相关问题,可充分依托地理信息直观、精确的特点,实现军事物资仓储、运输的图上显示、运输计划的快速拟制、运行方案的迅即调整。近年来,我军在GIS领域发展迅速,基于各种平台的GIS软件数量众多、质量不一,但缺乏统一的数据规范和接口标准,导致推广使用困难,重复开发较多,资源浪费严重。

2.2RFID技术在军事物流中的应用

RFID是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象,并获取目标中的相关数据。由于RFID技术具有鲜明的技术优势和较为廉价的成本,在物资可视化系统中有着广阔的应用前景。作为一种快速、实时、准确地采集与处理信息的高新技术,RFID被列为本世纪十大重要技术之一,是物联网管理信息系统的核心关键技术。在军事供应链中,RFID技术与EPC(电子产品编码)系统的结合为军事物资的管理提供了完善的解决方案,以EPC软硬件技术构建的物联网,使产品的生产、仓储、采购、运输、分发及消耗的全寿命管理发生根本性的变化。美军RFID技术应用广泛,在人员管理上使用智能卡,在资产唯一识别上使用DataMatrix码,在集装箱和托盘上使用有源射频标签,在运输包装箱和贵重物品上使用无源射频识别技术。依靠信息读写装置可随时更新数据库系统,并支持譬如运输、接收、库存管理等多种后勤业务处理过程。在按规定程序使用完毕后还可再次使用,极大地提升了后勤保障效能。目前,我军已在车辆进出场、物资集装化等领域试用射频识别技术,取得了良好效果。

2.3GPS在军事物流中的应用

GPS是以卫星为基础的无线电导航系统,其主要特点是全球无缝连续覆盖、精度高、实时定位速度快、抗干扰性能好、保密性强。GPS具备实时跟踪车辆、物资和补给的能力,可以向驾驶员提供数字通讯。一个完整的GPS系统一般需要5个组件。包括无线电收发机、卫星、卫星地面站、供应商网络控制中心和接受数据的后勤自动化信息系统。在整个系统中,每个终端~军用车辆上安装了GPS接收机,它能够从卫星系统获得实时地面定位信息。汽车部(分)队的指挥通信装备能把整个车队及装载的物资信息和车队地面定位信息,以加密的形式发往军事物流网络信息系统的指挥中心。指挥中心根据这些信息,再结合地理信息系统,就会在电子地图上显示此时物资、载具状态。指挥中心依据前线客户的需求,实时调整物资、车辆、目的地信息,保证所需物资定时、定量送达指定位置,满足战时需要,极大节省了物流成本,提高了物资补给效率。目前,国外GPS、GLONASS、GALILEO等系统起步较早,部署进度快,卫星技术先进,系统发展思路明确,值得我国学习和借鉴。我国研制的“北斗”导航定位系统近年来进展迅速,计划于2012年覆盖我国及周边地区区域的导航服务,2020年要完成全球部署。

3.应用中存在的问题

3.1信息安全问题

物联网技术应用于军事物流领域,在提高军队后勤保障水平的同时,又对国家信息安全问题提出了严峻挑战。物联网的基础是互联网,目的是让世界上的万事万物都“互联互通”,涵盖的领域既包括民用物资,又包括军用物资的运输与储藏、部队编制实力、军事单位驻地等涉及国家机密的敏感信息。对于一个国家而言,敏感信息的泄露,也就意味着没有任何家底可以隐藏。在网络时代,网络中的不法分子和网络病毒严重威胁着我国网络安全,外军也已组建专门实施“网络信息战”的指挥机构及作战力量。一旦网络被瘫痪或攻击,危及国家防御安全,甚至造成更大的破坏力。只有以安全的网络环境做为保障,才能实施相应的军事物联网计划,否则反而会适得其反,功亏一篑。

3.2标准体系问题

标准是行业内的统一规范,如果没有统一的标准,就会使整个产业资源分配混乱、效能低下。从互联网的发展历程来看,统一的技术标准和一体化的协调机制是导致现代互联网遍布全球的重要原因。物联网是一个多设备、多网络、多应用、互联互通、互相融合的一个大网,这里面既有传感器、计算机,又有通信网络,需要把所有这些系统都联在一起,因此物联网的标准化是其发展的关键要素。物联网所涉及的接口、通信协议等都需要有一个

既定的标准来指引。当前应尽快明确一个统一合理的标准,同时,尽快着手制定物联网相关标准体系,并尽快着手研究和制定我国军事物联网标准,统一技术和接口标准。

3.3健康发展问题

目前。物联网的触手已伸及各行各业。一方面,我们注意到物联网产业链正在健康发展。另一方面,要尽量避免“一哄而起”和“炒作”,急需国家作出发展规划统一协调,努力引导物联网的发展和应用,要清楚地看到我国发展物联网还要克服不少问题才能健康发展,例如:技术产业能力不强、规模经济不够大、行业间存在壁垒等。第三,要充分借鉴国外物联网发展的先进思想,“取其精华,去其糟粕”,采用与实际条件相结合的理念与技术,单纯“搭车”思想不可取。此外,国家、军队层面一开始就要注意物联网的安全、可信、隐私等重大问题,如此才能保障物联网的可持续健康发展。

4.解决措施

4.1提升信息安全工作质量

一要采用先进科技手段,提高防范安全措施。运用高科技手段进行文件加密,对于关键核心技术,加大自主研发的力度,从信息源头上提高装备技术的防范能力。二要提高官兵信息安全防范意识。官兵思想麻痹,是当前部队引发失泄密事件最大的隐患。因此,要深入开展以明确标准为重点的法规教育。部队要运用各种形式组织信息安全保密法律、法规教育,使广大官兵养成按保密法规办事的习惯。同时,要加强普及科技知识的常识教育,让官兵对敌对势力的高科技窃密手段做到心中有数。

4.2加强物流标准体系建设

物联网,谁掌握标准谁主动。物联网技术的优点就在于将物品信息统一在一个局域网中,因此,制订出统一的标准是关键所在。在制订军用物联网标准的过程中,应根据我军现行物流管理体制和后勤保障对象的实际情况,在广泛调研的基础上,借鉴外军的成功经验,积极采用国外的先进标准,特别是美国军事物流标准,制订适合我国国情、军情的标准体系。通过采取上述的措施方法,可以提高我军物联网标准体系建设的研究起点,避免低水平重复研究,从而缩短标准研究和制订周期。在消化吸收外军先进标准的过程中,我们还可以及时了解国外军事物流运输发展的最新动态,进而瞄准世界先进水平,提高我军新技术的应用与创新能力,使我军军事物流实现跳跃式发展,缩小与发达国家军队之间的差距。

4.3提倡军民融合式发展

物联网的技术应用篇(8)

中图分类号:F253.9 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)07-0223-02

1 物联网概念及主要技术体系

作为新一代信息技术的重要组成部分的物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸的网络。物联网定义为:物联网是“物物相连的互联网”,即通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统(GPS)、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

物联网主要有三层架构,分别是感知层、网络层和应用层。在这一物联网架构下,物联网主要有三大技术体系,分别是感知技术体系、通信与网络技术体系、智能技术体系。

为了对物流中的“物”进行识别、定位、追踪、监控、计数、分类、拣选,目前在物流行业中比较常用的物联网感知技术主要有射频识别技术(RFID)、全球卫星定位系统(GPS)、传感器技术、红外技术、蓝牙技术、激光技术、视频识别与监控技术等。

2 物联网技术在物流业中的主要应用

2.1 射频识别RFID技术在物流业中的应用

(1)电子不停车收费系统的应用。在交通拥堵的今天,使用ETC(电子不停车收费系统)具有一定的必要性。在高速公路收费处安装一个基站,在每一辆汽车的车体部位或挡风玻璃安装上RFID标签,标签中包含车牌号等汽车信息、运输路线、运输的起始地点、货物的基本信息、所属的运输公司等。当汽车驶过收费站时,基站与射频卡进行无线通讯,并根据车辆通过的次数自动更改射频卡中的金额,实现真正的自动收费,节省时间、人力与物力。

(2)货运集装箱追踪与管理。在国际贸易中,主要靠海洋运输方式转运货物,集装箱的数目繁多,为了方便追踪与管理,建立一个面向集装箱多式联运全过程的物联网服务平台,另外,需要一种能够实时记录集装箱、货物流向的信息,记录开关集装箱时间和地理位置信息的集装箱电子标签,实现集装箱信息的全程在线监控,提供集装箱在经过各物流节点时的实时状态信息。由移动手持设备等硬件设备和RFID等软件技术组成物联网后,便可提供全面的跨境国际贸易信息,帮助国内制造商、进出口商、货代、港口、船公司、海关、商检等贸易参与方随时随地掌握货物、集装箱及航运信息,对提高集装箱运输的安全水平及国际贸易风险的控制能力具有重要意义。

(3)在冷链物流中进行温度与湿度的监控与管理。目前很多冷链物流中心,都使用了温度与湿度等传感器感知技术,将传感器技术与其他感知技术集合在一起,实时了解到物品的温度及湿度等信息。像血液、疫苗、乳制品、蔬菜及其他生鲜食品等物品,对其进行全程温度控制是确保其质量安全的重要前提。RFID技术可对冷链中的物品的各个环节的温度进行监控,同时将冷链所需的温度信息记录在“带温度传感器的RFID标签”中,如果温度低于或高于应有的温度,其即会发出警报,防止中途的温度被人为调整,实时地管理,可以解决物品在流通过程中的变质问题。

(4)托盘等装载设备的跟踪及管理。在托盘等装载设备上加装RFID标签后,有利于托盘等装载设备的管理及监控。如使用射频识别标签标识自动化立体仓库中流通使用的托盘,对托盘进行动态跟踪,通过视频监控系统,把仓储作业中各流程的作业时间点进行信息采集及记录,实现仓储作业环节的自动化管理。目前,在烟草行业、医药行业、农产品领域及食品行业已经有很多成功的例子,在信息采集与管理、货物的识别、追踪和查询等方面发挥作用,保障了药品安全及食品安全。

(5)货运车辆的智能调度与管理。依托RFID、GPRS、全球卫星定位系统及地理信息系统等技术的集成,构建物流货运及配载信息化监控管理平台,提供实时的货物信息、导航信息及返程配货信息及进行联网监测等。通过识别出货品、货箱及托盘,RFID标签使运营者及时了解销售环节,从而能识别出商品,显示出货品的来源及运输状态,最后成功将商品发送到指定目的地。

(6)现代化的物流配送中心管理。通过在配送中心收货处、仓库出入库口、托盘、货架及其他物流关卡安装固定式RFID读写器,在货物包装箱上加装RFID标签并在搬运设备上安装移动式的RFID读写器,以及使用手持读写器,能够实现对配送中心货物的自动化的入库、盘点、分拣、出库,实现物品库存的信息化管理。企业能够实时掌握商品的库存信息, 结合自动补货系统及时进行商品的补充, 降低库存水平及提高库存管理能力。另外,RFID技术使装车智能化,当运输车辆来到月台时,扫描车辆上的射频识别设备来获取车辆当天配送的任务并将订单信息下载到车载终端,最后将暂存区货物调度到月台进行装车。

2.2 全球定位系统GPS在物流业中的应用

随着物联网技术的发展,GPS应用于车辆运行管理中,可对车辆及货物进行实时的定位、全程跟踪和路线的规划导航、信息查询、话务指挥、实现应急物流与紧急救援等,对车辆进行调度,提供车辆报警等功能,以确保货物的全程安全。

(1)GPS技术在货运车辆运行管理中的应用。物流行业GPS技术主要应用方向包括长途运输的监控调度、特种专用车辆的定位跟踪等领域,基于GPS追踪系统,实现对所有车辆在全国各地行驶过程中的定位、追踪与调度管理。也可以提供在线配货信息服务,实现回程在途空车就近配货、在线监控、调度管理。目前中石油、中石化、壳牌等各大原油商也计划继续引入GPS定位的油罐车,通过智能监控实现物流过程中的智能可控。

(2)基于GPS技术的智能港口物联网。一大批基于专用车载GPS监控系统、集装箱卡车GPS监控软件的智能港系统的应用,为我国港口物联网的发展提供强有力的技术支持。目前,上海港基于RFID与GPS技术推动的物联网应用系统得到国际标准组织肯定。

(3)基于GPS的物流配送监控系统。建立与配备GPS智能物流管理网络系统,通过在途监控系统信息,对在途车辆全程跟踪,提高货源组织能力,加快周转的速度。同时也可以调整入库调度服务,避免因为仓容不足而引起的车辆到货后无法卸货入库的问题的出现。

2.3 智能机器人技术在物流业中的应用

目前在我国汽车物流、烟草物流、医药物流等先进的物流系统都使用了智能机器人。在中国物流业中,智能机器人主要有两种,分别是从事自动化搬运的无人搬运小车AGV及从事堆码垛物流作业的码垛机器人。这些智能机器人执行自动化搬运作业指令和堆码垛作业指令。而激光和红外也应用于物流系统中智能搬运机器人的导引。随着信息技术和传感技术的发展,AGV在智能搬运车方向上发展,可实现智能作业与管理。而码垛机器人将具备远程遥控、温感、光感等新型智能特性,将来可作为物联网作业中的一个执行者,进行高效的分拣及堆垛作业。

3 物联网技术在物流业中推广及应用遇到的障碍及解决方法

在物流业中物联网技术得到了重视,但物联网在物流产业中的推广与应用仍然存在很多制约因素。物联网的相关技术在物流业中的应用还没有形成一定的规模,没有具备规模效应。在物流产业中的应用与推广所使用的成本比较高。另外,标识物体本身的物理特性、包装材料、物品形状都会对标签在使用过程中的识别率产生一定的影响,在运输环节中通常会产生问题。目前国内物流企业中还有大量的中小物流企业信息化程度低下。而有一定信息化程度的物流企业,其综合服务功能不全,与物联网融合应用能力较弱,技术水平仍较低,装备落后。

解决障碍可以通过降低RFID芯片成本;尝试在高附加值产品上应用RFID标签;支持并开发适用于各种物流环境的特种电子标签,包括各种材质的托盘、车辆标签、温度传感标签、周转箱标签、集装箱标识标签、堆场定位标签等。利用物流运作的先进技术,形成一个以物流单元为终端节点的完善的物联网体系;建立统一的标准;国家推出各项优惠政策,给予资金支持等。

4 结语

物流领域是物联网技术最有发展意义的应用领域,物联网将会进一步提升物流的智能化、自动化和信息化,促进物流功能进行整合,对物流流程的各个环节运作产生积极的影响。伴随着物联网技术的提升及相关政策的大力支持,相信物联网将会给中国物流业带来巨大的变化。

物联网的技术应用篇(9)

中图分类号:U665文献标识码: A

物联网技术是现代计算机技术、信息技术、网络技术等快速发展的产物,通过运用先进的仪器设备对物品的信息、信息等进行有效的识别,并对相关信息进行融合,实现物物相连,应用到智能电网系统中是一项伟大变革。

1物联网与智能电网的概念

1.1物联网

随着计算机网络及移动通信网络的发展,物联网的概念正在被越来越多的人所接收。人们对它的认知还在不断地补充和完善当中,实际上物联网就是通过传感器、无线射频识别(RFID)、全球定位系统等实时采集需要监控、连接、互动的物体或过程,主要采集的信息有:声、电、光、热、力学、化学、位置等信息。物联网中的“物”能够被纳入“物联网”的范围是因为具有接收信息的接收器;具有数据传送通路;可以发送接收数据传输数据时遵循物联网的协议;物体接入网络时需要具有世界网络中被识别的唯一编号。它主要是由应用层、网络层、感知层构成。物联网的结构如图1所示。

1.2智能电网

智能电网是以物理电网为基础,是在高速双向通信网络和先进数字化技术的基础上,通过终端传感器与客户之间、电网公司与客户间形成网络互连,在电网整个系统中,智能电网实现用电的优化,节能减排和整体高效运行[1]。电能传输不仅要考虑到安全性、传输损耗、新能源电力上网、维护成本、电能调度优化、用户管理和监测,还需要考虑到能源供给和消费不均衡带来的远距离传输问题。传统的高压输变电方式显然不能完成如此复杂的电能传输任务,智能电网成为低碳经济的必然选择。它通过信息化手段,使资源开发、转换(发电)、输电、配电、供电、售电及用电的电网系统的各个环节进行智能交流,充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全性、可靠性和经济性、满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的,实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。智能电网结构如图2所示。

2 物联网与智能电网的融合

物联网是一个集感知、通信、网络、计算控制系统为一体的数物复合型系统,物联网发展就是基础架构智能化的过程,需要从基础架构学的角度进行科学、系统研究。物联网是否成功取决于行业应用是否成功,智能电网是其中的典型代表。物联网的感知和控制是通过通信、网络和计算的环节集成在一起,有效的物联网软件中间件是其中的关键。物联网软件中间件实现嵌入式计算实时性,数据中心的高效能和终端设备的移动性的完美结合[2]。智能电网与物联网有着非常紧密联系的结构、特点,方法主要体现在:(1)在智能电网的广泛应用中,促使物联网技术与智能电网技术更好的融合,现有的调度自动化,集成控制,用电信息采集系统,是物联网应用中的各种不同的形式;(2)物联网技术是一种重要的智能电网技术支持,为智能电网的发展提供强大动力,全面提升智能电网信息感知的程度,分析能力、电力系统的预警灾害处理能力等都得到有效提高,同时也提高了电网的安全运行水平,从电力的生产到消费各个环节的精细化管理,实现节能,高效、经济的目的;(3)智能电网和网络的深度整合,可以带动物联网以及智能电网中相关检测设备,传感器,通信设备的发展,从而进一步促进物联网与智能电网的融合[3]。物联网在智能电网中的应用如图3所示。

3物联网在智能电网中的应用

3.1在智能用电信息采集系统中的应用

电能计量是现代电力营销系统中的一个重要环节,目前国内传统的远程抄表系统主要有RS485总线式抄表、电力线载波抄表、RS485总线、低功率无线混合抄表和RS485总线、低压电力线载波混合抄表等几种方案。存在通信距离较短、抄表读数误差大等缺点,而且对于一些不可控电表不能实现远停远送操作。因此研制一种基于无线传感网络和光纤/电力载波通信技术的采集与集中一体的设备,将采集到的电表读数通过广电的同轴电缆传输数据的设备,能够对电表的数据进行实时的读取并可存储,以备主站人员调用;对普通485不可控电表实现远程停送电的操作[4]。如图4所示。

3.2在智能用电服务系统中的应用

实现电网与用户之间的实时交互响应,提升服务水平,增强电网综合服务能力是智能电网服务系统的根本要求。基于物联网技术的智能用电服务系统具有集中计量、作息时间用电分时段控制、超负荷控制、电热负载限制、用电数据网络实时查询等功能,可以满足现代公寓式办公/商住/教学的实际用电管理需求,提供了一整套安全、高效、先进的管理手段[5]。系统具有电量、负荷、禁用电器功率的设置和用户管理、房间配置、储值记录、费用统计、安全用电参数远程批控制、免费电量远程批控制、远程监控、违规用电记录管理功能。手机购电也是基于物联网技术的服务业务,该业务的开展给用户提供了很大的方便,提升了服务水平,实现用户与电网的交互。

3.3在电力设备状态检测中的应用

随着电网资产规模的扩大,设备数量的增加,技术水平的提高以及运行标准要求的日趋严格,对于电力设备的状态检测提出了更高的要求。然而传统的电力设备状态检测是值班人员定期检查各设备状态,同时做设备的检测试验。这种方法对巡检人员的要求较高,且有一定的危险性和误判性,费事费力,效率低下,且事故率高。因此物联网的应用可以使对电力设备的状态检测实现智能化。在智能电网中实现对电力设备的状态检测,实现可视化、信息互动化带电检测是在电力设备通电运行状态下进行检测的一种新技术[6]。利用基于物联网的传感技术和微电子技术对运行中的设备进行实时监测,获取设备运行状态的各种物理量数据,并对其进行分析处理,预测运行状况,根据实时数据得出检测报告。该技术作为基础的带电检测相比传统的打压试验有不可比拟的优势。带电检测所用到的超声波检测仪、局部放电检测系统、红外热像仪都是国外非常先进的高科技产品。带电检测在国外经过多年的市场运作,技术成熟,设备运行稳定,得到的数据详实可靠。通过传感器采集到的各种相关参数经过处理后,再经过无线传感网络上传到管理监控中心,可以实现对电力设备的实时在线检测。

4结语

本文主要通过介绍了物联网和智能电网的概念及其发展状况,以及在智能电网中的具体应用。物联网作为智能电网末梢信息感知层和通信层的基础环节,在电力系统中具有广阔的应用前景。但是也会给电网带来一定的安全问题。由于物联网在很多场合都需要无线传输,这种暴露在公开场所之中的信号很容易被窃取,也更容易扰,这将直接影响到应用物联网的智能电网体系的安全。随着物联网技术的发展,物联网技术必将与智能电网有着更多的渗透与融合,会进一步提升未来电网的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]熊华.物联网促进智能电网建设探讨[J].电力信息化,2010(8).

[2]马韬韬,李珂,朱少华,等.智能电网信息和通信技术关键问题探讨[J].电力系统自动化设备,2010,30(5).

[3]王德文,宋亚奇,朱永利.基于云计算的智能电网信息平台[J].电力系统自动化,2010,34(22).

物联网的技术应用篇(10)

中图分类号:TP205 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)12(c)-0063-02

我国物联网应用总体上还处于发展初期,在许多领域上积极开展了物联网的应用探索与试点,但在应用水平上与发达国家仍有一定差距。目前已开展了一系列的试点和示范项目,在电网、交通、物流、智能家居、节能环保、工业自动控制、医疗卫生、精细农牧业、金融服务业、公共安全等领域取得了初步进展。在电网领域上,2009年国家电网公布了智能电网发展计划、智能变电站、配网自动化、智能用电、智能调度、风光储等示范工程先后启动。

1 物联网技术在电力行业的应用现状

目前,物联网中的射频识别、无线传感器网络、全球定位技术等技术在电力系统生产、管理等各个环节都有所应用,协助实现有效的电网感知,提高了电力规范化管理能力。在发电环节,物联网技术已应用于环境监测、设备状态监测、水情监测等场景;在输电环节,物联网技术已应用于线路状态监测、线路环境监测、雷电定位、智能巡检等场景;在变电环节,物联网技术已应用于变电环境监测、设备状态监测、变电站安全防护等场景;在配电环节,物联网技术已应用于线路状态监测、设备状态监测、线路故障定位及报警等场景;在用电环节,物联网技术已应用于用电信息采集、智能家居/小区、智能楼宇/园区等场景。

2 应用技术

2.1 物联网感知层技术

物联网感知层一般包括数据采集和数据短距离传输两部分,其关键技术主要包括:无线传感器网络技术(WSN)、RFID技术、二维码技术、蓝牙(Blueteeth)技术等。

2.1.1 自组织组网技术

在物联网感知层中应用到了自组织组网技术,自组织组网技术的起源可追溯到1968年的ALOHA网络和1973年美国国防部高级研究计划署(DARPA)资助研究的“无线分组数据网(PRNET)”。主要的特点是网络拓扑结构动态变化,分布式控制方式,自组织性,多跳通信,节点的处理能力和能源受限,信道质量较差。在物联网中主要是应用在一些企业中,它通过自组织组网技术,组织、创建了公司内部的网络,在与外界进行信息交换,特别是在物联网的应用中需要了解这样的组网技术,以便于其公司信息的采集。

2.1.2 无线传感器网络技g

(1)无线温度传感器:实现温度、温升和相间温差的高可靠实时在线监测,实现设备运行温度的自动管理,为设备的安全运行提供数据支持。

(2)无线水浸传感器:实时在线监测传感器安装位置(场所)是否浸(积)水,并实时地将水浸信息通过数据传输基站上传到控制主机,以达到监控告警的目的。

(3)无线杆塔倾斜传感器:可以在线监测杆塔倾斜状态,当倾斜角度达到阀值时,向监控主机发送告警信号。

(4)无线故障电流传感器:主要实现现场的电流取样及分析,判断出当前的电流是否为故障电流,并采集周边其他无线传感器发送的数据,通过无线传感网把电流、谐波等数据传输出去。后台软件结合GIS进行故障点的定位,从而通知检修人员到现场进行故障排除。

(5)无线门磁传感器:安装在柜门上,与永磁铁或电磁线圈等器件配合使用,能够实时在线监测柜门的开、关状态以及开关次数。不影响柜门的正常使用。

(6)无线温湿度传感器:实时、准确地测量环境温度和环境相对湿度。可以实现现场环境远程数据采集和监测。

(7)配变综测骨干节点:采用无线组网协议来实现节点之间的通信,同时具有线路电流、电压、谐波等线路参数的在线测量功能,支持有线485通信和以太网通信,同时内部集成标准101和104通信协议。

2.1.3 RFID技术

RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。RFID是一种简单的无线系统,只有两个基本器件,该系统用于控制、检测和跟踪物体。

2.2 物联网网络层技术

2.2.1 中压电力线载波

中压电力线通信是指综合运用多种调制解调技术、信道编码技术、网络通信技术、模拟前端技术以及耦合结合技术,实现以中压配电网为传输介质的通信。

国内外相关企业一直致力于中压配电线路的载波通信领域研究,在载波调制和组网技术研究方面进行不断的探索,在传输速率、可靠性方面已取得了较大进展。

BPLC依托电力线,可部署在变电站、环网柜直至用户建筑内,构成可靠的配用电网信息的传输网络,传输距离超过500 m。提供配电信息等宽带接入,同时兼顾原有设备低速业务(RS-232/ RS-485)数据的接入。

2.2.2 线通信技术

无线通信技术可根据使用者类型分为无线公网和无线专网。对于无线专网来说,需要自身架设整套通信网络,包括基站、终端和网管等,而无线公网仅仅租用运营商的现有网络通道,由运营商负责运维即可。

相比较光网来说,架设无线链路则无需架线挖沟,线路开通速度快;无线扩频能随时架设,随时增加链路,安装、扩容方便;无线通信覆盖范围大,几乎不受地理环境限制。缺点是采用逻辑隔离,相比有线网络的物理隔离,安全性较差;无线传输速率最高不超过几百兆每秒,相比光网络传输速率较低。

2.2.3 xPON无源光网络

以太网无源光网络是一种特殊光纤以太网组网模式,采用点到多点(P2MP)结构的单纤双向光接入网络,是常采用IEEE802.3以太网帧来承载业务的PON系统。PON技术经历了APON、BPON、EPON、GPON等阶段。其中的EPON技术已经比较成熟,产品已开始规模商业应用。

3 实现方案

传感器采集配电设备的运行环境数据和运行状态数据,然后通过自身的无线通信模块传输到就近的短距离无线传输骨干节点,通过多个骨干节点组成的自组织网络传输到数据传输基站,然后通过配电自动化系统配套光通信ONU将配网设备状态信息接入变电站,在变电站经数据汇聚控制器进入电力安全III区送至主站数据采集服务器。传感器和骨干节点的传输频率采用2.4 GHz,传感器网路采用了WSN(无线自组织网络)。骨干节点之间可以直接通信,采用MESH网络。

现场作业终端采集的RFID设备标识信息,采用GPRS无线公网通信方式,通过安全接入平台,访问系统主站,获取设备台账信息、监测信息和运行信息;并可将现场收集的设备状态信息、设备评价信息及时传回主站系统。

其中感知层实现各环节数据统一感知与表达,建立统一信息模型,规范感知层的数据接入,是对SG-ERP架构的补充和完善。网络层将不同的通信技术屏蔽,按照规范化的统一通信规约实现对数据的传送,则丰富了SG-ERP架构。应用层完全遵循SG-ERP的体系架构,将多种数据信息统一管理并向外提供统一数据服务,支撑各类业务应用,基于统一应用平台,开发各类电力物联网应用服务,供其他业务系统调用。

感知层主要利用各种传感识别设备实现信息的采集、识别和汇集。其重点是实现统一的信息模型,具体包括对统一标识、统一语义、统一数据表达格式等方面。

网络层主要负责由感知层获取信息的传输和承载。网络层旨在多种融合通信技术的引入,丰富通信方式。应用中传感器与汇聚节点间多通过微功率无线通信等技术互联,解决信息采集覆盖及灵活性问题,汇聚节点与接入网关之间通过光网络、PLC、无线宽带等技术互联,解决信息远距离传输及可靠性问题。

用层基于国网SG-ERP架构,研究电力物联网的统一数据模型,实现统一的数据服务并封装系统功能,为现有业务系统提供各类的统一应用服务,也可以为其他业务系统提供更高等级的服务功能。

4 结语

通过物联网技术的在智能电网建设中的应用,将会在电网建设、安全生产管理、运行维护、信息采集、安全监控、计量应用、用户交互等方面发挥巨大作用,可以全方位地提高智能电网各个环节信息感知的深度和广度,为实现电力系统的智能化以及“信息流、业务流、电力流的高度融合”提供基础数据支持。通过针对物联网WSN(无线传感器网络)组网技术的研究,能够实现智能电网通讯网络的快速和智能组网,从而增强智能电网状态监测和数据传输的安全性、可靠性,可以方便快捷地增加网络节点和监控测点,加快智能电网建设的步伐。

参考文献

物联网的技术应用篇(11)

中图法分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2014)04-0054-03

0 引 言

物联网融合了新一代的互联网技术和移动通讯技术,通过把各种传感器组成的终端嵌入到各种实体中,把实物组建成网络的形式,与目前的互联网整合起来,利用传感器收集信息和互联网快速传递数据信息的功能,以及利用计算机强大的数据处理信息能力,能够高效快速地管理实物,并充分实现资源信息的共享,最终达到提高资源的利用率、提高生产水平的目的。

1 物联网技术

在物联网中,物体可以实时地被识别、定位和进行数据交互,这是形成物联网的基本要求,物联网的功能决定了其大体上分为3个层状的网络结构,图1所示是物联网的技术结构。

图1 物联网技术结构

物联网中的感知层由各种传感器网络和无线射频识别系统组成,用于完成数据信息的采集和协同处理信息,主要涉及传感器、RFID、多媒体信息采集和实时定位等技术[1];

传输层也叫网络层,是由互联网、无线网络、移动通讯等组成的网络结构,用来实现从信息采集到信息传输的功能[2];

应用层则通过上位机(PC机)、手机、智能控制系统等对收集到的数据信息进行整合、分析、计算和管理,形成与业务需求相适应,并可实时更新的动态数据资源库,为各类业务提供统一的信息资源服务,从而实现物联网各个行业领域应用,主要体现的是对信息的智能处理能力[3]。

2 无线组网技术

2.1 无线组网的模型

无线通讯模块的实现不同于有线通讯,不能使用成熟的有线网络拓扑结构,不过无线通讯由于摆脱了场地的限制,所以组成网络也有自身的特点,无线网络总的来说一般分为3种情况:点对点、星状网络和网状网络,图2所示是3种常见的组网结构。

图2 三种常见的组网结构

图2中从左到右依次为点对点结构、星型结构和网络结构,深色的节点为协调器或者实现路由功能的节点,浅色节点为普通终端节点。

点对点通讯:适合连接物体不多的设备且需要相互之间传递数据信息的情况,这种情况属于一种很特殊的网络,只不过网络节点是简单的包含终端和数据中心两个方面;

星状网络:控制简单,任何的节点只需要和中心节点通讯,致使协议也行对简单,易于网络的监控和管理;

网状网络:处于网络中,每两个节点之间可以直接或者间接的通讯,而且有时候通讯路径也不唯一,这样的网络结构组成各种形状,网络内的各个节点之间对资源的共享比较容易,能选择最佳路径,传输延时小但是建设网络的费用高[4]。

2.2 无线组网通讯技术优势

无线组网通讯技术有以下的优点:

实时查询:在网络中的每一个节点都能实时的传输信息,返回终端节点的状态;

数据交流:能够和信息处理中心进行双向的数据信息传递和信息交换;

数据处理:终端节点一般有简单提取和处理信息的能力,让信息以相应的格式传送到信息处理中心;

组成网:虽然具体到每个节点都有不同的任务分工,但是每个节点都有相同的功能就是和上下节点之间建立连接,宏观上面就是系统组成了一个无线的局域网络;

低能耗:每个节点不管是终端设备、路由器还是协调器都是由微控制器控制的低功耗芯片,一般的终端节点都使用纽扣电池或者太阳能电池供电就足够了,所以整个网络的功耗低。

2.3 几种常见的无线组网技术

2.3.1 蓝牙组网

蓝牙技术是一种支持设备短距离通信(一般10 m内)的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用“蓝牙”技术,能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信,也能够成功地简化设备与因特网之间的通信。

蓝牙系统采用一种灵活的无基站的组网方式,使得一个蓝牙设备可同时与7个其他的蓝牙设备相连接,蓝牙系统的网络结构的拓扑结构有两种形式:微微网(piconet)和分布式网络(Scatternet)。

微微网是通过蓝牙技术以特定方式连接起来的一种微型网络,一个微微网可以只是两台相连的设备,比如一台便携式电脑和一部移动电话,也可以是8台连在一起的设备。在一个微微网中,所有设备的级别是相同的,具有相同的权限。蓝牙采用自组式组网方式(Ad-hoc),微微网由主设备(Master)单元(发起链接的设备)和从设备(Slave)单元构成,有一个主设备单元和最多7个从设备单元。主设备单元负责提供时钟同步信号和跳频序列,从设备单元一般是受控同步的设备单元,接受主设备单元的控制;

分布式网络是由多个独立的非同步的微微网组成的,以特定的方式连接在一起。一个微微网中的主设备单元同时也可以作为另一个微微网中的从设备单元,这种设备单元又称为复合设备单元。蓝牙独特的组网方式赋予了它无线接入的强大生命力,同时可以有7个移动蓝牙用户通过一个网络节点与因特网相连。它靠跳频顺序识别每个微微网。同一微微网所有用户都与这个跳频顺序同步[5]。

2.3.2 ZigBee协议组网

ZigBee是最近十年内出现的一项技术,经常应用于工业等相关领域,一般会结合传感器技术和网络信息技术,ZigBee技术已经在全世界的范围内推广开来,也逐渐向农业、医学等相关领域发展[6]。

在ZigBee网络中,分为几种功能不同的类型。如:每一个网络中只能有一个协调器,协调器主要是负责整个网络的构建,同时它也可作为与其他类型网络的通讯节点(网关),但是网络中可以出现很多个路由器,终端的节点可以拥有的更多,但也有数量限制,一般一个ZigBee网络最多可存在65000个终端节点。

ZigBee组网协议的特点:

(1)ZigBee网络的功耗都比较低,主要是因为该协议一般不支持高速的数据传输,而且有相应的低功耗模式,在有限电量下可以工作很久的时间;

(2)该协议的容量比较大,在一个网络中可以最多的存在65 000个节点,可以在星型网络中容纳不同的设备;

(3)组网形式灵活多变,连接的网络节点之间可以相互感知,数据流通途径可以有多种方式;

(4)ZigBee协议体积小,一般在几KB到几十KB之间,也是属于面专利费的协议,这样使用该协议的成本也会比较低;

(5)可靠性和安全性比较高,在协议的MAC层中使用了确认信息的数据传输模式,发送的每一个数据都必须得到接收成功后,才能进行下一步传输动作,而且还提供了循环冗余校验的功能,还提供了完善的加密算法,确保了信息的安全传输。

2.3.3 SimpicitiTI协议组网

SimpliciTI协议是德州仪器针对其生产芯片开发的,主要支持两种通信结构,简单的点对点通信和星状的网络通信结构,在星状的网络结构中AP负责大部分的任务,包括网络的构建以及维护,对各个节点低功耗的支持等,还提供从正常模式到休眠模式的转变,并且拥有很快的唤醒体制,该协议组成的网络比较稳定,数据的传输可靠性高,SimpliciTI协议对硬件资源需求不高,在满足了基本的寄存器和较少的存储条件就可以运行[7],图3所示是SimpliciTI组网协议的构成图。

图3 SimpliciTI协议的组成结构

可以看出,SimpliciTI组网协议主要分为3个部分:

(1)应用层(Application Layer)

就是主应用程序,在程序中定义并实现了整个系统的各个功能,具体的包括整个系统的初始化,网络的初始化以及网络维护,整个系统的数据流程等;

(2)网络层(Network Layer)

在网络层中主要负责信息的收发队列,由很多的网络层应用函数组成,这些函数都是以端口号的形式作为自身的标志,协议中出现的端口其实和TCP/IP中的端口相似,并且网络应用层也支持用户自己定义,在SimpliciTI协议的网络层中,通过相互的API函数调用最终实现整个网络层的功能;

(3)硬件逻辑层(Lite Hardware Abstraction Layer)

又可细分为射频层Radio和应用板支持层BSP,负责实现网络的API接口函数,主要包括涉及到射频模块的硬件结构的函数定义。

SimpliciTI组网协议的一般工作流程如下:

整个系统首先进行硬件底层的初始化,然后是上层网络的初始化,所有的终端节点开始发送入网请求,这个时候AP节点检测是否有节点加入请求,发现有入网的请求就开始响应终端节点,最终构建好整个网络框架。在网络建立好了之后,可以调用协议中的API函数进行网络的控制,以及整个系统数据接收发送的流程的控制。

最后,设备之间通过调用协议接口函数建立好网络后,就可以进行端到端的数据收发了,这样就实现了整个网络系统的数据传递功能。

2.3.4 其他常见的无线组网技术

Wi-Fi也是市场上很热门的通讯技术,正式的名称是IEEE802.11b,传输的速度也很快,,在通讯的覆盖范围上Wi-Fi要比其他的短距离无线通讯方式优秀很多,可以轻松地覆盖整个家庭、办公室,甚至是整装办公大楼。覆盖在网络中的通讯终端都可以连接在一起,相互之间构成互联网通讯网络。

3 无线组网技术在物联网中的应用

伴随着物联网技术的快速发展,无线组网技术已经应用到了社会的各个领域,结合传感器技术和计算机技术对每个应用领域都起到了很大的影响。

3.1 智能家庭

可以应用于家庭的照明、温度、安全、控制等,通过无线网络终端设备可以收集家庭各种信息,传送到中央控制设备,或是通过遥控达到远程控制的目的,提供家居生活自动化、网络化与智能化[9]。

3.2 工业应用

通过无线网络自动收集各种信息,并将信息回馈到系统进行数据处理与分析,以利工厂整体信息之掌握,例如:火警的感测和通知、照明系统的感测、生产机台的流程控制等,都可由组建的无线网络提供相关信息,以达到工业与环境方面的控制管理。

3.3 物流应用

目前物流产业正在蓬勃发展,特别是在各种网上购物方面物流是其支撑的很重要的一个方面,而在物流管理方面经常会出现货物的丢失等管理不当的行为,这时候在每一个或者一批货物上面加载定位标签,使货物组建成为一个很大的物流网络,不但能够提高货物的管理能力,也能大大提高生产运输效率。

3.4 无线货架标签

电子货架标签系统是在计算机技术、移动通信技术和互联网技术快速发展的基础上实现的,使用无线组网的方式统一管理商品信息,不但拥有便捷的管理方式和快速的数据信息处理能力,还减少了资源的浪费,节省了大量人力[10]。

3.5 农业应用

在农业逐步迈进现代化的时代,也对农业方面的管理提出了更高的要求,比如对农业的自动化监管和控制管理等,这就需要使用物联网的组网技术结合传感器技术,实时地传递农作物的空气、湿度、温度等相关信息,最终达到对农业的智能控制。

4 结 语

物联网技术目前正处于壮大发展的的阶段,在不远的未来肯定有其广阔的发展前景,物联网和无线网络通信就像不可分割的一个整体相互促进,在未来,无线网络通讯技术将会是一个一体化的整合网络,各种无线通讯技术如Wi-Fi、蓝牙、ZigBee和移动通讯(2G、3G或者更高的技术)等都将会融合到互联网中去,组成一个稳定高速的信息数据网络,各种无线通讯技术相互补充完善,促使物联网技术的日臻完善,届时将会给人们提供一种更便利高效的物联网服务。

参 考 文 献

[1]Cha J R, Kim J H. Dynamic framed slotted ALOHA algorithms using fast tag estimation method for RFID system[C]. Consumer Communications and Networking Conference, 2006. CCNC 2006. 3rd IEEE. IEEE, 2006(2): 768-772.

[2]李锦涛, 郭俊波, 罗海勇, 等. 射频识别 (RFID) 技术及其应用[J]. 信息技术快报, 2004, 11(2): 1-10.

[3]尹应增. 微波射频识别技术研究[D]. 西安: 西安电子科技大学, 2002.

[4]Leong K S, Ng M L, Cole P H. The reader collision problem in RFID systems[C]. Microwave, Antenna, Propagation and EMC Technologies for Wireless Communications, 2005. MAPE 2005. IEEE International Symposium on. IEEE, 2005(1): 658-661.

[5]余向阳. 无线传感器网络研究综述 [J]. 单片机与嵌入式系统应用, 2008, 8(2): 8-12.

[6]喻金钱, 喻斌. 短距离无线通信详解: 基于单片机控制[M]. 北京:北京航空航天大学出版社, 2009.

[7]孙晓东. 基于 nRF2401 的 RFID 系统设计[D]. 杭州: 浙江大学, 2008.