物联网技术的研究大全11篇

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物联网技术，是一种利用信息传感器，按照约定协议实现信息传播的技术手段，通过信息传感设备，可以对人、物进行有效的监控。同时，物联网技术是互联网技术的一种，主要利用计算机互联网技术，实现物与物、人与物、人与人全面互联的网络。利用物联网技术，可以更好的对信息进行获得，并且为智能化决策和监控提供有效的依据。物联网技术在当下社会得到了广泛的推广和应用，其应用主要以监控系统为主，通过利用物联网感知层、网络层、应用层的功能，实现信息监控这一目的。物联网技术在实际应用过程中，要注意传感器、二维码、射频设别、多媒体设备网络系统的连接问题，充分发挥设备功能，为物联网进行信息决策提供有力依据。同时，在进行监控系统设计过程中，需要考虑到网关和接入网络构造，以及网络之间的融合问题，注重信息管理以及业务分析管理，发挥物联网技术在监控系统中的重要功能。

二、物联网中主要技术手段分析

以物联网技术实现监控系统设计过程中，要充分考虑到物联网的射频识别技术、无线传感器网络、网络摄像机以及Zig-Bee技术的实际应用，只有科学合理的应用这四种技术，才能更好发挥出物联网技术的监控功能。

(一)射频识别技术分析射频识别技术是物联网技术中非常重要的技术之一，它由标签、读写器、天线三个部分构成。其中，标签是耦合元件及芯片组成的。每一个标签都有着唯一的电子编码，标签中有着一定的空间，用来满足用户输入信息的要求。标签还具有识别目标对象的作用;读写器是一种读取和写入信息的设备，具有数据交换功能;天线则是一种信号传输装置，是实现标签和读写器之间信号传输的装置。射频识别技术之所以能够完成信息跟踪，就是因为标签、读写器、天线三者的合作。在实际工作过程中，读写器通过发射信号到达标签，标签利用天线进行信号频率感应，从而获取标签所在位置。根据标签所在位置，进行信息跟踪，从而进行任务部署和执行。

(二)无线传感器网络分析无线传感器网络是由分布式传感节点、信号接收器、网络和用户接口等装置构成。其中，在无线传感器网络当中，分布式传感节点是十分重要的一环，其具有数据采集作用。传感节点主要有数据采集单元、数据处理单元、数据传输单元三大部分构成。无线传感器网络在实际工作当中，通过对节点的有效布置，完成对对象的实时监控。物联网技术在利用无线传感器网络进行节点布置时，实现了对监控对象信息的采集、处理、传输工作，根据这些数据信息，进行控制和操纵。无线传感器技术的完善和发展，使其在监控设备中得到了广泛的应用，将无线传感器网络应用于校园监控当中，无疑将起到十分重要的作用。

(三)网络摄像机技术分析网络摄像机技术，是物联网技术应用的又一重要方面。网络摄像机技术实现对信息的采集，并且可以进行图像拍摄，有效地实现了监控目的。网络摄像机主要由镜头、声音传感器、图像传感器以及网络接口等部分构成。在应用于物联网技术当中，网络摄像机主要采取数字化视频信号，通过网络总线的连接，实现了信息的传输工作。网络摄像机应用十分广泛，可以更好地实现监测目的。

(四)ZigBee技术分析ZigBee技术更加适合于远程监控，它是由数千个微小的传感器构成，可以实现传感器之间的相互通信，并且以接力的方式实现了信号的传输工作。ZigBee技术适合于数据流量较小的业务，具有功耗低、成本低等优点，将之应用于校园网监控系统当中，有着较为广泛的发展空间。

三、校园监控系统设计

为了更好确保校园安全，在进行校园监控系统设计过程中，要对传统设计模式存在的弊端予以改善，加强对物联网技术的实际应用，站在全面的角度对监控系统设计进行分析，确保监控系统的全面性和稳定性，更好实现监控目的。传统的校园监控系统存在着成本高、效率低等缺点，这样一来，一旦发生安全事故后，很难及时反应过来，当反应过来的时候，事故已经造成了相当大的影响。物联网技术在实际应用过程中，要注重统筹兼顾的发展模式，站在整体的角度进行分析问题，以构建系统体系作为校园监控技术发展的目标，实现监控系统的全面性和稳定性，更好实现校园安全。四、基于物联网技术的校园监控技术研究校园监控技术的实现，要以物联网技术作为其发展的根本，利用物联网技术强大的监控功能，可以更好实现校园监控系统目标。针对于物联网技术的校园监控技术研究，本文将从以下几个方面进行阐述。

(一)射频识别技术下的校园门禁系统利用射频识别技术(RFID)设置校园门禁系统，可以用来验证学生的身份，将一些身份不明的外校人员拦截在门外。在实际应用过程中，学校会将RFID卡发放给学生和老师以及学校的工作人员，让他们以RFID卡作为进出学校的凭证。学校利用RFID卡进行校园监控，可以减少一定的麻烦，避免一些校外人员进出学校，对学生的安全造成一定的威胁。同时，在实际设计过程中，学校的相关场所，例如大门、图书馆、实验楼等位置也要凭卡出入，可以方便校方管理。在设置RFID卡时，要对学生的实际信息进行输入，并对信息进行备份存储，当学生将RFID卡弄丢失时，可以更好地进行补卡操作。校方在设计RFID卡时，还可以根据实际情况，加强此卡的作用，例如进行图书借阅、考勤管理等事情。

(二)网络视频监控系统的应用网络视频监控系统，是校园监控技术中较为重要的一环。在进行校园监控技术设计过程中，要充分发挥网络视频监控系统的作用，对校园内的实际情况进行有效的视频监控，对突发事情可以更好地掌握，并以此采取有效措施解决突发事件。物联网技术下的网络视频监控系统，利用宽带网络实现了信号传输，并通过视频监控设备对校园内的情况实现了有力监控。网络视频监控系统拥有数据收集、数据传输、数据存储、数据处理等作用，在进行监控过程中，可以进行相关的预警工作，将之应用于校园监控技术当中，可以更好地应对突发事件，并且能够在最快的时间内作出反应，将突发事件的影响性降到最低效果。网络视频监控系统在校园监控技术当中应用时，要注重系统的报警功能，一旦遇到突发事件，监控人员对事件程度进行分析，若是校方无法解决的事情，立刻进行报警。网络视频监控系统，是校园监控技术当中不可或缺的一部分，它是保证校园环境安全，应对突发事情的重要监控设备。

(三)防火报警系统的应用随着社会经济的发展，教学楼的设计也以高层建筑为主，这种形势下，火灾隐患是各个高校必须关注的重点问题。高层建筑中，防火报警系统的设计，关系到了楼房一旦产生火灾，是否能够及时地进行求助。加强校园火灾报警系统建设，将之应用于校园监控技术当中，可以很好地预防火灾发生。同时，若是火灾发生后，防火报警系统可以第一时间进行报警求助，能够让火灾带来的后果降到最低。校园监控技术中，关于防火报警系统的设计，主要是应用了物联网技术中的ZigBee技术，它克服了传统报警器效率低、成本高的缺点，使防火报警系统更符合于校园监控系统需求。在实际设计过程中，ZigBee技术的防火报警系统具有很强的针对性，通过对各个容易引发火灾隐患的场景进行监控，实现了监控目的，在很大程度上杜绝了火灾的发生。

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关键词:物联网技术 库存控制 物料需求计划 最优生产技术 准时化生产

有效的库存管理与控制是提高运营效率的重要手段。传统的库存管理根据生产进度、产品销售等进行库存协调,由于相关信息以人工录入为主,通常难以实现信息的同步更新,且错误率较高。物流与信息流衔接在时间上的滞后性,往往使企业不得不通过保留一定量库存来维持正常的生产与销售,这不但会导致过多资金的占用,大大提高运营成本,还会掩盖生产中大量诸如供应商供货不及时,生产环节产能不配套,产品质量不合格,计划安排不合理,不能按期交货等问题,不利于运营效率的改进。本文利用物联网技术,结合常用的MRP、OPT、JIT生产控制方法,构建了一个基于物联网技术的综合库存控制模型,通过物流与信息流在企业运营各个层次的紧密结合,可以实现有效的库存管理与控制,使库存做到既满足生产服务需要,在需要的时候有物料可用,又不会占用过多的资金,以实现高效生产与资金合理使用的有效平衡。

物联网技术在企业生产中的应用

物联网的概念来自于2005年在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上国际电信联盟(ITU)的《ITU互联网报告2005:物联网》报告。它指的是通过射频识别(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,把任何物品与互联网连接起来,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。

目前,物联网技术在企业生产中的运用主要采用的是射频识别技术,通常的RFID系统包括前端的射频终端和后台的计算机信息管理系统。射频终端由标签和读写器组成。标签用于存储所标识物品的身份和属性的信息;读写器作为信息采集终端,利用射频信号对标签进行识别并与计算机信息系统进行通信。将RFID技术与互联网相结合,构建分布式信息采集、处理系统,为企业实现跨域生产、销售提供技术保障。

基于物联网技术的企业流程如图1所示,仓库、车间通过RFID读写器对原材料、产品进行实时跟踪、信息获取,并通过物联网中间件与本地信息数据库交互,办公、生产人员可通过信息平台进行实时查询。针对跨域企业,可以通过互联网将企业内部网联接,利用ONS服务器(对象名解析服务)获得相应的统一资源标示URI,实现信息的共享查询。

基于物联网技术的综合库存控制模型

将物联网技术运用到库存管理中,结合MRP、JIT、OPT等库存管理机制,构建基于物联网技术的综合库存控制模型,通过实现原材料、在制品、产品等信息的自动获取以及信息的跟踪、动态处理,可以在提高客户服务水平的同时,进一步提高库存效率,控制模型如图2所示。模型主要由以下三部分组成:

物流部分。本模型根据企业生产运营过程中不同环节物料的状态,主要考虑了两类库存:企业的外部库存与内部库存。其中,外部库存主要是指在途尚未入库的原材料和出库尚未到达用户的在途产成品。内部库存包括:产成品库存、在制品库存和原材料库存。其中,产成品库存是指那些已经加工完成,准备用于对外销售的产品库存(包括外销的半成品);在制品库存是指那些尚未加工完成,流转于生产各个环节的制品库存;原材料库存则是指企业外购的、尚未加工处理的原料、材料库存。

信息流部分。模型采用了结合MRP、OPT、JIT三种控制方法的综合控制机制。信息流主要涉及各类库存的库存状态信息,以及控制运营系统各环节运作活动,实现投入、转换、产出的控制信息。

本地信息数据库。企业的进货、生产、外销等活动,会受到各类库存的影响,并对各类库存量产生影响,从而导致相关数据信息的变化。利用本地信息数据库存储的原材料、在制品、产品等信息,借助RFID等物联网技术,可以实现对各类库存状态信息的自动识别与更新,还可以通过监控产品流向、流量与流速,实现对生产过程中各类库存的动态控制,跟踪缺货状况和进行质量反馈,从而将物流与信息流结合起来。

模型的库存控制机制

(一)外部库存控制

在途原材料库存和在途产成品库存会影响到生产的正常进行和企业销售的顺利实现,利用模型进行此类库存控制时,一是利用物联网技术实现动态跟踪,二是处理好两类关系,即客户关系和供应商关系。

物联网技术使得企业可以通过互联网将各企业的内部网连接起来,利用ONS服务器(对象名解析服务)获得相应的统一资源标示URI,实现信息的共享查询。借助该技术跟踪、监测在途原材料与在途产品,可以为原材料的及时入库、合理安排生产和销售打下基础,从而有利于降低安全库存,降低仓储成本。

要更好地实现这一目标,需加强客户关系管理和供应商关系管理。良好的客户关系有利于增强对订单的控制,进而增强主生产进度计划的准确性与稳定性,这对于降低产成品库存意义重大。而良好的供应商关系是实现适时、适量、准确供货的前提,有利于在保证供货的同时,进一步降低原材料库存。

(二)内部库存控制

模型对企业内部原材料库存、在制品库存和产品库存的控制机制如下:

对产成品库存的控制,主要通过与客户、主生产进度计划和生产环节的相互作用来实现。具体来说,产成品库存状态会影响主生产计划的制定进而影响生产现场,反过来,以主生产计划为指导的实际生产决定了产成品的库存水平和对用户的客户服务水平。同时,企业同客户之间的关系状况会直接影响到产成品库存的供货水平与存储水平。在这一过程中,借助物联网技术中的识别系统(由RFID射频识别标签、解读器、Savant软件、ONS对象名解析服务和PML实体标识语言等组成),一方面可以动态更新企业的产成品库存状态信息,另一方面可以通过与用户进行信息共享,及时掌握用户对本产品的使用、消耗情况,并根据用户缺货时自动生成的产品订单来安排或调整主生产计划,从而大大提高计划的准确性。

对在制品库存的控制,与物料需求计划(MRP)和生产环节密切相关。在制品库存状态信息直接影响物料需求计划(MRP)的编制,并通过MRP影响生产,反过来,对生产环节的控制直接决定了各个环节的在制品库存水平和服务水平。在这一过程中,借助RFID等技术,可以迅速、简便、准确地获得关于在制品种类、数量、时间、所在工序、流转等的信息,实现对在制品流向、流速、流量等的实时监控,在需要的时候及时补充生产,从而大大降低了安全库存量和库存成本。此外,由于免除了跟踪、监控过程中的人工干预,在节省大量人力的同时,可降低数据生成的差错率,极大提高了库存管理的效率。

对原材料库存的控制,主要通过与MRP、生产与采购环节以及供应商的相互作用来实现。即,原材料库存状态影响物料需求计划的编制,进而影响生产、采购,反之,受计划指导的采购活动直接决定着原材料库存的生成。而企业同供应商之间的关系状况会直接影响到原材料库存的供货水平与存储水平。在原材料库存的控制中引入物联网技术,可以根据原材料的出入库情况,自动更新原材料库存状态信息。此外,根据产品电子代码(EPC),可以应用PML(实体标记语言)技术辨别入库原材料的来源,一旦发生产品缺陷或不合格, 有了这个信息,就可以很容易地找到问题供应商,便于及时解决问题。

(三)模型整合

实现模型各部分之间相互协调的关键在于信息流与物流的有效流动与紧密结合。其中,信息流自客户需求开始,沿“客户―主生产计划―MRP―JIT现场控制―供应商链条”传递,在这一过程中,会受到相关库存状态信息的影响;同时物流在信息流的指导下,自供应商开始,沿“供应商―原材料库存―在制品库存―产成品库存―客户链条”流动,在这一过程中,MRP、OPT和JIT分别从不同层面对物流流动,库存控制目标的实现起到了促进作用。

模型中MRP、JIT、OPT的结合点在于:在计划层面实现MRP与OPT的整合,将最优生产技术理论的思想应用于能力需求计划的编制,根据物料需求计划的生产任务要求,区分瓶颈能力与非瓶颈能力;在此基础上,实现瓶颈能力与生产任务的平衡,并根据这一平衡协调非瓶颈能力,从而制定出合理可行的生产作业计划和采购计划;在执行层面实现计划与JIT的整合,在作业计划和采购计划的指导下,对生产现场的各个环节实行准时化控制,进一步提高生产运作的效率,从每一个执行环节尽可能提高客户服务水平和进一步降低库存水平。

模型中,物联网技术与MRP、JIT、OPT的结合点在于:通过RFID读写器对原材料、在制品与产品进行实时跟踪、信息获取,并通过物联网中间件与本地信息数据库交互;通过互联网将企业内部网联接,利用ONS服务器获得相应的统一资源标示URI,实现企业与供应商,企业与用户的信息共享查询。这样,一方面可以适时、准确、快速地根据物流的流动掌握产品的流向、流量与流速等信息,自动更新各类库存的状态信息,进而影响主生产计划、物料需求计划等生成的准确性与效率;另一方面可在结合MRP、JIT、OPT综合作用机制生成的作业计划和采购计划指导下,实现对各阶段物流的实时监控,降低了安全库存量和库存成本,提高了库存管理的效率。

综上所述,寻找有效的库存控制方法对企业提高运营效率意义重大。本文以MRP、OPT、JIT三种方法的库存控制机制为基础,结合新兴的物联网技术,构建了一个基于物联网技术的、整合三种控制方法优势的综合库存控制模型,并分析了模型的框架与应用机制,从而对于进一步提高库存控制效率,进而改善企业运营水平提供了有益的思路。而从技术层面上如何实现模型的有效整合以及对模型实证效果的检验将是今后需进一步研究的问题。

参考文献:

1.威廉J.史蒂文森著,张群等译.运营管理[M].机械工业出版社,2008

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引论

物联网主要是利用现代网络技术及通讯技术和传感技术将实际的物体同互联网进行对接，从而实现监管、定位跟踪和识别物体的技术。从技术层面讲物联网技术包含了红外感应技术、射频识别技术、激光扫描技术以及全球定位技术，并结合网络通讯技术实现物与网络的连接。该技术作为现代科技革命的起点受到了业内人士的广泛关注，并且随着物联网技术在各个领域的应用发展，其开始引起政府的重视。甚至很多发达国家将物联网技术的研发作为信息化战略发展的重点内容。从总体上看，物联技术仍旧处于起步阶段，各项技术都还有待完善，但是随着人类科技的发展，该技术在未来必然将逐步的完善，成为推动人类社会、经济、文明的重要科技力量。

1 物联网技术分析

1.1 数据采集技术

数据采集技术是实现物联网的关键技术之一，目前传感器技术相对成熟，但如何利用鞲衅骷际跏迪质导饰锾迨据的精确采集，利用图像识别技术仍旧是目前物联网技术研究的关键。

1.2 智能终端技术

感知延伸层的实现是物联网技术得以全面实现的核心，而智能终端研究则关系到这一层面的最终实现，因此也是物联网的关键技术之一。目前应用广泛的智能终端主要有智能手机、电脑、智能PDA等，这些智能终端进一步拓展了物联网，并发挥了物联网技术的应有价值。但想要真正完善物联网技术，还需要更加完善、性能更加稳定的智能终端。因此智能终端的研究也是物联网技术研究的内容之一。

1.3 通信技术

通讯技术是实现物联网技术的重要依托，尤其是现代无线智能通讯技术。虽然宽带通讯在现代社会中已广泛普及，并臻于完善，无线通讯技术也逐步的发展，但如何将这些技术融入到物联网技术中仍旧是当前技术研发层面上的重要课题。

1.4 数据处理技术

物联网由于联通了网络世界与现实世界，因此其所接收处理的数据量必然相当庞大。如何对海量数据进行处理，如何发掘信息价值仍旧是当前物联网技术发展中的瓶颈。但是随着信息处理技术的发展，相信这一问题也会迎刃而解。

1.5 网络兼容技术研究

网络兼容技术是物联网中必不可少的技术，由于物联网技术将待识别的物体连接入网络，因此必须需要网络兼容性实现这种连续连接。

1.6 信息安全问题

信息安全一直是互联网技术研发所要面对的难题，同样物联网的信息安全也是其技术发展面临的重大挑战。信息安全研究所要面对的不仅仅是安全访问以及加密技术，还包括系统安全技术、体系安全管理等。

1.7 标准化研究

通过不断的实践，研究者发现，技术标准化是推动技术完善和发展的主要途径，但是物联网在我国并没有制定统一化的标准。这一问题必然会成为制约物联网发展的主要因素，因此标准化研究也是物联网技术发展研究的主要内容之一。

2 物联网的应用

2.1 智能城市的建设

现代人们越来越能体会到智能化生活的便利，而物联网的应用可以有效实现智能城市的建设，为人们提供更加便捷的服务。例如令城市管理更加的完善、城市规划更加的合理，合理配置、利用城市资源，实现经济的可持续发展等。除此之外，通过物联网，还能对城市进行全面监控、统一管理。

2.2 智能交通的实现

现代城市交通拥堵是阻碍城市发展、影响人们出行质量的重要问题。而通过物联网则可以很好的实现智能交通，解决交通拥堵问题。通过物联网可以集中处理监控中心数据，并通过智能化媒体终端进行数据交互，并分析最终的多媒体数据信息，从而实现统一管理、合理调配的智能化城市交通管理。

2.3 智能家庭的实现

物联网技术可以将家庭医疗设备纳入物联网体系，从而测试、跟踪加重病人、老人的各项生理指标。并将这些跟踪数据到家属智能终端或医疗机构。从而更好地为客户提供健康服务，构建和谐家庭、和谐社会。

2.4 智能家居的应用

利用物联网技术可以给人更高的家居品质，将家庭各项设备纳入物联网中，从而实现智能化家居。对家庭设备，人们可以通过网络进行远程操控，实现更加便利的智能化生活。除此之外，通过物联网还能对家庭进行实时监控，为生活提供安全保障。

2.5 农业智能生产的实现

农业生产为人们提供赖以生存的基础保障，而通过物联网则可以改变传统农业种植模式，现代农业通过对农业种植参数的调整，可以极大的改善作物生产环境，从而减少产出周期，并提高产量。此外物联网技术可以自动监测作物生长参数，并实时监控传输，从而为现代农业技术发展提供可靠依据。

3 物联网的应用发展

随着物联网技术的完善，在实际应用中逐步开始发挥其技术优势，并且随着新能源建设、环保建设、信息网络建设以及高端制造产业等领域的发展，物联网的推广应用必将进一步推进各个产业的发展。除此之外，加快物联网的研发应用加大对战略性新兴产业的投入和政策支持，业内人士表示，“物联网”开始被写进政府工作报告。这也意味着物联网的发展进入了国家层面的视野。总的来说，物联网技术对社会的影响将体现在下面这些方面：

3.1 便捷生活

通过物联网，公众可以便捷的获得自己所需要的食品、物品，并且对食品、物品的了解更加的详细、清晰，例如原料产地、加工过程等。因此通过物联网不仅可以保证生活的便捷程度的加深，同时也能够提高食品安全程度。另外，随着物联网技术的发展，在医疗领域也会逐渐的引入物联网技术，例如远程护理帮助服务。随着该技术在医疗领域的发展，在未来，社区老人足不出户将会获得专业的护理帮助。因此物联网对于人们生活的改变不仅仅在于吃得放心、用得舒心、住得顺心，还会很大程度上改变人们的生活习惯和生活品质。只要在家中安装相应的传感设备，就可以远程实时监控家中情况，远程控制家中的电气设备，保证居家安全。

3.2 节能环保

物联网对人们生活的改变不仅仅在于生活细节。随着城市私家车数量的增加，城市交通拥堵问题困扰着人们，并且拥堵的交通还会加剧能源浪费和空气污染。而通过物联网技术，则可以令司机适时了解交通状况，选择最便捷的路线，从而降低交通拥堵，不但方便了司机，同时也提高了城市交通效率。供电部门可以随时了解用户使用电力的情况.对电网进行智能化处理和设置，通过对配电变压器的实时监控对电能质量的检测，对负荷情况的了解可以实现电网的一体化管理。据悉，江西省电网已经通过这种技术使一年的用电损耗降低1.2亿千瓦时。物联网技术还可以通过对输电线路的监控来减少输电线路发生故障的几率，并且也使故障的维修时间减低，实现能源的节约。我们预计，物联网技术的一体化功能在节能减排方面必将会有极大的贡献。

3.3 发展潜力巨大

物联网的发展仍旧处于起步阶段，很多方面还需要进一步完善。但是我国的物联网技术同世界物联网技术的起步相对统一，因此该技术在我国的应用发展具有相当大的潜力。并且目前阶段应用效果可以表明，物联网技术必然会成为推动我国经济再一次腾飞的中坚力量。

参考文献

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1引言

随着城市电网电缆化率的不断提高，电缆沟井里程数明显增多，电缆井故障成为了影响供电可靠性的关键因素。电缆沟井位于地下，难以通过直观肉眼观察的方式进行巡视查看，需要更为有效的手段，来提升电缆井的状态监测水平，实现状态安全提前预测，及时预防、超前预警。

2国内外发展现状

目前，国内外开展的研究应用主要实现了对电缆沟井内测温，可燃气体监测，积水、防火、视频监测等目标，但仍存在监测形式单一，工程量大，监测、安装范围局限，监测数据不能进行实时分析、处理及存储等缺陷。为有效提高电网运行的安全性和供电可靠性，迫切需要研发一套新的电缆井状态监测终端及可靠的数据收发、分析、管理、预警主站系统。

3架构及关键技术

随着技术的发展和进步，数字化电子技术和物联网技术在国内高速发展，为电缆井综合状态监测和预警技术的研究与应用提供了强大的支持。基于边缘科学概念，进行技术融合和集成，将分体式传感技术、可持续供电技术、物联网通讯技术、信息处理技术、地理信息技术和移动作业技术等引入到电缆井内状态监测及预警业务中，将电缆井监测节点网络架构与物联网相连，实现电缆井运行全工况信息交换，帮助管理人员和技术人员突破时间和空间的约束，掌控现场一手数据，提高电缆井实时监测、预警、响应和运维水平。

3.1监测终端

监测终端由采集单元、智能主机两部分组成，二者采用RS485有线模式进行双向数据传输，实时交互，使监测终端具有全面感知，智能处理和可靠传输的功能。采集单元分为井盖位移，环境温湿度监测、有害气体监测、可燃气体监测、水位监测、火灾探测、电缆接头测温等模块，周期性采集电缆井的状态数据，并上传至智能主机。智能主机接收到采集单元上传的数据后，进行汇总，通过ZigBee网络，经最近的智能主机向主站系统上传数据。若最近的智能主机通讯异常，则搜索通讯范围内（可视距离2000米）的其它智能主机，建立新的传输路径，进行数据传输。考虑到在产品试点或推广前期时，电缆井监测节点与主站系统可能存在距离过远的情况，智能主机主控板兼容APN（基于GPRS的VPN）通讯模式，设定为主节点的智能主机，可以通过3G/4G等GPRS通道将区域性数据上传至主站系统。

3.2主站系统

主站系统一般部署于变电站或自动化机房，通过ZigBee网络或APN网络，与监测终端进行双向组网通讯，实现对所管辖范围内的电缆井综合状态的监测和预警。主站系统基于地理信息GIS平台开发，相关数据接口及业务分析模块采用JAVA开发，封装为后台服务。当后台数据接口进程接收到智能主机上传的信息后，自动进行拓扑，实现监测网络重构。启动业务分析模块，进行电缆井各状态分析，当发现模拟量数据越限或开关量状态变位后，立即评估告警等级，并启动告警业务，在GIS界面点亮相关电缆井，显示其具置和预警内容，同时通过短信告警平台，提醒电缆井相关责任人尽快处理安全隐患。

3.3关键技术

3.3.1监测终端续航力设计采集单元是分体式微型设计，由智能主机一体化供电，周期性采集状态正常数据，连续性采集状态异常数据，因此，其自身的设计应满足低功耗的要求。与此同时，电池的设计也应能连续工作。开发电池管理系统（BMS），优化充电、用电效率，提高电池利用率，防止电池出现过度充电和过度放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态，对电缆井状态监测及预警技术的实现不可或缺。智能主机采用高性能锂电（单一电源供电周期不低于一个月），同时配套取能CT装置，为适应不同应用环境（负荷电流），取能装置采用双线圈设计。当CT取能装置正常工作时，BMS系统向监测终端稳定供电，满足智能主机及采集单元应用。同时，监测锂电池状态，当锂电池处于需要充电的状态时，BMS系统同步进行锂电池充电。锂电池充满后，BMS系统切断其充电电路。3.3.2信号传输可靠性技术信号的强度和质量直接影响电缆井状态监测数据的正常传输。电缆井周围电磁干扰复杂严重，智能主机分布分散，为保障数据的正常传输，智能主机的通讯设计不但要满足相互之间在多层信号屏蔽的情况下信号强度衰减幅度小的要求，而且要具有多层次抗电磁干扰的功能。另外，辅以增强型通讯模块及高灵敏延长天线，合理选择天线的安装位置，切实保障数据传输正常。3.3.3系统自检技术为保障系统可靠运行，达到预期目标，得到理想的运行效果，自检技术尤为关键。电缆井状态监测终端设计自检功能，周期性运行，保障智能主机和采集单元的正常运行。电缆井状态监测预警主站系统建立软件进程监测和管理功能，一旦发现进程异常，则自动关闭该进程后重新启动。在独立自检基础上，整体系统实现自检，校验各个组成的运行状态，通过系统设定主站定期召唤监测终端和监测终端定期上传状态的任务，保证系统监控人员、管理人员及时掌握所辖范围内智能主机和采集单元的运行状态，如果发现异常，启动告警流程。

4小结

电缆井状态监测及预警系统已经在新野电网成功进行试点应用，实现了对电缆沟井内的温度、湿度、有害气体、有毒气体、积水水位、火灾烟感、井盖移位、电缆接头温度等数据的实时采集和在线状态分析，并对出现异常及安全隐患的情况立即提醒电缆井相关责任人尽快处理，为有效预防和控制电缆井安全事故起到了很好的预警作用。实践证明，电缆井状态监测及预警系统适合在电力系统、电力专网中进行大范围的推广和应用，发挥重要作用，有效提高电缆供电的可靠性和安全性，产生显著的经济效益和社会效益。

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中图分类号：TP6 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）0110110-01

1 构建平安节能数字校园，满足我校信息化深入应用的需求

我校在2012年投资1800万元完成了国内外一流的，功能完善、技术先进的多系统多业务融合的全数字校园网建设。该数字校园网通过光纤、六类双绞线、无线实现十万兆为骨干、万兆到楼、千兆到桌面的信息接入，可实现对校园区域的全面覆盖。已经实现计算机网络、IP视频安全监控、教学巡查、校园一卡通、班班通、网络接入、IP语音与视频、信息、多媒体录播系统等多系统业务的一体化。该数字校园不但可以满足我校办公、管理以及教学的数字化需要，还利用200M出口带宽和数字教学资源平台为我市职业教育区域数字资源中心提供服务。

1.1 物联网技术的不断发展，使得基于物联网技术的数字校园建设从软硬件上成为可能

物联网（Internet of Things，简称IOT）又称为传感网，是互联网从人向物的延伸，是指在真实物理世界中部署具有一定感知能力和信息处理能力的嵌入式芯片和软件系统，通过网络设施实现信息传输和实时处理。从而实现物与物、物与人之间的通信。从技术的角度来看，物联网是在计算机网络基础上利用射频识别（RFID）、传感器技术、无线数据通信等技术，将射频识别设备、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设施按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数据通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监测和管理的新一代网络技术。同传统数字校园平台相比，在物联网技术中，最关键的技术是传感器技术和云计算机技术。随着云计算技术和传感器技术的快速发展，促使了物联网时代的到来。

1.2 基于物联网技术下的数字校园硬件平台基础建设工程

现有数字校园网基础上，根据物联网建设要求，通过技术改造和升级，增加信息点数量和物联无线网覆盖范围，满足智慧校园网络基础要求；在原有校园一卡通数据库基础上，对资产设备和校内资源进行统一编码和数据结构定制，构建全校统一的规范化的校园信息库和数据中心；建设传感器网络，实现重点区域和关键区域的传感器部署和设计；升级目前数据中心服务器和存储设备，购买配套平台软件，满足智慧校园数据处理和存储需求。

智能管理数字校园---通过完善现有校园一卡通系统以及数字校园平台，在此基础上，增加2.4G ID 网络，结合传感器技术，实现师生员工信息电子地图系统，及时掌握师生动态位置和状态信息。同时，尝试在学校管理中采用基于物联网技术的学生综合管理信息系统。满足学校特色活动以及日常管理和家校互动的需求，实现学生管理的特色化。

平安数字校园--升级数字视频安全监控系统，在原数字校园全IP数字视频监控系统的基础上，通过基于物联网技术的升级改造，升级为数字校园安全与环境监控中心，实现平安数字校园。

节能数字校园---建立基于物联网的数字校园资源监控与管理中心，通过对校园内水、电等资源的集中控制，掌握实时能源耗费信息，并能提供资源使用付费控制，完成对教室、实验室等资源的实时使用状态管理和资源分配，对车辆、固定资产的管理，以及对主要建筑物实现智能电表网络化管理和水资源网络管理，改造建设灯光网络管理系统，实现校园的节能与环保。

2 基于物联网技术下的数字校园平台基础建设工程

在现有全覆盖数字校园综合布线基础上，根据物联网建设的需求，建设基于zigbee无线自组网的无线网络，覆盖所有传感器节点和主要建筑和设施。

Zigbee是一种基于IEEE 802.15.4标准的便宜的、低功耗近距离无线组网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。由于ZIGBEE的优越特性，基于ZIGBEE技术的无线组网是一种比较合适的下行信道的实现手段。特别适合应用于一些布线困难旧楼改造的能耗管理系统中。而若将其与成熟的工业以太网和GPRS/CDMA上行信道结合，与后台管理主站组成集抄和监控系统，则可以为远程管理提供一个有效的解决方案。

物联网硬件区别于传统数字网络的特点之一就是大量传感器的应用，物联网下的传感器是一种能感知预定的被测指标并按照一定的规律转换成可用信号的器件和装置，通常由敏感元件和转换元件组成，是物联网中采集信息和实现对现实世界感知的重要设备。传感器的种类很多，如速度传感器、入侵传感器、温度湿度传感器、位置传感器、能耗传感器等，也可以包含以师生用户的电子标签卡或者手机一卡通卡为EPC码存储设备的RDID传感器。下图显示了传感器数据采集示意图。

传感器数据采集示意图

3 建设基于物联网技术的数字校园各应用系统

1）构建校园电子地图系统，实现智能管理数字校园。实现与目前数字校园各模块的汇集，实现智能管理数字校园。此部分是在原有数字校园模块，特别是数字校园平台和监控系统的基础上，按照物联网要求，实现师生员工信息电子地图系统，来及时掌握师生动态位置和状态信息。实现学生或员工的考勤和状态信息管理的智能化。通过开发基于Web的校园电子地图系统也即地理信息系统，利用GIS技术、信息技术以动态网页技术搭建的基于B/S模型的校园地理信息服务网站。可以直观地反映校园信息，有效提高校园信息交互检索的效率，使校园的师生迅速的熟悉校园的环境，并且利用地图的形式，将校园信息展现的方式从传统的纯文字模式解脱出来，实现地图与文字、图片等展现模式相结合。

2）升级数字视频安全监控系统，在原有安全监控单一功能的基础上，通过物联网传感器技术，升级为校园安全与环境监控中心，实现平安数字校园。

通过开发基于物联网的“数字校园安防集成系统”，通过软件图形化的管理形式方便相关人员进行日常管理、检查工作；通过巡更及上报分析系统，确保校园安保制度的贯彻执行。数字校园安防集成系统主要包括视频监控、红外射频防盗报警、门禁系统、巡更系统、紧急求助、呼叫系统、对讲系统等相对独立子系统，根据安防应用需要，快速、方便地在安防监控中心把各系统的数据资源、控制资源等信息，通过集成联动平台的方式组合起来，最大限度地利用整体资源，达到优势组合的目的，帮助学校及上级主管部门实现监督管理、监控互动、及时排除校园安防中的漏洞，最大限度保护学校师生的财产、生命安全。

3）建立基于物联网的校园资源监控与管理中心，实现节能数字校园。采用物联网技术，通过对全校各部分的水、电等资源的参数进行检测，实施集中控制，掌握实时能源耗费信息，并能提供资源使用付费控制，完成对教室、实验室等资源的实时使用状态管理和资源分配，对车辆、固定资产的管理，以及对学生公寓实现智能电表网络化管理和水资源网络管理，改造建设灯光系统，实现校园的节能与环保。

参考文献：

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随着科学技术的不断发展，信息安全保密技术面临的问题也日益凸显。由于物联网是新一代的信息技术，因此基于物联网技术的信息安全保密技术中被越来越多的人予以高度关注和研究。我们先对物联网技术进行详细的了解。

1 物联网定义

物联网就是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它主要解决的是物品与物品、人与物品、人与人之间的互联。物联网主要由感知层、网络层和应用层三部分组成。

物联网主要被广泛的应用在智能工业、智能物流、智能交通、智能电网、智能医疗、智能农业和智能环保等领域。

2 信息安全保密问题问题分析

随着信息技术的迅速发展，信息安全保密问题越来越受到人们的关注。信息安全问题已经不再只是个人的问题，而是随着经济、政治等因素的发展，逐渐上升为关乎国家政治稳定、民族团结、人们幸福安康的全局性重要问题。近年来，全球许多网络多次遭受黑客袭击，发生信息泄露事件。比如迄今为止世界历史上最大规模的一次泄密事件——维基解密，其波及范围之广、涉及文件之多，史无前例。比如震网病毒事件，使得全球已有数万个网站被病毒感染。再比如我国的3Q之战，对我国广大终端用户的信息造成了严重的侵害及损失。据我国相关调查表明，在2012年就有84.8%的网民遭遇过网络信息安全事件，这些事件包括个人资料泄密、网购支付不安全等，且在这些网民之中，有77.7%遭受了不同形式的损失。而近期最严重的信息安全泄密事件莫过于13年6月，美国前中情局职员斯诺顿曝光的关于美国国家安全局的“模棱”项目。透露显示，我国大部分信息被美国中情局拦截和保存，这严重侵害了我国的信息安全。所有事件都表明，当前居民的信息安全保密措施存在严重的漏洞。特别是物联网的推广和应用，使得信息泄露、黑客侵袭等行为跨入一个更加复杂交错的未知领域，信息安全保密问题也更加严峻。

3 基于物联网技术的信息安全保密技术研究

为了更好的保障网络系统不被攻击，个人信息不被盗窃，个人财产不会损失，我们可以在物联网技术之上，采取以下措施：

3.1 配置密码芯片及密码机

为了更好的保障信息安全保密，我们可以在物联网信息处理中心与互联网之间科学的部署一个数据安全网关。数据安全网关的部署主要是通过在物联网终端设备中安置一个密码芯片，并在信息处理中心配置相应的密码机。这种措施最大的好处是可以完全实现信息认证机制、信息加密机制和访问控制机制的建立。

回顾互联网的发展历史，我们会发现由于互联网只传送信息，不认证信息而成为了病毒、黑客作案的有力工具。当前物联网不仅要具有感知、传输信息的功能，还应加强对所传输信息的认证，特别是身份信息的认证。通过这种方式可以有效的确保信息的真实性，保证信息使用者的合法权益。

在物联网中，信息用数字信封的形式进行传送。发送者通过对称算法将传输的信息进行加密，在按照接受者的公钥加密对称密钥信息，拼装后进行发送。发送途径主要有两种，一种是端到端加密方式，一种是节点到节点加密方式。由于前者容易被人发现信息的源点和终点，后者又容易被人解密，都存有一定的风险性。因此我们可以通过具体的应用规模或场合，选择最佳的传输形式。

安全数据网关通过信息认证，以及对传输信息的过滤，可以有效的拒绝带有病毒、木马等带有攻击性的信息进入。除此之外，还能对访问资源请求进行访问控制，组织非授权的用户进行非法访问。

3.2 自主创新发展技术

由于当前我国我国主要的信息设备都是采用国外的，在一定程度上对我国的信息安全造成了巨大的威胁。特别是如果被国外的敌对势力加以利用，一旦进行恶意攻击便会造成严重后果。除此之外，由于“云计算”的发展与应用使得全世界的信息、服务以及应用等会最终集中在国际信息产业巨头手中。如果相关信息被大量的分析、解密、利用之后，会加大国家信息管理隐患。因此必须依靠自主创新、研发，从而有效推进我国信息设备、技术的发展。

我们可以积极的对新一代的认证技术进行突破和研制，比如合址认证技术、群组认证技术等。由于物联网的规模越来越大，因此对利用群组概念解决群组认证技术的研发迫在眉睫。我们可以通过组织科技人员，对相关技术在信息安全保密方面进行研制，有效促进物联网的健康持续发展。

国家也可以制定相关的政策，大力支持与信息安全保密相关的信息技术。基于物联网，加大对信息安全保密关键技术研究的资金投入，建立属于自己的信息安全保密技术。除此之外，还应加强对拥有自主知识产权的信息安全保密技术企业的支持和引导，培养出具有国际竞争力的尖端企业。还可以通过制定和完善相关法律，规范物联网应用，为我国基于物联网技术的信息安全保密问题提供法律法规的支持与保障。

4 结语

总之，信息安全保密问题关系着国家和民众的安全和保障。由于物联网已经成为世界技术发展的主要潮流，谁拥有了技术，谁便可以通过网络轻松的拥有整个世界。因此基于物联网的信息安全保密技术应得到大力的研究与开发，为保护国家及民众的信息安全筑起一道铜墙铁壁。

参考文献

[1]王会波，李新，吴波.物联网信息安全技术体系研究[J].信息安全与通信保密，2013（5）.

[2]范渊.物联网与信息安全[J].信息安全与通信保密，2013（06）.

[3]郭莉，严波，沈延.物联网安全系统架构研究[J].信息安全与通信保密，2010（12）.

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1.前言

在当今如此快速发展的时代，人类对快节奏生活的要求极度迫切，对生活品质的要求显著提高，计算机和手机的广泛普及应用和物联网技术的发现创造了新的市场和机遇，基于物联网的智能家居体系，在即将到来的未来一定会成为当代人们生活中不可缺少的一部分。

2.智能家居体系结构

物联网智能家居体系有多个组成部分，具体是中央控制器、信号接收器、远程遥控控制器和模拟启动器。信号接收器可以接受使用者发来的指令信息，然后转化为可以识别的代码再传送到中央控制器里面，中央控制器进行处理和分析后，一方面将指令传送到模拟启动器中，另一方面将指令传递到实时显示模块进行显示，模拟启动器根据指令内容，各自启动相关远程控制器，从而实现对智能家居的控制，一切操作完成后，远程控制端口就会回馈一条完成指令信息给中央控制器，然后通过信号接收器反馈给使用者，使用者就可以根据反馈得来的消息来判断接下来的操作。

图1 基于物联网的智能家居体系

当处于用户不操作的情况下，中央控制器会自动接收信息以及监控各类传感器工作状况，根据不同设置要求，实时监控各类环境数据，旦变化超出设定范围，中央控制器$自，生增令， 模拟启动器会控制相应的智能设备进行调节，从而营造安全舒适的家居条件，如图1所示。

3.智能家居体系中的物联网技术

3.1 无线传感器技术

随着计算机技术的发展，能够将计算、通信、传感等功能都集成于一个设备上变成可能，这些技术的紧密结合正是无线传感器网络。

无线传感器在运行时是由电池或者发电机提供能源，形成无线传感器网络节点，由集成有传感器、数据处理单元和通信模块的各个微型节点，通过自由无组织方式构成网络。无线传感器网络由传感器节点构成的网络，能够实时地监测、感知和采集节点部署区的环境或观察者感兴趣的感知对象的各种信息，并对这些信息进行处理后以无线的方式发送出去，同时还可以实时传输采集的整个时间历程信号。数据采集处理模块将传感器输出的微弱信号经过放大，滤波等过程，再送到模数转换器，转变成为数字信号，最后送到主处理器进行数字信号处理，计算出传感器各种参数。无线传感器网络使普通物体具有了感知能力和通信能力，在智能家居领域有着广阔的应用前景。

3.2 （RFID）射频识别技术

射频识别技术在智能家居体系中扮有自动识别、门禁管理系统的强大功能。

无线电频率识别的简称是射频识别，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触新的模式。在RFID体系中，识别信息存放在电子数据载体中，电子数据载体叫做应答器。应答器中存放的信息由解读器识别。阅读器不仅可以读出存放在里面的信息，并且可以对其进行写入，读写操作过程，这些功能是通过双方之间的无线通信来实现的。

3.3 通信与网络技术

各种各样的无线技术、感知技术、通信技术、网络技术仪器组成了以物联网为核心的充满智慧的网络，而通信与网络技术是支撑物联网运转的核心部分，是物联网应用发展的重中之重。通信与网络技术包括通信网与IPV6技术、3G与4G技术、WIFI技术、无线宽带接入技术、NFC近场通信技术和ZigBee技术等。

4.智能家居前景展望

根据物联网技术研究的展开，智能家居成为其主要的展现平台。物联网技术在智能家居上的应用，为智能小区的物业管理部门提供了科学、高效的管理手段和方法，将无线传感网、图像识别、射频识别、定位等主流技术结合现有的视频监控体系，可以全方位地提升智能小区管理的自动化程度，提高效率，节省人力。

物联网技术的应用为小区住户提供了更宏全、舒适的现代化生活空间和环境，其优点和便捷不胜枚举。如果能够将这样的智慧小区体系全部串接起来，共享更多的各种资源，互通互联，就能为建立智能化城市体系创造良好的开端。

智能家居体系的家庭集成信息化实现方式已成为社会高度智慧化发展的重要构成因子，物联网也因为它拥有的巨大的应用前景，对智能家居产业的发展产生深远影响。

5.结束语

智能家居体系的发展道路上需要有一套高度整合的行业标准，随着网络科技和电子通信技术的发展，传统行业里面的建筑产业与IT业会有更深度的融合与互惠，同时又推动了智能家居的高度发展。因此，智能家居行业的进步需要家电产业链、IT技术和各行各业体系集成商的共同合作，当然，这不仅需要国家的大力支持，也需要各个企业的积极融入，只有这样我国的智能家居产业才能以迅雷不及掩耳之势的好势头发展起来。

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1引言

电力已与我们的日常生产、生活息息相关，并随着人类社会和经济的发展，全人类对电力的需求呈现持续递增的趋势。居民侧用电量占社会总用电量的36.6%，但研究表明该领域的用电效率低，浪费严重[1]。缺乏对居民侧建筑能耗监测和控制，是导致建筑能耗居高不下的重要原因。如何摆脱建筑电气粗放型用电，实施精细化用电、节电是研究者需要解决的问题。随着2009年国家提出“感知中国”的概念，“物联网”被列为我国新兴战略性产业之一。物联网技术的发展对建筑能耗的监测和控制起到关键作用，物联网技术的使用为提高居民侧用电效率、实现建筑电气节能减排提供了新途径。

2建筑电气节能的研究现状

截至2016年2月，在CNKI中以“篇名”为检索项，以“物联网”为检索词进行初级检索，再在结果中以“节能”为检索词进行二次检索，共检索到相关文献40篇。经过初步分析，这些研究首先主要集中在建筑电气具体方面进行探讨，涵盖了隧道、高校教室、机房、图书馆、自习室、办公楼宇等建筑电气方面的节能；其次这些研究多是从建筑电气整体角度出发对节能效果进行评测、跟踪检查、优化仿真研究；再者这些研究是从物联网智能节能系统、物联网技术的数据处理、物联网智能本身创新、改进、安全方面进行探讨。通过对这些文献的分析发现，许多文献中都强调了新技术、新材料的应用，如使用室内环境温湿度监测与节能系统、智能照明系统等新技术，使用LED节能灯具、真空保温玻璃新材料；不过这些节能新技术之间是相互独立的，也没有考虑到变压器运行损耗，没有形成一个一体化的节能系统和管理平台。本文提出采用ZigBee网络通讯技术，利用“物联网”组建智能电网能源管理系统对建筑能耗进行优化和打点，分类管理进行节能。

3物联网技术条件下的建筑电气节能相关技术

3.1物联网定义及构架目前，在国内较为多见的“物联网”定义为：物联网是指利用各种信息传感设备，如射频识别装置、红外传感器、全球定位系统、激光扫描等种种装置与互联网结合起来而形成了一个巨大网络，其目的就是使所有物品都与网络连接在一起，使得识别和管理更加方便。可以看出，物联网是一个物-物相连的互联网，将成为新一代信息技术的重要组成部分[2]。从通信过程和对象的视角看，物联网的体系构架由全面感知层、可靠传递层和智能处理层三个层面构成[3]。全面感知层利用各种可用的感知手段实现物体动态的即时采集，可靠传递层通过各种信息网络与互联网的融合将感知的信息实时、准确可靠地传递出去，智能处理层利用云计算等智能计算技术对数据和信息进行分析和处理[4]。3.2物联网构架下的建筑电气节能采用ZigBee网络通讯技术，利用“物联网”组建智能电网能源管理系统。通过物联网、云计算搭建的“智慧能源云管控平台”，对一栋建筑以致一个小区的建筑群进行建筑能耗的优化和打点，能更好地实现节能减排，无需对建筑做结构上的节能改造。因为对建筑电气的节能主要是提高建筑中的能源利用效率，即在采暖、空调、热水供应、照明、家用电器、新风系统、监控安防、新能源汽车、光伏发电等方面进行能耗的节约，其中以空调系统、动力系统和照明在建筑使用方面占据了很大的比重。将一栋建筑或者建筑群按照能耗进行分类，利用物联网组建的能源管理系统将其分为不同的控制子系统，如图1所示。通过动态监控和实时的数据统计、分析，更全面的掌握能源消耗情况，从而进行更好的资源利用。与相对成熟的楼宇自动化系统相比，采用ZigBee网络的物联网技术布线成本低、方便施工、组网能力强、系统扩展性好、具备网络自愈能力并且抗干扰能力强、功耗更低等优点，更能全面的获取建筑在能耗过程中的详细数据，让建筑能耗处于最佳运行状态。

4物联网在建筑电气节能中的应用

4.1环境监测子系统节能减排，监测先行。通过环境监测子系统感知建筑内不同区域的照度、温湿度、空气质量进行检测，并将获取的各项环境参数发往服务器上的中央空调控制系统、照明空调控制系统、新风控制系统、家庭能源管理子系统和光伏发电子系统中为其进行室内环境调控提供数据及参考。4.2中央空调控制子系统中央空调控制子系统接收来自环境监测子系统的环境参数，结合中央空调温控系统阈值设置（例：低于10℃或高于26℃空调将自动开启制热或制冷模式），同时在空调上加装空调节能控制器来实现对空调系统的控制。4.3照明控制子系统室内照明光源采用LED节能灯的基础上，照明控制子系统通过在房间或工作区安装位置和光照度采集器，将房间内的光照度信息和人员信息传递至照明墙控制器，由它控制照明灯具的开启/关闭，并根据环境的光照度，通过灯具组合的方式调节照度亮度[5]。4.4新风控制子系统新风系统接收来自环境监测系统的空气质量数据，并将接收数据与系统阈值进行综合对比分析。在正常环境条件下，新风系统处于低能耗状态，主要完成空气流通功能；当空气质量不达标，超过系统设定阈值时则启动应急机制，包括实现大功率新风输送以及开启部分氧气供给功能等。同时，不同于传统的新风交换模式直接采用室外新鲜空气作为气体源，本系统采用双向换气式新风系统，在源空气进入室内前通过高导热效率材料进行热交换，将室内欲度上降低了进入室内的新鲜空气与原室内空气的温度差，从而降低了空调的使用频率，实现了节能减排的目标[6]。4.5远程抄表子系统通过远程抄表系统，可以方便、快捷和可靠地实现对建筑物内各用电设备耗电量进行抄读，并能将相关数据自动保存。可以通过抄读的数据分析配电变压器是处于怎样的运行状态、负载率是多少、是否达到了经济运行，同时还可以分析出无功补偿设备运行情况。通过该系统，管理者可以获取综合的能源需量统计报表和分析报告，根据日、月、年的用电量情况全面了解电能消耗情况，辅助制定并不断优化节能方案、智能调整耗能设备的最佳运行状态，更好的整合、利用资源、节约成本，建立有序的管理模式。4.6家庭能源管理子系统该系统将家庭用电分为三类：用电负载、分布式电源和储能设备，其中将用电负载分为可调度负载（包括：洗衣机、干衣机、热水器、洗碗机、电动汽车）和不可调度负载（包括：计算机、打印机、冰箱、家庭娱乐系统、照明系统、安保系统等）[7]。利用传感器采集到的室内环境、人员活动和设备工作状态信息，通过对这些信息的分析来对用电设备进行调度和控制，在满足用户舒适度的前提下减少电能消耗，提高用电效率；同时，将可调度负载尽量安排在负荷低谷期工作，起到调节电力系统峰谷差的目的，进而减少电力系统备用装机容量。4.7光伏发电子系统随着光能发电技术的日益成熟，居民侧的分布式光伏发电将会在日照度高的地区得到较大程度的发展，尤其是在采用储能装置改善了电能质量，维持了整个电力系统稳定的条件下。光伏发电子系统接收来自综合分析子系统的部分参数（如：系统用电的峰谷期），将自身发出的电能在用电量高峰时期满足自身需求，并在高峰期时将多余的电能卖给电网，而在低谷期时将电能暂时进行储存，这样不但起到了削峰填谷的作用更能减少系统中的备用装机容量，进而起到了节能的目的。

篇（9）

(二)物联网的体系结构1.感知层。主要实现对物体的全面感知，识别或者定位物体，采集物体信息等。感知层主要包括二维码标签、RFID标签、RFID读写器、摄像头、各种物联网终端、GPS定位设备、各种类型传感器或无线传感器网络等。2.传输层。负责感知信息的传输或控制感知信息的传输，物联网通过网络，将感知信息传输到更远的地方。传输层包括各种有线和无线组网技术如互联网、移动通信网、蓝牙、红外、WIFI、ZigBee无线传感器网络等。3.管理服务层。管理服务层位于感知和传输层之上，应用层之下，主要对感知层通过传输层传输的信息进行汇聚、存储、分解、合并、数据分析、数据挖掘等智能处理，并为应用层提供物理世界所对应的动态呈现等。其中主要包括数据库技术、云计算技术、智能信息处理技术、智能软件技术、语义网技术等。4.应用层。应用层实现物联网的各种具体的行业应用并提供各种服务，目前各个行业都需要物联网技术。应用层根据某一种具体的行业应用，借助感知层、传输层和服务管理层共同完成应用层所需要的具体服务。

二、基于物联网技术的产业集聚区服务平台

(一)目的意义产业集聚区是产业集群发展的有效途径，是推动经济发展的重要支撑点，因此加快产业集聚区的发展，是实施“以产业化带动经济发展”战略的迫切要求。加快产业集聚区信息化建设，以信息化带动产业化是加快产业集聚区发展的重要内容，产业集聚区信息化建设是实现经济快速发展的重要手段。

(二)目标分析产业集聚区聚集着众多生产企业，多数生产企业无法承担信息化建设所需的大量人力物力财力的投入，企业信息化水平普遍较低，制约了生产企业的发展同时也给产业集聚区的管理带来的很大的负担，建立基于物联网技术的产业集聚区服务平台可以降低企业信息化成本以及信息化过程中的风险，提高资源的利用率及企业的核心竞争力，增强产业集聚区的招商吸引力，促进产业集聚区的经济发展。济源市玉川产业集聚区规划总控制面积26km2，定位于打造“新兴的新能源和有色金属深加工基地、化工深加工基地、循环经济示范区、生态园林产业园”，主导产业定位是有色金属深加工、化工深加工、太阳能光伏等产业。力争2015年实现打造中原地区最大的有色金属深加工基地、区域新兴的新能源及能源基地、中原重要的化工基地，成为循环经济示范区、生态园林产业园，成为济源重要的经济增长极”的目标。玉川产业集聚区为了提高资源的利用率及企业的核心竞争力，增强产业集聚区的招商吸引力，促进产业集聚区的经济发展，计划建立一个产业集聚区服务平台，建设目标如下:通过服务平台的建设，帮助产业集聚区在信息化方面建立统一的组织管理协调架构、信息服务平台、业务管理平台和SaaS服务平台。通过物联网技术把不同应用系统平台整合进服务平台，以服务平台为枢纽，使产业集聚区在信息化方面形成一个紧密联系的整体。服务平台建设可以让产业集聚区以及区内企业获得高效、协同、整体的效益。

(三)平台架构基于物联网技术产业集聚区服务平台采用基于分层体系架构，该服务平台将应用以云服务的方式提供给产业集聚区内的入驻企业，企业按实际需要购买和使用云服务，这样就有效的降低了企业信息化建设的门槛和风险，并具有丰富的可扩展性，企业可以根据需要定制不同的信息化应用服务。产业集聚区服务平台架构，如图1所示。

(四)分层构建目标硬件平台层该层是服务平台的最底层，主要有虚拟化服务器集群、传感器、摄像头、ZigBee、RFID等物联网终端组成，硬件平台层使平台具备能够对产业集聚区各类资源实行全面自动化信息采集全程状态监控及海量数据处理的硬件基础。数据资源层数据资源层由基础数据、感知数据、业务数据和决策数据组成，数据资源层的构建目标是应用物联网与云计算技术中的大数据存储管理和资源调度技术对海量数据资源进行统一、高效、安全的分布式组织存储和管理，形成高性能可伸缩的数据管理调度模型，并向应用服务层提供统一、易用的调用接口。应用服务层应用服务层由信息服务平台、业务管理平台、云服务平台组成。信息服务平台是产业集聚区公共服务平台，主要由信息服务系统、客户管理系统、电子商务系统组成;业务管理平台是对产业集聚区的各项安全、环境、低碳数据进行监测评估的平台，主要由安全监控系统、低碳监测与评价系统、环境监测与评估系统组成;云服务平台是为集聚区入住企业提供定制服务的平台，主要由企业信息管理系统、企业运营管控系统、集聚区增值服务系统组成。应用服务层为集聚区入住企业提供多样化的应用服务，入住企业可以根据企业实际经营管理需要任意定制所需要的应用服务。用户访问层用户访问层构建目标是建设为终端用户服务的产业集聚区综合服务网站，集聚区入住企业、客户、个人等用户通过各种网络终端便可访问相关应用服务而不需要下载安装或维护任何软硬件。

篇（10）

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.05.113

神华国华神木发电有限公司的两台锅炉系北京巴布科克・威尔科克斯有限公司生产的B&WB-410/9.81-M型单汽包、集中下降管、自然循环、∏型布置、采用直流燃烧器四角切圆燃烧的固态排渣煤粉炉，自投产以来主要燃用当地周边小煤矿煤。08年以来，由于煤碳供应紧张，煤价攀升，公司经营压力增大，公司的燃煤采用掺烧一定比例的工程煤，对锅炉的安全稳定运行带来不利影响。

1 劣质煤的特点

劣质煤挥发份含量低，发热量低，灰分含量高，可磨系数小。锅炉燃用劣质煤时，煤粉气流的着火距离延长，火焰温度低，火焰中心易偏斜。四面墙温度偏差大，火焰稳定性差，闪烁严重，易造成局部断火，甚至造成锅炉灭火事故。煤种灰分含量大，火焰燃烧不剧烈，炉膛、受热面、烟道等处飞灰磨损加剧，易造成受热面及承压部件磨损及泄露，造成锅炉排灰、排渣困难。烟气中灰分增大且灰的温度高使烟温升高，造成汽温升高，减温水量增加，过热器过热，使汽温调整困难，机组经济性下降，甚至对锅炉安全运行带来隐患。

2 劣质煤对锅炉设备的影响

2.1 煤质变化对锅炉效率的影响

锅炉效率与煤质及运行条件有关，但主要取决于煤质。判断煤质燃烧情况，不能仅以煤的常规分析，即工业分析和元素分析结果作为依据，煤质是设计电厂锅炉的基础，锅炉只有在燃用接近设计煤种时，才能取得较好效益，大范围改变煤种，其运行特性也将发生较大变化。锅炉燃用低发热量劣质煤时炉膛火焰中心上移，使烟温升高，减温水量增大，排烟温度升高，锅炉效率下降。

2.2 劣质煤对锅炉受热面结焦影响

受热面结焦粘污与煤灰的酸碱比、熔渣粘度、含铁百分比、灰熔融温度、煤的烧结强度和含钠量有关。煤种不同，其上述特征参量也将不同。锅炉燃用劣质煤时，煤粉气流的着火距离延长，炉内火焰气流不均，火焰中心偏斜，是造成锅炉受热面结渣的主要原因.

2.3 煤质变化对锅炉受热面磨损的影响

锅炉受热面的磨损与灰的特性、温度、烟气流速和灰量有关。当以低灰份且灰中坚硬物含量比较少的煤作为锅炉的设计基本标准时，烟气流速可以选得较高，也不需要采用防磨措施，比如将该锅炉改燃用高灰份且灰中坚硬物质含量比较多的煤时，烟气通道中灰量增加，同时对于多灰的煤为了燃烧完全又须增大供风量，使烟速提高，将使受热面磨损加快。从目前电除尘灰量来看，现入炉煤灰量远远超过设计煤种的灰量，约为以前灰量的2倍以上，故对过热器和尾部受热面的磨损问题应作为影响锅炉安全的重大问题进行研究。

2.4 对过热器的影响

锅炉燃用高灰份、低挥发份的劣质煤时造成过热器超温：主要原因为劣质煤着火迟，使火焰延长，多灰煤粉所需燃烬时间较长，劣质煤结焦性强，造成水冷壁吸热减少，炉膛出口偏高，导致炉膛出口烟温及其烟气的均匀性变差，出现过热器超温。

2.5 对制粉系统的影响

燃用劣质煤时，由于入炉煤中杂质很多，尤其是被粉碎的煤矸石、矿石和砂类物，大大降低了煤的可磨性，使单位钢耗大幅度增加。入炉煤煤质差，导致入炉煤量大幅增加，制粉系统磨损问题日益突出。一次风管、喷燃器口磨损漏粉的缺陷较以前明显增加。

2.6 对除灰系统的影响

现入炉煤煤质差、灰份高、灰量大，已远远超过仓泵的承受能力。主要表现在：煤质差灰量大时，一电场的仓泵进料时间特别短，仓泵进料的时间仅有十几秒。由于公司除灰采用手动控制，一不注意，仓泵下料太满，导致仓泵及输灰管道堵塞，造成仓泵加压阀、喷射阀管道磨损。

3 采取的主要措施

通过分析劣质煤对锅炉设备的影响，锅炉专业人员面对现实，在锅炉运行过程中，积极试验和摸索，制定了相应的可操作性强的应对措施，努力调整好锅炉的燃烧工况，保证锅炉的安全稳定运行。

（1）对于易结焦的煤，采用较小的假想切圆直径，切圆直径越大气流越易贴边，下层、中层二次风应关小些，使下部气流贴边少，上部扰动增强。四角一次风速要配比均匀，保证炉膛燃烧稳定，均衡各层给风机转速，以降低局部热负荷，使炉内温度趋于均匀。

（2）加强对锅炉运行人员的技术培训，使锅炉运行人员充分掌握各煤质指标变化是如何对锅炉燃烧产生影响的，以便针对不同煤质进行相应的燃烧调整。并要求运行人员随时掌握燃煤情况，注意煤质变化。加强对炉膛负压、氧量、火焰监视器的监视和其它仪表的运行分析，发现异常情况应及时正确处理。

（3）选择合理的配煤方式，根据不同矿井煤质情况进行掺烧，尽量减少入炉煤中所含杂质，减缓劣质煤对锅炉结渣的影响。目前，神木公司在运煤燃煤渠道上采用先化验、后选矿，适当掺配的原则，效果比较明显。只有使入炉煤的煤质较均匀，才能保证设备调整运行的延续性。

（4）对于制粉系统，我们采取四磨三运，定期检查、清扫、修理的原则。对磨损部位及时进行焊接或挖补处理，确保设备长期处于完好状态，防止磨损泄漏导致煤粉自燃。

（5）对于除灰系统的影响，主要对仓泵料位计进行了改装，降低仓泵料位，从而避免因仓泵料位过高造成仓泵满料和输灰管道堵塞磨损等问题，对仓泵加压阀、喷射阀管道加装新型逆止阀，管道弯头改为大半径弯管，从而减少对加压阀、喷射阀管道的吹损和磨损。

4 小结

通过几年的摸索与调整，锅炉专业在燃烧劣质煤方面总结出一套行之有效地方法，在保证设备安全稳定运行的前提下，设备各项参数也达到设计要求，为公司效益最大化、安全持久化作出了应有的贡献。

参考文献：

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中图分类号：E233 文献标识码：A

新世纪新阶段，随着安全威胁因素的增多和军队使命任务的不断拓展，军事实践的范围和内容发生了很大变化。军事应急物流，作为市场物资直通“战场”和国民经济向军事实力转化的桥梁纽带，已成为我军完成多样化军事任务后勤保障的一项重要内容。面对重大自然灾害、恐怖威胁、严重疫情以及突发军事行动等事件增多的新形势，加强军事应急物流快速化、灵敏化、智能化的保障能力建设具有重要的理论和现实意义，而随着信息技术的日新月异的发展，物联网技术作为一种新兴的信息化技术，已经在仓储配送、安全保卫、远程智能控制、系统管理等领域得到广泛的应用。如何根据军事应急物流的管理现状，研究物联网技术在军事应急物流中的应用，为军事应急物流提供信息技术保障系统，将决定军事应急物流保障能力建设的成败。

1 我军军事应急物流管理现状

所谓军事应急物流是指军队为应对重大疫情、严重自然灾害、军事冲突等突发事件而对物资、人员、信息、资金的需求进行紧急保障的一种特殊军事物流活动。我军军事应急物流管理现在还存在诸多问题，总体概括有以下三个方面的问题：

（1）军事应急物流信息采集难度大。在紧急情况突发时，由于事发突然，军事应急物流单元往往很难在短时间内对物流需求信息做到准确的采集，加之在应急保障行动中，任务性质多元，行动方向不一，大部分事件破坏力大，波及范围广，可能会摧毁当地所有地面通信网络设施以及道路、桥梁系统，如2008年汶川大地震，由于通信设施被毁、断电等原因，汶川地区曾长时间与外界联系中断，包括物资需求在内的一切信息均无法传递。在这种情况下，如何将当地破坏程度和需求信息精确、及时地采集并传输给军事应急物流单元，是救援部门首先必须解决的问题。

（2）军事应急物流统一指挥难度大。首先，我军目前对军事应急物流研究力度不够，军事应急物流保障力量和能力不够强，仍处于一种“经验主义”的状态。其次，不少军事应急物流单元虽然形成了相应的应急物流保障模式，但都是从局部情况出发，缺乏统一指挥，各部门协调配合度不够。第三，尽管有些军事应急物流单元制定了相应的应急预案，但这些预案大多比较抽象，实际操作性不强。正因为上述原因，军事应急物流单元面对突发事件时，往往无法准确地获取救援地域的物资需求和地理、路况、天气等情况的信息，造成应急军事物流的联系渠道不畅、多头指挥、责任不明，严重制约军事应急物流的效率和效果。

（3）军事应急物流决策控制难度大。目前我军军事应急物流管理信息系统不够完善，军事应急物流过程中产生的信息种类繁多、数量巨大，在没有建立应急物流信息和共享平台的情况下，无法准确掌握突况下的详细资料以及物资的需求和分布情况，对运力的数量和状况不清，分析判断不准确，也就无法制定正确的应急物流决策。因此军事应急物流迫切要求建立一个应急物流信息综合处理平台，而当前多数信息传递基本还是靠电话和传真进行信息沟通，所处理的信息量有限，信息融合效率较低，在复杂情况下，物流信息纷至沓来，难以对其进行整合筛选形成决策。

由于我军军事应急物流存在信息获取难、统一指挥难以及决策控制难的问题，相关部门无法快速的得到突发事件的信息，对军事应急物流无法做出有效、准确的判断，从而做出正确方向的决策指挥和控制。近年来迅速发展的物联网技术是实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络系统，其在军事应急物流中的应用将会大大提高信息获取和处理的能力，以便指挥领导进行统筹安排。

2 物联网技术在军事应急物流中的应用

物联网技术是指通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、卫星定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。结合军事应急物流的应用现状，物联网技术在军事应急物流中的应用主要有以下三个方面：

（1）军事应急物流应急车辆智能卡应用。车辆智能卡在应急物资运输和配送的运用中，不仅可以实时地监控车辆运输、在途物资情况和人员状况等信息，而且能促进整个军事应急物流系统发挥最大的整体效益，统筹安排最佳运输路径、根据货物性质最优化装载量和及时准确的运送，提高军事应急物流的效率，从而达到军事运输应急的目的。应急车辆智能卡在军事应急物资调动中，主要实现了以下主要功能：

一是军事应急车辆导航：导航是应急车辆智能卡的主要功能，应急车辆智能卡内嵌北斗卫星导航模块，可以实时接入北斗定位系统。由于自然灾害和军事斗争准备发生的不确定性，军事应急车辆驾驶员对去往灾区或战场的路段不熟悉，为了在最短的时间内实现军事应急物资安全、及时地到达命令指定地点，北斗卫星导航系统起到了举足轻重的作用。二是军事应急车辆监控和调度：在军事应急物流过程中，结合军事应急物流特点，智能卡接受和发送车辆定位数据、调度命令和紧急的预警。针对不同军事应急物流的情况，需要制定不同的北斗卫星监控系统。三是军事应急物资配送跟踪和查询：结合北斗卫星导航定位功能和现代通信技术，对于应急物资的流动和去向实行跟踪，以及时提供应急物资数据给军事应急指挥中心，确保应急物资不会短缺。四是军事应急运输线路定制：结合智能卡内嵌的GIS系统，对应急车辆行驶数据进行分析、处理，根据应急物资的去向，突发事件的限制，设计最佳行驶路线，从而做到提高军事应急物流效率，节约军事应急物流成本。

（2）军事应急物流物联网平台应用。构建军事应急物流物联网平台就是要建立一个多信息采集、多通道传输、灵活感知的物联网信息处理平台。并通集合编码技术、网格技术、射频技术、传感网技术、卫星通信与定位技术、军用CDMA网络技术和机动无线组网技术等，对军事应急物资信息实现自动、快速、并行、实时、非接触式处理。

军事应急物流物联网平台主要包括三个层次：一是感知层，传感网络，即以二维码、RFID、传感器为主，利用智能卡与应急运输车辆的绑定，实现应急物资的在途识别和卫星定位。二是传输网络层，即通过现有的无线网络、宽带网络、拨号网络等，实现军事应急物资数据的采集、传输与计算。三是应用层，即输入输出控制终端，能够对军事应急物资进行远程管理控制。图1所示。

（3）军事应急物流物资资产可视化应用。军事应急物流物资资产可视化就是及时准确地向指挥部或前线提供人员、装备和补给品的位置、状态类别及运输等信息，通过军事应急物流物联网系统，无论是前线作战或者救灾人员、后勤保障人员或者指挥人员都可以实时动态的掌握应急物资和装备的位置、数量和状态等信息要素。通过对重要军事应急物资装配射频卡，或者单件物资集装组配后按照标准加载射频卡，经过RFID技术快速识别，将信息通过北斗卫星无线网络或者动态无线组网实时同步至军事应急物流物联网系统的数据中心，经过统计分析和图表化处理，在指挥部的指挥控制领导桌面实时显示应急物资信息，同时实现前线作战人员客户端显示其所需应急物资的位置、状态、数量等信息。军事应急物流物联网系统对于在非军事行动中及时支持救援与战争时期随时保障前线作战，缩短运输应急时间，提高军事应急物流效率，降低军事应急物流成本具有重大意义。

3 总 结

本文将物联网技术应用于军事应急物流管理，较好地解决了在途物资和车辆运行状态的智能化管理、军事应急物资储备管理等问题，为军事应急物流实现信息化打下了坚实的基础，将进一步推动军事应急物流向着自动化、智能化、多维化的方向发展。