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物联网课程总结报告

2022-09-09 11:35:10

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第一篇:《物联网导论》课程报告

物联网导论报告

《物联网导论》课程报告

(浅析物联网在智能农业中的应用)

学年学期 专

业 学

授课班号 学生姓名 指导教师

物联网导论报告

摘要

物联网的定义是:通过射频识别、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。

从技术上理解,物联网是指物体通过智能感应装置,经过传输网络,到达指定的信息处理中心,最终实现物与物、人与物之间的自动化信息交互与处理的智能网络。

从应用上理解,物联网是指把世界上所有的物体都连接到一个网络中,形成“物联网”,然后“物联网”又与先有的互联网结合,实现人类社会与物理系统的整合,达到更加精细和生动的方式管理生产和生活。

智能电网物联网的概念一经提出,立即受到各国政府企业和学术界的重视在需求和研发的相互推动下 迅速热遍全球 这里在综述智能电网物联网发展现状和关键技术的同时 提出了我国物联网技术在智能电网中的应用前景并在应用前景下提出智能电网中物联网的技术框架。

【关键词】:物联网、智能农业、传感器、物联网前景与发展

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目录

第一章什么是物联网.......................................................................................................7 1.1物联网的概念...........................................................................................................5 1.2物联网的产生背景....................................................................................................5 1.3物联网的特征...........................................................................................................6 第二章物联网的作用.......................................................................................................6 2.1智能家居...................................................................................................................7 2.2智能电网...................................................................................................................7 2.3智能医疗...................................................................................................................8 2.4智能城市...................................................................................................................8 2.5智能环保...................................................................................................................9 2.6智能交通...................................................................................................................9 2.7智能校园.................................................................................................................10 第三章物联网的技术框架.............................................................................................10 3.1物联网的网络分层...................................................................................................11 3.2物联网的核心技术...................................................................................................11

3.2.2 核心技术之感知层..........................................................................................11

3.2.2核心技术之信息汇聚层...................................................................................12

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3.2.3核心技术之传输层..........................................................................................13 第四章物联网在智能农业中应用情况分析....................................................................13 4.1什么是智能农业......................................................................................................14 4.2智能农业主要内容...................................................................................................14 4.3物联网在智能农业中应用有哪些?.........................................................................15 4.3.1智能化培育控制................................................................................................15 4.3.2物联网在现代养殖业中的应用..........................................................................16 4.3.3物联网在农产品质量安全监测中的应用...........................................................16 4.3.4信息监测...........................................................................................................17 4.4智能农业系统构成...................................................................................................18 第五章物联网的发展前景.............................................................................................18 5.1机遇与挑战——物联网应用前景和发展展望..........................................................19 5.2我国物联网发展现状...............................................................................................19 5.3我国物联网的发展趋势...........................................................................................20 附录..............................................................................................................................20

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第一章什么是物联网

1.1物联网的概念

物联网的概念最早是由美国麻省理工学院Auto-ID实验室于 1999年,在美国召开的移动计算机和网络国际会议上提出的。2005年在突尼斯举行的信息社会世界峰会上,国际电信联盟(ITU)正式提出了物联网的概念。物联网的英文名称是 The Internet of Things,意为“物物相联的互联网” ,简称:IOT。从名称上看,物联网包含两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,它是一种在互联网基础上扩展的网络;第二,物联网的用户端延伸到了物品,在物品之间进行信息交换和通信。

物联网是通过射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议将物品与互联网相联接,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。“物联世界,感知天下”是物联网的核心思想。

在国际电信联盟 2009年世界电信展的开幕式上,有专家在发言中提到,最新的物联网概念应该具备 3个特征:一是全面感知,即利用RFID、传感器、二维码等手段随时随地获取物品信息;二是可靠传递,通过各种电信网络与互联网的融合,将物品的信息实时准确地传递出去;三是智能处理,利用云计算、模糊识别等智能计算技术,对海量的数据进行分析处理,对物品实施智能化控制。因

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此我们可以说,物联网是把传感网络和 RFID等感知技术,通信网与互联网技术,智能运算技术等融为一体,以实现全面感知、可靠传送、智能处理为特性的联接物理世界的网络。

1.2物联网的产生背景

1990年物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机——Networked Coke Machine。

1999年在美国召开的移动计算和网络国际会议首先提出物联网(Internet of Things)这个概念。

2003年美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。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)发布《ITU互联网报告2005:物联网》,引用了“物联网”的概念。物联网的定义和范围已经发生了变化,覆盖范围有了较大的拓展,不再只是指基于RFID技术的物联网。2008年后为了促进科技发展,寻找经济新的增长点,各国政府开始重视下一代的技术规划,将目光放在了物联网上。

2009年奥巴马就任美国总统后,与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”,作为仅有的两名代表之一,IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念,建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。当年,美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点。

2009年2009IBM论坛上,IBM大中华区首席执行官钱大群.公布了名为“智慧的地球”的最新策略。

今天“智慧地球”战略被不少美国人认为与当年的“信息高速公路”有许多相似之处,同样被他们认为是振兴经济、确立竞争优势的关键战略。该战略能否掀起如当年互联网革命一样的科技和经济浪潮,不仅为美国关注,更为世界所关注。

1.3物联网的特征

物联网的核心是物与物以及人与物之间的信息通信。故而物联网的基本特征可概括以下三点:

(1)可感知。通过射频识别(RFID)、二维码、传感器等感知、捕获、测量技术对物体进行实时信息收集和获取。

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(2)可互联。先将物体接入信息网络,再借助各种通信网络(如因特网等),可靠地进行信息实时通信和共享。

(3)智能化。通过各种智能计算技术,对获取的海量数据信息进行分析和处理,从而实现智能化决策和控制。

第二章物联网的作用

总述物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中,具体地说,就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合,在这个整合的网络当中,存在能力超级强大的中心计算机群,能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制,在此基础上,人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活,达到“智慧”状态,提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然间的关系。

2.1智能家居

智能家居产品融合自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体,将各种家庭设备(如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、网络家电等)通过智能家庭网络联网实现自动化,通过中国电信的宽带、固话和3G无线网络,可以实现对家庭设备的远程操控。与普通家居相比,智能家居不仅提供舒适宜人且高品位的家庭生活空间,实现更智能的家庭安防系统;还将家居环境由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具,提供全方位的信息交互功能。

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2.2智能电网

自200l 年以来,中国每年的能源消耗量一直以12%的平均速度增长,也就是说能源消耗量增长速率高于GDP 增长速度。由于电网系统效率低下,发电和输电过程中浪费非常严重。现在,我们可以利用高科技对事物有更透彻的感知和度量,不管是安装在室内的计量器还是发电厂里的涡轮。所有这些感知和度量支持我们更好的收集信息和数据,透过先进的分析工具产生智能洞察,再以此实时地做出更好的决策。仪表管理技术的进步使个人和企业可以选择使用能源的方式和时间,这就为使用风能和太阳能等利于环保的能源奠定了基础。对于电力提供商而一言,智慧的电力意味着更高的电力的可靠性和电力质量,更短的停电恢复时问,进而实现更高生产率和对电力潜在障碍的防护,从而更精确地预测需替换的资产设备及支出。⑴、减少停电现象:通过在智慧的电力中安装先进分析和优化引擎,电力提供商可以突破“传统”网络的瓶颈,而直接转向能够主动管理电力故障的“智能”电网。对电力故障的营理计划不仅考虑到了电网中复杂的拓扑结构和资源限制,还能够识别同类型发电设备,这样,电力提供商就可以有效地安排停电检测维修任务的优先顺序。如此一来,停电时间和频率可减少约30%,停电导致的收入损失也将减少,而电网的可靠性和客户的满意度也将得到提高。⑵、智能电表:在智慧的电力设施的支持下,智能电表可以重新定义电力提供商和客户的关系。通过安装内容丰富且读取方便的设备,用户可了解在任何时刻的电力费用,并目.用户还可以随时获取一天中任意时刻的用电价格(查看前后的记录),这样电力提供商就为用户提供了很大的灵活性,用户可以根据了解到的信息改变其用电模式。智能电表不仅可以测量用电量,它还是电网上的传感器,可以协助检测波动和停电。它还能储存和关联信息,支持电力提供商完成远程开启或关闭服务,也能远程支持使用后支付或提前支付等付费方式的转换。总而言之,智能电表可大幅度减小系统的峰值负荷,转换电力操作模式,也能重新定义客户体验。

2.3智能医疗

智能医疗系统借助简易实用的家庭医疗传感设备,对家中病人或老人的生理指标进行自测,并将生成的生理指标数据通过中国电信的固定网络或3G无线网络传送到护理人或有关医疗单位。根据客户需求,中国电信还提供相

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关增值业务,如紧急呼叫救助服务、专家咨询服务、终生健康档案管理服务等。智能医疗系统真正解决了现代社会子女们因工作忙碌无暇照顾家中老人的无奈,可以随时表达孝子情怀。

2.4智能城市

智能城市产品包括对城市的数字化管理和城市安全的统一监控。前者利用“数字城市”理论,基于3S(地理信息系统GIS、全球定位系统GPS、遥感系统RS)等关键技术,深入开发和应用空间信息资源,建设服务于城市规划、城市建设和管理,服务于政府、企业、公众,服务于人口、资源环境、经济社会的可持续发展的信息基础设施和信息系统。后者基于宽带互联网的实时远程监控、传输、存储、管理的业务,利用中国电信无处不达的宽带和3G网络,将分散、独立的图像采集点进行联网,实现对城市安全的统一监控、统一存储和统一管理、为城市管理和建设者提供一种全新、直观、视听觉范围延伸的管理工具。

2.5智能环保

智能环保产品通过对实施地表水水质的自动监测,可以实现水质的实时连续监测和远程监控,及时掌握主要流域重点断面水体的水质状况,预警预报重大或流域性水质污染事故,解决跨行政区域的水污染事故纠纷,监督总量控制制度落实情况。太湖环境监控项目,通过安装在环太湖地区的各个监控的环保和监控传感器,将太湖的水文、水质等环境状态提供给环保部门,实时监控太湖流域水质等情况,并通过互联网将监测点的数据报送至相关管理部门。

2.6智能交通

智能交通系统包括公交行业无线视频监控平台、智能公交站台、电子票务、车管专家和公交手机一卡通五种业务。公交行业无线视频监控平台利用车载设备的无线视频监控和GPS定位功能,对公交运行状态进行实时监控。

智能公交站台通过媒体发布中心与电子站牌的数据交互,实现公交调度信息数据的发布和多媒体数据的发布功能,还可以利用电子站牌实现广告发布等功能。

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电子门票是二维码应用于手机凭证业务的典型应用,从技术实现的角度,手机凭证业务就是手机凭证,是以手机为平台、以手机身后的移动网络为媒介,通过特定的技术实现完成凭证功能。

车管专家利用全球卫星定位技术(GPS)、无线通信技术(CDMA)、地理信息系统技术(GIS)、中国电信3G等高新技术,将车辆的位置与速度,车内外的图像、视频等各类媒体信息及其他车辆参数等进行实时管理,有效满足用户对车辆管理的各类需求。

公交手机一卡通将手机终端作为城市公交一卡通的介质,除完成公交刷卡功能外,还可以实现小额支付、空中充值等功能。

测速E通通过将车辆测速系统、高清电子警察系统的车辆信息实时接入车辆管控平台,同时结合交警业务需求,基于GIS地理信息系统通过3G无线通信模块实现报警信息的智能、无线发布,从而快速处置违法、违规车辆。

2.7智能校园

中国电信的校园手机一卡通和金色校园业务,促进了校园的信息化和智能化。校园手机一卡通主要实现功能包括:电子钱包、身份识别和银行圈存。电子钱包即通过手机刷卡实现主要校内消费;身份识别包括门禁、考勤、图书借阅、会议签到等,银行圈存即实现银行卡到手机的转账充值、余额查询。目前校园手机一卡通的建设,除了满足普通一卡通功能外,还实现了借助手机终端实现空中圈存、短信互动等应用。

中国电信实施的“金色校园”方案,帮助中小学行业用户实现学生管理电子化,老师排课办公无纸化和学校管理的系统化,使学生、家长、学校三方可以时刻保持沟通,方便家长及时了解学生学习和生活情况,通过一张薄薄的“学籍卡”,真正达到了对未成年人日常行为的精细管理,最终达到学生开心,家长放心,学校省心的效果。

第三章物联网的技术框架

3.1物联网的网络分层

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物联网可分为三层:感知层、信息汇聚层和应用层,感知层相当于人体的皮肤和五官、网络层相当于人体的神经中枢和大脑、应用层相当于人的社会分工。

感知层是物联网的皮肤和五官——识别物体,采集信息。感知层包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、终端、传感器网络等,主要是识别物体,采集信息,与人体结构中皮肤和五官的作用相似。感知层是物联网发展和应用的基础,RFID技术、传感和控制技术、短距离无线通讯技术是感知层涉及的主要技术。其中又包括芯片研发,通讯协议研究,RFID材料,智能节点供电等细分技术。

信息汇聚层是物联网的神经中枢和大脑——信息传递和处理。网络层包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心、信息中心和智能处理中心等。网络层将感知层获取的信息进行传递和处理,类似于人体结构中的神经中枢和大脑。网络层中的感知数据管理与处理技术是实现以数据为中心的物联网的核心技术。感知数据管理与处理技术包括传感网数据的存储、查询、分析、挖掘、理解以及基于感知数据决策和行为的理论和技术。云计算平台作为海量感知数据的存储、分析平台,将是物联网网络层的重要组成部分,也是应用层众多应用的基础。

应用层是物联网的“社会分工”——与行业需求结合,实现广泛智能化。应用层是物联网与行业专业技术的深度融合,与行业需求结合,实现行业智能化,这类似于人的社会分工,最终构成人类社会。

3.2物联网的核心技术

从物联网的定义及各类技术所起的作用来看,物联网的关键核心技术应该是无线传感器网络(WSN)技术,主要原因是:WSN技术贯穿物联网的全部三个层次,是其它层面技术的整合应用,对物联网的发展有提纲挈领的作用。WSN技术的发展,能为其它层面的技术提供更明确的方向。

3.3.1核心技术之感知层:

传感器技术、射频识别技术、二维码技术、微机电系统和GPS技术

1.传感器技术

传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大技术。从仿生学观点,如果把计算机看成处理和识别信息的“大脑”,把通信系统看成传递信息的“神经系统”的话,那么传感器就是“感觉器官”。微型无线传感技术

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以及以此组件的传感网是物联网感知层的重要技术手段。

2.射频识别(RFID)技术

射频识别(Radio Frequency Identification,简称RFID)是通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据的无线通讯技术。在国内,RFID已经在身份证、电子收费系统和物流管理等领域有了广泛应用。

RFID技术市场应用成熟,标签成本低廉,但RFID一般不具备数据采集功能,多用来进行物品的甄别和属性的存储,且在金属和液体环境下应用受限,RFID技术属于物联网的信息采集层技术。

3.微机电系统(MEMS)

微机电系统是指利用大规模集成电路制造工艺,经过微米级加工,得到的集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。MEMS技术属于物联网的信息采集层技术。

4.GPS技术

GPS技术又称为全球定位系统,是具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS作为移动感知技术,是物联网延伸到移动物体采集移动物体信息的重要技术,更是物流智能化、智能交通的重要技术。3.3.2核心技术之信息汇聚层:

传感网自组网技术、局域网技术及广域网技术

1.无线传感器网络(WSN)技术

无线传感器网络(Wireless Sensor Network,简称WSN)的基本功能是将一系列空间分散的传感器单元通过自组织的无线网络进行连接,从 而将各自采集的数据通过无线网络进行传输汇总,以实现对空间分散范围内的物理或环境状况的协作监控,并根据这些信息进行相应的分析和处理。

WSN技术贯穿物联网的三个层面,是结合了计算、通信、传感器三项技术的一门新兴技术,具有较大范围、低成本、高密度、灵活布设、实时采集、全天候工作的优势,且对物联网其他产业具有显著带动作用。

2.Wi-Fi Wi-Fi(Wireless Fidelity,无线保真技术)是一种基于接入点(AccessPoint)的无线网络结构,目前已有一定规模的布设,在部分应用中与传感器相结合。

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Wi-Fi技术属于物联网的信息汇总层技术。

3.GPRS GPRS(General Packet Radio Service,通用分组无线服务)是一种基于GSM移动通信网络的数据服务技术。GPRS技术可以充分利用现有GSM网络,目前在很多领域有广泛应用,在物联网领域也有部分应用。GPRS技术属于物联网的信息汇总层技术

3.3.3核心技术之传输层:

通信网、互联网、3G网络、GPRS网络、广电网络、NGB

1.通信网

通信网是一种使用交换设备、传输设备,将地理上分散用户终端设备互连起来实现通信和信息交换的系统。通信最基本的形式是在点与点之间建立通信系 统,但这不能称为通信网,只有将许多的通信系统(传输系统)通过交换系统按一定拓扑结构组合在一起才能称之为通信。也就是说,有了交换系统才能使某一地区 内任意两个终端用户相互接续,才能组成通信网。

2.3G网络

3G是英文the3rdGeneration的缩写,指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、CDMA等数字手机,第三代手机(3G)是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。

3.GPRS网络

这是一种基于GSM系统的无线分组交换技术,提供端到端的、广域的无线IP连接。通俗的讲,GPRS是一项高速数据处理的科技,方法是以“分组”的形式传送 资料到用户手上。虽然GPRS是作为现有GSM网络向第三代移动通信演变的过渡技术,但是它在许多方面都具有显著的优势。

4.广电网络

广电网通常是各地有线电视网络公司(台)负责运营的,通过HFC(光纤+同轴电缆混合网)网向用户提供宽带服务及电视服务网络,宽带可通过CableModem连接到计算机,理论到户最高速率38M,实际速度要视网络情况而定

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5.NGB广域网络

中国下一代广播电视网(NGB)是以有线电视数字化和移动多媒体广播(CMMB)的成果为基础,以自主创新的“高性能带宽信息网”核心技术为支撑,构建适合我国国情的、三网融合的、有线无线相结合的、全程全网的下一代广播电视网络。

第四章物联网在智能农业中应用情况分析

4.1什么是智能农业?

农业物联网一般应用是将大量的传感器节点构成监控网络通过各种传感器采集信息以帮助农民及时发现问题并且准确地确定发生问题的位置,这样农业将逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备。

在大棚控制系统中,运用物联网系统的温度传感器、湿度传感器、PH值传感器、光传感器、CO2传感器等设备,检测环境中的温度、相对湿度、PH值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等物理量参数,通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中,保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境。远程控制的实现使技术人员在办公室就能对多个大棚的环境进行监测控制。采用无线网络来测量获得作物生长的最佳条件,可以为温室精准调控提供科学依据,达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。

4.2智能农业主要内容?

1、以开发利用智能专家系统为先导,对气候、土壤、水质等环境数据的分析研判,系统规划园区分布、合理选配农产品种,科学指导生态轮作。

2、基于物联网技术,通过各种无线传感器实时采集农业生产现场的光照、温度、湿度等参数及农产品的生长状况等信息,远程监控生产环境。将采集的参数和信息进行数字化转化后,实时传输网络平台进行汇总整合,利用农业专家智能系统按照农产品生长的各项指标要求,进行定时、定量、定位云计算处理,及

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时精确地遥控指定农业设备自动开启或者关闭(如远程控制节水浇灌、节能增氧、卷帘开关等)。

3、通过在生产(加工)环节给农产品本身或货运包装中加装RFID电子标签,并在运输、仓储、销售等环节不断添加、更新信息,从而搭建有机农产品安全溯源系统。有机农产品安全溯源系统加强了农业生产、加工、运输到销售等全流程数据共享与透明管理,实现农产品全流程可追溯,提高了农业生产的管理效率,促进了农产品的品牌建设,提升了农产品的附加值。

4.3物联网在农业中应用有哪些?

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4.3.1智能化培育控制

智能化培育控制通过在农业园区安装生态信息无线传感器和其他智能控制系统,可对整个园区的生态环境进行检测,从而及时掌握影响园区环境的一些参数,并根据参数变化适时调控如灌溉系统、保温系统等,确保农作物有最好的生长环境,以提高产量、保证质量。

在保温系统中,通过采集、分析和控制土壤湿度、土壤成分、pH值、降水量、温度、空气湿度和气压、光照强度、CO2浓度等来获得作物生长的最佳条件,将生物信息获取方法应用于无线传感器节点,为温室精准调控提供科学依据[6]。在灌溉系统中,通过感应土壤的水分,并在设定条件下与接收器通信,控制灌溉系统的阀门打开、关闭,达到自动节水灌溉的目的。

4.3.2物联网在现代养殖业中的应用

由于现代养殖都大规模化, 畜禽养殖的数量也比较大, 仅仅靠人工标志和识别工作量大、难度高、效率低, 不能满足管理要求。所以需要一种新的技术那就是网联网中的RFID技术。在2003年时一套基于远距离系统的RFID 牛个体识别系统已经进入了实用阶段。该系统采用项圈式的应答器, 挂在牛颈上, 当牛通过系统的自动称重车时, 系统中的阅读器将自动读取牛的唯一编号并通过压力传感器完成称重过程。将这两个一一对应的数据(编号-体重)连同采集时间一起通过无线局域网发送到养殖场的上位服务器, 为数字化养殖平台提供了重要的实时数据系统能准确的识别并从数据库中读取资料提供给工作人员使工作人员能按照特定的任务执行相应的操作, 从而保证了每一次数据的获取都是合理正确的, 减少了人为误操作。这种技术正越来越广泛地应用月现代养殖业中。

物联网在农作物生长中的应用。物联网科技在农作物生长中可以实现监视灌溉情况、土壤空气变更以及大面积的地表监测, 收集温度、湿度、风力、大气、降雨量和有关土地的湿度、氮浓缩量和土壤pH 值等信息, 从而进行科学预测, 帮助农民抗灾、减灾, 科学种植, 提高农业综合效益。能让农民得到好的经济效益。

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4.3.3物联网在农产品质量安全监测中的应用

食品业是典型的流程型制造业, 其特点是生产产品不能逆转, 产品安全管理包括生产、加工、储存、运输和销售等环节, 每一个环节都有可能出现食品安全问题。最近几年消费者特别关注食品安全问题, 也出现很多引起社会关注的奶粉事件。因此, 农产品安全信息化已经成为食品安全监管工作中不可或缺的部分, 如何利用信息技术为食品安全生产服务是现在面临的严峻问题。物联网中的RFID 技术易于操控、简单实用, 在食品安全管理中得到广泛的应用。如果发现农产品质量有问题, 能够利用RFID 技术快速地反应追本溯源, 确定问题所在, 有效地控制产品质量安全带来的问题。

4.3.4信息监测

信息除在精准农业中监测农作物的害虫、土壤的酸碱度和施肥状况等外,还包括从种子遴选到病虫害防治,从幼苗培育到收割入库等方面。监测范围涵盖广义农业的各个方面,包括畜牧业、农副产品加工业及渔业。通过物联网对牲畜家禽、水产养殖、稀有动物的生活习性、环境、生理状况及种群复杂度进行观测研究;对森林环境监测和火灾报警(平时节点被随机密布在森林之中,平常状态下定期报告环境数据,当发生火灾时,节点通过协同合作会在很短的时间内将火源的具体地址、火势大小等信息传送给相关部门)。总的来说,物联网将从增产增收、节约能源等多方面。

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4.4智能农业系统构成

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第五章 物联网的发展前景

5.1机遇与挑战——物联网应用前景和发展展望

物联网的发展代表了整个社会信息化的发展方向。就通信产业来说,长期的发展目标是 实现人与人之间无缝的联系和沟通。这个目标发展到现在,已经基本实现了。2009 年开始,以“物联网”、“智慧地球”为代表的信息化概念在全球范围内出 现,为通信产业未来的发展指明了方向。在全球金融危机后期的大背景下,物联网的本质是行业信息化,各国政府大力推动物联网发展的动力在于寻找新的经济增长点和创造就业。

在这样的大背景下,在全球范围内,运营商成为了物联网的重要推动者。运营商将在物联网的发展中获得巨大的利益,同时带领整个通 信产业,朝一个更深入的方向发展。物联网规模化发展面临三大挑战 从整个物联网的发展情况来看,我们认为物联网仍然处在一个规模成长前夜的阶段。要实现规模化的发展,仍面临着一系列的瓶颈,需要解决一系列的问题。这些问题概括总结起来就是横向欠缺整合,纵向亟待深入。与之相对应的还有第三个问题,就是伴随物联网进一步的发展和规模化,将会对通信网络产生压力,并且产生一系列的新问题,需要对整个基础 网络针对物联网进行优化。

总结来说,物联网的规模化发展,面临的三大挑战是:

第一,需要实现物联网横向的整合,打造社会公共的物联网基础架构。并在标准化、规 范化的基础上,形成真正的物联网产业联盟。

第二,需要促进物联网在各个行业的纵深发展。应抓住新的关键技术、政府示范项目以 及新的商业模式等契机,实现重点行业的突破,并由点带面,促进整个物联网向各个行业的 纵深发展。

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第三,基础网络优化。通信产业界形成共识,就是物联网的规模化发展,将对基础网络产生一系列优化的需求。比如为了满足庞大的物的数量,要对号码优化;为了满足物的低功 耗、低移动的影响,要对无线资源进行优化等。

5.2我国物联网发展现状

我国加强高校物联网工程学院建设。在有实力众多的高校建立物联网工程学院。如:北京邮电大学和南京邮电大学。作为“感知中国”的中心,无锡市2010年9月与北京邮电大学就传感网技术研究和产业发展签署合作协议,标志中国“物联网”进入实际建设阶段。南京邮电大学召开物联网建设专题研讨会,及时调整科研机构和专业设置,新成立了物联网与传感网研究院、物联网学院。2010年10月24日,在中国第四届中国民营科技企业博览会上,西安优势微电子公司宣布:中国的第一颗物联网的中国芯——“唐芯一号”芯片研制成功,中国已经攻克了物联网的核心技术。唐芯一号芯片是一颗2.4G超低功耗射频可编程片上系统PSoC,可以满足各种条件下无线传感网、无线局域网、有源RFID等物联网应用的特殊需要,为我国的物联网产业的发展奠定了基础。

5.3我国物联网的发展趋势

1.我国物联网产业的发展是以应用为先导,存在着从公共管理和服务市场、到企业、行业应用市场、再到个人家庭市场逐步发展成熟的细分市场递进趋势。

2.物联网标准体系是一个渐进发展成熟的过程,将呈现从成熟应用方案提炼形成行业标准,以行业标准带动关键技术标准,逐步演进形成标准体系的趋势。

3.随着行业应用的逐渐成熟,新的通用性强的物联网技术平台将出现。4.针对物联网领域的商业模式创新将是把技术与人的行为模式充分结合的结果。在未来五年内,中国要把握物联网蓄势待发的重大机遇,以提高自主创新能力为核心,发挥制度优势和大国大市场优势,坚持“应用引领、综合集成、系统部署、重点跨越”的方针,着力突破物联网关键技术,全面促进物联网在工业、农业、服务业、基础设施、节能环保、城市管理、人民生活、军事国防等领域的深入应用,培育和引领战略性新兴产业,努力构建自主可控的

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信息技术产业体系,推动我国转变经济发展方式,走上创新驱动、内生增长、绿色发展的轨道,为全面迈入信息社会奠定坚实基础。

附录:

参考文献:

1.刘云浩《物联网导论》 ISBN:978-7-03-029253-7 2.余

宁,中国物联网的发展及前景分析

3.董方敏,王纪华,任东《农业物联网技术及应用》,ISBN: 978-7-10-916926-5 4.刘化君,刘传清,胡修林

《物联网技术》,ISBN: 978-7-12-111789-3

第二篇:物联网课程总结报告

物联网技术发展趋势预测

物联网是新一代信息技术的重要组成部分,物联网的英文名称叫“The Internet of things”,顾名思义,物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思:第一,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和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间,进行信息交换和通信。因此,物联网的定义是: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,把任何物体与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

最早是在1995年,比尔盖茨在《未来之路》一书中提及了物联网的概念。此后在2003年,美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。2004年,物联网因其能实现人与物、物与物之间的即时交流,被美国《商业周刊》评为全球十大热门技术。2005年11月17日,在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上,正式提出了物联网概念。同时也拉开了物联网在当今社会快速发展的序幕。而2008年席卷全球的金融危机后,世界各国正在试图通过发展与“物联网”概念相关的新技术作为应对国际金融危机,振兴经济的重点领域,让其成为推动经济走出危机的重大力量,将本国的经济发展从泥沼中拉回到正轨。当今的经济形势为物联网产业未来的大展宏图奠定了重要基础。

物联网是所有物品通过射频识别等信息传感设备实现任何时间、任何地点及任何物体的连结,达到智能化识别和管理;物联网等同于物理世界与信息网络的无缝连接,等同于传感网、通信网和应用系统的有机组合;物联网整合了传感器技术、通信技术和信息处理等技术,实现了物与物、人与物的互联,从而能有效推动社会生产效能,改善经济结构。

在政务信息化方面,提供了便捷透明的政府服务。政府服务在网络上无处不在,信息化智能化提升政府效率,政府信息更加透明公正;提供高效的市政管理,物联网带来智能化高效的水、电、燃、供热等公共事业管理;提供了智能高效、无处不在的安全、交通保障,提供信息支持的城市规划和决策分析。

产业信息化方面,提升农业现代化水平。农业/渔业/林业/牧业智能应用和信息专家服务改变传统生产模式,提升农业/渔业/林业/牧业发展,促进新农村建设;促进产业集群发展,各类行业物联网应用促进新产业发展,企业应用和信息服务、人才服务帮助新产业落地和集群。

社会信息化方面,提供智能化的便民服务。智能小区,随处随时的生活信息和多种支付方式带来安全便捷生活方式;文教卫生资源共享,远程医疗,远程教育和各类智能应用提升百姓教育和医疗质量;消除城乡数字鸿沟,让广大农民享受信息时代硕果,帮助农民转变思想观念,寻找就业机会,加快从农民到市民转变。

目前电信市场竞争日趋激烈,资费不断下降,运营商利润空间不断减小,以人为基础的通信市场正在趋于饱和,物联网对运营商来说是全新的发展机遇。随着物联网市场的进一步发展和成熟,电信运营商在物联网市场的优势将完全体现,将有越来越多的电信运营商以各种商业模式进入物联网市场,未来几年将在物联网市场占据主导地位。目前,我国已有超过7.2亿移动电话用户,使用互联网的人数也超过了3.38亿,互联网和无线通信网络已成为人们获取信息和人际沟通的不可或缺的基础设施。移动通信网由于具有无线覆盖的广域性、移动性、随时随地性等特点,已经成为推动互联网快速渗透、广泛应用的重要推动力。移动互联网的发展速度已经超越固定互联网,成为具有成熟商业模式,推动产业商业化发展的成功案例。可以说,移动通信网络和互联网为物联网发展提供了的重要基础。

物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。因此,应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。物联网及移动泛在技术的发展,使得技术创新形态发生转变,以用户为中心、以社会实践为舞台、以人为本的创新2.0形态正在显现,实际生活场景下的用户体验也被称为创新2.0模式的精髓。其中,政府是创新基础设施的重要引导和推动者,比如欧盟通过政府搭台、PPP公私合作伙伴关系构建创新基础设施来服务用户,激发市场及社会的活力。用户是创新2.0模式的关键,也是物联网发展的关键,而用户的参与需要强大的创新基础设施来支撑。物联网的发展不仅将推动创新基础设施的构建,也将受益于创新基础设施的全面支撑。作为创新2.0时代的重要产业发展战略,物联网的发展必须实现从‘产学研’向‘政产学研用’,再向‘政用产学研’协同发展转变。

当前,中国大力发展物联网产业的环境已经初步形成。在政府层面,在江苏无锡以外,北京、上海、广东、福建、山东、浙江等信息产业较为发达的区域已经着手制定规划,部分大企业也开始进行市场进入研究。物联网产业发展需要应用牵引与技术创新双轮驱动,即物联网产业的突破不仅仅在技术上,更在应用上。未来可能的几个突破口主要有:一是政府资金投入的方向。2010年仍将保持积极的财政政策,考虑到物联网应用中有相当多政府公共管理与服务的领域,在交通、电力、环保、城市信息化等领域,物联网应用将有较快发展,将引发市场快速启动。二是公众领域的相对成熟的应用方向。智能家居、感知医护等概念已经获得了长期的市场教育,随着产品与技术的进一步成熟,市场需求将得到进一步的激发。选择适当的细分领域切入将催生出新兴业态。三是传统企业的应用方向。物联网应用的一个重要方向是对传统产业的升级改造。部分传统企业将物联网应用集成至自身的产品中,以实现产品升级,提升附加值与市场竞争力,企业自发的发展将产生更多物联网产业相关的延伸产业。

尽管物联网产业的市场前景很好,但由于当前物联网相关高端技术还有待突破,也还没有特别成熟的产品,大量的应用还需时日,物联网建设不仅仅是技术问题,还将涉及规划、管理、协调、合作等方面的问题,这需要国家层面相应配套政策。总之,在相关技术和政策的支撑指导下,相信我国发展物联网产业的前景必将一片光明。

对本课的评价

通过本学期的学习了解了相当多的物联网知识。老师的课程互动让我们更加主动的去了解物联网的相关内容。在制作PPT的过程中也对物联网的未来发展有诸多设想,更加深刻的了解了本门课程。

对老师说的话

对于老师说的西方教堂建在市中心而中国的寺庙建在山林间,所以中国经济无法发展和创新的说法一直耿耿于怀。我认为基督教和中国的道教、佛教是不同的概念,有不同的信仰,比如佛教和道教都是主张清静无为而西方有些时候教皇是比国王还要有权力的。可以说,当西方存在教皇的时候教皇就是老大,所以我认为说他们的教堂是皇宫一样的存在也不为过。以上为个人见解,如有冒犯请老师无视我。

本学期在老师的课上收获了比选择C类课时期待得更多的知识,非常感谢。

第三篇:物联网实习总结

物联网实习总结

物联网实习报告

一、物联网概述

物联网“IOT:Internet Of Things”的概念最早是由美国麻省理工大学于1999年提出的。早期的物联网是依托射频识别技术等的物流网络,是指将各种信息传感设备,如RFID装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。目的是让所有的物品都与网络连接在一起,方便识别和管理。

2016年8月,温家宝“感知中国”的讲话把我国物联网领域的研究和应用开发推向了高潮,无锡市率先建立了“感知中国”研究中心,中国科学院、运营商、多所大学在无锡建立了物联网研究院。

物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中,具体地说,就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合,在这个整合的网络当中,存在能力超级强大的中心计算机群,能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制,在此基础上,人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活,达到“智慧”状态,提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然间的关系。 二:物联网的结构划分与特征

1、感知层:全面感知、利用RFID、传感器和二维码等随机地获取物体的信息,包含物理层PHY和MAC层。

2、网络层: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。

3、应用层: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。

三:物联网的应用场合与典型案例

物联网用途广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。 例如:

1、城市租赁自行车

在北京、上海、南京等地有不少“城市租赁车”网点,凭一张用户ID卡,不到30秒就可以完成刷卡取车的全部过程,而还车也同样简单,这就是运用物联网RFID技术在城市交通领域除交通卡之外的又一个应用创新。

2、与移动互联结合的智能家居

智能家居使得物联网的应用更加生活化,智能家居控制系统具有网络远程控制、摇控器控制、触摸开关控制、自动报警和自动定时等功能,普通电工即可安装,变更扩展和维护非常容易,个性化与智能化的家居环境带给每个家庭不一样的便捷体验。

3、参与式城市建设

息由传感器产生、搜集,然后自动上传至某个区域节点或中心节点。而“参与式感知”则更加注重“人”的参与,数据由用户创建、筛选或者控制,然后上传。也就是说“参与式感知”以人为主,用户出于个人或经济兴趣,有意识的响应感知需求,用户既是数据的提供者又是数据的消费者。

五:物联网的发展前景

物联网将是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”,是继通信网之后的另一个万亿级市场。物联拥有业界最完整的专业物联产品系列,覆盖从传感器、控制器到云计算的各种应用。

物联网一方面可以提高经济效益,大大节约成本;另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。作为信息产业发展的第三次革命,物联网涉及的领域越来越广,其理念也日趋成

熟,可寻址、可通信、可控制、泛在化与开放模式正逐渐成为物联网发展的演进目标。而对于” 智慧城市”的建设而言,物联网将信息交换延伸到物与物的范畴,价值信息极大丰富和无处不在的智能处理将成为城市管理者解决问题的重要手段。

本次课程设计的zigbee技术具有短距离、低复杂度、低功耗、低数据传输率、低成本的特点。并且具有强大的组网功能,可以组成星型网、簇新网、网状网。可以作为协调节点、路由节点、终端节点,实现数据的传输。

①中断方式控制LED外设实验

一、实验目的

1、了解CC2530的中断系统工作原理,掌握CC2530相关中断寄存器参数设置方法。

2、掌握基于直接寄存器操作方式的中断程序控制流程和处理步骤,并实现对外设的中

断控制。

二、实验设备

硬件:计算机;

ZT-EVB开发板套件;

ZT-DEBUGGER仿真器;

USB数据线;

软件:IAR Embedded Workbench for MC-S51开发环境。

三、实验要求

1、基于CC2530中断系统工作原理I/O口寄存器配制方法,编写I/O状态控制的中断处

理程序。

2、通过直接寄存器的中断方式控制外设状态改变,实现ZT-EVB开发板上LED外设的

亮灭变化过程。

四、基础知识

1、实验硬件接口电路;

2、实验所需寄存器配置;

片内寄存器PxSEl用来设置I/O口为8位通用I/O口模式或者外设特殊功能I/O口模式。

若要改变I/o口方向,需要设置寄存器PxDIR,当PxDIR的指定为设置为1时,对于引脚I/O口模式为“输出”,设置为0时,I/O口模式设置为“输出”。

3、该实验所用到的寄存器为

P0IFG,用来监测P0端口中断状态的标志寄存器;

P0 0:1位端口0,通用I/0端口。可从SFR位寻址。

P1 0:7位端口1,通用I/0端口。可从SFR位寻址。

P2 0:4位端口2,通用I/0端口。可从SFR位寻址。

P2 5:7位端口2,未使用。

P0IEN,为端口0中断屏蔽寄存器,设置中断方式;

0:中断禁用;

1:中断使能。

PICTL,为控制端口中断使能和中断触发模式的寄存器;

0:输入的下降沿引起中断;

1:输入的上升沿引起中断。

PxDIR,定义I/O端口为输入/输出

0:输入;1:输出

4、注意中断标志位的设置,以及执行完中断程序后,需要进行清中断标志。

五、实验步骤

1、实验准备,完成ZT-EVB开发板硬件接口及相关配置。

2、设计中断方式流程图,

3、建立工程文件。启动IAR,调试,下载并运行程序。

4、调试过程:刚开始发现灯始终不亮,检查拨码开关,发现接触不良,将拨码开关按住则灯亮。

六、实验结果

1、每次按下ZT-EVB开发板上KEY0键,导致D13当前状态的改变,连续按KEY0键,

实现灯D13亮灭状态的翻转。

2、当前运行效果与预期一致,程序正确

七、实验拓展及思考

建立全局变量k、j,利用移位,实现其他按键对灯的中断控制。

通过本实验了解了zigbee的寄存器功能,掌握程序运行的基本思路及过程,通过单步调试以及数据查看功能,掌握了开发板数据的处理过程,是对单片机知识的拓展,掌握利用中断功能实现具体功能。

本次也可以利用中断功能实现流水灯的开发。利用定时器,产生特点频率的方波,输到蜂鸣器上实现电子钢琴的开发。

② 系统低功耗休眠唤醒中断控制实验

一、实验目的

1、理解低功耗的概念及其在无线传输设备中的重要性;

2、了解CC2530全功能模式、空闲模式、PM1、PM2、PM3这5种模式。

3、掌握通过中断唤醒休眠模式,并通过直接寄存器操作方法实现设备低功耗工作模

式。

二、实验设备

硬件:计算机;

ZT-EVB开发板套件;

ZT-DEBUGGER仿真器;

USB数据线;

软件:IAR Embedded Workbench for MC-S51开发环境。

三、实验要求

1、要求模拟“休眠—唤醒采集数据——休眠”的工作模式序列。通过一个按键和LED的工作状态来演示工作状态和休眠模式的不同现象,采用按键中断方式唤醒休眠模式下的CPU,使之进入工作模式。

2、要求通过LED的亮灭状态和按键功能的暂停与恢复,来直观描述CC2530的CPU在高功耗工作模式和低功耗休眠模式的切换。

四、基础知识

系统电源管理方式

PCON-——供电模式寄存器

7:1位 未使用。总写作0000 000

0位供电模式控制。写1到该位来,强制设备进入Sleep mode设置的供电模式。该位

读出来一直是0.注意:mode=0x00且IDLE=1将停止CPU内核活动

当CPU活动时,所有的使能中断将清除这位,设备重新进入主动模式。

五、实验步骤

1、实验准备,完成ZT-EVB开发板硬件接口及相关配置。

2、设计中断方式流程图,

物联网专业见习心得

1.河南中多科技xxx讲座

煤矿安全一直以来都是一个使得社会各界高度关注的课题,煤矿事故连年不断,因此解决煤矿安全问题是一项紧迫的工程。近几年来物联网的提出,让煤矿安全问题有了显著的改善,其中基于RFID的煤矿检测系统和人员定位系统做出了巨大贡献。

实现煤矿井下作业人员进出的有效识别和监测监控,使管理系统充分体现“人性化、信息化和高度自动化”,实现数字矿山的目标。煤矿井下人员定位管理方面实现的基本功能包括:①任一时间井下或某个地点究竟有多少人,这些人都是谁;②每个人在井下任一时间的活动轨迹;③查询一个或多个人员现在的实际位置,方便调度中心可快速正确的电话联系该人员澳占询有关人员在任一地点的到漓时间和总工作时间等等一系列信息,可以督促和落实重要巡查人员是否按时、到点的进行各项数据的测试和处理,从根本上杜绝因人为因素而造成的相关事故。方案是在井下的各个巷道和人员可能经过的通道中安装若干个阅读器,具体数量和位置根据现场巷道实际情况和要实现的功能要求而定,并且将它们通过通信线路与地面监控中心的计算机进行数据交换。同时在每个下井人员佩带的矿灯或其他装备上安置一个电子标签,当下井人员进入井下以后,只要通过或接近放置在巷道内的任何一个阅读器,阅读器即会感应到信号同时立即上传到监控中心的计算机上,计算机就可判断出具体信息,同时把它显示在监控中心的大屏幕或电脑显示屏上并备份,管理者也可以根据大屏幕上或电脑上的分布示意图点击井下某一位置,计算机即会把这一区域的人员情况统计并显示出来。同时控制中心的计算机会根据一段时间的人员出入信息整理出这一时期的每个下井人员的各种出勤报表。另外一旦井下发生事故,可根据电脑中的人员定位分布信息马上查出事故地点的人员情况,然后可再用探测器在事故处进一步确定人员准确位置,以便帮助营救人员以准确快速的方式营救出被困人员。

不同级别的人员可以进入的巷道权限各不相同。通过安装在巷道出叭口处的阅读器对要通过的人员进行自动识别。根据后台数据库设置的信息对巷道处的旋

转门进行相应的控制,当人员允许进入时,自动打开,当人员不允许进入时,旋转门关闭。同时对来到巷道入口的人员自动记录并保存,便于查询和生成报表。在考勤方面显示每个下井人员确切的下井时间和上井时间。并根据工种,判断不同类别的人员是否足班,从而确定其该次下井是否有效。在月统计报表中对下井时间、下井次数等分类统计,便于考核。打印月考勤报表、任意时间段下井统计等有关报表。车和其他重要设备的具体实时位置,计每一辆矿车每天的运输次数和出入频率,便于管理。设备的设置和应用原理与人员定位基本相同。

2.河南视博电子xxx经理的讲座

这次讲座张明喆经理主要讲了物联网的发展与应用以及ETC在高速公路上的应用。

首先,它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器,每个传感器都是一个信息源,不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性,按一定的频率周期性的采集环境信息,不断更新数据。

其次,它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网,通过各种有线和无线网络与互联网融合,将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输,由于其数量极其庞大,形成了海量信息,在传输过程中,为了保障数据的正确性和及时性,必须适应各种异构网络和协议。

第三,物联网不仅仅提供了传感器的连接,其本身也具有智能处理的能力,能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合,利用云计算、模式识别等各种智能技术,扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据,以适应不同用户的不同需求,发现新的应用领域和应用模式。

射频自动识别不停车收费系统是目前世界上最先进的路桥收费方式。通过安装在车辆挡风玻璃上的电子标签与在收费站ETC车道上的微波天线之间的专用短程通讯,利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理,从而达到车辆通过路桥收费站不需停车就能交纳费用的目的。

ETC特别适于在高速公路或交通繁忙的桥隧环境下采用。实施不停车收费,一方面,可以允许车辆高速通过,不停车收费大大加快了高速公路收费道口的通行能力。另一方面,也使公路收费走向电子化,可降低收费管理的成本,有利于提高车辆的营运效益,同时也大幅降低收费口的噪声水平和废气排放,并可以杜绝少数不法的收费员贪污路费、减少国家损失,与原来的人工收费和人工电脑收费方式相比,实行不停车收费后具有明显优势,不仅极大地改善了路上密集车辆所造成的环境污染,减少车辆阻塞现象,行车更加安全,更为主要的是将大大提高过桥收费效率。

ETC国家标准颁布后,全国很多省市都开始了自己的ETC项目建设。随着京津冀、长三角地区联网电子不停车收费系统示范工程进入正式运营阶段,全国的ETC建设也进入了一个崭新的阶段。综合这两个地区在ETC车道的应用开发实现方式,大致可分为透传模式或集成应用模式。

透传模式是指将天线当成读写器,所有的逻辑控制均由车道收费软件控制。在这种模式下,车道收费软件必须自己控制天线与OBU之间的数据交换以及在数据交换过程中遇到错误。

集成应用模式是指将大部分逻辑控制集成到天线中,车道收费软件只起辅助控制作用。在这种模式下,天线负责与OBU之间数据交互的正确性以及与OBU交互过程的逻辑控制,车道负责天线的开关、接收车辆信息、计算收费额、生成交易记录等功能。

透传模式与集成模式的区别:

透传模式在收费软件的编写上对开发人员要求比较高,开发人员不

但要非常了解天线与OBU之间的交互过程,而且对交互过程中可能产生

的错误必须正确处理,否则整个交易就不能正确完成;而集成应用模式

对收费软件开发人员来说要求相对较低,开发人员不需要了解天线与

OBU之间是如何交互以及交互过程中遇到错误是如何处理的,开发人员

只需要根据简单的通讯协议就可以正确完成整个交易流程。

透传模式在收费软件开发上比较灵活,应用的改变只需要修改收费

软件即可,天线无需改动;而集成应用模式在系统应用发生改变时需要

天线厂商配合修改天线程序,同时还要修改车道程序。

透传模式比较适合车道应用,由于所有的逻辑控制均由车道收费软

件控制,信息的处理必须经过OBU到天线,天线到车道计算机,车道计

算机将处理完的信息发给天线,天线在转发给OBU的过程,这样如果交

互信息的次数过多的话对车辆的通过速度就会有很大的影响;而对于集

成应用模式,大部分逻辑处理都由天线完成,包括PSAM的应用等,天线

和车道计算机的通讯相对透传模式少了很多,只是传递扣款信息和接收

交易结果等,节省了大量的通讯时间,因此集成模式比较适合自由流应

用,在车道也可应用。

作为长三角地区联网电子不停车收费系统示范工程的一员,上海采用的是透传模式,并在实际应用中取得了良好的效果。上海ETC应用设计的透传协议如下:

RSU为服务器端,当PC与RSU建立连接后,由PC发BST消息到RSU,RSU

收到后按照一定时间间隔连续发送BST,直到收到VST ;各数据包统一采用报文头+报文构成,其中报文包括指令代码和指

令数据。指令是透明传输命令,即指令数据就是除去物理层的通信原语,

RSU收到后增加上物理层信息,直接发送至OBU,并将OBU返回的原语除

去物理层后不加解析直接返回PC。

我省已在全省18个省辖市建成了55

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