物联网技术分析范文
时间:2023-10-08 17:42:18
导语:如何才能写好一篇物联网技术分析,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:2095-1302(2012)05-0082-02
0引言
1999年,美国麻省理工学院的Auto ID研究所提出了物联网概念,至今已十多年了。目前,物联网在许多行业都有应用,很多专家认为,物联网将是信息产业的第三次浪潮。2010年,我国的许多两会代表建议将物联网升格为国家战略级产业;在2011年两会期间,浪潮集团董事长孙丕恕、邓中翰院士和邬贺铨院士等代表,都对物联网提出了相关提案和建议。现在很多地方政府都将物联网作为产业发展重点。
1物联网概述
物联网(Internet of Things, IoT)泛指物物相联之网,目前一般认可的定义是[1]:通过射频识别标签(RFID)、二维码标签、红外感应器、全球定位系统(GPS)等各类传感器/敏感器技术和设备,按约定的协议,将物品与网络连接起来进行信息交换和通信,达到智能识别、定位、监控和管理的网络。
从网络范畴考虑,物联网可以理解为“公网/专网+传感网”。一般的公网就是互联网;专网可以指公司内网/局域网;传感网是物联网的一种末梢网络和感知延伸网[1],传感网主要用来连接事物和感知信息。
中国通信标准化协会(CCSA)将物联网分为三层:第一层为感知层,通过传感器来进行事物连接和信息感知,感知层的核心技术有传感器、RFID、GPS等;第二层是网络层,是异构融合的泛在通信网络,用来传输和处理信息,其包括接入网和核心网,接入网用于有线接入和无线接入(如WSN),核心网是基于IP的统一、扩展的网络,它基于目前的电信网和互联网;第三层是应用层,是业务支撑和运营管理层,如云计算、数据挖掘等。
2物联网的核心技术
由物联网的上述定义可知,物联网能够识别、定位、监控和管理,因此,支持物联网的核心技术包括感知识别技术、信号处理技术和架构技术等[2]。
2.1感知识别技术
物联网要能实现“物物相联、人物互动”,首先应当采集数据。一般来说,为了降低成本,采集设备中的MCU控制器都是用嵌入式系统来实现的。同时,为了实现智能化,采集设备都应装有操作系统。现实生活中应用最多的采集设备是射频识别标签(RFID),该技术比较成熟。目前物联网的数据采集技术有传感器技术、嵌入式系统技术、采集设备和核心芯片等几种。
2.2信号处理技术
当采集设备获得各种原始数据后,智能信号处理便可对这些原始数据进行处理,以获得目标数据。物联网信号处理的核心和关键技术有云计算、多物理量检测、信号提取、信号调理、信号变换和信号分析等。
云计算是基于互联网的计算方式,实质是对现有计算资源的一次再分配。它的核心理念是将计算能力或计算服务作为一种商品,卖给需要它的公司,从而让公司节约硬件采购成本。云计算将是未来信息服务的一种发展趋势,它已经在全世界有了广泛应用,因而有着很大的发展前景。
2.3技术架构
面向服务的架构(SOA)就是以信息化、模块化为服务的架构,其核心是将服务和技术分离,以提高服务的重用性。SOA有三部分:服务提供、服务注册和服务请求。物联网中带有RFID的各类嵌入式设备,既是SOA应用中天然的服务提供者,也是SOA体系中天然的服务请求者。将SOA整合到物联网的服务应用中,可以对松散耦合的粗粒度应用组件进行分布式部署、组合和使用,从而实现服务提供和和服务具体使用方式的分离[3]。
3物联网应用分析
目前,物联网在各行各业都有应用,本文分别介绍不停车收费系统、家居安防系统和手机支付等三个方面的应用。
3.1不停车收费系统(ETC)
随着人们经济生活水平的提高,交通基础设施的大量投入和快速发展,路桥的交通流量越来越大,传统的停车式人工收费系统所造成的交通堵塞现象日益突出,大大制约了交通网络作用的发挥。采用增加收费通道的数量,不仅需要大量的投资,而且不能有效解决交通堵塞现象,因而十分需要高效、可实现路桥自动管理的新型收费系统。
ETC是以先进的计算机和通信技术作为技术保障的收费系统,当车辆经过ETC收费车道时,不需停车,因而可以大大提高收费车道的通行能力,也堵住了收费漏洞,同时也可以让交通部门及时掌握路桥的车流信息。
ETC收费系统要求在车辆上安装电子标签,然后通过无线通信技术,让电子标签和ETC通道上的微波天线RSU进行通信和信息交换,最后利用计算机联网技术和银行实现后台结算。
ETC车道控制系统一般应具有车辆进出检测、车牌抓拍与识别、收费交易等部分,包括地感线圈、车辆检测器、路侧天线设备(RSU)、MTC控制柜、ETC控制柜等。系统工作流程如下:
(1)ETC车辆进入ETC通道时,先触发地感线圈一,同时进入无线微波通信区域,启动RSU设备,完成交易;
(2)根据交易结果确定栏杆是否抬起,同时进行综合信息显示;
(3)车辆继续前进,触发地感线圈二,系统抓拍车牌和识别车牌;
(4)若交易不成功,则可人工完成交易。
3.2家居安防系统
随着现代生活水平的提高,大家对家庭生命财产安全非常重视。以前的家庭报警装置一般都采用电话线和电缆方式,该方式存在投资成本较大、维护费用较高、可靠性差和报警不及时等不足,于是,基于物联网的家居安防系统就非常受欢迎,此系统不受地域、环境和时间的限制,它能分散布点、集中监控,而且具有可靠性高、维护费用低廉等优点。
基于物联网的智能家居安防系统一般采用嵌入式微处理器作为主控制器(MCU),它主要通过射频通信的方式来接收报警信息,并通过TCP/IP网络,让远程监测端实时监测家居。家居安防主要可应用于火灾、煤气泄露、非法入室等三方面。系统将拥有EPC码的电子标签设备安装在有安全隐患的区域,该区域可称为监测防区。远程监测端(RM)一般装在宿舍、小区保安室等地方。其系统结构框图如图1所示。
3.3手机支付
手机支付也称为移动支付,主要是移动用户利用手机对消费的产品或服务进行账务支付,此支付方式不仅可以方便用户,也让银行有部分利润。随着3G技术的发展,手机支付的应用越来越广。手机支付最早是利用手机短信接入方式来进行支付,目前流行的是刷卡手机,几大运营商都大力推广。现在手机支付方式有RFID和NFC两种。
RFID支付方式主要是利用RFID-SIM卡和移动运营商提供消费支付平台来实现,类似于支付宝。一个基于RFID的GPRS移动支付系统有五个部分:移动终端、通信网络、移动安全交易系统、银行和认证中心。移动终端包括RFID标签、能进行移动支付的手机和可读取RFID的POS机。一般RFID POS机利用RFID技术来获取用户信息,并采用GPRS方式和移动平台进行联结,手机用户则利用手机移动支付软件与移动支付平台进行信息处理,以完成支付。
NFC是一种近距离无线通信方式,是由飞利浦、诺基亚、索尼等厂商共同推荐的一项无线技术。NFC的短矩离交互可以简化认证识别过程,NFC优于红外线和蓝牙传输方式。NFC芯片装在手机上,手机用户可以进行小额电子支付。当NFC手机内置NFC芯片后,实质上就组成了RFID模块的一部分,因而可以作为RFID无源标签来使用。
目前,我国的三大运营商都有相应的支付模式。其中,中国联通需要使用内置NFC芯片的定制刷卡手机;中国电信需要购买手机支付SD卡,如天翼手机;中国移动只需将SIM卡换成集成RFID的SIM卡,因而可以避免手机的大量更换。目前,中国移动的手机支付业务量最大。
4结语
物联网是多种技术融合的新型技术体系,它在多种应用中能明显提高效率,具有很大的经济价值,因此,物联网的快速发展,必将大大推动物物相联、人物互动的信息化建设。
参考文献
[1]朱洪波.物联网的技术思想与应用策略研究[J].通信学报,2010(11):2-9.
[2]彭瑜.物联网技术的发展及其工业应用的方向[J].自动化仪表,2011(1):1-7.
[3]杨斌.基于SOA的物联网应用基础框架[J].计算机工程,2010 (17):95-97.
篇2
关键词:物联网技术;信息安全;管理
1概述
在社会持续发展背景下,物联网技术得到了广泛的应用,而且涉及到的领域较为广阔,在其不断发展中信息安全受到人们的重点关注,逐渐产生物联网技术信息安全,对需要保护的物联网数据进行防护,形成硬件、软件防护体系,这样才能保证物联网体系正常运转,避免遭受其他恶意软件的伤害。
2物联网核心技术
物联网技术从整体架构上被分为感知层、网络层和应用层3方面,其技术也被分为标识、感知、处理和信息传输等4环节,这些环节并不是独立存在的,而是属于相互融合、相互支撑的关系,每个环节都有其对应的核心技术,具体核心技术如下所示:(1)射频识别技术。该技术也被称为电子标签RFID,主要是通过空间耦合,应用射频信号,能够无接触进行信息传递。在应用此技术进行信息传递和信息识别的过程中,需要他人操作,使用起来方便、快捷,还能实现多个物品标签的一次性识别,识别效率较高,大大节省人力成本。(2)传感器技术。该技术主要是从外界信息源中获取有价值的信息,并对这些信息进行加工和处理,以此产生的一种新技术。而且该技术的核心在于传感器,能够实现物与人、人与人之间的信息交流,促使人类能够感知外界环境和事物。(3)智能芯片技术。该技术的应用提升了人们生活的智能化水平,对改变人们的生活方式发挥了巨大作用。通过传感器技术获取温度、压力等数据,结合信号处理数据,为人们提供良好的生活环境。而智能芯片是决定传感器性能的关键,能够保证传感器的灵敏度和稳定性。(4)无线网络技术。该技术能允许用户建立远距离的无线连接,实现全球语言和数据网络等,无线网络和有线网络具有一样的功能,而且在信息传输中也需要介质,利用无线网络技术,能够帮助人们连接网络随时随机查看网络信息,打破传统有线网络在时间和空间上的障碍,可以单独使用也可以和互联网结合起来使用。
3物联网技术信息安全
随着社会经济的快速发展,人们逐渐对计算机信息安全提高重视,特别是当今时代下,人们的生活、学习和工作已经离不开网络信息技术的支持,在网络中存储了大量、重要的信息,一旦这些信息受到安全威胁,将会对信息所有者,甚至是社会稳定造成严重的影响。为了保证网络信息的安全,需要在网络中设置安全防护体系。因此,对于物联网技术来说,人们在进行入网络平台时,需要进行身份认证,这就导致其成为信息安全的关键,在设计网络平台的过程中,针对入口设置认证程序能够实现性能较强的防范安全漏洞。因此,网络技术信息安全具有以下特点:(1)授权。该特点主要是给予使用者一定权限,在进行平台使用平台资源的过程中,对使用者的行为进行监管,只有授权的对象才具有这种权利。(2)保密。在信息安全中心,假如认证和授权是基本管理内容,那么保密则是信息安全的重要手段。保密主要是保证信息在传递过程中不会遭受破坏或者窃取,保护用户的各种信息安全。(3)真实。现阶段,人们普遍利用网络实现信息交流和共享,在网络中不仅能够获取自己想要的信息,还能向他人发送信息,这就促使信息交流的范围越来越广泛,而且信息透明度也逐渐提升,信息传播速度增快,但是信息的真实性却无法得到保证。(4)不可否认,当物联网技术在应用过程中出现网络信息安全事件时,需要保证事件是否具有可查性和可追溯性,分析其是否进行了授权处理,整个网络信息交流活动都可以查询,这样才能确保在出现安全问题时及时查找问题产生的原因。在物联网研究中,安全防御是重点研究内容,为了提升保密效果,相关开发人员使用无线传感器网络中的公私钥密码算法、局部安全算法等,显著提升物联网节点、基站等之间的通信安全。
4物联网技术信息安全面临的威胁
4.1隐私威胁
物联网主要采用无线连接方式实现通信,并采用大量的电子标签和无人值守的设备,在成本、性能等因素的影响下,物联网系统大多数使用的终端属于弱终端,很容易遭受非法入侵,甚至受到破坏,这些情况都会导致使用者在使用过程中隐私信息受到攻击者非法获取。例如,攻击者通过非法入侵,获取使用者的身份信息、行为特征、兴趣爱好、商业机密等重要信息,对使用者带来严重的安全隐患。另外,RFID作为一种非接触式的自动识别技术,被广泛应用于物联网技术中,通常会对每个需要信息采集的物品配置标签,进而利用电磁波和读写器完成通信,这种非接触式的无线通信方式也存在较大的安全隐患。而且RFID标识自身并没有保证安全的能力,攻击者能够通过自制读写器和电磁波实现通信,这样就导致信息外露情况发生,而且末端设备和RFID标签使用者不知情的情况下,标签上的信息也可以轻易地被跟踪或篡改,再将改动过的信息发送给使用者,导致信息不真实。
4.2身份冒充
一些物联网系统设置的管理密码较为简单,而且还有些是出厂设置的默认密码,并没有对其加密修改,而且这些设备还具有无人值守的特征,一般遭受劫持在短时间内很难及时发现,非法入侵就可以伪装成客户端或者服务器进行数据发送或者执行某些恶意操作。例如,在门禁系统进行更改设置,就可以随意进出房门。
4.3信令拥塞
物联网技术中使用的终端和服务器之间的认证方式是一对一的,这就导致假如物联网中存在大量的终端设备,而且这些终端设备在进行业务数据交流的过程中,会向服务器发送大量的认证请求,这时就可能因为大量信息请求导致服务器出现过载情况,使得网络中的信令通道出现拥塞情况,间接导致DDOS攻击发生。
4.4恶意程序
恶意程序能够通过多种方式和途径进入无线网络和传感网络中,一般入侵成功,就会肆意传播恶意信息、软件等,其具有较强的传播性、隐蔽性和破坏性,相比TCP/IP网络来说,防范难度更大。例如,蠕虫恶意怠慢,自身不需要寄生文件,通过检测和杀毒处理很难将这些恶意代码清除干净。
4.5僵尸网络
僵尸网络主要是由一系列被恶意软件感染的主机组成。攻击者能够通过各种渠道向互联网上的主机传播僵尸程序并感染,促使其形成一个僵尸网络,进而能够让攻击者进行恶意活动操作。例如,采用分布式拒绝网络攻击、窃取个人信息、执行分布式计算任务、推送垃圾广告、发送垃圾短信等。这些网络攻击都会导致基础网络或者主要应用系统出现崩溃或者瘫痪情况,甚至会导致大量私密信息、个人隐私等出现泄漏情况,还可能会被用来网络欺诈等其他违法犯罪行为。
5物联网技术信息安全管理
5.1感知层
物联网系统中包含的节点很多,比如传感器、智能控制设备等,需要对这些设备进行科学合理的运用,才能确保物联网系统正常运行。然而很多设备并没有统一接口标准和数据标准,导致物联网技术信息安全遭受威胁。尽管物联网的感知层只用来进行信息获取和存储,但是假如没有设置相应的基础信息,也会影响后期信息处理效果和应用效果。因此,在这种情况下,就需要加强感知层信息安全管理,在设备上安装安全认证,通过信息加密处理方式,保证获取的信息在存储过程中不会被轻易地篡改和非法入侵使用等。同时,还可以应用安全路由、密钥管理等手段,确保信息的安全性。在对关键技术实施标准化整合的过程中,需要确保基础设施也要进行整合,这样才能加强对感知层的安全管理,实时观察设备运行状态,确保设备在无人值守的情况下也能正常运行。
5.2传输层
物联网需要利用无线网络、互联网、传感器网络等实现信息传输,主要将信息传输到处理层中,而且在信息的传输过程中,需要经过多种节点,才能顺利达到处理层。因此,为了保证信息安全,就需要加强对传输层的管理,对固定节点、移动节点、传输路线等进行实时监控,并在传输网络中逐渐形成虚拟安全专用网络,这样能够保证信息在传输过程中具有一定的准确性和可靠性。
5.3处理层
针对处理层信息安全管理,需要设置认证和密钥管理结合的机制,针对密钥设计相关安全管理方案,确保信息的机密性和准确性。同时,可以利用密码技术,及时查找到恶意信息,并对入侵攻击进行全面检测,避免病毒入侵。另外,分析恶意指令,对恶意入侵行为进行预测和控制,在此基础上应用追踪技术和设备识别技术,保证数据处理的安全性。
5.4应用层
物联网的应用层主要是信息应用和技术应用,能够将网络和物品、人等链接起来,实现智能化处理。对于应用层信息安全管理而言,需要建立科学的数据库机制,在不同情境下提供不同的保护技术措施,并对泄漏信息进行跟踪,建立具有全面性的安全机制,并在不同环境下,还算是隐私保护模式,确保用户隐私信息不受到恶意入侵和窃取。同时,禁止非法操作进行访问,在用户应用数据处理业务时要保证数据的安全性,将数据证书安全网关结合起来,实时观察操作行为。另外,物联网技术的设计较为广泛,在应用过程中可以加强软件和系统的更新和维护,将云计算、云技术等应用其中,提升无线网络的处理效率。
篇3
随着经济改革和发展,人们的物质生活日渐丰富,日用消费品需求量急剧上升,在生产、销售和购买等市场化供求过程中诞生了许多追求质量和服务的品牌厂家,这些厂家对昌平的质量要求非常严格,采用了规范化的生产标准,在市场上极具竞争力。由于市场竞争存在不规范的情况,许多日用消费品属于伪劣假冒产品,因此为了保证品牌厂家的信誉,维护消费者的权益,可以采用条码、扫描仪等物联网技术开发一个日用消费品追踪监控系统,该系统在日用消费品生产时添加唯一条码,使用手持扫描仪将条码输入数据库中,能够唯一标识产品,实现产品查询,并且为客户提供访问查询接口,确定产品的真伪。
关键词:
日用消费品;物联网;扫描仪;产品标识
1引言
随着互联网、数据库、扫描仪等物联网技术的发展和进步,已经在物流运输、生产管理、视频监控等领域得到了广泛的普及和使用,取得了显著的效果。日用消费品是人民群众日常采购、使用最多的物品,消费品的真假直接影响人民群众的切身利益,也会影响生产厂家的声誉。近年来,许多不法分子和厂家为了经济利益,通常会生产一些劣质产品冒充名牌厂家的产品,我国频频发生假冒伪劣商品事件,严重的侵害了消费者的正当权益,给品牌厂家销售带来不利影响,破坏了正常的市场秩序,给我国经济稳定发展、人民群众安居乐业带来了严重的困难。因此为了提高品牌厂家的竞争力度和产品防伪水平,许多生产厂家在产品生产、销售、物流配送过程中引入了先进的标识码验证技术,利用先进的扫描仪器,将产品标识码扫描到设备中,并且通过局域网、无线网等传输到产品数据库中,保存产品信息,并且能够在物流运输中与外包装进行匹配,以便能够保证消费品的真实性,保证消费者的权益。
2日用消费品追踪监控系统功能分析
2.1生产管理及产品赋码功能生产管理及产品赋码可以为日用消费品赋码,并且将其关联到外部包装上,实现一一对应关系。在日用消费品生产过程中,可以根据不同的生产基地、车间管理生产线,设置产品工艺流程,编制生产任务,定义赋码规则,设计包装比例关系,并且可以对产品进行维护管理。生产任务设计完成之后,可以与企业资源管理系统(ERP)进行关联之后,可以将生产任务部署到生产线上,并且在系统中自动化管理生产任务。生产管理系统开发过程中,可以使用先进的工作流技术,该技术可以根据每一个厂家生产产品的流程,自定义工作流程,提高了产品生产的灵活性和自适应性,确保产品赋码工作顺利完成。
2.2手持扫描出库功能产品生产完成之后,每一个日用消费品都拥有唯一的标识码,此时可以实现商品的入库管理功能,分别是数据下载、数据采集、数据上传等管理功能,同时可以根据客户的订单进行产品包装管理,将产品的包装起来,并且在包装箱粘贴产品的唯一标识。客户下订单之后,手持扫描仪可以将产品标识码与客户关联,客户订单通过审核调度,将其发送到配送中心分配车辆,配送中心仓库管理员可以下载分货单,使用扫描枪完成产品标识码扫描后上传回系统。手持扫描出库功能可以支持WiFi通信、3G通信和4G通信等物联网通信技术,能够实现在线模式或离线模式扫描出库功能。扫描枪可以根据不同用户权限扫描日用消费品,并且校验产品的名称和数量,避免日用消费品错扫、漏扫和多扫等情况。手持扫描出库还需要支持退货扫描功能、箱码重新组合扫描功能,并且能够打印相关的异常业务处理功能。目前,物联网通信已经采用了先进的TD-LTE、FDD-LTE等移动通信技术。
2.3产品标识查询功能日用消费品在物流运输、仓储配送过程中,产品标识码已经与客户订货单关联在一起,因此日用消费品管理人员可以通过销售系统追溯日用消费品的产品流向,并且能够支持日用消费品关联查询,并可以通过查询消费品的标识码可以追溯到产品的生产厂家、生产时间。产品标识查询功能可以采用的技术包括数据库连接、查询、比对等功能,具体的实现过程中可以使用SQL查询语句、存储过程等技术实现。
2.4访问查询功能访问查询功能是追踪监控系统最为关键功能,其可以为消费者提供一个产品真伪查询接口,消费者可以通过电话、短信、网站等渠道将产品标识码发送到产品标识查询子功能上,该功能可以直接在系统数据库中查询产品的生产时间、厂家等,并且能够反馈查询代码的次数,以便消费者可以根据自己的查询结果验证系统的真伪。系统查询主要采用接口技术,系统传递的参数就是产品标识码,比如用户通过网络查询过程中,消费者需要在IE浏览器中登录系统,电机访问查询功能,输入产品标识码,产品标识码可以通过网络传输到数据库中,自动和数据库保存的信息进行比较,验证产品真伪。
3结束语
日用消费品追踪监控系统采用先进的扫描仪、无线通信、移动通信和标识码等物联网通信技术实时追踪、监控产品的物流运输情况,保证物流配送过程中的产品的真实性,进一步提高品牌厂商防伪能力,保证消费者的权益。
参考文献
[1]王恒俭.基于物联网技术的环境在线监控一体化平台应用与研究[J].环境与可持续发展,2014,39(05):57-59.
[2]黄有为,耿福山,马仁军.基于视频分析的物联网视频平台关键技术分析[J].消费电子,2014,31(04):172-172.
[3]邓永卓,张碧海怡,王连运,等.物联网技术在农产品安全生产管理及监测中的应用[J].河北农业科学,2011,15(07):106-106.
[4]李明华,李传中.物联网物品流动中一种基于GPS/GSM的经济实用监控技术研究[J].中国制造业信息化,2013,38(21):44-47.
篇4
关键词:物联网;医院感染;口腔器械;消毒;可追溯
中图分类号:TP391.44
自有医院以来就存在着医院感染问题,由于部分医务人员对医院感染及其危害性认识不足,不能严格地执行无菌操作技术和消毒隔离制度,此外,缺乏对消毒灭菌效果的有效监测等原因导致当前医院感染事件频发,严重影响了医院的声誉和形象,同时给医院和患者造成难以弥补的损失。同时,近年来相关法律规定的出台,使得医院工作过程的记录和可追溯管理越来越受关注和重视,其中,器械感染是直接导致病人感染的重要原因之一。
所谓物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things”。由此,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品与物品之间,进行信息交换和通信。物联网就是“物物相连的互联网”。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用,被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。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。
提到物联网就有必要介绍一下射频识别技术RFID,是一种无线通信技术,可以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者光学接触。无线电信号是通过调成无线电频率的电磁场,把数据从附着在物品上的标签上传送出去,以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量,并不需要电池;也有标签本身拥有电源,并可以主动发出无线电波(调成无线电频率的电磁场)。标签包含了电子存储的信息,数米之内都可以识别。与条形码不同的是,射频标签不需要处在识别器视线之内,也可以嵌入被追踪物体之内。
1 国内外研究现状和发展趋势
医院消毒供应中心作为向全院范围内提供各种无菌器械、一次性无菌医疗用品的关键科室,其工作质量直接影响着临床医疗、检验和护理工作的质量及病人安全,其重要性不容置疑。物联网技术在器械消毒中的使用在世界先进国家已经通过立法的方式得到了很好的推广应用。截至目前,在国内绝大部分医院消毒供应中心仍停留在采用人工记录的方式上止步不前。由于物联网作为一项前景技术,还面临着行业规范、技术标准、电磁干扰、成本、信息安全等一系列问题,在医疗行业全面推行物联网还面临很多困难,尤其是在针对口腔器械种类多、小、难消毒、易损耗的特点方面没有相应的管理系统。医疗行业将是物联网技术率先应用的最大领域,尤其是在医院消毒物品流程及可追溯管理方面,在每个器械上安装RFID标签或条形码,并结合各类识别设备,对医疗器械在院内的打包、消毒、存储、发放、使用以及回收进行全程跟踪和管理,实现对器械在院内的无缝管理,可以提高效率,避免疏漏,实现器械消毒的电子化追踪,从而提高器械消毒过程和效果的可信度,成品批次追踪等等,可有效降低医疗过程中的器械感染导致的医疗事故风险,为医疗事故界定提供依据。
2 研究内容和技术关键
在医院内,消毒供应中心处理医疗物品的回收、清洗消毒、打包、灭菌、存储、发放、使用,构成一个相对完整、闭合的工作流程。面对新设备、新器械的日益增多的现状,对各类设备动态管理提出了更严格的要求,在这个流程中,工作质量是环环相扣的,现有的人工记录方式缺点明显,无法了解和全面控制物品的流转过程,清洗消毒、打包、灭菌、存储等循环的整个过程缺乏实时记录,缺乏有力的手段来约束人员操作的随意性,缺乏强制性手段来监控每一个细节,成本控制管理需要花费大量时间和精力,更重要的是,面对法律法规日趋完善的社会环境,和医疗事故处理实施举证责任倒置的医疗管理环境,一旦出现医疗事故,人工记录的方式根本无法提供全面可靠的质量依据和法律凭证来证明医院的责任。
2.1 研究内容
(1)基于物联网技术的医院消毒供应中心管理系统,对所有口腔器械进行物流跟踪管理,全面提高临床科室与供应中心信息沟通效能和消毒供应中心工作效率,实现从回收清点、清洗消毒、打包、灭菌、发放和使用等环节全方位监控。
(2)提供包括成本核算和一次性物品库存管理等相应统计报表和质量监控报告,全面提升消毒供应中心风险控制及综合管理水平。可实现单个器械追溯及维护管理,实现与数字设备通讯。实现消毒供应中心精细化管理。
2.2 技术关键
整个管理系统涵盖医院消毒供应物品流通的每一个环节,包括物品回收、清洗消毒、打包、灭菌、存储发放、使用等。系统能够实现实时追踪物品(包)所在的位置和所处的状态,快速有效地追踪与召回过期的或存在问题的产品,通过条码、RFID芯片对单一器械实现追溯管理。软件包含以下模块的设计:物品打包、物品消毒、物品发放、物品回收、过期失效提醒、物品查询、物品追踪、统计报表、物品计划、权限管理和决策支持等。
器械佩带的射频标签里存储该器械唯一的标示信息,标签的选择要尽量小型化和耐用化,可以通过手持移动终端对加装了标签的设备进行识别。便于器械的回收清洗、分类包装、消毒发放,减少交叉感染,贵重、放射性或锐利器械丢失等现象。在每个器械、海绵纱布内嵌入射频标签,术前、术后进行自动统计,减轻医护人员清点工作。可以使用射频识别设备扫描患者身体,确保病人体内没有遗留各类医疗异物。
在全院布置无线局域网,利用手持移动设备实现移动工作及通过条码、RFID芯片等阅读器快速输入数据,记录操作流程每一个步骤,对全院范围内的口腔器械实行实时跟踪和监控,并记录相关详细数据,提供各类数据报表,具有基于过程的数据分析功能,实现对各类消毒器械统一实时管理,包括按批次管理有效期和质量跟踪,提供与临床科室信息化的沟通渠道,提供管理决策支持和多维度数据分析,最终形成一套完善的支持医院全院消毒器械质量管理的综合解决方案。
3 实施过程中三个阶段
3.1 硬件改造
根据口腔器械消毒的规范和流程改造供应室,并在全院范围内进行无线局域网的架设,在关键的部位加装射频标签设别设备,形成物联网的基本架构,为相应的科室配置条码打印机、RFID芯片阅读器、条码阅读器和管理服务器。
3.2 软件研发
通过条码、RFID芯片等阅读器快速输入数据,记录操作流程每一个步骤,利用无线网络实现器械跟踪管理。利用动态配置设备接口连接清洗机,高压灭菌炉等设备,自动获取相关数据。对数据库表结构进行分析,优化数据存储,提取流程,根据各部门要求设计各类数据报表,可以实现管理决策支持和多维度数据分析。
3.3 应用分析阶段
在实践使用阶段中根据使用部门反馈的各类问题,进行分析后从软件和硬件两个方面完善,不断满足消毒供应中心及临床科室的要求,并最终形成可靠的口腔器械消毒管理系统。
篇5
关键词:物联网;电子商务;研究;分析
1 引言
阿里巴巴成功上市,使马云一时间家喻户晓,同时让更多人看到了电商发展的无限潜力和广阔空间。电子商务是一门交叉性概念,其涉及理论知识和领域极为丰富,譬如:管理学、法学、经济学以及互联网技术等多种领域,是一系列综合性极强的活动。信息技术的进步和社会商业的发展使得经济数字化、竞争全球化、贸易自由化的趋势不断加强。有关电子商务各类的研究如雨后春笋层出不穷,其中物联网技术作为其发展的重要支撑不可忽视。为进一步了解近年来我国基于物联网的电商发展研究热点,笔者通过对CNKI收录的相关文献的进行计量分析就此展开研究。
2 物联网与电子商务
物联网作为一种新兴技术,自20世纪90年代由美国麻省理工学院首次提出以来,其技术实现及应用引起国内外学术界学者广泛关注。物联网起初是基于物流系统提出的,以射频识别技术作为条码识别的替代品,实现对物流系统进行智能化管理。
在研究物联网技术在电子商务应用中,RFID功不可没。RFID(Radio Frequency IDentification)技术作为物联网的重要技术,又称电子标签、无线射频识别,是一种通信技术,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。电子商务利用物联网技术通过把人、财、物、商店等实体联结起来并在网络环境下进行交互。在实现交互时,一个关键技术就是利用RFID技术给各个实体标注独一无二的标签从而将不同实体加以区分。物联网技术不仅承担着标注实体角色而且在记录生产过程、跟踪物流以及防伪查询等方面发挥着重要作用。
3 研究概况
随着互联网技术的发展和经济全球化浪潮的推动,电子商务问题及物联网技术成为国内外学术界普遍研究热点。国内学者就电子商务发展进程中涉及到的主要环节并结合物联网技术作出相关研究,并在其研究的基础之上根据我国电子商务发展状况提出了针对性建议,这些环节主要包括基础设施建设、支付环境、信用环境以及发展环境的改善等等。
4 文献计量分析
4.1 发文年代分布
某一学术领域发表文献数量随时间变化情况能在一定程度上反映出某研究发展现状、研究热度以及未来研究方向的走势。根据CNKI期刊数据库显示,我国学者基于物联网的电子商务的研究始于2005年。2005年至2015年间,每年发文数量见表1。
4.2 期刊来源
5 研究结果讨论
5.1 理论内容多样性,热度逐年攀升
5.2 物联网在电商管理经营各环节应加大研究力度
与本文研究相关的文献中,物联网技术在电子商务应用的研究占据份额较重。大部分学者花费大量心血就某个环节开展其研究。现阶段国内基于物联网技术的电子商务的研究成果较多,尤其是物联网相关技术在电子商务应用方面的研究。物联网技术被列为国家“十二五”期间重点发展的战略性新兴产业,其先进技术将不断加快电子商务前进的步伐。尽管如此,与国外相比,物联网技术在电子商务基础设施建设以及人才培养等方面的应用研究相对薄弱。某项学术研究成果的多少不仅要有广大潜心研究学者精力的投入更需要国家政府提供基金等方面的支持。
篇6
物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中,把感应器嵌入和安装到风电、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑供水系统、大坝、汽油管道等各种物体中,将物联网与互联网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合。
物联网是一门新技术、新产业。物联网发展的终极状态,就像好莱坞大片《终结者》里的“天网(Skynet)”,实现数据分析与智能控制。当今世界的许多重大问题,如金融危机、能源危机、环境恶化等,都需要以更加智慧的方式解决。物联网的推动,就是要克服目前信息化应用中“零散的、各自为战的”现状,从一个整体产业或社会系统出发,以创新的方法,充分发挥先进信息技术的潜力,从而推动世界运行新模型的形成。
今天,物联网技术正逐渐走进我们的生活。
试想过去,夏天天气很热,回家后打开冰箱准备吃一个冰激凌,却发现昨天已经吃光光……这样的体验让人十分扫兴,如今,物联网的智能冰箱的出现,不但能够监测冰箱里面的食物,提醒食物不足、食品超期;还能够监视各种美食网站,收集菜谱,并向购物清单里自动添加配料;时间长了,便可根据你对每一顿饭的评价,推测你喜欢的食物。
平时我们早上打开窗户,欣赏美景、呼吸新鲜空气。而物联网技术的窗户具备声控、光控、红外控、防盗的功能。简单说,物联网技术的窗户可以听懂你说的话;如果窗外光照条件好、温度适宜,窗户自动打开通风;窗户在关闭状态下自动上锁,还可以防盗。
天气热,用电量自然也高。我国不少省份都实行了分时电价的收费政策。分时电价,是指将每天24小时划分为高峰、平段、低谷等多个时段,对各时段分别制定不同的电价水平,鼓励用户合理安排用电时间,提高电力资源的利用效率。物联网技术的智能插座能够远程遥控电源,可以随心所欲、实时控制大功率电器启动与关闭。物联网智能电表能够根据用电量记录用户的用电习惯,并且实现无线抄表,远程上传,反过来对政府电价收费政策进行调整,这样在节能的同时,减少了老百姓的费用。
暴雨时,有的道路井盖被冲开,危险万分。而物联网打造的“平安城市”能够利用物联网技术对城市公共设备进行管理,实现快速定位、施工安全、智能调控、人员管理等,实现对市政设施全方位的“智慧管理”:利用部署在大街小巷的视频监控探头,实现图像敏感性智能分析,并与110、119、112等交互合作,实现探头与探头之间、探头与人、探头与报警系统之间的联动,从而构建和谐安全的城市生活环境。
物联网技术的各项应用
篇7
关键词:物联网;技术角度;智慧农业;实施方案
我国是一个地大物博的国家,自古以来就是农业大国,在古代农作物的产量主要受自然气候的影响,而现在我国通过技术手段可以大大地提高农作物的产量。我国一直在提倡生态农业和智慧农业,现在我国的技术更是在不断更新和发展,尤其是物联网技术的出现大大促进了智慧农业的发展,利用物联网技术是发展我国智慧农业的一个重要手段,也是我国农业发展的必经之路。科学技术为农业生产提供的是技术保障和技术创新,为了确保我国的农产品能够实现自给自足并能满足出口要求,我国的农业必须不断创新发展,农业的发展还能促进农民增收,农民增收有利于提高农民的生活水平,有利于我国社会的稳定和发展。物联网技术是利用现代化的通信技术手段对农业生产进行跟踪和监控管理。在以前我国的农民主要是通过自己的经验进行农业种植,我国的农业专家也主要是通过人工测量和人工种植试验田的方法收集农业信息。这不仅要消耗大量的人力和物力,而且还非常消耗时间,整体效率很低,而且受多种不确定因素的影响,准确度也很低。但是自从采取了物联网技术之后,应用无限传感器收集信息不仅降低了人力、物力消耗,而且准确度和效率都得到了提高。众多的传感器节点组合在一起就形成了一张功能各异的监控网络,能够及时发现农业生产中存在的问题,并准确指出问题发生的位置,分析问题发生的原因,这样就可以不断提高农业生产的综合效益,使我国的农业不断发展和进步。
1.智慧农业发展的现状分析
智慧农业是我国农业发展的一个新的方向,区别于传统农业的主要依靠人力和经验的种植方法,智慧农业更倾向于收集和整理农业生产中的宝贵经验,通过物联网技术将这些有效信息进行整合和分析,然后共享。这样做可以大大地提高农业生产的效率,促进农业的现代化发展。
1.1农业基础设施现代化现状
我国一直都在关注农业发展,尤其是对于基础设施方面的建设更是尤为关心,现在因为政府的重视和支持,农业设施不断改建,我国的农田灌溉设施更加完善,农业电网设施也更加完备,农村的水利设施也得到了完善,我国的农业基础设施建设已经由量的进步变成了质的发展,可以说基本实现了农业生产的现代化。但是不足之处是,东西部的发展还存在着一定的差距,东方的农业发展由于地理和自然条件的先天优势,而且在基础设施建设方面也优于西部,所以东部的发展还是要快于西部。现在我国还在不断打造更加现代化的农业生产,只要我们不断地按照国家的指导执行,在国家的扶持下一定会使农业得到更陕、更好的发展。
1.2物联网技术在农业中的应用现状
现在网络已经不再是城市的专属,很多村镇都已经引入了互联网,一些发展较快的村镇甚至实现了光纤网络。现在可以说是,村村有电话,村村有限电视入户,基本上实现了网络普及。这也为我国的物联网技术在农业中的运用提供了基础。从种植到收获到销售整个的流程记录和研究农业产品的信息,同时还通过物联网技术对农业的农田、土壤和水利等进行合理的分析和分配,达到效率的最大化。
1.3物联网技术在农业应用中存在的问题
虽然物联网技术已经在农业生产中得到了应用并起到了重要的作用,但是仍然有一些问题存在。首先,我国的信息化由于受到各种条件的限制并没有得到全面普及,有些农村的基础设施还不够完善,虽然这项技术可能取得了试点的成功,但在普及的过程中受到了限制。除了基础设施方面的力度不够,还有就是农村缺乏专业的农业人才,人们的就业观往往是向往城市的繁华,很少有人才会回到农村,这也是我国农业难以得到发展的一个非常重要的影响因素。还有一点就是技术层面的因素,由于我国的农村宽带技术还不是很完善,所以缺乏信息技术层面的支撑,这也是造成物联网技术难以在农业生产中全面普及的一个重要问题。
1.4新技术推广应用不足
现在的物联网技术在智慧农业方面的应用还包括对农业新技术的推广应用工作。这项新型技术虽然受到了国家的重视和重点扶持,但是由于现在各地还是处在一个初级的摸索阶段,所以还是会遇到很多问题。比如各地的农业生产现状不同、网络普及程度不同、人才和技术水平不同,这些都造成了新技术的推广受到了限制。而且有的运营商为了获得利益的最大化,往往会对资源的分享设置障碍,这样会造成访问受限和信息共享不畅通等问题,甚至农民需要对新技术进行购买,大大增加了农民的经济负担,这样做也大大地阻碍了农业新技术的推广和普及,同时也会打消农民学习新技术的积极性,影响我国智慧农业发展方案的实施。
2.从物联网技术方面对智慧农业进行的方案设计
2.1物联网技术的指导思想
我们要通过以点带面的方法对物联网技术实施试点应用,然后针对各地的不同情况,进行符合地区特色的规划和实施。我们要以增加农业产品的产量、提高农业产品的质量、不断增加农民的收入为动力,不断构建物联网,收集和推广各项农业生产方面的知识和技术,实现农业生产各项资源的有效整合,把农业生产的产业链进行横向和纵向的延伸发展,同时也有利于促进我国农业的可持续发展,提高我国农业的现代化水平,加快我国农业和国际化接轨的速度。
2.2物联网技术的方案架构
在此过程中我们不要进行不必要的浪费,要秉承节约成本的原则,根据现在的资源进行收集和整理工作,不断进行资源的整合工作,然后通过物联网共享信息资源,在农业生产的过程中不断进行研发,通过研发的技术再反过来促进生产,达到良性的循环。
智慧农业物联网并不是一个个独立的模块,而是有着自己的方案架构,主要是由田间管理框架、水文管理框架、种子管理框架、气象管理框架、流转管理框架、虫害管理框架、农药管理框架、农机管理框架、物流管理框架、加工管理框架和电力管理框架等众多的组织框架构成的。这样几个框架结构分成几个重要的模块,对我国的农业生产技术进行分类,促进我国的农业技术发展,可以不断提高我国农业人才的技术能力和我国农业的可持续发展。物联网为农业生产提供了安全、可靠的网络运行环境,使我国农业的各项数据和信息都能得到有效的共享。在构建这个方案框架的过程中,还需要国家和政府给予大量的支持才能够完成这项复杂的工程。
2.3物联网技术的组织保障
对于物联网这项技术,我们必须进行好规划和顶层的设计。这对技术的要求很高,涉及的技术层面也比较广,所以为了实施好资源的收集整理和共享,就必须强化顶层设计,不能出现重复建设的浪费现象。必须投入大量的人力、物力研究这个课题,要不断发展人才并且通过这些技术人才的研究做好农业物联网各方面的制定工作,一定要建立完善的组织保障。相关的政府部门也应该成立专门的工作小组,对这项工作中遇到的问题及时跟踪和解决,不断地对出现的问题进行协调,保证物联网技术的实施能够顺利进行。
2.4物联网技术的人才培养
目前,我国物联网技术发展受到限制,还有一个重要的影响因素是缺乏相关的人才。物联网技术的人才本来就很缺乏,农业方面的人才更是紧缺。所以现在的当务之急是要联合各大高校和科研机构培养这方面的人才。这些人才不仅要精通物联网技术,还要懂农业生产方面的知识和技术。我国可以组织人员对这些人才进行集中培训,并且根据实际需要为这些人才提供进修条件,使他们能不断地更新和发展技术。除了物联网技术的人才培养,还要加强农业生产人员的培养,这些人才要懂农业技术,还要能掌握简单的物联网技术,这样才能够自主地从物联网上获得自己想要的信息和技术知识,不断促进农业的现在化发展。我国可以建立对这些人才的鼓励机制,对农业现代化做出贡献的人员可以获得相关的奖励,以此激励他们更好地进行农业生产技术的研发和共享。
篇8
关键词:物联网技术;公共安全;智能监控系统;设计
中图分类号:TN914 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2017)01-0195-01
1 物联网技术的具体内涵
所谓的物联网,就是与通信网相结合,成为互联网的具体延伸和拓展应用,其目的是通过安装带有感知技术的智能装置全面深入的感知物理世界,并且对感知到的信息进行识别,然后利用互联网的传输功能和交互功能,帮助人物之间、物物之间完成信息的互联和对接,从而准确控制和管理真实的物理世界[1]。而物联网技术指的就是一种建立在互联网技术基础之上,进行延伸与扩展使得各种物品也可以作为用户端,通过RFID(射频识别)、红外感应器、激光扫描器等各种各样的信息传感设备,按照约定协议自由地完成信息的交换和移动通讯,并对其实现职能识别与管理、监控和定位追踪的网络技术。
2 现阶段在视频监控当中存在的问题
通过近十年左右的发展,视频监控已经获得了迅速发展并且广泛应用到各个领域当中。在十年前我国主要以模拟系统作为视频监控系统并投入到实际使用当中,而随着科学技术水平的不断提升,网络带宽、计算机处理能力等均获得了迅速提高,加之各种各样的视频信息处理技术相继出现,使得我国视频监控已经正式从传统的模拟视频监控过度到数字化网络时代。但当前的公共安全监控系统当中仍然缺乏大量的智能技术的应用,还需要依靠人工观看、调阅视频监控网络图像,并且主要由人工进行内容分析。然而在面对不断扩大的监控网络规模以及呈“爆照式”增长的视频数据,依靠人工处理的视频监控系统明显已经力不从心,提取有效信息和情报也变得更加困难。
3 基于物联网技术公共安全智能监控系统的简要概述
公共安全智能监控系统主要由三部分组成,分别是指挥中心、视频以及传感器监控点。其中在指挥中心当中设有视频监控台、模拟沙盘区、应急处理品台等,以便能够将监控区域的具体地理位置及相关情况,以可视化的形式清晰直接地展现出来,方便应急处理平台结合实际情况智能选择指挥中心现场应急处理或者是利用手机远程处理。在路口、行政楼等人流密集区域处将安放视频监控点,用于对人员流量进行实时监控,同时及时向指挥中心发送人员大量聚集、迅速移动等情况信息,使其能够在第一时间内做出应急处理。而在工厂房建、办公场地等地区则需要安装传感器监控点,用于对声音、温度和烟雾等信息进行实时监控,同样需要及时向指挥中心发送温度突然升高至异常值、突然出现浓烟或发出巨响等情况信息,并由其做出统一的指挥和应急处理[2]。在接收到指挥中心的反馈命令后,需要采取断水断电、排风等处理措施,从而切实维护好公共安全。
4 物联网技术下公共安全智能监控系统核心部分设计
4.1 数据采集
基于物联网技术的公共安全智能监控系统,被具体细分为若干监测模块用于检测人流拥挤移动、室内物品移动、四路视频实时监视等,同时还包括远程监控指挥调度和手机终端软件模块、传感器信息采集与无线传输模块、现场设备应急控制模块等等。而在采集数据环节当中主要依靠视频图像和传感器环境信息采集两种方式。具体来说,视频采集指的就是通过具体的监控要求在相应位置安装监控摄像机、网络视频服务器等设备,从而为监控信息智能分析提供只要的数据信息。传感器环境信息采集则指的是在监控区域当中安装红外探测器、温度传感器等设备,用于实施检测温度、声响等情况。
4.2 智能分析
智能分析系统是基于物联网技术下公共安全智能监控系统的关键部分,也是最重要的核心部分。在智能分析系统当中主要分为视频序列和传感器信息序列分析,前者是立足于特定算法分析和处理视频中出现的人员以及数字图像,特别是对人员的移动速度、总人数等进行分析,以便在相同地点出现大量人员聚集或迅速移动等情况时系统能够自动侦测出来,并在第一时间给予相应提示;后者则主要是用于分析温度传感器、红外探测仪等设备搜集得到的数据,当出现异常峰值并且其持续时间超出阈值时,系统同样会自动开启应急处理模式并及时将情况反馈至指挥中心[3]。
4.3 应急处理
基于物联网技术的公共安全智能监控系统当中的另外一项关键部分就是应急处理系统,尤其是其中的短信报警模块专门用于在检测到异常情况后,及时发出警报以便能够因其用户的重视。在此模块当中通过运用物联网技术设计了医德远程控制机制,用户可以远程处理系统中的错误,或是向系统发出其应该进行的操作指令,进一步提升公共安全智能监控系统的应急处理能力。而服务器在处理过程中一旦发现异常情况将会在第一时间把异常信息指令发送至短信平台,其在接受到指令后则会立刻发送至用户手机当中,提醒用户注意。
5 结语
总而言之,视频监控系统是公共安全智能监控系统中的核心c关键,若该系统存在缺陷和不足则极有可能引发各种灾害灾难和社会安全事件,严重威胁到社会公共安全及管理工作。因此运用物联网技术设计公共安全智能监控系统的重要性不言而喻,本文通过简要分析研究基于物联网技术的公共安全智能监控系统设计,希望能够为相关管理部门提供全新的事故控制和防范技术手段,帮助其真正做好维护社会公共安全的工作。
参考文献
[1]张鹏,黄V,穆仁龙.基于物联网技术的公共安全智能监控系统设计[J].内江科技,2015,05:154.
篇9
关键词:物联网;关键技术;应用;研究
中图分类号:TP391.44 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2012) 11-0000-02
从实践来看,目前物联网已成为国际社会广泛谈论的一个热门话题,尤其近两年来物联网在中国科技市场上的热度更是难以言传,它被称为继计算机和互联网之后的第三次信息产业浪潮。物联网(Internet of Things)主要是指将信息传感设备、传感器网络、条码、射频标签阅读装置、二维码设备、全球定位系统(GPRS)以及基于物对物通信模式的短距无线自组织网络系统,通过接入网和互联网相结合,而形成的巨大智能网络系统。
一、物联网关键技术
物联网诞生之初,其关键技术相对较少,但随着经济和科技的发展,尤其功能要求增多。其关键技术的数量也在不断的增加。目前看来,物联网中的关键技术主要有:传感器探测技术、嵌入式可编程RFID技术、认知计算与智能控制技术以及网络融合技术和纳米技术,具体分析如下:
(一)传感器探测技术
传感器是物联网对自身运行环境以及外部运行环境进行感知的关键部分,传感器技术也为信息的传输、分析以及反馈提供了技术支撑。近年来,随着科学技术的不断进步,智能化和网络化也成为了新时期传感器发汗的主要趋势,并且进入了由传统的传感器逐渐向着智能传感器向嵌入式的Web传感器发展过程。无线传感器网络是由各种微型的传感器节点在监测区内进行有效的布置而组成的,通过无线通信的方式,连接成一个有序的组织网络,同时其也是实现网络化的重要标志。所以,从另一种意义上来说,传感器也是物联网发展的一个主要标志。当前,我国物联网传感器技术发展的主要方向,有:先进测试技术和网络化测控;智能化的传感器网络节点探究;传感器网络组织结构与底层协议研究;传感器网络的自身检测和控制;传感器网络安全问题研究。
(二)嵌入式可编程RFID技术
RFID(即Radio Frequency Identification),又称为射频识别技术或电子标签,其主要是通过识别系统中的射频信号,并且将相关的数据进行获取与收集,该项识别工作是由计算机独立完成,不需要人工参与,而且其应用范围十分广泛。RFID一般是由阅读器和应答器组成的,主要是用来实现对目标物体的检测与控制。RFID的工作原理主要是当目标物体的标签进入到该磁场之后,便能够接收到其所发出的射频信号,并且在感应电流的作用下,将这些信息也存储在芯片中,并且有选择的进行发送,或者可以主动的发送特殊频率的射频信号;当信息在获得解读器的读取之后,便能将信息输送到中央信息系统完成处理,最终实现对该目标物体的控制与管理。当前,RFID技术在满足用户对产品的需求方面有着一定的效率,但这种管理与控制功能仅仅是比较简单的一种,RFID技术根本无法真正的满足复杂业务的处理要求。
(三)认知计算和智能控制技术
认知计算(即Cognitive Computing),主要是建立在对脑科学的研究基础之上,通过对人脑的意识、行为、感觉等能力进行模仿,来实现控制目的,其占用的空间很小,二区诶消耗的能量也较低,因此,认知计算也成为了当前人工智能技术研究的主流方向,关于其研究成果也为智能技术的发展提供了更为科学的理论基础。由此也可以看出,物联网未来的发展过程中,想要实现对目标物体的有效控制,必须要能够从环境中获得物体自身的行为习惯,才能够为物联网的发生提供更多判断的依据。
(四)纳米技术
在通常情况下,纳米技术主要的研究尺寸结构大约在0.1-100mm之间,对该范围内的材料性质以及其应用情况。近年来,随着传感器技术的迅速发展,体积小、功耗低以及性能高的微传感器逐渐进入到人们的视野,并呈现出了大规模应用的趋势。新时期,伴随着科学技术而生产的纳米传感器,能够利用传感器实现更为艰难的任务。
二、物联网关键技术的应用
基于以上对物联网关键技术的分析可知,物联网技术在当今社会和经济发展中具有广阔的应用空间,以如下几个领域的应用为例予以说明。
(一)建造智能化的城市社区
物联网城市智能社区,主要是指利用现有的物联网技术、网络融合技术、智能控制技术以及系统集成技术等,对当前的建筑物所具有的功能和服务,进行科学的扩展,使其具备更加人性化和智能化的特征,形成高档的城市社区,为人们提供一个更为舒适和方便的居住环境。通过智能化社区的建立,能够满足人们对于居住环境低成本、高质量的需求,同时也满足人们参加政治、经济等活动,以此来拉近人与人之间的关系具有至关重要的作用。通过物理网积水建立智能化的城市社区,对于构建平等、自由、和谐的精神家园功不可没。
(二)农业生产精细化
农业生产的精细化,主要是通过传感器对农作物的生长环境和产量以及空间与时间差异等信息进行收集,分析农田产量存在差异性的主要原因,并据此采取行之有效的调控措施。目前来看,我国农业生产正处于由传统型农业向现代化农业转型的历史时期,物联网的运用,将有效的促进农业生产想着规模化和精细化的方向发展,同时也更加促进其现代远程技术和自动化技术的发展。物联网技术的运用,通过对农作物生长所需要的土壤、水分等条件进行监测,同时与系统中已经存储的温度、湿度等气候变化信息进行整理与对比,从而进行有效的科学预测,为科学种植、抗病抗灾,提高农业生产的综合效益提供了技术支持。
(三)智能交通建设
智能交通建设,主要是指将传感器技术、数据处理技术、通信技术、网络技术、信息技术以及自动控制技术等有机地运用到交通运输管理系统之中,并建立一种准确、实时、高效的现代交通运输管理与控制系统。可在汽车上安装一个传感器、RFID嵌入式芯片以及道路监视器,这样就可以通过传感器和道路监视器感知当前的路况信息,利用RFID嵌入式芯片来标识汽车的身份,并进行实时的信息发送与接受,这对于确保交通安全非常有效。
除以上领域外,物联网技术还可以应用于其它领域,比如军事指挥与控制、旅游服务、医疗健康、智能消防、环境监测以及水系监测等领域;将传感器嵌入到电网、桥梁、公路、建筑、大坝、建筑工程以及油气管道中,并将物联网与互联网有机的整合在一起,便可以实现人类社会与物理系统的有效整合。
三、结语:
总而言之,随着现代科学技术的不断发展,物联网技术也将获得更为广阔的应用空间,物联网技术所体现出来的智能化和人性化的特点,都将为现代人类社会的生产与生活提供更为方便和快捷的服务,为人类社会带来前所未有的满足感,实现我国社会与经济的可持续发展。
参考文献:
[1]刘强崔莉陈海明.物联网关键技术与应用[J].计算机科学,2010,06
[2]徐颖秦谢林柏.物联网关键技术和主要问题探讨[J].工业仪表与自动化装置,2011,02
[3]王洪智,李刚,尹鹏飞.试谈物联网关键技术与应用[J].电脑编程技巧与维护,2011,22
篇10
你可以使用蓝牙音响与手机连接,播放音乐。可以让扫地机器人自动为你清洁地板,可以用智能手环监测你的健康状况,案例太多,不一而足。
医疗健康行业的数字化转型起步较早,但是发展程度相对缓慢。
华为EBG中国区医疗拓展部部长戴兴江曾做过一番总结:“之前的医院数字化转型是围绕业务的流程化,而随着数据、信息技术的发展,单独业务的转型易导致与其他业务之间的壁垒。而借助云计算、物联网、大数据等新兴技术构建的整合平台和解决方案,将推动医院全流程、全数据的数字化转型。”
医疗物联网,无疑是引领医院数字化转型的核心。这点,从我国近几年颁布的政策也能得出结论。2012年到2018年,我国相继推出了一系列涉及医疗物联网的政策。这些政策,为医院的数字化转型和医疗网联网的发展指明了方向。
医疗物联网相关政策
医疗物联网,医院数字化转型的基础医疗物联网服务于医疗卫生领域,综合运用光学技术、压敏技术和RFID技术等先进技术手段,结合多种医疗传感器,通过传感网络按照约定协议,借助移动终端、嵌入式计算装置和医疗信息处理平台进行信息交换。
和物联网一样,医疗物联网同样存在感知层、传输层和应用层三个层级。
医疗物联网感知层
感知层中,当前主流的、已被大量应用的技术包括光学技术、压敏技术和RFID 技术。
以应用最广的RFID技术为例,医院通过RFID手环等设备保存用户的医疗档案和个人信息,并由医院服务器负责接收、处理、存储这些医疗数据。医护人员在对病人做医护处理前,可通过 PDA读取患者 RFID 医疗卡上的信息,了解患者的病史和血型等。
除了获取信息,医护人员也可通过PDA记录患者的伤情信息和简单救治情况,并利用无线通信发送给医院,使得医院在第一时间了解状况,做好术前准备。
这方面,坐落于无锡传感网大学科技园的无锡识凌科技有限公司(简称“识凌科技”)是行业的代表性企业。这家致力于研究医疗物联网领域整体解决方案的高新技术企业,是国内首家微波无源RFID技术的开发者。
在过去的几年中,识凌科技在超高频和微波无源RFID技术申请和获得授权的国内外发明专利及著作达60多项。
同时,识凌科技开发的医院物联网信息化集成平台和RFID智能终端设备已在全国340余家医院使用(包括中山大学第一附属医院、浙江大学邵逸夫医院、国药中原医院管理集团、河北省人民医院等知名三甲医院)。
保障护理安全、提高护理质量是缓解医患矛盾的重要环节。
现阶段,我国医院医疗事故频发,一旦发生,就容易出现较大的医患纠纷。而且有数据显示,70%-80%的医疗纠纷并不属于医疗事故,而是由护理不当所引起。
以最常见的输水为例,护士在管理患者输液的过程中,非常容易出现输错的情况。因为输液的药品、数量、时间,都有着严格的规定,其中任何一个环节出出现问题,都有可能导致医疗事故的出现。
如果每一位病人都佩戴一个RFID腕带,护士输液前,先扫一下腕带和药品编码,确定两者是否匹配,就能将输错的可能性降到最低。
识凌科技的RFID医院智能护理系统以医院病区为载体,结合医院物联网RFID应用需求,在国内首次将超高频无线RFID技术应用于医院护理,实现了对患者的全方位无接触信息识别、护理操作数据的实时采集、操作确认、自动记录。
智能护理系统确保了护士按照“三查七对”规范操作,减少护理差错,每位患者在入院时都会领到一条RFID腕带,作为就诊期间的“临时身份证”,里面记录着患者的姓名、性别、年龄、科室、床号、血型等基本信息和医嘱处理、检验、输液、注射等信息。
除了以上提到的传感器,目前医疗行业应用较广的主流传感器还包括监测溶液温度传感器、pH值传感器、DNA传感器和湿度传感器等。
医疗物联网 传输层
常用的医疗物联网无线传输方法包括WiFi技术和蓝牙通信技术。
从技术效果上看,WiFi拥有宽带高、传输速度快等优点主要用于电脑、智能手机等的通信。蓝牙通信技术拥有功耗低,传输速率快等优点,是目前适用于医疗物联网的短距离无线通讯技术。
以国内知名室内导航公司道一循为例。该公司将室内导航技术整合进广州市妇女儿童医疗中心的官方APP里。为患者提供与就诊流程相结合的导航、自主查询导航以及位置分享等服务。从而有效降低医院导诊投入,提升了整体服务质量和运营效率。
医院将道一循的iBeacon蓝牙定位信标贴在墙壁上,当用户的手机开启蓝牙进行定位时,借助信标发的信号就可以实现精确定位,这个过程中,除了第一次开启APP需要加载离线地图外,此后手机无需再开启4G和WIFI网络,所以并不耗费流量。
简单来说,就跟在室外手机要连接WIFI和移动网络,然后通过GPS或北斗进行定位的原理类似。
道一循的电磁指纹比对技术(由蓝牙信标发出来的信号强度)由于不依赖网络,所以比起传统技术的导航稳定性要高出十几倍之多。
同时,道一循还是国内第一家将智慧型天线整合进蓝牙基站中和采用了智能手机惯性导航技术的公司。
医疗物联网应用层
基于物联网技术的应用,医疗越来越向数字化、智能化方向发展,总体可以把数字化医疗分为这样几个方面的应用:
数字化医院是物联网技术在医院的综合应用,它以物联网技术构建出各种应用服务,且集诊疗、管理和决策为一体。远程医疗便是其中的应用之一。
根据卫计委的规定,现阶段远程医疗的服务项目包括:远程病理诊断、远程医学影像(含影像、超声、核医学、心电图、肌电图、脑电图等)诊断、远程监护、远程会诊、远程门诊、远程病例讨论等。
以国内知名远程医疗公司心医国际为例,通过近三年的研发,心医远程会诊平台已经从最初的点对点远程网络,实现了到现在的“点线面”相结合,率先完成平级医院间的横向联结,使医疗资源得以最大程度释放。
心医除了可以搭建区域内部的协同平台外,还可以为区域内提供数据中心及监管平台的服务,完成了数据的互联互通,患者数据可实现一体化全览。
此外,心医优势的影像数据传输和病理图片缓存等技术,极大的增加了会诊过程中查看患者病历的速度和准确度。
目前,国内一些国家级三甲医院都在使用该技术。如果有了5G网络,结合心医特有的影像数据传输技术,将可更高提升会诊效率,也便于移动端应用。
融合感知层、传输层和应用层的数字化解决方案融合了感知层、传输层和应用层的解决方案并不多见,这点,我们以国内医疗物联网龙头企业医惠科技为案例。该企业推出的四网合一的物联网基础架构平台,核心是物联网AP和AC,其中物联网AP和RFID阅读器功能,可以实现信息双频四通道的发送和接收。
物联网AP既可以接收RFID标签返回的信息,也可以接收支持WIFI的移动终端返回信息,实现前段感知的融合。
而物联网AC,除了能够对接物联网AP,还可以通过融合物联网中间件模块,实现前段感知信息和后端应用系统之间的转换、封装、解析和集成。
通过融合通信网关模块,实现RFID信号转换成ICP/IP信号并进行传输,通过融合统一管理平台管理,实现对物联网AP的无线网应用和RFID应用进行统一有效的配置和管理。
简单来说,物联网基础架构平台以一种简约的方式,解决了有线网、物联网和内外网之间的通讯和数据融合应用。
假使某家公司完成了医院的温度物联网的搭建,但后续还可能会涉及到湿度、亮度等方面数据的采集,一家公司很难完全胜任。医惠科技的物联网平台,可以适配包括温度、湿度、亮度在内的所有物联网信息的采集,实现物联网数据的共享。
物联网基础架构平台虽然开放,但并非毫无门槛,所有软硬件产品的接入,必须跟医疗流程紧密配合,符合它的标准规范,对企业来说,这需要很高的专业度。
人员定位管理、婴儿防盗、物联网冷链管理、病人体温实时监控、输液管理、智能床位检测是医惠科技物联网产品在医院内最主要的应用场景。
在通信层,医惠科技与国内知名IT解决方案公司新华三开展合作。基于新华三的基础网络,医惠提供各种医疗场景的传感器和应用的接入。新华三的物联网AP与医惠科技的技术进行了深度融合。
在应用层,医惠科技在自主开发的基础上,跟绿仰科技、盈网科技等公司在输液智能监控和智能床等领域进行合作。
医院数字化转型,物联网应用整体案例自2015年国家生育政策调整以来,二孩妈妈的比例不断上升。2017年,原国家卫计委妇幼司司长秦耕曾提到,2016年全国住院分娩活产数达到1846万,较2015年增长了11.5%,二孩比例和高龄高危孕产妇比例明显增高。
以北京市为例,高龄孕产妇比例则从2014年的48%上升到2016的60%以上,给各地的政府和医院提出了重大的挑战。
针对这一问题,2017年7月,国家卫生计生委印发了国卫妇幼发〔2017〕42号文件《关于加强母婴安全保障工作的通知》,启动了母婴安全行动计划,要求二级以上医疗机构要对妊娠风险筛查为阳性的孕产妇进行妊娠风险评估分级,按照风险严重程度分别以“绿(低风险)、黄(一般风险)、橙(较高风险)、红(高风险)、紫(传染病)”5种颜色进行分级标识,加强分类管理。
此外,计划还明确要求加快妇幼健康信息平台建设,掌握本省(区、市)产妇分娩、高危孕产妇、孕产妇死亡以及服务资源利用情况。
在国家政策的指导下,为更好地服务孕产人群,贵州省毕节市卫计委制定了《毕节市孕产妇保健门诊规范化建设标准》、《儿童保健门诊规范化建设标准》,规范孕产妇及0-6岁儿童保健门诊建设,强化高危孕产妇和体弱儿管理筛查工作。
2017年,全市住院分娩率99.20%,孕产妇死亡率21.05/10万,婴儿死亡率7.16‰,5岁以下儿童死亡率9.30‰。孕产妇系统管理率88.65%,0-6岁儿童健康管理率89.48%,3岁以下儿童系统管理率89.16%,均实现目标任务。
更加科学的高危孕产妇管理
2015年12月,恒大集团与贵州省大方县举行结对帮扶签约仪式,决定无偿投入30亿元帮助大方县贫困人口3年实现整体脱贫。在医疗扶贫方面,由恒大集团出资,在大方县中医院的基础上,按照三级综合医院规模和标准建设一所新的医院,名为贵州省毕节市大方县第二人民医院(大方县恒大慈善医院)
医院占地面积46142.7㎡,建筑面积40708.18㎡,床位设置500张,为集医疗、教学、科研、康复、保健为一体的现代化大型综合性公立医院。内设临床科室44个、医技科室10个;医院总人数800名,其中卫生技术人员680名,行政后勤人员120名。
科室方面,医院由贵州医科大学附属医院定点医疗帮扶,重点打造的特色专科为妇产、肿瘤、脑卒中及心血管慢病等,其中妇儿中心床位200张,每年服务约1万名产妇儿童。
作为毕节市极具代表性的一家创新医院,大方县第二人民医院采用了瑞康医信所提供的移动医疗与物联网技术,通过报告推送、医嘱推送、健康管理、数据回传、一键呼救等技术打通院内院外的高危孕产妇管理的专科信息服务,形成“孕期-产期-产后”和“院前-院中-院后”的服务闭环。
在医生端,医院在HIS和EMR电子病历的基础上,建设了专门的高危孕产妇管理系统,并联通了门诊和住院。产科设有专门的护士监控工作站智能大屏,对住院患者和在家的高危孕妇进行仪表盘式的管理。、在患者端,系统配有专门的手机App和微信小程序,支持患者的手机报告、医嘱提醒、健康管理、预约挂号支付、紧急呼救等云服务功能,通过超长待机的智能手环,实现定位服务和基本生命体征连续监护。
在物联网技术方面,医院采用了双向蓝牙AP进行院内布网,配合医疗级的蓝牙智能手环提供定位服务。在精准度和安全方面,该技术远超传统WIFI、室内基站、RFID视频、UWB超宽带等定位技术。
以大方县某40岁的高龄孕妇A为案例。孕妇A疑似怀孕后来到大方第二人民医院妇产科门诊就诊,医生进行常规孕检后确认A怀孕,但伴有孕期高血压和糖尿病等问题。于是,医生在高危孕产妇管理系统中为孕妇A建立电子档案,确定A为“橙色”风险的高危孕产妇。
给出专业建议后,医生推荐下载孕产妇自我管理App和租用配套的智能手环,建议购买或租用血压计和血糖仪进行自我管理,控制血压、血糖和体重等指标。
于是,孕妇A在工作人员的帮助下,在医院的综合服务柜台下载和注册了App并租用了手环、血压计、血糖仪等配套设备,并在App中看到了本次检查的结果和医生的医嘱建议以及注意事项。
离开医院之后,孕妇A按照App的自动提醒,每日遵照医嘱对运动计步、体重、血糖、血压进行测量和自动数据收集,定期查看发展曲线和医生的管理建议,并在手机App上预约下次来院检查的时间。
如果孕妇A产期临近,感觉不适,可以通过手机App一键直连医院产科值班医生通话,医生确认其有住院观察需要,便会准备救护车为其提供转运入院的绿色通道。
入住医院产科之后,孕妇A会继续佩戴智能手环和使用App,观察期间可在院内缓慢活动。由于院内已铺设覆盖产科、住院部大楼和医院大门的三级物联网电子围栏和定位服务,孕妇还可以享受离床自动监护服务。
当她感觉腹痛有分娩迹象时,长按手环3秒,自动报警,产科医护人员便会立即通过科室的智能终端精确定位患者,以最快速度将其送入产房,实现顺利分娩。
婴儿出生后,医护人员除了强调必要的育儿知识之外,还需根据孕妇的不同状况,对其进行个性化的产后康复和保养的宣教工作。对此,产科备有各类产妇宣教知识库,并推送到产妇的手机App中。产妇自己可以自行阅读,并遵照医嘱执行。这样一来,就大大节省了医患沟通的时间,实现科学康复和科学育儿的目标。
服务模式四大创新:
总体上看,大方县第二人民医院的高危孕产妇管理专科信息服务,不仅形成了“孕期-产期-产后”和“院前-院中-院后”的服务闭环,还具备四大创新点。
孕产妇全程服务模式创新:模式从孕产妇全病程管理的专科需求入手,突破了传统移动医疗应用App以挂号功能为主要的局限。
利用院内院外的信息共享和医患之间的紧密监护沟通,加强了患者的依从性,提高了App的使用频率和粘性。为平台上的高危孕产妇提供个性化的精准管理服务,并打通了高危产妇绿色“生命通道”,具有很强的可复制性。
2、物联网医疗应用创新:本项目从高危孕产妇的应用需求如离床监护和电子围栏出发,将新一代物联网定位和通信技术与移动App软件相结合,实现了对高危孕产妇随时随地的监控(包括离床监护),为用户群体提供了24*7的不间断服务。
3、物联网技术创新:本项目中应用的物联网采用基于双向蓝牙的定位技术和最新的双向蓝牙AP无线访问点,配合地磁、GSM基站、Wi-Fi等技术进行修正优化,在定位精确度、穿透性、抗干扰性、安装复杂程度、成本、设备适配度等指标的综合评测方面,超过了传统的WIFI、RFID、UWB等解决方案。
用户运营服务模式创新:在大方县第二人民医院,院内除了部署应有的软硬件IT之外,还单独设立了一个运营团队,以及产科的专人团队。
团队为前来就诊的孕妇提供手机App扫码注册、App产品使用培训、孕妇围产期知识宣教等运营性志愿者服务,确保来院就诊高危孕妇都能享受到医院提供的新型全病程服务。
模式成效分析:
大方县第二人民医院以移动医疗和物联网等先进信息技术为手段,以院内地面运营团队为支持,在基层医疗机构中逐步推行对患者有利、对医院也有利的高危孕产妇精准管理模式,取得了三大成效:
1、医院品牌提升与模式区域示范推广:通过实施高危孕产妇管理和手机App的应用,医院产科树立起辖区及周边区域内孕产妇精准服务的品牌。