物联网技术安全范文

导语：如何才能写好一篇物联网技术安全，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。

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关键词：安全 物联网 预警 逃生

中图分类号：TB472

文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2016）01-0072-02

物联网（IOT）是在“互联网概念”的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络概念。随着物联网技术的飞速发展，物联网技术针对各行各业的影响也正日益体现出来，基于物联网技术的各种跨界设计也层出不穷。使用物联网技术的新设备、新系统会影响家居设计，因此应用物联网技术是家居环境设计的大势所趋。在这样一个背景下，研究如何利用物联网技术的优势，发展家居环境设计，找到大众最关心的问题之一――安全性设计作为研究突破口，把物联网作为家居安全性设计的技术手段，更好地保证大众的安全。

一 研究背景

物联网技术这几年在中国发展迅速。特别是目前各地在建或建成的智慧城市，如智慧无锡、智能青岛等，都让物联网技术影响着人们的生活，甚至是改变了人们的传统生活方式。、总理专门对物联网作出重要指示，要让物联网更加促进生产、走进生活、造福百姓。各地针对性地出台《十二五信息化战略合作框架协议》都在把物联网技术落实到人们生活的方方面面中去。在这样一个技术背景条件下，把物联网技术应用到民众的生活中去，方便民众、保障民众、服务民众成为当下物联网技术的研究方向。例如，智能墙面和众多的未来可以通过科技实现的家居室内设施、设备中的安全性指标导入到应用APP中，来更好地保障人们的安全。

随着社会发展，在安全层面上引申开去，涉及到有关安全的涵盖，已从最初的安全的设计，到现在人们越来越关心如何更好体现安全，随时随地感到安全，甚至是掌握安全。而在物联网技术下，可以通过安全设备网络化和智能化，来实现安全数据的监控、报警甚至是智能引导。在家居空间设计中，只是对安全做了最基本的规范，在实际设计与施工中，往往是为了创造某种效果或理念，忽视潜在的安全隐患。公安部消防局统计，2014年全国共接报火灾39.5万起，死亡1817人，受伤1493人，直接财产损失43.9亿元。这使得安全问题迫在眉睫地摆在设计师的面前，由于物联网的快速便捷，可以使人们通过物联网，随时随地掌握家中的动向，及时预防甚至是帮助他们逃离，以保障财产及生命安全。接入物联网的设备，预警，逃生三个层面的设计理念下产生的家居设计的改变。物联网设备安全的统一性接口、系统等对传统家居设计提出了新的要求。而预警、逃生等接人物联网的设备也势必带来家居空间的跨界设计改变。（图1）

二 研究现状

家居空间从一开始就建立在人在室内空间中是否安全这个前提来展开的。对于居住的安全性，我们一直把这个焦点给了建筑设计师，而随着新技术的运用，业主本身参与到室内设计的成分越来越大，这个安全的概念就可以分成两个部分，前期是传统的建筑设计师的楼宇安全，后期是设计师对于家居室内人身以及财产的使用安全。由此我们有必要讨论一种全新的设计理念――安全性设计。在室内设计中，我们也有相应的传统安全设计标准，一些固定场所走廊位的宽度、插孔的安装位置等，这些保障了在设计后的安全使用。但这是具体设计过程的单一安全设计，现实中往往在设计过程中为了体现某些概念或设计新意，对这些考虑不全面，设计安全性因而得不到有效实施。这就要由设计安全性发展为安全性设计，所以我们强调从源头开始，从设计的角度提前考虑安全性。从“设计安全性”这个室内设计中的一个设计环节，上升到“安全性设计”，把安全性作为室内设计的整个前提和基础。在新技术，新手段的帮助下，更好地实现安全性设计。

传统的家居安全性和物联网下的家居安全性是既有联系又有区别的两个概念，传统的家居设计一般注重基本的安全规范、单个物体或个人的安全，而往往不重视统一的，协调性的预警式安全，对于智能化的家居系统没有统一的接口标准。在物联网技术中，通过网络协调智能设备成为可能，由此上升到设计层面的是在家居空间这样私密性比较高的空间设计中，带来了安全信息的时刻掌握和人群的联网合作式的存在，而由此带来新的安全的设计模式。把安全因素通过数据和图形，家居中的设备安全运行、环境的预警、甚至是通过智能家居指导与协助逃生的设计理念下，改变人们在家居设计中只关心设计的材料安全、施工安全这些单一的家居安全现象，在家居设计的层面上，综合成一个全新的设计理念――基于物联网技术的家居安全设计。即通过物联网技术考虑人在空间中的安全，通过人与设备的联系，再通过设备与网络，形成安全数据查看、安全预警、逃生指导等，更好保障人的安全。保障的概念不局限于人的生命，也包含了，人对于在空间中一切合理的安全因素，涵盖了人的生命以及财产的安全、健康，和由此带来的有保障的心理感受。

目前在物联网技术条件下，家居安全性上还是存在诸多问题，主要有以下几个方面：

1 物联网设备安全标准不统一。人们一直注重设备安全，但只限于对单个设备的安全性上考虑。物联网设备由于生产厂商的标准不一致，导致开发的APP种类众多，使用繁琐。甚至物联网家居设备本身的安全漏洞，会导致人们隐私受到威胁。因此，制定统一的物联网设备安全标准不光针对物联网设备使用安全，而且包括物联网设备其本身的安全性制定。

2 没有形成系统的预警安全机制。国内家居设计在关注入使用空间的时候，对待预警设计显得不够重视。相对于传统的防盗和预警设计，老式的安全门锁或者报警器，在如今的城市中显得作用越来越微弱。同时，人们在追求高品质舒适生活的同时，对防盗与报警设计相对显得不太重视。但当下的社会现状，人们不得不关注自身的人身、财产安全，为此凸显预警设计的重要性。而当下的科技手段，远程遥控、视频监控都已经和家居设备结合起来。（图2）但各种接入口众多，其标准也不统一。没有统一性接口设计，可以让这些设备并入网络，形成系统的预警和防盗报警系统。

3 对物联网下的逃生安全机制不够重视。家居设计中往往注重人在空间中的舒适度，空间的功能设计在室内设计中的比重很大。而家居空间设计中逃生这个概念，在当下的中国可以说是既火热又发展缓慢。在物联网技术下，家居中智能设备可以发挥指导逃生和协助逃生的作用。同时政府在众多的公共性物联网平台下，也没有专门针对民众逃生与救护的APP平台开发，使得物联网技术在逃生等安全性问题上缺乏其强大的应用。

人们对安全性认识只是分散在家居设计各个其他的研究领域，人们可能大多数讨论的是单个产品或一个产品领域的安全设计，如电器的安全，材料的安全等，而对空间的安全早在上世纪90年代虽有提及，但研究过于分散，而且没有上升到主流设计理念的地位。而在物联网技术下，相继提出了智能建筑、低炭建筑等一系列和家居设计相关的理论，但是作为家居设计中重要的安全性设计并没有很好地与之结合。现实中，物联网下的绿色建筑、智能建筑都对安全性研究不足。所以研究通过物联技术下的设备安全、防盗预警、逃生为出发点的家居安全性设计，在如今的社会环境中显得尤为重要。

三 研究意义

1 现实意义。目前以梁志天等一批国内优秀的室内设计师在个性与室内舒适程度上有所成就，他们在安全性上也做了一定的考虑，但他们并没有把安全性设计作为家居设计为重要目的来考虑所做的方案。这就具有了研究安全性设计的现实意义。而国内对于物联网技术的研究与应用，则过多的是在纯技术手段上，如张春红教授研究的关于通信和计算机技术。对于物联网的前景，不少专家学者，提出了低炭建筑、智能建筑，但是从家居生活中利用物联网保障人和财物的安全，使得基于物联网技术下的安全得到充分保障，在家居设计中则较少考虑。

2 理论意义。从二十世纪七八十年代提出的绿色设计到现在的可持续设计，再到基于物联网技术的智能设计，都无一例外地提出了安全、规范。但在这些纷繁的设计理论和设计流派中，由现状来看，对于家居设计则要以安全性设计作为其基础或是支柱。家居设计是一个四维设计，它要通过时间来检验是否合理的设计体系。在长时间的使用中，安全性设计作为一个重要指标，显得尤为突出。家居空间中全面地考虑安全在家居设计中应作为终极目标，所有的设计都应该围绕这个主题而展开。针对家居安全性设计，我们所使用的条件和手段也应与时俱进。特别是在物联网技术重视与推广的大前提下，利用国家物联网的优势，使我国的家居设计走在设计潮流的前列。

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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。

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构建基于物联网技术的食品安全追溯框架

食品质量安全追溯是一个能够连接食品种植/养殖、仓储、生产加工、包装、运输、检验、监管和消费等各个环节，通过物联网技术采集食品生产与供应各环节信息，建立食品安全信息数据库，让消费者详尽了解食品生产和流通过程，提高消费者放心度。一旦发现问题，食品质量管理部门就能够根据数据库信息溯源进行有效地控制和召回，从源头上保障食品的质量安全。

物联网技术在食品质量安全追溯中的应用

种植/养殖基地方面通过环境传感器检测农户种植/养殖基地的空气温湿度、土壤温湿度、气体成分含量、光照强度等信息，并通过无线网络将这些信息发送到食品质量安全追溯数据库。同时，种植者/养殖者身份信息、品种、产地、立地条件、用药情况等种植/养殖过程信息发送到食品质量安全追溯数据库，食品质量监督管理部门可以实时检测农户种植/养殖基地的环境参数，可以通过互联网浏览器远程动态监测农作物/养殖物生长情况的实时数据，可自定义网络节点地图、可查看每个节点的详细数据、可监测到网络性能以及每个节点的运行状态、可选择时间跨度绘制多个监测节点中的数据趋势图。仓储加工方面为保持食品原材料品质并使其转化成为商品，食品加工企业采收后要经过一系列工序，加工环节中要注意各环节的清洁卫生，技术人员通过样品检测，严格把控质量安全，记载这些信息并上传到食品质量安全追溯数据库。利用物联网条码技术的强大信息容量以及抗污损能力等特点，对食品进行入库管理、出库管理、盘点管理。工作人员利用RFID技术，使用手持终端设备扫描条码可以有效缩短包装、搬运、盘点、统计的时间，大幅提高仓储管理效率，保证食品仓储加工质量。包装方面通过对种植基地/养殖基信息和仓储加工环节信息进行数据处理，将RFID条码贴在包装好的食品上，从而起到产品追溯的简洁效果。按照需求不同，可以生成箱/盒标签和托盘标签两种标签。如果产品要进行分销和零售，就生成箱/盒标签，标签要包含GTIN、批号、包装日期、国家批准号码或供货商全球位置码、原产国（地）、农田代码（可选）和收获日期（可选）等。如果产品要进行仓储和物流运输，就生成托盘标签，标签要包含SSCC、物流单元内贸易项目的GTIN、物流单元内贸易项目的数量、托盘化日期、净重、毛重、原产国（地）和农田代码（可选）等。配送方面利用传感技术、RFID技术、GPS技术等监控配送车辆，采集车辆车牌和驾驶员信息、装车地点信息、装车时间、目的地信息、到达时间、配送车辆行驶路线信息、运输车辆车门开启次数、运输途中温度和湿度等信息，将采集到的数据上传到食品质量安全追溯数据库，保证食品配送环节可控、可查。消费者方面消费者可以通过上网追溯、条码追溯、超市的触摸屏追溯买到的食品，通过追溯系统，更加清楚的了解到产品的生产与流通信息。消费者大可不必担心追溯的信息是否可靠，因为检测食品样品时，检测仪直接将检测结果传送至食品质量安全追溯监管数据库，根本没有修改的机会，从而使每个消费者都能吃上放心的食品。

基于物联网技术的秦皇岛市食品安全追溯应用效果预测

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【关键词】化肥质量安全；物联网技术；追溯系统的应用

物联网（InternetofThings）的概念产生于1999年，普及于2005年，在中国，物联网也被称为之“传感网”，2009年物联网被正式列入我国国家级五大新兴战略性产业范畴，备受全社会的瞩目，由此物联网技术得到了实质性的发展，如今，物联网技术已经广泛地应用于各行各业中，化肥作为一种基础的农资产品，由于其行业准入门槛较低、小厂加工直销情况普遍，以及受气候变化以及经济形势等不定因素的影响，近年来化肥市场出现产能过剩、恶性竞争加剧，假化肥充斥等不正常情况，化肥行业处于产业亟待升级的拐点，政府部门也开始加大监管力度，在此背景下，基于物联网技术的产品质量追溯管理被各大正规化肥企业纳入了质量安全的建设中。

1物联网技术的相关概念

物联网技术是将实质或虚拟的物品信息通过物品编码技术（EPC）、射频识别（RFID）技术、激光扫描器、红外感应器等传感设备以及利用全球定位系统将其与互联网连接起来，实现物品信息的智能化识别、传递和管理，近年来随着物联网技术应用的日趋成熟，实时定位追溯、在线监测、调度管理、远程控制等精细动态化管理均已成为了现实，物联网技术大大提高了社会资源的利用率和社会生产力，有效地促进了社会经济的发展。

1.1物联网技术的核心技术

1.1.1传感器网络技术传感技术依赖于敏感材料以及工艺计测技术，利用传感器和传感器网络感知和采集目标对象的信息，是物联网信息的底层及原始信息的来源，其自身的完整性、效率性、安全性等至关重要。传感网络节点包含传感单元、处理单元、通信单元、以及电源，其中传感单元由传感器和具有转换功能的模块组成；处理单元主要由芯片、存储器、嵌入式操作系统组成；通信单元主要包括无线通信模块，正是这些传感器网络节点构成了无线网络，实现了信息的实时感知、采集、传送和处理。在物联网技术中传感器相关于人的眼睛，同时负责把模拟信号转换成计算机能够处理的数字信息，传感器经历了传统传感器、智能传感器、嵌入式传感器的转变，智能化、信息化、微型化、网络化是其发展的趋势，传感器网络相当于人的神经系统，负责信息的传递；嵌入式系统则相当于人的大脑，负责信息的分类和处理，是一项复杂的应用技术。1.1.2射频识别技术物联网标识技术主要是以条形码（一维码）、二维码以及RFID标识为基础，其中射频识别-RFID（radiofrequencyidentification）属于无线通信技术，是物联网技术的核心，它通过射频信号器自动识别物体包括高速运动目标，获取物体标签中的相关信息，该过程无需机械或光学接触，无需人工干预，可应用于各种恶劣条件下，日常生活中RFID技术应用很广，大到各类门禁系统、质量安全追溯系统等、小到公交卡、餐卡、水卡、门禁卡、银行卡、身份证都应用了射频识别技术，RFID识别技术主要由标签、阅读器、应答器3部分组成，射频识别标签具有数据存储容量大、识别速度快、可重复使用、寿命长、安全小巧轻便、防水防磁防伪等特点，广泛应用于现代物流管理以及自动识别领域中。条形码、二维码和RFID标签都属于物品信息标示技术，本质上都是赋予物品以一个特殊的编号，经由扫描该编号而获知该物品的相关信息，二者之间有一定的区别，条形码（一维码）和二维码是通过光学手段感知印刷的条形粗细或图文来获知编号实现标识作用的，RFID标签可以说是一维码和二维码的电子版本，它采用无线电原理，通过电磁波的载波、调制等过程来获取RFID标签里的编号信息，它的优势在于以嵌入或附着方式来对物体进行定位，无需近距离读取，数据存储所花时间更短，安全性更高。1.1.3EPC编码技术EPC又称为产品电子代码，是物联网的重要支撑，它以RFID电子标签为载体，通过传感器进行识别，以互联网为信息传递的媒介，EPC系统充分结合了射频识别技术以及互联网信息技术的优点，为全球每一件商品建立起唯一的、开放的标识，解决了以一维码以及二维码只能单次单个识别，以及障碍识别的问题，实现了物品信息在网络中的交换、处理、共享以及透明化管理。

1.2追溯管理系统介绍

追溯性主要是产品在原料、生产、加工以及流通各个阶段中具有的正向、反向追踪的能力，由于产品特点、供应链特征、技术手段等不同，不同的追溯系统存在着较大差异，随着编码与标识、信息快速采集、智能决策与预警、数据交换与融合等关键技术的成熟，以及物联网技术的不断发展，追溯系统向着深度、广度和精度方向深入发展，因此，从技术角度构建起符合不同需求、集全面感知、实时传输、智能决策为一体的追溯系统已成为可能，正被各行各业所采用。

2化肥生产质量安全追溯中物联网技术的应用

2.1化肥生产质量安全的重要性

化肥是化学肥料的简称，是用化学方法制成的提供一种或多种农作物生长所必需的营养元素的肥料，主要有氮肥、磷肥、钾肥、复合肥、混合肥等，中国是一个人口大国，农业是国家之本，粮食生产在我国的农业发展中占据着举足轻重的地位，我国的耕地面积仅占世界耕地面积的7%,我国的人口却占世界总人口的22%，因此，提高耕地单位面积的粮食产量是我国粮食增产的必由之路，施肥是改善土壤性质，提高土壤肥力，增加粮食产量的重要措施，化肥作为最基础的农资产品，与人民的饮食健康也息息相关，它的生产质量安全非常重要。传统的化肥营销模式是单一的从厂家到经销商再到终端营销模式，如今化肥行业的经销体制及营销模式也逐渐向多元化销售模式转变，出现了代销、经销、联销、直销及销售、股份合作、区域买断、驻点直销、连锁经营等多种方式，随着投入市场的产品的累积和增加，如何确保化肥产品质量安全、做到生产加工销售信息流的及时监控与回溯，杜绝假冒伪劣产品的出现成为了化肥企业的重要改革点，各企业纷纷利用物联网技术构建化肥生产质量安全的完整追溯体系，实现产品质量追溯的准确性、完整性和效率性。

2.2化肥质量安全追溯系统的架构

在化肥质量安全追溯系统中，硬件层包括传感器、RFID射频标签模块（对RFID标签进行EPC编码，统一发放和管理）、读写器、天线、打印机（打印RFID标签和追溯码），主要是用于产品信息的采集并将信息传递给服务层，服务层是负责数据的处理和传输，包括射频数据的写入与查询、校对、存储和管理；数据层用于存储数据，包括产品及业务的详细信息等；应用层包括生产、存储、运输、销售等各个环节的流程管理，各环节主体的参与活动，形成相关的信息，应用层还提供各种查询、监管等服务功能。

2.3化肥质量安全追溯系统功能的实现

在化肥生产加工存储销售的整个环节中，信息采集的操作流程为：当工厂完成了化肥的生产工作，经检验员检验合格后，由射频标签管理功能为所有加工好的化肥分配带有EPC编码信息的RFID标签，射频阅读器读取到EPC标签信息后，由操作员进行详细信息的录入工作，生产过程中采集的信息主要有：EPC标签、厂家名称、工厂法人代表、机构代码、联系方式、厂家地址、产品的生产日期、生产批次、进程信息、质检报告等。仓储管理环节中操作员通过射频阅读器采集记录的信息主要有：EPC标签信息、仓库及人员的基础信息，货物来源、联系电话、库房地址、入库检测信息、入库时间、出库时间、存储时的温度湿度信息、具体数量等。当商品到达运输管理环节时中所采集记录的信息主要有：物流公司名称、代码、联系方式、地址、法人代表、货物来源、数量批次、运输的车牌号、司机名字、目的地、以及到达时间等。销售理环节中销售员通过读取EPC标签，获取相关信息，并生成EPC追溯码，由打印机打并粘贴在化肥的包装袋上，销售环节所采集记录的信息主要有：分销商或经销商、连锁店、直销或联销店的基础信息、销售员名字、所销信的产品批次、销售的具体时间、数量单价、追溯码、上架时间等。当化肥已经完成了销售环节，购买者通过包装袋上的追溯码可以在公司化肥质量安全追溯系统中查询到各个环节的相关信息，如有发现产品质量问题，购买者可以向相关质管部门进行举报或投诉，从而实现了产品质量信息溯源，实现了化肥产品的防伪认证、以及企业防窜货认证，追溯环节还可记录问题产品的追溯码、购买时间，购买人姓名，联系电话，从而有利于企业以及政府监管部门根据相关信息进行查询，实现对产品的监督和把关，化肥质量安全追溯系统还有单独的管理模块，用于数据的备份和恢复功能，确保追溯系统中的所有数据的安全性。

2.4化肥质量安全追溯系统的作用

化肥企业通过导入质量安全追溯系统，构建企业产品的质量档案库，全面提升企业对公司产品质量追溯保障的能力，也能够有效增加客户的满意度；其次，产品信息的电子化，准确性，完整性得到提升，管理更为便利，节省了相关产品的信息归档、保存时间，节约了人力；再次当企业出现产品质量或物料质量异常时，可以快速进行正向及反向追溯调查，能够在最短的时间内，获取所涉及的数量，范围、为质量问题的处理和改进提供了平台支撑。

3结束语

互联网技术、通讯技术以及物联网技术的结合，实现了物品在全球范围内的跟踪、定位与共享，本文介绍了化肥生产销售过程中物联网EPC编码技术以及射频识别技术在化肥质量安全追溯系统中的应用，企业实现了产品的可追踪、可定位、可监测、可管理、以及可及时召回，同时也为政府质量监管部门对化肥行业以及公司的监督活动提供了技术支持，方便了消费者自主参与到化肥质量的监管中来，有利于提高化肥行业的整体质量水平，最终为我国的粮食生产以及农业发展做出贡献。由于我国对物联网核心技术研究起步较早，无线通信网络覆盖率非常高，政府政策的支持以及专项资金的扶助使得近年来物联网技术在我国得到了突飞猛进的发展，形成了一定的产业技术与应用基础，以深圳为核心的珠三角物联网产业群正初步形成，物联网技术不仅广泛应用于农产品以及食品安全等行业中，数字医疗、智能交通、数字物流、工业4.0、智能建筑等物联产业应用创新正在蓬勃发展中，但是物联网的产业化、规模化、工程化发展仍旧面临着几大问题，首先是传感器等核心技术仍待进一步突破，网络带宽在中国仍然是很大的局限；其次是物联网面临着信息安全与隐私保护问题的威胁，制定出一项各界认可的国家标准或行业标准指引来完善安全访问以及数据保护机制，同时对各环节信息采集、传递与查询等相关操作加以规范，是行业发展的迫切需求；再次是随着网络设备爆发式的增加，IP地址需要扩容，IPV4将满足不了日益增长的需求，IPV6尚未普及，从V4到V6的变革并非短时间就能完成；最后是成本及规模化应用问题，RFID电子标签成本是制约物联网规范化应用的重要因素之一，虽然近两年电子标签成本有了一定幅度的降低，但离规模化应用的低成本要求尚有较远的距离。

参考文献

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【关键词】消防 安全管理 物联网技术 信息化应用

物联网技术能够实现信息的智能收集与传递，不仅可以降低人为误操作带来的安全隐患，同时也可以提高消防工作效率，阻止火势的蔓延，保障人民群众的生命财产安全，加强消防信息化建设，就要在消防工作中利用物联网实现资源的有效整合与利用。

1 物联网技术

物联网技术是在互联网技术之上研发的一种先进的计算机技术，由于我国对物联网技术的研究较早，目前，物联网技术在各行各业中都有着广泛的应用，极大程度的促进了我国现代化建设。物联网技术的技术核心是将网络技术做了延伸和扩展，将移动终端设备与互联网相连接，如全球定位系统、红外感应器、激光扫描仪等，通过移动终端设备实现信息的交换，达到智能监控与管理的目的，运营模式有M2M、SaaS等。

物联网以其智能化以及优越性在消防安全管理中有着重要的应用，尤其针对于高层建筑、高铁、地下建筑的消防安全管理有着更大的意义，更大的责任，只有加强消防信息化建设，才能有效的保障社会群众的生命财产安全，物联网在消防信息化中的应用主要表现在感知功能与传输功能上，通过手持机等移动终端设备来实现智能的感知功能，通过无线网络实现信息的传输功能，最终作用于消防系统中，另外，物联网技术还可以应用于消防事业管理，将数据导入到消防档案系统中，实现统一管理与消防的合理调度。

2 物联网技术在消防信息化领域中的应用

2.1 更新基础数据库

数据是系统的重要组成部分，完善的数据不仅可以帮助系统做出正确、科学的分析，同时也能够提高数据的利用率，但是我国目前的消防信息系统数据过于陈旧，资源利用率不高，在资源共享方面难以提供全面的数据，极大程度的限制了我国消防信息化的进程，因此，将物联网技术应用在消防信息化领域中，能够有效的对数据进行录入与分析，区别于过去数据单独录入存在重复率极高的弊端，物联网能够实现数据的平移，达到资源有效整合的目的，消防信息化领域中，将灭火救援、队伍整改以及后勤保障串联在一起，实现统一管理，利用物联网技术可以将消防指挥中心与客户终端相连，在火灾发生时，能够及时的采取正确的灭火措施，疏散人群，避免造成更大的损失。另外通过为消防人员配置移动终端设备，能够最大程度的提高资源的利用率，促进消防事业的发展。

2.2 实现消防车辆智能调度

在灭火过程中，对消防车辆、消防员和灭火药剂的调度有着重要的作用，高效的调度能够帮助消防队员及时的采取灭火措施，在火势尚能控制时降低安全事故的发生几率，保障人民群众的生命财产安全。因此，将物联网技术应用于消防的调度中，通过RFID技术与消防车辆的水泵与发动机相连，能够在灭火过程中，对于消防车的水量以及发动机状态做到实时的了解，便于消防指挥中心的指挥工作，通过物联网技术，将数据进行智能收集与传递，此过程不依赖于人工操作，不仅能够避免在数据收集与传递中的人工误操作，同时也大大节约了沟通的时间，数据可以直接在PDA或消防指挥系统中显示，为消防指挥中心制定出正确的灭火方案赢得了时间。

2.3 提高消防工作人员的安全保障

火灾现场情况复杂，尤其是在高层或地下建筑环境中，人员密集，疏散空间狭小，使得消防人员的危险系数增大，特殊的环境也加大了灭火救援的难度，因此，将物联网技术与消防员相连，在消防防护服中安装芯片，如湿度探测器等传感设备将每一名消防员的基本信息通过网络反映到消防指挥系统中，不仅可以使指挥员识别出火灾现场的温度、湿度以及有害气体的浓度，从而及时调整灭火方案，另外移动终端设备还会反映出消防员的身体状况，使指挥员及时下达撤离命令，有效的规避风险，保障消防员的安全。

2.4 实现消防设施的动态管理

消防设施主要是指自动化灭火设施、灭火器、消防水源等等。目前我国消防部队尚没有对消防设施采用统一的管理，自动化灭火设施等是阻止火灾蔓延最为有效的途径，尤其在消防救援力量未赶到火灾现场时，自动化灭火设施的合理使用能够最大程度的保障人民群众的生命财产安全。消防水源是灭火救援的基础设施之一，合理的利用可以达到最大的灭火效果，因此，将物联网技术应用到消防信息化领域中，通过在消防设施中安装GPS芯片合一实时了解消防设备的位置，通过安装RFID芯片，能够是实时了解消防设备的使用情况，便于统一管理和调度。

3 结语

综上所述，物联网技术在消防信息化领域有着广泛的应用，不仅可以更新基础数据库、实现消防车辆智能调度、提高消防工作人员的安全保障同时也能够实现消防设施的动态管理，不仅最大程度的保障了社会人民群众的生命财产安全，同时也极大促进了我国消防事业的现代化建设。

参考文献

[1]段祥永.信息化、数字化、自动化技术在消防指挥中心指挥平台和信息管理系统的实践与运用[J].计算机光盘软件与应用，2013，01（16）：105-106.

[2]李惠菁，大校.以信息化为主导以“智慧消防”为推手全面提升上海消防工作和部队建设水平[J].新安全东方消防，2014，02（04）：34-38.

[3]杜b，王聚全.基于物网的消防车辆信息动态监控系统研究与应用[J].网络安全技术与应用，2016，03（05）：94-96.

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尹淑娟 包头师范学院信息学院 内蒙古包头 014030

【文章摘要】

基于物联网技术的汽车驾驶安全卫士是一款融合了51 单片机、传感器技术、无线通信网络终端技术等多种技术于一体的智能系统。该系统可实现的功能首先是检测驾驶员是否属于酒后驾驶，如果汽车行驶时发生交通事故，如侧翻、碰撞，汽车行驶安全卫士可自行将车辆发生事故类型、车辆所在地 GPS 信息，通过 GSM 模块发送到车主预设的手机号码。驾驶员如果有意外发生也可以通过一键触发控制单片机将求救信号发送出去。

【关键词】

汽车驾驶安全；51 单片机；GPS ；无线通信

0 引言

随着中国汽车工业的飞速发展和汽车保有量的大幅提高，汽车成为现代化交通工具。然而汽车对人类社会文明的进程发挥了积极的促进作用，也对人类的健康和财产安全造成了负面效应。每天甚至每一分钟世界上都在发生着各种千奇百怪的交通事故，而怎样控制行车的安全以及发生交通事故之后怎样去处理就成为一个很难的问题。交通事故的不断发生，给人民的生命财产安全和社会稳定造成了极大的威胁，并成为一个不容忽视的社会问题。

本系统将汽车行驶存在的安全隐患尽可能的考虑到并且通过物联网技术尽可能的降低汽车行驶的事故发生率。汽车行驶安全卫士可以很简单的安装在任何车型上，并且可以实现更多的功能。将 51 单片机、GSM、GPS、碰撞传感器等多个传感器以及无线无线通信原理等集于一身为汽车安全行驶保驾护航。系统分为事故应急响应系统和安全提醒系统两部分。其中事故应急响应系统分为碰撞报警模块、侧翻报警模块、驾驶员发现危险按键报警模块；安全提醒系统分为酒精检测模块、车距检测模块、以及其他一些扩展功能。当 51 单片机检测到碰撞模块、者测发模块或者驾驶员按键的信号时，单片机会控制 GSM 将车辆发生事故的类型及发生事故的具体地址发送给车主预设的手机。1 硬件系统设计

汽车驾驶安全卫士系统分为两大部分：一是基于 51 单片机、GSM、GPS 和多个传感器的事故应急响应系统；二是基于 51 单片机、语音模块和多个传感器的安全提醒系统。当 51 单片机检测到碰撞模块、侧翻模块或者驾驶员按键的信号时，单片机会控制 GSM 将车辆发生事故的类型及发生事故的具体地址发送给车主预设的手机。同时安全提醒系统会将单片机检测到驾驶员有饮酒的迹象或车距过小单片机会控制语音模块播放相应录音提醒驾驶员注意安全。

1.1 事故应急响应系统设计

系统使用 51 单片机为微处理器，用碰撞传感器、角度传感器或通过按键触发，将发生事故信息及车辆通过 GPS 的定位信息通过 GSM 模块发送给车主预设号码，从而做到第一时间报告事故。其数据传递过程为 51 单片机检测事故信号并判断事故类型，当接受到事故发生信号的同时驱动 GPS 模块将事故具置信息及事故类型通过 GSM 模块发送短信如图1 所示。

图 1 系统硬件总体框图

1.2 安全提醒系统设计

系统使用 51 单片机为微处理器，用超声波传感器检测车距、酒精浓度传感器检测司机是否存在酒驾可能，倘若有模块检测到信号，驱动语音模块播放相应提示语音，从而实现安全提醒的功能如图2 所示。

图2 安全提醒系统硬件设计框图

2 软件系统设计

2.1 事故应急响应系统软件设计

接通电源后，单片机和 GPS 模块进行初始化，初始化完成后，单片机检测传感器和按键的状态，当检测到有事故发生信号或者驾驶员按下按键后，单片机会做以下三个工作：(1) 将事故信息通过 GSM 模块发送。(2) 继续读取传感器和按键状态信息。(3) 驱动 GPS 子程序读取位置信息，判断位置信息有效后将位置信息送至 GSM 模块发送如图3 所示。

2.2 安全提醒系统软件设计

接通电源后，单片机开始检测各个传感器的工作状态，当检测到传感器提示信息后，以酒精检测模块为例：当传感器检测到酒精浓度达到设定值时，单片机接收到信号，驱动语音提醒模块播放相应语言提醒司机不要酒驾，如图4 所示。

图 4 系统工作流程图

3 结论

本系统可以应用于家用型轿车、大型客车以及各种运输车辆，而且具有安装灵活、功能稳定、价格低廉等优点。包括了侧翻模块、碰撞模块、驾驶员按键求助模块、酒精检测模块、车距检测模块、语音题型模块等多个可灵活配置的子模块，车主可以根据自己的需要选择配置。

其中侧翻模块可以通过角度传感器检测到车辆倾斜角度的大小，驾驶员紧急情况手动按键求助模块可以检测驾驶员是否按键求救，当单片机检测到相应信号时会驱动 GSM 模块给指定手机发送短信。同时，酒精检测模块可以对驾驶员是否饮酒进行检测、超声波测距模块可以检测车辆安全距离。如果酒精模块检测到驾驶员有饮酒现象，或者超声波模块检测到车辆不在安全距离范围内行驶时，就会通过语音模块提醒驾驶员。相比于同一类型功能单一的产品，本系统的设计更灵活方便、成本更低。

【参考文献】

[1] 谭浩强《C 语言程序设计（第二版）》清华大学出版社，1999.12

[2] 高峰《单片微型计算机原理与接口技术》北京科学出版社，2007.4

[3] 凌振宝, 王君. 基于GSM 技术的智能家居系统的设计与实现, 自动化与仪器仪表[J]. 2005(9)

【作者简介】

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关键词：物联网技术；建筑施工；安全管理；物联网

一.引言

随着我国经济技术的高速发展，人们对生活的要求越来越高，希望逐渐实现智能化，因此物联网技术就应运而生。建筑工程随着规模逐渐扩大，安全事故问题越发严重，通过应用物联网技术等智能化技术，提高安全管理水平，确保施工安全。

二.物联网技术概述

1.物联网技术的定义。

1999年，美国麻省理工学院首先提出“物联网”的概念。他们认为，物联网就是将所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理的网络。2005年，国际电信联盟（ITU）了《ITU互联网报告2005：物联网》，对“物联网”的涵义进行了扩展。报告认为，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体都可以通过因特网主动进行信息交换，射频识别技术、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。

2.物联网技术的组成。

物联网包括感知层、网络层和应用层，感知层主要通过信息感知技术（汇接节点、感知节点、射频识别终端等）采集感兴趣的数据和信息，感知层应用的关键技术主要有传感器控制技术和射频识别技术等。网络层主要依托于已发展成熟的互联网以及移动通信网，通过对感知数据进行存储、理解、分析和挖掘，将数据信息高效准确的传输到应用层。应用层主要用于解决人机交互的问题，网络层对感知数据分析和处理并传输到应用层，应用层利用这些数据为用户提供所需服务，把物联网技术与行业或个人需求结合起来，实现应用的广泛化和智能化。

3.物联网关键技术。

物联网的核心技术主要包括：

RFID技术：这是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，是物联网最关键的一个技术。

泛在传感技术：重点是利用各种传感器，将现实世界中各种事物的变化进行量化，形成数据，并通过各种技术手段传送到指定的位置。泛在传感技术其中一个代表是Zigbee。

纳米嵌入技术：利用纳米技术制造超微型传感器，构建看不见的传感网络。这些被称为智慧尘埃的超微型传感器，可以嵌入到任何物品之中，而且对使用不造成任何影响。

智能运算技术：传感器得到信息后，需要对其进行语义的理解、推理和决策，这些需要智能、运算技术来完成。

三、建筑施工安全管理中物联网技术应用

1.设备动态管理。

施工设备是指能够用于建筑施工的物资装备，包括器材装备、施工机械等。物资管理系统利用RFID，GPS、无线传感器网络、现代通信技术、数据采集技术、计算机处理技术、云处理技术与海量多功能传感器相结合，实现对施工设备物资的实时高效管理。利用物联网技术，将分布在不同单位、不同地方以及不同种类的施工设备，按类型、功能、有效性、所属单位等属性信息进行分类，并植入RFID电子标签，将分散的资源等信息集成到统一的网络信息管理系统，进行集中、动态、实时的智能管理和应用。这样，指挥决策部门通过智能的网络信息管理系统就可动态掌握资源的使用和库存情况，为科学决策提供依据。在日常交接班、装备管理部门进行器材检查，只需通过手持终端扫描并与之前的记录进行自动的对比分析，就可以迅速了解器材装备的基本情况，避免装备的漏查和丢失等情况的发生。RFID等物联网技术在物资装备领域的应用能提高装备与物资管理的信息化智能化和自动化水平，增强装备与物资的统筹管理能力和资源整合共享，能加快装备管理现代化建设，能进一步提升设备管理能力，确保科学施工。

2.人员出入管理功能

要求实现大门车辆管理以及门禁管理，施工人员可以持卡任意出入，但为了保证施工人员安全，必须要建立相关的出入记录。需要数字身份验证识别与图像验证相结合的多种检测手段联动识别目标对象并获取相关数据，有利于在不同状态下对人或车辆等物体进行识别与管理。

3.施工消防远程监控应用。

建筑施工中，消防安全是安全管理的重点内容。消防远程监控系统可以通过各种传感设备、视频采集设备等感知和采集现场信息，借助消防物联网网络层传输到消防指挥中心网络信息管理系统进行智能化管理和辅助决策。通过在消防喷淋的管网中安装感应芯片可以掌握喷淋装置的压力，从而监控喷淋管网内是否有水。水的压力，在烟感和温感设备后段安装感应芯片，可以随时掌握烟感和温感的状态。在消防泵开关阀上安装电子芯片，可以远程掌握消防泵的开关状态。在消火栓、消防水池、天然水源等重要位置安装水流触发传感器等，可以随时掌握消防水源的位置、状态、压力等数据。在消防安全通道内使用智能视频监控技术，通过视频处理技术，分析前端摄像头拍摄范围内或指定区域内是否有长时间占位的物体并发出告警，管理部门可以随时掌握消防安全通道被占用堵塞等安全隐患。

4. 照明控制技术。

单灯控制技术是近几年新发展起来的先进的路灯控制管理新技术，通过单盏路灯的实际工作电流和其额定电流之间数据对比，可以实现高效管理和节能控制。应用单灯控制系统后，所有路灯的故障信息都会被及时传送到监控中心。维修人员利用系统固有的路灯故障位置地图显示功能，在检修车出发之前就可知道故障的准确地点，使维修成本大大降低。当有某一盏灯具出现故障时，可以准确地引导维修人员，到达指定灯杆进行针对性的维修。更可以做到对灯具的故障定位到组件，维修人员到达现场后，无须开灯，直接更换相应部件皆可。同时，这一技术可实现对路灯照明、节能、监控、集抄、管理、统计等设备的组网控制和高效管理，可以“按需照明”。在确保安全的前提下，可使路灯达到隔一亮一、隔二亮一、双臂灯单侧亮的效果。工作人员能实时监控每盏灯的运行状态，实现路灯的集中控制、分时分级控制，达到智能节能的效果。

5. 重点人群的物品物联网应用

实现远距离的自动识别，不需要可视读取，既可以对运动物品进行识别，也可以对静止的物品进行识别，这是最突出的RFID技术的特点。RFID所储存的在标签内部产品的电子代码，能够为所有物品建立起一个开放的、全球的标识，可以说其是位移的单件物品的身份识别ID，其包含了该物品所有的信息，实现了对单件物品全球范围内的追溯和跟踪。此外，采用严密的先进人体运动监测算法，整合了数字集成电路的物联网人体的活动检测模块处理技术，在一定探测距离内可以实现自由进行调节，其组装所采用的是特殊布线集成电路。在对重点物品在进行监管的过程中，可以利用身份识别技术，采用一些带有加速度、温度、烟雾、行为分析、湿度等传感能力的先进技术系统，对重要物品的监管就可以轻松实现。

五、结束语

物联网的目的是为了能够方便管理与识别，将网络以及物品连接在一起。在建筑施工安全管理中，应用物联网技术提高管理的智能化，确保安全管理落实到实处，有利于提升管理效果，确保施工安全。

参考文献：

[1]董大，冯凯梁.物联网技术在建筑施工安全管理中的应用[J].建筑，2010，（19）：21-23.

[2]种艳，董运涛.物联网在智能建筑安全防范系统中的应用[J].物联网技术，2011，（4）：79-82.

[3]刘红玲，于亚鹏，常龙等.基于物联网技术的大型建筑安全远程监测系统设计[J].物联网技术，2013，（10）：19-22.

[4]许秀芳.刍议物联网在智能建筑安全防范系统中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2013，（31）.

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【关键词】 物联网、智能、管理

针对当前的学校安全管理，响应公安部和教育部要求各地加强学校和幼儿园的安全保卫工作的号召，为提高我镇中小学的校园安全管理，我们结合当前的物联网技术、数据分析技术、网络技术和通讯技术等信息技术手段，从而实现校园管理的智能化、教学的数字化，提升校园安全管理水平，提高课堂教学效率，改进学校管理，建立先进、实用、高效的数字化校园系统。

一、 学生信息管理系统

1、无障碍门禁管理

学生佩戴电子证卡进入学校时，不需要任何通道，只要在校门范围内进入或离开学校，均可被远程考勤采集终端采集到。

系统由学生卡读卡终端、学生卡、通讯设备、学生卡采集信息及管理后台组成，可以实现对校门进行远距离智能考勤功能。每个学生胸前均挂有一张远距离（有效距离为0―40米）有源感应卡，当学生到达校门时，附近的读卡器立即读到学生所佩戴的感应卡，系统将该感应卡的卡号输出给电脑里安装的学生平安短信服务系统，系统立即按照预录的信息向该学生的父母发一条手机短信，如"您的孩子已到达学校"；同样地，如果学生离开校门的话，系统立即按照预录的信息向该学生的父母发一条手机短信，如"您的孩子离开学校"。

为了确保感应区域的准确性，我们分别在学校门卫室及教学楼分别安装一个读卡终端。通过读卡终端自动采集学生的信息，经系统自动对学生所经过相关区域时间进行比较，如果学生经过学校的门卫室的时间早于经过教学楼的时间，系统就会自动识别出学生已安全到校并及时向家长发出：“您的孩子已到达学校”，反之就会自动向家长发出：“您的孩子已离开学校”的信息。

2、危险区域报警功能

系统能对一些重要区域实现视频监控管理、红外警戒管理。在危险区域内，远程考勤采集终端采集到学生电子证卡信息或者红外设设备接收到人体信息，自动通知后台发出报警，并同时驱动视频设备抓拍图片，供管理人员判断是否应该去现场处理。

二、教室多媒体教学设备

教室多媒体教学设备包含电子白板、投影机、智能笔盒和学生卡交互设备，配合后台统计与综合分析信息系统，在一定程度上提高了教师对学生信息统计及分析的效能。其中：学生卡远程考勤采集终端是一种UHF有源读写器，学生卡是一种结合UHF与HF射频模块的双频卡；UHF通讯距离大于40米；具备课堂交互功能按键，带有A、B、C、D、Y、N等6个按键，结合信号接收设备和评价软件等设备可进行教室互动教学。

三、访客登记系统

访客登记系统具备临时宾客进出门登记、常访宾客登记、多人来访登记、预约登记等功能。读证模块是运用了射频技术，符合ISO14443 Type B标准。该系统能准确读取家长卡、零时卡、身份证等非接触卡内存储的信息。

四、大屏幕显示系统

学校使用大屏幕系统可具有以下的功能：实时显示入校者的身份、会议通知、生日祝福、家教格言、露天电影、宣传窗口等作用，在一定程度上提升了学校形象。大屏幕可通过有线网络与后台管理系统相连，显示监控视频图像等各种信息。大屏幕具有多画面处理视频信号采集、实时高分辨率数字图像处理、二维高阶数字滤波等高端图像处理技术与一身，具有强大的处理功能。用户操作简便，显示效果灵活多样。

五、移动巡检系统

移动巡检终端：为一种掌上电脑（含2.8以上液晶触摸屏），含：非接触学生卡读卡模块、支持MiniSD卡、支持USB、14个以上的按键键盘，支持WIFI、GPRS或3G无线通讯功能；配件必须包含充电器、备用电池、PC连接电缆、挂带、护套等附件；设备要求整体能单手操作；具有所发送信息的各类汇总分析统计功能，对以上信息类别能进行不同组合的查询和统计分析汇总，免费安装，设备所发信息要求能通过USB接口或者数据线、蓝牙、SD卡读卡器任意一种方式发送至计算机（能提供相应的驱动程序，提供基层非技术人员方便导入方式。

移动巡检系统：保安或教师通过移动巡检终端和学生卡读卡定位网络可将保安巡逻区域、时长、路线等重要信息写入并通过无线网络传输到管控中心的数据库；管理者可以从中心服务器获取保安工作的实时信息，即时了解其工作情况，提高小区安保和教师服务管理品质和管理效率；教师可通过移动巡检终端在校园内对学生各类异常状态实时随地进行读卡、异常状态信息录入；可通过学生佩戴的电子证卡信息显示在移动巡检终端上，便于随时查看学生基本信息等情况。

六、校车安全管理系统

1、学生上、下车考勤，并短信通知家长。系统利用车载RFID设备能够读取携带非接触式智能卡的学生的基本信息（姓名、家长信息、上车时间）等内容，系统自动统计上车人数，如超载，后台自动记录并报警， 校车管理终端将实时显示车内人数，杜绝将学生遗忘在车上。

2、校车到指定地点在与家长交接孩子时能对接孩子的家长进行相片对比，确保孩子不会被冒领，保证孩子接送安全。

3、家长卡验证，为学生接送提供安全保证。家长在接学生时，需持家长卡在校车管理终端上刷卡，终端显示家长对应学生姓名，确保学生不被冒领。

4、系统平台实时监控，统一管理。

七、短信服务系统

电子学生短信服务系统是一个WEB界面的短信平台，无需安装任何客户端软件，，每个用户用自己的手机号就可以登陆使用。利用电子学生证短信平台，学校内部各种通知、信息都可以免费发送。班主任、科任老师可以方便地与家长短信互动。家校互动短信主要有如下类型：

1、校务、年级、班级通知；

2、各科作业通知；

3、各次测验考试的成绩通知；

4、学生在校的行为分析，成长记录、知识点分析等信息。

八、后台统计与综合分析信息系统

系统硬件由学生卡在线答题系统、支持在线答题功能的按键学生卡、用于采集学生卡答题结果的射频采集终端组成。系统包含：学生行为管理系统、学生知识评价管理系统（含学生卡在线答题系统）。同时，校园消费系统与数字校园平台对接，学生卡里的消费信息能根据要求，按日、按周、按月系统计，发送到家长手机里。食堂内每周的菜谱等学生的营养信息，也能及时发送给家长，供家长参考。

系统通过安装在校园的读卡器，可随时、随处了解学生的定位信息，进而自动给出学生行为分析数据；系统能够通过自动采集学生在课堂上的答题结果及课后作业信息数据统计分析，给出学生知识点问题分析，便于家长和老师针对性的辅导与知识补充与提升。

学生卡在线答题系统由支持在线答题功能的按键学生卡、用于采集学生卡答题结果的射频采集终端、在线答题课件接口控件等组成。

九、后台管理与稽核系统

后台管理主要由：学生档案、出勤管理、交互式教学、多媒体教室、报警信息管理、补发卡软件、校车安全信息管理软件、综合信息管理等组成。

系统含有扩展接口模块，系统应具有良好的扩展性，可实时与教育部门的后台系统能够对接，可实时录入学生基本信息，并能协助教育主管部门将学生的受教情况、考勤信息、行为分析等快速统计与分析，为教育主管部门教学与管理行为提供决策依据，系统可与物联城市平台后台的接口。

支持在学校内部使用手持式设备进行和中央数据中心的实时数据交换功能，后台监控管理功能包括：

1、RFID手持设备与中心数据库服务器间的数据交换与监控；

2、WEB资产管理服务器与中心数据库服务器间的数据交换与监控；

3、学生卡、校车（或发卡车辆）数据交换与监控；

4、多媒体教室与数据库服务器之间的数据交换和分析；

终端用户可通过网络实时访问系统，可对各类管理信息进行多层次、多条件检索和统计，并可实时生成数据报表，随时了解和掌握状况。

十、手机APP软件系统

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关键词：物联网；安全认证；技术；研究

中图分类号：TP274.2 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2012) 11-0000-01

一、物联网安全层次及其内容

物联网安全性有着自己的特征，现阶段，由于物联网是一种新事物，对物联网这种新事物的相关概念、及其内涵和外延并没有形成统一意见，相关研究学者认为物联网应该具备以下三个特点：1.感知性，即物联网能够对整个体系进行自我感知。2.传递性，即物联网能够通过信息技术实现信息的可靠传递。3.智能性，即物联网能够人机交互的相关信息进行智能化处理。根据物联网这三个基本特点，在进行物联网安全内容分析时可以从物联网的感知层、传输层、处理层三个安全层次，与互联网相比，物联网主要实现人与物、物与物之间的通信，通信的对象扩大到了物品。根据功能的不同，物联网网络体系结构大致分为3个层次，底层是用来信息采集的感知层，中间层是数据传输的网络层，顶层则是应用／中间件层。

物理安全层：保证物联网信息采集节点不被欺骗、控制、破坏。信息采集安全层：防止采集的信息被窃听、篡改、伪造和重放攻击，主要涉及传感技术和RFID的安全。在物联网层次模型中，物理安全层和信息采集安全层对应于物联网的感知层安全。信息传输安全层：保证信息传递过程中数据的机密性、完整性、真实性和新鲜性，主要是电信通信网络的安全，对应于物联网的网络层安全。信息处理安全层：保证信息的私密性和储存安全等，主要是个体隐私保护和中间件安全等，对应于物联网中应用层安全。

二、物联网在我国发展现状及存在问题

（一）我国物联网发展的现状

物联网在我国发展迅速，因为物联网在我国发展有着很强的优势，无论是在政策上、技术上、还是市场上，在政策上，我国政府对物联网的发展相对重视，一方面中国科学院早已经开始着手对传感网进行研究，另一方面我国已经将物联网的建设纳入都国家信息化发展的总体规划中，政府对物联网发展的重视和大力支持使得我国物联网在短时间内发展迅速，在技术上，我国物联网行业起步较早，在国家和政府的大力支持下，物联网技术研发水平处于国际领先行列，已经可以影响行业标准。我国已经开始尝试将物联网实验室内研发的相关技术商业化。在市场方面，我国是发展中国家，物联网在我国的运用和发展前景巨大，物联网在我国是朝阳产业。我国国内本身也市场需求巨大，这为我国物联网的迅速发展提供了广阔的市场。

（二）我国物联网发展存在的问题

1.物联网发展的相关立法和政策滞后。物联网是一种新事物，我国对物联网发展的相关立法和政策制定相对滞后于我国物流的发展水平，而物联网对我国的社会经济发展和国防安全就有十分重要的战略意义，我国政府相关部门应该加强物联网法律法规政策研究，为推进我国物联网发展创造良好的政策环境和法律环境。2.物联网技术标准和行业标准不统一。物联网的发展客观上需要对相关技术进行统一，物联网相关企业和研发单位在开发新的物联网技术时要考虑系统和设备的相互兼容性，目前，我国物联网行业发展标准和技术还不统一，相关企业各自为政，这对我国物联网未来发展极为不利。3.物联网安全形势十分严峻。我国物联网的发展面临着十分严峻的安全形势，安全问题亟需从技术和法律层面上得到有效解决。物联网的兴起既给人们生活带来了诸多便利，但也使得人们对它的依赖性越来越大。如果物联网被恶意的入侵和破坏，那么个人隐私和信息就会被窃取，更不必说国家的军事和财产安全。这一点，从互联网时代的黑客行为就可想象得到它的巨大危害性。

（三）物联网安全认证机制

我国物联网现有安全认证机制主要包括以下几个方面，包括组认证机制、设备认证机制、基于认证的密钥协商机制等，如下图所示：

1.组认证机制：认证机制对确保物联网安全具有十分重要的意义，通常认证机制能够实现为用户提供双向认证，即物联网终端与互联网间双向认证，用户与业务平台之间认证是建立在合作协议基础上的，现阶段，AKA认证方式是3GPP网络中网络接入认证的基本方式，这种认证机制能够实现双向认证，能够协商出网络和用户共享的加密密钥与完整性保护密钥。由于物联网的发展前景广阔，未来物联网终端设备持有量会大量增长，通过这些终端设备组成一个或者多个组，物联网可以考虑组内的终端节点认证方法。

2.设备认证机制：众所周知，物联网终端设备一个最大的特点就是一般处于无人值守的情况下，这容易引发终端设备被恶意损坏、不法分子非法接入物联网网络等相关安全问题，这客观上要求网络必须要建立验证接入网络设备合法性的机制。设备认证机制是解决这一问题的重要方法。设备认证机制可以确保只有合法的物联网终端设备接入网络，维护用户的合法利益，避免因非法设备接入带来的利益争端问题及网络安全问题。

3.基于认证的密钥协商机制：物联网架构底层可以是终端设备也可以是传感器，密钥管理对具有网络通信能力的终端设备来说可以解决通信网络和传感器密钥结合问题。通信网络与传感器网络间可通过认证产生共享的密钥，传感器网关与传感器网络节点间通过传感器网络的认证获得共享的密钥，然后传感器网关将与通信网络共享的密钥转发给传感器网络中的传感器节点，使得传感器节点与通信网络间共享密钥或基于此共享密钥产生新的密钥。

参考文献：

[1]International Telecommunication Union.ITU Internet Reports 2005 Internet of Things,2005

[2]物联网的定义和应用,射频世界,第4期,2010

[3]焦文娟.物联网安全-认证技术研究[D].北京邮电大学,2010,(01)

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关键词：数据隐藏；射频识别；物联网

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）22-5185-02

目前，随着物联网技术的不断成熟和逐步应用，人们越来越关心它的安全问题。尤其是物联网的感知前端射频识别系统，使用的是无线传输技术，相对于有线传输来说，其工作环境是开放的，不稳定的。为了保护应答器和读写器之间的信息传输，目前普遍采用的是双向认证和加密结合的方法，对认证双方通信的所有数据进行加密，从而确保系统的安全性。但是由于物联网中应答器数目巨大，在每个应答器中添加加解密电路会造成整个系统硬件实现的成本的大幅增加，因此不利于物联网技术的普遍应用。该文试图避免繁琐的加密过程，使用相对简单的数据隐藏技术保护应答器和读写器之间传输的敏感信息，从而降低系统的实现成本。

1 数据隐藏技术

网络技术的快速发展为信息传播和利用提供了极大的便利，同时也面临着巨大的挑战的安全问题。在传输过程中如何保护信息安全已经成为人类的重要主题之一。传统的解决方法是加密消息的传播。然而，随着计算机处理速度的提高和并行处理的发展，不再是不可能破解加密算法。因此，寻找一个新的方法来解决信息安全传输的问题已成为信息时代的重要问题之一。

数据隐藏和加密都是常用的方法来保持数据的机密性。与主要研究如何使用特殊编码方法来加密机密信息使其成为形式无法辨认的密文的数据加密不同，数据隐藏更多关注如何用一个公共信息来隐藏敏感信息，然后通过公开渠道来传输机密信息。也就是说通过开放的信息传输来传输隐秘信息。对于加密通信，窃听者可以截取密文、解码或者在接收方接收信息之前毁掉信息，这就会影响机密信息的安全。但使用数据隐藏技术，窃听者很难判断机密信息是否存在于公开信息中，无法判断是否窃听到了机密信息，因此可以保证机密信息的安全。

2 数据隐藏技术在物联网安全中的应用

正是由于数据隐藏技术的秘密性，使得它应用于物联网用户安全的保护方案中成为可能。该文在物联网射频识别应答器和读写器之间双向认证的基础上引入数据隐藏技术，对物联网用户传输的信息和自身身份信息进行保护，具体方案设计如下：

2.1 方案设计初始化

为了节约实现成本，在射频识别系统中使用被动标签。即每次读者首先向标签发送认证请求和提供能量来激活它来响应请求。在标签中要有一个哈希函数实现电路，并且该哈希函数是满足强无碰撞性要求的。标签具有休眠模式。读写器会在标签完成身份验证之后执行所有可能的操作，然后发送信号通知标签进入休眠模式，不再响应任何信号，直到标签被下一个读写器再次激活。在读写器中添加一些硬件电路实现数据隐藏算法。由于需要隐藏的消息的长度很短，因此该硬件电路应该是简单并且易于实现的。同时，相应的隐藏数据恢复电路应装备在标签中。后台数据库标识和其散列值是存储在读写器中的。为了保护用户的ID信息，后台数据库应该能够实现用户ID的自动刷新。

在初始状态，应答器存储自己的真实身份ID和数据库标识符B。读写器存储标识符与B相匹配的自身标识符B’及其散列值H（B’）。在后台数据库中包含所有的应答器ID和每个ID的散列值H（ID）。

2.2 方案执行过程

读写器、标签和后段数据库之间的通信过程描述如下：

1） 读写器向标签发送请求认证的信号Q1；

2） 标签接收到Q1，计算它所属数据库的标识T的哈希值H（T），并且使用数据隐藏算法将H（T）变成M1并把它发送给读写器；

3） 读写器收到M1，使用相应的算法从M1中提取出H（T）。将H（T）和自己存储的H（T’）进行对比，如果一致，它将会发送进一步认证请求Q2给标签。如果结果不一致，则判断该标签不属于本系统的标签，认证结束。读写器将发送认证请求Q1给下一个标签；

4） 标签收到Q2。将自身身份标识ID进行哈希运算，得到H（ID），再把它隐藏到文本M2中并发送给读写器；

5） 读写器将M2转发给后端数据库；

6） 后端数据库收到M2后获取H（ID）。搜索自己的数据库，查找是否有一个标签的IDi能够满足H（IDi）=H（ID）。如果找到，标签认证成功。后台数据库会为这个已经认证的标签产生一个新的身份信息ID’，并存储在数据库中IDi的记录中。最后将IDi和ID’发送给读写器。否则认证失败；

7） 读写器将收到的IDi和ID’使用数据隐藏算法隐藏成文本M3，并发送给标签；

8） 标签接收到M3之后可以获得IDi和ID’，将IDi和自己的身份信息ID进行对比，如果一致，则读写器认证成功，否则认证失败；

9） 标签和读写器同时将已经认证的标签ID改成ID’。标签进入读模式或写模式，可以接受读写器对其进行读写操作；

10） 完成通信后，标签进入休眠模式，直到接收读写器的下一次认证请求。

3 方案性能分析

基于数据隐藏的双向认证协议使用哈希函数来完成标签和读写器的双向认证并对通信敏感信息进行保护。哈希函数的强无碰撞性使得攻击者找不到另一个IDj能够满足H（ IDj ）=H（ ID ），因此攻击者无法伪装成合法标签来干扰合法的通信过程。使用本文设计的保护方案，在标签和读写器完成每次认证之后都会同时刷新标签ID，因此攻击者无法通过跟踪特定通信信息的方式来跟踪标签使用者，因此可以保护用户的个人隐私。由于在对数据库进行搜索以确认标签是否属于数据库之前，本方案使用读写器对标签进行初步判断，因此可以在一定程度上降低后端数据库的计算量，减少拒绝服务供给的可能性。同时，将判断标签所属权的任务移交给读写器之后，后端数据库不需要每次都向读写器发送所有的标签的ID，而只需要处理那些通过预判断的标签。尤其是在存在大量标签的环境中，本方案可以大大减少读写器与后台数据库之间的通信量，从而进一步减轻安全信道的堵塞问题。

本文在双向认证过程中引入了数据隐藏技术。通过数据隐藏，攻击者或窃听者很难判断在未加密的信息中是否有敏感信息存在，因而可以保护用户的隐私。同时，在数据隐藏技术中，隐藏文本的任何变化都会被接收方所感知，因此信息的接收方会知道通信信息已经改变。使用本文设计的方案来完成身份认证和通信的过程中，每次标签与系统完成通信后，他们都将刷新标签ID，因此攻击者不能有效跟踪标记，所以它无法知道用户和的确切物理位置，无法伪装成这个标签，因此可以有效地实现用户隐私信息的保护。

4 结束语

本文使用Hash-Lock协议完成标签和读写的双向认证，使用数据隐藏技术隐藏标签和读写器之间的通信内容。可以保护标签和读写器之间信息传输的机密性并检测是否有第三方伪造信息。与现有的只使用Hash-Lock算法的协议相比，该文设计的保护方案更加安全，出其不意的防范了攻击者的攻击。

参考文献：

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