物联网的技术环境范文

导语：如何才能写好一篇物联网的技术环境，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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随着工业的发展，我们的生活环境也越来越差，为了进一步加强对我们生活环境的监测，保护好我们的生存环境，文章就对物联网技术在环境检测中的应用进行了以下的探讨。

关键词：

物联网技术；环境检测；应用；三层架构

随着经济的突飞猛进，我国在水质、大气、生态环境等各方面都受到了不同程度的污染，为了改善和保护我们的生活环境，就要借助各种技术来加强对生活环境的检测，从而制定更好的保护措施。物联网技术是一种信息收集、监控的网络技术，在环境检测中有着重要的作用，因此环境检测工作人员应该加强物联网技术在检测中的运用。

1物联网技术在环境检测中的实际应用

1.1在水质检测中的应用

物联网技术在环境检测中的应用有很多，其中在水质检测中的应用最为广泛，借助物联网技术，可以为我国的水资源保护和利用提供可靠的数据，从而帮助我们更好地保护水资源。比如，借助物联网技术来对饮用水水质检测的时候，只需要将物联传感器安放在饮用水的水源上，然后就可以对饮用水的水源地水质进行检测，从而更好地掌握饮用水的水质情况。在借助物联网技术对工业污水检测的时候，特别是对工厂的废水排放检测中，需要在废水排放的河流中建立自动的水质监测站，时刻对废水的排放进行检测，然后再将废水的排放情况及时地上报，从而更好地起到检测的作用。传统的水质检测是通过取样然后进行化验，在此过程中不仅耗时较长，还要花费较多的人力物力，因此水质检测的效率降低。在借助物联网技术的帮助后，可以通过建立水质自动监测站以及相应的预警监测设备，一旦发现水质污染的情况就可以及时上报，及时解决水质污染的问题，保证我们的饮用水质量。

1.2在大气检测中的应用

物联网技术也可以应用在大气检测中，通过物联网传感器来对大气中的污染物进行检测，然后再将检测数据及时地传递上报，从而帮助环境检测员及时地掌握大气污染的情况，保护我们的环境。在借助物联网技术来对大气进行检测时，主要是对大气中的二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳等气体的含量进行检测，一旦发现某些气体的含量超过相关的指数，就要对当地的环境进行改善，提高当地的大气质量。因此，物联网的传感器应该安装在人流较为密集的地区，这样才能准确地检测出人们生活中的大气质量。通过加强物联网技术在大气检测中的运用，不仅可以有效地加强我们对大气质量的掌握，还能帮助我们更好地结合大气检测结果来制定和开展大气环境保护措施，保护好我们的生存环境。

1.3在海洋检测中的应用

海洋面积占到地球面积的百分之七十，因此海洋的环境质量对于我们的生活有着重要的影响，所以我们要加强对海洋环境的检测，保护好海洋环境，从而更好地保护地球环境。在进行海洋环境检测的时候，也可以借助物联网技术的帮助，通过结合互联网技术以及物联网传感器来对海洋的组成物质进行分析。比如，我们可以借助海洋区域的无线传感器的帮助来对海洋中的营养盐含量进行信息收集，然后通过互联网技术来对所采集到的信息进行传输，及时地将海洋环境检测数据进行上报。借助物联网技术进行海洋环境检测，主要是加强不同海洋区域的传感器之间的连接，还要掌握好传感器安装的高度，更好地保证检测数据的可靠性，为环境检测员提供更加精准的海洋环境数据。

1.4在重金属污染检测中的应用

随着我国工业的发展，我国的重金属污染问题越来越突出，对我们生活的影响也越来越明显，因此为了加强对重金属污染问题的控制，我们可以加强物联网技术在重金属污染检测中的应用。重金属污染与其他环境污染最大的区别就是重金属污染持续的时间较长，一旦发生了重金属污染就很难进行根本上的消除，因此一定要做好对重金属污染检测的工作，避免重金属污染的发生。环境检测工作人员可以借助物联网技术的帮助来对重金属污染地区记性样本的采集和化验，并且及时地将化验结果传输到污染地区，进而及时地制定解决措施，降低重金属污染对我们的影响。

1.5在生态环境检测中的应用

物联网技术在环境检测中除了可以应用在水质检测、大气检测、海洋检测、重金属检测，还可以运用在生态环境检测中。特别是随着物联网技术在环境检测中的应用，针对于生态环境检测的物联网技术也逐渐成熟。针对于生态环境的物联网检测技术主要有视频监控技术，通过视频监控技术可以帮助工作人员及时准确地掌握动物的生产情况，从而更好地制定相应的环境保护措施。除此之外，工作人员还可以借助物联网技术来对沙漠的绿色植物的种植情况进行研究和分析，从而更好地制定沙漠植被保护措施。

2物联网技术在环境检测中的三层架构分析

2.1感知层

物联网技术三层架构包括有感知层、网络层和应用层。感知层是物联网技术的最基本架构，是物联网技术的基础，因为物联网是通过感知层来获取相应的信息。感知层中的关键技术有很多，比如有二维码、识读器等，要实现智能化的感知层，就要加强智能卡、RFID等技术在感知层中的应用，通过这些技术，让环境检测传感器在收集到数据的同时能够将数据进行处理以及输送，从而大大地提高环境检测信息处理和传输的效率。由于各种原因，感知层的技术在使用过程中会出现较大的功能损耗，因此为了更好地提高物联网技术在环境检测中的运用，工作人员就要努力研究和解决感知层中的功能损耗问题，降低物联网技术在环境检测中的投入成本。

2.2网络层

网络层是物联网技术最为重要的架构，因为网络层在物联网技术中起着信息传递的作用，也被比喻成物联网技术的神经中枢。网络层的主要作用是进行信息的传递，包括信息中心、智能处理中心、网络管理中心等等。通过网络层中的各种技术之间的协作，可以让人与人、人与物以及物与物之间的沟通更加简单和智能化。网络层中的信息传输方式有很多，用户可以结合自己的需求来选择不同的传输方式，从而更好地提高传输效率。网络层中主要的信息传输方式有WIFI、CDMA、GPRS、3G、ADSL等等。随着物联网技术在环境检测中的应用，工作人员应该加强对网络层技术的研究，降低技术的复杂性，提高信息传递的效率。

2.3应用层

应用层是物联网技术的第三个架构，主要是对信息进行处理和应用，应用层借助各种技术的帮助对收集的数据进行分析处理，然后为用户提供其所需的数据，降低筛选信息的时间。通过物联网技术，工作人员可以收集到海量的环境检测信息，借助应用层技术的帮助，筛选出自己想要的内容，进一步对环境进行检测，提高环境检测结果的可靠性。在应用层中，可以分成四个组成部分，分别是数据中心、支撑平台、环保业务以及门户应用。不同组成部分的功能作用是不一样的，比如数据中心是对数据体系进行设计，支撑平台主要是为数据的运行提供相关的技术支撑，保证环境检测数据的传输，环保业务主要在数据中心和支撑平台的基础上建立相应的环境检测系统，对发生的环境污染事件及时地做出相应的对策。

3结语

综上所述，文章分别从物联网技术在环境检测中的实际运用以及物联网的检测技术进行了分析，由此可见物联网技术对我国的环境保护有着重要的作用，我们应该加强物联网技术在环境检测中的运用，加强对我国环境的监测，保护好我们的生活环境。

参考文献：

[1]吴丹娜，江洪，张金梦，等.环境监测中物联网技术的应用[J].安徽农业科学，2014，10：3076-3079.

[2]黄宇.物联网技术在环境监测中的应用[J].计算机光盘软件与应用，2014，07：62-63.

[3]赵一凡.环境监测对于物联网技术的运用[J].品牌（下半月），2015，03：40-41.

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关键词： 温室集群； ZigBee网络； Modbus协议； RS 485总线； 智能控制； Qt软件

中图分类号： TN926?34； TP273 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）14?0049?04

Design of greenhouse environment monitoring system based on Internet of Things technology

ZHANG Ziqian1， ZHONG Weisheng1， LIANG Kai1， WANG Na2

（1. School of Information Engineering， Nanchang University， Nanchang 330031， China； 2. Shanxi Branch of China Telecom Co.， Ltd.， Lüliang 033000， China）

Abstract： In order to realize the intelligent control of the greenhouse cluster， a greenhouse cluster monitoring system based on RS 485 bus and Modbus protocol was designed and implemented. The system is composed of the field data acquisition and control part， monitoring software of remote monitoring center， and communication protocol. The communication between the monitoring center and the individual greenhouse is realized by collocation of RS 485 bus with Modbus protocol. Combined with the characteristics of greenhouse environment control， the ZigBee technology is adopted to constitute a wireless data acquisition network， S3C6410 processor is used to control the relay， and BP neutral network PID control algorithm is utilized to achieve the intelligent control of greenhouse environment. The Qt software is used to design the man?machine interface to realize the remote control of the greenhouse cluster. The experimental results show that the system can correctly collect the temperature， humidity and light intensity in the greenhouse， and can effectively control the environmental parameters of the greenhouse by controlling the action of the relay.

Keywords： greenhouse cluster； ZigBee network； Modbus protocol； RS 485 bus； intelligent control； Qt software

随着人们生活水平的提高，人们希望在一年里的每个时候都能够品尝到绿色新鲜的水果蔬菜，以日光温室为主体的设施农业应运而生。而温室环境监控系统是提高温室作物产量、减少劳动力成本的关键技术，代表了温室生产的核心竞争力。随着传感器技术、计算机控制、网络通信以及物联网等技术的快速发展，融合了上述高新技术的智能监控系统逐渐被应用到温室监控领域[1?2]。传统的大规模温室集群的管理大多是对温室环境单因素进行监测控制，且由人工管理，不能精准地做到温室环境的综合监测和远程控制[3]。为了能够对温室集群中每个温室的生态环境参数实时采集、显示及智能控制，利用物联网技术，开发了针对温室集群环境参数的智能监控系统。

1 系统总体设计

温室集群监控系统主要由各个温室的环境数据采集子系统、环境控制子系统和远程监控子系统组成。将各个温室的微控制器挂在已经布置好的RS 485总线上作为系统从机，然后微控制器将传感器采集的环境参数数据经ZigBee协调器传过来，并将该数据经RS 485总线通过Modbus协议上传到作为系统主机的监控中心PC机上并保存到数据库中。当需要打开鼓风机、遮阳网或者喷灌来控制温室环境参数时，监控中心会给指定的温室微控制器发送指令，控制该温室的继电器动作，以达到温室环境参数的智能控制。系统总体结构图如图1所示。

2 系统硬件设计

系统的硬件组成部分主要包括数据采集模块、现场控制模块和继电器模块。

2.1 数据采集模块

数据采集模块包括传感器和无线传感网络两部分。

2.1.1 传感器部分

传感器作为信息获取的重要手段， 与通信技术和计算机技术共同构成信息技术的三大支柱，是现代信息系统和各种监测系统不可缺少的信息采集手段[4]。将这几种技术融合，能够实现对温室内环境参数的采集、处理和传输。

系统中的温湿度数据采集使用的是STH10传感器模块，具有数字信号输出、低功耗、响应迅速的优点。内部包含一个电容式测湿元件和一个能隙式测温元件，集成了温度和相对湿度的采集。测湿范围为0～100%RH，测温范围为-40～123.8 ℃。其与CC2530的连接电路图如图2所示。

光照传感器采用的是HA2003型，采用了先进的光电转换模块，将光照强度转化为电压值，通过A/D转化为数字信号输出。其测量范围为0～200 000 lux。

2.1.2 无线传感网络的建立

该系统的数据传输方式采用的是由各个ZigBee节点组成的无线传输网络。相对于其他无线传输方式，ZigBee网络具有成本低、功耗低、高传输率、安全可靠的特点。使它非常适合在物联网感知层的传感器网络传递信息。ZigBee节点的处理器采用的是TI公司的CC2530芯片，它由增强型的 8051 单片机和高性能的 RF无线收发器组成。将传感器和CC2530芯片集成在一起形成ZigBee节点，并放置在各个温室的合适位置，然后与ZigBee协调器连接组成ZigBee无线传感网络，ZigBee协调器通过串口与各温室的微控制器连接，完成数据采集和传输功能（温度采集、湿度采集和光照采集）。通过程序设置，使得ZigBee节点能够每10 s采集一次环境参数数据，并将数据传至协调器。ZigBee无线传输网络的拓扑图通常有三种即星型、网型和树型。由于单个温室数据采集子相对简单，本设计采用的是星型设计，如图3所示。

温室内各个ZigBee节点将采集到的数据经ZigBee无线传感网络汇聚到ZigBee协调器中，然后协调器与温室内的S3C6410通过串口连接进行通信，这样微处理器就能够得到传感器采集到的环境参数信息。

2.2 现场控制模块

现场控制的核心是微控制器，该系统采用的是S3C6410开发板。它是基于SAMSUNG16/32位RISC微处理器S3C6410X的一款开发平台，该微处理器具有高性价比、低功耗和低价格等优点。其功能如图4所示。

每个温室都会配备一个微处理器，由传感器采集到的数据经ZigBee无线网络传输到S3C6410开发板，然后将采集的数据通过RS 485总线传送到监控中心的PC机并保存在数据库中。当监控中心向指定温室发出各种指令时，微处理器就会控制继电器动作。当采集到的数据超过设定的数值时将会触发S3C6410开发板上的GPRS报警模块，并向用户发送警报短信。

报警模块采用的是TELIT公司的G30模块，它支持语音和数据通信，并且内嵌了TCP/IP协议栈，简化了开发过程和开发周期。将它和S3C6410的UART串口相连，向G30模块发送相关的AT 指令，用户插入SIM卡，并且开通GPRS业务后，然后绑定需要接收报警短信的号码，当参数超出预警值时就可以向用户发送报警短信。

2.3 继电器模块

当监控中心向某个温室发出打开鼓风机、遮阳网或者喷灌命令时，由于微处理器输出的开关量大多为TTL电平，不能直接驱动这些装置的开启或关闭，需要一个环节作为之间的桥梁。继电器是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”，在电路中具有安全保护、自动调节、转换电路的作用。常用的继电器有电磁继电器、固体继电器、时间继电器等。

根据系统需要，这里选择欧姆龙公司的MY4N?J型继电器，主要参数为负载电流：3 A；最大开关电压：AC 250 V，DC 125 V；动作时间：20 ms以下。

由于微处理器输出的开关量为TTL电平不能直接驱动继电器，所以需要在两者之间加一个三极管，起到放大电压的作用。

3 系统软件设计

3.1 Modbus通信协议

Modbus协议是一种工业上的通用现场总线标准，通过此协议，各设备相互之间，经由网络和其他设备之间可以通信，此协议可支持 RS 232，RS 422，RS 485和以太网设备[5]。

挂载在RS 485总线上的各个微控制器通过Modbus协议与监控中心的主机通信，该协议采用主/从的方式进行通信，为从机分配惟一的一个地址，地址范围为1～247，主机首先发出命令帧，同一网络的从机都会接收到该命令帧，如果命令帧中的地址信息与本机地址相同，则向主机返回所需要的信息，如果不同则会忽略。系统工作时，监控中心主机周期性的通过不同线程向所有从机发送命令帧，将每个温室的环境参数返回到主机。当需要改变某个温室的环境时，主机通过从机地址找到该温室发送命令帧，其他从机不予理睬，以达到智能控制特定温室环境参数的目的。

Modbus协议有2种通信方式即ASCII模式和RTU模式，为了保证较快的传输速率，本设计采用RTU通信模式。不管是ASCII模式还是RTU模式，信息传输方式都是以数据帧的形式，每帧数据都有确定的起始点和结束点，数据帧要传送的设备在数据帧的起始点开始读地址，并检测要寻址的设备和信息传输的结束时间[6]。典型的RTU模式的命令帧格式如表1所示。

3.2 控制算法设计

为了使温室内的温湿度不受室外温湿度的影响，且始终让温室内的温湿度维持在当前作物生长的最佳温湿度下，由于常规的PID控制很难满足快速、有效、稳定的要求，应用基于BP神经网络的PID控制算法，使控制系统更加迅速、高效。控制器结构图如图5所示。通过BP神经网络的自学习能力和非线性逼近能力调整PID控制器的参数KP，KI，KD，使它的输出对应于最优控制下的PID参数。

通过分析，采用反转算法并按照梯度下降法修正网络的权系数，得到网络输出层的权值学习算法：

[?Wli3k=α?Wli3k-1+ηδ3lO2i（k）]

其中：[δ3l=eksgn?yk?uk?lg′net3l（k）]；[g′x=][gx1-gx。]

以温室温度控制为例，温室是一个非线性、 时变、 大滞后与多变量耦合的复杂对象， 根据多变量的解耦、 园艺经验及实际的测量结果， 可以把温室对象简化为一个具有纯滞后的一阶惯性环节[7] ，其传递函数为：

[Gs=Ke-τsTs+1]

式中：K为静态增益；T为时间常数；[τ]为纯滞后时间。

为了验证基于BP神经网络的PID控制算法的效果，分别用常规PID控制器和基于BP神经网络的PID控制器对温室温度控制的效果进行了仿真，其对比仿真曲线如图6所示，其中BP神经网络的结构采用4?5?3，学习速率[η=0.2，]惯性系数[α=0.02，]加权系数初始值取区间[-0.3，0.3]上的随机数。

由图6中曲线变化可知，相比常规PID控制，基于BP神经网络的PID控制在整个控制过程中更加的快速、平稳。

3.3 监控界面设计

为了建立一个良好的交互界面，使用户能够清晰明了地对各个温室环境参数进行控制，对比了组态王、LabVIEW、Qt等几种界面设计软件，本系统采用奇趣科技开发的Qt作为图形界面开发软件。Qt是一个跨平台的用户图形界面应用程序，提供多达250个以上的API接口，并包含支持Modbus协议的函数库。对于一个温室集群来说每时每刻都会产生大量的环境参数数据，数据存储是该系统的核心部分，所以为了能实时显示各个温室的环境参数、方便用户查询历史数据采用了瑞典 MySQL AB 公司开发MySQL数据库。具有体积小、速度快、成本低的特点，其代码是开放的，并且Qt提供了操作MySQL数据库的函数，方便用户开发。

由于Qt提供了Modbus库函数，将该库加载到工程中就可以通过Qt实现监控中心PC机的主机功能。通过选择温室集群的某个温室可以知道该温室的实时环境参数如温度、湿度、光照强度等，还有控制鼓风机、喷灌或遮阳网开关的按钮，并且提示当时的环境参数是否超出正常范围，如果超出则会提示用户，并且可以在日志栏中查询以往不正常情况下的温室环境参数情况。该软件还提供根据日期查询历史数据的功能，实验结果如图7所示。整个系统的控制都可以在远程控制中心进行，根据用户设定的各种温室环境参数进行自动调节。当某个温室温度高于40 ℃时，系统就会发出警告，控制中心会通过Modbus协议给特定温室的微控制器发送打开鼓风机的命令，然后继电器动作，实现对温室温度的控制。同理，当温室湿度或者光照强度超过或低于设定值时，通过控制继电器打开或关闭遮阳网和喷灌，使温室各个环境参数在设定范围内。

4 结 语

该系统不仅能够实现温室集群的环境数据采集、实时显示、历史数据查询，还能够通过控制继电器的动作，实现各个温室环境的智能控制。将监控中心计算机作为Modbus协议的主机，分布在各个温室的微控制器作为从机，主机通过RS 485总线搭配Modbus协议发送命令帧给从机，从机产生相应动作以达到远程监控，降低劳动成本的目的。

参考文献

[1] 李萍萍，王纪章.温室环境信息智能化管理研究进展[J].农业机械学报，2014，45（4）：236?243.

[2] 孙忠富，曹洪太，李洪亮，等.基于GPRS和Web的温室环境信息采集系统的实现[J].农业工程学报，2006，22（6）：131?134.

[3] 岳学军，王叶夫，刘永鑫，等.基于GPRS 与ZigBee的果园环境监测系统[J].华南农业大学学报，2014，35（4）：109?113.

[4] 俞文俊，凌志浩.一种物联网智能家居系统的研究[J].自动化与仪表，2011，32（8）：56?59.

[5] 孙刚，吴文彪，郑文刚，等.采用 Modbus的灌溉用水远程自动抄表系统[J].农业工程学报，2008，24（z2）：76?80.

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关键词：智能变电站、辅助系统、环境控制系统、物联网、可控弱气流对流散热

中图分类号： TM411+.4 文献标识码： A

0引言

智能电网作为未来电网的发展方向，渗透到发电、输电、变电、配电、用电各个环节。在上述这些环节中，智能变电站无疑是最核心的一环。智能变电站要求全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化，并可根据需要支持实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能1。目前，已建成的诸多智能变电站基本能够满足全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化的要求，但在实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等方面尚存一定的不足，而这部分功能主要是通过辅助系统来实现的。参照《智能变电站技术导则》的相关要求，辅助系统优化控制宜具备变电站运行温度、湿度等环境定时检测功能，实现空调、风机、加热器的远程控制或与温湿度控制器的智能联动，优化变电站管理1。作为辅助系统的重要组成部分，环境控制系统的应用使得辅助系统优化控制成为可能。

本文重点分析环境控制系统的现状和存在的问题，同时以110kV润扬智能变电站为例，介绍一种基于物联网和可控弱气流对流散热技术的集常规环境监测系统、通风系统和空调系统功能于一体的智能变电站环境控制系统，并详细阐系统的应用设计思路和方案。

1环境控制系统的现状和存在的问题

1.1 环境控制系统的现状

无论是常规变电站还是智能变电站，辅助系统一直都是整个变电站系统的重要组成部分。智能变电站辅助系统主要包含环境控制系统、照明动力系统、消防报警系统、安全防范系统、门禁系统等子系统，其中环境控制系统主要由环境监测子系统、通风子系统和空调子系统组成。

1.2 环境控制系统存在的问题

现有的环境控制系统主要存在以下两方面的问题：

1、系统集成性不强

现有环境控制系统虽然能够实现智能变电站运行温度、湿度等环境定时检测功能，实现空调、风机的远程控制或与温湿度控制器的联动，但由于系统集成性不强，往往导致监测和控制形成两个独立的子系统，缺乏系统关联性，导致系统在实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能方面存在一定的不足。

2、节能环保效应较差

长期以来，安装强力风机，通过过机械强迫抽排方式进行通风或者安装空调是大多“户内”或“地下”变电站普遍沿用的通风降温措施。但这些措施不仅效果不甚理想还衍生出大量的其他问题，例如强力的通风会带来大量的灰尘和漂浮于空气中的盐类或酸性物质，它们附着于设备或绝缘体的表面形成污垢，腐蚀设备甚至构成放电通道，引发爬电、污闪等安全事故；又如传统措施在设备轻载或晚间往往会造成过度降温，使空气的湿容量下降，湿度上升甚至达到饱和并在设备或绝缘体的表面形成凝露，引发放电、闪络等绝缘故障。由于传统通风措施空气流动效应的无序性，在电气设备周围空间内产生了大量的空气涡流或紊流，不但无法将携带的热量排至户外，反而成为蓄热体，为室内温度的升高推波助澜。现有环境控制系统带来的高能耗、噪音、积灰等负面效应，导致系统节能环保效应较差。

2问题解决方案

2.1 一体化的环境控制解决方案

与传统通风降温措施的单一功能考虑不同，环境控制系统应将变电站设备的运行环境和人身安全标准作为一个整体加以考虑，把通风、降温、防污、干燥、降噪、安全等的环境控制需求通过计算机系统进行统一整合和平衡，在完成通风散热主要效能的同时辅以空气过滤与吸附、有害气体及烟雾的检测与排出、湿度控制与水位测量等措施对封闭空间的多种环境问题实施综合治理，着力将电气设备的运行环境调整到最佳状态，实现设备运行零缺陷的主动防御。一体化的环境控制解决方案如图1所示。

图1一体化的环境控制解决方案示意图

2.2 突出节能效果和环保效应

现有环境控制系统多采用对流散热技术对设备及运行环境的温度进行控制。对流散热量计算公式：

式中：Q为对流散热量, W；hC为换热系数, W/m2；A为有效换热面积, m2；为换热表面与流体温差,℃。

通过分析对流散热量计算公式可知，在设备和环境一定的情况下，对流散热量是温差的函数，而与风量、流速没有直接关系，因此最大限度地利用自然空气进行对流散热的关键不在于强力风机和大功率空调的应用而在于环境温度的控制。

可控弱气流对流散热技术主要利用由热空气浮升力驱动的自然弱气流对流，通过“矢量送风”、“物理导向”、 “智能控制”等技术措施对热气流进行有效组织，使其形成一种横向螺旋环绕、纵向单向可控、包覆热源体表面的对流形态，通过自然对流与强制对流共同作用的复合换热过程对电气设备散热降温。通过可控弱气流对流散热技术，能够实现智能变电站设备安装空间的气流组织和局部小气候再造，提高系统综合降温效率。由于采用了可控弱气流对流散热技术，取消了原有系统采用的强力风机和空调等大功率设备，有效地解决了原有系统带来的高能耗、噪音、积灰等问题，显著提高了系统的节能环保效益。环境控制系统的节能环保效益如图2所示。

图2环境控制系统的节能环保效益图

2.3 物联网技术与远程监控应用

环境控制系统利用物联网技术，通过对外界的感知，构建传感测控网络。通过传感测控网络获取变电站的综合环境信息，经融合处理后生成适当的控制策略，同时通过多种通信媒介实现系统运行情况及告警事件的远传，使有关运行维护人员通过远程监控系统平台能实时“感知”现场的环境信息并实施远程监控。从而最大限度地保证无人值守变电站设备的安全可靠运行。

传感网络组网方案分为有线组网方式和无线组网方式。有线组网方式特点: 通信线路稳定可靠，维护简单，但安装地点易受限制，布线复杂；无线组网方式特点: 安装地点不受限制，无需布线，现场施工方便，但通信易受电磁干扰，抗干扰技术复杂，生产成本高2。根据变电站实际情况，环境控制系统的传感网络采用有线组网方式，以降低成本且便于维护。

3应用效益分析

以110kV润扬智能变电站为例，该智能变电站为全户内变电站，设置电缆半层，GIS设备室、主变室和开关室布置于一层，电容器室和二次设备室布置于二层。环境控制系统由7台模块机组组成，对整个110kV站进行环境控制。

电缆层作为整个系统的进风口，安装6组进风过滤模块，用于空气净化，防止积灰、积垢和有害气体侵蚀；安装3套送风模块机组，从电缆层吸入空气用风管送至各散热器室的散热器底部；安装2台排风机，用于事故排烟。

GIS室安装1台模块机组，机组从底部吸入电缆层新风，再次过滤后压入GIS室；室内上部设有电动防雨阀窗，室内多余的温、湿度空气经电动阀窗溢出户外，室内底部SF6泄漏气体经下部排风口溢出户外；同时在室内上部与下部各安装2台排风机，用于事故排风，上面两台向室内送风，底面两台向户外排风，平时SF6泄漏气体则在模块机组送风下自行从底部风机口溢出户外。

开关室在墙边安装2台带有辅助制冷制热模块机组，该机组从底部吸入电缆层新风，再次过滤并控温、湿后分别从两侧压入开关室内，对电气设备控温。

主变室楼板留有460×360孔洞，用消声弯型风管与散热器室风管对接，直接将新风送入散热器室；主变室与热散器室上部设通风格栅，用于将主变热空气排入散热器室，该方法即可提升散热器上部加温，增加热压差，又可减少户外尘埃对主变绝缘的破坏。

电容器室墙体下部留有800×350孔洞，用于安装防爆防火隔烟散流器，下层开关室空气经散流器流入各电容器室，经热交换后从各自上部排风口溢入散热器室排出户外；同时安装1台排风机，用户事故排烟。

二次设备室墙体安装1台带有制冷制热的模块机组，机组从后背吸入新风，经过滤控湿、温后压入主控室，经热交换后的湿热空气从上部电动阀窗溢出户外；该阀窗自行温控启闭，冬季关闭后室内保温，节约能源。

环境控制系统与传统通风降温措施效益对比情况如表1所示：

表1环境控制系统与传统通风降温措施效益对比表

4结论

智能变电站环境控制系统是将物联网技术、空气动力学、热力学、传热学、传感器技术、计算机自动控制技术等理论和技术高度集成的一种智能化应用系统，该系统的应用，实现了智能变电站环境实时监测和优化控制，解决了环境控制问题与变电站设备运行安全功效的关系，有效降低了系统能耗和噪声污染，为智能变电站的安全、可靠、经济、节能运行提供了技术支撑和重要保障。

参考文献：

[1] 国家电网公司. Q\GDW383-2009智能变电站技术导则[S]. 北京: 国家电网公司, 2009.

[2] 鲁东海, 孙纯军, 秦华. 基于物联网技术的智能变电站辅助控制与监测系统设计与应用[J]. 华东电力, 2011, 39(4): 567–571.

作者简介：

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1物联网技术

1.1物联网的基本概念物联网，简称IOT，是一种基于互联网并将信息交流范围朝物与物之间联系的方向进行扩展和延伸而产生的一种新型的信息技术。物联网的定义源于1999年的麻省理工学院的专家们，其将物联网定义为按照相关协议，利用各种信息传感设备如射频识别、红外感应器等，连接互联网与物体，并通过对信息进行交换和通信的方式，从而实现物体识别、定位、跟踪、监控及管理等方面智能化和网络化的一种新型网络技术[1]。总体而言，物联网就是利用传感器，通过连接互联网和物体，从而实现物体的智能化管理。物联网技术的使用将人类的生产和生活与互联网相互连接，再对资源进行充分利用，提高社会劳动生产率的基础上实现了人类生产、生活的智能化、网络化。

1.2物联网的架构物联网的架构有三层，包括感知层、网络层和应用层。感知层主要是指物联网系统的传感设备，如RFID标签、GPS、传感器、摄像头等。感知层就像是人类的皮肤和感官，用于与外界事物进行接触并感知外界事物，感知层主要是用于识别并采集物体的各类信息。网络层主要是指物联网系统的通信信号和网络中心，如网络管理中心、监控中心、信息处理中心等。网络层就像是人类的神经中枢和大脑，将所收集的信息传输至监控中心并进行处理。应用层主要是指物联网系统的应用范围和方向。应用层就像是人类社的行业分工。现物联网技术已广泛应用于各行各业，根据行业物点，不同领域在利用物联网技术的基础上建立了具行业特色的物联网系统，物联网技术的使用有效实现了行业发展的智能化和网络化。

2物联网技术在生态环境监测中的应用

2.1大气监测物联网技术应用于大气监测主要是对大气进行流动监测和固定在线监测两种方法。流动监测不但可实现监测功能，同时还可具预报功能。流动监测是未来我国物联网技术应用于大气监测的主要方式。固定监测是指通过在排污口安装监测设备，同时在监测范围内以网格的形式安装传感器的方式对大气进行监测的一种方法。一旦监测范围内的大气发生了变化，相关工作人员通过网络迅速接收到传感器所感知到的信息并对其进行分析，加快了问题解决的速度，同时还提高了决策的科学性，为制定预防计划提供了信息依据。据了解，现我国已有多个城市建立起了完善的空气智能监测系统，以对空气常规指标进行实时监测，如武汉市。据统计，武汉市现已拥有8个监测子站，监测系统利用传感设备对大气中各种气体的数据进行了采集，包括二氧化硫、可吸入颗粒、氮氧化合物等，并将所采集的数据利用物联网系统的网络层传输至监控中心，从而实现了对大气的实时智能化监测[2]。

2.2水质监测水质监测及对水质进行评价等工作促进了水资源的保护、管理、开发及利用等工作的顺利开展，为水资源的全面管理提供了真实有效的数据依据。水质监测的范围相对较广，其不但包括工业排水及已被污染的天然水，而且还包括未被污染的自然水。水质监测工作不仅仅是观察和判断水质质量，而且还要充分了解水质当中所含有的有毒物质。若发现水质当中所含有毒物质量超标，则应立即向上级进行报告并及时采取防治措施。我国水质监测包括饮用水监测和水体污染监测两方面，其中利用物联网技术进行饮用水监测主要是通过在水源地安装传感器等设备，对居民用水水源地的水质进行实时检测，并对每日的检测结果进行分析，以及时了解当地水质情况，为相关管理部门制定相应的水资源保护、管理、利用等计划提供科学的信息依据。利用物联网技术进行水体污染监测则主要是对工业废水进行监测，包括污染源的生产设施及污染治理的相关设施，通过采集这些设施的相关参数，结合企业的生产工艺，以对工业企业的生产设施的污染物排放量及污染治理设施的治理效果进行监测，从而避免重大污染事件的发生，有效保护水质环境。

2.3生态监测物联网技术在生态监测中的使用主要是先对所要监测的区域进行分簇划分，将要实施监测的区域划分成各个分簇，然后再根据分簇的噪声、湿度及温度等情况以及监测需求安装相应类型的传感器，通过传感器来采集各类监测数据，然后再将所采集和收集到的数据传输至控制中心。在生态监测当中应用物联网技术不但使所采集的远程生态监测数据更加可靠，而且还使得数据传输更加及时，同时通过在监测区域内安装移动Agent节点，还可建立实时二维定位表，为数据的传输提供了最优路径，有效降低了网络能耗[3]。

2.4海洋监测物联网技术在海洋监测中的应用主要是结合了传感网及互联网，在所要监测的海域范围内的海塔之间采取搭建无线传感器的方式，利用传感器的节点来监测和采集海洋中的各种物质含量，如营养盐、重金属、有机磷农药等，然后将所采集的数据通过无线发射装置传输至监控中心，最后利用数据末端对所接收的数据进行处理。这就是利用物联网技术所建立的一个海洋环境智能监测系统。在这个系统当中，每一个节点都可连接不同的传感器，在实际工作当中可根据监测的具体情况来调整传感器的安装位置。

3存在的问题及发展趋势

虽然目前物联网技术已广泛应用于各领域和行业，但其仍存在部分问题，主要表现在以下方面：第一，未掌握关键技术，如传感器及云技术等方面技术，在很大程度上制约了物联网技术及产业的发展。第二，技术标准未实现统一。物联网三层架构当中每一层都有其各自的标准化组织，包括技术接口、协议等，但三层架构的却没有一个统一的标准，使得物联网系统稳定性较差。第三，网络安全问题。现物联网技术仍存在较多网络安全问题，网络漏洞的存在及网络黑客的攻击随时都会使得数据发生泄漏或遗失。在未来的发展当中，物联网技术将不断完善，在生态环境监测中的应用也将得到推广，其不但会应用于大气、水质、生态、海洋等方面，而且还会实现土壤监测、噪声监测、电磁监测等。同时随着科学技术的不断发展，物联网技术将实现更深层次的网络化和智能化，物联网系统的配备将更加齐全、完善，使物联网技术能更好地应用于各领域，从而提高各领域的生产效率，发挥出更大的作用。

4结语

物联网技术的使用加强了人与人、人与物、物与物之间的信息交流，是现代化科学技术以及社会经济不断发展的产物。在生态环境监测当中应用物联网技术一方面弥补了传统监测方式的不足，另一方面提高了监测的工作效率，有效促进了生态环境监测的发展。随着科学技术的进一步发展以及生态环境的监测需要，物联网技术在未来的发展将会越来越完善，在生态环境监测当中也会发挥着越来越大的作用。

参考文献：

[1]王希杰.基于物联网技术的生态环境监测应用研究[J].传感器与微系统，2011.

[2]张泽伟.关于环境监测中物联网技术的应用探讨[J].科技创新与应用，2015.

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关键词 物联网；智能环保感知技术；环境保护中的应用

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）13-0001-01

随着社会的进步和发展，当今社会中信息技术的使用得到了人们的重视，也是目前世界竞争最激烈的领域。我国将信息技术作为一项长期发展的行业，对智能感知、自组织网络等技术进行重点的发展。下面根据物联网智能环保感知技术的相关知识进行分析。

1 物联网智能环保感知技术

物联网的整体构架可以分为三个层面，分别为感知层、网络层和应用层。在感知层涉及到相关技术统称为感知技术，在物联网的基础上智能感知技术和一些网络设施进行结合，为人们的生活进行服务，将物理世界真正的呈现在人们的生活中，让其无所不在，而物联网是通过智能装置和传感器对整个世界进行感知，在物联网中涉及到的技术有很多其中包含了自动识别、传感、定位等技术，在各项技术的发展中，人们开始对这些技术进行一些控制，希望在技术的革新和进步上做到环保的概念。而新形成的物联网智能环保感知技术是物联网技术在环保领域中的应用。

在环保领域进行的物联网智能感知技术的应用主要是通过一些装置和技术对污染源、生态等信息进行及时的检测，将生态环境检测系统进行全面、多方位的构建，进而对污染的排放进行降低，对环境的风险进行防御。在环保领域运用物联网智能感知技术，是对物联网的运行进行深度和广度的扩展。

2 物联网智能感知技术体系在环保领域的构建

物联网是一个网络系统，和其他的网络一样，有自己的内部构架。物联网的构架分为三层：感知、网络、应用。在感知层通过一些传感器和技术对物体的信息进行获取和传感。在网络层，通过多种网络平台将网联网网络平台进行构建，比如说3G网络、互联网等，将感知层获取的信息进行准确及时的传送，并对要传送的数据进行整合、清理，对出现的一些异常现象和问题进行处理，通过数据的挖掘和融合技术将数据信息进行提炼。在应用层是将以上两个层面处理过的信息，根据系统的功能需求进行智能化的处理，对在环保领域中出现的环境污染进行预防和治理，并进行自动的调节，信息的，将物联网技术在环境保护中进行应用。通过对各种技术的结构进行稳定，对系统中各种软件出现的错误、故障进行排除、检修，对环保数据采集的传感器的工作环境进行调整，保证可以及时的获取所需环境数据，进行早期的环保污染预防和保护。

3 在环境保护领域开发智能化的处理功能

对物联网技术进行使用，主要是通过一些物联网的技术和软件对数据采集，并进行提炼，为各个领域提供安全可靠的数据信息，所以对物联网的技术进行智能化很有必要。不管是哪个领域使用物联网技术，如果没有智能化的技术，就不能将物联网的优势进行展现，想要将物联网的优势进行发挥，对环境的检测实现智能化，将环境检测数据进行智能化提炼可以实现两个目的。

1）将污染预警的时间进行延长。在传统的环境污染检测系统中，数据传达到信息中心后，要根据各种数据对预警指标进行对比，从对比中找到环境预警信息。在传统的环境监测系统中进行的动态监测很薄弱，缺乏紧急环境问题的处理能力，而且环境预警信息的精确度和稳定性都会对要采用的污染防治措施产生影响，在物联网智能环保感知技术的应用中，要充分的发挥智能这一优势，对环境进行实时的监测，对环境污染状况进行分析，进而将环境预警的时间进行推算，将环境污染监测的预警时间进行延长。

2）对环保部门进行环境污染治理提供可靠的依据。环境污染的产生并不是独立无序存在的，对环境污染进行的治理工作，一般都是在一定的经验上进行的。在环境保护中物联网的使用可以将环境变化的时间、场所等信息、以及现有的环境污染治理经验，对监测的环境产生污染的原因进行分析，将环境污染治理中出现的问题进行找出，针对其中的重点和难点，找出合理的治理方案，将环境污染治理的决策时间进行缩减，降低在决策中出现风险的可能性。

4 物联网智能环保感知技术的发展

物联网智能环保感知技术的应用，首先要对进行简易化发展，让物联网智能环保感知技术的设备朝着微型的方向发展，满足人们在日常生活中的环保需求，比如说在垃圾车、生活污水的处理等方面进行物联网感知技术的应用，不仅仅可以将物联网技术应用到大型的环保项目中，还可以将物联网技术应用在日常生活中，让物联网真正的走进人们的生活。

在目前的环境保护中已经有了突出的成绩，但是在日常生活中进行的环保却没有很明显的成效。人们的生活不断地丰富和发展，在生活中出现的环境问题也就慢慢的展现在人们的眼前，改善人们的生活环境是目前要解决的问题。在现阶段物联网技术还处在初级阶段，物联网技术的应用有了一定的基础，对生活污染控制中物联网技术的应用需求更加的突出。可以进行智能芯片的使用，在对成本进行降低的同时，对设备的环保技术进行改进，将物联网智能环保感知技术的抗损坏能力进行提升，可以采用一些防腐、抗氧化的材料对物联网传感设备进行保护，为了保证环境保护工作可以稳定、安全的进行可以进行多平台网络模式的构建，通过多网络平台对环境进行多方位、多层次、全面的监测和防护治理。

5 小结

通过对物联网智能环保感知技术进行分析认识，我们可以看出，物联网的使用已经进入人们的日常生活中，在环境保护中的应用最大程度上对环境污染进行监测，进而进行污染治理，给人们带来更加安全的生活环境。

参考文献

[1]赵富安，赵宇.物联网技术浅析[J].科技致富向导，2013（03）：45-46.

[2]张宏伟.物联网在环境监测和保护中的应用研究[J].物联网技术，2011（08）：65-66.

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关键词：物联网；环境监测；环境保护；应用研究

中图分类号：TP393　文献标识码：A　文章编号：2095-1302(2011)06-0073-04

引言

环境保护是指人类有意识地保护自然资源并使其得到合理的利用，防止自然环境受到污染和破坏。目前，环境保护主要应从以下几个方面做起：首先是防治由生产和生活所引起的环境污染，同时要防止由建设和开发活动引起的环境破坏，保护有特殊价值的自然环境，同时要注意环境保护、经济建设和社会发展之间的协调发展，避免“先污染后治理”的思想。

我国环境污染己成为影响社会和谐的一个重要因素。在我国经济发展取得举世瞩目成就的同时，环境质量在下降，一些新的或隐性的环境问题逐步显现：外来物种入侵成为一个新的生态问题；环境污染事件不断出现，具有集中爆发特征。从实践看，我国并没有完全绕开“先污染后治理”的老路，重点城市和地区环境治理也是在污染到一定程度后才开始治理的。我国现阶段面临的环境问题，既是经济高速增长的产物，也是经济发展不够的表现。

目前，我国环境保护领域的信息化程度还比较低，地方环保系统业务数据因为共享和服务不开放，从而造成各地重复投资。业务信息滞后造成环境污染事故频发，取证困难等问题。环境保护向自动化、智能化、网络化方向发展将是未来环境保护工作的重点，环保信息化势在必行。而物联网的快速发展，则为我国的环境保护提供了思路和方案。

1　物联网(IOT)的概念

物联网是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的嵌入式芯片和软件，使之成为“智能物体”，然后通过网络设施实现信息传输、协同和处理，从而实现物与物、物与人之间的互联。物联网可以依托二维码、射频识别(RFID)、各类传感器／敏感器件等技术和设备，使物体与互联网等各类网络相连，以获取无处不在的现实世界的信息，实现物与物、物与人之间的信息交互，支持智能的信息化应用，实现信息基础设施与物理基础设施的全面融合，最终形成统一的智能基础网络。

随着传感器网络技术、近程通信技术和M2M技术的快速发展，物联网的应用已出现在我们的生活中，首先是以M2M技术做为基本结构的简单物联网广泛应用于物流管理、智能交通、环境监测、公共安全、智能家居等各行各业中。陕西省“十二五”物联网规划中明确提出依托省环保厅、水利厅、长天软件、中星测控公司等单位，组织实施省环境应急监测与指挥系统、省水土保持监测与管理系统、环境在线监控系统、城市污水处理与重点污染源监控、山体滑坡预警等重点应用示范工程的环境保护物联网。

2　物联网的组织架构

智能型环境保护系统的物联网组织架构如图1所示。环境保护的物联网主要由感知层、网络层、应用层三大部分组成。其中感知层通过传感器、智能卡、RFID电子标签、识别码、摄像头等感知设备实现物体识别和环境指标、事故应急等信息的捕获、采集，以达到智能感知的目的；网络层利用无线网、移动网、固定网、互联网、广电网等传输网络实现感知层所采集信息的传输；应用层主要包括环境保护中的特定应用服务以及实现网络层和应用服务间接口和能力调用功能的中间件，用于完成信息的分析处理和决策，实现特定环境监测的智能化应用和服务任务，以实现环境监测信息的识别、感知、分析和预测，发挥智能作用。

作为物联网在环境监测和保护领域中的特定应用，其技术与其他领域中的应用有共同之处，但也有其特殊的关键技术发展。按图1所述，其技术是从感知层、网络层、应用层三个方向发展。是信息技术在基础设施中的应用，通过传感网实现对物理世界的信息感知，以进行环境监测和调控，达到环境保护的目的。该应用的主要特点是数据采集量大、精度高，智能信息融合、协同处理能力、网络快速部署能力强，采集数据具有高效可靠传输、网络健壮性、抗毁性。

2.1　感知层

感知层是环境保护物联网的基础组成部分，主要包括感知设备、传感网络两项关键技术。感知设备作为物联网采集信息的工具，就如同是物联网的“皮肤”、“眼睛”、“鼻子”和“耳朵”等，是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器网络是由许多在空间上分布的自动装置组成的一种计算机网络，这些装置使用传感器协作监控不同位置的物理或环境状况(比如温度、声音、振动、压力、运动或污染物)。传感器网络的每个节点除配备了一个或多个传感器之外，还装备了一个无线电收发器、一个很小的微控制器和一个能源(通常为电池或太阳能电源)。无线电收发器主要应用短距离无线传输(WPAN)技术和RFID技术。目前最关键的是传感器本身的问题，包括传感器的精度，传感器的能耗、规模和速率等。

2.2　网络层

网络层主要利用无线网、移动网、宽带网、固定网、广电网等传输网络实现感知层采集数据的传输和处理，是物联网的“中枢神经”。一般情况下，传感网只能在特定范围内组网，不可能实现任何时间、任何地点的无缝隙的覆盖。通信网络是实现“物联网”必不可少的基础设施，它安置在动物、植物、机器和物品上的电子介质产生的数字信号可随时随地通过无处不在的通信网络传送出去。事实上，只有实现各种传感网络的互联、广域的数据交互和多方共享，以及规模性的应用，才能真正建立一个有效的物联网。网络层的关键技术在于传感网与通信网的融合。

2.3　应用层

环境监测与保护物联网的应用层主要包括环境保护物联网的特定应用服务以及实现网络层和应用层的接口、数据处理和能力调用功能的中间件，完成信息的分析处理和决策，实现特定环境监测的智能化应用和服务任务，以实现环境监测信息的识别、感知、分析和预测，发挥智能作用。应用层是环保物联网的“大脑”。指挥协调感知层、网络层和应用层协调工作。庞大的数据处理、应用服务和物联网应用的扩展是应用层的关键技术。

早期的并行计算、集群计算、网格计算往往造成各城市之间数据和资源共享困难，应用扩展难度大、成本高，而现在基于“云计算”技术的运用，使数以亿计的各类数据和终端的实时动态管理变得可能，其应用扩展只进行设备调整，因而比较快捷和方便。

3　物联网在环境监测和保护中的应用

我国基于物联网的解决方案在环境保护中已得到了初步的应用。环保物联网发展已经完成了两个梯次的推进。1999年，原国家环保总局第一次在全国开始推广的环境在线监控系统是物联网的最早探索和实践；第二梯次的推进是2008年在全国31个 省、自治区、直辖市，6个环保督查中心和333个地级市部署的国控污染源在线监控系统，该系统是物联网在环保领域的规模建设和行业级实践。第三梯次，也就是未来发展将通过投资、考核和创新，按照物联网的体系结构，重新梳理环境在线监控和环保信息化，把物联网最新技术用到环境在线监控中，建立运维体系，实现三级数据贯通。

物联网可以广泛地应用于生态环境监测、生物种群研究、气象和地理研究、洪水、火灾检测、水质监测、排污水监控、降水监测、大气监测、电磁辐射监测、噪声监测、森林植被防护、土壤监测、生物种群监测、地质灾害监测等。

3.1　大气监测

对大气的监测一般可采用固定在线监测、流动采样监测等方式，可在污染源安装固定在线监测仪表，在监控范围内按网格形式布置有毒、有害气体传感器，人群密集或敏感地区布置相应的传感器。这样，一但某地区大气发生异常变化，传感器就会通过传感节点将数据上报至传感网，直至应用层的“云计算”，根据事先制定的应急方案进行处理；对于污染单位的排放超标，物联网可实现同步通知环保执法单位、污染单位，同时将证据同步保存到物联网中，从而可避免先污染后处理的情况。

3.2　水质监测

对水质监测包含饮用水质监测和水质污染监测两种。饮用水源监测是在水源地布置各种传感器、视频监视等传感设备，将水源地基本情况、水质的PH值等指标实时传至环保物联网，实现实时监测和预警；而水质污染监测是在各单位污染排放口安装水质自动分析仪表和视频监控，对排污单位排放的污水水质中的BOD5、CODer、氨氮、流量等进行实时监控，并同步到排污单位、中央控制中心、环境执法人员的终端上，以便有效防止过度排放或重大污染事故的发生。

3.3　污水处理监测

西安市目前已经建设有两个污水处理厂。但对于污水的进水监测和出水监测大多还是依靠工作人员在入水口和出水口定时采样进行化验，不但费时、费力，而且对于进出水质的监测不是持续在线监测，使处理厂水处理设备不能达到最经济的运行状态。在污水处理厂的入水口和出水口设置多种传感设备，可实现对进水水质和出水水质、流速、流量等持续的监测。

从技术发展方向看，还可同时在污水处理的各个环节增加视频监控和各种传感设备及污水处理设备的自控设备，构建多个传感网节点，控制各污水处理流程中的水质，若水质不在预设的控制范围内，传感网节点便可根据处理的数据发送控制信号给污水处理设备的自控设备，以调整各污水处理设备的运行状态，使污水处理设备始终处于最经济的运行状态，同时也减少了工作人员的编制。

构建环境保护物联网的各种应用领域，最主要的是选择适合的传感器，依托最优的无线传输技术形成传感网，根据对数据安全性的要求通过预定的网关接人网络层，并将数据传输到应用层的“云储存”。

4　环保物联网发展面临的问题

4.1　关键技术制约物联网发展

在物联网中，传感器技术、无线传输技术、云计算等关键技术还需要再次突破。如传感器的灵敏度和准确度问题就可能使预警产生误动作；传感网的低速率问题涉及到大规模布置节点和终端所需要的路由和地址资源；目前物联网的网络层是多运营商、多种通信制式、多网络并存的环境，网络的业务模型、上下行速率支持、通信网资源配置等都难以达成一个统一的传输平台；云计算的关键技术突破，对于各种应用领域的建模、数据处理、数据存储安全也有很大的影响。

4.2　技术标准体系不统一

物联网的感知层、网络层、应用层都存在标准化组织，而国标标准化组织之间缺乏协调，又使物联网各结构层涉及的技术标准不统一。国内也未形成统一的标准，在2010年中国物联网大会上，国内三大运营商分别展示了各自的物联网解决方案。表l所列为是几个主要标准组织对物联网关健技术标准的关注角度和关注内容。

4.3　安全性和可靠性制约物联网的进一步推广

在物联网中，感知层的传感网组网相对简单，传感器体积小，功耗有一定的限制，数据加密强度弱；网络层中由于病毒、黑客、网络自身漏洞等原因会使用数据的安全受到威协；应用层由于数据的共享也使得使用数据的安全性进一步下降。物联网构件多层面相互间协同运作的整体安全性和可靠性、安全接人控制系统设计、基于可信平台的安全模块及其提供的可信度量和评估机制、加密技术等，已成为物联网发展中的拦路虎。

在环保物联网中，感知层的传感器大多处理环境恶劣的地方，会有化学物质的腐蚀等，而个别不法分子的破坏，也会对传感器的可靠性要求增高，因此，感知层应能适应各种恶劣的应用环境。

4.4　应用与产业化问题

在现阶段，环境保护的物联网应用规模领域还比较小，还形成不了成熟的商业模式，另一方面，也不利于市场的培育，因此，未来要选择重点领域和重点工程，积极引导面向环境保护的物联网行业示范应用，扩大应用规模，积累技术发展、产业应用、经营管理、政策实施等方面的经验。同时，当前我国面向环境保护的物联网产业链也尚未成熟，仍然面临着巨大挑战。首先是产业链各环节尚未形成共赢商业模式，各环节之间协同能力较差；其次是产业链环节较长，复杂度高，导致整体成本很难降低；最后，产业链各环节企业相对分散，规模小，尤其是服务环节。因此，面向环境保护的物联网未来发展，沿需要产业链的共同努力，只有在芯片商、传感设备商、系统解决方案厂商、移动运营商等上下游厂商的通力配合下，才能实现上下游的联动，从而带动整个产业链，共同推动面向环境保护的物联网的发展。

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摘要：物联网技术是智能家居的核心技术支撑，智能家居是物联网技术在智能家庭中的应用体现。当前网络和智能技术高速发展融合的背景下，智能家居作为具有巨大市场潜力的新兴产业，无论是IT终端制造厂商、互联网运营商、服务商和传统家电制造商均把它视为新的增长爆发点。本文通过对物联网技术在智能家居领域的应用来说明物联网的运用对智能家居系统技术进步、功能扩展、服务、达到满足人们对安全、舒适、方便和绿色环保的需求的作用。

关键词 ：物联网技术；智能家居；应用

一、物联网概述

物联网的英文描述为“The Internet ofthings”，即“物——物相连的互联网”[1][2]。物联网的基础核心仍旧是互联网，它在传统互联网人与物互通的基础上，实现物与物互通，是互联网发展的应用和业务层面的拓展。其主要特征是全面感知、可靠传递和智能处理。全面感知是指利用RFID、二维码、传感器等随时随地获取和采集物体信息；可靠传递是指通过无线网络和互联网的融合将物体信息准确传递；智能处理是指利用云计算、数据挖掘及智能识别等人工智能技术对海量数据信息进行分析处理，完成对物体的智能化控制。

物联网的概念在1999 年被提出，是在互联网的基础上，利用射频识别技术、无线数据通信技术等构造出的一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网。2005 年11 月17 日国际电信联盟《ITU 互联网报告2005：物联网》，重新提出了物联网的概念[3]，并对其进行了扩展，不仅局限于RFID技术。2009年1月28日，IBM 首次提出“智慧地球”的概念。随后，美国将物联网列为振兴经济的一个重点。此外，欧洲、韩国、日本等国家也把物联网产业作为振兴国家经济的一个核心产业[4]。2009年8月，温总理提出了“感知中国”的概念，自此物联网被列为国家五大新兴战略性产业之一，在中国受到了极大的关注[5]。

物联网是在网络技术、传感技术及通信技术日趋成熟的条件下出现的，它是一种体现物与物之间新型关系，将所有物品通过射频识别、二维码、无线数据通信等智能感知技术与互联网连接起来，的具有智能化识别、控制与管理功能的网络系统，其中可能涉及多种信息传感设备，比如射频识别装置、二维码扫描装置、红外感应装置、各种传感器等。

物联网从产生之初到现在，已经被应用到众多领域，如智能交通、智能消防、工业检测、老人护理、食品溯源和情报搜集等。毫无疑问，物联网也将对智能家居领域产生深远影响。基于物联网的智能家电必将为人们提供未来生活方式的全新解决方案。将物联网技术应用到家用电器中，可以使家电具有智能感知及信息网络功能，能使家庭中的家电设备之间信息交互、家电设备与产品和用户之间也可以进行信息交互，方便人们的日常家居生活，使生活方式更加合理，生活模式更舒适、健康、环保。

关于物联网的概念，目前没有统一的标准。但是综合来看，物联网是一种实现物-物相连的智能网络，它主要依赖于智能感知技术、无线通信技术、遥感技术、智能数据处理技术[5]等，是在互联网的基础上发展起来的。物联网从产生之初到现在已经被应用在越来越多的领域，如物流、交通、产品安全监测、路灯管理、智能电力[6]、医疗[7]等。智能家电与智能家庭的发展，用户新增的需求，使广大厂商和研究人员发现，智能家居也是物联网发展的一个重要领域。[8]IT终端制造厂商、互联网运营商、服务商和传统家电制造商正在进行此方面的研究，也逐渐推出基于物联网技术的产品。物联网技术使得家电在智能化控制的基础上，实现了商品与设备的关联及设备之间的关联，展现出了一种更加智能化的便捷、健康、环保的家居场景。

二、智能家居系统概述

目前，智能家居系统没有一个统一的定义或者概念，百度百科的解释是：“智能家居（英文：smart home, home automation）是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将与家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统。能提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。”

2012年4月5日中国室内装饰协会智能化委员会《智能家居系统产品分类指导手册》把智能家居系统产品共分为二十个分类包含了：控制主机（集中控制器）、智能照明系统、电器控制系统、家庭背景音乐、家庭影院系统、对讲系统、视频监控、防盗报警、电锁门禁、智能遮阳（电动窗帘）、暖通空调系统、太阳能与节能设备、自动抄表、智能家居软件、家居布线系统、家庭网络、厨卫电视系统、运动与健康监测、花草自动浇灌、宠物照看与动物管制。

由此可知，智能家居是一个系统的概念，融合了网络信息技术（有线、无线）、智能家电技术、自动控制技术等技术，将家庭平台上与信息相关的信息设备、智能家电和家庭安保装置，通过综合布线技术连接到一个家庭智能化系统上进行集中的或异地的监视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。这些功能都是通过智能家居系统中的家庭网络控制来实现的，通过家庭总线系统提供各种服务功能、并和住宅以外的外部世界相通连。智能家居系统通过网络化的综合管理家中设备，来创造一个优质、高效、舒适、安全、便利、节能、健康、环保的居住生活环境空间。[9]

笔者认为智能家居强调的是整体的环境，包括健康环境、人机互动的环境、安全的环境、经济的环境，以用户体验为核心的整体环境的创造。

健康的环境包含舒适的温度、优质的空气、适宜的水温等；人机互动的环境主要指智能化的体验、便捷的人机互动的界面和高集成度的人工智能应用；安全的环境包括家庭安防监控和网络环境自身的安全；经济的环境主要体现在系统本身的经济合理（如系统价格）及家庭应用的经济合理（如节水、节电、扩展方便）。

三、物联网技术在智能家居领域的应用

物联网技术主要包含三个层面，即感知层面、网络层面和应用层面。物联网常见的感知技术包括RFID 技术、二维码技术、传感器技术、摄像头、gps 等；进行网络传输的技术主要包括3G、Wi-Fi、蓝牙、接入网等；计算技术主要是指进行海量数据处理的技术包括数据挖掘和数据推送。网络层面包含电信运营（移动、有线、卫星通信网络等）、物联网运营（信息中心、管理中心等）、平台、软件、系统设备、系统集成及终端设备。应用层面包含环境监测、智能交通、智能建筑、智能家居、远程医疗、城市管理、公共安全、工业监控、绿色农业、资源管理等。

物联网技术在智能家居的应用包含了家居环境控制、家庭安防、智能家电等多个领域，一个完全的智能家居系统按照前文所述包含了20个子系统。在物联网技术支撑下，用户可以将家用电器之间组成一个物物相连的网络，然后在互联网的基础上，对家庭中的设备、产品进行监控；在家电或者产品发生故障时能够通过网络自动进行短信、电话等智能报警；家用电器能够智能地记录用户的生活习惯和生活方式，利用数据挖掘、情境感知等技术为用户进行合理的信息推送，实现人与家电、环境、产品的自然交互。

物联网技术贯穿智能家居从终端设备的研发、系统集成及运行到用户使用的全过程。从技术角度来看，物联网智能家居技术的核心技术是通讯或控制协议，涉及硬件接口和软件协议两部分，可以简单的划分为无线与有线技术。

有线技术包含了RS485、IEEE802.3(Ethernet)、EIB/KNX、LonWorks、X- 10、PLC-BUS、CresNet，AXLink 等。其中X-10，PLC-BUS 是专门针对智能家居行业制定的通讯技术。X-10电力线载波技术在上世纪70年代产生，在我国2000年前后引入并开始推广，该技术可以在电力线上通讯，免于智能家居系统部署的时候另外布线。该技术对电网运行环境依赖性较高，由于设备成本、技术稳定性及信息安全等问题市场局面一直难于打开。PLC-BUS 提高了一定的通讯稳定性，但是难以保证持续稳定的质量，对电网环境的依赖性仍旧很强，使用成本和信息安全的问题无法根本性解决。尽管电力线载波技术已经有40多年的技术积淀，但是由于成本和技术瓶颈，智能家居产品在有线技术开发方面不断地进行新的尝试，各种技术的优缺点暂时不能满足客户的需求，也许这也是今天多种有线技术并存的原因。

无线技术包含了RFID 智能识别技术、蓝牙(Bluetooth)、WiFi、Zigbee、ZWave、Enocean等。RFID是一种通过无线电波进行数据传输的非接触式的自动识别计技术，它通过无线电信号进行数据读写并识别特定目标，具有无接触、识别速度快、自动化程度高、抗干扰、识别多个物体等优点。RFID 是20 世纪90 年代兴起的，发展至今被认为是自动识别领域中应用最广泛的、识别效果最好、最重要的一项技术。[8] WiFi作为低成本、最易与互联网连接的智能家居技术解决方案被广为应用。ZigBee ZigBee 技术的特点包括：低功耗、成本低、低速率、时延短、高容量、工作可靠、高安全等。ZigBee的设计可用于支持特定应用软件的开发和部署。应用规范和ZigBee 的堆栈相连，让制造商更快、更容易地推出特别针对某些应用的无线产品。可用的应用规范包括家庭自动化、智能能源、通信、医疗、远程控制（RF4CE,或称消费电子射频）、建筑自动化和零售服务。Z-Wave主要针对家庭和小型商用建筑的监控和控制，广泛适用于照明控制、安全和气候控制。其它应用包括烟雾探测器、门锁、安全传感器、家电和远程控制。[10]

物联网智能家居系统从技术和应用的角度来说稳定性、可拓展性（灵活性）、安全性及经济性都是重要衡量指标。目前为止，无论是有线技术还是无线技术都没有一个得到广泛认可的技术标准。有线技术基于专用通讯线缆，某种程度上来说其稳定性较好，但是可拓展性较差（系统扩展、改良需要重新布线）、成本高也是其难以跨越的门槛。与之相比无线技术的高速发展在可拓展性（灵活性）及经济性方面都具有优势。稳定性和安全性方面两者各有千秋，都在不断发展完善。

四、国内智能家居的现状和问题

智能家居在中国经历了近6 年的起步阶段，发展速度缓慢，主要是因为没有投入大量的资金，开发技术短期内也不成熟。[9]目前整个智能家居行业发展主要的成果还是反映在智能化的摄像头、电视、电冰箱、传感器、手机、空调、医疗设备、穿戴设备等一系列终端产品，及一些分散的智能家庭控制子系统的研究上，比如，三表抄送系统、门禁系统、可视对讲系统、灯光控制系统、窗帘控制系统等。以“智能家居”系统作为产品目前仍没有在市场上大规模出现，基本停留在概念阶段。

随着物联网技术的日趋成熟，不断融入智能家居，其内容发展越来越丰富，想象空间越来越大。但由于早期开发技术的不成熟，智能家居发展至今仍没有普及，在技术、需求、经济适用性等方面仍有诸多的问题有待解决。

1．技术层面

如上文所述，由于稳定性、经济性、安全性、可拓展性等原因，当前无论有线技术还是无线技术都没有一个得到广泛认可的技术标准，处于百家争鸣的阶段。由于没有开放的协议、统一的接口和数据库，使得技术协调和系统整合比较困难。各设备之间、子系统之间难以实现互联、互通和互操作，使得各个子系统之间形成“信息孤岛”，且兼容性和可拓展性较差，难以实现真正智能化，也给系统集成商、服务运营商和客户使用带来困扰。

笔者认为，当前网络和智能技术高速发展融合背景下，智能家居作为具有巨大市场潜力的新兴产业，互联网相关企业无论IT终端制造厂商、互联网运营商，还是服务商和传统家电制造商均把它视为新的增长爆发点。在巨大的市场利益驱动下，各种技术创新、改良都向着好的方向发展。但相关标准的建立、接口的统一，需要一个适应淘汰的过程。它无法由哪个组织或部门单独完成，需要在市场竞合过程中由相关企业、科研院所、相关协会等组织在用户的认可下共同努力实现。

2．需求和经济适用层面

目前，智能家居产品在满足用户需求和经济适用方面存在的主要问题是，产品较为单一（受技术等原因限制）且价格高昂。笔者认为任何产品成功最核心的原因，是建立在满足客户需求的基础之上。对于智能家居而言，客户的需求具有多样性、时效性、经济合理性等特点。如前文所述，智能家居强调的是整体的环境，包括健康环境、人机互动的环境、安全的环境、经济的环境，以用户体验为核心的整体环境的创造。要满足上述需求，智能家居产品在技术满足的前提下，要能够做到解决方案多样化、系统扩展便利化、用户体验简单化、产品成本最低化。解决方案多样化与系统扩展便利化是指，系统方案灵活多样，既可以提供整体解决方案，也可以分部、分步提供。从客户角度来说，最好能够与不同品牌的系统解决方案兼容。客户经过初步体验后能有更大的选择空间，同时在增加新系统或改良现有系统时不会给客户造成过多不便。用户体验简单化是指产品的控制界面或人机交互界面应想用户所想，尽可能的“傻瓜”与智能，尽最大可能的从用户角度出发。产品成本最低化是指在保证质量和功能完整性的前提下，尽可能降低生产、开发成本，在合理的利润空间下投放市场。否则完美但溢价过高的产品是很难得到用户认同的。

五、结论

本文通过对物联网技术在智能家居领域应用的简要分析认为，智能家居强调的是整体的环境，包括健康环境、人机互动的环境、安全的环境、经济的环境，以用户体验为核心的整体环境的创造。基于物联网技术的智能家居需要从技术层面、满足用户需求和经济适用改善提高着手。技术层面的提高目前主要需要完成标准的建立和接口的统一，在市场竞合的过程中由相关企业、科研院所、相关协会等组织在用户的认可下共同努力实现。需求和经济适用层面，需要企业在以用户体验为核心的基础上不断努力提高。使物联网的运用在智能家居系统技术进步、功能扩展、服务方面，最终达到满足人们对安全、舒适、方便和绿色环保的需求。

参考文献

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[3]陈海明, 崔莉, 谢开斌. 物联网体系结构与实现方法的比较研究[J]. 计算机学报, 2013,36(1): 168-198.

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[8]祁文娟.基于物联网技术的智能家电管理模型设计与验证.

[9]郭之成.浅谈云计算技术在物联网智能家居系统中的应用.

篇8

在国家“四化同步”发展战略的背景下，积极推进农业物联网的应用发展，对促进农业信息化和农业现代化的融合具有重大意义。物联网技术也被很多地运用到农业的众多领域。而农业邻域也是多物联网技术需求最迫切、难度最大的领域之一本文将从农业物联网的概念、物联网在农业中的应用现状、智能农业系统主要功能这几个方面对物联网技术在农业领域的作用进行剖析，从而对农业物联网的发展提出建议以及展望。只有加强农业物联网技术集成平台建设，加强农业物联网产品设备检测才能进一步优化和改善政策环境，为我国农业物联网可持续大展提供参考。

关键词：

农业；物联网；智能农业

1物联网的概念

“物联网”翻译成英文是“TheInternetofThings”由此可见，“物联网”的重点就是物品与物品之间的交流，物联网是继互联网以及计算机发展之后的第三次大规模的科技发展的时刻。在运用现代物联网技术的基础上，在红外线探测技术的帮助下对农作物的发展情况进行实时监测以及实时采集被测农作物的信息，这些信息将在短时间内被集合完毕发送给检测者。这种正在建设中的新型的物联网技术，能够实现物理世界、计算机世界以及人类社会这三个世界的联通以及发展，对物联网技术的普及具有战略意义。而同时也给人们的生活提供了便利。物联网的重中之重是对信息的采集，在经济飞速发展的今天，信息对于经济的发展具有决定性的作用。互联网技术高速发展，人与人之间交流往往更多地依赖互联网。而物联网的出现也印证了这一点，经济的飞速发展带动了人们各种方面的需要飞速增长。而相较于互联网来说，物联网的优势就是能够将触手伸到互联网所不能企及的方方面面。在互联网上，人们往往只能感受到一个非常平面的形象，但是运用了物联网之后，人与人之间将可以全方面的感知对方，这种感知不再是单一平面的，而是立体以及三维的。由此可见，物联网的产生将会为整个社会经济结构带来一次较大的改革。而物联网也将为互联网的进一步发展提供可供选择的方向。总而言之，物联网就是通过现有的先进技术并将其运用到物品的传递以及监控过程中，将物品的任何细节都与互联网连接起来，进行信息的第一手传达。以便于实现物品的交换和传递。智能化的物品传达也能实现迅速的定位以及跟踪。物联网的快速发展也将为我国的科学发展提供一个新的平台，让世界的目光都注意到我国科技的进步。而我国作为一个农业大国，在农业高速发展的今天，对物联网的需求则更为明显。物联网的发展也将给我国农业结构带来调整，为传统农业的升级起到了巨大的推动作用。

2物联网在农业中的应用现状

在关注我国物联网发展的同时我们也要将目光注视到欧美各国的物联网发展，欧洲的物联网被分为很多个层次，且在物联网的发展过程中，农业以及养殖业的物联网发展最为重要。为了使得农业发展过程中，农作物的发展情况被第一时间获知，作物的生长形式、水土状态以及是否有虫害，这些在物联网发展中都是需要解决的细微的问题。在信息传输层中，传感器获取各类数据的功能被放大，信息应用系统将会制定科学的管理模式以及定时定量的肥料施加都体现了对生产过程的严格控制。这些年来，为了适应社会经济结构的变化，欧美一些国家率先开展了农业领域的更新以及变革，实现了物联网在农业领域的大范围使用，形成了一批良好的产业化应用模式，推动了相关新型产业的大规模发展。农业物联网的发展也促进了其他物品在物联网的发展，为物联网的全方位发展奠定了基础。而我国作为一个农业大国，在农业物联网的发展方面具有较大的需求，为了保证农作物在传递过程中的实时消息反馈，物联网将会渗透到物品的传输、检验等多个环节，实现成本的节省以及农作物收获之后的高效流通，在农作物物联网这个方面还有很多功能正在探索过程中。

2.1农业资源利用在农业资源探测以及监控方面，我国可以利用卫星对土地的实时信息进行探测并将探测效果传递给各级监测系统，实现信息的整合以及分析，经过层层监控和分析之后，将会最大限度的农业范围的统筹与规划。对农作物的事实情况的把握也将会十分清晰而明了。与此同时，为了方便农作物的采集，实现农业资源信息的及时反馈，GPS定位系统也将会运用到农作物的定位之中来。只有这样才能实现农业资源的不浪费。目前，在农业资源整合、农业资源的探测、土壤成分的检测以及害虫的防疫当中都使用了GPS技术，GPS技术也就是定位技术利用卫星，对大面积的农作物能起到很好的检测作用。为了使得有机农作物的生长更加健康也有利于农作物整体的把握，而且从国外引进的新型技术也可以对农田里的各种情况都能制定出一套完美的应对政策，对突况进行监控并且及时反馈到监控者那里。特别是如今的农业发展已经进行到一个精细农业的状态，对由于环境变化引起的农作物的变化都需要有效的应对。在检测区域中构建基础网络和安装传感器，用于采集水温、PH值、电解质等等多种参数，及时的水况反应能够将水环境参数上传至检测中心并进行分析。

2.2农业生态环境监控农业生态环境监控是保证农作物安全以及生态安全的重要基础，为了对农业生态的环境进行全方位的监控，还需要做到以下几点。一方面，要加强立法，完善的相关政策法规才能解决在生产过程中的诸多问题。也对许多重要问题的解决提供模范的解决方式。另一方面，在建立农业物联网的同时，对农业生态环境监测网络的构建也必不可少。因此国家必须要运用高科技手段融合互联网实现对农业生态的自主监控，为了农业的可持续发展做出自己的努力。我国的生态环境在形势趋于变好的今天仍然存在很大的问题，因此对环境监控方面仍然不可松懈，对大气环境，对河流污染以及草木覆盖程度的监控形势都比较严峻。经分析研究后发现，地面监测站与遥感技术的结合是组成我国环境监控的主要手段。在前期卫星不曾覆盖的地点进行人口测量，在无线传感技术发展的同时开展了无数的网络监测站点。星星之火可以燎原，在星星点点的检测站的建设下，我国的环境检测形成了一个巨大的网络，这些系统依靠传感器以及无线通信技术，是我国农业发展的强大后备军。

2.3农业生产精细管理建立农业物联网的前提是实现对精细农业的管理。只有将农业的生产环节与高新技术发展结合到一起，才能最大限度地为农业的发展带来帮助。在集成了信息技术以及GPS技术以后，农作物的生产环节变得无限透明，对农业生产信息的获取，对生产环节的管理以及突发事情的应对决策都显得十分智能。

3农业物联网的技术创新

农业物联网的技术创新主要表现在以下几个方面：1）数据收集：在农作物的生长过程中，对农作物生长环境中的温度、湿度、PH值、二氧化碳含量都实现了实时监控。在上述所测数值出现超出常态的变化时，监控者可以第一时间发现，并且在物联网络上找到解决方案，并且对作物生长环境中的设备进行调控。2）视频监控：在物联网迅猛发展的今天，用户只要拥有一个手机或者电脑等等其他的移动设备，就可以实时关注自己所订购的农作物的生长情况，也可以根据监控室内的作物实际情况实施远程想法的传达。3）数据存储：在物联网监控过程中所产生的农作物的数据往往能反应农作物生长中的种种问题从而为以后农作物的生长提供素材，在农业物联网中实现一个档案的存放。4）数据研究：系统将会在收集到数据之后，第一时间实现报表的制作，让用户第一时间感受到农作物的生长情况以及空间分布情况。5）远程控制：由于物联网的便利性以及可操作性，用户可以在任何时间、任何地点进行农作物的监控以及对温度、湿度的操控。6）错误报警：系统将会给用户权限设定一些警戒线，超出警戒线，物联网将会第一时间通知用户，让用户能接触到农作生长的每一个环节以达到自己的理想生长情况。

4推动农业物联网进程的建议和展望

我国幅员辽阔，并且由于农作物生长范围较大，因此建议物联网建立专业的工程专项，在农业发展优势区域实施新型农业经营主体的应用需求，在已有试点区域的基础上，扩大物联网试点的范围。与此同时，物联网作为一个新兴产业，政府在一些措施以及政策的制定和实行上还不是非常的完善，而物联网又具备高投入、高风险的特点，为了支持物联网的发展，政府应该在税收等方面对物联网发展进行减免、甚至补贴。并且根据种植作物的不同实现不同的补贴限额。物联网技术在我国的很多领域发展还不够成熟，但是在大环境下，我们在政策的支持下或许能够奋起直追，与欧美国家站在同一起跑线上。目前，在农业育秧阶段已经实现了物联网的渗透，可以预见的是，在不久的将来，互谅网将会发展到农作物生长的方方面面。由于手机、pad、电脑等等用品的普及，用户的实时监控也不再是梦想。利用物联网技术，结合政府设立的无数监测站可全方位地掌控我国生态环境中的雨、水、干旱、大雪等等问题。为农作物的生长提供及时的预警报告，为农作物的及时保护提供了方案支持。而到了农作物成熟阶段，用户可以直接在家里实现对收割机等大型农业设备的监控以及同GPS技术对它们的位置进行实时掌握，不仅如此，强大的物联网还能实现用户对实时路况的掌握以便于达到农用设备资源的不浪费，为他们实现运行效率的最大化提供最大的帮助。与此同时，用户还可以对收割机内部的温度进行控制。因此，物联网在农业发展中的前途不可限量，几乎方方面面都可以运用到物联网，而未来的农业在物联网技术的支持下，也会更加的智能，这对我国农业的发展拥有者巨大的作用，对人工成本的降低将会是一笔巨大的财富。

参考文献：

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[4]彭程.基于物联网技术的智慧农业发展策略研究[J].西安邮电学院学报,2012(2).

篇9

关键词：物联网环境；多维度协同物流管理；有效措施

目前，随着我国科学技术的不断发展，越来越多的物流企业普遍在使用物联网技术。物联网技术能够实现数据信息的共享，并对这些数据进行统一管理。但是，在物联网环境下，物流企业的多维度协同物流管理中依然存在很多问题，比如，物联网在物流信息融合的管理上不能满足物流的实际需要、物联网环境下物流的信息化建设问题等等，因此，为了提高多维度协同物流管理水平，相关的物流企业就应该重视多维度协同物流管理，不断加快物联网的技术创新，并加快我国物流的信息化发展，建立互利共赢的物流体系，从而保证物流企业的长久稳定发展。

1物联网环境下多维度协同物流管理中存在的问题

1.1物联网在物流信息融合的管理上不能满足物流的实际需要

目前，从物联网环境下多维度协同物流管理的现状来看，物联网在物流信息融合的管理上不能满足物流的实际需要。随着信息化时代的到来，物流业务管理主要依赖对数据及时有效的智能处理，但是，目前很多物流企业都忽视了物联网与服务层数据的融合及管理。与此同时，物联网储存主要是借鉴类比数据特征来进行存储，但是并没有建立物联网所特有的存储体系。除此之外，针对数据检索的应用来说，主要是根据现代化技术手段来对信息数据进行跟踪识别，但是却没有重视服务方面的问题，从而使得管理不能满足物流的实际需要。

1.2物联网环境下物流的信息化建设问题

众所周知，物流的信息化建设是一项非常复杂的过程，物联网的发展，不仅促进了物流朝着智能化的方向发展，同时又解决了各种现实性的问题。但是，在物联网环境下，物流的信息化建设依然存在以下几点问题：第一，目前物流的应用系统还没有与物流网络供应链系统有效的结合在一起，不能使用物联网供应链的需求。我们都知道，物品一般都是处在运动状态，要想提高物品的运动速率，就必须提高物流的效率。第二，物联网还没有形成一个统一的标准。目前，我国的物流企业大部分都缺乏统一的信息化建设标准，信息的采集没有达到合理性和规范化。第三，物联网的体制还处于分割状态，资源共享效率不高，很多企业的相关部门都缺乏沟通。

1.3物流企业没有形成一个整体

据相关调查显示，目前很多物流企业没有形成一个整体，运输方式都处于分离状态，不同部门之间没有达成共识，缺乏有效的协调机制。与此同时，由于受到传统商业模式的影响，很多物流企业的规模都比较小，实力不强，在这样的模式下，严重影响了物流企业的长久稳定发展。

1.4物流资源的调度、协同控制水平不能满足物联网需求

虽然目前物流网技术已经取得了一定的发展成果，实现了质量跟踪、防伪系统的应用等功能，但是，物流资源的调度、协同控制水平依然不能满足物联网需求。第一，目前，物流资源的调度依然还是由人工来完成，但是物联网在这个调度过程中起到了主要调度信息的作用，比如，调度资源的数量和时间等。但是，在这个调度的过程中，物联网系统的协同控制比较泛化，不能完成实际安排的任务。第二，从目前物联网的现状来看，资源调度主要是依靠应用的驱动功能，一般都是以小范围的调度为主，同时由于资源调度模式的不同，各个资源调度部门都没有进行资源统一，从而使得整个系统的调度模式通用性不强。第三，由于物联网的智慧性应用不足，不同领域的子网之间没有形成统一的互联形式，协同控制难度相当大。

2物联网环境下提高多维度协同物流管理发展水平的有效措施

针对以上物联网环境下多维度协同物流管理中存在的问题，物流企业就应该不断总结多维度协同物流管理工作，不断加快物联网的技术创新，并建立互利共赢的物流体系，从而保证物流企业的稳定发展。下面我们就来具体说下物联网环境下提高多维度协同物流管理发水平的有效措施都体现在哪些方面：

2.1加快物联网的技术创新

与国外发达国家相比，我国的物联网技术依然不成熟，仍处于落后阶段，虽然物联网的发展有了一定的发展优势，但是它在整体上依然存在核心技术水平不高等问题。因此，为了改变这些现状，相关研究人员就应该不断加快物联网的技术创新。由于各个物流企业的规模不同，拥有的资金实力也各不相同，所以在物联网技术上也存在很大的差异性。针对物流产业链内部的企业来说，企业各个部门之间应该互相学习，彼此交流，不断积累以往的工作经验，从而实现物联网技术上的不断创新研究。最终增强企业自身的物联网应用能力。除此之外，物流企业还应该定期对市场做一个整体的调查，不断促进企业个性化的发展，并扩大企业的经营规模，与时俱进，不断提高自身的市场竞争地位，从而实现物流产业的全面升级。

2.2加快我国物流的信息化发展

目前，随着信息化技术的不断发展，我国物流的信息化建设是物流企业未来的发展趋势，因此，为了加快我国物流的信息化发展，就必须从以下几点着手：首先，相关物流企业应该建立完善的物联网发展体系，不断与时俱进，从而推动我国物流企业信息化建设的稳定发展。其次，要把物联网技术的特点和要求有效的结合在一起，搭建完善的信息化平台，不断实现资源的有效整合，利用信息网络，把分散的资源有效地结合起来实现统一化管理，与此同时，物流企业还应该通过式联运平台来对物流枢纽进行整合，保证物流信息的统一化。另外，物流企业还应该建立统一标准的物流服务系统，不断提高物流信息化的效率，从而实现物流企业经济效益的最大化。再次，物流企业还应该加快物联网的中间性技术发展，利用现代化信息技术手段来对资源实现有效整合，避免一切重复性工作，提高物流工作的效率。最后，物流企业还要加快新型网络商务的建设，利用现代化技术，比如二维码、传感器等，来连接物联网，并按照相关规定对物流信息进行采集。同时，在采集完信息后，还应该对物流信息进行加工整合，形成一个完整的物流网络体系，从而不断提高物流企业的服务质量，促进物流企业的健康发展。

2.3建立互利共赢的物流体系

在物联网环境下，要想提高多维度协同物流管理发水平，物流企业还应该不断提高自身的物联网应用效率，建立互利共赢的物流体系。物流企业的组成涉及的内容比较多，因此，物流企业就应该建立完善的共生存物流体系，形成统一的物流管理目标，从而保证物流环节的顺利进行。与此同时，建立完善的互利共赢物流体系，不仅能够实现人力资源的合理配置，又能够实现协同控制作用。另外，物流企业各个部门应该互相学习，共同促进产业链的发展，实现财力、物力等各个方面的高程度共享，并创建属于自身产业链的品牌，促进良性竞争发展。除此之外，物流企业还应该实现物流服务智能化的发展，不断提高自身产业链等级，从而保证物流产业的可持续发展。

2.4优化物联网环境下的资源调度以及协调控制应用

优化物联网环境下的资源调度以及协调控制应用也属于物联网环境下提高多维度协同物流管理水平的一项重要措施。物流企业应该加大对物联网技术的投入力度，不断提高自身的服务水平，并建立一套完善的服务动态模型。除此之外，物流企业还应该实现资源之间的有效协同控制，不断促进物联网环境下资源的智能化发展，并不断优化物联网环境下的资源调度。

3结束语

综上所述，物联网环境下，多维度协同物流管理是一项比较复杂且系统的工作，多维度协同物流管理依然存在很多问题，因此，物流企业就应该不断优化物联网环境下的资源调度以及协调控制应用，并加快我国物流的信息化发展，建立互利共赢的物流体系，从而为物流企业的可持续发展奠定坚实的基础。

作者:王庆 单位:浙江经济职业技术学院

参考文献:

[1]邱剑峰.物联网背景下多维度协同物流管理框架[J].经营与管理，2016(01):78-79.

篇10

关键词：工作过程；高职院校；实训中心

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）07-1605-03

实训中心是为课程服务，为保证基于工作过程的课程作有效实施，必须为其配套建设为职业或专业设计的、融入职业全部或多项工作任务为一体的实践教学场所。现高职院校在建设基于工作过程的实训中心还缺乏理论、对建设什么、如何建设还没有明确的认识。

教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》（教高〔2006〕16号）中提出 “人才培养模式改革的重点是教学过程的实践性、开放性和职业性，实验、实训、实习是三个关键环节。”如何提升高职院校实训中心建设与管理成效引起各界广泛关注和重视。

1 基于工作过程的实训中心

1.1概念

基于工作过程的实训中心是为工作过程系统化课程实施服务，是融入该职业或专业的全部或多项工作任务为一体的实践教学场所。

1.2种类

学习领域课程需要理论实践一体化的教学环境，常见可分为三种：专业教室、单情景实训场所、多情景实训场所。

专业教室可以实现理论学习和实践学为一，通过对实训室空间的划分，可分为理论学习区和实践学习区，如果再详细划分，还可以划分为小组讨论区、小组工作区、实验区和实际操作区等，学生可以以小组的形式共同完成学习任务，通过与实际项目结合可以在教师指导下进行生产实习。

单情景实训场所是将指将职业活动分解成若干相对独立的工作任务，针对每个工作任务设计专门的实训场所。单一功能实训场所的硬件设备具有针对性和功能相对完整性，多个专业可以共同使用同一个实训场所，但是由于功能与内容的单一性，学生只能学习联系性不强的、相对独立的专项技能，缺少将这些能力综合起来的职业环境，很难形成实践性强的综合职业能力[1]。

多情景实训场所：为某一职业（专业）设计的、融该职业全部或多项工作任务（功能）为一体的实践教学场所，该类实训场所软硬件环境具有针对性和功能的完整性，可以实施该职业活动的多项工作任务，能有效训练学生的综合职业能力。

2 基于工作过程的实训中心建设思考

2.1建设理念

实训中心建设理念应体现“二结合、二合一”，即“校内与校外结合”、“仿真与实操结合”，“车间与教室合一”，“作品与产品合一”。

“校内与校外结合”，即：校内实训与校外企业要结合，校外企业要参与校内实训建设，校内实训建设要体现出校外企业特点。

“仿真与实操结合”，即：学校实训基地不是真正的企业，不可以完成是企业照搬运营模式，所以可以针对职业工作任务，设计仿真设备或仿真环境，达到仿真与实操的结合。

“车间与教室合一”，即：从实训空间上来设计实训场所如何融入职业工作任务，车间与教室的合一，即体现了职业工作任务的环境，又能保证实训教学任务的顺利实施。

“作品与产品合一”，即：从实训结果上来设计，如何让作品与产品合一，体现了学生实训与企业真实生产任务的融合。

2.2建设原则

基于工作过程的实训中心建设原则是要让实训中心体现出真实的企业生产元素，营造真实的企业环境。在实训环境的硬件设备选型时，要考虑如何体现出企业生产元素，在实训的软环境建设中，要考虑如何营造职业氛围，体现真实的企业工作环境。

让基于工作过程系统化课程教学首先要求设置一个尽量真实的工作环境，同时也是学习环境，在这个工作学习环境中给学生真实的工作任务，要求学生展开一定要求的工作活动取得真实的工作产品[2]。

3 基于工作过程的高职院校物联网实训中心建设实践

3.1建设背景与思路

随着物联网战略性新兴产业兴起及制造业信息化逐渐成为两化融合的汇聚点，物联网等新一代信息技术又与制造技术相融合并形成了制造业信息化新的核心技术，这给产业转型和升级带来前所未有的机遇，相应的人才需求也持续升温。在这种背景下，常州机电职业技术学院的物联网应用技术专业也得到了快速的发展，2011年物联网应用技术专业被教育部批准为第二批国家骨干高等职业院校重点建设专业。学校十分重视物联网专业实训条件建设，专门成立了实训条件建设项目工作小组，通过对企业与高职院校调研，组织专家进行多次论证，根据物联网技术应用专业的相关技术应用及职业岗位要求，提出基于工作过程实训中心建设方案。

3.2 建设要素

3.2.1物联网实训中心功能定位

根据物联网技术在制造业信息化领域的具体应用，以及主要典型岗位及相应的工作任务，将物联网技术实训中心划分成物联网技术应用实训室、物联网系统集成实训室、制造业信息化实训室三个实训室。

物联网技术应用实训室主要开展无线传感与RFID基础实验，使学生掌握物联网系统的工作原理及终端设备的安装、使用与维护；

物联网系统集成实训室主要开展物联网系统的规划、组建与管理实训，使学生了解物联网应用系统的设计方法，掌握运用物联网应用工程技术解决物联网应用系统实施过程中问题的方法；

制造业信息化实训室主要开展制造业信息化软件的设计、开发与测试等实训，使学生掌握物联网应用层软件的设计与开发方法，具备应用相关知识从事物联网软件应用系统设计和实施、产品开发的能力。

3.2.2根据物联网工作岗位及职业能力构建物联网实训中心

经过对区域内不同规模、不同层次的制造企业信息化应用情况的调研，明确了职业岗位，通过对工作岗位工作任务的分析，确定职业能力，结合学校的科研团队或工程中心研发平台，校企共同研发实训装置，如表1所示。

3.2.3物联网实训中心软环境建设

校内实训基地软环境建设主动对接优秀企业文化，充分吸纳企业文化的精华，让学生在校期间熟悉企业的价值观念和行为规范，促进学生职业素养提升，营造真实化的职业氛围，按照企业要求配置了操作规范。

4 结论

物联网实训中心的建设对每个高职院校来说都是长期的课题，从如何对接地方新兴产业发展与人才培养方向的角度出发，开发基于工作工程系统化课程，建设与之相适应的实训场所，让学生激烈的就业竞争中占有一席之地，是推动物联网应用技术专业改革与发展的重要途径

参考文献：

[1] 赵志群.论职业教育工作过程导向的综合性课程开发[J].职教论坛，2004（6）：4-7.