物联网技术范文

时间:2023-04-07 17:19:49

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物联网技术

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关键词:物联网;物联网技术

中图分类号:TP3

物联网被认为是继计算机、互联网与移动通信网络之后的第三次信息化产业浪潮,许多国家尤其是发达国家纷纷出台物联网发展计划。继美国推出“智慧地球”战略计划后,我国也提出了“感知中国”口号,并将其上升为战略地位。一时间物联网成为各国竞相发展的新的产业。

1 物联网的由来

从狭义角度看,只要是物品之间通过传感网络连接而成的网络就算是物联网范畴,与是否接入互联网没有关系。广义角度看,物联网不仅局限于物与物之间的信息传递,还将于互联网实现融合,最终形成人与物无所不在的信息交换。物联网目的是让所有物品能够远程感知和控制,并与现有的网络连接在一起,形成一个更加智慧的生产生活体系。目前较为公认的物联网定义是指通过射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等装置,按约定的协议把任何物品与互联网连接起来形成的一个巨大网络,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

物联网的精髓是感知,感知包括传感器的信号采集、协同处理、智能组网、信息服务,以达到控制指挥的目的。其中,传感网是感知的网络,是物和物的互联;移动通信网是信息传输的网络,是人和人的互联;互联网是连接虚拟信息共享的网络,而物联网是连接现实物理世界的网络。实质上,物联网是传感网与互联网、移动通信网“三网”高效融合的产物,是信息系统与物理系统高效融合的产物。

2 物联网技术的体系架构

物联网技术是一种网络技术,物联网技术的核心和基础仍然是“互联网技术”。物联网技术是集计算机、信息、通信、网络、传感器、自动控制等多种技术的综合,按照现在业内的共识,物联网体系架构可划分为感知层、网络层、应用层3个层次。感知层是以EPC、RFID、传感器等技术为基础感知事物,实现信息采集和“物”的识别。网络层通过现有的互联网、通信网、广电网以及各种接入网和专用网,实现数据的传输与计算。应用层则是面向各种用户需求的应用,由个人计算机、手机、输入输出控制终端等终端设备以及数据中心所构成的系统或专用网络,实现所感知信息的应用服务。

2.1 感知层

信息感知为物联网应用提供了信息来源,是物联网应用的基础。感知层技术包括:统一标识技术、RFID技术、传感器技术、传感器自组网技术等。统一识别技术是解决对物体统一识别的问题,是进行数据收集的基础和前提。RFID技术需要解决超高频和微波频段的RFID芯片、天线、RFID中间件、标签防碰撞算法、安全认证协议等问题。

在传感技术方面,目前的传感器件是依赖敏感器件,而距离广泛应用要求还远远没有达到,解决传感器件朝着功耗更低、敏感度更高、稳定性更好、成本更低的方向发展是现在一个急需解决的问题。

2.2 网络层

网络层能够把感知到的信息进行传输,实现互联。感知层感知到的大量信息都需要通过网络层进行传输,才能实现对这些信息的处理,以达到智能化管理和监控的目的。因此,物联网要求能够充分利用电信网、广播电视网和互联网等各类网络。物联网的核心应是以IPV6为基础的互联网,但不排除物联网节点能通过互联网的双向翻译网关或隧道机制与传统的IPV4终端主机通信。经过十来年的快速发展,移动通信网、互联网等技术已经比较成熟,基本上能够满足物联网数据传输的需要。

2.3 应用层

伴随着物联网在不同领域中的普及,网络中的数据量将成几何倍数增长,应用层必须提高对这些数据的及时计算和反馈。如何有效的改进已有的技术和方法或提出新的技术和方法来高效地管理和处理这些海量数据将是从数据中提取信息并进一步融合、推理和决策的关键。应用层是物联网与用户的接口,根据不同用户的不同需求,在物联网感知层和网络层的基础上,我们可以开发各种不同的应用,来解决生活、生产中的各种问题,给我们的带来便利,实现更加精细和准确的智能化管理。例如:智能矿山、手机钱包、智能家电、绿色农业、智能交通等。

3 总结

物联网技术属于新兴的战略产业,是国家战略级的技术,其应用前景将非常广阔。物联网的概念由来已久,但其运用还处于起步阶段,有很多不完善的地方,如物联网中海量的各种物体信息数据的融合问题;安全和隐私也将是物联网面临的挑战之一;相关标准的制定,这些问题都需要相关部门和研究人员的继续努力研究攻克。

参考文献:

[1]工业和信息化部办公厅.2010年ICT深度观察[M].北京:人民邮电出版社,2010:139-146.

[2]胡光武,陈文龙,徐恪.一种基于IPV6的物联网分布式源地址验证方案[J].北京:清华大学计算机科学与技术系计算机学报,2012,3.

[3]贾凯,刘慧,王保松.物联网在我国医药流通中的应用研究[J].商业经济文荟,2005,5:50.

[4]田美花.基于RFID技术的生产执行系统关键技术研究[D].青岛:中国海洋大学,2007.

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1.1制度标准不完善由于物联网的架构相仿复杂,其架构涉及的技术领域广泛,因而从整体上来看,各个制定技术标准的组织之间缺乏有效的沟通和协调,缺少完善的标准化工作,导致物联网缺少完整的技术标准。例如外射频识别技术。外射频世界技术的国际化标准和国家的标准不一致,而且该技术在具体的生产和应用中也存在很多的区域行业标准的限制,并且这些标准都难以相互包容。物联网技术的核心是建立在互联网基础之上,但是各个国家的设备在接入层面上也存在许多不同的协议类别,导致兼容性不足。因此,物联网技术亟需制定国际化的制度标准。

1.2核心技术不高在构成物联网的三个构架中,其最为关键的核心构架在于感知层。只有通过感知层去“感知”外在的信息,物联网才能实现对外在物体的有效“控制”的功能。但是,感知层的技术缺失三个构架中发展最不成熟、最薄弱的技术,感知层技术的薄弱和不成熟严重制约了物联网技术的发展和应用,也是制约发展和应用的关键。作为当前主要感知层技术的射频识别技术,国家还需要突破成本和标准化两个难题。并且射频识别技术的发展,射频识别技术将朝着高频化、高兼容性、网络化的方向发展。

1.3难以保障信息安全由于物联网技术的不成熟和完善,物联网技术信息传输过程中存在较多信息安全隐患,网络安全难以得到保障。其中最大的信息安全隐患就是有关物品信息的电子标签,一旦被恶意利用,轻则造成国家和个人的机密信息遭他人盗取或泄漏,重则导致企业难以正常运行,国家的基础设施设备停止工作,影响社会秩序。因此,物联网技术亟需解决信息安全问题,以保障用户个人隐私、机密的安全,维护社会持续,保证社会正常运行。

1.4扩孔IP地址所有接入物联网的物品都需要一个IP地址,而且物品的IP地址都是和其它物品不同,因此,新接入物联网的物品都需要解决IP地址的问题。但是,但前的IPv4难以满足物品地址的需求,虽然IPv6技术能够满足地址的需求,但是IPv4和IPv6存在兼容性问题,IPv4向IPv6转型具有一定的难度[2]。因此,物联网技术还需要解决IPv4和IPv6之间的兼容问题。

2物联网技术发展趋势

随着物联网相关技术的不断发展,物联网技术并将成为国家核心技术之一。并且在未来将具有很大的发展和创新的空间。设计层面,物联网相关产品的设计创新离不开物联网技术,产品的设计会随着物联网技术的创新而创新,因此,产品设计存在很大的创新空间;技术层面,物联网技术包含计算机、传感器、通讯等多项技术,物联网技术的创新发展必定会带动这些技术相关产业的创新和发展。在未来,各行各业要实现信息化,必须采用物联网技术。在物联网的逐渐普及后,与物联网配套的传感器接口装置等设备的生产量和使用数量都将大大增长,并超过手机的使用数量。物联网配套装置和设备的使用量增加,极大的促进我国信息技术元件产业的发展,为我国创造更多的就业机会。而且根据物联网技术特点,无线网络的发展也将成为未来的趋势。在今后的物联网技术中,无线网络将成为物联网的基础技术和设施之一,只用这样,无线网络才能随时随地将数字信号传输出去。物联网技术代表了下一代信息技术的发展方向,并积极推动国家和社会的发展。

3结语

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【关键词】物联网 应用 发展前景

一、认识物联网

(一)物联网的基本概念和基本特征。物联网是指通过各种地面或者空间传感器设施以及不同的通信系统,按照一定的协议将设施、设备、人已经其他各种各样的物品与网络连接起来,从而达到人和物品之间的实时通信和信息交互。它是智慧地球的重要组成部分,为人和物品之间的智能对话提供了机遇和平台。

物联网具有三个基本特征:“全面感知”、“可靠传送”、“智能处理”。全面感知是指利用各种传感器技术能够随时采集物体动态。可靠传输是指将感知的信息通过网络进行实时传送。现在无线通信技术已经覆盖了大部分区域,因此感知信息的传送变得非常可靠与现实。智能处理利用多种信息处理技术对海量信息进行筛选和处理,从而方便人与物品之间的交互。

(二)物联网的结构层次。如图1所示,物联网的结构可以分成:感知识别层、网络构建层、应用层。感知层由传感器节点接入网关组成,智能节点感知信息(温度、湿度、图像等),并自行组网传递到上层网关接入点,由网关将收集到的感应信息通过网络层提交到后台处理。网络构建层在物联网四层模型中连接感知识别层和应用层,具有强大的纽带作用,高效、稳定、及时、安全地传输上下层的数据。应用层是指物联网技术的各种应用包括智能物流智能交通绿色建筑等方面。应用层位于感知识别和网络构建层之上,人们通常把物联网应用冠以“智能”的名称,如智能电网、智能交通、智能物流等,其中的智慧就来自这一层。

(三)物联网的关键技术。物联网的关键技术主要可以分为如下几种:RFID、WSN、EPC以及多种智能技术。RFID即射频识别技术,俗称电子标签,通过射频信号自动识别目标对象,并对其信息进行标志、登记、储存和管理。它主要由电子标签、读写器、天线等部分组成。WSN无线传感器网络(WSN)是由大量传感器节点通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息,它能够实现数据的采集量化、处理融合和传输应用。RFID主要侧重点是识别的作用,而WSN的主要侧重点是组网并实现数据的传递。EPC是指电子产品代码,它包括EPC 编码标准、EPC 标签、读写器、对象名解析服务( Ob ject Nam ing Service, ONS )、物理标记语言( Physical Markup Language, PML)等部分。为满足对单个产品的标识和高效识别,美国麻省理工大学Auto ID 中心在美国统一代码委员会(UCC)的支持下,提出了产品电子代码(EPC)的概念。

二、物联网技术的应用

物联网技术作为一门新兴的技术,具有巨大的生命力和蓬勃的发展力。同时该技术对社会发展和科技的进步有着巨大的推动力。不知不觉之中,我们生活的方方面面已经融入了物联网的影子。

(一)物流管理。物联网在物流领域有重要的应用。物流领域规划中明确的指出将物联网技术作为该领域的发展重心之一。通过物联网技术的建设,可以实现物流系统的现代化,形成集成化的信息化平台。我们可以对物品进行统一的编码同时加入EPC的标识,这样就有助于我们在物品的运输流通过程中进行及时的状态反馈。广泛采用物联网技术来推动物流信息技术的发展和标准体系的构建是物流领域下一阶段的重要任务。

(二)城市建设。随着技术的进步,城市管理已经变成了动态时间和静态部件之间的综合管理。在物联网技术和3S技术的支撑下,“数字城市”、“智慧地球”这些概念将不再是梦想。我们把在城市管理中所采集的分散、独立图像进行并网,进行远程的业务管理、监控、存储以及传输。通过城市管理系统的搭建,城市的管理、安全监控等方面的得到了很大的改善。物联网技术为城市的建设提供了直观的管理工具。

(三)智能交通。凭借物联网技术的先进方法,使得交通信息的采集变得更加方便快捷。传感器可以把各个区域的车距和车速信息传输到处理中心,便于及时的调整和管理。在终端上加载各种温度、光照传感器还可以实时监控路面信息、汽车尾气等相关信息。

三、物联网的未来发展趋势

通过大量文献的阅读和思索,我们可以看出未来物联网技术的发展趋势大致如下:首先,未来的物联网需要一个开放的架构来最大限度的满足各种不同系统和分布式资源之间的互操作性需求。他们既可以是信息的提供者也可能是信息的使用者。其次,未来的物联网的架构还需要有良好的、明确定义的、呈现为粒度形式的层次划分。物联网架构技术应该满足各种层次的用户需求,摆脱单一的几种模式。同时,物联网的架构技术要具有抵御各种网络突发状态和干扰的能力,并将这种影响降低到最小的程度。

参考文献:

[1] International Telecommunication Union UIT. ITU Internet Reports 2005: The Internet of Things[R]. 2005.

[2] 王忠敏. EPC 与物联网[M]. 北京:中国标准出版社,2004

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论文摘要:至上个世纪90年代物联网概念出现以来,越来越的人们对其产生兴趣。物联网是在计算机互联网的基础上,利用射频识别、无线数据通信、计算机等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的实物互联网。物联网内每个产品都有一个唯一的产品电子码,叫做EPC(Electronic Product Code),通常EPC码被存入硅芯片做成的电子标签内,附在被标识产品上,被高层的信息处理软件识别、传递、查询,进而在互联网的基础上形成专为供应链企业服务的各种信息服务,就是物联网。RFID即射频识别,是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,作为条形码的无线版本,RFID技术具有条形码所不具备很多优点。特别是电子标签与产品电子编码EPC、互联网技术的融合,孕育出被称为下一代互联网的物联网。

1引言

本文主要介绍了物联网的研究背景和EPC的内容,然后讲述相关技术之一即EPC/无线射频技术的相关原理及其实际应用。

课题研究背景

21世纪是一个以网络计算机为核心的信息时代。数字化、网络化与信息化、经济全球化是21世纪的时代特征。随着信息技术的迅速发展,经济全球化不断加快。通过计算机技术、数据通讯和互联网技术实现现代物流和电子商务已经成为大势所趋。随着全球经济一体化,信息网络化进程的加快,在技术革新迅猛发展的背景下,为满足对单个产品的标识和高效识别,美国麻省理工学院的自动识别实验室在美国统一代码委员会(UCC)的支持下,提出:要在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信技术,构造一个覆盖世界万物的系统还提出了产品电子代码(EPC)的概念,随后由国际物品编码协会和美国统一代码委员会主导,实现了全球统一标识系统中的GTIN编码体系与EPC概念的完善结合,将EPC纳入了全球统一标识系统,从而确立了EPC在全球统一标识体系中的战略地位.。EPC标签是编号(每一个商品唯一的号码,“牌照”)的载体,当EPC标签贴在物品上或内嵌在物品中的时候,即将该物品与EPC标签中的产品电子码建立起了一对一的对应关系。EPC标签从本质上来说是一个电子标签,通过射频识别系统的电子标签读写器可以实现对EPC标签内存信息的读取。这个内存信息通常就是产品电子码,产品电子码经读写器上报给物联网中间件,经处理后存储在分布式数据库中。用户查询产品信息时只要在网络浏览器的地址栏输入产品名称、生产商、供货商等信息,就可以实时获悉产品在供应链中的状况。这整个系统我们目前把它称为物联网。物联网旨在提高现代物流、供应链管理水平,降低成本,被誉为是一项具有革命性意义的现代物流信息管理新技术。物联网的结构如图1.1所示:

图1.1 物联网的结构

由上图可以看出,物联网的整个结构可分为射频识别系统和信息网络系统两部分。射频识别系统主要由标签和读写器组成,两者通过RFID空中接口通信。读写器获取产品标识后,通过internet或其他通讯方式将产品标识上传至信息网络系统的中间件,然后通过ONS解析获取产品的对象名称,继而通过EPC信息服务的各种接口获得产品信息的各种相关服务。整个信息系统的运行都会借助internet的网络系统,利用在internet基础上的发展出的通信协议和描述语言。因此我们可以说物联网是架构在internet基础上的关于各种物理产品信息服务的总和。

2 EPC系统组成与特点

2.1 EPC系统的组成

(1)EPC编码标准

EPC编码是EPC系统的重要组成部分,它是对实体及实体的相关信息进行代码化,通过统一并规范化的编码建立全球通用的信息交换语言。

(2)EPC标签

EPC标签是装载了产品电子代码的射频标签,通常EPC标签是安装在被识别对象上,存储被识别对象相关信息。标签存储器中的信息可由读写器进行非接触读/写。

(3)解读器

解读器是利用射频技术读取标签信息、或将信息写入标签的设备。读写器读出的标签的信息通过计算机及网络系统进行管理和信息传输。

(4)Savant(神经网络软件)

Savant是一个物联网系统的“中间件”,用来处理从一个或多个解读器发出的标签流或传感器数据,之后将处理过的数据发往特定的请求方。

(5)对象名解析服务(Object Naming Service: ONS)

EPC标签对于一个开放式的,全球性的追踪物品的网络需要一些特殊的网络结构。因为标签中只存储了产品电子代码,计算机还需要一些将产品电子代码匹配到相应商品信息的方法。这个角色就由对象名称解析服务(Object Naming Service: ONS)担当,它是一个自动的网络服务系统,类似于域名解析服务(DNS),DNS是将一台计算机定位到万维网上的某一具体地点的服务。

(6)物理标记语言(Physical Markup Language PML)

实体标记语言(PML)通过一种通用的、标准的方法来描述我们所在的物理世界。PML的目标是为物理实体的远程监控和环境监控提供一种简单、通用的描述语言。可广泛应用在存货跟踪、自动处理事务、供应链管理、机器控制和物对物通讯等方面。

2.2 EPC系统的特点

(1)开放的体系结构

EPC系统采用全球最大的公用的刀又TERNET网络系统。这就避免了系统的复杂性,同时也大大降低了系统的成本,并且还有利于系统的增值。梅特卡夫(Metcalfe)定律表明,一个网络大的价值是用户本系统是应该开放的结构体系远比复杂的多重结构更有价值。

(2)独立的平台和高度的互动性

EPC系统识别的对象是一个十分广泛的实体对象,因此,不可能有那一种技术适用所有的识别对象。同时,不同地区,不同国家的射频识别技术标准也不相同。所以开放的结构体系必须具有独立的平台和高度的交互操作性。EPC系统网络建立在INTERNET网络系统上可以与INTERNET网络所有可能的组成部分协同工作

(3)灵活的可持续发展的体系

EPC系统是一个灵活的开放的可持续发展的体系,可在不替换原有体系的情况下就可以做到系统升级。

3 关键技术及其应用

3.1 EPC/无线射频识别技术(RFID)技术

无线射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它的工作原理如下:使用射频电磁波通过空间耦合(交变磁场或电磁场)在阅读器和进行识别、分类和跟踪的移动物品(物品上附着有RFID标签)之间实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。RFID是一种利用电磁能量实现自动识别和数据捕获技术,可以提供无人看管的自动监视与报告作业。

具体的工作原理如下:当装有电子标签的物体接近微波天线时,阅读器受控发出微波查询信号。安装在物体表面的电子标签收到经微波天线发出的查询信号后,根据查询信号中的命令要求,将标签中的数据信息反射回微波天线。微波天线接收到电子标签反射回的微波合成信号后,经阅读器内部微处理器处即可将电子标签中的识别代码等信息分离出来。这些识别信息作为物体的特征数据被传送到控制计算机作进一步处理,从而完成与物体有关的信息查询、统计、管理等应用。整个识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,并且阅读器能自行判断RFID标签是否被重复读取处理。RFID技术的这些功能特性很适合流水线上产品的控制,以实现流水作业管理,得以使整个流水线管理自动化。

图3.1 RFID的工作原理

如图3.1所示,RFID系统一般由RFID系统由阅读器、应答器(标签)和应用系统三部分组成,通过电波在响应媒介和询问媒介间传递信息。阅读器,一般是一台内含天线和芯片解码器的阅读(有时还可以写入)设备,可设计为手持式或固定式;阅读器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据,从而达到自动识别体的目的。通常阅读器与电脑相连,所读取的标签信息被传送到电脑上进行下一步处理。应用系统,一般是由计算机支撑的有线或无线管理系统。视不同应用要求,对于实时型的智能型控制器,不一定必须要有后台应用系统。标签,主要是射频标签,响应端内含天线,两者组成所谓的“雷达收发机”,以卡、标签等形式存在。

整体的EPC网络操作依赖于RFID系统和网络应用系统的介入,使产品信息有效的传播。安装在不同需求链环境的解读器可以读取标签中储存的产品数据。因此供应链数据可以通过网络及时地检查、更新或者交换信息。图3.2显示了EPC网络系统的结构。

图3.2 EPC网络系统的结构

在由EPC标签、识读器、Savant服务器、Internet、ONS服务器、PML服务器以及众多数据库组成的实物互联网中,识读器读出的EPC只是一个信息参考(指针),由这个信息参考从INTERNET找到IP地址并获取该地址中存放的相关的物品信息,并采用分布式Savant软件系统处理和管理由识读器读取的一连串EPC信息。由于在标签上只有一个EPC代码,计算机需要知道与该EPC匹配的其它信息,这就需要ONS来提供一种自动化的网络数据库服务,Savant将EPC传给ONS,ONS指示Savant到一个保存着产品文件的PML服务器查找,该文件可由Savant复制,因而文件中的产品信息就能传到供应链上,相对应地,EPC系统的工作流程下图(图3.3)所示:

图3.3 EPC系统工作流程图

EPC系统是一个全球的大系统,供应链各个环节,各个节点,各个方面都可受益,但对低价值的识别对象来说,如:食品,消费品等,它们对EPC系统引起的附加价格十分敏感。EPC系统正在考虑通过本身技术的进步,进一步阳氏成本,同时通过系统的整体运作使供应链管理得到更好的运作,提高效益,以便抵消和降低附加价格。

EPC/RFID物品识别的目标是为每一物理实体提供唯一标识。它与传统条码技术相比有以下几方面的优点:

(1)唯一标识。条码只能识别一类产品, 而无法识别单品, 因此条码容易伪造。RFID却可以为单品提供唯一标识。

(2)读取方便。条码是可视传播技术。即扫描仪必须“看见”条码才能读取它, 这表明人们通常必须将条码对准扫描仪才有效。相反, 无线电识别并不需要可视传输技术, 射频标签只要在识读器的读取范围内就可以了, 甚至可以穿过外包装进行识别。这大大减少了人的参与, 提高了识别效率。

(3)长寿耐用。纸型条码容易破损和受到污染。而RFID电子标签可以应用于粉尘、油污等高污染环境和放射性环境。

(4)动态更改。条码信息一旦需要更改就必须重贴, 而RFID电子标签中的信息可以编辑, 便于更新。

(5)可扩展性。RFID电子标签存储的是电子数据, 在需要的时候可以改变其中的编码结构, 便于升级。

(6)RFID电子标签可以设置密码, 保密性强。

虽然EPC/RFID与条码技术相比有巨大的优势, 但是条码技术作为一项十分成熟的技术在物联网中仍然可以起到一定的作用。EPC代码实际上是种编码手段, EPC并没有对其信息载体进行任何限制, 我们现在有飞速发展起来的射频识别技术, 也有成熟的条码技术, EPC码可以储存在RFID芯片中, 同样可以储存在条码中。

电子标签广泛采用后的隐私间题和环保问题一直有争论。而EPC在某些产品上采用条码技术,可以有效的解决目前普遍关注的射频标签如何避免隐私的问题、磁污染问题和废弃标签中芯片的处理间题。

3.2 EPC/RFID技术应用

物联网技术的应用可以使电子商务变得更强大, 它使消费者可以在网上查到任何一家商店的任何一件商品, 选择起来得心应手。在物流领域,RFID电子标签可以应用于自动仓储库存管理、产品物流跟踪、供应链自动管理、产品装配和生产管理、产品防伪等多个方面。

2006年高科技项目申报国家共拨款1亿2800乃人民币用以支持20项课题研究,其中“RFID系统测试技术研究及开放平台建设”、“RFID应用方案公共测试系统建设”、“符合ISO 18000-6 Type B/C标准的(UHF)标签芯片研发和产业化”、“RFID标签集成技术研究及产业化”、“RFID公共服务体系架构设计及应用服务关键技术研究与开发”.“区域RFID信息公共服务平台关键技术研究与开发”、“RFID标准研究与制定”这七项课题约占全部经费的50%。由此可见,在前一次的项目攻坚中主抓公共项目的基础建设.RFID设备的生产以及产业链完善建设以及RFID使用规范标准化。这对于我国RFID技术及应用这座宏伟大厦来说无异于坚实的地基。目前,此番不少课题已经相继取得了进展,部分已得到业界的认可。如中科院自动化所承担的物流领域研究和贵州茅台酒股份有限公司的RFID技术在茅台酒防伪的应用等,特别是RFID技术在票务和食品安全领域中的成果更被及时应用到奥运会中。依据目前情况来看RFID的产业化发展在各个地区已经呈现出相对完整产业链,无论是封装.标签的印刷方的提供。

在此讲述一个RFID在图书馆中的应用例子。RFID对图书馆及读者来说,较之条码识别具有明显的优势。在图书馆管理中,利用RFID的无线传输能力和大容量的数据储存,可以极大地提高图书馆管理的效率。RFID优势具体表现为:①简化借还书服务工作。目前图书馆的借还书作业除了刷条形码外,还需做上磁及消磁的繁琐工作,以RFID卷标取代条形码、磁条,不用一本书一本书的用扫描仪扫描条形码,并且可以一次读取多笔资料,同时减少读者的等待时间及馆员的例行业务,提升了图书馆的服务品质及形象;②容易查找错架、乱架的图书。利用RFID无线电波感应技术。使放置错架的图书能很快被发现,提高图书馆馆员整架的工作效率;③加速盘点工作。目前图书馆盘点的方式一定要将书从书架上将每一本书取出,RFID Tag以无线电波传送信息,可以一次读取数个RFID卷标资料。简化盘点工作;④耐环境性。RFID对水、油和药品等物有强力的抗污性,且在黑暗及脏污的环境之中也可以读取数据;⑤可重复使用及穿透性。RFID卷标可以回收重复使用。并且若RFID被纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质包覆的话,也可以进行穿透性通讯;⑥读者自助借还书。图书馆提供自助借还书外围设备,则读者可以自行办理图书的借还。

总结:本文讲述了物联网研究的相关背景及其内容,然后介绍了产品电子代码(EPC)系统的相关知识,最后讲述相关技术之一即EPC/无线射频技术的相关原理及其在图书馆中的实际应用。

参考文献

1.田美花.基于RFID技术的生产执行系统关键技术研究.青岛:中国海洋大学,2007。

2.孔宁.物联网资源寻址关键技术研究.北京:中国科学院研究生院,2008

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5.马宇健.基于电子标签的签名系统设计与实现.北京:北方工业大学,2009

6.赵莹.基于物联网架构的EPC无线通讯协议研究.山东:山东大学,2005

7.Martin Peter Michael. Architectural Solutions for Mobile RFID Services for the Internet of Things, 2008

8.Vladimir Oleshchuk. Internet of Things and Privacy Preserving Technologies, 2007

9.Ning Kong, Xiaodong Li, Baoping Yan. A Model Supporting Any Product Code Standard for the Resource Addressing in the Internet of Things, 2006

10.Huansheng NING,Na NING, Shenfeng QU. Layered Structure and Management in Internet of Things,2007

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【关键词】 物联网技术 典型应用 物联网时代

物联网技术是通过红外感应器、射频识别(RFID)、激光扫描器、全球定位系统等信息传感设备,按约定协议将任何物品与互联网相连接,实现信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。

一、几种关键的物联网技术

1.1无线射频技术

无线射频技术关键是用于阅读器和射频卡之间,在没有通过直接接触就能完成数据的双向传输,从而完成识别目标和交换数据。运用无线射频技术能通过扫描物品或是商品的编码来完成物品的自动识别,再运用信息处理体系把信息实施处理后再经过信息服务体系实施共享物品或是商品信息。在计算机网络开放的状况下,企业就能实施跟踪、定位、监控和管理物品或是商品。

1.2信号处理技术

物联网信号处理有云计算、多物理量检验、提取信号、调理信号、变换信号与分析信号等几种主要技术。基于互联网的计算形式是云计算,实质是对目前计算资源的一次再分配。它的重点理念是把计算能力或计算服务作为一种商品,卖给需要它的公司,从而为公司节省硬件采购成本。云计算已逐渐成为信息服务的一种发展趋势,在全世界有了普遍运用,未来将有着非常大的发展前景。

1.3传感器技术

传感器技术是物联网应用中的关键技术。传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并依照一定的规律转换成信号实施输出的器件、装置。现代工业生产中,传感器无处不在,它们被用来监视整个生产程序,并得到有关的数据信息,经过这些数据信息来推断设备的运行状态是否正常,并对整个生产经过实施控制,最大限度的节约人力,使产品达到最好的质量。

传感器技术的研究具有重要的意义,特别是在基础学科研究中,例如茫茫宇宙空间的研究,要查看上千光年的距离,微观上要查看纳米级别的物体,查看数十万年的天体演化,捕捉瞬间的改变都需要传感器技术研究的支持。

二、物网的典型应用

物联网应用的发展一方面可以提高经济效益,大大节约社会成本;另一方面可以为社会经济的复苏提供技术动力。物联网热浪正在全世界迅速壮大,目前,加拿大、英国、德国、芬兰、意大利、日本、韩国等都在投入巨资深入研究探索物联网,物联网应用正逐渐渗透至智能家居、交通、物流、制造等行业。

1、智能家居。智能家居以住宅为平台,集成有线与无线网络平台通信技术,包含综合布线体系、安全防范体系、背景乐/广播体系、控制灯光窗帘体系、空调VRV控制体系、以及家庭影院控制体系。智能家居能够构建高效的住宅设施和家庭日程事务管理体系,把全部与家居生活相关的设施实施集成,实现远程控制,从而提高家居的安全性、方便性、舒适性、艺术性,建成环保节能的居住环境。

2、智能交通 。依靠物联网技术让交通信息的采集变得更加快捷方便。传感器能够把每一个范围的车距与车速信息输送到处理中心,方便及时监控、调整、远程调度和管理。各类温度、光照传感器在终端上加载还能够实时监控路面信息、汽车尾气等有关信息,以支撑大数据分析及有效管理。

3、物联网在能源管理和公共事业中的应用。根据估计,我国将在2025年将发展变成国际最大的能源消耗国家之一。由于存在电网系统效率较低的问题,发电和输电存在严重的浪费。目前安装的计量器及发电机的涡轮都是以物联网技术对事物实施科学的感知和度量。其感知和度量能够帮助我们对信息和数据进行有效收集,依据最新的分析工具实施洞察智能化,之后再对决策实施优良的决定。

随着仪表管理技术的进步,企业和个人可以依据能源的时间和方式进行选择性使用,这也就为太阳能、风能等实施运用打下了坚实基础。

4、物流管理的应用。物联网技术的全覆盖,能够让整个供应链精准、透明与高效,达到陈旧物流所不能够完成的目标。依据物流行业协会的2013年行业调研报告显示,我国物流行业的物联网设备增长速度已超过60%,物联网技术设备已在物流行业得到普遍的应用。物联网技术对物流配送的透明化管理与信息追踪方面的效果尤为明显,电子标签拣选体系出货量增长超过35%。物联网智能搬运体系在自动化物流中心的运用也越来越普遍,实现28%以上的增长率。

三、结语

移动互联网的高速发展以及固话宽带的普及已为物联网海量信息传输交互搭建起基础平台。物联网技术将为社会经济发展与国民生活带来广阔的发展前景,物联网应用将延伸到我们生产生活的各个方面,便捷、高效的物联网时代即将来临。

参 考 文 献

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1.1物联网产业缺乏核心技术

在经济飞速发展的状态下,人们工作和生活中对于电能的需求量大大增加,这就给电网提出了更大的挑战。相对落后的网络和电力设备存在于我国的智能电网当中,造成其安全性能降低,无法进行精细运作。在运用物联网技术的过程中,提高了智能电网创造的经济效益,促使其得到技术进步和升级。然而物联网现阶段的相关技术,如传感器等是非常落后的,拥有分散的产业和比较高的价格,导致智能电网普遍应用物联网技术的可能性降低。传感器在我国电力系统当中的应用,始终是以进口的方式进行,造成了较高的成本存在于物联网技术当中。这种核心技术方面的欠缺,非常不利于我国将物联网技术普及到智能电网当中;同时,我国还没有高度整合传感器产业,分散的产业使得制作出来的传感器没有统一的规格,难以将传感器的关键技术进行创新和突破[1]。

1.2对物联网技术认识程度不够

现阶段,物联网技术在我国还处于被认知阶段,人们对其的重视程度还有待加强,这种现象是造成智能电网当中无法有效使用物联网技术的主要原因。同时,一些对物联网技术相对比较了解的人还在认识上存在一定的误区,如,将IC和条码等的升级直接等同于物联网技术,还有人认为RFID和物联网技术都属于空中楼阁的范畴,是现阶段人们心中的设想,并不可能真正得到实现等。这些对物联网技术认识上的误区,导致人们无法将物联网技术真正应用到智能电网的建设当中[2]。

2有效应用物联网技术建设智能电网的措施

新时期,我们在对电力行业的技术和发展进行创新的过程中可以有效应用物联网技术,它能够提升智能电网的安全性能。在我国现阶段的智能电网发展实际状况下,我们应该从三个方面来促进物联网技术在智能电网建设中的应用。

2.1促进物联网核心技术的快速形成

在这一过程中,要充分发挥政府的引导和支持作用,鼓励加强研究传感器和智能芯片等能够促进智能电网不断发展的核心技术。通过加强投资和研究,促使我国能够自主的进行技术开发,构成智能电网技术专利。还可以促进各项技术之间的合作,例如将RFID和传感器技术进行结合来重新研发,促进物联网技术得到更加牢固的基础。

2.2加强推广物联网技术

现阶段我国的智能电网在建设过程中对于物联网技术的重视程度还不够,所以政府及相关电力部门要大力加强物联网技术的宣传和讲座,促使电力系统能够更快认识到物联网技术的重要性。例如,建立体验中心,促使物联网技术在电力系统当中能够进行使用,并确保相关人员能够对其加强了解。将国外先进的物联网技术应用的实例引入到电力企业,向工作人员进行讲解物联网技术应用的过程和重要方法。还可以将电力系统的相关介绍应用到互联网的一些网站上,促进物联网知识的普及,提高物联网技术的宣传力度。

2.3促使配套服务工程在智能电网中进行完善

要想提高电力企业的服务效率和质量,就要以健全的服务保障体系为基础。采取相应措施和有效政策来扶持电力企业。特别是当电力系统面对实际问题时,要对人力、物力和税收等问题进行细致的研究,坚持应用物联扶持政策,在电力行业和智慧城市建设等重要项目当中进行物联网技术的宣传和推广。作为重要的桥梁,中介能够促进电力企业与物联网技术之间的沟通,以技术评估、咨询和技术转移等多种方法,促使一个良好的交流平台的建立,促进电力产业的不断进步,加强电力产业之间的交流与合作[3]。

3结语

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[6] 杨旭,李俊宏. 无线多址接入网络编码中继的信道分配算法[J]. 无线电通信技术, 2014,40(1): 21-25.

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关键词:物联网技术;现状;应用前景;展望

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)27-0049-02

随着计算机技术和互联网技术的高速发展,物联网的浪潮已经渗透到人们的日常生活。物联网主要是利用红外感应器、定位系统等传感装备,实现互联网和物体之间的连接,从而获得物体的信息,并进行通信,实现对物体的识别、跟踪和监管等。而物联网技术是在物联网的基础上发展而来,它拓展了信息的获得领域,利用物联网技术,可以加强各个行业之间的交流,蕴含着巨大的商机。

1 物联网概述

1) 物联网定义

物联网是一种新兴的智能感应网络系统,它可以利用物体智能感应装置来对数据的信息进行收集和整理,并通过网络传输的过程,可以实现数据信息的传输,使其传输到指定的信息处理中心,从而可以实现人和物以及物和物之间的信息交互。物联网可以定义为利用射频识别、红外线感应器和激光扫射器等传感设备,并按照事先定好的协议,可以实现物品和互联网的结合,并进行大量信息的交换的传输,从而保证实现智能化识别、定位和监控的一种现代网络。

2) 物联网的构成

从结构上来看,物联网的可以分为三个层次:一是底层的数据感知层次。这个层析具有较强大的信息感应的功能,它可以实现对数据的收集和整理。底层的感知层次包含众多的内容,包比如二维标签、识读器、摄像头、传感网络等内容,可以进行物体的识别,它是物联网网络运行的第一个环节;二是数据网络的传输层次,它可以对采集到的数据进行整理,并且进行传递。它包括通信网络、网络管理中心、智能处理中心等内容。三是数据网络传输层以及内容应用层。内容应用层对已经处理过的信息进行分析,并纳入到一些有关的行业中,和行业的技术充分融合,有利于实现变电站的智能化、信息化的发展。

2 物联网技术的发展现状

随着信息技术的发展,物联网的内涵也随之发生了一些变化,增添了很多新的内容,更加丰富而且多样化,为此政府也针对目前的发展形势,制定了一些新的规划。

1) 政府部门出台了一些推动互联网的发展规划

随着物联网技术的发展,我国逐渐出台了一些相关的政策,比如我国在制定十二五规划时,将物联网纳入新兴产业的发展规划中去,也完善了相应的产业标准。但目前市场环境比较复杂,产业标准还在完善和发展的阶段。虽然各地政府已经开始出台一些关于物联网发展的策略,但是标准仍旧不统一,对未来的发展前景也表现出不确定性。

2) 各地高校开设了物联网专业

随着物联网技术的快速发展,加快了信息的传输和交流。很多机构纷纷成立了一些物联网工作指导小组。很多高校增设了物联网专业,力求培养更多的专业人才,促进物联网事业的发展。

3 物联网的关键技术

1) 无线射频识别技术

物联网可以通过感知层对事物进行感知和识别,因此,这就需要无线射频识别技术的支持。无线射频技术是一种智能化的技术,它不需要人工进行操作和指导,可以充分利用无线射频信号对目标进行识别,从而获得一些有关的信息。无线射频识别技术可以在复杂、恶劣的环境中工作,它不和目标对象直接接触,而且它可以同时对多个目标进行识别,具有较高的精准度,以及较强的抗干扰能力,利用无线射频技术进行识别,可以快速获得信息,并进行信息的共享。

2) 无线传感技术

随着现代科技的发展,传感技术也得到了长足的发展。通过组织一些传感器单元,可以形成一个庞大的无线传感器网络,从而可以实现实体世界和数字世界的连接。无线传感网络可以实现各个节点之间的感知,并能够对数据进行传递,从而用来处理网络中的监测数据和信息。

3) 智能技术和纳米技术

在物联网技术中,智能技术是其中一项关键的技术,主要是在物体中引入智能系统,增加物体的智能性,可以实现和用户之间的交流,满足用户的需求。而纳米技术可以应用于更小的物体,它能够实现这些更小的物体之间的互动和交流。随着互联网技术的发展,智能技术和纳米技术之间的配合越来越紧密,可以通过二者的结合可以使一些物体更智能化和人性化。

4 物联网技术发展面临的主要问题

物联网具有广阔的发展前景,在未来的发展中会继续带来巨大的经济效益和社会效益,但是要推动物联网的持续发展,就要解决一些问题,其中主要体现在核心技术、信息安全、产品研发等方面。

1) 核心技术有待突破

由于我国物联网技术起步较晚,发展时间较短,一些关键技术还处在初始应用阶段,需要进一步发展传感器接入技术和核心芯片技术等。第一,目前,现有的传感器的连接受到通信的距离的限制,而传感器本身对外部环境有着较高的要求,容易受到外部环境的干扰。第二,目前,传感器的存储能力和通信能力还有待提高,且数量不足。第三,物联网技术的发展需要应用大量的传感器,因此要发展传感器网络中间件技术,目前我国网络中间件技术还不完善,需要进行进一步的创新。

2) 要统一标准规范

统一标准规范,有利于保障互联网的应用和推广,否则将会影响到互联网的发展。我国互联网技术还在发展阶段,所以尚未建立健全互联网标准体系,从而在一定程度上妨碍了我国物联网的进一步发展。物联网的发展与国家的一些利益息息相关,因此,要制定统一的物联网标准,但是目前受到国际因素的影响,统一的物联网国际标准难以确立,因此,标准规范不能在短期内形成。

3) 信息安全和保护隐私的问题

目前,随着物联网的发展,信息安全问题和保护隐私成为一个亟待解决的问题。在物联网的应用中,首先要对物品进行感知和识别,在这个过程中,一项关键的技术就是无线射频识别技术,通过这项技术,可以自动获取物品的相关信息。它方便了人们对一些不可接触的物体的信息的获得,但是如果不加以对其进行控制,那么很多物品的信息就会被更多的人们所知,并对物品进行无限制的追踪。因此,这对信息的隐私造成了较大的威胁。在对数据进行处理时,也存在一些隐私安全的问题,很有可能导致信息的泄露。所以,要完善访问机制,设立访问权限,对信息的传递、查询等操作行为加以控制,减量减少由于信息泄露而给个人带来的损失;同时,很多信息需要进行隐理,只允许被特定的人所看到,因此通常会采用加密的方式。在物联网识别技术中,保密已经成为其中的一个重要问题。在物联网中,秘钥管理是一项艰巨而繁重的任务,这是因为物联网具有多源异构性,所以保密工作面临着发展的瓶颈;在物联网中,IP地址有待扩充。每一个物体都需要有着自己的IP地址,可用于对它专属的识别、传输等。目前,Ipv4已经满足不了地址的需要,因此,这就需要利用Ipv6的支持。但是,要将实现Ipv4向Ipv6转型,并解决系统兼容的问题成为面临的一项挑战;另外,设备生产成本的问题也要重点关注。目前,物联网的规模逐渐扩大,信息数量逐渐增多,因此,需要降低物联网设备生产的成本,从而可以获得更多的经济效益,进一步推动物联网智能化的发展。

5 应用前景

1) 有效的资源控制,实现节能环保

目前,我国资源短缺,人均资源占有量不足,耗能较高,还给环境造成了巨大的污染,影响了社会效益和经济效益的提高。随着物联网的发展,在一定程度上改变了传统产业的发展模式,有利于调节资源、环境和经济发展之间的矛盾,物联网的应用,可以推动物品的智能化和人性化发展,有利于对资源进行高校的控制,推动循环经济的发展。

2) 推动开放和合作

互联网的发展,具有极大的开放性和包容性,它为物联网提供了很多可以借鉴的经验,可以在较短的时间内形成一个庞大的网络系统,促进信息的传输和交流。因此,在物联网技术的发展中,要推动开放和合作,保证产业之间的协调,努力研发,实现出核心技术的突破和发展。

3) 加快应用开发

我国物联网技术还处在初始阶段,很多技术和方法还不完善,企业的盈利状况还有待改善,在资金的投入上还不足,因此,物联网技术的发展容易停滞不前。所以,随着现代科技的发展,要加快对物联网技术的应用和开发,做好宣传工作,政府给予财政政策和货币政策的支持,给予企业一些补贴,保证他们发展物联网技术的资金支持,进而可以进一步扩展物联网技术的应用范围。同时,还要密切关注应用中的信息安全问题,做好保密工作,加大安全维护的力度,打击蓄意破坏的行为,通过法律法规对制度进行完善。

6 结语

随着现代网络技术的发展,物联网技术也得到了较快的发展。通过物联网技术,可以利用物体智能感应装置来对数据的信息进行收集和整理,并通过网络传输的过程,可以实现数据信息的传输,传达到信息处理中心之后,有利于实现人和物以及物和物之间的信息交互。目前,我国物联网技术的发展受到诸多条件的限制,还存在着一些尚待解决的问题,比如核心技术有待突破、信息安全和保护隐私的问题等,物联网技术的发展前景广阔,其可以进行有效的资源控制,实现节能环保;并进一步推动开放和合作;还要加快应用开发,促进物联网技术的广泛应用。同时还要根据目前的需求来推动物联网技术的发展,掌握更多用户的心理需求,促进应用范围的扩展。

参考文献:

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[2]吴青,曾飞,初秀民.物联网技术在现代散货码头应用现状及趋势展望[A].中国智能交通协会.第八届中国智能交通年会论文集[C].中国智能交通协会,2013:7.

篇9

关键词 即时物管系统 实物管理 固定资产管理 物联网技术

1 引言

当前,实物管理、固定资产管理一般采用条形码管理方式,资产的相关数据输入计算机以后,都会由计算机自动地打印生成不干胶条形码(“一维码”),条码上的内容可由用户自己设定,其中包括固定资产名称、购入日期、保管(使用部门)等内容。将条形码贴在固定资产实物上,盘点人员不必通过记录资产编码、核对帐本的方式进行盘点,只须通过专门的条码识别器对固定资产上的条码阅读,条码信息即自动存储于条形码识别器中。盘点人员可以方便地携带条码识别器到任何地方,进行相互核查,并将读入的信息存储于其中。读入条码结束后,将条码识别器与电脑相连接,以迅速地获得资产的实际情况,通过组合查询可立即发现资产短缺、溢余等变化情况。

图1为“一维码”图例,即采用“一维码”进行信息承载,用手持终端进行现场扫描,管理系统再从手持终端中读取信息的管理手段。

(1)从“一维码”标签到能读取识别的管理系统都存在以下缺陷:

“一维码”标签数据容量小,只能包含字母和数字30个字符左右;

条形码尺寸较大,标签空间利用率低;

不具备纠错功能,一旦遭到破坏,不能被阅读。这些缺陷限制了“一维码”标签的使用,因而有逐渐被替代的趋势。

(2)传统读取管理系统也存在以下缺陷:

读取的信息存储在手持终端里面,实时l生不够;

不能满足位置变更实物管理的需求:采用“一维码”进行信息管理,在实时性、信息量均不能满足实物调配、位置变更等实物管理的要求。

基于物联网技术的即时物管系统,主要是利用免费的互联网资源“飞信”和开放的二维码软件,对“飞信”进行二次开发,新增特定管理功能,实现与手机的即时通信。再通过手机现场读取二维码信息,实现实物的智能化管理。实物信息由“一维”变“二维”,信息量更为丰富,也实现了“物与人”的即时通信及智能化管理,有效地解决了对实物的即时管理。具体流程如图2所示:

2 系统组成及涉及关键技术介绍

基于物联网技术的即时物管系统,将物联网技术引入到现有资产及实物管理中,并将物联网技术与互联网的即时通信相结合,以解决资产及实物管理当中存在的问题。该系统主要利用免费的互联网资源“飞信”和开放的二维码软件,对“飞信”进行二次开发,实现与手机的即时通信,从流程图上看到该系统由二维码、能读取二维码手机、即时管理平台(飞信通信平台上做二次开发,新增特定功能)等部分组成。

2.1物联网技术

物联网被预言为继互联网之后全球信息产业掀起的又一次科技与经济浪潮,物联网将对带动我国相关领域科技水平的提升,保障经济安全甚至国家安全,培育新的经济增长点,促进经济结构调整和转型升级,增强我国的可持续发展能力和国际竞争力有重要现实意义。

物联网的英文名称叫“The Internet of things”,顾名思义,物联网就是“物物相连的互联网”,这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通讯。

在中国移动的物联网标准体系中将物联网定义为:通过装置在各类物体上的电子标签(RFID)、传感器、二维码采集信息,并通过通信网络将物一物、物一人相连,协同工作,从而给物体赋予智能。物联网的核心和基础是通信网络,是在通信网络基础上的延伸和扩展的网络,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通讯。该系统是给实物贴上二维码标签,赋予实物信息,实现物一人相连,为实物联网提供接口。

2.2二维码部分

二维码是用某种特定几何图形,按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图形来记录数据符号信息的;在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念,使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息,通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。二维码可以分为堆叠式二维条码和矩阵式二维条码,该系统采用了矩阵式二维条码QR Code码型。

实现该系统功能需要能编写出符合工作需要的QRCode编辑软件,这个软件可以根据我们的需要自动生成QR Code二维码型。比如对台式电脑进行管理,需知道电脑的品牌名称、型号、出厂日期、责任人姓名等信息,如用二维码来实现的话,我们就要新增这些实现功能。QR Code编辑软件是开放的,后期能根据需要添加新功能,比如新增对于一些单板的版本信息、网元的入网时间等。如图3所示二维码编辑软件主界面,纠错能力:M(%15)中级纠错;版本格式:输入文本;运营商规范:符合中国移动二维码指定规范。

2.3即时管理平台

本系统是以“飞信”技术为信息承载方式的移动通信网络,可将各类物资信息传送至即时管理平台,而只要在物资管理平台新增一个“飞信”客户端即可。“飞信”经二次开发后,不仅具有飞信的一般功能,例如添加好友、添加好友群等,还增加了数据库管理、特定用户下发等功能。这个开放的平台,可根据我们工作需要添加新功能。图4是基于该系统下经二次开发的“飞信”登陆主界面,

平台登录后会向好友发送登录信息“欢迎使用基于物联网技术的即时物管系统”,当完成系统初始化后,状态栏显示初始化正常。

3 实现方案及系统主要功能

基于物联网即时物管系统=二维码+能读取二维码手机+即时管理平台。二维码因信息量大,错误纠正能力强、印制要求不高,再加上二维码与物联网结合便利等优点,在各个行业逐渐得到应用。本物管系统主要是手机二维码结合即时管理平台对“物”进行智能管理。结合目前维护工作中遇到的物品管理中碰到的问题,可分为固定资产管理和实物管理。图5是基于物联网即时物管系统的整体框架功能图,分别从固定资产管理、实物管理(备品备件和仪器仪表)两部分给出具体介绍。

3.1固定资产管理

该方案思路清晰,实施方便,整体流程(如图6)如下:

(1)给“固定资产”贴上二维码,赋予它信息(名称、责任人、使用地点、入网时间等)。完成资产的登记、盘点、报废等日常处理工作,并记录整个生命周期所有操作,特有消耗品到期提示功能。

(2)用能读取二维码的手机获取“固定资产”信息,如需更改,手机亦可以对信息进行变更。将此信 息发送到即时管理平台上,管理平台会对此信息进行处理。自动产生新的二维码标签。并连接条码打印机直接打印,使每一个设备都拥有唯一身份证,可选多种规格。也可以发送短信回执编号到管理平台查询使用状态。

(3)该平台根据实物的信息变化,可以自动生成“二维码”标签,从而实现对“实物”的智能、即时管理。

3.2实物管理

日常维护中的仪器仪表、备品备件在使用的过程中,由于缺乏动态的管理,不能准确及时地获知仪器仪表、备品备件的使用状态。这导致日常维护中产生很多不便,例如:仪器仪表电量不足(缺少动态管理,长时间没有充电)、备品备件无库存等。

该方案思路清晰,整体流程(如图7)如下:

(1)手机通过内置的识读软件读取二维码信息。

(2)将“物”的信息自动发送到即时管理平台上,管理平台会对此“物”信息进行处理(使用登记,明确责任人)。

(3)同时管理平台会下发信息给设定用户群,告诉此“物”的使用状态(已经被占用)。用户也可以通过回复短信的方式查询物品的使用状态,从而达到了对“物”的动态管理。

实物管理使用手机号码登记,责任明确。归还时用手机二次读取二维码信息,发送此信息到即时管理平台上,即时管理平台上会自动清除登记,释放实物使用个数。

图8是即时管理平台上仪器仪表管理窗口:借用人员:13618006342;把手机从万用表上读取的二维码信息发送到即时物管系统,状态显示已借用;归还时手机二次扫描,发送信息到即时物管系统,状态显示:可借。

3.3主要功能

(1)资产日常操作管理功能

主要包括固定资产的新增、修改、删除、借用、归还、维修等日常工作。

(2)盘点功能

手机读取现场的数据与数据库中的数据进行核对,对正常或异常的数据做出处理,得出固定资产的实际情况,并可按单位、部门生成盘点汇总表。

(3)资产月报

根据单位、部门、时间等条件分类查询统计月(年)报、本月增加固定资产月报、本月减少固定资产月报、固定资产折旧月报(年报)、并提供打印功能。

(4)打印条形码功能

根据选定的固定资产自动生成粘贴于固定资产实物上的二维码标签。

(5)固定资产综合查询

可以对单条或一批固定资产的情况进行查询,查询条件包括资产卡片、保管情况、有效资产信息、名称规格、起始及结束日期、单位或部门。

(6)系统维护功能

由系统管理员对资产分类区别码、并对其进行新增、修改、删除等操作。

(7)安全管理功能

提供各种安全管理手段,口令管理功能,维护帐号和口令权限控制功能,将用户划分为不同等级以确定用户对系统使用权限,根据不同权限确定不同的操作。

4 结束语

基于物联网技术的即时物管系统,是基于中国移动“飞信”、二维码两项新业务开发的,是对两项新业务的整合,实现了物联网与互联网即时通信工具的融合,可以推广到仓管、物流等行业使用。

该系统的应用是促进工业和信息化融合的重要方法和手段,其价值在企业安全生产、提高生产效率和提升服务水平等方面都将得到体现;由于该项目依托中国移动自有的两项业务以及自身的无线网络,在传统通信市场逐渐饱和的情况下,可以帮助我们拓展新的业务类型和扩大营收来源,因而将给中国移动带来巨大的市场机遇。

具体如下:

篇10

关键词:供应链 物联网 产品电子码 射频识别 牛鞭效应

中图分类号:F25 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)06(b)-0029-02

随着管理理念的不断进步,从物流管理发展到供应链管理,着眼点从独立的企业扩展到整个产品的生态链条,这可以说是管理史发展进程上的一大步。从整个社会的宏观角度来对各种资源的利用、产品的生产进行调控,达到资源的节约,及间接或直接的对整个地球生态进行保护。

马士华任务供应链的定义是它是环绕着企业的核心,通过对资金、信息与物流的各方面控制,首先从采购的原材料上开始,制成中间的产品,到最终产品的制成,最后在通过销售的网络,把制成的产品送到消费供应商、分销商、制造商、零售商手中,直到所有用户相互连接到一个功能网链结构的形式。我国国家标准的定义是:生产和流通过程中,涉及将产品或服务提供给最终用户的活动的上游与下游企业所形成的网链结构。供应链实际上也是一种业务流程模型,它是指由原材料和零部件供应商、产品的制造商、分销商和零售商到最终户的价值链组成,完成由顾客需求开始到提供给顾客以所需要的产品与服务的整个过程。

供应链管理理论不断完善,特别是近年来在企业中的应用也越来越广泛了,这就对供应链战略的具体实施提出了更多更实际的要求,也面临了一些技术上的瓶颈,比如说“牛鞭效应”的影响就很难去除。不过现代科学技术同样在飞速发展,随着各个学科研究的深入,形成了越来越多的学科交汇区,很多新技术的产生不仅对自身学科有用,而且应用在其他原本不相关的学科,有时候可能会得到更好更充分的利用,比如说物联网技术就可以在供应链战略的实施中发挥很好的作用。

物联网是一个比较新的概念,最初起源于美国麻省理工学院(MIT)在1999年建立的自动识别中心(Auto-ID Labs)提出的网络无线射频识别(RFID)系统—— 把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。而“物联网”概念的正式确定是2005年ITU在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上定下的,并随后了ITU Internet reports 2005——the Internet of things介绍了物联网的特征、相关技术、面临的挑战和未来的市场机遇。

目前,较为公认的物联网定义是:主要是通过信息传感设备来进行物联网工作的,其中信息传感设备包含全球定位系统、激光扫描器、红外感应器、射频识别等,而物联网按照协议,把任何事物与其连接,并进行通讯和信息的交换,进而实现了物联网智能化的跟踪、定位、监控、管理和识别。

本文主要讨论的就是物联网技术中的RFID技术、EPC技术在供应链各个环节的应用,对整个供应链上每一个零件、每一个配件、每一件产品的数据进行实时跟踪、实时监控,形成供应链系统上下游企业信息的畅通,从而使“牛鞭效应”的影响变为可控。

1 供应链的制肘:“牛鞭效应”的影响

1.1 供应链上库存管理的“牛鞭效应”概念形式

传统库存管理模式主要是以单一企业为对象的库存管理,是个结点企业独立管理库存,从企业自身利益最大化的角度通过确定订货点及订货量以寻求降低库存、 减少缺货、降低需求不确定的风险。这种模式使供应链上的各企业之间缺乏信息沟通,企业间合作的程度很低。所以产生了供应链上的一种需求变异逐级放大的效应,通常被称之为牛鞭效应。

1.2 “牛鞭效应”的应对措施

对牛鞭效应产生分析,供链上下游只有通过创新的技术手段来对其加以改善和控制。它造成各个环节企业对需求预测修正缺乏可靠数据来源、订货批量决策不能做到最优、各企业之间的盲目扩大配给、博弈对价格波动反应不当。所以,针对牛鞭效应的主要来源,物联网技术有助于很好地解决这一问题。利用EPC/RFID技术,可以大大提高产品在供应链各个阶段的信息透明度,这样,只要各个企业之间达成供应链战略联盟,信息共享就能很快速的发挥作用,牛鞭效应也就可以降到最低。

2 基于EPC/RFID技术的物联网及其在供应链中工作原理

物联网体系结构可分为三个层次:泛在化末端感知网络、融合化网络通信基础设施与普适化应用服务支撑体系,它们通常也被称为感知层、网络层和应用层。而其核心是电子产品码(EPC)技术、无线射频识别(RFID)技术。

2.1 EPC技术

EPC的全称是Electronic Product Code,中文译作产品电子代码或电子产品编码。它是为了提高物流供应链管理水平、降低成本而近几年发展起来的一项新技术,是一种编码系统。与传统的条形码所不同的是,它建立在EAN.UCC(即全球统一标识系统)条型编码的基础之上,在条形码的基础上增加了三段数据,分别是域名管理者、对象分类和序列号,以实现对单品进行标志。

2.2 RFID技术

一个最基本的RFID系统一般包括三个部分,分别为EPC标签(Tag)、读写器或阅读器(Reader)和应用系统(包括连接线路)三部分构成。其中,RFID标签存储有识别目标的信息或错误校验等附加信息,读写器接收标签信号,应用系统管理收集到的数据。

2.3 EPC/RFID技术的优势结合

基于EPC/RFID技术的物联网充分结合两种技术优势,在供应链中发挥着越来越重要的作用。EPC标签中存储着规范而具有互用性的信息,此标签在产品生产完成后一旦形成,此后在产品的整个生命周期,该EPC代码成为产品的唯一标识,通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统,实现产品的相关信息的实时查询与识别,进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享,在供应链的各个流通环节对产品进行定位追踪,实现对产品的透明化管理。

同时,利用RFID技术,当电子标签进入发射天线工作区域时会产生感应电流,电子标签获得能量被激活,然后将自身编码等信息通过标签内置发送天线发送出去;系统接收天线接收到从电子标签发送来的载波信号,经天线调节器传送到阅读器,阅读器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理;主系统根据逻辑运算判断该标签的合法性,针对不同的设定做出相应的处理和控制,实现电子标签存储信息的识别和数据交换。它对供应链中产品的流通进行合理的优化,资源进行合理配置,对流通过程进行实时监控,提高了供应链的运行效率和透明度。

3 物联网在供应链各个环节中的作用

物联网的应用主要在生产、储存、销售、售后、采购、配送、回收环节、港口、码头、集装箱以及保管保险环节等供应链管理中体现的。尤其在瞬息万变的市场环境中,整个供应链可以迅速的给予反应,这样就大大的提高了在市场环境中供应链的反应能力。从整个角度来看,可以使供应链的透明度有所提高的的技术有RFID技术、EPC技术这两种,所得的产品在任何区域内供应链都可以被实时进行追踪。

3.1 在采购环节的应用

运用物联网相关技术,可以对生产日期和厂家在不同原料中进行分类识别,同时还可以对采购的量和批次进行合理的安排;还可以对采购的质量进行监控,这样就保证了采购的效率,在采购的过程中合理化。

3.2 在生产环节的应用

EPC技术在生产制造环节上得到广泛的应用,而这样就可以实现在整个生产线上的零部件、半成品、原材料以及产品的跟踪与识别,还可以减少人工成本识别的出错率,大大提高了生产的效益和效率,从而完成了自动化生产线的运作。同时,企业的生产管理人员还可以通过运用物联网RFID/EPC技术来合理安排生产的进度,在通过电子标签从种类较多的库存中快速准确的找出所需要的零部件、原材料,并及时跟进生产环节,再根据生产进度,及时的发出补货的信息,从而实现流水线上的均衡,以及生产环节的稳步发展,更加强了对生产产品质量的跟踪与控制。

3.3 在储存环节的应用

在仓库里,EPC技术最广泛的使用是存取货物与库存盘点,它能用来实现自动化的存货和取货等操作。当贴有EPC标签的产品出入仓库时,安装在仓库的RFID阅读器自动识别各类物品,自动进行盘点。

3.4 在配送环节的应用

在配送环节采用EPC技术能加快配送的速度,提高拣选与分发过程的效率与准确率,并减少人工量、降低配送成本。还可以对货物的真假进行识别,实现配送环节的自动通关;同时可以提高配送环节的安全性和可视性,方便追踪货物的配送过程。

在配送过程中在途运输的货物和车辆贴上EPC标签,运输线的一些检查点上安装上RFID接收转发装置。因此当货物在运输途中,无论是供应商还是经销商都能很好的了解货物目前所处的位置及预计到达时间。特别对于价值高的物品、危险易泄漏的物品、需要封箱运输的物品等,均可采用主动式RFID技术,将其封装与箱内;如果出现非正常开箱,中央监控系统即可获得物品状况,及时报警,减少危害和损失。这样就确保了在整个配送过程中精确的库存控制。

3.5 在销售环节的应用

物联网可以改进零售商的库存管理,实现适时补货。有效跟踪运输与库存,提高效率,减少出错。当贴有EPC标签的商品摆放在货架上,顾客在取走货物时,自动识别系统就可以自动地向系统报告。另外EPC标签包含了极其丰富的产品信息,例如生产日期、保质期、储存方法以及与其不能共存的商品,可以最大限度的减少商品耗损。

3.6 在售后和回收环节的应用

消费者在购买商品后,可以利用商品上的识别标签,对商品从原料到生产过程等详细信息进行了解,放心使用。同时在售后服务阶段,企业也可以跟踪消费者的使用情况,针对使用过程中的问题追溯产生问题的原由,提出改进意见,提高客户服务水平,更好地占领市场。而且,针对当前大力提倡绿色经济环境,企业也可以通过标签识别,对那些报废的产品进行有效回收,对其中的有用部件进行合理利用,提高废物利用的效率,对于发展循环经济具有很好地的实践意义。

3.7 在集装箱、港口、码头、报关检环节 的应用

集装箱上的电子标签可以记录固定信息,包括序列号、箱号、持箱人、箱型、尺寸等;还可以记录可改写信息,如货品信息、运单号、起运港、目的港、船名航次等。集装箱RFID自动识别系统完成装箱数据输入、集装箱信息实时采集和自动识别;通信系统完成数据无线传输;集装箱信息管理系统完成对集装箱信息的实时处理和管理,能完成数据统计与分析,向客户提供集装箱信息查询服务。而港口集装箱管理系统可以监测、记录经过道口的集装箱、拖运车辆、事件发生时间、操作人员、集装箱堆放位置等信息;具有形象的3D集装箱堆场地图和放箱、找箱功能。用RFID技术,通过安装在出入境车辆上的RFID电子卡(或RFPDA)与分布在口岸监管区域的无线射频基站群的无线信息交互,实现对出入境人、车辆、货物实施电子化管理,从而取代了长期以来依靠司机填写纸质《出入境车辆检验检疫监管簿》申报的管理方式,实现出入境车辆及货物的快进快出、大进大出。

3.8 物联网应用小结

基于EPC/RFID技术的物联网应用正处于初期发展阶段,技术还不成熟,在供应链战略中应用所得到的社会经济效应还远没有显现。但是,可以预见的是,在不久的未来,物联网技术将不可避免地改变人类的生产生活方式,尤其对于供应链管理,甚至是带来革命性的变革。企业要想在未来的市场竞争中占有先机,必须十分重视和发展物联网技术,利用现有的技术条件逐步实现物联网支持下的供应链系统。特别是在库存方面的应用研究,因为“牛鞭效应”最直接的显性表现就是在库存方面。库存产生的原因是多方面的,但是主要原因是来自采购方面、市场因素,“牛鞭效应”是供应链上库存管理的新特点,传统的库存管理方法不能很好地解决这类问题,只有从供应链的整体出发,在物联网技术应用的基础上,通过供应链各节点企业建立良好的战略合作伙伴关系,实现信息共享,以获得关系整个供应链中的库存水平、定单、生产和交货情况的准确信息,使得生产按顾客的实际需求进行,从而减少供应链中需求的变动性,才能有助于供应方做出更准确的预测,提供更好的服务,“牛鞭效应”才能得到有效的控制。因此,供应链各个节点企业要不遗余力的研究、发展物联网技术的应用,并在供应链各个环节中切实应用,发现实际问题,并改进技术。不久的将来,物联网将会带来一个新的供应链运营模式。

4 结语

21世纪的竞争将不再是企业与企业之间的竞争,而是供应链与供应链之间的竞争。任何一个企业只有与上下游企业或竞争企业结成战略联盟,形成稳定的供应链,实现信息共享,并不断使供应链整体价值增值,才有可能在竞争中取胜。本文阐述了供应链概念、物联网组成和“牛鞭效应”的影响,并以“牛鞭效应”为切入点,简单分析了物联网技术在供应链系统各个环节中的应用。通过本文的分析,可以得出物联网技术是供应链发展的一个机遇,运用得好的话,供应链运营模式将会迎来一次大的飞跃。供应链理论的发展必须配合配套硬件设施的完善,而物联网技术正是供应链战略实施的一把“利器”,必将对供应链的发展提供极大的助力。

参考文献

[1] 樊世清,于泽,郭.论物联网对供应链管理的影响[J].中国经贸导刊,2009(19):21-23.