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[關(guān)鍵詞]物聯(lián)網(wǎng);智慧圖書館;RFID技術(shù)
DOI:10.3969/J.issn.1008—0821.2012.05.012
[中圖分類號]G250.7
[文獻標識碼]A
[文章編號]1008—0821(2012)05—0048—03
互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信網(wǎng)技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,使物聯(lián)網(wǎng)成為了當前國內(nèi)外IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展和研究的熱門論題之一。一些發(fā)達國家已經(jīng)將物聯(lián)網(wǎng)作為一個新興產(chǎn)業(yè),并出臺了相應的戰(zhàn)略措施予以支持。在國內(nèi),自2009年底以來,從中央政府到為數(shù)眾多的大型企業(yè),都紛紛將物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提上了議事日程。圖書館作為整體社會構(gòu)成的一部分,也必將融入物聯(lián)網(wǎng),必將朝著智慧圖書館的未來發(fā)展方向演進。
1 物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)與智慧圖書館的產(chǎn)生
物聯(lián)網(wǎng)是一個充滿智能化的網(wǎng)絡,是指通過射頻識別(BFID)、紅外感應技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進行信息交換和通訊,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)早于1999年美國召開的移動計算和網(wǎng)絡國際會上出現(xiàn)。而至2005年11月,在突尼斯舉行的信息社會世界峰會上,國際電信聯(lián)盟(IIV)了《IIV互聯(lián)網(wǎng)報告2005:物聯(lián)網(wǎng)》,才正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。報告指出:無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時代即將來臨,世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以主動地通過因特網(wǎng)進行交換;射頻識別技術(shù)(RFID)、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)將得到更加廣泛的應用。
基于此,2009年初,IBM提出了智慧地球的概念,即通過超級計算機和云計算,構(gòu)建泛在的物聯(lián)網(wǎng),以實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合,從而使人們的生產(chǎn)和生活達到智慧的狀態(tài)。這就意味著,經(jīng)濟而可行的智能技術(shù)將被廣泛地應用于幾乎所有的行業(yè)和產(chǎn)品,將催生出過去無法實現(xiàn)的服務。在智慧地球上,人們將看到智慧的醫(yī)療、智慧的電網(wǎng)、智慧的油田、智慧的城市、智慧的企業(yè)等等。
在智慧地球的宏觀理念下,數(shù)字圖書館的存在和運行形態(tài)也將發(fā)生革命性的變革。數(shù)字圖書館的部分業(yè)務將發(fā)生重大變化,同時將產(chǎn)生新的工作內(nèi)容;數(shù)字圖書館的管理工作將形成系統(tǒng)管理下的整合優(yōu)勢,并使相關(guān)決策更具科學依據(jù);數(shù)字圖書館的資源建設、信息素養(yǎng)教育、情報研究咨詢等工作將隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展而不斷調(diào)整;數(shù)字圖書館的服務和管理將展現(xiàn)出智慧性、透明性、無縫性和個性化等特性,并將面向圖書館的服務系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦蛴脩舻膱D書館智慧服務平臺;數(shù)字圖書館將通過自然、高效的人機交互,實現(xiàn)透明的信息服務和服務的無縫移動,以及通過對上下文進行感知,為用戶提供更具個性的智慧服務。于是,物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下數(shù)字圖書館的這一客觀要求便促使了智慧圖書館的產(chǎn)生。
2 智慧圖書館的概念及特點
2.1智慧圖書館的概念
目前,學界對智慧圖書館還沒有一個確切的定義,一些文獻從不同的角度作出了相應描述:①從智能建筑的角度來看,智慧圖書館是指把智能技術(shù)運用到圖書館建設中而形成的一種智能化建筑,是智能建筑與高度自動化管理的數(shù)字圖書館的有機結(jié)合和創(chuàng)新。②從智能計算角度來看,智慧圖書館=圖書館+物聯(lián)網(wǎng)+云計算+智能化設備,是通過物聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)智慧化的服務和管理。③從數(shù)字圖書館服務的角度來看,智慧圖書館是指充分利用ICT技術(shù),實現(xiàn)各種信息電算化,以進行遠程閱覽圖書資料,預約座位等操作的數(shù)字圖書館。④從感知的角度來看,智慧圖書館是感知智慧化和數(shù)字圖書館服務智慧化的綜合。
綜上所述,筆者認為,智慧圖書館是指通過物聯(lián)網(wǎng)等智能感知技術(shù),為用戶提供智慧化服務和管理的一種數(shù)字圖書館的高級發(fā)展形態(tài)。它是數(shù)字圖書館發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物,是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在數(shù)字圖書館廣泛應用的集中體現(xiàn),也是數(shù)字圖書館發(fā)展的最終目標。它具有傳統(tǒng)數(shù)字圖書館的功能。又具有其鮮明的智能化特征。在智慧圖書館的智能空間中,計算與信息將融入人們的生活空間,將從根本上改變?nèi)藗儗D書館的認識。在任何時間、任何場所,人們都能像呼吸一樣自如地訪問信息,并獲得智慧化服務。智慧圖書館將“主動”地服務于用戶,以實現(xiàn)用戶之間、用戶與圖書館之間、用戶與信息資源之間以及信息資源之間的通信,實現(xiàn)真正意義上的無人值守的智慧化服務和管理,實現(xiàn)7×24小時的泛在化服務。
2.2智慧圖書館的特點
智慧圖書館是感知、服務和管理的智慧化中心,它由感知層、網(wǎng)絡層和應用層三大部分構(gòu)成。感知層負責識別物體和采集信息。網(wǎng)絡層用于傳遞和處理感知層獲取的圖書、讀者的信息。應用層屬于智慧圖書館的實際應用層面,它主要是實現(xiàn)智慧化管理和人性化服務。上述各層相互依賴、重疊,從而為用戶提供高層次的知識服務。智慧圖書館主要具有以下特點。
2.2.1深度的感知
智慧圖書館利用物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù),通過手機、電腦、射頻識別裝置、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等感知設備,對文獻、數(shù)據(jù)資源、圖書館運行狀態(tài)以及用戶需求等信息,進行深度感知、測量捕獲和傳遞。
2.2.2泛在的互聯(lián)互通
智慧圖書館通過網(wǎng)絡工具,能夠?qū)⒏黝悢?shù)據(jù)采集端相連,真正實現(xiàn)任何人、任何物、任何信息載體、任何時間、任何地點的互聯(lián)互通。
2.2.3高度的智能化
物聯(lián)網(wǎng)是一個充滿智慧的網(wǎng)絡。RFID、無線傳感網(wǎng)、第三代移動通信(3G)等大量智能技術(shù)的運用,使物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的圖書館呈現(xiàn)出智慧化服務和管理的特性。其主要表現(xiàn)在:①通過RFID電子標簽,感知用戶的閱讀偏好以及用戶利用文獻的統(tǒng)計信息,實現(xiàn)用戶閱讀習慣跟蹤和知識結(jié)構(gòu)咨詢等智能化服務。②通過RFID與SIN卡結(jié)合,向用戶提供基于智能手機等移動通信設備的智能借閱、查詢、定制等移動個性化智能服務。③通過RFID電子標簽嵌入或裝備到館內(nèi)所有物理館藏、物理設備、物理建筑,以及讀者或工作人員的借閱證件等之中,從而實現(xiàn)對館內(nèi)各種機器設備等進行智慧化程序控制及綜合管理,以優(yōu)化人力和物質(zhì)資源的配置;降低成本、節(jié)能減排,并幫助管理者對各個系統(tǒng)的關(guān)鍵性指標進行綜合分析,以排除安全隱患。
2.2.4全面的個性化
物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下,智慧圖書館將實現(xiàn)虛擬和現(xiàn)實環(huán)境的、更加全面和徹底的個性化服務,即可以將圖書館物理環(huán)境下的各種對象的組織、管理、控制與虛擬環(huán)境下的信息系統(tǒng)連接起來,并通過虛擬世界的信息交互來優(yōu)化物理世界的信息組織與服務;可以將圖書館基于網(wǎng)絡虛擬資源的信息服務與基于館藏實體資源的開發(fā)利用相結(jié)合,以實現(xiàn)全方位、立體化的信息服務;可以將用戶在虛擬環(huán)境下的信息行為和在圖書館現(xiàn)實環(huán)境下的信息行為相結(jié)合,以及將館藏文獻基本信息與用戶檔案信息結(jié)合起來,從而全面跟蹤和獲取用戶的個性化信息,構(gòu)筑能全面、真實地反映用戶個性特征和需求特征的用戶模型,為用戶提供真正的、全方位的、立體化的個性化服務。
2.2.5更加人性化
物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下,智慧圖書館更加展現(xiàn)出以人為本的特征,并推動面向知識社會的、以用戶體驗為核心的下一代創(chuàng)新形態(tài)的形成,使創(chuàng)新與發(fā)展更加關(guān)注用戶體驗,注重以人為本。在該環(huán)境下,智慧圖書館服務可以為用戶提供更多、更廣泛的選擇,如自助服務與人工服務的選擇、E-mall服務與手機服務的選擇、RFI電子標簽及其使用模式的選擇等等;可以為用戶提供更加方便而高效的服務,如RFID圖書自助24小時無人借還系統(tǒng);可以為用戶提供更加靈活多樣的服務方式和手段,如RSS訂閱、3G定制、智能手機定制、PDA/PPC定制、E—mail定制、移動E-mail定制等等。
3 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下智慧圖書館的發(fā)展現(xiàn)狀
智慧圖書館是物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下數(shù)字圖書館未來的發(fā)展方向。從信息應用的角度來看,智慧圖書館可分為信息匯集、協(xié)同感知和泛在聚合3個階段。目前,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在圖書館中的應用,還處于智慧圖書館的初級階段,其主要以RFID關(guān)鍵技術(shù)為主。
RFID技術(shù)在圖書館中的應用始于新加坡圖書館。隨之,美國、德國、日本、澳大利亞、馬來西亞等多國圖書館,也相繼采用了該項技術(shù)。2005年以后,RFID在圖書館開始了大規(guī)模的應用,并取得了顯著成效。這就使圖書館初步實現(xiàn)了部分功能的智慧化。
一方面,隨著RFID技術(shù)在圖書館的應用不斷取得成功,各供應商相繼開發(fā)出多款RFID硬件產(chǎn)品和管理系統(tǒng),充分滿足了圖書館智能化服務和管理的需求。如TAGSYS推出的具有自診斷、自糾錯功能的遠距離HFRFID讀取器Medio L400;Daily RFID開發(fā)出的全新低頻RFID光盤標鑒、多標鑒閱讀器DLS10和有源閱讀器D138(I);FEIG電子開發(fā)的RFID通道門;TAGSYS的E—CormectwareTMRFID數(shù)據(jù)管理軟件;加拿大sky RFID公司的RFID自動化管理系統(tǒng)等等。
另一方面,圖書館RFID的應用各具特色。國外圖書館RFID的應用主要集中在新技術(shù)的采用和總分館管理上。如馬來西亞檳榔山與公共圖書館采用的EPC全球Gen2標準,澳大利亞瑞福利納地區(qū)圖書館在Wangga分館試行的RFID,美國亞拉巴馬州Huntsville—Madison君際公立圖書館在其主館和Madison分部采用的RFID等等。而國內(nèi)的應用主要側(cè)重于智能化管理和人性化服務。據(jù)2009年公開資料統(tǒng)計,國內(nèi)約有20余家圖書館部署了RFID。不僅如此,一些有研發(fā)實力的圖書館還針對本館實際進行了智能化的二次開發(fā)。如深圳圖書館研制出的第二代智能書車和城市街區(qū)24小時自助圖書系統(tǒng),臺灣研制的智慧型圖書館和圖書定位系統(tǒng),上海普陀區(qū)圖書館設立的圖書漂流自助亭,貴陽市圖書館創(chuàng)建的24小時自助圖書借閱室等等。
不難看出,智慧圖書館初期,RFID技術(shù)的應用已初見成效。然而隨著智慧圖書館的進一步發(fā)展,一些問題卻也不容忽視:①標準化問題。目前物聯(lián)網(wǎng)還沒有形成統(tǒng)一的標準。這不僅影響了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,而且還嚴重阻礙了圖書館系統(tǒng)間的互通和整合,由此成為建立和發(fā)展智慧圖書館的一大障礙。②成本問題。目前,物聯(lián)網(wǎng)RFID電子標鑒的價格較之條碼和閱讀器的價格而言,仍然居高不下。要全面部署物聯(lián)網(wǎng)RFID,建設智慧圖書館,成本投入相當巨大,這對于大多數(shù)圖書館來說,實在難以承受。③互操作問題。物聯(lián)網(wǎng)RFID與圖書館業(yè)務、設備及系統(tǒng)間的整合是實現(xiàn)智慧圖書館的根本保障。當前的圖書館自動化集成系統(tǒng)(ILAS)是在條碼技術(shù)和磁條技術(shù)的基礎上設計的,而物聯(lián)網(wǎng)RFID則是以RFID標鑒技術(shù)為基礎設計的,二者在通信協(xié)議、接口、數(shù)據(jù)格式等方面整合難度較大。另外,整合后,對于解決異構(gòu)系統(tǒng)間信息的互通與交互又是一大難題。④安全問題,圖書館使用物聯(lián)網(wǎng)RFID后,在讀者、文獻、資產(chǎn)、建筑等圖書館管理和服務對象之間實現(xiàn)了互聯(lián)互通,而同時也不可避免地帶來了一些信息安全和隱私安全問題。在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下,如何確保信息安全和個人隱私安全是建立智慧圖書館的主要問題之一。⑤政策監(jiān)管問題。智慧圖書館的建立和發(fā)展是在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下進行的,國家層面的支持和有關(guān)政策法規(guī)的出臺,是保證物聯(lián)網(wǎng)健康和可持續(xù)發(fā)展的前提,也是建設智慧圖書館的關(guān)鍵。然而,目前國家還沒有相關(guān)的政策法規(guī),這無疑成了建設智慧圖書館的瓶頸問題。
4 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下智慧圖書館的前景展望
盡管現(xiàn)階段智慧圖書館的建設困難重重,但隨著RFID等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的跨越式發(fā)展,智慧圖書館必將展現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。
4.1建立起全新的交互維度
物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下,智慧圖書館的每冊圖書都嵌入能夠自動發(fā)送信息的微型智能感應芯片,圖書可以進行自我表達,用戶與圖書館間接觸將變得更加密切,將建立起嶄新的交互方式。微型芯片用于圖書館編目系統(tǒng),OPAC將以完全不同的方式使圖書信息得以呈現(xiàn),且更深入地揭示圖書信息;用戶不僅可以檢索到所需圖書的題錄與館藏信息,而且還可以隨意獲取所需圖書的內(nèi)容提要、專家推薦、同行評價等信息;用戶之間,用戶與館員之間的交流更加廣泛和深入,圖書館服務也更加人性化、個性化、智能化和知識化。微型智能感應芯片用于書庫管理,不僅有利于書庫的密集排放,而且用戶在點擊所需圖書時,圖書將自動發(fā)出信號,所在書架將自動打開,從而使用戶借閱圖書輕松自如。微型智能感應芯片用于讀者卡,用戶身份證識別更加靈活方便,管理層面更加靈活自由,讀者卡功能更加豐富多樣。
4.2實現(xiàn)用戶信息自組織和知識空間的構(gòu)建
智慧圖書館是RFID等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展應用的產(chǎn)物,是硬件、軟件、系統(tǒng)、終端和應用的融合,是數(shù)字圖書館智慧化的集中體現(xiàn)。它重視信息和知識的語境,重視對知識、知識元之間的關(guān)系及其語境進行描述,并關(guān)注知識創(chuàng)建、獲取、傳播、組織和利用的整個生命周期。它能夠通過傳感器和任一終端設備與外界進行信息交流,并結(jié)合網(wǎng)絡技術(shù)、語義技術(shù)對原始數(shù)據(jù)進行語義抽取,以構(gòu)建基于行業(yè)或?qū)W科的宏觀知識空間和基于用戶特定需要的微觀知識空間,進而以動態(tài)、無縫的知識組織方式,使不同格式、不同類型、非結(jié)構(gòu)化的相關(guān)媒體信息能夠有效地組織,從而最大限度地實現(xiàn)知識和信息的重復使用。
4.3提供高層次的知識資源服務
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);射頻識別;RTU;SCADA系統(tǒng);通訊網(wǎng)絡
中圖分類號:TP316 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2014)12-00-04
0 引 言
物聯(lián)網(wǎng)被看作信息領(lǐng)域一次重大的發(fā)展和變革,是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮。在物聯(lián)網(wǎng)之前,SCADA系統(tǒng)只是針對物理位置固定的過程進行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。從這點來看,物聯(lián)網(wǎng)在移動數(shù)據(jù)采集上面有很大的優(yōu)勢,特別是不易布線的地方,物聯(lián)網(wǎng)更具有SCADA系統(tǒng)不可比的便捷。物聯(lián)網(wǎng)是SCADA系統(tǒng)的一種延伸,物聯(lián)網(wǎng)取代部分SCADA系統(tǒng)是必然的一個趨勢。在物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的時代,SCADA系統(tǒng)也必將支持對移動過程裝置和流程的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控[1]。
1 概 述
1.1 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)概述
1.1.1 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的概念
物聯(lián)網(wǎng)[2,3](The Internet of Things, IoT),即通過射頻識別(RFID)、傳感器、全球定位系統(tǒng)(GPS)、移動電話、激光掃描器等信息傳感設備,按照約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進行信息交換和通訊,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡[4]。物聯(lián)網(wǎng)一般情況下作為無線網(wǎng),我們每個人周圍的設備一般為1 000至5 000個,那么物聯(lián)網(wǎng)包含物體總數(shù)為500萬億至1 000萬億個。在物聯(lián)網(wǎng)上,每個人都能以應用電子標簽將真實的物體上網(wǎng)聯(lián)結(jié),且在物聯(lián)網(wǎng)上都可以查找出它們的具置。通過物聯(lián)網(wǎng)可以用中心計算機對機器、設備、人員進行集中管理、控制,也可以對家庭設備、汽車進行遙控,以及搜尋位置、防止物品被盜等各種應用[5]。
物聯(lián)網(wǎng)將能現(xiàn)實世界數(shù)字化,且應用范圍十分廣泛。物聯(lián)網(wǎng)遍及智能交通、環(huán)境保護、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、路燈照明管控、景觀照明管控、樓宇照明管控、廣場照明管控、老人護理、個人健康、花卉栽培、水系監(jiān)測、食品溯源、敵情偵查和情報搜集等多個領(lǐng)域,具有十分廣闊的市場和應用前景。
1.1.2 RFID射頻識別技術(shù)
RFID是一種通信技術(shù),可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù),而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或光學接觸。RFID技術(shù)興起于20世紀80年代,隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展,到20世紀90年代進入了實用階段。RFID作為一種具備巨大發(fā)展前途的應用技術(shù),不僅在物流領(lǐng)域具有強大的應用優(yōu)勢,同時在商業(yè)、交通、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域也有著廣泛的發(fā)展前途[6]。
RFID具有快速掃描、體積小、抗污染能力和耐久性、重復使用、記憶容量大等特點,被認為是21世紀最有發(fā)展前途的信息技術(shù)之一。它被稱作四大物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)(RFID、傳感器、智能技術(shù)、納米技術(shù))之首,是物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建基礎和核心[7]。
1.1.3 物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)和特征
物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)可分為三層:感知層、網(wǎng)絡層和應用層[8]。感知層由各種傳感器構(gòu)成,包括溫濕度傳感器、二維碼標簽、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、紅外線、GPS等感知終端。感知層是物聯(lián)網(wǎng)識別物體、采集信息的來源。網(wǎng)絡層由各種網(wǎng)絡,包括互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)、網(wǎng)絡管理系統(tǒng)和云計算平臺等組成,是整個物聯(lián)網(wǎng)的中樞,負責傳遞和處理感知層獲取的信息。應用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶的接口,它與行業(yè)需求結(jié)合,實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應用。
和傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)相比,物聯(lián)網(wǎng)有其鮮明的特征:物聯(lián)網(wǎng)是各種感知技術(shù)的廣泛應用;物聯(lián)網(wǎng)是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的泛在網(wǎng)絡;物聯(lián)網(wǎng)本身也具有智能處理的能力,能夠?qū)ξ矬w實施智能控制;物聯(lián)網(wǎng)的使用場景和時間更加自由,更貼合用戶的使用習慣,提供更好的用戶體驗。
1.2 SCADA系統(tǒng)概述
1.2.1 SCADA系統(tǒng)的概念
SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition,監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集)系統(tǒng)是基于計算機通訊和控制技術(shù)發(fā)展起來的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動化系統(tǒng),它可以對現(xiàn)場的運行設備進行監(jiān)視和控制,以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、測量、各類信號報警、設備控制以及參數(shù)調(diào)節(jié)等各項功能[9]。
SCADA系統(tǒng)分為三層架構(gòu)。第一層為數(shù)據(jù)采集層,第二層為數(shù)據(jù)監(jiān)控層,第三層為數(shù)據(jù)應用層[8]。
SCADA系統(tǒng)將先進的計算機技術(shù)、工業(yè)控制技術(shù)、顯示技術(shù)、通信技術(shù)(有線通信和無線通信等)、RTU(Remote Terminal Unit,遠程終端單元)/PLC(Programmable Logic Controller,可編程程序控制器)技術(shù)、測量技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)等結(jié)合在一起,采用N(N≥2)層客戶機/服務器結(jié)構(gòu)或者瀏覽器/Web服務器/數(shù)據(jù)庫服務器軟件架構(gòu)。一般來說,全部SCADA系統(tǒng)主要由位于監(jiān)控調(diào)度中心的SCADA軟件系統(tǒng)、位于現(xiàn)場監(jiān)控站的各遠程終端單元(RTU/PLC)以及連接它們的通訊系統(tǒng)(有線、無線、光纖、擴頻、微波、衛(wèi)星等)組成[10]。
1.2.2 SCADA系統(tǒng)的特點和功能
SCADA系統(tǒng)具有實時性、多任務性、開放性、分布性、可靠性、安全性和維護性。其優(yōu)勢在于網(wǎng)絡能力較強、RTU較靈活、價格較低[11]。
SCADA系統(tǒng)不僅要實現(xiàn)對現(xiàn)場生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)采集、處理與監(jiān)控,而且是管理信息系統(tǒng)、辦公自動化、地理信息系統(tǒng)(GIS)、制造執(zhí)行系統(tǒng)以及企業(yè)資源計劃等系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)源,這就需要SCADA系統(tǒng)具備良好的開放性,以實現(xiàn)與上述系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和系統(tǒng)集成。
2 物聯(lián)網(wǎng)和SCADA系統(tǒng)發(fā)展及現(xiàn)狀
2.1 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展及現(xiàn)狀
物聯(lián)網(wǎng)的實踐最早可以追溯到1990年施樂公司的網(wǎng)絡可樂販售機,美國麻省理工學院(MIT)的Kevin Ashton教授首次提出物聯(lián)網(wǎng)的概念,且在1999年美國麻省理工學院建立了“自動識別中心(Auto-ID)”,提出“萬物皆可通過網(wǎng)絡互聯(lián)”,闡明了物聯(lián)網(wǎng)的基本含義。早期的物聯(lián)網(wǎng)是依托射頻識別(RFID)技術(shù)的物流網(wǎng)絡,隨著技術(shù)和應用的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵已經(jīng)發(fā)生了較大變化。2005年ITU在突尼斯舉行的信息社會世界峰會(WSIS)上正式確定了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念,國際電信聯(lián)盟(ITU)《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005:物聯(lián)網(wǎng)》,引用了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。物聯(lián)網(wǎng)的定義和范圍已經(jīng)發(fā)生了變化,覆蓋范圍有了較大的拓展,并介紹了物聯(lián)網(wǎng)的特征、相關(guān)的技術(shù)、面臨的挑戰(zhàn)和未來的市場機遇,物聯(lián)網(wǎng)也不再只是指基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)[12]。
國外的一些具有技術(shù)優(yōu)勢和戰(zhàn)略優(yōu)勢的國家和組織,比如美國、日本、韓國、歐盟等,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展較為迅速,發(fā)展水平較為領(lǐng)先。
物聯(lián)網(wǎng)具有很大的發(fā)展空間?;诖?,我國對物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進行了詳細的規(guī)劃,政府也在政策扶持方面給予大力支持。在我國制定的“十二五”發(fā)展規(guī)劃中,將物聯(lián)網(wǎng)納入國家五大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),相應標準也在制定中;物聯(lián)網(wǎng)還被列為《國家中長期科學與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃(2006-2020年)》和“新一代寬帶移動無線通信網(wǎng)”重大專項中的重點研究領(lǐng)域。國家教育部已成立物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)專業(yè)教學指導小組,以江南大學、北京郵電大學、南京郵電大學、天津大學為代表的高校已經(jīng)或正在申報申報物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)。
2014年2月18日,全國物聯(lián)網(wǎng)工作電視電話會議在北京召開。國務院副總理馬凱在會議中強調(diào),要搶抓機遇,應對挑戰(zhàn),以更大決心、更有效措施,扎實推進物聯(lián)網(wǎng)有序健康發(fā)展,努力打造具有國際競爭力的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系,為促進經(jīng)濟社會發(fā)展做出積極貢獻。
2.2 SCADA系統(tǒng)發(fā)展及現(xiàn)狀
第一代是基于專用計算機和專用操作系統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)。第二代是基于通用計算機的SCADA系統(tǒng)。第三代是基于分布式計算機網(wǎng)絡以及關(guān)于數(shù)據(jù)庫技術(shù)的能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍聯(lián)網(wǎng)的SCADA系統(tǒng)[10]。第四代SCADA/EMS系統(tǒng)的基礎條件已經(jīng)誕生。該系統(tǒng)的主要特征是采用Internet技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)以及JAVA技術(shù)等,繼續(xù)擴大SCADA/EMS系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的集成,綜合安全經(jīng)濟運行以及商業(yè)化運營的需要。
目前,國外和國內(nèi)市場上應用較為普遍的SCADA上位機系統(tǒng)有:WondWare的InTouch、西門子公司的WinCC、澳大利亞的CiTech、美國Interlution公司的Fix、意大利LogoSystem的LogView等,這些系統(tǒng)較為全面的解決了傳統(tǒng)SCADA上位機系統(tǒng)功能的主要問題:數(shù)據(jù)采集與控制信息發(fā)送;報警處理;歷史趨勢顯示與記錄。
3 物聯(lián)網(wǎng)和SCADA系統(tǒng)存在的主要問題
物聯(lián)網(wǎng)和SCADA系統(tǒng)以及其它工業(yè)自動化系統(tǒng),都屬于計算機網(wǎng)絡技術(shù)發(fā)展中的產(chǎn)物[10],它們有許多共同的特點,比如體系架構(gòu)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)采集功能、對通訊網(wǎng)絡的依賴、數(shù)據(jù)處理等,但是物聯(lián)網(wǎng)和SCADA系統(tǒng)在發(fā)展和應用過程中也存在諸多問題。
3.1 物聯(lián)網(wǎng)存在的主要問題
(1)安全問題
在射頻識別(RFID)系統(tǒng)中,電子標簽會被大量、頻繁的使用,被植入電子標簽的任何物體都有可能會被掃描、追蹤,因此會涉及到個人隱私的泄露,從而影響社會安全。
(2)標準問題
物聯(lián)網(wǎng)在不同行業(yè)、領(lǐng)域的應用,沒有統(tǒng)一的標準。RFID系統(tǒng)廠商提供的都是專用系統(tǒng),與其他廠商系統(tǒng)的頻率、協(xié)議都不盡相同。就猶如不同的3G、4G網(wǎng)絡通信協(xié)議,終端可能就不能同時支持不同的協(xié)議,這必然要耗費很多的人力、物力、財力。所以需要加強不同國家、不同地區(qū)的合作來解決標準不統(tǒng)一問題。
(3)實際應用問題
應用成本很高會使物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展遇阻,需要企業(yè)、個人之間相互協(xié)調(diào)。
(4)政策法規(guī)
對于可能出現(xiàn)的安全問題,需要出臺相關(guān)法律法規(guī)作為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的有力保障。
(5)技術(shù)問題
目前來看,技術(shù)雖已具備一定的理論,但還不夠成熟,特別是在功耗、安全、網(wǎng)絡可靠性和健壯性等方面還存在很多技術(shù)難題需要突破[13]。
3.2 SCADA系統(tǒng)存在的主要問題
部分SCADA系統(tǒng)可能存在以下問題。
(1)與企業(yè)MIS(Management Information System,管理信息系統(tǒng))系統(tǒng)的結(jié)合性能差;
(2)不具備GIS(Geographic Information System,地理信息系統(tǒng))功能;
(3)數(shù)據(jù)采集速度較慢,需要新一代的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議以適用高速傳輸;
(4)缺少高效的控制能力和系統(tǒng)自診斷能力。
針對國內(nèi)的需要,這些系統(tǒng)有明顯的弱點:
(1)本地化差。雖然部分系統(tǒng)已經(jīng)推出中文版,但是與中國市場中一些行業(yè)的特殊需求,依然難以滿足需求;
(2)成本昂貴。從國外采購的SCADA系統(tǒng),一般需要數(shù)萬美元,很多公司難以接受。
雖然國內(nèi)的系統(tǒng)具有較高的性能價格比、本地化能力較強,但是其MIS、GIS、控制效率低,自診斷能力缺乏等不完善的地方,依然需要投入大量的人力和資金完善系統(tǒng)功能、修復系統(tǒng)漏洞、開發(fā)新型系統(tǒng)。
除此之外,SCADA系統(tǒng)的安全問題也備受業(yè)內(nèi)專業(yè)人士的關(guān)注[10]。工業(yè)控制系統(tǒng)受到黑客制造的惡意代碼攻擊,SCADA系統(tǒng)的信息安全問題認識存在認識偏差[8]。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和SCADA系統(tǒng)通信的網(wǎng)絡化,SCADA的通信也有可能會被黑客攻擊。
4 物聯(lián)網(wǎng)和SCADA系統(tǒng)未來發(fā)展的方向
4.1 物聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展的方向
我國的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)與歐美等發(fā)達國家相比,仍存在一定的差距,但已經(jīng)具備一定的產(chǎn)業(yè)技術(shù)和應用基礎。以后,物聯(lián)網(wǎng)應從以下方面發(fā)展[14]。
(1)加大科研的投入,突破技術(shù)難題,掌握核心和關(guān)鍵技術(shù);
(2)加快物聯(lián)網(wǎng)標準的制定,盡量統(tǒng)一標準;
(3)加快法律法規(guī)和政策的出臺,加快物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,使其起到模范帶頭作用,帶動其他產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展;
(4)在完善功能的前提下,盡可能的給出較為低廉的價格;
(5)以用戶為核心,增強用戶體驗。
人類將進入物聯(lián)網(wǎng)時代[6],物聯(lián)網(wǎng)將會推動社會的高速發(fā)展,也必將產(chǎn)生重大深遠的意義。
(1)物聯(lián)網(wǎng)提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本,推進經(jīng)濟快速發(fā)展,為國家經(jīng)濟做出貢獻;
(2)物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建“智慧城市”,讓人類的生活邁入更高的臺階,推動人類的進步;
(3)物聯(lián)網(wǎng)使周圍的物體智能化,人和自然和諧共處,社會達到可持續(xù)發(fā)展。
4.2 SCADA系統(tǒng)未來發(fā)展的方向
因特網(wǎng)、擴頻無線電、網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)高速公路[10]是SCADA系統(tǒng)發(fā)展的方向,其未來將實現(xiàn)以下功能:
(1)SCADA系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的廣泛集成,具有更好的兼容性;
(2)專家系統(tǒng)、模糊決策、神經(jīng)網(wǎng)絡等新技術(shù)與SCADA系統(tǒng)的融合;
(3)面向?qū)ο蠹夹g(shù)(OOT)是網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫設計、市場模型設計和站控系統(tǒng)分析[9]。
5 結(jié) 語
當今,物聯(lián)網(wǎng)作為一個非常熱門的智能發(fā)展項目,把傳統(tǒng)的信息網(wǎng)絡、通信網(wǎng)絡延伸到了更為廣泛的物理世界。物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,很有可能會取代部分SCADA系統(tǒng)的功能,這也將是必然趨勢。物聯(lián)網(wǎng)的應用已經(jīng)深入到了我們生活的方方面面,它提供的越來越便捷的生活服務,使我們的社會變得現(xiàn)代化、服務實現(xiàn)智能化,從而讓生活變得更加舒適、方便、高效、快捷。
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【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) 智能家居 標準化 無線通信技術(shù)
1 國內(nèi)標準化現(xiàn)狀
我國政府對智能家居產(chǎn)業(yè)的重視程度逐步提高,工業(yè)和信息化部、發(fā)展和改革委員會、科技部已將家庭網(wǎng)絡列為未來中國高新技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域的重點方向之一。而早在政策升溫之前,國內(nèi)一些有產(chǎn)業(yè)前瞻性的企業(yè)已經(jīng)在家庭網(wǎng)絡的技術(shù)研究、標準制定、產(chǎn)業(yè)推進等方面加大了投入力度,力圖在產(chǎn)業(yè)規(guī)?;罢碱I(lǐng)市場先機。智能家居關(guān)聯(lián)的技術(shù)、產(chǎn)業(yè)眾多,而統(tǒng)一的技術(shù)標準體系可以理順關(guān)系,為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供規(guī)范和引導,利于實現(xiàn)產(chǎn)品的互操作和產(chǎn)業(yè)規(guī)?;?。經(jīng)過幾年的發(fā)展,中國已經(jīng)在電子、通信、建筑業(yè)、家電等幾個領(lǐng)域出臺了首批結(jié)合中國產(chǎn)業(yè)基礎、針對中國市場需求的智能家居標準。
(1)電子信息領(lǐng)域
智能家居是傳統(tǒng)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的驅(qū)動力之一,它的應用推廣是產(chǎn)業(yè)升級換代的一個環(huán)節(jié)。因此,原國家信息產(chǎn)業(yè)部(現(xiàn)國家工業(yè)和信息化部)在家庭網(wǎng)絡標準領(lǐng)域首當其沖,先后組建了“信息產(chǎn)業(yè)部家庭網(wǎng)絡標準工作組”和“資源共享、協(xié)同服務標準工作組(IGRS)”等兩個部直屬標準工作組,并成立了“數(shù)字電視接收設備與家庭網(wǎng)絡平臺接口標準”工作組,該工作組以海爾集團為組長單位,其目的是制定家庭網(wǎng)絡系統(tǒng)平臺標準,共同開發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的相關(guān)標準規(guī)范。2004年7月26日,海爾集團聯(lián)合其他六家致力于中國家庭網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)的企業(yè)發(fā)起組建了“e家佳聯(lián)盟”。這些組織聯(lián)盟單位在消費電子和信息設備同時開展技術(shù)攻關(guān)與標準研究,并于2005年了“信息產(chǎn)業(yè)部家庭網(wǎng)絡標準工作組” 、“資源共享、協(xié)同服務標準工作組(IGRS)”、“e家佳聯(lián)盟”提出的標準,列舉如下:
SJ/T11311-2005 《信息設備資源共享協(xié)同服務 第4部分:設備驗證》;
SJ/T11313-2005 《家庭主網(wǎng)接口一致性測試規(guī)范》;
SJ/T11315-2005 《家庭控制子網(wǎng)接口一致性測試規(guī)范》;
SJ/T11316-2005 《家庭網(wǎng)絡系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及參考模型》。
基于上述標準,中國電子技術(shù)標準化研究所積極組織相關(guān)國內(nèi)企業(yè)在IEC/TC100提交了家庭多媒體網(wǎng)關(guān)規(guī)范(現(xiàn)已進入CD階段),在ISO/IEC/JTC1/SC25提交了閃聯(lián)系列技術(shù)標準(現(xiàn)已進入FCD或CD階段)。
國內(nèi)企業(yè)力圖通過國際標準化的方式,實現(xiàn)中國自主技術(shù)的國際化,爭奪技術(shù)標準制高點,同時為自主標準與國際技術(shù)標準的兼容和融合提供可操作的平臺。
(2)通信領(lǐng)域
在電信業(yè),智能家居可作為電信網(wǎng)絡的延伸,將高速數(shù)據(jù)業(yè)務引入家庭內(nèi)部,構(gòu)建服務于電信業(yè)務的終端網(wǎng)絡,有利于豐富電信業(yè)務模式,帶來更多的商業(yè)利潤,因此它被電信業(yè)當作未來發(fā)展的重點業(yè)務之一。
2005年,中國通信標準化協(xié)會組建了家庭網(wǎng)絡特別工作組,研究基于電信網(wǎng)絡的家庭網(wǎng)絡技術(shù)標準。原信息產(chǎn)業(yè)部于2006年頒布了首批2個標準:
YD/T 1449.1-2006 《基于公用電信網(wǎng)的寬帶客戶網(wǎng)絡設備技術(shù)要求 第1部分:網(wǎng)關(guān)》;
YD/T 1448-2006 《基于公用電信網(wǎng)的寬帶客戶網(wǎng)絡總體技術(shù)要求》。
上述2個標準初步解決了家庭網(wǎng)絡的電信網(wǎng)關(guān)與電信網(wǎng)絡的銜接問題。
隨著3G的開展,與第三代通信網(wǎng)絡有關(guān)的IPv6也成為推動智能家居發(fā)展的重要標準內(nèi)容,目前,中國IPv6標準化工作已經(jīng)啟動。首批列入標準制定的內(nèi)容包括IPv6基本協(xié)議、IPv6網(wǎng)絡總體要求、鄰居發(fā)現(xiàn)、無狀態(tài)地址配置、移動IPv6、路由協(xié)議OSPF和BGP4等。以后將分批陸續(xù)制定相關(guān)的中國IPv6標準。3GPP已與IETF合作制定出與IPv6相關(guān)的移動通信標準。中國作為3GPP的主要參加方之一,正提出與輕量級IPv6相關(guān)的移動通信標準。
(3)建筑與社區(qū)信息化領(lǐng)域
據(jù)國家標準化管理委員會要求,2003年,國家建設部牽頭成立了《建筑及住宅社區(qū)數(shù)字化技術(shù)應用》國家標準編制委員會,負責起草用于社區(qū)物業(yè)管理、建筑與家庭的安防、報警、三表等系統(tǒng)的標準化工作。國家標準化管理委員會于2006年頒布了由國家建設部制定的《建筑及居住區(qū)數(shù)字化技術(shù)應用》系列國家標準,包括四個子標準:
GB/T 20299.1-2006《建筑及居住區(qū)數(shù)字化技術(shù)應用第1部分:系統(tǒng)通用要求》
GB/T 20299.2-2006《建筑及居住區(qū)數(shù)字化技術(shù)應用第2部分:檢測驗收》
GB/T 20299.3-2006《建筑及居住區(qū)數(shù)字化技術(shù)應用第3部分:物業(yè)管理》
GB/T 20299.4-2006《建筑及居住區(qū)數(shù)字化技術(shù)應用第4部分:控制網(wǎng)絡通信協(xié)議應用要求》
2008年4月,全國智能建筑及居住區(qū)數(shù)字化標準化技術(shù)委員會(SAC/TC426)”獲得國家標準委員會的正式批復(國標委綜合【2008】108號)。其工作領(lǐng)域與國際標準化組織ISO/TC205 WG3建筑物環(huán)境設計技術(shù)委員會建筑物控制系統(tǒng)設計工作組相關(guān)聯(lián),主要負責全國智能建筑及居住區(qū)數(shù)字化標準化的技術(shù)工作,包括智能建筑及居住區(qū)數(shù)字化技術(shù)、標準制修訂,相關(guān)產(chǎn)品檢測、認證等。2009年6月6日技術(shù)委員會(SAC/TC426)正式成立,并在京召開了成立暨第一次工作會議。技術(shù)委員會主要負責智能建筑物數(shù)字化系統(tǒng)領(lǐng)域國家標準的制修訂工作。
(4)家電行業(yè)
家電產(chǎn)業(yè)特別是傳統(tǒng)白色家電行業(yè)對于家庭網(wǎng)絡應用同樣存在自身需求。為了能夠?qū)⑼ㄐ朋w制落實到家電終端,在中國家用電器研究院于2006年成立了標準工作組,負責起草用于白色家電的網(wǎng)絡家電控制規(guī)范。
國家發(fā)展和改革委員會于2006年頒布了由中國家用電器研究院制定的QB/T2836-2006《網(wǎng)絡家電通用要求》。該標準解決了白色消費電子產(chǎn)品中的網(wǎng)絡家電終端產(chǎn)品內(nèi)部與家庭網(wǎng)絡接口的技術(shù)要求,其技術(shù)標準也部分支持了信息產(chǎn)業(yè)部頒布的家庭網(wǎng)絡標準技術(shù)標準。
(5)中國家庭網(wǎng)絡標準的未來走向
從已頒布的標準來看,中國電子信息產(chǎn)業(yè)在家庭網(wǎng)絡技術(shù)標準化進程中一直是一支重要的主導力量,電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的速度和活躍性使之有可能影響中國家庭網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向。通過幾年的推進,在完善已有技術(shù)體系的基礎上,電子信息領(lǐng)域率先提出了國家標準制定計劃,力圖促進在更多的行業(yè)使用已有技術(shù)體制,推動多行業(yè)共進的局面。2007年12月,國家標準化管理委員會批準了由“信息產(chǎn)業(yè)部家庭網(wǎng)絡標準工作組”和“資源共享、協(xié)同服務標準工作組(IGRS)”骨干單位提出國家標準立項計劃共19項(略)。
因電信領(lǐng)域網(wǎng)絡側(cè)設備、協(xié)議還需要不斷完善,尤其是物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展給智能家居帶來新的內(nèi)容,因此近期基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居還需要進一步開展標準化工作。
2 國外標準化現(xiàn)狀
智能家居的國際標準還缺乏完整的體系,而且智能家居的不同環(huán)節(jié)都有多種標準共存,如家庭網(wǎng)絡、綜合布線、通信技術(shù)等方面都存在此類現(xiàn)象。
(1)家庭網(wǎng)絡
關(guān)于智能家居的國際標準,目前主要集中在家庭網(wǎng)絡方面,家庭網(wǎng)絡的國際標準目前是多種并存,如HAVi、DLNA、HomePlug、ECHONET、HomePNA、PLC等協(xié)議。各家標準還存在需統(tǒng)一的問題。
1998年5月,松下、索尼、夏普、東芝以及飛利浦等8家公司成立標準制訂團體HAVi推動協(xié)議會,將電視機、錄像機以及大容量硬盤等視聽家電通過IEEE1394接駁到網(wǎng)絡上,并通過各個家電網(wǎng)絡進行遠程操作以及收發(fā)動態(tài)圖像數(shù)據(jù)的技術(shù),2000年1月份公布了該標準的正式版本1.0。
HomePlug是美國家庭插電聯(lián)盟(HomePlug Powerline Alliance)的電線通訊標準接口之一,該標準由近50家公司共同制定,現(xiàn)時版本為1.0,其技術(shù)規(guī)格可把多組設備透過供應電源的電線互相聯(lián)系,而經(jīng)HomePlug認證的產(chǎn)品可應用在個人電腦或支援以太網(wǎng)、USB及802.11的設備。
HomePNA是HomePhonelineNetworkAlliance,家庭電話線網(wǎng)絡聯(lián)盟的簡稱,該聯(lián)盟是一個非盈利性組織,致力于協(xié)調(diào)采用統(tǒng)一標準,統(tǒng)一電話線網(wǎng)絡的工業(yè)標準。該聯(lián)盟在1998由11個公司(包括3com、AMD、IBM等)共同建立,如今已有100多個公司加入,涉及的領(lǐng)域包括:網(wǎng)絡、電信、電腦硬件及其他電子工業(yè)。HomePNA接入方式是眾多家庭網(wǎng)絡接入方式競爭方案之一。HomePNA3.0于2005年5月被國際電聯(lián)(ITU-T)接受成為國際標準(G.9954)。
(2)綜合布線及總線技術(shù)
智能家居還涉及到綜合布線等技術(shù)內(nèi)容,在綜合布線技術(shù)標準中,ITU了G.hn通用標準,涵蓋家庭電力線網(wǎng)絡、電話線和同軸電纜等基礎設施。此標準將允許每秒1GB的速度。而同軸電纜多媒體聯(lián)盟(MoCA)和HomePlug電力線聯(lián)盟也提出相應的標準,目前在此層面上的標準還缺乏統(tǒng)一。
現(xiàn)場總線控制技術(shù)是智能家居中控制技術(shù)的重要應用,具有數(shù)字處理和雙向高速通訊的能力,分散控制,網(wǎng)絡規(guī)模大且具有高度的穩(wěn)定性。目前世界上現(xiàn)場總線的標準有200多個,有很多應用于建筑物的總線技術(shù),它們中大多數(shù)是某個具體應用的解決方案。當前國際上具有代表性的現(xiàn)場總線技術(shù)與產(chǎn)品有FF總線、PROFI 總線、LON總線、BAC net、CAN 總線、INTER 總線和CC Link總線等。在智能家居領(lǐng)域常見的現(xiàn)場總線標準有:LonWorks、EIB、BACNET、CAN、PROFIBUS、CEBUS、APBus、X10等。LonWorks為80年代美國Echelon公司所提倡,并由世界各地LonMark協(xié)會的推動,由于其技術(shù)的先進性獲得廣泛支持,LonWorks總線已成為美國國家標準。
(3)無線通信技術(shù)
智能家居環(huán)境下,涉及到無線通信技術(shù)實現(xiàn)家居各個元素之間的互聯(lián)及互通,目前適于智能家居的技術(shù)主要有802.11系列、Bluetooth、Home RF、M2M等多種方案。
802.11b技術(shù),是IEEE的無線局域網(wǎng)標準,目前802.11b、g標準已經(jīng)完善,802.11n和UWB標準正在審定中。WLAN以其移動性和便捷性受到各方的青睞,尤其是基于OFMA和MIMO技術(shù)的802.11n的出現(xiàn)使之成為大眾所期望的終極互聯(lián)技術(shù)。經(jīng)過多年的技術(shù)討論,802.11n的draft4.0已經(jīng)通過,困擾11n的標準問題和互通問題也有望得到徹底解決。802.11n技術(shù)能帶來高達600Mbps的理論帶寬以及更高的無線覆蓋能力,使得無線承載多媒體應用,尤其是視頻媒體成為可能。當然作為一種無線技術(shù),在家庭應用時受限于功率以及家庭建筑的影響,仍然不可避免地存在覆蓋問題以及在傳輸質(zhì)量上無法達到有線傳輸?shù)男Ч葐栴}。
藍牙技術(shù)是一種廉價的、低功能的無線網(wǎng)絡技術(shù),用戶可以控制10m之內(nèi)的藍牙設備。工作在2.4GHz頻段,數(shù)據(jù)速率為1Mbps。
HomeRF工作組是由美國家用射頻委員會于1997年成立的,其主要工作任務是為家庭用戶建立具有互操作性的話音和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。它推出HomeRF的標準集成了語音和數(shù)據(jù)傳送技術(shù),工作頻段為10GHz,數(shù)據(jù)傳輸速率達到100Mbit/s,在WLAN的安全性方面主要考慮訪問控制和加密技術(shù)。HomeRF是對現(xiàn)有無線通信標準的綜合和改進:當進行數(shù)據(jù)通信時,采用IEEE 802.11規(guī)范中的TCP/IP傳輸協(xié)議;當進行語音通信時,則采用數(shù)字增強型無繩通信標準。該標準與802.11b不兼容,占據(jù)了與802.11b和Bluetooth相同的2.4GHz頻率段,應用范圍主要是在家庭網(wǎng)絡中使用。
M2M是智能家居結(jié)合移動通信網(wǎng)絡的無線通信技術(shù),越來越受到電信運營商的重視,3GPP在M2M標準制定方面已經(jīng)開展了大量工作,3GPP SA1工作組在2005年9月開始就針對M2M進行了研究,到2007年底完成了研究報告:TR 22.868《Facilitating M2M Communication in GSM and UMTS 》,并在2008年5月開始了TS階段的工作:TS 22.368 《Network improvement for MTC 》(NIMTC),3GPP SA3工作組在2007年9月成立了WI:TR 33.812 《Study on Remote management of USIM application on M2M Equipment 》研究UICC應用遠程管理的安全問題,包括分析安全威脅以及定義安全需求。ITU-T、ETSI、ISO/IEC主要從整體架構(gòu)方面開展包括SG13的USN網(wǎng)絡的需求和架構(gòu)設計,ETSI M2M TC的M2M需求和功能架構(gòu)以及ISO/IEC JTC1 SC6 SGSN的SN研究報告的研究。
(4)智能建筑及多媒體
在智能建筑領(lǐng)域?qū)iT針對智能建筑的總線和通信協(xié)議,主要有美國的BACnet和CEBus、歐洲的EIB等。樓宇自動控制網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信協(xié)議BACnet由美國供熱、制冷與空調(diào)工程師協(xié)會組織的標準項目委員會于1995年6月正式通過制定。標準編號為ANSI/ASHRAE Standard 135-1995,同年12月正式成為美國國家標準,并得到歐盟標準委員會的承認,成為歐盟標準草案。2000年1月ISO/TC205委員會的15個國家(中國、法國、日本、英國、美國等)的代表一致通過決議,將BACnet作為“委員會草案”進行廣泛評議,適當修改后列為“國際標準化草案”,最后成為國際標準。
國際電工委員會音頻、視頻、多媒體系統(tǒng)和設備分技術(shù)委員會(IEC/TC100)與ITU等國際組織和廠商進行聯(lián)絡,在網(wǎng)絡側(cè)的內(nèi)容管理與維護、終端側(cè)的機頂盒(或多媒體終端)軟硬件設計、接口、人機交互界面等開展合作,IEC/TC100針對網(wǎng)絡多媒體的標準化工作也在穩(wěn)步推進。IEC/TC100的TA11(多媒體信息質(zhì)量,Quality of Multimedia Information)已開展PWI61966第十部分網(wǎng)絡彩色圖像質(zhì)量評估和第11部分網(wǎng)絡視頻質(zhì)量評估等標準的編制工作。IEC/TC100的AES(Audio Engineering Society)和SMPTE(Society of Motion Picture and Television Engineers)在家庭多媒體國際標準中具有較大的影響力。
3 標準化小結(jié)及發(fā)展建議
物聯(lián)網(wǎng)作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要部分,智能家居作為物聯(lián)網(wǎng)的重要應用得到政府的支持,由于智能家居和物聯(lián)網(wǎng)涉及的行業(yè)較為廣泛,各行業(yè)之間、用戶之間有較強的相對獨立性,使得基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居在現(xiàn)有的架構(gòu)下,沒有統(tǒng)一的標準可以遵循,終端和網(wǎng)絡配合欠佳、重復開發(fā)現(xiàn)象嚴重、行業(yè)用戶開發(fā)和維護成本居高不下、各類應用無法有效管理、服務質(zhì)量無保證等問題,這在一定程度上制約了智能家居的快速推廣和規(guī)模化發(fā)展。
智能家居系統(tǒng)的可集成性是建立在系統(tǒng)的開放性基礎之上的,這就要求系統(tǒng)所采用的協(xié)議必須有廣泛的產(chǎn)品支持,單一廠商的子系統(tǒng)不能構(gòu)成智能家居系統(tǒng)。
關(guān)于智能家居的標準問題,在國際上也沒有統(tǒng)一,目前也只是在個別領(lǐng)域方面有些規(guī)范。例如消費電子產(chǎn)品的CEB行業(yè)標準、lonwork的工業(yè)標準和EIB的低壓電氣的安裝標準等。國內(nèi)剛開始是獨立功能的產(chǎn)品,所以在自成小體系中各有自定義的標準(國外標準的變異)。家庭網(wǎng)絡標準繁多,如UPNP、DLNA、UOPF、ECHONET、HomePNA、PLC等協(xié)議。在原信息產(chǎn)業(yè)部的主持下制定和了“e家佳”和IGRS兩個與智能家居有關(guān)的標準,但也不完善。局域網(wǎng)絡(TCP/IP)和輕量級IPv6是未來的智能家居主要的通訊協(xié)議,與常規(guī)的網(wǎng)絡標準基本統(tǒng)一。
當前,由于技術(shù)標準目前還難以統(tǒng)一,電信運營商、智能家居設備制造企業(yè)、應用開發(fā)商、業(yè)務集成商、智能小區(qū)開發(fā)商等一系列商家的配合還尚需時日;另一方面,用戶現(xiàn)階段也有不同的實際功能需求等因素。因此,對于分步實現(xiàn)、個體住宅,也不必等待統(tǒng)一的技術(shù)標準,可以先行一步。采用標準與非標準并舉方式,更符合千差萬別的市場實際,更有利于啟動市場。
但在國家層面,從規(guī)范市場和可持續(xù)發(fā)展的角度,標準的制定至關(guān)重要,可以從以下幾個方面制定技術(shù)標準:
智能家居傳感器終端接口標準;
智能家居通信協(xié)議標準;
智能家居系統(tǒng)架構(gòu)標準;
智能家居集中控制技術(shù)標準;
智能家居業(yè)務提供平臺技術(shù)標準。
參考文獻
[1] Chong and Kumar. Sensor Networks: Evolution,Opportunities,and Challenges[C]. Proceedings of the IEEE,2003,91(8).
[2] ITU Internet Reports. The Internet of Things[R]. 2005.
【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù);云計算;預測;私有云
一、概述
科技的不斷進步必然會為社會的發(fā)展帶來變革,隨著計算機技術(shù)水平的不斷提高,社會也由以往的工業(yè)時代步入信息時代。然后,隨著時間的推移,簡單的數(shù)據(jù)信息處理和基礎的計算機應用已經(jīng)不能滿足當前全球數(shù)據(jù)信息爆炸式的增長和復雜化多方位的需求與應用,亟需新的科學技術(shù)來促進互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的深度優(yōu)化與改革。目前,科技信息行業(yè)的中心已經(jīng)發(fā)生轉(zhuǎn)變,全球各大IT公司也都將云計算、大數(shù)據(jù)以及信息安全作為日后發(fā)展的主要目標。由此可見一斑,云計算、大數(shù)據(jù)以及信息安全的發(fā)展成熟度與完善度,必然會影響整個國家的信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,也是在如今瞬息萬變的全球經(jīng)濟下奪得一席之位的有力手段。在我國,基于大數(shù)據(jù)與云計算的信息產(chǎn)業(yè)遍地開花,都已經(jīng)得到相應的重視與發(fā)展,然而這些新型的信息產(chǎn)業(yè)如今的發(fā)展勢態(tài)以及未來的發(fā)展趨勢,是否能夠適應未來社會的需求,能否成為促進社會快速發(fā)展的利器,這都有待考究。所以對大數(shù)據(jù)與云計算的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢的學習與研究,對于了解我國新的科技信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,制定相應的策略以促進社會經(jīng)濟大跨越來說,具有非常重要的現(xiàn)實意義。
二、大數(shù)據(jù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
大數(shù)據(jù)的快速發(fā)展與廣泛應用是互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)與信息處理技術(shù)的快速發(fā)展的必然產(chǎn)物。隨著互聯(lián)網(wǎng)絡的快速發(fā)展以及個人電腦、企業(yè)服務器以及各種移動終端的廣泛應用,互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)量從2000年以來,就以爆炸式的形式快速增長。尤其是在我國,國民數(shù)量基數(shù)非常大,這都無形之中使得大數(shù)據(jù)成為我國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基本需求。2012年,我國工信部陸續(xù)推動了一系列的大數(shù)據(jù)相關(guān)的項目運作,加上相應的法規(guī)、政策的支持,在2014年底,大數(shù)據(jù)已經(jīng)在我國各地得到廣泛應用。首先,大數(shù)據(jù)涵蓋了社會產(chǎn)業(yè)的很多領(lǐng)域,例如在電信與互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,食品安全、醫(yī)療衛(wèi)生、智慧城市與交通、科技服務等多個領(lǐng)域中得到快速發(fā)展。其次,傳統(tǒng)的IT信息產(chǎn)業(yè)也都借助大數(shù)據(jù)的東風,積極響應深化改革,出現(xiàn)了一大批以大數(shù)據(jù)技術(shù)為中心的信息產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的成功案例。最后,在全國各地都在積極構(gòu)建大數(shù)據(jù)中心,力圖以大數(shù)據(jù)應用為支柱來加速我國社會經(jīng)濟的轉(zhuǎn)型。大數(shù)據(jù)的未來發(fā)展必定風云變化,主要發(fā)展方向大概包括以下幾個內(nèi)容。
(一)結(jié)構(gòu)多樣化
基于大數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)架構(gòu)必然多樣化,借助云計算的發(fā)展,實現(xiàn)分布式存儲于管理的基本構(gòu)架,對于圖片、音頻、視頻等非格式化數(shù)據(jù)的存儲與管理的計算框架以及對網(wǎng)絡實時流分析與計算的基本框架將會并存。
(二)大數(shù)據(jù)預測
大數(shù)據(jù)的智能預測功能必然成為未來發(fā)展趨勢。在2008年的金融危機中,阿里巴巴公司通過對淘寶網(wǎng)的用戶購買行為的分析,發(fā)現(xiàn)包括歐美在內(nèi)的大部分區(qū)域的買家詢盤數(shù)急劇下降,也就提前預測了全球的經(jīng)濟走勢,最終躲避金融危機的傷害。同樣的,通過大數(shù)據(jù)預測未來的行為必然成為趨勢,尤其是在經(jīng)濟金融、自然災害等方面都會得到廣泛的發(fā)展與應用。
(三)智慧城市的構(gòu)建
智慧城市的發(fā)展是未來城市發(fā)展的必然趨勢,而大數(shù)據(jù)技術(shù)成為智慧城市快速發(fā)展核心技術(shù)。智能交通、全民醫(yī)療、智能政府管理、企業(yè)發(fā)展等方面都離不開大數(shù)據(jù)的支持,相信大數(shù)據(jù)在智能城市構(gòu)建上有非常廣泛的應用前景。
三、云計算的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
云計算是目前互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新的一次改革,將會以新的商業(yè)模式帶動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。目前,云計算推出的商業(yè)模式主要由三種,分別是基礎架構(gòu)即服務的IaaS、平臺即服務的PaaS以及軟件即服務的SaaS,通過三種運營模式可以滿足不同用戶的基本需求。目前,云計算的發(fā)展仍以IT巨頭為代表,主要包括谷歌公司、亞馬遜、IBM以及微軟。其中谷歌公司主要通過其硬件基礎、大數(shù)據(jù)應用以及良好的搜索引擎構(gòu)建其專門的云平臺,通過分布式的數(shù)據(jù)存儲與管理、智能的云計算應用來實現(xiàn)其云平臺構(gòu)架。亞馬遜、IBM、微軟也都推出了自己相應的云平臺,為企業(yè)提供相應的服務解決方案,極大地幫助客戶提升自己的企業(yè)運行效率,促進經(jīng)濟快速發(fā)展。在電信運營方面,云計算也顯示出其獨特的優(yōu)勢,通過將以往的IP網(wǎng)絡、光纖網(wǎng)絡以及HSPA等構(gòu)建基礎的無線通信云,極大地方便各個企業(yè)和部門使用,同時我國三大運營商也都推動各自的云計算平臺的發(fā)展,力圖構(gòu)建一個即軟硬件、網(wǎng)絡、應用與服務于一體的綜合性平臺,為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的服務。云計算的快速發(fā)展必然會為各個行業(yè)帶來新的商機,以促進其快速發(fā)展,主要趨勢包含以下幾個方面。
(一)簡化移動終端
移動終端輕便化是人們的基本需求,也是移動終端發(fā)展的必然方向。通過云計算構(gòu)建的相應平臺,將主要的應用轉(zhuǎn)移到云平臺上,這樣就大大減輕了移動終端的壓力,用戶只需要通過高速的網(wǎng)絡、輕便的終端即可訪問云平臺應用,從而使得移動終端的配置與成本大大降低。
(二)私有云的快速發(fā)展
隨著公共云的快速發(fā)展和技術(shù)逐步成熟,私有云的發(fā)展及其產(chǎn)品也將必然成為趨勢。通過構(gòu)建私有云平臺,實現(xiàn)私有的云存儲、虛擬桌面等應用,以及對專門的系統(tǒng)通過云集成提供針對性的系統(tǒng)服務,這將大大提升部門的運作效率,降低成本投入。
(三)促進物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展
物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的延伸,是實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與生活中實物聯(lián)通的具體實現(xiàn)。云計算技術(shù)的出現(xiàn),使得物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的經(jīng)濟成本與技術(shù)成本大大降低,通過構(gòu)建相應的云平臺即可實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)基礎設施、應用系統(tǒng)與服務的實現(xiàn),從而加速物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。
四、總結(jié)
大數(shù)據(jù)與云計算是目前信息產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的中心,也是IT產(chǎn)業(yè)改革新的機遇,目前全球范圍內(nèi)的大數(shù)據(jù)與云計算都在蓬勃發(fā)展,如果把握機遇,順應時代需求,這必然為為了的發(fā)展開啟新的大門,趁著大數(shù)據(jù)與云計算的東風,為人們提供更加優(yōu)質(zhì)、高效的服務。
參考文獻:
【關(guān)鍵詞】 物聯(lián)網(wǎng) 食品溯源 信息感知
0 引言
物聯(lián)網(wǎng)是物體與物體相連接的互聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)的硬件實現(xiàn)需要具備感應器、RFID射頻識別裝置、GPS和GIS定位系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)、信息處理平臺等實現(xiàn)物體互聯(lián)并與互聯(lián)網(wǎng)融合。物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信之后,世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次革命性創(chuàng)新,它聚合了現(xiàn)代信息科技、融合了感知與傳感技術(shù)、通信技術(shù)、定位技術(shù)、人工智能與自動化等,進而達到人類與物體之間的智慧狀態(tài)的交流,形成一個智慧的世界。
1 食品溯源的意義
食品安全溯源對于人民的身體健康以及全社會的穩(wěn)定發(fā)展起著不可替代的作用。它是食品安全風險管理的重要措施,是食品安全生產(chǎn)、銷售供應鏈全程控制的有效技術(shù)手段,一旦某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,可追溯至源頭,找到問題所在并進行有效治理。食品溯源是指在食物鏈的各個環(huán)節(jié)(包括生產(chǎn)、加工、分送以及銷售等)中,食品及其相關(guān)信息能夠被追蹤和回溯,使食品的整個生產(chǎn)經(jīng)營活動處于有效地監(jiān)控之中。
動物食品從生產(chǎn)到消費,以及從追蹤到回溯的互逆過程如圖1所示。隨著人們生活水平的提高,確保動物食品的安全性已經(jīng)成為當前急需解決的問題,但是動物食品的生產(chǎn)加工鏈條逐漸增長,環(huán)節(jié)增多,消費者很難從食品鏈的最終環(huán)節(jié)了解食品的來源和生產(chǎn)過程。因此引入食品溯源系統(tǒng),可以提高食品供應鏈的透明度。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,食品溯源系統(tǒng)也逐漸發(fā)展起來。
2 食品溯源在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀
國外溯源系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀:歐盟的動物食品可追溯系統(tǒng)主要應用在牛的生產(chǎn)和流通領(lǐng)域。牛肉可追溯系統(tǒng)是指牛肉從農(nóng)場的動物養(yǎng)殖到運輸、屠宰、分割、貯藏、加工和包裝直至進行市場銷售的生產(chǎn)鏈中,堅持生產(chǎn)和監(jiān)管的透明度,并保持產(chǎn)品完整詳盡的個體信息,防止與其它來源的產(chǎn)品混合,并保留相關(guān)的數(shù)據(jù)資料、檢測報告及相關(guān)證書,供下游生產(chǎn)者及消費者查詢和檢查。日本從2002年開始制定法律對牛肉生產(chǎn)業(yè)強制實行可追溯系統(tǒng)。牛飼養(yǎng)場必須為每頭牛戴上耳標,耳標上有個體識別號,飼養(yǎng)者必須記錄每頭牛的基本信息,包括標識號、品種、性別和飼養(yǎng)歷史信息(如出生日期、轉(zhuǎn)到飼養(yǎng)場的日期等)。目前日本己將食品信息可追蹤系統(tǒng)推廣到全國的豬肉和肉雞等肉食產(chǎn)業(yè),消費者購買商品時,通過包裝可獲取品種、產(chǎn)地和生產(chǎn)加工流通過程的相關(guān)信息。
我國溯源系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀:食品溯源系統(tǒng)在國內(nèi)的起步比較晚,目前還沒有在全國范圍內(nèi)推廣,僅在部分地區(qū)或企業(yè)進行了部署。具體實現(xiàn)案例有鄧峽的“金卡豬”工程,從2005年起,鄧峽市開始運用計算機對生豬飼養(yǎng)進行全過程監(jiān)控,實施生豬可追溯養(yǎng)殖。他們采用先進RFID技術(shù),為每頭生豬安裝電子標簽,建立起了生豬產(chǎn)業(yè)鏈“信息庫”,實現(xiàn)生豬供應鏈透視化管理。在大連,基于RFID技術(shù),建立了“肉牛質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)”,該系統(tǒng)是利用電子耳標采集信息,建立黑牛電子檔案,將黑牛從出生到屠宰的全過程信息記錄到數(shù)據(jù)庫中,管理者通過網(wǎng)絡可方便地了解每頭牛生長發(fā)育情況、疾病情況以及飼料與獸藥的使用情況,實現(xiàn)全程可追溯。綜上所述,我國食品安全溯源系統(tǒng)的研究與推廣尚處于初級階段,在全流程、精細化、多部門食品安全溯源和協(xié)同監(jiān)管等方面都還有待進一步加強。
3 物聯(lián)網(wǎng)在食品溯源應用中的關(guān)鍵技術(shù)與問題
目前,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)大部分尚處于研究成果向產(chǎn)業(yè)化應用轉(zhuǎn)化階段,其在食品領(lǐng)域的應用還存在以下亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)與問題。
信息感知技術(shù)。影響食品品質(zhì)的因素眾多,為了保障食品安全,必須研究相應的感知技術(shù); 同時,低成本單品標識技術(shù)是農(nóng)產(chǎn)品和食品追溯與物聯(lián)網(wǎng)的基礎,為適應規(guī)模化、精準化、設施化的發(fā)展要求,具有良好環(huán)境適應性、體積靈巧便攜、具備快速檢測能力的低成本硬件系統(tǒng)亟待開發(fā)研究。從技術(shù)上講,WSN用于監(jiān)測的主要優(yōu)點是傳輸距離比RFID大得多,且組網(wǎng)靈活、傳感器種類多樣、可探知的物理量眾多。RFID雖然閱讀距離短,但是被動式RFID的低成本、零能耗、易于與包裝結(jié)合是其獨有的優(yōu)勢??茖W的規(guī)劃設計、合理的布局,解決WSN與RFID的融合問題,將兩者取長補短,將是下階段研究的重點。
信息融合技術(shù)。在溫度、濕度、光照度、振動頻率、氣體濃度等眾多傳感信息中,選擇何種信息或組合來表達食品新鮮度、貨架壽命期才最為合理?若需要多信息融合表達時,如何建立融合后能真正反映宏觀指標的模型?在以上模型的建立中,如何引入諸如模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡、人工智能等方法,才能使模型更具有實用性?以上基礎性問題解決后,才有可能建立一套有實用價值的快速評估其安全性及預測其貨架壽命的決策系統(tǒng)。
【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng);發(fā)展現(xiàn)狀;應用
物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of things)的概念是在1999年提出的,顧名思義,“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎仍然是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上的延伸和擴展的網(wǎng)絡,其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間,進行信息交換和通信。因此,物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進行信息交換和通信,以實現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。
一、物聯(lián)網(wǎng)的原理及發(fā)展現(xiàn)狀
物聯(lián)網(wǎng)是利用RFID等技術(shù)在計算機互聯(lián)網(wǎng)的基礎上構(gòu)造了一個涵蓋萬物的Internet of Things。在物聯(lián)網(wǎng)中物品能夠彼此“交流”,借助RFID技術(shù)讓物品“說話”,借助計算機互聯(lián)網(wǎng)讓物品信息實現(xiàn)互聯(lián)和共享。在物聯(lián)網(wǎng)時代,鋼筋將與寬帶共同構(gòu)成基礎設施,經(jīng)濟管理、社會管理、個人生活將在這些基礎設施上運轉(zhuǎn)。
國際上美國等國家都極為重視物聯(lián)網(wǎng)的研究和應用,美國將物聯(lián)網(wǎng)作為改變產(chǎn)業(yè)模式和結(jié)構(gòu)的法寶,用來提高交互效率。歐盟在物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)和應用方面做了許多創(chuàng)新工作,各國都企圖在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展上取得領(lǐng)先,獲得突破。我國物聯(lián)網(wǎng)方面的研究并不落后,傳感器和傳感網(wǎng)已在許多省市獲得應用,獲得許多新的突破。
二、物聯(lián)網(wǎng)的實際應用
1.智能環(huán)保
隨著社會的進步,人們對生活品質(zhì)的要求逐漸升高,社會對環(huán)保的要求也不斷升高。為提高環(huán)境保護管理水平,環(huán)保部門可以利用物聯(lián)網(wǎng)建設智能環(huán)保管理系統(tǒng),通過建立信息采集網(wǎng)絡對環(huán)境進行自動監(jiān)測,對重點單位或是區(qū)段實現(xiàn)自動監(jiān)測并實時傳輸監(jiān)測到的相關(guān)數(shù)據(jù),通過建立環(huán)境分析系統(tǒng)和信息平臺可以及時、準確的向政府部門和社會環(huán)境質(zhì)量資料或是概況信息。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以在智能環(huán)保系統(tǒng)中對大氣、廢棄物、水源、放射源以及噪聲等進行感知和管理,提高智能環(huán)保系統(tǒng)的工作質(zhì)量和效率。
具體的設計方案需要利用信息網(wǎng)絡技術(shù),使環(huán)保信息采集系統(tǒng)和處理平臺具備智能感知能力和強大的云計算能力以及數(shù)據(jù)可視化能力,使環(huán)保監(jiān)控體系掌握環(huán)保事件產(chǎn)生、發(fā)展的規(guī)律,輔助災害預測等各項決策,形成環(huán)境監(jiān)測、執(zhí)法、數(shù)據(jù)交換、應急指揮、辦公、教育展示等各個中心整合成一體的綜合管理系統(tǒng)。
2.智能物流
RFID技術(shù)不需要人工干預便可以識別目標并獲取數(shù)據(jù)信息,操作快捷便利。利用RFID等技術(shù)可以實現(xiàn)物流信息共享,保證信息傳遞準確、便捷,提高運輸、包裝等物流各個環(huán)節(jié)的工作效率,實現(xiàn)物流與資金、信息、商流的有效融合,降低物流成本,提升物品生產(chǎn)到消費的整體效益,促進物流業(yè)跨越式發(fā)展。
目前,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能物流的應用,主要集中在物品跟蹤、目錄管理、自動接收、自動裝運、電子產(chǎn)品碼等方面。
3.智能家電
最近幾年,我國迎來物聯(lián)網(wǎng)建設的熱潮,隨之而來的是智能家電的全新變革?;谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家電將在物物感知的基礎上不斷產(chǎn)生新的應用,從傳統(tǒng)的播放電視節(jié)目向更加智能化、人性化的方向發(fā)展。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下,電視可以根據(jù)用戶(例如老人或是小孩)的特點自動選擇播放內(nèi)容,并通過語言合成功能向用戶推薦電視內(nèi)容。與此同時,基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家電可以解決控制孩子使用家電的問題,例如電視會在孩子離電視顯示屏太近時自動黑屏、暫停播放,在孩子與電視距離合適之后再繼續(xù)播放,或是家長通過3G網(wǎng)絡等途徑控制孩子上網(wǎng)或是看電視的時間,由電視在顯示屏上滾動提示文字并進行語音提示。
4.金融領(lǐng)域
金融行業(yè)的發(fā)展需要高新科技的支持,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠在改善金融安防等方面得到廣泛的應用。金融體系由于涉及資金運作,一直是犯罪案件頻發(fā)區(qū),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以充分發(fā)揮物物相連的優(yōu)勢,在節(jié)省人力、物力的同時提高安防的效率和可靠性。例如借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對來訪人員進行管理,實時跟蹤并監(jiān)控、記錄來訪人員的行為和信息,為偵破犯罪案件提供線索,還可以在現(xiàn)金柜等物品上和庫房出入口等位置加裝RFID標簽或是設備,借助軟件平臺使資金可視化,并對ATM機進行實時監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)異常情況自動上報,以保障資金安全,為公安機關(guān)破案提供便利。
金融領(lǐng)域的業(yè)務繁多,除了上述應用外物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可以在支付業(yè)務和優(yōu)化金融服務、保險業(yè)等方面得到充分應用。例如基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)明的芯片銀行卡、金融業(yè)務各環(huán)節(jié)的可視跟蹤、發(fā)揮信息資源優(yōu)勢提供信息咨詢服務以及對投保的汽車安裝傳感設備來監(jiān)測、記錄其運行狀態(tài)等等。
5.教育領(lǐng)域
在教育領(lǐng)域,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以在信息化教學、教育管理、智慧校園等方面得到廣泛應用。在信息化教學方面,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以使學生的學習環(huán)境突破時間和空間的限制,記錄學生學習的對象、學習行為,從而合理調(diào)整學習方式和內(nèi)容。在具體的教學過程中,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以強化交互功能,例如在生物教學中可以為植物粘貼相應標簽,學生能用手機識別標簽獲得相應的擴展內(nèi)容。在教育管理方面,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以在人員考勤、設備管理等各個方面得到應用。例如對學生證、圖書、設備等粘貼RFID標簽,可以實時監(jiān)控學生的行為、快捷的查找圖書、跟蹤設備的狀態(tài)等等。在智慧校園方面,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以在校內(nèi)交通、車輛、校園安全、建筑、生活服務、師生健康等領(lǐng)域得到廣泛應用。例如借助光線傳感器可以控制教室內(nèi)光線強度,借助紅外傳感器可以實時監(jiān)控校園安全狀況等等。
6.農(nóng)業(yè)領(lǐng)域
我國是個農(nóng)業(yè)大國,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠在現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)、農(nóng)作物生長、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測等方面得到廣泛應用。在養(yǎng)殖業(yè)方面,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以減少工作量,降低工作難度,提高工作效率,例如項圈式等形式的應答器、個體標識等可以對牲畜、家禽等實現(xiàn)有效管理,減少誤操作,提高管理水平。在農(nóng)作物生長方面,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實時監(jiān)控土壤、灌溉、氣候等情況,收集溫濕度、大氣、氮濃縮量等信息,提高農(nóng)作物種植的科技含量,做好防災抗災工作。在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測方面,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以對農(nóng)產(chǎn)品種植、生長、收獲、運輸、存儲等全過程進行監(jiān)控,快速監(jiān)測農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量并查出問題所在,例如借助RFID等技術(shù)建立的農(nóng)產(chǎn)品可追溯系統(tǒng),可以有效保障各種農(nóng)副產(chǎn)品的質(zhì)量安全。
三、總結(jié)
未來物聯(lián)網(wǎng)的應用將越來越多地滲透于我們生活的每一個角落,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是信息社會發(fā)展的必然。盡管擁有美好的前景,但在發(fā)展的道路上,也面臨標準、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)鏈等方面的困難,需要社會各個層面在物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)和業(yè)務應用上取得突破,以促進物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展。
參考文獻
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1.1物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)已提升至國家戰(zhàn)略層次已于2009年,國家已提出要加快物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)建設的步伐,隨后得以提升到國家戰(zhàn)略發(fā)展層次,視為新一代信息技術(shù)的核心部分,作為國家重點扶植的新興產(chǎn)業(yè)。根據(jù)十二五規(guī)劃,戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)為國家重點培育的行業(yè),主要集中在物聯(lián)網(wǎng)、新一代網(wǎng)絡通信等。另外,物聯(lián)網(wǎng)已被國家列為中長期科技發(fā)展重點及2050國家產(chǎn)業(yè)路線圖。
1.2已形成較為豐富的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)基礎自物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)納入國家戰(zhàn)略發(fā)展層次后,物聯(lián)網(wǎng)得到難得的發(fā)展機會。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù),物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)銷售額于2010年已超過120億,至2011年銷售額更是高達160億多,獲得非??斓陌l(fā)展速度。國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展規(guī)模,僅小于美、英,位居世界第三。目前,物聯(lián)網(wǎng)科技大范圍使用于企業(yè)生產(chǎn)、物流、產(chǎn)品跟蹤等各領(lǐng)域。另外,隨著移動網(wǎng)絡的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)科技得以應用于移動支付等新領(lǐng)域中。
1.3已開始著手物聯(lián)網(wǎng)標準建設物聯(lián)網(wǎng)科技的應用標準缺失,是影響物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)高效、穩(wěn)健發(fā)展的核心因素之一。截止至今,全球范圍內(nèi)諸多物聯(lián)網(wǎng)科技的應用領(lǐng)域均缺乏相應的應用標準規(guī)范,國內(nèi)同樣如此。隨著國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)科技的大范圍及深入應用,社會各界開始高度重視物聯(lián)網(wǎng)標準的制定及規(guī)范工作,并已成立了傳感器網(wǎng)絡研究組及中國物聯(lián)網(wǎng)標準聯(lián)合工作組。截止至今,已有效地推進了物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)標準的研究及制定工作。
2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)未來應用趨勢
2.1物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模預測及主要應用當前,國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)科技主要應用于城市管理、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)保節(jié)能、交通管制等諸多領(lǐng)域中,特別是自從2009年后物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)備受社會各界的關(guān)注,推動了行業(yè)發(fā)展的熱潮。北京等國內(nèi)諸多重點城市已開始制定了物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略,積極推動行業(yè)發(fā)展,構(gòu)建示范工程。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析預測,二十年后國內(nèi)RFID終端將高達數(shù)千個,應用于生活中的方方面面。隨著物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的大范圍應用,將極大地推動信息零件行業(yè)發(fā)展,提供大量的就業(yè)機會。發(fā)展至今,交通行業(yè)、電力行業(yè)、安全保障等行業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)科技應用最為廣泛的行業(yè)。作為全球物聯(lián)網(wǎng)科技的核心部分,國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)科技得到難得的發(fā)展機會,物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展概念也得到家居等國民重點經(jīng)濟發(fā)展行業(yè)的接受與青睞。物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)品也深入地應用于企業(yè)生產(chǎn)及服務的每一個流程中。
2.2物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展思路(1)完善自主研發(fā)體系,提升行業(yè)核心競爭力?;谥攸c實驗室、技術(shù)中心建設、扶植核心科研項目及重大型研發(fā)平臺的整合與分享,積極組織行業(yè)內(nèi)應用技術(shù)的難關(guān)攻克。另外,推動關(guān)鍵核心應用領(lǐng)域的突破,構(gòu)筑研發(fā)、生產(chǎn)到服務的完整產(chǎn)業(yè)鏈。(2)推進標準化建設、掌控發(fā)展自?;诳缧袠I(yè)、跨領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)標準化建設,逐步完善物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、制定物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)安全等基礎性標準,從而推動物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的高效發(fā)展,確保掌握物聯(lián)網(wǎng)科技的發(fā)展主動權(quán)。(3)強化產(chǎn)業(yè)合作,重點推進關(guān)鍵領(lǐng)域應用發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應用涉及到諸多產(chǎn)業(yè)、較多的應用領(lǐng)域及產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)?;谥攸c推進重點行業(yè)發(fā)展,大力發(fā)展支撐性行業(yè),有效推動上下游產(chǎn)業(yè),積極推動產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)筑及完善。基于當前發(fā)展背景,可考慮以基礎設施及民生工程作為發(fā)展突破點,積極開展物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應用示范點,有效推動物聯(lián)網(wǎng)科技的快速發(fā)展。(4)加強政策指導,積極推動行業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變。積極推動物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)從政策牽引的發(fā)展模式轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌鰻恳陌l(fā)展模式,有效發(fā)揮出市場供需影響力,積極扶植及壯大重點物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。另外,積極鼓勵物聯(lián)網(wǎng)科技公司發(fā)展專業(yè)服務,增值服務等新興科技產(chǎn)業(yè)比重,促進物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)上下游深入摸索新興的商業(yè)發(fā)展模式。
3結(jié)語
屆時,大會還將繼續(xù)凸顯“我國電子認證服務業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與重點”的介紹,并以“工業(yè)控制系統(tǒng)安全高峰論壇”為本屆大會的突出亮點,集納各界經(jīng)典名篇、學術(shù)成果、研究課題、應用經(jīng)驗,編輯出版《2013中國信息安全技術(shù)展望學術(shù)論文集》,其中優(yōu)秀論文將擇優(yōu)在《信息安全與技術(shù)》(國家級刊物)、《信息網(wǎng)絡安全》、《計算機安全》、《電腦編程技巧與維護》上刊登,并全文收錄于《中國學術(shù)期刊網(wǎng)絡出版總庫》及CNKI系列數(shù)據(jù)庫、《中文核心期刊(遴選)數(shù)據(jù)庫》、《中文科技期刊數(shù)據(jù)庫》和龍源期刊網(wǎng)。
征文內(nèi)容如下:
1.計算機安全、下一代網(wǎng)絡安全技術(shù);
2.網(wǎng)絡安全與網(wǎng)絡管理、密碼學、軟件安全;
3.信息系統(tǒng)等級安全保護、重要信息系統(tǒng)安全;
4.云計算與云安全、物聯(lián)網(wǎng)的安全;
5.移動互聯(lián)網(wǎng)的安全信息安全保障體系、移動計算平臺安全性研究;
6.信息內(nèi)容安全、通信安全、網(wǎng)絡攻防滲透測試技術(shù);
7.可信計算;
8.關(guān)鍵基礎設施安全;
9.系統(tǒng)與網(wǎng)絡協(xié)議安全分析;
10.系統(tǒng)架構(gòu)安全分析;
11.面向業(yè)務應用的整體安全保護方案;
12.信息安全漏洞態(tài)勢研究;
13.新技術(shù)新應用信息安全態(tài)勢研究;
14.Web應用安全;
15.計算機系統(tǒng)安全等級保護標準的實施與發(fā)展現(xiàn)狀;
16.國內(nèi)外電子認證服務相關(guān)政策與標準研究;
17.電子認證服務最新技術(shù)和產(chǎn)品;
18.電子認證服務應用創(chuàng)新;
19.電子認證服務行業(yè)研究和熱點事件解析;
20.可靠電子簽名與數(shù)據(jù)電文的認定程序/技術(shù)規(guī)范/應用規(guī)范/應用案例分析;
21.數(shù)字證書交叉認證技術(shù)規(guī)范/應用規(guī)范/應用案例分析;
22.電子認證服務與云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)、新應用融合的相關(guān)技術(shù)、標準規(guī)范和應用發(fā)展情況;
23.工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全標準;
24.信息安全和功能安全標準化;
25.信息安全和功能安全集成技術(shù);
26.工業(yè)控制系統(tǒng)安全性的技術(shù)指標與經(jīng)濟成本;
27.信息安全產(chǎn)品設計和系統(tǒng)集成;
28.工業(yè)控制系統(tǒng)安全的評估與認證;
29.工業(yè)控制系統(tǒng)的信息安全解決方案;
30.工業(yè)自動化安全面臨的風險;
31.國外工業(yè)控制系統(tǒng)安全的做法;
32.工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢;
33.工業(yè)控制系統(tǒng)安全性的建議;
34.工控系統(tǒng)與信息系統(tǒng)對信息安全的不同需求;
35.工業(yè)控制系統(tǒng)的安全性與可用性之間的矛盾與平衡;
36.應用行業(yè)工業(yè)控制系統(tǒng)的信息安全防護體系;
37.工業(yè)控制系統(tǒng)安全測評體系;
38.工業(yè)控制系統(tǒng)安全安全策略;
【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)背景;建筑能耗管理;存在問題;解決策略
隨著人民生活水平的提高,建筑能耗將呈現(xiàn)持續(xù)迅速增長的趨勢,加劇我國能源資源供應與經(jīng)濟社會發(fā)展的矛盾,最終導致全社會的能源短缺。降低建筑能耗,實施建筑節(jié)能,對于促進能源資源節(jié)約和合理利用,緩解我國的能源供應與經(jīng)濟社會發(fā)展的矛盾,有著舉足輕重的作用,也是保障國家資源安全、保護環(huán)境、提高人民群眾生活質(zhì)量、貫徹落實科學發(fā)展觀的一項重要舉措。因此,如何降低建筑能源消耗,提高能源利用效率,實施建筑節(jié)能,是我國可持續(xù)發(fā)展亟待研究解決的重大課題。盡管我國在建筑能耗管理方面積累了豐富的經(jīng)驗,取得了重大進展,但是在實際的建筑能耗管理過程中,不少問題仍然存在。本文主要研究我國在物聯(lián)網(wǎng)大背景下建筑能耗管理發(fā)展現(xiàn)狀,針對出現(xiàn)的問題提出相應的解決策略,為我國在物聯(lián)網(wǎng)大背景下建筑能耗管理的進一步發(fā)展提供借鑒。
1 目前我國建筑能耗發(fā)展現(xiàn)狀
1.1 建筑能耗范圍
建筑能耗范圍一直以來是我國建筑能耗管理部門的難題,因為對于建筑能耗范圍一直有著兩種不同的定于。一種是建筑能耗范圍包括以內(nèi)能耗、生產(chǎn)能以及建造能耗為主的三大能耗,另一種定義則是建筑能耗范圍只包括內(nèi)能耗。不同的國家根據(jù)自身的不同要求有著不同的定義范圍。我國目前較為廣泛采用的定義則是后一種,也就是建筑內(nèi)能耗,主要包括采暖、空調(diào)、照明等能耗。對于我國建筑能耗范圍有了較為清晰的認識以后,能耗管理工作就會順利開展。
1.2 房屋建筑規(guī)模
隨著我國社會主義市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展以及國家政策的不斷完善,我國建筑行業(yè)有了巨大的進步,我國建筑無論是從規(guī)模還是速度上與以前相比有了長足的發(fā)展,可以說目前尤其是開革開放以來,我國正處在建筑建設的高速發(fā)展期,這在我國歷史上是不從有過的。有關(guān)數(shù)據(jù)表明,近幾年我國城鄉(xiāng)新建建筑面積高達20.3億平方米,城鎮(zhèn)新建住宅面積5.5 億平方米,農(nóng)村新建房屋面積7.5 億平方米。在房屋建筑規(guī)模如此之大的背景下,我國建筑物的能耗,包括采暖、空調(diào)、照明等也是巨大的。加上我國原有房屋建筑規(guī)模,我國建筑物的能耗也就更為巨大了。從一定程度上講,房屋建筑規(guī)模同建筑能耗范圍規(guī)模是成正比的,因此,了解了我國房屋建筑規(guī)模,對于了解我國建筑能耗有重要意義。
1.3 建筑能耗現(xiàn)狀
目前我國每年建成的房屋達16 億~ 20 億平方米,這些建筑中95% 以上屬于高能耗建筑, 單位建筑面積供暖能耗為發(fā)達國家新建建筑的3 倍以上。我國目前的建筑能耗以供暖、空調(diào)和通風為主,三項之和占到了建筑總能耗的三分之二。從這些數(shù)據(jù)上可以看出我國建筑能耗現(xiàn)狀是極為嚴重的。北方主要以供暖能耗為主,相比于北方,南方則主要以空調(diào)為主,另外,我國經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的能耗要遠遠的高于經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)的能耗。我國建筑能耗現(xiàn)狀極為嚴重,推廣節(jié)能住宅已經(jīng)是我國不可逆轉(zhuǎn)的重要趨勢。
2 物聯(lián)網(wǎng)背景下建筑能耗管理對策分析
2.1 確定建筑節(jié)能工作的主要對象, 找出工作重點
加強對建筑能耗的管理,首先要做的就是確定建筑節(jié)能工作的主要對象, 找出工作重點,這是做好建筑能耗管理的關(guān)鍵。有關(guān)數(shù)據(jù)表明,我國建設能耗的關(guān)鍵在南北方存在著差異,北方來講主要是供暖能耗為主,而南方則以空調(diào)能耗為主。因此,建筑節(jié)能工作的主要對象北方就是供暖能耗,南方就是空調(diào)能耗。只要抓住了我國建筑能耗的主要對象和工作重點,建筑能耗的管理工作也就迎刃而解了。確定建筑節(jié)能工作的主要對象, 找出工作重點是物聯(lián)網(wǎng)背景下建筑能耗管理重要對策。
2.2 發(fā)揮政府宏觀調(diào)空作用, 引導并促進建筑節(jié)能相關(guān)法律法規(guī)的執(zhí)行
國家是領(lǐng)導國民進行建筑節(jié)能的主要方面,因此,在建筑節(jié)能活動中,國家應該發(fā)揮其宏觀調(diào)空作用,做好相應的領(lǐng)導工作,為我國建筑節(jié)能的順利開展提供基礎。另外,盡管我國制定了關(guān)于建筑節(jié)能的相關(guān)法律法規(guī),但是我國建筑節(jié)能法律法規(guī)體系建設仍不是很完善,而且還存在著眾多的漏洞,這些漏洞的存在給我國建筑節(jié)能工作的開展帶來了阻礙。因此,國家在發(fā)揮政府宏觀調(diào)空作用的同時,引導并促進建筑節(jié)能相關(guān)法律法規(guī)的制定與執(zhí)行,為我國建筑節(jié)能工作的開展提供法律依據(jù)。
2.3 重點開發(fā)建筑節(jié)能技術(shù), 構(gòu)建節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新機制
建筑節(jié)能的開展除了要進行國家法律法規(guī)的建設外,還要在技術(shù)科技方面取得重突破,重點發(fā)展應用建筑維護結(jié)構(gòu)節(jié)能成套技術(shù), 尤其是高性能復合墻體的研究開發(fā)。因此,國家和有關(guān)企業(yè)應該加大對建筑維護結(jié)構(gòu)節(jié)能成套技術(shù)的研制與開發(fā),加大資金投入,為我國開展建筑節(jié)能項目提供技術(shù)支持。另外,還要構(gòu)建節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新機制建設,有了一定的技術(shù)創(chuàng)新機制作保障,我國建筑節(jié)能技術(shù)水平也會取得長足的進步。重點開發(fā)建筑節(jié)能技術(shù), 構(gòu)建節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新機制是我國建筑節(jié)能的重要步驟。
2.4 提高全民建筑節(jié)能意識
建筑節(jié)能并不是個人的活動,它是需要全國各族人民的共同參與,因此,在進行國家建筑節(jié)能項目活動時,應該加強對全民建筑節(jié)能意識的培養(yǎng),提高他們建筑節(jié)能的自覺性,提高全民建筑節(jié)能意識,讓全國人民參與到建筑節(jié)能的活動中。另外,建立科學的能源利用監(jiān)督評價體系,對于建筑工程施工中出現(xiàn)的關(guān)于違反國家建筑節(jié)能法律法規(guī)的現(xiàn)象進行制約和監(jiān)督,保證國家建筑節(jié)能法律法規(guī)順利實施。另外,還要對家庭能耗進行一定的約束和制約,并制定相應的獎懲措施,保障家庭能耗能夠適應國家建筑節(jié)能號召,提高廣大居民降低家庭能耗的積極性、主動性。
3 總結(jié)
物聯(lián)網(wǎng)大背景下,加強對建筑能耗的管理不僅僅可以促進我國能源消費行業(yè)的重大改革,還可以改善人們生活環(huán)境,提高人們生活質(zhì)量與水平。然而,實際情況是,我國建筑能耗居高不下。因此,我們應將建筑節(jié)能作為全國建筑領(lǐng)域內(nèi)的一項緊迫的戰(zhàn)略性任務,并且盡快制定并出臺相關(guān)的政策、法規(guī),限制能耗水平,為建筑節(jié)能工作的推進提供良好的法律環(huán)境;同時鼓勵科研單位對新型節(jié)能技術(shù)的研究與開發(fā),加強新型節(jié)能建材的生產(chǎn)與應用,以推進我國建筑節(jié)能工作。我國在建筑能耗管理方面積累了豐富的經(jīng)驗,取得了重大進展,但是在實際的建筑能耗管理過程中,不少問題仍然存在。有關(guān)部門及人員應該深入研究我國在物聯(lián)網(wǎng)大背景下建筑能耗管理發(fā)展現(xiàn)狀,針對出現(xiàn)的問題提出相應的解決策略,為我國在物聯(lián)網(wǎng)大背景下建筑能耗管理的進一步發(fā)展提供借鑒與參考。
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