序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來(lái)更深刻的閱讀感受。

篇（1）

[中圖分類號(hào)]C939

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1671-5918（2015）21-0091-02

前言

學(xué)校是我國(guó)培養(yǎng)人才的重要機(jī)構(gòu)，也是我國(guó)實(shí)現(xiàn)自身發(fā)展和建設(shè)的有利保障。校園安全問題，是當(dāng)下人們廣泛關(guān)注的熱門話題之一。近年來(lái)，我國(guó)校園頻發(fā)事故，新聞報(bào)道中經(jīng)常提及校園內(nèi)發(fā)生的打架斗毆事件，除此之外，一些社會(huì)人員在校園中毆打?qū)W生的新聞也是屢見不鮮。維護(hù)校園的安全和穩(wěn)定，對(duì)校園實(shí)現(xiàn)有利監(jiān)控，避免安全事故發(fā)生，是當(dāng)下教育行業(yè)面臨的一個(gè)重要議題。如何對(duì)我國(guó)校園實(shí)現(xiàn)有利的監(jiān)控，采取有效的技術(shù)手段實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)控，這樣一來(lái)，有利于對(duì)突發(fā)事件進(jìn)行有效控制，避免事態(tài)擴(kuò)大化。本文對(duì)校園監(jiān)控技術(shù)的研究，主要以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用為主，分析了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在進(jìn)行校園監(jiān)控過程中的優(yōu)越性，并就其具體實(shí)施手段進(jìn)行了相關(guān)分析和闡述。

一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，是一種利用信息傳感器，按照約定協(xié)議實(shí)現(xiàn)信息傳播的技術(shù)手段，通過信息傳感設(shè)備，可以對(duì)人、物進(jìn)行有效的監(jiān)控。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一種，主要利用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)物與物、人與物、人與人全面互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以更好的對(duì)信息進(jìn)行獲得，并且為智能化決策和監(jiān)控提供有效的依據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在當(dāng)下社會(huì)得到了廣泛的推廣和應(yīng)用，其應(yīng)用主要以監(jiān)控系統(tǒng)為主，通過利用物聯(lián)網(wǎng)感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層的功能，實(shí)現(xiàn)信息監(jiān)控這一目的。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中，要注意傳感器、二維碼、射頻設(shè)別、多媒體設(shè)備網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的連接問題，充分發(fā)揮設(shè)備功能，為物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息決策提供有力依據(jù)。同時(shí)，在進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，需要考慮到網(wǎng)關(guān)和接入網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，以及網(wǎng)絡(luò)之間的融合問題，注重信息管理以及業(yè)務(wù)分析管理，發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)中的重要功能。

二、物聯(lián)網(wǎng)中主要技術(shù)手段分析

以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，要充分考慮到物聯(lián)網(wǎng)的射頻識(shí)別技術(shù)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)以及Zig-Bee技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，只有科學(xué)合理的應(yīng)用這四種技術(shù)，才能更好發(fā)揮出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的監(jiān)控功能。

（一）射頻識(shí)別技術(shù)分析

射頻識(shí)別技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中非常重要的技術(shù)之一，它由標(biāo)簽、讀寫器、天線三個(gè)部分構(gòu)成。其中，標(biāo)簽是耦合元件及芯片組成的。每一個(gè)標(biāo)簽都有著唯一的電子編碼，標(biāo)簽中有著一定的空間，用來(lái)滿足用戶輸入信息的要求。標(biāo)簽還具有識(shí)別目標(biāo)對(duì)象的作用；讀寫器是一種讀取和寫入信息的設(shè)備，具有數(shù)據(jù)交換功能；天線則是一種信號(hào)傳輸裝置，是實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽和讀寫器之間信號(hào)傳輸?shù)难b置。射頻識(shí)別技術(shù)之所以能夠完成信息跟蹤，就是因?yàn)闃?biāo)簽、讀寫器、天線三者的合作。在實(shí)際工作過程中，讀寫器通過發(fā)射信號(hào)到達(dá)標(biāo)簽，標(biāo)簽利用天線進(jìn)行信號(hào)頻率感應(yīng)，從而獲取標(biāo)簽所在位置。根據(jù)標(biāo)簽所在位置，進(jìn)行信息跟蹤，從而進(jìn)行任務(wù)部署和執(zhí)行。

（二）無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分析

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由分布式傳感節(jié)點(diǎn)、信號(hào)接收器、網(wǎng)絡(luò)和用戶接口等裝置構(gòu)成。其中，在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，分布式傳感節(jié)點(diǎn)是十分重要的一環(huán)，其具有數(shù)據(jù)采集作用。傳感節(jié)點(diǎn)主要有數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)傳輸單元三大部分構(gòu)成。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際工作當(dāng)中，通過對(duì)節(jié)點(diǎn)的有效布置，完成對(duì)對(duì)象的實(shí)時(shí)監(jiān)控。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)布置時(shí)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)監(jiān)控對(duì)象信息的采集、處理、傳輸工作，根據(jù)這些數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行控制和操縱。無(wú)線傳感器技術(shù)的完善和發(fā)展，使其在監(jiān)控設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用，將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于校園監(jiān)控當(dāng)中，無(wú)疑將起到十分重要的作用。

（三）網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)技術(shù)分析

網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的又一重要方面。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的采集，并且可以進(jìn)行圖像拍攝，有效地實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控目的。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)主要由鏡頭、聲音傳感器、圖像傳感器以及網(wǎng)絡(luò)接口等部分構(gòu)成。在應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)當(dāng)中，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)主要采取數(shù)字化視頻信號(hào)，通過網(wǎng)絡(luò)總線的連接，實(shí)現(xiàn)了信息的傳輸工作。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)應(yīng)用十分廣泛，可以更好地實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)目的。

（四）ZigBee技術(shù)分析

ZigBee技術(shù)更加適合于遠(yuǎn)程監(jiān)控，它是由數(shù)千個(gè)微小的傳感器構(gòu)成，可以實(shí)現(xiàn)傳感器之間的相互通信，并且以接力的方式實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的傳輸工作。ZigBee技術(shù)適合于數(shù)據(jù)流量較小的業(yè)務(wù)，具有功耗低、成本低等優(yōu)點(diǎn)，將之應(yīng)用于校園網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，有著較為廣泛的發(fā)展空間。

三、校園監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為了更好確保校園安全，在進(jìn)行校園監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，要對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式存在的弊端予以改善，加強(qiáng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，站在全面的角度對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，確保監(jiān)控系統(tǒng)的全面性和穩(wěn)定性，更好實(shí)現(xiàn)監(jiān)控目的。傳統(tǒng)的校園監(jiān)控系統(tǒng)存在著成本高、效率低等缺點(diǎn)，這樣一來(lái)，一旦發(fā)生安全事故后，很難及時(shí)反應(yīng)過來(lái)，當(dāng)反應(yīng)過來(lái)的時(shí)候，事故已經(jīng)造成了相當(dāng)大的影響。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中，要注重統(tǒng)籌兼顧的發(fā)展模式，站在整體的角度進(jìn)行分析問題，以構(gòu)建系統(tǒng)體系作為校園監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的全面性和穩(wěn)定性，更好實(shí)現(xiàn)校園安全。

四、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的校園監(jiān)控技術(shù)研究

校園監(jiān)控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，要以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為其發(fā)展的根本，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)強(qiáng)大的監(jiān)控功能，可以更好實(shí)現(xiàn)校園監(jiān)控系統(tǒng)目標(biāo)。針對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的校園監(jiān)控技術(shù)研究，本文將從以下幾個(gè)方面進(jìn)行闡述。

（一）射頻識(shí)別技術(shù)下的校園門禁系統(tǒng)

利用射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）設(shè)置校園門禁系統(tǒng)，可以用來(lái)驗(yàn)證學(xué)生的身份，將一些身份不明的外校人員攔截在門外。在實(shí)際應(yīng)用過程中，學(xué)校會(huì)將RFID卡發(fā)放給學(xué)生和老師以及學(xué)校的工作人員，讓他們以RFID卡作為進(jìn)出學(xué)校的憑證。學(xué)校利用RFID卡進(jìn)行校園監(jiān)控，可以減少一定的麻煩，避免一些校外人員進(jìn)出學(xué)校，對(duì)學(xué)生的安全造成一定的威脅。同時(shí)，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，學(xué)校的相關(guān)場(chǎng)所，例如大門、圖書館、實(shí)驗(yàn)樓等位置也要憑卡出入，可以方便校方管理。在設(shè)置RFID卡時(shí)，要對(duì)學(xué)生的實(shí)際信息進(jìn)行輸入，并對(duì)信息進(jìn)行備份存儲(chǔ)，當(dāng)學(xué)生將RFID卡弄丟失時(shí)，可以更好地進(jìn)行補(bǔ)卡操作。校方在設(shè)計(jì)RFID卡時(shí)，還可以根據(jù)實(shí)際情況，加強(qiáng)此卡的作用，例如進(jìn)行圖書借閱、考勤管理等事情。

（二）網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，是校園監(jiān)控技術(shù)中較為重要的一環(huán)。在進(jìn)行校園監(jiān)控技術(shù)設(shè)計(jì)過程中，要充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的作用，對(duì)校園內(nèi)的實(shí)際情況進(jìn)行有效的視頻監(jiān)控，對(duì)突發(fā)事情可以更好地掌握，并以此采取有效措施解決突發(fā)事件。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，利用寬帶網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了信號(hào)傳輸，并通過視頻監(jiān)控設(shè)備對(duì)校園內(nèi)的情況實(shí)現(xiàn)了有力監(jiān)控。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)擁有數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理等作用，在進(jìn)行監(jiān)控過程中，可以進(jìn)行相關(guān)的預(yù)警工作，將之應(yīng)用于校園監(jiān)控技術(shù)當(dāng)中，可以更好地應(yīng)對(duì)突發(fā)事件，并且能夠在最快的時(shí)間內(nèi)作出反應(yīng)，將突發(fā)事件的影響性降到最低效果。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)在校園監(jiān)控技術(shù)當(dāng)中應(yīng)用時(shí)，要注重系統(tǒng)的報(bào)警功能，一旦遇到突發(fā)事件，監(jiān)控人員對(duì)事件程度進(jìn)行分析，若是校方無(wú)法解決的事情，立刻進(jìn)行報(bào)警。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，是校園監(jiān)控技術(shù)當(dāng)中不可或缺的一部分，它是保證校園環(huán)境安全，應(yīng)對(duì)突發(fā)事情的重要監(jiān)控設(shè)備。

（三）防火報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用

篇（2）

我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，種植的農(nóng)作物種類繁多，各種農(nóng)作物的產(chǎn)量直接影響國(guó)家的經(jīng)濟(jì)命脈。在各種農(nóng)作物生長(zhǎng)過程中，影響產(chǎn)量最大的因素是生長(zhǎng)環(huán)境，包括空氣的溫度、濕度、風(fēng)速、光照時(shí)間、強(qiáng)度、二氧化碳濃度等，但是目前一些農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境的數(shù)據(jù)采集采用的技術(shù)（比如人工采集方式等）對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境的監(jiān)測(cè)還不到位，不能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)農(nóng)作物生長(zhǎng)過程中的異常情況，及時(shí)地進(jìn)行調(diào)控，對(duì)產(chǎn)量的影響很大?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)建的，它可以實(shí)時(shí)地對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境及農(nóng)作物生長(zhǎng)狀況進(jìn)行無(wú)損數(shù)據(jù)采集。

1.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是物與物相連的網(wǎng)絡(luò)，它可以通過一些采集信息的設(shè)備（如紅外感應(yīng)器、射頻識(shí)別、激光掃描器、全球定位系統(tǒng)等）與系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的提取、測(cè)量、捕獲、傳遞，并且這種數(shù)據(jù)的采集具有廣泛性，只要是需要感知和能感知的物體，就可以采集到它的數(shù)據(jù)，并傳送至服務(wù)器，以便監(jiān)控。物聯(lián)網(wǎng)還可以對(duì)采集到的數(shù)據(jù)利用信息處理技術(shù)、云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與分析工具等各種智能計(jì)算技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的智能分析、計(jì)算和匯總。物聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)包括傳感器技術(shù)、Zigbee技術(shù)、智能技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)等，其中Zigbee技術(shù)是數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵技術(shù)之一。

所謂數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是利用各種傳感器對(duì)監(jiān)測(cè)的各種農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)采集，然后將采集到的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)傳輸?shù)椒?wù)器。在對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，要力求全面、準(zhǔn)確，即數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)要完成對(duì)多節(jié)點(diǎn)與多區(qū)域的數(shù)據(jù)采集，除了對(duì)數(shù)據(jù)的全面性與準(zhǔn)確性要求外，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還要對(duì)數(shù)據(jù)自動(dòng)處理（如匯總、打包等），傳送到服務(wù)器。

2. Zigbee技術(shù)

Zigbee一詞來(lái)源于蜜蜂的舞蹈，當(dāng)蜜蜂發(fā)現(xiàn)食物時(shí)，會(huì)通過跳舞將信息傳遞給同伴，如食物的位置、食物的數(shù)量、食物的方向、食物的距離等，蜜蜂的英文是Bee，蜜蜂跳舞時(shí)發(fā)出發(fā)出嗡嗡（Zig）的聲音，而蜜蜂的這種信息傳遞距離近，低成本，速度不快，這和Zigbee的特點(diǎn)很相似。Zigbee名字由此得來(lái)。Zigbee技術(shù)是一種無(wú)線通信技術(shù)，普通的兩節(jié)干電池可供Zigbee節(jié)點(diǎn)工作幾個(gè)月的時(shí)間，因此功耗低;Zigbee工作的頻段是免費(fèi)的，不需要支付費(fèi)用，用戶只要花兩美元買芯片即可進(jìn)行開發(fā)，因此成本低;Zigbee的節(jié)點(diǎn)一般距離在10m～100m之間，因此距離近;Zigbee節(jié)點(diǎn)連接進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)要30毫秒，因此延時(shí)短。在對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)數(shù)量比較少，對(duì)傳輸速率要求不高，終端設(shè)備大都采用電池供電，并且要避免有線連接。從以上農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)看，Zigbee技術(shù)非常適用。Zigbee協(xié)議主要包括物理層、媒體存取控制層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層和安全層。

圖1 使用Zigbee技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的框架

針對(duì)數(shù)據(jù)采集的要求，設(shè)計(jì)的使用Zigbee技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的框架如上圖1所示。

由圖1可知，農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分為三個(gè)部分，基于星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的Zigbee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)、internet的網(wǎng)絡(luò)傳輸，基于WEB的信息管理系統(tǒng)。Zigbee技術(shù)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有樹形（即形狀像棵樹）、網(wǎng)形（即形狀像張網(wǎng)）、星形三種。其中，星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示：

圖2 星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

由圖2可知，中心位置為協(xié)調(diào)器，網(wǎng)絡(luò)中的傳輸設(shè)備都與協(xié)調(diào)器有信息傳輸，因此如何組建協(xié)調(diào)器網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要。星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)呈現(xiàn)輻射狀，數(shù)據(jù)要通過協(xié)調(diào)器來(lái)傳送，因此比較簡(jiǎn)單，設(shè)備成本不高。由于農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境的數(shù)據(jù)采集范圍廣、采集點(diǎn)多，為了保證采集數(shù)據(jù)滿足全面、準(zhǔn)確的要求，最好采用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。一個(gè)主節(jié)點(diǎn)可以與若干個(gè)從節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，最多254個(gè)從節(jié)點(diǎn)，一個(gè)從節(jié)點(diǎn)又可連接多個(gè)傳感器。從節(jié)點(diǎn)上的傳感器采集數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)匯聚到主節(jié)點(diǎn)，主節(jié)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)的匯聚節(jié)點(diǎn)，發(fā)揮協(xié)調(diào)功能，主節(jié)點(diǎn)通過網(wǎng)絡(luò)將收集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絎EB信息管理系統(tǒng)。

在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時(shí)遵循如下原則：（1）系統(tǒng)要可靠。在多數(shù)情況下，設(shè)備都沒有人看守，這就要求設(shè)備的可靠性要高，能夠連續(xù)工作，不易出錯(cuò)，能夠安全可靠地采集、傳輸、處理數(shù)據(jù)。（2）系統(tǒng)要實(shí)用。此系統(tǒng)要簡(jiǎn)單，容易維護(hù)，易于操作，讓大家容易學(xué)習(xí)、掌握，并熟練地使用它。（3）系統(tǒng)要有適用性。農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境比較復(fù)雜，而且范圍大，因此要求此系統(tǒng)在任何環(huán)境下都能正常運(yùn)行，有一定的適應(yīng)性。

在對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，采用基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，尤其是Zigbee技術(shù)能夠完成對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境各類數(shù)據(jù)的采集、提取、傳輸、監(jiān)控等，并且對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，判斷異常情況。

參考文獻(xiàn)：

[1]王黎麗.基于Zigbee技術(shù)的機(jī)場(chǎng)機(jī)房環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[D].杭州：浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)位論文，2011：10-12.

篇（3）

關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 庫(kù)存控制 物料需求計(jì)劃 最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù) 準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)

有效的庫(kù)存管理與控制是提高運(yùn)營(yíng)效率的重要手段。傳統(tǒng)的庫(kù)存管理根據(jù)生產(chǎn)進(jìn)度、產(chǎn)品銷售等進(jìn)行庫(kù)存協(xié)調(diào),由于相關(guān)信息以人工錄入為主,通常難以實(shí)現(xiàn)信息的同步更新,且錯(cuò)誤率較高。物流與信息流銜接在時(shí)間上的滯后性,往往使企業(yè)不得不通過保留一定量庫(kù)存來(lái)維持正常的生產(chǎn)與銷售,這不但會(huì)導(dǎo)致過多資金的占用,大大提高運(yùn)營(yíng)成本,還會(huì)掩蓋生產(chǎn)中大量諸如供應(yīng)商供貨不及時(shí),生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)能不配套,產(chǎn)品質(zhì)量不合格,計(jì)劃安排不合理,不能按期交貨等問題,不利于運(yùn)營(yíng)效率的改進(jìn)。本文利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),結(jié)合常用的MRP、OPT、JIT生產(chǎn)控制方法,構(gòu)建了一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的綜合庫(kù)存控制模型,通過物流與信息流在企業(yè)運(yùn)營(yíng)各個(gè)層次的緊密結(jié)合,可以實(shí)現(xiàn)有效的庫(kù)存管理與控制,使庫(kù)存做到既滿足生產(chǎn)服務(wù)需要,在需要的時(shí)候有物料可用,又不會(huì)占用過多的資金,以實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)與資金合理使用的有效平衡。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在企業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)的概念來(lái)自于2005年在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)(WSIS)上國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)的《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005:物聯(lián)網(wǎng)》報(bào)告。它指的是通過射頻識(shí)別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái),進(jìn)行信息交換和通訊,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

目前,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在企業(yè)生產(chǎn)中的運(yùn)用主要采用的是射頻識(shí)別技術(shù),通常的RFID系統(tǒng)包括前端的射頻終端和后臺(tái)的計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)。射頻終端由標(biāo)簽和讀寫器組成。標(biāo)簽用于存儲(chǔ)所標(biāo)識(shí)物品的身份和屬性的信息;讀寫器作為信息采集終端,利用射頻信號(hào)對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別并與計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)進(jìn)行通信。將RFID技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合,構(gòu)建分布式信息采集、處理系統(tǒng),為企業(yè)實(shí)現(xiàn)跨域生產(chǎn)、銷售提供技術(shù)保障。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的企業(yè)流程如圖1所示,倉(cāng)庫(kù)、車間通過RFID讀寫器對(duì)原材料、產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤、信息獲取,并通過物聯(lián)網(wǎng)中間件與本地信息數(shù)據(jù)庫(kù)交互,辦公、生產(chǎn)人員可通過信息平臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢。針對(duì)跨域企業(yè),可以通過互聯(lián)網(wǎng)將企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)聯(lián)接,利用ONS服務(wù)器(對(duì)象名解析服務(wù))獲得相應(yīng)的統(tǒng)一資源標(biāo)示URI,實(shí)現(xiàn)信息的共享查詢。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的綜合庫(kù)存控制模型

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用到庫(kù)存管理中,結(jié)合MRP、JIT、OPT等庫(kù)存管理機(jī)制,構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的綜合庫(kù)存控制模型,通過實(shí)現(xiàn)原材料、在制品、產(chǎn)品等信息的自動(dòng)獲取以及信息的跟蹤、動(dòng)態(tài)處理,可以在提高客戶服務(wù)水平的同時(shí),進(jìn)一步提高庫(kù)存效率,控制模型如圖2所示。模型主要由以下三部分組成:

物流部分。本模型根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過程中不同環(huán)節(jié)物料的狀態(tài),主要考慮了兩類庫(kù)存:企業(yè)的外部庫(kù)存與內(nèi)部庫(kù)存。其中,外部庫(kù)存主要是指在途尚未入庫(kù)的原材料和出庫(kù)尚未到達(dá)用戶的在途產(chǎn)成品。內(nèi)部庫(kù)存包括:產(chǎn)成品庫(kù)存、在制品庫(kù)存和原材料庫(kù)存。其中,產(chǎn)成品庫(kù)存是指那些已經(jīng)加工完成,準(zhǔn)備用于對(duì)外銷售的產(chǎn)品庫(kù)存(包括外銷的半成品);在制品庫(kù)存是指那些尚未加工完成,流轉(zhuǎn)于生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)的制品庫(kù)存;原材料庫(kù)存則是指企業(yè)外購(gòu)的、尚未加工處理的原料、材料庫(kù)存。

信息流部分。模型采用了結(jié)合MRP、OPT、JIT三種控制方法的綜合控制機(jī)制。信息流主要涉及各類庫(kù)存的庫(kù)存狀態(tài)信息,以及控制運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)運(yùn)作活動(dòng),實(shí)現(xiàn)投入、轉(zhuǎn)換、產(chǎn)出的控制信息。

本地信息數(shù)據(jù)庫(kù)。企業(yè)的進(jìn)貨、生產(chǎn)、外銷等活動(dòng),會(huì)受到各類庫(kù)存的影響,并對(duì)各類庫(kù)存量產(chǎn)生影響,從而導(dǎo)致相關(guān)數(shù)據(jù)信息的變化。利用本地信息數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的原材料、在制品、產(chǎn)品等信息,借助RFID等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各類庫(kù)存狀態(tài)信息的自動(dòng)識(shí)別與更新,還可以通過監(jiān)控產(chǎn)品流向、流量與流速,實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程中各類庫(kù)存的動(dòng)態(tài)控制,跟蹤缺貨狀況和進(jìn)行質(zhì)量反饋,從而將物流與信息流結(jié)合起來(lái)。

模型的庫(kù)存控制機(jī)制

(一)外部庫(kù)存控制

在途原材料庫(kù)存和在途產(chǎn)成品庫(kù)存會(huì)影響到生產(chǎn)的正常進(jìn)行和企業(yè)銷售的順利實(shí)現(xiàn),利用模型進(jìn)行此類庫(kù)存控制時(shí),一是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)跟蹤,二是處理好兩類關(guān)系,即客戶關(guān)系和供應(yīng)商關(guān)系。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使得企業(yè)可以通過互聯(lián)網(wǎng)將各企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)連接起來(lái),利用ONS服務(wù)器(對(duì)象名解析服務(wù))獲得相應(yīng)的統(tǒng)一資源標(biāo)示URI,實(shí)現(xiàn)信息的共享查詢。借助該技術(shù)跟蹤、監(jiān)測(cè)在途原材料與在途產(chǎn)品,可以為原材料的及時(shí)入庫(kù)、合理安排生產(chǎn)和銷售打下基礎(chǔ),從而有利于降低安全庫(kù)存,降低倉(cāng)儲(chǔ)成本。

要更好地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),需加強(qiáng)客戶關(guān)系管理和供應(yīng)商關(guān)系管理。良好的客戶關(guān)系有利于增強(qiáng)對(duì)訂單的控制,進(jìn)而增強(qiáng)主生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性,這對(duì)于降低產(chǎn)成品庫(kù)存意義重大。而良好的供應(yīng)商關(guān)系是實(shí)現(xiàn)適時(shí)、適量、準(zhǔn)確供貨的前提,有利于在保證供貨的同時(shí),進(jìn)一步降低原材料庫(kù)存。

(二)內(nèi)部庫(kù)存控制

模型對(duì)企業(yè)內(nèi)部原材料庫(kù)存、在制品庫(kù)存和產(chǎn)品庫(kù)存的控制機(jī)制如下:

對(duì)產(chǎn)成品庫(kù)存的控制,主要通過與客戶、主生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃和生產(chǎn)環(huán)節(jié)的相互作用來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體來(lái)說,產(chǎn)成品庫(kù)存狀態(tài)會(huì)影響主生產(chǎn)計(jì)劃的制定進(jìn)而影響生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),反過來(lái),以主生產(chǎn)計(jì)劃為指導(dǎo)的實(shí)際生產(chǎn)決定了產(chǎn)成品的庫(kù)存水平和對(duì)用戶的客戶服務(wù)水平。同時(shí),企業(yè)同客戶之間的關(guān)系狀況會(huì)直接影響到產(chǎn)成品庫(kù)存的供貨水平與存儲(chǔ)水平。在這一過程中,借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的識(shí)別系統(tǒng)(由RFID射頻識(shí)別標(biāo)簽、解讀器、Savant軟件、ONS對(duì)象名解析服務(wù)和PML實(shí)體標(biāo)識(shí)語(yǔ)言等組成),一方面可以動(dòng)態(tài)更新企業(yè)的產(chǎn)成品庫(kù)存狀態(tài)信息,另一方面可以通過與用戶進(jìn)行信息共享,及時(shí)掌握用戶對(duì)本產(chǎn)品的使用、消耗情況,并根據(jù)用戶缺貨時(shí)自動(dòng)生成的產(chǎn)品訂單來(lái)安排或調(diào)整主生產(chǎn)計(jì)劃,從而大大提高計(jì)劃的準(zhǔn)確性。

對(duì)在制品庫(kù)存的控制,與物料需求計(jì)劃(MRP)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)密切相關(guān)。在制品庫(kù)存狀態(tài)信息直接影響物料需求計(jì)劃(MRP)的編制,并通過MRP影響生產(chǎn),反過來(lái),對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的控制直接決定了各個(gè)環(huán)節(jié)的在制品庫(kù)存水平和服務(wù)水平。在這一過程中,借助RFID等技術(shù),可以迅速、簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確地獲得關(guān)于在制品種類、數(shù)量、時(shí)間、所在工序、流轉(zhuǎn)等的信息,實(shí)現(xiàn)對(duì)在制品流向、流速、流量等的實(shí)時(shí)監(jiān)控,在需要的時(shí)候及時(shí)補(bǔ)充生產(chǎn),從而大大降低了安全庫(kù)存量和庫(kù)存成本。此外,由于免除了跟蹤、監(jiān)控過程中的人工干預(yù),在節(jié)省大量人力的同時(shí),可降低數(shù)據(jù)生成的差錯(cuò)率,極大提高了庫(kù)存管理的效率。

對(duì)原材料庫(kù)存的控制,主要通過與MRP、生產(chǎn)與采購(gòu)環(huán)節(jié)以及供應(yīng)商的相互作用來(lái)實(shí)現(xiàn)。即,原材料庫(kù)存狀態(tài)影響物料需求計(jì)劃的編制,進(jìn)而影響生產(chǎn)、采購(gòu),反之,受計(jì)劃指導(dǎo)的采購(gòu)活動(dòng)直接決定著原材料庫(kù)存的生成。而企業(yè)同供應(yīng)商之間的關(guān)系狀況會(huì)直接影響到原材料庫(kù)存的供貨水平與存儲(chǔ)水平。在原材料庫(kù)存的控制中引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可以根據(jù)原材料的出入庫(kù)情況,自動(dòng)更新原材料庫(kù)存狀態(tài)信息。此外,根據(jù)產(chǎn)品電子代碼(EPC),可以應(yīng)用PML(實(shí)體標(biāo)記語(yǔ)言)技術(shù)辨別入庫(kù)原材料的來(lái)源,一旦發(fā)生產(chǎn)品缺陷或不合格, 有了這個(gè)信息,就可以很容易地找到問題供應(yīng)商,便于及時(shí)解決問題。

(三)模型整合

實(shí)現(xiàn)模型各部分之間相互協(xié)調(diào)的關(guān)鍵在于信息流與物流的有效流動(dòng)與緊密結(jié)合。其中,信息流自客戶需求開始,沿“客戶―主生產(chǎn)計(jì)劃―MRP―JIT現(xiàn)場(chǎng)控制―供應(yīng)商鏈條”傳遞,在這一過程中,會(huì)受到相關(guān)庫(kù)存狀態(tài)信息的影響;同時(shí)物流在信息流的指導(dǎo)下,自供應(yīng)商開始,沿“供應(yīng)商―原材料庫(kù)存―在制品庫(kù)存―產(chǎn)成品庫(kù)存―客戶鏈條”流動(dòng),在這一過程中,MRP、OPT和JIT分別從不同層面對(duì)物流流動(dòng),庫(kù)存控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)起到了促進(jìn)作用。

模型中MRP、JIT、OPT的結(jié)合點(diǎn)在于:在計(jì)劃層面實(shí)現(xiàn)MRP與OPT的整合,將最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)理論的思想應(yīng)用于能力需求計(jì)劃的編制,根據(jù)物料需求計(jì)劃的生產(chǎn)任務(wù)要求,區(qū)分瓶頸能力與非瓶頸能力;在此基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)瓶頸能力與生產(chǎn)任務(wù)的平衡,并根據(jù)這一平衡協(xié)調(diào)非瓶頸能力,從而制定出合理可行的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃和采購(gòu)計(jì)劃;在執(zhí)行層面實(shí)現(xiàn)計(jì)劃與JIT的整合,在作業(yè)計(jì)劃和采購(gòu)計(jì)劃的指導(dǎo)下,對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)行準(zhǔn)時(shí)化控制,進(jìn)一步提高生產(chǎn)運(yùn)作的效率,從每一個(gè)執(zhí)行環(huán)節(jié)盡可能提高客戶服務(wù)水平和進(jìn)一步降低庫(kù)存水平。

模型中,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與MRP、JIT、OPT的結(jié)合點(diǎn)在于:通過RFID讀寫器對(duì)原材料、在制品與產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤、信息獲取,并通過物聯(lián)網(wǎng)中間件與本地信息數(shù)據(jù)庫(kù)交互;通過互聯(lián)網(wǎng)將企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)聯(lián)接,利用ONS服務(wù)器獲得相應(yīng)的統(tǒng)一資源標(biāo)示URI,實(shí)現(xiàn)企業(yè)與供應(yīng)商,企業(yè)與用戶的信息共享查詢。這樣,一方面可以適時(shí)、準(zhǔn)確、快速地根據(jù)物流的流動(dòng)掌握產(chǎn)品的流向、流量與流速等信息,自動(dòng)更新各類庫(kù)存的狀態(tài)信息,進(jìn)而影響主生產(chǎn)計(jì)劃、物料需求計(jì)劃等生成的準(zhǔn)確性與效率;另一方面可在結(jié)合MRP、JIT、OPT綜合作用機(jī)制生成的作業(yè)計(jì)劃和采購(gòu)計(jì)劃指導(dǎo)下,實(shí)現(xiàn)對(duì)各階段物流的實(shí)時(shí)監(jiān)控,降低了安全庫(kù)存量和庫(kù)存成本,提高了庫(kù)存管理的效率。

綜上所述,尋找有效的庫(kù)存控制方法對(duì)企業(yè)提高運(yùn)營(yíng)效率意義重大。本文以MRP、OPT、JIT三種方法的庫(kù)存控制機(jī)制為基礎(chǔ),結(jié)合新興的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),構(gòu)建了一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的、整合三種控制方法優(yōu)勢(shì)的綜合庫(kù)存控制模型,并分析了模型的框架與應(yīng)用機(jī)制,從而對(duì)于進(jìn)一步提高庫(kù)存控制效率,進(jìn)而改善企業(yè)運(yùn)營(yíng)水平提供了有益的思路。而從技術(shù)層面上如何實(shí)現(xiàn)模型的有效整合以及對(duì)模型實(shí)證效果的檢驗(yàn)將是今后需進(jìn)一步研究的問題。

參考文獻(xiàn):

1.威廉J.史蒂文森著,張群等譯.運(yùn)營(yíng)管理[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2008

篇（4）

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在生活當(dāng)中很普及了，但是物聯(lián)網(wǎng)確實(shí)一種新型技術(shù)，悄然在人們的生活當(dāng)中發(fā)展起來(lái)，這個(gè)概念出現(xiàn)的頻率也不斷在增加。但是我們發(fā)現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)在定義上較為模糊，很難完整的定義出它的真正含義，只是通過一些媒介進(jìn)行表達(dá)出來(lái)。在煤礦安全的過程中，認(rèn)為使用計(jì)算機(jī)傳感系統(tǒng)、無(wú)線紅外系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)就是物聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)也是通過信息之前的交換來(lái)完成的，網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接可以使得信息在交流中實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接。使用計(jì)算所網(wǎng)絡(luò)和電腦自身的硬件功能對(duì)信息的處理，以達(dá)到對(duì)整個(gè)物理世界的實(shí)施控制、目標(biāo)管理和最終的科學(xué)有效的決策。

一 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過程概況

物聯(lián)網(wǎng)的概念是上個(gè)世紀(jì)九十年代由美國(guó)麻省理工學(xué)院Kevin Ashton教授最早提出來(lái)的，它是Kevin Ashton教授在研究RFID時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)的一種技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)提出很好的彌補(bǔ)了通信技術(shù)在交流中的一大空缺。2005年在突尼斯舉辦的電信聯(lián)合會(huì)中，聯(lián)合會(huì)成員發(fā)表了關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)現(xiàn)和使用技術(shù)的介紹，這就意味著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了世界最高領(lǐng)域的一致認(rèn)可，同時(shí)在對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)方面也做出了詳細(xì)的分析，并對(duì)該技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)做出了一定的預(yù)測(cè)。

按照ITU 2005 的定義：物聯(lián)網(wǎng)是通過較小范圍內(nèi)的通信器材的信號(hào)之間的關(guān)聯(lián)模式，該距離內(nèi)的信號(hào)資源可以在小范圍內(nèi)形成接受發(fā)功能，比如完成人和人之間、人和物之間、物和物之間的一種信息轉(zhuǎn)換方式，對(duì)于這樣的全新形式、全新領(lǐng)域的發(fā)展方式可以大大的改善以往的交流模式，形成一整套更加完善的交流方式，徹底打破了時(shí)間和空間的束縛。

物聯(lián)網(wǎng)是繼個(gè)人電腦、局域網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、射頻信號(hào)接收技術(shù)后的再次信息化的改革方式，同時(shí)對(duì)于以往的信息化進(jìn)程有了徹底的改變，對(duì)這樣的改變有現(xiàn)在的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看就有跨時(shí)代意義，具體表現(xiàn)都是一些積極向好的作用。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展可以在信息科技水平的基礎(chǔ)上增加更多的智能化體現(xiàn)模式，對(duì)于信息化的改革做出了巨大的貢獻(xiàn)。就現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)使用的模式來(lái)看，可以將其功能細(xì)化為：物聯(lián)網(wǎng)在互聯(lián)網(wǎng)中的信息彌補(bǔ)和擴(kuò)展，這是在原有的計(jì)算機(jī)因特網(wǎng)的基礎(chǔ)上增加的更多智能化終端系統(tǒng)的模式改良，對(duì)于實(shí)現(xiàn)全球資源一體化的信息感知、語(yǔ)音操作、智能轉(zhuǎn)換和信息的識(shí)別具有很好的效果，完成了信息資源分享快捷方便的作用。

二 煤礦信息化中基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

目前，煤礦信息化研究中，物聯(lián)網(wǎng)的研究和開發(fā)還處于初級(jí)階段，國(guó)內(nèi)外對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)的應(yīng)用也仍處于試探階段。業(yè)界主要是研究通過傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)并利用RFID標(biāo)簽感知物體的信息。因此，RFID射頻識(shí)別技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的核心技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模化識(shí)別能否成功應(yīng)用的關(guān)鍵。

2.1 RFID射頻識(shí)別技術(shù)

RFID射頻識(shí)別技術(shù)是利用無(wú)線設(shè)備的收發(fā)信號(hào)功能，加之有無(wú)線電磁感應(yīng)的共同干預(yù)，使用讀寫設(shè)備和電子標(biāo)簽進(jìn)行非接觸寫入或讀取等雙向數(shù)據(jù)傳輸，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別和數(shù)據(jù)交換目的。RFID系統(tǒng)主要包括電子標(biāo)簽、閱讀器和計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)。

RFID系統(tǒng)中的閱讀器將信息可以借助外界線路向外發(fā)射出去。電子標(biāo)簽進(jìn)入閱讀器的射頻場(chǎng)后，天線接受此信號(hào)；射頻模塊會(huì)對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行接收、調(diào)制、解碼、比對(duì)、傳輸，并在這些工作完成后答復(fù)主機(jī)命令，包括對(duì)于信號(hào)正確性的判斷、密碼的驗(yàn)證、重新編碼的作用。控制模塊將所有信息經(jīng)加密、編碼、調(diào)制后，再通過天線發(fā)送給閱讀器。閱讀器的天線接收信號(hào)；射頻模塊對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行調(diào)制、解碼、解密等處理后送至計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)；讀寫模塊根據(jù)計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)發(fā)出的命令請(qǐng)求對(duì)電子標(biāo)簽進(jìn)行讀、寫等各種操作。通過這種方式，計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了信息加密或安全認(rèn)證等具體的系統(tǒng)應(yīng)用功能。

2.2 基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)

ITU 2005提出了由感知層、接入層、網(wǎng)絡(luò)層、中間件層和應(yīng)用層組成得物聯(lián)網(wǎng)的五層架構(gòu)，但是目前業(yè)界普遍認(rèn)同以現(xiàn)有的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，向下添加物聯(lián)網(wǎng)的感知層，向上添加物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層，從而形成基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)三層基本結(jié)構(gòu)：物聯(lián)網(wǎng)感知層、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層。

物聯(lián)網(wǎng)感知層的主要作用是通過在物體上安裝唯一標(biāo)識(shí)物體并存儲(chǔ)物體相關(guān)信息的RFID標(biāo)簽，用閱讀器把物體的各種數(shù)據(jù)和信息實(shí)時(shí)讀取下來(lái)。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層主要是指無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)，用來(lái)完成信息的傳遞，把物聯(lián)網(wǎng)感知層采集到的數(shù)據(jù)和信息傳遞到上層應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層將網(wǎng)絡(luò)層傳遞的物體信息進(jìn)行分析處理和決策，完成特定的智能化應(yīng)用和服務(wù)任務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)物與物、人與物之間的識(shí)別與感知，發(fā)揮智能作用。

三 煤礦信息化中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的方案研究

1. 人員、設(shè)備定位與管理系統(tǒng)人員定位系統(tǒng)

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使用中，安全系統(tǒng)由主要標(biāo)識(shí)卡、讀卡器、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)、上位機(jī)與系統(tǒng)軟件組成，標(biāo)識(shí)卡由個(gè)人佩帶，目前國(guó)內(nèi)的煤礦企業(yè)大都已經(jīng)安裝了人員定位系統(tǒng)，可以接入到物流信息化系統(tǒng)管理平臺(tái)，設(shè)備定位與管理系統(tǒng)與人員定位與系統(tǒng)相同，共用讀卡器、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)、上位機(jī)與系統(tǒng)數(shù) 據(jù)庫(kù)軟件，以標(biāo)識(shí)卡的不同分組來(lái)區(qū)分人與設(shè)備，標(biāo)識(shí)卡懸掛或粘貼在設(shè)備上。

2.機(jī)車定位與管理系統(tǒng)

目前我國(guó)煤礦井下機(jī)車定位主要以有線通信方式為主， 對(duì)于有軌機(jī)車， 目前采用最多的是定位繼電器+有線通信的方式的實(shí)現(xiàn)，由于技術(shù)、成本與現(xiàn)場(chǎng)安裝環(huán)境的限制，定位繼電器無(wú)法高密度大量安裝，所以只能在道岔、車站等少數(shù)關(guān)鍵位置實(shí)現(xiàn)定位，機(jī)車運(yùn)行途中的精確定位無(wú)法實(shí)現(xiàn)；近年來(lái)有些使用WiFi或Zigbee 技術(shù)進(jìn)行定位的嘗試，但由于這些定位技術(shù)的核心為基于對(duì)無(wú)線信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)相對(duì)強(qiáng)弱的分析來(lái)實(shí)現(xiàn)定位， 由于煤礦井下的特殊性，定位環(huán)境為鏈型的封閉巷道環(huán)境， 難以象地面一樣通過對(duì)多基準(zhǔn)點(diǎn)的無(wú)線信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)的測(cè)量與計(jì) 算獲得精確的定位， 被定位物體在一個(gè)地點(diǎn)只能探測(cè)到1～2 個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中的遮擋、環(huán)境中的移動(dòng)物體與電磁干擾導(dǎo)致定位精度很差，對(duì)移動(dòng)機(jī)車的定位精度非常低。

3.炸藥流向與運(yùn)輸監(jiān)控管理系統(tǒng)

炸藥流向管理系統(tǒng)采用二維碼識(shí)別與管理技術(shù)， 二維碼由于成本低廉， 同樣適用于企業(yè)對(duì)低值設(shè)備或材料的日常管理。 炸藥流向管理以煤礦企業(yè)從公安部門取得炸藥為起始點(diǎn)， 由 煤礦企業(yè)為領(lǐng)到的炸藥加貼二維碼標(biāo)簽并進(jìn)行相應(yīng)后續(xù)領(lǐng)用、運(yùn)輸、下井等流程的管理至炸 藥按規(guī)程使用完畢。

炸藥的流向管理與人員定位系統(tǒng)可以協(xié)同工作，管理炸藥的出入庫(kù)、領(lǐng)用；領(lǐng)用人員的 身份鑒別；使用炸藥的火工人員的運(yùn)行軌跡；放炮時(shí)間點(diǎn)危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)人員、車輛隔離等工作，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)管理的功能。礦區(qū)內(nèi)炸藥運(yùn)輸車輛管理系統(tǒng)采用具備GPS 定位、Wi-Fi 傳輸功能的車載DVR系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控與記錄炸藥運(yùn)輸車輛的位置、工況、運(yùn)輸物品及駕駛?cè)藛T的視頻，也即通常意義上的“黑匣子”。

4.有線與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的整體性調(diào)試連接信號(hào)

通信信號(hào)是礦山通信中最為重要的載體，也是保障生產(chǎn)安全最有重要的手段，通過使用有線與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的整體性調(diào)試連接信號(hào)可以將現(xiàn)有的視頻通信、監(jiān)控方案、人員定位和應(yīng)急救援方案做出詳細(xì)的規(guī)劃，在企業(yè)內(nèi)部的以太網(wǎng)中，將有線和無(wú)線的網(wǎng)絡(luò)相互連接在一起，可以方便技術(shù)人員對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)度，決策者也可以根據(jù)具體的操作方式來(lái)下達(dá)具體的工作命令，完全可以在生產(chǎn)中利用物聯(lián)網(wǎng)達(dá)到無(wú)縫隙交流的作用。

四 結(jié)束語(yǔ)

在本文當(dāng)中，介紹了物聯(lián)網(wǎng)的起源與發(fā)展，給出了物聯(lián)網(wǎng)的定義，根據(jù)RFID的工作方式提出了基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)，重點(diǎn)探討了當(dāng)前基于RFID的煤礦安全物聯(lián)網(wǎng)研究的關(guān)鍵技術(shù)及主要問題。物聯(lián)網(wǎng)是由各種技術(shù)融合而成的新型技術(shù)體系，需要煤礦技術(shù)人員在不斷的研究探尋中找到更為合理的理論要求，對(duì)于技術(shù)問題也不斷的解決，通過使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更好的控制煤礦生產(chǎn)中的安全，不斷的將人工化的操作變成智能化的管理模式，切實(shí)的保障煤礦生產(chǎn)中的人身、財(cái)產(chǎn)安全，并提高煤礦生產(chǎn)的效率。

[參考文獻(xiàn)]

[1]ITU Strategy and Policy Unit （SPU）.ITU Internet Reports 2005：The Internet of Things[R].Geneva：International Tele-communication Union （ITU），2005.9（11）：30-34

篇（5）

作者簡(jiǎn)介：吳懷廣（1976-），男，山東聊城人，鄭州輕工業(yè)學(xué)院計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院，講師；趙家明（1985-），男，河南淮濱人，鄭州輕工業(yè)學(xué)院計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院碩士研究生。（河南 鄭州 450002）

基金項(xiàng)目：本文系鄭州輕工業(yè)學(xué)院博士科研基金（項(xiàng)目編號(hào)：2011BSJJ015）、河南省教育廳科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：13A520373）、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：61201447）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G645 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）13-0223-02

對(duì)于移動(dòng)學(xué)習(xí)的論述，不同的研究者從不同的角度出發(fā)提出了自己的觀點(diǎn)。[1]近年來(lái)，移動(dòng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)已為高校教育模式的新一輪變革創(chuàng)造了條件，移動(dòng)學(xué)習(xí)已經(jīng)成為繼遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)和數(shù)字化學(xué)習(xí)之后教育發(fā)展的新階段。隨著科技信息化的進(jìn)一步發(fā)展，移動(dòng)學(xué)習(xí)必將對(duì)教育領(lǐng)域帶來(lái)巨大影響。

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，簡(jiǎn)稱IOT）又稱為傳感網(wǎng)，是互聯(lián)網(wǎng)從人向物的延伸，是指在真實(shí)物理世界中部署具有一定感知能力和信息處理能力的嵌入式芯片與軟件系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)施實(shí)現(xiàn)信息傳輸和實(shí)時(shí)處理，從而實(shí)現(xiàn)物與物、物與人之間的通信。[2，3]RFID作為構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的“皮膚”，本質(zhì)上是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各類物體在不同狀態(tài)（移動(dòng)、靜止、惡劣環(huán)境）下的自動(dòng)識(shí)別和管理。通過在移動(dòng)學(xué)習(xí)者的手機(jī)SIM卡上貼上RFID電子標(biāo)簽，當(dāng)移動(dòng)學(xué)習(xí)者攜帶具有RFID電子標(biāo)簽的手機(jī)SIM卡通過標(biāo)簽識(shí)別器時(shí)，電子標(biāo)簽被標(biāo)簽識(shí)別器自動(dòng)感應(yīng)并通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將電子標(biāo)簽中的信息傳送到信息處理中心，經(jīng)過處理之后再將處理結(jié)果發(fā)送到標(biāo)簽識(shí)別器上，從而實(shí)現(xiàn)靈活、高效的自動(dòng)身份識(shí)別和信息管理。

一、移動(dòng)學(xué)習(xí)模型設(shè)計(jì)原則

移動(dòng)學(xué)習(xí)是信息技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，但歸根結(jié)底，移動(dòng)學(xué)習(xí)的落腳點(diǎn)仍然是學(xué)習(xí)。一種學(xué)習(xí)方式要選取與之適應(yīng)的學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)，因此對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)的運(yùn)用和研究需要學(xué)習(xí)理論的指導(dǎo)，文獻(xiàn)[4、5]對(duì)此進(jìn)行了詳細(xì)的論述。

通過分析后發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)方式現(xiàn)已明顯地從傳輸及行為主義范式轉(zhuǎn)向建構(gòu)主義和社會(huì)認(rèn)知范式，并將主動(dòng)的學(xué)習(xí)者置于學(xué)習(xí)活動(dòng)的中心。因此，學(xué)習(xí)不僅是學(xué)習(xí)者掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容的過程，本質(zhì)上更是一種通信交流的過程。鑒于這些特點(diǎn)，在構(gòu)建移動(dòng)學(xué)習(xí)模型時(shí)要著重關(guān)注以下幾方面：

（1）構(gòu)建的移動(dòng)學(xué)習(xí)模型不僅要多鼓勵(lì)學(xué)習(xí)者之間的協(xié)作交流，還要鼓勵(lì)他們積極參與和特定社會(huì)群體的討論、交流。在討論中學(xué)習(xí)，并最終達(dá)到獲取知識(shí)的目的。

（2）在學(xué)習(xí)模型設(shè)計(jì)中要以學(xué)習(xí)者為主體，學(xué)習(xí)內(nèi)容和活動(dòng)的組織安排要與學(xué)習(xí)者的具體社會(huì)實(shí)踐相關(guān)聯(lián)。同時(shí)把知識(shí)的獲得與學(xué)習(xí)者的發(fā)展、身份建構(gòu)等統(tǒng)合在一起，學(xué)習(xí)者能根據(jù)自己的需求選擇自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容，以自己喜歡的方式進(jìn)行移動(dòng)學(xué)習(xí)，在自己想要學(xué)習(xí)的任何時(shí)間、任何地點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)。從學(xué)習(xí)開始到結(jié)束，該模型都要給予學(xué)習(xí)者最大的主動(dòng)權(quán)。

（3）結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使后臺(tái)能實(shí)時(shí)感知、追蹤移動(dòng)學(xué)習(xí)者所處的環(huán)境，根據(jù)相關(guān)情境向移動(dòng)學(xué)習(xí)者推送相關(guān)知識(shí)，提供必要服務(wù)?；蚩筛鶕?jù)情境呈現(xiàn)相應(yīng)問題，營(yíng)造問題解決環(huán)境，建立移動(dòng)探究式的學(xué)習(xí)模式，營(yíng)造參與式模擬的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

（4）該模型能夠?qū)σ苿?dòng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行跟蹤，分析歸納出學(xué)習(xí)者的行為偏好、知識(shí)結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)習(xí)慣等，并記錄到相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)中。

（5）該模型能為用戶提供友好的人機(jī)界面、良好的使用體驗(yàn)、便捷的知識(shí)獲取、新奇的探索應(yīng)用、簡(jiǎn)單方便的溝通交流以及強(qiáng)大的服務(wù)支持。從而改善學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，降低學(xué)習(xí)者在使用該模型學(xué)習(xí)時(shí)出現(xiàn)的挫折感（挫折感能夠?qū)е聦W(xué)習(xí)者對(duì)該移動(dòng)學(xué)習(xí)模型的信任度下降并隨之減少在該模型下的學(xué)習(xí)）。

二、移動(dòng)學(xué)習(xí)模型的構(gòu)建

1.移動(dòng)學(xué)習(xí)模型基本框架

通過具體分析上文中論述的移動(dòng)學(xué)習(xí)模型設(shè)計(jì)原則，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，利用現(xiàn)有的無(wú)線通信網(wǎng)和校園WIFI網(wǎng)，并把相關(guān)需求映射到具體功能模塊，下文構(gòu)建了一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的分層移動(dòng)學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)模型，其基本框架如圖1所示。

2.該模型功能概述

該模型主要分為兩個(gè)邏輯部分，從下而上依次為移動(dòng)學(xué)習(xí)端和綜合支持平臺(tái)端。兩個(gè)部分及其內(nèi)部模塊各自分工并相互協(xié)作，共同為移動(dòng)學(xué)習(xí)者進(jìn)行移動(dòng)學(xué)習(xí)提供技術(shù)支撐。另外，移動(dòng)學(xué)習(xí)者可以使用移動(dòng)設(shè)備隨時(shí)訪問遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室。各模塊的功能描述如下：

（1）移動(dòng)學(xué)習(xí)端。

1）移動(dòng)學(xué)習(xí)設(shè)備：包括智能手機(jī)、平板電腦、PDA等學(xué)習(xí)者手持式移動(dòng)設(shè)備，并已運(yùn)用RFID技術(shù)對(duì)其進(jìn)行過標(biāo)記。這些設(shè)備是進(jìn)行移動(dòng)學(xué)習(xí)的載體和必要前提。

2）跨平臺(tái)智能客戶端：學(xué)習(xí)者進(jìn)行移動(dòng)學(xué)習(xí)的人機(jī)接口，移動(dòng)學(xué)習(xí)相關(guān)的應(yīng)用、服務(wù)集，并可添加智能秘書，為用戶提供智能、新奇、類人的親切服務(wù)。并通過開發(fā)出針對(duì)不同移動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)的客戶端，實(shí)現(xiàn)設(shè)備端異架構(gòu)平臺(tái)的接入。

（2）綜合支持平臺(tái)。

1）平臺(tái)接入模塊：實(shí)現(xiàn)移動(dòng)學(xué)習(xí)信息流的接入?yún)R總和分發(fā)，移動(dòng)接入網(wǎng)通信協(xié)議的解包和封包等。

2）信息綜合分析處理系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)移動(dòng)端的接入身份識(shí)別，信息傳輸?shù)募?、解密，為移?dòng)端的智能提供后臺(tái)技術(shù)支撐，處理移動(dòng)端推送的信息和反向信息分發(fā)，相關(guān)信息流的綜合處理、分流、復(fù)用等。

3）后臺(tái)支持子系統(tǒng)。

環(huán)境監(jiān)控和對(duì)象跟蹤模塊：結(jié)合移動(dòng)端設(shè)備上的RFID標(biāo)簽、GPS芯片和手機(jī)地圖，此模塊可實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)者的校園監(jiān)控、學(xué)習(xí)環(huán)境識(shí)別、移動(dòng)學(xué)習(xí)者周邊環(huán)境的實(shí)時(shí)感知等功能，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間和地點(diǎn)給予學(xué)習(xí)者以學(xué)習(xí)提醒，將學(xué)習(xí)資源主動(dòng)推送給移動(dòng)中的學(xué)習(xí)者。

虛擬社區(qū)交互平臺(tái)：集成實(shí)現(xiàn)基于語(yǔ)音、視頻、文字等多種信息媒介的通信和交流互動(dòng)功能，為移動(dòng)學(xué)習(xí)者提供方便快捷的通信鏈接，強(qiáng)大的群組間問題討論，信息交流共享支持，在線虛擬團(tuán)隊(duì)功能。

用戶信息統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)：結(jié)合a子系統(tǒng)，通過跟蹤移動(dòng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)時(shí)間、學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)活動(dòng)范圍、訪問過的網(wǎng)站和閱覽過的相關(guān)內(nèi)容等，運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)學(xué)習(xí)者的行為和偏好進(jìn)行采集、分析，以便系統(tǒng)能夠?qū)Σ煌膶W(xué)習(xí)者推送其可能感興趣的學(xué)習(xí)資源，提供更有針對(duì)性的學(xué)習(xí)建議和個(gè)性化的學(xué)習(xí)服務(wù)。

教學(xué)管理模塊：實(shí)現(xiàn)移動(dòng)學(xué)習(xí)者的培養(yǎng)流程和課程進(jìn)度跟蹤、實(shí)施雙向教學(xué)評(píng)價(jià)考核、相關(guān)課程和擴(kuò)展知識(shí)推薦、學(xué)習(xí)輔助工具集成和成績(jī)查詢等功能。并集成了學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，通過對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)時(shí)間、閱覽和創(chuàng)建學(xué)習(xí)對(duì)象的數(shù)量、參與交流與協(xié)作的頻率指標(biāo)等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出關(guān)于學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)積極度、學(xué)習(xí)深度和學(xué)習(xí)效果的綜合評(píng)定，連同換算后的學(xué)分一并記錄到后臺(tái)相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)中。

考試系統(tǒng)：通過調(diào)用后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的試題庫(kù)，根據(jù)移動(dòng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)進(jìn)度，可滿足學(xué)習(xí)者的不確定性隨時(shí)主動(dòng)測(cè)驗(yàn)，完成整個(gè)系統(tǒng)對(duì)學(xué)習(xí)者近段學(xué)習(xí)效果和知識(shí)掌握情況的跟蹤評(píng)定。

4）后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。

用戶信息數(shù)據(jù)庫(kù)：記錄移動(dòng)學(xué)習(xí)者的唯一識(shí)別信息及其基本信息、考試成績(jī)、能力增長(zhǎng)以及其他成就、興趣偏好等用戶信息。

線上學(xué)習(xí)資源數(shù)據(jù)庫(kù)：存放專門針對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)優(yōu)化過的大量課件資源、考試試題庫(kù)、知識(shí)庫(kù)、新聞消息庫(kù)和有關(guān)系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)等。

3.遠(yuǎn)端物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室

允許移動(dòng)學(xué)習(xí)者利用移動(dòng)終端遠(yuǎn)程接入實(shí)驗(yàn)室，并操作物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，遠(yuǎn)端完成實(shí)驗(yàn)，以便隨時(shí)捕捉移動(dòng)學(xué)習(xí)者的瞬間靈感，并為其提供實(shí)驗(yàn)支持。

三、總結(jié)

上述模型注重移動(dòng)學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中與人交流的重要性，避免了移動(dòng)學(xué)習(xí)時(shí)由人—機(jī)對(duì)話所導(dǎo)致的情感交流缺失。通過對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程的全程跟蹤，及時(shí)對(duì)學(xué)習(xí)者的能力成長(zhǎng)和學(xué)習(xí)進(jìn)步進(jìn)行肯定與鼓勵(lì)，最大限度的降低了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)挫折感。根據(jù)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)記錄的學(xué)習(xí)者的興趣偏好信息，并利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)打造的情境感知能力，可以為學(xué)習(xí)者推送更適合、更有針對(duì)性的知識(shí)，從而為每個(gè)在線用戶打造量身定制的培養(yǎng)模式和全方位的服務(wù)支持體系，體現(xiàn)了“因材施教”的教育理念。

總之，該模型圍繞著“為移動(dòng)學(xué)習(xí)者打造成功的學(xué)習(xí)體驗(yàn)”這一中心，為學(xué)習(xí)者提供了友好的人機(jī)界面、高效的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、豐富的學(xué)習(xí)資源、有效的交流與協(xié)作及個(gè)性化需求，可在很大程度上提高移動(dòng)學(xué)習(xí)的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]葉成林，徐福蔭.移動(dòng)學(xué)習(xí)研究綜述[J].電化教育研究，2004，

131（3）.

[2]李俊華.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能數(shù)字校園研究與設(shè)計(jì)[J].梧桐學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，20（3）.

[3]張豪鋒，王春麗.基于RFID的移動(dòng)學(xué)習(xí)資源推送系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)電化教育，2012，（2）.

[4]葉成林，徐福蔭.移動(dòng)學(xué)習(xí)及其理論基礎(chǔ)[J].開放教育研究，

篇（6）

中圖分類號(hào)：TP6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2013）0110110-01

1 構(gòu)建平安節(jié)能數(shù)字校園，滿足我校信息化深入應(yīng)用的需求

我校在2012年投資1800萬(wàn)元完成了國(guó)內(nèi)外一流的，功能完善、技術(shù)先進(jìn)的多系統(tǒng)多業(yè)務(wù)融合的全數(shù)字校園網(wǎng)建設(shè)。該數(shù)字校園網(wǎng)通過光纖、六類雙絞線、無(wú)線實(shí)現(xiàn)十萬(wàn)兆為骨干、萬(wàn)兆到樓、千兆到桌面的信息接入，可實(shí)現(xiàn)對(duì)校園區(qū)域的全面覆蓋。已經(jīng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、IP視頻安全監(jiān)控、教學(xué)巡查、校園一卡通、班班通、網(wǎng)絡(luò)接入、IP語(yǔ)音與視頻、信息、多媒體錄播系統(tǒng)等多系統(tǒng)業(yè)務(wù)的一體化。該數(shù)字校園不但可以滿足我校辦公、管理以及教學(xué)的數(shù)字化需要，還利用200M出口帶寬和數(shù)字教學(xué)資源平臺(tái)為我市職業(yè)教育區(qū)域數(shù)字資源中心提供服務(wù)。

1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的數(shù)字校園建設(shè)從軟硬件上成為可能

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，簡(jiǎn)稱IOT）又稱為傳感網(wǎng)，是互聯(lián)網(wǎng)從人向物的延伸，是指在真實(shí)物理世界中部署具有一定感知能力和信息處理能力的嵌入式芯片和軟件系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)施實(shí)現(xiàn)信息傳輸和實(shí)時(shí)處理。從而實(shí)現(xiàn)物與物、物與人之間的通信。從技術(shù)的角度來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上利用射頻識(shí)別（RFID）、傳感器技術(shù)、無(wú)線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，將射頻識(shí)別設(shè)備、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)施按約定的協(xié)議把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)進(jìn)行信息交換和數(shù)據(jù)通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)測(cè)和管理的新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。同傳統(tǒng)數(shù)字校園平臺(tái)相比，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，最關(guān)鍵的技術(shù)是傳感器技術(shù)和云計(jì)算機(jī)技術(shù)。隨著云計(jì)算技術(shù)和傳感器技術(shù)的快速發(fā)展，促使了物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)。

1.2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的數(shù)字校園硬件平臺(tái)基礎(chǔ)建設(shè)工程

現(xiàn)有數(shù)字校園網(wǎng)基礎(chǔ)上，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)要求，通過技術(shù)改造和升級(jí)，增加信息點(diǎn)數(shù)量和物聯(lián)無(wú)線網(wǎng)覆蓋范圍，滿足智慧校園網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)要求；在原有校園一卡通數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上，對(duì)資產(chǎn)設(shè)備和校內(nèi)資源進(jìn)行統(tǒng)一編碼和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定制，構(gòu)建全校統(tǒng)一的規(guī)范化的校園信息庫(kù)和數(shù)據(jù)中心；建設(shè)傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)區(qū)域和關(guān)鍵區(qū)域的傳感器部署和設(shè)計(jì)；升級(jí)目前數(shù)據(jù)中心服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備，購(gòu)買配套平臺(tái)軟件，滿足智慧校園數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)需求。

智能管理數(shù)字校園---通過完善現(xiàn)有校園一卡通系統(tǒng)以及數(shù)字校園平臺(tái)，在此基礎(chǔ)上，增加2.4G ID 網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合傳感器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)師生員工信息電子地圖系統(tǒng)，及時(shí)掌握師生動(dòng)態(tài)位置和狀態(tài)信息。同時(shí)，嘗試在學(xué)校管理中采用基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的學(xué)生綜合管理信息系統(tǒng)。滿足學(xué)校特色活動(dòng)以及日常管理和家?；?dòng)的需求，實(shí)現(xiàn)學(xué)生管理的特色化。

平安數(shù)字校園--升級(jí)數(shù)字視頻安全監(jiān)控系統(tǒng)，在原數(shù)字校園全I(xiàn)P數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的升級(jí)改造，升級(jí)為數(shù)字校園安全與環(huán)境監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)平安數(shù)字校園。

節(jié)能數(shù)字校園---建立基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字校園資源監(jiān)控與管理中心，通過對(duì)校園內(nèi)水、電等資源的集中控制，掌握實(shí)時(shí)能源耗費(fèi)信息，并能提供資源使用付費(fèi)控制，完成對(duì)教室、實(shí)驗(yàn)室等資源的實(shí)時(shí)使用狀態(tài)管理和資源分配，對(duì)車輛、固定資產(chǎn)的管理，以及對(duì)主要建筑物實(shí)現(xiàn)智能電表網(wǎng)絡(luò)化管理和水資源網(wǎng)絡(luò)管理，改造建設(shè)燈光網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)校園的節(jié)能與環(huán)保。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的數(shù)字校園平臺(tái)基礎(chǔ)建設(shè)工程

在現(xiàn)有全覆蓋數(shù)字校園綜合布線基礎(chǔ)上，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的需求，建設(shè)基于zigbee無(wú)線自組網(wǎng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，覆蓋所有傳感器節(jié)點(diǎn)和主要建筑和設(shè)施。

Zigbee是一種基于IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的便宜的、低功耗近距離無(wú)線組網(wǎng)協(xié)議。根據(jù)這個(gè)協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是一種短距離、低功耗的無(wú)線通信技術(shù)。其特點(diǎn)是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本。主要適合用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。由于ZIGBEE的優(yōu)越特性，基于ZIGBEE技術(shù)的無(wú)線組網(wǎng)是一種比較合適的下行信道的實(shí)現(xiàn)手段。特別適合應(yīng)用于一些布線困難舊樓改造的能耗管理系統(tǒng)中。而若將其與成熟的工業(yè)以太網(wǎng)和GPRS/CDMA上行信道結(jié)合，與后臺(tái)管理主站組成集抄和監(jiān)控系統(tǒng)，則可以為遠(yuǎn)程管理提供一個(gè)有效的解決方案。

物聯(lián)網(wǎng)硬件區(qū)別于傳統(tǒng)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)之一就是大量傳感器的應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)下的傳感器是一種能感知預(yù)定的被測(cè)指標(biāo)并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件和裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，是物聯(lián)網(wǎng)中采集信息和實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界感知的重要設(shè)備。傳感器的種類很多，如速度傳感器、入侵傳感器、溫度濕度傳感器、位置傳感器、能耗傳感器等，也可以包含以師生用戶的電子標(biāo)簽卡或者手機(jī)一卡通卡為EPC碼存儲(chǔ)設(shè)備的RDID傳感器。下圖顯示了傳感器數(shù)據(jù)采集示意圖。

傳感器數(shù)據(jù)采集示意圖

3 建設(shè)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的數(shù)字校園各應(yīng)用系統(tǒng)

1）構(gòu)建校園電子地圖系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能管理數(shù)字校園。實(shí)現(xiàn)與目前數(shù)字校園各模塊的匯集，實(shí)現(xiàn)智能管理數(shù)字校園。此部分是在原有數(shù)字校園模塊，特別是數(shù)字校園平臺(tái)和監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，按照物聯(lián)網(wǎng)要求，實(shí)現(xiàn)師生員工信息電子地圖系統(tǒng)，來(lái)及時(shí)掌握師生動(dòng)態(tài)位置和狀態(tài)信息。實(shí)現(xiàn)學(xué)生或員工的考勤和狀態(tài)信息管理的智能化。通過開發(fā)基于Web的校園電子地圖系統(tǒng)也即地理信息系統(tǒng)，利用GIS技術(shù)、信息技術(shù)以動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)技術(shù)搭建的基于B/S模型的校園地理信息服務(wù)網(wǎng)站?？梢灾庇^地反映校園信息，有效提高校園信息交互檢索的效率，使校園的師生迅速的熟悉校園的環(huán)境，并且利用地圖的形式，將校園信息展現(xiàn)的方式從傳統(tǒng)的純文字模式解脫出來(lái)，實(shí)現(xiàn)地圖與文字、圖片等展現(xiàn)模式相結(jié)合。

2）升級(jí)數(shù)字視頻安全監(jiān)控系統(tǒng)，在原有安全監(jiān)控單一功能的基礎(chǔ)上，通過物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)，升級(jí)為校園安全與環(huán)境監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)平安數(shù)字校園。

通過開發(fā)基于物聯(lián)網(wǎng)的“數(shù)字校園安防集成系統(tǒng)”，通過軟件圖形化的管理形式方便相關(guān)人員進(jìn)行日常管理、檢查工作；通過巡更及上報(bào)分析系統(tǒng)，確保校園安保制度的貫徹執(zhí)行。數(shù)字校園安防集成系統(tǒng)主要包括視頻監(jiān)控、紅外射頻防盜報(bào)警、門禁系統(tǒng)、巡更系統(tǒng)、緊急求助、呼叫系統(tǒng)、對(duì)講系統(tǒng)等相對(duì)獨(dú)立子系統(tǒng)，根據(jù)安防應(yīng)用需要，快速、方便地在安防監(jiān)控中心把各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源、控制資源等信息，通過集成聯(lián)動(dòng)平臺(tái)的方式組合起來(lái)，最大限度地利用整體資源，達(dá)到優(yōu)勢(shì)組合的目的，幫助學(xué)校及上級(jí)主管部門實(shí)現(xiàn)監(jiān)督管理、監(jiān)控互動(dòng)、及時(shí)排除校園安防中的漏洞，最大限度保護(hù)學(xué)校師生的財(cái)產(chǎn)、生命安全。

3）建立基于物聯(lián)網(wǎng)的校園資源監(jiān)控與管理中心，實(shí)現(xiàn)節(jié)能數(shù)字校園。采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過對(duì)全校各部分的水、電等資源的參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)施集中控制，掌握實(shí)時(shí)能源耗費(fèi)信息，并能提供資源使用付費(fèi)控制，完成對(duì)教室、實(shí)驗(yàn)室等資源的實(shí)時(shí)使用狀態(tài)管理和資源分配，對(duì)車輛、固定資產(chǎn)的管理，以及對(duì)學(xué)生公寓實(shí)現(xiàn)智能電表網(wǎng)絡(luò)化管理和水資源網(wǎng)絡(luò)管理，改造建設(shè)燈光系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)校園的節(jié)能與環(huán)保。

參考文獻(xiàn)：

篇（7）

所謂的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在一九九九年提出來(lái)的，國(guó)內(nèi)外的不同專家和機(jī)構(gòu)對(duì)其有著不同的定義，一般的共識(shí)就是：物聯(lián)網(wǎng)通過射頻識(shí)別、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按照協(xié)議約定，把所有物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息的通訊和交換，從而實(shí)現(xiàn)智能化的識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控、管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

目前我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)體系的雛形已經(jīng)基本具備，具有十分典型的層級(jí)特征。一個(gè)完完整整的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)包含信息的感知層，信息的匯聚層，信息的處理層，信息的運(yùn)營(yíng)層，信息的應(yīng)用層。物聯(lián)網(wǎng)存在六大關(guān)鍵性技術(shù)，但是目前而言，作為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)最底層的感知技術(shù)和匯聚技術(shù)應(yīng)用的速度快，范圍廣，推動(dòng)著物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不斷升級(jí)。

二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的基本功能

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)是以射頻技術(shù)為基礎(chǔ)的，充分利用物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)金技術(shù)集成尖端的硬件設(shè)施和完善的軟件系統(tǒng)來(lái)管理倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)。

智能化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的基本功能

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，智能化的先進(jìn)管理模式，可以自動(dòng)而精確地獲取產(chǎn)品信息和倉(cāng)儲(chǔ)信息；還可以自動(dòng)生成并打印入庫(kù)、出庫(kù)清單；同時(shí)可以動(dòng)態(tài)的分配貨位實(shí)行隨機(jī)存儲(chǔ)，從而可以最大限度的使用倉(cāng)儲(chǔ)空間；而且還可以及時(shí)有效的查詢庫(kù)存數(shù)量、庫(kù)存時(shí)間、庫(kù)存位置；然后可以對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)物品進(jìn)行隨機(jī)抽查盤點(diǎn)，綜合盤點(diǎn)；最后可以實(shí)時(shí)的統(tǒng)計(jì)和匯總各類信息，輸出統(tǒng)計(jì)報(bào)告。

（二）自動(dòng)化的出庫(kù)管理功能

當(dāng)倉(cāng)庫(kù)收到銷售部的訂單或者發(fā)貨通知后，出庫(kù)管理模塊自動(dòng)的按照預(yù)定規(guī)則分組，區(qū)分先后順序合理安排。按照訂單要求，出庫(kù)管理模塊自動(dòng)化的生成斂貨方案，按照此方案安排訂單斂貨任務(wù)。管控人員按照射頻終端的指引掃描貨物、確認(rèn)產(chǎn)品，并自動(dòng)將其儲(chǔ)存狀態(tài)變更為待出庫(kù)。

在產(chǎn)品出庫(kù)時(shí)，由設(shè)置在倉(cāng)庫(kù)出口的出庫(kù)讀寫器掃描產(chǎn)品的電子條碼，并且通過數(shù)據(jù)的采集接口鏈接給出庫(kù)李模塊，自動(dòng)化的生成出庫(kù)清單與產(chǎn)品訂單進(jìn)行對(duì)比。若有差錯(cuò)，系統(tǒng)進(jìn)行提示，提醒管理員進(jìn)行清查更正，如若兩者一致，便可以順利出庫(kù)，打印產(chǎn)品出庫(kù)清單，對(duì)庫(kù)存信息及時(shí)更新。

出入庫(kù)的管理模式（圖一）

（三）智能化的入庫(kù)管理功能

入庫(kù)管理是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的核心功能模塊，通過本地?cái)?shù)據(jù)接口、采集數(shù)據(jù)接口和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接口與產(chǎn)品命名服務(wù)器等其他部分進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品入庫(kù)自動(dòng)管理功能。

產(chǎn)品在入庫(kù)時(shí)就設(shè)置入庫(kù)讀寫碼并進(jìn)行掃描，自動(dòng)的形成產(chǎn)品入庫(kù)清單，然后通過本地的數(shù)據(jù)接口將入庫(kù)信息及時(shí)更新到本地?cái)?shù)據(jù)中心（所謂的本地?cái)?shù)據(jù)中心就是倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)存儲(chǔ)維護(hù)本地庫(kù)存信息的數(shù)據(jù)庫(kù)）。入庫(kù)管理功能是按照最佳的儲(chǔ)存方式，選擇空貨位，通過射頻終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，及時(shí)的確定將貨物放置在正確貨位，就位后掃描電子標(biāo)簽，打印入庫(kù)清單，確認(rèn)貨物存儲(chǔ)，以方面日后訂單發(fā)貨。

（四）智能化的庫(kù)存控制功能

庫(kù)存管控模塊根據(jù)系統(tǒng)確定的管控策略生成決策方案，當(dāng)實(shí)時(shí)庫(kù)存量高于或者低于庫(kù)存限量時(shí)便會(huì)自動(dòng)報(bào)警，庫(kù)存管理員據(jù)此適時(shí)的進(jìn)行補(bǔ)購(gòu)或者取消訂單。

在庫(kù)存管理模塊可以對(duì)庫(kù)存進(jìn)行準(zhǔn)確真實(shí)的統(tǒng)計(jì)，根據(jù)出庫(kù)、入庫(kù)、庫(kù)存的信息完成庫(kù)存管理的日?qǐng)?bào)、月報(bào)和年報(bào)。自動(dòng)對(duì)各個(gè)分庫(kù)、班組、站所等基層工作單位的工作情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，方便查詢和管控。

三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

倉(cāng)儲(chǔ)是物流管理環(huán)節(jié)的重要部分，其產(chǎn)生的原因主要分為主動(dòng)存儲(chǔ)和被存儲(chǔ)。主動(dòng)存儲(chǔ)包括時(shí)間差異、戰(zhàn)略考慮和市場(chǎng)因數(shù)；被動(dòng)存儲(chǔ)主要涉及到管理失誤、不可抗因素和供需脫節(jié)。倉(cāng)儲(chǔ)管理所研究的內(nèi)容主要是倉(cāng)、儲(chǔ)、物、環(huán)境四個(gè)方面：倉(cāng)所指的是存儲(chǔ)環(huán)節(jié)所需要的設(shè)備設(shè)施；所謂儲(chǔ)就是出入庫(kù)業(yè)務(wù)，在庫(kù)業(yè)務(wù)和倉(cāng)儲(chǔ)規(guī)劃；物就是指?jìng)}庫(kù)內(nèi)的貨物和人的管理；環(huán)境就是指?jìng)}庫(kù)，物品活動(dòng)所涉及的外在條件。

（一）軟件設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

根據(jù)實(shí)際操作中的要求，倉(cāng)儲(chǔ)管理的軟件設(shè)計(jì)必須具備以下七大功能：一是，業(yè)務(wù)管理模塊，對(duì)物品的入庫(kù)、出庫(kù)、移庫(kù)、盤點(diǎn)等業(yè)務(wù)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，避免傳統(tǒng)倉(cāng)儲(chǔ)所存在的弊端，并且進(jìn)行倉(cāng)庫(kù)分析、物品分析和任務(wù)指派；二是，設(shè)備管理功能，利用硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)將收集的信息進(jìn)行分類處理，作為中間件及時(shí)的分配到不同模塊進(jìn)行處理；三是，安全管理模塊，倉(cāng)庫(kù)的管理包括商品安全和倉(cāng)庫(kù)安全，安全管理主要包括權(quán)限管理、設(shè)備管理、物品管理和環(huán)境監(jiān)控；四是，數(shù)據(jù)管理模塊，這一模塊的功能是進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢、更新和備份；五是，協(xié)作管理模塊，主要是進(jìn)行內(nèi)部管理和外部管理，然后將內(nèi)外部管理結(jié)合起來(lái)；六是，基本信息模塊，倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中最為基本的信息包括人員信息、設(shè)備信息、物品信息，這一模塊根據(jù)其他模塊的反饋及時(shí)更新用于日后的統(tǒng)計(jì)查詢；七是，電子地圖模塊，實(shí)時(shí)顯示倉(cāng)儲(chǔ)的真實(shí)情況，了解設(shè)備運(yùn)行狀況和人員的工作狀況，提高倉(cāng)儲(chǔ)工作效率。

軟件設(shè)計(jì)模塊（圖二RFID：標(biāo)簽）

（二）硬件布局方案

將來(lái)倉(cāng)儲(chǔ)的發(fā)展趨勢(shì)是多功能的混合應(yīng)用、智能化、集約化和自動(dòng)化。根據(jù)其功能結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的功能所涉及到的硬件設(shè)備主要有：一是，在每道門口安裝的感應(yīng)器，作用不同的門安裝不同的感應(yīng)器設(shè)備；二是，庫(kù)控動(dòng)作人員所穿戴的RFID標(biāo)簽工作服、叉車車載讀卡器；三是，在各固定貨位、托盤、特殊倉(cāng)庫(kù)等地方安裝的電子標(biāo)簽，方便貨物盤存和貨位選擇；四是，倉(cāng)庫(kù)內(nèi)安裝的各種環(huán)境的感應(yīng)標(biāo)簽，目的是滿足貨物的安全和存儲(chǔ)要求；五是，防火、防水、通暖、通風(fēng)等輔助設(shè)備。

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用到倉(cāng)儲(chǔ)管理的所有環(huán)節(jié)，對(duì)管理系統(tǒng)的軟件、硬件提出設(shè)計(jì)方案，建立智能化、自動(dòng)化的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)。如今物流倉(cāng)儲(chǔ)管理還存在一定的弊端和漏洞，恰當(dāng)?shù)囊M(jìn)和發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以補(bǔ)充其不足，也可以為物聯(lián)網(wǎng)那個(gè)技術(shù)在其他物流供應(yīng)環(huán)節(jié)的利用起到示范帶頭作用。

參考文獻(xiàn)

[1]苗云飛.我國(guó)倉(cāng)儲(chǔ)物流業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì).[J].現(xiàn)代物流.2009：56-57.

[2]孫曉波.物聯(lián)網(wǎng)概念和演進(jìn)路徑[J].電信工程技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化.2009：12-14.

[3]鄭平標(biāo)，候海永.RFID技術(shù)在倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].鐵道貨運(yùn).2005：18-21.

篇（8）

1 引言

阿里巴巴成功上市，使馬云一時(shí)間家喻戶曉，同時(shí)讓更多人看到了電商發(fā)展的無(wú)限潛力和廣闊空間。電子商務(wù)是一門交叉性概念，其涉及理論知識(shí)和領(lǐng)域極為豐富，譬如：管理學(xué)、法學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等多種領(lǐng)域，是一系列綜合性極強(qiáng)的活動(dòng)。信息技術(shù)的進(jìn)步和社會(huì)商業(yè)的發(fā)展使得經(jīng)濟(jì)數(shù)字化、競(jìng)爭(zhēng)全球化、貿(mào)易自由化的趨勢(shì)不斷加強(qiáng)。有關(guān)電子商務(wù)各類的研究如雨后春筍層出不窮，其中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為其發(fā)展的重要支撐不可忽視。為進(jìn)一步了解近年來(lái)我國(guó)基于物聯(lián)網(wǎng)的電商發(fā)展研究熱點(diǎn)，筆者通過對(duì)CNKI收錄的相關(guān)文獻(xiàn)的進(jìn)行計(jì)量分析就此展開研究。

2 物聯(lián)網(wǎng)與電子商務(wù)

物聯(lián)網(wǎng)作為一種新興技術(shù)，自20世紀(jì)90年代由美國(guó)麻省理工學(xué)院首次提出以來(lái)，其技術(shù)實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用引起國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界學(xué)者廣泛關(guān)注。物聯(lián)網(wǎng)起初是基于物流系統(tǒng)提出的，以射頻識(shí)別技術(shù)作為條碼識(shí)別的替代品，實(shí)現(xiàn)對(duì)物流系統(tǒng)進(jìn)行智能化管理。

在研究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電子商務(wù)應(yīng)用中，RFID功不可沒。RFID（Radio Frequency IDentification）技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)的重要技術(shù)，又稱電子標(biāo)簽、無(wú)線射頻識(shí)別，是一種通信技術(shù)，可通過無(wú)線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。電子商務(wù)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過把人、財(cái)、物、商店等實(shí)體聯(lián)結(jié)起來(lái)并在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行交互。在實(shí)現(xiàn)交互時(shí)，一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)就是利用RFID技術(shù)給各個(gè)實(shí)體標(biāo)注獨(dú)一無(wú)二的標(biāo)簽從而將不同實(shí)體加以區(qū)分。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不僅承擔(dān)著標(biāo)注實(shí)體角色而且在記錄生產(chǎn)過程、跟蹤物流以及防偽查詢等方面發(fā)揮著重要作用。

3 研究概況

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)全球化浪潮的推動(dòng)，電子商務(wù)問題及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成為國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界普遍研究熱點(diǎn)。國(guó)內(nèi)學(xué)者就電子商務(wù)發(fā)展進(jìn)程中涉及到的主要環(huán)節(jié)并結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作出相關(guān)研究，并在其研究的基礎(chǔ)之上根據(jù)我國(guó)電子商務(wù)發(fā)展?fàn)顩r提出了針對(duì)性建議，這些環(huán)節(jié)主要包括基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、支付環(huán)境、信用環(huán)境以及發(fā)展環(huán)境的改善等等。

4 文獻(xiàn)計(jì)量分析

4.1 發(fā)文年代分布

某一學(xué)術(shù)領(lǐng)域發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)量隨時(shí)間變化情況能在一定程度上反映出某研究發(fā)展現(xiàn)狀、研究熱度以及未來(lái)研究方向的走勢(shì)。根據(jù)CNKI期刊數(shù)據(jù)庫(kù)顯示，我國(guó)學(xué)者基于物聯(lián)網(wǎng)的電子商務(wù)的研究始于2005年。2005年至2015年間，每年發(fā)文數(shù)量見表1。

4.2 期刊來(lái)源

5 研究結(jié)果討論

5.1 理論內(nèi)容多樣性，熱度逐年攀升

5.2 物聯(lián)網(wǎng)在電商管理經(jīng)營(yíng)各環(huán)節(jié)應(yīng)加大研究力度

篇（9）

1引言

電力已與我們的日常生產(chǎn)、生活息息相關(guān)，并隨著人類社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，全人類對(duì)電力的需求呈現(xiàn)持續(xù)遞增的趨勢(shì)。居民側(cè)用電量占社會(huì)總用電量的36.6%，但研究表明該領(lǐng)域的用電效率低，浪費(fèi)嚴(yán)重[1]。缺乏對(duì)居民側(cè)建筑能耗監(jiān)測(cè)和控制，是導(dǎo)致建筑能耗居高不下的重要原因。如何擺脫建筑電氣粗放型用電，實(shí)施精細(xì)化用電、節(jié)電是研究者需要解決的問題。隨著2009年國(guó)家提出“感知中國(guó)”的概念，“物聯(lián)網(wǎng)”被列為我國(guó)新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展對(duì)建筑能耗的監(jiān)測(cè)和控制起到關(guān)鍵作用，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用為提高居民側(cè)用電效率、實(shí)現(xiàn)建筑電氣節(jié)能減排提供了新途徑。

2建筑電氣節(jié)能的研究現(xiàn)狀

截至2016年2月，在CNKI中以“篇名”為檢索項(xiàng)，以“物聯(lián)網(wǎng)”為檢索詞進(jìn)行初級(jí)檢索，再在結(jié)果中以“節(jié)能”為檢索詞進(jìn)行二次檢索，共檢索到相關(guān)文獻(xiàn)40篇。經(jīng)過初步分析，這些研究首先主要集中在建筑電氣具體方面進(jìn)行探討，涵蓋了隧道、高校教室、機(jī)房、圖書館、自習(xí)室、辦公樓宇等建筑電氣方面的節(jié)能；其次這些研究多是從建筑電氣整體角度出發(fā)對(duì)節(jié)能效果進(jìn)行評(píng)測(cè)、跟蹤檢查、優(yōu)化仿真研究；再者這些研究是從物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)能系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的數(shù)據(jù)處理、物聯(lián)網(wǎng)智能本身創(chuàng)新、改進(jìn)、安全方面進(jìn)行探討。通過對(duì)這些文獻(xiàn)的分析發(fā)現(xiàn)，許多文獻(xiàn)中都強(qiáng)調(diào)了新技術(shù)、新材料的應(yīng)用，如使用室內(nèi)環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)與節(jié)能系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)等新技術(shù)，使用LED節(jié)能燈具、真空保溫玻璃新材料；不過這些節(jié)能新技術(shù)之間是相互獨(dú)立的，也沒有考慮到變壓器運(yùn)行損耗，沒有形成一個(gè)一體化的節(jié)能系統(tǒng)和管理平臺(tái)。本文提出采用ZigBee網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，利用“物聯(lián)網(wǎng)”組建智能電網(wǎng)能源管理系統(tǒng)對(duì)建筑能耗進(jìn)行優(yōu)化和打點(diǎn)，分類管理進(jìn)行節(jié)能。

3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)條件下的建筑電氣節(jié)能相關(guān)技術(shù)

3.1物聯(lián)網(wǎng)定義及構(gòu)架目前，在國(guó)內(nèi)較為多見的“物聯(lián)網(wǎng)”定義為：物聯(lián)網(wǎng)是指利用各種信息傳感設(shè)備，如射頻識(shí)別裝置、紅外傳感器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)而形成了一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)，其目的就是使所有物品都與網(wǎng)絡(luò)連接在一起，使得識(shí)別和管理更加方便。可以看出，物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)物-物相連的互聯(lián)網(wǎng)，將成為新一代信息技術(shù)的重要組成部分[2]。從通信過程和對(duì)象的視角看，物聯(lián)網(wǎng)的體系構(gòu)架由全面感知層、可靠傳遞層和智能處理層三個(gè)層面構(gòu)成[3]。全面感知層利用各種可用的感知手段實(shí)現(xiàn)物體動(dòng)態(tài)的即時(shí)采集，可靠傳遞層通過各種信息網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合將感知的信息實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確可靠地傳遞出去，智能處理層利用云計(jì)算等智能計(jì)算技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理[4]。3.2物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架下的建筑電氣節(jié)能采用ZigBee網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，利用“物聯(lián)網(wǎng)”組建智能電網(wǎng)能源管理系統(tǒng)。通過物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算搭建的“智慧能源云管控平臺(tái)”，對(duì)一棟建筑以致一個(gè)小區(qū)的建筑群進(jìn)行建筑能耗的優(yōu)化和打點(diǎn)，能更好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，無(wú)需對(duì)建筑做結(jié)構(gòu)上的節(jié)能改造。因?yàn)閷?duì)建筑電氣的節(jié)能主要是提高建筑中的能源利用效率，即在采暖、空調(diào)、熱水供應(yīng)、照明、家用電器、新風(fēng)系統(tǒng)、監(jiān)控安防、新能源汽車、光伏發(fā)電等方面進(jìn)行能耗的節(jié)約，其中以空調(diào)系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)和照明在建筑使用方面占據(jù)了很大的比重。將一棟建筑或者建筑群按照能耗進(jìn)行分類，利用物聯(lián)網(wǎng)組建的能源管理系統(tǒng)將其分為不同的控制子系統(tǒng)，如圖1所示。通過動(dòng)態(tài)監(jiān)控和實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析，更全面的掌握能源消耗情況，從而進(jìn)行更好的資源利用。與相對(duì)成熟的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)相比，采用ZigBee網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)布線成本低、方便施工、組網(wǎng)能力強(qiáng)、系統(tǒng)擴(kuò)展性好、具備網(wǎng)絡(luò)自愈能力并且抗干擾能力強(qiáng)、功耗更低等優(yōu)點(diǎn)，更能全面的獲取建筑在能耗過程中的詳細(xì)數(shù)據(jù)，讓建筑能耗處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。

4物聯(lián)網(wǎng)在建筑電氣節(jié)能中的應(yīng)用

4.1環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)節(jié)能減排，監(jiān)測(cè)先行。通過環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)感知建筑內(nèi)不同區(qū)域的照度、溫濕度、空氣質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，并將獲取的各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)發(fā)往服務(wù)器上的中央空調(diào)控制系統(tǒng)、照明空調(diào)控制系統(tǒng)、新風(fēng)控制系統(tǒng)、家庭能源管理子系統(tǒng)和光伏發(fā)電子系統(tǒng)中為其進(jìn)行室內(nèi)環(huán)境調(diào)控提供數(shù)據(jù)及參考。4.2中央空調(diào)控制子系統(tǒng)中央空調(diào)控制子系統(tǒng)接收來(lái)自環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的環(huán)境參數(shù)，結(jié)合中央空調(diào)溫控系統(tǒng)閾值設(shè)置（例：低于10℃或高于26℃空調(diào)將自動(dòng)開啟制熱或制冷模式），同時(shí)在空調(diào)上加裝空調(diào)節(jié)能控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的控制。4.3照明控制子系統(tǒng)室內(nèi)照明光源采用LED節(jié)能燈的基礎(chǔ)上，照明控制子系統(tǒng)通過在房間或工作區(qū)安裝位置和光照度采集器，將房間內(nèi)的光照度信息和人員信息傳遞至照明墻控制器，由它控制照明燈具的開啟/關(guān)閉，并根據(jù)環(huán)境的光照度，通過燈具組合的方式調(diào)節(jié)照度亮度[5]。4.4新風(fēng)控制子系統(tǒng)新風(fēng)系統(tǒng)接收來(lái)自環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，并將接收數(shù)據(jù)與系統(tǒng)閾值進(jìn)行綜合對(duì)比分析。在正常環(huán)境條件下，新風(fēng)系統(tǒng)處于低能耗狀態(tài)，主要完成空氣流通功能；當(dāng)空氣質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，超過系統(tǒng)設(shè)定閾值時(shí)則啟動(dòng)應(yīng)急機(jī)制，包括實(shí)現(xiàn)大功率新風(fēng)輸送以及開啟部分氧氣供給功能等。同時(shí)，不同于傳統(tǒng)的新風(fēng)交換模式直接采用室外新鮮空氣作為氣體源，本系統(tǒng)采用雙向換氣式新風(fēng)系統(tǒng)，在源空氣進(jìn)入室內(nèi)前通過高導(dǎo)熱效率材料進(jìn)行熱交換，將室內(nèi)欲度上降低了進(jìn)入室內(nèi)的新鮮空氣與原室內(nèi)空氣的溫度差，從而降低了空調(diào)的使用頻率，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目標(biāo)[6]。4.5遠(yuǎn)程抄表子系統(tǒng)通過遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，可以方便、快捷和可靠地實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物內(nèi)各用電設(shè)備耗電量進(jìn)行抄讀，并能將相關(guān)數(shù)據(jù)自動(dòng)保存?？梢酝ㄟ^抄讀的數(shù)據(jù)分析配電變壓器是處于怎樣的運(yùn)行狀態(tài)、負(fù)載率是多少、是否達(dá)到了經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，同時(shí)還可以分析出無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備運(yùn)行情況。通過該系統(tǒng)，管理者可以獲取綜合的能源需量統(tǒng)計(jì)報(bào)表和分析報(bào)告，根據(jù)日、月、年的用電量情況全面了解電能消耗情況，輔助制定并不斷優(yōu)化節(jié)能方案、智能調(diào)整耗能設(shè)備的最佳運(yùn)行狀態(tài)，更好的整合、利用資源、節(jié)約成本，建立有序的管理模式。4.6家庭能源管理子系統(tǒng)該系統(tǒng)將家庭用電分為三類：用電負(fù)載、分布式電源和儲(chǔ)能設(shè)備，其中將用電負(fù)載分為可調(diào)度負(fù)載（包括：洗衣機(jī)、干衣機(jī)、熱水器、洗碗機(jī)、電動(dòng)汽車）和不可調(diào)度負(fù)載（包括：計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、冰箱、家庭娛樂系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、安保系統(tǒng)等）[7]。利用傳感器采集到的室內(nèi)環(huán)境、人員活動(dòng)和設(shè)備工作狀態(tài)信息，通過對(duì)這些信息的分析來(lái)對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行調(diào)度和控制，在滿足用戶舒適度的前提下減少電能消耗，提高用電效率；同時(shí)，將可調(diào)度負(fù)載盡量安排在負(fù)荷低谷期工作，起到調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)峰谷差的目的，進(jìn)而減少電力系統(tǒng)備用裝機(jī)容量。4.7光伏發(fā)電子系統(tǒng)隨著光能發(fā)電技術(shù)的日益成熟，居民側(cè)的分布式光伏發(fā)電將會(huì)在日照度高的地區(qū)得到較大程度的發(fā)展，尤其是在采用儲(chǔ)能裝置改善了電能質(zhì)量，維持了整個(gè)電力系統(tǒng)穩(wěn)定的條件下。光伏發(fā)電子系統(tǒng)接收來(lái)自綜合分析子系統(tǒng)的部分參數(shù)（如：系統(tǒng)用電的峰谷期），將自身發(fā)出的電能在用電量高峰時(shí)期滿足自身需求，并在高峰期時(shí)將多余的電能賣給電網(wǎng)，而在低谷期時(shí)將電能暫時(shí)進(jìn)行儲(chǔ)存，這樣不但起到了削峰填谷的作用更能減少系統(tǒng)中的備用裝機(jī)容量，進(jìn)而起到了節(jié)能的目的。

篇（10）

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2013）07-0038-04

0 引 言

世界上最早的智能建筑是1984年在美國(guó)誕生的，這之后，加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞等經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家先后開始開發(fā)智能建筑和智能家居產(chǎn)品。智能家居在國(guó)外已發(fā)展了20多年，特別在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，智能家居的普及率相當(dāng)高，智能家居可以為人們提供一種高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的家庭居住環(huán)境。在美國(guó)，蓋茨的被稱作“未來(lái)之屋”的豪宅堪稱當(dāng)今智能家居的經(jīng)典之作，所有的照明、音樂、溫度、濕度等，都可以根據(jù)客人的需要通過電腦任意調(diào)節(jié)；當(dāng)你踏入一個(gè)房間，藏在壁紙后方的揚(yáng)聲器就會(huì)響起你喜愛的旋律，墻壁上則投射出你熟悉的畫作；廁所里安裝了一套檢查身體的電腦系統(tǒng)，如果發(fā)現(xiàn)異常，電腦會(huì)立即發(fā)出警報(bào)；地板中的傳感器在感應(yīng)到有人到來(lái)時(shí)就自動(dòng)打開照明系統(tǒng)，在客人離去的同時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。在國(guó)內(nèi)，智能家居經(jīng)歷了10年的起步階段，發(fā)展速度緩慢。這主要是因?yàn)殚_發(fā)技術(shù)短期內(nèi)不成熟，沒有形成完整的、全面的系統(tǒng)解決方案，主要集中在一些分散的智能家庭控制子系統(tǒng)的研究上，所以有必要對(duì)智能家居系統(tǒng)做研究和探討。

1 智能家居的架構(gòu)

智能家居作為物聯(lián)網(wǎng)的一部分和人們的生活息息相關(guān)，是人們感受物聯(lián)網(wǎng)最直接的方式。通過智能家居系統(tǒng)，人們將充分感受到物聯(lián)網(wǎng)革命帶給人們的方便、快捷與智能化。圖1所示是智能家居系統(tǒng)的基本框架圖。下面對(duì)具有集中式信息處理模塊的智能家居系統(tǒng)作一簡(jiǎn)要介紹。

圖1 智能家居系統(tǒng)框架

1.1 信息家電

信息家電應(yīng)該是一種價(jià)格低廉、操作簡(jiǎn)便、實(shí)用性強(qiáng)、帶有PC主要功能的家電產(chǎn)品。利用電腦、電信和電子技術(shù)與傳統(tǒng)家電相結(jié)合的創(chuàng)新產(chǎn)品，是為數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更廣泛地深入家庭生活而設(shè)計(jì)的新型家用電器。在目前的傳統(tǒng)家電的基礎(chǔ)上，將信息技術(shù)融入傳統(tǒng)的家電當(dāng)中，使其功能更加強(qiáng)大，使用更加簡(jiǎn)單、方便和實(shí)用，為家庭生活創(chuàng)造更高品質(zhì)的生活環(huán)境，比如模擬電視發(fā)展成數(shù)字電視，電冰箱、洗衣機(jī)、微波爐等也將會(huì)變成數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的信息家電。

1.2 信息處理模塊

為了使相互獨(dú)立的信息家電可以實(shí)現(xiàn)信息共享與協(xié)同工作，智能家居系統(tǒng)中必須具有專門的信息處理模塊。它的功能主要是收集家庭中各個(gè)家電的工作狀態(tài)和服務(wù)請(qǐng)求，對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，并將結(jié)果送入功能驅(qū)動(dòng)模塊。隨著家庭中信息家電的數(shù)量不斷增加，采用分布式的控制方式將具有更高的靈活性，這是未來(lái)智能家居系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。

1.3 通信模塊

如果說信息處理模塊是智能家居系統(tǒng)的大腦，那么通信模塊就是實(shí)現(xiàn)信息傳導(dǎo)的神經(jīng)。根據(jù)家庭組網(wǎng)的特點(diǎn)，通信模塊常利用已有的布線（如電力載波），或者采用無(wú)線傳輸（如藍(lán)牙、紅外、Wi-Fi、ZigBee）等。出于不同的信息家電對(duì)傳輸?shù)膸捯蟛煌?，?shí)際中的通信模塊常采用多種方式混合組網(wǎng)。

1.4 功能驅(qū)動(dòng)模塊

功能驅(qū)動(dòng)模塊是信息流入、流出各個(gè)信息家電的接口。由于各個(gè)電器生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品在功能和實(shí)現(xiàn)上都有很大的不同，所以必須通過功能驅(qū)動(dòng)模塊將信息處理模塊的指令翻譯成電器可以執(zhí)行的電平信號(hào)，以及將電器的各種狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換成信息處理模塊可以理解的二進(jìn)制信息。

1.5 外界信息接口模塊

該模塊可以看成是一個(gè)家庭通向外界（如Internet）的網(wǎng)關(guān)，它在家庭內(nèi)部各種家電信息共享的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了基于Internet的資源共享，從而更進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了共享的深度和廣度，也將是未來(lái)智能家居系統(tǒng)發(fā)展的熱點(diǎn)。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)被稱為是繼計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)信息產(chǎn)業(yè)后的第三次革命性創(chuàng)新[8]，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用無(wú)處不在。物聯(lián)網(wǎng)是讓所有的物品都能夠遠(yuǎn)程感知和控制，并與現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)連接在一起，形成一個(gè)更加智慧的生產(chǎn)生活體系。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)層次由感知層、傳輸層和應(yīng)用層組成[10]，圖2所示是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的層次結(jié)構(gòu)。

物聯(lián)網(wǎng)以傳感器等傳感技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)信息采集和“物”的識(shí)別，通過傳輸層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與計(jì)算，經(jīng)過應(yīng)用層，實(shí)現(xiàn)所感知信息的應(yīng)用服務(wù)。

3 智能家居的主要技術(shù)

智能能家居系統(tǒng)應(yīng)用的主要技術(shù)包括網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、通信技術(shù)和移動(dòng)終端技術(shù)。

圖2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)層次結(jié)構(gòu)

3.1 網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)

3.1.1 通過家庭網(wǎng)關(guān)的互聯(lián)

家庭網(wǎng)關(guān)是智能家庭局域網(wǎng)的核心部分，主要完成家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)各種不同通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換和信息共享，以及同外部通信網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交換功能。同時(shí)，網(wǎng)關(guān)一般還負(fù)責(zé)家庭智能設(shè)備的管理和控制。

3.1.2 通過外部擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)與家電的互聯(lián)

為實(shí)現(xiàn)家用電器的集中控制和遠(yuǎn)程控制功能，家庭智能網(wǎng)關(guān)通過有線或無(wú)線的方式，按照特定的通信協(xié)議借助外部擴(kuò)展模塊控制家電或照明設(shè)備。

3.1.3 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用

以往的智能家居中，絕大多數(shù)是由單片機(jī)控制的。隨著新功能的不斷增加和性能的不斷提升，將處理能力大大增強(qiáng)的具有網(wǎng)絡(luò)功能的嵌入式操作系統(tǒng)和單片機(jī)的控制程序作相應(yīng)的調(diào)整，使之有機(jī)地結(jié)合成為完整的嵌入式系統(tǒng)。

3.2 通信技術(shù)

通信技術(shù)分為有線通信和無(wú)線通信技術(shù)，大多已日臻成熟。基于ZigBee技術(shù)的智能家居無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，由于具有低成本、低功耗、較遠(yuǎn)的覆蓋范圍及通用性強(qiáng)的特點(diǎn)，將成為智能家居系統(tǒng)中的又一亮點(diǎn)，必將給現(xiàn)代智能家居系統(tǒng)帶來(lái)一場(chǎng)新的變革。

3.3 移動(dòng)終端技術(shù)

移動(dòng)智能終端以智能手機(jī)為代表，另外還包含平板電腦、筆記本、智能電視等。移動(dòng)智能終端內(nèi)嵌嵌入式操作系統(tǒng)，目前被廣泛推崇和得到迅速發(fā)展的是開放的、自由的Android系統(tǒng)[3]，主要應(yīng)用在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)方面。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是將移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)二者結(jié)合起來(lái)的、融為一體的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，在最近幾年里，移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)今世界發(fā)展最快、市場(chǎng)潛力最大、前景最誘人的兩大業(yè)務(wù)，它們的增長(zhǎng)速度是任何預(yù)測(cè)家未曾預(yù)料到的。

4 智能家居的主要研究?jī)?nèi)容

智能家居系統(tǒng)可滿足個(gè)性化需求?？梢园床煌脩舻男枨?，定制不同的方案。同時(shí)，也可模塊化服務(wù)，以滿足不同層次客戶的需求。從客戶需求上分析，智能家居系統(tǒng)的主要研究?jī)?nèi)容如下：

（1） 通過移動(dòng)智能終端，如智能手機(jī)等，隨時(shí)隨地控制家中電器的開關(guān)和監(jiān)測(cè)信息家電的工作狀態(tài)。

（2） 以“情景模式”一鍵組合控制家電，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景設(shè)定。

（3） 支持上述功能的同時(shí)，同樣可以使用家電原有的控制方式。

（4） 實(shí)時(shí)視頻，讓主人對(duì)家中的狀況一目了然。

（5） 當(dāng)家中發(fā)生警情時(shí)，可以自動(dòng)打電話或發(fā)短信通知，并同時(shí)通知小區(qū)的物業(yè)，保安可第一時(shí)間到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。

（6） 網(wǎng)關(guān)服務(wù)器的密碼以及網(wǎng)絡(luò)控制頁(yè)面的登錄密碼，可以隨時(shí)更改，保證系統(tǒng)安全性。

5 智能家居通信方式比較

智能家居不同廠商產(chǎn)品的區(qū)別主要體現(xiàn)在通信組網(wǎng)方式上。市場(chǎng)上所有的產(chǎn)品無(wú)外乎有兩種進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?，分別是有線方式和無(wú)線方式。

有線方式即總線控制方式，如EIB、C-Bus、H-Bus、LonWorks、SCS、RS-485等。有線方式因?yàn)樾枰M(jìn)行布置復(fù)雜的線路，對(duì)原有建筑造成不同程度的破壞，而且維護(hù)、擴(kuò)展也會(huì)帶來(lái)很多局限性，所以，采用有線通信方式的智能家居產(chǎn)品正在逐漸被淘汰。

無(wú)線方式包括射頻、載波、Wi-Fi、ZigBee、藍(lán)牙等。本文的智能家居產(chǎn)品采用ZigBee組網(wǎng)方式，而目前國(guó)內(nèi)僅有個(gè)別廠家采用ZigBee組網(wǎng)方式。表1所列是對(duì)各種無(wú)線組網(wǎng)方式的智能家居系統(tǒng)進(jìn)行的比較。

在表1中，ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無(wú)線通信技術(shù)，主要適合于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備中，同時(shí)支持地理定位功能。相對(duì)于現(xiàn)有的各種無(wú)線通信技術(shù)，ZigBee技術(shù)是最低功耗和成本的技術(shù)，這些特點(diǎn)決定了在智能家居中采用ZigBee組網(wǎng)是非常合適的。

6 基于ZigBee和移動(dòng)終端技術(shù)的智能家居系統(tǒng)

6.1 系統(tǒng)框圖和主要實(shí)現(xiàn)原理

基于ZigBee的智能家居系統(tǒng)是未來(lái)智能家居系統(tǒng)的主流，該系統(tǒng)包含終端節(jié)點(diǎn)、路由器節(jié)點(diǎn)、傳感器網(wǎng)絡(luò)用戶終端、遠(yuǎn)程監(jiān)控終端（如手機(jī)移動(dòng)終端）等。圖3所示就是基于ZigBee和移動(dòng)終端技術(shù)的智能家居系統(tǒng)圖。

圖3 基于ZigBee和移動(dòng)終端技術(shù)的智能家居系統(tǒng)

在基于ZigBee和移動(dòng)終端技術(shù)的智能家居系統(tǒng)中，終端節(jié)點(diǎn)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵，它的作用是開啟并配置無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)成功后，通過路由器節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)用戶終端，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)接收各節(jié)點(diǎn)的信息，并處理這些數(shù)據(jù)，將有用信息通過用戶交互程序顯示給用戶，然后接收用戶指令，再通過無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將指令傳遞到相應(yīng)的設(shè)備終端節(jié)點(diǎn)。如果要通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制，那么傳感器網(wǎng)絡(luò)用戶終端還要連接到互聯(lián)網(wǎng)，接收來(lái)自遠(yuǎn)程智能終端的指令，起到無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程終端通信橋梁作用。

6.2 系統(tǒng)各部分的功能

6.2.1 終端節(jié)點(diǎn)

終端節(jié)點(diǎn)主要由傳感單元、處理單元、無(wú)線通信單元和電源單元四個(gè)基本單元組成，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。終端節(jié)點(diǎn)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的建立和維護(hù)沒有責(zé)任。其加入網(wǎng)絡(luò)后主要任務(wù)有兩個(gè)：一是通過傳感單元中的傳感器，采集物理信息并進(jìn)行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，處理單元負(fù)責(zé)信息存儲(chǔ)和處理，并送入無(wú)線通信單元，后者通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上傳；二是接收用戶終端的指令，控制設(shè)備作出相應(yīng)的動(dòng)作。

圖4 終端節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖

6.2.2 路由器節(jié)點(diǎn)

路由器節(jié)點(diǎn)的主要功能有兩個(gè)，一是為終端設(shè)備節(jié)點(diǎn)提供多跳路由，二是允許新啟動(dòng)的節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)，其作用相當(dāng)于互聯(lián)網(wǎng)中的路由器。

6.2.3 協(xié)調(diào)器網(wǎng)關(guān)

協(xié)調(diào)器網(wǎng)關(guān)是家庭控制網(wǎng)絡(luò)的主控設(shè)備，要求必須由至少一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的FFD設(shè)備組成。一方面，它主導(dǎo)家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)建立的整個(gè)過程，主要包括系統(tǒng)初始化、網(wǎng)絡(luò)的建立、地址的分配和成員的加入、節(jié)點(diǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)的更新、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表、設(shè)備關(guān)聯(lián)表等幾個(gè)方面；另一方面，作為家庭網(wǎng)關(guān)和設(shè)備節(jié)點(diǎn)之間的橋梁，完成家庭網(wǎng)關(guān)和家居設(shè)備節(jié)點(diǎn)的通信。家庭網(wǎng)關(guān)對(duì)外可以提供各種遠(yuǎn)程智能控制接口，操作者可以通過手機(jī)移動(dòng)終端連接到Internet訪問家庭網(wǎng)關(guān)的相關(guān)接口，對(duì)家中的家居設(shè)備節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問或者控制。

6.2.4 移動(dòng)智能終端

移動(dòng)智能終端可以是任意一臺(tái)接入互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)設(shè)備，這時(shí)傳感器網(wǎng)絡(luò)用戶終端充當(dāng)通信橋梁。遠(yuǎn)程控制終端通過身份認(rèn)證后，就可以C/S模式或者B/S模式與傳感器網(wǎng)絡(luò)用戶終端進(jìn)行通信，遠(yuǎn)程控制智能家庭網(wǎng)絡(luò)。比如，我們出差長(zhǎng)時(shí)間不在家，可通過移動(dòng)智能終端遠(yuǎn)程監(jiān)控家中的環(huán)境，定時(shí)打開通風(fēng)設(shè)備改善房間空氣環(huán)境；或者我們下班前可通過移動(dòng)智能終端遠(yuǎn)程控制空調(diào)或地暖設(shè)備工作，回到家就可以享受到我們想要的舒適環(huán)境。

6.3 系統(tǒng)采用ZigBee技術(shù)的主要特點(diǎn)

（1） 功耗低。具備多種休眠模式，在待機(jī)模式下，普通電池即可支持長(zhǎng)達(dá)數(shù)月甚至一到兩年的連續(xù)工作。

（2） 可靠性高。ZigBee采用CSMA-CA碰撞避免機(jī)制，避免了數(shù)據(jù)包發(fā)送時(shí)信道的競(jìng)爭(zhēng)和沖突。其MAC層采用完全確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，設(shè)備發(fā)送出去的每一個(gè)數(shù)據(jù)包，接收設(shè)備在接收之后都必須回傳一個(gè)確認(rèn)信息，發(fā)送方才能開始新的傳輸。

（3） 網(wǎng)絡(luò)容量大。具有星型結(jié)構(gòu)、樹狀結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)等拓?fù)洌粋€(gè)全功能設(shè)備可以管理254個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備，全功能設(shè)備之間還能組成覆蓋范圍更大的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的最大容量可達(dá)2542個(gè)節(jié)點(diǎn)。

（4） 成本低。ZigBee網(wǎng)絡(luò)的重要特點(diǎn)就是數(shù)據(jù)傳輸速率低，通信協(xié)議簡(jiǎn)單，極大地降低了組網(wǎng)的成本。大范圍組網(wǎng)時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的成本可以降到3美元以下。

（5） 數(shù)據(jù)安全。ZigBee提供了完整的安全機(jī)制，有效防止網(wǎng)絡(luò)被篡改，防止信息的截獲與竊聽，并提供了多種加密方法保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

（6） 通用性。由ZigBee技術(shù)聯(lián)盟主導(dǎo)ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的制定與修改，并保持了設(shè)備和協(xié)議通用性和完好的開放性。

6.4 系統(tǒng)采用移動(dòng)終端技術(shù)的主要特點(diǎn)

移動(dòng)終端應(yīng)用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，而移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是將移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)二者結(jié)合起來(lái)的、融為一體的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。在最近幾年里，移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)今世界發(fā)展最快、市場(chǎng)潛力最大、前景最誘人的兩大業(yè)務(wù)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

典型的移動(dòng)終端平臺(tái)是Android 平臺(tái)。Android是Google公司針對(duì)智能終端開發(fā)的一個(gè)平臺(tái)，基于linux內(nèi)核，是開放、開源的系統(tǒng)，其大部分應(yīng)用主要是用java開發(fā)，具有很好的跨平臺(tái)性。實(shí)際上，移動(dòng)終端就是一個(gè)可移動(dòng)的計(jì)算機(jī)。

7 結(jié) 語(yǔ)

本文對(duì)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng)進(jìn)行了研究與探討，分析了智能家居的架構(gòu)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)層次，提出了一套基于ZigBee和移動(dòng)終端技術(shù)的智能家居系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用ZigBee技術(shù)和移動(dòng)終端技術(shù)，具有諸多顯著特點(diǎn)。本文通過對(duì)通信方式進(jìn)行比較后，在家居系統(tǒng)中選擇ZigBee通信技術(shù)，通過分析說明了ZigBee技術(shù)在樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。系統(tǒng)在應(yīng)用中選擇移動(dòng)終端技術(shù)，移動(dòng)終端技術(shù)具有基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和可靠的嵌入式等特點(diǎn)，使智能家居控制系統(tǒng)具有智能化和可移動(dòng)性。基于ZigBee和移動(dòng)終端技術(shù)的智能家居系統(tǒng)能將家庭中的家居設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)中，使傳統(tǒng)家居設(shè)備具有自動(dòng)化、智能化等新特征，是未來(lái)智能家居的主流發(fā)展模式。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] The EPCglobal Network?. Overview of Design Benefits and Security [EB/OL].[2004-09-24]. http：///documents/TheEPCglobalNetworkfromepcglobalinc_001.pdf.

[2] RUIZ L B， NOGUEIRA J M， LOUREIRO A A F. A management architecture for wireless sensor networks[J]. IEEE Communication Magazine， 2003， 41（2）： 116-125.

[3] 田森，李大和.用Android開發(fā)手機(jī)應(yīng)用[J].程序員，2008（1）：25-27.

[4] 原羿，蘇鴻根.基于ZigBee技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用研究[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2004，21（6）：89-91.

[5] 金純，羅祖秋，羅風(fēng)，等.ZigBee技術(shù)基礎(chǔ)及案例分析[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2008.

[6] 王權(quán)平，王莉.ZigBee技術(shù)及其應(yīng)用[J].現(xiàn)代電信科技，2004（1）：33-37.

[7] 宋杰，黨李成，郭振朝，等.Android OS手機(jī)平臺(tái)的安全機(jī)制分析和應(yīng)用研究[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2010（6）：152-155.