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物联网行业的发展现状十篇

发布时间:2024-04-26 03:33:27

物联网行业的发展现状篇1

关键词:物联网,发展现状,策略

 

一、物联网的概念

物联网(internetofthings)作为新兴的概念,目前尚未有全球明确公认的标准定义。国内通常认为物联网是通过无线射频识别(RadioFrequencyidentification,RFiD)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。这有两层意思:一是物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上延伸和扩展的一种网络;二是其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间进行信息交换和通信[1]。

欧盟对物联网的定义:物联网是一个动态的全球网络基础设施。它具有基于标准和互操作通信协议的自组织能力,其中物理的和虚拟的“物”具有身份标识、物理属性、虚拟的特性和智能的接口,并与信息网络无缝整合。

虽然目前对物联网还没有一个统一的标准定义,但从物联网本质上看,物联网是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升,将各种感知技术、现代网络技术、人工智能和自动化技术的聚合与集成应用,使人与物智慧对话,创造一个智慧的世界。物联网具有三个特征:一是互联网特征,即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络;二是识别与通信特征,即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别与物物通信(machinetomachine,m2m)的功能;三是智能化特征,即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。

二、中国物联网的发展现状

近年来,“物联网”被称为继计算机、互联网之后世界信息产业的第三浪潮,美国将“新能源”和“物联网”列为振兴经济的两大武器。我国对传感网发展也高度重视,《国家中长期科学与技术发展规划(2006-2020年)》和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中均将传感网列入重点研究领域。目前我国传感网标准体系已形成初步框架[2],向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳,并在无锡微纳传感网工程技术研发中心进行研究。中科院早在1999年就启动了传感网研究,组成了2000多人的团队,先后投入数亿元,在无线智能传感器网络通信技术、微型传感器、传感器终端机、移动基站等方面取得重大进展,目前已拥有从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链。总而言之,我国物联网研究没有盲目跟从国外,而是面向国家重大战略和应用需求,开展物联网基础标准体系、关键技术、应用开发、系统集成和测试评估技术等方面的研究,形成了以应用为牵引的特色发展路线,在技术、标准、专利、应用与服务等方面接近国际水平,使我国在该领域占领价值链高端成为可能。

在标准方面,2007年我国率先启动了传感网标准化制定工作。2008年,首届iSo/ieC国际传感网标准化大会在我国举办,会议上我国代表iSo/ieC传感网标准化工作组作总体报告,提出了传感网体系架构、标准体系、演进路线、协同架构等代表传感网发展方向的顶层设计,并获得了标准组成员国的认可。我国已成为国际传感网标准化的四大主导国(中国、美国、韩国、德国)之一,在制定国际标准中享有重要话语权。

在专利方面,根据国家知识产权专利数据库和德温特世界专利数据库资料的统计,截至2008年底,国内申请的关于传感网的专利数是378件,基础和核心专利分别是10项和211项,分别占整个比重的2.6%和55.8%,而专利为157项,占整个比重的41.5%[3]。我国物联网领域的专利分布状况与国外情况类似。

在技术方面,自1999年起,中国科学院相关研究所、高校和部分企业在传感网、物联网的许多技术领域已开展科学研究、产业化攻关,支持了从传感器、信号传输、信息处理、系统集成和示范应用等多方面的研发和产业化工作,在一些关键技术上实现了突破。,发展现状。

在应用发展方面,物联网已在我国公共安全、民航、交通、环境监测、智能电网、农业等行业得到初步的规模性应用,部分产品已打入国际市场,如智能交通中的磁敏传感节点已布设在美国旧金山的公路上;周界防入侵系统水平已处于国际领先地位;智能家居、智能医疗等面向个人用户的应用已初步展开,如中科院与中移动集团已率先开展紧密合作,围绕物联网与3G的tD蜂窝系统两网融合的路线,积极推动物物互联的新业务,寻求3G业务的全新突破[4]。

三、我国物联网发展中存在的问题

我国拥有发展物联网行业的基础及行业优势,但是我们也要清楚的认识中国物联网产业发展仍处于初级发展阶段技术、标准、产品以及市场尚不完善,物联网处于技术研发与应用试验的交接阶段,在其发展过程中仍有很多问题亟待解决。,发展现状。

1.物联网的政策和法规。物联网不是一个小产品,也不只是一个小企业可以做起来的。它不仅需要技术,更牵涉到各行各业,需要多种力量的整合。国家的产业政策和立法需要走在前面,制定出适合行业发展的政策和法规,以保证其正常发展。因此对于复杂的物联网,必须要有政府的政策支持,更要有专门的人和机构来研究和协调,物联网才能真正发展起来。

2.技术标准的统一与协调。互联网发展到今天,有一件解决得非常好的事情,就是标准化问题,全球进行传输的协议tCp/ip协议、路由器协议、终端的构架与操作系统等都解决得很好,可方便地实现上网。物联网发展过程中,传感、传输、应用各个层面会有大量的技术出现,会采用不同的技术方案。因此,尽快统一技术标准,形成一个管理机制,这是物联网马上就要面对的问题[5]。如果大量的专用网相互无法联网,各行其是,就不能形成规模经济、不能形成整合的商业模式、更不能降低研发成本,其结果将是灾难性的。

3.管理平台的形成。我们常说到感知,其实感知的技术由来已久,虽然未必成熟,但是开发起来并不难。,发展现状。物联网的价值在于网,而不在于物。传感是容易的,但是感知的信息,如果没有一个庞大的网络体系,就不能进行管理和整合,这个网络就没有意义。因此,建立一个全国性、庞大的、综合的业务管理平台,收集各种传感信息,进行分门别类地管理和有指向性地传输,才是一个大问题。,发展现状。一个小企业可以开发出传感技术、传感应用,但是它没有办法建立起一个全国性、高效率的网络。没有这个管理平台,各自为“网”的结果一定是效率低、成本高、难发展、无前途。

4.安全体系的建立与形成。物联网目前的传感技术主要是RFiD,植入这个芯片的产品,有可能被任何人进行感知,对于产品的主人而言,有这样一个体系,可以方便地进行管理。,发展现状。但也存在着巨大的隐患,其他人也能进行感知,比如产品的竞争对手。那么如何做到在感知、传输、应用过程中,这些有价值的信息可以为我所用,却不被别人所用,尤其是不被竞争对手所利用,这就需要在安全上下功夫,形成一套强大的安全保障体系。

5.应用的开发。物联网的价值不是一个可传感的网络,而是必须由各个行业参与共同应用,不同行业有不同的应用、也有各自不同的要求,必须根据行业的特点,进行深入地研究和有价值地开发。应用开发不能仅依靠运营商和应用物联网的企业,因为运营商和技术企业都无法理解行业的要求和具体的特点。为了提高我国物联网研究的核心竞争力,避免知识产权问题成为传感网、物联网研究发展的瓶颈,标准、核心技术及产品开发迫在眉睫。

6.物联网规模性和流动性。如果要真正建立一个有效的物联网,只有具备了规模,才能使物品的智能发挥作用。例如,一个城市有100万辆汽车,若只在1万辆汽车上装上智能系统,就不可能形成一个智能交通系统。物品通常都不是静止的,而是处于运动的状态,必须保持物品在运动状态、甚至高速运动状态下都能随时实现对话。

四、加快我国物联网发展的策略

1.制订物联网产业的发展规划,进行全面思考和布局。中国物联网的发展首先需要一个统一、规范的标准体系,这是确保其健康发展的一个重要条件。有关政府和行业部门要接照中央的要求和部署,抓紧研究制定物联网产业发展的专项规划,发挥好规划的引导作用。,发展现状。重点发展高端传感器.memS、智能传感器和传感器网节点.传感器网关:超高频RFiD、有源RFiD和RFiD中间件产业等,重点发展物联网相关终端和设备以及软件和信息服务。

2.加强物联网的国际合作、政企合作和产学研合作,加大资金投入和政策扶持力度,在核心技术上实现突破和创新,掌握自主知识产权。一方面,各级政府本身要从财政上加大资金投入量,为物联网发展奠定坚实的物质基础,同时出台各种鼓励和优惠政策,为物联网发展创造宽松的环境;另一方面,各级政府要发挥调控与引导作用,特别是积极引导社会上更多的企业与科研单位把资金和技术投入到物联网研究推广上面.推动物联网短期内在我国形成规模并产生示范效应。为此,建议组建由政府,产业链上下游企业,科研院所、金融行业协会等组成的产业联盟,在共性技术和关键技术方面开展深度合作,形成更多更好的具有自主知识产权的产品和技术品牌。

3.实施重点应用领域的重大专项,以促进物联网产业的规模化发展。推动物联网产业快速发展还必须建立一批重点应用领域的重大专项,推动关键技术研发与应用示范,通过“局部试点、垂点示范”的产业发展模式来带动整个产业的持续健康发展。

4.加强各行业主管部门的协调与互动,开创具有中国国情的物联网商业模式。物联网应用领域十分广泛,许多行业应用具有很强的交叉性,但这些行业分属不同的政府职能部门,在产业化过程中必须加强各行业主管部门的协调与互动,结合我国实际,才能有效地保障物联网产业的顺利发展。

5.加强产业链的合作,提升产业链之间的相互融合程度,提高资源共享水平。物联网所需要的自动控制.信息传感、射频识别等上游技术和产业已经成熟或基本成熟,而下游的应用也以单体形式存在。物联网的发展需要产业链共同努力,实现上下游产业的联动和跨专业的联动,从而带动整个产业链共同推动物联网的发展。

参考文献:

[1]房夏.中国物联网的现状及其发展因素分析[J].电子技术应用,2010(06):6-7.

[2]冯媛.计算机网络安全技术研究[J].福建电脑,2008(1):42-44.

[3]王殊,阎毓杰,胡富平等.无线传感器网络的理论及应用[m].北京:北京航空航天大学出版社,2007:8-17.

[4]孙其博,黎羴,范春晓等.物联网:概念、架构与关键技术研究综述[J].北京邮电大学学报,2010(6):12-21.

[5]王保云.物联网技术研究综述[J].电子测量与仪器学报,2009(12):59-65.

物联网行业的发展现状篇2

abstract:thisindustrialdevelopmentinourcountryhasjuststarted,theindustrychainisstillfragmented.thispaperisbasedoneffectsofmodulartheoryontheformationofindustrialchain,modulardividestheiotindustrystructurebyfunctionality,andanalyzesthelinksbetweenmodulesandenterpriseswithinmodule.atlast,offersrecommendationsontheformationofthechainoftheiot.

关键词:物联网;产业链;模块化

Keywords:theinternetofthings(iot);chainindustry;modularity

中图分类号:F062.9文献标识码:a文章编号:1006-4311(2013)06-0143-03

0引言

物联网(internetofthings,iot)的概念最早于上世纪末提出,2005年国际电信联盟正式提出了物联网的概念,——一种建立在“实的技术优势和广受认可的全域网络前景之上的”“全新的动态网络的网络”[1]。简单来说,物联网就是通过感知技术对物理世界信息进行识别获取,并依托网络技术将信息进行传输、处理、运算,最终实现人物相连、物物相连的网络。物联网作为新一代信息技术的高度集成和综合应用,已被定位为推进经济产业结构转型,促进经济增长的战略性新兴产业。我国在物联网技术的研发方面与国际具有同步性,已具备一定的应用、技术和产业基础,但物联网产业正处于初期阶段,尚未形成完整的产业链格局,不利于物联网未来技术的攻关,更不利于未来产业融合。本文从模块化分工促进网络状产业链形成的角度分析我国物联网产业链形成完善的方向,分析产业链上、下游结构及相关联系,描绘出未来物联网产业链成熟格局,为物联网产业链的形成路径提出思考及建议。

1模块化与网络状产业链

1.1产业链的模块化及网络状趋势模块化是与分工经济相联系的经济现象。分工的进一步深化和知识经济的发展,使得分工方式从传统的生产工艺、工序的线性分工发展成为立体的网络功能分工——各经济行为主体根据自己独有的知识领域,在自身业务范围内进行专业化的生产——这种分工方式就是模块化分工。[2]模块化分工使得传统的产业链通过纵向的分解、逐渐裂变成若干独立价值节点,而各价值节点通过横向集中、整合、功能增强形成具有兼容性、标准界面的价值模块,成为构成重构产业链的“基因”。在专业化分工的生产服务模式和相应的模块治理框架下,越来越多的企业加入了顾客、供应商和竞争对手组成的“战略网络”(古拉提(Gulati,1998)[3],价值链上不同阶段和具有某种专用资产的相对固化的企业及利益相关者需要通过一定的价值传递机制联系在一起,共同为顾客创造价值。[4]企业价值链不能够再被简单地理解为传统的线性结构,而是陷入了一种结构更为复杂的、包含多个产业的“价值星系”,这种以价值链功能聚合为特征的模块化,最终使得产业的微观基础呈现出网络化特征。[5]

1.2网络状产业链结构网络状的产业链则是以核心厂商为主导,将各利益主体整合协调在同一平台之上,通过协作、创新、竞争等手段将模块供应商、业务流程与系统开发商等合作伙伴联合在一起的强大、灵活、集成的价值网络。网络状产业链结构由产业链参与主体及模块化设计规则共同决定。

根据在产业链中所处的角色及作用的不同,处于网络状产业链上各价值模块的若干厂商,可分为:核心厂商,负责模块的分解、模块之间的安排和联系、模块标准的制定衡量和模块的整合过程,是价值模块的规则设计者与集成者,往往处于产业链的核心价值环节;模块供应商,在遵循整体系统设计规则的前提下,负责子系统的规则与内容的设计,独立完成模块功能,在业务上主要负责加工、制造、装配、等产业非核心环节,往往也处于产业链价值较低环节。两类厂商在在遵守两类基本设计规则——明确规定的规则及自由设计的规则的前提下,形成了较传统结构的产业链行为主体更为紧密、复杂的相互联系:第一,合作竞争关系共存。一方面,不同模块企业之间以及同类模块的核心厂商和模块供应商之间合作关系紧密;另一方面,同类模块的供应商之间存在着“背靠背”的竞争关系。第二,各模块及行为主体之间存在相互融合。在模块分权集中时,核心厂商居于主导地位,掌握着模块设计的主要规则及核心模块的研发生产,模块供应商则处于从属地位,以自身模块功能配合核心厂商的生产集成;在模块化分权较分散时,模块供应商的实力则相对占优势,可能出现核心模块和系统集成商融合、普通模块向核心模块转移的趋势。

本文将模块化理论对于产业链结构的形成及影响作为理论分析基础,结合物联网产业规划发展的现状,对我国物联网产业链结构进行分析探讨。

2我国物联网产业体系划分现状

产业链的演化形成与分工的演进路径密切相关,芮明杰(2006)将分工演进路径概括为规模分工——专业化分工——模块化分工,分工的前两阶段,其对应的产业链结构都是纵向一体形式,而分工演进的第三阶段——模块化分工阶段,产业链则呈现网络状,其产品链、价值链、知识链也不再是单一的线性关联。[6]

物联网的出现,是第三次信息化浪潮的标志,现阶段的物联网产业的分工模式,各企业以自身的专业知识,开展专业化生产,并逐渐形成具体专业化模块,物联网所涉及的产业包括:信息技术、通信网络、电子元器件制造等多个领域,各个领域相关企业均开展专业化分工从而以此为基础形成产业链各价值模块,对应的未来成熟的产业链的形态将是各模块相互联系的网络状形态。

工信部2011年发表的物联网白皮书中根据各产业在物联网产业体系的中承担的作用,将物联网产业划分为制造业及服务业,并进一步细分出子产业[7],如图1所示。

由上图的分类可看出,目前我国物联网产业体系已初步形成,但是以产业链整合完善作为目标来考察,存在着未能突出行业划分标准、各产业及参与厂商地位区分不明确、系统集成作用不突出等问题,即各模块之间的标准界面、设计规则、各模块的地位作用均未得到体现,因此,上述划分,仅仅是对产业体系从专业分工角度进行划分,不能作为物联网产业链结构分析的全部依据。国内另一种关于物联网产业链结构的主流划分方式则是基于物联网技术网络体系角度进行区分,尽管充分概括出了各模块之间的关联性,但过度强调技术性,忽略了各模块之间的经济作用。

基于以上分析,本章节拟将物联网产业体系模块划分及物联网网络架构图相结合,对物联网产业链结构进行进一步调整。

3物联网产业链结构分析

物联网产业链是由包括所有关联产业的若干企业相互作用形成的具有群体智能的动态的网络状产业链。根据网络状产业链上行为主体的分类及相互关系,结合物联网产业体系及网络架构,本文描绘出物联网产业链结构图,如图2所示。

第一,从技术的角度分析,物联网以感知技术、网络传输技术、智能应用技术分为三个层次;其中,感知技术层次包括了感知终端生产制造模块、终端集成模块;网络传输技术层包括通信设备生产商模块、通信设备集成及服务商模块;智能应用层次包括了计算机软件生产模块、应用服务及系统集成模块、运用服务商模块。

第二,根据模块化理论相关理论,物联网产业目前已形成若干模块,根据各厂商在物联网产业链中所处的地位作用的不同,主要可以分为三大类,分别承担模块供应、系统集成、运营服务的功能并将物联网产业划分出对应三大模块。

本文对物联网产业模块的分类采用在上述基础上根据物联网产品本身的独特的性质,在对核心厂商及模块供应商的定义及业务范围需要进行局部调整:

①模块供应商模块,细分为感知终端生产模块、通信设备生产模块及软件开发模块,各模块内部含有不同类型厂商若干,模块划分标准根据物联网技术要求划分,各模块及内部厂商,在各自擅长的专业领域进行对技术的研发、生产、销售等活动,由于涉及的产业较为复杂,由若干厂商组成的子模块不仅仅是物联网产业链的一部分,在所属的相关产业中也能够组成完整的产业链,各子模块供应商与系统集成模块厂商之间的关系以知识关联的合作关系为主,不存在严格意义上对核心厂商的核心地位威胁,在业务角度也并非以简单向系统集成商提供加工、制造等附加业务。该模块在物联网产业链整体结构中,处于价值较低环节。

②系统集成模块,由感应终端集成、通信设备集成与服务、应用集成等各类子集成商组合,不同于其他产业对系统集成功能的笼统定义,物联网产业中对系统集成存在明确的定义[8]:通过结构化的综合布线系统和计算机网络技术,将各个分离的设备(如电脑终端)、功能和信息等集成到相互关联的、统一和协调的系统之中,使资源达到充分共享,实现集中、高效、便利的管理,需要解决各类设备、子系统间的接口、协议、系统平台、应用软件等与子系统,甚至包括外部环境、人员等一系列相关问题。就目前物联网产业情况而言,系统集成在软件、数据处理、运行平台等方面仍然存在急需突破的技术瓶颈,该模块的相应的产业多为需要由物联网技术研发推动而产生的新兴产业,因此目前从产业的角度考虑,许多环节仍停留在技术、概念的阶段。

③运营服务模块,该模块的以面对客户并提供最终完整应用方案的服务运营商为主,并以此为核心厂商衍生出包括咨询管理、认证测试等在内的一系列中介、服务提供厂商,这类厂商都是由物联网产业发展到一定程度而演化产生新型厂商。按照对产业链和价值模块的定位,物联网产业链中运营服务商及系统集成商在产业链中所能占据的市场价值应能够达到70%,但目前市场发展的实际状况是:一方面,应用服务及解决方案的提供由模块供应商中负责芯片/传感器设计生产的厂商根据自身所掌握的技术条件及客户个性化定制需求完成,由于该类厂商本身具有规模小、市场占有率低、资金技术实力弱的特点,所能够提供的应用往往是小型的局部应用,并未达到物联网所要求的“物物”相连的要求;另一方面,作为电信运营商,从技术角度往往负责网络运营平台提供,对感知层采集的数据进行收集传输,在产业链中所处的环节应界定于系统集成及模块提供的衔接环节,而目前包括我国在内的全球物联网发展的现实情况是,电信运营商往往凭借其资金、技术、市场实力,竭力向产业链两端延伸价值,力求在物联网产业中处于主导地位,并通过构建m2m平台和参与制定模块/终端标准化来逐步实现。目前,运营服务模块的发展受制于技术及应用的发展,但随着物联网应用的深入,运行状态、升级维护、运营成本、决策制定等运营管理的需求将原来越多,运营服务模块在产业链中将具有最大的成长空间,但同时也是物联网产业链最后受益的环节。

4物联网产业链模块化分析启示

以我国当前物联网产业发展的格局来看,产业链中各环节除运营商外,厂商整体综合实力均较弱。而目前物联网产业链的合作模式也是以市场为导向,由运营商发起,通过市场交易的形式来实现运营商与集成商的合作。电信运营商作为物联网用户的直接接触者,拥有强大的网络资源优势,是物联网产业链中最有条件和最有能力实施整合的成员。在现阶段电信运营商需要在产业链中承担着核心厂商的作用,需要扮演集成商和服务商的双重角色,通过选择质优价廉的终端设备,开发多样化的产品与应用培育自身的核心能力,以产业联盟、技术合作的方式联合其他环节的厂商,根据自身技术优势及特定客户需求开展专项应用开发,并依靠电信运营商所搭建的应用服务平台整合应用需求,向客户完整产品,从而实现产业链的整体价值。

电信运营商必须发挥其主导作用,从加强自身条件及带动外部产业链环境的两个角度承担其作为主导企业引领物联网产业链结构升级做大做强的企业责任。一方面,要从企业战略角度规划企业内部资源配置以匹配物联网产业发展要求,同时发挥集成创新的作用,合力推进产业链的各模块及其技术一体化创新;另一方面,以市场需求为导向,推进项目应用产业化,通过参与政府重点项目的建设,迅速切入市场,树立良好的品牌效应,并能参与到政府政策、行业标准等共有信息的制定,有效获得公共资源的协助,提升企业在物联网产业链中主导企业的引领实力。

5结论

物联网产业链作为物联网产业必不可少的组成部分,其建设是否完善、运作是否高效对于整个产业是否能够持续、稳定、健康的发展影响重大。本文从模块化角度对物联网产业链结构进行分解划分,研究物联网产业链结构层次、理清产业链各环节的地位作用及相互关系,提出在物联网产业链构建整合过程中需发挥主导企业的引领作用,为解决现阶段我国物联网产业发展中存在的问题提供依据,对实践产生一定的指导意义。

参考文献:

[1]国际电信联盟.itU互联网报告2005:物联网.2005.

[2]李想,芮明杰.模块化分工条件下网络状产业链的基本构造与运行机制研究.上海:复旦大学,2006.

[3]RanjayGulati,nitinnohria,akbarZaheer.Guesteditorsintroductiontothespecialissue:strategicnetworks.StrategicmanagementJournal.Vol.21:3,199-201(1998).

[4]倪慧君,王兴元,郭金喜.集群企业模块化选择与策略互动[J].中国软科学,2006(3).

[5]胡晓鹏.模块化整合标准化:产业模块化研究.中国工业经济,2005(09).

[6]芮明杰,刘明宇.产业链整合理论述评.工业经济研究,2006(3).

[7]工业和信息化部电信研究院.物联网白皮书(2011).2011:3.

物联网行业的发展现状篇3

【关键词】南通市农业物联网现状对策

自总理于2009年8月提出“感知中国”以来,物联网被列入我国五大战略性新兴产业之一,物联网产业的发展为实现农业的信息化、现代化、智能化提供了前所未有的机遇。近年来,南通市委、市政府十分重视以物联网为代表的农业信息化建设,在农业产业政策的引导以及各项支农措施的拉动下,南通市的农业物联网得到了持续快速的发展,对加速南通市农村经济发展、农业产业结构升级和增加农民收入发挥了重要的作用。

1南通市农业物联网发展现状

2001年,江苏沿江地区农业科学研究所在南通市科技计划项目的资助下,开展了“南通市农业信息化发展现状与对策研究”;2002年起,又先后开展了“南通市优质双低油菜智能生产管理系统的研究与应用”、“基于SQL和internet南通市农业科技信息数据库设计”、“精细农业技术在水稻生产中的应用”。2009年,南通市农业局与如东众兴牧业研发的第一个物联网应用产品,鸡舍远程环境控制系统,在全省农业信息化展上展出,得到了时任省副长黄莉新的高度赞扬,2010年该产品在北京参加了《2010现代农业与信息化展》,受到了高度好评。现在,南通农业物联网应用已经全面展开,应用领域和应用企业不断增加,新的物联网应用成果不断涌现。

1.1南通市农业物联网发展概况

目前,南通市物联网主要在五个领域开展应用。

1.1.1大田环境监测与作物生长诊断

截止2014年,南通大田作物物联网覆盖面积达5000余亩,主要实现大田作物的智能灌溉,部分示范基地已能实现大气温、湿度、Co2浓度、土壤温湿度的监控,并根据作物不同生育时期生长指标进行监控,诊断作物生长状况,进行作物精细管理与调控。

1.1.2大田作物智能决策管理系统

早在世纪之交,江苏沿江地区农业科学研究所就对水稻、小麦、油菜等大田作物的智能决策管理系统进行了二次研发。如,在南京农业大学农业信息工程技术中心“水稻管理智能决第支持系统”的基础上,根据南通的特点进行二次研发并投入实用,取得了良好的效果。该系统既可以进行有关品种选择、播期确定、秧田播种量计算、本田基本苗运算和肥料运筹等单项方案设计;又可以根据当地情况,为用户生成一套播前方案及相应的阶段生长发育指标等综合方案设计;还可以进行有关种子、肥料、水分管理和相应栽培方式下的育秧技术、移栽技术等知识咨询。2002年,该系统在江苏省通州市四安等乡镇应用后,一般可增产稻谷700.00kg/hm2,综合成本平均降低200.00元/hm2以上,增加效益255.00元/hm2以上。

1.1.3设施园艺温室自动控制

截止2014年,南通设施园艺物联网大棚面积达8000余亩,主要实现大棚内的气候环境如温度、湿度、光照的控制,并实现智能灌溉、控温与遮阳,以达到栽培果蔬与花卉生长发育的需要。

1.1.4畜禽水产养殖环境监控与智能喂养

截止2015年南通市共建有畜禽养殖物联网技术应用点132个,水产养殖物联网技术应用点21个,畜禽物联网主要实现了畜禽舍的温度、湿度、通风等智能化调控,自动喂料,自动捡蛋,自动除粪等,有的能通过电脑或手机远程控制。水产养殖物联网主要实现水质监控,用户可以利用手机、电脑查看和设定参数,系统可以根据参数自动增氧、换水等工作。

1.1.5温室大棚智能监控与农产品安全溯源

截止至2015年南通市共建有55个温室大棚物联网应用点,占地面积13000余亩,可实现地面光谱、土壤参数值的测定,并达到温控、智能灌溉、遮阳等智能控制效果。部分示范园区已建立农产品安全溯源系统,通过对农产品土地、育苗、田间、配送等一系列信息进行监测、记录,汇总构成一个农产品溯源数据库,再通过网页查询、二维码扫描等方式对农产品生长、传输过程进行查询,确保农产品的质量安全。

1.2南通市农业物联网运用典型案例

1.2.1大田作物

南通大田作物物联网应用的典型是国家信息农业工程技术中心如皋试验示范基地,该基地位于白蒲镇朱家桥村,占地100余亩,包括科研试验区、技术展示区、大田生产区以及办公区等多个功能区。

基地建有基于webGiS的农作物智能管理平台以及基于物联网技术的农情信息监测中心。基于webGiS的农作物智能管理平台通过耕地质量调查建立应用区域土壤空间数据库和土壤理化性状属性数据库,应用栽培管理技术研究成果建立专家决策规则库和技术决策支持库,为智能决策管理提供基础支持。基于物联网技术的农情信息监测中心运用物联网技术,建有小型自动气象站、视频监控、土壤监测、大气监测和光谱监测以及智能传感系统,可实时监测、获取农田大气温度、农田大气湿度、农田大气二氧化碳浓度、土壤温度、土壤湿度、叶层氮含量、叶层氮积累量、叶面积指数、生物量、反射率Y810、反射率Y720、差值植被指数DVi、归一化植被指数nDVi等技术参数,基于作物不同生育时期生长指标及实时诊断模型,快速准确地监测作物生长指标,实时诊断作物生长状况,指导作物中后期的精确管理与调控。

国家信息农业工程技术中心如皋试验示范基地不仅注重科研研究,更注重技术的集成与推广。至2014年基地在如皋建立核心试验示范区的基础上,分别在苏州市、南通市和徐州市建立了辐射示范区,并取得了显著的增产效果。据统计,应用该技术精确指导的地块,其增产幅度达10%以上,示范推广区增产幅度达5~10%,增产效果显著。

(4)农业企业自筹自主建设的资金。

近几年各类资金投入约有300万元/年,并在不断的增加。但目前政府尚未设立财政出资的支持重点技术研发、重点产业发展、重点项目推广的农业物联网发展基金。急需加快制订包括财税、采购、金融、投资、信贷、重大项目建设等一系列政策支撑体系,逐步形成成熟的农业物联网市场盈利模式。

2.4智能化程度低,自主研发有待加强

目前南通市农业物联网建设中大部分应用的智能化程度较低,如大田作物还未能达到病虫害智能诊断、杂草智能识别及施药;水产养殖物联网应用中仅局限于水温、pH值、溶氧量等水质基本参数进行监控,未能形成精细喂养及疫病智能诊断。且目前农业物联网中自主研发程度较低,信息感知技术、信息传输技术、信息处理技术均不够成熟。如由于农业环境的复杂性、严酷性等特征,我国农用传感器与RFiD均面临着数据采集精度问题;由于农产品从田间道餐桌需要时时记录各种状态的信息,产生大量的数据,目前的存储算法保存这些海量数据需要很大的存储空间,所以需改进目前的存储算法,降低存储成本;由于农业智能监控及管理是以农业生物为主体,故需研究更为精确的人工智能算法,以适应农作物畜牧多变的环境。这些问题均制约着农业物联网的产业化发展。

3南通市农业物联网发展对策

南通市地处长江三角洲,位于我国沿海、沿江2条经济带的“t”形交汇点,素有“黄金水道”和“黄金海岸线”之称。独特的区域位置决定了建设具有南通特色的外向型高效农业的优势明显,特别是苏通大桥建成以后,标志着南通市农副产品与上海等大城市全面接轨的优势将更为明显。因此,可以从以下四个方面入手,结合南通地域优势,快速发展农业物联网。

3.1加强顶层设计,制定发展规划

农业物联网的发展涉及农业现代化、科技创新、信息化技术、质量标准、市场渠道等多方面,触及的部门较多,资源整合与共享问题较为突出,为了减少重复投资,需强化顶层设计,成立专门的南通市物联网发展委员会协调各方面工作,建立部门联动制,按照政府主导、政企联动的模式,组织科研单位、相关信息技术企业、农业生产单位共同参与,为农业物联网的发展创造良好的环境。

3.2建立运行机制,明确应用模式

鼓励科研院校、高等院校、电信运营商、信息企业等社会力量参与农业物联网项目建设,创建政府主导、政企联动、市场运作、合作共赢的农业物联网应用发展模式,按照需求牵引、技术驱动、因地制宜、突出实效的原则,在大田生产、园林园艺、畜禽水产养殖、温室大棚等领域开展规模化应用,完善农业物联网应用产业技术链,实现农业物联网全面发展。同时,将农业物联网技术培训纳入到农民技能培训规划中,开展直观、实用、通俗易懂的科技培训,推广农业物联网的同时,培养造就一批有文化、懂技术、会经营的新型农民,为物联网产业化发展提供人才保障。

3.3加大投入力度,实现可持续发展

农业物联网作为农业高新技术具有基础薄弱、一次性投入大、受益面广、公益性强的特点,在当前农业产出效益不高、农民收入水平低、农业信息化市场运作不完善的情况下,迫切需要政府加大投入力度,统筹规划、优先考虑、重点支持农业物联网发展,鼓励、支持社会力量参与物联网的发展和建设工作。

3.4加快人才培养,提高创新能力

一方面,加强对现有农业物联网科技人员进行知识强化与知识更新,不断提高其技能和为农民服务的能力;同时,联合高等院校,加快对农业物联网专业人才的培养,提高农业物联网的创新能力;另一方面,联合农业物联网应用企业,加强对农业生产经营人员的培训,提高农业物联网技术应用能力;建立人才激励机制,稳定和扩大人员队伍,满足农业物联网发展的人才需求。

参考文献

[1]袁春新,陈永祥,郭建华.论南通市农业信息化发展现状与对[J].安徽农业大学学报(社会科学版),2012(06):15-18

[2]袁春新,郭建华,魏亚凤,等.农业专家系统及其在水稻栽培中的应用[J].西南农业学报,2002(04):130-133

[3]宋益民,陈惠祥,刘水东.南通设施农业发展的现状及对策[J].江苏农业科学,2012,40(05):414-416

[4]吕连生.农业物联网发展大趋势与安徽省对策研究[J].科技创新与生产力,2013(02):4-8

物联网行业的发展现状篇4

关键词:物联网关键技术发展现状

一、前言

物联网(internetofthings)顾名思义,是实现物物相连的互联网。iot在信息产业领域是继计算机、互联网、移动通信之后的又一次重大变革。物联网是在互联网的基础之上的一种延伸和拓展,本质上就是互联网的一部分,通过信息传感设备,如射频识别系统、红外感应系统、GpS、智能扫描仪、气体感应器等,按照一定的网络协议,赋予物体感知能力,并通过接口将互联网与大量物体连接起来,从而进行信息交换和通信,实现智能化物体识别、定位、跟踪以及监控和管理,甚至实现人类与自然环境的融合。

早在1999年物联网的概念就已经被提出,到2012年中国第一个物联网五年规划――《物联网“十二五”发展规划》颁布,物联网已经被贴上“中国式”标签。

随着物联网应用的快速发展,其关键技术已经被深入研究并取得重大成果,但缺乏总结分析。本文主要分析了物联网系统架构的关键技术的发展现状,对现有的技术进行分析和总结,论述了物联网的发展前景和挑战,最后对全文进行了总结。

二、物联网的关键技术

物联网作为当今计算机网络和信息科学技术的研究热点,具有海量信息,多种接入设备,智能化物物交互的特点。物联网的成功依赖于多种技术的融合,主要包括物联网的系统架构技术,统一识别与识别技术,网络通信技术以及安全隐私保护技术。

1、系统架构技术

物联网的系统架构技术主要包括感知层,网络层和应用层,它要求用户网络服务器具有可扩展性,可靠性,自组织性和用户公平性。感知层即利用射频识别(RFiD),无线传感器网络等技术识别物体并读取该物体的相关信息,读取的相关信息反映物体自身的特点。网络层是物联网实现信息传输,信息处理和服务质量优化的重要环节,并通过与移动通信网,互联网或其它专网相结合,将物体的信息准确地实时传递出去。应用层直接为用户终端提供服务,把感知层得到的信息进行处理,从而实现智能化物体识别,定位,跟踪,监控和管理。

2、统一识别和识别技术

物联网的一大特点是实现物体与物体之间的信息交换,即每个物体都应该是独立的,因此物联网的关键技术应该能够反映每个物体自身的特点。统一识别和识别技术应该包括射频识别(RFiD),无线传感器网络。射频识别技术类似于条码扫描,RFiD的主要功能是非接触式识别,即不需通过机械或光学在识别系统和识别物体之间建立接触,就可以通过无线电技术识别物体并读取其静态信息。对于物联网的发展,了解特定物体的动态信息也很关键,因此依赖于无线传感器网络来探测物体的动态改变,也缩小了生活实际与网络虚拟之间的差距。在物联网快速发展的今天,微型化技术和纳米技术也将快速融入物联网的关键技术,这意味着越来越小的物体将与互联网实现连接。

3、网络通信技术

物联网的网络通信具有通信量大和范围广的特点,它为各种硬件技术包括射频识别,无线传感器系统的控制提供操作平台,并通过移动通信网络,卫星通信等方式实现识别系统和需识别物体端到端的连接。在网络通信的基础上,方便用户对物联网进行有效的管理,降低用户操作物联网的复杂度,且实现了物联网服务质量的最优化,满足了海量通信的需求。现代网络通信技术还引入了云计算技术和自组织组网管理技术,在网络层协调各个部分的任务管理和分配,提高网络传输数据的速度和质量。

4、安全隐私保护技术

安全隐私保护技术可以为物置信息或数据提供安全性和保密性,阻止用户未经授权信息的访问,保护个人隐私和商业机密等内容。安全隐私保护技术的实现还需要其他技术的支持,如云计算保护技术,数据加密和保护技术,用户身份验证技术等。

三、我国物联网发展现状和存在的问题

自2010年我国将物联网写入发展战略和第十二和五年规划,物联网产业得到了很快的发展。到2012年第一个关于物联网的五年计划《物联网“十二五”发展规划》颁布,物联网的发展得到了高度的重视和完善。

物联网的发展为我们的生活带来了很大的便利,但依然存在一些问题。为了让物联网真正地实现在物与物,人与物之间畅通无阻的交流,目前应用在物联网的技术仍然需要不断地完善。主要存在以下几个问题:

1.物联网缺少物联网的统一技术标准。我国各行各业都积极加入到物联网的发展中,但各领域发展产业分散,不能实现互联,这都是国家没有统一物联网技术标准的结果,且物联网想要实现海量信息的处理和物物相连,也需要统一的编码和统一的寻址。

2.物联网的发展技术问题。物联网的发展需要多技术融合和多学科交叉,因此容易遇到技术瓶颈。物联网的技术核心是异构网络,如何实现异构网络的协调和融合,以及如何处理和储存海量的信息,都是物联网发展中存在的问题。

3.物联网的安全性问题。物联网涉及范围无处不在,个人隐私,商业机密,甚至于国家政治军事等信息,如果被泄露后果不堪设想。因此如何保证信息安全问题也是我国物联网发展要面临的挑战。

4.物联网的商业可行性。物联网的建设需要大量的资金投入,而用户的接受度和投Y回报等问题都是无法估算的,且如何使用户自觉维护物联网的问题也是亟待解决的。

四、物联网的未来发展理念

我国物联网的发展应该在物与物互联互通的共性上及时制定统一的标准,采取开放的态度,完善国内物联网与国际物联网的互联,实现快速与国际物联网对接。循环物联网经济产业链,循环经济可以把握物体和资源在配置上的合理性,从而实现物联网的可持续发展。绿色低碳经济发展理念,物联网的智能化很大程度上避免了资源的浪费,“绿色,环保,节能,低碳经济”是现代经济发展的大趋势,随着物联网的深入,各个行业可以节省人力物力,实现环境资源的高效利用。

五、结束语

本文分析了物联网的关键技术,我国物联网发展存在的问题与挑战,并且提出了物联网的未来发展理念。物联网实现了物与物,人与物的信息传递方式,实现了海量数据的处理,信息传递的高效性和便捷性。我国物联网技术的研究也处于世界物联网研究的前列,因此我国物联网技术研究人员应该抓住此时的机遇,争取突破物联网目前发展遇到的问题,从而带动我国信息产业和经济的快速发展。

参考文献:

[1]钱志鸿等.物联网技术与应用研究[J].电子学报,2012年,40(5)

[2]刘锦等.我国物联网现状及发展策略[J].企业经济,2013年,(3)

物联网行业的发展现状篇5

关键词:无锡市物联网产业预警管理

高速成长的物联网产业已经成为无锡市首个列入国家战略层面扶持发展的产业示范区,欣慰之余,我们也看到,物联网作为新兴产业在全国各地发展如火如荼,以其推动区域经济的发展。所以我们应该清醒认识到,作为国家传感网(即物联网技术)创新示范区,物联网产业不仅给无锡市带来机遇,也带来风险。为此,我们在积极抓住目前国家提供的有利机遇的同时,有必要及时实施物联网产业预警管理,促进物联网产业持续、稳定、协调发展。

一、无锡市物联网产业发展现状

回顾无锡市物联网产业的发展历程,主要呈现以下三个特点:

1.起步早,发展快。无锡市早在2010年5月就明确提出“将无锡市建设成为具有一流创新力的物联网技术创新核心区、具有国际竞争力的物联网产业发展集聚区、具有全球影响力的物联网应用示范先导区,积极引领全国物联网产业快速发展与应用”。目前,无锡市已集聚了国内外著名的物联网研发机构32家。2011年,无锡市物联网产业相关产值已超过了700亿元,不可否认,物联网产业的先发优势已经成为无锡市的品牌。

2.政府重视,扶持力度大。目前,无锡市的地方高校纷纷开设物联网专业,在政府的大力支持下,江南大学更是创建了全国首个物联网学院。无锡市和省政府还与中科院共建中国物联网研究发展中心,为物联网建设提供核心技术支撑,目前已连续三届共同招收和培养物联网相关专业硕士研究生。

3.产业相对集聚,有一定研发能力。无锡市已在新区、滨湖区和南长区初步形成了较完备的物联网产业发展集聚区,物联网企业高度集聚,初显产业集群效应。据统计,截止到2011年底,国际物联网标准有5项,无锡就参加了3项。国家物联网标准有10项,无锡则参加了9项。承担的各类物联网研发项目近500项,仅2011年就申请专利403件。

综上所述,无锡市已具有物联网产业发展的先发优势,实施物联网产业预警管理,及时发现物联网产业发展中的倾向性和苗头性问题,加强信息引导,提出对策措施,必将有助于赢得新一轮区域竞争的优势。

二、物联网产业预警管理的内涵及目标

物联网产业预警管理就是指在物联网产业发展过程中针对可能发生的危机而进行的事先预测和防范的一种战略管理手段。它是通过构建必要的预警管理系统,在物联网产业发展、壮大的过程中或经历了一个时期的辉煌之后,及时研究、分析和发现物联网产业面临的危机,警示和提醒相关部门决策者,及时采取防范与调整措施。近日,国家发改委、工信部等部门的联席会议也明确指出,传统产业产能过剩早已成为不争的事实,这一现象已波及新兴产业。为此,我们要认真做好物联网这一战略性新兴产业发展的预警管理,及时发现产业发展中可能出现的风险,加强引导,提出相应对策,促进无锡市物联网产业健康发展。对物联网产业实施预警管理必须在具备可操作性的基础上,结合物联网产业自身特点,达到以下目标。

1.对物联网产业发展水平进行监控。物联网作为新兴产业目前虽然需要政府资助,但最终表现形式是产值或销售收入,进而在一定程度上影响当地财政。因此,物联网产业预警系统的首要目标在于能对物联网产值或销售收入进行有效的监控。

2.对物联网产业技术的先进性进行监控。物联网技术是目前最先进的信息技术代表,其直接的表现形式是物联网的国际标准、国家标准和物联网相关技术的专利,目前无锡市已走在全国的前列,要继续保持在该领域一定的“话语权”。

3.对物联网产业与其他产业的融合性进行监控。物联网产业的特点之一是与其他产业的高度融合性。因此,物联网产业预警管理有必要是对物联网的技术应用情况进行灵敏监控。

4.对物联网产业效益情况进行全面监测。无锡市的经济战略目标的实现要建立在不断提高经济效益的基础上,因此,物联网产业也应以讲究经济效益为目标,对物联网产业效益情况进行全面的监控。

三、实施物联网产业预警管理的基本步骤

1.构建物联网产业预警指标体系。根据上述物联网产业预警管理的目标。可运用层次分析法等方法选取能全面反映物联网产业发展情况的基本指标体系,目前可从总体规模、投入情况、产出情况、效益情况、研况等五个方面展开。具体指标体系将是相关部门需要进一步研究的问题,然后利用专家意见法等进行鉴别并独立分析,对指标进行必要的增减或替代,最终确定预警指标体系。

2.选择合适的预警方法。目前常用的预警方法有景气动向分析法(也称为晴雨表系统),是以景气动向指数和地区(部门)经济扩散指数为分析工具,着重反映对外经贸增长波动所处的位置,即对当前物联网产业是处于增长的上升期还是处于增长的下降期、是处于高峰时期还是处于低谷时期进行判断分析,并能对对外经贸的周期转折点进行追综分析。景气动向指数指标一般是在0至1的区间内变化,指数总是围绕着中心线呈上下波动,根据不同类别的景气动向指数走向可以判断物联网产业波动情况及其未来走向。

3.预警信号系统构建。对物联网产业进行预警管理,就是在确立预警指标体系和预警方法后进行量化分析,便于掌握物联网产业到底面临多大的风险,可以得到物联网产业发展的总体判断和量化概念,以便我们的相关部门及时采取有针对性的政策和对策。我们可以用类似于交通管制信号灯的方法来反映物联网产业的综合变化状况与变化趋势,即将预警信号分为“红色”、“黄色”、“绿色”三种,根据5分制等级测算出各项指标的判定分数并加总成一个综合指数,然后视综合指数落入的区间来判断物联网产业运行状态。

4.预警界限的确定。前述三种颜色信号灯的显示,均是依据指标数值位于哪个信号区域来确定的,因此,对每项指标都要确定信号区域的边界,即预警界限。预警界限的确定并不是一成不变的,要在分析研究我国物联网产业发展的基础上做出适当的调整,以适应实际条件发生变化的需要。对于综合预警信号,即在各项指标的预警信号的基础上确定总指标的综合值。总指标的综合值可通过各指标数值的加权法获得,即将位于绿色区域的指标取值为1,位于黄色区域的指标取值为3,位于红色区域的指标取值为5,然后将各指标的取值数相加获得总指标的综合值。

物联网行业的发展现状篇6

关键词:天津市经济需求;物联网工程;培养方案

物联网技术是推动当今世界科技和经济快速发展的关键技术之一,根据物联网产业特征优化产业结构,可以提高天津市的整体技术水平和经济实力,而培养具有高水平专业技术的物联网人才正是整个战略的基础和关键。

一、天津市经济产业现状调查和物联网人才需求分析

(一)天津市经济产业与物联网产业现状分析

天津是我国老工业基地,自滨海新区开发开放以来,在巩固和提升传统和支柱产业的同时,发展了以航空航天为代表的新型支柱产业。物联网提供的集硬件、网络、平台、应用、流程耦合为一体的高端综合集成服务能力具有重大的应用潜力。

针对物联网的研究和应用起步在天津是比较早的。在计算机、传感器、应用集成和信息安全等领域初步形成了完整的产业链,将发展物联网产业、推广物联网应用、搭建物联网平台、突破物联网技术作为四大重点任务,积极推进物联网产业在天津市社会经济中的发展。

(二)企业物联网技术人员情况分析

目前,社会企业中缺少真正能将物联技术与跨行业产业紧密结合的专业技术人才。造成这一现象的根本原因在于物联网是互联网到物的感知与控制的延伸,计算机与通信专业的人才对传感和控制不熟悉,而电子电气和自动化等专业的人才对通信网络不熟悉。物联网应用向新兴产业发展的趋势越来越明朗,因此需要大量具有计算机、通信网络、传感、控制等专业知识的多学科复合型物联网技术人员。

二、天津市物联网专业人才培养情况分析

天津市高等院校中,天津大学于2010年获得教育部批准开设物联网工程专业,天津理工大学和天津工业大学也于2012年获批开设物联网工程专业,南开大学和天津科技大学于2013年获批开设物联网工程专业。由于物联网的相关研究处于起步阶段,且具有交叉学科的特征,物联网工程专业在不同的学校办学学院也不同,如天津大学该专业在电子信息学院,而我校则隶属于计算机与通信工程学院,因此,天津市物联网专业人才培养的主要问题就在于针对不同学校的情况及特点,建设有各自特色的物联网工程专业。

三、物联网工程专业人才培养方案的设计

(一)专业定位和培养目标

物联网工程专业属于综合性专业,融合了计算机、网络、通讯、控制等不同专业领域,其理论体系覆盖了信息感知、传输、处理及应用等方面。我校的物联网工程本科专业依托计算机与通信工程学院已有的扎实理论基础和领域应用经验,秉承“为天津市社会经济发展服务”的人才培养理念,既重视人文素养和职业素质,同时关注专业理论知识和特色技术专长。

(二)培养模式

我校物联网工程专业学生采用3+1联合培养模式,即大学一、二、四年级在天津理工大学培养,主要负责专业基础课和实践环节的教学培养工作;大学三年级在中华大学培养,负责物联网专业课的教学与学生培养工作;最后成绩合格的学生颁发天津理工大学毕业证、学位证,该模式自2013级开始实施。

(三)教学计划主体框架

根据本专业总体培养目标,在社会、企业、高校等各方面进行了深入调研,充分了解物联网工程专业国内外教育发展现状,依托我校计算机、通信工程、物流等专业优势与特色,构建了一种模式、二个方面、四种能力、六个模块和八个课程群的“分层次、互动式、工程化”培养方案。即确立了一种“与台湾中华大学3+1的联合办学”模式;从“强化理论教学和实践教学”两个方面;围绕着“具备并能应用与本专业相关的科学、数学、工程技术基础知识能力、具有本专业分析问题与解决问题的个人能力和专业能力、能在实际多学科合作团队里工作并进行有效交流能力、具备一定的企业和社会环境下的综合工程实践经验构建能力”四种能力;搭建了包括“数理课模块、人文管理模块、学科基础课模块、专业基础课模块、专业课模块和集中实践课模块”六个模块;“数理基础课程群、学科基础课程群、应用层课程群、传输层课程群、信息处理课程群、感知层课程群、集中实践课程群、人文社科学基础知识课程群”课程群的“分层次、互动式、工程化”的培养方案。

(四)课程设置

1.课程体系与课程群设计。我们首先把专业课程划分为四个知识模块,然后将其分为若干个课程群,按照课程群组织教学和进行课程建设(如图1)。其中感知层课程群包括传感器原理、单片机原理及接口技术、数字信号处理、Linux操作系统、物联网控制技术、嵌入式系统和数字图像处理;信息处理层课程群包括人工智能、JaVa程序设计、定位技术与应用、数据库课程设计、辨识技术概论、物联网信息处理技术、云计算平台技术和物联网软件开发设计;传输层课程群包括物联网通信技术、基于ipV6的网络、物联网控制技术、无线adhoc网络技术、网络与协议、物联网安全与验证技术和模式识别与状态监控;应用层课程群包括物联网中间件技术、智能物流信息系统与设计、物流与供应链管理和物联网应用系统综合设计。

2.实践教学体系设计。物联网工程专业强调工程应用,培养过程中的实践教学至关重要。我校的物联网工程专业以学生为主体,理论教学以问题驱动模式组织。实践教学从具体实验开始,经过课程设计、综合设计、竞赛和毕业设计等,培养学生逐步具备基础能力、综合能力、应用能力和创新能力,辅助不同层次的评价机制,力求培养适应物联网产业需求的工程应用人才(如图2)。

四、结语

物联网工程专业在21世纪的工业革命潮流中属于新兴学科,市场需要大量优质的物联网人才,如何培养出满足社会需求、真正服务社会的物联网特色人才是目前亟须解决的问题。各个高校基础不同,地方人才需求层次方面也不尽相同,只有着眼自身条件,发挥自身优势,充分调研市场需求,有的放矢地进行物联网教学内容优化,才能在物联网专业发展大潮中找到自身的定位与价值。

参考文献:

[1]隋博文.广西物联网产业发展的机遇、挑战及对策建议[J].物联网技术,2013,3(5):74-75.

[2]郭惠.物联网专业人才培养模式的探究[J].微型电脑应用,2011(10):10-11.

物联网行业的发展现状篇7

物联网是新一代信息技术的重要组成部分,其特征是通过传感器等方式获取物理世界的各种信息,从而提升对物理世界的感知能力,实现智能化的决策和控制。我国政府对物联网发展给予了高度重视。早在1999年中国科学院就开始研究传感网;2009年,总理做出指示,要在无锡建立中国的“感知中国”中心;2010年,国务院将物联网等新一代信息技术纳入战略性新兴产业。总之,国家重视发展物联网,给予很强的政策支持力度。

物联网在制造业领域具有广阔的应用前景。物联网在制造业领域,主要是通过RFiD、仪器仪表、工业控制等技术实现对工业全流程的“泛在感知”,并以此为基础实施优化控制,来达到提高产品质量和节能降耗的目标。通过以物联网为代表的信息领域革命技术来改造传统制造业,是我国制造业升级发展的迫切需求和必由之路,物联网的发展将极大的促进制造业“两化融合”的发展。

物联网在制造业的“两化融合”可以从以下四个角度来进行理解:

生产自动化:将物联网技术融入制造业生产,如工业控制技术、柔性制造、数字化工艺生产线等;

产品智能化:在制造业产品中采用物联网技术提高产品技术含量,如智能家电、工业机器人、数控机床等;

管理精细化在企业经营管理活动中采用物联网技术,如制造执行系统meS、产品追溯、安全生产的应用;

产业先进化:制造业产业和物联网技术融合优化产业结构,促进产业升级。

生产自动化

将物联网技术融入制造过程的各个环节,借助模拟专家的智能活动,取代或延伸制造环境中人的部分手工和脑力劳动,以达到最佳生产状态。通过应用整合信息系统、人机界面设备(pLC触摸屏)、数控机床、机器人、pDa、条码采集器、传感器、i/o、DCS、RFiD、LeD生产看板等多类软硬件的综合智能化系统,实现布置在生产现场的专用设备对从原材料上线到成品入库的生产过程进行实时数据采集、控制和监控。同时,智能制造系统实时接受来自eRp系统的工单、Bom、制程、供货方、库存、制造指令等信息,同时把生产方法、人员指令、制造指令等下达给人员、设备等控制层,再实时把生产结果、人员反馈、设备操作状态与结果、库存状况、质量状况等动态地反馈给决策层。

产品智能化

利用传感技术、工业控制技术及其他先进技术嵌入传统产品和服务,增强产品的智能性、网络性和沟通性,从而形成先进制造产品。所谓智能性,指产品自己会“思考”,会做出正确判断并执行任务。比如智能冰箱能根据商品的条形码来识别食品,提醒你每天所需饮用的食品,商品是否快过保质期等;所谓网络性,指产品之间可以通过网络进行联系。比如智能电表可以同智能家电形成网络,自动分析各种家电的用电量和用电规律,从而对用电进行智能分配;所谓沟通性,指产品和人的主动的交流,形成互动。比如电子宠物可感知主人的情绪,根据判断用不同的沟通方式取悦主人。

管理精细化

以RFiD等物联网技术应用为重点,提高企业包括产品设计、生产制造、采购、市场开拓、销售和服务支持等环节的智能化水平,从而极大提高管理水平。将RFiD技术应用于每件产品上,即可实现整个生产、销售过程实现可追溯管理。在工厂车间的每一道工序都设有一个RFiD读写器,并配备相应的中间件系统,联入互联网。这样,在半成品的装配、加工、转运以及成品装配和再加工、转运和包装过程中,当产品流转到某个生产环节的RFiD读写器时,RFiD读写器在有效的读取范围内就会检测到编码的存在。epC代码将成为产品的唯一标识,以此编码为索引就能实时地在RFiD系统网络中查询和更新产品的数据信息。基于这样的平台,生产操作员或公司管理人员在办公室就可以对整个生产现场和流通环节进行很好的掌握,实现动态、高效管理。

产业先进化

物联网行业的发展现状篇8

【关键词】即时通信物联网移动互联网

1引言

即时通信业务可以实现用户状态的订阅、获取、更改和即时消息的发送、转寄/拒绝等。自1998年面世以来,特别是近年来的迅速发展,截至2009年底,国内即时通讯用户规模已突破2.77亿,其中手机即时通讯用户约占总体用户的1/3,规模达9141万。即时通讯用户中,20~29岁的青年人群所占比例高达40.2%,人数达1.11亿。这一人群同样也是移动即时通讯的最大用户群体,占到了整体比例的53.7%。

在目前国内的即时通信市场上,主要有腾讯QQ、微软mSn、阿里旺旺等产品;但除了腾讯和微软外,其他公司推出产品的时间都很短,手机用户也极少,市场有待开发。由于运营商拥有其他产品开发商所无法比拟的网络优势和用户规模,能够同时连通众多手机、pC、掌上电脑,已具备改变市场格局和即时通信使用习惯的条件,目前各个运营商都在积极发展典型的移动互联网业务――即时通信(impS),中国移动推出飞信,中国联通推出超信,而中国电信通过和微软的合作推出了天翼LiVe,当然现在无论在功能上还是在客户群体的大小上,它们都还无法与QQ相提并论。

值得注意的是,现在即时通信不只是一个单纯的聊天工具,其功能日益丰富,逐渐集成了电子邮件、博客、音乐、电视、游戏和搜索等多种功能。它已经发展成集交流、资讯、娱乐、搜索、电子商务、办公协作和企业客户服务等为一体的综合化信息平台。但还仅限于人和人之间的通信。

另外,无所不在的“物联网”通信时代即将来临,世界上所有的物体,如轮胎、房屋都可以通过因特网主动进行交换。射频识别技术(RFiD)、传感器技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。“物联网”概念的问世,打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和it基础设施分开:一方面是机场、公路、建筑物,而另一方面是数据中心、个人电脑、宽带等。而在“物联网”时代,钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施,物体或者机器通过传感器把温度、湿度、健康数据等准确地获取,转换成电子信息传递到信息中心进行处理,从而实现人与机器、机器与机器之间的信息交流。

现在的物联网基于web3.0,这需要一些新的技术,比如说传感技术使得互联网更多地融入物理世界;网络传输技术比如3G、4G实现了移动互联、无线传感器网络(wSn)技术等。我们认为物联网的本质还是扩大互联网应用,尤其是行业应用。按照这一思路,我们需要寻找传感器技术与移动互联网技术的结合,本文考虑将移动互联网的重要手段――即时通信应用于带有传感器的机器,从而将即时通信的用户从人群扩大到机器,通信从人与人之间扩大到人与机器、机器和机器之间。

2实现方案

impS业务是由instantmessage(im)业务和presenceService(pS)业务组成的。im业务,可在一系列的参与者间实时地交换各种媒体内容信息,并且可以实时知道参与者的信息,从而选择适当的方式进行交流,它具有便利、快捷、直接的特点,非常适合朋友之间、组织内部以及企业和客户之间的交流。pS业务,就是使得参与实体(人或者应用)通过网络实时和修改自己的个性化信息,比如:位置、心情、连通性(外出就餐、开会)等,同时参与实体可以通过订阅、授权等方式控制存在信息的范围。pS业务可以通过e-mail、SmS、im等方式通知用户状态信息。

按照im和pS的不同实现机制,我们考虑两个实现方案:

(1)im方案

该方案类似于点到平台的短信方案,如图1所示,服务器是控制机器的,包括对它的新建、删除,以及知识管理等;所有传感器从现场获取的数据会传给信息处理中心节点,然后再发送给机器引擎;用户信息数据库用来存储拥有该业务功能的用户信息,因为所有即时通讯的用户都可以添加该物联网机器为好友(如图2所示),但并不是所有人都能从它那里获取到物联网的信息,必须是购买该业务功能的企业或行业用户才行。

首先,服务器端(机器引擎)需要新建一个机器,机器的本质就是一个联系人,只不过它是和机器的信息相关联,它是由机器引擎来控制,而不是由用户控制;用户添加该机器后,向其发送问题请求;机器引擎通过知识分析,将问题号及用户的相关信息通过调用http/webservice接口发送到物联网的网关控制节点。网关控制节点通过查询用户数据库,判断用户是否合法;若合法,便会从传感器网络中获取用户需求的数据,并通过http/webservice接口返回给机器引擎。机器引擎获取到数据后,会把数据呈现在用户添加的机器聊天界面。

(2)pS方案

呈现功能指当用户状态发生变化时,其状态信息(脱机、联机、离开、马上回来等)也随之进行相应的变化,便于他人随时查看所要联系的用户的在线状态。需要带有传感器的手机能获取手机周围的状态信息,然后在手机主人的后面进行呈现,如图3所示,如果Steven的手机上自带有温度传感器或者可通过Zigbee/Bluetooth等近距离技术从外部温度传感器上获取温度信息,那么Steven周围的温度即可呈现在状态信息中。

3前景分析

目前移动互联网和物联网正处于发展上升期,寻找其结合点对于中国电信运营企业意义重大,为了和QQ等互联网企业差异化竞争,需要挖掘自己的特色,比如结合现有的家庭客户和行业客户开展人与人、人与机器、机器与机器之间的通信。

impS已经成为电话、短信之外不可缺少的通信工具,目前其用户只包含人群,如果让impS将机器用户也包含在内,将会使得用户数大增,并给人们工作和生活带来极大便利。因此,impS的目标客户将包括关心各种手机传感信息的公众客户和通过手机传感收集器获取有关信息的行业客户。

4结束语

本文提出了两种实现人机用户即时通信的技术方案,im方案通过业务平台侧修改就可以实现,pS方案则需要带有传感器的终端配合。我们相信如果能让物联网的触角――传感器与手机结合,将使得人群的状态更加丰富,成为人们交往的另一通道。值得特别注意的是物联网是跟物理世界打交道的,在互联网上呈现时,隐私和安全更为重要,因此对用户的认证环节需要特别关注。

参考文献

[1]易观国际.2010年第1季度中国市场移动im数据监测报告[R].2010.

物联网行业的发展现状篇9

关键词:物联网环境;多维度协同物流管理;有效措施

0引言

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

1物联网环境下多维度协同物流管理中存在的问题

1.1物联网在物流信息融合的管理上不能满足物流的实际需要

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

1.2物联网环境下物流的信息化建设问题

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

1.3物流企业没有形成一个整体

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

1.4物流资源的调度、协同控制水平不能满足物联网需求

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

2物联网环境下提高多维度协同物流管理发展水平的有效措施

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

2.1加快物联网的技术创新

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

2.2加快我国物流的信息化发展

目前,随着信息化技术的不断发展,我国物流的信息化建设是物流企业未来的发展趋势,因此,为了加快我国物流的信息化发展,就必须从以下几点着手:

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

2.3建立互利共赢的物流体系

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

2.4优化物联网环境下的资源调度以及协调控制应用

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

3结束语

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

参考文献

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

物联网行业的发展现状篇10

关键词:物联网;ZigBee技术;农业精准灌溉系统

0引言

物联网是近年来新兴的一种信息技术,它被认为是继计算机、互联网技术后一次新的技术革命。针对在传统的农业种植中,人们获取农田信息主要是通过人工测量,做出决策一般依赖的是经验管理。这种粗放的管理方式极大地阻碍了农业的发展。对农产品产量与质量的提高都有一定制约的作用,缺乏精确性。人们尝试将物联网技术应用于农业中。在文献[1]中,采用了物联网技术对农业中病虫害进行监测。在文献[2]中,采用了物联网监控农田环境来为精准灌溉系统提供决策支持。它将传感网络采集的农田的温湿度和光照强度等参数传人互联网,应用层通过分析农田各参数之间的关系,找到一个优化的灌溉方案。

目前,物联网技术在农业中的应用是将大量的传感器节点构成监控网络,通过各种传感器采集信息后传输给应用层的管理中心,管理中心对采集的数据进行处理。人们通过采集的数据了解农作物的生长情况。一旦数据出现异常,可以通过传感网络里的节点来定位,找出异常点,实现精确定位,具有比较强的实时性。因此,物联网技术在农业中的具体应用有望为农业带来划时代的变革。

以ZigBee无线通信技术和物联网为基础,文章提出了一种精准灌溉农业系统的框架。它通过布置在田间的传感器节点来采集数据,根据采集的数据来分析田间农作物的生长状况,及时反馈农作物信息,体现了实时性。根据田间传感节点的布置位置生成一个田间模拟图。由模拟图上的节点来设置灌溉的区域与灌溉的时间,体现了精准性。

1物联网与ZigBee技术

1.1物联网

物联网的概念是首先由美国麻省理工学院提出的,认为物联网是将所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理的网络。物联网相对于互联网来说,重心在物,它是“物物相连的互联网络”。这阐述了两层意思:①物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上延伸和扩展的网络;②其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间。进行信息交换和通信。

物联网的体系结构按照功能划分可以分为三层:传感网络层、传输网络层、应用网络层。传感网络层主要由带有一系列传感器的节点组成,这些节点被部署在监测区域内,负责信息的识别和采集。然后将采集的数据通过无线信道进行传输,通过多跳路由到基站,再由网关连接到外部网络。传输网络层主要是指由互联网、广电网、通信网或下一代网络对来自传感网络的数据进行传输和分析处理。保证传感网络中采集的数据能进行安全无误的传输,为应用层提供服务。应用网络层主要指用于操作的输入输出控制终端。通过诸如电脑、手机等终端来观测、监控物体的情况。物联网的处理流程是在传感网络收集信息后,通过传输网络传输到管理中心,由管理中心进行信息的分析与处理,然后提供给应用终端进行使用。

1,2ZigBee技术

ZigBee技术是一组基于ieee802.15.4无线标准研制开发的有关组网、安全和应用软件方面的通信技术。它是一种短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线网络技术。相对于其他无线网络技术,ZigBee技术可以大大节约成本,提供可靠性。

2系统总框架

本系统总框架由图1所示,本系统框架的网络可以划为传感器网络、通信网络、应用网络三个部分。传感器网络包括了带有传感器及无线发射模块的终端设备,ZigBee无线路由器与协调器。无线传感网络中节点附带的各种传感器用于获取周围环境的信息,诸如电压、电流、水位、水压等。传感器网络与通信网络之间采用ZigBee技术进行消息的发送与接收。通过串口连接协调器与上位机,实现通信控制的功能。在应用网络中,远程服务中心用于远程管理与查看所有农田的状况,田间管理中心用于管理员对自己管辖的农田进行状态查看与灌溉操作。该系统的设计满足了物联网体系三层结构,保证数据的采集、传输与处理,实现软硬件之间的通信控制。它能实现搭建的无线传感网络的数据采集、数据处理、数据传输的功能。

3软件设计

软件设计分为两部分:田间管理中心与远程服务中心。

3.1田间管理中心

田间管理中心主要是为田间某个独立灌溉系统配套的ZigBee无线系统软件,它是灌溉自动化系统的现场人机操作站。它主要包括了四个模块。

(1)地图绘制模块

地图绘制模块主要用于两种情况,一是调入特定的地图来显示田间布局情况,二是根据实际需要绘制田间的布局情况。当在田间部署好带有传感器的节点、路由、阀门控制器等设备后,可以根据田间的形状以及节点部署的位置来绘制一个田间的模拟图。当用户想要对某块区域进行灌溉时,只需选择区域附近的节点进行命令下发,实现精确的定位。它能根据模拟图与真实田间的比例关系来设定灌溉的区域与时间。通过定位到节点,以节点中心,设置灌溉区域的参数,实现按量与精准灌溉。

(2)电磁阀管理模块

此模块主要是电磁阀的时序控制与电磁阀状态的管理。时序控制包括了两个方面:一是单个电磁阀的随机控制,二是整个灌溉系统的编制轮灌控制。

单个电磁阀的随机控制指可以任意选择控制的电磁阀进行操作。控制节点通过对灌溉阀的操作来控制电磁阀的开关状态。根据电磁阀的状态,发送命令到无线通信模块,进行喷灌阀的喷灌操作。

编制轮灌主要是指将整个系统的电磁阀分组,设定每组的轮灌开始和结束的具体时间。通过选择轮灌时间连续的组,实现连续喷灌。在轮灌期间用户可以查看已经编制的分组和正在执行轮灌的系统状态,而且用户可以取消正在执行的轮灌作业任务。

(3)信息管理模块

信息管理模块主要包括电磁阀状态信息管理、土壤水分以及田间气象信息管理、电压、电流、水位、水压数据信息管理。其中对电磁阀的状态信息管理是指对电磁阀的状态信息进行收集、显示、存储。出现错误能即时报警。土壤水分以及田间气象信息管理是能实现土壤水分以及田间气象数据采集时间的远程设定,实时采集、实时显示,分析与存储土壤水分以及田间气象数据。电压、电流、水位、水压数据信息管理是指能监测电压、电流、水位、水压的实时数据,能设定各自的报警数值。

(4)通信管理模块

该模块主要是与远程服务中心交换数据,能执行远程服务中心向田间管理中心的指令。它能管理用户信息和网络通信,实现与无线模块的通信。

3.2远程服务中心

远程服务中心主要用于管理员远程监管所有的农田,查看农田中设备的运行情况。根据管理的对象不同。可以划分为以下三个模块。

(1)设备管理模块

该模块是用于汇总、显示、存储全部项目点的网络通信管理、电磁阀管理、信息管理等,用于提供一个全局的视图。

(2)项目点管理模块

在远程服务中心。每个田间管理中心是作为其所管辖农田区域的一个项目点。项目管理模块用于管理所有的项目点,包括项目点的添加、修改与查询。

(3)权限管理模块

项目点根据所处区域的不同,对不同区域的用户规定了查看的项目点的范围。不同身份的用户分配了不同的权限,用户在第一次登录界面后会显示所有项目点,但是用户只能进入有权限的项目查看项目信息。

4硬件通信

系统硬件部分采用了ZizBee技术实现信息的无线传输,系统研究的ZigBee网络就是由一个协调器以及多个路由器和多个终端设备组成。

4.1通信实现流程

在系统中,通信是一个双向的过程,即命令的下发与消息的接收。通信的实现要保证上位机接收来自各个ZigBee节点的信息,同时上位机也能下发控制命令。

实现通信由两部分组成:①上位机与ZigBee节点的通信;②上位机与终端设备(例如阀门控制器)的通信。其中上位机与终端设备的通信必须经过ZigBee节点作为中介进行传输。因此由上位机进行终端设备的操作,首先要将上位机要下载的数据打包到Zigbee通信包中。然后由ZigBee节点通过串口传给终端设备,通过分析处理通信包后操作终端设备。

4.2数据结构

在通信过程中,数据是以帧来进行传输。帧包含:帧头+长度+设备类型+地址+数据+帧尾。本系统中,帧数据类型根据系统需要主要分为五种:①C0:节点发送数据;②C1:节点接收数据;③C2:节点异常;④C3:节点唤醒;⑤C4:节点模式切换。

系统根据下发的不同命令,使用不同的帧来进行通信,实现控制的功能。其中阀门控制器内部的控制流程如图2所示。

4.3串口通信

串口通信是实现上位机与终端设备之间必不可少的环节。串口通信由上位机下发串口数据,数据再由ZigBee网络下发到相应的节点。在通信过程中,整个数据命令分为两大部分:一部分是ZigBee网络控制命令,另一部分是终端设备的命令。它使用ZigBee串口输出命令。ZigBee节点通过串口,把需要的命令转发给终端设备,例如阀门控制器中的开阀,关阀,查询状态等命令。串口通信的通信图如图3所示。

其中,串口数据采用的命令格式:数据头+数据长度+数据类型+数据+数据尾。

5结语

采用物联网中的ZigBee技术实现无线传感网络中信息的传输,通过传感器采集的信息来判断田间土壤的水分缺失情况,通过按需按量进行灌溉,实现合理灌溉。通过根据实际的设备布置情况,绘制出田间以及设备的模拟图。然后通过操作模拟图进行命令的下发,设定灌溉区域与时间,实现精准灌溉。将物联网技术应用在农业上是我国农业发展的一个趋势,它将推动农业向智能化、自动化发展。利用物联网技术对农作物的生产进行精细化管理和调控,促进农业整体水平的提高,并打造“数字农业”之路。农业中涉及了农作物监控、农产品流通、农作物养殖、农作物灌溉、农作物存储等各种领域。发展智能化数字化农业,物联网技术缺一不可。因此物联网在农业应用领域将具有远大的应用前景与产业价值。

参考文献