物联网技术的研究范文

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[中图分类号]C939

[文献标识码]A

[文章编号]1671-5918（2015）21-0091-02

前言

学校是我国培养人才的重要机构，也是我国实现自身发展和建设的有利保障。校园安全问题，是当下人们广泛关注的热门话题之一。近年来，我国校园频发事故，新闻报道中经常提及校园内发生的打架斗殴事件，除此之外，一些社会人员在校园中殴打学生的新闻也是屡见不鲜。维护校园的安全和稳定，对校园实现有利监控，避免安全事故发生，是当下教育行业面临的一个重要议题。如何对我国校园实现有利的监控，采取有效的技术手段实施实时监控，这样一来，有利于对突发事件进行有效控制，避免事态扩大化。本文对校园监控技术的研究，主要以物联网技术的实际应用为主，分析了物联网技术在进行校园监控过程中的优越性，并就其具体实施手段进行了相关分析和阐述。

一、物联网技术的发展现状

物联网技术，是一种利用信息传感器，按照约定协议实现信息传播的技术手段，通过信息传感设备，可以对人、物进行有效的监控。同时，物联网技术是互联网技术的一种，主要利用计算机互联网技术，实现物与物、人与物、人与人全面互联的网络。利用物联网技术，可以更好的对信息进行获得，并且为智能化决策和监控提供有效的依据。物联网技术在当下社会得到了广泛的推广和应用，其应用主要以监控系统为主，通过利用物联网感知层、网络层、应用层的功能，实现信息监控这一目的。

物联网技术在实际应用过程中，要注意传感器、二维码、射频设别、多媒体设备网络系统的连接问题，充分发挥设备功能，为物联网进行信息决策提供有力依据。同时，在进行监控系统设计过程中，需要考虑到网关和接入网络构造，以及网络之间的融合问题，注重信息管理以及业务分析管理，发挥物联网技术在监控系统中的重要功能。

二、物联网中主要技术手段分析

以物联网技术实现监控系统设计过程中，要充分考虑到物联网的射频识别技术、无线传感器网络、网络摄像机以及Zig-Bee技术的实际应用，只有科学合理的应用这四种技术，才能更好发挥出物联网技术的监控功能。

（一）射频识别技术分析

射频识别技术是物联网技术中非常重要的技术之一，它由标签、读写器、天线三个部分构成。其中，标签是耦合元件及芯片组成的。每一个标签都有着唯一的电子编码，标签中有着一定的空间，用来满足用户输入信息的要求。标签还具有识别目标对象的作用；读写器是一种读取和写入信息的设备，具有数据交换功能；天线则是一种信号传输装置，是实现标签和读写器之间信号传输的装置。射频识别技术之所以能够完成信息跟踪，就是因为标签、读写器、天线三者的合作。在实际工作过程中，读写器通过发射信号到达标签，标签利用天线进行信号频率感应，从而获取标签所在位置。根据标签所在位置，进行信息跟踪，从而进行任务部署和执行。

（二）无线传感器网络分析

无线传感器网络是由分布式传感节点、信号接收器、网络和用户接口等装置构成。其中，在无线传感器网络当中，分布式传感节点是十分重要的一环，其具有数据采集作用。传感节点主要有数据采集单元、数据处理单元、数据传输单元三大部分构成。无线传感器网络在实际工作当中，通过对节点的有效布置，完成对对象的实时监控。物联网技术在利用无线传感器网络进行节点布置时，实现了对监控对象信息的采集、处理、传输工作，根据这些数据信息，进行控制和操纵。无线传感器技术的完善和发展，使其在监控设备中得到了广泛的应用，将无线传感器网络应用于校园监控当中，无疑将起到十分重要的作用。

（三）网络摄像机技术分析

网络摄像机技术，是物联网技术应用的又一重要方面。网络摄像机技术实现对信息的采集，并且可以进行图像拍摄，有效地实现了监控目的。网络摄像机主要由镜头、声音传感器、图像传感器以及网络接口等部分构成。在应用于物联网技术当中，网络摄像机主要采取数字化视频信号，通过网络总线的连接，实现了信息的传输工作。网络摄像机应用十分广泛，可以更好地实现监测目的。

（四）ZigBee技术分析

ZigBee技术更加适合于远程监控，它是由数千个微小的传感器构成，可以实现传感器之间的相互通信，并且以接力的方式实现了信号的传输工作。ZigBee技术适合于数据流量较小的业务，具有功耗低、成本低等优点，将之应用于校园网监控系统当中，有着较为广泛的发展空间。

三、校园监控系统设计

为了更好确保校园安全，在进行校园监控系统设计过程中，要对传统设计模式存在的弊端予以改善，加强对物联网技术的实际应用，站在全面的角度对监控系统设计进行分析，确保监控系统的全面性和稳定性，更好实现监控目的。传统的校园监控系统存在着成本高、效率低等缺点，这样一来，一旦发生安全事故后，很难及时反应过来，当反应过来的时候，事故已经造成了相当大的影响。物联网技术在实际应用过程中，要注重统筹兼顾的发展模式，站在整体的角度进行分析问题，以构建系统体系作为校园监控技术发展的目标，实现监控系统的全面性和稳定性，更好实现校园安全。

四、基于物联网技术的校园监控技术研究

校园监控技术的实现，要以物联网技术作为其发展的根本，利用物联网技术强大的监控功能，可以更好实现校园监控系统目标。针对于物联网技术的校园监控技术研究，本文将从以下几个方面进行阐述。

（一）射频识别技术下的校园门禁系统

利用射频识别技术（RFID）设置校园门禁系统，可以用来验证学生的身份，将一些身份不明的外校人员拦截在门外。在实际应用过程中，学校会将RFID卡发放给学生和老师以及学校的工作人员，让他们以RFID卡作为进出学校的凭证。学校利用RFID卡进行校园监控，可以减少一定的麻烦，避免一些校外人员进出学校，对学生的安全造成一定的威胁。同时，在实际设计过程中，学校的相关场所，例如大门、图书馆、实验楼等位置也要凭卡出入，可以方便校方管理。在设置RFID卡时，要对学生的实际信息进行输入，并对信息进行备份存储，当学生将RFID卡弄丢失时，可以更好地进行补卡操作。校方在设计RFID卡时，还可以根据实际情况，加强此卡的作用，例如进行图书借阅、考勤管理等事情。

（二）网络视频监控系统的应用

网络视频监控系统，是校园监控技术中较为重要的一环。在进行校园监控技术设计过程中，要充分发挥网络视频监控系统的作用，对校园内的实际情况进行有效的视频监控，对突发事情可以更好地掌握，并以此采取有效措施解决突发事件。物联网技术下的网络视频监控系统，利用宽带网络实现了信号传输，并通过视频监控设备对校园内的情况实现了有力监控。网络视频监控系统拥有数据收集、数据传输、数据存储、数据处理等作用，在进行监控过程中，可以进行相关的预警工作，将之应用于校园监控技术当中，可以更好地应对突发事件，并且能够在最快的时间内作出反应，将突发事件的影响性降到最低效果。网络视频监控系统在校园监控技术当中应用时，要注重系统的报警功能，一旦遇到突发事件，监控人员对事件程度进行分析，若是校方无法解决的事情，立刻进行报警。网络视频监控系统，是校园监控技术当中不可或缺的一部分，它是保证校园环境安全，应对突发事情的重要监控设备。

（三）防火报警系统的应用

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1.2TeamViewerTeamViewer是一款国外软件，其可以穿透任何防火墙或者NAT的后台以支持远程控制，用以桌面共享和文件传输，操作比较方便快捷。当我们需要连接两台计算机或者说智能终端时，只需要在两台计算机或者终端上同时运行TeamViewer软件，因为软件的简单性，甚至不需要选择安装。该软件第一次启动在两个终端上自动生成伙伴ID。只需要输入你的伙伴的ID到TeamViewer，然后就会立即建立起连接。因此，可以看出在智能手机或其他智能设备上安装此软件，亦能和同样安装此软件的电脑通过某种网络产生通信，并能控制其运作。当然这需要计算机和终端均连接互联网。

1.3WifiWi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备（如PDA、手机）等终端以无线方式互相连接的技术。Wi-Fi是一个无线网路通信技术的品牌，由Wi-Fi联盟(Wi-FiAlliance)所持有。目的是向改善基于IEEE802.11标准的无线网路产品之间的互通性的厂商收取专利费。Wi-Fi上网可以简单的理解为无线上网，几乎所有智能手机、平板电脑和笔记本电脑都支持Wi-Fi上网，是当今使用最广的一种无线网络传输技术。

1.4AndroidAndroid是一种基于Linux的自由及开放源代码的操作系统，主要使用于移动设备，如智能手机和平板电脑，由Google公司和开放手机联盟领导及开发。2013年09月24日谷歌开发的操作系统Android在迎来了5岁生日，全世界采用这款系统的设备数量已经达到10亿台。在本文研究系统中提及安卓平台，是因为其无以伦比的兼容性吸引了绝大多数只能手机终端使用，并且支持TeamViewer软件无障碍运行，是本文研究系统不可或缺的操作平台。

2系统运行原理

整个系统包括安装TeamViewer的终端设备（智能手机），和同样安装此软件的电脑，电脑上安装有中央控制系统软件，wifi设备，每个烘烤房子都有其温湿度自控仪，自控仪可以读取实时的温度和湿度，并能显示出来，当一旁的员工看到后可以根据其变化用智能手机终端向电脑发送改变信息，然后电脑通过wifi接收信号并通过控制系统向员工所在的烘烤房发送指令，使其改变温湿度。

3案例比较

现将三种不同的烘烤流程进行横向对比来说明信息化终端技术所存在的优势。比较的条件为，均采用下部叶为烟叶原料，设计为三个员工轮流上班（三个人轮班，每班八小时），比较的项目是烘烤技师在六个工作日完成烟叶的烘烤，所能同时操作的最多烤房数目。下部叶在烘烤中体现的特点有：水分较高，页面较薄，干物质比较少，不耐熟，容易烤。其容易全部变黄，并呈现初期变黄用时长，后期变黄用时短，变黄后变黑用时也短。容易脱水，而大量烟叶的脱水会导致烤房内湿度大涨，导致排湿困难。烟叶注意要点：可以较早采摘，以叶色变化为主要成熟度判断依据，颜色略带落黄就可以采收。操作要点：先拿水、后拿色，防烤黑。变黄湿球温度35—36，温度38—39，干湿差2—3。转火时烟叶变黄轻快比较低，比较干燥，定色升温速度用时比较少，并适当延长42、46、48温度段时间，烘烤时间可以以控制在合理的时期内，6天左右就可以烤一炕烟。

3.1传统烘烤流程笔者通过深入观察和研究，模拟传统烟草烘烤方法，即在一切操作都手工控制的情况下，一个熟练的烘烤技师使用温度计、湿度计和电动风口的通风措施，手动调节温度和湿度以及通风情况。因为传统烘烤流程包含七个阶段，每个阶段都有复杂的工艺环节和注意事项，经验丰富的技师在同一时间里也只能操作5个烤房，使其能在烟叶烘烤整体时间上不浪费。

3.2运用中央控制系统的烘烤流程现代化密集型烤房因为采用了中央控制系统，对于温度和湿度的读取变得简单、准确而直观；中央控制系统对烤房的温湿度可以直接控制调节。在试验中笔者采用了中等规模的密集烤房群（120个烤房）。在传统人工烘烤方式中，技师在读取温湿度并手动调节需要15分钟，而在运行了中央控制系统的密集型烤房里，技师所需要的时间是从烤房读完数据到中央控制器电脑所在房间所需要的平均时间，这里确定为3分钟。从这一数据可以看出，使用中央控制器的密集型烤房系统，一个技师可以同时控制25个烤房以达到下部烟叶正常烘烤的目的。

3.3运用移动控制终端的烘烤流程在移动控制终端控制中央控制软件的烘烤自动化系统里，因为有了无线通信工具，烘烤技师在读取温湿度等数据后，使用无线终端发送数据给中央控制电脑，没有了来回走动的时间浪费，但因为发送信号需要时间，因此整体上节约时间大概为没有采用终端控制系统的一半。因此其单个技师最大操作烤房数目为50个。由此可见，原始的烘烤烟草技术已经完全没有任何优势，效率非常低，所烘烤的半成品质量也低下。虽然目前多数烤房都运用了中央控制系统并节约了很大的物力财力，但并不是没有改进的空间。采用移动终端控制中央控制器的系统所添加的设备并不多，却能把单个技师操作能力提高一倍左右。

4可行性研究

任何一项新的技术或者项目的确立都需要进行可行性分析，可行性分析一般包括经济、技术、社会三个方面。

4.1经济可行性在设有中央控制系统的烟草烘烤领域，其已经具备了一定的自动化能力。在一个典型的包括120个烤房的密集型烤房群中，有120个控制仪和一台电脑，电脑安装有中央控制系统。我们所要增加的是一台wifi设备，一个智能终端（一般由智能手机充当），和用于智能终端android操作系统下和电脑Windows操作系统下的TeamViewer软件。Wifi设备在这里可以用无线路由器实现，电脑也需要连接互联网，因此需要宽带费用，智能终端作为工作工具需要配备手机卡。以目前的市场价格，性能较好的智能手机3000元；TeamViewer软件费用为个人版是4659美金，即大约30000元；宽带费用为每年1000元，无线路由器为100元；手机卡最低套餐可参考移动神州行卡，年度为60元。因此可以推断运行此系统第一年投资为34160元，而次年投资额则降为1060元。这相对其产生的巨大效益来看，无疑是非常值得的。因此具备经济可行性。

4.2技术可行性前文已做过技术概述，TeamViewer软件具有穿透各种防火墙等内网措施而直接与终端通信的能力，并且其全新手机版本也可以无障碍在Android系统下的智能手机上运行。无线路由器设备通过对有线宽带端的放大，可以让智能手机方便在一定区域（烤房群）里和互联网相连。安卓手机与电脑通信以控制中央控制系统就是水到渠成的事了。

4.3社会可行性本技术革新是对传统工业领域自动化的一种尝试，没有环境污染，对社会没有明显的破坏性；能对烟草烘烤方面进行技术的支持，有一定的社会效益。因此具备设计可行性。由此可见，使用智能终端控制烘烤烟草的自动化技术是具备经济、设计、技术的可行性，我们确定此项目具备一定的实用价值和可行性。

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引论

物联网主要是利用现代网络技术及通讯技术和传感技术将实际的物体同互联网进行对接，从而实现监管、定位跟踪和识别物体的技术。从技术层面讲物联网技术包含了红外感应技术、射频识别技术、激光扫描技术以及全球定位技术，并结合网络通讯技术实现物与网络的连接。该技术作为现代科技革命的起点受到了业内人士的广泛关注，并且随着物联网技术在各个领域的应用发展，其开始引起政府的重视。甚至很多发达国家将物联网技术的研发作为信息化战略发展的重点内容。从总体上看，物联技术仍旧处于起步阶段，各项技术都还有待完善，但是随着人类科技的发展，该技术在未来必然将逐步的完善，成为推动人类社会、经济、文明的重要科技力量。

1 物联网技术分析

1.1 数据采集技术

数据采集技术是实现物联网的关键技术之一，目前传感器技术相对成熟，但如何利用鞲衅骷际跏迪质导饰锾迨据的精确采集，利用图像识别技术仍旧是目前物联网技术研究的关键。

1.2 智能终端技术

感知延伸层的实现是物联网技术得以全面实现的核心，而智能终端研究则关系到这一层面的最终实现，因此也是物联网的关键技术之一。目前应用广泛的智能终端主要有智能手机、电脑、智能PDA等，这些智能终端进一步拓展了物联网，并发挥了物联网技术的应有价值。但想要真正完善物联网技术，还需要更加完善、性能更加稳定的智能终端。因此智能终端的研究也是物联网技术研究的内容之一。

1.3 通信技术

通讯技术是实现物联网技术的重要依托，尤其是现代无线智能通讯技术。虽然宽带通讯在现代社会中已广泛普及，并臻于完善，无线通讯技术也逐步的发展，但如何将这些技术融入到物联网技术中仍旧是当前技术研发层面上的重要课题。

1.4 数据处理技术

物联网由于联通了网络世界与现实世界，因此其所接收处理的数据量必然相当庞大。如何对海量数据进行处理，如何发掘信息价值仍旧是当前物联网技术发展中的瓶颈。但是随着信息处理技术的发展，相信这一问题也会迎刃而解。

1.5 网络兼容技术研究

网络兼容技术是物联网中必不可少的技术，由于物联网技术将待识别的物体连接入网络，因此必须需要网络兼容性实现这种连续连接。

1.6 信息安全问题

信息安全一直是互联网技术研发所要面对的难题，同样物联网的信息安全也是其技术发展面临的重大挑战。信息安全研究所要面对的不仅仅是安全访问以及加密技术，还包括系统安全技术、体系安全管理等。

1.7 标准化研究

通过不断的实践，研究者发现，技术标准化是推动技术完善和发展的主要途径，但是物联网在我国并没有制定统一化的标准。这一问题必然会成为制约物联网发展的主要因素，因此标准化研究也是物联网技术发展研究的主要内容之一。

2 物联网的应用

2.1 智能城市的建设

现代人们越来越能体会到智能化生活的便利，而物联网的应用可以有效实现智能城市的建设，为人们提供更加便捷的服务。例如令城市管理更加的完善、城市规划更加的合理，合理配置、利用城市资源，实现经济的可持续发展等。除此之外，通过物联网，还能对城市进行全面监控、统一管理。

2.2 智能交通的实现

现代城市交通拥堵是阻碍城市发展、影响人们出行质量的重要问题。而通过物联网则可以很好的实现智能交通，解决交通拥堵问题。通过物联网可以集中处理监控中心数据，并通过智能化媒体终端进行数据交互，并分析最终的多媒体数据信息，从而实现统一管理、合理调配的智能化城市交通管理。

2.3 智能家庭的实现

物联网技术可以将家庭医疗设备纳入物联网体系，从而测试、跟踪加重病人、老人的各项生理指标。并将这些跟踪数据到家属智能终端或医疗机构。从而更好地为客户提供健康服务，构建和谐家庭、和谐社会。

2.4 智能家居的应用

利用物联网技术可以给人更高的家居品质，将家庭各项设备纳入物联网中，从而实现智能化家居。对家庭设备，人们可以通过网络进行远程操控，实现更加便利的智能化生活。除此之外，通过物联网还能对家庭进行实时监控，为生活提供安全保障。

2.5 农业智能生产的实现

农业生产为人们提供赖以生存的基础保障，而通过物联网则可以改变传统农业种植模式，现代农业通过对农业种植参数的调整，可以极大的改善作物生产环境，从而减少产出周期，并提高产量。此外物联网技术可以自动监测作物生长参数，并实时监控传输，从而为现代农业技术发展提供可靠依据。

3 物联网的应用发展

随着物联网技术的完善，在实际应用中逐步开始发挥其技术优势，并且随着新能源建设、环保建设、信息网络建设以及高端制造产业等领域的发展，物联网的推广应用必将进一步推进各个产业的发展。除此之外，加快物联网的研发应用加大对战略性新兴产业的投入和政策支持，业内人士表示，“物联网”开始被写进政府工作报告。这也意味着物联网的发展进入了国家层面的视野。总的来说，物联网技术对社会的影响将体现在下面这些方面：

3.1 便捷生活

通过物联网，公众可以便捷的获得自己所需要的食品、物品，并且对食品、物品的了解更加的详细、清晰，例如原料产地、加工过程等。因此通过物联网不仅可以保证生活的便捷程度的加深，同时也能够提高食品安全程度。另外，随着物联网技术的发展，在医疗领域也会逐渐的引入物联网技术，例如远程护理帮助服务。随着该技术在医疗领域的发展，在未来，社区老人足不出户将会获得专业的护理帮助。因此物联网对于人们生活的改变不仅仅在于吃得放心、用得舒心、住得顺心，还会很大程度上改变人们的生活习惯和生活品质。只要在家中安装相应的传感设备，就可以远程实时监控家中情况，远程控制家中的电气设备，保证居家安全。

3.2 节能环保

物联网对人们生活的改变不仅仅在于生活细节。随着城市私家车数量的增加，城市交通拥堵问题困扰着人们，并且拥堵的交通还会加剧能源浪费和空气污染。而通过物联网技术，则可以令司机适时了解交通状况，选择最便捷的路线，从而降低交通拥堵，不但方便了司机，同时也提高了城市交通效率。供电部门可以随时了解用户使用电力的情况.对电网进行智能化处理和设置，通过对配电变压器的实时监控对电能质量的检测，对负荷情况的了解可以实现电网的一体化管理。据悉，江西省电网已经通过这种技术使一年的用电损耗降低1.2亿千瓦时。物联网技术还可以通过对输电线路的监控来减少输电线路发生故障的几率，并且也使故障的维修时间减低，实现能源的节约。我们预计，物联网技术的一体化功能在节能减排方面必将会有极大的贡献。

3.3 发展潜力巨大

物联网的发展仍旧处于起步阶段，很多方面还需要进一步完善。但是我国的物联网技术同世界物联网技术的起步相对统一，因此该技术在我国的应用发展具有相当大的潜力。并且目前阶段应用效果可以表明，物联网技术必然会成为推动我国经济再一次腾飞的中坚力量。

参考文献

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互联网技术已经在生活当中很普及了，但是物联网确实一种新型技术，悄然在人们的生活当中发展起来，这个概念出现的频率也不断在增加。但是我们发现，物联网在定义上较为模糊，很难完整的定义出它的真正含义，只是通过一些媒介进行表达出来。在煤矿安全的过程中，认为使用计算机传感系统、无线红外系统和全球定位系统的网络就是物联网，物联网也是通过信息之前的交换来完成的，网络的联接可以使得信息在交流中实现无缝对接。使用计算所网络和电脑自身的硬件功能对信息的处理，以达到对整个物理世界的实施控制、目标管理和最终的科学有效的决策。

一 物联网的发展过程概况

物联网的概念是上个世纪九十年代由美国麻省理工学院Kevin Ashton教授最早提出来的，它是Kevin Ashton教授在研究RFID时偶然发现的一种技术，物联网的技术提出很好的弥补了通信技术在交流中的一大空缺。2005年在突尼斯举办的电信联合会中，联合会成员发表了关于物联网的发现和使用技术的介绍，这就意味着物联网技术得到了世界最高领域的一致认可，同时在对于物联网的相关技术方面也做出了详细的分析，并对该技术的未来发展趋势做出了一定的预测。

按照ITU 2005 的定义：物联网是通过较小范围内的通信器材的信号之间的关联模式，该距离内的信号资源可以在小范围内形成接受发功能，比如完成人和人之间、人和物之间、物和物之间的一种信息转换方式，对于这样的全新形式、全新领域的发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，彻底打破了时间和空间的束缚。

物联网是继个人电脑、局域网络、互联网、射频信号接收技术后的再次信息化的改革方式，同时对于以往的信息化进程有了彻底的改变，对这样的改变有现在的发展趋势来看就有跨时代意义，具体表现都是一些积极向好的作用。物联网的发展可以在信息科技水平的基础上增加更多的智能化体现模式，对于信息化的改革做出了巨大的贡献。就现有的物联网使用的模式来看，可以将其功能细化为：物联网在互联网中的信息弥补和扩展，这是在原有的计算机因特网的基础上增加的更多智能化终端系统的模式改良，对于实现全球资源一体化的信息感知、语音操作、智能转换和信息的识别具有很好的效果，完成了信息资源分享快捷方便的作用。

二 煤矿信息化中基于RFID的物联网系统

目前，煤矿信息化研究中，物联网的研究和开发还处于初级阶段，国内外对物联网的技术的应用也仍处于试探阶段。业界主要是研究通过传感网网络并利用RFID标签感知物体的信息。因此，RFID射频识别技术是物联网系统的核心技术，是物联网规模化识别能否成功应用的关键。

2.1 RFID射频识别技术

RFID射频识别技术是利用无线设备的收发信号功能，加之有无线电磁感应的共同干预，使用读写设备和电子标签进行非接触写入或读取等双向数据传输，以实现自动目标识别和数据交换目的。RFID系统主要包括电子标签、阅读器和计算机信息系统。

RFID系统中的阅读器将信息可以借助外界线路向外发射出去。电子标签进入阅读器的射频场后，天线接受此信号；射频模块会对接收的信号进行接收、调制、解码、比对、传输，并在这些工作完成后答复主机命令，包括对于信号正确性的判断、密码的验证、重新编码的作用。控制模块将所有信息经加密、编码、调制后，再通过天线发送给阅读器。阅读器的天线接收信号；射频模块对接收到的信号进行调制、解码、解密等处理后送至计算机信息系统；读写模块根据计算机信息系统发出的命令请求对电子标签进行读、写等各种操作。通过这种方式，计算机信息系统实现了信息加密或安全认证等具体的系统应用功能。

2.2 基于RFID的物联网架构

ITU 2005提出了由感知层、接入层、网络层、中间件层和应用层组成得物联网的五层架构，但是目前业界普遍认同以现有的无线传感网络网络为基础，向下添加物联网的感知层，向上添加物联网的应用层，从而形成基于RFID的物联网三层基本结构：物联网感知层、物联网网络层和物联网应用层。

物联网感知层的主要作用是通过在物体上安装唯一标识物体并存储物体相关信息的RFID标签，用阅读器把物体的各种数据和信息实时读取下来。物联网网络层主要是指无线传感网络网络，用来完成信息的传递，把物联网感知层采集到的数据和信息传递到上层应用。物联网应用层将网络层传递的物体信息进行分析处理和决策，完成特定的智能化应用和服务任务，从而实现物与物、人与物之间的识别与感知，发挥智能作用。

三 煤矿信息化中物联网技术的方案研究

1. 人员、设备定位与管理系统人员定位系统

在物联网技术使用中，安全系统由主要标识卡、读卡器、网络传输系统、上位机与系统软件组成，标识卡由个人佩带，目前国内的煤矿企业大都已经安装了人员定位系统，可以接入到物流信息化系统管理平台，设备定位与管理系统与人员定位与系统相同，共用读卡器、网络传输系统、上位机与系统数 据库软件，以标识卡的不同分组来区分人与设备，标识卡悬挂或粘贴在设备上。

2.机车定位与管理系统

目前我国煤矿井下机车定位主要以有线通信方式为主， 对于有轨机车， 目前采用最多的是定位继电器+有线通信的方式的实现，由于技术、成本与现场安装环境的限制，定位继电器无法高密度大量安装，所以只能在道岔、车站等少数关键位置实现定位，机车运行途中的精确定位无法实现；近年来有些使用WiFi或Zigbee 技术进行定位的尝试，但由于这些定位技术的核心为基于对无线信号场强相对强弱的分析来实现定位， 由于煤矿井下的特殊性，定位环境为链型的封闭巷道环境， 难以象地面一样通过对多基准点的无线信号场强的测量与计 算获得精确的定位， 被定位物体在一个地点只能探测到1～2 个基准点，现场环境中的遮挡、环境中的移动物体与电磁干扰导致定位精度很差，对移动机车的定位精度非常低。

3.炸药流向与运输监控管理系统

炸药流向管理系统采用二维码识别与管理技术， 二维码由于成本低廉， 同样适用于企业对低值设备或材料的日常管理。 炸药流向管理以煤矿企业从公安部门取得炸药为起始点， 由 煤矿企业为领到的炸药加贴二维码标签并进行相应后续领用、运输、下井等流程的管理至炸 药按规程使用完毕。

炸药的流向管理与人员定位系统可以协同工作，管理炸药的出入库、领用；领用人员的 身份鉴别；使用炸药的火工人员的运行轨迹；放炮时间点危险区域内人员、车辆隔离等工作，实现安全生产管理的功能。矿区内炸药运输车辆管理系统采用具备GPS 定位、Wi-Fi 传输功能的车载DVR系统实现，可以实时监控与记录炸药运输车辆的位置、工况、运输物品及驾驶人员的视频，也即通常意义上的“黑匣子”。

4.有线与无线网络的整体性调试连接信号

通信信号是矿山通信中最为重要的载体，也是保障生产安全最有重要的手段，通过使用有线与无线网络的整体性调试连接信号可以将现有的视频通信、监控方案、人员定位和应急救援方案做出详细的规划，在企业内部的以太网中，将有线和无线的网络相互连接在一起，可以方便技术人员对于现场情况进行调度，决策者也可以根据具体的操作方式来下达具体的工作命令，完全可以在生产中利用物联网达到无缝隙交流的作用。

四 结束语

在本文当中，介绍了物联网的起源与发展，给出了物联网的定义，根据RFID的工作方式提出了基于RFID的物联网体系架构，重点探讨了当前基于RFID的煤矿安全物联网研究的关键技术及主要问题。物联网是由各种技术融合而成的新型技术体系，需要煤矿技术人员在不断的研究探寻中找到更为合理的理论要求，对于技术问题也不断的解决，通过使用物联网技术更好的控制煤矿生产中的安全，不断的将人工化的操作变成智能化的管理模式，切实的保障煤矿生产中的人身、财产安全，并提高煤矿生产的效率。

[参考文献]

[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

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关键词

物联网；仓库设备管理；条码识别技术；RFID；技术传统的仓库管理大多是利用纸质文件以手工的方式完成，作业效率很低且出错率高。随着计算机技术和信息技术的发展与普及，越来越多的企业已经逐步应用一些信息化仓库管理系统，给仓库设备管理带来了很多便利。

1物联网概述

当前对物联网还没有统一的定义，一般可以将物联网简单的理解为“物物相连的互联网”。互联、智能和先进是物联网的重要特征。物联网的系统架构大致可以分为三层：首先是以射频卡、二维码、传感器为主的传感层，主要功能是对“物”的识别和信息的智能采集；然后是网络层，主要功能是将感知层所获得的的数据在一定范围内进行传输和计算；最后是应用层，主要功能是将网络层传输的数据进入各类信息系统进行处理，并通过各种设备与人进行交互。物联网技术包括射频识别（RFID）、条码识别技术、WSN、全球定位系统、移动网络、行业应用软件等。仓库设备管理系统中应用最多的物联网技术是条码识别和RFID技术，以下就条码识别和RFID技术做进一步分析。

2条码识别技术在仓库设备管理中的应用

条形码是由宽度不等的若干黑条和空白按照一定规则编制成的用以表达特定信息的图形标识符。条形码技术最早产生于二十世纪四十年代的美国，并在七十年代得到实际应用和发展。我国自八十年代末期引入了条码技术并将其首先应用于邮电、图书和物流管理领域。目前，条码技术已广泛应用于国民经济的众多领域。基于条码识别的仓库设备管理系统在运行前，需用条码打印机将经过编码唯一标识的条码打印在货品上，同时将条码和货品对应关系的信息录入到仓库管理数据库系统。在仓库管理过程中，当条码扫描设备扫描条码时，计算机系统能够依据所采集的条码信息在数据库中找到对应的货品信息，并对查询到的货品信息进行处理。

3RFID技术在仓库设备管理中的应用

RFID（射频识别）技术是一种基于无线射频原理无线通讯技术，它以大规模集成电路和无线通信技术为核心，利用RFID读写器发射的射频信号驱动电子标签电路发射其存储的编码信息，并通过对编码信息的读取，来识别电子标签所代表的对象，从而获取标识对象的相关信息。目前该技术在制造、物流管理行业已经大规模应用。RFID系统一般是由电子标签、读写器和计算机处理系统三部分组成。电子标签又称射频卡，其依附于被标识对象。电子标签是射频识别系统的数据载体，每个电子标签均包含唯一标识的电子编码。一般依据工作方式的不同可将电子标签分为有源电子标签和无源电子标签。有源电子标签，即内部包含电源的电子标签。这种电子标签不仅可被读取而且可写入数据，其可被识别范围较大，但缺点也很明显：体积大、价格偏高而且寿命也较短。读写器是利用射频识别技术读写电子标签信息的设备。它的主要功能是利用射频识别原理采集电子标签内的编码信息，同时通过数据接口模块将采集到的编码信息传输到计算机处理系统进行处理，并将处理结果反馈至读写器。计算机处理系统的主要作用是对读写器传输的数据进行处理和存储，并根据应用软件的需求对读写器进行管理。为了便捷高效的对数据进行处理，一般在计算机处理系统中安装RFID中间件程序，将读写器传送的数据进行初次处理后传递给应数据库做进一步处理。RFID系统的基本工作原理为：读写器通过射频天线发送一定频率的射频信号，当事先经过发卡程序与数据库绑定的电子标签接收到读写器所发出的射频信号后会产生感应电流，电子标签凭借感应电流所获得的能量将存储在芯片中的编码信息经由标签内置天线发送出去；读写器接收从电子标签发送来的信息并将其解码后送至计算机处理系统进行处理，计算机处理系统根据逻辑运，算识别该标签身份，针对不同的设定做出相应的处理，最后发出指令信号控制读写器完成不同的读写操作。

4RFID技术的优势

鉴于各种识别技术的工作原理和仓库设备管理的特点，将RFID技术应用于仓库管理中将在以下几个方面比条码识别技术更据有优势：

4.1节省运行成本一方面电子标签可多次重复利用，条形码一般为一次性使用，且每次使用均要消耗一定的纸张，因此，从长远的角度考虑，电子标签的使用成本比条形码更低；另一方面条形码的数据采集必须在条码扫描器与条形码相对静止的状态下进行，这样易造成仓库作业的中断，而RFID技术可在仓库作业不中断的情况下连续、准确地对移动中的物体进行非接触快速识别，这样很明显能够加快库存业务的处理速度。

4.2环境适应性一般来说，仓库作业频繁且环境复杂，条形码在仓库作业过程当中极易被弄脏或破损，而射频卡却不易磨损，抗摔打能力强，即使在环境恶劣的仓库环境中也能正常使用，能够最大限度的保证信息的读取效果。

4.3穿透性能好仓库作业中有相当一部分的货品是被塑料、纸张、木材等非透明、非金属材质的物质以包裹的形式进行运输的，RFID可以在不打开包裹的情况下轻易的读取包裹里面的货品信息，简化了操作步骤，而条码识别技术却无法做到这一点。总的来说，在仓库管理中，RFID具有许多条码等其他识别技术所不具备的优势，它的应用将大大提高仓库作业效率，最大限度的降低仓库作业成本。

5结语

仓库设备管理目前占据着举足轻重的地位，在追求效率和质量的今天，仓库管理能否保证进货、库存管理和发货的有效进行将直接关系到企业自身的竞争力，本文重点论述了仓库设备管理系统中应用最多的条码识别和RFID技术，希望对于实际工作有所帮助。

参考文献

[1]万建臣,付辉.基于物联网技术的煤炭设备仓储管理系统的应用研究[J].煤炭技术,2013,05:280-282.