物联网技术和应用范文

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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.130

1 引言

随着互联网技术的发展，物联网技术正在改变着我们的生活。在高校的设备管理中，针对高校设备种类繁多，设备情况复杂，设备使用频率高的特点，利用通常的手工管理和维护的方式，很难保证良好的教学秩序和教学质量，而将物联网技术引入到高校的设备管理中，可以对设备的情况进行实时的监控，既可以随时了解设备的状态也可根据设备状态判断设备故障情况。这样可以有效的调用设备，使设备得到充分的利用，从而保证学校各项工作顺利进行。

将物联网技术引入到高校的设备管理和维护中，并结合互联网技术将把设备管理和维护的工作推向一个信息化管理的新时代。

2 相关技术

2.1 物联网技术

物联网技术是通过信息传感设备，把物品与互联网连接在一起从而进行信息通信。即通过射频识别，红外感应器，定位系统等来实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。物联网的系统结构分为三层：感知层、网络层和应用层[1]。

2.2 Zigbee技术

ZigBee技术是依赖于网络传输的短距离无线传感器技术，其核心技术包括跳频技术和扩频技术两种。ZigBee技术不适用于大范围内的通信，但对于功耗低，体积小的通信环境却是最佳的选择[2]。

3 设备管理和维护系统设计

设备管理和维护系统设计以物联网的系统结构为基础，分为感知层、网络层和应用层。在感知层建立zigbee传感器，用来采集设备的数据，并将数据统一到检测端计算机 ，管理端计算机通过网络接收检测到的数据，相应的数据会存储到对应设备的数据库。最后，对数据库中的数据进行分析处理，做出故障种类和故障位置的预测。设备管理和维护系统总体框架如图1所示。

3.1 感知层设计

感知层的设计采用zigbee传感器网络，感知层位于整个设备管理与维护系统的最底层，用来获取检测设备的状态以及对设备状态的控制。Zigbee传感器通常分为电源类传感器、门禁类传感器、环境类传感器以及控制类设备等。其中，由电源类传感器传送设备的电压、电流、功率等状态，环境类传递温度、湿度烟气等，由控制类设备发出指令进行断电或报警。

3.2 网络层设计

系统对网络层的设计依托于互联网，通过互联网可以对设备进行远程管理，管理端计算机与设备可以进行远距离数据传输，实现一对多的管理模式，直接由系统的响应速度所决定。在系统的网关设计上采用串口的模式，接收网络数据、控制信息以及网络状态等信息。

3.3 应用层设计

整个应用系统分为三部分：设备状态的实时监测、设备故障预诊、设备调用控制。

状态检测模块设计：在状态检测模块的设计上，同过zigbee传感器实时检测设备的状态，传感器获取电压、电流、温度、湿度、灯光 、烟气等数据[3]，再将数据传送到检测端计算机，再对检测到的数据进行分析处理， 从而判断设备的工作状态是否正常。故障预测模块设计：本系统设计的故障诊断模块是对系统的整个工作周期的状态进行检测，并将检测结果作为设备故障诊断的依据，通过分析处理得到的数据从而确定检测设备故障的类型和设备故障的位置。通过对设备整个工作周期及不同设备的检测可以避免旧的检测模式只针对某一个设备的某段时间的检测数据的片面性。设备调控模块设计：根据数据库中综合数据进行调控。根据设备使用状况以及设备故障的情况，从整个系统中调用空闲的设备，使设备得以充分的利用。

4 结论

本文提出将物联网技术引入到设备管理和维护中，并将zigbee传感器技术应用于感知层。将物联网技术引入到高校的设备管理和维护中，可有效的 解决高校设备管理混乱，设备利用率低，以及设备故障诊断的延误。可以通过对设备状态的检测，对设备进行预诊，从而更好的对设备进行调控管理。

参考文献：

[1]刘杰，杨久波.物联网技术在煤矿设备管理与维护中的应用[J].山东煤炭科技.

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物联网技术在海事监管应用情况

中国海事多年来坚持以科技和信息化为手段和保障，依托已全面覆盖直属海事系统、长三角及水网地区地方海事局的海事信息网，不断提高海事监管、应急反应和航海保障等各项海事监管水平。依托物联网技术，主要在通航环境、航标管理、船舶管理等领域形成了水上交通监管要素的身份识别、精确感知、信息传输及综合利用等物联网技术应用环节。

1、通航环境

目前关于通航环境方面的物联网应用还处于初期阶段，在一些主要港口的通航水域的水上和水下，通过建设水文、气象观测站点，实时对潮汐、潮流、风速、风向、能见度、温度、湿度等环境数据采集，并建立信息处理和系统，为船舶交通管理、应急反应、防潮、防汛及防台预警等奠定基础，实现了与船舶安全航行密切相关的助航要素的智能采集、处理和综合应用。广东海事局在珠江口建立了主航道两侧的八个水文站和一个数据处理中心，以5分钟为周期实时采集水文信息数据，经CDMA通信网络传送回数据处理中心，经汇总处理在水文信息服务网站上更新显示。

除了水文、气象数据之外，为全面感知通航水域海底地形地貌，真实展示航行环境，天津、上海和广东海事局的海测大队通过应用多波束扫侧、侧扫声纳、磁力仪、声跟踪系统、水下机器人等具有高新技术含量的海洋环境探测和识别设备，有效提高了测绘工作水平和应急反应能力，在航海保障和应急搜救中发挥了重要作用，为通航环境的恢复、减少财产损失等提供了有利条件。

2、航标管理

中国海事针对航标管理分散、条件恶劣的特点，积极运用相关物联网技术，逐步摆脱依赖由航标管理人员巡检或过往船舶报告航标异常而实施维护的模式。通过在航标上安装数据采集系统，集成了GPS定位、灯器能源、灯器运行控制、碰撞检测、倾斜检测等传感设备，并根据航标各自特点，因地制宜的运用VHF无线局域网、GSM/GPRS通讯网、北斗卫星通讯网及互联网等数据传输技术，在航海保障中心建立基于GIS的航标助航服务管理系统，实时获取航标地理位置、工作状态、电源系统等各部分工作参数，并有效确定航标故障，从而实现了航标管理人员对航标状态的远程感知和处置。目前已经广泛应用于灯浮标、灯塔、灯桩和导标等助航设施中，从而大大提高了航标可利用率、应急恢复能力及管理效率。目前，全国四大海区航标遥测遥控终端占比达到60%以上。

3、船舶管理

船舶管理作为海事监管基础和重点，中国海事一直不遗余力的围绕船舶管理积极引进和开发相关科技信息化系统，通过运用AIS、VTS、RBN/DGPS、LRIT、VHF、CCTV等技术手段，不断扩大系统部署的覆盖范围，并以行政强制力保障船舶对上述系统数据采集终端的安装和应用，通过上述各类技术手段的综合运用实现数据采集的互补和融合，提升船舶采集数据的精度；同时在数据传输环节综合运用微波、卫星、MSTP、SDH等无线或有线通信传输手段；最后在通过数据中心建设，以GIS平台为载体，实现各类采集数据的综合运用，利用数据挖掘技术从而实现船舶管理的可视化和综合化。从而基本上构建了船舶身份识别、船舶精确感知、信息传输及船舶采集数据综合利用等依托物联网技术实现了船舶综合管理。主要应用系统情况简要说明如下：

船舶自动识别系统（AIS）。AIS是基于自主时分多址（SOTDMA）和GPS等现代通信及网络技术，通过船载与岸上基站的AIS收发器在船舶之间、船舶与基站站之间建立信息交互平台。目前中国海事局建设的中国AIS岸基网络系统，由264座基站组成，通过VHF频段和有线通信传输手段实现与AIS国家数据中心互联互通，实现覆盖我国99.97%的沿海水域和4大水系的内河高等级航道，是全球规模最大的AIS岸基网络系统。目前AIS是沿海船舶管理主要应用的技术手段之一。

船舶远程识别和跟踪系统（LRIT）。LRIT是利用卫星定位和通信技术获取船舶身份、船舶位置与对应时间等识别跟踪信息，并发送给船旗国所指定的数据中心进行储存和处理。LRIT由于具有全球覆盖的特点，在反恐、环保、搜救和航行安全、海上保安等领域具有非常重要的作用。

船舶交通管理系统（VTS）。VTS是利用雷达、CCTV和微波传输等通信设施监控航行在港湾和进出港口的船舶，并给这些船舶提供航行中所需的安全信息的系统。“十一五”期间，中国海事局建成了覆盖我国主要航道、港口的VTS中心28个，雷达站91个，实现了沿海主要港口和水道都能利用VTS进行船舶动态监控和服务，当前，VTS仍在补点和覆盖完善中。但从严格意义上，VTS并不完全具备物联网技术的全部特性，但其经过人工标识和与AIS识别船舶融合，在信息服务、助航服务、交通组织和联合行动等海事监管职责中发挥举足轻重的作用。

无线电指向标-差分全球定位系统（RBN/DGPS）。RBN/DGPS是一种新型、高精度、全天候的海上导航定位系统，它利用航海无线电指向标来播发差分修正信息，向用户提供高精度服务的助航系统。主要由基准台、播发台、完善性监控台和监控中心组成。该系统定位为船与船这一物物通信。自1995年起，逐步建成覆盖我国沿海的RBN/DGPS台站21座，信息作用距离300公里，定位精度优于10米，就其覆盖范围而言，延伸VTS和AIS的作用距离，为船舶航行、航道疏浚、航标布设、海道测量等提供了高精度的GPS定位，使船舶能更好的感知自身位置，促进航行安全。

上述技术除RBN/DGPS应用于船与船的物联外，其他技术实现所采集的数据再结合CCTV、数据中心动态、静态等信息，通过整合到GIS平台，为海事管理、应急辅助指挥和航海保障提供了智能管理和可视平台，从而使得数据综合应用和决策分析得以初步实现。

4、其他管理

在应用物联网技术方面除了上述海事对外服务和监管外，在海事系统内部的综合管理和拓展信息采集等方面，各直属局也在不断拓展。比如天津海事局研究开发“测绘设备进出库自动感知管理系统”，通过采用RFID、条形码自动识别技术与通信技术等物联网技术，结合移动式PDA电子标签感应器和设备管理系统形成了RFID监管网络，对每台加装电子标签的设备实行出入库智能识别，提高了设备管理效率。比如江苏海事局的移动执法终端项目“海事通”和浙江海事局的船载无线综合指挥系统，分别应用移动终端和在海巡艇上部署微波无线通信机，延伸了信息采集的触角，在各自海事监管领域发挥举足轻重的作用。上述各项物联网方面的应用都具有较高的推广应用价值。

海事监管应用物联网技术的发展需求和存在问题分析

尽管物联网技术已经在海事监管中得到了局部的应用，但由于物联网技术和海事监管均处在发展变化中，距离“全面精准感知，实现智能海事”还有相当漫长的道路要走。当前全球物联网尚处在概念、论证和试验阶段，仍处于攻克关键技术、制定标准规范和研发应用的初级阶段，实现物联网需要解决一系列的问题。包括在传感器核心芯片等方面存在核心技术的瓶颈、还未形成标准规范、信息安全问题有待解决、接入层统一协议有待制定、IPv6转型迫在眉睫等若干问题。物联网发展过程中的迂回曲折及现阶段的技术局限一定程度上影响了其在海事监管的应用。

除了物联网技术发展本身面临的挑战外，结合海事监管本身的发展需求和综合分析现阶段应用物联网技术情况，在海事监管领域存在以下问题善待解决：

1、统一的海事标准体系有待建立

发展智能海事，其基础是实现海事监管对象的精确“感知”，建立海事监管的“电子镜像”，实现信息共享及综合处理。虽然海事监管信息化及物联网领域已经建立了一系列的技术标准，但仍难以满足海事监管的发展需求。现有的物联网应用物件标识各自独立，导致形成信息孤岛，这与物联网要求的物件唯一标识的目标想违背。

2、进一步提升和完善精准感知体系

海事监管的精准感知体系，在现有的包括AIS、LRIT、VTS等技术手段中，由于各有各自的技术局限性，主要在采集感知和数据传输方面存在问题。数据采集是物联网实现“物物相联，人物互动”的基础，物联网的数据采集包括传感器技术、嵌入式系统技术、采集设备和核心芯片，通过对采集设备获得的各种原始数据进行必要的处理，以获得与目标事物相关的信息。在海事监管现有数据采集技术手段，一方面存在标准不一、采集内容单一的问题，另一方面在交通要素涉及面和地理覆盖面各有优劣，进而引发采集数据精度的问题，采集数据的精度是建立精准感知体系的关键要求之一。精确感知，顾名思义，必须具备在普适条件下的数据采集，具备高度的稳定性和可靠性，避免出现在互联网网络不通、邮件丢失等现象，海事监管涉及安全方面的职责对这方面要求尤其突出。

3、进一步完善感知传输体系

感知传输体系完善当前主要体现在数据传输效率和数据传输安全问题，除了现有的采集系统应用的传输手段外，随着物联网的发展，各种不同无线通信技术与网络结构不断融合，包括无线传感器网络、RFID网络、手机网络、3G通信网络、微波及卫星传输网络及有线宽带等，通信网络环境愈发复杂，其承载各类业务的基础网络安全性问题比现有网络系统更加复杂，多种复杂异构的通信系统会由于自身特点对整体安全问题带来影响。这与海事监管具备严密安全性和可控性要求相去甚远，还有漫长的道路要走。因此水上交通监管要素间的信任关系、前端无线接入的认证和安全通信及安全体系的扩展等方面的研究进展是解决采集数据安全传输问题的关键。

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引言

随着自动化控制技术的飞速发展，基于以太网的工业控制总线得到了广泛的使用，给工业生产带来了极大的效益，然而主流的现场控制总线成本较高，对维护和使用人员的技术有着较高的要求，这使得一些中小工厂无力享受技术进步带来的红利，于是基于嵌入式系统的集成以太网芯片W5500应运而生。相关技术行业的发展，让基于以太网的运动控制系统变得多元化，有广泛的应用前景和潜在的经济价值，在此基础上研究使用便捷，适应性强，信号传输稳定，低成本的嵌入式以太网接口是非常有意义的。

基于嵌入式的以太网接口以往都采用软协议栈，因此会占用大量的CPU资源，导致传输延迟较高，可连接客户端较少且容易掉线，在这种情况下就需要一种基于硬件协议栈的以太网通信接口来满足控制信号的稳定高速传输。W5500是一款采用全硬件TCP/IP协议栈的嵌入式以太网控制器，它能使嵌入式系统通过SPI（串行外设接口）接口轻松地连接到网络，通过使用W5500，用户只需通过使用一个简单的socket程序就能实现以太网的应用，而不再需要处理一个复杂的以太网控制器了。

1 系统硬件平台

主控芯片采用意法半导体公司的基于ARM-CortexM3内核的STM32F103VCT6处理器作为系统核心，器件有SPI2332，W5500配上一块带电容触摸输入的TFT液晶彩屏。

2 以太网客户机端的搭建

2.1 以太网硬件接口的设计

本控制器通信接口采用W5500方案，将硬件TCP/IP协议栈，MAC层以及PHY层集成到一块芯片里，大大简化了硬件设计，通过SPI通信协议与MCU通信，且对CPU性能要求不高，节省了嵌入式处理器的I/O资源（图1）。

2.2 通信部分软件设计

由于TCP/IP协议栈已经在W5500中实现，MCU只需要配置和读取寄存器的数据即可，程序框图如图2所示。

3 基于socket编程的服务器端功能的实现

服务器是基于Vc++6.0平台开发的，采用的是MFC和Socket套接字编程，Socket的版本为2.0.所采用的通信协议是TCP/IP协议。为了适用于多客户端的连接要求，服务器采取多线程的编程方案，即可以同时响应多客户链接请求事件和数据读取事件[1]。接下来介绍的是服务器的工作流程：

3.1 响应连接请求

启动服务器，首先进行初始化，设置监听端口（监听的端口号为6000）及绑定计算机，无误后开启一个线程等待客户端连接。当一个客户端连接成功后，服务器立即开启一个新线程等待下一个客户端连接，当客户端断开连接后，相应的线程也会随之结束。这样服务器便可以响应多客户端连接了。

3.2 数据区分与转发

不仅仅是PC端要向服务器上传数据，客户机也要向服务器上传设备运行数据，如何来区分和存储这些数据显然是一个头号问题。这里采用的方法是给数据一个“身份证号”ID，每一个设备发的数据具有唯一的ID，这样这些数据到任何一台设备上都能被识别。具体做法在后文中说明。服务器在收到数据后用left（）函数取出前两位进行“身份识别”，然后将其存入相对应的数组中，这样便完成了数据的区分存储。数据转发是服务器最重要的功能，服务器收到PC端发来的数据后向下位机转发，服务器收到下位机传上来的收据后下PC端转发。

以上功能的实现还需要用到以下几个函数：

Listen（）：监听端口；

Accept（）：用于响应连接请求；

Send（）：用于发送数据；

Receive（）：用于接收数据[2]。

还有一些用作数据存储的数组，如csdata[]，csRundata[].

3.3 服务器工作流程图（图3）

4 基于socket编程的PC端的实现

（1）PC端是服务器的控制终端，开发平台和技术支持和上面服务器一样，这里不再介绍。PC端的功能是通过连接服务器向下位机传输控制数据。

（2）PC端操作界面（图4）：

操作界面一共五个区域。其中三个操作区，操作区一和二都是指令和数据输入区，一共10组。每组的指令都相同，一共有六个，分别是：位移，时间，速度，输入，输出，扫描和跳转；每个指令对应唯一的ID，见表1，默认为空。每个数据为四位，和前面的指令ID组成一个数据块，指令ID在前，数据在后。在发送时，每个数据块依顺序连在一起组成数据链。数据块的个数放在数据链的开头，再加上能够被其它设备识别的帧头和帧尾，形成一个数据包。格式如下：

Ni+A5+number+数据块1+数据块2+……+数据块N+5A

Ni：下位机代号（i=1，2，3…）；

A5： 帧头；

Number： 数据块个数；

数据块：指令+数据；

5A： 帧尾。

操作区三是控制区，执行连接服务器和相关操作。还有两个区是显示区，其中左显示区显示软件的运行状况，右显示区显示服务器返回的客户机设备运行数据。

操作界面上的“连接”和“上传”两个按钮分别执行连接服务器和向服务器上传数据的功能。

（3）PC端工作流程图（图5）

5 云端服务器实现

云服务器采用阿里云方案，采用Windows Server操作系统。具体搭建过程：

5.1 租用合适的服务器

进入阿里云首页，选择弹性计算中的云服务器ECS，点击立即购买后选择服务器配置，由于本控制器不需要做大规模的运算，所以选择最为廉价的简约型t1，将服务器地址选为最为便宜的青岛地区，由于简约型t1服务器仅有1核志强E5 CPU和1GB内存，所以在操作系统选项中选择32位的Windows Server 2008标准版SP2 32位中文版，购买后系统会自动安装。

5.2 配置服务器系统

服务器系统安装完成后，在实例详情中点击连接管理终端，输入密码后可以对云端服务器进行操作。首先，为了今后操作方便，在个性化中把计算机，用户文件等常用快捷方式添加到桌面，接着，为了程序不因内存过小而运行不了，在计算快捷方式上右键，点击高级系统设置，选择性能-高级-虚拟内存，将C盘作为托管的系统，然后，为了方便将调试程序传输到服务器系统，在服务器系统中下载安装百度云，至此，服务器系统部分基本搭建完成。

6 服务器与客户机通信协议的制定和实现

根据事先约定：

（1）客户机上传的数据以Di开头，Di结尾（i是客户机号，如1、2、3）；（2）PC端上传的数据格式：Ni+A5+数据个数+数据块+5A。（i是客户机号，如1、2、3）。

7 结束语

采用W5500作为以太网接口的运动控制器与云端服务器连接稳定，数据传送延迟低，PC端客户机数据传输顺利，可以及时观测到运动控制器的工作情况。

参考文献

[1]汪晓平，钟军，等.Visual C++网络通信协议分析与应用实现[M]. 北京：人民邮电出版社，2003，2.

[2]梁伟.Visual C++网络编程经典案例详解[M].北京：清华大学出版社，2010，6.

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云计算是一种通过互联网，以服务的方式提供动态可伸缩的虚拟化资源的计算模式，它将计算任务分布在大量依靠网络连接起来的硬件平台上，使用户能够按需获取计算能力、存储空间和信息服务，并实施多种应用。

物联网是通过射频识别（RFID）、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，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

由此可以看出，云计算和物联网技术之间拥有着一种紧密联系、互相促进的关系。一方面，物联网的发展离不开云计算强大的运算作为技术支撑。从量上看，物联网将使用数量惊人的传感器，如RFID、视频监控等，采集到超大规模的数据。这些数据需要通过各种渠道向某些存储和处理设施汇聚，而使用云计算技术来完成这些巨量任务，具有十分显著的计算容量优势。从质上看，使用云计算设施对这些数据进行分析、处理与转换，可以更加迅速、准确、智慧地对物理世界进行管理和控制，使人们可以更加及时、精准地管理物质世界，从而达到“智能”的状态，大幅提高资源利用率。由此可以看出，云计算凭借其强大的处理能力、存储能力和极高的性价比，自然而然成为物联网强大的后台技术支撑平台。另一方面，物联网将成为云计算最大的用户，将为云计算取得更大商业成功奠定基石。

“实验动物学”教学中存在的问题

1.“实验动物学“内容多样，教学手段更新不足

由于“实验动物学”在我国是一门较新的学科，所以各有关院校“实验动物学”课程的开设情况存在着诸多问题。例如，教学内容多种多样、教学手段及方法相对陈旧、学时参差不齐、实验课内容及质量不尽如人意等，其教学质量的现状令人担忧。在这样的情况下，学生进行有关动物实验时便会出现实验动物学的基本知识不足及操作技能欠缺等问题。

2.网络教学应用程度差，学生对于授课内容不感兴趣

随着粉笔加黑板的老式手写板书的教学模式逐渐被大屏幕多媒体教学系统所取代，课堂教学可以变得有声有色。但在互联网飞速发展的今天，广大学生对于多媒体的理论教学，更加期待运用先进的方法和技术手段学习到更新、更前沿的知识和更先进的技术。但实际情况是，很多院校在教授“实验动物学”课程时，只是用演示文稿（PPT等）取代了手写板书，其主要内容和教学手段并无太大变化。对于这些在书本上就能看到的传统知识，并不能激发广大学生的学习热情，因此这种教学模式显然是需要改进的。

条件较好一些的院校，会利用自建的校内网络平台一些课程教学内容，但这些资料外校学生往往无法得到，对于通过互联网获取本学科的前沿资料，实时传输给学生的教学模式并没有在相关院校教学活动中得到普及。

3.实践教学环节比较薄弱，动手能力训练欠缺

“实验动物学”是对实践技能要求较高的一门学科，然而部分院校的实践教学环节还比较薄弱。其主要原因为：一是场地设备问题。由于标准化的实验动物设施建设的投入很大，日常运行维护费用较高，还要有专门的管理人员，且单个实验动物设施很难同时饲养多种实验动物。这样使得一些院校宁肯从其他地方购买实验动物用于相关学科实验，也不愿意自己建设和使用实验动物设施开展相关实验动物的教学实验活动。这样，学生很难直观了解到实验动物设施的运转模式，更谈不上参与到实验动物设施的日常工作中。二是实验材料价格问题。由于标准化的实验动物及其饲料等价格的不断上涨，使得实践教学成本增高，因此“实验动物学”实验教学质量和数量大打折扣。三是安全问题。由于操作不规范或使用不标准的实验动物，学生在操作过程中存在着可能受伤或患病的安全隐患。

云计算和物联网技术在“实验动物学”中的应用探讨

目前，中国实验动物学会和北京、广东、湖北、江苏、吉林、上海、福建等地都已经建立了各自的实验动物信息网络，用于本地区实验动物行业的信息和政策引导等服务，同时多数网络都设置了教育培训专栏。这就为更大规模的网络技术应用于“实验动物学”课程教学奠定了初步基础。为了实现资源的最大共享化，我们可以利用云计算技术，把各种信息网资源整合起来，建设一个统一的公用第三方云端平台，既免去了各单位自身服务器的维护投入和使用的局限性，又能方便第三方操作平台统一整合运用与保护所有资源，便于管理。这样，无论是更新客户端，还是新的信息等，由于有了统一的第三方管理平台，这些设置均可以随时补充和更新，并能立即生效。包括学习“实验动物学”课程的学生在内的所有使用实验动物学资源的用户，均可以使用自己的用户名和密码登入该资源库，查找自己所需的信息。这样就达到了资源利用最大共享化的目的。

由于所有资源全部由第三方平台管理，所以以往需要专业计算机人才维护的服务器等设备可以直接移除。一些没有计算机专业知识的人依然可以轻松完成复杂数据的处理，因为这些任务已经交由强大的云端帮你完成了。由于云计算技术对终端硬件配置要求不高，只要有网络的地方，无论是使用手机，还是上网本、台式机，均可随时随地连上云端，新的信息资料，使用各种资源，极大程度地方便“实验动物学”的教学、实训等活动的开展。

物联网技术也可以进一步地应用于“实验动物学”的课程教学活动。例如，利用视频监控系统，可将实验动物中心的各个监控探头纳入各自统一的平台管理系统。这些实时的监控影像资料，可以上传到云端备份保存，不用再保存在自己的物理硬盘中。这样，资料可以随时调取使用，所有线上用户均可以共享这些资源，用作视频教学的范例。基于此项优点，我们可以甄选出规范化实验动物操作技术，借助云计算和物联网技术推向全国，进而建立起视频化的实验动物学实验操作标准作业程序（SOP）。

物联网的另一个应用范例便是芯片识别技术。可将每只实验动物的身上植入微型芯片，这些芯片本身就含有该动物的基本信息。每当想要查找该动物的基本信息时，只需扫描该芯片，基本信息便一目了然。当然，智能芯片的功能不止这一点，它除了具备储存信息的功能外，也能作为小型传感器和发射机。即无论动物在哪，我们都可以清楚地定位到它的准确位置；无论动物发生何种异常状况，我们都可以实时监测到。这样再通过信息采集系统，就能够大大节省人力，我们不用再时时刻刻面对面观察动物。这些信息也可以直接存储于云端，方便随时调用，使得学生在学校学习阶段就能实际接触到云计算和物联网技术在实验动物领域中的应用，并能切身感受到这些新技术应用于教学所带给我们的好处。

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[中图分类号]TN929.5 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）05-0007-01

物联网技术与应用是近十几年来兴起的一种全新的智能网络技术，被看作是信息领域的一次革命性的变革，越来越受到人们的重视，其发展十分迅速，应用的范围领域越来越宽。

移动通信技术在民用领域已经发展多年，技术上比较成熟，已经由第二代（the 2nd Generation，2G）通信技术发展到第三代（3G）通信技术，甚至第四代（4G）通信标准也在许多重点城市和地区开始试运行。

由于移动通信服务使用上的便捷性，使得移动通信的应用已经融人到人们的日常生活当中，越来越深刻地影响着我们的生活方式和通信方式。基于这一点，对移动通信网络技术的理论与技术方面的研究，一直以来都是学术研究和工程领域研究的重点课题。

1 物联网技术

美国麻省理工学院在1999年建立的自动识别中心，提出了网络无线射频识别（RFID）系统的概念。这个系统可以把所有有形的物品，通过射频识别等传感设备，与互联网进行互联，从而达到实现系统内个体的智能化识别与管理的目的，这便是物联网概念的最初来源。

2005年，国际电信联盟ITU（International Telecommunication Union）在突尼斯举行的信息社会世界峰会上，正式确定了“物联网”的概念，并了题为《ITU Internet reports 2005—the Internet of things》的报告，在报告中详细介绍了物联网的基本特征、相关的应用技术、技术发展面临的挑战以及物联网在市场推广中的机遇。ITU在报告中指出：我们正处在一个全新的通信技术发展的时代，信息交互与通信技术发展的目标，已经从原来的满足人与人之间的沟通目的，发展到为了实现人与物、物与物之间的连接，一个无所不在的物联网通信的时代即将到来。

由此可见，物联网技术的发展，突破了信息交互双方的“人”的属性的限制，将传统的信息通信网络延伸到了更为广泛的物理世界，将连接扩展到了物与物以及人与物之间，从而形成了一个物的联网的世界，即物联网。

物联网技术的基本特征主要包括以下三个方面：

（1）全面感知的特性：物联网技术可以利用射频识别、二维码、传感器等多种技术来随时随地的对网络成员进行信息的采集。

（2）可靠传输的特性：通过将物直接接人信息网络，需要通过可用的多种通信网络进行信息交互和共享，以保证信息传输的可靠性。

（3）智能处理的特性：通过使用多种智能计算技术，从而对采集到的海量的物体数据和信息进行处理，以实现智能化的决策和控制。

2移动通信网络资源管理

移动通信网络资源管理作为移动网络通信的核心和关键技术，主要职能是对移动通信网络中有限的资源进行合理地分配和管理，并可以在网络负载和资源的空间分布不均匀的情况下，能够及时调整可用的网络资源，从而保证移动通信系统的可靠工作。

不同种类和技术基础的无线通信网络，其所采用的信号传输技术、多址接入方式会有所不同，相应的通信网络资源的管理机制也会存在诸多的差异，但是，移动通信网络的资源管理问题，就其根本目标，可以分为两个方面，一是实现既定的用户级目标，二是实现通信网络的系统级目标。通常，用户级目标的实现，主要体现在通信网络使用中的用户体验上；而系统级目标是从技术的角度考虑，达到最大化系统吞吐量或者频谱利用效率、提高移动网络的系统发射功率的效率等几方面，具体的研究内容包括以下几个方面：

（1）功率控制：其主要目标是，在维持通信链路服务质量的前提下，尽可能减小通信时的功率消耗，从而节约能源，延长移动通信终端电池的使用时间。

（2）切换控制：当移动通信的终端从一个基站的服务当中切换到另一个基站的服务当中时，需要尽量保证该用户的通信服务不被中断。

（3）接纳控制：在保证已经连接进移动通信服务网络的用户的正常业务使用的同时，应该尽可能地接纳更多用户，从而更有效地利用网络资源，最大化移动通信网络的综合性能指标。

（4）调度机制：使接入网络的各分组用户，能够充分合理地利用通信网络的资源，合理分配数据传输速率和分组长度。

（5）负载控制：在移动通信网络过载或即将过载时，需要即时进行网络资源调整，从而保证通信网络的稳定可靠运行。

3物联网技术与移动通信网络资源管理的契合点

通过以上的分析，我们可以看到，移动通信网络资源管理的核心问题，即是对网络资源的合理分配问题，而网络资源得到合理分配的前提，是对资源的属性、分布等信息的全面、有效、快速的掌握，并将这些分布与控制信息可靠地传输到网络资源管理节点，通过更高效合理的智能资源分配算法，来对有限的通信网络资源进行整合安排，这些移动通信网络资源管理需求，恰恰是物联网技术所反映出的基本特征，也即是说，通过使用物联网技术，可以更加恰当、高效地完成以上的资源管理任务。

4结论

移动通信网络资源管理是移动通信网络应用的核心问题，是无线网络通信领域研究的重要课题，其目的在于通过功率控制、切换控制、接纳控制、调度机制、负载控制等技术，在保证通信网络服务质量的前提下，合理、高效地利用网络资源，从而提高移动通信网络的综合性能。

利用物联网技术，可以很好地解决移动通信网络的资源管理问题，并且物联网在信息采集层上的优势，可以更加全面、实时地采集移动通信用户的非隐私眭信息，从而提高移动通信应用的商业价值。因此，研究基于物联网技术的移动通信网络资源管理技术，是值得我们下大力气研究的课题。

参考文献

[1]刘云浩.从普适计算、CPS到物联网：下一代互联网的视界[J]中国计算机学会通讯，2009，502）：66 69

[2] International Telecommunication Union，Internet geports 2005：TheInternet 0f thingslRI.Geneva：ITU，2005

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射频技术,是物联网技术中的重要部分,其主要通过目标物体上粘贴的射频标签扫描获得物品的相关信息,是对物品信息快速获取的有效手段之一[1]。射频技术在实际操作使用中包含相应的操作系统和主要设备,除阅读器和电子标签外,射频技术应用软件系统是对信息进行获取的重要设备。射频技术中应用的标签包括有源和无源两种,借由激光扫描器和红外感应器、全球定位系统,获得物品和网路之间的连接,方便物品的运输和信息传递交换。射频技术应用于煤矿物联网当中,充分利用了射频技术中电子标签的便捷性,其在应用中具有相当的优势。首先,电子标签的重复利用特性,能够有效降低生产成本,提高整体经济利益,同时大大消除环保问题和隐患;其次,其实现了管理过程的自动化和可视化,生产过程的全程跟踪控制成为可能。

1.2无线数据传输技术

无线数据传输技术,是利用无线传输模块实现远程物理量传输和远程设备遥控,是物联网技术中的关键性技术之一。实现远距离无线数据传输,能够有效消除空间限制和安全隐患,落实到煤矿生产管理当中,该项技术能够实现对煤矿瓦斯的远距离检测,对煤矿的瓦斯安全隐患进行实施检测,并通过报警系统来通知煤矿作业人员,消除安全隐患,保证生产安全。无线数据传输技术中应用的传输设备中,DTD433的传输稳定性和安全性相对更高,且其组网结构更加灵活,覆盖范围较广,应用于煤矿生产管理当众,能够有效解决煤矿地理环境复杂、分布点较分散的问题[2]。

1.3互联网技术

互联网技术作为现代信息技术的基础性技术,其在物联网技术中的应用更具基础性和普遍性。互联网技术包含传感技术和通信技术,其中传感技术实现了人体感官的有效拓展,实现信息的有效感知和传递,借由互联网的便捷性,实现远距离传递和协同。同时,计算机技术则实现人的大脑功能延伸,对于信息的获取和分析、处理,大大提高了人的工作效率。此外,通信技术为神经系统的拓展提供可能,信息的传递功能得以实现。综合传感技术、通信技术和计算机技术,传感器网络技术得以发挥其广域网络通信和近距离通信作用,既能通过互联网和移动通信实现信息远程传输,还能利用蓝牙、WIFI实现近距离通信。

2物联网技术在煤矿综合信息化建设中的应用

2.1对煤矿的实时化管理

物联网技术应用于煤矿综合信息化建设当中,实现了对煤矿的实时化管理。通过射频技术、全球定位技术和无线网络通信技术的综合利用,煤矿工作人员能够对于煤矿生产区域进行实时化监督和管理。借由物联网技术,工作人员能够对煤矿进行实时信息获取。首先,对煤矿区域进行静态信息获取,对于工作人员信息和生产设备基本信息进行获取和分析,为生产管理提供准确的信息依据。其次,实现对动态信息的准确获取,对于工作人员的活动、生产设备的工作状态以及设备维护管理信息进行分析,进而作出对工作人员的监管和调配,或者对设备的运作状态进行实施监管,如出现故障则及时通知最近的工作人员加以解决。

2.2生产设备的远程维护

在实现对煤矿生产设备远程监控的基础上,利用物联网技术,对生产设备实现远程维护,是提高生产效率,降低维修花费的时间成本和费用的有效手段。将物联网技术应用于生产设备和互联网的连接当中,使得工厂的生产设备信息汇集到工厂的监管平台,委派专人进行监管,第一时间发现设备故障后,能够及时利用远程维护系统,对于相应的故障设备进行问题解决维修。焊接生产设备智能化的实现,能够利用微处理器和软件模块的支持,对于存在故障的设备进行远程维护和修理。

2.3煤矿工厂环境信息监控

煤矿工厂的环境信息,对于节能减排问题和工厂员工的身心健康问题均有很好的信息依据作用。首先,就煤炭工厂的环境信息,如有害气体含量、水质等信息,为工厂进行节能减排工作和能耗降低工作提供管理依据。借助无线网络通信技术和传感器技术,工厂环境信息集合到智能工厂监管平台,方便工厂管理人员采取及时的处理办法,缓解环境污染和破坏问题。同时,对于煤矿工厂温度和湿度等信息的监控和采集,加上气体环境的状况分析,便于为工厂员工的工作环境进行及时调整,为其构建舒适安全的工作环境。

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中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2017）180-0026-02

1 物联网相关概念

所谓物联网就是在现有互联网的基础上进行扩展，实现各种物品的互联互通，物联网与云计算、移动互联网是未来互联网技术发展的三大方向，是行业的方向标，许多国家甚至将其作为战略性发展行业予以规划。简言之，物联网技术就是通过传感器技术，将传感设备收集到的作业环境的各种模拟信号转变为计算机系统可以识别的数字信号，再通过通信信道，将其传送到远端的控制中心，远端控制中心根据用户既定值，做出数据分析和判断，将超过或低于阀值的数据通过控制信号再传送到终端的控制器进行相应的调整，使得整个系统运行在实时、动态、监控、预警的智能化控制系统下。由此可见，物联网技术为人们实现了高度智能化的生产生活控制。

2 物联网技术发展所依脱的技术分析

2.1 传感器技术

传感器技术是物联网发展的关键技术，物联网所控制的各个终端处理器，就是依靠数量丰富的传感器设备进行环境的实时监控，离开了传感技术，就好像没有知觉和感官的人体，更别谈智能控制。传感器设备要具有高度稳定性、运行可靠性，同时无论是体积、还是检测灵敏度都越来越好，这得益于近年来快速发展的电子控制技术，芯片生产工艺的大幅度提升，以智能停车场的火灾监控系统为例，其传感器就包括了数量繁多的烟感、温感、光感、热辐射等控制感应器，通过这些传感器，可以将停车场环境的实时数据进行有效的监控，一旦高出既定阀值，数据通过控制系统进行预警，联动设备也开始工作，这种高度智能化控制，都需要传感器设备发挥重要的感作用。总之，传感器技术作为关键的物联网技术之一，有着极其重要的环境数据传感作用。

2.2 网络传输

如果将物联网信息系统比作是一个有机运行的人体的话，那么网络传输技术则是人体分布于各处的神经，通过网络传输系统，实现了终端控制设备与数据中心的信息交换，才得以实现数据的有效控制。网络传输在物联网方面有着更高的要求主要体现在3个方面，首先是传输的数据带宽要求更高，无论是传感器设备、终端控制器还是数据中心他们彼此需要实时数据的交换、如果信道带宽不能满足要求，对于一些实时数据的处理就会产生较大的延时，不利于精细化的控制；其次是网络速度的要求，物联网环境下传输的数据不仅仅局限于简单的控制数据，往往还进行视频、声音等数据的实时传输，这些容量较大的数据，在网络传输速度一定的条件下，同样会产生较大的延时，不利于系统的实时控制，这也是各个国家争相发展4G/5G高速网络的关键；最后则是网络传输协议、地址分配的标准，目前传统的基于IPV4的网络地址分配面临地址枯竭等问题，同样的传输协议行业标准还未出现，非标准化的控制协议对于实现统一化的管理和设计是严重的阻碍。由此，做好网络传输方面的技术保障对于物联网技术的发展同样至关重要。

2.3 数据处理中心以及终端控制器

物联网的数据处理中心是相对于终端控制器的，终端控制器是分布于各类“实物”上的微型计算机系统，是对实物进行局部性控制的关键，通常和各类的传感设备相连接，再通过一定的通信线路与数据处理中心相互联通；数据处理中心则是控制全局性的中央计算机系统，协调各个终端设备的数据信息，使整个系统运行在实时、动态、精细的控制之下。终端控制器可以是单片机系统，也可以是各种嵌入式的ARM系统，其中单片机系统在体积、价格方面都有着较大的优势，而ARM系统设备则是在功能丰富度方面、运算速度方面有着更大的优势，用户应根据需求进行合理的选择。数据处理中心一般都由微型计算机进行担任，其运算速度和控制协调能力更加强大，总之作为整个物联网技术的指挥控制“大脑”，各种控制设备同样发挥着不可忽视的作用。

2.4 相关行业技术

行业相关技术则是与物联网应用的具体环境有着直接关系，物联网广泛应用于居家、生产控制、安全监测等诸多领域，每个领域都有着其行业的独特知识结构，因此根据物联网系统所应用的具体环境，一些特定于各个领域的控制处理设备还是比较多的，以居家为例，其更多的是各类居家用电设备、家电等物件的控制居多，由此可见物联网技术是一种技术大融合的信息系统，离开了相关行业技术也是很难发挥其应有的作用的。

3 物联网与相关技术的结合应用介绍

3.1 智慧家庭

物联网与各种家电、生活用具、门窗传感器等的组合构成了智慧家庭的基本结构，物联网利用分布于各个居家用品上的传感设备和终端控制器，收集居家环境下的各类数据，例如温湿度、烟雾度、光辐射强度、门窗关闭数据等等，使得整个居家环境都处于动态、实时的监控下，数据处理中心根据这些实时数据进行实时监控和预警，可以通过短信、互联网信息等将居家环境信息发送到远程用户的移动设备上，实现了便捷、安全、舒适的现代化居家控制。

3.2 智能安全建筑

安全建筑并不是不会发生诸如火灾、水灾等灾害的建筑物，而是通过物联网技术将整个建筑的灾情情况进行实时的监控处理，一旦出现了某种灾情，进行实时预警，并且通过警报等形式通知建筑物人员，同时启动各种联动消防设备，进行联动灾情处理，而人的某方面作用逐渐被淡化，用户可以更加专注于灾情控制的某些方面，从而有效降低了灾情带给建筑物的伤害，提高了灾情的可控性，减少了人财物等诸多方面的损失。实现建筑安全的智能可靠控制。

3.3 智慧城市

智慧城市则是将城市的各个功能例如道路情况、红绿灯情况、天气气候等情况，利用庞大的物联网技术进行实时的动态监控，通过智能的数据控制中心，给予人们城市生活预警，使得整个城市的运行更加高效和现代化，当然，这种智慧型城市，简单的依靠物联网技术是远远不够的，还需要大数据云计算处理技术的支持，毕竟这种城市型数据的复杂度不是简单的智慧家庭、智能安全建筑所能够比拟的，需要极强的数据控制处理中心进行数据分析和动态操作。

3.4 其他方面

除了上述介绍的几个方面物联网技术还广泛应用于现代物流应用、生物工程领域、以及智慧电网等各方面，相信随着物联网技术的进一步发展，这种高度智能化的控制预警必将带给人们更加高品质的生活。

4 结论

综上，物联网技术涉及到了诸多的先进技术，通过各类技术的有机结合实现了丰富多彩的物联网系统，带给人们生产、生活的极大便利。

参考文献

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在今年年初，工信部正式的《物联网“十二五”规划》别提到：到2015年，我国要在核心技术研发与产业化、关键标准研究与制定、产业链条建立与完善、重大应用示范与推广等方面取得显著成效，初步形成创新驱动、应用牵引、协同发展、安全可控的物联网发展格局。在规划中明确指出要加强的9个重点领域应用示范工程中，智能家居赫然在列。作为物联网最贴近民生的重点应用之一，智能家居行业的发展有了政策层面的支持。慧聪智能家居网记者在日前召开的第三届中国物联网大会上，有幸遇到刚刚演讲完毕的邬贺铨院士，并进行了简短的采访。

三要点解析智能家居在物联网中的应用

作为光纤传送网与宽带信息网专家，邬贺铨院士还是中国电子学会物联网专家委员会主任，他对于国内物联网行业的推进做出了巨大贡献。智能家居是物联网很重要的应用组成部分，与老百姓生活紧密相连，邬贺铨院士曾在多个场合表示智能家居市场很广阔，由于贴近民生，推广要求比较迫切。当笔者问及智能家居在物联网领域的应用时，邬贺铨院士总结了三个部分的要点：

第一，从欧盟的观点来讲，物联网的发展首先就是从智能家居开始的，相比于其他领域，智能家居会比较容易一些，不存在垂直行业应用的探讨，不需要过多地讨论商业模式。

其次，对于我们国家来讲，老百姓关心的智能家居不是说能够远程打开空调，不是能够坐在客厅控制窗帘，这些都是没有意义的，这仅仅是一种展示而已。那么真正有意义的智能家居是什么呢？邬贺铨院士认为：“中国是独生子女和老龄化的家庭，对独生子女的看护、对老人的照护这些都是很重要的，还有现在大家都很关心的医疗问题。尽管我国在大力推进医保、医改政策，但是看病难、看病贵也不是一下子就能解决的问题，所以，我们希望不能是有病的时候才看病。”在智能家居系统中应当有检查健康指数的传感器，时时刻刻能够了解主人目前的健康指数，发现指标不对，可以马上采取治疗措施。家庭成员中有人生病了，在家中无人的情况下，应能够通过智能家居系统的联动及时得到治疗。据笔者了解，早在去年9月份，“智慧养老”就已经进入了公众的视野，物联网“智慧养老”项目在南京鼓楼区推行两个试点小区。比如，借助手腕式血压计、手表式GPS定位仪等，就可以随时随地监测老人的身体状况，做一个随身携带的“药匣子”，发挥“隐形伴侣”的作用，不仅时刻保护老人的安全，还能全方位监测老人的健康状况。

邬贺铨院士谈到的第三点是关于家庭安防的。他说，每个家庭尽管家产不多，但也不希望有小偷光顾，所以，家庭安防相当重要，也是智能家居在应用中的关注点。可以在窗帘上装传感器，有门禁系统可以进行远程监控。当有人侵入时，可以联系小区的保安，也可以通过手机、视频、邮件等形式联系到住户，即使在办公室里也能了解家中的情况。这就是智能家居给我们生活带来的安全、舒适和便捷。

智能家居的设计要切合百姓需求

在接受慧聪智能家居网的采访中，邬贺铨院士总结到：“智能家居的设计是切合中国老百姓的需求的，是老百姓愿意为此买单的，智能家居在物联网中是很好的应用。”据了解，截至2011年底，我国已经有5.13亿网民，其中家庭宽带用户将近4亿。国家推进三网融合，目前试点城市已经有42个，各家通信运营商也在争相推进光纤到户。光纤到户给智能家居提供了很好的条件，但是智能家居在市场推广方面依然遭遇诸多瓶颈，目前的现状是仅存在于高端别墅和私人豪宅中，对于普通百姓来讲还是没有条件去享受的奢侈品。

针对这一问题，邬院士认为，智能家居的费用还是贵了些，这就需要厂家想办法把成本降下来。另外还要可信，安装智能家居后用户的一些信息需要传给小区的管理部门，家里都是有一些隐私的，有没有足够的可信性对于用户来讲是相当有必要的。比如在窗户上安装传感器，窗户打开有人进来不通过小区的管理部门直接就报警，那么如果信息不可靠怎么办？这些因素都会影响推广。从产业部门来讲，降低成本，提高可靠性，能做出一些很好的示范，要让百姓切实感受到用智能家居是有价值的。

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中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）45-0252-0447

引言

随着科学技术的不断发展，物联网技术也得到了快速的提高，物联网技术是继互联网、计算机之后，信息产业的第三次革命，是引领未来经济增长的一个重要因素，尽管物联网技术现在还不够成熟，但它的发展势如破竹。物联网技术能够实现实时采集任何需要监控、连接、互动的楼宇智能化实体和过程，能够采集其声、光、电、热、化学、力学、位置等各种所需要的信息；并通过各类可能接入的网络，进行物与物、物与人的连接，以实现对物品和过程的智能化感知、管理、控制和识别；在楼宇智能化系统中具有广泛使用的前景。

一、基本概念

1、 物联网技术

物联网的最初是叫做传感网，1999年开始出现了物联网这个概念，2005年得到普及，2009年开始了大发展。物联网就是人与物、物与物直接相互连接传递信息与控制的网络，其本质还是一种互联网。这有两层含义：第一，物联网技术的基础和核心内容仍然是互联网技术，是在互联网基础上的延伸和扩展的一种网络技术；第二，其用户端扩展和延伸到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。物联网被誉为 相继计算机、互联网与移动通信网络之后的有一次信息产业的浪 潮，互联网只是将计算机连接起来网络化，而物联网则是能够将世界上的一切事物都连接起来形成无奇不有的庞大网络。物联网（The Internet of things ）的准确定义是：通过射频识别（rfid） 、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概念。比如超市收银台所用的结账系统、各种监控系统、还有各大银行所 提供的刷卡服务和 atm 自动取款服务以及现在被广泛应用的 gps（global positioning system）全球定位系统等等。

物联网技术是一种对传统思维的突破。过去物理设施和网络设施是分开的，机场、公路、房屋建筑物等等实体的世间万物是一路，而数据、宽带等等虚拟的“互联网”是一路。在“物联网”时代，就是将“现实的世间万物” 和 “虚拟的互联网”整合在一起，成为一个统一的网络。全球全世界的运转将会以此为基础，无论是经济管理、生产运行、社会管理，乃至个人生活都将运用到物联网技术。

与其它国家相比，我国的技术研发水平处于世界前列，有着重大的影响力和发展优势。经过了近十几年的努力发展，已经初步形成了现在物联网的体系。物联网在中国迅速崛起主要由于我国在物联网方面的几大优势。第一，我国早在1999年就启动了物联网核心传感物联网技术网技术研究，研发水平处于世界前列；第二，在世界传感网领域，我国是标准主导国之一，专利拥有量高；第三，我国是目前能够实现物联网完整产业链的国家之一；第四，我国无线通信网络和宽带覆盖率高，为物联网的发展提供了坚实的基础设施支持；第五，我国已经成为世界第二大经济体，有较为雄厚的经济实力支持物联网发展。

物联网在中国高校的研究，当前的聚焦点在南京邮电大学。作为“感知中国”的中心，无锡市2009年9月与北京邮电大学就传感网技术研究和产业发展签署合作协议，标志中国“物联网”进入实际建设阶段。协议声明，无锡市将与北京邮电大学合作建设研究院，内容主要围绕传感网，涉及光通信、无线通信、计算机控制、多媒体、网络、软件、电子、自动化等技术领域，此外，相关的应用技术研究、科研成果转化和产业化推广工作也同时纳入议程。

为积极参与“感知中国”中心及物联网建设的科技创新和成果转化工作，保持、扩大学校在物联网研究领域的优势，2009年9月10日，全国高校首家物联网研究院在南京邮电大学正式成立。在实验室，一些“物联网”产品已经初见雏形。此外，南邮还有系列举措推进物联网建设的研究：设立物联网专项科研项目，鼓励教师积极参与物联网建设的研究；启动“智慧南邮”平台建设，在校园内建设物联网示范区等。

2、基于物联网技术的小型采集设备

小型采集设备是采集数据的一种小型设备。数据采集是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采非电量或者电量信号，送到上位机中进行分析，处理。小型采集设备是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的数据采集系统。

基于物联网技术的小型采集设备是一套集智能传感终端、智能控制终端、信息传递终端、用户存储管理、智能组网技术、智能服务发现技术、数据融合算法等模块与一体的复杂设备。

3、楼宇综合管理系统

近年来国内高层建筑不断兴建，它的特点是高度高、层数多、体量大。面积可达几万平方米到几十万平方米。这些建筑都是一个个庞然大物，高高的耸立在地面上，这是它的外观，而随之带来的内部的建筑设备也是大量的。为了提高设备利用率，合理地使用能源，加强对建筑设备状态的监视等，楼宇综合管理系统也就应运而生。

楼宇综合管理系统是智能建筑的重要组成部分之一。楼宇综合管理系统是对建筑物（群）内设备与建筑环境的全面监控与管理，为建筑的使用者营造一个舒适、安全、经济、高效、便捷的工作生活环境，并通过优化设备运行与管理，降低运营费用。楼宇综合管理系统涉及建筑的电力、照明、空调、通风、给排水、防灾、安全防范、车库管理等设备与系统，是智能建筑中涉及面最广、设计任务和工程施工量最大的系统，它的设计水平和工程建设质量对智能建筑功能的实现有直接的影响。

智能楼宇综合管理系统是以实现各专业子系统之间的信息资源的共享与管理、各子系统的互操作和快速响应与联动控制，以达到自动化监视与控制的目的。它追求的目标是：信息资源的共享与管理、提高工作效率和提供舒适的工作环境、采用“分散控制、集中管理”的模式，尽可能地减少管理人员和节约能源、能适应环境的变化和工作性质的多样化及复杂性和应付突发事件的发生。

根据智能建筑的特点和业主对楼宇智能化系统工程的实际功能需求，必须在智能建筑硬件设备的基础上建立一个具有高度开放性、兼容性、便利性于一体的楼宇综合管理系统。进而才能提高系统管理和维护的自动化水平和协调运行能力，真正实现功能集成、网络集成和软件界面集成的设计目标，为智能建筑提供了高效、快捷的超值服务和管理。

二、物联网的应用

物联网与其说是网络， 不如说是应用。对物联网的定义、内涵及特征的梳理让我们认识到， 物联网是一整套立体的、丰富的、适应性很强的概念体系。在推进物联网发展的时候， 需要依据不同时期不同的出发点， 规划一条既符合科技创新规律， 又适应我国工业、信息通信业当前发展水平和一个时期的发展潜力， 并有利于在激烈的国际竞争中快速建立起竞争优势的发展道路， 以更好地满足经济社会发展对物联网的总体需求。

1 物联网在智能城市中的应用

国内的一些地方已经开始对物联网进行了应用性开发， 运用物联网技术， 上海移动已为多个行业客户度身打造了集数据采集、传输、处理和业务管理于一体的整套无线综合应用解决方案。最新数据显示，上海移动目前已将超过10 万个芯片装载在出租车、公交车上， 形式多样的物联网应用在各行各业大显神通， 确保城市的有序运作。在上海世博会期间，车务通 全面运用于上海公共交通系统， 以最先进的技术保障世博园区周边大流量交通的顺畅；面向物流企业运输管理的“e物流”，将为用户提供实时准确的货况信息、车辆跟踪定位、运输路径选择、物流网络设计与优化等服务，大大提升物流企业综合竞争能力。

2 物联网在能源管理与公共事业中的应用

预计到2020 年， 中国将成为世界上最大的能源消费国。由于电网系统效率低下， 发电和输电过程中浪费非常严重。现在， 我们可以利用高科技对事物有更透彻的感知和度量， 不管是安装在室内的计量器还是发电厂里的涡轮。所有这些感知和度量支持我们更好的收集信息和数据， 透过先进的分析工具产生智能洞察， 再以此实时地做出更好的决策。仪表管理技术的进步使个人和企业可以选择使用能源的方式和时间， 这就为使用风能和太阳能等利于环保的能源奠定了基础。对于电力提供商而言， 智慧的电力意味着更高的电力的可靠性和电力质量， 更短的停电恢复时间， 进而实现更高生产率和对电力潜在障碍的防护， 从而更精确地预测需替换的资产设备及支出。智能电表与停电智能管理已经应用。

3 物联网在交通管理中的应用

交通规划者已开始努力促成多个系统的集成， 并在各种交通类型、多个城市甚至国家或地区之间整合费用和服务。智慧的交通系统可以缩短人们的空间距离，（提高生产效率、降低旅程时间和加速突发事件交通工具的响应速度） ，也可保护环境（如改善空气质量、降低噪音污染、延长资产生命周期、保护古迹、景点、住宅） 。

4 物联网在物流业中的应用

物流供应链， 中国物流成本所占GDP百分比一直都高于发达国家， 这反映出供应链运营效率低下的体制性问题。仅以2006 年为例， 中国物流成本占整个GDP的18%，而日本为11%，美国为8%，欧盟仅为7%。在这18%中，运输成本总计超过55%，而存储成本达30%。法规、基础设施和运营等三大瓶颈是中国供应链低效的深层原因， 这不仅削弱了中国企业的竞争力， 也会妨碍内部货物流以及国内需求的扩大。智慧的供应链将促使物理网络和数字网络融合， 将先进的传感器、软件及相关知识整合到系统中。智慧的供应链的价值在于我们可以从各种数据中抽取有价值的信息。包括基于地理空间或位置的信息、关于产品属性的信息、产品流程、条件、供应链关键业绩指标等， 以及数据流的速度。智慧的供应链可以满足21世纪的需求， 它可以提高效率（如动态供求均衡、预测事件检测和解决、旨在降低库存的库存水平和产品位置高度可视性） 、降低风险（ 例如降低污染和召回事件的发生频率及其影响、减少产品责任保金、减少伪劣消费产品），也能减少供应链的环境保护压力（如降低能源和资源消耗、减少污染物排放） 。

5 物联网在通信行业的应用

通信行业，在“2009年中国国际信息通信展览会”上，中国移动展出了手机支付，这就是典型的物联网概念应用。手机支付实际上主要是手机SIM 卡的更换，由普通SIM 卡更换为RFID-SIM卡，而不需要对手机进行更换。

用户在消费时，只需要将手机从接收器上轻轻一扫，就可以方便进行各种购物，以及获得详细的费用清单。中国电信一直在推介自己的全球眼技术， 其实就是远程监控的物联网应用。比如上海海关都采用中国电信的远程监控系统， 通过画面可以对货物进行通关检查， 也减少人力。中国联通日前在上海推出了公交卡手机，通过刷手机可以实现公交车票支付，这些都是典型的应用。

在“物联网”普及以后，用于动物、植物和机器、物品的传感器与电子标签及配套的接口装置的数量将大大超过手机的数量。物联网的推广将会成为推进经济发展的又一个驱动器，为产业开拓了又一个潜力无穷的发展机会。

按照目前对物联网的需求，在近年内就需要按亿计的传感器和电子标签， 这将大大推进信息技术元件的生产，同时增加大量的就业机会。

其它如医疗、城市建设、精细农业等也已展开应用。

要建立一个有效的物联网，有两个重要因素。一是规模性，只有具备了规模， 才能使物品的智能发挥作用。一个城市有100万辆汽车，如果我们只在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；二是流动性，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。

物联网在各个领域的应用现状和未来的发展状况表明， 各个行业对于物联网的需求程度不一， 侧重点更是千差万别。基于目前物联网技术的发展状况， 可以预见， 物联网正在快速地走进人们的生活， 它的实际应用将分以下三个步骤实现： 实现物体的自我感知功能； 物与物之间相互联系， 交换信息； 系统通过分析物联节点的信息， 做出最优化的调整策略， 控制整个系统超优化方向做出改变。

目前物联网的发展正处起步阶段， 仍然面临技术完备性不足、产品成熟度低、成本偏高等诸多制约因素， 但目前良好的外部环境， 将有利于这些问题的解决。相信在不久的将来我们一定会看到一个充满生机与活力的物联网。

三、基于物联网技术的小型采集设备在楼宇综合管理系统中的应用能够解决的问题

基于物联网技术的小型采集设备在楼宇综合管理系统中的应用能够解决的问题，是针对楼宇内的各个业务系统的监控对象、运行参数等实现无线数据采集的智能楼宇数据采集。主要有：

一、布线成本高：楼宇内的布线是相当多的，不仅多而且布线也相当复杂，成本就更高了。据统计，一个工程的百分之六十左右的费用将会应用于线路的铺设上，这对工程建设来讲是一笔相当大的费用，线路的铺设主要包括光线、双绞线、同轴电缆等；此外对于楼宇综合布线中存在的重复布线不但增加不必要的成本，也会降低安全可靠系数。

二、灵活性差：布线是在工程施工初期进行的，然而，一旦布线完成之后很难再次修改或添加。例如当初只考虑控制信号传输，可能只需要双绞线就可以了，但是随着信息数据的不断增多，双绞线的传输能力已经不能够满足大量数据的传输，这就需要对楼宇内的线路进行更新，重新布置光缆。

三、标准不统一，由于现在生产智能楼宇设备的厂家越来越多，生产出的产品质量也参次不齐，最终会导致不同厂家的产品无法共用，然而，在具体施工时有的厂家提供的产品很好用，而有的厂家提供的产品又很难满足用户的需求，这将增加施工难度。

四、施工周期长，智能楼宇的布线周期长，布线时间需要一直跟踪楼宇的建设，从施工初期到施工结束；这将会浪费巨大的人力物力，由于长时间的跟踪布线，容易使得布线出现疏漏和布线错误，这会对工程施工带来影响。

基于物联网技术的小型采集设备的出现就是要解决以上四个大问题，通过对楼宇内的各个业务系统的监控对象、运行参数等实现无线数据采集，来对楼宇进行综合管理。因此，基于物联网技术的小型采集设备将会得到广发的应用，它也是楼宇综合管理系统的发展方向。以本项目的技术为基础，依托移动的无线网络，可以将应用范围扩展到多种与人类活动与环境密切相关的领域中，如环境监测、森林防火，施工安全等领域；在获得可观的经济效益的同时，也会带来巨大的社会效益，所以，基于物联网技术的小型采集设备在不久的将来会得到普及。

四、楼宇综合管理系统的发展现状

随着上世纪九十年代，智能楼宇的理念进入我国，并逐渐影响着我国的建筑行业，使得楼宇逐渐趋于智能化，到本世纪初，随着中国各地高楼大厦的涌现，智能楼宇已经得到了人们的普遍认可和广泛使用；这就要求作为智能建筑管理的核心--楼宇综合管理系统，必须快速的发展。

传统的基于现场总线的楼宇综合管理系统存在着成本高、维护难、扩展难等不足。网线通信技术能够较好地解决上述问题，具有成本低廉、方便灵活、宽带高等特点。因此，基于物联网技术的小型设备将会得到广泛的应用，它也是楼宇综合管理系统的发展方向。

目前，楼宇综合管理系统的应用主要集中在建筑公共资源上，主要包括供配电、照明、空调、冷热源、给排水、电梯自控、安防与消防、综合保安、车库管理、自动抄表等子系统。然而，随着无线网络技术应用的不断深入，安全、便捷、舒适、节能的工作生活环境的内涵不断丰富，随着物联网技术的小型采集设备研究的进一步深入，研究范围也将进一步扩展，将扩展到环境保护和家庭生活空间。

现阶段，我国楼宇综合管理系统还存在着很多问题，如子系统众多设备鱼龙混杂、接口和通信标准缺失、模拟系统任占主流、缺乏专业的管理系统开发商等。

1、管理子系统众多设备鱼龙混杂：

通常的楼宇自动化包含的子系统包括很多，如综合布线系统、电力供应与管理系统、照明控制与管理系统、空调系统的检测与控制系统、给排水系统的检测与控制系统、停车场管理系统、消防与安防管理系统和物业管理系统等等。对这些系统进行集成、信息采集，并对每个管理系统进行深入的了解，掌握各管理子系统的工作流程。在这些子系统中，每种设备的类型都有可能出自不同的厂家，其产品成熟度，功能接口都无法统一，往往在对接协议的获取过程中严重影响工程商和客户的协议对接的准确性，这将会导致对接的不完整性。

2、接口与通信标准缺失：

智能楼宇的管理系统标准有很多，且每个子系统都有不少标准，但一般都是功能描述和验收类的标准，缺少接口类和子系统间的通讯标准。目前，还没有官方规定的接口标准；因为没有接口标准，就无法达到统一管理各个子系统的要求，这就严重影响智能建筑的总体运行。接口与通信标准的缺少，严重影响着楼宇的综合管理。

3、缺乏专业的管理系统开发商：

楼宇管理涉及的管理子系统比较多，这就对管理系统提出了更高的要求，综合管理系统需要高度抽象的框架、较强的接入能力和多样化的展示能力。目前，我国的楼宇综合管理系统的提供商主要有两大类：国外的专业管理系统厂家和国内的管理系统厂家，由此可见，我国要加强对小型采集设备的开发，加强对楼宇综合管理。

随着楼宇综合管理系统的发展与物联网技术的普及，传统的3A说法将慢慢退去，系统将趋于统一，OAS、CAS、BAS之间的界限将更加的模糊，到最后将不再有这些区分，系统集成将更加简便，楼宇综合管理系统的成本也将进一步下降。

基于物联网技术的小型采集设备不但要体现方便易用这个特性，更要体现各子系统接口的标准统一。不同的厂商按照统一的接口标准可以自由开发具体功能，例如一个用户组建了A厂商的楼宇综合管理系统，但该用户一年后看上了B厂商的楼宇综合管理系统，然而，这个用户只需要购买他所看重的那个楼控产品，打开电源，则该产品就能通过采集设备接入到现有的物联网中，正常执行其功能。

五、基于物联网技术的小型采集设备在楼宇综合管理系统中的应用详细技术内容

基于物联网技术的小型采集设备是一套集智能传感终端、智能控制终端、信息传递终端、用户存储管理、智能组网技术、智能服务发现技术、数据融合算法等模块与一体的复杂设备。该设备不但具备基于物联网技术的智能楼宇采集系统的先进性，更体现着智能楼宇系统的标准化程度，所以，该设备将成为智能楼宇采集系统中的核心。

本项目将围绕着物联网在楼宇系统的特性，并主要针对数据采集、传输、加密三个方面：一是数据采集，实现多种楼宇数据到数据采集设备之间的链接和传输；二是数据传输，通过数据采集设备和楼宇管理中心数据服务器发送采集数据；三是数据在传输过程中的安全性。

1、数据采集技术

计算机处理的是数字量，而外部的信息大部分是连续变化的物理量，我们就必须把这些物理量转化成数据量传输到计算机中，因为计算机只能识别二进制的数字量。然而，数据采集技术主要就是对这些物理量进行采集并处理成数字量；例如温度、压力、速度，要将这些信息送入到计算机中进行处理，就必须先把这些连续的物理量，进行转化，转化成数据量，导入到计算机中。计算机是数据采集的核心，完成对整个采集过程的控制、对采集的数据进行处理。

在楼宇通讯中，数据采集技术就显得尤为重要。；楼宇自控通讯协议符合国家相关行业的通讯标准协议，符合国家通讯标准协议是；楼宇自控通讯的先决条件，这样楼宇的信息才能正常通讯。然而，根据楼宇自控系统接口特点，采集设备与前端设备之间采用标准的Modbus、OPC或BacentIP协议，传输方式以zigbee或rfid技术为主，根据现场实际情况两种传输方式可以组合使用。

2、数据传输技术

数据的传输技术，楼宇内网络硬件资源丰富，几乎覆盖到每一栋建筑，可以利用以太网或wifit等方式传输数据，可以降低数据传输成本，提高数据传输的稳定性，因此，数据传输以太网为主。部分前端设备受环境限制，选用无线网络将采集数据上传到监管平台数据服务器。

无论采集哪种无线组网方式能减少布线、施工的工作量。具有以下几个优点：

一、成本低：物联网技术，一般是在“物”里嵌入智能芯片，采用嵌入式处理器和存储器，就单个节点而言，硬件成本相对而言是比较低的。采用开放的简化Zigbee协议栈，工作在2.4GHz免执照的ISN频段。

二、组网能力强：数据的传输技术必须支持树状、星状、网状等多种组网方式，网络的布设和展开无需依赖任何预设的网络设施，节点通过分层协议和分布式算法协调各自的行为，节点开机后就可以快速、自动地组成一个独立的网络。

三、对等网络多冗余、可靠性高：在数据传输中，所有节点地位平等，是一个对等式网络。节点可以随时加入或高开网路，任何节点的故障不会影响整个网络的运行，具有很强的抗毁性。

四、多条路由：在数据传输过程中，节点通信能力有限，覆盖范围只有几十米到上百米，节点只能与它的邻居直接通信，如果希望与其射频覆盖范围之外的节点进行通信，则需要通过中间节点进行连接。

3、数据安全性

后端管理系统采用一体化采集技术，为了保证数据在采集、传输过程中的安全性和可靠性，主要会采取以下几个策略：

一、采集设备在连接至客户端，需要经过身份验证过程才可以进行采集设备注册，网络传输数据包经过高度加密，这样可以保证传输过程中数据不会被第三方所窃取，保证数据在传输过程中的安全性。

二、数据中心客户端以及监管平台都具有报警的功能，这样可以对采集设备状态、采集点数据质量码进行报警。维护人员可针对报警类型进行有效的分段判断，从而快速定位故障环节，且可进行远程故障排查功能。

三、采集设备内置大容量CF卡及存储数据库，采集设备与数据中心连接断开后，可以保存至少一个月内的所有采集数据，从而实现数据中心端的数据完整性。当采集设备与数据中心进行重新连接时，将会主动对断线期间的数据进行历史恢复，同时，支持对指定时间段历史数据人工恢复功能。

物联网技术的引入，将使楼宇智能化系统发生根本性变化，主要表现有如下几个方面：

一、由物联网这个名字就不难得出，物联网技术使得管控对象的“物”本身更加智能化，“物”的内部被植入智能芯片，使其功能发生巨大的变化，使其具备着前所未有的感知功能。这些“物”有普通的传感器智能接收信息，它会对信息进行简单的交换，而带有智能芯片的传感器可以对信息进行一定的运算处理功能，接收信息，并进行一些简单的动作，这在机器人身上得到了很好的体现。

二、任何作为“物”的对象都可以作为管控的目标，大多数都以“RFD”作为基本技术支撑，任何物、动植物、人在理论上都可以根据自身的需要，通过植入智能芯片就可以作为物联网的组成部分之一。

三、充分发挥物联网开放性的技术特点，传统的楼宇智能化系统是自成一体的独立式封闭式的系统，而采用物联网技术是开放式的，具有无限扩展性和联通性的特点，将物联网技术引用到智能楼宇中，这样在世界上具备互联网接入条件的任何一个地点，都可以与自己的物联网进行连接，实现信息交换和控制等功能。

四、使得工程建设更加简易，物联网采用互联网技术与物相连，而互联网技术已经很成熟，应用最为广泛的网络技术，其底层连接方式灵活多样，然而，各家厂商的不同产品只要遵循共同的标准即可实现互联互通；最高层的应用也层出不穷，开发人员具备较为成熟的技术，能够开发出使终端用户享受便利的应用软件。

六、主要技术创新点分析

物联网技术的小型采集设备在楼宇综合管理系统中的应用还不够健全，这就需要相关人员对物联网技术的小型采集设备进行技术创新，提高物联网技术的小型采集设备在楼宇综合管理系统中的应用率。

一、作为管控对象的采集设备本身更加智能化。采集设备内都被植入智能芯片，当植入智能芯片将会使其功能发生巨大改变，会具备前所未有的感知功能。如普通的传感器能够接受信息，并对信息进行简单的变换，而带智能芯片的传感器，能够对信息进行复杂的计算处理，并自行进行一些处理动作。

二、将服务发现机制运用于智能楼宇系统中，从而使得智能楼宇系统具备了“即插即用功能实现”的接口，在一定程度上统一了智能楼宇设备接入接口，这样方便了后续功能的扩展。

三、工程建设更加简易，充分发挥物联网开放的基本特点，传统的楼宇智能化系统是自成一体的独立封闭的系统，然而，物联网是开放性的，具有无限扩展性和连通性。采用物联网这一技术，可以在世界上具备互联网接入条件的任何地点，与自己的物联网进行相连，及时实现信息交互功能。

七、基于物联网技术的小型采集设备在楼宇综合管理系统中的应用能带来的效益

根据对物联网技术的小型采集设备在楼宇综合管理系统中的应用的实例调查发现，物联网技术的小型采集设备已在山西移动楼宇监控系统中进行了应用，该设备的主要作用是将实时采集到的楼宇各业务数据传到监控平台上，实施对数据的透明监控，管理人员随时可以监测到自己所需要的数据，同时可以了解所有设备的使用情况及各类报警信息的处理情况，这样讲不在需要对数据进行繁琐的统计。

（一）、经济效益：在未来几年，物联网技术将得到广泛的应用，物联网规模将在整个产业突破一万亿人民币，而智能楼宇领域至少占据百分之二十。山西移动公司今年6月份之前已经投入300万元人民币，用于本项目的开发以及市场开拓；并计划在未来3年时间收回全部投资并取得较好的经济效益。

（二）物联网技术的小型采集设备在楼宇综合管理系统中应用的社会效益越来越明显，本项目涉及到的学科比较多，能够带动多种行业的发展，尤其是计算机、自动化、工程管理等专业，这样必然会增加我国的就业率，以缓解就业问题，保证社会的和谐稳定；本项目还可以扩展到多个行业，可以提高我国现代化的建设，能够减少事故的发生率，保证人身安全。

（三）从能源角度来看，本项目所用原料与设备均符合国家环境要求，废弃物的处理按国家统一标准执行。本着建立持续、高效、循环采用新工艺、新技术，尽量减少进入开发及今后应用过程中的物质与能量流量，从而减少废弃物的产生和排放。对于成本的核算，引入电算化和内部网等电子网络工具。

（四）从环境角度来看，本项目在开发和管理中始终积极贯彻“保护环境、协调发展、遵守纪律、循环经济、污染预防、人类健康、绿色家园”的环境方针，积极进行环境保护。本项目的后期应用可能扩展到环境监测、森林防火、施工安全等多种与人类环境密切相关的领域中，一方面可以向人类反映出环境的改变，另一方面也可以为人类提供优化环境的依据，物联网技术将在环境方面得到广泛的应用。

结束语

随着时代的发展，物联网技术将会得到广泛的应用，虽然目前物联网技术还不够十分成熟，仍处于摸索的阶段，但随着计算机技术和互联网技术的迅速发展，在智能楼宇系统中采用物联网技术将是未来楼宇建设的发展趋势；物联网技术的小型采集设备在楼宇综合管理系统中的应用将得到广泛的使用和完善。基于物联网技术的智能楼宇系统，其楼宇的安全性和功能性得到很大的提升。物联网技术在国家的大力推动下发展迅速，而且在各行各业得到了应用。智能楼宇在近些年来得以较快发展。物联网技术与智能楼宇的结合，必定将加快智能楼宇的发展，同时也推动物联网技术本身的进步。

参考文献

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【摘要】物联网是我国战略性新兴产业，它把新一代IT技术充分运用在各行各业之中。为了适应新一代信息技术对人才的需求，高职院校开设物联网应用技术专业目的是培养高端技能型、应用型和可持续发展的物联网技术技能人才。本文从物联网应用技术专业课程体系现状入手分析了物联网人才培养目标、主要就业岗位，以物联网体系架构为核心，探索更合理的物联网应用技术专业课程体系。

关键词 高职院校；物联网应用技术；体系架构；课程体系

0　前言

物联网技术是是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮，通过射条码与二维码、射频标签、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器和气体感应器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络，具有十分广阔的行业前景。自2010年7月教育部首次批准多所高校建设物联网技术专业以来，国内高校都在根据自身的情况对物联网专业的知识体系、专业课程体系和人才培养等方面进行了一些探索，但目前物联网属于新兴产业，各高校基本上也都是依托自己原有的相关院系与专业开始设立物联网相关专业，没有成熟的经验可以借鉴。如何建立科学的物联网专业课程体系和人才培养方案等问题成为阻碍各院校专业发展的一个难点。本文致力于分析物联网应用技术专业人才培养目标和主要就业岗位等，力求归纳联网应用技术专业建设的专业共性基础，构建了以“物联网体系架构”为核心的物联网应用技术专业课程体系。

1　高职物联网应用技术专业主要就业岗位分析

高职物联网应用技术专业是一门交叉学科，应用非常广泛，专业培养应具有物联网技术能力、应用创新能力、跨专业的复合型的技术技能人员，工作重点在应用、服务和生产领域。通常可将本专业对应主要的岗位划分为物联网系统集成和测试工程师、物联网系统销售和技术支持工程师、物联网系统开发工程师等三大基本岗位：

物联网系统集成、测试工程师：系统集成、测试工程师的工作任务主要是负责系统的软件、硬件和传感装置集成，进行调试，发现并改进单元设计过程中的错误，负责无线网络与移动设备的构建组网等工作。

物联网系统销售、技术支持工程师：系统销售、技术支持工程师的工作任务主要是负责建立客户关系，能根据客户的需求，为客户推荐其感兴趣的产品，突出产品优势；根据客户需求进行物联网相关产品的配置、安装；负责物联网系统的日常和维护，进行一些基本的故障维修；负责传感器的采购、售前、售后维护等技术工作；负责物联网应用系统硬件和软件的日常维护工作。

物联网系统开发工程师：系统开发工程师的主要工作任务是应用流程设计、开发和测试；编写各种设计文档；嵌入式系统的解决方案研究、项目设计方案、系统开发和集成、工程设计和施工指导；RFID解决方案研究、项目设计方案、系统开发和集成、工程设计和施工指导。

2　高职物联网应用专业人才培养目标分析

自物联网作为国家发展战略以来，物联网技术及应用迎来了高速发展时期，从而导致大量物联网人力资源的短缺。各大高校及职业院校纷纷设立物联网学院、专业或专业方向来培养物联网相关专业人才。各高职院校在进行物联网应用技术专业的人才培养时首先要确定该专业的培养目标，经过对职业主要岗位工作任务、工作内容以及能力要求的详细分析和论证，得到学生培养目标为：本专业面向物联网技术应用领域，从事物联网工程设备安装调试与维护、物联网工程项目规划与施工管理、物联网工程项目技术支持、物联网产品设计与生产管理等技术岗位，培养德智体美全面发展，心理健康。通过对物联网系统的传感层，网络层与应用层等专门知识和关键技术的学习，掌握物联网应用技术各岗位群必备的具备电子技术、现代传感器技术、RFID射频识别技术、无线网络通信技术、物联网安全技术和系统工程等专业基础知识，具有扎实的基础、实践能力，良好的职业道德、职业素养以及创新精神和创新能力的高端技能型、应用型、可持续发展的技术技能人才。

3　以“物联网体系架构”为核心构建的专业课程体系

3.1　物联网的体系构架

物联网应用技术专业是一门典型的交叉学科，涉及电子、通信、计算机和自动控制等多领域相关专业知识，是跨学科的综合应用，物联网分为三个层次：感知层、网络层和应用层，如图1所示：

3.2　专业课程体系的构建

课程的构建是提高教学质量的核心，好的体系架构，才能保证学生在校期间受到有序的、合理的、系统的能力培养，才能保证教学内容、课程建设、教学方法的质量，以便学生在未来的职场具有更强的竞争力。那么如何构建合理的物联网应用技术专业课程体系就是我们急待解决的问题，以物联网体系架构为核心构建物联网应用技术专业课程体系思路如下图2所示：

感知层：感知层主要是物品标识及信息的采集，通常由感应器件和无线传感网络组成，感知层是物联网的核心层。物联网应用技术专业在感知层对应的主要专业课程为：单片机系统分析与调试、电路板测量与绘图、射频技术与应用、无线传感网络技术和条码技术与应用。

网络层：物联网的网络层主要完成信息传递和处理，网络层包括两个部分：接入网和传输网。传输网是由公网与专网组成，常用的传输网络有电信网、广电网、电网、互联网、专用网。接入网是连接感知层的网桥，它将获得的感知层数据进行汇聚，并发送到接入网络。物联网应用技术专业在网络层对应的主要专业课程为、嵌入式系统设计、M2M技术、网络工程与综合布线和物联网管理与信息安全。应用层：物联网的应用层也称之为处理层，主要解决的是信息处理和人机界面的问题。物联网的网络层传输过来的数据在应用层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。物联网应用技术专业在应用层对应的主要专业课程为：嵌入式面向对象程序设计、Android的应用程序开发和动态网页设计。

4　专业课程体系及进度

根据人才培养目标和主要就业岗位，以物联网体系架构为核心构建物联网应用技术专业课程体系如图3所示，其中还包含了四门专业基础课：C#程序设计基础、物联网技术概论、电路基础与电工技能和电子技术与实践。

5　结束语

作为战略新兴产业，物联网技术已经应用于各行各业，专业前景广阔，其对物联网人才的需求也正在迅猛增加，行业人才需求巨大。培养大量高技术技能性物联网人才是目前高职院校迫在眉睫社会责任，但物联网应用技术专业的人才培养方案尚处在初始阶段，课程体系构建仍在一个探索过程中，需要大家不断的去探讨和改进。

参考文献

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［2］赵传信，王杨.物联网专业实践课程建设探讨[J].电脑知识与技术，2012（4）.

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中图分类号：P715 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）09（a）-0008-04

Abstract：Effective management is essential to guarantee the fluent operation of the comprehensive scientific field exploration base，which depends on whether the real-time running data of the instruments in the base can be obtained or not.Taking Xichong observatory as an example， this paper introduces how develop an integrated management platform based on the internet of things techniques.The platform have the following functions：（1）Real-time monitoring of the water supply system；（2）Real-time monitoring of the power system and power consumption data；（3）Real-time monitoring of the intranet and internet status；（4）Providing real-time video monitoring images；（5）Real-time monitoring of the fire protection system.Through the platform， the managers of the base could efficiently and quickly obtain the status of the instruments in the base，which will help to make right decisions to cope with possible problems and faults of the instruments.Since the establishment of the platform，obvious management and economic benefit have been obtained，which provide a reference for the similar large field scientific exploration base management.

Key Words：Internet of thing；Field exploration base；Real-time monitoring；Integrated management

深圳西涌天文-气象综合探测基地于2010年9月建成，是国内第一个天文与气象相结合、科普与业务相结合的综合探测基地。基地占地面积超过2.9万m2，位于临海的一座山上且远离市区。基地内除布设有专业天文及气象探测设施外，还建有发电、配电、消防、生活供水、中水处理、视频监控等9套辅助运行系统，运行监控管理工作压力十分巨大。在基地建成的初期，通气、供水、供电及消防设备时有故障，自基地建成以来，经历过发电机输出功率不正常、水温异常、水泵故障失灵、蓄水池水位过低、机房温湿度不正常等多种问题，这些问题影响了基地的正常运转。由于远离市区，基地日常驻守的业务人员数量极为有限，仅靠驻守基地的工作人员人工巡查，很难及时发现问题，从而使得基地不能充分发挥其应有的作用。

事实上，西涌天文-气象综合探测基地所面临的问题，也是国内多数野外大型科学探测基地共同面临的问题。依靠科学技术提升综合监控和管理能力，及时发现各种设备故障，从而提高排除故障的效率，是解决这一问题的必然途径。而解决这一问题的关键，在于及时获得关于设备运转情况的第一手数据，以帮助判断设备的状态，为分析处理故障提供有效支撑。

国际电信联盟（ITU）指出，信息与通信技术的目标已经从任何时间、任何地点连接任何人，发展到连接任何物品的阶段，而万物的连接就形成了物联网，它是对物体具有全面感知能力，对信息具有可靠传送和智能处理能力的链接物体与物体的信息网络，全面感知、可靠传送、智能处理是物联网的特征[1]，随着物联网技术的日益发展及成熟，运用流行的物联网技术进行开发建设已成必然。近年来，物联网的应用已渗透到各行各业的信息化管理系统当中，诸如交通、农业、气象、医疗等，各行业的智能化管理水平已得到显著的提升[2-6]。将物联网技术用于西涌天文-气象综合探测基地的管理，建成电子化的基地综合管理系统，不仅有助于解决实际问题，直接提升基地的智能化管理水平，也将为国内其他类似基地解决共性问题提供有益的参考。

1 需求分析和功能设计

总体目标：基于物联网技术简称基地综合管理系统，通过该系统可以有效进行设备运行监控，并对基地业务人员进行动态管理，从而提高整个基地的管理效率。实现管理过程的电子化，易于统一归档和存储，为查询统计以及相关物业、维护等事务的跟踪提供技术支撑。

具体需求：（1）对供水系统运行数据实时监控，包括：净水池水位、原水池水位、水净化系统运行状态（工作、待机、故障，下同）、滤芯更换记录、水泵运行状态、蓄水池水位、柴油机状态、加压水泵运行状态、中水处理系统运行状态；（2）对供电系统运行数据实时监控，包括：配电室电器控制设备运行状态、主要参数，发电机状态、开关机记录，发电机房温、湿度，UPS工作状态；（3）对基地网络状态实时监控，主要指基地的光纤工作状态；（4）实时调阅所有安防视频；（5）对消防系统实时监控，包括：七氟丙烷消防系统状态、消防水水位信息、消防水泵状态、消防器材档案；（6）具有阈值触发短信告知功能，当关键设备出现故障，状态信息有所改变时，自动发短信到系统管理员处；（7）可实现人员动态管理，诸如排班、考勤等。

性能需求：服务器端响应时间（从点击了一个页面计时开始，到这个页面完全在浏览器里展现计时结束的这一段时间间隔），数据库信息检索时间最大不超过2 s，平均时间在0.1～1 s以内。客户端响应时间，页面载入时间最大不超过8 s，平均时间在1～3 s以内。CPU占用率：最大80%，正常20%，内存使用率：最大1G，磁盘存储空间不超过50G。单台服务器并发用户数500。

2 功能实现

本系统开发环境基于ECLIPSE平台，使用JAVA进行开发，主体采用B/S架构，便于获得授权的管理人员通过IE浏览器进行查询、分析。系统采用模块化的设计，可以很容易的增加、删除、更新内容模块；系统开发尽可能采用开源软件，或者在其上做开发，以降低开发维护成本。系统总体架构包括6大功能模块，即设备状态实时监控、安防系统状态监控、天文观测设施管理、综合行政、管理人员、管理系统管理及30个小功能模块组成。系统的结构概念图如图1所示。

2.1 硬件设备运行的数据采集

考虑前端设备大部分是基于RS232和RS485的通讯，而且比较分散。但是内以太网络布设较为方便，因此采用RS485转以太网，接入企业网的通讯模式。由于数据的存储量大，而且用户要求进行数据接入服务，所以采用网络数据库SQLServer，以方便用户使用。

对接入设备提供了统一的接口，进行程序开发即可将其他设备接入系统，以发电机、UPS、电量仪以及PLC设备为例分别予以说明。发电机提供了MODBUS通讯协议，也可通过统一接口成功接入。UPS是艾默生Hiplus系列，提供了通讯协议，也成功接入。电量仪协议提供不完整，而且型号不一，协议虽均为MODBUS类型协议，但是并不完全符合MODBUS规范，通过分析其通讯的数据包，进行数据移位比较后寻找出每个协议的具体数据格式，经过多次调试分析，最终也成功接入。一台PLC设备提供了MODBUS接口，根据厂家提供的连接通信参数，成功接入；另一台PLC无法提供现成协议，通过查阅多方资料[7-8]，了解到PLC设备的数据通讯口可通过PPI协议进行数据访问，而PPI协议是西门子的内部协议，参阅该协议的相关资料后，开发出专用的程序来访问，最终也实现了PLC设备的接入。

发电机、UPS电量仪、PLC等设备的成功接入，为实现后台程序统一数据管理起到了决定性作用，使得各“物”的信息最终得以“联网”。数据的采集通过采集终端的开放型TCP/IP接口为后台程序的数据读取提供了连接的桥梁，实现了通过物联网实时数据的读取。

由于有后续二次开发有数据接入的需求，本系统专门定制了一个数据库的表，开发了一个专门程序利用系统的开放型TCP/IP接口，从数据库的实时库中读取数据，保持数据为最新状态，二次开发只需直接访问这个表调取所要的数据，这样解决了直接基于TCP/IP端口访问可扩展性不强、数据量大时访问效率不高、数据的实时性很差、编程难度大，SQL语句也较为复杂等一些弊端。

2.2 功能模块的设计及集成

采集端承担了对本地或远端监控模块的数据采集、数据分析、数据保存和数据转发等功能。而监控端则以图形、列表、文字、仿真控件等多种形式将被监控设备的运行参数展现在用户面前。通过监控系统用户可以实时监测设备的运行状况，及时提示设备的告警，迅速地对远程设备进行遥控。除此之外，监控系统还具有快捷的浏览方式、声光告警提示、告警自动通知、自动化的值班派单系统等强大的功能。

系统承担的综合管理功能包含安全性管理、监控设备的管理、人员管理、工程资料的管理以及运行数据管理，报表等。配置有3部分：分别是采集配置、监控配置和基础数据定义。采集配置是根据具体的硬件模块结构来进行配置。监控配置是用户的界面配置。基础数据定义是维护系统运行的一些通用化数据定义，不涉及到具体的监控对象。它们之间的关系如图2所示。

系统可以实现多平台监控，每个监控台可以配置独立的监控界面和监控对象组合。同时也可以为上级监控中心提供数据服务，组织成多层分布式监控系统，可查询历史数据以及在线控制等，如图3所示。

3 应用及成效

建成后的西涌天文台综合业务管理系统如图4所示，从图4中不难看出，系统一目了然地集中展示了关键系统的运行状态。

从系统投入使用近两年来的成效来看，使基地管理工作化繁为简、化难为易、条理清晰、数据准确及时，大大提升了管理人员的工作效率、减少了工作强度。如图5。

在两年中，通过该系统发现的问题及排除故障的典型案例包括以下4方面。

（1）发电机房环境检测湿度出现异常高值报警13次，通过西涌天文台综合业务管理系统报警短信通知，基地管理人员及时通知驻点电工及时开启通风及抽湿机处理，防止温湿度传感器及烟雾传感器因潮湿造成的误报，防止消防系统因误报警而触发七氟丙烷气体的喷发，避免了不必要的经济损失。

（2）原水池水位检测报警1次，通过西涌天文台综合业务管理平台报警短信通知，台办通知驻点物业工程人员现场检查，发现山下水泵房由于长时间没有下雨而缺水，西涌天文台驻点工作人员在未知的情况下正常用水，最终原水池水位下降到报警值。根据该警示信息，使得工作人员得以及时做好缺水的应对工作，同时避免了水泵因空转而造成损坏。

（3）通过西涌天文台综合业务管理系统的投入运行，管理人员获得了大量基地的运行数据，结合西涌天文台的实际需求，通过科学设备调整运行方式和运行参数，延长设施设备使用寿命，提高能源效率，降低运行成本，据供电局所提供的数据表明，西涌天文台2013年度总能耗比上一年度减少了9.93%，有效实现了节能环保的目标。如图6。

（4）系统投入使用以来，位于野外的西涌基地未发生过任何安全生产责任事故，系统故障总能及时发现并得到快速修复，大大减少了管理人员往返野外基地的次数，降低了因设备故障导致的各类损失，每年约能为所在单位节约人工、能耗、交通等费用10万余元，3年来的累积效益已大大超出建设系统的投入资金。

4 结语

该文介绍了基于物联网的气象探测基地管理系统的开发思路，并以“西涌天文台综合管理系统”为实例，进行系统应用说明。随着物联网技术一日千里的发展，相信在不久的将来将出现更多基于物联网的通信接口协议、采集器及应用传感器，将会有更多的设备可纳入到统一的平台，进行更智能的集中管理。

参考文献

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1 物联网、云计算和大数据的定义

物联网（Internet of Things，缩写IOT）是一个基于传统电信网、互联网等的信息承载体，让所有可以被独立寻址的普通现实物理对象实现互联互通的一个网络系统。通俗地讲就是“物物相连”，即通过信息传感设备，把物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以达到智能化和自动化的一种新型网络。

云计算是基于互联网的一种计算方式，是互联网的核心软件层和核心硬件层的集合，是基于互联网的相关服务的增加、使用和交互模式，也是互联网中枢神经系统萌芽。通常是虚拟化的且涉及通过互联网来支持动态易扩展的经常资源。这种服务可以是互联网、软件和IT相关，也可以是其他服务。

大数据代表了互联网络的信息层，是互联网意识和智慧产生的源泉。现代社会，大数据在政治、经济、文化等各方面产生了深远影响，大数据可以引导人们开启循“数”思维模式，当下社会三分技术、七分数据，掌握数据者得天下。

2 物联网、云计算和大数据的特点

2.1 物联网的特点

（1）物联网不但具有智能处理的能力，其本身也提供了传感器的连接，可以对现实物体实现智能控制。物联网把智能处理和传感器结合起来，利用模式识别、云计算等多种智能技术，扩展物联网的应用领域。

（2）它是一种广泛的网络。物联网成立在互联网上，其技术的核心和重要基础仍旧是互联网，利用各种无线网络和有线网络与互联网进行融合，准确地实时地传递出物体的信息。

（3）物联网对多种感知技术进行了充分的应用。它部署了多种的大量的传感器，各个传感器均是一个信息源，不同种类的传感器所获取的信息格式和信息内容是不同的。

2.2 云计算的特点

（1）虚拟化。用户可以使用各种终端、可以在任意位置获取云计算所提供的应用服务。所请求的资源不是有形的固定的实体，实质是来自于“云”。存在于“云”中某地方来运行，用户只需要一个手机或者一台笔记本，就可以通过网络服务来满足我们的一切需要，而不用担心、也无需了解存在运行的具置。用户通过云甚至可以完成超级计算这样的庞大任务。

（2）规模庞大。“云”具有超大的规模，Google云计算目前已拥有超过百万台的服务器，企业私有云通常拥有成百上千台服务器，Yahoo、微软、IBM、Amazon等的“云”都已经拥有了近百万台的服务器。 “云”赋予了用户史无前例的超级计算能力。

（3）平台的广泛通用性。云计算可以构造出和支撑千变万化的应用，而不是只针对某种特定的应用，同一个“云”能够同时支撑多种不同的应用运行。

（4）可靠性很高。“云”运用了计算节点同构可互换、数据多副本容错等措施来保障服务有超高的可靠性，实现比起使用本地计算机，使用云计算更可靠。

（5）服务的可需求化。“云”是一个超级庞大的资源海洋，你可以按照自己的需求来购买；云也可以像电，煤气，自来水那样来计费购买。

（6）扩展性超高。“云”具有可动态伸缩其规模的特点，满足用户规模增长和应用扩展的需要。

2.3 大数据的特点

（1）数据的类型繁多。像前面提到的地理位置、图片、视频、网络日志信息等等。

（2）处理速度快，1秒定律，可从各种类型的数据中快速获得高价值的信息，这一特点在本质上不同于传统的数据挖掘技术。

（3）数据的数量和体积都非常之巨大。从TB级别直线跃升至PB级别。

（4）在对数据其进行准确、正确的分析并合理利用的前提下将会取得超高的价值回报。

3 大数据、云计算和物联网的关系

物联网、移动互联网等是大数据的来源，物联网产生大数据，而大数据分析则是为物联网和移动互联网提供有用的分析，获取价值。云计算与大数据两者之间有很多的交集，业界主要做云的公司有谷歌、亚马逊等都拥有大量大数据。大数据应用必须在云设施上跑，大数据离不开云。

物联网对应了互联网的感觉和运动神经系统。传统互联网，移动互联网，物联网在源源不断的向互联网的大数据层接受数据和汇聚数据。物联网的数据亦可以说是社交数据，实质是物与人、物与物的社会合作信息，而不是人与人之间的交往信息。

在互联网虚拟大脑的架构中，互联网虚拟大脑的中枢神经系统的功能是将互联网的核心软件层、核心硬件层及互联网信息层统一起来，为互联网各虚拟神经系统提供服务和支持，从定义上看，云计算与互联网虚拟大脑中枢神经系统的特征非常吻合。在理想状态下，物联网的传感器和互联网的使用者通过网络线路和计算机终端与云计算进行交互，向云计算提供数据，接受云计算提供的服务。

30年前，世界上最出色的预言家也无法预言今天网络的力量。信息世界与物理世界的融合，虚拟社会与现实社会的交织，我们已离不开网络。今天的信息网络，链接着人类社会的未来，引导着我们不断前行。在信息化建设的深入发展中，物联网更是智慧城市的重要组成部分。统计数据显示，我国在“十二五”期间将会有近千个城市加入到智慧城市的队伍中来。

篇13

doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2015.02.049

[中图分类号]TP393 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2015）02-0065-01

随着水利信息化的快速发展，信息自动规模化采集的能力日益增强，信息资源的数字化程度不断提高，服务于主要业务的数据库初步建成并逐步形成数据库群体。但是，分散建设的业务应用和数据库导致的信息资源开发利用程度不高，技术条件差异很大，形式与结构的异构现象严重，发展极不平衡等突出问题日益严重。

宁夏水利厅适时启动水利数据中心建设，构建先进实用、安全可靠、全局性的水利信息资源存储管理、共享与交换、应用服务等功能为一体的宁夏水利数据中心，逐步形成标准、开放的水利信息资源的服务窗口，为宁夏水利各类业务应用系统提供数据支撑。宁夏水利数据中心作为全区水利系统信息化的集中枢纽，通过水利各类业务管理数据的集中采集、集中存储、集中管理和集中服务，一体化地解决水利信息系统的建设、运行和管理问题，一体化地解决信息资源整合与应用系统集成问题，为各级水利行政主管部门的行业监管、业务指导、政务建设和公共服务能力建设提供技术保障和及时、准确和完整的信息综合服务。

1 总体部署架构

考虑到宁夏水利扁平管理的特点，以及县级分中心信息化程度和人员安排等实际情况，宁夏水利数据中心采用大集中与轻量化分布结合的结构模式，包含1 个区中心、22 个县级前置系统的覆盖全区水利业务系统。在实施中，不但要考虑到数据的有效使用，而且要保证各个单位的高可用性和不间断性，并具备对突发性、应急性事件的处理能力。目前，根据现阶段的应用需求在区中心部署5 台物理服务器组成虚拟服务器群支撑数据中心运行外，在每个县部署2 台中端服务器构建县级业务应用前置系统。

1.1 数据采集系统

采集系统部署在区中心和市县水务局，作为一个应用系统接入数据中心。由数据中心为其分配专用数据库，实现单点登录、用户统一管理，以及访问平台提供的基础服务、应用服务和业务服务，如数据查询服务、用户信息服务、告警服务、地理信息服务等。采集系统从数据采集站点采集各类数据（如雨量、水位、温度、墒情、变形等）数据通过GPRS发送至数据采集系统。系统根据需要可以通过数据统一访问接口，将采集到的数据落地至数据中心和市县水务局为采集系统创建的专用数据库中。

1.2 数据维护

1.2.1 数据采集系统数据维护

采集的数据可分为自动审核和人工审核。在自动采集的遥测数据中，绝大部分数据属于自动审核数据，需人工审核的概率很小。

1.2.2 数据中心基础数据库维护

水利数据中心基础数据库的数据来源于业务应用系统。业务应用系统的各级用户负责管理本系统中的业务数据，并保证业务系统中数据的正确性。然后，通过数据交换与共享服务，从业务应用系统的专用数据库进行数据抽取、清洗和加载，并通过自动审核以及人工审核机制，最终同步到区中心的基础数据库中，业务应用人员无权直接对基础数据库的数据进行修改。

1.3 数据访问

各类业务应用系统通过服务总线访问数据查询服务的方式，访问基础数据库中的数据，实现资源共享。

1.4 分中心部署的业务应用系统

在分中心运行环境中部署“分中心前置系统”，由单点登录前置、数据查询服务前置、数据统一访问接口、地理信息系统前置四部分以及用于分中心与区中心进行数据交换使用的数据交换前置组成。部署在分中心的业务应用系统，在本地服务器上建设一定规模的专用数据库，主要存储应用系统自身产生的数据。

1.5 网络异常事件的处理

1.5.1 备份线路通讯通道

数据采集网络采用GPRS 线路为主，GSM 线路（短信）为辅的情况。系统正常时通过GPRS 线路，将采集数据传送至区中心，入采集数据库，后经认证和同步入基础数据库，各系统通过数据中心提供的数据查询统一访问数据中心数据。

1.5.2 分中心前置系统

前置系统中包含单点登录前置，分中心各业务应用系统的单点登录接入到单点登录前置中。在正常情况下，单点登录前置通过区中心的单点登录系统，实现用户认证和令牌切换等用户管理，并将认证成功的信息缓存在分中心本地数据库中。

1.5.3 定时调用数据中心的数据查询服务

针对常用的业务数据，通过配置数据查询服务前置，可以定时调用数据中心的数据查询服务，实现本地预缓存。

1.5.4 根据数据查询请求查询本地缓存

在网络异常情况下，分中心前置系统通过数据查询服务前置模块，根据数据查询请求查询本地缓存，实现数据查询服务的离线数据访问。

1.5.5 文件保存