发布时间:2023-10-12 17:41:46
绪论:一篇引人入胜的关于物联网技术的应用,需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文,供您参考和学习。

一、前言
虽然各监狱都建立起自己的安防系统,但目前监狱安防系统主要是以人看、物防为基础,但这种狱警巡查加视频监控报警模式还不能完全对服刑人员进行有效的定位和管理,与监狱实际工作需要相比,还存在一定的差距。干警巡查属于间隔巡查,很难做到全时监管;视频监控主要用于提供视频回放,无法起到预防、预警的作用。大部分监控是人为监控操作,整个过程需要人员操作,或是以特定的方式扫描,突况时无法主动追踪目标,面对一些特殊环境因素、天气因素、人为因素,很难将监控做好。因此在监控侦测与判断能力上存在很多不足,不能够满足监所分析和判断等需求,降低了安全与有效性能。
随着信息技术的发展特别是物联网技术的日益成熟,对外来人车监控管理、犯人考勤管理、服刑人员的定位管理、狱警安全的实时监控等成为可能。从监狱内部管理到监狱周界管理,运用先进的物联网系统,使这些报警信息进行显示、存储和自动进行联动响应,极大地提高工作效率,安防系统将由被动到主动、人工到自动、非智能到智能的转变,实现真正意义上的监狱安全管理智能化。
二、物联网及相关技术
物联网是新一代信息技术的重要组成部分,其英文名称是:“The Internet of things”。顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。具体来讲就是将各种信息传感设备,如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。物联网的应用目的是让所有的人或物都能够远程感知和控制,并与现有的网络连接在一起.形成一个更加智慧的体系。物联网由M2M(Machine to Machine)概念发展而来。是机器与机器的对话,其关键在于数据采集环节。目前数据采集技术包括各种传感器、全球定位系统、激光扫描、射频识别技术等。
RFID系统包括三个部分:电子标签,读写器和计算机通信网络。电子标签存储着需要被识别物品的相关信息,通常被放置在需要被识别的物品上,它所存储的信息通常可被读写器通过非接触读/写获取。读写器是可以利用射频技术读/写电子标签所存储信息的设备。计算机通信网络通常用于对数据进管理,从而完成通信传输功能。
三、物联网在监狱监管安全中的应用
(一)外来人车监控管理。监狱大门每天进出人口除了干警之外,还有大量的外来人员和外来车辆。这些外来车辆路线复杂、机动性高,单靠监狱干警肉眼监控,极难保证可靠性和安全性。在多起监狱脱逃事件中,犯人就是利用外来车辆脱身。因此采用技术手段实现人车自动追踪在监狱具有极高的应用价值。具体思路是通过对日常进出监狱车辆和押运车辆发放标识卡,从而将车辆信息与卡结合,结合GPS系统,确定车辆在监狱内位置,实时掌控车辆位置信息、人员信息及该车在监狱内的移动信息。
(二)犯人考勤管理。监狱犯人考勤管理是狱政管理的一项重要工作。监狱一线基层干警一项重要的工作就是清点犯人人数,犯人人数较多衣着一致,很容易在视觉上造成误差,效率低下。利用物联网技术,将犯人身上必须要佩戴的胸卡进行重新加工处理,使其具有可识别性。同时在关键节点设置感应通道,犯人在通过时可以自动统计人数,对未到犯人实时报警,从而实现关键节点人数自动清点。统计犯人进场的早晚、犯人的结对情况,狱警可以获得肉眼很难发现的隐藏信息,做到提前防范和及时处理。另外,在劳作场所,监狱干警可以随身携带可移动手持终端设备,只需要在犯人工作的场合巡查走动一圈,就能够很轻松的实现犯人的考勤。
(三)人员自动定位。在错综复杂的监管场所,仅依靠传统的视频监控、门禁系统和报警系统,不能做到全方位、多功能的监控,致使一些安全隐患和突发事件无法提前预警防范并及时处理。基于物联网技术的无线定位系统.通过在监狱以及其他所有相关人员活动和经过区域布设一定数量的固定式或移动式人员定位监控基站。在监狱内需要监控的区域实现信号全覆盖。在围墙等边界区域布置射频围栏。服刑人员佩带的定位腕带,通过接收器可以将佩带人员的移动速度、方位、高度、生命体征等信息通过网络发送给计算机,通过对信息整合、分析实现对服刑人员实时地、全程地、主动式地监控,对异常状况及时报警,提高管理效率,有效避免极端事情发作。通过物联网技术,可以对监狱内的任何场所、任何处理过程中的人员进行自动身份识别及位置识别。可以定位到区域.也可以定位到房间。同时所有人员活动信息自动记录到计算机数据库中,并在计算机终端上实时显示。
(四)狱警安全的实时监控。狱警佩戴腕带可以防攻击,在紧急情况下手动或自动发出报警求救信号。当犯人袭击或挟持狱警时,狱警可迅速按下腕式标签上的按键报警。当事态紧急来不及按腕式标签报警时,狱警可以通过身体的剧烈动作使携带在身上的震动标签自动发出震动报警信号,该区域的读写器读取到震动或按键报警信号后,后台中央控制室发出声光报警,显示器同时自动弹出该区域摄像机拍摄的画面,能够最大限度的保障狱警生命安全,快速的处理突发事件。
四、结语
近年来,随着我国进入经济转轨、社会转型的变革期,我国监狱安全管理也出现了一些新情况、新问题,监狱突发事件频发。在管理中广泛应用物联网技术,可以实现监狱的智能化管理,减少监狱管理难度、增强监狱安防能力、降低民警工作强度,提高应对突发事件的快速反应能力。物联网技术的引入必将使监狱的现代化管理更上一个新台阶。
参考文献:
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
1.引言
RFID技术诞生于二战期间,但此后的50多年时间里,其发展一直较为缓慢。近年来,随着其应用技术环境日臻成熟,基于RFID的物联网技术异军突起,吸引了众多行业的关注。随着信息技术的迅猛发展,军品供应链物流管理必须与时俱进,加强信息化建设。基于RFID的物联网技术是近年来倍受世界瞩目的IT热点。最早使用RFID技术的是美国国防部后勤局,并已在伊拉克战争中得到了验证。基于RFID的物联网技术已经成为军事物流信息化的着力点与突破点。本文在介绍基于RFID物联网技术的内涵的基础上,通过分析物联网技术对军品供应链物流管理各个层面的影响,初步探究了基于RFID的物联网技术在军事物流管理中的实际应用。
2.物联网技术简介
2.1物联网的内涵
物联网(IOT,Internet of Things)又叫“传感网”,指的是利用射频识别(RFID)等各种信息传感设备,把所有物品的信息与互联网实时连接起来,实现智能化管理与识别。物联网为每一个物品分配标识,通过射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等获取物品标识中的信息,从而达到对物品进行识别和供应链实时跟踪的目的。物联网由三个要素组成,一是传感设备,即以二维码、射频标签和传感器来识别“物”,国内以低频RFID为主;二是传输网络,即通过现有的互联网、广电网络、通信网络或未来的NGN网络,实现数据的传输与计算,如中国移动积极推进的M2M业务;三是处理终端,指输入输出的控制终端,手机、电脑、通信基站以及其他移动终端。因此,我们可以给物联网下一个定义,即: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,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
2.2 RFID技术
RFID的全称是Radio Frequeney Identification,中文称为无线射频识别,它是一种利用射频信号通过空间藕合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。RFID技术能够对静止或者移动的远距离目标进行非接触自动识别,具有标签体积小、容量大、寿命长、精度高、抗干扰能力强、操作快捷等优点,特别在识别唯一物体领域具有其他识别技术无与比拟的优势。
完整的RFID系统包括RFID数据采集端(标签、阅读器、天线)、中间件或者接口、应用系统和管理平台等。RFID应用系统参考架构一般可采取四层结构形式,从下至上依次为阅读器层、边缘层、集成层和应用层。RFID系统的工作原理是:阅读器通过发射天线发送一定频率的射频查询信号,当电子标签进入发射天线工作区域时产生感应电流,标签获得能量被激活并自动将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去;系统接收天线接收到从标签发送来的载波信号,经天线调节器传送到阅读器,阅读器对接收的信号进行调解和解码,然后通过电脑主机送到后台管理系统进行相应处理和控制,最终发出指令信号控制阅读器完成不同的读写操作。
2.3 RFID与EPC物联网
以简单RFID系统为基础,结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等,构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的,比Intemet更为庞大的“物联网” (Internet of ThingS)成为RFID技术发展的趋势。目前较为成型的分布式网络集成框架是EPCglobal提出的EPC网络。正如互联网把世界不同角落的人紧密地联系在了一起,采用了RFID技术的EPC系统可以将世界上的所有货物都联系在一起,组成一个以EPC和Internet为依托,以RFID技术为纽带的“物联网”。
EPC系统利用RFID射频识别技术来捕获信息,通过无线数据通信等技术将其与开放的网络系统相连,对供应链中各环节的信息进行自动识别与实时跟踪,从而将庞大的物流世界建成一个高度智能、覆盖世界上所有物品之间、甚至于物品和人之间的实物互联网。
EPC物联网将在全军范围内从根本上改变对军品生产、运输、仓储各环节流动监控的管理水平。一个带有电子标签的产品,电子标签中有这个产品的唯一编码,当这个带有标签的产品通过一个读写器时,这个产品的信息就会通过互联网传输到指定的计算机内,这是一个全自动的产品流动监测网络。通过EPC物联网,带有电子标签的军品物质都可以随时随地按需被标识、追踪和监控,从而达到信息的实时共享,便于统筹管理,进而可以更好的促进我军后勤保障力的生成。
3.物联网技术在军事供应链管理中的具体应用
3.1 基于RFID的物联网技术在美军的应用
为了使美军的供应链管理更加透明和敏捷,美国国防部后勤局进行了大规模的机构精简。在整个业务流程优化以后,美国国防部后勤局运用了RFID技术,并选用了SAP AG的ERP系统和Manugistics公司的供应链管理软件。这不仅使得供货速度加快和成本降低,而且使物流配送具有了更高的灵活性和准确性。美军两次海湾战争的例子表明,应用基于RFID的物联网技术实现对于军品物资的全程跟踪可以实现物资的精确投放,减少浪费,并且节省了大量的时间。系统工作的大致流程图如图3―1所示。
3.2 采购环节
在采购环节中,军方可以通过RFID技术实现及时采购和快速反应采购。管理部门通过RFID技术能够实时地了解到整个供应链的供应状态,从而更好地把握库存信息、供应和生产需求信息等,及时对采购计划进行制定和管理,并及时生成有效的采购订单。通过应用RFID技术,可以在准确的时间购入准确的军品物质不会造成库存的积压,又不会因为缺少物资影响战备训练,从而实现“简单购买”向“合理采购”转变,即在合适的时间,选择合适的产品,以合适的价格,按合适的质量,并通过合适的供应商获得。
军方以通过物联网技术集成的信息资源为前提,可以实现采购内部业务和外部运作的信息化,实现采购管理的无纸化,提高信息传递的速度,加快后勤保障的反应速度,并且最终达到工作流的统一,即以采购单为源头,对从供应商确认订单、发货、到货、检验、入库等采购订单流转的各个环节进行准确的跟踪,并可进行多种采购流程选择,如订单直接入库,或经过到货质检环节后检验入库等,同时在整个过程中,可以实现对采购存货的计划状态、订单在途状态、到货待检状态等的监控和管理。通过对过程中资金流、物流和信息流的统一控制,以达到采购过程总成本和总效率的最优匹配。
此外,军队和供应商通过RFID能够实时了解到产品的生产、流通和消耗情况以及产品的反馈信息等,不仅加强了双方信息沟通的能力,也促进了两者之间的持续发展合作能力,从而建立双赢伙伴关系。军队也因此增强了对供应商评价的准确性及透明度,避免了人为的采购成本增加,同时提高了采购效率,降低了交易费用。
3.3 生产环节
传统军品的物流系统的起点在入库或出库,但在RFID军事物流系统中,所有的军事物资在生产过程中应该已经开始实现RFID标签(Tag)。由于在一般的商品物流中,大部分的RFID标签都以不干胶标签的形式使用,只需要在物品包装上贴RFID标签就可以。军事物品具有较高的保密性,因此在军事物品中,RFID标签需要嵌套在包装中,或直接嵌套在物品内,以加强军用物资与RFID的保密性。
在军事物资生产环节中最重要的是RFID标签的信息录入,可分为4个步骤完成:
1)描述相对应的物品信息,包括生产部门、完成时间、生产各工序以及责任人、使用期限、使用目标部门、项目编号、安全级别等,RFID标签全面的信息录入将成为过程追踪的有力支持。
2)在数据库中将军事物品的相关信息录入到相对应的RFID标签项中。
3)将军事物品与相对应的信息编辑整理,得到军事物品的原始信息和数据库,这是整个物流系统中的第一步,也是RFID开始介入的第一个环节,需要绝对保证这个环节中的信息和RFID标签的准确性与安全性。
4)完成信息录入后,使用阅读器进行信息确认,检查RFID标签相对应的信息是否和物品信息一致;同时进行数据录入,显示每一件物品的RFID标签信息录入的完成时间和经手人。为保证RFID标签的唯一性,可将相同产品的信息进行排序编码,方便相同物品的清查。
3.4 入库环节
传统军事物流系统的入库有3个基本要素是严格控制的:经手人员、物品、记录,这个过程需要耗费大量的人力、时间,并且一般需要多层多次检查才能确保准确性。在RFID的入库系统中,通过RFID的信息交换系统,这3个环节能够得到高效、准确的控制。在RFID的入库系统中,通过在入库口通道处的阅读器(Reader),识别军事物品的RFID标签,并在数据库中找到相应军事物品的信息并自动输入到RFID的库存管理系统中。系统记录入库信息并进行
核实,若合格则录入库存信息,如有错误则提示错误信息,发出警报信号,自动禁止入库。在RFID的库存信息系统中,通过功能扩展,可直接指引叉车上的射频终端,选择空货位并找出最佳途径,抵达空位。阅读器确认货物就位后,随即更新库存信息。物资入库完毕后,可以通过RFID系统打印机打印入库清单,责任人进行确认。
3.5 库存管理环节
物品入库后还需要利用RFID系统进行库存检查和管理,这个环节包括通过阅读器对分类的军品进行定期的盘查,分析军品库存变化情况;军事物品出现移位时,通过阅读器自动采集货物的RFID标签,并在数据库中找到相对应的信息,并将信息自动传录入库存管理系统中,记录军品的品名、数量、位置等信息,核查是否出现异常情况在RFID系统的帮助下,大量减少传统库存管理中的人工工作量,实现军品安全、高效的库存管理。由于RFID实现数据录入的自动化,盘点时无需人工检查或扫描条码,可以减少大量的人力物力,使盘点更加快速和准确。利用RFID技术进行库存控制,能够实时准确掌握库存信息,从中了解每种产品的需求模式及时进行补货,改变低效率的运作情况,同时提升库存管理能力,降低平均库存水平,通过动态实时的库存控制有效降低库存成本。
3.6 出库管理环节
在RFID的出库系统管理中,管理系统按军事物品的出库订单要求,自动确定提货区及最优提货路径。经扫描货物和货位的RFID标签,确认出库物品,同时更新库存。当军品到达出库口通道时,阅读器将自动读取军品的RFID标签,并在数据库中调出相对应的信息,与定单信息行对比,若正确即可出库,货物的库存量相应减除;若出现异常,仓储管理系统出现提示信息,方便工作人员进行处理。
3.7 运输管理环节
军品在运输途中需要定期进行检查,而传统的检查办法耗费大量的人力和时间。在RFID的系统帮助下,运输途中的检查便捷很多。使用UHF的高频射频系统可对方圆10 m的RFID标签进行自动识别,RFID系统的阅读器首先将同批物品的RFID标签进行识别,同时调出数据库相对应的标签信息,其次将这些信息与数据库的进行对比,查看物流途中的各类军事物品是否存在异常。在主要的运输路线上设置结构合理、数量合适的装有RFID接收转发装置的站点是运用物联网技术实施运输管理的关键,而军方单独完成工程的难度较大,可采用军民融合的方式,依靠民用站点资源。当贴有标签的军品经过站点时,阅读器自动采集EPC编码信息,并可通过北斗系统对军品进行跟踪定位。
4.注意事项与建议
由于军事物流系统有着本身的特殊性,因此在基于RFID的物联网系统建立及使用过程中必须保证其应有的安全性和技术可靠性。为保证军事RFID信息的安全性,应在频率使用上尽量避免与公共频率重合,在物联网系统实现信息高效交流的同时,也容易造成信息泄漏,所以要对该系统进行加密处理。RFID系统的加密可分为物理安全加密和基于密码技术的安全加密。为了提高我军的信息化建设水平,加快基于RFID的物联网技术在军品供应链物流管理中的应用研究,我们应该做到:一,必须与国家标准同步尽快制定我军的相关军用标准,最大化的发挥其全局效能。二,重视后端应用软件的研究,例如:数据库,应用程序,中间接口程序等。三,加强基于RFID的物联网系统的军事物流模式研究,建立示范单位,以点带面,推动全军的基于RFID的物联网系统的运作能力。
参考文献:
[1]宁焕生,张彦.RFID与物联网[M].电子工业出版社,2008.
[2]张建军.军队信息化与军事系统工程[M].海潮出版社,2005.