发布时间：2023-10-08 17:39:57
绪论：一篇引人入胜的物联网技术的组成，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。
近年来国内发生的诸多恶性食品安全事件，造成恶劣社会影响。重大食品安全事件的成因纷繁复杂，其中监管信息化和现代化水平低是导致执法监管乏力不容忽视的原因。如何充分利用现代高新技术，提高食品安全监管水平亟需探讨和研究。物联网的兴起，加之已在民生领域大展身手，让人们看到依靠物联网技术应对食品安全问题的新途径和新希望。
1 物联网及其应用
1.1 物联网概念
物联网就是“物物相连的互联网”，百度百科将这一概念定义为，通过射频识别（Radio Frequency Identification，简称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，把物品与物品连接起来，使物品与物品、人与物品之间能够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。
“物联网”的概念早在1995年就被提及，但物联网真正引起世人广泛关注，是2009年初奥巴马总统对IBM提出的“智慧地球”作了积极响应，此后美国、欧盟、日韩等发达国家开始把物联网作为下一代网络的重要组成部分列入发展战略规划中。
1.2 物联网技术主要功能特点
物联网是现代信息高技术融合的产物，涉及的技术涵盖了射频识别、互联网、云计算，传感器、全球定位、智能嵌入、数据通信等诸多行业领域。
（1）全面感知。支撑这一功能实现的最重要的技术是RFID技术，这种非接触自动识别技术具有体积小、容量大，寿命长、穿透力强、可重复使用的特点，它的诞生和大规模应用使得物联网由概念转向实用。把存有物品属性信息的电子标签（RFID卡，又称“智能身份证”）嵌入物品中，传感设备犹如物联网的“眼睛”、“鼻子”感知品属性信息，并传输出去，从而实现物品之间的信息“交流”。
（2）超级运算。无数的物品必然产生海量的信息，海量信息的处理必需强大的数据处理系统，云计算技术以其超大规模、高性能、低成本、通用性的特点，承担了运算任务。物联网数据处理系统相当于物联网的“超级大脑”，执行“记忆”、“思考”和“发号施令”的功能。
（3）实时监控。多种无线、有线电信网络与互联网融合而成立体网络，构成物联网的“中枢神经”，实时传递着物品位置信息，状态信息和运算中心指令信息，借助定位系统、传感和高清视频采集设备，“生存”于这种“天罗地网”中的物品，其“一举一动”一目了然。
（4）智能管理。凡事只要设定好目的或者目标，物联网会用最高效的方式来实现这个目的或者目标，系统会按照指令智能处理复杂问题，作出预判、预警，甚至决策，人们只要动动手指按按键，就可以随时随地了解事情进展，看似复杂的工作变得轻而易举。物联网的智能管理能力展现出跨行业或者垂直行业应用的广阔前景。
1.3 物联网技术的行业应用
物联网目前的应用主要集中于传感技术所推动的各垂直产业链，包括物流、电网、交通、精细农业等等民生领域。
（1）物流管理。物流领域是物联网技术最早应用的供应链行业。通过在物流商品中引入传感节点，可以从采购、生产制造、包装、运输、销售到服务的供应链上的每一个环节做到精确地了解和掌握，对物流全程传递和服务实现信息化的管理，最终减少物流成本，提高物流效率和效益。
（2）智慧电网。智慧电网是目前物联网第重要的运用。它利用物联网技术，构建具备智能判断与自适应调节能力的多种能源统一入网和分布式管理的智能化网络系统，可对电网与客户用电信息进行实时监控和采集，且采用最经济与最安全的输配电方式将电能输送给终端用户。
（3）智能交通。利用物联网技术实现对交通的实时控制与指挥管理，是缓解交通拥堵、提高行车安全和通行效率的重要途径。智能交通系统中，车辆可以按预先设定的目的地实现无人驾驶，公路靠自身的智能将交通流量调整至最佳状态，交通管理人员对道路资源、车辆的行踪“看”得一清二楚。
（4）智能农业。通过识别、传感等物联网技术对农业生产环境信息和农作物生长信息的感知、传递和对所提取信息的智能处理与判断，可以实现农业生产方式由依靠经验定性判断，粗放型管理到依靠传感设备定量判断、精细化管理的转变。
2 物联网技术将为食品安全监管带来一场革命
2.1 食品安全监管迫切需要技术支撑
食品产业链涉及种植、养殖、加工、储存、运输、销售、消费等社会化大生产的诸多环节，链条很长。由于食品由原料生产到最终消费的中间环节较多，不仅加大了食品安全问题产生的概率，而且也为不法之徒提供了投机的空间。另外，环节的增多，参与管理的部门必然增多，加上现行管理体制自身缺陷，尤其监管技术水平不高，部门之间的高度协同就无法保证，这就使食品安全监管难上加难。食品安全监管对技术支撑的需求越来越强烈。
2.2 物联网技术的行业应用经验为食品安全监管提供充分借鉴
物联网技术在民生领域应用的成功实践表明，它可以使复杂的生产过程以及跨领域、跨行业的垂直产业链监管更加严密、透明、高效，而食品产业涉及的行业之多、产业链条之长、生产过程之复杂、监管之难恰恰适合物联网的功能“胃口”。而且农业、流通业、交通运输业与食品产业链息息相关，物联网技术在这些行业的应用完全可以为食品安全监管提供充分借鉴。这样，依靠物联网技术实现食品安全全链监管的一场革命就成为可能。
2.3 可追溯系统的诞生已为物联网技术在食品安全领域应用打开突破口
可追溯系统（TraceabilitySystem）是建立在供应链管理思想基础上的质量保障系统，在有效应对和控制食源性食品安全问题，推动食品安全科学监管等方面发挥了重要作用，这种作用发挥的主要功劳应记在射频识别技术上，而射频识别技术正是物联网关键核心技术之一。说明物联网技术在食品安全领域的应用已经实现突破，为物联网其它核心技术的集成应用打下基础。
3 基于物联网技术的食品安全监管对策
3.1 切实推动物联网技术应对食品安全问题
3.1.1 牢固树立科技“支撑发展”指导思想
2006年初我国提出了未来十五年科技发展的“自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”16字指导方针。2012年6月国务院下发《国家食品安全监管体系“十二五”规划》，“科技支撑体系”成为“十二五”期间国家重点建设十大体系之一，而且明确提出要加强“食品安全科技支撑能力建设”。这就表明，依靠现代科学技术提高食品安全监管能力和水平是对国家科技发展指导方针的贯彻和落实。
3.1.2 做好基于物联网技术的食品安全监管专题规划
科技支撑食品安全监管是一个庞大的系统工程，必须搞好顶层设计，在调查研究的基础上，做好基于物联网技术的食品安全监管的专题规划制定工作。当前，在物联网产业已经纳入国家战略性新兴产业规划以及国家食品安全监管体系“十二五”规划早已出台的背景下，启动基于物联网技术的食品安全监管专题规划工作已迫在眉睫。
3.1.3 在统一标准规范体系上下功夫
物联网本身是一个传感器，集网络通信、数据处理、综合信息服务等多种技术于一身，而食品安全监管又涉及了作物（动物）生活环境信息、生长信息、食品加工、物流仓储管理、市场销售等多学科、多行业的协同工作机制，加之信息的多源性、数据的异构性、食品产业链的复杂性，没有统一的标准和规范体系制约，必将限制物联网技术在食品安全领域的应用和推广。
3.1.4 组织开展物联网核心技术攻关
据悉，当前物联网技术上传感器、芯片、关键设备制造等高端市场70%以上被国外企业占有。必须立足自主创新，通过政府扶持引导+企业参与的模式，在RFID、传感器、智能芯片、中间件、新一代通信和下一代互联网、高端计算设备和高端软件等领域开展共性关键技术研究攻关，并加快产业化进程，以降低在食品安全领域的应用推广和普及成本。
3.2 建设基于物联网技术的食品安全监管系统
基于物联网技术的食品安全监管系统的建设与应用是提高食品安全监管质量和水平的核心内容。
3.2.1 搞好基于物联网技术的食品安全监管系统设计
系统设计应把握好以下几点：
（1）系统功能。应坚持五大原则：
是数据和视频信息采集、传输、处理到查询调取实时进行；二是系统能对感知信息做出智能判断，及时预报或预警：三是实现某个区域内多品类多条产业链协同监管以及多途径登录系统查阅跟踪食品安全信息：四是具有强兼容性、可接入性和互动性：五是具有高度的安全性和绝对权威性。
（2）结构层次。物联网由感知层、网络层、应用服务层3部分组成，基于物联网技术的食品安全监管系统也不例外。其中，感知层承担食品安全信息的感知和识别，处于整个系统的最底层：其次是网络层承担各种信息的处理和传输；应用服务层位于最上层，主要是利用经过分析处理的感知数据，为食品安全生产和监管提供丰富的基于物联网的应用和服务。
（3）运行流程。系统运行需要四个步骤来实现。第一，通过感知层感知。读取、拍摄、定位获取食品生产、加工、仓储、运输、销售相关信息：第二，上述信息通过网络层传输至物联网支撑服务平台；第三步，网络层的云计算系统完成海量信息的分类、存储、分析和处理：第四步，通过应用服务层面为食品安全监管机构、监管人员和终端消费者，以及食品生产商、加工商、仓储商、运输商和销售商服务。
3.2.2 组建食品安全监管专用网络
食品安全监管网络作为基于物联网技术的食品安全监管系统运行的主干网络，通过该网络，把已经建成运行的安防监控网络、道路监控网络、质检网络、物流网络、食品追溯局域网络、风险监测网络等等与食品安全有关的网络以及食品行业、企业所建系统整合并接入进来。
3.2.3 搭建物联网支撑服务平台
长时间以来，铁路运输都是我国大宗货物运输的主要方式与途径。但是随着时代的发展，寻常百姓家所需日常百货的数量也在不断的增加，此类货物的运输也是今后铁路运输的重要业务渠道。但就铁路运输的实际情况而言，“顾大忘小”的服务理念无疑限制了铁路货运的发展。当下随着互联网技术的高速发展，网络信息平台的建设为铁路运输业的发展提供了新的发展渠道。通过铁路系统与互联网技术的有机融合，逐步发展成为了以铁路为运输主体的现代铁路运输物联网。
1物联网技术的主要组成探析
1．1射频识别技术
射频识别技术又被称之为电子标签以及无线射频设备，其本质是一种电子通讯技术，同时也是物联网技术的核心环节。其可通过无线电讯号对特定目标实现读写识别。
1．2传感技术
作为信息技术的三大支柱之一，传感技术也是物联网技术的重要组成环节。传感技术的主要作用在与从自然信源中获取信息，同时对其实现处理以及识别。随着相关技术的不断发展，传感技术的发展也迎来了重要的阶段。
1．3纳米技术
众所周知，当物质达到纳米的尺度阶段时，便会呈现出特殊的物理特性。纳米技术的发展使得我们可以制造出更为精细的电子标签，以此为基础所展开的跟踪与监测信息变化也事半功倍。
1．4智能嵌入技术
作为一种将信息处理部件嵌入到应用系统中的一种新兴技术，智能嵌入技术的应用促进了硬件系统与软件系统的固化结合，同时实现了外界信息的高速交换。在物联网时代的发展中，一个具备信息计算功能以及网络接入功能的智能物品可实现与用户和其他物品之间的高效信息交互。
2物联网技术在我国铁路运输领域的应用简析
2．1仓库管理
就铁路仓库货运管理工作的开展而言，其与物联网技术的融合具有较为理想的应用前景。具有唯一性与穿透性的电子标签可以提高管理者对货物的实时管理水平，同时以三位数字地图为基础，就货物的实际地理位置加以掌握。对于一些新建的铁路线路而言，GSM-R系统的研发与应用更是实现了数字地图的功能。
2．2站车信息共享
就站车信息共享功能的研发与应用技术而言，受制于研发周期短，应用不全面等因素的影响，就共享内容而言还存在很大的提升空间。物联网RFID技术的应用可实现站车信息的及时反馈与分享，不仅提高了对客户信息的掌握，同时还可有效的打击假票，对于相关工作的开展大有裨益。
2．3客票的防伪与识别
RFID电子客票的采用可有效的防治伪造车票行为的产生，通过特定的读写器就客票中的加密数据进行解读，继而有效的打击造假者的违法行为。而智能化的比对手段更是能够保证高效的分辨车票真伪，进一步提高了安全出行的效率。
2．4集装箱追踪管理与监控
集装箱运输是未来铁路货物运输的一个发展方向，作为一个极具潜力的发展模式，集装箱业务的发展空间与发展优势不可估量。受制于传统管理技术的影响，我国集装箱管理工作的开展阻力重重。不仅效率低下且易受外界因素的不良影响。
3物联网技术在我国未来铁路运输领域的发展概要
3．1平台的建设
我国的高铁规模已达世界第一，这意味着我国的铁路运输事业也在高速的发展。但就实际情况而言，尽管客运业务已经取得了瞩目的成就，但是铁路货运业务的发展速度却相对迟缓。其中缺乏有效的信息交流平台便是影响该领域发展的重要因素。通过物联网信息交流平台的建设，货主不仅可以实时的下单，同时还可就货物的运输情况加以了解，进一步提高运输水平。
3．2站车信息系统
物联网技术在站车信息的共享系统中也拥有较高的应用价值，当下网络售票已成主流，但是补票工作的开展仍旧存在效率低下的问题。通过售票系统与补票系统的联合统一管理，可有效的提高补票工作的便捷性与效率，进而提高铁路运输资源的利用率，提高运输效率。
3．3铁路检查
通过相关智能基础设施的安装，实现轨道实时信息的反馈与管理。这些信息实时的反馈到铁路管理部门以及列车的驾驶人员，对于可能存在的风险与故障可实现有效的规避。这相比于传统的铁路检查工作而言，不仅准确性更高，同时效率优势也十分显著。
3．4装卸
随着我国信息技术的不断发展，在物联网技术下的综合信息采集单元ICU硬件设计面临着更大的挑战。ICU作为环境集中监控系统中的采集传输设备，在物联网中起着重要的作用。面对当前信息技术竞争越来越激烈的现状，综合信息采集单元ICU要想摆脱传统环境集中监控系统的弊端，必须要利用物联网无线射频技术、传感技术，从而减少施工时间，提高工作效率。
1 综合信息采集单元ICU
综合信息采集单元ICU，即环境集中监控系统中的采集传输设备，主要有具备四个特征：一是传感器，二是短距离无线通信，三是自组织网络，四是低功耗路，在物联网技术中处于感知位置的传感设备，具备物联网传感设备所有的特征。综合信息采集单元ICU系统主要有四个组成部分：一是无线温湿度传感器、二是无线水浸传感器，三是无线智能协议转换器，四是无线中继/协调器。在环境集中监控系统的传感设备中，综合信息采集单元ICU主要通过运用物联网的无线射频技术以及嵌入式技术进行动力驱动，从而降低传感设备功耗，不断适应信息技术发展的需要。
2 物联网技术下的综合信息采集单元ICU硬件设计分析
2.1 无线温度湿度传感器
在现阶段，我国国内的无线温湿度传感器大多采用了ZGBEE无线射频通信技术与ARM Cortex-M3单片机技术，主要是通过监测环境的温度与湿度，结合ZIGBEE无线射频通信技术，将采集到的温度与湿度数据上传到监控单元的监控主机中。这种技术主要有三个方面的优点：一是降低功耗，二是具备自动休眠功能，三是具备自动唤醒功能。在电池的选择上，主要使用3节AA型电池，低电压预警功能突出，从而实现了现场工程的零布线。无线温度湿度传感器主要有四部分组成，即ZIGBEE无线通信模块、温湿度传感芯片、电源管理芯片以及微控制单元MCU模块。在技术的运用中，通过采用低功耗设计，从而增加电池的使用寿命。同时，在自供电模式的运用下，自动休眠和自动唤醒技术能最大限度地降低功耗，从而达到提高工作效率的目的。
2.2 无线水浸传感器
在技术的运用上，无线水浸传感器ARM Cortex-M3单片机技术以及结合了ZGBEE无线通信技术。ARM Cortex-M3单片机技术不同与传统的单片机技术，是一个32位的核，通过采用新型的单线调试（Single Wire）技术，从而降低设计难度和应用障碍。无线水浸传感器主要运用这两种技术，从而达到监测设备的目的。在自供电模式下，采用低功耗设计，从而达到自动休眠与自动唤醒的功能。在电池的设计上，主要采用3节AA型电池供电，降低了功耗；在两芯不定位漏水检测中，机械性能强，耐腐蚀、耐磨损，并且环保，能及时对水浸作出信号告警。无线水浸传感器主要有三部分组成，即MCU模块、ZGBEE无线通信模块、电源管理芯片。MCU，即微控制器，具有有限数字信号处理的功能模块和模拟电路，其应用也越来越广泛。ZGBEE无线通信模块主要采用国外的无线射频模块，通过运用的LM367l芯片，从而实现技术的革新。
2.3 无线智能协议转换器
在传感设备中，无线智能协议转换器主要是用于监控，通过遥测、遥信、遥调、遥控，将采集到智能设备的数据，结合ZGBEE技术上传至接受设备中。在环境集中监控系统中的采集传输设备中，无线智能协议转换器主要通过采用低压直流长供电设计，在满足动力监控实时性要求下，进行挂墙安装。无线智能协议转换器主要三个组成部分：一是MCU模块，二是通信模块，三是ZGBEE无线通信模块。
2.4 无线中继/协调
在环境集中监控系统中的采集传输设备中，无线中继/协调器主要通过协调和中继整个ZGBEE网络通信系统，从而保障ZGBEE网络的稳定性和安全性。在具体的运用中，对于无线中继/协调器的要求主要有一个方面，即满足动力监控实时性要求。在环境集中监控系统中的采集传输设备中，无线传感器网络在传感器节点功耗上，主要由四个方面来决定的：一是通信距离，二是可靠性。三是自动网络组织需求，四是在单一网络中所需支持的最大节点数。因此，无线中继/协调器主要是由MCU模块和ZGBEE无线通信模块组成，有利于降低功耗。
3 结束语
随着我国信息技术的不断发展，在物联网技术的不断推动下，综合信息采集单元ICU主要通过运用物联网无线射频技术以及传感技术，从而在环境集中监控系统的管理中，能更好地实现安装和维护的零布线，从而缩短施工时间，提高运行效率。基于物联网技术下的综合信息采集单元ICU硬件，在设计上主要通过运用无线温湿度传感器、无线水浸传感器、无线智能协议转换器以及无线中继/协调器，降低维护难度的应用障碍，从而达到降低功耗的目的，是我国信息技术上的一大突破。
参考文献
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