发布时间:2023-10-08 17:57:15
绪论:一篇引人入胜的物联网技术和应用,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。

中图分类号:TP277 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2012) 16-0000-02
1 前言
物联网已成为当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一,发展物联网对于促进经济发展和社会进步具有重要的现实意义,物联网技术为推动国家信息产业从大到强,实现自主创新提供了新的发展机遇。通过全面推广物联网技术,可以实现道路和车辆的安全、便捷、快速的交通;可以通过公共卫生物联网来实现人民群众在家诊断疾病和居家养老的需要;通过将城市公共安全体系与社区安防物联网相互连接,可以实现社区公共安全物联网的全面覆盖。这样一来,我们可以看出物联网技术正在全面改善人们的工作、学习和生活。本文就物联网技术的发展和在安防领域的应用研究进行探讨。
2 物联网技术的发展
物联网技术包括了应用层、网络层、对象层和感知层四个层次,是在Internet技术的基础之上,采用无线数据通信技术、RFID技术来构造了一个可以覆盖各种食物的 “Internet of Things”。物联网技术给人民的生活带来了很大的改变,所有物品都可以利用激光扫描器、全球定位系统、红外感应器、射频识别(RFID)等信息传感设备来和互联网联系起来,在生产环节采用电子产品代码(EPC)技术能够快速地从品类繁多的库存中准确、快速地锁定所需的零部件和原材料,在自动化生产线运作的过程中有效实现跟踪和识别零部件、产成品、半成品、原材料,从而提高生产的效益和效率,减少人工出错率和识别成本。物联网在产品运输环节能够通过在运输路线设置安装RFID接收转发装置,同时对在途车辆和货物贴上电子产品代码(EPC),这样一来,就可以使得经销商和供应商能够通过物联网实时掌握货物预计到达时间,所处的状态和位置,在掌握好这些信息之后,就能够大幅度提高车辆利用率,合理调度车辆,减少运输成本,提高运输的安全性。
在安防领域,物联网技术的信息安全极为重要,原因在于一旦信息传输出现篡改、泄密和失效,那么必然会给将整个安防系统带来严重的后果,那么应该进行及时的预防和处理,处理技术有安全数据接入技术、入侵检测技术、安全路由技术、密钥管理技术等,而解决的关键就在于要从多个层面来解决安全漏洞,加强信息安全防范。物联网信息安全的重点在于网络层的安全技术,这是因为有线通讯存在光缆转换复杂、敷设线缆困难等问题,无线通讯存在病毒入侵、信号截取、强信号压制等问题,所以应该结合具体的使用情况,来选择是采用无线通讯,还是采用有线通讯。如果采用线通讯,那么应该最大程度地提高无线网络的安全性,克服拓扑结构和信道节点的缺陷。感知层要解决的问题就是前端传感器的可靠性和可使用性,有效地提升选用优质器材的水平。而应用层的安全技术能够通过安全数据和安全路由来修复、检测数据,再通过高性能计算机将有害数据剔除掉,将信息流有效地梳理。
总之,物联网技术能够在无需人干预的前提下,有效地实现物品与物品之间的“交流”,实现智能化管理、监控、跟踪、定位、识别,进行及时的信息通讯和数据交换。
目前来看,我国的物联网技术还处于一个发展的初始期,因此在物联网技术推进的过程中,应该将物联网应用于重点领域和重点行业,优先选择关联性高、带动作用强的重点领域进行示范试点,重点推进物联网技术在公共安全、节能环保、交通运输、电网、物流、农业、工业、医疗等领域的应用。
3 物联网技术在安防中的应用
目前我国对于物联网技术正在处于一个发展和探索,已经建立了一系列的专门研发机构,如物联网研发中心、传感网研发中心等,在健康监测、智能交通、公共卫生、智能家居、环境监控、工业安全生产、城市公共安全等领域进行了相应的尝试,物联网技术在未来正在朝着更加广阔的领域扩展。
物联网技术在安防中的应用,最为重要的技术就是视频感知技术,我国安防行业企业在近三十年的时间内一直都把研发重点发在视频监控技术。
例如,2010年在上海举办的世博会就成功地将物联网技术应用于园区的安防工作中。无论参观者在哪个场馆,或者哪个公共设施都会无时无刻不感受到物联网技术带来的便利。
物联网技术,尤其是视频智能感知技术大量应用于安全防护领域,为未来在智能交通、环境监控、城市管理、国家安全等领域应用物联网技术打下了一个极为良好的基础平台,具有极为重要的意义。
4 社区安防中应用物联网技术
物联网时代的社区安防就是采用网络传输、智能图像分析、传感器、RFID等多种信息技术,有效地将移动电话、网络摄像头、警报器、照明设备和互联网连接起来,建设能够具有实时监控管理的家庭安防综合应用系统、社区智能视频分析系统、社区车辆出入口管理系统、智能对讲门禁、社区周界防护系统等,同时还实现公安信息平台与社区安防信息进行对接。
社区安防管理系统主要由多种模块组成,如车辆出入管理系统、小区信息系统、小区智能视频监控、周界红外报警系统等。家居智能化管理主要由室内安防预警、远程监控、远程控制、无线可视对讲、家电智能控制、灯光智能控制等模块组成。该方案借助于警方、物业、业主三者间的快速响应,具有主动威胁告警和自动感知威胁的双重功能,能够在最大程度上使得事故损失减少。简易系统架构图如图1所示。
该系统的建设是以可靠、先进、适用、经济、成熟的物联网技术作为基础,同时与公安信息平台有效对接、紧密结合,依托现有的监控中心管理系统和信息网络系统,合理配置资源,充分考虑了拟建系统和已建系统在业务流程、数据结构、应用功能上的高度统一,采用的体系结构具有智能化、模块化、开放性,整个系统运行和管理具有协调、高效、科学的特点,构筑出了保障可靠、处置快捷、操作方便、反应灵敏、控制有力、防范有效、指挥高效的防控体系,有效地实现了“自动报警、信息共享、快速响应、联网布控、实时监控”的社区安防目标。
参考文献:
[1]李旸,李芬萍.“物联网”对商业银行供应链金融产品的几点影响[J].西部金融,2010,(05):147-149
[2]梁国伟,李长武,李文军.网络化智能传感技术发展浅析[J].微计算机信息.2004。21(05):123-126
[3]陈莉.计算机网络安全与防火墙技术研究[J]. 中国科技信息 , 2005,(23):106-109.
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.
中图分类号:E13 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)14-0219-01
近年来随着物联网技术的不断发展,其也在军事领域中得到了较为广泛的应用。本文就在对物联网技术进行分析研究的基础上,对其在战场感知、目标跟踪定位、态势评估以及战场指挥这四个领域的应用效果与意义进行了分析与研究。
一、战场感知
战场感知指的是指挥员对于战场空间内敌我双方的以及战场环境的动态掌握。一般用来权衡战场感知的因素主要有三个,分别是信息获取、精准信息控制以及一致性战场空间的认知。此外战场感知还需要在传统的侦查与监视这一基础上,来对各种收集到的数据进行有效的管理与控制。
而随着灵巧传感器网络在战场中的广泛应用,使得战场传感器成为了现代化战争信息获取的灵魂。战场传感器通常是在战场范围内进行的一次能够数量传感器的设置,并借此来进行信息的收集以及传输工作。这些信息在传递到数据中心之后,借助于一定的信息融合技术就可以实现战场的信息全景图,并能够随时对指挥员们提供相应的访问机制。此外灵巧传感器网络还能够为指挥员们提供一个可以不断更新的动态收据库,并且能够对相关的作战人员提供多种战场信息。通过对这些信息的有效整合,也就能够取得感知战场实时信息这一效果,其也是能够帮助指挥员统揽全局提供足够的数据支撑。
二、进行目标的跟踪以及定位
目标的跟踪以及定位在本质上来将是对目标状态进行实时的跟踪,根据传感器来对目标的动态数据进行收集,并借助于合理的算法来对目标进行定位,并帮助指挥员们对战场的态势进行充分理解。而在现代化的军事指挥领域中,在对目标进行定位的过程中,还要求其拥有良好的精准性与可靠性。图1为GPS的定位效果:
现阶段基于GPS的目标跟踪以及定位在军事领域中有着非常重要的意义,并能够对目标的位置、速度以及实践等信息进行实时与准确的提供。借助于GPS技术的合理应用,也就能够有效实现对运动目标的跟踪。比如在进行海上舰船的跟踪定位时,就需要分为以下几个步骤来进行:①进行目标模型的建立,运用GPS技术留对载置进行动态测量,并结合一定的手段来对目标的机动状态参数进行获取,然后将这些测量到的数据传输给地面监控站;②进行地面跟踪系统的架构,在对目标进行跟踪定位的过程中,其导航信号容易受到高大建筑物的影响,因此多将GPS与GSM两者结合进行工作,这样就能够有效提升GPS系统的可靠性以及实时性,并能够使该地面跟踪系统具备更大的容量;③电子地图显示系统:要想取得一个良好的跟踪定位效果,也就需要建立科学合理的电子地图显示系统,并方面指挥员在智能化领域中的相关指挥以及训练工作。④数字罗盘指示系统:该系统能够实时接收相应的GPS信息,并能够在屏幕上对罗盘指针的位置以及角度值进行实时刷新工作,并未相关指挥人员的航向的及时调整给予一定的数据支持。
三、战场态势评估
战场的态势评估指的是战场环境的实时情况以及双方的具体兵力分布状况与发展趋势。进行战场态势的评估指的是根据目标的实时数据以及相关情况,来对战场上的状态以及形势进行有效的评估与分析,并在经过相关指挥人员的分析与判断之后,来为后续的指挥决策提供足够的依旧。因此说战场态势的评估也是指挥人员能够对战场环境进行掌握的一个有效手段。
现阶段在战场态势评估工作中,要想取得一个良好的评估效果,也就需要充分做好以下几点:①进行战场态势的信息感知,也就是运用各种传感器,来对目标可能发生的无线电波、气味以及音响等信息进行探测,并在此基础上来对各种战场数据进行有效的管理,而通过对各种传感器数据进行有效合理的融合,也就能够实现高效的态势评估。②进行敌情的侦查以及监视,现阶段在进行敌情的侦查与监视时,多采用空中与地面等多种侦查手段合理运用的侦查模式,并借此来实现侦查的高效与实时。③进行信息采集网络的构建,通过前线的传感器能够对战场中的各种信息进行有效的收集,而通过卫星群则能够对这些数据进行迅速的传授,并将其送至情报处理中心,在通过合理的融合手段之后就能够将这些情报信息直接以图像画面的形式反映到指挥中心中,并借此达到战场信息共享的效果。
四、战场指挥系统
进行集约化的战场指挥系统的构建关键在于一个具备覆盖全部战场空间,并能够实现指挥信息的实时共享以及相关数据实时传递的效果,通过该指挥系统能够让各个指挥要素有效融合在一起。因此说集约化的战场指挥系统,其本质就是对作战单元在多维战场中的侦查、打击、支援以及保障而进行的一系列指挥以及控制的最终目的,在现代化的战争中也发挥着非常重要的作用。
借助于职能传感器以及物联网技术的合理应用,则能够让各种基础设施进行有机的融合,并且可以让军事网络的应用性得到进一步的扩展。而物联网技术的合理应用,则能够让与战场有关的信息收集以及通信水平得到进一步的提升,并能够将各型设备与信息平台连为一体的网络系统,并可以让指挥员们获取信息的速度与质量得到有效提升。通过集约化的战场指挥系统,能够帮助指挥员们实时获取到相的情报,并能够让军事指挥的效果变得更加的高效以及灵活。
结束语
现代化的战争也是信息化的战争,而传统的军事指挥模式以及训练模式也已经难以充分满足我国现阶段军事领域发展的实际需求,这也就需要在军事的智能化指挥领域以及训练领域进行物联网技术的合理运用,并进一步提升战场信息的获取效率以及传递效率。通过物联网技术的合理运用,也能够帮助指挥人员对战场的态势进行准确的判断,并做出科学的决策,因此说物联网在我国的军事领域中有着非常重要的应用意义。
参考文献
[1] 王昊,张舒阳,李广兴等.物联网技术在军事智能化指挥和训练领域的应用探析[J].科技创新与应用,2016,(22):74-74.
[2] 军事物联网大有作为[J].晚霞,2015,(6):38.