摘要:随着物联网(Internet of Things,IoT)自产生以来,这个概念被提出以后,各国政府、企业还有那些从事科研的机构都开始对物联网的研究和建设工作,开始了一项新的工作。目前,物联网技术巨大的效用又称为各团体和组织机构之间竞争的方面。物联网安全和隐私问题一直是制约物联网发展很重要的因素,为了能理清物联网所受到的威胁和风险以及隐私的保密问题提供参考依据,笔者总结了物联网面对的种种威胁到应对措施。感知层、网络层和应用层三者共同组成了物联网的架构。识别物体,收集信息这是物联网的感知层:感知层得到的信息主要靠网络层传递和处理。物联网和用户的接口靠应用层,应用层与实际的需求相结合使得物联网完成智能应用。同时,未来经济的发展、社会的进步和科技创新都会受到物联网的很大助力。物联网所用较广泛,智能家居、智能工程、智能交通、智能医疗、智能环保、智能安防、平安家居、智能消防、智能金融、智能物流、个人健康如此多的领域无不和它有所关联。
关键词:物联网;互联网;智能
1.引言
在20世紀90年代末,互联网带起了一波新的发展高潮,一大批新兴产业和企业随着这股潮流一涌而上,激起了多次生产力的变革。物联网技术引起了一次生产力变革,同样也催生了物联网经济。物联网主要还是以经济为主导,是一种植根于互联网的一种创新经济,是一种经济。十年过去了,一场更大规模的、令人咋舌的金融危机在世界泛滥。那么怎么制定有效的方案积极应对灾害,占据经济制高点,是各国需要共同面对的一个问题,也可以说是一次比赛。经济的振兴就需不断地革新,需要推广新的产业、共享新的概念和理念、革新模式,这就成为全世界都需要共同研究和努力寻找的经济复苏的突破口。
物联网给计算机产业带来新的挑战。物联网通信真是无所不在,包罗万象,一切的事物,从冰箱到彩电,从房舍到陈设,都可以以互联网来进行信息传送,物联网的技术融入了射频识别(RFID)技术,传感器技术、智能技术和嵌入技术。物联网将是改变人们生活和工作方式的重要技术。
根据美国咨询机构FORRESTER 预测估计,到 2020 年,全球物与物之间的通信将是人与人之间通信的 30 倍。IDC 预测,在未来的 2020 年,500 亿台 M2M 设备将活跃在全球移动网络中。M2M 市场蕴藏着巨大的商机。
2.物联网定义
物联网的概念是在1999年由美国美国麻省理工学院(MIT)的Kevin Ash-ton教授提出的,主要是建立在物品编码、RFID 技术和互联网的基础上,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”。这里有两中意思:第一,互联网仍然是物联网的根基,在互联网的沃土上物联网得以生长和发展:第二,它的用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息的交换和通信。因此,物联网的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,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
“中国式”物联网定义:物联网(Internet of Things)是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它的3个重要特征是:普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化。
3.中国物联网的的发展趋势
对于物联网这种新兴的事物,中国在这方面的研发已经走在前面,掌握着“物联网世界的话语权。这一点尤为重要,以政府为宏观引导,结合研究,社会与政府力量共同促进物联网发展,这是目前我们国家物联网的发展形势。
目前,物联网和很多产业都息息相关,物联网将掀起了一波发展的浪潮。2010年,就提出了将物联网这个新兴产业提升为国家战略级产业的想法。现在很多地方政府都将物联网作为产业发展重点。物联网概念,指的是将各种各样的信息传感设备通过全球定位系统、激光扫描器等装置与互联网结合起来而形成的一个巨大的网络,主要是为了让所有的物品都与网络的关系更加的紧密,使系统可以自动、实时地对物体进行识别、定位、追踪、监控并触发相应的事件。RFID技术是物联网技术的根基,通过带有多种传感器的RFID电子标签,组成一个巨大的传感网,实现全球物品信息的实时共享。科技的持续发展和信息化的程度不断加深,物联网发展的潜力十分巨大,智能化生产、办公、交通和家庭生活必然是指日可待。
RFID技术的基本工作原理:标签进入磁场后,接收解读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(Passive Tag,无源标签或被动标签),或者由标签主动发送某一频率的信号(Active Tag,有源标签或主动标签),解读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。一套完整的RFID系统,是由阅读器与电子标签也就是所谓的应答器及应用软件系统三个部份所组成。应答器大多是由耦合原件(低频用感应线圈、高频用收发天线)和微芯片组成无源单元。
RFID标签从被识别距离可大致分为三个频段,低频一般是接触识别,如果公交卡、银行卡等;高频识别距离扩展至1.5米以上,除了金属材料外,该频率的波长可以穿过大多数的材料。超高频无源识别距离可达10m,电波不能通过许多材料,特别是金属,液体,灰尘,雾等悬浮颗粒物质,可以说环境对超高频段的影响是很大的。
RFID标签可以解决短距离尤其是室内物体的定位,可以弥补GPS等定位系统只能适用于室外大范围的不足。GPS定位、手机定位再加上RFID短距离定位手段与无线通信手段一起可以实现物品位置的全程跟踪与监视。
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RFID标签存储的数据要远大于现在商品上印刷的一维条形码50Bytes和手机使用的二维条形码最大的容量可储存2至3000字符,RFID最大的容量则有数兆个字符。
4.物联网技术在土木工程施工中的应用
4.1有利于实现施工作业的系统管理。土木工程的产品是固定的,而生产活动是不固定的,时间的不固定,地点的流动这就构成了建筑施工中空间和时间上的主要矛盾,引入物联网技术能保证协同施工。
4.2施工质量会有显著的提高。大型的土建工程规模大、时间长,范围广、一般工程质量就很难有所保证,就算出现一点点的失误,也会造成巨大的损失,这损失是方方面面的。运用物联网技术能够把各种机械、材料、建筑体通过物联网、移动网络和互联网进行系统处理和控制,同步实时监控土建施工的各个分项工程,严格保证了施工质量。物联网技术在土木工程中的应用中,对土建施工质量的意义主要体现在以下几个方面:
4.2.1精确定位。工程施工中定位和测量是事前必须要知道步骤,其精确程度是整个施工的根基,根基若动,广厦倾覆。由于受人、仪器、地理环境和天气条件等因素影响都会造成测量数据的误差,这些都可以通过物联网技术将数据导入计算机系统精确计算并打印生成的成果图纸。
4.2.2保证材料质量。材料(包括原材料、成品、半成品、构配件)质量是整个工程质量的组成部分,是细节的质量,材料质量保证,工程质量也就达到了一定水平,接下来才是施工质量,引入物联网技术能够实时监控和管理工程材料供应链运行情况,保障了工程质量和工程进度。
4.2.3环境监测。工程质量不仅受到社会因素影响,同样也来自自然因素,天气、气候、自然地质条件,要充分把握这些条件才能保证人为部分正常运行。
4.3有利于保证施工安全。改革开放以来,随着建筑业飞速进步,施工带来的事故也是数以万计,受到损失的财产和被夺取生命的建筑工人,简直是无法计算,如此多的事故一直影响着社会经济的发展,对社会造成了不良的影响。安全问题的错综复杂,越来越令人头疼,管理的不规范和技术的不成熟等问题是主要的原因,安全问题需要用更好的技术和模式来预警预防。一般来讲,施工现场可以看作由人、机械设备、材料和半成品等资源组成的,在有一定组织在特定的地点进行特定时间作业的地方。由于现场不可控的变动因素十分地多,很多资源的管理出现了很多问题,为安全事故的发生创造了可能性。这就需要各种资源如何来安排,如何来协调,使之变得合理有效,监控各种危险源,进而避免这类事故出现的可能性,保证施工如期进行,以上这些问题都可以交付给物联网技术解决。
4.3.1生产管理系统化。通过射频识别技术对人员和车辆的出入有所掌握,保证人员和车辆的安全。
4.3.2安防监控与自动报警。无线传感网络中节点内置的不同传感器,能够对当前状态进行识别,并把非电量信号转变成电信号,向外传递。
4.3.3设备监控。即把感应器嵌入到塔吊、电梯、脚手架等机械设备中,通过对其内部应力、振动频率、温度、变形等参量变化的测量和传导,从而对设备进行实时监控,以保证操作人员以及其他相关人员的安全。
4.4具有可观的经济效益。当前,建筑市场十分火热,越来越多的企业投入到施工建设行业当中。提高企业的经济效益不仅意味着盈利的增加和企业竞争力的提高,也有利于国民经济和社会的发展。物联网技术在建筑行业的应用,效率一定会有一个显著的提高,进而抬高企业的经济收益。
材料成本的降低。材料成本在工程预算中占有很大的比重。
4.5提高效率,节约时间。物联网技术可以用其对人和机器设备进行更好地协调,以达到无缝衔接,更快地完成工程。
4.6及时补救和维护。基于物联网的监控技术,可以宏观把握工程,很多问题可以扼杀在摇篮里或是及时补救失误苗头,避免造成损失。
5.结束语
土木工程通常是一个综合性很强又很大的项目,对安全性的要求也很严格,因为这和人民和社会的财产有着至关重要的联系,施工技术就显得很重要了。在土木工程施工过程中,种种问题依旧存在,我们对理论上的研究要持续进行,紧随发展。目下缺少验收的标准和规范,还有相关的管理制度。物联网技术对这些问题的解决有很大的帮助,起码是减轻这些问题带来的整体影响,仿佛可以对未来物联网的发展有所预见,发展和创新物联网技术,将使其在土木工程方面有着很大的影响。
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5、龚英,胡涛;国际供应链与物流管理的创新、合作与共赢——“2010中国重庆供应链与物流国际论坛”会议综述;西部论坛,2010年第04期
6、作者:李芳整理;多技术整合物联网应用案例分享;来源:中国自动识别网 2009-12-16
论文作者:李矿
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/20
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