基于物联网的电厂生产智能管理系统构想介绍

基于物联网的电厂生产智能管理系统构想介绍（共9篇）

篇1：基于物联网的电厂生产智能管理系统构想介绍

基于物联网技术的电厂生产智能管理系统构想

宋加夫

大庆油田电力集团

摘要：将物联网技术应用到数字化电厂建设中，运用传感器、智能终端等技术实时地采集电厂生产管理信息，通过无线和有线网络传输到服务器中，与现有的生产信息系统相融合，实现对电厂现场生产过程中运行巡检、设备、安全及文明生产的动态管理，有效地提高电厂管理效率和管理品质。关键词：物联网；电厂生产管理；智能终端

“物联网”概念的问世，打破了电力行业自动化和生产管理系统的传统思维。在传统的生产信息管理系统中，计算机是用户与系统交换数据的唯一终端，因其功能单一，携带不便，不能满足生产管理现场化、实时化的需要。它无法实现人与现场设备和功能位置的互动，也不能将生产指令通过这些系统进行实时传达与反馈。随着物联网技术的成熟，计算机软件技术水平的提升和智能终端的广泛应用，运用物联网技术采集生产数据和设备监测数据，与现场生产管理数据集成的电厂生产智能管理系统成为电厂信息化发展新方向。物联网技术为建立电厂生产智能管理系统，实现对电厂复杂环境下生产现场的人员和设备进行实时互动和协同管控，提供了新的思路和方法。1 电厂生产智能管理系统功能描述

电厂生产智能管理系统是数字化电厂的重要组成部分，它既不能代替DCS、PLC等生产控制系统，也不应该包含财务、OA、ERP等大庆油田和电力集团统一实施的应用系统，它的侧重点应在现场设备的管理、巡视、检修及全生命周期的管理，以及安全生产、文明生产等方面的生产智能管理。1.1 运行巡检管理。

自动记录运行巡检人员的巡视路径、停留位置、停留时间；运行人员可用智能终端在生产现场查看运行异常的设备运行参数，调取异常设备的历史运行参数，对设备故障点进行录像、拍照、填写缺陷记录，查看设备检修进度，自动接收交班运行人员对设备的关注信息，并将关注的设备信息自动关联到班长日志，提高巡视信息的可读性、共享性和可扩充性。1.2 设备生命周期管理。

检修人员可根据智能终端提示的设备缺陷信息，查询设备缺陷记录，办理工作票，在生产现场调取待检修设备生产厂家、产品型号、安装时间等信息，对故障部位拍照、录像，并记录故障原因存档。记录新安装配件的生产厂家、产品型号、安装时间等信息存档，消除缺陷记录，提高对设备生命周期的管理。1.3 安全生产管理。

自动记录检查人员的巡视路径、停留位置、停留时间；检查人员可以用智能终端拍照、录像、文字描述等方式记录设备安全隐患和操作人员的不安全行为；系统自动提示相关分厂管理人员查看与自己专业相关的安全隐患记录，上传处理意见、处理进度和处理结果；当有新的内容时，自动提示此记录的发起人和参与人查看相关信息。可查阅相关设备及责任人的历史操作记录。1.4 文明生产管理。

自动记录检查人员的巡视路径、停留位置、停留时间，检查人员用智能终端拍照、录像、文字描述等方式记录影响文明生产的行为和设备状态；系统自动提示相关分厂管理人员查看与自己专业相关的记录，上传处理意见、处理进度和处理结果；当有新的内容时，自动提示此记录的发起人和参与人查看相关信息。可查阅相关设备及责任人的历史操作记录。

将物联网技术应用到数字化电厂建设中，可有效地扩充电厂生产管理数据采集范围，提升数据采集的品质，提高数据采集的效率，实现对电厂生产现场的动态管理，有效地提高生产管理效率和管理品质。2 基于物联网技术的电厂生产智能管理系统的体系架构

物联网简称为IOT(Internet of Things)，是在“互联网”概念的基础上，将其用户端延伸和扩展到物品。它是指通过射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统（GPS）、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，形成智能网络，物品间可自行进行信息交换和通讯，使用者通过电脑或智能终端，可实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它是以感知为核心，实现物理世界和信息世界交融的综合信息系统，能极大地提升对物理世界的综合感知能力，实现智能化的决策和反馈控制，为人类社会提供智慧和集约的服务，可广泛应用于工业、环境、安监、电力、物流等各行各业和生活的各个方面。

图1 物联网技术体系架构

能够被纳入物联网的范围的“物”要具备以下条件：①相应信息的接收器； ②数据传输通路；③一定的存储功能；④CPU；⑤操作系统；⑥专门的应用程序；⑦数据发送器；⑧遵循物联网的通信协议；⑨在网络中有可被识别的唯一编号。

物联网的感知层包括识别技术、嵌入式系统技术等。识别技术主要实现物联网中物体标识与位置信息的识别；网络层包括各种无线、有线网关，接入网和核心网，主要实现感知层数据和控制信息的双向传递、路由和控制，互联网属于网络层的一种接入方式；应用层包括各种具体的物联网应用。

图2 原有的数字化电厂架构

通过对物联网的体系架构与原有的数字化电厂体系架构对比研究，我们看出：物联网的应用层与数字化电厂的数据层相对应，为组件层提供基础数据；物联网的网络层和感知层与数字化电厂的环境层相对应。

把物联网技术引入到数字化电厂的建设中，在补充和完善数字化电厂的数据采集技术和网络应用技术的同时，丰富数字化电厂架构中环境层的建设内容，为建立智能实用的电厂生产智能管理系统，进一步满足数字化电厂建设的需要，实现在电厂复杂的生产现场环境下人员和设备的实时互动和协同管控，提供了新的思路和方法。电厂的信息化建设也应该以完善后的数字化电厂架构为指导，不断提高电厂的生产智能管理。

图3 完善后的数字化电厂架构基于物联网技术的电厂生产智能管理系统的关键技术物联网技术可在电厂的生产管理、运行维护、信息采集、安全监控等方面体现出巨大优势。电厂生产智能管理系统实现物流、信息流、业务流高度一体化，其核心之一是信息的无损采集、流畅传输、有序应用，而这正是物联网的技术特点和优势。

物联网技术支持下的电力生产智能管理系统，在生产组织和流程方面将会发生明显的变化，具有以下的特征：将设备管理、现场管理、生产管理、安全管理等综合信息全面数字化，将感知技术、传输技术、信息处理、智能计算、现代控制技术等与现代电力生产技术紧密结合，构成人与人、人与物、物与物相联的网络，动态详尽地描述电力生产与管理的全过程。

电厂生产智能管理系统应用的物联网技术大致可以分为感知层、网络层和应用层三个层次。分别对应于物联网技术的三个特点，即全面感知、可靠传递和智能处理。3.1信息采集技术

在智能管理系统中，信息感知与收集是基础环节，它属于系统的感知层。感知层又称为末端设备或传感节点，每一个传感节点都包含一个微处理器、通信芯片、各种类型的传感器，对周围物质属性、环境状态等各种静态和动态的信息进行大规模、分布式的采集，同时通过通信模块或延伸网络将物理实体连接到上面的两层，通信模块一般采用光纤通信，或者是无线通信。3.1.1传感器技术

传感器技术的定义是：“利用能感受规定被测量的敏感元件或转换元件，按照一定的规律，将人类无法直接获取或识别的信息转换成可识别的信息数据的 5 技术”。传感器技术不仅能感受到被测量的信息，并且还能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、控制等要求，这也是实现物联网感知技术的首要环节。

在物联网中，传感器用来对各种数据信息进行采集和简单的加工处理，并通过固有协议将数据信息传送给物联网终端处理。如通过RFID进行标签号码的读取很容易的回传移动设备信息(如宏伟热电厂的煤车车号识别系统中的车号识别芯片)；通过GPS得到地面传感节点发射的物体位置信息（如手机）；通过图像感知器得到图片或图像（如宏伟热电厂的中心机房监控摄像机）；通过环境传感器取得环境温湿度（如宏伟热电厂的水质监测、空气质量监测等）；通过空气压力传感器可计算出高度等参数，这些都是传感技术在物联网中日应用。3.1.2 移动智能终端技术

移动智能终端是指接入公众移动通信网络、具有操作系统、可由用户自行安装应用软件的移动通信终端产品。智能终端设备支持音频、视频、数据等方面的功能，如智能手机、PDA等。智能终端的功能特点：

⑴ 具备无线接入互联网的能力，可通过Wi-Fi无线接入。⑵ 具有PDA的功能，多媒体应用，浏览网页，拍照录像。

⑶ 具有开放性的操作系统，拥有独立的核心处理器（CPU）和内存，可以安装更多的应用程序，使智能终端的功能可以得到无限扩展。

⑷ 人性化，可以根据个人需要扩展机器功能。⑸ 功能强大，扩展性能强，第三方软件支持多。3.2 信息传输技术

信息传输技术属于智能管理系统中的网络层，主要负责实现感知层采集的信息传递、路由和控制，在硬件架构上，以企业网为主，以无线网为辅，保证网内设备通信的数据安全性、传输可靠性和实时性的要求。

把工业无线技术应用于敷设电缆或接线非常困难的测点、分布分散区域、隔离和屏蔽区域、检修困难区域、移动或旋转设备、电缆易损坏和折断场所及电缆桥架、卡件、机柜等备用容量用完改造的场合等等。实施无线技术是在现有有线的控制网络的基础上，进一步延伸测控的广度和深度，从而达到提高工厂安全水平、设备可靠水平、运行自动化水平及工作效率的目的。3.3 信息集成技术。

信息集成技术主要由汇编、C#等语言开发的组件组成，它贯穿于数字化电厂架构设计中的数据层、组件层、服务层、集成层、用户层等各个层面。根据电厂业务流程，依据数字化电厂架构要求，完成业务组件层开发，从最小、不可分的业务元组件开始，逐级组合，形成独立功能的业务组件，供上级平台调用。加强Web Service应用，做好服务层发布。应用Web Service服务将组件层组件向上层应用发布。将BPM组件进行集成，实现数据展示和分析的通用功能，为上层的解决方案提供技术支持，按照电厂业务开展过程，分步梳理每类业务的工作流程，基于BPM业务组件，以简洁直观的方式，为最终用户提供相应的业务处理能力。4 结语

电厂生产智能管理系统，依托于物联网技术的基础设施和大量应用，通过相互的渗透和融合，有效地整合基础网络设施和电力系统基础设施，可以达到提高生产管理的智能化、信息化水平，提高设备运行的安全性、可靠性和使用效率的目的。电厂在实施智能管理系统的时，要依托现有的有线局域网，建立具有高可靠性，覆盖全厂重点设备、重点区域的工业无线网络。在关键设备贴上智能识别标签，生产运行、检修和管理人员用智能终端与现场设备和智能管理系统实时互动，满足生产运行、检修、安全和文明生产管理业务的需要。电厂生产智能管理系统，融合了物联网技术的新型管理系统，智能管理系统的构建需要在现有系统的基础上，对软硬件相关设施进行较大程度的改进，所以智能管理系统的构建必然是需要经过一个比较艰辛的发展过程。但是我们也应该看到智能管理系统为生产管理人员带来的革命性的变化，因此，在构建智能管理系统的过程中，应该克服各种困难，积极探索新理论和新技术，并且将物联网技术与当前信息系统现状相结合，开发出适合电厂生产特点的智能管理系统。

参考文献

[1] 石践.工业无线技术（无线变送器）在电厂的应用场合探讨及在贵州盘县电厂的可靠性测试,过程自动化,2010,10:166 [2] 王伟.初探基于物联网的输变电设备状态监测技术研究,科技创新导报, 2012,6:100-101 [3] 江昆.传感器技术对物联网发展的意义,无线互联科技,2012,4:45-46 [4] 李明凡.“北斗”将成为物联网的重要组成部分,国际太空,2012,4:42-43 [5] 刘晶.基于物联网技术的航站楼楼宇自控系统设计,科技与企业,2012,9:101-102 [6] 薛涛.基于智能手机的室内外定位技术在物联网中的应用,物联网技术,2012,4:28-29 [7] 刘通.输变电设备物联网关键技术研究思路探讨,南方电网技术,2011,5:47-48

篇2：基于物联网的电厂生产智能管理系统构想介绍

引言

物联网是指通过各种信息传感设备，如射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。

本文设计了一种基于物联网相关技术的区域智能车辆管理系统，实现缴费无人化，信息透明化、实时化，能够减少缴费时间，缓解交通压力，节省人力、财力，最终实现交通管理智能化。设计背景

电子不停车收费系统是目前世界上最先进的收费系统，是智能交通系统的服务功能之一，过往车辆通过道口时无须停车，即能够实现自动收费。车辆在通过收费站时，通过车载设备实现车辆识别、信息写入（入口）并自动从预先绑定的IC卡或银行帐户上扣除相应资金（出口），使用该系统，车主只要在车窗上安装感应卡并预存费用，通过收费站时便不用人工缴费，也无须停车，高速费将从卡中自动扣除。这种收费系统每车收费耗时不到两秒，其收费通道的通行能力是人工收费通道的5到10倍。

ETC系统由后台系统、车道控制器、速度传感器装置和微波通讯设备等组成。

本文引入gprs提供了对车主的收费信息通知功能；并在此基础上，结合物联网中的其他关键技术，将之利用在车辆管理系统中。当代车辆管理系统大多依靠人工登记，在一个大型停车场中，入口和场内都需要有相关人员进行监护和登记，在车辆进出高峰期存在人员不足、调度失调、存在安全隐患等不足；在车辆数量的低谷时期又存在人员冗余的问题，所以一种无人值守的智能车辆管理系统亟须融入到现代物流管理系统中。

目前已经开发出来的比较先进的车辆管理虽然能够一定程度实现无人化管理，但是存在很多问题。首先，仅仅使用了射频识别技术，能够做到自动收费，但是在无人监管下存在收费不透明的问题。而我们设计的系统将语音播报和电话告知加入到停车收费中，这样大大增加了收费的透明度。其次，目前的系统对停车场所得监管缺少更全面的措施，有线监控设备存在线路容易被破坏的缺点，因此在安防中有很大盲区。而我们设计的系统采用无线通信方式传回图像信息，并且在车位安装了无线传感器网络节点，这样可以将监控措施具体到每一个车位，极大增强了停车区域的安全系数。

最后，出于安全考虑，在GPRS建立的人机交互中，增加了事故播报等功能。这样即便发生了事故，车主也能第一时间了解到情况从而做出最快的方案。设计原理

2.1 设计思路

出于完善和更人性化电子不停车收费系统、解决大型停车场以及小区停车场的车辆管理调度的目的，本设计以物联网为背景，将嵌入式技术、移动通信技术、检测与转换技术、数字控制等技术有效地集成运用于交通运输管理体系。

系统包含以下几个部分：车辆射频识别和信号处理部分、视频监控及图像传输部分、区域内部无线传感器网络部分、GPRS通讯部分、上位机综合决策部分，其系统总体结构如图2所示：

2.2 模块设计

2.2.1 RFID读写设备

RFID读写设备主要完成车上卡片与主机上的信息的交换，用于识别车辆信息以及完成收费等一系列服务，此部分要求模块稳定度高，灵敏度高，可以实现2米以上读卡，读卡速度可以设定，至少是10ms，相同ID信息输出时间间隔设定为2分钟以上，与上位机通信采用232接口，系统可以在很短时间内稳定地实现收费等系列服务。

无源RFID系统由无源RFID标签、天线、RFID读卡器组成，如图3所示：

2.2.2 视频监控及图像传输部分

摄像头作为RFID读写器的辅助设备，可以在缴费、登记时对车辆进行监控、抓拍，防止在无人值守情况下发生车辆作弊行为。

应用基于WIFI的无线IP摄像头作为监控设备。选用88W8510 WIFI模组来实现一个具有IEEE 802.11b/g功能的无线桥接设备，以构建无线传输环境，将摄像头DSP送出的数字信号经过打包分组，通过无线环境传送到电脑或无线网络，在上位机决策终端显示图像信息。图7为无线摄像头监控界面以及车库中反射式红外传感器的测量返回值，用以判定车辆是否进入。其工作原理图如图4所示：

2.2.3 无线传感器网络

项目中，每个车库或者车位都装有一套基于CC2530的无线传感器节点，以CC2530为核心，搭建温度、湿度、位置传感器等相关外设，可以实时采集车位信息，并以一定的时间间隔将数据互发送给子网的主机，再由主机发送给上位机决策端，在必要的情况下可以通过GPRS模块把车位信息迅速传给车主，保证了停车场及车主财产的安全。传感器节点模块如图

5、图6所示。

2.2.4 GPRS通信设备

采用MC52i 模块作为GPRS通信的核心，如图7所示。当车辆进出停车场时，可将RFID读写器对车主的射频卡进行的操作以短信或者语音播报的形式告知车主，这样可以将停车场的收费信息、停车场的车位情况、环境信息及时传达给车主，如图8所示。

2.2.5 综合决策终端

本文设计的上位机综合决策终端作为智能车辆管理系统的核心，软件采用C#语言编，写能够实时显示RFID读写器的工作情况，将读取的车辆信息、车辆停放时间、收费情况、停车场车位情况、环境信息等数据存入数据库，方便存档和调用。同时，和GPRS模块相连，能够由管理员在适当的时候向车主发送信息，或者预设好发送信息的时间，系统可以通过实时时钟定时给每一位进出停车场的车主报送相关信息。实现快速信息处理，缩短服务时间，提高工作效率。结语

篇3：基于物联网的电厂生产智能管理系统构想介绍

中国是制造业大国, 具有一定规模的制造企业数量达数百万家。随着市场竞争的日益激烈, 迫切需要制造企业, 采用新的管理手段, 提高企业的市场竞争力, 降低生产制造成本。集RFID、WSN、传感识别, 云计算等技术于一身的物联网已经在智能家居、智能物流等相关产业中掀起一股强劲的发展热潮;同时测控系统也从仪表电气、现场总线、工业以太网到无线网络的发展应用趋势, 也从另一方面助推着物联网在工业领域的深化发展, 最终将会发展到实现感知网络, 实现工业环境下的物联网世界。

2 系统设计构想

设计的智能生产管理系统需要具备的功能有:

(1) 有效实时采集、控制工艺参数, 确保生产严格按照工艺路线进行、保证产品质量;

(2) 实现配套设施的数字化控制, 避免操作失误、同时降低人工成本;

(3) 使生产工艺参数、检测结果数字化, 作为为改善工艺提高有力参考;

(4) 使整个流程的信息化, 降低存储、物流管理成本。

根据系统的功能需求, 我们设计构想将物联网相关技术中的传感器技术、无线通信技术、嵌入式技术、自动控制技术、软件技术、数据库技术等融合进入工业控制技术, 来实现生产制造过程的监视与控制, 数据实施采集, 保证产品质量, 提高生产效率, 最大限度节能减排。

3 系统设计方案

基于物联网的智能生产管理系统由现场监视控制系统、WSN无线传感与通信系统、RFID系统和数据管理分析系统等四大部分构成, 具体设计方案如图1所示。

3.1 现场监视控制系统

设计采用ARM、传感器、串口通信等技术构建通用监视控制网关, 通过分布在生产线中的各种传感器采集实时的数据, 监视控制网关对采集的数据进行处理, 控制现场的设备。

3.2 WSN无线传感网系统

利用Zig Bee技术构建无线传感网络, 把分布在生产过程中的各个监视控制网关通过Zig Bee模块连接在一起, 进行数据的无线传输, 最终把数据发送到服务器端。

3.3 RFID系统

利用超高频RFID技术对生产过程、库存及产品进行管理, 保证产品的质量。

3.4 数据管理分析系统

利用数据库技术和软件技术, 对接收到的数据进行存储、分析与处理, 并通过WEB页面进行显示, 可以实时了解现场情况, 并可对生产过程进行分析以及远程控制。

4 小结

中国制造业规模庞大, 但是智能化、自动化程度较低, 随着市场竞争的日益激烈, 制造企业迫切需要采用新型高科技手段, 进行自动化管理, 降低生产制造成本, 提高产品质量和出产率, 增强企业的市场竞争力。此设计的基于物联网的智能生产管理系统应用于各种规模的制造车间、制造流水线的自动化智能化管理。让管理者对企业的经营、计划、调度、管理和控制进行全面综合的统筹管理。系统中所使用的物联网技术, 包括传感器技术、无线通信技术、嵌入式技术、自动控制技术、软件技术、数据库技术等, 是目前成熟度较高的应用技术。将这些技术有机综合起来, 以实现生产制造过程的监视与控制, 无论是在大规模的结构复杂的工业生产过程中, 还是在传统工业过程改造中, 都能充分体现出显著的自动化、智能化。

参考文献

[1]William A.Young II, David F.Millie, et al.Modeling net ecosystem metabolism with an artificial neural network and Bayesian belief network.Environmental Modelling&Software, 2011.

篇4：基于物联网的电厂生产智能管理系统构想介绍

【关键词】物联网；车辆装备保障；战场感知

引言

历史发展到今天，信息技术成为决胜战场的主导因素之一。在信息化条件下，尽可能隐藏己方的兵力信息，利用信息融合方法对得到的原始战场信息进行知识的挖掘，从而得到战场态势信息，对于夺取信息优势，取得决策优势进而赢得战争胜利变得更加重要。

物联网（Internet of Things）是指通过射频识别（Radio Frequency Identification，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。车辆装备保障领域的物联网是指把车辆装备保障实物通过各种军事信息传感系统，与军事信息网络连接，进行军事信息交换和通信，实现智能化识别、定位、监控和管理的一种网络，为战场信息采集、信息传递、信息分析和信息使用提供了技术支撑。基于物联网的车辆装备保障战场感知系统，能够极大提高信息利用效率，提升车辆装备保障效能。

一、车辆装备保障战场感知系统结构

1.感知层

感知层是物联网的基础，是物理世界和信息世界的衔接层。主要通过各类信息采集，执行设备和识别设备，采用多种网络通信技术、信息处理技术、物化安全可信技术、中间件及网关技术等，实现物理世界和信息世界的感知互动。在车辆装备保障战场感知系统中，传感器发挥着重要的作用。空间传感设备尤其是卫星遥感对战场感知提供实时、准确的战场情报信息，是战场动态感知的重要力量。

2.网络层

中间层是网络层，它负责将感知层收集到的各类信息，特别是来自于物理世界的信息进行分析处理，并通过各种互联网、移动通信网或专用网络的基础设施传输到应用层，以实现人与物、物与物的互联互动。通信网络传输和处理的信息不仅包括文字、音频、视频等多媒体信息，还包括位置数据、传感器等一切能够从感知层获得的信息。由于感知层获得的战场信息包括卫星遥感、侦察机和无线传感器网络等多种传感器的数据信息，网络层还需要完成多传感器的数据融合，以更大程度地挖掘战场情报，进而对战场车辆装备保障活需求、任务进行识别。

3.应用层

应用是整个物联网运行的驱动力，应用层主要将物联网技术与车辆装备保障信息系统相结合，将感知数据分析处理，实现广泛的物物互联的应用解决方案。在与战场决策者交互方面，需要提供海量信息环境下界面定制模型，实现友好、方便、网络及算资源消耗低的物联网交互系统。应用层的关键算法和软件系统是物联网计算环境的主体，是物联网系统的重要组成部分，确保物联网在战场感知中安全可靠运行。

二、实现途径

1.构建战场监控系统

一体化联合作战特点是参战兵种众多，战场空间向陆、海、空、天、电、磁等多维领域，战场态势瞬息万变，车辆装备保障力量要实现与作战力量的有效协同和对所属资源的实时配置，就必须实时获取精确的战场信息，以夺取和保持信息优势。可运用物联网的多传感器信息网和自动识别技术，构建作战信息保障态势监控系统，实现情报侦察、指挥控制、综合保障的一体化。

2.构建网络通信系统

准确传输战场信息是感知系统可靠运行的保证。信息流的任何阻塞和失控都会造成物资流、能量流的严重混乱。物联网是一种能将包括人在内的所有物品相互连接，并允许他们相互通信的网络的概念，不仅是物与人、物与物之间相连，还包括机器和机器之间的通信。通过网络信息系统使战场信息能够高效传输、实时沟通共享，大大提高信息利用率，装甲兵各作战人员将能够对各项工作做出前瞻性安排，并按作战部队要求的时间和地点提供所需的信息

3.实现车辆装备保障实物的信息化

主要围绕两个方面开展：一是提高车辆装备的信息化水平。将传感器、微处理器等嵌入车辆装备总成部件，通过车联网实现车辆装备动态静态信息、历史当前信息、位置状态信息等的可视化、信息化、智能化管理。二是对车辆装备保障物资进行标准化和数字化改造。即对各种通用和专用物资器材、装备进行统一分类编码，在车辆装备保障物资上安装储存有该物资器材品名、型号、性能、数量、重量、目的地等信息的集成芯片或射频标签，通过自动识别装置和装备保障通信网络，将流经这些地方的物资器材信息上传至装备保障指挥管理自动化系统中，实现对各种物资储存、运输、维修和使用全时间全过程监控。

【参考文献】

[1]王旭豪，王文发，杨文军.基于物联网的作战指挥方式探讨[J].兵工自动化，2011-08.

[2]郑征兵，石小刚.物联网--信息化战场的重要支撑[J].国防科技，2012年第6期.

篇5：基于物联网的电厂生产智能管理系统构想介绍

2015年“中央一号文件”指出:中国农业必须尽快从主要追求产量和依赖资源消耗的粗放型经营方式转到数量、质量、效益并重，可持续发展的集约型生产方式上来，走产出高效、产品安全、资源节约、环境友好的现代农业发展道路。在作物生长过程中，产品的质和量与温湿度、光照强度、CO2浓度、肥水、养分等环境因素息息相关。目前，对这些环境参数的获取，主要通过经验、主观感知、人工测量等方式获得，进而对这些环境因素进行调控。这样不仅耗费大量人力，还存在准确性不高，致使生产控制智能化程度不高，无法实现精准控制的技术弊端，并且还普遍呈现为一种粗放的生产管理方式。物联网作为现代信息技术发展的产物，具有全面感知、可靠传送、智能处理等特征，将其用于农业智能生产中，为实现田间信息采集、远程监测及控制提供可靠、完善保障。物联网是通过射频识别、传感器、全球定位系统、激光扫描器等设备，按约定协议，把物品与互联网连接起来，进行信息交换，采用智能计算技术对信息展开分析处理，以实现智能识别、定位、跟踪、决策和监控的一种新式实效研究网络[1,2]。物联网已在不少领域具有深入拓展应用[3,4,5]。将物联网技术用于农业生产智能管理，通过在田间大棚内合理部署各种传感器和网络传输设备，对影响作物生长的环境参数进行采集，依托智能专家系统对采集的环境参数、作物长势等进行分析，得出决策，用户也可通过终端设备实时监测作物长势及决策信息，根据设定的参数阈值自动开启或关闭棚内可调控设备(如遮阳帘、浇灌、风机、加热器等)，以实现智能化管理。这样可最大限度提高农业生产力，是实现优质、高产、低耗、环保等可持续发展农业的有效途径。

基于物联网的大棚作物生产智能管理系统包括软、硬件两部分，软件开发重点涵盖三个服务平台，依托智能专家系统，分别延展为基于贝叶斯网的病害诊断平台和生产智能管理平台。通过合理布置无线传感器，融合无线网络，以及物联网技术与软件平台的具体应用，在作物生产中对肥水、温湿度等进行精细化、智能化控制等，实现高效、便捷、实时的智能化作物生产管理。

1 物联网农业智能管理系统构建

1.1 智能专家系统构建

智能专家系统是人工智能的一个重要分支，是用人工智能的方法来模拟专家的特性，以便使电脑能象专家一样来解决问题。智能专家系统=知识库+推理机，任务是将人类专家的知识和经验以适当的形式存入知识库，用户提供数据给专家系统，利用适当的推理算法，相应地推理演绎而得专家系统的判断和决策。其中，知识库是专家系统的核心部分，是问题求解的知识集合，推理机是专家系统运用知识对数据进行推理的逻辑核心，控制着知识库中的知识，并对综合数据库中的数据开展仿生智能推理，以得出新的结论。

在作物生长过程中，不同作物对环境因素的需求各不相同。依据智能专家系统原理，将作物专家具有的作物生产经验知识用于定制创建智能专家系统，而利用物联网技术对影响作物生长的环境因素进行采集、再通过推理机推理，得出决策，实现对棚内设备进行调控，使作物生长在最佳的环境中。本文依据领域专家知识即已研发创建了病害诊断、生产管理、产品质量溯源等智能服务平台。平台采用B/S三层体系结构，在Windows NT Server平台下使用，SQL Server 2008为数据库管理系统，采用Visual C#.NET编程语言，整个软件分为病害诊断、生产智能管理、溯源等服务平台。具体来说，平台包括了表现层、业务层、数据访问层和数据库4个层次。其中，数据访问用于所有业务层与数据库之间的数据管理，是一个公共层，由数据访问组件与数据库连接组件构成，业务层根据不同的管理对象建立不同的业务组件，如用户注册管理组件、信息采集组件、实施控制组件等，还可根据实际需求的变化方便地增改组件，易于系统的维护和升级[6]。

1.2 基于贝叶斯网的病害诊断服务平台

作物病害的发生往往是各类病害以不同的病斑颜色、形状、质地及发病部位等形式进行显性呈现，如表1为涮辣常见病害:疫病、青枯病、猝倒病、病毒病、叶斑病、炭疽病等共10种病害的特征诊断表。这些特征可通过安装在大棚内的摄像头或视觉传感器Invision5000通过在线采集获得。

从表1可看出，这些病害特征具有复杂多变性，如何有效表示并处理这些不确定性的特征则是实现病害诊断的重点和关键。对于作物病害的诊断，国内外已有一些比较成功的模型和应用，但对不确定性知识的表示和处理却主要还是基于规则的。贝叶斯网在处理不确定性复杂问题方面具有其独特的优势长处，与基于规则的诊断方式相比，基于贝叶斯网的病害诊断以网络拓扑结构表达定性知识，以网络结点的概率分布表达不确定性知识，从而使不确定性知识的表示更显直观、明确，同时又拓宽了表示范围，而且也提高了推理精度。

贝叶斯网是二元组BN=(D,P)，其中，D=(V,E)是有向无环图，V是结点集合，对应域中的变量，E是有向边集合，表示变量间的直接依赖关系，P是概率集合，表示因果关系的强度。建立贝叶斯网有三种方法:一是应用领域专家知识手工建造;二是采用机器学习从数据库中自动生成模型[7]，此方法在实际中常遇到数据收集难的问题，而当网络结点较多时，搜索空间势必庞大，且效率低下，除非能依据先验知识排除大量不可能的网络结构，否则将无实际用处[8];三是采用手工建造和机器学习相结合，收集专家知识存在知识库中，而后使用推理方法构造模型。本文即采用第三种方式来实施构建。对于贝叶斯网来说，其贝叶斯网的构建和推理分别对应于专家系统的知识库和推理机。

1.2.1 贝叶斯网结构确定

采用Cheng Jie的三阶段算法[9]及应用贝叶斯网的局部语义和全局语义[10]构建贝叶斯网络。步骤如下:

(1)草拟(Drafting)。计算每对结点间的互信息，若结点变量是连续型变量，需对其采用等距法或等频法进行离散化处理，并以此生成结构草图。

(2)加厚(Thickening)。添加边，通过独立性测试判断，如果结点对条件不独立，则在这一对结点间添加一条边，此阶段的学习结果会得到所有可能存在的边。

(3)削减(Thinning)。根据独立性测试解析删减多余的边，即检查有边连接的每个点对，若两个结点是条件独立的，则移走该边。

(4)采用分离技术简化贝叶斯网。若某结点有多个父结点，且结点的状态大于等于3时，可根据问题的实际情况适当地分离父结点，以减少概率数目的计算[11]。

1.2.2 结点概率计算

1.2.2. 1 采用最大似然估计法

算法的基本思想如下:

设有一个贝叶斯网BN，由n个变量X={X1,X2,...,Xn}组成，每一结点Xi均有ri个取值1,2,...,ri，其父节点t(Xi)的取值共有qi个组合1,2,...,qi，若Xi无父结点，则qi=1，那么结点的概率为θijk=P(Xi=k|t(X)=j)，并且i=1,…，n,j=1，…，qi,k=1，…ri。

设T=(T1,T2,...,Tn)是一组关于BN的条件独立数据，则θ的对数似然函数为:

根据如下定义:

若是l(θ|T)最大，则有:

1.2.2. 2 用噪音或技术简化概率计算

对有父结点的结点来说，父结点每取一个值，都需计算相应的条件概率值，通常，一个信赖于k个父结点的结点，若用全部条件概率表示，需O(2k)个值;若满足噪音或条件，可用O(k)个值表示即可。噪音或技术适用于所有变量都是二元(如只取True或False)的情况，满足噪音或逻辑可归结为:

(1)孩子结点是仅当其值为真的父结点受到抑制;

(2)孩子结点受抑制的概率是每个父结点受抑制的概率乘积;

(3)孩子结点为真的概率就是由1减去值为真的受抑制概率乘积。

如设结点X的父结点为H={H1,H2，…，Hn}，规定当Hi是H中唯一取真的条件下，X取真的概率为:

其中，qi看作是事件Hi阻碍X为真的阻碍因子。当H取值为H={H1,H2，…，Hn}，Hi∈{True,False}时，X为True或False的概率分别为:

其中Th={i:Hi=True}，表示H中取真的集合。

依据问题特征，本文以涮辣常见的10种病害为例，创建病害诊断系统，其诊断系统是两层结构，第一层表示病害症状B1,B2，…，Bn，第二层表示病害W1,W2,W3，…，W10。每个结点都有两个状态，对病害结点取值“发现”和“未发现”，对症状结点取值“有”和“无”两种状态。顶层结点之间满足条件独立性，详细结构如图1所示。

1.2.3 cutset conditioning算法

构建出符合问题域的贝叶斯网后，调用推理算法计算后验概率，就得出实际问题解。本文采用精确推理中的条件切集化(cutset conditioning)算法，该算法原则上可解决任意贝叶斯网的推理问题，可计算一组证据下单个结点的后验概率。cutset conditioning算法的伪代码如下:

图2是给定某证据条件下经推理得到的每种病害的后验概率。

1.3 生产智能管理平台

作物生产智能管理平台由视频监控、作物生长环境监测、数据存储分析及远程控制系统组成。其中，视频监控系统用于定点、定时的观测作物生长情况，该系统包括远程Web在线查看、视频数据存储、回放等功能。作物生长环境监测是实现智能管理的基础核心部分，用于定量、定时、定区域地监测影响作物生长的环境关键因素[12]。控制系统主要由控制设备和相应的继电器控制电路组成，软件为作物生产自动化控制预留了端口，用户可利用智能终端设备(程序自动完成)远程控制棚内可控设施，以实现作物生产环境的智能化控制。基于以上功能要求，本文以物联网传输技术为核心，设计了物联网智能农业大棚作物生产智能控制系统，其结构可见图3物联网大棚作物生产智能管理系统。通过该系统，可定时采集棚内的环境参数，如光照强度、CO2浓度、温湿度、土壤元素含量、作物长势等信息，采集的信息通过无线方式上传至以专家系统为主的上位机数据处理系统中，进行存储、分析，使生产管理者可通过智能终端查看监控区域的详细信息、分析结果、决策建议等。同时，应用远程控制功能，并结合专家系统与实际生产需求，执行上位机或用户智能终端设备发来的命令，开启或关闭可调控设施(喷淋、抽风机、加热器等)，以创造适宜作物生长的最佳环境。

不同作物在不同时期，所需的环境因素也不相同，如涮涮辣生长过程中，播种后4天内，温度要控制在30℃左右，当种子破土后，白天温度要控制在15～20℃，晚上控制在12～16℃;当第一片针叶露尖后白天控制在20～25℃，晚上控制在适15～20℃;当分苗后前三天，要保持好空气湿度和温度，白天要控制在25-30℃，晚上在15～20℃左右等。软件系统中大棚自动控制部分可根据需求提前设定控制程序，如提前设定适宜值范围，当所测温度一旦超出范围，根据提前设定的程序，系统将自动幵启或关闭抽风机系统。同样光照、湿度、CO2浓度、肥水等自动控制策略也可提前在专家系统中实现预期设定。

1.4 棚内传感节点布置

在基于物联网的农业生产智能中，无线传感器节点是采集最末端单元，为保证作物生长在最适宜的环境中，对传感器节点的设计提出了较高的要求，既要求传感器节点能够精确检测各种环境参数，又要求合理设计及部署传感器节点，有效覆盖整个环境，最大化整个系统的效率。传感器节点通常是一个嵌入式系统，各传感器节点集成有传感器及执行器模块、计算与存储模块、通信模块和电源模块[13,14]。

本系统在涮涮辣大棚中进行实验，传感器节点的处理器单元和无线传输单元采用CHIPCON公司的CC2430芯片，这是一款基于Zig Bee协议，集成89C51内核处理器的芯片和Zig Bee无线收发模块，内置RF2420射频芯片，并增加CC2591增益放大芯片，是一种比较成熟的无线传感芯片。设计形成的传感器节点结构如图4所示。单点之间传输有效距离可达700米，系统监测并存储大棚内各个环境数据，所有监测节点均采用无线传输。大棚内空气温湿度、CO2浓度、光照强度按每隔10米布置一个监测节点，每个监测点分上中下三个层次，距地面高度分别为50厘米、100厘米、160厘米;土壤温湿度传感器每个大棚部署3个监测点，每个监测点分为土层5厘米、10厘米、15厘米三个层次，另布置p H值和氨氮传感器，共部署3个监测点，每个监测点分土层5厘米、30厘米两个层次。施工采用支架插入土壤方式，种植时可方便布置，空闲季节，可方便收回至仓库保管，若需增加监测节点，只需在后台系统中设置即可，而无需在采集节点修改硬件。采集节点供电采用锂电池供电和太阳能板供电两种形式，根据无线节点的采集频率和传感器耗电量而定，当采集频率间隔大于等于5min/次，无线节点的低功耗模式启动，节点可持续工作6个月。

2 结束语

基于物联网技术的作物生产智能管理系统还处于试验阶段，由于能依托智能专家系统实现:及时诊断病害，根据预先设定的参数阈值自动控制棚内设施，对肥水、温湿度等影响作物生长的环境因素进行精准调控，使作物生长在最佳的环境中，既节约资源、人力，又提高了产品质量。目前，物联网作物生产智能管理系统主要应用在示范基地，其涉及技术门类较多，融合了3G、宽带、物联网、传感器等技术，成本也颇显可观，同时更存在一些安全威胁[15]，这也是项目全面推广的风险因素。随着物联网技术的广泛应用，成本必会大幅降低，其应用将拓展到作物生产的各个环节。

摘要：引入物联网技术在作物生产中进行智能化管理是推进现代农业的有效途径。物联网大棚作物生产智能管理系统,依托智能专家系统原理,设计开发了基于贝叶斯网的病害诊断、生产智能管理等服务平台,同时合理布置传感器,应用了3G、Zig Bee等物联网技术。该物联网作物生产智能管理系统应用于涮涮辣示范生产,起到了智能控制棚内肥水、农药、温湿度等环境因素,诊断病害等功效,大范围应用会产生更好的经济效益。

篇6：基于物联网的温室智能系统研究

关键词：ZigBee；无线传感器网络；温室智能管理

中图分类号：S625.3 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）27-0061-02

1 数字信息化

数字信息化的进步为人们社会生活提供了许多便捷，也日益影响着世界经济格局，已经全面渗透到人们生活当中。各个国家利用这一发展趋势也逐步将其利用到农业领域中。农业的信息科技化深深影响着农业生产，使农业在这种改革之下慢慢变成新型农业模式。在农业生产的每一个环节中都运用数字信息化模式，通过科学手段控制农业生产的全过程。目前，农业从以往传统模式向全智能模式转变，是现代农业发展的最终形态和必须经历的过程。

如今社会生活中使用无线技术的方面非常多，其中广为人知的是网络领域中的无线上网功能。无线技术在被社会运用过程中使用范围有限，总是运用在在某一特定单一的领域。随着科技发展无线技术也越来越被国家重视并且应用到水利工程项目中，其中ZigBee技术根据其自身特点在温室智能管理时起到了至关重要的作用，它的使用解决了以往对温室智能管理中出现的一系列问题，可以更完善数据的采集，也为以后对水利工程中的监测提供了保障。

2 ZigBee无线传感器网络技术

ZigBee技术是一种近距离、低功耗、低成本、低数据速率、低复杂度的无线网络技术，主要适用于自动控制领域。2000年12月成立的IEEE802.15.4工作组制定了其物理层和介质访问控制层的协议，2002年8月成立的ZigBee联盟在此基础之上定义了网络层、安全层和应用接口层标准。应用层的具体功能由用户根据实际应用自行开发，因此使该技术能够适用于更多的应用领域。

3 基于物联网的温室环境监控系统设计方案

3.1 总体设计方案

具体的温室监控因素主要可归纳为以下这些：温湿度、光照强弱和CO2浓度。因为这些因素是农作物生长最不可或缺的生长条件，在对以上这些环境参数监测后，紧接着使用系统来控制相应设备进行调整，如喷灌、补光、湿帘泵、地热发生器都可以实现对上面参数变化作出补救。

为实现温室的环境监控，需要及时合理的对多个影响农作物生长的因素进行由点到线再到面的监督和数据的收集，需要有大量的电缆或者光纤的帮助才能实现，而且实行起来非常费时费力，在土壤的作用下，电缆和光纤很有可能和对农作物施用的肥料发生有害的化学反应，在大雨、大雪、雷电等情况下很容易发生料想不到的麻烦，而且线都铺设在土壤之下，一旦有故障修理繁琐，耗时过长，很可能减值减收。

①往往利用节点模块实现温室环境监控数据的采集整理，能在ZigBee本身的网络和协调器之间传递信息，将节点端布置在室内可以实现数据的接收，整理和传递的作用。

②协调器的主要功能是通过建立协调节点连接计算机和传感器，建立集中网络和处理终端传递的数据进而利用UART传递到上位机。

③网口-串口转换调节器可以将数据在两种设备上及时互换，最终到达以太网IOTService，如果终端不是以太网则需要选择合适的适配器实现连接。

④装备有IAR Embedded Workbench的C/C++调节器和交叉编译器的终端往往是为了网络在硬件之间的建立，而装备有VS2005软件平台的计算机是为了实现温室内部的可视化监控，便于协调人与机器的互知，依靠科学的方法实现作物的高产，最终目标将温室参数放在节点下，使用统一标准和数据化调控起来。

3.2 开发平台架构

基于Visual Studio 2005编程环境，使用 MSComm控件完成监测管理软件设计。我们所添加的程序主要在API层，将已有的建立好的工程项目进行修改，添加自己所需要的应用代码，通过移植的方式来开发Zigbee项目。使用IAR打开工程文件后，即可查看到整个协议栈从ZDO层到APP层的文件夹分布。

无线传感器网络软件平台包括两部分：Z-Stack协议栈和温湿度应用程序。把用户新建的任务添加到系统中，将两部分通过操作系统结合到一起，才能协调有序地工作，这就是软件平台搭建的整个过程。

3.3 传感器模块

该模块是温湿度和相关光电传感器等模块，有2个传感器，分别是光电传感器和温湿度传感器，温湿度探头直接使用IIC接口进行控制，光敏探头经运放处理后输出电压信号到AD输入。

使用l0-v 12bit的AD采集器对光敏信号进行采集，使用专用的IIC接口进行温湿度信号采集。每一次的采样需要使用2字节描述，MSB方式，温湿度及光电传感器模块输出数据结构如下：

①需要采集温度等重要信息：温度的数据采用高字节，而温度数据则采用低字节；②需要采集湿度等重要信息：湿度的数据采用高字节，而湿度的数据则采用低字节；③需要采集光强度等重要信息：光强的数据采用高字节，而光强的数据则采用低字节。

在本文对温室系统中，采用如今市场上广为人知的SHT10来准确测量棚内的温湿度。这种传感器较对于以往传感器技术更能准确无误的测量棚内信息，使棚内的温湿度达到可控效果，来保证作物的生产结果，并且具有非常高的稳定性，不会出现数据混乱等突发问题。这种芯片另一种优点在于可以与系统的转换器做到直接连接，方便对系统整体进行控制和信息传递。

4 数据采集模块的调试

通过对数据的采集以及硬件调试中，通过焊接电路板，由于对程序不能有效下载。需要检查电源的供电情况是否正常，应用多功能电表检查，可知供电系统属于正常的。通过对检测线路问题的连接，也没有发现虚焊点。当排除上述问题后，开始对原理图的设计进行检测，最终检测得到在画PCB封装时因开关封装时出问题，将控制信号直接短接到地，将其断开后就能正常下载程序了。把程序下载到电路板里，得到数据采集模块对温室里的温度、湿度、CO2浓度和光照强度的实时采集。

5 结语

针对传统温室智能管理存在观测点少、数据采集慢、传输不可靠以及数据处理不及时等缺点，本文设计了基于ZigBee技术的无线传感器网络。它贴合各温室智能管理的实际情况，无论其实用性、可靠性、技术先进性、经济性等方面都有许多优势，极大提高了温室智能管理的科学管理水平，为ZigBee无线传感器网络在温室智能管理中的应用提供了一套行之有效的解决方案。

参考文献：

[1] Richa Arya，George Souliotis，Spyros Vlassis，etc.A 0.5 V tunable complex filter for Bluetooth and Zigbee using OTAs[J].Analog Integrated Circuits and Signal Processing，2014，（79）.

[2] Wissam Razouk，Garth V，Crosby，etc.New Security Approach for ZigBee Weaknesses[J].Procedia Computer Science，2014，（37）.

篇7：基于物联网的智能用电管理系统

计算机技术、传感器技术、Zig Bee技术、移动通信等物联网技术的快速发展, 使得物联网技术在物流运输、环境监测、视频监控、安防保护、工业控制网络和智能家居等得到了广泛地普及和应用, 有效提高了人们作业办公、家居生活的智能化、信息化和自动化。

2 背景技术

2.1 Zig Bee技术

Zig Bee技术是一种在IEEE802.15.4标准上经过改进和发展得到常用的无线网络标准技术, 基于Zig Bee技术的传感器网络具有自组织、自愈功能, 网络稳定性较强、通信可靠性较高、具有较低的节点功耗、时延较短、容量较大、数据传输具有极高的安全性。

2.2 QT技术

智能用电管理系统应用开发过程中, 为了能够提高版本的可控性和可移植性, 管理系统开发过程中可以采用QT技术。QT技术是一种常用的网络通信控制软件开发和设计的可视化编程技术, 其具有非常完美的封装机制, 其能够实现有效地模块化处理功能, 因此其可以为不同的应用实现重复开发功能, 模块化之后, 能够大大的缩短软件应用程序的开发时间, 提高开发效率。

2.3 WI-FI通信技术

WI-FI通信模块内置TCP/IP协议并支持三种工作模式即AP、STA以及两种模式共存, 提供了两种通信方式:透传方式和Socket通信方式。透传模式通信速度快, 但控制不灵活;Socket通信速度慢, 但可以方便控制单一的设备。因此, 本方案采用的是Socket控制的通信方式, 模块上电或复位后默认为透传模式, 模块每次复位后都需要先进入命令模式再配置, 依次设置UART、TCP、AP/STA后重启才可使设置生效。

3 智能用电管理系统设计

用电管理系统基于传感器CC2350芯片, 结合CC2350芯片的软硬件开发套件, 实现用电量管理。CC2350芯片集成射频收发和MCU控制功能于一体, 并且在外围软件中包含一颗强大的32MHz的晶振及其他相关的阻容器件, 并且CC2350芯片采用板载PCB板天线设计, 采用巴伦匹配电路, 因此传感器的接受灵敏度可以达到-97d B, 在接口设计与德州仪器官方的发版CC2350EM完全融合在一起, 具有极其强大的软件开发功能。硬件设计主要包括终端节点和路由节点两种。终端节点能够实现用电数据采集功能, 并且将数据采集起来, 发送到相关的路由节点, 并且可以通过接收相关的响应指令, 以便能够自动化调节用电量, 终端节点功能如图1所示。

能源网关需具备远方抄表、电能计量、需量统计、电能质量测量、防窃电监测及主动上报等功能, 能够满足在监测、计量、远程抄表等方面的应用需求。因此, 路由节点可以读取传感器采集的数据, 将传感器采集到的环境数据封装起来, 并发送到相关的服务器, 同时接收响应指令, 并且实现路由转发数据的功能, 如图2所示。

4 结束语

智能用电管理系统可以通过传感器节点及其构成的无线传感网络采集用电数据, 已经成为物联网技术在智能家居中的重要应用, 能够实现节能用电、能耗监控、过载管理和远程控制等功能, 具有极其重要的作用和意义。

参考文献

[1]周强辅, 张丽丽, 程凌森.基于B/S模式的智能用电服务系统设计与开发[J].物联网技术, 2013, 27 (4) :41-44.

[2]张本利, 刘和.物联网在智能电网中的机构框架与应用研究[J].通信管理与技术, 2014, 21 (6) :24-25.

[3]曾志洪, 郭谋发, 杨耿杰等.采用Zig Bee技术的智能家居用电信息采集系统[J].电工电气, 2011, 11 (10) :25-29.

[4]申斌, 张桂青, 汪明等.基于物联网的智能家居设计与实现[J].自动化与仪表, 2013, 28 (2) :6-10.

篇8：基于物联网的电厂生产智能管理系统构想介绍

【关键词】公共交通；物联网；公交系统

0.引言

随着国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，城市公共交通已成为人们关注的热点，它与人民的社会经济活动息息相关。城市公共交通车辆及其运行组织管理的优劣，已是一个国家一个城市的发达与文明程度的标志。因此各国政府及地方政府都对城市公共交通的发展倾注了极大的力量，尤其对智能公交系统的投入标显对信息技术的重视和致力改变现阶段公交系统管理的杂乱和不规范的决心。

智能公交系统基于全球定位技术、无线通信技术、地理信息技术等物联网技术的综合运用，实现公交车辆运营调度的智能化，公交车辆运行的信息化和可视化，实现面向公众乘客的完善信息服务，通过建立电脑营运管理系统和连接各停车场站的智能终端信息网络，加强对运营车辆的指挥调度，推动智慧交通与低碳城市的建设。

1.我国城市公共交通现状

自20世纪80年代以来，我国经济持续以较高的速度增长，但是，城市公共交通发展的现状却不尽如人意。

（1）公共交通的服务水平低。主要表现为速度慢、拥挤、不准时、候车时间长和乘坐不方便等。

（2）城市公共交通的分担率降低。尽管一些大城市实施了公交优先政策，但是，由于公共交通服务水平低，使得公共交通不但没能成为客运交通主体，而且人们利用公共交通出行的比例还呈下降趋势。

（3）不同时间段公共交通调度不变。主要表现为上下班公交车按既定班次发车满足不了居民需求而使得各趟公交车拥挤，而非高峰期公交车仍然按原班次发车以致于此段时间公交空置率加大，资源配置没有达到最大。

2.物联网概述

国际电信联盟（ ITU）定义物联网为通过二维码识读设备、射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统和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。

随着物联网的提出并高速发展，物联网能够通过利用部署于其上的海量的多种类型传感器，获得实时的具有不同的信息内容和信息格式的数据（因为每个传感器都是一个信息源），并按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。另外，通过各种有线和无线网络与互联网融合，可以将物体的信息实时准确地传递出去。还有，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，并利用云计算、模式识别等各种智能技术，广泛应用于不同领域。正因为物联网的这些技术优势，通过利用其前端智能检测，后端自适应接入，多机协同工作构架，以及强大云接入、云处理能力，为解决高速公路突发事件中交通应急处理这类部门涉及众多，结构复杂，且体系异构的兼具预警和保障的综合型信息系统的整合提供了有效的技术手段。

3.智能公交系统的工作原理

3.1 智能公交系统的总体结构

为了提升城市公共交通服务质量，就提高公交车到站准点率，缩短乘客候车时间，降低上下班乘车高峰时拥挤状况及乘车时间长等情况，提出在智能公交系统中采用RFID和GPS等物联网技术，通过对公交车自动识别、定位、监控和管理实时地获取车辆位置信息及乘客数量等信息，用以监控公交系统在既定线路上的运行状态以实现公交调度的智能管理。利用智能分析软件，对公交线路优化、站点设置和突发情况调度等情况进行智能优化配置。智能公交系统包括智能感知和智能调度两大系统。

3.2 智能感知系统和智能调度系统

智能感知系统是利用铺设在公交车、站点和公交卡中的RFID读写设备，结合所设读写器将公交车的运行状态信息实时地发生至调度中心。

智能调度系统是为公交调度管理提供信息服务的，利用所设的计算机系统和智能调度软件完成公交运行状态信息的储存、处理、协调控制等业务。

3.3 智能公交系统功能与实现

智能公交系统主要通过车辆运行状态监测、公交站点监测、公交卡及乘客信息监测和调度中心等模块提供信息完成智能控制。车辆运行状态监测主要利用铺设在公交车上的RFID实现信息的自动化采集。对车辆的出车、返回及停靠站等进行识别并记录，结合GPS实时定位车辆位置，及时共享信息。通过网络传送调度中心，用以智能分析以及处理、调度；公交站点监测主要为乘客提供实时、动态的公交信息，如：公交车地理位置，到达时间，车上人数情况及停靠站点状况等。另外，公交站点通过网络与调度中心互联，方便与调度中心进行信息交换，如监测到某条线路公交站点处人员大量滞留，可由调度中心根据实际情况加派公交车前往；公交卡及乘客信息监测主要是通过公交卡识别上车和下车的人数，以及识别乘客类型，智能提示为老人让座等信息，另外通过网络传送至调度中心，以供其分析处理；智能调度系统，负责数据的综合处理。通过车辆、公交站点、公交卡使用所传回的数据信息做出判断，完成对城市各条公交线路的实时监控和信息收集，及时地根据情况做出判断并完成调度工作，如若出现突发事件及时根据应急方案做出快速的处理，以实现公交系统的智能化优势。

4.结束语

本文分析了现代城市公交所面临的现状，并对物联网技术进行了概述。在结合物联网技术情况下连系公交系统组成智能公交系统，并分析了其工作原理及组成结构和各项功能的实现情况。

【参考文献】

[1]韩浩明，祝勇俊，束文涛.基于物联网的智能公交系统[J].科技信息，2011（27）：34-35.

[2]李向文，牟文飞.基于物联网的智能公交解决方案研究[J].解决方案，2010（5）：31-33.

篇9：基于物联网技术的智能照明系统

本文提出一种基于物联网的智能照明系统,以Zig Bee技术组成一个家庭范围内的无线传感网络,终端节点上带有光照传感器与人体红外感应器,能够监测家庭内人的活动与光照度,采集到的数据通过Adruino+ENJ网关发送到构建的新浪云平台上。用户可以通过微信接入新浪云平台,发送语音、文字及选择按钮去控制家里的LED灯亮度。

1 系统总体结构

1.1系统的结构

本系统采用Zig Bee技术,协调器与终端节点自动组成星型网进行通信,移动终端(手机、平板电脑以及个人电脑)通过登录微信息即可进入控制界面。如图1所示:

1.2系统的功能

本系统主要分为:1)无线传感器网络;2)网关;3)云平台;主要功能为:1)能够用微信进行语音控制;2)在微信菜单可手动地设置模式;3)设置手动模式、睡眠模式、自动模式。睡眠模式下,LED灯会慢慢变暗直至熄灭,自动模式下可自动根据家庭场景来调节亮度。可以根据场景的变化智能选择模式使得照明系统变得更加智能化。

2 硬件设计

2.1 节点硬件设计

终端节点由CC2530 与人体红外感器、光照传感器、PWM调光模块组成。CC2530 通过IIC通信协议控制光照传感器数字获取实时的光照值,再发送到协调器节点,人体红外感应

器为开关型传感器。CC2530 通过光藕来控制LED,利用PWM调光。示意图如图22所示。

2.2 调光模块硬件设计

CC2530 输出PWM信号给光耦PC817,使PC817 导通并传递高电平给三极管,三极管TIP41C导通, 形成回路使LED得到12V电压。PC817 与TIP41C的响应时间极短,所以可以作为PWM调光的器件。硬件如图3所示。

2.3 网关模块硬件设计

网关使用的硬件是arduino和ENC28J60,并且在IDE ardui no下编程实现所需功能。ENC28J60 连接网络需要用到函数ether.begin(),ether.dhcp Setup()和ether.static Setup()

3 软件设计

系统实现Zig Bee星形网络,协调器能够接收微信云平台的命令控制终端节点,并将状态值反馈给云平台,记录在数据库中。自动模式下,终端节点通过传感器采集数据,根据场景自动控制PWM进行亮度调节。在无人模式下,关闭PWM。在睡眠模式下,控制PWM逐渐地降低亮度。软件设计图如图4。

4 显示界面

进入微信客户端,可以进行控制。可以用语音与按钮选择控制。