物聯網技術的研究匯總十篇

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篇（1）

[中圖分類號]C939

[文獻標識碼]A

[文章編號]1671-5918（2015）21-0091-02

前言

學校是我國培養人才的重要機構，也是我國實現自身發展和建設的有利保障。校園安全問題，是當下人們廣泛關注的熱門話題之一。近年來，我國校園頻發事故，新聞報道中經常提及校園內發生的打架斗毆事件，除此之外，一些社會人員在校園中毆打學生的新聞也是屢見不鮮。維護校園的安全和穩定，對校園實現有利監控，避免安全事故發生，是當下教育行業面臨的一個重要議題。如何對我國校園實現有利的監控，采取有效的技術手段實施實時監控，這樣一來，有利于對突發事件進行有效控制，避免事態擴大化。本文對校園監控技術的研究，主要以物聯網技術的實際應用為主，分析了物聯網技術在進行校園監控過程中的優越性，并就其具體實施手段進行了相關分析和闡述。

一、物聯網技術的發展現狀

物聯網技術，是一種利用信息傳感器，按照約定協議實現信息傳播的技術手段，通過信息傳感設備，可以對人、物進行有效的監控。同時，物聯網技術是互聯網技術的一種，主要利用計算機互聯網技術，實現物與物、人與物、人與人全面互聯的網絡。利用物聯網技術，可以更好的對信息進行獲得，并且為智能化決策和監控提供有效的依據。物聯網技術在當下社會得到了廣泛的推廣和應用，其應用主要以監控系統為主，通過利用物聯網感知層、網絡層、應用層的功能，實現信息監控這一目的。

物聯網技術在實際應用過程中，要注意傳感器、二維碼、射頻設別、多媒體設備網絡系統的連接問題，充分發揮設備功能，為物聯網進行信息決策提供有力依據。同時，在進行監控系統設計過程中，需要考慮到網關和接入網絡構造，以及網絡之間的融合問題，注重信息管理以及業務分析管理，發揮物聯網技術在監控系統中的重要功能。

二、物聯網中主要技術手段分析

以物聯網技術實現監控系統設計過程中，要充分考慮到物聯網的射頻識別技術、無線傳感器網絡、網絡攝像機以及Zig-Bee技術的實際應用，只有科學合理的應用這四種技術，才能更好發揮出物聯網技術的監控功能。

（一）射頻識別技術分析

射頻識別技術是物聯網技術中非常重要的技術之一，它由標簽、讀寫器、天線三個部分構成。其中，標簽是耦合元件及芯片組成的。每一個標簽都有著唯一的電子編碼，標簽中有著一定的空間，用來滿足用戶輸入信息的要求。標簽還具有識別目標對象的作用；讀寫器是一種讀取和寫入信息的設備，具有數據交換功能；天線則是一種信號傳輸裝置，是實現標簽和讀寫器之間信號傳輸的裝置。射頻識別技術之所以能夠完成信息跟蹤，就是因為標簽、讀寫器、天線三者的合作。在實際工作過程中，讀寫器通過發射信號到達標簽，標簽利用天線進行信號頻率感應，從而獲取標簽所在位置。根據標簽所在位置，進行信息跟蹤，從而進行任務部署和執行。

（二）無線傳感器網絡分析

無線傳感器網絡是由分布式傳感節點、信號接收器、網絡和用戶接口等裝置構成。其中，在無線傳感器網絡當中，分布式傳感節點是十分重要的一環，其具有數據采集作用。傳感節點主要有數據采集單元、數據處理單元、數據傳輸單元三大部分構成。無線傳感器網絡在實際工作當中，通過對節點的有效布置，完成對對象的實時監控。物聯網技術在利用無線傳感器網絡進行節點布置時，實現了對監控對象信息的采集、處理、傳輸工作，根據這些數據信息，進行控制和操縱。無線傳感器技術的完善和發展，使其在監控設備中得到了廣泛的應用，將無線傳感器網絡應用于校園監控當中，無疑將起到十分重要的作用。

（三）網絡攝像機技術分析

網絡攝像機技術，是物聯網技術應用的又一重要方面。網絡攝像機技術實現對信息的采集，并且可以進行圖像拍攝，有效地實現了監控目的。網絡攝像機主要由鏡頭、聲音傳感器、圖像傳感器以及網絡接口等部分構成。在應用于物聯網技術當中，網絡攝像機主要采取數字化視頻信號，通過網絡總線的連接，實現了信息的傳輸工作。網絡攝像機應用十分廣泛，可以更好地實現監測目的。

（四）ZigBee技術分析

ZigBee技術更加適合于遠程監控，它是由數千個微小的傳感器構成，可以實現傳感器之間的相互通信，并且以接力的方式實現了信號的傳輸工作。ZigBee技術適合于數據流量較小的業務，具有功耗低、成本低等優點，將之應用于校園網監控系統當中，有著較為廣泛的發展空間。

三、校園監控系統設計

為了更好確保校園安全，在進行校園監控系統設計過程中，要對傳統設計模式存在的弊端予以改善，加強對物聯網技術的實際應用，站在全面的角度對監控系統設計進行分析，確保監控系統的全面性和穩定性，更好實現監控目的。傳統的校園監控系統存在著成本高、效率低等缺點，這樣一來，一旦發生安全事故后，很難及時反應過來，當反應過來的時候，事故已經造成了相當大的影響。物聯網技術在實際應用過程中，要注重統籌兼顧的發展模式，站在整體的角度進行分析問題，以構建系統體系作為校園監控技術發展的目標，實現監控系統的全面性和穩定性，更好實現校園安全。

四、基于物聯網技術的校園監控技術研究

校園監控技術的實現，要以物聯網技術作為其發展的根本，利用物聯網技術強大的監控功能，可以更好實現校園監控系統目標。針對于物聯網技術的校園監控技術研究，本文將從以下幾個方面進行闡述。

（一）射頻識別技術下的校園門禁系統

利用射頻識別技術（RFID）設置校園門禁系統，可以用來驗證學生的身份，將一些身份不明的外校人員攔截在門外。在實際應用過程中，學校會將RFID卡發放給學生和老師以及學校的工作人員，讓他們以RFID卡作為進出學校的憑證。學校利用RFID卡進行校園監控，可以減少一定的麻煩，避免一些校外人員進出學校，對學生的安全造成一定的威脅。同時，在實際設計過程中，學校的相關場所，例如大門、圖書館、實驗樓等位置也要憑卡出入，可以方便校方管理。在設置RFID卡時，要對學生的實際信息進行輸入，并對信息進行備份存儲，當學生將RFID卡弄丟失時，可以更好地進行補卡操作。校方在設計RFID卡時，還可以根據實際情況，加強此卡的作用，例如進行圖書借閱、考勤管理等事情。

（二）網絡視頻監控系統的應用

網絡視頻監控系統，是校園監控技術中較為重要的一環。在進行校園監控技術設計過程中，要充分發揮網絡視頻監控系統的作用，對校園內的實際情況進行有效的視頻監控，對突發事情可以更好地掌握，并以此采取有效措施解決突發事件。物聯網技術下的網絡視頻監控系統，利用寬帶網絡實現了信號傳輸，并通過視頻監控設備對校園內的情況實現了有力監控。網絡視頻監控系統擁有數據收集、數據傳輸、數據存儲、數據處理等作用，在進行監控過程中，可以進行相關的預警工作，將之應用于校園監控技術當中，可以更好地應對突發事件，并且能夠在最快的時間內作出反應，將突發事件的影響性降到最低效果。網絡視頻監控系統在校園監控技術當中應用時，要注重系統的報警功能，一旦遇到突發事件，監控人員對事件程度進行分析，若是校方無法解決的事情，立刻進行報警。網絡視頻監控系統，是校園監控技術當中不可或缺的一部分，它是保證校園環境安全，應對突發事情的重要監控設備。

（三）防火報警系統的應用

篇（2）

我國是一個農業大國，種植的農作物種類繁多，各種農作物的產量直接影響國家的經濟命脈。在各種農作物生長過程中，影響產量最大的因素是生長環境，包括空氣的溫度、濕度、風速、光照時間、強度、二氧化碳濃度等，但是目前一些農作物生長環境的數據采集采用的技術（比如人工采集方式等）對生長環境的監測還不到位，不能及時地發現農作物生長過程中的異常情況，及時地進行調控，對產量的影響很大。基于物聯網技術的監測系統是在無線傳感器網絡上構建的，它可以實時地對農作物生長環境及農作物生長狀況進行無損數據采集。

1.物聯網技術

物聯網是物與物相連的網絡，它可以通過一些采集信息的設備（如紅外感應器、射頻識別、激光掃描器、全球定位系統等）與系統進行數據的提取、測量、捕獲、傳遞，并且這種數據的采集具有廣泛性，只要是需要感知和能感知的物體，就可以采集到它的數據，并傳送至服務器，以便監控。物聯網還可以對采集到的數據利用信息處理技術、云計算、數據挖掘技術與分析工具等各種智能計算技術進行數據的智能分析、計算和匯總。物聯網的主要技術包括傳感器技術、Zigbee技術、智能技術、射頻識別技術等，其中Zigbee技術是數據采集的關鍵技術之一。

所謂數據采集系統是利用各種傳感器對監測的各種農作物生長環境的數據進行自動采集，然后將采集到的數據通過數據傳輸技術傳輸到服務器。在對農作物的生長環境進行數據采集時，要力求全面、準確，即數據采集系統要完成對多節點與多區域的數據采集，除了對數據的全面性與準確性要求外，數據采集系統還要對數據自動處理（如匯總、打包等），傳送到服務器。

2. Zigbee技術

Zigbee一詞來源于蜜蜂的舞蹈，當蜜蜂發現食物時，會通過跳舞將信息傳遞給同伴，如食物的位置、食物的數量、食物的方向、食物的距離等，蜜蜂的英文是Bee，蜜蜂跳舞時發出發出嗡嗡（Zig）的聲音，而蜜蜂的這種信息傳遞距離近，低成本，速度不快，這和Zigbee的特點很相似。Zigbee名字由此得來。Zigbee技術是一種無線通信技術，普通的兩節干電池可供Zigbee節點工作幾個月的時間，因此功耗低;Zigbee工作的頻段是免費的，不需要支付費用，用戶只要花兩美元買芯片即可進行開發，因此成本低;Zigbee的節點一般距離在10m～100m之間，因此距離近;Zigbee節點連接進入網絡要30毫秒，因此延時短。在對農作物生長環境的實時監測時會發現，系統需要傳輸的數據數量比較少，對傳輸速率要求不高，終端設備大都采用電池供電，并且要避免有線連接。從以上農作物生長環境監測的特點看，Zigbee技術非常適用。Zigbee協議主要包括物理層、媒體存取控制層、網絡層、應用層和安全層。

圖1 使用Zigbee技術進行數據采集的框架

針對數據采集的要求，設計的使用Zigbee技術進行數據采集的框架如上圖1所示。

由圖1可知，農作物生長環境數據采集系統分為三個部分，基于星形拓撲結構的Zigbee無線傳感器網絡，物聯網、internet的網絡傳輸，基于WEB的信息管理系統。Zigbee技術的拓撲結構有樹形（即形狀像棵樹）、網形（即形狀像張網）、星形三種。其中，星形拓撲結構如圖2所示：

圖2 星形拓撲結構

由圖2可知，中心位置為協調器，網絡中的傳輸設備都與協調器有信息傳輸，因此如何組建協調器網絡至關重要。星形拓撲結構呈現輻射狀，數據要通過協調器來傳送，因此比較簡單，設備成本不高。由于農作物生長環境的數據采集范圍廣、采集點多，為了保證采集數據滿足全面、準確的要求，最好采用星形拓撲結構。一個主節點可以與若干個從節點進行通信，最多254個從節點，一個從節點又可連接多個傳感器。從節點上的傳感器采集數據，將數據匯聚到主節點，主節點是網絡的匯聚節點，發揮協調功能，主節點通過網絡將收集到的數據傳輸到WEB信息管理系統。

在設計數據采集系統時遵循如下原則：（1）系統要可靠。在多數情況下，設備都沒有人看守，這就要求設備的可靠性要高，能夠連續工作，不易出錯，能夠安全可靠地采集、傳輸、處理數據。（2）系統要實用。此系統要簡單，容易維護，易于操作，讓大家容易學習、掌握，并熟練地使用它。（3）系統要有適用性。農作物生長環境比較復雜，而且范圍大，因此要求此系統在任何環境下都能正常運行，有一定的適應性。

在對農作物生長環境進行數據采集時，采用基于物聯網技術，尤其是Zigbee技術能夠完成對生長環境各類數據的采集、提取、傳輸、監控等，并且對數據進行智能分析，判斷異常情況。

參考文獻：

[1]王黎麗.基于Zigbee技術的機場機房環境數據采集系統[D].杭州：浙江工業大學學位論文，2011：10-12.

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關鍵詞:物聯網技術 庫存控制 物料需求計劃 最優生產技術 準時化生產

有效的庫存管理與控制是提高運營效率的重要手段。傳統的庫存管理根據生產進度、產品銷售等進行庫存協調,由于相關信息以人工錄入為主,通常難以實現信息的同步更新,且錯誤率較高。物流與信息流銜接在時間上的滯后性,往往使企業不得不通過保留一定量庫存來維持正常的生產與銷售,這不但會導致過多資金的占用,大大提高運營成本,還會掩蓋生產中大量諸如供應商供貨不及時,生產環節產能不配套,產品質量不合格,計劃安排不合理,不能按期交貨等問題,不利于運營效率的改進。本文利用物聯網技術,結合常用的MRP、OPT、JIT生產控制方法,構建了一個基于物聯網技術的綜合庫存控制模型,通過物流與信息流在企業運營各個層次的緊密結合,可以實現有效的庫存管理與控制,使庫存做到既滿足生產服務需要,在需要的時候有物料可用,又不會占用過多的資金,以實現高效生產與資金合理使用的有效平衡。

物聯網技術在企業生產中的應用

物聯網的概念來自于2005年在突尼斯舉行的信息社會世界峰會(WSIS)上國際電信聯盟(ITU)的《ITU互聯網報告2005:物聯網》報告。它指的是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。

目前,物聯網技術在企業生產中的運用主要采用的是射頻識別技術,通常的RFID系統包括前端的射頻終端和后臺的計算機信息管理系統。射頻終端由標簽和讀寫器組成。標簽用于存儲所標識物品的身份和屬性的信息;讀寫器作為信息采集終端,利用射頻信號對標簽進行識別并與計算機信息系統進行通信。將RFID技術與互聯網相結合,構建分布式信息采集、處理系統,為企業實現跨域生產、銷售提供技術保障。

基于物聯網技術的企業流程如圖1所示,倉庫、車間通過RFID讀寫器對原材料、產品進行實時跟蹤、信息獲取,并通過物聯網中間件與本地信息數據庫交互,辦公、生產人員可通過信息平臺進行實時查詢。針對跨域企業,可以通過互聯網將企業內部網聯接,利用ONS服務器(對象名解析服務)獲得相應的統一資源標示URI,實現信息的共享查詢。

基于物聯網技術的綜合庫存控制模型

將物聯網技術運用到庫存管理中,結合MRP、JIT、OPT等庫存管理機制,構建基于物聯網技術的綜合庫存控制模型,通過實現原材料、在制品、產品等信息的自動獲取以及信息的跟蹤、動態處理,可以在提高客戶服務水平的同時,進一步提高庫存效率,控制模型如圖2所示。模型主要由以下三部分組成:

物流部分。本模型根據企業生產運營過程中不同環節物料的狀態,主要考慮了兩類庫存:企業的外部庫存與內部庫存。其中,外部庫存主要是指在途尚未入庫的原材料和出庫尚未到達用戶的在途產成品。內部庫存包括:產成品庫存、在制品庫存和原材料庫存。其中,產成品庫存是指那些已經加工完成,準備用于對外銷售的產品庫存(包括外銷的半成品);在制品庫存是指那些尚未加工完成,流轉于生產各個環節的制品庫存;原材料庫存則是指企業外購的、尚未加工處理的原料、材料庫存。

信息流部分。模型采用了結合MRP、OPT、JIT三種控制方法的綜合控制機制。信息流主要涉及各類庫存的庫存狀態信息,以及控制運營系統各環節運作活動,實現投入、轉換、產出的控制信息。

本地信息數據庫。企業的進貨、生產、外銷等活動,會受到各類庫存的影響,并對各類庫存量產生影響,從而導致相關數據信息的變化。利用本地信息數據庫存儲的原材料、在制品、產品等信息,借助RFID等物聯網技術,可以實現對各類庫存狀態信息的自動識別與更新,還可以通過監控產品流向、流量與流速,實現對生產過程中各類庫存的動態控制,跟蹤缺貨狀況和進行質量反饋,從而將物流與信息流結合起來。

模型的庫存控制機制

(一)外部庫存控制

在途原材料庫存和在途產成品庫存會影響到生產的正常進行和企業銷售的順利實現,利用模型進行此類庫存控制時,一是利用物聯網技術實現動態跟蹤,二是處理好兩類關系,即客戶關系和供應商關系。

物聯網技術使得企業可以通過互聯網將各企業的內部網連接起來,利用ONS服務器(對象名解析服務)獲得相應的統一資源標示URI,實現信息的共享查詢。借助該技術跟蹤、監測在途原材料與在途產品,可以為原材料的及時入庫、合理安排生產和銷售打下基礎,從而有利于降低安全庫存,降低倉儲成本。

要更好地實現這一目標,需加強客戶關系管理和供應商關系管理。良好的客戶關系有利于增強對訂單的控制,進而增強主生產進度計劃的準確性與穩定性,這對于降低產成品庫存意義重大。而良好的供應商關系是實現適時、適量、準確供貨的前提,有利于在保證供貨的同時,進一步降低原材料庫存。

(二)內部庫存控制

模型對企業內部原材料庫存、在制品庫存和產品庫存的控制機制如下:

對產成品庫存的控制,主要通過與客戶、主生產進度計劃和生產環節的相互作用來實現。具體來說,產成品庫存狀態會影響主生產計劃的制定進而影響生產現場,反過來,以主生產計劃為指導的實際生產決定了產成品的庫存水平和對用戶的客戶服務水平。同時,企業同客戶之間的關系狀況會直接影響到產成品庫存的供貨水平與存儲水平。在這一過程中,借助物聯網技術中的識別系統(由RFID射頻識別標簽、解讀器、Savant軟件、ONS對象名解析服務和PML實體標識語言等組成),一方面可以動態更新企業的產成品庫存狀態信息,另一方面可以通過與用戶進行信息共享,及時掌握用戶對本產品的使用、消耗情況,并根據用戶缺貨時自動生成的產品訂單來安排或調整主生產計劃,從而大大提高計劃的準確性。

對在制品庫存的控制,與物料需求計劃(MRP)和生產環節密切相關。在制品庫存狀態信息直接影響物料需求計劃(MRP)的編制,并通過MRP影響生產,反過來,對生產環節的控制直接決定了各個環節的在制品庫存水平和服務水平。在這一過程中,借助RFID等技術,可以迅速、簡便、準確地獲得關于在制品種類、數量、時間、所在工序、流轉等的信息,實現對在制品流向、流速、流量等的實時監控,在需要的時候及時補充生產,從而大大降低了安全庫存量和庫存成本。此外,由于免除了跟蹤、監控過程中的人工干預,在節省大量人力的同時,可降低數據生成的差錯率,極大提高了庫存管理的效率。

對原材料庫存的控制,主要通過與MRP、生產與采購環節以及供應商的相互作用來實現。即,原材料庫存狀態影響物料需求計劃的編制,進而影響生產、采購,反之,受計劃指導的采購活動直接決定著原材料庫存的生成。而企業同供應商之間的關系狀況會直接影響到原材料庫存的供貨水平與存儲水平。在原材料庫存的控制中引入物聯網技術,可以根據原材料的出入庫情況,自動更新原材料庫存狀態信息。此外,根據產品電子代碼(EPC),可以應用PML(實體標記語言)技術辨別入庫原材料的來源,一旦發生產品缺陷或不合格, 有了這個信息,就可以很容易地找到問題供應商,便于及時解決問題。

(三)模型整合

實現模型各部分之間相互協調的關鍵在于信息流與物流的有效流動與緊密結合。其中,信息流自客戶需求開始,沿“客戶―主生產計劃―MRP―JIT現場控制―供應商鏈條”傳遞,在這一過程中,會受到相關庫存狀態信息的影響;同時物流在信息流的指導下,自供應商開始,沿“供應商―原材料庫存―在制品庫存―產成品庫存―客戶鏈條”流動,在這一過程中,MRP、OPT和JIT分別從不同層面對物流流動,庫存控制目標的實現起到了促進作用。

模型中MRP、JIT、OPT的結合點在于:在計劃層面實現MRP與OPT的整合,將最優生產技術理論的思想應用于能力需求計劃的編制,根據物料需求計劃的生產任務要求,區分瓶頸能力與非瓶頸能力;在此基礎上,實現瓶頸能力與生產任務的平衡,并根據這一平衡協調非瓶頸能力,從而制定出合理可行的生產作業計劃和采購計劃;在執行層面實現計劃與JIT的整合,在作業計劃和采購計劃的指導下,對生產現場的各個環節實行準時化控制,進一步提高生產運作的效率,從每一個執行環節盡可能提高客戶服務水平和進一步降低庫存水平。

模型中,物聯網技術與MRP、JIT、OPT的結合點在于:通過RFID讀寫器對原材料、在制品與產品進行實時跟蹤、信息獲取,并通過物聯網中間件與本地信息數據庫交互;通過互聯網將企業內部網聯接,利用ONS服務器獲得相應的統一資源標示URI,實現企業與供應商,企業與用戶的信息共享查詢。這樣,一方面可以適時、準確、快速地根據物流的流動掌握產品的流向、流量與流速等信息,自動更新各類庫存的狀態信息,進而影響主生產計劃、物料需求計劃等生成的準確性與效率;另一方面可在結合MRP、JIT、OPT綜合作用機制生成的作業計劃和采購計劃指導下,實現對各階段物流的實時監控,降低了安全庫存量和庫存成本,提高了庫存管理的效率。

綜上所述,尋找有效的庫存控制方法對企業提高運營效率意義重大。本文以MRP、OPT、JIT三種方法的庫存控制機制為基礎,結合新興的物聯網技術,構建了一個基于物聯網技術的、整合三種控制方法優勢的綜合庫存控制模型,并分析了模型的框架與應用機制,從而對于進一步提高庫存控制效率,進而改善企業運營水平提供了有益的思路。而從技術層面上如何實現模型的有效整合以及對模型實證效果的檢驗將是今后需進一步研究的問題。

參考文獻:

1.威廉J.史蒂文森著,張群等譯.運營管理[M].機械工業出版社,2008

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互聯網技術已經在生活當中很普及了，但是物聯網確實一種新型技術，悄然在人們的生活當中發展起來，這個概念出現的頻率也不斷在增加。但是我們發現，物聯網在定義上較為模糊，很難完整的定義出它的真正含義，只是通過一些媒介進行表達出來。在煤礦安全的過程中，認為使用計算機傳感系統、無線紅外系統和全球定位系統的網絡就是物聯網，物聯網也是通過信息之前的交換來完成的，網絡的聯接可以使得信息在交流中實現無縫對接。使用計算所網絡和電腦自身的硬件功能對信息的處理，以達到對整個物理世界的實施控制、目標管理和最終的科學有效的決策。

一 物聯網的發展過程概況

物聯網的概念是上個世紀九十年代由美國麻省理工學院Kevin Ashton教授最早提出來的，它是Kevin Ashton教授在研究RFID時偶然發現的一種技術，物聯網的技術提出很好的彌補了通信技術在交流中的一大空缺。2005年在突尼斯舉辦的電信聯合會中，聯合會成員發表了關于物聯網的發現和使用技術的介紹，這就意味著物聯網技術得到了世界最高領域的一致認可，同時在對于物聯網的相關技術方面也做出了詳細的分析，并對該技術的未來發展趨勢做出了一定的預測。

按照ITU 2005 的定義：物聯網是通過較小范圍內的通信器材的信號之間的關聯模式，該距離內的信號資源可以在小范圍內形成接受發功能，比如完成人和人之間、人和物之間、物和物之間的一種信息轉換方式，對于這樣的全新形式、全新領域的發展方式可以大大的改善以往的交流模式，形成一整套更加完善的交流方式，徹底打破了時間和空間的束縛。

物聯網是繼個人電腦、局域網絡、互聯網、射頻信號接收技術后的再次信息化的改革方式，同時對于以往的信息化進程有了徹底的改變，對這樣的改變有現在的發展趨勢來看就有跨時代意義，具體表現都是一些積極向好的作用。物聯網的發展可以在信息科技水平的基礎上增加更多的智能化體現模式，對于信息化的改革做出了巨大的貢獻。就現有的物聯網使用的模式來看，可以將其功能細化為：物聯網在互聯網中的信息彌補和擴展，這是在原有的計算機因特網的基礎上增加的更多智能化終端系統的模式改良，對于實現全球資源一體化的信息感知、語音操作、智能轉換和信息的識別具有很好的效果，完成了信息資源分享快捷方便的作用。

二 煤礦信息化中基于RFID的物聯網系統

目前，煤礦信息化研究中，物聯網的研究和開發還處于初級階段，國內外對物聯網的技術的應用也仍處于試探階段。業界主要是研究通過傳感網網絡并利用RFID標簽感知物體的信息。因此，RFID射頻識別技術是物聯網系統的核心技術，是物聯網規模化識別能否成功應用的關鍵。

2.1 RFID射頻識別技術

RFID射頻識別技術是利用無線設備的收發信號功能，加之有無線電磁感應的共同干預，使用讀寫設備和電子標簽進行非接觸寫入或讀取等雙向數據傳輸，以實現自動目標識別和數據交換目的。RFID系統主要包括電子標簽、閱讀器和計算機信息系統。

RFID系統中的閱讀器將信息可以借助外界線路向外發射出去。電子標簽進入閱讀器的射頻場后，天線接受此信號；射頻模塊會對接收的信號進行接收、調制、解碼、比對、傳輸，并在這些工作完成后答復主機命令，包括對于信號正確性的判斷、密碼的驗證、重新編碼的作用。控制模塊將所有信息經加密、編碼、調制后，再通過天線發送給閱讀器。閱讀器的天線接收信號；射頻模塊對接收到的信號進行調制、解碼、解密等處理后送至計算機信息系統；讀寫模塊根據計算機信息系統發出的命令請求對電子標簽進行讀、寫等各種操作。通過這種方式，計算機信息系統實現了信息加密或安全認證等具體的系統應用功能。

2.2 基于RFID的物聯網架構

ITU 2005提出了由感知層、接入層、網絡層、中間件層和應用層組成得物聯網的五層架構，但是目前業界普遍認同以現有的無線傳感網絡網絡為基礎，向下添加物聯網的感知層，向上添加物聯網的應用層，從而形成基于RFID的物聯網三層基本結構：物聯網感知層、物聯網網絡層和物聯網應用層。

物聯網感知層的主要作用是通過在物體上安裝唯一標識物體并存儲物體相關信息的RFID標簽，用閱讀器把物體的各種數據和信息實時讀取下來。物聯網網絡層主要是指無線傳感網絡網絡，用來完成信息的傳遞，把物聯網感知層采集到的數據和信息傳遞到上層應用。物聯網應用層將網絡層傳遞的物體信息進行分析處理和決策，完成特定的智能化應用和服務任務，從而實現物與物、人與物之間的識別與感知，發揮智能作用。

三 煤礦信息化中物聯網技術的方案研究

1. 人員、設備定位與管理系統人員定位系統

在物聯網技術使用中，安全系統由主要標識卡、讀卡器、網絡傳輸系統、上位機與系統軟件組成，標識卡由個人佩帶，目前國內的煤礦企業大都已經安裝了人員定位系統，可以接入到物流信息化系統管理平臺，設備定位與管理系統與人員定位與系統相同，共用讀卡器、網絡傳輸系統、上位機與系統數 據庫軟件，以標識卡的不同分組來區分人與設備，標識卡懸掛或粘貼在設備上。

2.機車定位與管理系統

目前我國煤礦井下機車定位主要以有線通信方式為主， 對于有軌機車， 目前采用最多的是定位繼電器+有線通信的方式的實現，由于技術、成本與現場安裝環境的限制，定位繼電器無法高密度大量安裝，所以只能在道岔、車站等少數關鍵位置實現定位，機車運行途中的精確定位無法實現；近年來有些使用WiFi或Zigbee 技術進行定位的嘗試，但由于這些定位技術的核心為基于對無線信號場強相對強弱的分析來實現定位， 由于煤礦井下的特殊性，定位環境為鏈型的封閉巷道環境， 難以象地面一樣通過對多基準點的無線信號場強的測量與計 算獲得精確的定位， 被定位物體在一個地點只能探測到1～2 個基準點，現場環境中的遮擋、環境中的移動物體與電磁干擾導致定位精度很差，對移動機車的定位精度非常低。

3.炸藥流向與運輸監控管理系統

炸藥流向管理系統采用二維碼識別與管理技術， 二維碼由于成本低廉， 同樣適用于企業對低值設備或材料的日常管理。 炸藥流向管理以煤礦企業從公安部門取得炸藥為起始點， 由 煤礦企業為領到的炸藥加貼二維碼標簽并進行相應后續領用、運輸、下井等流程的管理至炸 藥按規程使用完畢。

炸藥的流向管理與人員定位系統可以協同工作，管理炸藥的出入庫、領用；領用人員的 身份鑒別；使用炸藥的火工人員的運行軌跡；放炮時間點危險區域內人員、車輛隔離等工作，實現安全生產管理的功能。礦區內炸藥運輸車輛管理系統采用具備GPS 定位、Wi-Fi 傳輸功能的車載DVR系統實現，可以實時監控與記錄炸藥運輸車輛的位置、工況、運輸物品及駕駛人員的視頻，也即通常意義上的“黑匣子”。

4.有線與無線網絡的整體性調試連接信號

通信信號是礦山通信中最為重要的載體，也是保障生產安全最有重要的手段，通過使用有線與無線網絡的整體性調試連接信號可以將現有的視頻通信、監控方案、人員定位和應急救援方案做出詳細的規劃，在企業內部的以太網中，將有線和無線的網絡相互連接在一起，可以方便技術人員對于現場情況進行調度，決策者也可以根據具體的操作方式來下達具體的工作命令，完全可以在生產中利用物聯網達到無縫隙交流的作用。

四 結束語

在本文當中，介紹了物聯網的起源與發展，給出了物聯網的定義，根據RFID的工作方式提出了基于RFID的物聯網體系架構，重點探討了當前基于RFID的煤礦安全物聯網研究的關鍵技術及主要問題。物聯網是由各種技術融合而成的新型技術體系，需要煤礦技術人員在不斷的研究探尋中找到更為合理的理論要求，對于技術問題也不斷的解決，通過使用物聯網技術更好的控制煤礦生產中的安全，不斷的將人工化的操作變成智能化的管理模式，切實的保障煤礦生產中的人身、財產安全，并提高煤礦生產的效率。

[參考文獻]

[1]ITU Strategy and Policy Unit （SPU）.ITU Internet Reports 2005：The Internet of Things[R].Geneva：International Tele-communication Union （ITU），2005.9（11）：30-34

篇（5）

作者簡介：吳懷廣（1976-），男，山東聊城人，鄭州輕工業學院計算機與通信工程學院，講師；趙家明（1985-），男，河南淮濱人，鄭州輕工業學院計算機與通信工程學院碩士研究生。（河南 鄭州 450002）

基金項目：本文系鄭州輕工業學院博士科研基金（項目編號：2011BSJJ015）、河南省教育廳科學技術研究重點項目（項目編號：13A520373）、國家自然科學基金項目（項目編號：61201447）的研究成果。

中圖分類號：G645 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）13-0223-02

對于移動學習的論述，不同的研究者從不同的角度出發提出了自己的觀點。[1]近年來，移動技術的優勢已為高校教育模式的新一輪變革創造了條件，移動學習已經成為繼遠程學習和數字化學習之后教育發展的新階段。隨著科技信息化的進一步發展，移動學習必將對教育領域帶來巨大影響。

物聯網（Internet of Things，簡稱IOT）又稱為傳感網，是互聯網從人向物的延伸，是指在真實物理世界中部署具有一定感知能力和信息處理能力的嵌入式芯片與軟件系統，通過網絡設施實現信息傳輸和實時處理，從而實現物與物、物與人之間的通信。[2，3]RFID作為構建物聯網的“皮膚”，本質上是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，從而實現對各類物體在不同狀態（移動、靜止、惡劣環境）下的自動識別和管理。通過在移動學習者的手機SIM卡上貼上RFID電子標簽，當移動學習者攜帶具有RFID電子標簽的手機SIM卡通過標簽識別器時，電子標簽被標簽識別器自動感應并通過無線網絡將電子標簽中的信息傳送到信息處理中心，經過處理之后再將處理結果發送到標簽識別器上，從而實現靈活、高效的自動身份識別和信息管理。

一、移動學習模型設計原則

移動學習是信息技術發展的產物，但歸根結底，移動學習的落腳點仍然是學習。一種學習方式要選取與之適應的學習理論基礎，因此對移動學習的運用和研究需要學習理論的指導，文獻[4、5]對此進行了詳細的論述。

通過分析后發現，學習方式現已明顯地從傳輸及行為主義范式轉向建構主義和社會認知范式，并將主動的學習者置于學習活動的中心。因此，學習不僅是學習者掌握學習內容的過程，本質上更是一種通信交流的過程。鑒于這些特點，在構建移動學習模型時要著重關注以下幾方面：

（1）構建的移動學習模型不僅要多鼓勵學習者之間的協作交流，還要鼓勵他們積極參與和特定社會群體的討論、交流。在討論中學習，并最終達到獲取知識的目的。

（2）在學習模型設計中要以學習者為主體，學習內容和活動的組織安排要與學習者的具體社會實踐相關聯。同時把知識的獲得與學習者的發展、身份建構等統合在一起，學習者能根據自己的需求選擇自己的學習內容，以自己喜歡的方式進行移動學習，在自己想要學習的任何時間、任何地點進行學習。從學習開始到結束，該模型都要給予學習者最大的主動權。

（3）結合物聯網技術，使后臺能實時感知、追蹤移動學習者所處的環境，根據相關情境向移動學習者推送相關知識，提供必要服務。或可根據情境呈現相應問題，營造問題解決環境，建立移動探究式的學習模式，營造參與式模擬的學習體驗。

（4）該模型能夠對移動學習者的學習過程進行跟蹤，分析歸納出學習者的行為偏好、知識結構、學習習慣等，并記錄到相關數據庫中。

（5）該模型能為用戶提供友好的人機界面、良好的使用體驗、便捷的知識獲取、新奇的探索應用、簡單方便的溝通交流以及強大的服務支持。從而改善學習者的學習體驗，降低學習者在使用該模型學習時出現的挫折感（挫折感能夠導致學習者對該移動學習模型的信任度下降并隨之減少在該模型下的學習）。

二、移動學習模型的構建

1.移動學習模型基本框架

通過具體分析上文中論述的移動學習模型設計原則，結合物聯網技術，利用現有的無線通信網和校園WIFI網，并把相關需求映射到具體功能模塊，下文構建了一個基于物聯網技術的分層移動學習結構模型，其基本框架如圖1所示。

2.該模型功能概述

該模型主要分為兩個邏輯部分，從下而上依次為移動學習端和綜合支持平臺端。兩個部分及其內部模塊各自分工并相互協作，共同為移動學習者進行移動學習提供技術支撐。另外，移動學習者可以使用移動設備隨時訪問遠程物聯網實驗室。各模塊的功能描述如下：

（1）移動學習端。

1）移動學習設備：包括智能手機、平板電腦、PDA等學習者手持式移動設備，并已運用RFID技術對其進行過標記。這些設備是進行移動學習的載體和必要前提。

2）跨平臺智能客戶端：學習者進行移動學習的人機接口，移動學習相關的應用、服務集，并可添加智能秘書，為用戶提供智能、新奇、類人的親切服務。并通過開發出針對不同移動設備系統的客戶端，實現設備端異架構平臺的接入。

（2）綜合支持平臺。

1）平臺接入模塊：實現移動學習信息流的接入匯總和分發，移動接入網通信協議的解包和封包等。

2）信息綜合分析處理系統：實現移動端的接入身份識別，信息傳輸的加、解密，為移動端的智能提供后臺技術支撐，處理移動端推送的信息和反向信息分發，相關信息流的綜合處理、分流、復用等。

3）后臺支持子系統。

環境監控和對象跟蹤模塊：結合移動端設備上的RFID標簽、GPS芯片和手機地圖，此模塊可實現對移動學習者的校園監控、學習環境識別、移動學習者周邊環境的實時感知等功能，并在適當的時間和地點給予學習者以學習提醒，將學習資源主動推送給移動中的學習者。

虛擬社區交互平臺：集成實現基于語音、視頻、文字等多種信息媒介的通信和交流互動功能，為移動學習者提供方便快捷的通信鏈接，強大的群組間問題討論，信息交流共享支持，在線虛擬團隊功能。

用戶信息統計分析系統：結合a子系統，通過跟蹤移動學習者的學習時間、學習過程、學習活動范圍、訪問過的網站和閱覽過的相關內容等，運用數據挖掘技術對學習者的行為和偏好進行采集、分析，以便系統能夠對不同的學習者推送其可能感興趣的學習資源，提供更有針對性的學習建議和個性化的學習服務。

教學管理模塊：實現移動學習者的培養流程和課程進度跟蹤、實施雙向教學評價考核、相關課程和擴展知識推薦、學習輔助工具集成和成績查詢等功能。并集成了學習評價系統，通過對學習者的學習時間、閱覽和創建學習對象的數量、參與交流與協作的頻率指標等進行統計分析，得出關于學習者的學習積極度、學習深度和學習效果的綜合評定，連同換算后的學分一并記錄到后臺相關數據庫中。

考試系統：通過調用后臺數據庫的試題庫，根據移動學習者的學習進度，可滿足學習者的不確定性隨時主動測驗，完成整個系統對學習者近段學習效果和知識掌握情況的跟蹤評定。

4）后臺數據庫。

用戶信息數據庫：記錄移動學習者的唯一識別信息及其基本信息、考試成績、能力增長以及其他成就、興趣偏好等用戶信息。

線上學習資源數據庫：存放專門針對移動學習優化過的大量課件資源、考試試題庫、知識庫、新聞消息庫和有關系統運行的數據等。

3.遠端物聯網實驗室

允許移動學習者利用移動終端遠程接入實驗室，并操作物聯網實驗設備，遠端完成實驗，以便隨時捕捉移動學習者的瞬間靈感，并為其提供實驗支持。

三、總結

上述模型注重移動學習者在學習過程中與人交流的重要性，避免了移動學習時由人—機對話所導致的情感交流缺失。通過對學習者學習過程的全程跟蹤，及時對學習者的能力成長和學習進步進行肯定與鼓勵，最大限度的降低了學習者的學習挫折感。根據后臺數據庫記錄的學習者的興趣偏好信息，并利用物聯網技術打造的情境感知能力，可以為學習者推送更適合、更有針對性的知識，從而為每個在線用戶打造量身定制的培養模式和全方位的服務支持體系，體現了“因材施教”的教育理念。

總之，該模型圍繞著“為移動學習者打造成功的學習體驗”這一中心，為學習者提供了友好的人機界面、高效的無線網絡、豐富的學習資源、有效的交流與協作及個性化需求，可在很大程度上提高移動學習的效果。

參考文獻：

[1]葉成林，徐福蔭.移動學習研究綜述[J].電化教育研究，2004，

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[2]李俊華.基于物聯網的智能數字校園研究與設計[J].梧桐學院學報，2010，20（3）.

[3]張豪鋒，王春麗.基于RFID的移動學習資源推送系統設計[J].中國電化教育，2012，（2）.

[4]葉成林，徐福蔭.移動學習及其理論基礎[J].開放教育研究，

篇（6）

中圖分類號：TP6 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）0110110-01

1 構建平安節能數字校園，滿足我校信息化深入應用的需求

我校在2012年投資1800萬元完成了國內外一流的，功能完善、技術先進的多系統多業務融合的全數字校園網建設。該數字校園網通過光纖、六類雙絞線、無線實現十萬兆為骨干、萬兆到樓、千兆到桌面的信息接入，可實現對校園區域的全面覆蓋。已經實現計算機網絡、IP視頻安全監控、教學巡查、校園一卡通、班班通、網絡接入、IP語音與視頻、信息、多媒體錄播系統等多系統業務的一體化。該數字校園不但可以滿足我校辦公、管理以及教學的數字化需要，還利用200M出口帶寬和數字教學資源平臺為我市職業教育區域數字資源中心提供服務。

1.1 物聯網技術的不斷發展，使得基于物聯網技術的數字校園建設從軟硬件上成為可能

物聯網（Internet of Things，簡稱IOT）又稱為傳感網，是互聯網從人向物的延伸，是指在真實物理世界中部署具有一定感知能力和信息處理能力的嵌入式芯片和軟件系統，通過網絡設施實現信息傳輸和實時處理。從而實現物與物、物與人之間的通信。從技術的角度來看，物聯網是在計算機網絡基礎上利用射頻識別（RFID）、傳感器技術、無線數據通信等技術，將射頻識別設備、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設施按約定的協議把任何物品與互聯網連接起來進行信息交換和數據通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監測和管理的新一代網絡技術。同傳統數字校園平臺相比，在物聯網技術中，最關鍵的技術是傳感器技術和云計算機技術。隨著云計算技術和傳感器技術的快速發展，促使了物聯網時代的到來。

1.2 基于物聯網技術下的數字校園硬件平臺基礎建設工程

現有數字校園網基礎上，根據物聯網建設要求，通過技術改造和升級，增加信息點數量和物聯無線網覆蓋范圍，滿足智慧校園網絡基礎要求；在原有校園一卡通數據庫基礎上，對資產設備和校內資源進行統一編碼和數據結構定制，構建全校統一的規范化的校園信息庫和數據中心；建設傳感器網絡，實現重點區域和關鍵區域的傳感器部署和設計；升級目前數據中心服務器和存儲設備，購買配套平臺軟件，滿足智慧校園數據處理和存儲需求。

智能管理數字校園---通過完善現有校園一卡通系統以及數字校園平臺，在此基礎上，增加2.4G ID 網絡，結合傳感器技術，實現師生員工信息電子地圖系統，及時掌握師生動態位置和狀態信息。同時，嘗試在學校管理中采用基于物聯網技術的學生綜合管理信息系統。滿足學校特色活動以及日常管理和家校互動的需求，實現學生管理的特色化。

平安數字校園--升級數字視頻安全監控系統，在原數字校園全IP數字視頻監控系統的基礎上，通過基于物聯網技術的升級改造，升級為數字校園安全與環境監控中心，實現平安數字校園。

節能數字校園---建立基于物聯網的數字校園資源監控與管理中心，通過對校園內水、電等資源的集中控制，掌握實時能源耗費信息，并能提供資源使用付費控制，完成對教室、實驗室等資源的實時使用狀態管理和資源分配，對車輛、固定資產的管理，以及對主要建筑物實現智能電表網絡化管理和水資源網絡管理，改造建設燈光網絡管理系統，實現校園的節能與環保。

2 基于物聯網技術下的數字校園平臺基礎建設工程

在現有全覆蓋數字校園綜合布線基礎上，根據物聯網建設的需求，建設基于zigbee無線自組網的無線網絡，覆蓋所有傳感器節點和主要建筑和設施。

Zigbee是一種基于IEEE 802.15.4標準的便宜的、低功耗近距離無線組網協議。根據這個協議規定的技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率、低成本。主要適合用于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。由于ZIGBEE的優越特性，基于ZIGBEE技術的無線組網是一種比較合適的下行信道的實現手段。特別適合應用于一些布線困難舊樓改造的能耗管理系統中。而若將其與成熟的工業以太網和GPRS/CDMA上行信道結合，與后臺管理主站組成集抄和監控系統，則可以為遠程管理提供一個有效的解決方案。

物聯網硬件區別于傳統數字網絡的特點之一就是大量傳感器的應用，物聯網下的傳感器是一種能感知預定的被測指標并按照一定的規律轉換成可用信號的器件和裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成，是物聯網中采集信息和實現對現實世界感知的重要設備。傳感器的種類很多，如速度傳感器、入侵傳感器、溫度濕度傳感器、位置傳感器、能耗傳感器等，也可以包含以師生用戶的電子標簽卡或者手機一卡通卡為EPC碼存儲設備的RDID傳感器。下圖顯示了傳感器數據采集示意圖。

傳感器數據采集示意圖

3 建設基于物聯網技術的數字校園各應用系統

1）構建校園電子地圖系統，實現智能管理數字校園。實現與目前數字校園各模塊的匯集，實現智能管理數字校園。此部分是在原有數字校園模塊，特別是數字校園平臺和監控系統的基礎上，按照物聯網要求，實現師生員工信息電子地圖系統，來及時掌握師生動態位置和狀態信息。實現學生或員工的考勤和狀態信息管理的智能化。通過開發基于Web的校園電子地圖系統也即地理信息系統，利用GIS技術、信息技術以動態網頁技術搭建的基于B/S模型的校園地理信息服務網站。可以直觀地反映校園信息，有效提高校園信息交互檢索的效率，使校園的師生迅速的熟悉校園的環境，并且利用地圖的形式，將校園信息展現的方式從傳統的純文字模式解脫出來，實現地圖與文字、圖片等展現模式相結合。

2）升級數字視頻安全監控系統，在原有安全監控單一功能的基礎上，通過物聯網傳感器技術，升級為校園安全與環境監控中心，實現平安數字校園。

通過開發基于物聯網的“數字校園安防集成系統”，通過軟件圖形化的管理形式方便相關人員進行日常管理、檢查工作；通過巡更及上報分析系統，確保校園安保制度的貫徹執行。數字校園安防集成系統主要包括視頻監控、紅外射頻防盜報警、門禁系統、巡更系統、緊急求助、呼叫系統、對講系統等相對獨立子系統，根據安防應用需要，快速、方便地在安防監控中心把各系統的數據資源、控制資源等信息，通過集成聯動平臺的方式組合起來，最大限度地利用整體資源，達到優勢組合的目的，幫助學校及上級主管部門實現監督管理、監控互動、及時排除校園安防中的漏洞，最大限度保護學校師生的財產、生命安全。

3）建立基于物聯網的校園資源監控與管理中心，實現節能數字校園。采用物聯網技術，通過對全校各部分的水、電等資源的參數進行檢測，實施集中控制，掌握實時能源耗費信息，并能提供資源使用付費控制，完成對教室、實驗室等資源的實時使用狀態管理和資源分配，對車輛、固定資產的管理，以及對學生公寓實現智能電表網絡化管理和水資源網絡管理，改造建設燈光系統，實現校園的節能與環保。

參考文獻：

篇（7）

所謂的物聯網技術是在一九九九年提出來的，國內外的不同專家和機構對其有著不同的定義，一般的共識就是：物聯網通過射頻識別、全球定位系統、紅外感應器、激光掃描器等信息傳感設備，按照協議約定，把所有物品與互聯網連接起來，進行信息的通訊和交換，從而實現智能化的識別、定位、跟蹤、監控、管理的一種網絡。

目前我國物聯網體系的雛形已經基本具備，具有十分典型的層級特征。一個完完整整的物聯網系統包含信息的感知層，信息的匯聚層，信息的處理層，信息的運營層，信息的應用層。物聯網存在六大關鍵性技術，但是目前而言，作為物聯網系統最底層的感知技術和匯聚技術應用的速度快，范圍廣，推動著物聯網系統結構的不斷升級。

二、物聯網技術下倉儲管理系統的基本功能

物聯網技術下的倉儲管理系統是以射頻技術為基礎的，充分利用物聯網的現金技術集成尖端的硬件設施和完善的軟件系統來管理倉儲環節。

智能化倉儲系統的基本功能

物聯網技術下的倉儲管理系統，智能化的先進管理模式，可以自動而精確地獲取產品信息和倉儲信息；還可以自動生成并打印入庫、出庫清單；同時可以動態的分配貨位實行隨機存儲，從而可以最大限度的使用倉儲空間；而且還可以及時有效的查詢庫存數量、庫存時間、庫存位置；然后可以對倉儲物品進行隨機抽查盤點，綜合盤點；最后可以實時的統計和匯總各類信息，輸出統計報告。

（二）自動化的出庫管理功能

當倉庫收到銷售部的訂單或者發貨通知后，出庫管理模塊自動的按照預定規則分組，區分先后順序合理安排。按照訂單要求，出庫管理模塊自動化的生成斂貨方案，按照此方案安排訂單斂貨任務。管控人員按照射頻終端的指引掃描貨物、確認產品，并自動將其儲存狀態變更為待出庫。

在產品出庫時，由設置在倉庫出口的出庫讀寫器掃描產品的電子條碼，并且通過數據的采集接口鏈接給出庫李模塊，自動化的生成出庫清單與產品訂單進行對比。若有差錯，系統進行提示，提醒管理員進行清查更正，如若兩者一致，便可以順利出庫，打印產品出庫清單，對庫存信息及時更新。

出入庫的管理模式（圖一）

（三）智能化的入庫管理功能

入庫管理是物聯網技術下倉儲管理系統的核心功能模塊，通過本地數據接口、采集數據接口和遠程數據接口與產品命名服務器等其他部分進行交互，實現產品入庫自動管理功能。

產品在入庫時就設置入庫讀寫碼并進行掃描，自動的形成產品入庫清單，然后通過本地的數據接口將入庫信息及時更新到本地數據中心（所謂的本地數據中心就是倉儲系統存儲維護本地庫存信息的數據庫）。入庫管理功能是按照最佳的儲存方式，選擇空貨位，通過射頻終端進行數據傳送，及時的確定將貨物放置在正確貨位，就位后掃描電子標簽，打印入庫清單，確認貨物存儲，以方面日后訂單發貨。

（四）智能化的庫存控制功能

庫存管控模塊根據系統確定的管控策略生成決策方案，當實時庫存量高于或者低于庫存限量時便會自動報警，庫存管理員據此適時的進行補購或者取消訂單。

在庫存管理模塊可以對庫存進行準確真實的統計，根據出庫、入庫、庫存的信息完成庫存管理的日報、月報和年報。自動對各個分庫、班組、站所等基層工作單位的工作情況進行統計，方便查詢和管控。

三、物聯網技術下倉儲管理系統的設計

倉儲是物流管理環節的重要部分，其產生的原因主要分為主動存儲和被存儲。主動存儲包括時間差異、戰略考慮和市場因數；被動存儲主要涉及到管理失誤、不可抗因素和供需脫節。倉儲管理所研究的內容主要是倉、儲、物、環境四個方面：倉所指的是存儲環節所需要的設備設施；所謂儲就是出入庫業務，在庫業務和倉儲規劃；物就是指倉庫內的貨物和人的管理；環境就是指倉庫，物品活動所涉及的外在條件。

（一）軟件設計環節

根據實際操作中的要求，倉儲管理的軟件設計必須具備以下七大功能：一是，業務管理模塊，對物品的入庫、出庫、移庫、盤點等業務進行改進和優化，避免傳統倉儲所存在的弊端，并且進行倉庫分析、物品分析和任務指派；二是，設備管理功能，利用硬件平臺和軟件平臺將收集的信息進行分類處理，作為中間件及時的分配到不同模塊進行處理；三是，安全管理模塊，倉庫的管理包括商品安全和倉庫安全，安全管理主要包括權限管理、設備管理、物品管理和環境監控；四是，數據管理模塊，這一模塊的功能是進行數據的查詢、更新和備份；五是，協作管理模塊，主要是進行內部管理和外部管理，然后將內外部管理結合起來；六是，基本信息模塊，倉儲系統中最為基本的信息包括人員信息、設備信息、物品信息，這一模塊根據其他模塊的反饋及時更新用于日后的統計查詢；七是，電子地圖模塊，實時顯示倉儲的真實情況，了解設備運行狀況和人員的工作狀況，提高倉儲工作效率。

軟件設計模塊（圖二RFID：標簽）

（二）硬件布局方案

將來倉儲的發展趨勢是多功能的混合應用、智能化、集約化和自動化。根據其功能結合物聯網技術實現各個模塊的功能所涉及到的硬件設備主要有：一是，在每道門口安裝的感應器，作用不同的門安裝不同的感應器設備；二是，庫控動作人員所穿戴的RFID標簽工作服、叉車車載讀卡器；三是，在各固定貨位、托盤、特殊倉庫等地方安裝的電子標簽，方便貨物盤存和貨位選擇；四是，倉庫內安裝的各種環境的感應標簽，目的是滿足貨物的安全和存儲要求；五是，防火、防水、通暖、通風等輔助設備。

將物聯網技術運用到倉儲管理的所有環節，對管理系統的軟件、硬件提出設計方案，建立智能化、自動化的倉儲管理系統。如今物流倉儲管理還存在一定的弊端和漏洞，恰當的引進和發展物聯網技術，可以補充其不足，也可以為物聯網那個技術在其他物流供應環節的利用起到示范帶頭作用。

參考文獻

[1]苗云飛.我國倉儲物流業發展現狀和趨勢.[J].現代物流.2009：56-57.

[2]孫曉波.物聯網概念和演進路徑[J].電信工程技術和標準化.2009：12-14.

[3]鄭平標，候海永.RFID技術在倉儲管理系統中的應用[J].鐵道貨運.2005：18-21.

篇（8）

1 引言

阿里巴巴成功上市，使馬云一時間家喻戶曉，同時讓更多人看到了電商發展的無限潛力和廣闊空間。電子商務是一門交叉性概念，其涉及理論知識和領域極為豐富，譬如：管理學、法學、經濟學以及互聯網技術等多種領域，是一系列綜合性極強的活動。信息技術的進步和社會商業的發展使得經濟數字化、競爭全球化、貿易自由化的趨勢不斷加強。有關電子商務各類的研究如雨后春筍層出不窮，其中物聯網技術作為其發展的重要支撐不可忽視。為進一步了解近年來我國基于物聯網的電商發展研究熱點，筆者通過對CNKI收錄的相關文獻的進行計量分析就此展開研究。

2 物聯網與電子商務

物聯網作為一種新興技術，自20世紀90年代由美國麻省理工學院首次提出以來，其技術實現及應用引起國內外學術界學者廣泛關注。物聯網起初是基于物流系統提出的，以射頻識別技術作為條碼識別的替代品，實現對物流系統進行智能化管理。

在研究物聯網技術在電子商務應用中，RFID功不可沒。RFID（Radio Frequency IDentification）技術作為物聯網的重要技術，又稱電子標簽、無線射頻識別，是一種通信技術，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據，而無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。電子商務利用物聯網技術通過把人、財、物、商店等實體聯結起來并在網絡環境下進行交互。在實現交互時，一個關鍵技術就是利用RFID技術給各個實體標注獨一無二的標簽從而將不同實體加以區分。物聯網技術不僅承擔著標注實體角色而且在記錄生產過程、跟蹤物流以及防偽查詢等方面發揮著重要作用。

3 研究概況

隨著互聯網技術的發展和經濟全球化浪潮的推動，電子商務問題及物聯網技術成為國內外學術界普遍研究熱點。國內學者就電子商務發展進程中涉及到的主要環節并結合物聯網技術作出相關研究，并在其研究的基礎之上根據我國電子商務發展狀況提出了針對性建議，這些環節主要包括基礎設施建設、支付環境、信用環境以及發展環境的改善等等。

4 文獻計量分析

4.1 發文年代分布

某一學術領域發表文獻數量隨時間變化情況能在一定程度上反映出某研究發展現狀、研究熱度以及未來研究方向的走勢。根據CNKI期刊數據庫顯示，我國學者基于物聯網的電子商務的研究始于2005年。2005年至2015年間，每年發文數量見表1。

4.2 期刊來源

5 研究結果討論

5.1 理論內容多樣性，熱度逐年攀升

5.2 物聯網在電商管理經營各環節應加大研究力度

篇（9）

1引言

電力已與我們的日常生產、生活息息相關，并隨著人類社會和經濟的發展，全人類對電力的需求呈現持續遞增的趨勢。居民側用電量占社會總用電量的36.6%，但研究表明該領域的用電效率低，浪費嚴重[1]。缺乏對居民側建筑能耗監測和控制，是導致建筑能耗居高不下的重要原因。如何擺脫建筑電氣粗放型用電，實施精細化用電、節電是研究者需要解決的問題。隨著2009年國家提出“感知中國”的概念，“物聯網”被列為我國新興戰略性產業之一。物聯網技術的發展對建筑能耗的監測和控制起到關鍵作用，物聯網技術的使用為提高居民側用電效率、實現建筑電氣節能減排提供了新途徑。

2建筑電氣節能的研究現狀

截至2016年2月，在CNKI中以“篇名”為檢索項，以“物聯網”為檢索詞進行初級檢索，再在結果中以“節能”為檢索詞進行二次檢索，共檢索到相關文獻40篇。經過初步分析，這些研究首先主要集中在建筑電氣具體方面進行探討，涵蓋了隧道、高校教室、機房、圖書館、自習室、辦公樓宇等建筑電氣方面的節能；其次這些研究多是從建筑電氣整體角度出發對節能效果進行評測、跟蹤檢查、優化仿真研究；再者這些研究是從物聯網智能節能系統、物聯網技術的數據處理、物聯網智能本身創新、改進、安全方面進行探討。通過對這些文獻的分析發現，許多文獻中都強調了新技術、新材料的應用，如使用室內環境溫濕度監測與節能系統、智能照明系統等新技術，使用LED節能燈具、真空保溫玻璃新材料；不過這些節能新技術之間是相互獨立的，也沒有考慮到變壓器運行損耗，沒有形成一個一體化的節能系統和管理平臺。本文提出采用ZigBee網絡通訊技術，利用“物聯網”組建智能電網能源管理系統對建筑能耗進行優化和打點，分類管理進行節能。

3物聯網技術條件下的建筑電氣節能相關技術

3.1物聯網定義及構架目前，在國內較為多見的“物聯網”定義為：物聯網是指利用各種信息傳感設備，如射頻識別裝置、紅外傳感器、全球定位系統、激光掃描等種種裝置與互聯網結合起來而形成了一個巨大網絡，其目的就是使所有物品都與網絡連接在一起，使得識別和管理更加方便。可以看出，物聯網是一個物-物相連的互聯網，將成為新一代信息技術的重要組成部分[2]。從通信過程和對象的視角看，物聯網的體系構架由全面感知層、可靠傳遞層和智能處理層三個層面構成[3]。全面感知層利用各種可用的感知手段實現物體動態的即時采集，可靠傳遞層通過各種信息網絡與互聯網的融合將感知的信息實時、準確可靠地傳遞出去，智能處理層利用云計算等智能計算技術對數據和信息進行分析和處理[4]。3.2物聯網構架下的建筑電氣節能采用ZigBee網絡通訊技術，利用“物聯網”組建智能電網能源管理系統。通過物聯網、云計算搭建的“智慧能源云管控平臺”，對一棟建筑以致一個小區的建筑群進行建筑能耗的優化和打點，能更好地實現節能減排，無需對建筑做結構上的節能改造。因為對建筑電氣的節能主要是提高建筑中的能源利用效率，即在采暖、空調、熱水供應、照明、家用電器、新風系統、監控安防、新能源汽車、光伏發電等方面進行能耗的節約，其中以空調系統、動力系統和照明在建筑使用方面占據了很大的比重。將一棟建筑或者建筑群按照能耗進行分類，利用物聯網組建的能源管理系統將其分為不同的控制子系統，如圖1所示。通過動態監控和實時的數據統計、分析，更全面的掌握能源消耗情況，從而進行更好的資源利用。與相對成熟的樓宇自動化系統相比，采用ZigBee網絡的物聯網技術布線成本低、方便施工、組網能力強、系統擴展性好、具備網絡自愈能力并且抗干擾能力強、功耗更低等優點，更能全面的獲取建筑在能耗過程中的詳細數據，讓建筑能耗處于最佳運行狀態。

4物聯網在建筑電氣節能中的應用

4.1環境監測子系統節能減排，監測先行。通過環境監測子系統感知建筑內不同區域的照度、溫濕度、空氣質量進行檢測，并將獲取的各項環境參數發往服務器上的中央空調控制系統、照明空調控制系統、新風控制系統、家庭能源管理子系統和光伏發電子系統中為其進行室內環境調控提供數據及參考。4.2中央空調控制子系統中央空調控制子系統接收來自環境監測子系統的環境參數，結合中央空調溫控系統閾值設置（例：低于10℃或高于26℃空調將自動開啟制熱或制冷模式），同時在空調上加裝空調節能控制器來實現對空調系統的控制。4.3照明控制子系統室內照明光源采用LED節能燈的基礎上，照明控制子系統通過在房間或工作區安裝位置和光照度采集器，將房間內的光照度信息和人員信息傳遞至照明墻控制器，由它控制照明燈具的開啟/關閉，并根據環境的光照度，通過燈具組合的方式調節照度亮度[5]。4.4新風控制子系統新風系統接收來自環境監測系統的空氣質量數據，并將接收數據與系統閾值進行綜合對比分析。在正常環境條件下，新風系統處于低能耗狀態，主要完成空氣流通功能；當空氣質量不達標，超過系統設定閾值時則啟動應急機制，包括實現大功率新風輸送以及開啟部分氧氣供給功能等。同時，不同于傳統的新風交換模式直接采用室外新鮮空氣作為氣體源，本系統采用雙向換氣式新風系統，在源空氣進入室內前通過高導熱效率材料進行熱交換，將室內欲度上降低了進入室內的新鮮空氣與原室內空氣的溫度差，從而降低了空調的使用頻率，實現了節能減排的目標[6]。4.5遠程抄表子系統通過遠程抄表系統，可以方便、快捷和可靠地實現對建筑物內各用電設備耗電量進行抄讀，并能將相關數據自動保存。可以通過抄讀的數據分析配電變壓器是處于怎樣的運行狀態、負載率是多少、是否達到了經濟運行，同時還可以分析出無功補償設備運行情況。通過該系統，管理者可以獲取綜合的能源需量統計報表和分析報告，根據日、月、年的用電量情況全面了解電能消耗情況，輔助制定并不斷優化節能方案、智能調整耗能設備的最佳運行狀態，更好的整合、利用資源、節約成本，建立有序的管理模式。4.6家庭能源管理子系統該系統將家庭用電分為三類：用電負載、分布式電源和儲能設備，其中將用電負載分為可調度負載（包括：洗衣機、干衣機、熱水器、洗碗機、電動汽車）和不可調度負載（包括：計算機、打印機、冰箱、家庭娛樂系統、照明系統、安保系統等）[7]。利用傳感器采集到的室內環境、人員活動和設備工作狀態信息，通過對這些信息的分析來對用電設備進行調度和控制，在滿足用戶舒適度的前提下減少電能消耗，提高用電效率；同時，將可調度負載盡量安排在負荷低谷期工作，起到調節電力系統峰谷差的目的，進而減少電力系統備用裝機容量。4.7光伏發電子系統隨著光能發電技術的日益成熟，居民側的分布式光伏發電將會在日照度高的地區得到較大程度的發展，尤其是在采用儲能裝置改善了電能質量，維持了整個電力系統穩定的條件下。光伏發電子系統接收來自綜合分析子系統的部分參數（如：系統用電的峰谷期），將自身發出的電能在用電量高峰時期滿足自身需求，并在高峰期時將多余的電能賣給電網，而在低谷期時將電能暫時進行儲存，這樣不但起到了削峰填谷的作用更能減少系統中的備用裝機容量，進而起到了節能的目的。

篇（10）

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2013）07-0038-04

0 引 言

世界上最早的智能建筑是1984年在美國誕生的，這之后，加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞等經濟比較發達的國家先后開始開發智能建筑和智能家居產品。智能家居在國外已發展了20多年，特別在一些發達國家，智能家居的普及率相當高，智能家居可以為人們提供一種高效、舒適、安全、便利、環保的家庭居住環境。在美國，蓋茨的被稱作“未來之屋”的豪宅堪稱當今智能家居的經典之作，所有的照明、音樂、溫度、濕度等，都可以根據客人的需要通過電腦任意調節；當你踏入一個房間，藏在壁紙后方的揚聲器就會響起你喜愛的旋律，墻壁上則投射出你熟悉的畫作；廁所里安裝了一套檢查身體的電腦系統，如果發現異常，電腦會立即發出警報；地板中的傳感器在感應到有人到來時就自動打開照明系統，在客人離去的同時自動關閉。在國內，智能家居經歷了10年的起步階段，發展速度緩慢。這主要是因為開發技術短期內不成熟，沒有形成完整的、全面的系統解決方案，主要集中在一些分散的智能家庭控制子系統的研究上，所以有必要對智能家居系統做研究和探討。

1 智能家居的架構

智能家居作為物聯網的一部分和人們的生活息息相關，是人們感受物聯網最直接的方式。通過智能家居系統，人們將充分感受到物聯網革命帶給人們的方便、快捷與智能化。圖1所示是智能家居系統的基本框架圖。下面對具有集中式信息處理模塊的智能家居系統作一簡要介紹。

圖1 智能家居系統框架

1.1 信息家電

信息家電應該是一種價格低廉、操作簡便、實用性強、帶有PC主要功能的家電產品。利用電腦、電信和電子技術與傳統家電相結合的創新產品，是為數字化與網絡技術更廣泛地深入家庭生活而設計的新型家用電器。在目前的傳統家電的基礎上，將信息技術融入傳統的家電當中，使其功能更加強大，使用更加簡單、方便和實用，為家庭生活創造更高品質的生活環境，比如模擬電視發展成數字電視，電冰箱、洗衣機、微波爐等也將會變成數字化、網絡化、智能化的信息家電。

1.2 信息處理模塊

為了使相互獨立的信息家電可以實現信息共享與協同工作，智能家居系統中必須具有專門的信息處理模塊。它的功能主要是收集家庭中各個家電的工作狀態和服務請求，對各種數據進行實時處理，并將結果送入功能驅動模塊。隨著家庭中信息家電的數量不斷增加，采用分布式的控制方式將具有更高的靈活性，這是未來智能家居系統的發展趨勢。

1.3 通信模塊

如果說信息處理模塊是智能家居系統的大腦，那么通信模塊就是實現信息傳導的神經。根據家庭組網的特點，通信模塊常利用已有的布線（如電力載波），或者采用無線傳輸（如藍牙、紅外、Wi-Fi、ZigBee）等。出于不同的信息家電對傳輸的帶寬要求不同，實際中的通信模塊常采用多種方式混合組網。

1.4 功能驅動模塊

功能驅動模塊是信息流入、流出各個信息家電的接口。由于各個電器生產廠商的產品在功能和實現上都有很大的不同，所以必須通過功能驅動模塊將信息處理模塊的指令翻譯成電器可以執行的電平信號，以及將電器的各種狀態信息轉換成信息處理模塊可以理解的二進制信息。

1.5 外界信息接口模塊

該模塊可以看成是一個家庭通向外界（如Internet）的網關，它在家庭內部各種家電信息共享的基礎上，進一步實現了基于Internet的資源共享，從而更進一步實現了共享的深度和廣度，也將是未來智能家居系統發展的熱點。

2 物聯網技術

物聯網被稱為是繼計算機和互聯網信息產業后的第三次革命性創新[8]，物聯網應用無處不在。物聯網是讓所有的物品都能夠遠程感知和控制，并與現有的網絡連接在一起，形成一個更加智慧的生產生活體系。物聯網技術層次由感知層、傳輸層和應用層組成[10]，圖2所示是物聯網技術的層次結構。

物聯網以傳感器等傳感技術為基礎，實現信息采集和“物”的識別，通過傳輸層實現數據的傳輸與計算，經過應用層，實現所感知信息的應用服務。

3 智能家居的主要技術

智能能家居系統應用的主要技術包括網絡控制技術、通信技術和移動終端技術。

圖2 物聯網技術層次結構

3.1 網絡控制技術

3.1.1 通過家庭網關的互聯

家庭網關是智能家庭局域網的核心部分，主要完成家庭內部網絡各種不同通信協議之間的轉換和信息共享，以及同外部通信網絡之間的數據交換功能。同時，網關一般還負責家庭智能設備的管理和控制。

3.1.2 通過外部擴展模塊實現與家電的互聯

為實現家用電器的集中控制和遠程控制功能，家庭智能網關通過有線或無線的方式，按照特定的通信協議借助外部擴展模塊控制家電或照明設備。

3.1.3 嵌入式系統的應用

以往的智能家居中，絕大多數是由單片機控制的。隨著新功能的不斷增加和性能的不斷提升，將處理能力大大增強的具有網絡功能的嵌入式操作系統和單片機的控制程序作相應的調整，使之有機地結合成為完整的嵌入式系統。

3.2 通信技術

通信技術分為有線通信和無線通信技術，大多已日臻成熟。基于ZigBee技術的智能家居無線網絡系統，由于具有低成本、低功耗、較遠的覆蓋范圍及通用性強的特點，將成為智能家居系統中的又一亮點，必將給現代智能家居系統帶來一場新的變革。

3.3 移動終端技術

移動智能終端以智能手機為代表，另外還包含平板電腦、筆記本、智能電視等。移動智能終端內嵌嵌入式操作系統，目前被廣泛推崇和得到迅速發展的是開放的、自由的Android系統[3]，主要應用在移動互聯網方面。移動互聯網是將移動通信和互聯網二者結合起來的、融為一體的移動通信網絡，在最近幾年里，移動通信和互聯網是當今世界發展最快、市場潛力最大、前景最誘人的兩大業務，它們的增長速度是任何預測家未曾預料到的。

4 智能家居的主要研究內容

智能家居系統可滿足個性化需求。可以按不同用戶的需求，定制不同的方案。同時，也可模塊化服務，以滿足不同層次客戶的需求。從客戶需求上分析，智能家居系統的主要研究內容如下：

（1） 通過移動智能終端，如智能手機等，隨時隨地控制家中電器的開關和監測信息家電的工作狀態。

（2） 以“情景模式”一鍵組合控制家電，實現場景設定。

（3） 支持上述功能的同時，同樣可以使用家電原有的控制方式。

（4） 實時視頻，讓主人對家中的狀況一目了然。

（5） 當家中發生警情時，可以自動打電話或發短信通知，并同時通知小區的物業，保安可第一時間到達現場。

（6） 網關服務器的密碼以及網絡控制頁面的登錄密碼，可以隨時更改，保證系統安全性。

5 智能家居通信方式比較

智能家居不同廠商產品的區別主要體現在通信組網方式上。市場上所有的產品無外乎有兩種進行數據傳輸的方式，分別是有線方式和無線方式。

有線方式即總線控制方式，如EIB、C-Bus、H-Bus、LonWorks、SCS、RS-485等。有線方式因為需要進行布置復雜的線路，對原有建筑造成不同程度的破壞，而且維護、擴展也會帶來很多局限性，所以，采用有線通信方式的智能家居產品正在逐漸被淘汰。

無線方式包括射頻、載波、Wi-Fi、ZigBee、藍牙等。本文的智能家居產品采用ZigBee組網方式，而目前國內僅有個別廠家采用ZigBee組網方式。表1所列是對各種無線組網方式的智能家居系統進行的比較。

在表1中，ZigBee技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的雙向無線通信技術，主要適合于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備中，同時支持地理定位功能。相對于現有的各種無線通信技術，ZigBee技術是最低功耗和成本的技術，這些特點決定了在智能家居中采用ZigBee組網是非常合適的。

6 基于ZigBee和移動終端技術的智能家居系統

6.1 系統框圖和主要實現原理

基于ZigBee的智能家居系統是未來智能家居系統的主流，該系統包含終端節點、路由器節點、傳感器網絡用戶終端、遠程監控終端（如手機移動終端）等。圖3所示就是基于ZigBee和移動終端技術的智能家居系統圖。

圖3 基于ZigBee和移動終端技術的智能家居系統

在基于ZigBee和移動終端技術的智能家居系統中，終端節點是整個網絡的關鍵，它的作用是開啟并配置無線傳感器網絡。網絡啟動成功后，通過路由器節點、網絡用戶終端，無線傳感器網絡接收各節點的信息，并處理這些數據，將有用信息通過用戶交互程序顯示給用戶，然后接收用戶指令，再通過無線傳感器網絡將指令傳遞到相應的設備終端節點。如果要通過互聯網遠程控制，那么傳感器網絡用戶終端還要連接到互聯網，接收來自遠程智能終端的指令，起到無線傳感器網絡與遠程終端通信橋梁作用。

6.2 系統各部分的功能

6.2.1 終端節點

終端節點主要由傳感單元、處理單元、無線通信單元和電源單元四個基本單元組成，其結構如圖4所示。終端節點對于網絡的建立和維護沒有責任。其加入網絡后主要任務有兩個：一是通過傳感單元中的傳感器，采集物理信息并進行模擬量到數字量的轉換，處理單元負責信息存儲和處理，并送入無線通信單元，后者通過無線網絡上傳；二是接收用戶終端的指令，控制設備作出相應的動作。

圖4 終端節點結構圖

6.2.2 路由器節點

路由器節點的主要功能有兩個，一是為終端設備節點提供多跳路由，二是允許新啟動的節點加入網絡，其作用相當于互聯網中的路由器。

6.2.3 協調器網關

協調器網關是家庭控制網絡的主控設備，要求必須由至少一個ZigBee網絡的FFD設備組成。一方面，它主導家庭內部網絡建立的整個過程，主要包括系統初始化、網絡的建立、地址的分配和成員的加入、節點設備數據的更新、數據轉發表、設備關聯表等幾個方面；另一方面，作為家庭網關和設備節點之間的橋梁，完成家庭網關和家居設備節點的通信。家庭網關對外可以提供各種遠程智能控制接口，操作者可以通過手機移動終端連接到Internet訪問家庭網關的相關接口，對家中的家居設備節點進行數據訪問或者控制。

6.2.4 移動智能終端

移動智能終端可以是任意一臺接入互聯網的計算機設備，這時傳感器網絡用戶終端充當通信橋梁。遠程控制終端通過身份認證后，就可以C/S模式或者B/S模式與傳感器網絡用戶終端進行通信，遠程控制智能家庭網絡。比如，我們出差長時間不在家，可通過移動智能終端遠程監控家中的環境，定時打開通風設備改善房間空氣環境；或者我們下班前可通過移動智能終端遠程控制空調或地暖設備工作，回到家就可以享受到我們想要的舒適環境。

6.3 系統采用ZigBee技術的主要特點

（1） 功耗低。具備多種休眠模式，在待機模式下，普通電池即可支持長達數月甚至一到兩年的連續工作。

（2） 可靠性高。ZigBee采用CSMA-CA碰撞避免機制，避免了數據包發送時信道的競爭和沖突。其MAC層采用完全確認的數據傳輸機制，設備發送出去的每一個數據包，接收設備在接收之后都必須回傳一個確認信息，發送方才能開始新的傳輸。

（3） 網絡容量大。具有星型結構、樹狀結構、網狀結構等拓撲，一個全功能設備可以管理254個節點設備，全功能設備之間還能組成覆蓋范圍更大的網絡，網絡的最大容量可達2542個節點。

（4） 成本低。ZigBee網絡的重要特點就是數據傳輸速率低，通信協議簡單，極大地降低了組網的成本。大范圍組網時，每個節點的成本可以降到3美元以下。

（5） 數據安全。ZigBee提供了完整的安全機制，有效防止網絡被篡改，防止信息的截獲與竊聽，并提供了多種加密方法保證數據傳輸的安全性。

（6） 通用性。由ZigBee技術聯盟主導ZigBee標準的制定與修改，并保持了設備和協議通用性和完好的開放性。

6.4 系統采用移動終端技術的主要特點

移動終端應用移動互聯網，而移動互聯網是將移動通信和互聯網二者結合起來的、融為一體的移動通信網絡。在最近幾年里，移動通信和互聯網是當今世界發展最快、市場潛力最大、前景最誘人的兩大業務，具有廣闊的應用前景。

典型的移動終端平臺是Android 平臺。Android是Google公司針對智能終端開發的一個平臺，基于linux內核，是開放、開源的系統，其大部分應用主要是用java開發，具有很好的跨平臺性。實際上，移動終端就是一個可移動的計算機。

7 結 語

本文對基于物聯網技術的智能家居系統進行了研究與探討，分析了智能家居的架構和物聯網技術層次，提出了一套基于ZigBee和移動終端技術的智能家居系統。該系統采用ZigBee技術和移動終端技術，具有諸多顯著特點。本文通過對通信方式進行比較后，在家居系統中選擇ZigBee通信技術，通過分析說明了ZigBee技術在樓宇自動化領域具有廣闊的發展和應用前景。系統在應用中選擇移動終端技術，移動終端技術具有基于移動互聯網和可靠的嵌入式等特點，使智能家居控制系統具有智能化和可移動性。基于ZigBee和移動終端技術的智能家居系統能將家庭中的家居設備連接到網絡中，使傳統家居設備具有自動化、智能化等新特征，是未來智能家居的主流發展模式。

參 考 文 獻

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