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【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) 技術(shù)難點和問題 發(fā)展趨勢
在計算機、互聯(lián)網(wǎng)和電子等技術(shù)的快速發(fā)展推動下,物聯(lián)網(wǎng)在信息產(chǎn)業(yè)中應(yīng)運而生。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上建立的,并對互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)和功能進行一定的延伸,它是信息領(lǐng)域的重大突破。它改變了了傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的思維局限,促進了信息技術(shù)行業(yè)中生產(chǎn)的應(yīng)用,越來越多的國家開始重視物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用前景及其應(yīng)用前景帶來的巨大商機。因此,我國提高對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的認識,重視物聯(lián)網(wǎng)及時的研發(fā)和應(yīng)用,并加大技術(shù)研發(fā)投入力度。
1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的定義和構(gòu)架
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的定義
物聯(lián)網(wǎng)的概念最早由美國的研究人員提出,它的定義就是不同的物體在建立異性協(xié)議的基礎(chǔ)上,通過一定技術(shù)和手段相連的Internet。其定義包括兩個含義。一是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是建立在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)之上,并對互聯(lián)網(wǎng)有一定的延伸和拓展。二是物聯(lián)網(wǎng)中的物體可以是任何物體的信息交流和溝通。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)架
雖然物聯(lián)網(wǎng)具有相當(dāng)復(fù)雜的構(gòu)架,但總的來說其構(gòu)架可以分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層三大部分。感知層充當(dāng)信息采集的角色,包括RFID電子標(biāo)簽、傳感器等應(yīng)用技術(shù);網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)是復(fù)雜信息的傳遞和輸送,互聯(lián)網(wǎng)、固網(wǎng)等都是網(wǎng)絡(luò)層傳遞和輸送信息的途徑;應(yīng)用層是通過智能功能來實現(xiàn)物體之間、人體之間的相互識別和感知的作用。
2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)存在的難點和問題
2.1 制度標(biāo)準不完善
由于物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)相仿復(fù)雜,其架構(gòu)涉及的技術(shù)領(lǐng)域廣泛,因而從整體上來看,各個制定技術(shù)標(biāo)準的組織之間缺乏有效的溝通和協(xié)調(diào),缺少完善的標(biāo)準化工作,導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)缺少完整的技術(shù)標(biāo)準。例如外射頻識別技術(shù)。外射頻世界技術(shù)的國際化標(biāo)準和國家的標(biāo)準不一致,而且該技術(shù)在具體的生產(chǎn)和應(yīng)用中也存在很多的區(qū)域行業(yè)標(biāo)準的限制,并且這些標(biāo)準都難以相互包容。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心是建立在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上,但是各個國家的設(shè)備在接入層面上也存在許多不同的協(xié)議類別,導(dǎo)致兼容性不足。因此,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)亟需制定國際化的制度標(biāo)準。
2.2 核心技術(shù)不高
在構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)的三個構(gòu)架中,其最為關(guān)鍵的核心構(gòu)架在于感知層。只有通過感知層去“感知”外在的信息,物聯(lián)網(wǎng)才能實現(xiàn)對外在物體的有效“控制”的功能。但是,感知層的技術(shù)缺失三個構(gòu)架中發(fā)展最不成熟、最薄弱的技術(shù),感知層技術(shù)的薄弱和不成熟嚴重制約了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,也是制約發(fā)展和應(yīng)用的關(guān)鍵。作為當(dāng)前主要感知層技術(shù)的射頻識別技術(shù),國家還需要突破成本和標(biāo)準化兩個難題。并且射頻識別技術(shù)的發(fā)展,射頻識別技術(shù)將朝著高頻化、高兼容性、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。
2.3 難以保障信息安全
由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不成熟和完善,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)信息傳輸過程中存在較多信息安全隱患,網(wǎng)絡(luò)安全難以得到保障。其中最大的信息安全隱患就是有關(guān)物品信息的電子標(biāo)簽,一旦被惡意利用,輕則造成國家和個人的機密信息遭他人盜取或泄漏,重則導(dǎo)致企業(yè)難以正常運行,國家的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備停止工作,影響社會秩序。因此,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)亟需解決信息安全問題,以保障用戶個人隱私、機密的安全,維護社會持續(xù),保證社會正常運行。
2.4 擴孔IP地址
所有接入物聯(lián)網(wǎng)的物品都需要一個IP地址,而且物品的IP地址都是和其它物品不同,因此,新接入物聯(lián)網(wǎng)的物品都需要解決IP地址的問題。但是,但前的IPv4難以滿足物品地址的需求,雖然IPv6技術(shù)能夠滿足地址的需求,但是IPv4和IPv6存在兼容性問題,IPv4向IPv6轉(zhuǎn)型具有一定的難度[2]。因此,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還需要解決IPv4和IPv6之間的兼容問題。
3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展趨勢
隨著物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)并將成為國家核心技術(shù)之一。并且在未來將具有很大的發(fā)展和創(chuàng)新的空間。設(shè)計層面,物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計創(chuàng)新離不開物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),產(chǎn)品的設(shè)計會隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的創(chuàng)新而創(chuàng)新,因此,產(chǎn)品設(shè)計存在很大的創(chuàng)新空間;技術(shù)層面,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)包含計算機、傳感器、通訊等多項技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展必定會帶動這些技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展。在未來,各行各業(yè)要實現(xiàn)信息化,必須采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。
在物聯(lián)網(wǎng)的逐漸普及后,與物聯(lián)網(wǎng)配套的傳感器接口裝置等設(shè)備的生產(chǎn)量和使用數(shù)量都將大大增長,并超過手機的使用數(shù)量。物聯(lián)網(wǎng)配套裝置和設(shè)備的使用量增加,極大的促進我國信息技術(shù)元件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,為我國創(chuàng)造更多的就業(yè)機會。而且根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特點,無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展也將成為未來的趨勢。在今后的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中,無線網(wǎng)絡(luò)將成為物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù)和設(shè)施之一,只用這樣,無線網(wǎng)絡(luò)才能隨時隨地將數(shù)字信號傳輸出去。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)代表了下一代信息技術(shù)的發(fā)展方向,并積極推動國家和社會的發(fā)展。
4 結(jié)語
由于物聯(lián)網(wǎng)在未來應(yīng)用前景,并將給國家、企業(yè)和個人帶來巨大的上商機,因此當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究備受國內(nèi)外關(guān)注。但是,在我們也應(yīng)該看到物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模小、缺乏完善的技術(shù)開發(fā)體系的缺點,而且相關(guān)的核心技術(shù)水平不高等問題。政府還需不斷的增加對基礎(chǔ)平臺建設(shè)力度和核心技術(shù)的研發(fā)力度,與此同時,政府間也要加強合作、相互協(xié)調(diào),努力建立規(guī)范的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準,以滿足物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展和推廣應(yīng)用的需求。
參考文獻
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關(guān)鍵詞 農(nóng)業(yè);物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);應(yīng)用現(xiàn)狀;發(fā)展對策;江蘇姜堰
中圖分類號 F323.3 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739(2012)22-0337-02
當(dāng)前,物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)的第3次浪潮。隨著智能農(nóng)業(yè)、精準農(nóng)業(yè)的發(fā)展,智能感知芯片、移動嵌入式系統(tǒng)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用逐步拓寬,通過使用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以有效降低人力消耗和對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的影響,為動、植物生活、生產(chǎn)提供相對可控制甚至最適宜的溫度、濕度、光照、水肥等環(huán)境條件,可以在一定程度上擺脫對自然環(huán)境的依賴進行有效生產(chǎn),實現(xiàn)科學(xué)監(jiān)測、科學(xué)種養(yǎng),極大地促進了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變。
1 姜堰市農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
1.1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用具有良好的基礎(chǔ)
一是農(nóng)業(yè)信息化基礎(chǔ)設(shè)施初具規(guī)模。目前,全市16個鄉(xiāng)鎮(zhèn)(區(qū))所轄262個行政村全部實現(xiàn)光纖有線電視網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)“村村通”,寬帶覆蓋率達到100%,計算機、電話、手機等信息工具逐步普及,計算機網(wǎng)絡(luò)、有線電視和有線廣播已成為主要的信息網(wǎng)絡(luò)。二是農(nóng)業(yè)信息化服務(wù)體系不斷完善。全市已形成“市有信息中心、鎮(zhèn)有信息服務(wù)站、村有信息服務(wù)點”的3級信息服務(wù)體系和“電腦有網(wǎng)站、電視有影像、電臺有聲音、電話有應(yīng)答”的“四電合一”農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺,農(nóng)業(yè)信息化已成為全市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的助推器[1]。
1.2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試點應(yīng)用取得初步成效
物聯(lián)網(wǎng)在高效設(shè)施栽培、畜禽養(yǎng)殖、大田作物精細栽培、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量控制和可追溯體系的建立等方面都有極其廣泛的應(yīng)用前景。近年來,姜堰市在積極推進全市農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展進程中,不斷創(chuàng)新農(nóng)技推廣新方式,積極研制引進信息新技術(shù),推廣信息化新成果,開展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用試點工作。一是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中得到應(yīng)用。2011年,市水鄉(xiāng)蔬菜種植專業(yè)合作社投資60多萬元,建立了泰州市首個設(shè)施蔬菜農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),實現(xiàn)了信息技術(shù)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展相結(jié)合。該系統(tǒng)通過傳感設(shè)備實時采集溫室(大棚)內(nèi)的空氣溫度、空氣濕度、光照等數(shù)據(jù),由技術(shù)專家進行分析處理,可以實現(xiàn)遠程自動控制濕簾風(fēng)機、側(cè)窗、遮陽設(shè)備等。二是專家系統(tǒng)在大田作物生產(chǎn)管理上得到應(yīng)用。2004—2010年,姜堰市農(nóng)業(yè)信息中心與北京中科院合作研制開發(fā)了“綠色稻米生產(chǎn)管理智能化專家系統(tǒng)”。該系統(tǒng)融合了人工智能技術(shù)、WEB技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù),實現(xiàn)了規(guī)則庫的規(guī)則全面與重點相結(jié)合、水稻生產(chǎn)中技術(shù)難點與普通管理技術(shù)相結(jié)合。該系統(tǒng)的研制與推廣實現(xiàn)了全市信息技術(shù)在大田作物生產(chǎn)上的新突破,取得了新成效,目前累計示范推廣面積達到6 666.67 hm2,實現(xiàn)增效10%左右。三是自動化節(jié)水灌溉技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中得到應(yīng)用。大倫綠色家園葡萄種植基地,采用現(xiàn)代化設(shè)施栽培方式種植優(yōu)質(zhì)葡萄,新建避雨保溫聯(lián)體雙層鋼架大棚14萬m2,安裝相應(yīng)的滴灌配套設(shè)施500套,實現(xiàn)水、肥、藥全自動化控制。四是智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)在養(yǎng)殖業(yè)上得到應(yīng)用。江蘇萬維養(yǎng)豬場6幢1.3萬m2標(biāo)準豬舍,視頻監(jiān)控到每個豬舍、每頭豬,實現(xiàn)豬場生產(chǎn)管理智能化。興泰鎮(zhèn)之春鴿業(yè)合作社建立了養(yǎng)殖、加工全過程視頻監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)生產(chǎn)管理信息化、遠程化和自動化。溱湖龍蝦養(yǎng)殖基地、恒隆生豬養(yǎng)殖場等規(guī)?;囟家呀B(yǎng)殖環(huán)境視頻監(jiān)控系統(tǒng)。養(yǎng)殖環(huán)境視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用,不僅提高了全市規(guī)模養(yǎng)殖基地的管理水平,也為進一步推進物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。五是農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)框架已經(jīng)建立。2011年,姜堰市率先建成農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測網(wǎng)。該監(jiān)測網(wǎng)實現(xiàn)了全市各鎮(zhèn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測站、農(nóng)貿(mào)批發(fā)市場、“三品”生產(chǎn)企業(yè)(基地)等單位農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)自動化統(tǒng)計匯總工作。監(jiān)測網(wǎng)建成后,有效提升了全市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測監(jiān)管能力,提高了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全水平和市場競爭力,同時也為全市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)的應(yīng)用架設(shè)了框架[2]。
2 姜堰市農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用存在的主要問題
目前,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在逐步被全社會認知、認可,農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實現(xiàn)農(nóng)業(yè)集約、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)等方面發(fā)揮著積極作用。姜堰市物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用剛剛起步,面臨著諸多困難和挑戰(zhàn)。一是廣大基層農(nóng)戶、企業(yè)負責(zé)人以及基層農(nóng)技人員對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)認識程度不夠,有的還停留在模糊概念上,對物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中的作用認識不足。二是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究力量不足,財政性產(chǎn)業(yè)研發(fā)和技術(shù)應(yīng)用資金投入不足。全市雖有極個別IT企業(yè)能夠?qū)嵤┪锫?lián)網(wǎng)技術(shù)項目,但是不具備自我研發(fā)能力。三是缺少起點高、輻射面廣、帶動作用大的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)公共服務(wù)平臺和高效的綜合管理平臺,信息資源共享不夠,物聯(lián)網(wǎng)成熟技術(shù)的先行先試推廣應(yīng)用比較困難。四是基層專職從事信息化技術(shù)服務(wù)人員匱乏,尤其物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等新型信息技術(shù)適用人才更加缺乏。五是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)平臺后期技術(shù)、硬件維護成本較高,設(shè)備更新速度較快,后續(xù)資金投入較大[3]。
3 發(fā)展對策
3.1 加強組織領(lǐng)導(dǎo)
建設(shè)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用示范工程是一項全局性的系統(tǒng)工程,也是推進全市農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的一項重點工程。信息產(chǎn)業(yè)、科技、農(nóng)口等涉及部門,要建立工作責(zé)任體系,明確相應(yīng)的責(zé)任科室和業(yè)務(wù)機構(gòu),加強領(lǐng)導(dǎo),統(tǒng)籌規(guī)劃,分步分級實施,確保應(yīng)用示范工程扎實推進。
3.2 落實資金保障
積極鼓勵、支持互聯(lián)網(wǎng)運行商參與實施物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用示范工程,實行“以獎代補”等形式鼓勵農(nóng)業(yè)企業(yè)、種養(yǎng)基地引進物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù);同時積極爭取上級部門政策和資金的支持,依靠外力、外智、外資共同建設(shè)全市農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用示范工程[4]。
3.3 開展典型示范
分行業(yè)選擇基礎(chǔ)條件優(yōu)越、智能化程度較高的規(guī)模種養(yǎng)基地開展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用試點。
3.4 普及物聯(lián)網(wǎng)知識
加大農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)宣傳力度,通過電視、網(wǎng)絡(luò)等媒體,采取多形式、多手段宣傳和普及農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)知識,積極營造物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的濃厚氛圍。
3.5 強化隊伍建設(shè)
圍繞全市農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收的總體目標(biāo),培養(yǎng)一批基層農(nóng)業(yè)信息員和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)隊伍,指導(dǎo)和協(xié)調(diào)全市農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用工作。
4 參考文獻
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關(guān)鍵詞:PON技術(shù); 物聯(lián)網(wǎng); 模糊層次法; 智能電網(wǎng); 輸電線路狀態(tài)監(jiān)測
0 引 言
2009年,國家電網(wǎng)公司提出了“堅強智能電網(wǎng)”的概念。堅強智能電網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強網(wǎng)架為基礎(chǔ),以通信信息平臺為支撐,具有信息化、自動化、互動化特征,包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個環(huán)節(jié),覆蓋所有電壓等級,實現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”高度一體化融合的現(xiàn)代電網(wǎng)。其中輸電環(huán)節(jié)在電網(wǎng)建設(shè)中顯得尤為重要。保證輸電線路的正常、穩(wěn)定的工作是電網(wǎng)正常運行的必要條件。傳統(tǒng)的線路檢修方式主要是事后檢修、定期檢修,這種方式早已不能滿足智能電網(wǎng)建設(shè)的需求,迫切地需要一套系統(tǒng):能夠?qū)崟r地了解線路狀況,并能做出正確的處理,即輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)涉及到的主要有三個部分,即:前端的信息采集;監(jiān)測信息的傳輸;信息的處理及故障診斷。提取線路中重要的特征向量,通過通信網(wǎng)絡(luò)層傳輸至控制臺,控制中心通過智能模型判斷出線路的當(dāng)前狀態(tài),輸出對應(yīng)的處理方式,再傳達到相關(guān)部門實施[1]。
1 關(guān)鍵技術(shù)簡介
1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過射頻識別(RFID)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把所有物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進行信息交換和通信,以實現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。作為新一代信息通信技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展引起了廣泛關(guān)注,物聯(lián)網(wǎng)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展已被納入國家戰(zhàn)略,國家科技部、工業(yè)與信息化部等部委先后在多項國家重大科技專項中設(shè)立課題支持物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化[2]。
1.2 PON技術(shù)
PON(Passive Optical Network,無源光纖網(wǎng)絡(luò))是指光配線網(wǎng)中不含有任何電子器件及電子電源,ODN全部由光分路器(Splitter)等無源器件組成。目前PON技術(shù)的主流是EPON和GPON技術(shù)。EPON組網(wǎng)的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾方面:
(1) 傳輸頻帶寬,通信容量大,多業(yè)務(wù)接入能力強。
(2) 組網(wǎng)靈活,拓撲結(jié)構(gòu)可支持樹型、星型、總線型、冗余型、混合型等網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu),非常適合配電網(wǎng)的樹形或總線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
(3) 光分支器為無源器件,設(shè)備的使用壽命長,維護簡單,網(wǎng)絡(luò)中的任何1臺ONU故障都不會影響其他設(shè)備的正常工作。
(4) 安裝方便。OLT一般為機架型,可以上機架安裝;ONU可以設(shè)計成工業(yè)級模塊,便于安裝到室外的設(shè)備箱里。
(5) OLT和ONU提供以太網(wǎng)接入交換功能,并且可以支持SNMP協(xié)議進行網(wǎng)絡(luò)管理。
(6) 傳輸過程損耗小,無需中繼設(shè)備,傳輸距離遠,最大可達20 km左右。
(7) 安全性強,不易被竊聽和干擾,適合變電站或配電變壓器附近電磁環(huán)境復(fù)雜的場合。
1.3 模糊診斷專家系統(tǒng)
在輸電線路系統(tǒng)診斷中存在許多邊界不分明的事情,不能再用經(jīng)典集合論中的二值邏輯關(guān)系來描述,必須用模糊集合論中的“隸屬度”來描述。根據(jù)征兆對故障的肯定和否定程度,可以建立模糊篩選矩陣,建立故障診斷的數(shù)學(xué)模型;利用模糊篩選矩陣可以反映故障存在的充分條件,可以考慮不同征兆之間的相互影響,能夠?qū)收想`屬度進行精確計算。但涉及的故障和征兆數(shù)目太多時,就可能難以分辨征兆之間的相互作用,且模糊篩選矩陣一般是根據(jù)機組故障的典型情況建立的,一旦確定后不能根據(jù)故障的具體情況靈活地進行調(diào)整。由于故障和征兆表現(xiàn)的多樣性,必須根據(jù)機組的不同狀態(tài)和故障可能表現(xiàn)的形式對模糊篩選矩陣進行修正。
2 研究現(xiàn)狀
輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)是指直接安裝在線路設(shè)備上可實時記錄表征設(shè)備運行狀態(tài)特征量的測量系統(tǒng)及技術(shù),是實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測、狀態(tài)檢修的重要手段,狀態(tài)檢修的實現(xiàn)與否很大程度取決于在線監(jiān)測技術(shù)的成功與否。國外較早開展了輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)的研究,并將自己國家成熟或試運行的各類在線監(jiān)測設(shè)備推向中國市場,而國內(nèi)有能力從事這項技術(shù)研發(fā)的高等院校及科研院所由于缺乏市場能力和足夠的資金,無法將研制的成果批量產(chǎn)業(yè)化,導(dǎo)致我國目前成為全球輸電線路在線監(jiān)測與診斷系統(tǒng)需求最大的市場[3]。最近幾年,隨著高新技術(shù)企業(yè)的發(fā)展,國內(nèi)出現(xiàn)了一些專業(yè)的在線監(jiān)測技術(shù)生產(chǎn)廠家,他們在積極學(xué)習(xí)國外先進技術(shù)的同時,立足我國電力國情,開發(fā)了一系列輸電線路在線監(jiān)測技術(shù),有效提高了現(xiàn)有輸電線路的運行安全水平[4]。
3 本系統(tǒng)的構(gòu)成及應(yīng)用
結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的輸電線路狀態(tài)監(jiān)測的系統(tǒng)如圖1所示。在輸電電路部分,包括桿塔及輸電線上裝備智能傳感器,這些智能傳感器分別采集線路上的設(shè)備信息及周圍環(huán)境的微氣象信息,這些信息包括:線路覆冰、絕緣子污穢、線路舞動、溫度、濕度等信息,并將這些信息通過短距離無線通信的方式(ZigBee/WIFI等)匯聚到狀態(tài)監(jiān)測,然后通過光纖將信息匯聚到變電站中的OLT,然后通過電力專用網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠端控制中心,通過專家診斷系統(tǒng),對線路的當(dāng)前狀態(tài)做出正確的判斷,并將結(jié)果輸出到相應(yīng)部門,以便及時應(yīng)對,避免事故的發(fā)生[5]。
3.1 感知層
采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù),無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常由大量具有感知、計算及無線通信能力的微小節(jié)點組成,其目的是監(jiān)視環(huán)境而非通信。傳感器節(jié)點部署在要監(jiān)視的區(qū)域中,采集指定的環(huán)境參數(shù),并將數(shù)據(jù)發(fā)送到匯聚節(jié)點供分析。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢:通過在物理環(huán)境中部署大量廉價的智能傳感器節(jié)點,可以獲得長時間、近距離、高分辨率的環(huán)境數(shù)據(jù),這是傳統(tǒng)監(jiān)視設(shè)備無法得到的;傳感器節(jié)點的計算和存儲能力允許節(jié)點執(zhí)行數(shù)據(jù)過濾、數(shù)據(jù)壓縮等操作,也可以執(zhí)行一些應(yīng)用特定的處理任務(wù);節(jié)點之間的通信能力允許節(jié)點之間協(xié)同完成更復(fù)雜的任務(wù),如目標(biāo)跟蹤;通過任務(wù)的重新分配可以改變傳感器網(wǎng)絡(luò)的用途。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)要解決的問題:網(wǎng)絡(luò)的自組織、自配置(節(jié)點定位、時間同步、自動校準、拓撲控制等);通信協(xié)議(MAC、路由協(xié)議);分布式數(shù)據(jù)管理(數(shù)據(jù)采集、存儲、查詢、獲取等);各種應(yīng)用特定的數(shù)據(jù)融合處理;節(jié)省能耗應(yīng)貫穿到所有的設(shè)計中。設(shè)計系統(tǒng)時主要考慮如下問題:干擾、供電、傳輸距離等問題[6]。
系統(tǒng)中將無線智能傳感器布置于輸電線路和桿塔上,用于檢測線路和周圍的環(huán)境,并將采集到的信息匯總到狀態(tài)監(jiān)測裝置。傳感器裝置和狀態(tài)監(jiān)測裝置間通過ZigBee協(xié)議進行通信[7],如圖2所示。
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關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);技術(shù)角度;智慧農(nóng)業(yè);實施方案
我國是一個地大物博的國家,自古以來就是農(nóng)業(yè)大國,在古代農(nóng)作物的產(chǎn)量主要受自然氣候的影響,而現(xiàn)在我國通過技術(shù)手段可以大大地提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。我國一直在提倡生態(tài)農(nóng)業(yè)和智慧農(nóng)業(yè),現(xiàn)在我國的技術(shù)更是在不斷更新和發(fā)展,尤其是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)大大促進了智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是發(fā)展我國智慧農(nóng)業(yè)的一個重要手段,也是我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路??茖W(xué)技術(shù)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供的是技術(shù)保障和技術(shù)創(chuàng)新,為了確保我國的農(nóng)產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)自給自足并能滿足出口要求,我國的農(nóng)業(yè)必須不斷創(chuàng)新發(fā)展,農(nóng)業(yè)的發(fā)展還能促進農(nóng)民增收,農(nóng)民增收有利于提高農(nóng)民的生活水平,有利于我國社會的穩(wěn)定和發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是利用現(xiàn)代化的通信技術(shù)手段對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進行跟蹤和監(jiān)控管理。在以前我國的農(nóng)民主要是通過自己的經(jīng)驗進行農(nóng)業(yè)種植,我國的農(nóng)業(yè)專家也主要是通過人工測量和人工種植試驗田的方法收集農(nóng)業(yè)信息。這不僅要消耗大量的人力和物力,而且還非常消耗時間,整體效率很低,而且受多種不確定因素的影響,準確度也很低。但是自從采取了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之后,應(yīng)用無限傳感器收集信息不僅降低了人力、物力消耗,而且準確度和效率都得到了提高。眾多的傳感器節(jié)點組合在一起就形成了一張功能各異的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),能夠及時發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中存在的問題,并準確指出問題發(fā)生的位置,分析問題發(fā)生的原因,這樣就可以不斷提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的綜合效益,使我國的農(nóng)業(yè)不斷發(fā)展和進步。
1.智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀分析
智慧農(nóng)業(yè)是我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個新的方向,區(qū)別于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的主要依靠人力和經(jīng)驗的種植方法,智慧農(nóng)業(yè)更傾向于收集和整理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的寶貴經(jīng)驗,通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將這些有效信息進行整合和分析,然后共享。這樣做可以大大地提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率,促進農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。
1.1農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)代化現(xiàn)狀
我國一直都在關(guān)注農(nóng)業(yè)發(fā)展,尤其是對于基礎(chǔ)設(shè)施方面的建設(shè)更是尤為關(guān)心,現(xiàn)在因為政府的重視和支持,農(nóng)業(yè)設(shè)施不斷改建,我國的農(nóng)田灌溉設(shè)施更加完善,農(nóng)業(yè)電網(wǎng)設(shè)施也更加完備,農(nóng)村的水利設(shè)施也得到了完善,我國的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已經(jīng)由量的進步變成了質(zhì)的發(fā)展,可以說基本實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化。但是不足之處是,東西部的發(fā)展還存在著一定的差距,東方的農(nóng)業(yè)發(fā)展由于地理和自然條件的先天優(yōu)勢,而且在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面也優(yōu)于西部,所以東部的發(fā)展還是要快于西部?,F(xiàn)在我國還在不斷打造更加現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn),只要我們不斷地按照國家的指導(dǎo)執(zhí)行,在國家的扶持下一定會使農(nóng)業(yè)得到更陜、更好的發(fā)展。
1.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀
現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不再是城市的專屬,很多村鎮(zhèn)都已經(jīng)引入了互聯(lián)網(wǎng),一些發(fā)展較快的村鎮(zhèn)甚至實現(xiàn)了光纖網(wǎng)絡(luò)?,F(xiàn)在可以說是,村村有電話,村村有限電視入戶,基本上實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)普及。這也為我國的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的運用提供了基礎(chǔ)。從種植到收獲到銷售整個的流程記錄和研究農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的信息,同時還通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對農(nóng)業(yè)的農(nóng)田、土壤和水利等進行合理的分析和分配,達到效率的最大化。
1.3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中存在的問題
雖然物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了應(yīng)用并起到了重要的作用,但是仍然有一些問題存在。首先,我國的信息化由于受到各種條件的限制并沒有得到全面普及,有些農(nóng)村的基礎(chǔ)設(shè)施還不夠完善,雖然這項技術(shù)可能取得了試點的成功,但在普及的過程中受到了限制。除了基礎(chǔ)設(shè)施方面的力度不夠,還有就是農(nóng)村缺乏專業(yè)的農(nóng)業(yè)人才,人們的就業(yè)觀往往是向往城市的繁華,很少有人才會回到農(nóng)村,這也是我國農(nóng)業(yè)難以得到發(fā)展的一個非常重要的影響因素。還有一點就是技術(shù)層面的因素,由于我國的農(nóng)村寬帶技術(shù)還不是很完善,所以缺乏信息技術(shù)層面的支撐,這也是造成物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)難以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中全面普及的一個重要問題。
1.4新技術(shù)推廣應(yīng)用不足
現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用還包括對農(nóng)業(yè)新技術(shù)的推廣應(yīng)用工作。這項新型技術(shù)雖然受到了國家的重視和重點扶持,但是由于現(xiàn)在各地還是處在一個初級的摸索階段,所以還是會遇到很多問題。比如各地的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀不同、網(wǎng)絡(luò)普及程度不同、人才和技術(shù)水平不同,這些都造成了新技術(shù)的推廣受到了限制。而且有的運營商為了獲得利益的最大化,往往會對資源的分享設(shè)置障礙,這樣會造成訪問受限和信息共享不暢通等問題,甚至農(nóng)民需要對新技術(shù)進行購買,大大增加了農(nóng)民的經(jīng)濟負擔(dān),這樣做也大大地阻礙了農(nóng)業(yè)新技術(shù)的推廣和普及,同時也會打消農(nóng)民學(xué)習(xí)新技術(shù)的積極性,影響我國智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展方案的實施。
2.從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面對智慧農(nóng)業(yè)進行的方案設(shè)計
2.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的指導(dǎo)思想
我們要通過以點帶面的方法對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實施試點應(yīng)用,然后針對各地的不同情況,進行符合地區(qū)特色的規(guī)劃和實施。我們要以增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)量、提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量、不斷增加農(nóng)民的收入為動力,不斷構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng),收集和推廣各項農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面的知識和技術(shù),實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各項資源的有效整合,把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)鏈進行橫向和縱向的延伸發(fā)展,同時也有利于促進我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,提高我國農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化水平,加快我國農(nóng)業(yè)和國際化接軌的速度。
2.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的方案架構(gòu)
在此過程中我們不要進行不必要的浪費,要秉承節(jié)約成本的原則,根據(jù)現(xiàn)在的資源進行收集和整理工作,不斷進行資源的整合工作,然后通過物聯(lián)網(wǎng)共享信息資源,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程中不斷進行研發(fā),通過研發(fā)的技術(shù)再反過來促進生產(chǎn),達到良性的循環(huán)。
智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)并不是一個個獨立的模塊,而是有著自己的方案架構(gòu),主要是由田間管理框架、水文管理框架、種子管理框架、氣象管理框架、流轉(zhuǎn)管理框架、蟲害管理框架、農(nóng)藥管理框架、農(nóng)機管理框架、物流管理框架、加工管理框架和電力管理框架等眾多的組織框架構(gòu)成的。這樣幾個框架結(jié)構(gòu)分成幾個重要的模塊,對我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)進行分類,促進我國的農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展,可以不斷提高我國農(nóng)業(yè)人才的技術(shù)能力和我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了安全、可靠的網(wǎng)絡(luò)運行環(huán)境,使我國農(nóng)業(yè)的各項數(shù)據(jù)和信息都能得到有效的共享。在構(gòu)建這個方案框架的過程中,還需要國家和政府給予大量的支持才能夠完成這項復(fù)雜的工程。
2.3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的組織保障
對于物聯(lián)網(wǎng)這項技術(shù),我們必須進行好規(guī)劃和頂層的設(shè)計。這對技術(shù)的要求很高,涉及的技術(shù)層面也比較廣,所以為了實施好資源的收集整理和共享,就必須強化頂層設(shè)計,不能出現(xiàn)重復(fù)建設(shè)的浪費現(xiàn)象。必須投入大量的人力、物力研究這個課題,要不斷發(fā)展人才并且通過這些技術(shù)人才的研究做好農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)各方面的制定工作,一定要建立完善的組織保障。相關(guān)的政府部門也應(yīng)該成立專門的工作小組,對這項工作中遇到的問題及時跟蹤和解決,不斷地對出現(xiàn)的問題進行協(xié)調(diào),保證物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實施能夠順利進行。
2.4物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的人才培養(yǎng)
目前,我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展受到限制,還有一個重要的影響因素是缺乏相關(guān)的人才。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的人才本來就很缺乏,農(nóng)業(yè)方面的人才更是緊缺。所以現(xiàn)在的當(dāng)務(wù)之急是要聯(lián)合各大高校和科研機構(gòu)培養(yǎng)這方面的人才。這些人才不僅要精通物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),還要懂農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面的知識和技術(shù)。我國可以組織人員對這些人才進行集中培訓(xùn),并且根據(jù)實際需要為這些人才提供進修條件,使他們能不斷地更新和發(fā)展技術(shù)。除了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的人才培養(yǎng),還要加強農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員的培養(yǎng),這些人才要懂農(nóng)業(yè)技術(shù),還要能掌握簡單的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),這樣才能夠自主地從物聯(lián)網(wǎng)上獲得自己想要的信息和技術(shù)知識,不斷促進農(nóng)業(yè)的現(xiàn)在化發(fā)展。我國可以建立對這些人才的鼓勵機制,對農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化做出貢獻的人員可以獲得相關(guān)的獎勵,以此激勵他們更好地進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)和共享。