机器视觉在物联网中的应用

第一篇：机器视觉在物联网中的应用

机器视觉在物联网中的应用

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，顾名思义，物联网就是物物相连的互联网，其实现方式主要是通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，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。美国权威咨询机构FORRESTER预测，到2020年，世界上物物互联的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30:1，因此，“物联网”被称为是下一个万亿级的通信业务，所有的迹象都表明，世界已经开始进入物联网时代。

物联网的组成可归纳为以下四个部分：物品编码标识系统，它是物联网的基础；自动信息获取和感知系统，它解决信息的来源问题；网络系统，它解决信息的交互问题；应用和服务系统，它是建设物联网的目的。物联网架构如下图所示。

在物联网的基础层，信息的采集主要靠传感器来实现，视觉传感器是其中最重要也是应用最广泛的一种。研究视觉传感器应用的学科即是机器视觉，机器视觉相当于人的眼睛，主要用于检测一些复杂的图形识别任务。现在越来越多的项目都需要用到这样的检测，比如AOI上的标志点识别、电子设备的外观瑕疵检测、食品药品的质量追溯以及AGV上的视觉导航等，这些领域都是机器视觉大有用途的地方。同时，随着物联网技术的持续发酵，机器视觉在这一领域的应用正在引起大家的广泛关注。

在自动信息获取和感知系统中，用到最多的技术是自动识别技术，它是指条码、射频、传感器等通过信息化手段将与物品有关的信息通过一定的方法自动输入计算机系统的技术的总称。自动识别技术在二十世纪七十年代初步形成规模，它帮助人们快速地进行海量数据的自动采集，解决了应用中由于数据输入速度慢、出错率高等造成的“瓶颈”问题。目前，自动识别技术被广泛地应用在商业、工业、交通运输业、邮电通讯业、物资管理、仓储等行业，为国家信息化建设做出了重要贡献。在目前的物联网技术中，基于图像传感器采集后的图像，一般通过图像处理来实现自动识别。条码识读、生物识别（人脸、语音、指纹、静脉）、图像识别、OCR光学字符识别等，都是通过机器视觉图像采集设备采集到目标图像，然后通过软件分析对比图像中的纹理特征等，实现自动识别。目前国内机器视觉厂商中，视觉产品在物联网行业中应用较多的有维视图像，其产品在该行业的主要应用方向如：基于图像处理技术的织物组织自动识别，指纹自动识别，条纹痕迹图像处理自动识别，动物毛发及植物纤维显微自动识别等。

我们可以提供一些简单的应用案例，来说明机器视觉在物联网行业的应用。当司机出现操作失误时汽车会自动报警——失误由视觉硬件采集图像反应，然后由图像处理软件做出判断，并将信号传送给中央处理器；公文包会提醒主人忘带了什么东西——已经携带的物品跟数据库内原有的物品进行对比确认，也是通过机器视觉的办法实现的；当搬运人员卸货时，一只货物包装可能会大叫“你扔疼我了”，或者说“亲爱的，请你不要太野蛮，可以吗？”；当司机在和别人扯闲话，货车会装作老板的声音怒吼“笨蛋，该发车了！”——基本情况的判断，特别是复杂情况下，单一类型的传感器无法取得全面的信息，而视觉系统是人类取得信息量最大的一个系统，对应实现其功能的机器视觉系统，可以帮助物联网在基础层面方便快捷的获取大量的信息，支撑后期的判断处理。

从当前的物联网发展形势来看，逐步形成了长三角、珠三角、环渤海地区、中西部地区等四大核心区域。这四大区域目前形成了中国物联网产业的核心产业带。呈现出物联网知识普及率高、产业链完善、研发机构密集、示范基地和工程起步早的特点。在这些区域，已经建设了很多基于感知、监测、控制等方面的示范型工程。特别是在智能家居、智能农业、智能电网等方面，成绩比较突出，在矿山感知、电梯监控、智能家居、农业监控、停车场、医疗、远程抄表等都取得重大突破。

根据权威部门预计，随着物联网技术的研发和产业的发展，2013年中国物联网市场规模将达4896亿元，到2015年，这一规模将达到7500亿元，发展前景将超过计算机、互联网、移动通信等传统IT领域。作为信息产业发展的第三次革命，物联网涉及的领域越来越广，其理念也日趋成熟，可寻址、可通信、可控制、泛在化与开放模式正逐渐成为物联网发展的演进目标。而对于“ 智慧城市”的建设而言，物联网将信息交换延伸到物与物的范畴，价值信息极大丰富和无处不在的智能处理将成为城市管理者解决问题的重要手段。而机器视觉行业因为其与物联网行业的紧密联系，必将再次经历一个快速腾飞的过程，所有视觉行业的从业者，要提高自身专业修养，等待这一世纪的到来，伴随产业发展共同成长。

第二篇：传感器在物联网中的应用

提到智能时代，不得不提的就是物联网和传感器，物联网就是整个的智能网络，传感器则是一个重要的组成部分。如果将物联网比作一个人，那传感器就是神经末梢，是全面感知外界的最核心元件。传感器就是将外界的各种信息转换为可测量可计算的电信号，经过设置的程序输出结果，发送指令使各种事物可以不由人控制而只是由外界条件的变化自觉地调整行为。

物联网，传感器早已渗透日常生活中的每一个领域，上至宇宙海洋，下至医学日用，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。现在只是智能技术的最初阶段，例如：图像传感器，指纹传感器，压力传感器等，人类需求的不断提升，必然导致其技术的不断进步创新。

一、物联网概念与定义

物联网(TheInternetofthings)的概念是在1999年提出的,它的定义很简单:把所有物品通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。

现在对物联网的定义至少有几十种,都是不同领域专家从不同领域定义的,我们取几种有代表性的供大家参考: 1.英语中“物联网”一词:InternetofThings,可译成物的互联网。

2.2005年ITU关于物联网的定义:是一个具有可识别,可定位的传感网络。3.经过与无线网络(也含固定网络)连接,使物体与物体之间实现沟通和对话,人与物体之间实现沟通与对话。能实现上述功能的网称为物联网。

4.作者比较赞成一种基于泛网及其多制式、多系统、多终端等综合的物联网的定义——或称为广义物联网。

二、国内外物联网发展现状

从国际上看,欧盟、美国、日本等国都十分重视物联网的工作,并且已作了大量研究开发和应用工作。如美国把它当成重振经济的法宝,所以非常重视物联网 和互联网的发展,它的核心是利用信息通信技术(ICT)来改变美国未来产业发展模式和结构(金融、制造、消费和服务等),改变政府、企业和人们的交互方式 以提高效率、灵活性和响应速度。按欧盟专家讲,欧盟发展物联网先于美国,确实欧盟围绕物联网技术和应用作了不少创新性工作。在北京全球物联网会议上,他们 介绍了《欧盟物联网行动计划》(Internetofthings-AnactionplanforEurope)其目的也是企图在“物联网”的发展上引 领世界。

我国在“物联网”的启动和发展上与国际相比并不落后,我国中长期规划《新一代宽带移动无线通信网》中有重点专项研究开发“传感器及其网络”,国内不少城市和省份已大量采用传感网解决电力、交通、公安、农渔业中的“M2M”等信息通信技术的服务。

在温总理关于“感知中国”的讲话后我国“物联网”的研究、开发和应用工作进入了高潮,江苏省无锡市一马当先率先提出建立“感知中国”研究中心,中国科学院、运营商、知名大学云集无锡共同协力发展我国的物联网。

三、传感器在物联网中的应用

一说到传感器,可能大家就会往小的方面想,在物联网的大概念下,一个泛在的物联网系统,随着参照物的不同,传感器可以是一个“大”的“智能物件”, 它可以是一个机器人、一台机床、一列火车,甚至是一个卫星或太空探测器。物联网关注传感器的实际应用,下面是按应用方式进行的分类。

1.液位传感器:利用流体静力学原理测量液位,是压力传感器的一项重要应用,适用于石油化工、冶金、电力、制药、供排水、环保等系统和行业的各种介质的液位测量。

2.速度传感器:是一种将非电量(如速度、压力)的变化转变为电量变化的传感器,适应于速度监测。

3.加速度传感器:是一种能够测量加速力的电子设备,可应用在控制、手柄振动和摇晃、仪器仪表、汽车制动启动检测、地震检测、报警系统、玩具、结构 物、环境监视、工程测振、地质勘探、铁路、桥梁、大坝的振动测试与分析,以及鼠标,高层建筑结构动态特性和安全保卫振动侦察上。

4.湿度传感器:分为电阻式和电容式两种,产品的基本形式都为在基片涂覆感湿材料形成感湿膜。空气中的水蒸汽吸附于感湿材料后,元件的阻抗、介质常数发生很大的变化,从而制成湿敏元件,适用于湿度监测。

5.气敏传感器:是一种检测特定气体的传感器,适用于一氧化碳气体、瓦斯气体、煤气、氟利昂(R11、R12)、呼气中乙醇、人体口腔口臭的检测等。

6.压力传感器:是工业实践中最为常用的一种传感器,广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。

7.激光传感器:利用激光技术进行测量的传感器,广泛应用于国防、生产、医学和非电测量等。

8.MEMS传感器:包含硅压阻式压力传感器和硅电容式压力传感器,两者都是在硅片上生成的微机械电子传感器,广泛应用于国防、生产、医学和非电测量等。

9.红外线传感器:利用红外线的物理性质来进行测量的传感器,常用于无接触温度测量、气体成分分析和无损探伤,应用在医学、军事、空间技术和环境工程等。

10.超声波传感器:是利用超声波的特性研制而成的传感器,广泛应用在工业、国防、生物医学等。

11.遥感传感器:是测量和记录被探测物体的电磁波特性的工具,用在地表物质探测、遥感飞机上或是人造卫星上。

12.视觉传感器:能从一整幅图像捕获光线数以千计的像素,工业应用包括检验、计量、测量、定向、瑕疵检测和分捡。

虽然,物联网的产业供应链包括传感器和芯片供应商、应用设备提供商、网络运营及服务提供商、软件与应用开发商和系统集成商。但是,作为“金字塔”的 塔座,传感器将会是整个链条需求总量最大和最基础的环节。“传感器是物联网技术的支撑、应用的支撑和未来泛在网的支撑,传感器感知了物体的信息,RFID 赋予它电子编码,传感网到物联网的演变是信息技术发展的阶段表征。”

0905094128 刘继源

第三篇：物联网在公安系统中的应用

浅谈物联网在公安系统中的应用

——长安分局政工科刘青剑

摘要：本文在物联网呼之欲出的大背景下，结合公安工作的实际情况，从物联技术在公安内部管理和安全保卫方面的应用、物联技术在博物馆等重点场所管理方面应用、物联技术在野外救援和公安特殊任务中的应用等三个方面浅析了物联网在公安系统中的应用。

物联网（Internet of Things），是指将各种信息传感设备，如射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等多种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，将从任何时间、任何地点、任何人之间的沟通连接扩展到人与物（Human to Thing）和物与物（Thing to Thing）之间的沟通连接。

通过在物品上嵌入电子标签、条形码等能够存储物体信息的标识，通过无线网络的方式将其即时信息发送到后台信息处理系统，而各大信息系统可互联形成一个庞大的网络。从而可达到对物品进行实时跟踪、监控等智能化管理的目的。通俗来讲，物联网可实现人与物之间的信息沟通。温家宝总理在《让科技引领中国可持续发展》的讲话中，特别指出要着力突破传感网，物联网关键技术，及早部署后IP时

代的相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级，迈向信息社会的发动机，将物联网的发展提升到国家战略高度。

目前，物联技术开始应用于家居生活、数字化城市、安防、物流等多个领域。在公安业务方面，采用物联技术的系统已经率先应用于交通管控、证件防伪、旅馆人口管理等多个警务领域，如何更好的依托物联网和传感技术提升现代化警务的战斗能力和服务水平是我们应该研究的重要课题。

公安物联网是将物联技术和传统警务进行融合、应用的平台，是物联网技术中最具发展潜力的项目。近年来物联技术的发展，不仅实现了动态、批量的对信息进行采集，更为重要的是可以对物品进行单项管理，全程跟踪和信息溯源。大幅提升了传统的管理模式，给现代化警务的多个方面提供了更为先进的管理模式。今天我们主要来谈谈物联时代到来时，物联设备在公安系统中的应用。

本文将从以下几个方面浅析物联技术在公安业务领域的应用：

一、物联技术在公安内部管理及安全保卫方面的应用

（一）物联技术在公安停车场自动识别系统的应用

在这里我们要先引出一个概念，无线射频识别（RFID）是一种高级的非接触性识别技术。

其特点是1.）无需可视读取，实现远距离自动识别。2.）可识别静止物体也可识别移动物体。3.）可实现多个同时识别，识别率较高。4.）存储容量大，可存储相对较多的信息。其工作原理是：RFID标签在通过识读器发出的射频区域时，识读器发出询问信号，并读取芯片中的信息到服务器，服务器也可同时通过识读器写入信息到RFID标签内部。可做到双向反馈。其标签内部的（EPC代码）为每一件物品建立全球唯一的开放性代码，可实现追踪、溯源，是物品全球唯一的身份识别ID。

公安停车场自动识别系统就是基于RFID技术的一种物联网管理模式，通过RFID传感技术将车辆信息（包括车辆的牌号、车架号、发动机号）存储于标签中，当车辆到达停车场识别区域，RFID电子身份证通过识别器向后台服务器发送车辆信息，服务器通过系统比对确

认车辆是否有通过权力，并确定是否放行。对放行车辆自动安排泊车位置，完成整个泊车过程。（如图所示）

本系统还可结合全球地理信息系统对车辆进行交通引导管理和定位服务。交通引导服务可解决在处警过程中的交通拥堵，提高处警的时间。例如：上下班高峰期某小区发生了一起杀人案件，接到报警后，到达小区的路线有四条，但不能确定那条路不堵车，本系统可引导警车走最容易到达的路线，并随时指挥车辆进行改道，从而达到优化处警线路的引导服务；定位服务可加强对警车的管理，可随时掌控巡逻车辆的巡逻路线，解决公车私用等警务车辆管理问题。

（二）物联技术在公安办公场所自动识别系统的应用

本系统包括公安办公场所管理，公安人员内部管理，公安内部保卫管理，公安枪支、案件物证管理。

以一座大型的办公楼为例，其内部包括日常办公区域、餐厅、健身区、枪械库、物证室等区域。本解决方案是将RFID射频技术和银行卡相关联，实现一卡多用的目的。

举例说明：

1.当一个警员开始一天的工作，早上上班到大楼门口识别区域后，识别器将电子身份证内信息发送给服务器，服务器根据授权决定放行与否。并确定进入时间进行考勤。对于没有电子身份证的人员需要进入办公大楼的，可在门卫处办理临时电子身份证，取得临时电子身份证后可进入大楼，如无电子身份中而暴力闯入的话，系统会反馈给后台服务器进行报警，报警后保卫人员可根据报警进行相应的处理。这样即优化了传统的上下班考勤制度又解放了门卫人员，并能够有效的防止闲杂人等进入办公大楼。2008年上海闸北分局如果能够使用本系统也不会发生警察局内警察被杀事件。

2.进入办公区，不同的办公室人员有不同的授权，根据授权不同可进入不同的办公室，各级领导会有相应的授权，在授权范围内对工作进行督导、检查。

这样就会有效的防止在工作时间，无正常交涉 的情况下，不同岗位的民警相互串门、聊天。

3.在用餐时间警员可用银行卡到餐厅刷卡进行消费，每月的餐补可定时打入银行账号。可优化财务人员的工作流程，又可使用餐简便化。

4.在健身区，警员在固定时段可进入健身区进行健身。由于健身器材有限，健身区不宜容纳过多的健身人员，所以多健身时段和人员出入进行授权。如：刑侦大队每周四下午4:00——6:00之间，缉毒大队每周五晚上6:00——8：00之间。规定时间内授权人员可进入健身区，其他人员则不能进入，这样即合理的安排了健身房人员调配，又可充分发挥健身房的作用，更好的维护健身设备。

5.在枪支保管方面，当执行任务需要携带枪时，在枪械库领取枪支时，每个枪支将会有唯一的电子射频标签（即枪支的编码），警员有自己的电子身份证。枪支出库时，服务器通过识读器将枪支的电子射频标签和警员的数字身份证进行绑定，绑定后服务器可跟踪记录枪支和警员的行踪，确保一人一枪，当枪支和使用人分离时，系统会在后台进行报警提示。任务执行完毕，枪支归还枪械库，解除绑定，即完成一次枪支的使用。本系统的优点：能够随时掌握警员使用枪支的过程，做到枪不离人，并优化了枪支的出入库过程。达到自动化管理。

6.在物证管理方面，制作专用的物证保管袋，对每个案件的物证进行分类保管，对每一案件的物证建立RFID电子标签，标签内存储案件的发案时间、地点、性质、内容简介及案件的物证名称。当警务人员要借案件的物证时，物证管理人员将警员电子身份证和物证电子标签读入后台服务器，服务器进行关联完成借出管理，使用完成后警员归还物证到物证室，服务器解除两者的关联并做相应记录，完成一次借出、归还。

以上是物联技术在公安日常办公场所的几点应用，希望能够起到抛砖引玉的作用。

二、物联技术在博物馆等重点场所管理方面应用。

众所周知，博物馆等重点场所因特殊性决定了其对安全的要求级别较高，传统的安全保卫措施已经不能很好的适应当前时代发展的需求，多年前在电影《纵横四海》中看到的盗窃名画的片段中应用的红外安保技术已经不是什么高科技技术了，物联网的发展给重点场所安保提供了新的技术支持。

这里我们探讨，如果将物联技术应用于博物馆等重点场所的安全保卫工作，博物馆安保管理系统从架构上来说，前段设备分为三个方面，第一是给每一件

文物建立一个RFID射频标签，标签内包括（文物名称、馆藏、简介等信息）；第二是在馆内区域安装红外摄像头，摄像头要求不留死角；第三是建立红外光栅对射报警设备。三种前段设备与后台服务器相连接，当有不明物体入侵博物馆时，红外光栅会立即报警，当入侵者破坏红外报警系统后进入馆内，红外摄像头会记录入侵者的入侵轨迹，监控设备也会在监视端显示并做处理。假设监控设备也被事先破坏，RFID射频标签将发挥终极作用，当入侵者将贴有RFID标签的物体移动时，后端服务器会给报警设备发出报警指令。如果馆内文物被盗走，警务人员也会根据RFID电子标签进行追踪，在最短的时间内将丢失文物追回，这样，三重保险将绝对保证馆内文物的安全。

三、物联技术在野外救援和公安特殊任务中的应用

随着社会经济的发展，人们生活水平的不断提高，近几年参加户外探险运动的人群越来越多，在野外走失的人群也随机增加。这样公安部门的深山搜救成了一门新的课题。如何能确保搜救的同时保障搜救人员的安全呢？深山地形的复杂性和多变性决定了搜救的随机性和危险性，很多搜救队员在搜救未果的情况下自己却遇到了困难，由于大多数搜救团体在深山内没有更好的沟通方式，队员往往因延误救治时间而产生更大的伤亡。而物联技术能够很好的解决这一问题。我们可以为每一个队员建立一个RFID电子身份证，确保可以随时监控每一位队员的所在位置，当遇到极端天气或者一些不可预见的状况时，可以在第一时间发现队员的所在位置并对其进行营救。

另外由于犯罪的复杂性和多样性，很多案件都有卧底存在，打入敌人内部往往是最危险的事情。如果能够将电子射频技术和卧底相结合起来，我们就能随时掌握卧底人员的动态，保证其安全性。在这一点上我们值得研究和探讨。

所以物联时代将是下一个后互联网时代，如果说互联网改变了当代人们的生活，那么物联时代将改变当代人的思维方式。当然物联时代的到来也要求更高 的网络安全。没有坚固的网络安全，所有的物联技术将会面临随时瘫痪的风险，人类生下来就有自私的欲望，很所不法分子都在窥探网络设计的后门，都幻想能够入侵到别人的系统中，从而达到自己不可告人的目的。所以我辈应该在这一领域进行认真探索。这里就不做过多的赘述。

物联时代呼之欲出，能否响应国家的号召，做到科技强警，用科技武装我警的各个领域，将物联技术更多的应用到公安工作中来是我辈应该认真思考并努力探索的课题。

第四篇：物联网在工业中的应用（精选）

物联网应用促进工业信息化

随着传感器网络(WSN)、无线射频识别(RFID)以及微电子机械系统(MEIVIS)等技术的不断成熟，扩展了人们对信息获取和使用的能力，并将提高制造效率、改善产品质量、降低产品成本和资源消耗、为用户提供更加透明和个性化的服务。在未来新型工业化发展进程中，物联网的应用则将是促进工业自动化与管理信息化水平持续提升的重要途径。积极开展物联网技术在不同行业和领域的深入应用，顺应了工业管理与控制技术的发展趋势，对实现新型工业化，提高产业竞争力，创新工业生产、管理和经营模式和发展低碳工业具有重大意义。同时，它对于提升我国工业自主创新能力、实现产业结构转型升级和跨越发展无疑是一个重要手段。

（一）物联网在工业中应用是工业信息技术发展的必然趋势

成为促进工业控制能力与管理水平持续提升的重要途径信息技术的发展提高了工业领域数据采集(信息获取)、传递和信息处理方面的能力，进而推动了工业生产的控制与管理手段的进步。传统应用中简单的数据采集将发展成为具备智能处理能力的信息获取，并进一步向着网络化和微型化的方向发展；数据传输的数字化和网络化已然成为现实，形成了集散式系统、场地总线等新的工业控制基础设施；生产管理逐渐从生产企业内部扩大到从设计、制造、销售到回收的整个生产链；在设计，制造、工业生产控静j算法、企业生产组织模式、集成技术及支撑软件平台、现代物流、供应链、电子商务等方面大量控制和管理技术及系统软件应运而生。

随着传感技术、网络通信技术和信息技术的不断发展，信息获取与识别技术的手段和途径将越来越丰富，信息传递技术的渠道更加便利，信息的处理、检索、分析和利用更加智能，极大地提升了人们对工业环节、工业设备、工业环境、工业活动、工业产品的感知、控制与管理能力。作为物联网概念下的无线传感网和工业无线技术、RFID等技术的诞生，更促进了这一发展趋势的深入。RFID技术、无线传感网和工业无线网络无疑将成为未来企业信息化和自动化的新技术和新基础设施。

（二）物联网应用涉及工业领域多个方面

1、制造业供应链管理

物联网应用于企业原材料采购、库存、销售等领域，通过完善和优化供应链管理体系，提高了供应链效率，降低了成本。空中客车（Airbus）通过在供应链体系中应用传感网络技术，构建了全球制造业中规模最大、效率最高的供应链体系。

2、生产过程工艺优化

物联网技术的应用提高了生产线过程检测、实时参数采集、生产设备监控、材料消耗监测的能力和水平。生产过程的智能监控、智能控制、智能诊断、智能决策、智能维护水平不断提高。钢铁企业应用各种传感器和通信网络，在生产过程中实现对加工产品的宽度、厚度、温度的实时监控，从而提高了产品质量，优化了生产流程。

3、产品设备监控管理

各种传感技术与制造技术融合，实现了对产品设备操作使用记录、设备故障诊断的远程监控。GE Oil&Gas集团在全球建立了13个面向不同产品的i-Center，通过传感器和网络对设备进行在线监测和实时监控，并提供设备维护和故障诊断的解决方案。

4、环保监测及能源管理

物联网与环保设备的融合实现了对工业生产过程中产生的各种污染源及污染治理各环节关键指标的实时监控。在重点排污企业排污口安装无线传感设备，不仅可以实时监测企业排污数据，而且可以远程关闭排污口，防止突发性环境污染事故的发生。电信运营商已开始推广基于物联网的污染治理实时监测解决方案。

5、工业安全生产管理

把感应器嵌入和装备到矿山设备、油气管道、矿工设备中，可以感知危险环境中工作人员、设备机器、周边环境等方面的安全状态信息，将现有分散、独立、单一的网络监管平台提升为系统、开放、多元的综合网络监管平台，实现实时感知、准确辨识、快捷响应、有效控制。

（三）物联网技术促进工业领域节能减排

我国工业自动化和信息化水平为发展工业物联网提供了良好的基础条件，与此同时，国家两化融合战略、产业振兴战略的提出，对信息技术在传统产业的融合应用方面提出新的要求。我国制造业面临着提高生产制造效率、实现节能减减排和完成产业结构调整的战略任务，物联网技术的工业领域应用将对企业的生产、经营和管理模式带来深刻变革，特别是对于精度要求极高的超精密加工制造，高温、高压、高湿、强磁场、强腐蚀等极端条件下的制造加工等领域产生不可估量的影响。

作为世界制造大国，我国现有工业规模为发展物联网提供了良好的市场空间和基础条件。特别是制造业领域，产业链长、企业规模大、产业结构复杂，为物联网发展提供了市场优势。同时，国内通信服务与通信制造产业能力较强，具备建立工业物联网应用的网络基础。

工业领域是我国“耗能污染大户”，工业中的化学需氧量、二氧化硫排放量分别占全国总排放量的38%和86%。因此，推行节能减排，倡导低碳经济，重点在工业。通过以物联网为代表的信息领域革命性技术来改造传统工业，是我国低碳工业发展的迫切需求和必由之路。利用物联网技术，人们可以以较低的投资和使用成本实现对工业全流程的“泛在感知”，获取由于成本原因无法在线监测的重要工业过程参数，并以此为基础实施优化控制，来达到提高产品质量和节能降耗的目标。通过发展物联网技术将极大提升工业控制领域的节能减排。

总的来说，工业技术发展、产业政策、经济环境的变化和市场巨大的需求无不表明着我国工业领域自动化与信息化急需跨越式发展。以物联网作为下一代制造信息服务基础设施，将大幅度提高制造效率、改善产品质量、降低产品成本和资源消耗，为用户提供更加透明和个性化的服务，大大提高生产效率。因此，发展工业物联网技术是推动我国工业自动化与信息化发展的关键。

第五篇：物联网在中国农业中的应用（定稿）

物联网在中国农业中的应用

【摘要】物联网是将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。物联网必将在不远的将来展示出强大的生命力, 让所有的物品都与网络连接在一起, 从多个方面改变我们的工作和生活。农业作为关系着国计民生的基础产业，其信息化、智慧化的程度尤为重要。因此，物联网在推动者现代化农业的发展中起着重大作用。

【关键词】物联网智能现代农业应用

一、物联网的概述

（一）物联网的概念

物联网是将无线射频识别(RFID)装置、外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络.它是在互联网基础上延伸和扩展的网络.。物联网的概念有狭义和广义之分。狭义物联网即“联物”，基于物与物间通信，实现“万物网络化”。广义物联网即“融物”，是物理世界与信息世界的完整融合，形成现实环境的完全信息化，实现“网络泛在化”，并因此改变人类对物理环境的理解和交互方式。

（二）物联网的的产生及在全球中的重要地位

1999年，美国麻省理工学院(MIT)自动识别中心(Auto-ID Labs)提出网络化无线射频识别(RFID)系统，利用信息传感设备将物品与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。

2005年，国际电信联盟(ITU)在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上提出“物联网IoT”的概念，并发布《ITU互联网报告2005:物联网》。自此，物联网正式走入人们的视野。

2009年，6月18日，欧盟执委会发表《物联网:欧洲行动计划》，系统提出发展物联网的规划和行动蓝图。

8月7日，温家宝总理视察无锡，提出“感知中国”计划，拉开中国物联网发展的帷幕。

二、物联网在农业中的应用发展

（一）物联网与农业

物联网是面向物与物和人与物的网络，它包含多种感知单元(传感器、RFID等等)，同时支持一种或几种网络通信方式，为现实世界提供服务和应用。在传统农业中, 人们获取农田信息的方式都十分有限, 主要是通过人工测量。这需要消耗大量的人力, 而通过使用无线传感器网络可以有效降低人力消耗和对农田环境的影响, 获取精确的作物环境和作物信息。

用户通过布置无线传感器网络检测系统, 可以对牲畜家禽、水产养殖的生活习性、环境、生理状况及种群复杂度进行观测研究,。此外, 无线传感器网络也可以应用在精准农业中, 来监测农作物中的害虫、土壤的酸碱度和施肥状况等。在作物的生长过程中, 形状传感器、颜色传感器、重量传感器等可用来监测物的外形、颜色、大小等, 由此确定作物的成熟程度, 以便适时采摘和收获。用户可

以利用二氧化碳传感器进行植物生长的人工环境的监控, 以促进光合作用的进行。例如, 塑料大棚蔬菜种植环境可以利用超声波传感器、音频传感器等进行灭鼠、灭虫;还能用流量传感器及计算机系统自动控制农田水利灌溉。从而达到提高作物产量、改善品质、调节生长周期，提高经济效益的目的。

（二）物联网在农业监测中的结构体系

物联网在农业病虫灾害信息监测系统中, 基于农业害虫监测这个特殊的系统, 主要采用信息传送来实现对虫害信息的监测和采集。那么节点的设计和选择将是整个监测系统的关键之一。从农业病虫害监测信息系统的整体结构上看, 其关键主要分为四大类: 网络感知节点的设计、监测信息的采集、传感技术和无线通信技术、数据智能化处理。该系统由传感信息节点、通信系统、互联网、信息服务终端以及监控软硬件系统构成, 体系结构。

1、无线传感信息节点结构及能耗特性

基于农业病虫害监测无线传感信息节点是整个监测网络中的最重要的组成部分, 由数据采集模块、数据处理模块、无线通信模块以及电源模块四部分组成, 实现数据的采集、处理和传输。每一个传感信息节点的各个模块能耗特性各不相同, 其中无线通信模块能耗最多。由于该节点主要是采用能量有效的电池供电, 且节点数目多、分布广, 不能够通过更换电池的方式来增加网络的寿命。因此, 在搭建整个网络系统时,首要考虑的是节点的能耗, 采取优化的节能策略。

2、系统基本的网络构架

针对所研究的农业病虫灾害这个特殊体系, 提出了一种基于传感器技术、嵌入式计算机技术GPS技术、GPRS 技术等技术的监测系统。该系统主要分为三个网络层: 监测区信息采集终端即网络感知层、监测数据传输网络层、数据终端处理层组成。

3、害虫监测技术

由于该系统中的信息节点由多种害虫监测传感器组成,那么其监测技术将与节点息息相关。传统害虫监测手段主要是依据昆虫间化学通讯和物理学反应而实现的, 应用广泛的是性诱剂和黑光灯。但这存在的严重不足时耗时、消耗大量的人力和物力且害虫数据质量差等, 为克服这些不足, 依据对害虫群密度获取方式, 并结合传统的监测技术, 采用现代信息技术对不同种类的害虫自动监测和计数。可以采用计算机视觉技术、声音信号技术、传感器技术、雷达技术、遥感技术等。

（三）物联网在农业中的应用

物互联在农业和农村信息化领域已经有了初步应用，如传感技术在精准农业的应用、智能化专家管理系统、远程监测和遥感系统、生物信息和诊断系统、食物安全追溯系统等。

通过物联网的实时传感采集和历史数据存储，能够摸索出植物生长对温、湿、光、土壤的需求规律，提供精准的科研实验数据；通过智能分析与联动控制功能，能够及时精确地满足植物生长对环境各项指标的要求，达到高幅度增产的目的；通过光照和温度的智能分析与精确干预，能够使植物，特别是名贵花卉的花期完全遵循人工调节。目前，关于农业物联网应用的发展项目有很多，比如：土壤养分、墒情监测，为作物选择和耕种方式提供指导；粮情信息监测，为监管部门科学决策保护粮食安全提供有效数据；农业大棚温室监控、田间自动化管理，通过连续监测土壤湿度数据，实现多点同时滴灌补水；二维码动物溯源，通过食品追

溯标签使消费者全面了解产品信息，确保食品安全。

（四）物联网与农业区域试验工程

目前，我国农业物联网应用尚处于尝试性起步阶段，整体应用水平和建设规模明显落后于电力、医疗、环保等其它行业。各地农业物联网应用示范基本呈各自为战、散兵游勇式发展，点多面广，严重缺乏顶层设计，为示范而示范的现象较普遍，重复投入问题较突出，可持续发展商业模式较少。因此，实施区试工程，是推动现代化农业发展的重要步骤。

围绕天津、上海和安徽农业特色产业和重点领域，统筹考虑行业及产业链布局，逐步实现物联网技术在农业全产业链的渗透和试点省市的整体推进。

1、天津设施农业与水产养殖物联网试验区：一是设施农业与水产养殖环境信息采集技术产品集成应用；二是设施农业生命信息感知技术引进与创新；三是设施蔬菜病虫害和水产病害特征信息提取与预警防控；四是探索设施农业物联网应用平台与服务模式；五是农产品交易流通平台。

2、上海农产品质量安全监管试验区：一是建设农产品安全生产管理物联网系统；二是建设农业投入品监管物联网系统；三是农产品冷链物流物联网技术引进与创新；四是农产品全程质量安全监管物联网应用平台构建与服务模式创新；五是农产品电子商务平台应用示范。

3、3、安徽大田生产物联网试验区：一是建设大田作物农情监测系统；二是建立基于感知数据的大田生产智能决策系统；三是建立基于物联网的农机作业质量监控与调度指挥系统；四是构建集成于12316平台的大田生产信息综合服务平台；五是大田生产物联网技术应用示范区建设；六是探索农业物联网应用模式。

三、实施农业物联网区域试验工程具有重要意义

当前，我国农业现代化进程明显加快，但也面临着资源、环境与市场的多重约束，保障粮食安全、食品安全、生态安全的压力依然存在，确保农民稳定增收的任务越来越重。实施区试工程，对于探索农业物联网理论研究、系统集成、重点领域、发展模式及推进路径，提高农业物联网理论及应用水平，促进农业生产方式转变、农民增收有重要意义。

（一）实施区试工程，有利于把握物联网等信息技术的特点及在农业领域的应用规律，探索形成农业物联网发展模式。信息技术是新生事物，是多学科技术的集成，兼具系统性和整体性。

（二）实施区试工程，有利于积累农业物联网应用经验，促进农业物联网科学发展。实施区试工程，有利于逐步理清发展思路、明确发展方向和重点，为全面、整体、系统推进农业物联网积累经验。

（三）实施区试工程，有利于调动地方农业部门积极性，整合各方力量共同推进农业物联网应用。

四、总结

未来物联网不是科技狂想，而是又一场科技革命。物联网使物品和服务功能都发生了质的飞跃，这些新的功能将给使用者带来进一步的效率、便利和安全，由此形成基于这些功能的新兴产业。依靠网络技术，物联网将信息技术同生产技术相结合，成为信息化带动现代农业发展的现实载体。