计算机网络技术在物联网应用中的实践

物联网把新一代IT技术充分运用在物体与物体和物体与人信息交换和通信，并能够通过互联网把各种信息加以整合，实现人类社会与物理世界的“对话”，实现对人员、物体、机器、设备和基础设施的实时管理和控制。在此基础上，人类可以更加精细和动态的方式，管理生产，安排生活，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系，实现人类的理想，使我们的地球成为“智慧地球”。可以想象在物联网的架构下未来世界的景象：世界上的万事万物，小到手表、钥匙，大到汽车、楼房，只要嵌入一个微型感应芯片，把它变得智能化，这个物体就可以“自动开口说话”。再借助无线网络技术，人们就可以和物体“对话”，物体和物体之间也能“交流”。如果物联网再架上互联网这个桥梁，在世界任何一个地方人们都可以即时获取万事万物的信息。这就是“智慧地球”——物联网应用的最高境界。

物联网概念最早是由美国人提出来的，但正在发扬光大物联网的是中国。如前所述，2012年初通过的国际上第一个物联网标准就是由我国发起立项的。重要的是，现在大规模的物联网应用正在如火如荼地展开，全国一些发达城市正在实施的“智慧城市”项目就是物联网应用的最佳突破口。图9-18展示了物联网在智慧城市建设中的推动作用，图9-19是物联网在面向智慧城市主要解决方案的应用。

从图9-19中可以看到，物联网可应用的领域很多，其中有些已经成为了现代化城市的标准配置，如智慧城管、平安城市、智慧应急、市民一卡通和智慧校园等。除此之外，还有智能家居、智慧环保、智慧交通、智慧文博等。下面简要介绍一些物联网应用系统的基本功能和特点。

1）智能家居。智能家居产品融合自动化控制系统、计算机网络系统和网络通信技术于一体，将各种家庭设备（如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、网络家电等）通过智能家庭网络联网实现自动化，通过互联网宽带或3G无线通信网络，实现对家庭设备的远程操控。与普通家居相比，智能家居不仅提供舒适宜人高品位的家庭生活空间，实现更智能的家庭安防系统，还将家居环境由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交互功能。

2）智能医疗。借助简易实用的家庭医疗传感设备，对家中病人或老人的生理指标进行自测，并将生成的生理指标数据，通过互联网宽带或3G无线通信网络传送到护理人或有关医疗单位，根据客户需求，实施紧急呼叫救助服务、专家咨询服务、终生健康档案管理服务等。

3）智能司法。一个集监控、管理、定位、矫正于一身的司法信息管理系统，以帮助各地各级司法机构降低刑罚成本、提高刑罚效率。

4）智能交通。包括公交行业无线视频监控平台、智能公交站台、电子票务、车管专家和公交手机一卡通等交通管理系统。

图9-18 物联网在智慧城市建设中的推动作用(www.xing528.com)

图9-19 物联网在面向智慧城市主要解决方案的应用

公交行业无线视频监控平台，利用车载设备的无线视频监控和GPS定位功能，对公交运行状态进行实时监控；智能公交站台，通过媒体发布中心与电子站牌的数据交互，实现公交调度信息数据的发布和多媒体数据的发布功能，还可以利用电子站牌实现广告发布等功能；电子门票，是二维码应用于手机凭证业务的典型应用，从技术实现的角度，手机凭证业务就是手机凭证，是以手机为平台、以手机身后的移动网络为媒介，通过特定的技术实现完成凭证功能；车管专家，利用全球卫星定位技术（GPS）、无线通信技术（CDMA）、地理信息系统技术（GIS）、电信3G等高新技术，将车辆的位置与速度，车内外的图像、视频等各类媒体信息及其他车辆参数等进行实时管理，有效满足用户对车辆管理的各类需求；公交手机一卡通，将手机终端作为城市公交一卡通的介质，除完成公交刷卡功能外，还可以实现小额支付、空中充值等功能；车辆测速E通，通过将车辆测速系统、高清电子警察系统的车辆信息实时接入车辆管控平台，同时结合交警业务需求，基于GIS地理信息系统，通过3G无线通信模块实现报警信息的智能、无线发布，从而快速处置违法、违规车辆。

5）智能环保。对于建立一个绿色城市更加重要，通过互联网把对地表水水质自动监测数据采集起来，实现城市水质的实时连续监测和远程监控，及时掌握主要流域重点断面水体的水质状况，预警预报重大或流域性水质污染事故，解决跨行政区域的水污染事故纠纷，监督总量控制制度落实情况。例如，太湖环境监控项目，通过安装在环太湖地区的各个监控的环保和监控传感器，将太湖的水文、水质等环境状态提供给环保部门，实时监控太湖流域水质等情况，并通过互联网将监测点的数据报送至相关管理部门。

6）智能农业。通过实时采集温室内温度、湿度信号以及光照、土壤温度、CO₂浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数，自动开启或者关闭指定设备。可以根据用户需求，随时进行处理，为实施农业综合生态信息自动监测、对环境进行自动控制和智能化管理提供科学依据。通过模块采集温度传感器等信号，经由无线信号收发模块传输数据，实现对大棚温湿度的远程控制。智能农业产品还包括智能粮库系统，该系统通过将粮库内温湿度变化的感知与计算机或手机的连接进行实时观察，记录现场情况以保证量粮库内的温湿度平衡。

7）智能物流。集信息展现、电子商务、物流配载、仓储管理、金融质押、园区安保、海关保税等功能为一体的物流园区综合信息服务平台。信息服务平台以功能集成、效能综合为主要开发理念，以电子商务、网上交易为主要交易形式，建设高标准、高品位的综合信息服务平台，并为金融质押、园区安保、海关保税等功能预留接口，可以为园区客户及管理人员提供一站式综合信息服务。

8）智能文博。是基于RFID和中国电信的无线网络，运行在移动终端的导览系统。该系统在服务器端建立相关展览场景的文字、图片、语音以及视频介绍数据库，以网站形式提供专门面向移动设备的访问服务。移动设备终端通过其附带的RFID读写器，得到相关展品的EPC编码后，可以根据用户需要，访问服务器网站并得到该展品的文字、图片语音或者视频介绍等相关数据，从而实现智能导览。

9）智能城市管理。包括对城市的数字化管理和城市安全的统一监控。城市的数字化管理利用“数字城市”理论，基于3S（GIS、GPS、RS）等关键技术，深入开发和应用空间信息资源，建设服务于城市规划、城市建设和管理，服务于政府、企业、公众，服务于人口、资源环境、经济社会的可持续发展的信息基础设施和信息系统。后者基于宽带互联网的实时远程监控、传输、存储、管理的业务，利用无处不达的宽带和3G网络，将分散、独立的图像采集点进行联网，实现对城市安全的统一监控、统一存储和统一管理，为城市管理者和建设者，提供一种全新的可视化高效智慧城市管理平台。