物聯(lián)網(wǎng)在智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)中的應(yīng)用研究
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引言
當(dāng)前,物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展非常迅猛,在國(guó)家“十二五"以及地方各級(jí)政府的“十二五”規(guī)劃中,均能看到物聯(lián)網(wǎng)的蹤影,其中的主要應(yīng)用包括智能交通、智能安防、智慧城市、智慧旅游等。
1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)簡(jiǎn)介
物聯(lián)網(wǎng)是在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,綜合運(yùn)用射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)、傳感器技術(shù)、二維碼技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)等信息感知技術(shù)手段,按照約定的協(xié)議,將物品和網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。
物聯(lián)網(wǎng)的概念是在1999年提出的。2005年11月,國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布的《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005:物聯(lián)網(wǎng)》中正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)"的概念;2009年2月,IBM總裁提出“智慧地球”的概念,美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬將其上升為國(guó)家戰(zhàn)略;2009年8月,溫家寶總理視察無(wú)錫物聯(lián)網(wǎng)基地時(shí),提出建設(shè)“感知中國(guó)”,盡快突破物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)核心技術(shù),這標(biāo)志著中國(guó)政府對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的關(guān)注和支持力度已提升到國(guó)家戰(zhàn)略層面。
物聯(lián)網(wǎng)具有全面感知、可靠傳遞、智能處理等特點(diǎn)。利用RFID、傳感器、二維碼及其他感知設(shè)備對(duì)物體進(jìn)行標(biāo)識(shí),隨時(shí)隨地的對(duì)其信息進(jìn)行采集,以實(shí)現(xiàn)對(duì)世界的全面感知。然后利用以太網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)將感知到的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)傳送,再由信息處理中心對(duì)送達(dá)的信息進(jìn)行智能處理,以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷地對(duì)物體進(jìn)行智能化的控制和管理,真正達(dá)到了人與物的溝通。
物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn)是可以讓其迅速應(yīng)用到社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域、各個(gè)角落,遍及智能交通、物流管理、環(huán)境保護(hù)、公共安全、智能安防、軍情偵查和情報(bào)搜集等多個(gè)領(lǐng)域。目前,我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)防入侵系統(tǒng)中已得到全面應(yīng)用。該系統(tǒng)鋪設(shè)了3萬(wàn)多個(gè)傳感節(jié)點(diǎn),覆蓋了地面、柵欄和低空探測(cè),可以防止人員的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵。此外,物聯(lián)網(wǎng)在我國(guó)典型的應(yīng)用還有智能物流運(yùn)輸、智能交通監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、世博會(huì)門票系統(tǒng)等。
將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于軍事院校、船艇部隊(duì)、港灣碼頭等軍事單位營(yíng)區(qū)的信息化建設(shè),可以有效提高其可視化程度、管理效能及安全防衛(wèi)水平。
2 智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)構(gòu)想
經(jīng)過(guò)前期的發(fā)展,不少軍事單位已經(jīng)建設(shè)了營(yíng)區(qū)監(jiān)控系統(tǒng),并配發(fā)和研制了各種信息系統(tǒng),從而使得軍事?tīng)I(yíng)區(qū)的可視化管理和信息化建設(shè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。但也仍存在著不足,如監(jiān)控系統(tǒng)的投入使用在一定程度上提高了營(yíng)區(qū)的可視化管理水平,但由于感知手段單一,還存在不少死角和過(guò)多的人工參與,造成值班員看到的時(shí)候可視,看不到的時(shí)候就是盲區(qū),離智能化相差甚遠(yuǎn);各種信息系統(tǒng)的使用雖然提高了信息化程度,但尚存在兼容問(wèn)題。
基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)的基本原理是對(duì)營(yíng)區(qū)內(nèi)各種對(duì)象的感知、定位與控制。通過(guò)對(duì)營(yíng)區(qū)內(nèi)人員、車輛、物資器材、裝備設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施等資源進(jìn)行信息化改造,即通過(guò)綜合利用二維碼技術(shù)、RFID技術(shù)、嵌入式技術(shù)、無(wú)線傳感器技術(shù)、衛(wèi)星定位等技術(shù)手段,對(duì)營(yíng)區(qū)內(nèi)需要感知的對(duì)象進(jìn)行標(biāo)識(shí);接著利用標(biāo)簽讀寫器、智能終端設(shè)備、手持接收終端、無(wú)線感應(yīng)器等信息識(shí)別設(shè)備,對(duì)上述標(biāo)識(shí)信息進(jìn)行識(shí)別,以得到感知對(duì)象的數(shù)字信息;然后通過(guò)有線、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將這些信息及時(shí)、準(zhǔn)確地傳送到信息處理中心;再由處理中心對(duì)收到的信息進(jìn)行匯總、融合等處理后,傳輸?shù)綘I(yíng)區(qū)的指揮信息系統(tǒng)中去;最后由指揮信息系統(tǒng)通過(guò)對(duì)獲取的信息進(jìn)行綜合分析、智能處理,從而使?fàn)I區(qū)首長(zhǎng)、各單位主官等實(shí)時(shí)掌握各感知對(duì)象的詳細(xì)信息,為形成正確的決策提供依據(jù),其結(jié)構(gòu)和原理如圖1所示。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可使得營(yíng)區(qū)對(duì)象感知能力極大加強(qiáng),感知的速度、精度和范圍得到極大的提高,這是其他技術(shù)所不能代替的。
圖1中的人員可視化管理主要是為營(yíng)區(qū)人員配備管理卡(可以與借書卡、飯卡、浴卡等功能合并,形成一卡通,該卡可以遠(yuǎn)距離讀?。⑼ㄟ^(guò)各門禁系統(tǒng)和遍布營(yíng)區(qū)的感應(yīng)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)所屬人員24小時(shí)地不間斷、全營(yíng)區(qū)不留死角、全自動(dòng)的實(shí)時(shí)感知與定位。營(yíng)區(qū)首長(zhǎng)、各單位主官、基層干部可以通過(guò)智慧營(yíng)區(qū)管理平臺(tái)實(shí)時(shí)了解所屬人員的在位情況。借助此卡,還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)干部、職工的日常管理、電子簽到、定位等,對(duì)學(xué)員、戰(zhàn)士的在位、外出情況進(jìn)行有效管控、實(shí)現(xiàn)電子點(diǎn)名、智能査鋪査哨等可視化管理。
智能化保密措施就是為重要資料、機(jī)密文件、辦公電腦及其他需要保密的設(shè)備貼上二維碼或嵌入射頻卡,以實(shí)時(shí)感知其所在位置,防止帶出時(shí)管理失控而導(dǎo)致泄密,確保重要文件、資料、設(shè)備等的保密安全管理。
智慧圖書館就是為館藏圖書安裝被動(dòng)式射頻標(biāo)簽,以取代原來(lái)的條形碼,并通過(guò)使用書架感應(yīng)器或手持智能終端實(shí)現(xiàn)對(duì)圖書資料所在的書架進(jìn)行快速定位,方便借閱和管理。
車船精細(xì)化管理就是通過(guò)為營(yíng)區(qū)的車船、重點(diǎn)裝備和設(shè)備安裝電子標(biāo)簽、嵌入傳感器、衛(wèi)星定位裝置等,以實(shí)現(xiàn)對(duì)車、船、各種裝備設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確定位和實(shí)時(shí)跟蹤,并通過(guò)嵌入的各類智能傳感器來(lái)監(jiān)控其工作狀態(tài)和完好情況,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)其精細(xì)化管理。
智能化后勤保障可為倉(cāng)庫(kù)服裝、物資安裝包含其型號(hào)、種類、數(shù)量等狀態(tài)信息的電子標(biāo)簽,以使得后勤物資的發(fā)放更加智能和快捷;同時(shí)可為草皮配備溫度、濕度傳感器,以使得灌溉更加合理;此外,還可為路燈安裝光學(xué)傳感器使其更節(jié)能。
電子崗哨就是為財(cái)務(wù)、軍械庫(kù)、油庫(kù)及營(yíng)區(qū)的其他重點(diǎn)區(qū)域安裝智能傳感器,實(shí)現(xiàn)對(duì)其24小時(shí)地不間斷地安全檢測(cè),一旦發(fā)現(xiàn)可疑情況,可由感應(yīng)點(diǎn)自動(dòng)調(diào)整攝像頭的方向進(jìn)行視頻監(jiān)控,并向值班人員發(fā)出通知或巡視提醒,以便及時(shí)處理。
智能安保則是通過(guò)遍布營(yíng)區(qū)重要區(qū)域的攝像頭和感應(yīng)點(diǎn)來(lái)自動(dòng)對(duì)營(yíng)區(qū)中活動(dòng)的人員進(jìn)行身份區(qū)分,并對(duì)進(jìn)入重要區(qū)域的可疑人員進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控,確保營(yíng)區(qū)安全。
3 智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)應(yīng)注意的問(wèn)題
由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正處于發(fā)展的初期,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系還不夠完善,相關(guān)法規(guī)制度尚未建立,因此,在智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)中,要著重解決好以下幾個(gè)問(wèn)題:
首先是智慧營(yíng)區(qū)的認(rèn)識(shí)問(wèn)題。對(duì)智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)要有科學(xué)的認(rèn)知。當(dāng)前是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的熱潮期,世界各國(guó)各行業(yè)紛紛向物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)軍,前景非常誘人。在這種情況下,容易盲目樂(lè)觀,如果不顧實(shí)際情況大張旗鼓地開(kāi)展建設(shè)工作,往往會(huì)無(wú)功而返,浪費(fèi)人力、物力和財(cái)力。同時(shí),也要注意另外一種傾向,認(rèn)為技術(shù)不成熟,還是等等再說(shuō)的無(wú)為思想。應(yīng)在充分理解智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)重要性的基礎(chǔ)上,釆取局部試點(diǎn)、重點(diǎn)推進(jìn)的方法,逐步取得經(jīng)驗(yàn),為全面建設(shè)智慧營(yíng)區(qū)做好技術(shù)鋪墊。
其次是數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。由于目前感知手段多樣,各類傳感器、射頻標(biāo)簽的制造廠商眾多,標(biāo)準(zhǔn)各異且互不兼容,這將造成感知信息的數(shù)據(jù)格式千差萬(wàn)別,煙囪林立,難以形成高效管理和集中控制。故應(yīng)加強(qiáng)這方面的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo),制定規(guī)范的數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn),并使用兼容的信息系統(tǒng)管理軟件,使得營(yíng)區(qū)資源能夠統(tǒng)一管理,使感知到的數(shù)據(jù)能夠共享和合并處理,以提高管控水平。
再次就是成本控制問(wèn)題。由于智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)牽涉的感知對(duì)象種類較多,各對(duì)象所需感知的信息復(fù)雜程度差別也較大,感知定位的要求又有所不同,如果統(tǒng)一使用某種感知技術(shù)手段,為滿足感知要求,不僅會(huì)造成大量信息冗余,而且會(huì)提高感知的成本。因此,應(yīng)當(dāng)綜合運(yùn)用射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)、二維碼技術(shù)、無(wú)線傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)等多種感知手段。根據(jù)各感知對(duì)象的不同特點(diǎn),采用不同的感知手段,如圖書、普通物資、設(shè)備等可以使用二維碼、被動(dòng)式射頻標(biāo)簽對(duì)其進(jìn)行標(biāo)識(shí)和感知;車、船、重要裝備等則可以采用主動(dòng)式射頻標(biāo)簽、衛(wèi)星定位等技術(shù)進(jìn)行定位追蹤;而對(duì)于一些重要區(qū)域,可以利用智能傳感器芯片對(duì)其周邊環(huán)境進(jìn)行感知,以了解其安全狀態(tài)。這樣,根據(jù)各感知對(duì)象的特點(diǎn)選擇相應(yīng)感知手段,既可以做到量體裁衣,又可有效節(jié)約成本。
然后是系統(tǒng)整合問(wèn)題。由于營(yíng)區(qū)已經(jīng)存在視頻監(jiān)控系統(tǒng)或其他信息處理系統(tǒng),智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)應(yīng)考慮將新建的智慧營(yíng)區(qū)管理平臺(tái)與原有的信息系統(tǒng)進(jìn)行兼容性設(shè)計(jì),以減少重復(fù)開(kāi)發(fā)的成本,確保與其他系統(tǒng)的兼容性和銜接性。
最后是信息安全和保密安全問(wèn)題。在智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)中,信息是主導(dǎo)因素。信息安全保密應(yīng)貫穿于信息資源收集、傳輸、處理和運(yùn)用的全過(guò)程。智慧營(yíng)區(qū)的一大功能是感知和定位,從感知到傳輸、再到處理,會(huì)經(jīng)過(guò)多個(gè)環(huán)節(jié),這些環(huán)節(jié)大多要經(jīng)過(guò)無(wú)線通信,但這會(huì)使信息泄露的幾率大為增加,故應(yīng)在信息處理的各個(gè)環(huán)節(jié)加以安全和保密處理,確保信息安全。
4 結(jié)語(yǔ)
事實(shí)上,在智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)過(guò)程中,要始終把安全保密工作放在重要位置。要根據(jù)智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)發(fā)展情況,制定切合實(shí)際的安全策略,并逐步建成完善的安全保密體系,確保智慧營(yíng)區(qū)安全、可靠、健康的運(yùn)行。