在物联网技术中的应用

在物联网技术中的应用（共10篇）（共10篇）

1.在物联网技术中的应用 篇一

2017年物联网将会对业务和技术带来哪些影响？

从今年开始，物联网将会成为企业重大变革之一。许多公司在物联网上看到了巨大的机遇，一方面可以通过提高生产质量和可靠性来增强与客户之间的关系，另一方面降低成本和一些不必要的风险。

(1)物联网和区块链的聚合

区块链(Blockchain)现在不仅仅是一个概念，除了“金融科技”(FinTech)它在许多领域都有应用，包括物联网。许多专家认为，区块链技术是解决物联网中可扩展l性、隐私和可靠性的缺失环节。

区块链技术可用于跟踪数十亿联网设备，并且能够完成设备之间的处理和协调事务；对物联网行业制造商来说，能够很好的节约成本。这种分散的方法可以消除单点故障，为设备运行创建一个富有弹性的生态系统。区块链所使用的加密算法可以让消费者的数据更加安全。在2017年，物联网将会和区块链技术融合，来提供更优越的安全性来保护隐私。(2)物联网设备和更多的DDoS攻击

DDOS是英文Distributed Denial of Service的缩写，意即“分布式拒绝服务”，凡是能导致合法用户不能够访问正常网络服务的行为都算是拒绝服务攻击，就是要阻止合法用户对正常网络资源的访问，从而达成攻击者不可告人的目的。同样是拒绝服务攻击，但是DDOS和DOS还是有所不同，DDOS的攻击策略侧重于 通过很多“僵尸主机”（被攻击者入侵过或可间接利用的主机）向受害主机发送大量看似合法的网络包，从而造成网络阻塞或服务器资源耗尽而导致拒绝服务，分布 式拒绝服务攻击一旦被实施，攻击网络包就会犹如洪水般涌向受害主机，从而把合法用户的网络包淹没，导致合法用户无法正常访问服务器的网络资源，因此，拒绝服务攻击又被称之为“洪水式攻击”；而DOS则侧重于通过对主机特定漏洞的利用攻击导致网络栈失效、系统崩溃、主机死机而无法提供正常的网络服务功能，从而造成拒绝服务。就这两种拒绝服务攻击而言，危害较大的主要是DDOS攻击，原因是很难防范，至于DOS攻击，通过给主机服务器打补丁或安装防火墙软件就可以很好地防范。

Forrester认为，最近发生在美国的1600个网站DDoS攻击事件只是冰山一角，如果涉及到更多的连网设备，那将会对世界造成威胁。这次攻击事件证实了，物联网设备在巨大的分布式拒绝服务攻击(DDoS)下的脆弱性。

在美国当地时间2016年10月21日，造成了许多服务器瘫痪，如Twitter，NetFlix，纽约时报(NYTimes)和PayPal。这次攻击范围巨大，包括数百位网站和恶意软件，其中Dyn是这次主要受害者。“这次来源主要是一个被Mirai僵尸网络感染的设备”。所有迹象表明，无数的物联网设备包括摄像机、智能家居等日常用电设备都可能被恶意软件劫持，来攻击服务器。

(3)物联网和许多移动设备

物联网正在为当前和新兴市场为企业创造更多新的机会，来提高竞争优势。它触及一切领域——不仅仅是数据，还有收集数据的方式、时间和地点。创造物联网技术，不只是为了改变互联网，而是要改变连接互联网的东西。更多移动设备会出现，从家用电器到汽车、智能手表和虚拟助手。所有这些连接着的设备都将会提供丰富的数据流，该数据流将会连接产品和消费者来实现交互。

(4)物联网、人工智能和软件容器

在物联网下，人工智能可以帮助公司拥有的数十亿数据点用到真正有意义的地方。一般前提是与应用程序一致——先审查分析你手机的数据，从中找出可以学习的模式和相似之处，以便进行更优的决策。

2017年将会看到分布在云服务、边缘设备和网关上的物联网软件。你还会见证，建立在微服务((Microservices)一种程序开发方法)和软件容器(轻量级虚拟化)上的物联网解决方案，可以在分布式构架上工作。此外，机器学习云服务和人工智能都会在物联网上提取有用数据。

(5)物联网和连接技术

可以通过Wi-Fi，蓝牙，低功率Wi-Fi，Wi-Max，以太网，LTE和最近兴起的技术Li-Fi(使用光作为包括传感器的典型网络的不同部分之间的通信介质)来将物联网上不同的部分连接到传感器上。在2017年新的无线连接技术将会接受测试，比如3GPP、NB-IoT、LoRaWAN和Sigfox。将会迫使物联网决策者来评估这20多种无线连接协议，这一切都是建立正确的新连接标准的一步。

信息汇聚型业务的全过程都需要平台的统一管理，整个系统包括：M2M终端、网络、平台、应用、运营系统。有时候考虑到网络以及终端数量的不同，也会接入网关设备。

自动抄表，智能电表，除了查询用电情况、交费购电情况，欠费及余额情况外，还可以在线购电，显示电费余额预警、电价调挡提示等，是一个不折不扣的智能化“自动抄表设备”。协同感知型业务与信息汇聚型业务的最大不同之处，在于在信息汇聚型业务中，终端只需要执行数据采集、数据处理、数据上报等任务，而终端之间是不需要通信的。协同感知类业务则不同，它强调的是终端与终端之间、终端与人之间的协同处理与通信，是应用于更高层的物联网业务。同时，协同感知也是一种具有自学能力的系统，平台接收到数据后，除了简单的处理，还能根据处理的结果预测未来状况并反馈相应的决策信息。

智能交通就是一种典型的协同感知型业务。智能交通包括众多应用，如红绿灯控制系统、实施交通信息服务、匝道流量控制、动态交通信息牌等。以红绿灯控制系统为例，该系统能够对交通信号进行动态控制，智能调整信号开关的时间。目前许多国家依然在使用静态的时间控制信号灯，其实这些方案许多都是根据多年前的情况制定，早已经不适用了。甚而，有相当部分的交通堵塞，可以归咎于落后的信号时间控制。红绿灯控制系统由车辆检测器、数据传输网络、主控中心等部分构成。首先由设置在各路口的传感器协同合作，将检测结果传送至控制中心。控制中心通过历史数据与实时数据的融合、对比、分析等，运用既定的模型算法得出最优信号配比控制方案并反馈实施。

泛在网络实现泛在服务，给超市的商品都植入了芯片，每一样商品摆放在哪里，保质期还有多久，通过网络或者手机就能随时了解详情。对于即将到期的商品，超市就能及时进行超低价促销，还能把优惠信息用网络反馈给需要此商品的人，避免造成资源的浪费。

泛在图书馆,基本理念是图书馆在任何时刻任何地点都是可存取的, 而不会有时间、地点、文化、语言的障碍，实现信息资源共享的最高目标“5A”(任何用户在任何时候、任何地点均可以获得任何图书馆拥有的任何信息资源)。

PDA是Personal Digital Assistant的缩写，字面意思是“个人数字助理”。这种手持设备集中了计算，电话，传真，和网络等多种功能。它不仅可用来管理个人信息（如通讯录，计划等），更重要的是可以上网浏览，收发Email，可以发传真，甚至还可以当作手机来用。尤为重要的是，这些功能都可以通过无线方式实现。当然，并不是任何PDA都具备以上所有功能；即使具备，也可能由于缺乏相应的服务而不能实现。但可以预见，PDA发展的趋势和潮流就是计算、通信、网络、存储、娱乐、电子商务等多功能的融合。

CDMA是指一种扩频多址数字式通信技术，通过独特的代码序列建立信道，可用于二代和三代无线通信中的任何一种协议。CDMA是一种多路方式，多路信号只占用一条信道，极大提高带宽使用率，应用于800MHz和1.9GHz的超高频(UHF)移动电话系统。CDMA使用带扩频技术的模-数转换(ADC)，输入音频首先数字化为二进制元。

CDMA是基于码分技术（扩频技术）和多址技术的通信系统，系统为每个用户分配各自特定地址码。

GSM是Global System for Mobile Communications的缩写，意为全球移动通信系统，是世界上主要的蜂窝系统之一。

Web service是一个平台独立的，低耦合的，自包含的、基于可编程的web的应用程序，可使用开放的XML(标准通用标记语言下的一个子集)标准来描述、发布、发现、协调和配置这些应用程序，用于开发分布式的互操作的应用程序。

Web Service技术，能使得运行在不同机器上的不同应用无须借助附加的、专门的第三方软件或硬件，就可相互交换数据或集成。依据Web Service规范实施的应用之间，无论它们所使用的语言、平台或内部协议是什么，都可以相互交换数据。Web Service是自描述、自包含的可用网络模块，可以执行具体的业务功能。

W3C组织是对网络标准制定的一个非赢利组织，W3C是万维网联盟的缩写，像HTML、XHTML、CSS、XML的标准就是由W3C来定制。万维网联盟（World Wide Web Consortium，W3C），又称W3C理事会。1994年10月在麻省理工学院计算机科学实验室成立。建立者是万维网的发明者蒂姆·伯纳斯-李。

STML(Standard Generalized Markup language)标准通用标记语言，是一种定义电子文档结构和描述其内容的国际标准语言;通用标言为语法置标提供了异常强大的工具，同时具有极好的扩展性，因此在数据分类和索引中非常有用;是所有电子文档标记语言的起源，早在万维网发明之前“通用标言”就已存在。“通用标言”允许用户标记电子文档的元素创建一个适当的标记方案，便于在各种印刷和电子格式的多个版本的生产。“通用标言”多用于科技文献和政府办公文件中。

XSL是可扩展样式表语言的外语缩写，是一种用于以可读格式呈现 XML(标准通用标记语言的子集)数据的语言。

SDO(Service Data Objects)是一种针对在不同的数据源之间使用统一的数据编程模型的规范说明，是应用程序、工具、框架等更容易的进行数据的增、删、查、改、约束、更新等操作。

SCA服务组件框架(Service Component Architecture)的简称。

SOA三层架构（表现层、业务逻辑层、数据访问层），现在一般软件项目采用的都是应用、中间件和data服务器这样的三层.是现在一般软件项目的主流架构.

2.在物联网技术中的应用 篇二

随着网络科学技术的迅速发展与信息技术的不断革新, 新型网络信息技术的推广与普及已经成为当前信息化时代的发展趋势。物联网是当前一种将现实物流产业与网络虚拟贸易活动有机结合在一起的新型信息化理念与技术, RFID技术则是物联网产业赖以生产与发展的核心与关键。着力推动物流网产业的发展进程, 就要对二者之间的密切关系进行深入了解和分析, 以确保现代物流平稳持续的发展。

1 物联网与RFID技术

物联网有别于传统的互联网, 它通过将物与物之间所交换的信息以网络数据的形式进行重组和整合, 利用RFID技术, 根据相关物流协议而进行物流信息之间的有效传递与储存, 从而确保能够对网络数据库中的多种信息进行智能化处理与监控。物联网技术的特征主要包括全面感知性、可靠传递性、智能处理、监督及时性等。具体来说, 物联网在结构上可以分为信息采集层、信息传输层、信息运营层、整合应用层等四层, 这就说明, 在物联网的基本信息活动中, 信息的收集和处理是关键所在。

RFID (Radio Frequency Identification) 技术即无线射频识别通信技术, 它是伴随着物流网产业的兴起而出现的一种新型非接触自动识别技术。RFID技术与传统的通信技术最大的区别在于它成功实现了物理接触限制和人工干预的脱离, 从真正意义上实现了非接触自动识别的信息技术目标, 在自动化计算机信息环境的建立和发展过程中具有不可替代的重要意义。RFID技术的基础技术是无线电技术和芯片技术, 总体来说, 它的系统结构比较简单, 主要包括阅读器、标签和天线三部分。根据不同的无线频率RFID技术系统可以分为低频、中频以及高频系统三类。低频系统的频率范围基本保持在100-500k Hz之间, 其特点是成本较低, 变化多样, 所能储存的数据也比较少;中频系统的频率范围在10-15MHz之间, 其主要特点是内存量较大, 信息阅读速度较快, 数据储存量大;高频系统则是指15MHz以上的频率系统, 其特点是内存量最大, 信息阅读速度最快, 阅读距离最远, 但与此相对的, 其在实际投入应用中的成本也最高。

2 RFID技术在物联网产业中的应用

RFID技术在物联网产业中的具体应用主要体现在以下几个方面:

首先, 在物流管理方面, RFID技术广泛应用于铁路调度系统、集装箱识别系统和邮件自动分拣系统等物流活动领域中。其中, 在铁路调度系统中, RFID技术通过在铁路沿线安装专业的信息监测阅读器, 对火车运行的有关数据信息以及火车内行李物品的基本情况进行及时的指认和监控, 通过研究分析阅读器所获取的信息, 一方面保证列车运行的安全, 有效规避不必要的列车交通事故;另一方面有力地消除列车上一些物品可能引发的安全隐患;在集装箱识别系统中, RFID技术通过在集装箱上安装相应的标签, 对集装箱的位置、数量等基本信息情况进行实时监控, 以确保集装箱监管活动的可靠性与有效性;在邮件自动分拣系统中, 通过在邮件识别区域应用RFID技术的方法, 对邮件和包裹进行准确识别, 降低了人工分拣的工作量, 有效提高工作效率[1]。

其次, 在自动收费系统方面, RFID技术能够有效提高收费站的工作精准度和工作效率。以高速公路自动收费系统为例, 基于RFID技术的高速公路自动收费系统其工作原理是通过在高度公路沿线设立专用天线, 在监测车内安装射频卡, 利用RFID技术的标签及信息传输能力快速准确地识别来往车辆。在收费活动中, RFID技术通过将车辆识别与判定信息传达给收费部门, 收费部门对车辆的收费信息及时进行数据处理, 从而实现对车辆的准确自动收费。

第三, 在安全防伪方面, RFID技术凭借其标识的唯一性可以实现日常生产生活中的安全防伪。由于在识别过程中RFID技术采用的是非接触的方式, 这就使得RFID技术能够同时对多个目标进行有效检测, 而且, RFID的电子标签能够重复使用和随意修改, 这就方便了相关企业及时进行信息和数据更新维护工作[2]。此外, RFID安全防卫技术数据容量大, 信号穿透性强, 能够有效识别多种特殊情况与特殊环境下传统技术手段所无法识别的标签信息, 这样即提高了电子标签信息识别能力, 又有效完成了安全防伪工作, 保障了正常的社会主义市场经济秩序, 丰富和完善了人民的精神生活。

3 结语

在全球信息化进程不断加快的时代大背景下, 物流网产业的发展成就与发展前景受到了广泛的关注与重视, 与此同时, 物流网产业在发展过程中依然存在着诸多问题。RFID技术是当前应用于物流网产业中的一项关键性技术, 要着力将物流网产业发展的挑战转化为动力与机遇, 既需要国家与政府在相关政策制度上的引导支持, 又要求网络技术人员应明确物流网与RFID技术之间的关系, 继续坚定不移地研究RFID技术在物联网产业中的具体有效应用措施, 以推动现代物流产业的发展进程。

摘要：当前在计算机信息技术领域, 物联网是最新的网络信息技术手段之一, 已经越来越受到各方的广泛关注与重视。而RFID技术在物联网产业中的实际应用, 目前也成为了促进现代物流迅速发展革新的新型关键性技术。本文通过对物联网及RFID技术进行具体介绍, 研究分析了RFID技术在物联网产业中的实际应用, 为物联网的发展提供有益参考和依据。

关键词：RFID技术,物联网,实际应用

参考文献

[1]李洋.RFID技术与在物联网中的应用[J].电子设计工程, 2012, 9 (17) :96-97.

3.在物联网技术中的应用 篇三

关键词：数据隐藏；射频识别；物联网

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）22-5185-02

目前，随着物联网技术的不断成熟和逐步应用，人们越来越关心它的安全问题。尤其是物联网的感知前端射频识别系统，使用的是无线传输技术，相对于有线传输来说，其工作环境是开放的，不稳定的。为了保护应答器和读写器之间的信息传输，目前普遍采用的是双向认证和加密结合的方法，对认证双方通信的所有数据进行加密，从而确保系统的安全性。但是由于物联网中应答器数目巨大，在每个应答器中添加加解密电路会造成整个系统硬件实现的成本的大幅增加，因此不利于物联网技术的普遍应用。该文试图避免繁琐的加密过程，使用相对简单的数据隐藏技术保护应答器和读写器之间传输的敏感信息，从而降低系统的实现成本。

1 数据隐藏技术

网络技术的快速发展为信息传播和利用提供了极大的便利，同时也面临着巨大的挑战的安全问题。在传输过程中如何保护信息安全已经成为人类的重要主题之一。传统的解决方法是加密消息的传播。然而，随着计算机处理速度的提高和并行处理的发展，不再是不可能破解加密算法。因此，寻找一个新的方法来解决信息安全传输的问题已成为信息时代的重要问题之一。

数据隐藏和加密都是常用的方法来保持数据的机密性。与主要研究如何使用特殊编码方法来加密机密信息使其成为形式无法辨认的密文的数据加密不同，数据隐藏更多关注如何用一个公共信息来隐藏敏感信息，然后通过公开渠道来传输机密信息。也就是说通过开放的信息传输来传输隐秘信息。对于加密通信，窃听者可以截取密文、解码或者在接收方接收信息之前毁掉信息，这就会影响机密信息的安全。但使用数据隐藏技术，窃听者很难判断机密信息是否存在于公开信息中，无法判断是否窃听到了机密信息，因此可以保证机密信息的安全。

2 数据隐藏技术在物联网安全中的应用

正是由于数据隐藏技术的秘密性，使得它应用于物联网用户安全的保护方案中成为可能。该文在物联网射频识别应答器和读写器之间双向认证的基础上引入数据隐藏技术，对物联网用户传输的信息和自身身份信息进行保护，具体方案设计如下：

2.1 方案设计初始化

为了节约实现成本，在射频识别系统中使用被动标签。即每次读者首先向标签发送认证请求和提供能量来激活它来响应请求。在标签中要有一个哈希函数实现电路，并且该哈希函数是满足强无碰撞性要求的。标签具有休眠模式。读写器会在标签完成身份验证之后执行所有可能的操作，然后发送信号通知标签进入休眠模式，不再响应任何信号，直到标签被下一个读写器再次激活。在读写器中添加一些硬件电路实现数据隐藏算法。由于需要隐藏的消息的长度很短，因此该硬件电路应该是简单并且易于实现的。同时，相应的隐藏数据恢复电路应装备在标签中。后台数据库标识和其散列值是存储在读写器中的。为了保护用户的ID信息，后台数据库应该能够实现用户ID的自动刷新。

在初始状态，应答器存储自己的真实身份ID和数据库标识符B。读写器存储标识符与B相匹配的自身标识符B’及其散列值H（B’）。在后台数据库中包含所有的应答器ID和每个ID的散列值H（ID）。

2.2 方案执行过程

读写器、标签和后段数据库之间的通信过程描述如下：

1） 读写器向标签发送请求认证的信号Q1；

2） 标签接收到Q1，计算它所属数据库的标识T的哈希值H（T），并且使用数据隐藏算法将H（T）变成M1并把它发送给读写器；

3） 读写器收到M1，使用相应的算法从M1中提取出H（T）。将H（T）和自己存储的H（T’）进行对比，如果一致，它将会发送进一步认证请求Q2给标签。如果结果不一致，则判断该标签不属于本系统的标签，认证结束。读写器将发送认证请求Q1给下一个标签；

4） 标签收到Q2。将自身身份标识ID进行哈希运算，得到H（ID），再把它隐藏到文本M2中并发送给读写器；

5） 读写器将M2转发给后端数据库；

6） 后端数据库收到M2后获取H（ID）。搜索自己的数据库，查找是否有一个标签的IDi能够满足H（IDi）=H（ID）。如果找到，标签认证成功。后台数据库会为这个已经认证的标签产生一个新的身份信息ID’，并存储在数据库中IDi的记录中。最后将IDi和ID’发送给读写器。否则认证失败；

7） 读写器将收到的IDi和ID’使用数据隐藏算法隐藏成文本M3，并发送给标签；

8） 标签接收到M3之后可以获得IDi和ID’，将IDi和自己的身份信息ID进行对比，如果一致，则读写器认证成功，否则认证失败；

9） 标签和读写器同时将已经认证的标签ID改成ID’。标签进入读模式或写模式，可以接受读写器对其进行读写操作；

10） 完成通信后，标签进入休眠模式，直到接收读写器的下一次认证请求。

3 方案性能分析

基于数据隐藏的双向认证协议使用哈希函数来完成标签和读写器的双向认证并对通信敏感信息进行保护。哈希函数的强无碰撞性使得攻击者找不到另一个IDj能够满足H（ IDj ）=H（ ID ），因此攻击者无法伪装成合法标签来干扰合法的通信过程。使用本文设计的保护方案，在标签和读写器完成每次认证之后都会同时刷新标签ID，因此攻击者无法通过跟踪特定通信信息的方式来跟踪标签使用者，因此可以保护用户的个人隐私。由于在对数据库进行搜索以确认标签是否属于数据库之前，本方案使用读写器对标签进行初步判断，因此可以在一定程度上降低后端数据库的计算量，减少拒绝服务供给的可能性。同时，将判断标签所属权的任务移交给读写器之后，后端数据库不需要每次都向读写器发送所有的标签的ID，而只需要处理那些通过预判断的标签。尤其是在存在大量标签的环境中，本方案可以大大减少读写器与后台数据库之间的通信量，从而进一步减轻安全信道的堵塞问题。

本文在双向认证过程中引入了数据隐藏技术。通过数据隐藏，攻击者或窃听者很难判断在未加密的信息中是否有敏感信息存在，因而可以保护用户的隐私。同时，在数据隐藏技术中，隐藏文本的任何变化都会被接收方所感知，因此信息的接收方会知道通信信息已经改变。使用本文设计的方案来完成身份认证和通信的过程中，每次标签与系统完成通信后，他们都将刷新标签ID，因此攻击者不能有效跟踪标记，所以它无法知道用户和的确切物理位置，无法伪装成这个标签，因此可以有效地实现用户隐私信息的保护。

4 结束语

本文使用Hash-Lock协议完成标签和读写的双向认证，使用数据隐藏技术隐藏标签和读写器之间的通信内容。可以保护标签和读写器之间信息传输的机密性并检测是否有第三方伪造信息。与现有的只使用Hash-Lock算法的协议相比，该文设计的保护方案更加安全，出其不意的防范了攻击者的攻击。

参考文献：

[1] 金洪颖.RFID系统用户安全与隐私保护协议研究[J].电脑知识与技术，2013，10.

[2] 陆桑璐，谢磊.射频识别技术—原理、协议及系统设计[M].北京：科学出版社，2014.

[3] 彭力，徐华.无线射频识别技术与应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2014.

[4] JinHong-ying，TianMin. Research on Security Issues of RFIDTechnology inIOT[C].CITCS2012.

[5] 高飞，薛艳明，王爱华.物联网核心技术——RFID原理与应用[M].北京：人民邮电出版社，2010.

4.浅谈物联网在技术侦察中的应用 篇四

一、引言

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things”。由此，顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。

这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。物联网就是“物物相连的互联网”。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用，被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。

物联网有着广泛的用途，例如智能交通、公共安全．环境保护、工业监测、智能消防、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域，是全球公认的继计算机与互联网及移动通讯网信息产业之后的又一次信息化浪潮，作为一个互联网应用的延伸，物联网技术将打造一个物联网产业链，造就上万亿元的市场规模。

二、物联网技术发展、应用情况

随着物联网技术的研发和产业的发展，预计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。

公安领域是有条件为物联网提供规模应用的领域之一。一方面，在国内安防领域，视频监控、周界防入侵等应用已取得良好效果；另一方面，公安作为城市安全管理的重要政府部门，通过一系列的平安城市和社会治安监控系统的建设，在物联网规模化应用方面已具备一定的条件。

三、物联网技术在技术侦察过程中的应用

由于现代城市管理的复杂性，城市管理和安全防范必须依赖遍布城市的各种类型的传感器收集大量的信息进行分析、处理、反馈和修正。视频是所有传感信息中含量最丰富的信息载体，是城市安全管理最重要的信息来源。城市视频监控系统新建并整合大量的摄像头，这些摄像头将城市的各个角落的视频图像信息传输到各级处理中心，这实质上就是城市级以上的视频物联网或视频传感网。

面向社会公共安全管理的物联网（简称“公安物联网”）是以“人、地、物、事、组织”为感知对象，基于公安信息化的网络架构，通过标准数据交换，实现对感知对象多维时空信息的全面感知、高效共享和深度应用，通过对感知信息的汇集、分析、处理来提升现代警务的实战能力和服务水平，满足公安实战业务的需要；这是物联网在公安领域具体化应用。

公安物联网在技术架构上由信息感知、网络传输、数据处理和业务应用四个层次组成。

首先，在信息感知上充分利用物联网技术和手段，如视频、音频、RFIG、报警、智能图像分析、核生化探测、气流气象等感知手段，在城市地铁站、公交车站、地下通道．广场、地面道路等公共场所；对人流、车流、物流建立全面的感知、识别和监控。此外，还可以对动态目标监控；如特种车辆、应急救援车辆、危险品运输车辆的人、车、物的管理。基于RFID及视频分析技术，建设车辆感知节点，随时掌握车辆的轨迹、位置、驾驶人信息及危险品流向，从而为公安部门实现与社会公共安全相关的各种信息的全面感知。

其次，在网络传输上实现各种网络的融合，如视频专网、互联网、3G无线网络和卫星通信网络等，各种感知信息通过这些传输网络实现信息的传输、汇集和交换。同时，外部其他网络直接通过边界安全接入平台联网，确保网络安全。

再次，随着海量视频、图像、报警等信息汇集，需要利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数据和信息进行整合、分析和处理，提高相关信息获取的实时化、精细化、系统化和智能化。同时，通过对物体实施智能化的控制，能使系统具有自动化、自我反馈与智能控制等特点。

最后，物联网的建设需要围绕公安实战业务应用，在各种感知信息统一的融合、共享和调度基础上，通过业务系统之间的互联和整合，实现对关注人员、车辆及事件的动态掌控与联动应用，实现跨警种的实战应用。

四、技术侦察物联网的相关核心技术

物联网在技术侦察信息化应用中涉及以下几个方面的核心技术： IPv6技术

物联网是一个物物相连的互联网。物与物相连的前提除了需要海量的传感器以外，每一个物品都应该有自己惟一的标识，用来标识该物品的特殊属性一IP地址，便于对物品的访问和控制。正如我们每一个人都有自己惟一的身份证号，便于社会管理和参与社会活动。通常所说的“传统IP”协议是指当前使用的IPv4版本。自1981年由RFC791等文档定义后，该版本一直没有本质上的改变。互联网能发展到当前的规模，IPv4协议的建立功不可没。但同时它的缺点也已经充分暴露出来，如地址空间耗尽、路由表急剧膨胀、缺乏对Qos的支持、本身并不提供任何安全机制、移动性差等。尽管采用了许多新的机制来缓解这些问题，如DHCP技术、NAT技术、CIDR技术等，但都不可避免地要引入其他新的问题，问题没有得到根本解决。于是IETF于1995年推出了下一代网络的RFC文档―IPv6协议(物联网协议第6版)。相对于IPv4来说，其主要变化有以下两点：①在IPv6数据报的首部格式中，用固定格式的扩展首部取代了IPv4中可变长的选项字段；②将IPv4的32位IP地址，扩大到128位IP地址。采用IPv4协议的IP地址个数估计为2的32次方，数量接近43亿个。而采用IPv6协议的IP地址个数估计为2的128次方，数量是地球表面原子数的100倍。IPv6为物联网提供了最基础的技术支撑，比如海量的地址空间等。这样，我们就可以创造―个人人有IP、物物都相连的物联网时代。

RFID技术

射频识别技术(Radio Frequency Identification，简称RFID)是一种非接触式的自动识别技术。它利用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递并通过所传递的信息自动识别目标对象，是一种能够让物品“开口说话”的技术。

射频识别技术工作原理并不复杂，一套完整的射频识别系统是由阅读器、电子标签和应用软件系统三个部分组成。当无源电子标签进入射频覆盖区域后，即会接收阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量将存储在标签芯片内的信息发送回给阅读器，或者是有源电子标签主动发送信息给阅读器。阅读器读取信息并解码后，传送给应用软件系统进行相关信息处理。以射频识别技术为基础，结合计算机网络技术、数据库技术、软件开发技术等，由海量的电子标签和阅读器完成物品自动识别，并通过互联网实现物品的信息交换和资源共享。以此构筑一个比互联网更为庞大的物联网，最终实现物与物智能相连、智能管理的目标。

定位技术

定位技术，即利用现代科技手段告诉用户某一物体的具体位置信息。目前常用的定位技术有：卫星定位、手机定位、RFID定位等技术。

卫星定位是一种利用数颗人造卫星对地球上的物体进行全球性、全天候、全天时、高精度的导航定位和时间传递系统。目前，全球有四大卫星定位系统，包括美国的GPS、欧洲的“伽利略”、俄罗斯的“格洛纳斯”和中国的“北斗”卫星定位系统。其中，美国的GPS(Global Positioning System)全球定位系统应用最为广泛。GPS的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可以知道接收机的具体位置。

手机定位是指通过无线终端和无线网络的配合，获取终端用户的位置信息。早期的手机定位是基于基站的定位技术。基本原理是利用基站对手机的距离进行测算来确定手机的位置，测算精度取决于基站的分布数量和覆盖范围，定位误差较大。现今的手机定位是利用全球定位系统和手机定位系统相结合的混合定位技术，基本原理是当GPS信号被全部或部分阻挡的情况下，采用手机三角定位技术进行辅助定位。在不同的环境条件下，两种定位技术的优势互补。

RFID定位系统一般由一个控制中心、数个阅读器和数个电子标签组成。基本原理是在特定区域里的电子标签主动或者被动地发送射频信号，阅读器接收射频信号后统一上传至控制中心，由控制中心对嵌有电子标签的物体进行定位。该原理类似于在关键位置安排众多看守人员对过往物品进行登记，需要寻找相关物品的时候只要查询一下看守人员的登记信息即可。RFID定位系统不需要卫星和手机网络的配合，定位精度取决于阅读器的数量和分布隋况，优势在于特定区域上的定位。

高清视频监控技术

视频监控经历了模拟、数字、网络，正向高清化快速发展，高清视频技术代表了当今视频监控的发展方向。高清视频监控具备单点感知范围更广、高清晰度的特点，同时高清视频监控更便于智能分析处理，从视频图像中获取人、车、物

和各种行为特征信息，将非结构化信息转化为结构化信息，有利于技术侦察部门基于视频、图像等信息开展深度的业务应用。

高清视频监控直采用国际领先、成熟的H.264视频编码技术；高清摄像机宜采用ISP技术，在自动聚焦、自动曝光、自动白平衡、宽动态、3 D去噪、强光抑制等方面提升视频质量，使得图像更加清晰细腻、真实自然、鲜艳明亮。云计算技术

从物联网的技术特点出发，对同一事件可能有较多的感知设备，或者对同一事件可以组织形成一个感知网络，而不同的探测设备对一个事件的感知可能是非常局部的印象，而只有经过多种感知的综合识别，才能对一个事件形成较为准确的立体印象。另一方面，公安物联网往往是一个城市甚至多个城市的大规模系统，视频、报警、图片等信息数据量非常大，且内容越来越向多样化的方向发展，有车牌、车型、人脸特征、人的体型特征、人的行为特征等等，因此传统的技术方法是无法满足多种类型的、海量的数据处理、检索和分析等要求。为了满足从感知到识别、应用的实时和高效，需要云计算进行处理。云计算是一个集成大量信息的并行处理系统，会使我们计算、处理的效率得到大幅度提升。

云计算是公安物联网的核心技术，通过云计算技术，可整合大量的计算资源、存储资源和应用资源，将系统中海量信息进行有序地组织和存储。依托强大的计算资源，可对外提供多样而高效的服务。智能分析技术

公安视频监控网络中记录了大量的视频、图像和数据信息，应用智能视频分析技术对海量视频中的特定特征的目标进行自动检索，可以滤除视频中大量的无效信息，极大地提升对视频检索的效率。此外，采用智能视频分析技术对视频进行分析，生成对目标特征及行为特征进行描述的元数据，实现从非结构化数据到结构化数据的转换，根据用户设定的搜索规则；可以对元数据流进行快速的检索及定位，与传统的录像文件人工浏览查看方法相比，可以大大的提高系统的自动化程度，减少人力成本，提高系统的检索速度及效率。较为典型的视频智能分析技术主要有以下几种：

（l）智能检索：后分析模块自动读取源数据（源数据即系统中存储的各种视频文件），对它们进行图像分析后得到的数据建立索引归档。有了这些索引归档，后检索功能就可以从海量的视频数据快速地找出符合条件的录像文件。

（2）流量监测：客流量作为衡量公共场所繁忙程度的重要指标，日益受到人们的重视，业已成为商业决策和公共安全监控的有效工具，主要应用于人流量大的广场、商场、公园等人员聚集型区域。

（3）事件检测：智能事件检测系统主要基于背景建模技术，在静态场景下查找出以人为主要防范对象的动态目标，如跨线检测、进入区域检测、非法停车检测、物品遗留检测、物品丢失检测、徘徊检测、人员聚集检测等。

五、结束语

5.在物联网技术中的应用 篇五

中小学教育科学研究方法期末（论

文）开题报告

题

目 互联网与多媒体技术在中小学教育中的应用与发展

系（院）化学化工学院 年级2010级 专 业 化学（师范）班级 一班 学生姓名 杜岩 学号 101050149 指导教师 李荟 职称 副教授

开题报告

随着现代信息技术的迅猛发展，网络技术在教育中的应用日益广泛和深入，特别是Internet与校园网的接轨，为中小学教育提供了丰富的资源，使网络教学真正成为现实，同时也为中小学教育开辟了广阔的前景。陈至立部长在全国中小学信息技术教育工作会议上指出：“全国实施中小学‟校校通‟工程，努力实现基础教育的跨越式发展。”“„校校通‟工程的目标是用5年到10年时间，加强信息基础设施和信息资源建设，使全国90%左右独立建制的中小学校能够上网，使中小学师生都能共享网上资源，提高中小学的教育教学质量。”“校校通”工程的启动和发展，给中小学教学带来革新的机会，为学科教学信息化奠定了物质基础。如何有效地利用网上的资源，建构基于网络的现代教学模式是一个迫切研究的问题，而开展网络教学模式研究的重要理论基础之一就是网络教学的设计与评价。因此，开展网络教学的设计与评价的探索与实践研究有着十分重要的意义。

一、课题研究背景

（一）国内外的研究现状

1、网络教学的设计理论与方法的研究缺乏系统性

通过对国内外有关的学术刊物（如《电化教育研究》、《中国电化教育》、《Educational Technology》等）、教育网站和国际国内有关学术会议（GCCCE、ICCE、CBE等）的论文集进行分析，网络教学的设计研究主要是关于建构主义学习环境的设计和协作学习的设计等方面，缺乏系统的研究。可以说，网络教学的设计理论的研究还处于初级阶段，还有很多问题需要去研究和探索。例如，在网络环境下如何利用网络资源进行主动学习、利用虚拟情境进行探究学习、利用通讯工具进行协商学习、利用工具进行创造学习的设计以及教师指导性活动的设计等方面，都值得我们去研究。

2、网络教学的评价研究才刚刚起步

随着Internet应用的普及，网络教学已成为一种重要的教学手段和教学场所。然而，与传统教学相比，网络教学的质量保证体系却显得不够完善、健全。如何保证网络教学的质量，建立一个行之有效的网络教学评价模型，已成为网络教学研究的一个重要课题。时至2000年，教育部批准全国31所高校建立网络教育学院，但却没有制定出如何保证网络教育质量的相关政策。美国国家教育政策研究所（The Institute For Higher Education Policy）于2000年4月也发表了一份名为“在线教育质量：远程互联网教育成功应用的标准”的报告，然而，这些文章（报告）也仅仅是描述性的定义网络教学的评价指标，而对如何组织评价、如何获取定量数据、评价数据如何促进教学等方面则很少涉及。目前，网络教学的支撑平台中的学习评价模块往往只含有测试部分，而缺乏相应的分析与反馈。

（二）课题研究的意义

1、促进网络教学的发展，提高网络教学的质量

由于网络教学可以实现信息资源共享，在网上组织最优秀的教材和教法，使学习者在网上可以学到最新的知识，因此是教学改革发展的方向。通过本项目的研究与实践，使网络教学更能为学习者提供一个建构主义的学习环境，充分体现学生的首创精神，学生有更多的机会在不同情境下去运用他们所学的知识，而且学生可以根据自身的行动的反馈来形成对客观事物的认识和解决实际问题的方案，从而提供网络教学的质量。

2、寻找利用计算机技术和网络技术实现学生远程交互自主学习的教学设计的技术解决方案

3、完善和发展教学设计理论

网络环境下的教学与传统教学，不仅是教学环境的不同，在教学内容、教学手段、教学传播形式上都有本质的区别。通过本项目的研究，能够解决网络环境下，教学如何进行教学设计，如何调控教学过程，如何有效实施教学活动以达成教学目标，是对教学设计理论的完善和发展。

二、课题研究内容

（一）研究的主要内容

1、网络教学设计理论体系的研究

包括教学目标的设计、建构性学习环境的设计、学习情境的设计、学习资源的设计、学生自主学习活动的设计、学生协作学习活动的设计、教师指导性活动的设计、学习评价工具的设计等。

2、基于网络环境下的教学策略与教学模式的研究

（1）网络教学策略的研究，如网络环境下的教学内容组织策略、网络环境下的教学情景营造策略、网络环境下的教学对话组织策略、网络环境下的的课堂管理策略等

（2）网络教学模式的研究，如项目化学习模式、探索性学习模式、研究性学习模式等

3、网络教学评价的内容体系、方法、步骤与模型的研究

4、网络教学设计系统软件的开发与应用

5、网络教学评价系统软件的开发与应用

（二）课题的研究目标

本项目的研究目标是：运用现代教学理论与建构主义学习理论，通过教学改革与实验，探索网络教学的设计与评价的理论和方法，开发相配套的网络教学的设计和评价系统软件，探索普通中小学利用网络资源进行网络教学的途径与方法。

三、课题研究价值

（一）创新点

1、建立网络教学设计的理论体系与方法。

2、建立基于网络环境的各类教学评价指标体系。

3、开发出操作性强、具有实际应用价值的网络教学的设计工具和评价系统软件。

（二）理论意义

传统的教学设计是应用系统方法分析和研究教学的问题和需求，确立解决他们的方法与步骤，并对教学结果作出评价的一种计划过程与操作程序。现代教学设计理论已经不拘泥于系统论的理论基础，不强调对教学活动的绝对控制，逐渐放弃呆板的设计模式，开始强调教学设计的关系性、灵活性和实时性，从而更加有利于学生的创新精神和实践能力。本课题的理论成果将完善和发展传统的教学设计理论与方法。

（三）应用价值

1、通过课题的研究与实践，总结并形成基于网络环境下学科教学设计的理论与方法，优化中小学课堂教学结构。

2、通过课题的研究与实践，探索并总结信息化时代如何改革传统的思想和模式，使学生学会利用网络资源进行学习的方法和经验。

3、通过课题的研究与实践，探索普通中小学利用网络资源的途径与方法，形成一批优秀的网络教学课例。

4、通过课题的研究与实践，开发出具有应用推广价值的网络教学的设计工具和评价系统软件。

四 参考文献

1、《多媒体组合教学设计》，李克东、谢幼如编著，科学出版社，1992年第一版、1994年第二版

2、《多媒体教学软件设计》谢幼如等编著，电子工业出版社，1999年

3、《信息技术与学科教学整合》，李克东、谢幼如主编，万方数据电子出版社，2001年

4、《学习反应信息的处理方法与应用》，谢幼如、李克东著，暨南大学出版社，1999年

5、《Global Education On the Net》，高等教育出版社、Springer 出版社，1999年

6、《教学设计原理》，R.M.加涅、L.J.布里格斯、W.W.韦杰著，华东师范大学出版社，1999年

7、《新型教学模式的探索》，谢幼如编著，北京师范大学出版社，1998年

8、全球华人计算机教育应用大会（GCCCE）第一届至第五届论文集，1997年（广州）、1998年（香港）、1999年（澳门）、2000年（新加坡）、2001年（台北）

9、《改善学习--2001中小学信息技术教育国际研讨会论文选编》，吉林教育出版社，2001年

10、《认知过程的评估》，J.P.戴斯、J.A.纳格利尔里、J.R.柯尔比著，华东师范大学出版社，1999年

6.物联网技术在军事领域的应用 篇六

摘要

无线传感器网络可以协助实现有效的战场态势感知，满足作战力量“知己知彼”的要求。典型设想是用飞行器将大量微传感器结点散布在战场的广阔地域。关键词：物联网 军事

前言：信息技术正推动着一场新的军事变革。信息化战争要求作战系统“看得明、反应快、打得准”，谁在信息的获取、传输、处理上占据优势(取得制信息权)，谁就能掌握战争的主动权。无线传感器网络以其独特的优势，能在多种场合满足军事信息获取的实时性、准确性、全面性等需求。

无线传感器网络可以协助实现有效的战场态势感知，满足作战力量“知己知彼”的要求。典型设想是用飞行器将大量微传感器结点散布在战场的广阔地域，这些结点自组成网，将战场信息边收集、边传输、边融合，为各参战单位提供“各取所需”的情报服务。

根据白宫的信息技术专家介绍，计算机、通信及小型化技术进步正引导美军进入一个新时代，在防御技术上产生“革命性”效果。隶属于总统办公厅的国家信息技术研究与发展综合办公室主任大卫?纳尔逊说，无线传感器网络技术，预示着为战场上带来新的电子眼和电子耳，“能够在未来几十年内变革战场环境”。

由于无线传感器网络具有密集型、随机分布的特点，使其非常适合应用于恶劣的战场环境中，使其非常适合应用于恶劣的战场环境中，包括侦察敌情、监控兵力、装备和物资，判断生物化学攻击等多方面用途。友军兵力、装备、弹药调配监视;战区监控;敌方军力的侦察;目标追踪;战争损伤评估;核、生物和化学攻击的探测与侦察等。

鉴于无线传感器网络在军事应用的巨大作用，引起了世界许多国家的军事部门、工业界和学术界的极大关注.美国自然科学基金委员会2003年制定了传感器网络研究计划,投资34 000 000美元,支持相关基础理论的研究.美国国防部和各军事部门都对传感器网络给予了高度重视,在C4ISR的基础上提出了C4KISR计划,强调战场情报的感知能力、信息的综合

能力和信息的利用能力,把传感器网络作为一个重要研究领域,设立了一系列的军事传感器网络研究项目.美国英特尔公司、美国微软公司等信息工业界巨头也开始了传感器网络方面的工作,纷纷设立或启动相应的行动计划.日本、英国、意大利、巴西等国家也对传感器网络表现出了极大的兴趣,纷纷展开了该领域的研究工作。

无线传感器网络的典型应用模式可分为两类，一类是传感器结点监测环境状态的变化或事件的发生，将发生的事件或变化的状态报告给管理中心;一类是由管理中心发布命令给某一区域的传感器结点，传感器结点执行命令并返回相应的监测数据。与之对应的，传感器网络中的通信模式也主要有两种，一是传感器将采集到的数据传输到管理中心，称为多到一通信模式;一是管理中心向区域内的传感器结点发布命令，称为一到多通信模式。前一种通信模式的数据量大，后一种则相对较小。

在这里收集了一些目前西方国家(主要是美国)在无线传感器网络军事应用方面的主要研究：

1)智能微尘(smart dust)智能微尘(smart dust)是一个具有电脑功能的超微型传感器，它由微处理器、无线电收发装置和使它们能够组成一个无线网络的软件共同组成。将一些微尘散放在一定范围内，它们就能够相互定位，收集数据并向基站传递信息。近几年，由于硅片技术和生产工艺的突飞猛进，集成有传感器、计算电路、双向无线通信模块和供电模块的微尘器件的体积已经缩小到了沙粒般大小，但它却包含了从信息收集、信息处理到信息发送所必需的全部部件。未来的智能微尘甚至可以悬浮在空中几个小时，搜集、处理、发射信息，它能够仅依靠微型电池工作多年。智能微尘的远程传感器芯片能够跟踪敌人的军事行动，可以把大量智能微尘装在宣传品、子弹或炮弹中，在目标地点撒落下去，形成严密的监视网络，敌国的军事力量和人员、物资的流动自然一清二楚。

2)目标定位网络嵌入式系统技术

目标定位网络嵌入式系 统技术(Network Embed System Technology)是战场应用实验是美国国防高级研究计划局主导的一个项目，它将实现系统和信息处理融合。项目的定量目

标是建立包括10 ~100万个计算节点的可靠、实时、分布式应用网络。这些节点包括连接传感器和作动器的物理和信息系统部件。基础嵌入式系统技术节点采用现场可编程门阵列(FPGA)模式。该项目应用了大量的微型传感器、微电子、先进传感器融合算法、自定位技术和信息技术方面的成果。项目的长期目标是实现传感器信息的网络中心分布和融合，显著提高作战态势感知能力。2003年该项目成功验证了能够准确定位敌方狙击手的传感器网络技术，它采用多个廉价音频传感协同定位敌方射手并标识在所有参战人员的个人计算机中，三维空间的定位精度可达到1.5米，定位延迟达到2秒，甚至能显示出敌方射手采用跪姿和站姿射击的差异。

防核生化袭击 美国Cyrano Sciences公司已将化学剂检测和数据解释组合到一种专有的芯片技术中，称为Cyrano NoseChip。基于这一技术可创建一个低成本的化学传感器系统，捕获和解释数据，并提供实时告警，以应付恐怖分子使用化学武器进行的攻击。该系统在前端使用一个C320手持传感器负责收集有关化学剂的数据，该传感建有与后方笔记本电脑的无线连接，电脑上运行着远程监控和服务器程序。该系统使用IBM公司的无线通信设备WebSphere MQ Everyplace传输数据，这个手持设备还可以小型化为微小结点，部署到监测环境中去，形成自主工作的无线传感器网络。

3)灵巧传感器网络

“灵 巧传感器网络”(SSW:Smart Sensor Web)是美国陆军提出的针对网络中心战的需求所开发的新型传感器网络。其基本思想是在战场上布设大量的传感器以收集和中继信息，并对相关原始数据进行过滤，然后再把那些重要的信息传送到各数据融合中心，从而将大量的信息集成为一幅战场全景图，当参战人员需要时可分发给他们，使其对战场态势的感知能力大大提高。SSW系统作为一个军事战术工具可向战场指挥员提供一个从大型传感器矩阵中得来的动态更新数据库，并及时向相关作战人员提供实时或近实时的战场信息，包括通过有人和无人驾驶的地面车辆、无人驾驶飞机、空中、海上及卫星中得到的高分辨率数字地图、三维地形特征、多重频谱图形等信息。系统软件将采用预先制定的标准来解读传感器的内容，将它们与诸如公路、建筑、天气、单元位置等前后相关信息，以及由其他传感器输入的信息相互关联，从而为交战网络提供诸如开火、装甲车的行动以及爆炸等触发传感器的真实事件的实时信息。SSW系统是关于传感器基于网络平台的集成，这种集成是通过主体交互作用来实现的。例如，一个被触发的传感器主体可能会要求在其范围内激活其他传感器，达到对前后相关信息的澄清和确认，该要求信息同来自气候或武器层的SSW中的信息相结合，就生成一幅有关作战环境的全景图。

4)无人值守地面传感器群

美国陆军近期确立了“无人值守地面传感器群”项目,其主要目标是使基层部队指挥员具有在他们所希望部署传感器的任何地方灵活地部署传感器的能力.该项目是支持陆军“更广阔视野”的3个项目之一。

5)战场环境侦察与监视系统

美国陆军最近确立了“战场环境侦察与监视系统”项目.该系统是一个智能化传感器网络,可以更为详尽、准确地探测到精确信息,如一些特殊地形地域的特种信息(登陆作战中敌方岸滩的翔实地理特征信息,丛林地带的地面坚硬度、干湿度)等,为更准确地制定战斗行动方案提供情报依据.它通过“数字化路标”作为传输工具,为各作战平台与单位提供“各取所需”的情报服务,使情报侦察与获取能力产生质的飞跃.该系统组由撒布型微传感器网络系统、机载和车载型侦察与探测设备等构成。

6)传感器组网系统

美国海军最近也确立了“传感器组网系统”研究项目.传感器组网系统的核心是一套实时数据库管理系统.该系统可以利用现有的通信机制对从战术级到战略级的传感器信息进行管理,而管理工作只需通过一台专用的商用便携机即可,不需要其他专用设备.该系统以现有的带宽进行通信,并可协调来自地面和空中监视传感器以及太空监视设备的信息.该系统可以部署到各级指挥单位。

7)防生化网络

2002年5 月,美国Sandia国家实验室与美国能源部合作,共同研究能够尽早发现以地铁、车站等场所为目标的生化武器袭击,并及时采取防范对策的系统.该研究属于美国能源部恐怖对策项目的重要一环.该系统融检测有毒气体的化学传感器和网络技术于一体.安装在车站的传感器一旦检测到某种有害物质,就会自动向管理中心通报,自动进行引导旅客避难的广播,并封锁有关入口等.该系统除了能够在专用管理中心进行监视之外,还可以通过 Hail)、“一次性系索浮标”和“先进声通信系统”。

对现役装备来说，“海洋网”是一种可自由部署的水下网络系统。它可以提供水下指挥、控制、通信和导航，采用“远程声呐调制解调器”，能够利用固定或移动的水下节点通过声传播来实现通信。

7.在物联网技术中的应用 篇七

物联网(The Internet of things),被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮,在短短几年时间内,已经成为全社会和产业界热切关注的宠儿,物联网已经成为信息网络化发展的重要趋势,成为人类社会迈向更加高效、智能的信息社会的一大特征。

物联网的概念是在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。

其实质是利用无线射频自动识别(RFID)技术,通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联与共享。在“物联网”的构想中,RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息,通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统,实现物品的识别,进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享,实现对物品的“透明”管理。

1 无线射频识别技术(RFID)

无线射频识别技术RFID(Radio Frequency Identification Technology)是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。

1.1 RFID系统基本组成

RFID系统的基本组成包括:(1)读写器:读取(有时还可以写入)标签信息的设备,可设计为手持式或固定式;(2)天线:在标签和读写器间传递射频信号;(3)标签:由耦合元件及芯片组成,每个标签具有惟一的电子编码,附着在物体上标识目标对象;每个标签都有一个全球惟一的ID号码UID,UID是在制作芯片时放在ROM中的,无法修改。读写器对标签的操作有三类:识别(Identify),读取UID;读取(Read),读取用户数据;写入(Write),写入用户数据。

1.2 RFID系统分类

1.2.1 按工作频率分类

电子标签可分为低频系统和高频系统。低频系统工作频率通常小于30MHz,典型工作频段为125KHz、225KHz、13.56MHz等。低频电子标签成本较低,但标签内保存的数据量较小,读写距离较短,外形多样,读写天线方向性不强;高频系统工作频率通常大于400MHz,典型工作频段为433MHz、915MHz、2.45GHz、5.8GHz等。高频系统标签内保存的数据量较大,读写距离较远(可达几米至十几米),能适应物体高速运动,外形一般为卡状,读写天线及电子标签天线均有较强的方向性,但成本较高。

1.2.2 按供电方式分类

电子标签可分为无源系统和有源系统。无源电子标签内不设置电池,它收到读写器发出的微波信号后,将部分微波能量转化为直流电供自己工作,可做到免维护(见图一);有源电子标签内装有电池,读写距离较远,但电池寿命有限,一般为3到10年(见图二)。在读写距离及适应物体运动速度方面,无源系统不如有源系统。随着RFID技术成熟与RFID标签成本的下降,逐步呈现一些具有实际应用价值的发展趋势,其中之一是RFID与传感器相结合(见图三)。例如应用于矿井生产安全监测监控系统中集成温度传感器,把温度传感器与RFID技术结合起来,不仅可以进行自动识别,而且可以形成一种串行数据采集无线传输的方式,使得整个检测装置体积很小。该装置可以安装在矿工的头盔上,利于实时监测,减少了实际测温中的干扰,使其可靠性及精度有了很大的提高。

1.3 RFID系统的工作原理

RFID系统在实际应用中,电子标签附着在待识别物体的表面,电子标签中保存有约定格式的电子数据。读写器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据,从而达到自动识别物体的目的。读写器通过天线发送出一定频率的射频信号,电子标签接收到这个无线电波时,如果是无源标签,则凭借感应电流所获得的能量将芯片中储存的信息发送给读写器;如果是有源标签,则主动将芯片信息以某一特定频率的信号发送给读写器,被读写器读取并解码后送至电脑主机进行有关处理。

2 无线射频识别技术(RFID)在物联网中的应用

基于RFID标签对物体的惟一标识性,引发了人们对基于RFID技术的应用进行研究的热潮。物联网是当前RFID应用研究的热点,而作为条形码的无线版本,RFID技术有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、数据可以加密、存储信息更改自如等优点,也可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作方便、快捷。通过给所有物体RFID标鉴,在现有互联网基础上构建所有的物品信息网络,构造了一个实现全球物品共享的“Internet of Things”。

2.1 智能物流

物流是RFID最大的市场应用空间,可以极大地提高物流环节的效率,并为实现零库存提供技术保障。智能物流打造了集信息展现、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,并为金融质押、园区安保、海关保税等功能预留了接口,可以为园区客户及管理人员提供一站式综合信息服务。

2.2 智能交通

利用RFID技术对高速移动物体识别的特点,可以对运输工具进行快速有效的定位与统计,方便对车辆的管理和控制。具体应用方向包括公共交通票证、不停车收费、车辆管理及铁路机车、车辆、相关设施管理等。基于RFID技术,可以为实现交通的信息化和智能化提供技术保障。

2.3 军品管理

军事应用是RFID技术的主要方向之一,军事后勤保障迫切需要实现可视化管理。具体包括军事物资装备管理、运输单元精确标识,以及快速定位和主动搜索等。同时,军事物质或武器的高度机密性需要采用强有力的技术手段来进行管理和跟踪。RFID技术可以对部队的人、车、武器、物质等进行信息化标记,全面支撑信息化战争的需要。

2.4 智能农业

智能农业产品通过RFID系统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,为设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。

2.5 智能工厂

为提高制造业信息化水平,以信息化带动工业化,在企业原材料供货、生产计划管理、生产过程控制、精益制造等方面,使用RFID技术可以促进生产效率和管理效率的提高。RFID技术可以提高工厂加工的信息化与智能化,是智能工厂的有效手段。

2.6 智能医疗

智能医疗系统借助简易实用的家庭医疗RFID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中国电信的固定网络或3G无线网络传送到护理人或有关医疗单位。

2.7 智能家居

采用RFID技术可以实现家庭生活的智能化,不但可以提高家庭的安全,还可以有效管理家庭的各种电器、宠物及吃穿住行的各方面智能家居产品(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,通过通讯网络,即可实现对家庭设备的远程操控。

2.8 智能环保

智能环保产品通过对实施地表水水质的自动监测,可以实现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。

3 RFID在中国物联网的发展现状

近年,中国的大型活动一场接一场,其中最引人注目的莫过于2008年的奥运会、2009年的济南全运会、2010年的上海世博会和广州亚运会了,这四场盛会在科技元素的融入方面还有一个令人瞩目的共同点———都应用了RFID技术,门票防伪、食品安全、交通、门禁和物流等领域率先应用RFID技术,起到了良好的领航作用,一些重点项目的建设提升了我国RFID技术的应用水平。例如,我国铁路计划投入2.5亿元加装RFID车号自动识别系统、北京首都国际机场RFID行李处理系统顺利完工、上海烟草物流实施RFID无线射频识别、广深铁路线全部使用RFID电子车票等大型项目都为RFID产业来了新的发展。特别是随着物联网和低碳等相关热点被提上国家议程,RFID在国内大型活动这样相对成熟的领域中将迎来更加广泛深入的应用。

目前无锡正在建设的“感知中国”中心,这一中心是温家宝总理2009年8月在无锡考察物联网技术研发时,提议尽快建立的,无锡、上海正准备推广一批物联网示范工程。2009年10月,拥有我国自主知识产权的物联网核心芯片“唐芯一号”在西安宣告诞生。“唐芯一号”核心芯片填补了国内的空白,整体水平达到国际先进水平,部分关键指标达到国际领先水平,是物联网名副其实的“中国芯”。

4 结束语

RFID技术在国内外发展迅速,它应用到物联网领域,为经济的发展提供了技术保障。我国虽然目前还是处于刚起步的阶段,但其在某些领域的应用已经初见成效。随着传感、测控、通信、网络、计算机等技术的不断发展完善,物联网将展现出更为强大的生命力,其应用将会渗透到各个行业,遍布人们生活的各个方面。物联网及其相关技术与产业具有难以估量的市场价值和发展前景。

摘要：随着物联网知识的普及,以及其技术的广泛推广应用,物联网被越来越多的人所关注。本文介绍了物联网及其关键技术RFID,并结合RFID在物联网的实际应用,并对其未来的发展作出了展望。

关键词：物联网,RFID,智能

参考文献

[1]邹生,何新华.物流信息化与物联网建设[M].北京:电子工业出版社,2010.

[2]宁焕生,张彦.RFID与物联网—射频、中间件、解析与服务[M].北京:电子工业出版社,2008.

8.IPV6在物联网中的应用研究 篇八

关键词：物联网；IPV4；IPV6

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2012) 16-0062-01

一、物联网简介

物联网就是把传感器嵌入到公路，铁路，建筑和汽车等各种可联入到物联网中的物体中，使物体通过传感器联入到物联网中，在此过程中，有一个由强大处理功能的计算机群作为中心基站。基站能够处理来自物联网中物体的请求，并给予管理和控制。由上可以看出物联网是在互联网的基础上发展起来的，其核心仍是互联网；而且物联网的终端可以是人或者任何事物，因此，物联网的功能更加强大。有专家预测未来的物联网规模将超过现有的互联网30多倍以上。物联网是继互联网之后又一次的信息革命。

物联网的基本定义是实现“物物相连”。因此，世界上可联入物联网中的事物多不胜数，大部分物体可以通过嵌入智能电子产品联入物联网中，这些电子产品如：电子标签，可以发出表示本事物特征和要求的信号到基站，基站接受到信号后，根据事物本身的特性和发出的请求进行处理，并将处理后的结果返回给电子标签，人们通过返回后的结果采取相应的措施，可以避免错误判断和操作，提高了工作效率。因此，物联网的产生和发展极大的促进了社会生产力的发展水平，提高了人民的生活水平。物联网真正是人们进入了智能生活的状态，使人与自然和谐发展。

二、IPV6与IPV4

目前，全球因特网采用的协议族中，IP协议的版本号是4，这个协议已经使用了30多年了，但是由于个人电脑的普及以及互联网的迅速发展，导致IP地址的需求量不断增加，而不断涌现出的移动设备和家电设备上网使当前的形式更加严峻。因此，只拥有32位地址空间的IPV4已不能满足互联网的地址分配要求，而且已经妨碍了互联网的进一步发展，而物联网所需联入的终端更加庞大，所需地址也空间更多，因此，必须扩大原有的地址的空间。IPV6拥有128位地址空间，地址分配几乎可以不受任何限制。在IPV4中，我们采用子网掩码来区分网络号和主机地址，而IPV6是严格按位数来划分地址的，IPV6中的前64位用来表示该地址所属的子网络，也叫地址前缀，它负责在整个网络中进行路由。而IPV6中后64位地址被称为接口地址，它是用来标识网络中的节点，可以用它来表示264个节点，大约有185亿亿个地址空间，这意味着每平方米面积上大约拥有1000多个地址，如此庞大的地址空间，足以保证地球上每个人拥有一个或多个IP地址，有效解决了IPV4中地址不足的缺点。虽然，IPV6中的地址空间如此庞大，但并不能直接应用到物联网中，因为它不符合电子标签的特点，我们要对它的地址空间进行一次适配，对其协议栈和路由机制进行精简，以满足网络传输要求。

在互联网最初设计时，由于还没有目前出现的移动设备，链接到网上的计算机也是静态的，因此，极少涉及到IP地址的变动。但是随着社会生产力的发展，手机，笔记本等移动终端的出现，对于移动设备要求的与日俱增，要求做到任何时间，任何地点都能无障碍的上网，而目前的IPV4也不能完全做到即插即用。

在IPV6中动态分配地址空间，不再需要用户上网时手动配置，减轻了用户的负担，并且节约了地址空间。IPv6支持无状态地址自动配置和状态地址自动配置两种地址自动配置方式。在无状态地址自动配置方式下，网络侧不参与地址的分配过程，需要配置地址的网络接口先使用邻居发现机制获得一个链路本地地址。网络接口得到这个链路本地地址之后，再接收路由器宣告的地址前缀，结合接口标识得到一个全球地址。在上述过程中，如果出现了地址冲突，则停止地址分配，节点将由手工进行地址分配。无状态地址分配中，网络侧不用保存地址状态，维护地址的更新周期，大大简化了地址的分配过程，达到了以较低的资源消耗达到了海量地址分配的目的。而状态地址自动配置的方式，如动态主机配置协议（DHCP），需要一个DHCP服务器，通过客户机/服务器模式从DHCP服务器处得到地址配置的信息。

RFC 2373中定义了IPV6的三种地址类型：单点传送，多点传送，任意点传送。单点传送也叫单播地址，就是只有一个单一接口地址，发送到一个单播地址的信息包只能送到该地址标识的接口上。如果有多个接口节点，任意一个单播地址都能作为该节点的标识符。它的单播地址采用类似于IPV4的连续位掩码聚集地址。任意点传送也叫泛播，就是由一组接口地址构成。发送到一个泛播地址的信息包将被发送到距离最近的被标识的地址之一。多点传送也叫组播，也是由一组接口地址构成，但是发送到组播地址的信息包将被传送到所有被标识的地址上。在IPV6中，只有少数除外，其它全0或者全1的字段都被认为是合法值。

三、IPV6的安全性

在IPV4中，黑客攻击主机主要是通过网络扫描的方式进行的，并在扫描过程中寻找要攻击对象的漏洞。而在IPV6中，由于某一个子网的节点数量极大，在如此庞大的节点中通过扫描去寻找攻击目标本身就是不容易实现的。在IPV6设计中将IPSec嵌入到基础协议栈中，通信时通过IPSec加密通信的信息和通信过程，黑客也就不能通过网络中间人的方式对主机进行攻击和破坏了。而且，由于IP地址是分成用户信息和网络信息设计的，很容易对网络中的黑客攻击完成实时定位，这些措施有效保证了数据的安全性。

四、结论

IPV6凭借自身的特点，可以解决物联网在发展过程中遇到的瓶颈，如：地址空间不足，互联网移动性较差，网络安全性低等很多问题。随着IPV6技术的不断成熟，也必将推动物联网的不断完善，真正实现端到端得互联互通。

参考文献：

[1]陈仲华.IPv6技术在物联网中的应用[J].电信科学,2010,4.

[2]华为技术有限公司.物联网时代IPv6如何大显身手?[J].移动通信,2010.

[3]仲成春.走近"物联网"[J].天津经济,2009.

9.物联网在农业中的应用 篇九

2011年12月7日下午2:30，信息科学技术学院在湖南农业大学八教学海厅组织了以“国内外物联网在农业中的应用”为主题的讲座，邀请了知名专家赵春江老师为主讲嘉宾，信息科学技术学院院长沈岳为主持人，另有信息科学技术学院各专业老师及09级、10级学生参与了本次讲座。

首先由沈院长对主讲嘉宾赵春江做了简短的介绍，然后由赵春江老师就物联网的发展及应用做了简明而深刻的阐述。以下是赵老师就物联网及农业谈论的几点重要观点。

一、物联网在国内外正以极快的速度发展，信息科学技术的发展远远超

过了”大家”的预言，如托马斯.沃泰曾说“5台计算机就能满足世界的发展”；从Information到Informatics,从IT到ICT再到IET，这一系列的发展已经证明信息技术已得到了广泛的应用。

二、物联网以更加精细和动态的方式认知、管理世界，提高人们认识复

杂事物的能力。赵老师重点强调“物联网不是互联网的下一代，而是互联网应用的拓展”。

三、农业物联网已得到了国家的高度关注，十二五期间对农业物联网已

提出规划，使物联网能识别、定位、跟踪、监控的功能。目前这些技术已得到了基本应用，如智能交通、健康护理、电子标签（RFID）在集装箱运输中的应用、阿尔卑斯山环境监测以及多种形式的无线传感器网络。利用物联网能实现农产品在运输过程中质量安全的实时监测、农机精准优化作业、设备的高效调度、及基于农机物连传感器的生产决策。

四、我国发展智能农业致力使原始创新与集成创新相结合，使产业培育

与示范应用相结合，并朝三大技术方向发展，即农业传感器物联网、精准作业与智能设备方向、农业信息云计算与云服务方向。

最后，赵春江老师给大家放映了几段视频并耐心解答了同学及老师提出的疑问。

10.物联网在监狱管理中的应用 篇十

期次：2011年第4期[152] 作者：姜华旺 来源：信息化建设

监狱，是构建社会主义和谐社会的最重要环节之一，也是强制管理违法犯罪人员的场所。对服刑人员的管理，既要保障预警人员，也要保障服刑人员的安全。目前，虽然各监狱都建立起自己的安全防范系统，与信息系统进行了关联，在一定程度上实现了安防信息化，但监狱安防系统主要是以人看、物防为基础，这些系统不能对服刑人员进行有效的定位和管理，与监狱实际工作需要相比还存在一定的差距。呼和浩特第二监狱越狱事件、湖南德山监狱犯人刘宏凿墙后脱逃事件、安徽界首越狱事件等等，都集中体现了现在安防系统中存在的致命缺陷，即：没有从根本上抓住“人头”这个关键因素。随着信息技术的发展，特别是物联网的日益成熟，使得对服刑人员的定位管理、越界管理、车辆进出管理、行为识别管理，以及将各个安防系统进行有机整合等成为可能。物联网的优势

物联网的突出特征是通过传感器等方式获取物理世界的各种信息，采用多层协同计算技术对信息进行分析处理，结合互联网、移动通信网等网络进行信息的传送与交互，从而提升对物质世界的感知能力，实现智能化的决策、控制和管理。

构建在物联网上的传感器，可探测包括电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、移动物体，大小、振动、速度和方向等周边环境中众多的现象，将传感器产生的信号转换为计算机能够识别的信号，再通过对这些信号进行分析和加工，使我们对被控制和管理对象的产生智能的感知。

与传统的安防网络相比，物联网组成的监狱安防网具有如下优势：

1、建设组网快捷

物联网的建设可以利用已存在的有线或无线网络进行数据的传输，可以整合目前现有的设备进行快速组网，因而，建设周期短，见效快。

2、安全预警及时

现有的安防系统按照现有监控巡视模式无法保证及时发现异常情况，图像报警处理系统依然无法克服异常报警的滞后，并且受监狱特定结构限制无法做到准确报警，物联网作为一种全新的信息获取平台，能够实时监测和采集网络分布区域内的各种检测对象的信息，并将这些信息发送到网关节点，以实现复杂的指定范围内目标检测与跟踪。

3、预警信息完善

现有的安防系统，由于对信息无法有效量化关联，导致安防信息数据满足不了监狱管理的需要，如人员活动趋势、人员实时动态等。而物联网则避开了这一不足，和监狱管理工作紧密结合，有效提高安全防范能力和管理能力。

从物联网的系统构成来看，主要包括信息识别层、终端处理层及传输网络三大部分，其中信息识别层主要涉及RFID、二维码、传感技术及相关设备，终端处理层主要包括以手机、服务器为主的终端处理设备及相关的应用软件系统和数据库，而传输网络则以目前的通信网、互联网为主。

图1 物联网的基本构成

物联网在监狱管理中的应用

从以上的分析我们可以得知，物联网主要是通过传感技术，把现实世界的人与人、人与物、物与物进行关联，通过网络进行信号传输，通过平台软件对这些关联的信号进行分析，最后得出我们所需要的信息，智能性的表现就是在整个过程中没有人的参与。

从目前而言，应用在个体识别中的比较成熟且低廉的传感技术就是RFID，在周界管理中较为可靠且低廉的技术就是光纤传感技术。以下分别来阐述基于上术两种传感方式的物联网在监狱管理中的应用。

一、利用RFID技术解决“人头”问题

RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。1.RFID技术在监狱管理中的实现途径

标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（Passive Tag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

在监狱管理中用于服刑人员“人头”识别的RFID技术的媒介，就是服刑人员佩带的腕式电子标签（以下称“电子腕表或电子脚表）。在监狱的重要场所：生产区的劳动现场、监舍、卫生间、干警办公室、放风场所、监区医院、会见室、监狱门口、围墙周界等重要部位，安放RFID读写器，配合现有安防网络中的摄像机、喇叭、对讲等设备。当出现信号消失、私自跨区域行为、拆卸或剪断腕式标签等行为时，摄像机立即捕捉并记录现场情况，中央控制室声光报警提示，管理人员根据现场情况使用对讲，通过该区域的喇叭或对讲进行管理。

图2 基于RFID技术无线传感网络基本结构

服刑人员佩带电子腕表或电子脚表，通过接收器可以将佩带人员的移动速度、方位、高度、生命体征（温度、脉搏）等信息通过网络发送给计算机，通过对信息整合、分析实现对服刑人员的有效管理，这种技术现已被欧美等各发达国家广泛应用于监狱管理，实践证明这是一种非常高效可靠的管理技术。2.安全预警管理

一是劳动现场的安全预警管理。服刑人员在车间劳动，可以对其进行位置固定，对车间信号进行监控，针对不可跨区域的特定人员进行自动识别，并通过对讲发出提示，并对跨区域人员采取相应的措施。

对服刑人员人头数的清点，可设定一定的时间间隔定期由系统向干警发出服刑人员人头数的多少，避免了由人去清点的麻烦。

二是监舍、卫生间的安全预警管理。对每个房间的信号进行监控。针对卫生间进行时间监控，防止犯人在里面的异常行为造成人员伤害，尤其是夜间警力减少时。在楼道中布设的RFID读写器和摄像机可对人员行走路径进行简单的路径描述，或对服刑人员的速度、高度进行限定，防止晚上出现聚众斗殴、或通过卫生间的漏水管进行上吊自杀，防止犯人借助下水道、楼房间的管道、电线、烟筒等方式逃脱。只要出现信号消失、不在设定的读写器读取范围（或被其他读写器读到）、剪断、拆卸等异常行为信号，总控制室可马上出现声光报警，并在监控屏幕显示该区域的监控画面。方便管理人员及时阻止事态的进一步发生。

三是干警办公室的安全预警管理。在干警的办公室安装RFID读卡器，并设置一定的时间规则，对在超出这个时间段进入干警办公室的服刑人员进行预警管理，通过现在安防网络中的视频、喇叭或警号给以警示，并将实时图像联动到监控中心，并对此作出相应的的预警处理。

四是放风场所的安全预警管理。对放风场所范围内信号进行监控，当出现非法越界、信号消失、拆卸等异常信号时，总控制室可对信号特征立即做出反应，并采取相应的处置措施。

五是监区医院的安全预警管理。对服刑人员由于生病而对其生命体征（温度、脉搏）等信息的监控，可以使医护人员及时地处理生命休征处于不正常的人员，有效地防止服刑人员在监狱死亡的后果；在医务室的门口内外和室内安放读写器、摄象机和喇叭，方便对犯人进出医院、进行门禁时间和行动范围管理。

六是会见室的安全预警管理。在会见室的门口内外安装读写器、摄像机和喇叭，用于进出门时的门禁时间管理。发现任何异常信号，中央控制室人员可马上通过对讲提醒现场人员。

七是监狱大门的安全预警管理。当犯人试图化妆、隐蔽、强行通过监狱门口时，读写器读取到非法进入该区域的腕式标签信号，向后台中央控制室发出报警提示，同时摄像机主动拍摄现场情况。中央控制室通过对讲器对该区域实时喊话。

八是围墙周界的安全预警管理。在监狱围墙与隔离栏之间，加装RFID读写器、摄像机和喇叭。RFID读写器会将企图靠近隔离栏的无接近权限人员腕式标签信号发送到总控制室，并发出警报提示，管理人员根据同时启动录像的现场情况做出反应。

九是狱警遇袭的安全预警管理。当犯人越狱挟持或伤害狱警时，狱警可迅速按下腕式标签上的按键报警。当事态紧急来不及按腕式标签报警时，通过身体的跑动或激烈抖动促使携带在狱警身上的震动标签发出震动报警信号，该区域的读写器读取到震动或按键报警信号后，后台中央控制室发出声光报警，显示器同时自动弹出该区域摄像机拍摄的画面。3.服刑人员的活动规律分析

一是服刑人员的人际关系分析。系统根据捕捉到的服刑人员的活动轨迹，利用系统平台软件对服刑人员的人际关系进分析，进行亲疏关系对比，由此可以掌握服刑人员经常与哪些人在一起，是否是个人独处，从而为我们对服刑人员的管教具有针对性和目标性。因为人际关系健康与否，很大程度上影响服刑人员的身心健康，分析服刑人员的人际交往,对培养服刑人员的健康人格、融洽人际关系、创造良好的改造氛围起到很大的作用。

二是服刑人员的活动区域分析。对服刑人员的活动区域进行分析，我们可以了解这个服刑人员的频繁出入的区域，及逗留的时间，我们就可以对此名服刑人员进行严密重点监控，以防止不利于监管安全的事情发生，同时，对严管级服刑人员，重点管理、重点监控，严格限制活动区域，如超出某一规定区域就发生报警动作。

二、利用光纤传感技术解决周界问题

周界是指监狱的高围墙，是监狱与社会隔离的最后一道屏障，如何利用现代的科学技术管理好这道屏障，做好基于光纤传感技术的周界防护应用，一直是摆在我们面前的一道课题。光纤传感技术是现代通信的产物，是随着光纤及通信技术的发展而逐步发展起来的一门利用光纤本身作为传感器崭新技术。

图3 光纤传感器的基本构成

全光纤周界监控预警系统由监控器、主控仪、引导光缆、传感光缆和外部组件这五大部分组成。其中，系统监控器、主控仪位于中心监控室内，引导光缆、传感光缆和外部组件安装于室外，可根据需要设置分控制中心。

其原理是将光源的光经过光纤送入调制区，在调制区内，外界被测参量与进入调制区的光相互作用，由于光纤中的模态损耗和相位能够随着弯曲、微弯、压力、拉力、温度以及其它环境因素的变化而变化，从而使光的光学性质，如强度、波长、频率、相位和偏振态等发生变化，成为被调制的信号光，再经过光纤送入光探测器，并经过解调而获得被测参数。1.光纤传感器的应用优势

与传统的电传感器相比，光纤传感器在传感网络应用中具有非常明显的技术优势，体积小、重量轻、具有非常好的可靠性和稳定性；无源系统、能源依赖性低，可大大节省供电设备与线路的成本，适合长距离使用；抗电磁干扰、抗腐蚀，完全不受雷电影响，能在恶劣的化学环境、野外环境及强电磁干扰等场所下工作；无辐射、无易燃易爆材料、防水、环保等。2.光纤传感技术在监狱管理中的应用

系统可使用单根光纤(光缆)作为传感传输二合一的器件，通过对直接触及光纤(缆)或通过承载物，如覆土、铁丝网、围栏、管道等，传递给光纤(缆)的各种扰动，进行持续和实时的监控。采集扰动数据，经过后端分析处理和智能识别，判断出不同的外部干扰类型，如攀爬铁丝网、按压围墙、禁行区域的奔跑或行走，以及可能威胁周界建筑物的机械施工等，实现系统预警或实时告警，从而达到对侵入设防区域周界的威胁行为进行预警监测的目的。为了精确定位，只需获取光纤的准确长度，再根据现场情况将光纤长度距离换算为实际距离，在报警信息中得到准确可靠的定位精度，从而实现远距离安全保障系统的定位报警功能，通过系统提供的入侵地点的位置。

系统可根据各种周界的不同需要而采用不同的光缆敷设方式：隐蔽地埋、围栏、围墙敷设，明敷、隐蔽敷设皆可。

一是全天候实时监测。在监狱围墙的四周铺设光纤，与现有视频监控技术联动，可在光纤敷设区域全程任意点全天候不间断地实时监测，一旦发现异常情况，监控中心即可立即显示异常情况的监控画面，提醒我们及时处理。

二是侵入点定位显示。在判断有威胁侵入行为发生时，系统根据光信号调制分析，可以实时对侵入行为发生点进行定位，在监控中心系统自动显示当前侵入点的具体位置，从而便于管理人员对目标明确地及时采取有效措施，制止侵入行为后续事件发生。

三是自动模式识别。对非危害性环境干扰如雷鸣、鞭炮、汽车鸣响、雨声等进行识别，做出无害判断；对走路、攀爬、触摸、挖掘等侵入行为并报警。四是重要部位语音监听。对于局部高危区域，系统可实现语音监听和记录。该功能完全无需采用电或金属的传感器，仅用光纤即可实现，丰富了用单一光纤实现监控系统的功能和防护等级。