物联网RFID数字油田解决方案（精选5篇）
1.物联网RFID数字油田解决方案 篇一
物联网RFID实践教学创新模式研究
摘 要：文中介绍了侧重不同学科建设的物联网RFID实践教学体系，提出了物联网工程专业RFID课程实践教学开展的创新模式，并以RFID基础理论结合应用系统实例，从基础理?验证、硬件设计、软件设计和应用系统集成方面对RFID事件教学体系进行划分，说明了该模式的思路和具体实践内容。该实践教学创新模式的开展，提高了物联网专业学生的实践能力，奠定了物联网创新型人才的培养基础。
关键词：物联网；RFID；实践教学；创新模式
中图分类号：G451；TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2017）05-0-02
0 引 言
射频识别（RFID）是一种自动识别技术，利用空间电磁场实现信号的非接触传递，达到识别目标信息的目的。随着通信技术和半导体制作工艺的发展，微波领域的RFID应用越来越广，而作为物联网工程专业核心课程之一的RFID技术，对物联网感知层感知水平的提高起到关键作用，物联网工程专业实践教学开展的质量对培养复合型工程应用人才质量的影响至关重要。但大多院校物联网实践教学均围绕传感器、无线传感网络构建分析和RFID基础理论验证开展，正确把握物联网各专业课之间的联系特点，同时设计好其实践教学环节已成为各高校需要关注的问题。RFID实践教学体系
物联网是一个涉及计算机软件、电子信息、通信工程和信息安全等专业知识的学科，需要对以上各专业技术集成创新。RFID基础理论包含了上述各专业知识，但又是一个独立的完整体系架构，其实践教学是整个物联网专业实践教学环节的重要组成部分，由于各高校侧重学科不同，RFID实践教学的开展也不相同，大致可分为以下3类：
（1）通信类实践。RFID实践教学主要依托通信知识开展，包括电子标签和读写器通信编解码方式的实验、调制解调的实验、无线传感节点通信实验等，课程设计和毕业设计等实践也均围绕通信技术开展。
（2）计算机软件类实践。RFID实践教学以软件类为主，主要包括通信协议分析实验、防碰撞算法验证实验、编解码算法编程实验等，课程设计和毕业设计为中间件开发、应用系统软件设计等。
（3）电子类实践。RFID实践教学主要以电子信息类为主，包括电子标签读写实验、电子标签和读写器阻抗匹配实验、射频电路仿真实验等，课程设计和毕业设计为RFID阻抗匹配网络设计、读写器电源设计、读写器射频电路设计、射频频率跟踪系统设计等。RFID实践教学体系结构如图1所示。物联网RFID实践教学创新模式
由于物联网涉及多项专业知识，所以RFID实践教学模式不应是某一类专业的教学，应当综合通信专业、计算机专业和电子专业的实践，以通信专业知识理论验证为基础，电子专业硬件设计制作为平台，计算机应用软件设计为目标，贯穿RFID实践教学体系，才能把众多专业知识在RFID课程中融会贯通，达到比较全面的实践目的。和以往依托院校特色专业为基础的物联网专业实践教学开展模式不同，RFID实践教学创新模式体系构建如图2所示。
（1）基础理论验证，主要为RFID通信技术基础理论的验证实验。包括RFID通信模型中的各种编码解码波形观察分析对比，常用调制解调算法的实现和波形观察，125kHz/13.56 MHz/900 MHz RFID标签内容在不同标准体系下的读写实验以及RFID天线频率、方向性、阻抗和稳定性仿真分析。其中编解码、调制解调和电子标签读写实验可由RFID综合实验平台的试验箱实现，天线特性仿真分析可由HFSS或者MWS等仿真软件实现。
（2）硬件设计，主要为RFID读写系统部件的设计。包括电子标签和读写器的设计，其中电子标签的设计主要为天线设计，读写器设计主要为射频电路和天线的设计，可以按照模块分次完成，也可以课程设计的形式进行实践教学。
（3）软件设计，主要为读写器读写程序的设计和防碰撞算法的实现。包括低频和高频的读写器数据存取程序设计或者仿真，ALOHA及其改进算法以及BTS算法的仿真和观察。
（4）应用系统集成，主要为RFID通信系统的综合应用设计。包括利用单片机或DSP实现抑或其他基于无线通信技术的应用系统设计，如单片机控制的RFID标签汽车防盗系统、考勤系统和一卡通信息读取系统的设计。可以以课程设计或毕业设计的形式进行实践教学。
RFID实践教学体系基础理论验证实践平台如图3所示。RFID实践教学创新模式实施应注意的问题
RFID实践教学创新模式的实施应注意以下几个问题：
（1）理论教学相关知识的完善。为实现RFID实践教学开展的有效性，与其相关专业知识的补充十分必要，主要包括通信基础理论、无线通信技术、电磁场电磁波技术、微波技术和天线理论等基础知识，而这在一定程度上取决于培养计划的保障。
（2）实践教学设备的配置。实践教学开展的好坏直接受制于其配套设备，RFID实践教学创新模式实施的必要设备包括具有通信编解码和调制解调功能的综合开发平台、RFID标签制作综合试验箱、电磁场电磁波或天线特性分析软件和不同频段的RFID读写器等硬件设备。
（3）实验室师资队伍建设。物联网RFID课程涉及多专业、多学科，单一学科的实验室人员无法胜任学生实践教学的指导，因此应加强实验室师资队伍的建设，由专业课老师来指导学生的实践教学。结 语
物联网RFID课程是一个涉及多专业知识的学科，本文分析了目前依托特色专业的RFID实践教学体系结构，提出了物联网RFID实践教学创新模式，并说明了其实施应注意的问题，为RFID实践教学的有效开展奠定了基础。
参考文献
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2.物联网RFID数字油田解决方案 篇二
物联网可定义为利用射频识别、GIS技术、感应装置、扫描仪等传感器设备, 遵循统一的通讯协议, 将任意的物品通过互联网连接起来, 信息可在物联网中实现传递和交换等操作, 通过处理中心的统一管理实现智能化数据采集、传输、存储、处理、识别、定位、分析的网络系统。物联网的概念是在1999年提出的, 物联网就是“物物相连的互联网”。
物联网可分为三个层次, 即:感知层、网络层、应用层。第一层感知层由各种传感器和传感器网管构成, 负责数据的采集和感知, 主要用于物理世界中发生的事件和数据;第二层是网络层, 负责传递和处理感知层获取到的信息, 用来数据的传送和运算。网络层用于实现连接功能, 能把从感知层获得的信息无障碍、高效率的进行传输。第三层是应用层, 在两层数据采集和传输的基础上, 对数据进行处理分析, 从而为各种终端提供相应的应用服务。是物联网和用户的接口, 与行业需求结合, 实现物联网的智能应用。
在物联网体系架构中, 三层的关系可以这样表示:感知层可表示为人眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢。网络层相当于人体的中央处理器—大脑;应用层相当于人的具体行动。物联网技术框架图见图1。
二、数字化油田
所谓的数字化油田指的是通过一定的模型和方法将实体的油田进行抽象化, 得到的存在于计算机中的模拟油田。数字化油田实现了对实体油田的综合管理, 它包含了油田的各种人文以及自然的数据信息, 管理员可对数字化油田进行查询、浏览和交互等操作。油田中的各种生产信息与其所处的地理位置具有较强的联系性, 通过对油田相关信息的快速获取和分析, 油田可实现快速应答和反映机制, 提高企业的管理能力。通过数字化油田的管理, 可提高企业内部各部门之间的油田信息通讯、管理和整合能力。数字化油田的目标在于建立一个完整的油田信息采集、处理、应用体系, 同时在实现数据信息共享后, 应当面向石油探测、开发、采油设备建立、石油运输等企业综合管理的各个环节, 建立一个综合的油田数据管理系统。数字化油田管理系统应当与其它专业的系统进行一定和借鉴和融合, 利用虚拟现实的技术实现对油田信息的可视化显示, 使油田的管理更加直观和便利, 通过优化的智能分析方法, 数字化油田管理系统可为油田企业的综合管理提供强大的信息支撑。
数字化油田的建立是基于信息通信技术的。数字化油田体系中, 数据信息的传递通信是相当重要的一个环节。数字化油田融合了计算机技术、数据库技术、通信技术等多个领域的专业技术, 实现了油田企业管理的网络化、数字化、可视化以及智能化。数字化油田涉及到许多学科和领域的知识, 它由许多的具有不同作用的油田管理系统构成。
三、基于物联网技术的数字化油田生产管理平台
3.1 系统构建思想。
基于物联网技术的数字化油田生产管理平台是为了对油田勘探、生产管理进行信息化管理。以物联网技术为框架支撑的管理体系, 可满足油田的常规生产和经营、设备监控、成果可视化, 具有油田生产数据信息自动采集、通信、储存以及分析处理等功能。该体系可实现油田的跨地区管理, 可将油田勘探、开发、生产以及销售中的各个环节有机结合起来, 还可实现油田生产数据的综合智能化、可视化管理, 对生产过程进行动态实时监控。
数字化油田生产管理平台建立时, 在框架上遵照物联网的三层技术结构。在数字化油田管理平台的感知层中, 通过安置在油田阀组间、联合站、油井、输送管线等地方的传感器和监控器, 实时动态采集生产信息数据, 并将数据统一管理起来;在数字化油田管理平台的网络层中, 生产数据信息通过有线 (电缆、光纤等) 或无线 (GPRS/CDMA) 的方式发送至综合管理服务器中, 然后进行数据的分析处理等操作;在数字化油田管理平台的应用层中, 需要使用数据库技术, 计算机智能计算技术对自动采集到的油田生产数据信息进行加工、处理, 必要时可以表格、图片等信息输出监测成果, 从而实现对油田生产设备的动态远程监控, 为油田生产决策提供数据支撑。
系统主要包含三个子系统, 分别为:油田信息自动采集子系统、数据传输通信子系统、油田生产管理子系统。其模型框架见图2。
3.2 油田信息数据自动采集子系统。
该子系统主要负责油田生产信息数据的自动化采集, 对应于物联网的感知层, 该模块中的监测仪、传感器等数据采集装备安装在油田的各个地方, 主要包括:油田注配间、中转站、油井、站库等主要的生产站点。数据采集设备实时动态采集油田的生产信息数据, 然后将数据汇集到DTU、RTU等控制器中, 进行数据的统一解析、上传、处理、为平台的应用系统提供可靠、稳定的数据来源。
注水井数据自动采集:在油田的水井中应当安装流量和压力传感器, 从而实现对水井中的汽油压力、注入流量等数据的自动采集。除此之外, 还应当在水井中安置远程控制的自动注入装置, 对注水井中水量进行远程调节和控制。配注间数据自动采集:配注间内的管线上应当安装流量传感器和水压传感器, 采集总的水压以及流量数据。
3.3 数据传输通信子系统。
数据传输主要分为有线传输和无线传输两种方式。有线传输指的是利用电缆、光纤实现数据的通信, 其特点是传输稳定可靠, 但是投入成本较高;无线通信指的是利用GPRS/CDMA或专用网络等方式进行数据传输, 其特点是传输方式灵活, 但传输信号易受到外界干扰。在数字化油田系统中, 应当结合两种通信方式的特点, 在不同的位置选择合适的数据传输方式。在电缆、光纤容易铺设的作业区域, 则采用有线通讯方式, 以保证数据信息的稳定可靠传输;在单井位置, 则可以采用McWill无线宽带或GPRS/CDMA网络完成数据传输。
3.4 油田生产管理子系统。
该子系统中我们采用B/S的构架体系, B/S体系安全性能较高。而油田数据的综合管理是采用的Oracle数据库。生产信息管理系统应当实现模块化, 需要建立的主要模块包括:站库运行管理模块、油水井运行管理模块、设备维修模块、管线运营管理模块、GIS自动监控模块等。通过软件平台的开发, 实现油田生产信息自动计算、分析处理, 作业区域实时监控, 油田生产设备远程控制, 错误预警机制, 报表自动生成等功能。
四、结束语
将物联网技术应用数字化油田中, 可实现自动数据采集功能, 智能化数据处理分析功能, 监测设备远程无线控制能, 远程监控功能以及智能化决策功能等, 适应了油田现代化、信息化管理的要求。基于物联网技术的数字化油田生产管理平台是一个集成系统。该系统包含:油田信息数据自动采集子系统、数据传输通信子系统、油田生产管理子系统, 实现了油田信息数据的自动采集、传输、处理、储存、输出以及可视化。
摘要：本文对物联网技术及其框架结构做了简要介绍, 并对构建基于物联网技术的数字化油田管理平台进行了研究, 介绍了该系统的原理及框架体系。
关键词：物联网,数字化油田,框架结构,信息化管理
参考文献
[1]韩卫国.物联网背景下的数字化油田站控系统[J].工厂自动化, 2012.
3.RFID,从电子钱包到物联网 篇三
而一个月前的2月6日，中国移动推出了最新的手机支付，北京移动的客户只需要在当地的移动营业厅将手机卡更换为RFID－SIM卡，并为与SIM卡绑定的电子钱包充值，就可以在物美和美廉美超市的收银台刷手机结账了。
手机支付只是RFID的一个基础应用，RFID将支撑整个物联网产业从虚幻的概念到切实的应用。
RFID是Radio Frequency IDentification的英文缩写，即射频识别，又称电子标签，是一种非接触式的自动识别技术。它通过无线电讯号识别特定的目标，并读写相关的数据，而不需要识别系统与这个目标有机械或者是光学接触。它无须人工干预，可用于各种恶劣环境，可识别高速运动的物体，可同时识别多个标签，操作快捷方便。第二代身份证、奥运门票都内置RFID芯片，而高速公路上的ETC电子不停车收费系统也使用了RFID技术。
埃森哲实验室首席科学家弗格森认为RFID是一种突破性的技术：“第一，可以识别单个的非常具体的物体，而不是像条形码那样只能识别一类物体；第二，其采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据，而条形码必须靠激光来读取信息；第三，可以同时对多个物体进行识读，而条形码只能一个一个地读。此外，储存的信息量也非常大。”
中国移动推出的RFID－SIM卡类似于北京等地的公交一卡通卡，通过内部集成的RFID芯片记录手机钱包的余额，交换刷卡消费的数据。商户的手机支付POS机就是阅读器，而消费者手机的RFID芯片就是标签。事实上，公交一卡通卡，也内置RFID芯片，而不同的是手机钱包可以通过移动运营商与银行的合作，实现无线充值和远程结算，这样从充值到消费的所有过程都可以通过一部手机来完成。
实际上通过RFID手机，移动运营商起到了一个消费支付平台的作用，这有点类似于在电脑上使用淘宝的支付宝、腾讯的财付通等互联网第三方支付平台。但是手机的普及性和易用性远远超过电脑，再加上规模庞大的用户群，一旦手机支付像日本和韩国一样走向成熟，运营商的巨额的资金沉淀效益和手续费收入可想而知。运营商通过手机这个载体，将用户直接接入电子商务市场，完成电子商务的各项功能。
2010年上海世博会，我们可以携带一部安装RFID－SIM卡的手机，先去星巴克或者麦当劳“刷”机购早餐，之后刷手机乘坐地铁，到达世博园区后，刷手机验证电子门票，在场馆内参观时如果渴了，也可以在自动购物机上刷手机购买饮料和水，这就是手机支付，手机卡已经集公交卡、超市卡甚至是银行卡于一身。而这仅仅只是RFID的一个基础的应用，RFID将支持整个物联网行业的兴起。
简单地说，物联网就是“物物相连的互联网”。物联网基于互联网，其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间。物联网通过RFID装置、GPS等信息传感设备，按照对应的通讯协议，把任何的物品和互联网相连接，进行通信和信息交换，以实现智能化的识别、定位、跟踪、监控和管理。
RFID技术在物联网应用的领域非常的广泛，经常提到的包括物流和供应链管理、电子病历、邮件追踪、ETC电子自动收费系统、门禁控制、电子客票、圖书馆管理、农产品原产地追溯、钞票防伪、野生动物识别与保护。RFID技术可以实现从产品设计、原料采购、半成品和成品的生产、运输、仓储、物流、销售，甚至是退换货处理和售后服务等所有供应链环节的实时监控，准确掌握产品的各种信息，包括生产地点、出厂日期、数量、颜色、尺寸、到达地点、收货人等等。美国食物和药物管理局FDA甚至允许VeriChip公司把RFID芯片直接植入人体，让使用者不需携带卡片也可被识别。
实际上，RFID在中国也并不是个“新鲜事物”，目前许多领域都得到了实际运用。比如，北京首都国际机场三号航站楼拥有世界上最先进的行李传送系统，这套系统可以每小时分拣传送超过19000件行李，并且以每秒11米的速度高速传送，在不到25分钟的时间内就可以将每一件行李从值机柜台准确传送到远停机坪的飞机上。怎样保证行李在高速情况下不掉出传送带呢，系统将行李装入安装着RFID标签的托盘小车中，实时监测，在托盘小车飞快地驶向正确的登机口之前，旅客的信息和行李的目的地信息在瞬间已经被预先写入RFID标签中。
随着中国企业信息化的进程的推进，RFID技术将逐渐扩大到更加广泛的领域，而RFID的成本也会随着应用的推广和市场的扩大而逐步降低。
4.农业物联网解决方案 篇四
鉴于以上几个农业物联网的应用在大体上是一样的，在这我就给出一个统一的方案：
一：系统功能：
1、环境监测：针对不同的环境监测不同的指标。以大棚种植为例可监测空气温湿度、光照、二氧化碳浓度、土壤湿度、土壤PH等。
2、自动控制：针对各种传感器所反馈的环境信息，对电器设备进行控制以达到改善种植环境的效果。如当检测到大棚内光照不足时课自动开灯进行补光并，土壤湿度过低是可控制水泵喷水
3、视频监控：利用网络摄像头采集图片或视频信息，并且可以用手机或PC等终端查看
二：所需材料
主控制板、以太网接入模块、各类传感器、电机、继电器、直流供电模块、网络摄像头等
5.物联网RFID数字油田解决方案 篇五
物联网的英文名称是:“The Internet of Things”, 物联网把新一代电子技术充分的运用在各个行业中去, 总的来说就是将感应器囊入到电器网线、桥梁搭建、公路修理、建设等供水系统中去, 将“物联网”与互联网相结合, 实现物理系统与人类的整合, 在网络整合中, 能够对整合网络中人员以及机器、设备和基础设施进行管理和掌控, 使得人类可以拥有更加精细的生活与管理方式, 达到完全“智慧”的一种状态, 从而提高资源利用比率和生产力的水平, 改善人类与自然之间的关系。它是新一代信息技术的重要组成部分, 它通过RFID、红外感观器、全球定位系统以及信息传感设备, 可以把互联网与物体相连接从而使讯息与通信方便交换, 对物体完全实现智能化高度识别、跟踪及安全定位、监控和管理。物联网也被视为是互联网的进一步拓展, 实现人与机器甚至是与现实环境之间的高效的信息交互方式, 所采用的模式是更为进步的, 将信息技术与社会相结合, 在人类社会中, 信息技术已经达到了一个极高的境界。随着信息化与技术的进步, 物联网在油田生产中的作用越来越重要。
2 物联网技术构建数字化油田技术的运用
2.1 数字化油田技术
数字油田建设主要有以下3个方面组成, 传输、数据处理的发布系统、井场数据无线采集系统, 传输网络主要是指井场RTU数据到信息中心数据库。数据中心服务器主要是由数据库服务器、数据处理应用服务器及数据发布服务器这几项组成。其中最主要的任务就是处理油水井生产数据。我国“十二五”发展规划中明确指出, 石油信息化建设可以积极有效地促进物联网技术的加强、信息化与自动化的相互结合与应用, 从而建立起有特色的数字化油田去实现油田的信息化。结合我国国情, 通过自动化采集的实现和传输井场数据, 得到了一定的数据的基础搭建出的数字化油田, 实现了技术诊断与远程控制的高端需求。数字油田是以物联网技术为基础所搭建出的, 所以, 运用物联网技术构建数字化油田将具有极为深远并长久的意义, 实现了大部分买家对数字化自动交换的需求。宽带无线移动通信网络与互联网络、物联网络之间的连接和融合是最重要的发展方向, 这可以创造出新兴的产业锁链与商业模式, 促进我国经济的可持续性发展, 将我国信息化和工业化快速融合。数字化油田是一个跨学科、技术型的高端行业, 在石油行业中发挥着巨大的作用。借鉴青海油田案例, 为了实现商家间的互通互换, 在实现上位机采集软件的统一上需要一定的规范协议, 内容包括RTU通信仪表协议、现场仪表配置方法RUT和上位机通讯协议等;在使用互联网对数字油田进行建设的过程中, 需要制定青海油田专用RUT与上位机 (DCS) 通讯协议DTU协议及RUT与上位机 (DCS) 通讯协议一次仪表等相关协议。作为国内最主要的物联网应用商之一的中国电信, 及时把握机会, 对我国石油业的相关客户就物联网应用需求进行将近一年多深入的调查, 根据调研结果结合各层特点, 在10年成功研发并且推出了应用于数字化油田的物联网应用产品, 基于CDMA的油田生产监管系统。传输网络主要是由井场RTU数据到信息中心数据库的传输网络。
2.2 数字油田的意义
数字油田主要来源于数字地球, 数字地球是指在全球范围内将空间信息与地理位置进行组织与储存, 从而构建一个准确的信息模型, 能够更加迅速有效地进行使用, 满足人类的使用需求。数字油田与数字地球的不同在于范围的大小, 相比来说数字油田更具针对性, 数字油田的最主要思想是实现数字油田的自动化与信息化。为了促进油田的发展, 将现代手段转为传统手段。数字油田的发展需要自动控制技术与全面的应用计算机技术、信息技术、通讯技术、石油开采等技术、管理思想技术, 最终达到产业技术的综合提高。上到管理层下到基层员工都要进行全面的生产力以及公司产业的管理能力的提高。数字化油田体现了一个油田企业的现代化建设的能力与前瞻性。在未来, 逐渐成为一种企业和企业相竞争的手段, 从而促进了企业的可持续发展, 数字化油田是石油企业的重要组成部分, 也是企业网络化的重要标志。
3 总结
数字化油田系统是随着这几年信息技术的高速发展, 石油需求量的急剧增加和经济信息全球化的逐步加深而出现的一项新的产业技术。数字化油田是实际油田的虚拟化演变, 能够将油田中的所有人文与自然情况相结合, 人们也可以对该技术进行探索和互动。油田生产信息和地理信息关联甚大, 通过信息、基础建设来提高企业对各种关键信息的快速获取、快速反应的能力, 同时, 通过企业信息化和数字化油田的建设, 改善区域内部信息沟通、数据整合的基本能力。数字化油田的建设是石油产业现代化的具体体现, 而数字化油田建设离不开物联网技术的强力支持, 二者缺一不可, 在未来的发展过程中, 数字化油田产业将会对石油产业造成极大影响。无论是从生产效率, 还是企业管理层次方面, 都将会是一次重大的革新, 也是石油产业能够在未来世界的发展过程中, 走可持需发展的重要保障。
参考文献
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