时间:2023-10-12 10:25:58
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关键词:物联网;辐射源;RFID;GPS;GPRS;视频监控
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2013)03-0084-03
0 引 言
随着核技术和信息技术的快速发展,辐射源的应用市场日趋广泛。通过在工业、农业、医学和研究方面的应用,辐射源为人类和社会提供了巨大利益,为科技进步做出了重要贡献。同时,因辐射源管理不善而对环境和人身健康造成了严重危害。辐射源传统的监管方式为上锁、警示和人为看护等,但因人为因素导致丢失和泄漏事故比比皆是,给社会和公众安全带来巨大威胁。因此,建立一套基于物联网的辐射源安全监管系统,将辐射源与网络连接起来进行信息交换和通信,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等目标具有重要的现实意义。
1 系统总体架构
基于物联网的辐射源安全监管系统的总体架构由前端现场部分(感知层)、数据传输部分(传输层)和安全监管部分(应用层)等组成[1],图1所示是其系统结构图。其中,前端现场部分以辐射源为前提设置剂量检测、RFID电子标签识别、GPS定位跟踪、视频监控等装置,以确保辐射源出现丢失、位移和泄漏等异常情况时通过传输层向监管中心发送实时数据和状态信号并向现场本地和监管人员发送报警信号。数据传输部分是通过GPRS方式将剂量信息、电子标签信息传送到监控中心;将视频监控信号通过3G、ADSL或专线等方式传输到监控中心;将移动源位置信息通过GPS定位和GPRS传送到监控中心;将移动源视频监控图像通过GPRS以图片形式传输到监控中心。由监控中心的安全监管系统完成信息的分析处理、智能化应用服务和控制决策[2]。
2 现场前端感知层的设计[3]
现场前端感知层主要由剂量检测仪、防拆毁RFID标签、RFID阅读器、位移监测设备、高清网络摄像机及网络设备等硬件设备构成。
2.1 剂量检测
使用不同型号的测量仪对各个辐射源应用场所的辐射强度进行测量。各监测仪通过光电传感器收集被测放射源的测量数据,经过A/D转换后,测量仪将所获得的数字信号通过无线网络传输到监控中心。监控中心可以判断辐射源是否出现丢失或剂量外泄等事故。
2.2 RFID电子标签及阅读器
射频识别RFID(Radio Frequency Identification)技术是一种新兴自动识别技术,是物联网的核心技术。它采用无线射频方式进行非接触双向数据通讯以达到目标识别并交换数据的目的[12]。RFID具有远距离、同时可识别多个标签、识别速度快、标签存储容量大、数据安全等特点[10]。在本方案中,利用RFID技术,实现了辐射源防盗报警,其原理如图2所示。
如果为每个辐射源安装有效距离小于10 m的防拆毁RFID标签,并在离放射源不远处(如小于10 m)安装RFID阅读器,那么,RFID阅读器将不断地读取RFID传来的数据。一旦RFID标签被拆毁,或辐射源被移动到距离RFID阅读器超过10 m距离,RFID阅读器将不能再读取到该RFID的数据,此时就认为放射源被非法移动,报警器将自动通过短信方式向特定号码的手机发送报警信息,同时,通过GPRS或CDMA或3G网络,向监控中心发送报警信息。
2.3 GPS(Global Positioning System)全球定位系统
终端设备由GPS接收机[8]、GPRS收发模块等组成,GPS模块负责接收卫星定位(经度、纬度和海拔高度)信号,GPRS模块负责完成信息的无线传输。当移动辐射源在使用或运输过程中,为了实现GPS终端对辐射源实现可靠的远程监控[11],GPS结合GIS(Geographical Information System)地理信息系统[7]对辐射源移动的位置进行实时跟踪,GPS工作不正常时则通过GIS系统在相应的地图上标以报警信息。
2.4 位移监测
当辐射源封装体与安装位置出现非法位移时,系统将及时向监管中心和现场进行报警,以提醒现场相关人员及时采取防范措施。
2.5 高清网络视频监控
视频监控的应用占据了安防领域大部分比例,对辐射源工作现场进行全天候实时监控和录像更是必要的。尤其在一些重要场所(如水厂、电厂固定源和一些特殊需要的移动运输源),一般均采用高清网络视频监控技术。
3 数据传输的设计
GPRS(General Packet Radio Service)通用无线分组业务采用高速数据处理技术,其传输速率可达115 Kb/s,尤其是该传输方式为分组发送和传输,这意味着用户总是在线且按流量计费,因而可降低运行成本。本系统中的剂量监测数据、RFID电子标签信息、GPS定位数据(地理坐标经、纬度信息)等均可通过GPRS方式传送[4]。
通过3G/ADSL/光纤专线可传输辐射源现场或库房的视频监控图像。
辐射源视频监控图像与辐射源信息管理系统以及实时数据接收和信息交换均可通过网络完成。
通过短信报警功能,可在现场出现辐射源丢失或辐射源泄漏等异常情况时,通过手机等方式向监管人员发送信息,以便及时采取相应措施。
4 系统软件功能
基于物联网的辐射源安全监管系统主要包括辐射源信息管理系统、实时数据接收系统、辐射源实时监控系统等几个模块。其中,辐射源信息管理系统用于辐射源相关信息的管理;实时数据接收系统用于管理实时接收的数据;辐射源实时监控系统可对辐射源进行视频监控和实时剂量检测,并在发生事故时实时报警。
4.1 辐射源信息管理系统
辐射源信息管理系统可以分为涉源单位信息管理、辐射源信息管理、辐射源生命周期管理、电子地图、专业技术人员管理、数据查询统计等六部分。
涉源单位信息管理完成对涉源单位的基本信息注册登记、管理和查询。
辐射源信息管理用于完成对辐射源基本信息的管理和查询统计。
辐射源生命周期管理完成环评登记、申购申请、竣工验收、执法监察、送储报废等流程的统一管理,用户可查询其监管流程、历史剂量监测数据、执法监察和巡检数据、事故措施和应急预案等管理。监督辐射源的转移情况并跟踪每个辐射源在其使用寿期终了时的去向,使所有辐射源长期得到监管和控制。
系统提供电子地图功能,地图标注所有固定使用辐射源和存放辐射源的位置,标注移动辐射源和运输辐射源应行驶路线,电子地图显示各种辐射源包括移动、运输辐射源的当前位置。可按需提供专题图分析功能,可通过点击电子地图上的各监测点直接查阅企业信息和辐射源信息。
专业技术人员管理即对专业技术人员进行管理。
数据查询统计包括剂量检测数据、报警信息、GPS定位信息等的历史数据查询和对各种历史数据进行统计、分析和汇总并生成报表,为事故分析和决策提供依据。
4.2 实时数据接收系统
实时数据接收系统主要实现的功能:一是实时接收剂量监测数据、RFID电子标签状态信息、GPS地球定位坐标数据,并存储到数据库服务器中;二是对接收到的数据进行处理,并增加日志记录功能,若发现异常需要报警时,则通过短信平台将报警信息发送到相关人员手机上;另外,实时数据接收系统还具有数据补传功能,可对网络故障情况下未及时上传的数据进行补传。
4.3 辐射源实时监控系统
辐射源实时监控系统分为视频监控、实时剂量检测和实时报警功能三部分。
视频监控用来实时显示现场各个点的视频图像,具有视频录像、图像抓拍功能;对装有云台的摄像机可实现远程控制[11];视频监控图像可在手机移动办公系统中直接查看。
实时剂量检测用来读取实时数据接收系统获取的剂量检测数据。
系统具备多种报警管理功能,以各种方式通知相关人员采取相应措施,为事故应急处理争取时间,有效降低危害程度。能够以声光进行现场报警,以电话、短信、邮件、视频等多种方式进行远程报警;具有剂量超标报警、辐射源位移报警、源丢失报警、源泄露报警、移动源偏离预定路线报警、非法破坏等异常报警;具有报警信息统计、查询、汇总管理等功能。
5 结 语
经试运行表明,本系统数据采集准确,通讯传输流畅,工作稳定可靠,各项新技术的功能和性能特点在项目应用中能得到充分体现,可实现辐射源安全监管的功能,并达到设计要求。
参 考 文 献
[1] 陈龙.物联网信息安防[J].物联网智慧城市,2011(2):21-24.
[2] 邹雪城.物联网核心价值是应用服务[J].物联网智慧城市,2011(2):61-66.
[3] 马纪丰,浩荡.物联网感知层信息安全分析与建议[J].现代电子技术,2012, 35(19):76-78.
[4] 薛琳,魏兰磊,朱述川,等. 基于GPRS和RFID技术的门禁控制系统[J].电子技术应用.2012, 38(6):145-148.
[5] 董宇,杨强,颜文俊.基于Nrf905 和 GPRS 的智能家居电监测系统[J].电子技术应用,2012,38(9):78-81.
[6] 宋继伟.射频识别领域标准化发展动态[J].信息技术与标准化,2012(8):46-48.
[7] 曾国奇, 李思吟,韦志棉,等.基于GIS城市的电磁环境仿真平台实现[J].电子技术应用,2012,38(9):134-137.
[8] 张书南.基于GPS的高稳定频率源设计与实现[J].电子技术应用,2012,38(1):77-79.
[9] 颜元,武岳山.多标签快速识别算法研究与改进[J].电子技术应用,2012,38(1):81-84.
[10] 钟经伟.基于RFID技术的智能景区系统设计与实现[J].现代电子技术,2012,35(16):8-11.
关键词:物联网 物流金融 安全监管
中图分类号:F252
文献标识码:A
文章编号:1004-4914(2017)01-166-02
物流金融是金融机构与物流企业的合作,在供应链运作过程中向客户提供的结算、融资和保险等相关服务的统称,其核心是物流融资(狭义上物流金融指的就是物流融资),即银行等金融机构通过与物流企业的合作创新,以企业所从事交易项下的担保品为依托,对企业资金投放、商品采购、销售回笼等经营过程的物流与资金进行锁定控制或封闭管理,依靠企业对处于银行监控下的商品和资金的贸易流转所产生的现金流实现对银行授信的偿还。随着物流金融近年来的高速发展,市场规模已达到了较高层次,同时也暴露出了一些问题,特别是物流金融产品的安全监管问题。物联网在互联网的基础上,将用户端延伸和扩展到任何物体,进行信息交换和通信,实现人和物体“对话”,物体和物体之间“交流”,具有全面的信息感知、无缝的互联协同、高度的智能化等特点,将其应用于物流金融安全监管,有助于物流金融产品信息获取更加实时、快捷、准确,产品动态信息的传递、共享更加精确,供应链指挥决策更加智能、科学,在一定程度上提升了物流金融产品的安全性。
一、物联网技术特征
物联网的定义是,通过射频识别(RFID)、传感器、全球定位系统、激光扫描系统等信息传感设备,按照约定的协议,把任何物体与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。其英文名称为The Internet of Things ,由该名称可见,物联网是“物与物相联的网络”,其基础和核心仍然是互联网,但相比于传统的互联网,物联网还有其自身的技术特征:
(一)全程性
物联网上部署了海量的多种类型传感器,每个传感器都是一个信息源,不同类别的传感器所捕获的信息内容和格式不同。传感器具有实时性,按一定的频率周期性地采集信息,不断更新数据,物联网可以说是各种感知技术的广泛应用。通过物体上的传感器,物联网对物与物、物与人之间传递的各个环节进行跟踪,对物体的流通进行精细的管理,实现物体之间、物体与人之间信息交换和通信的全程监控与管理。
(二)技术性
物联网技术的核心与基础仍然是互联网,通过各种有线和无线网络接入互联网,将物体的信息实时准确地传递出去。物联网上传感器定时采集的信息需要通过网络传输,由于其数量极其庞大,形成了海量信息,在传输过程,为了保障数据的正确性和及时性,必须适应各种异构网络和协议,并运用先进的信息技术与数据挖掘识别技术,以实现物联网络稳定高效运行,因此物联网具有高技术性特征。物联网络的构建不仅要以互联网技术为基础,还要综合各种传感器数据获得与处理技术,运用大数据处理理念,融合互联网与先进数据处理手段的优势,真正实现物与人、物与物之间的实时精准“沟通”和“对话”。
(三)智能化
物联网不仅仅提供了传感器的连接,还能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合,利用云计算、模式识别、大数据等各种智能技术,扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据,以适应不同用户的不同需求,发现新的应用领域和应用模式国。所以物联网本身也具有强大的智能处理能力,不是一般意义上的信息网络,而是物与物、人与物的智能链接。
二、物流金融安全监管应用物联网技术的需求与条件分析
结合物联网技术特征,在物流金融安全监管全过程,通过传感器、射频识别技术、全球定位系统等技术和各类可能的网络,对物流金融业务过程实施智能化感知、识别和管理,物流金融安全监管应用物联网技术应当具备三大特点:一是全程性,要对物流金融业务全过程实施管控,而不是局部或部分;二是技术性,要全面应用物联网技术,实现物流金融业务的“可知、可视、可控”;三是智能化,不是一般意义上的信息网络,而是物与物、人与物的智能链接。
(一)物流金融安全监管应用物联网技术的需求分析
1.降低物流金融业务过程信息不对称的需要。随着物流金融行业的加速发展,物流金融模式越来越复杂化,物流金融业务过程涉及的利益主体更加多元,物流金融产品信息层级逐渐递增,准确及时的信息获取愈发困难。准确及时信息的获取来源于产品流通过程的精确管控,物联网是实现精确管控先进、有效的技术手段。物流金融安全监管应用物联网技术,可以从产品信息采集、信息联通、信息管理、信息决策等全过程,以信息流调控物流,大幅提升动态信息的抓取效率。因此,从降低物流金融业务过程信息不对称的角度出发,客观要求在物流金融安全监管业务领域应用物联网技术。
2.降低物流金融服务违约风险的需要。物流金融服务主要涉及三方即金融机构、供应链企业、第三方物流提供商。第三方物流提供商选择是物流金融服务能否成功的关键。但目前我国的物流企业鱼龙混杂,好坏参差不齐,一些物流企业的资产规模、信息化能力、内部管控等方面存在不少问题,特别是对供应链环节的管控,使得物流金融面临较大的失》缦铡N锪鹘鹑诎踩监管应用物联网技术能在很大程度上增加信息获取的准确性,减少物流金融违约情况的发生。
3.提高物流金融安全监控效率的需要。当前,物流金融安全监控技术已经较为落后,信息化程度已不能跟上物流金融发展的步伐,严重影响了物流金融安全监管的效率。物联网技术作为新兴的先进技术,对物与物、物与人之间传递的各个环节进行跟踪,对物体的流通进行精细的管理,将其应用于物流金融安全监管过程,能够较好地实现物流、信息流、资金流的有效整合,形成以信息互联互通为核心,数据集成交互为纽带,有线无线随机链接的安全监管体系。因此,物流金融安全监管应用物联网技术有利于从技术上突破物流监管瓶颈,促进物流金融安全监管的科学高效开展。
(二)物流金融安全监管应用物联网技术的条件分析
物联网技术虽然在我国提出的时间较短,但是经过几年的发展,已经形成了较为成熟的技术体系。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,把传感器、控制器、机器、人员和产品等通过新的方式联系在一起,形成人与物、物与物相联,实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。物联网技术具有全程性、技术性与智能化的特征,能够对质押品在供应链中动态信息进行全程监控,实施精确远程管理,及时发现异常情况,排除安全隐患。物联网技术网络以全程记录的供应链信息为依托建立风险数据库,其中不仅包含了质押品的物流与资金流信息,还包含通过实际调研所获得的大部分风险类型,以及相应的风险解决方案。通过风险数据库就能实现风险的基本应对,尽可能的降低风险,提高物流金融产品的安全性。物联网的整个技术体系与运作方式,为物流金融安全监管业务应用物联网技术提供了经验帮助和技术支持。物流金融安全监管按照物联网运作要求,进行设施设备建设,优化信息流程设计,完善技术接口和模块嵌入,具有良好的基础和依托,能够较快的实现技术的投入使用,尽快发挥物联网技术在安全监管方面的应有作用。
三、加强物联网技术在物流金融安全监管应用的对策
物联网技术应用于物流金融安全监管方面已经具备一定的技术与环境基础,2012年,中国物流金融服务平台在这个基础上应运而生,于2014年6月正式上线,并且以快速大踏步的节奏发展壮大。目前已整合了包括货权登记、物联网监管、仓储管理、仓单流转、现货交易、存货质检、价格预警、价格保险、征信融资、不良处置等全过程的物流金融产品链条,并形成了一个开放型的合作平台,吸引了成熟产品和成熟用户服务平台的资源聚集。但当前第三方物流企业在运用物联网技术方面,软硬件配套上还存在一定差距,需要进一步加强建设。
(一)加强物联网技术应用于物流金融安全监管的总体设计
物联网实现的是人与物、物与物的智慧“沟通与交流”,是多种力量的整合,将物联网技术应用于物流金融安全监管过程,需要将物与物、物与人信息交互的各个环节统一为有机的整体,并保持其内部的顺畅流通。应用物联网技术,实现物流金融安全监管信息化与智能化,提升物流金融产品供应链的安全性,必须加强总体设计,构建智慧物流金融安全监管“大脑”,从源头增强物流金融安全监管的分析判断能力、决策指挥能力和协调控制能力。着力建设物流金融安全监管物联网运行平台,借助“智能化”的物联网管控系统,实施辅助决策、管控指令,实现对物流金融安全监管各环节的协调控制和决策指挥。健全物流金融安全监管物流规划和决策指挥制度,实现供应链信息的综合分析、流通环节的集中控制、运行流程的决策优化。
(二)加大物联网技术应用设施设备建设力度
物联网技术应用于物流金融安全监管除了要研制贯穿全流程的信息系统之外,还应当分系统重点推进一些信息工程建设,以具体任务为牵引逐步建成物联网系统。为了积极配合物联网技术应用于物流金融安全监管,有必要按照物联网技术的要求,加大物联网技术应用设施建设力度,从智能感知技术应用、自动仓储系统建设、运输调度可视化建设、信息标准体系建设、数据中心建设等方面,集中人力、财力、物力进行突破,全面构建物联网系统,开发和购置相配套的设施设备。在物流金融安全监管全过程,借助先进的物联网设施设备,整合不同的技术解决方案,使产品信息(物资的运动轨迹、存放状态)和供应链信息(数据的采集、存储、组织、访问控制和分析)互联互通,实现物流金融全程可视可控,从而有效提高物流金融安全监管的安全性。
(三)加快物联网技术人才业务能力培训
为保障物流金融安全监管工作的顺利高效开展,第三方物流企业应加快物联网技术人才的培训和建设工作。(1)结合物联网技术在物流金融安全监管过程的实际运用,构建适应第三方物流企业的基于物联网技术的安全监管模式,明确物联网运用的技术标准,规范安全操作手册。(2)着力培养精通物联网技术的技术员,掌握物联网设施设备的操作流程,严格依照流程科学高效运用物联网设施设备进行物流金融管控,提高物流金融安全监管效率。(3)加强物联网技术研发工作,结合物流金融安全监管业务工作实际,对物流金融安全监管中的物联网设施设备以及相关技术进行相适应的研究、设计和开发,规范物流金融产品标准化编码,建立基于物联网技术的物流金融安全监管业务处理平台,促进物联网技术应用于物流金融安全监管工作的不断深化。
⒖嘉南祝
[1] 李严锋.物流金融[M].北京:科学出版社,2008
[2] 黄玉兰.物联网射频识别(RFID)核心技术详解(第二版)[M].北京:人民邮电出版社,2014
[3] 李美艳.金融物流的变迁与发展模式研究[D].西安建筑科技大学硕士学位论文,2012
关键词:军事物联网;装备管理;安全体系;RFID;无线传感器
中图分类号:TP212;TP309 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2016)10-00-05
0 引 言
近年来军队信息化建设快速发展,新型智能化装备大量涌现,其应用范围从封闭的军用专网扩展到开放的移动无线网络[1]。部队装备管理的难点正在从管理少数核心级装备转移到管理适用范围更广的普通智能装备。新型装备管理模式需要对在野外遂行执勤、处突等作战任务中的关键装备的出入库情况、在位应用状态进行监管,并进一步推广到装备的贮存、定期检查、报修、退役等环节的信息自动采集与管控。
在军事装备管理领域,一些研究工作探讨了我军装备管理思想的发展演变[2]、中外装备管理体制和模式的差异[3]。更多的研究则关注如何建设信息化装备管理系统,例如基于IC卡、RFID和军事物联网等新兴软、硬件技术构建武器装备智能监管系统及管理体系[4,5]。但由于安全问题的制约,目前我军在战地环境中的装备管理能力还比较弱。
部队在遂行执勤作战、反恐处突、抢险救灾任务时,通常处于野外的恶劣环境中,特别是在发生了地震、水灾、强热带风暴等灾难后,通信网络设施可能被部分摧毁,从而导致无法通过固定网络即时掌握前方装备的在位情况和运行状态。必须借助具有移动性、便捷性的物联网实现对所使用的重要装备进行实时、连续、精确的现场监测与管控,以保证紧急任务或救援行动的顺利进行。
论文研究战地环境中军事装备的安全监管问题。提出利用RFID无线射频标签、GPS全球定位系统、无线传感器等物联网技术进行数据采集、分析、存储和传输,实现对部队野外驻地、重点防范区域、灾害发生区域内重要装备进行智能监管的思想;并针对复杂网络条件下装备管理的安全需求,提出了基于军事物联网的战地装备安全监管体系。
分析了符合该体系的战地装备安全监管应用系统的整体结构与功能层次,给出了硬件平台和软件系统的设计方案:通过集成无线传感网、GPS芯片、RFID芯片以及温度、湿度、烟雾、声音等多种传感器构造装备安全监管硬件平台;依托部队内网,以数据采集、分析、融合和可视化技术为核心研发监管系统软件。基于该体系实施网络化战地装备全生命周期分级监管,确保装备管理的安全性与高效性,提高部队的指挥决策能力。
1 物联网及其军事应用
目前普遍认可的物联网概念是由国际电信联盟ITU定义的,即通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感系统,按照约定的协议,把物与物T2T(Thing to Thing)、人与物H2T(Human to Thing)、人与人H2H(Human to Human)之间进行智能化连接与信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[6]。
用于军事领域的物联网称为军事物联网(Military Internet of Things,MIOT),可将军事实物通过各种军事信息传感系统与军事信息网络连接起来,进行军事信息交换和通信,实现智能化识别、定位、监控和管理的一种网络[7]。军事物联网技术的应用能够扩大战争的时域、空域、频域和能域,对国防建设产生了深远的影响。
物联网技术最早应用于军事物资管理方面,随着其与军用网络的融合与发展,军事物联网的优势不仅体现在物流领域,更体现在军事侦察、环境监测、无人作战等方面,极大地推动了军事应用系统向战场态势感知实时化、武器装备智能化、指挥能力高效化、后勤保障精确化四个方向快速发展[8]。物联网对军队信息化建设影响巨大,但要真正实现更广泛的应用,仍有很多问题亟待解决,如标准化问题、信息安全问题等[9,10]。
2 军事物联网装备安全监管体系
2.1 战地装备安全管理需求
信息化战争是一种以信息技术为支撑的新的战争形态,它以机械化武器装备为载体,以信息化武器装备为主要作战手段。武器装备的现代化建设对各类装备的安全监管提出了更高的要求。在未来战争中,信息武器高技术局部战争是整体力量的对抗。要打赢这样的战争,不仅要夺取制空权、制海权,与此同时还要争取到信息优势,将各军兵种的各类武器装备的软件硬件有机融合起来,发挥整体优势。
基于军事物联网进行装备管理可以成倍提高装备的应用效能,在更高层次上实现任务现场感知的精确化、敏捷化和智能化,成为装备的生命线。制约其发展的瓶颈之一是物联网本身和军事装备的安全问题。即由多种装备、无线传感网和固定的军事指挥网络构成的装备监管体系涉及到装备认证、访问控制、物理安全、数据安全、系统安全等方面的安全问题[11,12]。
2.1.1 身份鉴别
在军事应用中,身份鉴别既包括对用户身份的鉴别,也包括对军事装备的鉴别,基于条形码、二维码、物理卡、RFID标签等方式,具有确定装备“身份”与记录相关信息的功能,可用于装备管理。
2.1.2 访问控制
在军事应用环境中,对于核心区域、重要装备的管理依赖于严格的访问控制机制。例如对枪弹、军事机密等的保管必须采取双人双岗、24小时监控等措施。在机动性强、情况复杂的战地环境下,对重要装备和关键设备的管理除了防止外部非法用户的侵入外,还必须加强对内部人员非授权访问的管理。这需要将用户授权与身份认证相结合,建立符合部队管理和应用模式的访问控制策略。
2.1.3 物理安全
新型智能装备种类、型号、数量的增多与小微型装备的普及,易引发装备丢失问题。因此,基于无线传感器网络技术,利用多种智能传感器实时监测装备及工作周边环境的温度、湿度、振动、噪声、光强、压力、物体移动、速度、方向等各物理量的变化,并依托GPS或北斗卫星定位模块对战地装备和人员进行实时精确定位,能够提高部队对周边环境、装备状态和位置感知的实时性、连续性和准确性。
2.1.4 数据安全
基于物联网采集监测区域周边装备的状态,会得到大量冗余甚至不可靠的数据,除采用过滤、融合手段进行数据清理外,还需进一步考虑数据存储、使用与传输中的安全问题。装备管理系统从各节点采集数据后,需要通过有线网络向上级单位发送,逐级汇总数据后进行分析与进一步上报。同时,由于装备数据涉及编号、类型、数量等机密信息,为防止窃听和篡改,保证数据完整性,需要采用加密手段对数据传输进行保护。
2.1.5 系统安全
同其他系统一样,军事物联网的安全目标也是网络的可用性、可控性以及信息的机密性、完整性、可审查性等。但由于军事物联网组成的复杂性、分布的广泛性、形态的多样性和节点资源的有限性等特征,使得其比一般系统更容易受到侵扰,面临着略读、窃听、哄骗、克隆、破坏、干扰、屏蔽等更加严峻的安全问题。其安全形态表现为节点安全、网络与信息系统安全和信息处理安全。
2.2 战地装备安全监管体系
针对上述军事物联网装备安全监管需求,提出野外移动环境中装备的安全监管体系如图1所示。该体系采用了五种对策以提高装备监管安全性。
2.2.1 加强身份鉴别
为装备配发“身份证”,即依托无线射频识别RFID技术对出入野外移动环境中的关键装备都加装电子标签,并采用合理的方式将标签与装备绑定在一起,通过对标签进行扫描来完成装备身份鉴别。当装备出库时,利用RFID扫描仪可将装备的相关信息存入数据库,以供系统查询和核对;当装备入库时,扫描标签核销相关记录。装备进入野外战地环境后,利用手持扫描仪可随时检查装备的在位情况,实现装备的全生命周期监管。
2.2.2 严格访问控制
在野外移动环境下,“三铁一器”、视频监控等访问控制措施较难实施,可使用红外线监测、在位情况探测等技术手段代替。同时,建立基于角色的安全管理机制,装备管理部门通过角色配置,可限制用户只有对本级装备信息进行管理和查询的权限,保证装备信息访问和操作的安全性。另外,引入严格的审计制度,利用系统日志对所有用户的登录请求和活动进行记录,以支持后续的分析,及时发现安全隐患。
2.2.3 监测物理安全
为防止装备损坏、丢失等问题发生,可利用声、光、温度等传感器构成装备运行状态监测模块,随装备发放,实时监控装备是否正常工作,以便及时补充或更新故障装备[13]。同时可为装备安装GPS模块获得定位功能,通过GPS接收到的卫星信号准确定位,并将该定位信息存储到记录仪的存储器中,通过无线传感器网络转发到监控中心,以及时获知装备所在位置,防止装备丢失[14]。
2.2.4 保证数据安全
基于军事物联网建设装备安全管控体系,必须针对数据采集、处理、存储、传输、应用等多个环节分别采用相关安全机制,保证数据的机密性、完整性与可靠性。
(1)在数据采集阶段,采用符合国、军标的设备与技术防止采集节点假冒与略读;
(2)在数据处理阶段,采用科学的数据融合技术去除相似、冗余、不可靠的信息;
(3)对于数据的存储与传输,需要采用密码算法对关键数据实施加密,加强安全性;
(4)对于数据的安全应用,可通过对不同级别的管理应用人员进行严格的认证和授权措施来保证。
2.2.5 强化系统安全
为确保军事物联网应用的系统安全性,需要制定严格的、面向各级官兵的信息安全管控技术规范。由装备管理职责部门牵头,应用部门参与,成立部队内部统一管理的安全认证机构,制定针对不同级别、不同装备人员的严密的安全认证规范。对于所研发的基于军事物联网的应用系统必须进行严格的安全测试与验证,通过验证者方可获得装备许可证,防范由于研发和生产机构急于求成而产生的技术漏洞,造成安全隐患,危害装备管控系统本身及已有系统的安全[15]。
3 战地装备安全监管体系应用设计
基于军事物联网战地装备安全监管体系,提出了战地装备安全监管系统设计方案。该系统由前指无线传感网络采集装备信息,通过军队内网实时传输到基指控制中心,使上级部门能够及时掌握装备的分布和使用情况,为军事决策提供数据支持。
3.1 战地装备安全监管系统总体结构
战地装备安全监管系统由RFID标签集、特定传感器监控节点、通信与数据处理软件构成。系统结合无线射频(RFID)技术[16]、智能传感器网技术[17]和有线通信网络技术,可在野外恶劣条件下快速构建一个以无线自组网为末稍、以军事指挥内网为骨干的混合型军事物联网。系统通过监控节点协作感知、采集和处理网络覆盖区域内特定装备对象的信息,实现重要装备自动注册、关键设备运行状态自动监测、前指装备定位、监控和报警等多种功能。来自多个前指的数据通过军事指挥网在基指汇集、加工和呈现,实现对战地装备的全生命周期管理。系统整体结构如图2所示。
利用该系统,可解决移动环境下重要军事装备数据的安全监管问题,实现装备全时可控、可查。系统能满足部队以下装备管理业务需求:
(1)基于RFID电子标签技术实现装备出入前指战地环境的及时登记;
(2)利用多类传感器采集装备运行状态数据,实时传送给装备控制台;
(3)装备控制台实现监控数据的清洗过滤、融合处理、安全存储及预警报告等;
(4)利用部队内网将前指装备数据汇集至基指数据中心,实现装备的实时监控、统计查询和可视化管理;
(5)系统分级部署到总部、总队、支队,实现装备的全生命周期自动化管理。
3.2 战地装备安全监管系统功能层次
战地装备安全监管系统的建设目标是实现部队各级单位初始实力和新增实力装备信息的采集和存储、电子标签制作和分发、用户角色定义和权限分配、单位目录和装备目录树结构的建立及管理维护、装备实力统计、装备信息查询、基于手持式读写设备的实力核查核对、与装备调拨等相关的业务管理。系统以装备业务管理为核心,可分为表示层、业务层、数据访问层和物理层四层,系统功能层次如图3所示。
4 战地装备安全监管体系的应用构建
军事物联网战地装备安全监管系统由前指装备监管控制台和基指装备监管中心控制台两部分构成。前指装备监管控制台实现战地环境下装备的安全管控,包含装备RFID电子标签管理子系统、环境监测子系统和智能分析子系统。基指装备监管中心主要实现装备的全生命周期自动化管理和实时监控。
4.1 军事物联网装备监管硬件平台的搭建
(1)用符合GJB7377.1军用标准的RFID标签、手持式和固定式RFID标签读写器作为装备认证管理设备;
(2)选用REB-3571LP GPS模块作为装备定位设备;
(3)选用CC2530 1A ZigBee无线模块以及温度、湿度、烟雾、声音等传感器作为无线传感网数据采集设备搭建战地装备监管系统的硬件平台。
4.2 前指装备监管控制台的实现
4.2.1 标签管理子系统
装备RFID标签管理子系统结构如图4所示。标签管理子系统由RFID标签发行模块、RFID标签识别采集模块和RFID标签信息应用模块构成,三者之间互相联系,共同实现装备标签管理功能。RFID标签信息应用模块运行于前指监控控制台,是装备管理的核心,RFID标签发行模块是整个系统的前提,RFID标签识别采集模块是实现管理功能的基础和手段。系统通过手持设备(PDA)或固定读卡设备读取标签信息,通过串口(或网口)通信完成RFID标签数据的识别、采集和存储。
装备标签管理子系统对需要写入装备标签的装备信息进行定制、采集、保存,最后通过手持机或台式机写入标签,完成标签制作,并将标签的装备信息、发卡状态、发卡时间保存在装备标签制作信息表中。该子系统解决装备的身份认证问题。
4.2.2 环境监测子系统
该环境监测子系统实现对装备运行状态的实时监控。系统由若干传感器节点、具有无线接收功能的汇聚节点及一台计算机构成。无线传感器节点分布于需要监测的区域内(例如配备了多种重要装备的前指野战帐篷)进行数据采集、处理和无线通信,汇聚节点接收与装备绑定在一起的传感器的数据并以有线方式将数据传送给计算机。无线传感器环境监测网络结构如图5所示。
无线传感器节点由传感器模块、数据处理模块、数据传输模块和电源管理模块组成。
(1)传感器模块负责采集监视区域的信息并完成数据转换,采集的信息包含温度、湿度、光强度、声音和大气压力等;
(2)数据处理模块负责控制整个节点的处理操作、路由协议、同步定位、功耗管理及任务管理等;
(3)数据传输模块负责与其他节点或汇聚节点进行无线通信,交换控制消息和收发采集数据;
(4)节点电源采用微型纽扣电池以减小节点体积。
4.2.3 智能分析子系统
智能分析子系统接收传感网采集的应用环境中与装备相关的各种事件与温度、湿度、光强度、声音等参数,实时分析其变化趋势以及异常数据产生的原因,并及时给出警告或适当的处置建议。装备监控数据智能分析子系统结构如图6所示。
该智能分析子系统包含数据存储统计、分析诊断、方案录入、告警感知4个模块,分别实现统计、分析、诊断、建议等多种功能。该系统为装备管理、环境监测及安全管理子系统提供数据接口,将其他子系统提交的重要数据存入数据存储库。
数据存储整合分析部分由数据库、数据融合算法及方案录入子模块组成,数据库部分除上文提及的数据存储库外还包含趋势库及异常事件处置方法库,其中数据存储库与趋势库在模块内建立联系。告警感知模块负责实时监听其他系统发现的事故告警,并接收诊断分析模块的处理结果。诊断分析模块在分析到事故发生后会借助趋势库的数据立即对事故原因进行分析,并在异常事件处置方法库的协助下提供最合理的方案,经告警感知送至显示模块与管理人员进行交互。
4.3 基指装备监管中心控制台的实现
除了战地指挥部对当前战地装备可以进行实时智能监管外,依托现有的部队专用网络,上级部门或指挥部可以对下级部门或前指采集到的装备信息进行远程监管。通过将整个智能管控平台部署在总部、总队、支队相关业务部门,形成多级监测结构,实现便捷、高效、安全、智能的战地装备信息收集、处理和监管平台。基于军队内网的装备安全监管系统整体结构如图7所示。
前指装备监控数据通过部队专网上传到基指。由于战地装备相关的信息和参数属于部队作战的重要秘密信息,为了确保系统和数据的安全可靠,需要设计适当的安全和认证协议,在网络传输时对核心数据进行加密保护。装备管理中心控制台是系统业务管理的核心,通过对装备器材的入库计划、分配调拨计划、维修计划、退役计划、报废计划和装备电子履历进行管理,实现装备的全生命周期自动化管理。
5 结 语
构建安全监管体系及应用系统,能够实现装备全生命周期自动化管理,有效解决战地装备安全监控和管理问题。本文主要贡献包括如下几点:
(1)通过分析部队装备安全监管需求,提出了军事物联网战地装备安全监管体系,给出了针对身份鉴别、访问控制、物理安全、数据安全和系统安全问题的对策。
(2)遵循上述安全监管体系,基于军事物联网给出了由前指装备监管控制台和基指装备监管中心控制台两部分构成的战地装备安全监管系统硬件和软件设计方案。
(3)该系统能够为部队各级指挥机构提供战地装备的工作环境和运行状态信息,提高部队战斗力和指挥决策能力,准确把握战场态势,更好地履行职责使命。
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关键词:物联网技术;建筑施工;安全管理;物联网
一.引言
随着我国经济技术的高速发展,人们对生活的要求越来越高,希望逐渐实现智能化,因此物联网技术就应运而生。建筑工程随着规模逐渐扩大,安全事故问题越发严重,通过应用物联网技术等智能化技术,提高安全管理水平,确保施工安全。
二.物联网技术概述
1.物联网技术的定义。
1999年,美国麻省理工学院首先提出“物联网”的概念。他们认为,物联网就是将所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理的网络。2005年,国际电信联盟(ITU)了《ITU互联网报告2005:物联网》,对“物联网”的涵义进行了扩展。报告认为,无所不在的“物联网”通信时代即将来临,世界上所有的物体都可以通过因特网主动进行信息交换,射频识别技术、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。
2.物联网技术的组成。
物联网包括感知层、网络层和应用层,感知层主要通过信息感知技术(汇接节点、感知节点、射频识别终端等)采集感兴趣的数据和信息,感知层应用的关键技术主要有传感器控制技术和射频识别技术等。网络层主要依托于已发展成熟的互联网以及移动通信网,通过对感知数据进行存储、理解、分析和挖掘,将数据信息高效准确的传输到应用层。应用层主要用于解决人机交互的问题,网络层对感知数据分析和处理并传输到应用层,应用层利用这些数据为用户提供所需服务,把物联网技术与行业或个人需求结合起来,实现应用的广泛化和智能化。
3.物联网关键技术。
物联网的核心技术主要包括:
RFID技术:这是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,是物联网最关键的一个技术。
泛在传感技术:重点是利用各种传感器,将现实世界中各种事物的变化进行量化,形成数据,并通过各种技术手段传送到指定的位置。泛在传感技术其中一个代表是Zigbee。
纳米嵌入技术:利用纳米技术制造超微型传感器,构建看不见的传感网络。这些被称为智慧尘埃的超微型传感器,可以嵌入到任何物品之中,而且对使用不造成任何影响。
智能运算技术:传感器得到信息后,需要对其进行语义的理解、推理和决策,这些需要智能、运算技术来完成。
三、建筑施工安全管理中物联网技术应用
1.设备动态管理。
施工设备是指能够用于建筑施工的物资装备,包括器材装备、施工机械等。物资管理系统利用RFID,GPS、无线传感器网络、现代通信技术、数据采集技术、计算机处理技术、云处理技术与海量多功能传感器相结合,实现对施工设备物资的实时高效管理。利用物联网技术,将分布在不同单位、不同地方以及不同种类的施工设备,按类型、功能、有效性、所属单位等属性信息进行分类,并植入RFID电子标签,将分散的资源等信息集成到统一的网络信息管理系统,进行集中、动态、实时的智能管理和应用。这样,指挥决策部门通过智能的网络信息管理系统就可动态掌握资源的使用和库存情况,为科学决策提供依据。在日常交接班、装备管理部门进行器材检查,只需通过手持终端扫描并与之前的记录进行自动的对比分析,就可以迅速了解器材装备的基本情况,避免装备的漏查和丢失等情况的发生。RFID等物联网技术在物资装备领域的应用能提高装备与物资管理的信息化智能化和自动化水平,增强装备与物资的统筹管理能力和资源整合共享,能加快装备管理现代化建设,能进一步提升设备管理能力,确保科学施工。
2.人员出入管理功能
要求实现大门车辆管理以及门禁管理,施工人员可以持卡任意出入,但为了保证施工人员安全,必须要建立相关的出入记录。需要数字身份验证识别与图像验证相结合的多种检测手段联动识别目标对象并获取相关数据,有利于在不同状态下对人或车辆等物体进行识别与管理。
3.施工消防远程监控应用。
建筑施工中,消防安全是安全管理的重点内容。消防远程监控系统可以通过各种传感设备、视频采集设备等感知和采集现场信息,借助消防物联网网络层传输到消防指挥中心网络信息管理系统进行智能化管理和辅助决策。通过在消防喷淋的管网中安装感应芯片可以掌握喷淋装置的压力,从而监控喷淋管网内是否有水。水的压力,在烟感和温感设备后段安装感应芯片,可以随时掌握烟感和温感的状态。在消防泵开关阀上安装电子芯片,可以远程掌握消防泵的开关状态。在消火栓、消防水池、天然水源等重要位置安装水流触发传感器等,可以随时掌握消防水源的位置、状态、压力等数据。在消防安全通道内使用智能视频监控技术,通过视频处理技术,分析前端摄像头拍摄范围内或指定区域内是否有长时间占位的物体并发出告警,管理部门可以随时掌握消防安全通道被占用堵塞等安全隐患。
4. 照明控制技术。
单灯控制技术是近几年新发展起来的先进的路灯控制管理新技术,通过单盏路灯的实际工作电流和其额定电流之间数据对比,可以实现高效管理和节能控制。应用单灯控制系统后,所有路灯的故障信息都会被及时传送到监控中心。维修人员利用系统固有的路灯故障位置地图显示功能,在检修车出发之前就可知道故障的准确地点,使维修成本大大降低。当有某一盏灯具出现故障时,可以准确地引导维修人员,到达指定灯杆进行针对性的维修。更可以做到对灯具的故障定位到组件,维修人员到达现场后,无须开灯,直接更换相应部件皆可。同时,这一技术可实现对路灯照明、节能、监控、集抄、管理、统计等设备的组网控制和高效管理,可以“按需照明”。在确保安全的前提下,可使路灯达到隔一亮一、隔二亮一、双臂灯单侧亮的效果。工作人员能实时监控每盏灯的运行状态,实现路灯的集中控制、分时分级控制,达到智能节能的效果。
5. 重点人群的物品物联网应用
实现远距离的自动识别,不需要可视读取,既可以对运动物品进行识别,也可以对静止的物品进行识别,这是最突出的RFID技术的特点。RFID所储存的在标签内部产品的电子代码,能够为所有物品建立起一个开放的、全球的标识,可以说其是位移的单件物品的身份识别ID,其包含了该物品所有的信息,实现了对单件物品全球范围内的追溯和跟踪。此外,采用严密的先进人体运动监测算法,整合了数字集成电路的物联网人体的活动检测模块处理技术,在一定探测距离内可以实现自由进行调节,其组装所采用的是特殊布线集成电路。在对重点物品在进行监管的过程中,可以利用身份识别技术,采用一些带有加速度、温度、烟雾、行为分析、湿度等传感能力的先进技术系统,对重要物品的监管就可以轻松实现。
五、结束语
物联网的目的是为了能够方便管理与识别,将网络以及物品连接在一起。在建筑施工安全管理中,应用物联网技术提高管理的智能化,确保安全管理落实到实处,有利于提升管理效果,确保施工安全。
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[关键词]:信息工程 安全监理 技术
物联网技术通过对高度集成化环境的应用,在一定程度上提高了信息工程整体生产效率,并逐步凸显出信息化、智能化、自动化的生产优势,因而在此基础上,当代企业在可持续发展过程中应着重提高对此问题的重视程度,并注重实现物联网技术的科学应用,以此来为自身发展赢得更大的经济效益。以下就是对信息工程安全监理物联网技术的详细阐述,望其能为当前信息工程项目的有序开展提供有利的文字参考。
一、当前物联网技术应用过程中存在的问题
就当前的现状来看,物联网技术应用过程中存在的问题主要体现在以下几个方面:第一,基于社会不断发展背景下,信息逐渐呈现出多元化的特点,例如,涉及到了国防事业、军事管理、政府部门等领域信息的维护,因而在一定程度上增强了信息安全管理难度。同时,物联技术在应用过程中亦逐渐凸显出节点数量有限、常态化安全监理手段无法直接引入的问题,从而影响到了信息工程项目的有序开展。为此,当代企业在可持续发展过程中为了稳固自身在市场竞争中的地位,应注重引入信息加密手段、数据融合等,同时致力于密钥的形成与开发,继而由此实现安全网络环境的营造;第二,蠕虫病毒的引发亦是物联网技术应用过程中需面临的关键问题,为此,相关技术人员在物联网技术优化过程中应注重强调对节点恶意攻击现象的应对,由此来优化物联网运行空间,规避信息损坏现象的凸显;第三,物联网技术应用过程中凸显出的问题亦表现在节点内隐私问题的暴露,为此,当代信息工程项目在开展过程中应强调对其展开行之有效的处理,即优化信息存储系统,并赋予物联网系统位置信息获取功能,以此来达到最佳的系统运行目的,满足当代社会发展需求。
二、信息工程安全监理物联网技术研究
(一)数据融合
数据融合即为信息交互、信息感知的过程,因而在物联网系统运行过程中若存在网络恶意节点,那么节点在运行过程中将凸显出无法精准辨识信息的问题。同时,亦会在一定程度上影响到下游节点信息的识别及节点信息的有效传递。为此,为了保障物联网系统中信息管理的安全性,要求当代企业在信息工程项目开展过程中应注重强调对网络数据融合中信息安全状况、信息应用程度等层面的判定,继而从根本上规避恶意信息的凸显。此外,在信息工程安全监理工作开展过程中,应注重以抽样的方式,对数据融合过程中的信息进行验证预处理,从而及时发现信息应用过程中存在的问题,并对其展开有效的解决。另外,在物联网系统数据融合过程中,亦应强调提高用户捕捉水平,即实现对数据信息安全性、可靠性的辨识,以此来营造良好的信息传递空间。
(二)路由定位协议设置
物联网系统节点处涵盖着大量隐私信息,为此信息内容的暴露将在一定程度上影响到监测目标的实现。因而,相关技术人员在信息工程操控过程中应致力于安全机制的建构,即对隐私信息形成监测、保护,由此规避信息暴露现象的凸显,并就此满足用户信息使用需求。此外,在信息工程安全监理过程中,为了满足隐私信息保存、处理需求,应注重完善安全协议或路由定位协议,且在协议内容制定过程中明确对节点信息的真实反映及信息位置数据的反馈,从而在此基础上提高物联网系统交互、感知能力,并实现对信息的高效管理。从以上的分析中即可看出,在物联网系统运行过程中强调路由定位协议的设置是非常必要的,为此,应强化对其的有效落实。
(三)物联网技术应用实例
物联技术即基于计算机互联网技术的支撑下,运用物品编码技术、射频识别技术等对产品进行跟踪、追溯。例如,某食品企业在产品生产过程中即涉及到了物联网技术的应用,同时其在信息工程项目开展过程中首先为每个设备配置EPC标签,继而将工程实施阶段的信息反馈至网络中心,便于监理部门透过EPC标签获取到食品原材料到成品生产阶段的所有信息,最终就此实现对产品信息的严格把控。其次,该企业在食品追踪过程中亦涉及到了数据采集、数据库设计、RFID等技术环节,最终营造了良好的信息工程安全监理环境,规避了食品不安全生产行为的凸显,满足了消费者消费需求。从以上的分析中即可看出,物联网技术的应用有助于提高当代人类生活质量,因而应提高对其的重视程度。
三、结论
综上可知,在当前信息工程安全监理过程中仍然存在着隐私信息暴露等问题,影响到了用户对信息的使用、识别,因而在此基础上,为了达到信息安全性、真实性的严格把控,要求当代企业在可持续发展过程中应注重将物联网技术贯穿于信息工程安全监理过程中,继而由此实现对节点信息的自动化、智能化识别,达到信息的有效管理状态,并及时发现信息应用过程中凸显出的问题,对其展开行之有效的处理,提升信息识别精准性。
参考文献:
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幼儿园是最容易出现安全隐患的地方,加强对幼儿园的安全管理是家长和老师们需要共同关注和面临的问题。基于此,将网络视频监控系统、感应门禁控制系统、幼儿精确定位系统、身份识别安全接送系统等物联网技术应用到幼儿园的日常安全管理中,可以有效提高幼儿园安全管理效率,从根本上遏制恶性事件的突发。
关键词:
物联网技术;幼儿园;安全管理
幼儿园是一个充满童真和快乐的地方,但是由于幼儿阶段的孩子安全意识弱,自我保护能力差,天真好动,几乎对任何事物都充满了好奇和探索欲望,缺乏基本的安全防范意识,因此,幼儿园是最容易出现安全隐患的地方,加强对幼儿园的安全管理是家长和老师们需要共同关注和面临的问题。基于此,引入物联网技术手段,构建网络化、信息化的全方位安全管理系统可以有效提高幼儿园安全管理效率。物联网是一种建立在互联网之上的网络,广泛应用各种感知技术。利用RFID、传感器技术和无线通信技术等实时对任何需要监控、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化学、生物以及位置等各种需要的信息,与互联网结合形成的一个巨大网络,其将万事万物联系起来,实现现实物品的自动识别和信息的互联与共享。物联网在幼儿园安防系统中的应用包括网络视频监控系统、感应门禁控制系统、幼儿精确定位系统、身份识别安全接送系统。
1网络视频监控系统
网络视频监控系统通过对图像、语音的压缩技术与网络通信传输技术相结合,将远端的视频、语音信号数字化并传输到接收端,网络中的用户就可以通过操作终端对图像和声音进行浏览、播放和控制。该系统由前端、客户端和中心服务器三部分组成。系统前端的作用是实时采集现场的视频、音频、报警信号,并将采集到的模拟信号压缩编码成数字信号,通过IP网络将信号传输到中心服务器,同时系统前端保留历史录像资料。中心服务器是整个平台服务的提供单元,可实现前端与客户端的连接、指令转发处理及系统信息处理等。客户端可支持多类型设备。幼儿园安装网络视频监控系统,可以实时了解孩子在幼儿园的学习和生活情况,及时消除安全隐患,加强幼儿园安全防范控制,提高管理效率,增强工作主动性和针对性。网络上任何一台与监控主机相连的客户终端都可进行远程监控,同时,监控信息联网后可通过计算机网络进行远程,实现实时掌握安全要点范围的动态情况和图像数据的保存及查询。
2感应门禁控制系统
为了防止非法人员入侵和幼儿走失,幼儿园需要在对外开放的门口处安装感应式门禁系统。门禁系统由主控单元和辅助单元组成。辅助单元通过外部接口与非接触式读卡器相连,主要用于与外界交换信息,如读卡器信息,门磁信息,报警信息等。而主控单元主要负责接收辅助单元感应到的信息并发出相应的指令控制门锁,实现门锁的开启与关闭。当人体靠近门时,非接触式读卡器通过搜索人体身上佩戴的卡片,鉴别该卡片是否具有合法的开门权限。当鉴权过程完成后,对于符合权限的持卡人,门锁将自动打开。门锁开启后自动计时,到设定的闭锁时间后,门锁关闭。在幼儿的接送时间,门锁的闭锁时间可配合接送系统另行设置。而对于不符合权限的持卡人,将其拒之门外并可进行语音提示。这个过程通过TCP/IP方式进行数据传输,仅需短短的几秒钟。管理者可以自由调整该系统来控制开门的范围,如仅当佩戴授权卡片的使用者在指定区域时门才会打开,而当有陌生人靠近门禁时可以发出语音提示。幼儿园可以自行给小朋友录制不同的语音,如“小朋友,你已越界,前方是大灰狼的家哦!”
3幼儿精确定位系统
该系统由RFID读写器、RFID射频标签、终端设备、系统软件和终端软件五部分构成,通过远距离、非接触式采集信息,在人员移动状态下实现目标精确跟踪。关键区域可以设定阈值,当人员数量超过阈值时,系统会发出疏散警报。该系统具有安全性、可靠性、实用性等特征,可以实现对园内幼儿的精确定位,对幼儿的行动轨迹进行跟踪,实现对区域内的信号全覆盖,当出现紧急情况时,可以实现报警求助,同时也可以实现与网络视频监控系统的联动,实时掌控幼儿的全面信息,构筑一道安全的防护网。
4身份识别安全接送系统
身份识别安全接送系统可以轻松避免幼儿被误抱或非法离园事故发生。该系统由智能终端和智能卡两部分组成。关于智能卡,一个幼儿可登记多个接送家长,这些家长的详细资料包括照片、与幼儿的关系等信息会被事先采集到智能卡数据库中。将智能终端放置在幼儿园门口,家长在接送幼儿时排队进出,依次通过智能终端在幼儿园门口进行刷卡验证,系统自动识别家长身份,并在终端机上显示详细信息。当验证通过时,系统会语音提示“验证成功”,即可正常接送幼儿,教师也可通过终端信息接送孩子。如果验证不成功,系统则会提示“验证失败”。所有验证成功的信息,系统将进行实时信息存档。
5结语
幼儿安全是大事,它关系到每个家庭的幸福,将物联网技术有效运用到幼儿园的日常安全管理中,将从根本上遏制恶性事件的突发,真正实现“高高兴兴上学去,平平安安回家来”。
参考文献
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关键词:电梯;安全监管;系统结构;系统模块设计
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.222
1 引言
随着乌社会经济的快速发展,高层建筑的不断增多,电梯越来越多地应用于住宅小区、学校、办公场所。电梯运行状况直接关系到人民群众的生命财产安全,关系到社会的稳定。由于物业管理不到位、日常维护保养、定期检验不落实造成的住宅电梯故障时有发生。电梯运行状况直接关系到人民群众的生命财产安全,关系到社会的稳定。
本论文分析了现阶段电梯运行中存在的问题,指出电梯安全监管中可以优化的内容。提出了通过先进成熟的物联网技术、现代网络技术、计算机软件技术、云端大数据分析技术。经历了需求分析,平台设计,系统实现,平台整体测试等整个项目过程,建立了一套符合实际需要的电梯安全运行监管系统。通过电梯安全监管系统,管理电梯的物业公司可以及时掌握电梯故障,加快处理速度,提高业主满意度。
2 电梯安全监管业务流程
电梯安全监管系统建设,是一个涉及电梯信息、监管部门、使用单位、维保单位、维保人员等信息在内的一整套系统。它需要参与系统操作的各方统一维护,标准操作才能正常运行。首先是使用单位维护本单位使用的电梯信息,使用单位基本信息;然后是维保单位维护自身的单位信息、维保人员信息,并与电梯信息进行关联。当以上信息维护完成,确认无误后进行提交审核。监管部门对以上信息审核通过后,可进入正式维护阶段。电梯上安装数据采集仪,当电梯发生故障时,信息会即时反馈到系统平台上,监管部门可按相应条件对各类信息进行统计分析。
3 电梯安全监管系统设计
3.1 系统架构图
电梯安全监管系统以搭积木的方式组织系统架构。最底层为运行支撑层,它主要负责服务器、存储、数据采集仪、网络、基础软件;再向上一层为数据层,它主要包括企业信息数据库、人员信息数据库、电梯产品信息数据库等;再向上一层为业务层,它主要包括数据库管理系统、平台服务系统、数据收发解析系统;再向上一层为服务层,它主要包括身份认证服务、元数据服务、数据查询统计分析服务等;最上面一层为应用层,它主要包括企业信息管理、人员信息管理、电梯信息管理、运程在线监管。
3.2 网络拓扑图
网络结构图,也叫网络拓扑图。它所表示的是一个网络中,各种设备是如何连接的,如何协调工作,以及如何传输数据的。网络拓扑图可以给网络管理员日常维护带来方便,通过查看网络拓扑图,管理员可以很清楚获知网络的架构信息,和设备分布情况,以及网络安全情况。
在电梯安全监管系统的网络拓扑图中,电梯数据采集仪安装在电梯机房中,今后可扩展在轿厢内安装语音对讲设备和摄像头,以实现视频数据采集。电梯数据采集仪可通过无线网络或者有线网络将采集的数据发送到接收服务器,由数据接收服务器经过加工解析后,存入电梯数据库服务器。用户通过电梯前端 web服务器访问电梯安全监管系统,维护电梯信息、单位信息、实时监控、故障报警、数据统计分析等日常管理功能,从而达到提高电梯安全管理的目的。
3.3 系统功能结构图
电梯安全监管系统由 6 个主要功能模块组成。电梯信息模块主要负责电梯基本信息维护、与维保单位进行关联。维保单位模块主负责维保公司管理、维保人员录入。使用单位模块主要负责物业公司基本信息录入,并与所管理的电梯信息进行关联。电梯监控模块主要完成电梯信息实时监管、故障信息及时报警处理。统计分析模块主要负责用户按不同维度查询统计数据。系统管理模块完成平台机构管理、系统用户管理、角色管理等功能。各子模块共同组成了电梯安全监管平台,协同工作。
4 界面设计
根据电梯安全监管系统现场控制的要求,设计相应的登录界面,使用单位管理界面、维保单位管理界面、电梯信息管理界面等共同完成该系统的状态监控和操作管理。
5 结束语
本文就现阶段电梯安全方面出现的问题,针对性的提出了建设电梯安全信息系统的思路。对电梯安全监管系统系统进行了全面的需求调研、架构设计。并在需求、设计的此基础出进行了系统实现。电梯安全监管系统的推广应用,使得电梯监管部门、电梯使用单位(物业公司)、电梯维保单位、维保人员、电梯基本信息都纳入到一个统一的平台进行管理。做到了电梯安全监管,故障提前预警。
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[关键词]物联网;电梯;维保检验;监管
中图分类号:TU857 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)21-0343-01
目前各地电梯数量增长速度较快,希望依靠人海战术对每部电梯进行安全检查不太现实,一些维保质量不过关的电梯就成为了漏网之鱼,给电梯安全留下隐患。电梯数量大、分布广、增速快,监管部门缺乏信息化管理手段,很难做到对电梯使用、维保和定期检验情况的有效监控。鉴于此,有必要提供一种便于对电梯维保过程和检验工作进行监管的装置,以提高电梯维保检测工作的及时性和有效性,保证电梯的安全运行。
1 电梯维保检验监管系统的总体技术框架
1.1 需求分析
以物联网为技术支撑,打造具有竞争力的电梯维保检验监管系统。
督促维保单位按时对电梯进行全面、系统的维保工作,提高电梯维保检验水平,提升电梯安全系数,最大程度上保障广大人民群众的生命及财产安全。响应国家“智慧城市”计划,为现代化科技发展提供助力。
1.2 技术框架
目前电梯轿厢内的纸质电梯安全检验合格标示牌能够显示电梯使用单位、维保单位和下一次年检时间等信息,但不能动态反映电梯 15日进行一次维保的维护保养、超期未维保、超期未年检等信息。我公司研发的电梯维保监管系统中,电梯维保检验故障报警物联网终端采用LED液晶显示屏,通过2G、3G、4G 无线网络与电梯使用单位、电梯维保单位、电梯检验单位、电梯监管单位联网,将电梯的维保信息、安全检验信息动态的显示在LED液晶显示屏上,方便电梯乘客及时掌握电梯运行安全情况。电梯维保人员在电梯进行维保时,通过电梯维保检验故障报警物联网终端的摄像头采集维保人员脸部特征,记录维保人员的身份识别信息。电梯发生困人故障时,乘客还可以通过终端上的呼叫按键联系电梯管理相关人员,尽快展开救援。电梯发生维保超期、年检超期时,乘客也可以通过终端上的投诉按键联系电梯监管单位,进行投诉。
1.3 系统组成
电梯维保检验故障报警物联网终端由主控CPU单元、4G模块、摄像头模组、RFID模块、LED液晶显示单元、喇叭、拾音器、报警按键、投诉按键等模块组成硬件系统。由Linux操作系统和QT图形显示界面组成软件操作系统。该终端LED显示界面分为电梯安全检验信息显示区域和滚动文字显示区域组成。电梯安全检验信息显示区域显示信息为电梯设备代码、使用编号、维保单位、维保电话、检验单位、检验人员、下次检验日期等信息。电梯运行在正常年检合格时间内,显示背景图片信息为绿色,表示正常;电梯运行在年检到期前30天,显示背景图片信息为黄色,表示预警;电梯运行在超期未年检期间,显示背景图片信息为红色,表示告警。滚动文字区域显示上一次电梯维保日期,下一次维保日期、超期未维保天数、其他公告等信息。电梯在正常维保时间区间内,滚动文字背景为蓝色;电梯超期未维保时间在15日内,滚动文字背景色为黄色;超过2个维保周期未维保,滚动文字背景色为红色。电梯电子监管平台架构图如图1所示。
1.4 系统工作过程
电梯维保人员进行电梯维保作业时,在电梯维保检验故障报警物联网终端的 RFID 刷卡区域刷自己的身份卡后,LED显示屏信息显示区域显示该维保人员的姓名、联系电话等信息,同时通过摄像头捕捉维保人员脸部信息,进行身份二次脸部特征识别。识别通过后,记录当前时间为维保开始时间,电梯维保工作结束后,维保人员再次进行身份信息确认,终端将记录维保人员身份信息、维保开始时间、维保结束时间、维保用时等信息,并将该信息通过4G 网络上传到电梯安全监管物联网平台数据库中。
当电梯发生超期未年检或者超期未维保的情况时,电梯乘客可以通过投诉按钮呼叫电梯相关管理单位,进行投诉,投诉内容可录音。当电梯发生困人故障时,电梯乘客可以通过报警按钮呼叫电梯管理相关单位,进行双向视频通话,了解轿厢内被困情况,进行施救。滚动文字区域也可以通过电梯安全监管物联网平台下发一些通知、公告、投诉反馈信息等。电梯安全监管物联网平台可以按管理权限发起通过电梯维保检验故障报警物联网终端的摄像头了解电梯轿厢内乘客乘梯的视频信息。
电梯维保检验故障报警物联网终端在电梯监管中发挥了重要作用:
系统可以加强质监部门监管,规范维保单位作业,提高检验机构效率,落实使用单位主体责任,向社会公开公布电梯信息。系统能自动生成维保记录,反映作业人员工作情况,提高企业的经营管理水平 ;系统还可以通过计算机通讯网络,将电梯的维保和检验信息实时反馈到质监部门的数据中心,质监部门据此可以及时掌握所有电梯的日常维保和检验情况,杜绝管理漏洞和安全隐患,实现历史追溯;业主和公众可通过访问质监部门的官方网站,实时查询电梯的维保和检验信息。
2 电梯维保监管系统发挥的管理作用和社会效益
电梯维保监管系统对完善电梯监管手段,促进维保行业健康发展,建立电梯安全监管的长效机制,保证人民的生命财产和社会的和谐稳定具有重要意义 :保障电梯运行的安全,避免和减少安全事故的发生;帮助消除电梯安全隐患,提高电梯维保检修的效率,降低电梯维护成本;可随时对电梯的运行和故障情况进行查询、统计和分析,方便电梯管理人员随时了解、掌握电梯的运行状况 ;在出现电梯故障或发生运行事故后,可通过查阅故障前后的电梯运行数据,分析故障或运行事故形成的原因;对电梯维保人员的例行巡检进行有效监督,确保维保巡检工作按规定进行;电梯维保有了透明度,公众享有了知情权,便于公众参与到电梯安全管理工作中;在有限的人力资源情况下,不用到现场,利用电子监管平台,即可知道电梯的维保情况,大大提高了对电梯维保监管的针对性和有效性 ;显著提高了安全监察工作效率,有效解决了安全监察中人员严重不足导致对电梯维保监管难以监控评估的问题。
3 结语
电梯维保检验监管系统采用了先进的物联网技术,可实时采集电梯运行过程中的各类数据,记录电梯运行的状态,对于异常数据提前报警;当电梯出现故障后,及时通知相关部门,若出现困人情况,本系统将电梯轿厢内部与外界通过电话保持连接,提高救援效率,降低事故造成的损失,尽可能保证被困人员人身安全。
通过电梯维保检验监管系统,实现了对电梯安全了实施监管,最大程度上保证维保质量,提高电梯安全性,对人员安全有极大保障,具有广泛的推广应用前景。
参考文献