物聯(lián)網(wǎng)被世界公認(rèn)為是繼計算機,互聯(lián)網(wǎng)和移動通信網(wǎng)絡(luò)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。它建立在感知的前提下,實現(xiàn)了一個人與人,人與事物,事物與事物相互聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)。在此背后,是在物體上植入各種微芯片,并使用這些傳感器獲取物理世界的各種信息,然后通過諸如本地?zé)o線網(wǎng)絡(luò),因特網(wǎng)和移動通信網(wǎng)絡(luò)的各種通信網(wǎng)絡(luò)傳輸。
環(huán)境監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用是將高靈敏度的傳感器節(jié)點構(gòu)成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò), 通過各種響應(yīng)速度快,分辨率高,線性好的傳感器裝置采集信息,結(jié)合自主開發(fā)運行的大數(shù)據(jù)云平臺,為環(huán)境監(jiān)測用戶提供關(guān)于壓力、溫度測量的物聯(lián)網(wǎng)解決方案和數(shù)據(jù)服務(wù)。以信息和軟件為中心的生產(chǎn)模式,利用各種智能化、自動化、遠(yuǎn)程控制的監(jiān)測設(shè)施;并可微信/APP/網(wǎng)頁等方式遠(yuǎn)程監(jiān)控,從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程移動辦公。
環(huán)境監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng),即在云控制系統(tǒng)中,結(jié)合運用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的空氣質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)、氣象系統(tǒng)、采樣裝置、顆粒物監(jiān)測儀、氣體分析儀器、校準(zhǔn)裝置、子站數(shù)據(jù)采集器等設(shè)備,檢測環(huán)境中的溫度、 二氧化硫、NO2、臭氧濃度、PM2.5/PM10、溫度、CO2濃度、濕度、氣壓、風(fēng)速等物理量參數(shù),通過各種環(huán)境監(jiān)測類儀器儀表實時顯示或作為自動控制的參變量參與到環(huán)境監(jiān)測工作中。通過智能的實時監(jiān)控顯示,為環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控科學(xué)管理提供有效的工作依據(jù),提高環(huán)境監(jiān)測工作效率和環(huán)境安全保障力度。
在計算機互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,利用RFID、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù),構(gòu)造一個覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”。在這個網(wǎng)絡(luò)中,物品(商品)能夠彼此進行“交流”,而無需人的干預(yù)。其實質(zhì)是利用射頻自動識別(RFID)技術(shù),通過計算機互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品(商品)的自動識別和信息的互聯(lián)與共享。
與傳統(tǒng)方式相比,環(huán)境監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)為農(nóng)田信息獲取提供了一個嶄新的思路。物聯(lián)網(wǎng)是通過射頻識別、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進行信息交換和通訊,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、將傳感節(jié)點布設(shè)于農(nóng)田等目標(biāo)區(qū)域,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點大量實時、精確地采集溫度、濕度、光照、氣體濃度等環(huán)境信息,這些信息在數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點匯集,網(wǎng)絡(luò)對匯集的數(shù)據(jù)進行分析,幫助生產(chǎn)者有針對地投放環(huán)境監(jiān)測生產(chǎn)資料等,從而更好地實現(xiàn)耕地資源的合理高效利用和環(huán)境監(jiān)測現(xiàn)代化精準(zhǔn)管理,推進環(huán)境監(jiān)測生產(chǎn)的高效管理、提升環(huán)境監(jiān)測生產(chǎn)效能。為滿足非常廣泛的測量任務(wù)要求,自動化系統(tǒng)必須能夠應(yīng)對兼容系統(tǒng)的可靠性和靈活性問題?;诖它c,所有標(biāo)準(zhǔn)都支持使用自動監(jiān)測系統(tǒng),用以自動記錄、分析和連續(xù)存檔測量數(shù)據(jù),特別是針對關(guān)鍵敏感的環(huán)境和過程。該系統(tǒng)還具有多樣的報警功能,以便在出現(xiàn)超限值的情況下,做出快速響應(yīng)??沈炞C的環(huán)境,同樣包含基于計算機化系統(tǒng)的特殊要求,確保所記錄的數(shù)據(jù)與人工記錄和簽名的數(shù)據(jù)具有同等級別的可靠性和完整性。例如,包括詳細(xì)的權(quán)限概念以及對應(yīng)的電子簽名。
截至目前所描述的所有選項都可以測量和記錄測量數(shù)據(jù),但是不能對測量數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測。除了記錄和存檔測量數(shù)據(jù)外,監(jiān)測還涉及針對可能會對內(nèi)部產(chǎn)品和流程造成危險的情形提供報警。這意味著現(xiàn)代化的監(jiān)測系統(tǒng)可以提供非常廣泛的報警選項,從簡單地在超出限值時提供一個報警,到對多個報警收件人進行同步逐級報警,以確保將報警通知傳遞給所需的收件人。報警通知本身可以通過聲音或視覺信號提供,也可以通過短信服務(wù)(SMS)或電子郵件提供。此外,這些系統(tǒng)不僅可以監(jiān)測已經(jīng)設(shè)置的測量點,而且還可以對作為過程中組件的自身狀態(tài)進行監(jiān)測。這意味著它們可以自動監(jiān)測自己系統(tǒng)中的問題,包括連接問題、低電量狀態(tài)或者設(shè)置不當(dāng)?shù)囊苿与娫捑W(wǎng)絡(luò)。所有可能損害到系統(tǒng)可靠運行的狀況都可加以檢測、報告,并立即糾正。
自動化環(huán)境監(jiān)測的測量系統(tǒng)除了可以提供報警功能外,還有兩個非常顯著的優(yōu)點,它們可以使整個測量過程更加可靠,并且節(jié)省資源。在自動傳輸和歸檔測量值方面,可以通過無線和有線連接將測量數(shù)值從測量點傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫,保證了高度的靈活性和及時的可用性。此外,該過程還涉及到自動傳輸和分析測量值,以防止由于人為因素在人工讀取和導(dǎo)出數(shù)據(jù)時可能產(chǎn)生的所有錯誤。通過單獨設(shè)置自動歸檔和報告保證,以保證無法對數(shù)據(jù)進行任何細(xì)微的篡改。這意味著報告將從原始數(shù)據(jù)生成,或是直接發(fā)送,無需用戶進行任何操作。
可用性、完整性和數(shù)據(jù)安全是可靠性的核心??捎眯砸馕吨_保連續(xù)和可信賴的測量數(shù)據(jù)記錄,以及可靠的處理流程。系統(tǒng)必須隨時完全可用,并且在出現(xiàn)過程偏差時可以觸發(fā)報警。如果系統(tǒng)功能受到損害或失效,系統(tǒng)也應(yīng)當(dāng)可以檢測并獨立觸發(fā)報警。完整性意味著記錄、傳輸和存檔的測量值在內(nèi)容上保持完整和正確,因為用戶幾乎無法察覺出測量值是否正確
物聯(lián)網(wǎng)智慧環(huán)境監(jiān)測實驗室能夠滿足環(huán)境監(jiān)測企業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用,以及專業(yè)開設(shè)的物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論、傳感器原理及應(yīng)用、無線單片機原理及應(yīng)用、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用、RFID技術(shù)及應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)工程及應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)與中間件技術(shù)、無線單片機應(yīng)用課程設(shè)計、智慧環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計等需要,并為物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用項目開發(fā)提供平臺。
物聯(lián)網(wǎng)智慧環(huán)境監(jiān)測實驗室是以光載無線交換機為核心的物聯(lián)網(wǎng)信息平臺構(gòu)建WiFi無線局域網(wǎng),覆蓋實驗室及其周邊區(qū)域;加上實驗室的有線網(wǎng)絡(luò)交換機、網(wǎng)絡(luò)路由器,從而建立融合有線網(wǎng)絡(luò)、無線局域網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵部分—網(wǎng)絡(luò)層,環(huán)境監(jiān)測大棚及各種傳感器、嵌入式設(shè)備通過WiFi-ZigBee網(wǎng)關(guān)、WiFi設(shè)備服務(wù)器(串口通信RS232或RS485轉(zhuǎn)WiFi無線網(wǎng)絡(luò))無線接入物聯(lián)網(wǎng)工程信息平臺,構(gòu)成全面涵蓋物聯(lián)網(wǎng)三個層次(應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、感知層)的一個統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)智慧環(huán)境監(jiān)測實驗平臺。同時,其它內(nèi)置WiFi模塊的各種手持設(shè)備(筆記本電腦、手機等)也能無線接入該實驗平臺,成為物聯(lián)網(wǎng)實驗設(shè)備的一部分;環(huán)境監(jiān)測實踐開發(fā)的其它感知模塊,通過與標(biāo)準(zhǔn)的WiFi設(shè)備服務(wù)器連接,也能輕易接入該實驗平臺,完成測試、驗證。
? ?實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)智慧環(huán)境監(jiān)測實驗室實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測區(qū)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)采集、環(huán)境控制、人員物資管理、視頻監(jiān)控等功能,以及對環(huán)境監(jiān)測區(qū)的遠(yuǎn)程控制。同時,我們提供該實驗室系統(tǒng)的設(shè)計原理圖,開放足夠多的端口和豐富、完善的接口數(shù)據(jù)以及二次開發(fā)包。為實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)智慧環(huán)境監(jiān)測實驗平臺的統(tǒng)一管理、實驗室實驗設(shè)備等管控、以及開展功能復(fù)雜的綜合設(shè)計和科研項目,在實驗室內(nèi)配置一臺服務(wù)器。該服務(wù)器安裝系統(tǒng)軟件,及物聯(lián)網(wǎng)實驗的服務(wù)器端軟件,提供本地、或遠(yuǎn)程訪問服務(wù),并實施對物聯(lián)網(wǎng)實驗的監(jiān)控和設(shè)備管理。