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導語：在物聯網安全技術的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
中圖分類號：TP309 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2013）01-0068-03
0 引 言
2009年11月，國務院批復同意《關于支持無錫建設國家傳感網創新示范區（國家傳感信息中心）情況的報告》，物聯網（Internet of Things，IOT）被確定為國家戰略性新興產業之一。2010年2月，教育部辦公廳下發了《教育部辦公廳關于戰略性新興產業相關專業申報和審批工作的通知》，物聯網技術成為加速高校教學改革、培養創新型人才重點支持的專業方向之一。
應用是物聯網發展的動力[1]，公安院校更注重實戰應用能力的培養。安全技術防范課程在公安院校設置的目的就是培養符合公安實戰需求的人才[2]。將物聯網應用在安全技術防范課程的教學實踐中，不僅適應當前我國大力推進物聯網走進高校教學實踐的趨勢，也符合公安教育面向實戰、突出實訓教學的要求[3]，同時也是在我國全面建設小康社會關鍵時期，打擊各種智能化、科技化違法犯罪行為，保衛經濟文化建設成果，培養公安應用型實戰科技人才的強烈需求。
1 安全技術防范課程體系研究
當前，公安院校安全技術防范課程所使用的參考教材[4-7]主要內容包括入侵報警、火災報警、視頻監控以及出入口控制等四種安防系統。從安防體系組成及功能的角度，將安全技術防范課程體系的學習分為數據采集、數據傳輸和數據應用三個部分，其系統組成及功能如表1所列。
通過學習安全技術防范課程，學生可以明確了解安防系統的信號處理流程。事實上，組成安防系統的數據采集部分主要是通過各種傳感器將防區內的物理化學信號，以有線或無線的方式通過數據傳輸部分送至數據應用部分的報警控制器，經報警控制器的分析、判斷來確定是否報警、反應和制止。從體系結構上看，物聯網的三層體系結構與安防系統有諸多相似之處。
2 物聯網體系研究
物聯網內涵豐富，涉及計算機網絡、微電子、通信、控制等諸多領域，是當代信息技術發展的產物，物聯網應用更是深入到了社會生活的各個方面。概括來講，物聯網就是一個通過信息技術將各種物體與網絡進行連接，以幫助人們獲取與物體相關信息的巨大網絡。雖然，至今在學術界對物聯網的概念沒有統一的說法，但對物聯網體系結構的理解和認識上，基本是一致的，物聯網體系結構從下到上可分為三層：感知層、網絡層和應用層。其功能如表2所列。
比較表2與表1可知，物聯網體系結構中的感知層，可以實現對防區內危險信號的采集，網絡層主要是將這些危險信號通過通信網絡以有線或無線方式進行傳輸或處理，而應用層則可與安防行業相結合，實現入侵報警、火災報警、視頻報警以及出入口報警等功能。
3 物聯網在安全技術防范教學實踐中的應用
物聯網在安全技術防范課程教學實踐中的應用可以體現在理論教學和實踐教學兩個方面，但所涉及的內容應注重與安防工程、公安實戰相結合。安全技術防范課程教學應將傳統的安防系統與現代的物聯網相結合，在理論中建立學生對物聯網安防的感性認識，在實踐中提高學生對物聯網安防的運用能力，為其以后從事相關專業的警務工作打下良好基礎。
3.1 基本概念
著重向學生介紹物聯網的基本概念，讓學生認識物聯網；介紹物聯網在國內外發展現狀，讓學生了解物聯網最新發展動向；介紹物聯網與安全技術防范在體系結構方面的相似關系，讓學生明確物聯網與安全技術防范之間的關系；介紹物聯網安防在公安工作中的相關應用，讓學生清楚學習該課程在公安實戰工作中的現實意義。
對于基本概念方面的教學實踐，可以通過視頻演示物聯網在安防工程和公安工作中的應用案例，或者以任務書的形式對物聯網在安防行業中的應用展開調查，以認知方式促進學生對物聯網系統的理解。另外，還可以通過物聯網學習網站、物聯網知識競賽，甚至開展物聯網文藝展演[8] 來激發學生學習物聯網的興趣和自主學習的積極性。
3.2 數據感知
在數據感知方面，可以著重向學生介紹與安防系統相關的各種傳感技術，例如開關、振動、聲波（超聲波、可聞聲波和次聲波）、紅外、微波、光電、光纖、視頻、指紋等在安防行業中應用的傳統傳感器的工作原理和使用安裝方法，另外還應包括例如傳感網、一維和二維條碼、射頻識別（RFID，Radio Frequency Identification）等物聯網關鍵技術，突出物聯網的信息感知和物體識別這兩個方面的作用。
該部分的教學實踐應根據安防行業的相關應用，例如在入侵報警系統中的移動人體紅外信號采集與誤報警識別，在火災報警系統中，火災發生后的光、熱、煙以及氣味等信息的采集與火識別，視頻監控系統中的圖像、聲音以及報警聯動信息的采集與人像識別，出入口控制系統中的人像、指紋、車牌以及卡片信息的采集與人像、危險物品、車輛識別等。在模擬的實驗實訓環境下，讓學生掌握各種傳感器的使用范圍和應用場合，引導學生學會多種數據的綜合采集與識別，并依靠軟件系統集成在同一界面，以軟硬件結合方式鞏固學生對物聯網安防數據感知的理解。
3.3 數據傳輸
很顯然，這部分涉及到通信方面的知識。首先，需要向學生闡明物聯網與互聯網的關系：物聯網是互聯網接入方式與終端系統的延伸，也是互聯網服務功能的擴展[9]；其次，應介紹互聯網與物聯網的特點與作用，傳統互聯網方面包括公共交換電話網絡（Public Switched Telephone Network，PSTN）、非對稱數字用戶環路（Asymmetric Digital Subscriber Line，ADSL）、綜合業務數字網（Integrated Services Digital Network，ISDN）等有線通信知識，以及無線廣域網（Wireless Wide Area Network，WWAN）、無線局域網（Wireless Local Area Network，WLAN），物聯網方面包括無線傳感器網絡（Wireless Sensor Network，WSN）；最后，介紹物聯網與互聯網的互聯互通接口方面的知識，是學習物聯網擴展應用互聯網的關鍵一環。
該部分的實踐教學，應主要突出物聯網與互聯網的交會對接以及傳感器節點的組網通信，例如無線保真（Wi-Fi ，Wireless Fidelity）、ZigBee，實現對采集信息的融合和初步處理，為下一步物聯網安防系統的決策提供信息傳輸通道。大量傳感器節點組網通信方式多種多樣，學生可以深入理解物聯網安防系統中信息傳輸的方式和創新路由協議，擺脫傳統程式化實驗實訓方式，突出實踐和創新，幫助學生提高專業素質，增強應變能力，對適應日趨復雜的社會治安形勢具有現實意義。
3.4 數據處理
數據經過感知、傳輸，最終的目的是為了應用。安全技術防范課程的主要目的是培養學生解決實際問題的能力。因此，該部分應著重向學生介紹傳統的數據處理技術、物聯網數據融合技術、云計算技術、物聯網信息安全以及物聯網操作系統（例如TinyOS、MAINTIS OS、MagnetOS）等技術。
安防系統中數據處理的最終目的就是要實現對報警聯動裝置的控制，這就使得這部分的實踐教學具有一定的獨立性，同時在此基礎上，又具有綜合性。例如，進一步將各種數據和報警信息進行融合和挖掘，可以以此為依據制定應急預案、突發事件現場處置、案件決策指揮，有利于培養學生分析問題、思考問題、解決問題的能力，強化公安機關的指導監督作用，明確該課程在警察職業中的角色意識。
4 教學實踐中所面臨的主要問題
4.1 思想認識問題
目前，物聯網安防的應用還處于起步階段，盡管已經有部分院校[10-12]在物聯網教學方面初見成效，但是在公安實戰中的應用還處在研究階段。當前公安院校在這個方面還沒有積累足夠的教學實踐經驗，而且在安全技術防范課程中的應用更是沒有啟動，沒有成形的教學實踐模板，這就使得公安院校相關主管部門的決策者對于物聯網在安全技術防范課程教學實踐中的應用嘗試會有所顧忌，舉棋不定。
4.2 課程體系設置問題
不管是物聯網，還是安全技術防范這門課，其內容中都涵蓋了大量的物理、電子、通信、計算機處理甚至高等數學等方面的知識，綜合性非常強，這對于公安專業的學生，學習起來還是比較困難的，沒有必要的前導課程做鋪墊，勢必無法達到應有的教學效果。
即使課程體系經過完善之后，隨之而來的將是教材問題。教材決定著課程教學實踐的成敗，市面上適用于安全技術防范課程的教材本來就比較少，而適用于公安院校且以物聯網為應用背景的安防教材幾乎是空白，因此，是自編講義還是出版教材，這都將是試圖在物聯網應用方面有所突破所必須跨越的鴻溝。
另外，教師問題將伴隨著教材問題同時出現。安全技術防范課程的任課教師需要有深厚的安防工程經驗和豐富的案件處置經歷，而且物聯網是一門新興的技術，這就要求任課教師要不斷地充實和完善自己的知識結構，結合最新的安防成果和與安防工程相關的科技犯罪案例，將復雜的問題簡單化，讓學生更容易接受并理解。這無疑又對任課教師提出了更高的要求。
4.3 資金投入問題
物聯網在安全技術防范課程的推廣應用需要大量的硬件和軟件。安全技術防范作為工程實踐性比較強的課程，單一的課堂講解無法達到教學目標，也不符合公安教育的要求。因此，需要配備配套的實驗實訓軟硬件設施，主要包括實驗實訓場地的建設、配套設施的裝修，大量傳感器、數據通信和處理設備以及配套軟件的購置及更新，這些都需要大量的資金投入。
軟件投入則包括教師安防行業調研與物聯網技術培訓，還需要定期參與安防工程的方案論證、項目驗收等公安一線的掛職；另外，邀請或選聘那些在公安一線有著扎實的理論功底和豐富的安防工程經驗的專家[3]以及物聯網方面的專家學者來校做講座或成為專職教師，這些都將是不小的開支。因此，資金的投入使得物聯網在安全技術防范課程中的應用可能會受到一定的限制。
5 結 語
物聯網“十二五”發展規劃顯示，物聯網在安防領域已經初步取得了一定效果。物聯網已經被確定為國家性戰略新興產業，黨的十報告中再次強調了“推動戰略性新興產業的發展”。在良好的政策環境下，物聯網為公安院校安全技術防范課程的教學實踐帶來了嶄新的思路。通過物聯網在教學實踐中的應用，能激發學生學習興趣和主動性，優化課程體系，完善教師的知識結構，更有利于學生的實踐能力和創新能力的培養和提高，為其以后靈活應對復雜多變的治安環境提供良好的實戰平臺。但是，我們也不能不看到，物聯網在安全技術防范課程中的應用還處在起步和探索階段，還有許多問題需要解決。
參 考 文 獻
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關鍵詞：物聯網技術；安全生產；信息技術；應用
中圖分類號：TP391.44 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 16-0000-02
隨著我國社會經濟的快速發展和科學技術的進步，很多大型設備開始趨向大型化、復雜化和生產的連續化，一般的監督管理手段已經很難達到安全管理的要求，傳統安全生產與管理模式中的弊端也開始逐漸顯現出來，這在一定程度上制約了企業安全生產環境的構建和企業的長遠發展。此外，我國的很多企業的安全管理工作還是過分強調事后管理，對于生產準備階段以及實施階段的事情控制、事中控制還是不夠重視，導致了企業安全生產與管理工作的相對滯后。物聯網技術的出現以及應用，在很大程度上彌補了傳統安全生產與管理模式的很多不足，尤其是在積極推進“三網”融合的大背景下，物聯網技術在安全生產與監督管理中的推廣與應用，能夠有效解決很多安全生產與管理中的難題。
1 物聯網的概念
物聯網作為一個近年來出現的新概念，發展速度非常迅速，但是得到發展的時間并不長，上世紀90年代，麻省理工學院自動識別實驗室首次提出：要以計算機互聯網為基礎，通過RFID技術、無線數據通信技術等構造一個能夠覆蓋世界萬物的系統，這就是物聯網概念的起源和雛形。在2005年舉行的“信息社會世界峰會（WSIS）”上，物聯網的概念被正式提及，物聯網是指以感知為前提，借助射頻識別、紅外感應器、激光掃描器、全球定位系統、攝像頭等信息傳感設備對物體的位置、狀態等信息進行捕捉，然后借助通信網絡傳遞交互，實現人與物以及人與人、物與物之間的全面互聯，進而實現對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網概念的提出，具有十分重要的現實意義，無縫互聯、全面感知和高度智能是物聯網的三大特征，標志著人類社會發展的信息化方向，必將為人類社會經濟的發展做出巨大的貢獻。
2 物聯網的核心技術
支撐互聯網發展的核心技術主要有：物聯網架構技術、無線傳感器網絡、傳感器技術、統一標識技術、定位技術和自動識別技術等。
2.1 物聯網架構
在物聯網界，人們習慣于將物聯網分為三層結構，即感知層、網絡層和應用層。其中，感知層主要是要實現對物體的位置、狀態等信息的收集與處理，包括無線傳感器網絡、紅外感應、射頻識別和執行器等；網絡層主要是為了實現信息的傳輸功能，包括互聯網、電信網絡、廣電電視網絡等；應用層主要完成服務發現和服務呈現的工作。也有人將互聯網分為五層結構，即感知層、接入層、網絡層、支撐層、應用層。
2.2 無線傳感器網絡
無線傳感器網絡主要包括感知對象、傳感器和觀察者三個要素，無線傳感器網絡使得傳感器不再局限于某個感知單元，而且能夠實現信息的交換和有機體的協調與控制，在實現物與物互聯的同時，擴展了人們的信息獲取能力。目前，時間同步技術、網絡節點定位技術是無線傳感器網絡的研究重點。
2.3 統一標識
該技術解決了單個物體在全球的統一標識問題，目前的研究主要集中在標識的分配、管理、加密解密、存儲以及標識映射機制和匿名標識技術等領域，它要求無論是國家、企業還是個人，都需要具備一定的標識分配權利。
2.4 自動識別
自動識別技術是一種高度自動化的數據信息采集技術，可以對字符、條碼、影像、聲音等記錄數據的載體進行自動識別和物品信息的自動獲取，并提供給后臺計算機系統進行后續處理的一種技術。其中，無線射頻識別技術是其典型代表，已經廣泛應用于物流管理、身份證件、收費系統等領域。
3 物聯網技術在安全生產與管理中的具體應用
3.1 物聯網技術在企業安全生產上的應用
安全生產作為企業日常管理中的核心環節，是在任何時候都不能放松警惕的，但由于影響企業安全生產的因素比較復雜，不僅與材料、設備、技術等因素密切相關，還與人為因素和管理因素緊密相連。
首先，在企業安全生產中應用物聯網技術時，可以在各種生產設備上裝上RFID標簽，通過傳感器對生產過程中與安全因素相關的各種靜態信息和動態信息進行全方位的分析、辨別和在線計算，并借助接入設備實現信息資源在其他單元中的共享和交互，進而實現對生產設備運行狀態的隨時跟蹤。其次，在企業生產設備的檢修與維護工作中，物聯網技術可以使生產設備系統自動發出檢修警報，避免設備故障的進一步擴大，以及對生產進度的不利影響。再次，物聯網技術還可以實現對企業生產人員精神狀態的實時跟蹤，能夠及時發現工人操作過程中的麻痹大意等行為，例如表情識別系統等物聯網智能技術，可以有效避免工人的不安全行為而產生的各種后果。
3.2 物聯網技術在安全監管上的應用
預防是降低安全生產事故發生可能性和避免造成損失的最重要的手段之一，對此，安全監管部門可以充分利用物聯網技術手段，實現對存在安全生產隱患企業的實時監督和動態化管理，對于企業在工藝變更、新建、改建、擴建以及生產過程中的安全隱患進行及時的發現和治理。尤其是對存在重大危險源的企業，安全監管部門可以通過RIFD身份標識技術對危險源進行標識，然后利用移動通信網絡、無線局域網、無線接入網、衛星網等對感知層傳達的信息進行全面了解，隨時隨地地了解危險源的情況，并在此基礎上采取有針對性的安全生產防護措施。
3.3 物聯網技術在應急救援中的具體應用
在很多企業的安全生產事故以及自然災害中，需要執行應急救援體系。為了提高在應急救援中的速度和準確性，物聯網技術的應用是必不可少的。借助物聯網技術，可以對事故現場有一個最快、最清楚的認識，迅速查找危險源并調動周邊資源快速投入到應急救援工作中，從而有效降低了發生二次傷害的可能性。例如，在煤礦企業的礦難事故中，可以先利用物聯網技術對事故發生的地點、現狀和發展有一個準確的預測，為應急救援方案的制定提供最可靠的參考依據，然后在事故處理和人員救助過程中，借助互聯網技術，對醫療、消防、交通、工程等部門的工作進行有效協調，提高各個部門之間的響應速度和協調能力，大大提高了應急救援的時間和效率。此外，借助物聯網技術，可以有效解決礦下人員搜救過程中遇到的多種難題，及時了解遇險人員的生命狀態，并制定科學的救援救治方案。
4 結束語
基于以上所述，物聯網作為一種新興技術，在安全生產與管理方面具有十分明顯的技術特點和優勢，尤其是隨著國家和企業對安全生產與管理工作的不斷重視，物聯網技術必將會在社會經濟的各個領域得到更加廣泛和有效的應用，提高安全管理工作的網絡化、信息化和智能化，有效解決安全生產與監管領域中出現的新問題、新變化。
參考文獻：
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關鍵詞：云計算；物聯網；威脅；安全措施
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）32-0091-02
2009年，物聯網作為國家五大新興戰略性產業之一上升到國家戰略實施階段，受到極大關注。而隨著物聯網技術的逐漸發展和成熟，物聯網中存在的問題也逐漸暴露出來，將其與云計算結合“大勢所趨”。云計算為物聯網提供優質可靠的架構，有利于物聯網的大規模擴展，但是由于云計算平臺是個完全開放的平臺，也會給用戶數據帶來安全隱患。
文章探討了應對云計算平臺帶來的物聯網安全問題而采取的安全措施。
1 云計算在物聯網應用中的重要性
美國麻省理工學院自動標識中心于1999年最早提出物聯網的概念，直至2005年的信息社會世界峰會正式確定了“物聯網”的概念，物聯網技術由此迅猛發展。
物聯網字面上的意思就是“把世界萬物進行網絡連接”，就是在互聯網基礎上實現了物物相連的網絡體系，達到信息共享和交換的功能。物聯網的核心是實現便利性和智能化，物聯網技術的實現必須具備基礎設施和高端技術的雙重支持。實現物聯網的關鍵技術包括射頻識別技術、云計算平臺、傳感網和傳感器技術等。
而云計算則是指通過新興的虛擬化技術使得計算分布在分布式計算機上，企業根據需求訪問相關計算機和存儲系統，將資源發展到需要的應用上。云計算按照服務方式可以分為公有云、私有云和混合云，而按照服務類型則氛圍基礎設施、平臺和軟件三類服務。云計算突破了傳統意義上的互聯網格局，成功的應用到各種服務領域中。
物聯網和云計算的結合“大勢所趨”，滿足了物聯網迅速發展的需要。云計算與傳統的互聯網數據中心相比，在資源的利用率方面有明顯的優勢，極大地降低了物聯網的運營成本。
物聯網所構建的智能化網絡體系由于功能龐大，其所要求的技術手段也必須是非常先進的，同時物聯網的實施必須依靠發達的計算和通信技術，而云計算技術最主要的應用就是分布式技術，很好地滿足了上述要求，可以有效的管理和控制多模式、多源頭、多位置的不同數據，保證了數據的安全性。云計算相對于傳統的計算模式來說具有高速互聯網連接近乎無限的存儲和計算能力等優勢，能夠像超級計算機一樣對應用進行處理，同時也具有無與倫比的存儲能力優勢。
2 云計算技術條件下的物聯網安全問題
安全問題是物聯網技術發展的主要問題，物聯網技術的安全問題包括信息感知層、網絡傳輸層和功能應有層三方面的安全問題，在感知層中，節點數量眾多、硬件結構簡單，節點容易被攻擊，導致普通加密保護技術很難完美實現，包括外來入侵控制、拒絕安全服務、無法進行安全認證等。在網絡傳輸層面上由于數據傳輸信息規模龐大，勢必導致安全問題的出現，包括中間人攻擊、跨網控制攻擊、路由攻擊等。
而功能應用層則是物聯網技術最重要的功能模塊，由于結構復雜、數據量大、不確定因素較多等多方面安全問題，成為物聯網技術發展需要克服的難點。功能應用層主要是基于云計算平臺所搭建，這一層的安全問題也就是云計算下的安全問題。
云計算平臺較易受到外來入侵，隱私信息，如健康數據、行為習慣等，可能被入侵者獲取，給用戶帶來安全隱患。
①物聯網的大數據都存儲于云計算平臺的服務器中。而云計算的服務器卻分布在世界各地，服務器的多樣性和復雜性決定了用戶并不知道自己的數據存儲在何處，更不知其是否存在安全隱患。
②云計算主要是通過虛擬化技術來實現數據共享，眾多虛擬機共享一個資源，一旦其中一個數據的加密和隔離沒有實現，就會使得數據完全透明，就很容易被其他非法用戶非法訪問。云計算平臺也不能保證終端用戶信息的安全性。
③終端用戶把自己的數據交給云計算平臺，云計算平臺要對數據進行分析和處理，享有對數據的優先訪問權，這樣就使得終端用戶失去了數據的完全控制能力。而在云計算對數據進行分析和處理的過程中，數據也較容易被泄露，物聯網用戶數據在傳輸和使用過程中的安全性得不到保障。
3 云計算技術條件下物聯網安全措施
物聯網技術在融合了云計算之后，發展速度有了突飛猛進的進展，不僅僅在技術手段上降低了難度，而且有效的發展了物聯網技術在應用領域的優勢。無論是存儲能力還是計算能力，云計算的高效率技術都很好地滿足了物聯網的需求，通過數據共享和交換，解決或者方便了許多實際問題。
由于云計算是一個開放的平臺，對外界來說它無處不在，無時不在，這就導致了其安全問題的存在。這就要求在搭建云計算平臺上的相關功能操作時，應注重對物聯網中不同數據進行高效和嚴格的保護。
3.1 實時的安全保護策略
云計算平臺的開放性決定了物聯網中隨時隨地都可能存在數據泄漏的風險，實時的安全保護策略能夠不間斷的保護用戶數據存儲和分析過程的安全，維護系統的穩定運行。
3.2 制定統一的技術標準
對于云計算，可以制定虛擬化管理協議，保證云計算內部所有數據都在虛擬資源池進行共享，并建立數據安全保護協議，對每一層進行安全性檢測，保證每一層數據的可靠傳輸。
3.3 保障數據隱私的安全性
保障數據存儲的安全性可以采用兩種方法：一是可以采取數據備份的方法保護數據，二是物聯網用戶也可以采用數據加密的方式，將敏感數據以密文的形式呈現。加大對加密技術的開發和隱私保護技術的研發，確保云計算條件下的物聯網安全。
云計算平臺條件下的物聯網安全仍然存在著隱患和挑戰，需要采取措施保障物聯網信息的安全，實施實時安全保護策略，保障數據隱私的安全性，防止云計算平臺在對數據進行分析和處理過程中泄密，加強技術研發力度，保證物聯網數據在傳輸和使用過程中的機密性。
參考文獻：
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本文主要介紹了物聯網技術的定義，物聯網技術在煤礦安全生產中的應用情況，存在的問題以及下一步的發展方向。利用物聯網技術，有利于煤礦企業了解煤礦井下的實時狀況，更好地為安全生產工作服務。
【關鍵詞】煤礦 安全生產 物聯網
1 前言
隨著計算機技術和網絡的飛快發展，“物聯網”對于人們已不再只是新鮮的名次了，通過運用物聯網技術，“智慧城市”、“智慧社區”、“智能生活”等概念也被相繼提出并一一實現，物聯網現已逐漸走進我們的工作、學習和生活中。即使在煤礦的安全生產工作中，物聯網技術也大大得到了應用和發展。本文將介紹物聯網技術在煤礦安全生產工作的應用情況，了解物聯網技術在煤礦行業的發展情況。
2 物聯網技術
物聯網指的是將無處不在的末端設備和設施，包括具備“內在智能”的傳感器、移動終端、工業系統、數控系統、家庭智能設施、視頻監控系統等、和“外在使能”的如貼上RFID的各種資產、攜帶無線終端的個人與車輛等等“智能化物件或動物”或“智能塵埃”，通過各種無線或有線的長距離或短距離通訊網絡實現互聯互通、應用大集成、以及基于云計算的SaaS營運等模式，在內網、專網或互聯網環境下，采用適當的信息安全保障機制，提供安全可控乃至個性化的實時在線監測、定位追溯、報警聯動、調度指揮、預案管理、遠程控制、安全防范、遠程維保、在線升級、統計報表、決策支持、領導桌面等管理和服務功能，實現對“萬物”的“高效、節能、安全、環保”的“管、控、營”一體化，如圖1。
以圖1為例，簡單的說，物聯網就是將各種感應器、讀卡器，識別卡、音視頻探頭等設備安裝到需獲取數據的位置上，并為其分配唯一的地址鏈接到一起，形成物物相聯的網絡，然后將設備獲取的數據信息通過各種有線或者無線的通訊方式傳輸至計算機后臺，加載于各種應用程序，展示給使用者供其分析、研究、決策、應用。隨著云計算、大數據等新概念新技術的發展，物聯網和我們的工作生活聯系的越來越緊密，應用的越來越廣泛和深入。
3 物聯網技術在煤礦安全生產中應用
進入新世紀以來，我國煤礦安全生產工作呈總體平穩逐漸好轉的態勢，但相對國外先進水平，百萬噸死亡率依然顯高，重特大事故時有發生，安全生產形勢依然嚴峻。特別是隨著網絡、微信等新媒體的發展，人們對事故的關注度也越來越高，任何一地發生大事故都能引起全國的關注，這就對煤礦的安全生產工作提出了更高的要求；另一方面，煤礦開采地質條件極為復雜，瓦斯、水、火、煤塵、地溫、地壓等災害俱全，任何因素一點點微小的變化都可能引起事故，煤礦實現安全生產工作壓力巨大。在這樣的形式下，煤礦企業積極相應“科技興安”戰略，將“物聯網”技術引入安全生產中，將井下的設備物物相聯，通過對設備獲取的數據分析判斷，可以第一時間獲取井下信息，采取相應的手段控制井下設備，盡量避免煤礦事故發生，實現安全生產。
物聯網技術自引入煤礦安全生產后，得到了政府和煤礦企業的全力支持，通過與煤礦現有的設備技術緊密集合，建立了適合煤礦安全生產的眾多應用系統，如安全監控系統、人員定位系統等，從不同的方面來監控煤礦井下安全生產作業。其中有以下幾個最主要應用方式：
（1）通過添加二維碼、電子標簽等方式為設備作唯一的標識，建立設備電子檔案等，從而及時了解設備的使用和維修情況，便于煤礦企業及時查找設備隱患，定期更新維護。
（2）通過安全監控系統監控井下信息。在井下安裝設置眾多傳感器，監測甲烷濃度、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、硫化氫濃度、礦塵濃度、風速、風壓、濕度、溫度、饋電狀態、風門狀態、風筒狀態、局部通風機開停、主要風機開停等，從而判斷井下當前安全生產狀況，一有危險，果斷采取相應措施，避免事故發生，緊急情況下停產撤人
（3）通過人員定位系統監控井下人員情況。煤礦企業為每位職工都配置唯一的身份ID卡，在井下各區域設置分站感應并記錄每個ID卡到達以及停留該區域的時間，監測井下人員位置，攜卡人員出入井時刻、重點區域出如時刻，限制區域出入時刻、工作時間、井下和重點區域人員數量、井下人員活動路線等，特別是對井下帶班領導的監測。人員定位系統不僅有利于煤礦的作業調度，還能夠在發生事故時及時掌握事故地點的人員信息。
（4）通過工業電視觀看井下工作面現場視頻。有的煤礦企業為井下重點工作面安裝了視頻終端，為井下工作人員配置小靈通等通訊設備，根據需要，能將現場的音視頻數據實時傳送至煤礦調度，實現與井下工作人員實時視頻對話。
4 物聯網技術在煤礦安全生產應用中存在的問題
4.1 管理上存在的問題
管理上存在的問題首先是領導重視不夠，雖然是利用物聯網技術建立許多應用系統，但是領導不積極響應，自己不用新技術新系統，久而久之，造成系統利用程度不高，甚至沒人使用。煤礦及煤礦企業領導的接受認可程度直接影響物聯網在煤礦安全生產中的發展。其次就是管理混亂，沒有獨立的管理部門，建立的眾多應用系統分別在通風，地測，安監，調度等多個部門使用，存在都管都不管的現象，管理松懈，對系統的維護不及時，不利于物聯網技術在煤礦企業的進一步發展。
4.2 沒有統一的建設標準
現有物聯網技術的應用廠家眾多，僅安全監控系統全國就有幾十個廠家有相似的產品，在這些系統中，各家有各自的技術協議，相互之間沒有統一的標準，煤礦使用不同的應用系統，雖然網絡上是互相連通的，但邏輯上數據卻無法共享，不利用數據集成、統一分析，阻礙了物聯網在煤礦企業的發展應用。
（3）還依賴于通信與計算機相關技術的進一步發展。以當前煤礦的物聯網應用系統來看，井下數據大多每30秒傳輸一次，數據量巨大，這就對數據的編解碼技術和通訊技術提出了很大的要求，一旦數據傳輸緩慢，不利于后臺的統計分析。同時海量數據的處理還依賴數據庫技術、云計算技術的發展，如何從海量數據中挖掘數據之間的對應關系，迅速準備地分析統計數據，這就需要將大數據、云計算、物聯網等技術統一到一個系統中，才能解決以上的種種問題。
5 下一步發展的方向
個人認為，下一步物聯網技術在煤礦中發展應注意以下幾個方面：
5.1 視頻識別，視頻頭與人員、設備的一體化
受限于數據的傳輸障礙和井下現場環境，對現在的井下視頻的處理，只是簡單的音視頻傳輸，并且視頻的清晰度不高，不利于井下實時監測，隨著大數據、云計算、數據編碼、數據傳輸等技術的發展，當數據的傳輸、存儲、分析處理不再是系統發展的障礙后，視頻技術應向著視頻識別、視頻與設備一體化方向發展，不只是單純地觀看井下實時畫面，還能通過視頻識別判斷出當前人員位置，與設備的互動操作情況，一旦發現問題或者誤操作，及時采取措施，盡力避免出現事故。
5.2 采集設備智能化
另一個物聯網技術的發展應更偏向底層，更加智能化。現在的井下物聯網設備大多只起到數據收集的功能，所有的分析判斷都必須經過后臺的數據處理才能得出。而其中有些數據只需要做簡單的分析就可直接判斷出其代表的井下狀況，如果直接在采集設備中處理，那么將節省大量無效數據的傳輸、存儲以及后臺處理中，加快系統運行速度，更好更快更有效的服務煤礦安全生產工作。
5.3 與大數據、云計算技術的深度融合
煤礦井下情況復雜多變，瓦斯、水害、頂板、地壓等每一個因素的微小變化都有可能導致一連串的變化，從而造成事故。要想找出其中的變化規律，必須要建立能存儲海量數據的數據中心，有快速處理海量數據的計算中心，這就需要與現在的大數據、云計算等技術進行深度融合，從而能在海量的數據中及時找到事故發生因素的微小變化，將事故消滅于萌芽狀態。
伴隨物聯網技術的飛速發展,物聯網整體安全問題逐步成為未來廣泛應用、持續優化進程中一類不容忽視的重要問題。物聯網發展至高級水平,其場景中各類實體均包含一定程度的感知、運算、分析以及執行功能。倘若該類感知設備普遍應用,便會對我國的基礎建設、社會活動以及個人機密信息安全形成全新的影響威脅。為此做好信息工程安全監理尤為重要,只有科學應用物聯網技術,構建信息安全交互模型、體系架構,方能激發物聯網技術核心優勢,確保安全應用實踐,提升綜合安全水平,并實現全面、持續發展。
1.物聯網技術內涵
物聯網技術在信息工程安全監理系統中發揮了重要的應用價值,為系統網絡化的重要核心。該項技術借助網絡平臺,應用統一一致物品編碼手段、射頻識別處理技術以及無線通信手段,可對廣闊范疇之中,甚至是全球范圍中的各類單件產品進行追溯以及有效跟蹤。應用物聯網技術手段,可由工程項目的招標環節開始直至工程管理驗收環節,對各類應用設施器具設置EPC標志,并應用無線射頻手段,傳輸信息工程各個階段的價值化咨詢信息至網絡系統中,進而令監理人員僅依據EPC標簽,便可獲取產品各階段包含的信息,進而判定其生產加工直至成品的流程階段中包含的潛在威脅以及不安全因素。由此可見借助射頻識別技術,進行有用信息數據的全面采集分析與匯總,科學應用移動計算手段以及數據庫系統設計便可有效對信息工程進行安全管控監理,并做好數據判斷辨析,提升綜合安全水平,強化實踐工作效率。
2.信息工程安全監理科學創建物聯網架構體系
信息工程安全監理主要負責信息化工程建設服務、運行升級與優化改造階段中從事的信息安全有關監督管理活動。
目前,我國信息工程監理框架體系的創建基于IT市場構成了獨立體系中的兩個層次。應用物聯網現代化技術可令信息工程發展建設中包含的安全隱患問題以及存在的風險事項快速的傳達至業主,并有效的疏導業主方以及承建方的相關爭議與矛盾問題。核心工作內容便是對包含的信息安全相關問題實施風險分析并做好優化管控。信息工程安全監理創建物聯網體系架構應涵蓋四類組成內容。具體包括物聯網系統架構、安全監理平臺、監督管理系統以及中間結構體系。信息工程安全監督管理物聯網體系架構主體就信息化應用發展過程中安全監督管理涉及范疇廣泛、管控指標內容豐富、需連續性實踐等具體特征,采用物聯網手段技術完成對信息化項目工程的優化改造、建設調節,并實施安全問題管理監視。具體工作內容則涵蓋對生產實踐場景、環境做好檢測監督、進行生產員工安全行為測試管控,并就特定生產物品的整體安全性進行管理監督,重點監視控制人流相對密集的方位,同時做好重要生產設施、以及設備的管理,完善安全事故應急管理階段中各類場景資訊、人員與物品綜合信息的匯總搜集等。
3.物聯網技術信息交互安全問題
伴隨物聯網技術應用服務范疇的持續拓寬,感知網絡應對處理的信息呈現出更為多元化的態勢,甚至涵蓋政府管理、國防建設、軍事服務以及金融市場等較多領域。
由此引發的信息安全問題則需要我們重點關注,有效解決。基于網絡以及節點有限資源的總量限制,相對來講較為成熟應用的安全監理措施方案常常不能直接用在物聯網感知系統中。為此,研究人員探討了更為豐富的安全管理方案。例如應用加密技術、安全路由管理協議、管控存取以及數據融合技術等,提升物聯網技術應用安全水平。數據加密應用階段中,基于網絡節點存儲、分析以及能量的有限,較多手段應用相對簡單加密算法。數據加密應用技術中密鑰管理尤為重要,其擔負著密鑰的形成、分發以及保管、更新與處理等任務,在全局預制應用方案的基礎上,我們可依據無線感知系統網絡結構體系、節點規劃以及安全管理需求,創建更為豐富的密鑰管理策略。
例如應用預分布處理方案,可在脫機狀態下形成一定容量密鑰池,各個節點則可隨機由其中獲取密鑰成為密鑰環,完成網絡系統的規劃部署之后,則只需節點包含同對密鑰便可應用其組建安全通道。為優化提升物聯網架構體系安全能力水平,可進一步優化更新技術方案。可將節點公鑰數量擴充,進而令網絡攻擊影響變得更為困難,進而確保信息安全,優化監理管控。另外,可配設安全路由,科學應對節點、匯聚方位安全問題,確保高效準確的實現信息數據的傳輸應用。基于無線感知系統網絡體現了節點對等以及多跳傳輸的實踐特征,倘若攻擊方進行惡意節點布設,便較易形成路由篡改、選擇轉發影響,導致黑洞以及蠕蟲病毒感染問題。為此,應依據無線感知體系網絡特征以及物聯網技術應用需要,分析制定合理的安全路由應用協議,可應用冗余路由同相關認證機制預防網絡不良攻擊影響,提升物聯網系統技術綜合安全水平。
數據融合為物聯網交互以及信息感知的核心手段,倘若其中節點被不良俘獲,便較易導致融合節點無法分清正常信息以及惡意數據的問題。尤其對融合節點影響攻擊,不僅會對下游節點信息形成不良破壞,還會對發送至匯聚節點信息形成負面影響。為此,物聯網數據融合階段中應全面考量信息安全應用問題。可創建良好的融合管理機制,通過隨機抽樣以及數據信息的互相驗證,令用戶位于節點遭遇捕獲狀況,仍舊可判定匯聚節點信息數據安全有效性。
基于節點隱私的暴露,會對檢測管理目標整體安全性形成不良影響。為此應創建物聯網有效安全保護以及信息存儲管控機制。可應用定位協議,利用可信定位確保節點獲取正確位置信息,預防不準確定位導致的負面影響,進而全面提升物聯網交互以及感知信息綜合安全水平,創建優質發展環境。
特種設備的重大事故幾乎都是各類微小和不易察覺的隱患和故障長期積累而成，都是由量變到質變的過程，因此，通過科學的預測方法，采用有效的技術手段，及時偵測出設備的故障和非正常現象，就可以提前預知特種設備的運行是否向更危險的發向發展而提前采取措施。
隨著日韓基于物聯網的“U社會”戰略，歐洲“物聯網行動計劃”以及美國“智能電網”、“智慧地球”計劃的推出，物聯網成為各國當前應對金融危機、提升綜合競爭力的重要手段。物聯網技術是以物聯網為數據傳輸技術、綜合了RFID(Radio Frequency Identification射頻識別技術，縮寫RFID)、傳感技術、圖像技術、GIS(地理信息系統Geographic Information System)技術、SaaS(Software-as-a-service軟件運營服務)技術、人工智能、云計算技術于一體的物物相聯的數據網絡，實現人和物的智能感知、自動識別、自動定位、自動追蹤、信息追溯、智能管理、大規模數據挖掘、被動決策、主動決策，實現物物相聯、人人相關、人人相聯的智能信息化數據鏈。
現代信息技術的發展和大型數據分析軟件的成熟化，尤其是物聯網這種綜合信息技術應用模式的出現，使通過信息化技術裝置來實現特種設備安全預測提供了可能性。運用物聯網技術構建不同設備、不同企業分類監管模式，把特種設備使用單位的安全責任有效落實到生產經營的每個環節、每個崗位、每個作業過程，最大程度預防重大事故的發生，并可同時實現事故發生后的應急救援指揮及快速責任追溯。
運用物聯網技術
構建分類監管模式
物聯網正在以前所未有的速度高速發展，在行業信息化管理平臺中應用物聯網技術建立了集人員安全管理、資產管理、特殊設備管理的信息化綜合管理系統，可以極大地提高行業管理水平和安全生產水平。
物聯網數據監控平臺包含了數據庫、前端設備狀態監測、警報控制、應用控制、日志模塊、報表系統等；具備設備運行狀態實時監測、關鍵部位失效狀態、管道泄漏、設備能效監測（如鍋爐等）、傳感終端狀態監測、RFID終端狀態監測、臨界警報、運行統計、周期報表、設備臺賬、維護記錄、數據訪問控制、權限管理、共享接口等。
基于無線傳感網的特種設備運行安全監控
對于后裝系統，采用在關鍵部位安裝基于ZigBee(Zigbee是基于IEEE802.15.4標準的低功耗個域網協議。根據這個協議規定的技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術)和3G通訊技術的無線傳感器及數據網關，監測特種設備關鍵部位狀態(如鍋爐、工業壓力管道、移動壓力容器、起重設備等)，以出廠參數和特種設備檢測標準為基準數據，以《特種設備安全監察條例》和《安全生產法》為法規依據，對特種設備運行進行實時監控，實現特種設備故障預警、事故報警。
對于前裝系統，采用與設備控制系統接口的方式，實現設備狀態的實時監控，以特種設備檢測標準為基準數據，實現特種設備的實時監控和故障預警、事故警報。
基于RFID的特種設備關鍵部位失效監控
采用專用RFID標簽，監控大型游樂設施(如客運索道、摩天輪、過山車、海盜船等等)的關鍵部位安全螺栓，采用集成傳感器的RFID標簽監控關鍵動力部位(氣缸、軸承等)狀態，實現特種設備關鍵部位的監控。以特種設備檢測標準為依據，以《安全生產法》和《特種設備安全監察條例》為參考，實現特種設備的安全狀態預警和事故警報。
特種設備維保狀態及人員資質監控
根據國家質檢總局特種設備安全監察局對于安全事故的報告，特種設備事故多發生在使用階段，其中違規操作、維保缺失(如電梯)是主要原因。依照《安全生產法》和《特種設備安全監察條例》的規定，對有可能發生重大安全事故的設備必須有經過專業培訓并取得上崗資質的人員方能進行操作和參與維護保養工作。但現實情況是許多特種設備使用單位、維保單位為節省成本逃避檢驗、聘用無證人員的現象屢禁不止，因此，對于操作和維保人員的資質、維保狀態的監控成為最大難題。采用RFID、人臉識別、人體感應技術構建的人員資質監控系統是解決這個難題的重要技術手段。
系統由前端終端和監控平臺組成，前端終端集成RFID、人臉識別、紅外人體感應、圖像采集和通訊模塊組成；以人員上下崗刷RFID卡實現人員基礎信息的采集，通過人臉識別與RFID卡內人員信息進行校驗，防止借證、偽證人員對設備的操作，通過圖像采集系統可在發生預警或故障時對現場進行圖像采集。
特種設備維保狀態及人員資質監控系統對于電梯、鍋爐、起重機械等經常發生借證、無證上崗操作的設備使用單位可起到嚴格管理的目的。
電梯使用按照《安全生產法》和《特種設備安全監察條例》的規定，必須進行定期維保，并且必須是具備維保資質人員進行現場工作，本系統可實現維保日期預測、維保狀態預警、維保人員資質監控、維保人員工作內容監控、定期巡檢監控、梯內人員數量監控、緊急狀態求助等功能，可達到對維保工作和人員的準確監控。并且預留有電梯設備運行狀態接口，可協調電梯生產廠商與終端進行數據接入，同時實現運行狀態的監控。
基于多部位應用的
監控平臺軟件系統
從監控平臺軟件系統示意圖(見圖1)可見，數據監控系統包含了數據庫、前端設備狀態監測、警報控制、應用控制、日志模塊、報表系統、圖像處理、語音處理、GIS、事故分析、預案分析等功能模塊；具備設備運行狀態實時監測、關鍵部位失效狀態、管道泄漏、設備能效監測(如鍋爐等)、傳感終端狀態監測、臨界警報、運行統計、設備生命周期監控、維護記錄、數據訪問控制、共享接口等功能。
關鍵詞：電力生產安全；物聯網；電力；安全
中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）28-0279-01
在電力工業大發展的背景下，發電廠及電網的規模都在不斷地擴大，支撐了整個社會電能的供給。同時，隨著社會的高速發展，人們的生活水平不斷提高，電力用戶對電能的需求量有了明顯的提高，也對電力供電安全、電力使用安全都提出了更高的要求[1]。電力生產安全是供電網絡的源頭，關乎整個電網運行、使用的安全，不容忽視。
物聯網是各種感知技術的廣泛應用，具有全面感知、智能處理等特性，能夠通過信息網絡全面、可靠的感知聯網物體所在的狀態。利用物聯網技術手段，可以提升企業安全生產監督管理的能力[2]，促進企業經濟效益的提高。
1 物聯網技術介紹
和傳統的互聯網相比，物聯網有其鮮明的特征。由于物聯網上部署了大量的傳感器，這些傳感器都可以實時或定時的獲取聯網物體的一切信息，收集海量的數據，通過信息互聯網傳輸到處理器中。數據不斷更新，也就是聯網物體狀態的不斷更新，以此實現對聯網物體狀態的實時監控或定時記錄。
互聯網是物聯網技術的重要基礎。通過互聯網構建的各種信息網絡，利用RFID（Radio Frequency Identification，射頻自動識別）、無線數據通信等技術，關于物體的實時信息被準確的傳遞出去。由于信息數量龐大，海量數據的處理成為物聯網的重要任務之一。物聯網時代，建筑、公路等與電腦、寬帶、數據中心緊密結合，整合為統一的基礎設施，就像是另一個世界運轉其上。
在與互聯網深入結合的基礎上，物聯網還能夠實現對聯網物體的智能控制，并結合云計算、圖片和視頻上的人臉識別、三維可視化、 車牌識別、物體檢測、人流統計、周界防范等智能技術，擴充應用領域，以適應更廣大用戶群體的需求。
2 電力生產安全的現狀
電力能源作為國家的重要能源之一，電力企業安全生產是國家安全生產建設的一個重要領域。電力企業安全生產與民眾的日常生活息息相關，是社會進步、經濟持續發展等重要支撐。
國內發電廠的生產方式主要包括火力發電、水力發電、風力發電，以及核電，這些電力生產模式都會存在一些安全隱患，包括機組故障、人為操作失誤等。通過繼電保護等故障處理措施、應用安全事故防御技術的在線監控系統、采用自動診斷技術的診斷模式、故障處理分析等方式，電力生產安全已經有了較好的保障[3]。目前，電力行業正處于改革時期，全球互聯網正在構建，對電力生產安全提出了更高的要求。技術發展帶動了電力需求，同時也隨著電力生產壓力的增加，以及電力生產安全要求的提高，電力生產安全的保護措施需要進一步鞏固與發展。
3 利用物聯網技術推進電力生成安全的管理應用點
1）利用物聯網技術快速定位故障機組
應用物聯網技術，建立電力生產機組物聯網安全監控系統，由物聯網中繼、網關設備、基站、普通手機、筆記本、臺式PC機、平板等終端構成傳感器網絡，連接各種安全監測傳感器通過信息網絡發 送數據到安全監控系統，再由安全監控系統處理數據，以直觀的方式呈現給用戶。系統用戶通過收集、平板、電腦等各種監控渠道實時監控各種安全狀況，并能夠實時查看細節、及時預警安全問題，從而避免安全事故的發生。
2）物聯網技術實現監控各機組產能的實時監控
物聯網技術不僅能夠將機組所在地點精準的傳輸到信息網絡，還能夠將機組設備所在狀態相關參數傳輸出來，用以判斷機組設備的生產狀態，通過參數控制，避免電力生產設備因過熱、過載等原因而導致機組設備故障頻發。
3）應用物聯網技術嚴格控制用戶操作
電力生產事故中，難以避免的依然存在人員操作失誤造成的問題，且此類問題一旦發生，總是會造成很嚴重的后果。除了通過繼電保護等故障處理措施保護電力生產安全，嚴格控制現場操作人員權限也是一個有效的方式。通過為操作工陪標專用設備，實時記錄操作地點、操作步驟，嚴格控制操作權限。通過專用設備，當員工靠近不同機組設備時，讀卡器自動讀取信息，傳輸到信息網絡后臺驗證權限并提示警告。
當今社會，對基礎設施的蓄力破壞和未授權訪問時有發生。由于訪問控制對系統的機密性、完整性起到直接的作用，嚴格的權限控制機制是保證電力企業安全生產不會被蓄意破壞的最有效的保障。
4）應用物聯網技術進行環境監控
在電力生產范圍內安裝溫濕度監控、漏水監控、有毒氣體監控、易燃易爆氣體監控等，并通過紅外設防、視頻監控等實時監控電力生產。通過這些感應設備感應當前環境并傳輸數據到網絡，管理員可遠程監控現場狀態，若數據超出正常范圍，提示管理員查看并采取相應措施、查找源頭、排除隱患。
進入大數據時代，視頻監控技術也取得了大跨步的發展。經過模擬監控、數字監控、網絡監控等重要發展階段，大數據為龐大數據量的視頻數據分析提供了途徑。由于視頻數據具有高并發、容量大的特點，大數據時代，視頻資源才開始被計算機有效利用起來。同樣，溫濕度監控、漏水監控、有毒氣體監控、易燃易爆氣體監控等措施也可以通過大數據分析技術得到更有效的應用。
4 結論
物聯網技術通過快速定位故障機組、監控各機組產能、監控人員操作、進行環境監控等方式應用與電力生產安全中，可對電力安全生產起到很好的促進作用。
參考文獻：
[1] 閆濤，呂麗民. 物聯網技術在企業安全生產中的應用[J].計算機技術與發展，2012，22（2）：226-228.
【關鍵詞】物聯網；RFID技術；信息追溯；食品安全
【中圖分類號】F322
【文獻標識碼】A
【文章編號】1672—5158（2012）10-0051-02
一、引言
目前，我國普遍存在食品安全事故，比如“瘦肉精”事件、“有毒奶粉”事件。人們開始重視食品安全問題，如何解決食品安全隱患顯得迫在睫。盡管我國加強了食品質量安全的監管措施，但是依舊無法從源頭上保障食品的質量。而隨著物聯網技術的研究與應用，逐步出現了一些可行的食品安全追溯機制，可以對食品流通的各個環節進行監控，追查責任人，從而逐步解決食品安全隱患。
二、食品安全問題現狀
隨著我國經濟的快速發展，人們的生活水平開始不斷提高，人們對衣食住行的要求普遍提高。然而隨著而來的食品安全問題受到越來越多的人重視，人們都希望吃到放心、安全、綠色的食品。但是卻頻繁地出現了食品安全問題，比如人造雞蛋、染色橙子、有毒奶粉等，嚴重降低了消費者的消費欲望。民生問題是大事，老百姓在買東西之前都要認真地審核商品生產日期，仔細查看商品的生產材料及成分。
三、物聯網技術
1、物聯網
物聯網主要是依據約定的通信協議，將無線射頻識別設備、紅外傳感設備、GPS全球定位系統、激光掃描儀設備、物品等關鍵的設施、設備連接起來，實現數據信息交換和傳輸，從而實現通過這個網絡對網絡中的設施、設備進行自動識別、定位、跟蹤、管理、監控。物聯網是最近發展起來的一種全新網絡，它的核心基礎依舊是互聯網技術。
2、無線射頻識別技術
無線射頻識別技術（RFID），一般簡稱為電子標簽，它可以通過無線網絡實現自動識別信號范圍內的目標，同時可以根據需要讀寫數據信息，并通過計算機系統進行集中、統一管理。RFID技術目前是物聯網中的核心技術，也是基礎。RFID系統主要包括：電子標簽、讀寫器、天線等部件。
四、食品安全信息追溯系統
4.1 構建食品安全信息追溯系統的重要意義
食品跟蹤與追溯在歐美、日本等一些國家早已經盛行，他們各國對出口到當地的食品都必須進行跟蹤，以確保安全，為人民的餐桌送上一份份綠色、原生態食品。早在20世紀90年代，法國等部分歐盟國家就倡議建立一種旨在加強食品安全信息傳遞，控制食源性疾病危害和保障消費者利益的信息記錄體系，即食品可追溯體系。我國在這方面的發展水平有些滯后，直到最近幾年，才開始實施一種被稱為“從農場到餐桌”的食品安全追溯系統，該系統從產品生產與銷售、安全運作兩個方面入手，以確保食品問題從根源上被消除，就算根源上沒有被扼殺，也能夠在運輸過程中被發現，從而在銷售環節將問題解決，真正地做到了保證食品安全。
4.2 物聯網關鍵技術的應用
在物聯網技術領域中，應用較為廣泛的技術之一是無線射頻識別技術（RFID），基于RFID技術的非接觸式識別模式給食品追溯帶來了極大的便利，其次，RFID系統的后臺信息系統能夠對問題食品的處理做出安全的管理。毋庸置疑，RFID技術的應用必將會為無論是生產商還是消費者帶來巨大的經濟、社會甚至環境效益。因此，如何更大程度上降低電子標簽成本，構建完善的食品監管服務體系勢在必行。
4.3 RFID技術應用于食品安全信息追溯系統的優勢
RFID系統有著得天獨厚的優勢，使得食品安全問題的解決在最大程度上依賴于RFID技術的解決：首先RFID系統給食品供應鏈提供了非常高質量的數據交流，其次所應用到的食品追溯解決方案一般都是從源頭做起，所以給整個供應鏈帶來了透明度十足的追溯，最后RFlD技術非接觸式快速讀寫、可數據加密等一系列優點使得實現統一管理、高效流通、協調動作成為可能。
4.4 食品安全信息追溯系統解決方案
4.4.1 系統流程分析
采集器首先通過RFID技術自動識別食品信息，包括食品狀態特征，食品所處環境等信息，并且以一定的格式將這些信息存取，然后通過網絡及數據庫技術形成有效的食品供應信息鏈。
現代信息技術和物流技術貫穿于商品從生產到消費的始終，形成一個安全而有效的控制體系，食品供應鏈中各個環節的相關信息通過RFID技術與互聯網相結合的自動識別解決方案支撐，從而實現追溯。后臺信息系統提供給消費者透明的食品追溯及食品狀態的評估信息。
過程追溯其目的是為了追查出現漏洞、消除食品運輸或儲存環節的安全隱患，根據對現存系統問題的分析，RFID食品安全追溯系統的業務流程圖如4-1所示。
4.4.2 技術方案設計
通過上文對食品流通安全追溯過程的需求分析，可以了解到完全可以使用RFID技術來追蹤和管理食品流通的各個環節，下面結合實際情況給出總體技術解決方案和技術環節。
本系統主要包括三大模塊：電子標簽、上位機軟件系統、讀寫器。其中讀寫器包括：天線、射頻芯片及電路、主機接口及控制電路、人機交互外設，本文主要側重于食品流通信息追溯及追蹤系統中的讀寫器的設計。本系統中，射頻收發功能模塊主要包括射頻電路模塊、單片機電路模塊。其中，射頻電路芯片使用的是奧地利微電子公司的AS3991射頻芯片，而MCU使用的是C8051F340單片機。
4.3.3 RFID在食品安全信息追溯系統中的工作過程
實際應用系統中，采集器按照如下工作流程工作：
（1） 系統管理模塊先生成惟一的采集器ID認證編碼，并在系統平臺中注冊，然后將此編碼被固化到采集器中。
（2） 在各個現場環節中，現場采集器在寫入食品安全特征信息時，將該采集器的惟一ID認證編碼寫入到標簽中。
（3） 采集器讀取含寫入采集器ID認證編碼的標簽信息后，將標簽信息和該讀取采集器的惟一ID認證編碼相結合，通過加密算法使編碼融合成一條信息。
（4） 再將此融合信息傳輸到RFID中間層。
（5） RFID中間層首先對信息分拆，獲得讀取采集器的ID認證編碼。
（6） 判斷此ID認證編碼的有效性，如果為已在系統平臺注冊的采集器，則轉到步驟7，否則此采集器為非授權的采集器，系統拒絕此次安全信息登記請求，登記相應的審計信息，轉到步驟10。
（7） RFID中間層對步驟5分拆后所得的標簽信息進一步分拆，獲取寫入采集器的II）認證編碼。
（8） 判斷此ID認證碼的有效性，如果為已在系統平臺注冊的采集器，則轉到步驟9，否則表明此標簽已被非授權的采集器所改寫，系統拒絕此次安全信息登記清求，登記相應的標簽編號，轉到步驟10。
（9） RFID中間層將步驟6所得的食品安全信息登記到系統平臺的數據庫中。
（10） 完成一次數據采集。
五、結語
RFID是物聯網中的核心技術，具有快捷、高效、安全、準確度高等優勢，是目前的重要科學技術，得到廣泛的普及、應用。而隨著經濟全球化的深入發展，物聯網技術必將得到進一步發展，各國政府開始投入人力、物力、財力來研究RFID技術，大大促進了物流供應鏈系統的發展。尤其在食品流通領域，RFID技術為了保障食品質量安全做出了重大貢獻。相信在未來，物聯網技術將會逐步改善人們的生產及生活水平。
參考文獻
[1] 李玫，李世革.認識RFID技術[J].包鋼科技.2010（01）
幼兒園是最容易出現安全隱患的地方，加強對幼兒園的安全管理是家長和老師們需要共同關注和面臨的問題。基于此，將網絡視頻監控系統、感應門禁控制系統、幼兒精確定位系統、身份識別安全接送系統等物聯網技術應用到幼兒園的日常安全管理中，可以有效提高幼兒園安全管理效率，從根本上遏制惡性事件的突發。
關鍵詞：
物聯網技術；幼兒園；安全管理
幼兒園是一個充滿童真和快樂的地方，但是由于幼兒階段的孩子安全意識弱，自我保護能力差，天真好動，幾乎對任何事物都充滿了好奇和探索欲望，缺乏基本的安全防范意識，因此，幼兒園是最容易出現安全隱患的地方，加強對幼兒園的安全管理是家長和老師們需要共同關注和面臨的問題。基于此，引入物聯網技術手段，構建網絡化、信息化的全方位安全管理系統可以有效提高幼兒園安全管理效率。物聯網是一種建立在互聯網之上的網絡，廣泛應用各種感知技術。利用RFID、傳感器技術和無線通信技術等實時對任何需要監控、連接、互動的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學、化學、生物以及位置等各種需要的信息，與互聯網結合形成的一個巨大網絡，其將萬事萬物聯系起來，實現現實物品的自動識別和信息的互聯與共享。物聯網在幼兒園安防系統中的應用包括網絡視頻監控系統、感應門禁控制系統、幼兒精確定位系統、身份識別安全接送系統。
1網絡視頻監控系統
網絡視頻監控系統通過對圖像、語音的壓縮技術與網絡通信傳輸技術相結合，將遠端的視頻、語音信號數字化并傳輸到接收端，網絡中的用戶就可以通過操作終端對圖像和聲音進行瀏覽、播放和控制。該系統由前端、客戶端和中心服務器三部分組成。系統前端的作用是實時采集現場的視頻、音頻、報警信號，并將采集到的模擬信號壓縮編碼成數字信號，通過IP網絡將信號傳輸到中心服務器，同時系統前端保留歷史錄像資料。中心服務器是整個平臺服務的提供單元，可實現前端與客戶端的連接、指令轉發處理及系統信息處理等。客戶端可支持多類型設備。幼兒園安裝網絡視頻監控系統，可以實時了解孩子在幼兒園的學習和生活情況，及時消除安全隱患，加強幼兒園安全防范控制，提高管理效率，增強工作主動性和針對性。網絡上任何一臺與監控主機相連的客戶終端都可進行遠程監控，同時，監控信息聯網后可通過計算機網絡進行遠程，實現實時掌握安全要點范圍的動態情況和圖像數據的保存及查詢。
2感應門禁控制系統
為了防止非法人員入侵和幼兒走失，幼兒園需要在對外開放的門口處安裝感應式門禁系統。門禁系統由主控單元和輔助單元組成。輔助單元通過外部接口與非接觸式讀卡器相連，主要用于與外界交換信息，如讀卡器信息，門磁信息，報警信息等。而主控單元主要負責接收輔助單元感應到的信息并發出相應的指令控制門鎖，實現門鎖的開啟與關閉。當人體靠近門時，非接觸式讀卡器通過搜索人體身上佩戴的卡片，鑒別該卡片是否具有合法的開門權限。當鑒權過程完成后，對于符合權限的持卡人，門鎖將自動打開。門鎖開啟后自動計時，到設定的閉鎖時間后，門鎖關閉。在幼兒的接送時間，門鎖的閉鎖時間可配合接送系統另行設置。而對于不符合權限的持卡人，將其拒之門外并可進行語音提示。這個過程通過TCP/IP方式進行數據傳輸，僅需短短的幾秒鐘。管理者可以自由調整該系統來控制開門的范圍，如僅當佩戴授權卡片的使用者在指定區域時門才會打開，而當有陌生人靠近門禁時可以發出語音提示。幼兒園可以自行給小朋友錄制不同的語音，如“小朋友，你已越界，前方是大灰狼的家哦！”
3幼兒精確定位系統
該系統由RFID讀寫器、RFID射頻標簽、終端設備、系統軟件和終端軟件五部分構成，通過遠距離、非接觸式采集信息，在人員移動狀態下實現目標精確跟蹤。關鍵區域可以設定閾值，當人員數量超過閾值時，系統會發出疏散警報。該系統具有安全性、可靠性、實用性等特征，可以實現對園內幼兒的精確定位，對幼兒的行動軌跡進行跟蹤，實現對區域內的信號全覆蓋，當出現緊急情況時，可以實現報警求助，同時也可以實現與網絡視頻監控系統的聯動，實時掌控幼兒的全面信息，構筑一道安全的防護網。
4身份識別安全接送系統
身份識別安全接送系統可以輕松避免幼兒被誤抱或非法離園事故發生。該系統由智能終端和智能卡兩部分組成。關于智能卡，一個幼兒可登記多個接送家長，這些家長的詳細資料包括照片、與幼兒的關系等信息會被事先采集到智能卡數據庫中。將智能終端放置在幼兒園門口，家長在接送幼兒時排隊進出，依次通過智能終端在幼兒園門口進行刷卡驗證，系統自動識別家長身份，并在終端機上顯示詳細信息。當驗證通過時，系統會語音提示“驗證成功”，即可正常接送幼兒，教師也可通過終端信息接送孩子。如果驗證不成功，系統則會提示“驗證失敗”。所有驗證成功的信息，系統將進行實時信息存檔。
5結語
幼兒安全是大事，它關系到每個家庭的幸福，將物聯網技術有效運用到幼兒園的日常安全管理中，將從根本上遏制惡性事件的突發，真正實現“高高興興上學去，平平安安回家來”。
參考文獻
[1]尹立莉,胡偉成.發展物聯網產業問題簡析[J].經濟研究導刊,2010(23).