第一篇：杜圣東：Android的物聯(lián)網(wǎng)智能終端操作系統(tǒng)核心技術(shù)研究

基于Android的物聯(lián)網(wǎng)智能終端操作系統(tǒng)核心技術(shù)研究

杜圣東 2010年12月

一、引言

Windows操作系統(tǒng)統(tǒng)領(lǐng)PC時代近30年，Linux操作系統(tǒng)更是支撐起了高速穩(wěn)定的互聯(lián)網(wǎng)時代。從現(xiàn)在已經(jīng)是步入發(fā)展快車道的移動互聯(lián)網(wǎng)走到即將到來的全面物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）時代，是否擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的智能終端操作系統(tǒng)，對我國物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略及信息安全來講，十分關(guān)鍵。

如果用人體來比做物聯(lián)網(wǎng)，那我們的眼睛、鼻子、耳朵、皮膚就是信息傳感設(shè)備；觸覺神經(jīng)元鏈接系統(tǒng)就是高速網(wǎng)絡(luò)；大腦自然就是后端海量數(shù)據(jù)中心里負(fù)責(zé)做任務(wù)處理、分析、反饋的服務(wù)器集群。下面的物聯(lián)網(wǎng)定義是當(dāng)前大部分學(xué)者普遍認(rèn)同的觀點:通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)(GPS)、激光掃描器等信息傳感和采集設(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(jìn)行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

自從2008年初谷歌對Android這款輕量級的移動操作系統(tǒng)進(jìn)行開源以來，吸引了摩托羅拉、高通、LG、三星、華為、HTC、思科、中國移動等制造商和運營商加盟研發(fā)和推廣。谷歌把移動智能手機終端作為切入點，來引領(lǐng)其整合全球信息的戰(zhàn)略，也是基于對下一代信息技術(shù)革命大趨勢的把握。至今，搭載android系統(tǒng)的終端每天出貨量超80萬部。從2009年一款實現(xiàn)了可測量血壓并實時傳輸個人記錄到醫(yī)院中心系統(tǒng)的Android終端面世開始，接下來還出現(xiàn)了可以作為車載導(dǎo)航的Android終端，可以掃描二維碼、控制微波爐冰箱、可以控制機頂盒的Android終端。從中可以看出，Android不只是款手機操作系統(tǒng)，谷歌大力推廣Android系統(tǒng)也不只是收廣告費那么簡單，而是其一直在引領(lǐng)和推動物聯(lián)網(wǎng)的實實在在的應(yīng)用和發(fā)展。如果說我們還在為物聯(lián)網(wǎng)是什么、該怎么制定標(biāo)準(zhǔn)而爭吵。那很可能在下一個信息10年，我國的信息戰(zhàn)略要經(jīng)受的不只是被微軟追討版權(quán)這么簡單。因為物聯(lián)網(wǎng)時代不僅僅是信息技術(shù)的革命：PC和互聯(lián)網(wǎng)時代，機器是機器，人是人，通過災(zāi)備、防病毒等，對我們的影響談不上深遠(yuǎn)；而在人和生產(chǎn)環(huán)境、生活環(huán)境、甚至是軍事設(shè)施等物理環(huán)境進(jìn)行大融合或局部融合（類似于公有云、私有云概念）的物聯(lián)網(wǎng)時代，終端操作系統(tǒng)受制于人，是難以想象的

這也是為什么要開展物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)研究，而且具有必要性和緊迫性。以物聯(lián)網(wǎng)最早的應(yīng)用領(lǐng)域物流工程為例。嵌入標(biāo)簽的貨物從識別、裝箱、發(fā)貨、運輸?shù)胶炇盏让恳粋€環(huán)節(jié)都可以在互聯(lián)網(wǎng)上和物流中心系統(tǒng)進(jìn)行查詢和監(jiān)控。但物流行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀是，RFID掃讀器、中心系統(tǒng)設(shè)備、GPS定位系統(tǒng)、GIS導(dǎo)航系統(tǒng)、倉儲管理系統(tǒng)等這一系列的設(shè)備和軟件并沒有完成真正意義上的物連和互通，各環(huán)節(jié)之間或孤立或聯(lián)系不緊密。后端物流行業(yè)大數(shù)據(jù)中心建立起來并不難，難點在于還沒有很好的辦法對前端各類設(shè)備和應(yīng)用軟件進(jìn)行整合，過于分散的模式使得資源冗余浪費、成本太高且物流過程難以一體化管控。這也是本文提出基于Android的工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)智能終端操作系統(tǒng)，來作為物聯(lián)網(wǎng)前端中繼節(jié)點這種設(shè)計思路的目的所在。

二、針對問題提出初步研究框架及思路

現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)定義中“按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來”這種說法很寬泛，沒有闡明一種具體可行的應(yīng)用模式和解決方案。本文提出一種更深入的廣義物聯(lián)網(wǎng)概念，那就是代表我們眼睛、鼻子耳朵的信息傳感設(shè)備把采集到的信息直接推送到高速網(wǎng)絡(luò)之前，需要經(jīng)過一定的集中過濾處理或輕量級的實時數(shù)據(jù)分析和反饋處理。這個環(huán)節(jié)是通過一個智能終端操作系統(tǒng)（好比物聯(lián)網(wǎng)小腦）來完成的。本文中的物聯(lián)網(wǎng)終端不是傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)范疇中定義的各類分散的、自成一體的終端設(shè)備（比如紅外感應(yīng)終端、RFID掃讀器終端等），而是對各類好比神經(jīng)末梢的終端感應(yīng)采集點進(jìn)行整合，集中互聯(lián)、管控的具有操作系統(tǒng)特性的一體化終端系統(tǒng)，主要具有如下核心功能：

（1）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議與周圍感應(yīng)設(shè)備和采集點進(jìn)行集中的指令和數(shù)據(jù)交互

（2）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)接口和協(xié)議通過互聯(lián)網(wǎng)或移動通信網(wǎng)與后端數(shù)據(jù)中心互聯(lián)互通，來完成任務(wù)提交、分發(fā)、調(diào)度和物體識別、管控等功能，同時滿足部分輕量級任務(wù)現(xiàn)場實時處理的功能需求。

通過這種物聯(lián)網(wǎng)后端和終端設(shè)計架構(gòu)，能有效利用帶寬，提高響應(yīng)效率，優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)整體規(guī)劃、設(shè)計和組織管理。當(dāng)然這個物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng)相對于進(jìn)行海量數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用服務(wù)分析的后端系統(tǒng)來講，應(yīng)該是輕量級的，并具有移動便攜性（比如物流過程中的隨車終端，集GPS定位、GIS導(dǎo)航、裝卸貨品掃描、與物流中心主系統(tǒng)對接進(jìn)行任務(wù)提交、數(shù)據(jù)共享、移動辦公等功能的一體化物流物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備）和快速定制性（比如在家庭應(yīng)用中，集實時病人血壓檢測，人工心臟監(jiān)控，醫(yī)院主系統(tǒng)對接進(jìn)行病情記錄等功能的一體化遠(yuǎn)程醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備，可通過硬件和軟件模塊化定制裝卸的方式，快速轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蜻M(jìn)行物品掃描和GPS定位的物流物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備）特點。

要支持上述多個典型物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用的終端操作系統(tǒng)，其架構(gòu)應(yīng)該是高度抽象化和通用的。區(qū)別于傳統(tǒng)的PC操作系統(tǒng)和專業(yè)性很強的嵌入式系統(tǒng)，本文提出的物聯(lián)網(wǎng)智能終端操作系統(tǒng)具有如下特點：

（1）輕量級特點：

傳統(tǒng)PC操作系統(tǒng)架構(gòu)復(fù)雜，需要較高性能的硬件配置和系統(tǒng)內(nèi)核處理能力。

傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域過于細(xì)分，硬件和軟件具有行業(yè)定制高度相關(guān)等特點，其擴展性、通用性有限。物聯(lián)網(wǎng)智能終端操作系統(tǒng)只是起到一個中繼節(jié)點的功能，復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和分析在物聯(lián)網(wǎng)后端進(jìn)行，相比傳統(tǒng)的PC系統(tǒng)更輕量級；但這個物聯(lián)網(wǎng)中繼節(jié)點的功能相比傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)更強大、更通用，行業(yè)相關(guān)性程度小以便于擴展。

（2）移動便攜性特點：

傳統(tǒng)PC操作系統(tǒng)一般作為家用或服務(wù)器配置，通過有線或局域無線上網(wǎng)。

傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)一般也是內(nèi)嵌或固定放置，對某一細(xì)分的專業(yè)領(lǐng)域提供支持

物聯(lián)網(wǎng)智能終端操作系統(tǒng)應(yīng)該是隨處可配置的，家居、車載、交通運輸工具等隨處可掛載，這個中繼點對局部范圍“物”的掃描、識別、采集和數(shù)據(jù)初步處理之后，再通過移動通信網(wǎng)（或傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)、VPN）與物聯(lián)網(wǎng)后端大數(shù)據(jù)中心進(jìn)行交互。

（3）通用性特點：

傳統(tǒng)PC應(yīng)用范圍有限，或只限于通常的家用和辦公功能；嵌入式系統(tǒng)或只限于燈光控制、導(dǎo)彈控制等精細(xì)專業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域。

而物聯(lián)網(wǎng)智能終端操作系統(tǒng)架構(gòu)需進(jìn)行高度抽象化；通過定義好的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議與傳感信息設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令互通，并作為物聯(lián)網(wǎng)中繼節(jié)點與后端數(shù)據(jù)中心交互，通過這種標(biāo)準(zhǔn)化方式可擴展到任何行業(yè)進(jìn)行應(yīng)用；

（4）快速定制性特點：

通過內(nèi)置硬件模塊化可插拔，軟件模塊化可裝卸的方式，可以讓一款醫(yī)療物聯(lián)終端設(shè)備很快變成一款能掃描貨品的物流物聯(lián)終端設(shè)備，而做到這一切就像在windows系統(tǒng)上安裝網(wǎng)卡設(shè)備、驅(qū)動和撥號軟件后立刻上網(wǎng)這樣便捷。

通過上述的分析，工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)智能終端操作系統(tǒng)在整個物聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計、布局和組織管理中的地位十分關(guān)鍵。谷歌的策略更是在加速這個行業(yè)的發(fā)展，可喜的是國內(nèi)如華為、聯(lián)想、中興這些大廠都已經(jīng)著手對谷歌Android操作系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究，而將來這個移動操作系統(tǒng)會不斷地演化和擴展，引領(lǐng)真正的物聯(lián)網(wǎng)時代。

三、核心研究內(nèi)容

要開展基于Android的工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)智能終端操作系統(tǒng)研究，需要對如下關(guān)鍵問題進(jìn)行分析和提出解決方案：

（1）物聯(lián)網(wǎng)智能中間件研究：針對上文中的通用性和輕量級特性要求，智能終端操作系統(tǒng)可以理解為整個物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)前端中的輕量級中間件。在不同的空間和應(yīng)用環(huán)境，集中聯(lián)系和管控?zé)o所不在的信息傳感、采集設(shè)備，結(jié)合可識別的“物”的特點，對各種感知和采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場實時輕量級的分析，或通過互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)提交到物聯(lián)網(wǎng)后端數(shù)據(jù)中心進(jìn)行處理。如何讓Android操作系統(tǒng)具有上述特性，擁有與物聯(lián)網(wǎng)傳感設(shè)備進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)和指令交互功能、與后端數(shù)據(jù)中心進(jìn)行互聯(lián)互通的功能，需要對Android的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和協(xié)議棧進(jìn)行深入研究和改進(jìn)。

（2）DavikVM虛擬機研究和優(yōu)化：Davik Virtual Machine虛擬機是整個Android操作系統(tǒng)的核心，也是性能優(yōu)化的關(guān)鍵。系統(tǒng)核心函數(shù)庫中的組件，大部分已經(jīng)是業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)（如SSL）或約定成俗的標(biāo)準(zhǔn)（如WebKit、SQLite）；軟件應(yīng)用層則由廣大軟件商進(jìn)行擴展，應(yīng)用層框架及核心組件庫會持續(xù)通過新開發(fā)應(yīng)用的加入而增長、強化，這些都不是研究的重點。而DalvikVM虛擬機則是一個專為嵌入式設(shè)備打造的JAVA虛擬機，它不同于傳統(tǒng)的JAVA虛擬機(JVM)，DalvikVM擁有自己的高度優(yōu)化的code-byte格式，可以初步保證在嵌入式設(shè)備上高效運行。但要達(dá)到類似物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如何進(jìn)一步提高其性能和穩(wěn)定性，是需要深入研究的課題。

（3）軟硬件整合研究：Android的底層驅(qū)動在傳統(tǒng)的諸多 Linux嵌入式應(yīng)用上早有實現(xiàn)。但要滿足本文所闡述的物聯(lián)網(wǎng)終端系統(tǒng)便攜性和通用性特點，需要對硬件層、驅(qū)動層、操作系統(tǒng)內(nèi)核層進(jìn)行進(jìn)一步的抽象和提煉，并對現(xiàn)有的軟硬件整合流程進(jìn)行改造（應(yīng)用層不能直接訪問硬件、通過JNI與底層C/C++庫交互、多硬件廠商驅(qū)動程序非開源情況下怎么維護(hù)驅(qū)動庫，類似這些問題可能需要改進(jìn)），使其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)達(dá)到滿足硬件及軟件模塊化、構(gòu)件化、可插拔的使用要求。

（4）行業(yè)應(yīng)用示范及推廣： 物聯(lián)網(wǎng)作為繼PC、互聯(lián)網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮，關(guān)注和炒作不可謂不火爆。但涉及到某個具體的應(yīng)用領(lǐng)域，具體應(yīng)用的物連網(wǎng)前后端設(shè)計，具體應(yīng)用的原型系統(tǒng)實現(xiàn)等等方面，業(yè)界卻鮮有實用的提法和方案。

沒有切實可行的行業(yè)解決方案，和遲遲提不出來的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的最大障礙。這個障礙只有靠在某個需求最大最貼近物聯(lián)網(wǎng)原始概念的行業(yè)進(jìn)行規(guī)模試驗和推廣，而物流工程領(lǐng)域是示范應(yīng)用的首選。

四、結(jié)語

任何高科技如果只給大家勾勒出一個美麗的童話而遲遲不能變成現(xiàn)實的話，那么多先進(jìn)的技術(shù)都失去了意義。物聯(lián)網(wǎng)目前只是一些小范圍的試驗，而且多半是沒有創(chuàng)新地對已有RFID掃描、傳感等設(shè)備的堆砌和原有技術(shù)的應(yīng)用，遠(yuǎn)未達(dá)到真正意義上的物連網(wǎng)高度和大規(guī)模應(yīng)用的程度。國外3000元左右Android手機，華為能用900元人民幣做出來，性能雖然有一定損失，但可見其耗能和成本不是根本原因。沒有切實可行的行業(yè)解決方案，和遲遲提不出來的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)才是最大的障礙。這個障礙只有靠在類似物流工程這樣最貼近物聯(lián)網(wǎng)原始概念的領(lǐng)域進(jìn)行行業(yè)推廣和大規(guī)模試驗，在對物流工程領(lǐng)域進(jìn)行行業(yè)資源整合及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用部署，并切實解決問題的過程中，才能提煉出最有效的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，和最具實用意義和價值行業(yè)擴展性物聯(lián)網(wǎng)解決方案。

【備注】

（1）物聯(lián)網(wǎng)后端：不管是公有云、私有云還是SAAS、ASP模式，作為物聯(lián)網(wǎng)或云的后端處理中心，其組織形式和功能相似---提供海量數(shù)據(jù)處理、海量應(yīng)用服務(wù)的服務(wù)器網(wǎng)格或集群（類似于提供公共云服務(wù)的谷歌機器農(nóng)場；提供私有云服務(wù)的電信、銀行等關(guān)鍵行業(yè)后端服務(wù)器集群環(huán)境）。

（2）物聯(lián)網(wǎng)前端中繼節(jié)點：物聯(lián)網(wǎng)前端感應(yīng)、數(shù)據(jù)采集點數(shù)量龐大，但好比人體神經(jīng)末梢的每個采集點信息量很小，如何把局部范圍內(nèi)的一系列感應(yīng)采集設(shè)備集中聯(lián)系并管理起來是迫切需要解決的問題。物聯(lián)前端中繼節(jié)點將是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)中必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它具有如下功能：a.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議與周圍感應(yīng)設(shè)備和采集點進(jìn)行集中的指令和數(shù)據(jù)交互b.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)接口和協(xié)議通過互聯(lián)網(wǎng)或移動通信網(wǎng)與后端數(shù)據(jù)中心互聯(lián)互通，來完成任務(wù)提交、分發(fā)、調(diào)度和物體識別、管控等功能，同時滿足部分輕量級任務(wù)現(xiàn)場實時處理的功能需求。

（3）物聯(lián)網(wǎng)終端：本文提出的區(qū)別于傳統(tǒng)分散型各類已有終端設(shè)備，而是對其進(jìn)行整合的具有物聯(lián)網(wǎng)前端中繼節(jié)點功能的、具有操作系統(tǒng)特性的物聯(lián)網(wǎng)一體化終端管理設(shè)備集成系統(tǒng)。

第二篇：物聯(lián)網(wǎng) 智能終端 大唐電信助力農(nóng)村信息化概要

物聯(lián)網(wǎng) +智能終端 大唐電信助力農(nóng)村信息化

近年來, 隨著信息通信技術(shù)的日益發(fā)展, 信息技術(shù)等科技應(yīng)用成為推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化升級和改 善農(nóng)村生活的重要工具。日前,國際電信聯(lián)盟將今年 5? 17世界電信日的主題定為“信息通 信技術(shù)讓農(nóng)村生活更美好” ,此舉旨在讓廣大農(nóng)村及邊遠(yuǎn)地區(qū)享受信息通信技術(shù)所帶來的便 利, 同時也凸顯出農(nóng)業(yè)及農(nóng)村信息化的重要。作為國內(nèi)信息通信行業(yè)的核心企業(yè), 大唐電信(600198,股吧 長期以來始終關(guān)注農(nóng)業(yè)及農(nóng)村信息化建設(shè),推出的智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案、智慧水利解決方案以及面向農(nóng)村市場的通信終端系列產(chǎn)品,在滿足農(nóng)業(yè)、種植、養(yǎng)殖、水利 等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息化需求的同時,更推動了 3G 通信技術(shù)在農(nóng)村市場的普及,為農(nóng)村帶來了更 加便利的溝通和豐富多彩的生活。

物聯(lián)網(wǎng):科技演繹智慧農(nóng)業(yè)

作為下一個擁有萬億級市場前景的領(lǐng)域, 物聯(lián)網(wǎng)已成為當(dāng)前國家重點發(fā)展的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè), 物聯(lián) 網(wǎng)在農(nóng)業(yè)信息化市場中的應(yīng)用更擁有廣闊的發(fā)展前景。大唐電信早在 2008年就推出了智慧 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案, 其中的農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)主要針對農(nóng)業(yè)、種植、養(yǎng)殖生產(chǎn)過程監(jiān)控和 災(zāi)害防治專項應(yīng)用。該產(chǎn)品由前端設(shè)備、2G/3G無線通信傳輸網(wǎng)絡(luò)、專家診斷控制平臺和農(nóng) 業(yè)專家團(tuán)構(gòu)成, 是一套基于最新圖像采集處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的全數(shù)字化遠(yuǎn)程信息管理 系統(tǒng)。

大唐電信物聯(lián)網(wǎng)專家告訴記者, 在系統(tǒng)功能方面, 農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)前端設(shè)備支持多種傳感 器接口,同時支持音頻、視頻功能, 可以有效的為農(nóng)業(yè)專家提供第一手的現(xiàn)場專業(yè)數(shù)據(jù);農(nóng) 業(yè)專家還可以通過 PC 終端登錄農(nóng)業(yè)診斷系統(tǒng),實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制灌溉等操作,為農(nóng)村農(nóng)業(yè)專家 缺乏的現(xiàn)狀提供了解決思路。

據(jù)悉, 目前該系統(tǒng)已經(jīng)在山東壽光農(nóng)業(yè)基地取得良好應(yīng)用。應(yīng)用此系統(tǒng), 可對農(nóng)業(yè)大棚里的 溫度、濕度、土壤酸堿度等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,并疊加到視頻圖像上,進(jìn)行上傳。同時,監(jiān)控終 端還可方便接播語音通話, 便于農(nóng)業(yè)專家根據(jù)視頻圖像和現(xiàn)場語音溝通, 判斷植株生長情況, 檢查病蟲害、大棚溫濕度,土壤酸堿度等,并為農(nóng)戶提供相應(yīng)的指導(dǎo), 從而獲得良好的社會 和經(jīng)濟(jì)效益。

水資源可以說是關(guān)系到國計民生的基礎(chǔ), 也是農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要資源。近年來, 國家積極進(jìn)行 水利信息化建設(shè),制定了水資源管理、農(nóng)村水利信息管理等八大重點工程。基于此,大唐電 信立足水利行業(yè)信息化的發(fā)展,提供了全面的智慧水利解決方案。

據(jù)大唐電信相關(guān)專家介紹, 大唐電信智慧水利系統(tǒng)使用自動化信息采集監(jiān)測設(shè)備, 能夠?qū)τ?量、水位、水量、水質(zhì)等信息進(jìn)行實時采集,通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸匯集,實現(xiàn)灌區(qū) 信息化管理、大型泵站綜合自動化控制和水資源管理等多種應(yīng)用, 服務(wù)于防汛抗旱、水務(wù)信 息化、水資源監(jiān)測管理等多項業(yè)務(wù),切實提高水利行業(yè)的綜合管理水平。

智能終端:讓農(nóng)村生活更美好

隨著 3G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋的逐步推進(jìn),無線座機、3G 手機等通信終端正“飛入尋常百姓家” ,給廣

大農(nóng)民帶來更便利的通信和豐富多彩的生活。作為國內(nèi) 3G 通信的領(lǐng)軍企業(yè),一直專注于家 庭 3G 終端領(lǐng)域的大唐電信,已先后推出 TDW810H+、TDW800+系列無線座機,以及專為老 人設(shè)計的 TG100L 手機。憑借其智能化、便捷化、人性化的特點,受到全國用戶和運營商的 青睞,為用戶帶來更豐富的 3G 新體驗。

針對家用市場,大唐電信推出的 TDW800H+系列產(chǎn)品,支持 TD-SCDMA/GSM雙模自動無縫 切換, 不僅能實現(xiàn)語音通話,更支持超長短信收發(fā),支持大容量電話簿存儲及分組管理,還 支持來電拒接功能。大唐電信另一系列產(chǎn)品 TDW800+則包括了普通版和 CRM 版、話吧版和 監(jiān)控版四種機型, 分別針對不同的用戶需求提供定制化無線座機產(chǎn)品, 充分滿足家庭用戶對 家庭通訊產(chǎn)品的不同需求。

當(dāng)前, 我國社會即將步入老齡社會, 農(nóng)村情況亦是如此。大唐電信專門針對老人推出了一款 TG100L 手機,該產(chǎn)品基于 TD-SCDMA 網(wǎng)絡(luò),擁有一鍵報警、一鍵急救、親情號碼快速呼叫 以及語音朗讀、大按鍵、大字體顯示等多種功能與設(shè)計。據(jù)悉, TG100L 的每個細(xì)節(jié)都根據(jù) 老年人自身的特點量身打造,如 TG100L 精心配備

了大尺寸的操作按鍵,屏幕所顯示的字體 比一般手機要偏大, 還配備了語音朗讀和語音報時功能, 輕輕一按, 短信等文字信息便能夠 “化聲”為日常的語言。在其他方面, TG100L 超寬掛繩孔的設(shè)計能夠方便老人隨身攜帶, 機頂處手電筒的設(shè)計可避免老人在光線昏暗處的不便, 而 FM 調(diào)頻收音機功能則可令老人的 生活充滿樂趣。

從智慧農(nóng)業(yè)到多彩生活, 從物聯(lián)網(wǎng)到智能終端, 大唐電信面向我國農(nóng)業(yè)及農(nóng)村信息化市場推 出了一個個完整的解決方案和產(chǎn)品,在滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)村生活信息化需求,推動 3G 通信 技術(shù)在農(nóng)村市場普及的同時,更處處踐行了企業(yè)的社會責(zé)任,體現(xiàn)了當(dāng)前通信產(chǎn)業(yè)的宗旨:“信息通信技術(shù)讓農(nóng)村生活更美好”。

透析我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化兩大特征

工業(yè)和信息化部副部長楊學(xué)山在去年年末舉行的全國農(nóng)村綜合信息服務(wù)站和信息員考核評 估工作總結(jié)會上表示, 要加強對農(nóng)村信息服務(wù)站和信息員的考核, 歸納總結(jié)其中的經(jīng)驗, 把 農(nóng)村信息化工作推向一個新的發(fā)展階段。這一論斷引發(fā)了與會各有關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)和專家、企業(yè) 代表的廣泛共鳴,包括農(nóng)業(yè)、科技、文化、商務(wù)主管部門以及電信運營商等信息服務(wù)企業(yè), 都開始探討這個焦點問題——

新技術(shù)、新模式, 是我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化進(jìn)入發(fā)展新階段的兩大特征。這是此次全國農(nóng)村綜 合信息服務(wù)站和信息員考核評估工作總結(jié)會上得到大家普遍認(rèn)可的觀點。此次會議還發(fā)布了 全國農(nóng)村綜合信息服務(wù)站和信息員中的先進(jìn)典型, 并對此前出臺的 《農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化行動計 劃(2010~2012年 》(以下簡稱《計劃》 進(jìn)行了部署。記者發(fā)現(xiàn),以三網(wǎng)融合、物聯(lián)網(wǎng)等為 代表的新興信息技術(shù),以政府主導(dǎo)、企業(yè)參與、平臺共建、多方共贏為原則的新運營模式, 已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化發(fā)展新階段的主要特征, 真正創(chuàng)造出了以 “農(nóng)信通”、“務(wù)工易” 等 為代表的, 廣大農(nóng)民用得上、用得好和廣受益的創(chuàng)新信息服務(wù), 直指信息惠農(nóng)富農(nóng)的根本目 的。

新技術(shù):三網(wǎng)融合、物聯(lián)網(wǎng)受青睞

農(nóng)業(yè)部副部長陳曉華在會上表示,我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化建設(shè)整體水平還不高,面向“三農(nóng)” 的信息服務(wù)工作還不完全到位, 如何使“三農(nóng)” 所急需的信息進(jìn)村入戶, 從

根本上解決好信 息服務(wù)“最后一公里”問題,仍是我們面臨的一個緊迫任務(wù)。在解決農(nóng)村信息服務(wù)的“接入 關(guān)” 問題上, 今年國家開始全面部署的三網(wǎng)融合技術(shù)得到了前所未有的青睞。文化部社會文 化司巡視員劉小琴提出, “十二五” 期間, 要結(jié)合國家三網(wǎng)融合戰(zhàn)略, 進(jìn)一步完善傳輸模式, 積極推進(jìn)進(jìn)村入戶工作,使更廣大的農(nóng)民群眾享受到文化共享工程的服務(wù)。

《計劃》提出,到 2012年,在現(xiàn)有試點的基礎(chǔ)上,要基本形成滿足農(nóng)村基礎(chǔ)條件和先行應(yīng) 用需求的三網(wǎng)融合模式。值得注意的是,農(nóng)村通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、黨員干部現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)、全國文化信息資源共享工程、農(nóng)村綜合信息服務(wù)站(網(wǎng)、點 等現(xiàn)有的條件和業(yè)務(wù),都將成為 農(nóng)村三網(wǎng)融合的基礎(chǔ)。新的三網(wǎng)融合業(yè)務(wù)也將得到優(yōu)惠政策的扶持—— 《計劃》 將優(yōu)先支持 網(wǎng)絡(luò)運營企業(yè)在偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)提供集電話、電視、互聯(lián)網(wǎng)等綜合接入與信息服務(wù), 推動各種 涉農(nóng)信息系統(tǒng)共享網(wǎng)絡(luò)資源。

與此同時, 物聯(lián)網(wǎng)作為能撬動下一個萬億元級潛在市場的技術(shù)新銳, 已經(jīng)將傳感器、互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算等新技術(shù)融為一體, 并且以現(xiàn)代物流、電子商務(wù)為應(yīng)用突破口,成為開 展農(nóng)村電子商務(wù)的熱門技術(shù)。各地方紛紛開始運用物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)創(chuàng)新農(nóng)技推廣手段和模 式, 建立農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯系統(tǒng), 完善農(nóng)產(chǎn)品市場電子結(jié)算和網(wǎng)上交易平臺, 切實以信 息化推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。商務(wù)部信息化司司長李晉奇提出,要促進(jìn)電子商務(wù)服務(wù)模式的創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新, 開展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在商貿(mào)流通領(lǐng)域的應(yīng)用研究, 適時組織物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在 商品質(zhì)量信息追溯系統(tǒng)以及農(nóng)產(chǎn)品系統(tǒng)中的示范作用。同時, 在農(nóng)業(yè)信息科技推廣方面, 物 聯(lián)網(wǎng)也成為《計劃》關(guān)注的熱點,在完善糧食主產(chǎn)區(qū)的植被物候變化、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、氣象 監(jiān)測預(yù)報、重大自然災(zāi)害防范預(yù)警和植物病蟲害監(jiān)測等業(yè)務(wù)系統(tǒng)中, 《計劃》指出,要在有 條件的地區(qū)加快物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用, 在干旱缺水的農(nóng)村地區(qū), 也將深化物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用, 普及推廣滴 灌技術(shù)。

新模式:多方共贏催生新應(yīng)用

有關(guān)專家對 《計劃》 的解讀指出,我國將建設(shè)國家級農(nóng)業(yè)農(nóng)村綜合信息資源和服務(wù)平臺,將 “選擇或整合當(dāng)?shù)赜心芰Φ碾娦拧⒂芯€電視服務(wù)商或已建成的電子政務(wù)外網(wǎng)平臺, 搭建省級 綜合信息資源網(wǎng)絡(luò)平臺” ,這一做法,恰恰吻合了很多地方提出的政府主導(dǎo)與社會參與相結(jié) 合的多方共贏模式, 這也正是近幾年經(jīng)過實踐檢驗, 并得到認(rèn)可的農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化新運營模 式。這些模式既包括農(nóng)村黨員遠(yuǎn)程教育網(wǎng)這樣的政府色彩更濃的信息載體, 也包括中國移動 農(nóng)村信息網(wǎng)這樣集成多種實用農(nóng)業(yè)信息服務(wù)的大平臺。此次會議透露, 商務(wù)部即將與中組部 聯(lián)合召開農(nóng)村黨員遠(yuǎn)程教育網(wǎng)示范推廣工作的啟動會, 這一新興的農(nóng)村信息化模式即將得到 全國性的推廣普及。而中國移動“三網(wǎng)惠三農(nóng)、助建新農(nóng)村”的宏偉計劃,也將在今后幾年 得到加快推進(jìn)。

電信企業(yè)在服務(wù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息資源平臺的建設(shè)中, 往往以其網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ), 搭建承載多種特色 業(yè)務(wù)的綜合平臺。中國移動副總裁李正茂表示,中國移動已經(jīng)提出了“三網(wǎng)惠三農(nóng)、助建新 農(nóng)村” 的口號, 也就是利用信息通信技術(shù)優(yōu)勢,構(gòu)建農(nóng)村通信網(wǎng)、農(nóng)村信息網(wǎng)和農(nóng)村營銷服 務(wù)網(wǎng),為農(nóng)業(yè)農(nóng)民和農(nóng)村提供服務(wù),助力新農(nóng)村建設(shè),致力打造讓農(nóng)民用得上、用得起、用

得好的通信信息服務(wù)。目前, 中國移動在全國自建和與當(dāng)?shù)卣辖ǖ霓r(nóng)村信息服務(wù)站已經(jīng) 達(dá)到 11.8萬個,下一步將以中國移動農(nóng)村信息網(wǎng)平臺為基礎(chǔ),以農(nóng)民最易接受的語音服務(wù) 為手段,發(fā)展 12582涉農(nóng)信息語音系統(tǒng)。中國移動力爭用三年左右的時間,發(fā)展規(guī)模超過 5000人的 12582呼叫中心,為廣大農(nóng)民提供農(nóng)產(chǎn)品信息、涉農(nóng)政策信息、農(nóng)業(yè)科技信息等 全方位的信息服務(wù)。

正是在這種充滿活力的農(nóng)村信息化新模式的驅(qū)動下, 農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息服務(wù)創(chuàng)新不斷。“ 十一五” 期間,各地各部門已經(jīng)摸索出了一些行之有效的農(nóng)業(yè)信息服務(wù)方式,尤其是通過實施電視、電話、電腦“三電合一”項目,相繼建立起“ 12316”三農(nóng)熱線電話、農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)站、農(nóng)業(yè) 電視節(jié)目、手機短信服務(wù)等多渠道、多形式、多媒體相結(jié)合的農(nóng)業(yè)綜合信息服務(wù)平臺, 初步 實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)技術(shù)、市場、政策等信息及時有效的傳播。如今,中國移動、中國電信已經(jīng)陸續(xù) 推出了“農(nóng)信通”、“信息田園”、“務(wù)工易”、“農(nóng)信寶”等多種整合農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息資源的優(yōu)質(zhì) 業(yè)務(wù),新階段的農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化正創(chuàng)造越來越大的價值。

第三篇：國家農(nóng)業(yè)智能裝備工程技術(shù)研究中心主任陳立平：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為食品安全保駕護(hù)航

國家農(nóng)業(yè)智能裝備工程技術(shù)研究中心主任 陳立平：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為食品安全保駕護(hù)航

主持人：感謝黃主任。我們的幾個報告都是和百姓有密切關(guān)系的。一氧化碳、爆竹，還有各個跟市民有關(guān)的報告。下面這個就更重要了，講的是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為食品安全保駕護(hù)航。現(xiàn)在吃飯都有點兒害怕了，不知道吃什么好了。現(xiàn)在聽聽國家農(nóng)業(yè)智能裝備工程技術(shù)研究中心的陳主任講一下。

陳立平：各位專家，下午好！我是來自北京市農(nóng)業(yè)科學(xué)院。我今天想跟大家匯報交流的是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)到底在農(nóng)業(yè)當(dāng)中有什么作用，另外現(xiàn)在咱們關(guān)心的食品安全方面，可以做到什么樣的應(yīng)用。我們這個單位主要是做農(nóng)業(yè)信息化和技術(shù)研發(fā)和推廣應(yīng)用，我們面對的應(yīng)用是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，不單包括咱們北京市的農(nóng)業(yè)，還包括全國農(nóng)業(yè)，在信息化方面的一些工作。我們知道，咱們智慧城市的建設(shè)，最重要的是希望咱們的生活變得越來越美好，在這里面吃是很重要的一方面，怎么能吃的夠，吃的好，而且吃的安全是大家非常關(guān)心的問題。我這個里面，想說兩個方面，一個就是怎么保證數(shù)量安全，還有怎么保證質(zhì)量安全。

物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)大家都知道的很清楚，它通過布設(shè)一些感知設(shè)備，能夠使人和物，物和物之間的信息交換，信息的溝通更加的通暢，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，這是我們在物聯(lián)網(wǎng)這個基礎(chǔ)上總結(jié)出來的結(jié)果，那么在這個結(jié)果里，大家可以看到，其實我們把應(yīng)用層放的非常大，那么應(yīng)用層的話，因為我們覺得物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用首先是面向需求的應(yīng)用，那么它在真正的行業(yè)里面，應(yīng)該關(guān)注感知層和應(yīng)用層這兩個方面，在感知層，因為我們作物有種在土里的，還有長在水里的，還有露天大田的，還有設(shè)施環(huán)境里的，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式也多種多樣，所以它對傳感器需求也有一些需求，還真不是工業(yè)傳感器拿過來就能測的，很多傳感器普通的傳感器進(jìn)去以后，往往工作不了。另外有一些特殊的應(yīng)用系統(tǒng)，也是行業(yè)里面應(yīng)該關(guān)注的一個完成。另外就是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和其他物聯(lián)網(wǎng)交互信息流通的問題，現(xiàn)在咱們很多的應(yīng)用還局限在一個行業(yè)里面，甚至在一個基地里面，像我們農(nóng)業(yè)來講，有一些基地的應(yīng)用，但是還談不上和其他物聯(lián)網(wǎng)真正的更通暢的全面的物聯(lián)這樣一個概念。從咱們整個數(shù)量安全角度來看，咱們可以看到，這是一個糧食需求剛性增長，咱們通過農(nóng)藥化肥，能夠促進(jìn)農(nóng)業(yè)增長的余地應(yīng)該說越來越小了。所以這就要求咱們在農(nóng)業(yè)方面，確實需要用一些更現(xiàn)代的農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)來提升咱們整個農(nóng)業(yè)的產(chǎn)出率和資源利用率，比如從土地來講，現(xiàn)在一方面，咱們土地出讓少，另外質(zhì)量差，中低的占65%以上，物聯(lián)網(wǎng)做什么呢？物聯(lián)網(wǎng)首先對耕地質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測和管理，現(xiàn)在很多地方，我們復(fù)墾，但實際上年年都在復(fù)墾這一塊地，就是因為在終端沒有跟上，另一方面，在耕地的保護(hù)和監(jiān)控方面，比如水的問題，咱們?nèi)珖Y源人均在2000m3，為全球平均水平1/4，咱們北京市這個問題尤其嚴(yán)峻，咱們是300立方米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于缺水警戒線，而在這個里面農(nóng)業(yè)用水它的利用率比較低的，發(fā)達(dá)國家每立方米的糧食能到2.0公斤，咱們國家不到一半，水的資源利用率有提升的余地，在這里面，物聯(lián)網(wǎng)可以用墑情的監(jiān)測，水資源監(jiān)測和預(yù)警，區(qū)域水資源調(diào)控這方面可以發(fā)揮作用。這個是西班牙的例子，他們在1500公頃灌溉農(nóng)田里頭，這個是分區(qū)這個是采集土壤和氣象的數(shù)據(jù)，進(jìn)行水資源的調(diào)度，這個節(jié)水效果達(dá)到40%。

比如說化肥，化肥當(dāng)季利用率，化肥吃進(jìn)去以后，有多少被當(dāng)季利用的，咱們說的氮肥，氮肥就是尿素，就屬于氮肥，是30%到35%，這個低于發(fā)達(dá)國家15到20個百分點，所以在物聯(lián)網(wǎng)這一塊，咱們可以進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測還有突然本底調(diào)查和信息管理，還有精準(zhǔn)管理提高肥水的利用率。農(nóng)藥也是這樣一個問題。就是從90年到05年這15年間，農(nóng)藥用量翻了一倍。在這里面種植環(huán)境的監(jiān)測和調(diào)控，在溫室里面，我們監(jiān)測以后，能夠讓它生長最適合的環(huán)境下，它發(fā)生病蟲害的就降低，還有聯(lián)防聯(lián)控，這個是物聯(lián)網(wǎng)能給我們農(nóng)業(yè)做的事情。比如在農(nóng)產(chǎn)品全程的安全溯源方面，生產(chǎn)從種子開始，就加工、供應(yīng)，還有最后消費者，在這個里面環(huán)節(jié)很多，怎么能夠進(jìn)行全程的溯源，這也是咱們在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該說能給我們做到的東西。下面我會詳細(xì)的介紹。

那么農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，包括咱們國家層面，國家發(fā)改委和工程院都在啟動，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃研究，在這里面，農(nóng)業(yè)始終作為一個重要的應(yīng)用領(lǐng)域，作為重要的專題來進(jìn)行研究。咱們北京市也把物聯(lián)網(wǎng)作為新的產(chǎn)業(yè)增長點，也啟動了很多的包括物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路線圖等等這方面的研究。這個是歐洲的物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展報告，也把農(nóng)業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)物聯(lián)網(wǎng)作為研究的重要方向。

那么在想說一個可行性，農(nóng)業(yè)的話，一個是咱們整體上咱們信息化，咱們國家信息化的水平，應(yīng)該說信息化發(fā)展指數(shù)排名，一直處于上升的態(tài)勢。另外就是物聯(lián)網(wǎng)接入，農(nóng)村的網(wǎng)民已經(jīng)占到全體網(wǎng)民的27.8%，這樣一個水平，所以為農(nóng)業(yè)應(yīng)用信息技術(shù)奠定了很好的基礎(chǔ)條件。另外還包括一些通訊方式，為什么專門說通訊方式呢？咱們知道農(nóng)村接入物聯(lián)網(wǎng)的條件相對來是比較弱的，所以在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用過程當(dāng)中，更強調(diào)多種通訊方式的融合和應(yīng)用。另外就是咱們的成本的降低，農(nóng)業(yè)應(yīng)用的話，受到成本限制還是比較嚴(yán)重的這樣一個問題，所以在成本方面，包括無線傳感器的產(chǎn)品價格，大概每18個月降低50%，這些都為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)提供了很好的條件。

那么物聯(lián)網(wǎng)在咱們農(nóng)業(yè)里面，到底早期有哪些方面的應(yīng)用呢？你看這個是一些感知設(shè)備的研發(fā)，現(xiàn)在傳感器的研發(fā)，不單局限于環(huán)境里頭空氣的溫濕度，以前咱們通過環(huán)境來判斷，我現(xiàn)在是不是該澆水了，或者是施肥，現(xiàn)在通過生物傳感器的研發(fā)，我們可以知道，直接問作物，你需要不需要水，這樣把我們生產(chǎn)管理更精細(xì)化。比如在新疆兵團(tuán)，大面積的應(yīng)用，通過傳感器采集土壤的水分溫度，電導(dǎo)。包括還有一些監(jiān)測，比如說作物的莖流、果實增長，還有灌溉決策。這個就是在設(shè)施環(huán)境，設(shè)施環(huán)境就是咱們的溫室大棚，在這個環(huán)境是可控的，可以使咱們的生產(chǎn)效率提高的效果更明顯，這個是養(yǎng)殖的，這個是栽培的，這個連營養(yǎng)液，基子咱們都可以調(diào)控的。

這個是通過各種傳感器獲得信息以后，結(jié)合咱們農(nóng)業(yè)生產(chǎn)這種模型，或者咱們的一些專家系統(tǒng)等等，可以作出相應(yīng)的控制咱們的設(shè)備，在農(nóng)業(yè)應(yīng)用過程當(dāng)中，有的時候生產(chǎn)條件生產(chǎn)水平限制，現(xiàn)在往往很多應(yīng)用，在前面的感知，而后面的調(diào)控因為條件限制做不到，現(xiàn)在溫室大棚的話，是可以做到的，尤其在北京大力發(fā)展社區(qū)農(nóng)業(yè)的條件下，咱們可以實現(xiàn)從感、傳、知、用這樣一個過程。

這個是在重慶忠縣柑桔生產(chǎn)過程當(dāng)中的應(yīng)用。這個是一方面進(jìn)行的旱情預(yù)警。這個是在物流車上的應(yīng)用，但是現(xiàn)在物流車的應(yīng)用，現(xiàn)在還沒有特別好的應(yīng)用對象，我們也跟一些企業(yè)在談這方面的工作。

這個我想說，就是因為咱們經(jīng)信委支持的，上午我們就有這個內(nèi)容，就是農(nóng)業(yè)用水管理物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，咱們知道農(nóng)村用水，很多都找管水員，到農(nóng)時的時候大家誰都想澆水，這個就會引起糾紛，一方面大家都要用水的話，供水壓力不足。另外是人工抄表，可能會造成不和諧的事件。咱們通過項目支持下，在咱們京郊建設(shè)的用水管理基地，檢測有土壤水分監(jiān)測、氣象監(jiān)測、環(huán)境信息的實施檢測，在灌溉供水監(jiān)控方面，有灌溉首部壓力、流量、用水量等信息，另外我們可以進(jìn)行自動控制、定時控制和手動控制，還有一個可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，這是咱們開發(fā)的一個表，這是預(yù)付的購水卡，這個是關(guān)于環(huán)境信息的，這個是控制氣體，通過關(guān)鍵的設(shè)備，包括咱們軟件，就可以絲線，至少在這個村子里面，在這個鎮(zhèn)里面可以進(jìn)行用水的實驗，從時間上分區(qū)的來調(diào)控，大大緩解用水的矛盾。這個是應(yīng)用的過程。

我剛才介紹的一些實例，還是我剛才說的，大家都是還是在建自己行業(yè)的應(yīng)用，還沒有大的物聯(lián)的應(yīng)用，我覺得進(jìn)一步應(yīng)該和各個，包括咱們剛才主任介紹到的整個智慧城市大平臺的連接，我們也希望農(nóng)業(yè)在智慧城市建設(shè)里，能成為一個重要的方面。

國外在這方面簡單說一下，它們也用在灌溉控制和資源監(jiān)測，它們倒不是很強調(diào)物聯(lián)網(wǎng)這個詞，他們就是用傳感器監(jiān)測然后去控制，這個是丹麥跟蹤鮮花的盆栽和鮮花運輸?shù)倪M(jìn)度。這個是在法國的，這是牛全程的，從它生長過程到它被屠宰，它的個體標(biāo)識的監(jiān)控。這是詳細(xì)的一些信息，這是精細(xì)養(yǎng)殖，控制安全，通過標(biāo)簽識讀以后，可以知道該不該給它料，該不該給它水，還有自動擠奶設(shè)備，它還有品質(zhì)的傳感器，這個奶被擠出來，馬上可以打上標(biāo)簽，進(jìn)行標(biāo)識。這是屠宰過程的進(jìn)行跟蹤，它可以實現(xiàn)到各個批次和每一份，就是分裝完以后，每一份的跟蹤。整個歐盟在銷售的時候，要標(biāo)明原產(chǎn)地，法國的話，也要標(biāo)原產(chǎn)地，在整個過程當(dāng)中，從加工流一直到運輸，這是一個追蹤的過程，實際上咱們反過來，就是一個追溯的過程。另外有多種的田間信息采集的無線傳感器。還有可以打印的傳感器。這上面集成了一個集成電路以后，就是把標(biāo)識和傳感器結(jié)合在一起，它可以用在鮮奶的包裝上，大家可以看到傳感器它可以顯示出二氧化碳、濕度等等。

那么第五個方面，想說一下質(zhì)量安全物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用。應(yīng)該說現(xiàn)在質(zhì)量安全狀況，確實比較嚴(yán)峻，那么在這個里面，可能有生產(chǎn)過程，有儲運的問題，另外還有政府監(jiān)管等等方面環(huán)節(jié)的問題，確實不是某一個環(huán)節(jié)單獨能做到的。由于咱們跨度很大，從種植到消費，那么采集環(huán)節(jié)和接入手段都非常多，所以很容易發(fā)生脫節(jié)。我們一些考慮，從安全生產(chǎn)、儲運到陽光交易到消費溯源，這里面開展的研究，從信息感知方面的，咱們傳輸方面，企業(yè)管理，另外是政府監(jiān)管，監(jiān)管處置這些方面。

我談一下關(guān)鍵環(huán)節(jié)。生產(chǎn)環(huán)節(jié)，很多都停留在生產(chǎn)關(guān)節(jié)，儲運環(huán)節(jié)，這個不是問題，但是怎么把這些信息留起來，我們中心有監(jiān)控的設(shè)備，包括軟件產(chǎn)品，但是現(xiàn)在真正能從生產(chǎn)一直到流通，一直到消費者全程監(jiān)控的這么一個特別完整的鏈條還沒有建立起來。這是一個物流配送過程當(dāng)中，這是監(jiān)測監(jiān)督的一些東西，執(zhí)法過程當(dāng)中，我快速的檢測，檢測設(shè)備至少要幾個小時，無法進(jìn)行現(xiàn)場檢測。另外在交易環(huán)節(jié)當(dāng)中，我們大型的批發(fā)市場，用監(jiān)控的電子秤，能夠?qū)崟r最終，最后是合肥或者是山東運過來的產(chǎn)品，哪個企業(yè)運送的，都可以進(jìn)行信息流。另外政府監(jiān)管，確實政府監(jiān)管這個方面，我真正發(fā)現(xiàn)一些問題以后，能不能快速的找到它，這個對于我們監(jiān)管，一方面是咱們有一些，現(xiàn)在管理方面要有一些改革，確實技術(shù)方面，也需要平臺。另外溯源現(xiàn)在比較多，大家通過短信通過電話等等，但是確實在消費者溯源過程當(dāng)中，后面是不是有一個有利的政府監(jiān)管的平臺在做支撐，這個也是咱們真正溯源有沒有意義的重要的地方。另外突發(fā)事件應(yīng)急，實際上食品安全，應(yīng)該說出現(xiàn)的問題，我剛才談的主要是從技術(shù)角度，實際上還有很多，包括咱們本身農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，產(chǎn)業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)化，甚至信息化程度都比較低，這些比較深層的問題，但是確實物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、流通到最后消費者全程信息的溯源，至少使咱們向食品安全更走進(jìn)的一步。謝謝各位！

第四篇：物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)閘的研究與應(yīng)用論文

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展以及生產(chǎn)運營精細(xì)化管理的需要，信息網(wǎng)絡(luò)與控制網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通已是大勢所趨，但是網(wǎng)絡(luò)安全問題也隨之而來。本文介紹了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能網(wǎng)閘設(shè)備，詳細(xì)闡述了智能網(wǎng)閘的原理、架構(gòu)、技術(shù)特點。該設(shè)備不但具備智能網(wǎng)關(guān)的功能，而且具備網(wǎng)絡(luò)物理隔離的功能，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。引言

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)依托自動化、信息化和業(yè)務(wù)智能化技術(shù)，它的建立使經(jīng)營管理層與車間執(zhí)行層實現(xiàn)了雙向信息流交互，消除了信息孤島與斷層現(xiàn)象[1]。但信息網(wǎng)絡(luò)與控制網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互聯(lián)時，如何保證過程控制網(wǎng)絡(luò)的安全就成了一個嚴(yán)峻的問題。特別是對于石油、電力、鋼鐵等行業(yè)，對連續(xù)生產(chǎn)的安全性和可靠性有著極高的要求。控制網(wǎng)絡(luò)一旦受到了惡意攻擊，感染了病毒、蠕蟲，很可能導(dǎo)致整個控制網(wǎng)絡(luò)癱瘓。因此，在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的同時必須采取有效的手段保護(hù)控制網(wǎng)絡(luò)，防止來自外網(wǎng)的各種威脅。

傳統(tǒng)的方式是選擇網(wǎng)絡(luò)防火墻等設(shè)備來解決網(wǎng)絡(luò)安全問題。網(wǎng)絡(luò)防火墻雖然具有較強的抗攻擊能力，但它是提供信息安全服務(wù)、實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和信息安全的一種基礎(chǔ)設(shè)施，用于滿足各種通用的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。防火墻只能做網(wǎng)絡(luò)四層以下的控制，對于應(yīng)用層內(nèi)的病毒、蠕蟲都沒有辦法，不能滿足工業(yè)網(wǎng)絡(luò)較高的防護(hù)要求[2]。智能網(wǎng)閘的原理

智能網(wǎng)閘是專為工業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)計的安全設(shè)備，用于解決工業(yè)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)如何快捷、安全傳輸?shù)叫畔⒕W(wǎng)絡(luò)的問題。它與防火墻等網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備本質(zhì)不同的地方是它阻斷網(wǎng)絡(luò)的直接連接，只完成特定工業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)的交換。由于沒有了網(wǎng)絡(luò)的連接，攻擊就沒有了載體，如同網(wǎng)絡(luò)的“物理隔離”。由于目前的安全技術(shù)，無論防火墻、UTM等防護(hù)系統(tǒng)都不能保證攻擊的強制阻斷，入侵檢測等監(jiān)控系統(tǒng)也不能保證入侵行為完全捕獲，所以最安全的方式就是物理的分開。智能網(wǎng)閘可以實現(xiàn)在物理層、鏈路層和應(yīng)用層不同級別的隔離。根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)隔離，即保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)男剩脖ＷC足夠的安全等級。物理層隔離是通過專門電路，在物理層實現(xiàn)電信號的單向傳輸，確保被保護(hù)一方的絕對安全。智能網(wǎng)閘的架構(gòu)

3.1 智能網(wǎng)閘的硬件架構(gòu)

如圖1所示，智能網(wǎng)閘內(nèi)部兩端由兩個獨立主機系統(tǒng)組成，每個主機系統(tǒng)分別具有獨立

圖1 智能網(wǎng)閘的硬件架構(gòu)圖的運算單元和存儲單元，各自運行獨立的操作系統(tǒng)和核心程序。連接保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的一端為控制端，負(fù)責(zé)接入到SCADA控制網(wǎng)絡(luò);另一端為信息端，負(fù)責(zé)接入到信息網(wǎng)絡(luò)。

每端主機的硬件均采用高性能嵌入式計算機芯片，底板上各有多個以太網(wǎng)接口用來連接要隔離的兩個網(wǎng)絡(luò)。每側(cè)主機的總線上各安裝一塊專用隔離通信卡實現(xiàn)雙機之間的數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)流向為內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)單向流向外網(wǎng)。設(shè)計了專門的硬件看門狗時刻監(jiān)視系統(tǒng)狀態(tài)，保證裝置的穩(wěn)定、可靠運行。

3.2 智能網(wǎng)閘的軟件架構(gòu)

如圖2所示，智能網(wǎng)閘的控制端與信息端主機分別運行嵌入式高性能工業(yè)通信軟件。智能網(wǎng)閘隔離設(shè)備中運行獨立的通訊數(shù)采軟件，控制端提供基本的設(shè)備數(shù)據(jù)采集，如主流PLC、智能儀表、智能設(shè)備、各種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議(如Modbus，DNP，IEC-104，Bacnet，OPCClient)，實現(xiàn)對各種設(shè)備數(shù)據(jù)的接入。

信息端主機提供數(shù)據(jù)服務(wù)，支持以標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給第三方系統(tǒng)或各種數(shù)據(jù)庫。并且具有一系列高附加值的功能模塊，如報警服務(wù)，存儲系統(tǒng)，斷線緩存，腳本引擎，觸發(fā)器等。

圖1 智能網(wǎng)閘的軟件架構(gòu)圖技術(shù)特點

4.1微內(nèi)核技術(shù)

智能網(wǎng)閘采用ARM+Linux/RT-Thread平臺，內(nèi)核中除了與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通信的服務(wù)與端口外，裁剪掉了其它所有無關(guān)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、系統(tǒng)功能，屏蔽了無關(guān)端口，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)安全性和抗攻擊能力，免于hacker對操作系統(tǒng)的攻擊，并有效抵御Dos/DDos 攻擊。

4.2 網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)

智能網(wǎng)閘采用截斷TCP連接的方法，徹底割斷穿透性的TCP連接。智能網(wǎng)閘的控制端與信息端主機之間采用專有的網(wǎng)絡(luò)隔離傳輸技術(shù)。物理層采用專用隔離硬件，鏈路層和應(yīng)用層采用私有通信協(xié)議，數(shù)據(jù)流采用128 位以上加密方式傳輸，更加充分保障數(shù)據(jù)安全。

通過物理隔離與專有隔離傳輸技術(shù)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)完全自我定義、自我解析、自我審查，傳輸機制具有徹底不可攻擊性，從根本上杜絕了非法數(shù)據(jù)的通過，確保控制端不會受到攻擊、侵入。

4.3 數(shù)據(jù)點訪問控制

智能網(wǎng)閘實現(xiàn)了對工業(yè)現(xiàn)場通信協(xié)議的解析，可以實現(xiàn)工業(yè)控制系統(tǒng)具體測點的安全控制，更可以實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備具體寄存器地址的安全控制。

4.4 單向控制

數(shù)據(jù)的流向完全是由控制端單向傳輸?shù)叫畔⒍耍@種限制保障了控制端的數(shù)據(jù)可及時、完整的傳到信息網(wǎng)，又可完全杜絕外網(wǎng)的錯誤數(shù)據(jù)、惡意數(shù)據(jù)、病毒等傳向控制端。

4.5 可靠性技術(shù)

智能網(wǎng)閘采用基于RISK架構(gòu)，采用低功耗、無飛線、無風(fēng)扇設(shè)計，具備斷電保護(hù)、鏈路冗余、多層看門狗(硬件看門狗+軟件看門狗)等功能，最大限度的提高了可靠性，是一種真正的工業(yè)級設(shè)備，4.6平臺開放技術(shù)

智能網(wǎng)閘是一個完全開放的平臺，任何開發(fā)者都可使用智能網(wǎng)閘提供的開放接口來開發(fā)相關(guān)的應(yīng)用，如采集驅(qū)動，數(shù)據(jù)應(yīng)用等，支持C/C++、WebService等多種開發(fā)形式。開發(fā)者可通過這些接口快速方便的訪問智能網(wǎng)閘中的任何信息，并可擴展智能網(wǎng)閘的功能。結(jié)語

智能網(wǎng)閘設(shè)備具備安全性高、穩(wěn)定性好、適用性廣等特點，該設(shè)備可以較好的解決企業(yè)內(nèi)外網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)安全傳輸問題。隨著物聯(lián)網(wǎng)理念的逐步深入，智能網(wǎng)閘設(shè)備在SCADA控制網(wǎng)絡(luò)接入企業(yè)信息網(wǎng)，企業(yè)各個子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通訊等領(lǐng)域的應(yīng)用將會更加廣泛。