基于物聯(lián)網(wǎng)技術的內(nèi)河航道信息化建設探究

黃性忠

摘 要：目前信息化技術已經(jīng)應用到社會各個生產(chǎn)領域中，在內(nèi)河航道的管理中也已經(jīng)開始逐漸實現(xiàn)信息化建設。在此過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術的應用在很大程度上幫助內(nèi)河航道信息化系統(tǒng)提供了良好的技術支持，提高了其數(shù)據(jù)傳遞和應用效率?，F(xiàn)本文就主要探討了基于物聯(lián)網(wǎng)技術的內(nèi)河航道信息化建設。

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；云計算；內(nèi)河航道；智能航道

上世紀末在信息技術的催生下，物聯(lián)網(wǎng)的概念逐漸形成，并且成為互聯(lián)網(wǎng)的一個重要拓展。可以說，物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的一個延伸，在物聯(lián)網(wǎng)中，創(chuàng)新十分重要，而重視用戶使用體驗則是所有創(chuàng)新的基礎。當前物聯(lián)網(wǎng)還沒有一個比較準確的定義按照當前的特點和知識水平，比較普遍的一個定義是在互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)等基礎之上，對不同應用領域的需求采取各種信息，將所有的相關因素全部聯(lián)系在一起，這樣就可以十分有效的保證智能分析和可靠傳輸功能的系統(tǒng)。

一、物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術

現(xiàn)如今物聯(lián)網(wǎng)技術在內(nèi)河航道信息化建設中所發(fā)揮的作用也日益明顯。其中所使用到的關鍵技術有以下幾點：

1、智能感知技術

1）RFID無線射頻識別技術

這種技術本身是一種非接觸式的自動識別技術，其主要是根據(jù)射頻信號對目標對象的相關數(shù)據(jù)和相關信息進行全面的識別。RFID技術喜能夠?qū)崿F(xiàn)多個電子標簽的同時識別，同時操作的方法也相對簡單，這一技術主要是用在產(chǎn)業(yè)化領域當中，同時其所涉及的范圍也十分廣泛。

2）傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡技術

傳感器自身是一種非常重要的檢測裝置，同時它還能非常準確的感知到被測量系統(tǒng)當中的信息，其會根據(jù)特定的規(guī)律將其轉(zhuǎn)變成電信號或者是其他形式的信息，完成內(nèi)容的輸出，這樣才能滿足信息處理過程中的各項要求，它也成為了自動檢測和自動控制過程中非常關鍵的一個環(huán)節(jié)。傳感器技術在發(fā)展的過程主要有兩個趨勢，一個是無線傳感器，一個是智能傳感器，在智能傳感器當中，最為重要的就是傳感器自身的結(jié)構設計工作。在結(jié)構設計的過程中，我們需要有自行學習、獨立診斷以及獨立補償?shù)墓δ?，同時在通信能力方面也要具有非常強的靈活性，同時其也成為了研究中十分熱點的一個問題。而當前也出現(xiàn)了很多新的技術，比如節(jié)點定位、時鐘同步等等。

2、嵌入式技術

嵌入式系統(tǒng)是一個相對比較專業(yè)的計算機技術，其是裝置和設備當中非常關鍵的一個部分，一般來說，嵌入式系統(tǒng)是一個完整的控制程序，其存儲在了ROM當中的恰如是處理器控制板上。所有帶有數(shù)字的接口設備都采用了嵌入式系統(tǒng)，但是很多嵌入式系統(tǒng)都采用了單個程序來對整個系統(tǒng)進行全面的控制。嵌入式技術在研究的過程中主要研究的是專用芯片的設計和制造以及嵌入式應用軟件的編程技術。當前，信息化技術的發(fā)展十分的迅速，嵌入式技術也在不斷的發(fā)展，這些新型的技術會為社會的發(fā)展提供更多的便利條件。

3、海量數(shù)據(jù)處理與融合技術分析

面對物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)海量、多態(tài)、動態(tài)與關聯(lián)的特征，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理需要重點解決以下幾個關鍵技術，分別是數(shù)據(jù)格式與標準化、信息融合技術、中間件與應用軟件編程技術、海量數(shù)據(jù)存儲與搜索技術、數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)算法。物聯(lián)網(wǎng)的海量數(shù)據(jù)除了來自傳感器節(jié)點、RFID節(jié)點以及其他各種智能終端設備全天候產(chǎn)生的數(shù)據(jù)外，各種物理對象在參與物聯(lián)網(wǎng)事務處理的過程中也會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，在進行海量數(shù)據(jù)存儲時需要數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫、網(wǎng)絡存儲、數(shù)據(jù)中心和云存儲技術的支撐。數(shù)據(jù)融合中心對來自多個傳感器的信息進行融合，也可以將來自多個傳感器的信息和人機界面的觀測事實進行信息融合（通常是決策級融合）。提取征兆信息，在推理機作用下，將征兆與知識庫中的知識匹配，做出故障診斷決策，提供給用戶。在基于信息融合的故障診斷系統(tǒng)中可以加入自學習模塊，故障決策經(jīng)自學習模塊反饋給知識庫，并對相應的置信度因子進行修改，更新知識庫。同時，自學習模塊能根據(jù)知識庫中的知識和用戶對系統(tǒng)提問的動態(tài)應答進行推理，以獲得新知識?？偨Y(jié)新經(jīng)驗，不斷擴充知識庫，實現(xiàn)專家系統(tǒng)的自學習功能。

二、物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術在內(nèi)河航道信息化建中的應用

1、應用RFID技術可以進行通航船舶流量的統(tǒng)計

內(nèi)河航道尤其是長江中下游，船舶運量非常繁忙，如何有效地分析統(tǒng)計某時段通過的船舶數(shù)量、船型、噸位和實際載貨量，成為一個重要課題。運用智能感知技術，在通航船舶上安裝RFID電子標簽，在航道上安裝讀卡器，RFID電子標簽內(nèi)記載船舶的基本信息數(shù)據(jù)，以此建立一個基于RFID射頻技術的船舶狀態(tài)信息采集平臺，就可以很好地解決船舶流量統(tǒng)計問題。若將其與電子航道圖系統(tǒng)集成，應用效果會更好。

2、應用ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡技術可以開展航道數(shù)據(jù)的采集，構建“感知航道”

利用航道沿線的固定監(jiān)控點作為基干，建立一個有線光纖基干網(wǎng)絡，供視頻數(shù)據(jù)傳輸。以基干網(wǎng)絡的各監(jiān)控點為中心，在每個監(jiān)控點的航道沿岸周邊，建立起由ZigBee技術構成的近地、自組織、低功耗的無線自組織網(wǎng)絡（即無線傳感網(wǎng)）。將各種傳感設備（水位、值守傳感器等）通過無線傳感網(wǎng)絡以無線方式進行連接，實現(xiàn)航段的無線覆蓋和傳感器熱插拔。無線傳感數(shù)據(jù)通過無線傳感網(wǎng)絡由最近的監(jiān)控點傳入有線基干光纖網(wǎng)絡匯聚至設在指揮中心的傳感前端服務器。這樣，通過感知數(shù)據(jù)的自動采集和傳輸，就可以在航段構建一個航道感知網(wǎng)絡，實現(xiàn)自動航道感知。

3、應用位置服務技術可以實現(xiàn)航道維護船舶的動態(tài)監(jiān)控

將GIS地圖顯示技術和GPS定位技術結(jié)合，利用位置服務技術對船舶當前所在的位置數(shù)據(jù)進行采集，通過GPRS/CDMA無線通信技術采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到航道管理中心服務器，管理中心的航道船舶監(jiān)控系統(tǒng)實時調(diào)用位置數(shù)據(jù)對航道船舶進行遠程監(jiān)控，在地圖上實時了解轄區(qū)維護船舶的工作動態(tài)，可以達到很好的監(jiān)管效果。

4、應用云計算技術可以實現(xiàn)航道數(shù)據(jù)的分析和處理

隨著物聯(lián)網(wǎng)廣泛應用于航道方方面面，各種傳感器、船舶終端之間不可避免會產(chǎn)生大量動態(tài)數(shù)據(jù)。位于終端的數(shù)據(jù)處理單元配置相對較低，處理大量數(shù)據(jù)必然會力不從心，可能會達不到要求的時效性。通過應用云計算技術，讓云端處理數(shù)據(jù)并將結(jié)果回傳或直接傳至航道數(shù)據(jù)中心，就可以快速準確地解決航道終端數(shù)據(jù)分析和處理的問題。

三、結(jié)束語

總之，在當前的社會發(fā)展下，信息化和網(wǎng)絡化已經(jīng)成為主流發(fā)展趨勢，物聯(lián)網(wǎng)就是在這種趨勢和潮流中產(chǎn)生并得到發(fā)展的。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)為人們更好的了解外界提供了很好的平臺，也為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了重要技術支持。在實際的發(fā)展中，物聯(lián)網(wǎng)擁有十分深厚的理論基礎，并且主要的技術也已經(jīng)逐漸成熟，社會對其的需求較為強烈。在內(nèi)河航道信息化建設中使用物聯(lián)網(wǎng)技術可以加強各航道之間的聯(lián)系，為統(tǒng)籌規(guī)劃和管理內(nèi)河航道提供了更加先進的管理工具，提高了管理效率。

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