物聯(lián)網(wǎng)技術支持條件下地震監(jiān)測平臺架構研究

朱春露 劉璐

摘? ?要：本文在對物聯(lián)網(wǎng)技術的概念以及關鍵技術進行概述的基礎上，從感知層、網(wǎng)絡層、支撐層以及應用層四個層面，提出了構建具有較強實用性的地震監(jiān)測平臺的思路，以期能夠為地市級以下地震監(jiān)測技術人員所參考。

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術? 地震監(jiān)測平臺? 架構

中圖分類號：P315? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）05（c）-0145-02

地震一直以來都是人類社會發(fā)展面臨的自然災害難題之一，有效的監(jiān)測地震可以減少人員傷亡和財產損失。物聯(lián)網(wǎng)技術作為目前新興的智能化技術之一，如何充分發(fā)揮其技術的先進性，將其更為深度地與地震監(jiān)測及災后救援工作相結合，已成為物聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展和應用的新方向[1]。本研究在充分考慮當前地震監(jiān)測平臺應用與發(fā)的前提下，結合地市級以下區(qū)域防震減災工作的客觀實際需要，從物聯(lián)網(wǎng)技術應用的角度，提出了構建具有較強實用性的地震監(jiān)測平臺的思路，以期能夠為地市級以下地震監(jiān)測技術人員所參考。

1? 物聯(lián)網(wǎng)技術的概念

物聯(lián)網(wǎng)總體上來說就是一種實物的互聯(lián)網(wǎng)，包括EPC 標 簽部分、Savant服務器部分、ONS服務器系統(tǒng)以及諸多類型的數(shù)據(jù)庫等等。在物聯(lián)網(wǎng)框架下，技術人員可以借助互聯(lián)網(wǎng)技術，來實現(xiàn)物品的識別及其信息的實時共享。這種物品與互聯(lián)網(wǎng)的有效連接可以實現(xiàn)信息之間的相互交換和相互傳遞，從而為開展物品的智能化定位、追蹤和識別等目標奠定基礎。由此可見，固定的信息數(shù)據(jù)傳輸通道、相應的接收器、具備相應的儲存功能以及有規(guī)定的操作系統(tǒng)等等都是搭建物聯(lián)網(wǎng)技術支持下的服務平臺所必需的條件。當前，物聯(lián)網(wǎng)技術的應用范圍較為廣泛，主要包括智能家居、安全監(jiān)測、物流管理、醫(yī)療管理等諸多領域，并隨著技術的不斷創(chuàng)新，越來越多地實現(xiàn)了與社會生產和生活領域的融合發(fā)展[2]。

2? 物聯(lián)網(wǎng)關鍵組成技術

2.1 RFID技術

RFID技術作為間接式的自動識別方式，其主要依托射頻信號對選取對象進行識別，并以此而獲取目標信息。RFID在進行識別的過程中，可以自己動實現(xiàn)，不需要專門有人去進行操作干預的，同時對于各種各樣的工作環(huán)境都具有較強的適用性。但是，從發(fā)射信號的射頻角度來看，目前標準并不統(tǒng)一，不同目標下的射頻技術都有其對應的標準，這些標準的內容主要包括物理特性、功率、信號接口以及傳輸協(xié)議等[3]。

2.2 無線射頻識別技術

從無線射頻識別技術的工作原理角度分析，該項技術的特點在于可以利用無線射頻信號在空間耦合過程中的傳輸特性來實現(xiàn)對目標對象的有效辨識。無線射頻識別技術在應用于物聯(lián)網(wǎng)的過程中，可以根據(jù)具體的環(huán)境要求，在高速運動的情況下高效對目標對象進行快速識別。因此，在不同的功能要求下使用無線射頻識別技術是有效建立物聯(lián)網(wǎng)體系的重中之重。無線射頻識別技術的識別對象較為廣泛，既可以是書、桌子、柜子等具體的物品，也可以是具體物件中的附著物，如貼著桌子的標簽、書本中的文字等。

2.3 智能技術

智能技術也是促進物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術的應用與發(fā)展的一個重要因素。從智能技術應用的過程來看，把物體納入到已有的智能化系統(tǒng)之后，該物體本身的智能性就會提高很多，可以進一步實現(xiàn)與其他客體之間的快速有效交流溝通。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的應用范圍的逐步拓展，智能化技術的研究方向也隨之而發(fā)生重要變革。從目前的發(fā)展態(tài)勢來看，智能化控制技術和人工智技術是智能技術應用于物聯(lián)網(wǎng)體系建設的新亮點。

2.4 納米技術

納米技術可以促進各種物體與物體之間的智能化相互關聯(lián)，并進行數(shù)據(jù)的互相交換。而當前物聯(lián)網(wǎng)體系的建設也越來越注重各種物體與物體之間的智能化相互關聯(lián)。因此，為了提高物聯(lián)網(wǎng)的應用效果可以運用納米技術進行多維度支持。就納米技術與物聯(lián)網(wǎng)的結合方向來看，納米電子技術、納米材料技術、納米力學技術等可以從不同的角度來滿足物聯(lián)網(wǎng)技術的應用需求。

3? 物聯(lián)網(wǎng)技術支持下的地震監(jiān)測平臺基本架構

地震監(jiān)測平臺基本架構主要是由底層、中層、上層三部分組成。其中底層是感知網(wǎng)絡層，該層面運行的目的在于感知信號傳遞;中層是網(wǎng)絡傳輸層，該層面運行的目的在于進行數(shù)據(jù)傳輸;上層是云計算平臺，該層面運行的目的在于為整個構架的系統(tǒng)提供整體的云數(shù)據(jù)中心和總體性的云技術服務。地震監(jiān)測平臺基本架構主要是圍繞感知、傳輸、支撐、應用等等4個方面進行組織構建的。本研究是要建立一個基于物聯(lián)網(wǎng)技術的地震云平臺，并將該平臺作為地震應急時的調度指揮技術核心，并且做到能夠全面覆蓋各級地震的系統(tǒng)，從而實現(xiàn)實時監(jiān)測掌控地震潛在情況的目的[4]。該監(jiān)測平臺建立之后，可以通過物聯(lián)網(wǎng)實時進行地震監(jiān)測數(shù)據(jù)的收集與匯總，從而為區(qū)域多位空間地震監(jiān)測提供有效的決策支持。圖1為物聯(lián)網(wǎng)技術支持下的地震監(jiān)測平臺基本架構示意圖。

3.1 感知層

感知層是該地震檢測平臺接受信息的第一渠道，如何能夠有效的識別物體是感知層建設的關鍵。平臺可以在監(jiān)測區(qū)域設置多樣化的智能設備設施來提高信息接受的精確度和全面性，常見的智能檢測設備主要包括：測震儀、強震動加速度儀、地下水探測儀、重力儀、氣壓儀、測地電阻儀、磁力儀等。通過這些智能化儀器的有效布設能夠實時接收監(jiān)測區(qū)域內地球物理場和化學場相關數(shù)據(jù)的變化情況，并以相應的數(shù)據(jù)格式反饋至網(wǎng)絡層，進而產生新形式的地震監(jiān)測信息的共享網(wǎng)絡[5]。

3.2 網(wǎng)絡層

網(wǎng)絡層是實現(xiàn)感知層采集數(shù)據(jù)面向各個部門進行共享的關鍵。從構成內容方面來看，網(wǎng)絡層主要包括互聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡管理系統(tǒng)、有線和無線通信網(wǎng)、各種私有網(wǎng)絡等。通過上述網(wǎng)絡體系可以把采集到的經(jīng)過初步加工的數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆朴嬎銠C器的中心，從而實現(xiàn)通訊網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)共享。

3.3 支撐層

支撐層建設的主要目的在于對數(shù)據(jù)進行存儲、分析和傳遞。從功能實現(xiàn)的角度離來看，支撐層可分為服務中心和數(shù)據(jù)中心兩大模塊。該層主要由數(shù)據(jù)庫服務器、前置接口服務器、數(shù)據(jù)存儲服務器和安全保障體系等組成，是地震監(jiān)測數(shù)據(jù)應用于分析的關鍵層面，同時也是整個平臺建設中最核心的部分。

3.4 應用層

應用層是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)和各級地震檢測機構對接的平臺。在該平臺當中，各級地震檢測機構獲得相應的權限之后，就可以進入平臺的操作系統(tǒng)，在權限范圍之內可以對已儲存的數(shù)據(jù)記性數(shù)據(jù)查閱或者調用，以供其進行震情研判、科研分析等用途。通過應用層的深度拓展及以應用，可以進一步實現(xiàn)數(shù)據(jù)在體系范圍內的共享共用，提高震情決策的全面性和準確性。

按照上述四大層面構建起的地震監(jiān)測平臺的地震監(jiān)測平臺，既可以實現(xiàn)對震情重點監(jiān)測區(qū)域、震情監(jiān)測環(huán)境惡劣區(qū)域以及無法人工進行監(jiān)測區(qū)域的自動化在線監(jiān)控，也可以各級地震監(jiān)測與應急組織提供有力的決策支撐，從而提高地震應急管理的反應水平。

4? 結語

從發(fā)展態(tài)勢來看，目前國家地震監(jiān)測部門高度關注物聯(lián)網(wǎng)技術支持下的地震檢測平臺建設，在不斷增強資金投入的同時，還會提出了很多扶助政策，這十分有利于物聯(lián)網(wǎng)技術與地震監(jiān)測事業(yè)的深度融合。未來，地方政府也應當充分發(fā)揮政策導向的能動性，通過科技成果轉移轉化、自主研發(fā)設計、地震監(jiān)測平臺共享共建等多種方式，來逐步促進監(jiān)管范圍內地震監(jiān)測平臺技術服務效能的提升。相信隨著物聯(lián)網(wǎng)技術與時俱進的變化與創(chuàng)新，其服務于地震監(jiān)測平臺的范圍和作用會進一步得到拓展，地震預測預警與抗震救災也會由此而獲得更深層的技術幫助。

參考文獻

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[3] 常俊，郭建興，李巧意.基于RFID技術的地震應急物資管理系統(tǒng)設計與應用研究[J].信息技術與信息化，2018（11）：180-182.

[4] 舒松，何新洲，杜力，等.石油裝備制造業(yè)中物聯(lián)網(wǎng)技術的應用[J].制造業(yè)自動化，2013，35（1）：63-66.

[5] 吳丹娜，江洪，張金夢，等.環(huán)境監(jiān)測中物聯(lián)網(wǎng)技術的應用[J].安徽農業(yè)科學，2014（10）：3076-3079.