淺談物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在油田設(shè)備管理中的應(yīng)用

唐明

【摘要】物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)信息化條件下的油田設(shè)備管理模式產(chǎn)生了巨大的沖擊，給油田設(shè)備管理工作帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)和新的機(jī)遇，同時(shí)也為油田設(shè)備信息化建設(shè)帶來(lái)了科學(xué)的春天。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)? 油田設(shè)備? 管理? 應(yīng)用

一、物聯(lián)網(wǎng)的基本概念及主要特征

物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of? Things）的概念是在1999年提出的，其最早的定義很簡(jiǎn)單：即把所有物品通過(guò)射頻識(shí)別和條碼等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接起來(lái)、實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理的一種網(wǎng)絡(luò)，實(shí)際上就是射頻識(shí)別技術(shù)加上互聯(lián)網(wǎng)。最新的物聯(lián)網(wǎng)概念應(yīng)具備以下3個(gè)特征：

（1）全面感知。利用射頻識(shí)別（RFID）、傳感器、二維碼及其他感知設(shè)備隨時(shí)隨地采集獲取物體的信息。

（2）可靠傳遞。通過(guò)以太網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)將感知的物體信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳送出去。

（3）智能控制。利用云計(jì)算、模糊識(shí)別等各種智能計(jì)算技術(shù)，對(duì)感知的海量數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析處理，對(duì)物體實(shí)現(xiàn)智能化的控制和管理，真正實(shí)現(xiàn)人與物的溝通。

二、物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)之間的關(guān)系

物聯(lián)網(wǎng)不是一個(gè)新的獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，它是在互聯(lián)網(wǎng)解決了人與人之間的交互關(guān)系之后，進(jìn)一步解決物與物、人與物之間聯(lián)系的一種擴(kuò)展和延伸應(yīng)用，是互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用能力的一種放大，是互聯(lián)網(wǎng)更加生活化、實(shí)用化、人性化的一種體現(xiàn)。簡(jiǎn)而言之，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，也就是連接一切物體的網(wǎng)絡(luò)。它包含兩方面的意思：（1）物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的一種網(wǎng)絡(luò);（2）其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間進(jìn)行信息交換和通信。

三、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的核心技術(shù)體系結(jié)構(gòu)

（1）感知層：感知層由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關(guān)構(gòu)成。傳感技術(shù)同計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)一起被稱為信息技術(shù)的三大技術(shù)。如果把計(jì)算機(jī)看成是處理和識(shí)別信息的“大腦”、把通信系統(tǒng)看成是傳遞信息的“神經(jīng)系統(tǒng)”的話，那么傳感器就是“感覺器官”。感知層的作用相當(dāng)于人的眼耳鼻喉和皮膚等神經(jīng)末梢，它是物聯(lián)網(wǎng)識(shí)別物體、采集信息的來(lái)源，其主要功能是識(shí)別物體、采集信息，并且將所采集的信息實(shí)時(shí)安全準(zhǔn)確地傳遞出去。

（2）網(wǎng)絡(luò)層：主要由網(wǎng)絡(luò)層移動(dòng)通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、其他專網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和云計(jì)算平臺(tái)等組成。它能實(shí)現(xiàn)更加廣泛的互聯(lián)功能，能夠把感知到的信息無(wú)障礙、高可靠、高安全地進(jìn)行傳送。網(wǎng)絡(luò)層的主要功能是直接通過(guò)現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)（IPv4/IPv6網(wǎng)絡(luò)）、移動(dòng)通信網(wǎng)（如GSM、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000、無(wú)線接入網(wǎng)、無(wú)線局域網(wǎng)等）、衛(wèi)星通信網(wǎng)等基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，對(duì)來(lái)自感知層的信息進(jìn)行接入和傳輸。傳輸層主要利用現(xiàn)有的各種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的傳輸功能。網(wǎng)絡(luò)層主要采用能夠接入各種異構(gòu)網(wǎng)的設(shè)備，如接入互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)、接入移動(dòng)通信網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)等，這些設(shè)備具有較強(qiáng)的硬件支撐能力，可以采用相對(duì)復(fù)雜的軟件協(xié)議進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（3）應(yīng)用層：應(yīng)用層包括物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的支撐平臺(tái)子層和應(yīng)用服務(wù)子層，是物聯(lián)網(wǎng)和用戶的接口，應(yīng)用支撐平臺(tái)子層與行業(yè)需求結(jié)合，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用，支撐跨行業(yè)、跨應(yīng)用、跨系統(tǒng)之間的信 醫(yī)療、智能家居、智能交通和工業(yè)監(jiān)控等。

四、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)及應(yīng)用中的三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)

（一）物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

（1）開放的結(jié)構(gòu)體系。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)基于全球最大的Internet網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具有開放結(jié)構(gòu)的特性。這就避免了系統(tǒng)建設(shè)的復(fù)雜性，有效節(jié)約了系統(tǒng)投資，大大降低了系統(tǒng)的成本，并且實(shí)現(xiàn)了各節(jié)點(diǎn)間的互相操作和資源共享，有利于系統(tǒng)的增值。

（2）平臺(tái)的獨(dú)立性。對(duì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)而言，ETC系統(tǒng)要識(shí)別的對(duì)象十分廣泛，不同地區(qū)、不同國(guó)家的射頻識(shí)別技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也不相同，因此各個(gè)EPC系統(tǒng)具有相對(duì)的獨(dú)立性。

（3）高度的互動(dòng)性。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是基于Internet網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)全球的最大系統(tǒng)，可以與Internet網(wǎng)絡(luò)上不同對(duì)象的識(shí)別系統(tǒng)、不同地區(qū)和國(guó)家的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)協(xié)同工作，具有高度的互動(dòng)性。

（4）可持續(xù)發(fā)展的體系。EPC系統(tǒng)具有開放結(jié)構(gòu)體系，在不替換原有體系的情況下就可以做到系統(tǒng)升級(jí)，使系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)靈活的、開放的可持續(xù)發(fā)展。

（二）物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)

（1）傳感器技術(shù)：傳感器是人類五官的延長(zhǎng)，又稱之為電五官，是獲取自然領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段。它具有體積小、成本低及可與其他智能芯片集成在一起的巨大優(yōu)勢(shì)。傳感器技術(shù)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)。自從有計(jì)算機(jī)以來(lái)就需要傳感器把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，計(jì)算機(jī)才能處理。

（2）RFID標(biāo)簽技術(shù)：即射頻識(shí)別技術(shù)，又稱電子標(biāo)簽、無(wú)線射頻識(shí)別，可通過(guò)無(wú)線電信號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需在識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。RFID技術(shù)是一項(xiàng)融合了無(wú)線射頻技術(shù)和嵌入式技術(shù)的綜合技術(shù)。射頻識(shí)別系統(tǒng)是非接觸識(shí)別，它能穿透雪、霧、冰、塵垢等和條形碼無(wú)法使用的惡劣環(huán)境閱讀標(biāo)簽，并且閱讀速度極快，多數(shù)情況下不到100毫秒，有源式射頻識(shí)別系統(tǒng)的快速讀寫能力及遠(yuǎn)距離自動(dòng)識(shí)別的特性，可用于流程跟蹤和維修跟蹤等交互式業(yè)務(wù)，在物聯(lián)網(wǎng)管理方面采用的射頻識(shí)別技術(shù)，只需要在物品的外包裝上安裝電子標(biāo)簽，在運(yùn)輸過(guò)程中通過(guò)閱讀器，就可以實(shí)現(xiàn)物品的可視化管理。

（3）嵌入式系統(tǒng)技術(shù)：嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)軟硬件、傳感器技術(shù)、集成電路技術(shù)、電子應(yīng)用技術(shù)為一體的復(fù)雜技術(shù)。嵌入式系統(tǒng)正在改變著人們的生活，推動(dòng)著信息化的發(fā)展。如果把物聯(lián)網(wǎng)用人體做一個(gè)簡(jiǎn)單比喻，傳感器相當(dāng)于人的眼睛、鼻子、 大腦，在接收到信息后進(jìn)行分類處理。

五、油田設(shè)備管理物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵

油田設(shè)備管理物聯(lián)網(wǎng)是指應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)油田設(shè)備的科學(xué)化管理。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)的作用，可在油田設(shè)備管理中實(shí)現(xiàn)主體與主體、主體與對(duì)象、對(duì)象與對(duì)象之間的信息傳遞，輔助管理主體完成決策、計(jì)劃、組織協(xié)調(diào)、實(shí)時(shí)控制、調(diào)撥等功能，使鏈接到物聯(lián)網(wǎng)上的油田設(shè)備具有地址標(biāo)識(shí)（油田設(shè)備名稱、所處位置）、感知（感知油田設(shè)備周圍環(huán)境能力）、通信（將了解的情況準(zhǔn)確表達(dá)出來(lái)）、可控（聽從管理者的控制）等四個(gè)基本特征，從而建立起一整套對(duì)油田設(shè)備的信息化管理系統(tǒng)。

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