物联网系统论文

物联网系统论文（精选8篇）

物联网系统论文 第1篇

（1）加大物流企业信息化平台建设力度。物联网技术是一项集合众多跨行业学科的综合技术，各物流企业必须清楚地认识到，基于物联网物流管理的信息系统投入能够在物流管理工作效能提高，人力成本节约上获得长期回报，从而根据自身经济实力，不断加大信息化平台的建设力度。

（2）加快物流业务流程改革。物联网技术在物流信息化系统中的深入应用，必然会导致物流业务流程的改革。各物流企业应尽量减少物流中间环节，针对不同类型物品采取不同的运输方式，为普通客户提供人性化物流服务，为特殊客户提供专业化物流服务。

（3）加强物联网信息安全建设。物流企业也要对信息的安全保障问题引起高度重视，建议物流企业构建完整的FRID技术加密传输功能、数据通信动态身份验证功能、上层数据传输加密技术功能等，在不同工作流程和物流环节，采取专用的系统安全措施。

（4）加速物联网技术人才培养。由于我国高等院校并未开始对物联网技术人才进行批量化专业培养，精通物联网技术的人才相当稀缺，建议物流企业加速对现有信息部门人员的培养，通过外出学习、交流等平台，将原有的信息人才队伍打造成精通物联网技术和物流信息化技术的通用人才，为物流信息优化升级做好人才储备工作。

物联网系统论文 第2篇

目前行业内的智能社区解决方案分为两大阵营，无线阵营和总线阵营，无线阵营主张以互联网为平台，底层传感网使用短距离无线的传输网，并通过耦合两个异构网络形成整体框架。所有的产品都以计算机网络为应用的基础，因此它对智能化社区产品技术和成本要求较高，但它是目前国际技术的主流和发展趋势。智能住宅在我国刚刚起步，但却有着十分广阔的发展前景，市场潜力巨大。随着物联网技术的不断推广和研究，可以预见，基于物联网架构的智能社区的系统功能和服务水平将会得到逐步完善。

针对用户对社区互助系统的需求，本文提出了基于互联网的智能社区互助系统的软硬件设计方案。弥补了现有系统存在的不足，实现了社区管理的网络化。快速为用户提供详细准确的互助信息，适应不同智能小区用户的需求。系统的总体设计

系统体系结构设计主要包括ZigBee网络，服务端，客户端推送界面的设计，其中客户端-服务端采用了先进的服务架构。

服务端部分包括：用户注册，用户登录和回话鉴别等部分。其中，用户可以使用个人信息进行注册，用登录系统中，用户正常使用的情况下不需要注意其他问题，用户的数据安全和用户账户的安全由服务器端进行确认和保障。

底层数据节点包括：一到多个数据节点的数据缓存和数据的简单处理，对数据进行处理包括验证数据是否达到了警报值，选择对用户告警并传出警报信息到API服务器，该模块还包括把普通的数据传送到API服务器。系统的功能设计方案

系统功能模块划分：系统主要实现了求助信息处理系统，客户端展示控制界面，和附近险情报警系统，主要划分为信息处理系统，客户端响应系统，报警系统。系统的功能模块设计。

3.1 硬件设计方案

数据处理节点是一个中转站，用于对接多个数据采集节点，收集数据采集节点的数据，对数据进行简单的处理，并把数据发送到服务器。这是数据处理节点的功能。数据处理节点是一个较之数据采集节点更高一级的处理单位，这个部分是保证上下层联通的物理保障。

系统硬件设计及功能如下：

(1)SD模块：用于读取配置文件;

(2)HTTP模块：封装好的数据通过HTTP请求发送到API服务器模块，读取来自于服务器的反馈，确认通信的成功与否;

(3)OLED模块：将实时信息显示到LED屏，采用自定义制作字模文件，把常用的字符映射到点阵中，最终实现对提示信息的显示;

(4)XBee模块：构建ZigBee网络，分为终端和协调器，终端与传感器相连，向协调器发送传感数据，协调器接收到值后进行相关处理;

(5)ARDUINO Ethernet W5100网络扩展板 SD卡扩展板Arduino;

(6)微处理器：Arduino Due模块;

(7)通信子系统：XBee Pro S2模块;

3.2 软件设计方案

求助信息处理系统：web接口，采用JAVAEE+MYSQL，springmvc框架，并采用nginx对数据进行负载均衡处理，传送至各个服务器并有服务器进行分析。报警信息提交，响应系统：

各个客户端通过JSON对数据进行封包、传输。软件系统设计包括以下模块：

(1)web端：搜索引擎模块，JAVASCRIPT，jQuery，AJAX;

(2)安卓端：百度地图API提交地图信息，并使用UI开源包，提升用户体验;

(3)PC端：使用libcurl等开源库对http协议进行解析，并使用MICROSOFT前端展示界面对地图范围等信息进行展示;

(4)API中间件架构。

API中间件是底层硬件部分和数据展示终端之间的桥梁，这部分接受来自于底层硬件部分的数据，对数据进行操作，持久化到数据库中，通过数据展示终端的请求，提取用户需要的数据，对数据进行封装之后发送到数据展示前端。通过这部分的中转，实现整个系统的联动，也是通过API中间件，实现了底层与前端展现的分离，保证了平台的健壮和可伸缩性，防止出现数据流失和数据泄密，这部分采用了三层架构的设计模式。从对接HTTP请求，到业务层分流，到DAO层的数据库操作，再次采用分层解耦的方式保证了API中间件本身的健壮性和弹性，维持了“高内聚，低耦合”的软件工程设计思想，这部分是整个系统的核心，各个部分的依靠弱关系进行连接，每一个部分的宕机都不会导致整个系统的崩溃，API中间件起到了很大作用，API中单件的架构。结论

物联网数字风机系统 第3篇

风机作为一种从动的流体机械设备, 广泛应用于通风、排热、排烟等系统。用户希望得到完善、可靠的风机监控和安全保护系统, 包括对电机前后轴承温度、电机电流、电压、功率, 风机的风量、风压、效率、振动、噪声等参数进行动态实时监控, 用远程计算机或者手机APP进行显示、记录、报警、远程遥控, 形成一个完整、可靠的安全保护系统。同时风机作为全国主要的耗电设备之一, 年耗电量占全国全年发电量的10%以上。目前风机实际运行效率偏低, 运行管理不科学, 导致了能源的浪费, 如果能够获得风机即时运行工况, 就能够采用调速控制方式减少能耗。文章将针对以上问题介绍一种以物联网技术为核心的数字风机系统。

1 产业背景

风机是国民经济的关键设备, 被广泛应用于地铁隧道、核电、石油化工、冶金、城建等国民经济支柱产业, 但同时也是全国主要的耗电设备之一, 年耗电量占全国全年发电量的10%以上。目前风机实际运行效率偏低, 运行管理不科学, 导致了能源的浪费, 用户往往希望获得风机即时运行工况参数, 这样就能够采用调速控制方式减少节流损失。随着物联网技术和工业4.0的发展, 对整个风机系统进行网络化的实时监控是必然趋势。物联网数字风机系统就是在此背景下研发的新产品。

2 物联网数字风机系统构成与功能

物联网数字风机系统包括风机本体、整合有信号采集转换模块、数据分析处理诊断模块和无线数据通讯模块 (ADSL modem) 的变频控制柜、厂家服务监控中心和移动客户端 (一般体现为手机app) 等。如图1所示。

2.1 风机

风机本体上安装有温度传感器、振动传感器、噪声传感器等传感设备, 实时采集电机绕组和轴承温度、风机振动及噪声数据并上传到控制柜。

2.2 控制柜

信号采集转换模块可将传感器采集的信号转换成数字信号, 与控制柜自身采集的电压、电流、功率等电量参数相结合, 通过数据分析处理诊断模块的分析处理, 转换成风量、风压、效率、功率等风机性能参数并传递给无线数据通讯模块;通过互联网将数据传递给厂家服务监控中心和被授权手机APP, 同时, 控制柜也能通过互联网接收被授权手机APP的指令。

其中数据分析诊断模块通过对采集到的数据的分析处理, 结合自身的数据库信息, 获得实际运行工况下的风量、风压、功率、噪声、振动、温度、电压、电流等参数并实时传递;同时根据预设的性能参数阈值, 对超标的参数进行告警并传递告警信号。

数据分析诊断模块还具有强大的诊断机制, 能对风机异常状况提出解决建议。

2.3 厂家服务监控中心

厂家服务监控中心可以对用户手机APP进行监控权限分配, 用户得到参数信息后可根据自身需要对风机进行变频反馈, 开展日常运行管理。

厂家服务监控中心能够记录保存得到的电流、电压、功率、振动、温度、噪声等数据, 结合风机强度、寿命和系统运行情况, 可以开展风机经济运营分析, 为用户风机运营提供建议, 进行风险管控。

2.4 手机APP

透过互联网, 手机APP可简易操控, 随时、随地获得风机运转资讯。当风机运转状态异常时, 系统具备即时告警和预警功能。

透过手机APP获得风机实时历史纪录与统计分析, 协助管理者进行设备调度、能源管理。

透过手机APP获得风机异常状况的解决建议。

3 物联网数字风机系统的优势

物联网数字风机系统是在仿真理论、数据库理论和现代控制理论基础上, 以物联网技术为核心研发出的新产品, 有以下几个方面的优势:

3.1 安全保障

极大增强了风机安全保护系统的能力。物联网数字风机系统可实时监测风机运转工况信息, 在故障时能及时报警及停机, 能立即发送故障信息至具有授权的手机APP和远程控制系统的计算机, 工作人员可及时做应对处理。

根据风机使用寿命, 在风机运行时间达到一定量时, 物联网数字风机系统会发出预测性维护保养通知。

目前大型风机设备昂贵, 工作环境较恶劣, 工作人员现场近距离监控存在安全隐患, 物联网数字风机系统可以让工作人员不进入现场就能掌握风机的运行状况, 保护人身安全。

3.2 质量保障

物联网数字风机系统能够把风机的实时运转工况信息提交给厂家及用户 (其中厂家拥有最高级权限) , 工况信息包括风量、风压、功率、噪声、振动、温度、电压、电流等, 系统具备即时告警和预警功能, 能提供强大的诊断机制, 对于异常状况提出解决建议, 结合历史告警维修记录、操作手册等, 构成完整的风机安全保护系统及解决方案, 让用户透过手机APP突破空间限制做出最佳决策, 大幅降低非预期停机所造成的巨大损失。

同时, 厂家服务监控中心可按客户的申请, 对风机运行状况进行专业分析, 并给出建议。

3.3 减少能耗

数字风机系统可控制风机的运行频率, 来匹配通风系统实际所需的风量、风压要求, 避免“大马拉小车”的情况, 从而达到减耗的目的。

3.4 减少维护成本

工作人员可通过远程监控系统及手机APP了解风机运转状况, 减少了风机维护的工作量, 同时, 数字风机系统能够及时监控和预防风机故障, 使风机始终在最佳状态下运行, 降低了风机设备故障率, 因而减少了维护成本。

3.5 加强管理

物联网数字风机可以按照客户要求, 在厂家拥有最高级权限的前提下, 对监控进行权限分配, 在加强管理的同时也保障了信息和运转的安全。

4 结束语

物联网技术论文 第4篇

目前在国际上对于物联网尚没有一个公认的定义，比较广泛的解释是，物联网是指将各种信息传感设备，如无线传感器网络（WSN，Wireless Sensor Network）节点、射频识别（RFID，Radio Frequency Identification）装置、红外感应器、移动手机、PDA、全球定位系统（GPS，Global Positioning System）、激光扫描器等各种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。在这个网络中，物品变得“有感觉，有思想”，能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。其实质就是将传感器等装置嵌入物体并进行联网以最终接入互联网，通过使物体具有“智慧”，从而延伸人类感知、控制外部世界的能力。

物联网的网络架构

在物联网的网络结构中，包括四个层次：

最底层是传感器网络层，即以传感器、RFID以及各种手机、PDA等机器终端为主，完成对底层信息的全面感知和采集功能;

第二层是传输网络层，即通过现有的互联网、广电网络、无线通信网等网络，实现数据的汇聚和传输功能;

第三层是中间件层，通过构建中间件来屏蔽各类传输网络的差异性，为上层应用提供统一的数据调用接口，同时对传输网络层汇聚上来的信息进行理解、推理和决策;

最上层是应用和服务层，即通过对调用数据的处理和解决方案来管理和控制手机、PC等终端设备，实现人们所需要的应用服务;或者与行业专业技术深度融合，与行业需求结合，实现行业智能化。

传感器技术

传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其它装置或器官。国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。根据传感器工作原理，可将其分为三大类：

（1）物理传感器

物理传感器应用某些物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应，将被测信号量的物理量转换成便于处理的电信号。

（2）化学传感器

化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。

（3）其它

物联网的用途

联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。文献[6]-[11]列举了物联网技术在各行各业中的应用。

国际电信联盟于2005年的一份报告曾描绘“物联网”时代的图景：当司机出现操作失误时汽车会自动报警;公文包会提醒主人忘带了什么东西;衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。亿博物流咨询生动的介绍物联网在物流领域内的应用，例如一家物流公司应用了物联网系統的货车，当装载超重时，汽车会自动告诉你超载了，并且超载多少，但空间还有剩余，告诉你轻重货怎样搭配;当搬运人员卸货时，一只货物包装可能会大叫“你扔疼我了”，或者说“亲爱的，请你不要太野蛮，可以吗？”

物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。

毫无疑问，如果“物联网”时代来临，人们的日常生活将发生翻天覆地的变化。然而，不谈什么隐私权和辐射问题，单把所有物品都植入识别芯片这一点现在看来还不太现实。人们正走向“物联网”时代，但这个过程可能需要很长的时间。

物联网的发展趋势

物联网不是科技狂想，而是又一场科技革命。

物联网使物品和服务功能都发生了质的飞跃，这些新的功能将给使用者带来进一步的效率、便利和安全，由此形成基于这些功能的新兴产业。

物联网需要信息高速公路的建立，移动互联网的高速发展以及固话宽带的普及是物联网海量信息传输交互的基础。依靠网络技术，物联网将生产要素和供应链进行深度重组，成为信息化带动工业化的现实载体。据业内人士估计，中国物联网产业链今年就能创造1000亿元左右的产值，它已经成为后3G时代最大的市场兴奋点。

有业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本;另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。目前，加拿大、英国、德国、芬兰、意大利、日本、韩国等都在投入巨资深入研究探索物联网。同时，有专家认为，物联网架构建立需要明确产业链的利益关系，建立新的商业模式，而在新的产业链推动矩阵中，核心则是明确电信运营商的龙头地位。

物联网的发展，也是以移动技术为代表的普适计算和泛在网络发展的结果，带动的不仅仅是技术进步，而是通过应用创新进一步带动经济社会形态、创新形态的变革，塑造了知识社会的流体特性，推动面向知识社会的下一代创新（创新2.0）形态的形成。移动及无线技术、物联网的发展，使得创新更加关注用户体验，用户体验成为下一代创新的核心。开放创新、共同创新、大众创新、用户创新成为知识社会环境下的创新新特征，技术更加展现其以人为本的一面，以人为本的创新随着物联网技术的发展成为现实。

物联网系统论文 第5篇

本系统基于物联网技术，利用GIS(地理信息系统)与数据库技术优势，对传统渔业管理中的水温测量、氧浓度检测、pH 值测量以及网箱监控等管理过程进行智能系统设计。

1 系统结构

系统结构自底向上依次包括监控单元、数据传输单元、数据通信网络、数据库及Web 客户端等。系统利用物联网技术的优势，采用适合渔业实践的各类传感器、控制设备对各种养殖参数进行精确的、实时的检测及控制。系统利用传感器网络路由管理协议，进行各类监控单元的自适应组网，以及渔业管理子网络内部的数据互联。在人工交互方面，系统利用GIS 技术，可以将管理过程做到高度可视化。系统实时显示各个渔业管理子网络的地理信息，以及网络内部监控单元的相关数据。同时，系统利用B/ S 网络结构， 允许管理人员登陆Web 页面进行远程控制。

2 系统设计

2.1 渔业管理子网络：

渔业管理子网络作为独立工作的局域网， 通过一个数据传输单元按照星形拓展结构进行网络组织，通信方式采用ZigBee技术。ZigBee 技术是稳定的点对点通信方式，有效传输距离为2km，单个区域的覆盖面积理论为12km2，因此，完全能够满足传感器子网络的通信需求。

渔业管理子网络主要包括以下几种功能的监控单元：GPS定位单元，ZigBee 通信单元、传感器单元(包括：水温测量单元、氧浓度检测单元、pH 值测量单元、网箱监控单元等)。数据传输单元负责渔业管理系统路由协议管理， 完成与上层数据库及Web 客户端进行有效数据互联。

2.2 渔业管理系统路由管理协议：

在无线局域网络路由管理的应用中，普遍采用“多跳”的方式进行数据的传输。该方式将每个子网络分成sensor 节点、sink 节点、manager 节点三个层级，分别负责传感器数据采集、数据汇总与存储、指令数据与数据库的交互。但是，“多跳”方式也具有算法复杂、设备功能单一、通信效率较低等问题。随着ZigBee 技术的应用与发展，在智能渔业管理应用领域，可靠的无线通信距离已经完全能够满足需求， 所以本系统提出了一种新型路由管理协议。该协议基本特点如下所示：

1)核心是采用“多主”结构，提高总线利用效率。

2)短报文结构，每个报文不超过8 字节。

3)引入TDMA 分时传输机制，避免数据包冲突。

4)报文包含源地址或目的地址，利用标示符来指示功能信息和优先级。

5)节点在严重错误情况下，具有自动释放总线的功能。

在每个渔业管理子网络中， 设置唯一的数据传输单元(DTU)，负责组织网络，并完成与每个监控单元的数据交互。网络中设备之间的通讯是基于连接的， 这样也为对任何一个设备的`通讯进行监控提供了可能。在传感器子网络中任何一个参与通讯的监控单元都必须和DTU 之间建立一个独立的通讯连接。本系统路由管理协议的报文结构， 结合工业CAN 总线特点，进行了定制化改进，报文长度不超过8 字节，并对于其中前三个字节进行功能区划分， 保证智能渔业管理系统数据传输的高效性与可靠性。

3 GIS 系统设计

GIS 系统准确标识养殖环境的相关信息， 并能够方便对地图信息进行编辑。地理范围实现10 级分辨率，并且在各级分辨率地图上，都可以显示、修改监控单元信息。

3.1 输入输出控制

软件通过查询数据库找到相应的终端设备的短地址和MAC 地址，通过Socket 编程向网口发送命令包，通过固定的IP地址和网管和RAM 建立连接，网管接受到命令，发送给协调器，控制终端采集设备，采集设备把信息采集回来，上传到协调器，网管，最后在界面上显示。

3.2 水温测量

通过传感器采集的温度数据和数据库中的养殖目标生长的最佳温度信息配备，确定此时的环境是不是最佳环境，如果是，则继续保持，如果不是，则启动相应的设备改善温度等。

4 实验结果

为了验证本系统的可靠性与实用性， 项目组多次在青岛市经济技术开发区海域的近海网箱养殖现场进行试验。项目试验分三个区域，区域间隔5km，其中每个监控区域内包含10 口网箱。监测传感器包括：Pt100 温度传感器、pH 传感器(上海科蓝电化学仪器科技有限公司)、WQ401 溶解氧传感器( 美国Global Water 公司)等。从实时监控平台来看，系统运转正常，显示界面能够自由切换， 并且能够完成对于每一口网箱的独立监控工作。网箱pH 值7.2～7.9，温度范围8.4～11.6°C，与实际手工测量保持一致。同时，系统能够完成对于人工活动的正常报警，表明系统在无人监控方面有可靠表现。

物联网系统论文 第6篇

无土栽培是指不用天然土壤，使用基质或不使用基质，用营养液灌溉植物根系或用其他方式来种植植物的方法。无土栽培能够避免水分大量渗透和流失，克服土壤连作障碍，在节约用水、缓解耕地紧张等问题上优势突出，具有作物生长快、经济效益高，产品质量好，无污染、不受地区和季节限制、便于实现生产工厂化和自动化等优点，是设施栽培发展的高级阶段和重要方向。在发展速度快、栽培效益高，连作障碍明显的设施草莓栽培中，无土栽培的应用优势更为突出，且其可实现温室大棚立体栽培，显著提高经济效益和生态效益。无土栽培以人工创造的作物根系环境取代土壤环境，不仅能满足作物对矿物质营养、水分和氧气的需要外，还能应用人工技术对这些环境加以控制和调整，使其在品质方面按照需求发展。然而传统的应用人工对温室环境及其营养液进行控制、调整和检测，效率低下，容易出现错误和偏差。如何对无土栽培环境实施全方位实时监测、实时传输，根据生产要求及时调整环境参数，有效地提高生产效率和产品质量成为目前无土栽培技术的一大难点。随着农业物联网技术的发展，以传感技术与物联网技术相结合的全方位田间环境监控技术得到迅速发展。但所研制的产品功能普遍比较单一，扩展性差，更由于不能大批量生产，导致价格较高，没有取得较好的推广效果。设施农业物联网技术还没有出现一个可以在稳定性、经济性和通用性上均衡发展，最终占据市场主导地位的管理系统或管理平台。

本文利用先进的计算机技术对无土栽培温室大棚的生长环境进行科学检测、科学分析和有效控制，使其具有最为适宜的生长小环境，准确、及时掌握环境数据，科学控制草莓生长过程，达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的，进而实现农业生产集约、高产、优质、高效、生态和安全的目标。设计的系统适用性好、扩展性强、稳定性好，经济性和通用性都相对较高。同时，可通过远程监控，实时分析，实现远程指导、实时动态教学和管理，实现智能温室的全自动化，也可以在广大设施农业领域中起到示范作用，实现“智慧农业”的推广和应用。

1 系统架构设计

本研究设计的无土栽培温室大棚物联网智能管理系统，可使生产或其他过程按照人们编制的工作程序自动进行监控，当被监控的对象运行时，无需人的直接参与。智能监控包括自动监测和智能控制2 个方面，即利用计算机对环境因素或生产过程各因素进行全天候不间断的实时监测，并根据实时数据和控制模型进行智能判断，根据实际需要给出实时控制方案，自动完成各设备的控制。本系统集传感器、自动化监测、自动化控制、通讯、计算等技术与专家系统于一体，通过预置草莓生长发育所需的适宜环境参数和控制模型，搭建温室智能化软硬件平台，实现对草莓无土栽培温室中温度、湿度、光照、营养液浓度、pH 值、EC 值和CO2浓度等因子的自动监测和控制。

1. 1 系统设计目标

本系统由前端部分来完成对环境监测因子的含量监测与汇总、转换、传输等工作，监测因子包括空气温度、湿度、光照、营养液温度、pH 值、EC值、溶解氧、CO2浓度等环境参数，这些监测因子由数据采集终端使用不同的方法进行测量，通过数据处理转换后经由GPRS 等网络向在线监测数据平台传输数据，由在线监测数据传输平台实现数据的接收、过滤、存储、处理、统计分析并提供实时数据查询等任务。当某个指标超过设定值的时候，自动开启或者关闭指定设备。整个系统可安全、可靠、准确、实时、全面、快速、高效地将真实的草莓无土栽培生产环境信息展现在管理人员的面前，并实现智能化管理和控制。使草莓在一个充分优化的环境中生长发育，充分提高资源利用效率，减少病虫为害，节约养分、水分、能源及管理成本等，使管理精准、生产高效、生态安全。系统总体设计

1. 2 系统设计框架

无土栽培温室智能管理系统主要包含智能监测管理、智能控制模型和智能控制管理三部分。系统设计框架图见图2。其中智能监测管理系统主要由传感器、数据接驳器、集线器、数据传输终端及传输网络、数据存储器构成的在线监测系统，该系统主要负责水培温室环境因子的采集、处理和管理等。智能控制模型主要由草莓栽培专家系统、草莓生长发育各函数模型及其管理模型组成，主要实施对监测到的数据根据草莓生长发育与环境的关系模型进行科学分析、准确判别，实施控制方案的制定和发布。智能控制管理系统由控制策略程序和执行机构组成，执行机构由营养液调控系统、水分调控系统、pH 调控系统、EC 值调控系统、溶解氧调控基于物联网的草莓无土栽培智能管理系统设计与实现857无土栽培温室的环境智能监控系统设计框架系统、空气温度调控系统、空气湿度调控系统、光照调控系统等组成，执行机构的实施均采用电磁阀或电机控制。

1. 3 系统重要功能

1. 3. 1 温室环境的自动监测

通过在线监测系统能对所有影响草莓生长发育的温室环境实施全天候的在线自动监测。即可自动监测温室内的空气温度、空气湿度、光照强度、CO2浓度、营养液温度、溶解氧、pH 值、EC 值、营养液用量、灌溉水量等参数; 同时，可以监测温室外的空气温度、空气湿度、光照强度等参数。并且在线监测数据传输平台可以实现数据的接收、过滤、存储、处理、统计分析并提供实时数据查询等。不但可以使管理人员或系统本身根据实时数据和历史数据实施精准的管理，同时，还可以使领导、专家及其科研、教学人员实时观察、掌握植物生长发育状况及其与环境因子的关系，并进行相关决策、研究和教学等等。

1. 3. 2 温室环境的自动控制

根据自动监测各环境参数及其系统设计的草莓生长发育模型、专家系统及其管理模型等，制定和发布的指令，智能控制系统可以实现温室环境的自动控制，主要包含棚内栽培营养液调节和更换，溶解氧的自动调节、pH 的自动调节、EC 值的自动调控、遮阳网和薄膜的卷帘、闭帘，水帘、风机的开和关，加温、降温、通风、排湿设施的开关、灌溉和增湿设施的开关等。所有系统既可以实施全自动的控制，根据需要也可以实施手动控制。自动控制可以单个温室为基本控制单位、室内单个控制设备为基本控制单元，利用计算机技术开发分布式控制系统; 基于分布式控制系统，开发利用动力供电线路( 交流220 V) 为母线的载波数据传输接口电路。

1. 3. 3 信息管理

本系统可以实现监测数据的自动存储和分析管理，监测数据的远程遥测与控制指令的远程传输管理，及其自动控制方案的制定与发布，包括根据营养液溶度、溶解氧、pH 值、EC 值等控制下限和上限进行自动的营养液调节或更换等控制方案; 根据棚内温度、棚内外光照强度或时间进行水帘和风机及遮阳网的卷帘和闭帘等控制方案; 根据棚内空气湿度大小制定的排风控制方案、根据作物需要或按照时间制定的`增湿控制方案等; 棚内营养液积温、空气积温、累计光照时间及气温湿度、营养液pH、EC 等影响水培植物生长发育的重要参数曲线图表的绘制管理。

2 系统的实现

2. 1 智能感知

无土栽培温室环境因子的实时监测是实现智能化控制的前提和基础。由于无土栽培植物生长受诸多自然条件的影响，如环境温度、湿度和光照及其营养液温度、浓度、pH、EC 等，信息采集量很大，所以本系统根据无线传感器网络具有数据采集量大、精度高的特点，可以为用户提供详细准确的设施农业环境的信息参数，且成本低，可减小人为活动对环境的不利影响等优点[5]，选择了无线传感网络实施温室草莓无土栽培的在线监测系统，该系统是通过新一代物联网数据远程传输系统实现的实时监测系统。该系统能够以最快、最稳定的方式采集、传输监测的温室环境实时参数，为项目系统集成用户提供最佳的方案。温室在线监测系统示意图温室环境在线监测系统主要分为三部分: 数据驳系统、远程传输系统、后台存储系。

2. 1. 1 数据接驳器系列

数据接驳器实现了任意传感器的数据接入功能，内置低功耗高速ARM 处理核心，可完成目标数据采集，通道校准、存储，设备诊断，设备休眠等功能，任意传感器输出信号均可通过数据接驳器转换成标准的MODBUS-RTU 协议输出，简化用户后端系统接入，并可与现有DCS、组态软件进行无缝连接，同时也集成了常用传感器供用户快速部署。

2. 1. 2 远程数据传输终端系列

远程数据传输终端能够满足大多数环境下的数据传输需求，全系列终端均支持ZA 系列数据接驳器，远程数据传输终端可利用WiFi 网络、以太网( RJ45 有线) 、GSM/GPRS /3G ( 手机网络) 、Zigbee 无线自组织网络、北斗一代进行数据传输。终端支持远程巡检，自动采集，低功耗控制，远程配置，远程预警，GPS /北斗定位等功能; 大大增强了终端的适用范围，真正意义上实现了物联网中的“物物相联”目标。

传输终端配有数据存储平台软件( ZA DataCenter Service) ，支持MySQL /MS SQL /Oracle 数据库，最大可支持1 万个终端同时在线传输，同时支持插件式传感器解析模块，可方便系统扩展。通过不同传感器可以采集各类环境参数及其需要控制的技术参数。传输终端可接驳系列化智能数字传感器，单个传输终端可同时接入5 到10 路传感器，实现对传感器的自动识别。它具有超低功耗，自动关断负载电源，RTC 定时唤醒等的特性。终端节点支持太阳能、风光互补等多种供电模式，最大程度适应复杂的应用环境; 所有传输终端均采用专利低功耗技术，以GPRS 传输终端为例，在使用4 个智能传感器的情况下，使用普通太阳能能源系统( 约2 W) ，4 000 mA 蓄电池可连续工作2 年( 采集频率按5 min·次- 1计) 。

2. 1. 3 后台存储系统

ZA-DATA-CENTER 后台存储系统是为ZA 系列传输终端设计的后台存储服务软件，服务软件可将前端远程任意传感器的数据进行实时、定时的采集、并通过ODBC 泛用接口进行稳定存储，同时还负责检测终端及传感器设备状态、电池电量、定位数据等信息，用户可通过访问数据库中的实时表及历史表进行数据的访问及统计，也可通过服务器所提供的WebService 数据访问接口直接访问远程数据。ZA-DATA-CENTER 采用数据解析插件技术，用户可根据前端应用不同、传感器的不同，添加自定义解析插件，轻松实现系统的扩展和特殊应用需求，同时还可以通过插件接口API 开发自定义的数据访问接口。服务器采用内存池及并发连接处理技术，可同时处理大量、高频的数据请求及存储请求，非常适用于大规模终端部署及监测，增强了项目集成软件的稳定性。

2. 2 智能分析

智能分析即将监测数据实时通过网络上传到应用服务平台，应用服务平台通过云计算平台对环境情况进行计算分析，结合植物的生长发育各函数模型及其管理模型，精确判断其对环境参数对植物生长发育的影响，及时做出对环境参数调控的指令。本系统借助于现代信息模拟技术和历史栽培经验，开发建立了草莓生长发育模型，开发了草莓专家管理系统。本系统利用ZA-DATA-CENTER 后台存储系统，将采集到的传感器数据，在后台进行实时分析、处理和存储; 并能通过GSM/GPRS、3G 网络快速将数据信息同步发送到数据服务器，通过云计算平台进行精确的计算分析，与预置的草莓生长发育环境信息和生长发育模型、控制管理模型开展信息分析与研究，并与设定的预警值进行对比。根据理想的环境指标对栽培现场的环境参数通过控制系统进行精确调控，实现自动、智能的环境监控。

2. 3 智能控制

智能控制模型是智能管理系统的“大脑”，主要由专家系统、草莓生长发育各函数模型及其管理模型组成; 主要实施对监测到的数据根据草莓生长发育与环境得到关系模型进行科学分析、准确判别，实施控制方案的制定和发布。如在草莓果实成熟期当监测系统测得基质相对含水量低于65% 时，数据上传至智能控制模型，控制管理模型经分析决策，发出指令给控制系统使电磁阀开启实行灌溉，当实时测得基质相对含水量达到75%，智能控制模型即发出指令给控制系统使电磁阀关闭，停止灌溉。

2. 3. 1 分布式大规模数据存储平台

物联网技术应用普遍存在“存储使用难”，在海量的传感器数据信息下，数据的存储与交换存在技术难度，由于草莓无土栽培需传感器部署密度大、数据实时性强、要求后端存储系统具有高实时性及响应能力，一味地增加硬件来提升性能可以解决问题，从根本上解决不了规模化、产业化问题，另外在上层应用时也会遇到标准不统一、软件模块耦合过多等问题，这些问题都阻碍着物联网技术的应用与发展。ZA DataCenter 较好地解决了该难题，它是基于现代“云计算”技术的物联网专用数据存储与解析的系统应用软件，系统前端采用负载均衡单元进行分布式调度存储，数据存储稳定可靠，数据处理能力可达10 万次·s - 1，能够处理海量的数据，兼容不同数据交换协议，支持灾难性的数据恢复; 同时，软件具有良好的跨平台能力，能够支持Windows，Linux，Unix，FreeBSD 等主流操作系统。

2. 3. 2 数据库设计

ZA DataCenter 数据库存储、分析及处理监测系统的历史数据及实时数据，采用MySQL 数据库进行存储，主要由传感器历史数据表、实时数据表和信息表三张数据表构成。其中传感器历史数据表主要用于长期存储历史数据，用于上层应用中的图表显示、历史查询、分类查询等目的; 传感器实时数据表主要用于上层应用中定时刷新、实时显示等。通过数据库和图表分析技术，可对温室各环境动态数据进行实时分析并用曲线等直观方式进行显示，使管理系统或管理者及专家能及时准确的分析和判断，做出正确快捷的决策和处理。并通过开发出的可高度扩展的继电器控制模块等用户可以自定义某个参数达到或超过一定指标是否需要开启或关闭某个设备，如灌溉系统、加温系统、水帘风机降温系统、内外遮阳系统及营养液调节系统等，达到智能化控制。该控制系统不仅可以按参数值设置，还可以按时间间隔或定时设置，例如某个时间段开启或关闭某个设备。同时，可以通过预警值分析进行报警，当温室内各参数出现异常，达到设定报警值时，系统能通过手机短信、控制界面、系统广播等进行声音、图像等报警，提醒管理者尽快处理。通过远程管理软件平台和视频系统还可实现远距离监控。可将各种感知设备的基础数据进行统一存储、处理和挖掘，通过监控软件的智能决策，形成有效指令，直接指导控制执行系统或管理人员开启或关闭设备调节设施内的小气候环境，为草莓生长提供优良的生长环境。同时也可以利用该系统进行教学或科研数据的观测、采集，为相关项目提供便捷的视频、数据采集、存储和分析研究等。

3 示范应用

物联网论文 第7篇

摘要：物联网产生以来在很多领域给人创造了更多的便利。为改善教学水平、提高管理水平，将物联网技术引入校园，推动了智能校园的建设。未来，应用物联网技术的智慧校园将有大好的发展前景。本文简要概述智能校园与传统校园对比、物联网技术在智慧校园中的部分具体应用关键词：物联网、智能校园、传统校园 正文

一、物联网

1、物联网概念

物联网最早出现于 1995 年比尔。盖茨写的《未来之路》，在该书中，他已经提到物物互联。1999 年，美国麻省理工学院最先提出了物联网的概念。

物联网一开始的概念局限于使用射频识别（RFID）的技术设备和互联网相结合，使物品信息实现智能化识别和管理，实现物品的信息互联而形成的网络。互联网将来自世界各地的计算机都连接起来形成网络，让人与人的信息交互得以实现，物联网拓展了互联网，通过运用传感器、RFID 等技术，将任意时间、不同地点的物体接入网络，以实现物品的识别，达到物与物、人与物之间的联通，让彼此的信息能够共享。随着相关技术和应用的发展，物联网的内涵也在不断扩展。

二、智能校园

1、智能校园的概念

智能校园是指通过物联网、云计算、虚拟化等新技术来改变学生、教师和校园资源交互的方式，将学校的教学、科研、管理与校园资源和应用系统进行整合，以提高应用交互的明确性、灵活性和响应速度，从而实现智能化服务和管理的校园模式。

智能校园是一个开放的、创新的、协作的、智能的综合信息服务平台。教师、学生和管理者在这个智能校园里会全面感知不同的教学资源，获得及时的互动、最大的共享、最佳协作的学习、工作和生活环境，实现相关信息资源的有效的采集、合理的分析、高效的应用和便携的服务。智能校园的重点在于智能。及教学的智能，学生生活中体现出来的智能，图书馆里所体现出来的智能等等，他强调的是教务部门、教学机构及科研部门的信息资源的融合能力。其最重要的核心在于整合校园内各种资源，尤其高度重视通过技术手段加强信息的互通性和协作能力。

2、智能校园的特点

2.1为广大师生提供一个全面的智能感知环境和综合信息服务平台，提供基于角色的个性化定制服务； 2.2将基于计算机网络的信息服务融入到学校的各个应用服务领域，实现互联和协作

2.3通过智能感知环境和综合信息服务平台，为学校与外部世界提供一个相互交流和互相感知的接口

3、智能校园与传统的数字校园的区别

3.1数字校园

数字校园是校园内教学和管理的信息化，是互联网发展到一定程度的产物。随着信息技术的发展，数字校园被赋予了不同的层次，不同深度的应用内含。例：

3.1 用户不再需要用多个账号登录。数字校园的用户只需要使用唯一确定的用户名和密码单点登录即可完成所有网络下的学习和管理工作，并且能够使用该校园内所有的信息服务。

3.2 实现了校园网内多不同的应用系统对数据的共享。数字校园网内使用统一共享的数据库平台，解决了不同应用系统下数据的重复采集或转移等，共享数据的一次输入可以供整个校园网内的所有相关

教学和管理的应用系统使用，实现了不同应用系统的集成，减少了无意义的重复工作，节省人力和物力。3.3 不同部门不用再分别进行应用系统的管理。数字化校园网只需要一个部门管理，无需每个部门都要设置一个管理人员。节约了人力资源。

智能校园是数字校园升级到一定阶段的表现。智慧校园的核心内容是”智能化“，是通过全球的物联网实现信息交流，是物联网时代的产物，交流对象更侧重于“物”而非“人”。而物联网是互联网的延伸，互联网是物联网的基础。由此看来，智慧校园是建立在数字校园基础上的。因此，智慧校园是以网络化和数字化为基础的，数字校园所采用的的单点登录及其所提供的数字化编码等都是智慧校园建设 所必须具备的基础。

三、物联网技术在智能校园中的应用： 消费管理 ：学生的消费主要是指一日三餐及生活购物。每位同学都有一张含有 RFID 电子标签的校园卡，卡内附有个人信息。学校食堂等消费场地都安装有RFID 识读器，当学生要去食堂吃饭或去超市购物时，只需在识读器上刷一下卡，卡内信息就被读取出来，利用网络传至系统数据中心，通过后台数据库的查询来正确读取卡内余额，系统会自动扣除本次消费所该支付的实际金额，并进行电子钱包的实时更新。

后勤管理 ：主要包括校园的照明和浴室管理。资源是有限的，而且学校每天在水电等方面开支很大，运用物联网技术可以使这个问题得到有效缓解。比如将某些传感设备安装在教室等场所，应用无线遥感、声控等技术，完成自动照明，同时可以根据教师的环境来调节灯光强度，当感应器感应到所有人都离开教室后会给系统相应的指令将灯关闭，不仅为学生提供了一个更为舒适的学习环境，还能避免浪费。还可以在澡堂里的浴室内安装上用水消费的传感设备，学生在洗澡时只需将卡放在读卡器上，喷头将自动出水并根据水的流量进行计算，当感应到人离开时又会自动停止送水和金额扣费，从而既达到节水的目的也达到避免误扣费的目的。

安防管理 ：近年来，各大高校安全事故频频发生，发生的根本原因与外来员的随意进出有很大关系。目前许多高校的校园安全管理机制不够完善，比如前段时间南京某高校女生被外来人员用用来捕狗的麻醉弩误射。这些事件令学生和家长感到担忧。在校园安全管理中运用物联网技术可以有效解决存在的潜在危险。在校园安防管理中，利用射频识别、无线传感等技术，与视频监控系统结合起来，将传感器合理部署在学校某些地区，计算机系统会汇总处理这些信息，恰当进行提醒或是自动报警，如果有人擅自强行闯入学校的警戒区，系统将通过布署在该场所的传感终端，来判断闯入者实际位置，使用调整后的移动摄像头对该区域进行重点监控，并记录下图像资料，方便安保人员进行处理。通过应用物联网技术来感知学校周边环境，实现校园安全管理。

图书管理 ：智能图书馆是利用物联网技术来实现无需人员值守的智能服务和高效管理。智能校园系统中的图书管理主要是 RFID 电子标签在图书馆中的应用。在图书管理过程中，可以考在每一本书中安装上 RFID 卡，用它来记录该书籍所属的分类、放在哪个书架、被谁借阅等信息，并根据该信息对书籍进行查询、定位等操作，方便工作人员进行高效率的归架整理。

考勤管理 ：现在高校中较为普遍存在对学生的要求较低，所以有部分学生对自己不负责，认为期末时好好背背书就不会挂科而逃避上课，而且学校屡禁不止。教师对学生的课堂考勤也耗费了太多的精力，使教学的时间缩短了，合理有效的考勤系统既节约了时间，又能提高了效率。学生都需要在课前进入教室时主动向安装在教室内的读卡器刷一下卡，当智能设备接收到本次刷卡记录后，便会把数据马上发送到系统服务器，该数据也会实时更新到后台数据库，那么教师就可以了解到学生课堂出勤情况，教务部门也不需要再专门安排人员查各个班的出勤情况。

改善教学：改善传统教学模式，改变以往老师一人在讲台上不停地讲课的灌输式教学，将学生与老师时时紧密联系起来，增加互动，提升学生的学习兴趣。在教室中安装摄像头和录音设备，实时记录老师讲课的内容并上传到学校网络中的学生学习模块中，方便学生课后复习与巩固。结语：智能校园比传统校园更好的整合了学校中的各项有效资源，提高了教师的工作环境和学生的学习与生活环境。虽然目前智能校园的发展还受到诸多条件的限制，但我相信未来通过政府、学校和社会等多方的共同努力，将会有更好的发展前景。

物联网智能冰箱生态系统 第8篇

关键词：大数据,生态系统,智能冰箱,物联网

1 概述

近年来, 物联网智能家居市场获得了很大发展, 几乎所有家电厂商都推出了智能家居产品, 实现了互联的功能, 很多商业巨头如谷歌、亚马逊等都参与到了人工智能和物联网的科技推动当中, 智能网联正成为全球家电产业的主流发展趋势。以家庭式智能冰箱为终端是其中代表之一。

传统冰箱曾经是婚嫁彩礼之必备, 除了基本冷藏功能外, 还承载了对财富和幸福生活的美好向往。传统冰箱的高级功能应具备:有专业循环系统, 持久保持冰箱的温度和湿度, 无霜, 独立循环避免串味;冷藏室内壁的金属材质传导实现冰箱内部均匀制冷;精致保鲜技术, 高效控制温度变化, 减少冷藏室及冷冻室温度波动;智能变频和智能保鲜系统等。而对于智能冰箱, 行业里并没有一个统一的标准和定义, 通常具有大容积、风冷、变频、电脑温控、智能杀菌等功能, 而这些都是指冰箱本体的智能化。本文定义的智能冰箱, 是指除传统高级功能外, 可作为智能终端且具有智能网联功能的冰箱。笔者认为, 以智能冰箱为终端的物联网大数据生态系统将成为智能冰箱发展的一大趋势。

随着e时代的发展, 各大厂商不断推陈出新, 长虹推出的温区自由定制的物联网冰箱 (CHi Q2代冰箱) , 采用智能冷量分配技术、ETC智能识别技术和云图像识别技术, 围绕食物识别与管理, 完成从终端数据采集到云端存储和识别, 冰箱的温区将随着存放食品的变化而自动调节恒温。三星推出的Family Hub 2.0智能冰箱, 通过可视化界面设定快速冷藏/快速冷冻模式, 支持与用户的智能手机相连进行设置, 可以以语音或文字输入的方式添加食材种类, 设定适宜的存储天数, 临近设定期限会及时显示。通过手机互联直接监控冰箱内部, 远程补充食品储备。通过冰箱来辅助进行美食烹饪, 并具有家庭交流、智能简讯、相册、留言板、电台、天气预报、网页浏览器、厨房电视和开门报警等功能。海尔推出的应用UHome OS的智慧厨房生态系统解决方案, 以智能冰箱为核心, 互联控制烤箱、吸油烟机等厨电, 会推荐健康菜谱, 并传输给烤箱和灶具进行烹制。洗碗机还会根据智能冰箱发送的指令, 设定洗涤程序。美的通过搭载的“i+冰箱智能管理系统”, 用手机APP实现远程一键式下单及配送, 甚至还有提醒家居老人健康用药的功能。可见, 基于物联网新的功能和属性, 正在不断地对包括智能冰箱在内的家电系列进行深层应用和提供增值服务。

当然, 创新的年代, 有机遇也有风险, 各类智能冰箱的市场表现和接受度还不尽如人意, 有夸大宣传、过度包装的情况, 主要原因还是对以智能冰箱为核心的生态系统设计不够完整。冰箱本身最基本的安全、健康、方便、节能功能仍是消费者最关注的, 所以深入挖掘普通家庭对智能冰箱的需求、与百姓生活息息相关的智能功能, 借助物联网和大数据, 构造出适合大众家庭应用的智能冰箱生态系统才是根本意义所在。

2 生态系统总体架构

以家庭式智能冰箱为终端, 运用物联网和大数据技术, 从家庭消费引导、选购和配送, 到生产和加工, 构建食材和食物新的生态系统总体架构, 形成良性循环系统和全新的生活模式, 是完全必要且可行的。

在以往的生活方式中, 冰箱始终是家庭饮食生活的核心。各类食材及食物都有生产、加工、运输、保鲜、冷藏和被食用的过程, 要完成运输、保鲜及冷藏的周期和所需要的环境温度都不同。就单个家庭而言, 采购、食用和冷藏是交替进行的, 这其中包含了家庭成员对食物的个人口味和偏好, 也包含了家庭成员的生活和工作习惯以及健康状况。保鲜和冷藏只是其中一个必备的环节。冰箱的功能归根结底还是实现食材及食物的保鲜和冷藏, 安全快捷和省电是对冰箱提出的增值功能要求。冰箱的容量决定了生活的节奏, 冰箱的制冷区域决定了不同食材和食物的消费进程。所有食材和食物的采购、运送、分类放置、保质期判断、食用搭配等都是由家庭成员直接参与、识别和决定的。冰箱是作为家庭中的个体独立存在的。单个家庭无法提前获得超市的及时推荐或配送, 无法获得食材和食物生产加工基地的信息。对多数单个家庭来说基本上是在超市看见什么才选购什么, 冰箱里剩什么就吃什么, 经常是买多冰箱放不下, 食物过期了不知道;超市只能根据销售的历史数据决定进什么食材、进多少量、在超市过渡性冷藏多久等;生产加工基地获得销售历史数据的周期长, 常常带来滞销或脱销的窘境。在这样的生活模式下, 在各个环节都会出现非常现实的问题, 归根结底是因为整个生态系统的信息和数据不通畅, 供需关系不清晰, 食材和食物的周转和配送更是处于混沌状态, 不能有效地保鲜保质, 无法形成均衡地健康运作, 不仅带来低效和浪费, 也远远不能适应现代生活的需要。

总体来说, 生态系统总体结构由智能冰箱终端、智能手机端、远程大数据运营监控平台、超市及物流服务商客户端组成。

2.1 智能冰箱终端

通过内部总线实时获取智能冰箱内部食材和食物的数据及状态, 结合GPS/北斗传感器获取定位信息, 并将数据通过GPRS/CDMA无线网络发送到远程大数据运营监控平台。

2.2 智能手机端

智能手机通过APP应用软件可与自家智能冰箱终端进行通信, 实现对智能冰箱内部食材和食物状态的监控提醒、新补购置下单、营养菜谱建议和家庭健康状态分析等操作。同时可通过Internet远程访问大数据运营监控平台, 可以获得平台上更加丰富的家庭生活和厨艺信息。

2.3 远程大数据运营监控平台

利用云服务器, 对各个家庭及智能冰箱冷藏食材和食物的基础信息进行大数据管理和分析, 对各种状态下各类食材和食物的实时数据进行保鲜、保质及营养分析, 为家庭客户、超市及服务商客户提供完整高效的需求、配送、运营调度信息。结合第三方各类服务机构, 为各级客户提供方便、快捷和健康生活的服务。

2.4 超市及物流服务商客户端

在特定的权限范围内, 所有超市及物流服务商客户端均采用服务接口与远程大数据运营监控平台服务器交换信息, 获得各家庭式智能冰箱食材和食物状态, 以及新补订单信息和配送调度信息, 及时完成各家庭食品和食物的各级订单配送。

3 运行模式

高效、快捷、安全、健康地提供新鲜食材和食物, 以及与健康、营养等相关的服务, 是新型运营模式应设计和完善的, 也是生活方式更有意义的回归。智能冰箱是食材和食品保鲜冷藏的一个环节, 归根结底是服务于家居生活的, 是厨艺必备的设备, 但是人们最终真正需要的还是营养和健康的新鲜食材和食物。

随着智能冰箱功能的完善和品质的不断提升, 未来智能冰箱会成为这一生态系统的载体, 许多附加的有意义的第三方服务和增值服务模式才有可能被规划。例如, 结合家庭成员的身体素质, 建议选购什么样的新品, 如何进行营养配餐和卡路里配置等。通过远程的管理和在线服务, 提供食品保鲜、美食和生活帮手、营养和健康管理、社交分享与互动等功能, 让智能冰箱成为能够陪伴家庭的专业化、个性化高智慧生活管家。所有的智能冰箱会由超市或运营机构承担统一的采购、布局、安装和维护职责。例如, 系列式冷藏体系设计, 包括家庭式冰箱、小区集中式个人冰箱、公益冰箱、集中式公共冰箱、集中式冰库。家庭客户只承担家庭式智能冰箱的使用费用, 像买通讯服务送手机一样具有吸引力。这种新型运营模式也是值得探讨的。

存在几个与运营相关的待解决的问题, 具体如下。

(1) 智能冰箱本体功能的优化及完善。除了传统的高效制冷、自动冷量分配、保鲜除臭等功能之外, 智能冰箱独有的时效性、循环性、衔接更新性等使用特点, 需要实现冰箱与物联网服务器后台、个人手机、个人电脑的远程智能互联。需要通过特殊标识、图像和语言识别, 实现食材和食物品类、余量和保质期的智能辅助识别。有些成熟的通信与识别技术已被非常好地应用到了其他日常生活领域。

(2) 正向配送问题。根据各个家庭的不同需求决策, 通过大数据后台或云端服务器进行统一的周转调度处理, 确定各个家庭所需的各类食材和食物, 例如蔬菜、水果、蛋类、鱼和肉类等, 在完成采摘、捕捞和加工或调配之后, 通过物流系统或超市系统, 采用不同的物流运输和配送方式, 最终分别配送到各个家庭的智能冰箱终端。这样才能高效地调动各级资源, 减少中间环节的过渡过程, 最大限度地利用好食材和食物的保鲜时间, 满足各个家庭的生活需要。

(3) 决策辅助引导问题。根据各个家庭的饮食习惯和偏好、家庭成员健康状况, 以及智能冰箱当前冷藏的食材和食物, 通过超市或第三方营养健康机构, 实时推荐当前可选择的配菜菜谱, 保质期提醒和推荐新品, 以及提醒需要补充的食材和食物品类, 供各个家庭参考, 生成当前的菜谱决策和食材和食物的需求决策。

(4) 周转缓存冷藏问题。食物和食材生产加工完成后, 即刻进入保鲜、保质的冷藏环节, 通过冷藏车运输到冷库或超市冷藏柜, 又配送到小区缓存冷藏箱, 直到进入家庭智能冰箱。通过大数据信息系统的统一协调, 形成一个完整有序的食品和食物传递和冷藏过程, 彻底改变传统冰箱的使用方式。

(5) 结算、隐私、安全、信誉以及其他相关问题。和快递和外卖类似, 食材和食物的配送同样存在商品结算、家庭隐私、食品安全及信誉等相关问题, 随着物联网、电子商务、物流以及安保等日益完善, 家庭式智能冰箱物联网生态系统会更加高效、便捷和实用, 作为生态系统环节的又一补充, 会衍生出更多的运营模式。

4 结语

物联网和大数据平台建设是国家战略, 国内外互联网商业巨头进入智能家居领域, 发展迅猛, 大规模应用时代已来临, 家庭式智能冰箱作为其中一份子起到了引领家庭消费、保护家人健康、改善家庭生活的巨大作用。据预测, 2018年全球智慧家庭市场规模将达710亿美元, 如此庞大的市场已让互联网、信息通信、家电、地产等领域的中外巨头动作频频。从长远来看, 智慧家庭市场无疑是亿万量级的真实蓝海。在此基础上, 本文提出的全新的生态系统架构是对传统冰箱生活理念的改变, 也是对全新运营模式和生活方式的展望。

参考文献

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[2]高冬花, 王波, 刘磊.图像识别技术在智能冰箱食品管理中的应用[J].日用电器, 2016.

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[4]褚文利, 林杉.一种基于智能冰箱的食品管理系统[D].广州:广东工业大学, 2015.