什么是物联网概念？

物联网是互联网基础上的延伸和扩展的网络。
将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，实现在任何时间、任何地点，人、机、物的互联互通。物联网的基本特征可概括为整体感知、可靠传输和智能处理。
物联网的应用领域涉及到方方面面，在工业、农业、环境、交通、物流、安保等基础设施领域的应用，有效推动了智能化发展，使得有限的资源更加合理的使用分配，从而提高了行业效率、效益。在家居、医疗健康、教育、金融与服务业、旅游业等与生活息息相关的领域的应用，从服务范围、服务方式到服务的质量等方面都有了极大的改进，大大提高了人们的生活质量。

智慧城市是在数字城市、平安城市等基础框架之上建立的全新实体，通过物联网将现实世界与数字世界进行有效融合，自动和实时地感知现实世界中人和物的各种状态和变化，由云计算中心处理其中海量和复杂的计算与控制，为城市管理和公众提供各种智能化的服务。

从国家政策来看，中国“863计划”智慧城市项目总体技术体系架构在科技部863计划“智慧城市(一期)”项目的支持下，863计划智慧城市项目(一期)总体组提出了“六横两纵”的智慧城市技术框架。“六横”层层递进，最下层的是城市的感知层，再是传输层，再上面依次分别是处理层、支撑服务层、应用服务层，最上面是智慧应用层，贯穿全局的是安全保障体系以及标准与评测。

而要真正实现智慧城市，必须引入大数据技术，主要包含三大方面的需求，通过以下三个方面才能实现海量数据的搜集、处理、加工、分析，并真正作用于具体细分行业：

一、大数据融合技术

我国智慧城市建设面临的重大挑战之一，是城市系统之间由于标准问题无法有效集成，形成信息孤岛。因此，在大数据融合技术领域，一方面要加强大数据标准建设，另一方面要加强海量异构数据建模与融合、海量异构数据列存储与索引等关键技术研发，为给予底层数据集成的信息共享提供标准和技术保障。

二、大数据处理技术

大规模数据在智慧城市系统流动过程中，出于传输效率、数据质量与安全等因素的考虑，需要对大规模数据进行预处理。大数据处理技术往往需要与基于云计算的并行分布式技术相结合，这也是目前国际产业界普遍采用的技术方案。

三、大数据分析和挖掘技术

大数据分析与挖掘技术为智慧城市治理提供了强大的决策支持能力。相比于大数据融合和处理技术，大数据分析与挖掘技术更为复杂，是国际学术界和产业界面临的极具挑战性的技术难题。

随着大数据技术的不断发展，以及行业用户对大数据技术的需求日渐明显，大数据行业应用遍地开花。小编通过金鹏信息在智慧城市大数据应用的探索，分享一些国内外的实际案例供借鉴。

1国内的智慧城市

2013年3月，北京市的“智慧朝阳服务网”正式上线。通过大数据技术的处理、分析手段，从支撑库提炼出数据后发送到服务管理系统，然后通过服务门户，包括微信、微博、移动应用、服务网站、机顶盒等多元化的方式与不同的用户群体进行沟通。

2国外的智慧城市

瑞典首都斯德哥尔摩市政府在通往市中心的道路上设置了18个路边控制站，通过使用RFID技术以及利用激光、照相机和先进的自由车流路边系统，自动识别进入市中心的车辆，自动向在周一至周五(节假日除外)6:30到18:30之间进出市中心的注册车辆收税。通过收取“道路堵塞税”减少了车流，交通拥堵降低了25%，交通排队所需的时间下降50%，道路交通废气排放量减少了8%-14%，二氧化碳等温室气体排放量下降了40%。

3智慧医疗

金鹏信息医疗制定了基于英特尔大数据解决方案的区域卫生数据中心建设目标，在郑州区域卫生数据中心形成了完整的大数据解决方案。经过反复测试和调优，这一区域卫生大数据计算架构可以满足海量数据(一亿条以上记录数)的高并发检索和实时数据分析的性能要求，满足了“智慧”的大数据需求。

4智慧警务

通过充分利用云计算、物联网、大数据和视频智慧分析技术、GIS(地理信息系统)、GPS(全球定位系统)、移动通信网络、移动警务智能系统、数字集成等前沿科技，实现警务工作现代化、智能化、流程化、可视化。

5智慧交通

郑州建立智能公交系统，使公交车信息就在地图上显示出来：如最近的一辆公交车还有5分钟到站，满员;下一辆公交车还有10分钟到站，有空座，可以选择乘坐;下楼2分钟，走到站台1分钟，余下7分钟，还有时间坐下喝杯热茶。

6智慧消防

郑州建立智能消防系统，报警人只需拨打119，系统将立刻定位报警人当前位置，并调用位置所在区域监控摄像头，确定灾情地点和火势情况。

7智慧城市规划

在城市规划方面，通过对城市地理、气象等自然信息和经济、社会、文化、人口等人文社会信息进行挖掘，可以为城市规划提供强大的决策支持，强化城市管理服务的科学性和前瞻性。
金鹏信息智慧城市解决方案

近日，工信部发布了《2021年1－4月通信业经济运行情况》，根据数据显示，截止目前三大运营商蜂窝物联网终端用户1236亿户。

近年来，物联网连接数与手机用户数的差距是越来越小，三大运营商物联网用户超过手机用户指日可待。

根据数据显示，截至4月末三大运营商的移动电话用户总数是1605 亿户，而三大运营商蜂窝物联网终端用户1236亿户。

值得提醒的是，仅2021年前4个月，三大运营商蜂窝物联网终端用户净增一亿户。

在这些终端用户中，应用于智能制造、智慧交通、智慧公共事业的终端用户占比分别达173%、178%、219%，可以看出运营商物联网连接中大多数都是通过其蜂窝网络实现的，只有不到少部分是通过固网、WiFi、蓝牙等非蜂窝方式实现，这也正体现了运营商蜂窝网络优势。

运营商在物联网领域已布局多年，根据数据显示，中国移动的物联网智能硬件涵盖智能家居、智能抄表、智慧停车、智能穿戴、车联网等中国众多行业。

中国联通则聚焦重点行业领域，在连接管理方面，中国联通物联网拥有全球最大的单一连接管理平台，承载连接数规模已达228亿。

而中国电信物联网用户已超2亿，NB-IoT用户近8000万，NB-IoT连接数全球第一，NB市场占有率行业第一。NB-IoT智慧水务、智慧燃气连接数超2000万

可以说，中国的三大运营商——中国电信、中国联通、中国移动已成为全球蜂窝物联网市场的领导者。

2021年，物联网的确是一个较好的入口，作为物联网数据传输的载体，物联网卡自然也受到了重视。

物联网卡是由移动、联通、电信三大运营商对于集团用户所推出的一种上网卡，可以说，从穿戴、家居、安防、工业、农业等等领域，物联卡都能够内嵌并获得合理的应用。

而公司如今申请办理物联网技术上网卡十分便捷，能够根据中国移动通信、中国电信网、联通公司或是一级地区代理申请办理，同时也可以联系搜卡之家。

搜卡之家是目前国内比较权威的第三方物联卡交流平台，每天行业内容实时发布，让你及时了解物联网行情资讯，另外，为全方位满足物联网行业对物联卡的多元化需求，搜卡之家与运营商建立了长期的合作伙伴关系，面向全国范围内的物联用户，提供物联网专用的网元设备接入业务。

物联网技术就业方向及前景如下：

就业方向：在科学研究机构、设计院、咨询公司、建筑工程公司、物业及能源管理、建筑节能设备及产品制造生产企业等单位从事建筑节能的研究、设计、施工、运行、监测与管理等工作。未来可从事物联网及互联网的协议标准与系统、通信架构、无线传感器、信息安全等的综合设计、开发、应用、管理与维护工作，或可继续深造，在高校或科研机构从事研究和教学工作。

就业前景：物联网是目前最火专业之一，薪水的起步是相对比较高。物联网应用覆盖面广，对人才需求量大，学生就业面广。现在很多企业都在招聘大量的物联网研发项目师，就业前景非常好。物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点，其应用范围几乎覆盖了各行各业。物联网专业是教育部允许高校增设新专业后，高校申请最多的学校，这也说明了国家对物联网经济的重视和人才培养的迫切性。

物联网工资：

物联网专业刚毕业,工资4000元左右，工作1-2年后,技术不错的可以过万。根据数据显示，全国的城镇非私营单位物联网就业人员平均工资为56339元，城镇私营单位就业人员平均工资为36390元。按照工作经验和工龄来统计，物联网工程专业10年以上工资1000，应届毕业生工资4430，0-2年工资7600，3-5年工资9840，6-7年工资10790，8-10年工资12830。

物联网工程专业学生主要学习计算机、电子、通信和自动化等相关学科的基本理论和基本知识;系统地掌握物联网技术领域的基本理论与基本知识、物联网体系结构、物联网感知与标识的基本理论与技术、物联网信息处理技术和物联网安全技术等专业知识，掌握物联网系统的软硬件设计和开发能力，具备在物联网系统及其应用方面进行综合研究、开发和集成的能力。

2010年8月26日,深圳经济特区成立30周年。这个拥有约900万常住人口、生产总值超过8000亿元的城市,在30年前仅仅是一个边陲小镇,只有26万人口、7辆汽车和2条水泥路。深圳的快速发展离不开地处改革开放前沿的深圳海关的支持,目前,深圳海关旅检业务占全国55%,加工贸易监管占全国1/5,快件监管业务占全国1/3,税收征管约占全国9%,运输工具监管约占全国70%。深圳口岸是全国最繁忙的主要口岸,深圳海关也是全国任务最繁重的海关之一。

“敢为天下先”的锐意创新精神,雕琢着深圳的巨变。新形势下,当热遍全国的物联网概念逐步寻求落地时,深圳海关正成为海关总署物联网应用的示范单位。

自动核放 5秒钟通关

深圳皇岗口岸,是全中国最大的公路口岸,素有“亚洲第一陆路口岸”之称。进出境车辆高峰时一天接近4万辆次,包括本地清关车、集中报关车、转关车、大小客车等。可是让记者感到吃惊的是,皇岗口岸并不像想象中那样车水马龙,堵塞不堪。上午10点,这里的进出关车辆并没发生排队现象,而且每条车道上,都没有工作人员值守,而是由系统对车辆自动核准出入。看似简单的抬杆、通行过程,背后是什么在支撑呢
深圳海关原副总工程师程仰贤告诉记者:“2002年深圳海关把自动感应技术和互联网技术相结合,全面应用了自动核放系统,把以前每辆车通道上平均的通关时间由2分钟缩减到了5~6秒钟。以前通道上由于人工收单、录入核单、盖章,通关车辆动不动就堵上2~3公里。自从实施了自动核放系统以后,堵车现象消失了。”现在程仰贤和他的同事们的手机24小时处于开机状态,一旦运行监控系统检测出问题就会告警进行短信通知,技术人员就会立即处理。从服务器、存储系统、网络系统到应用系统、数据交换系统的各种故障,大都能得到及时解决,使技术故障对通关业务的影响大大降低。
相关人员向记者介绍,抬杆放行这一个简单动作,后面的支撑技术却不少――公路口岸车辆自动核放系统主要应用RFID射频识别技术,集成了电子车牌、司机识别卡、电子地磅、电子栏杆、地感线圈、红绿信号灯、声音报警、LED显示、防闯关路障、红外感应、GPS和电子关锁通信设备等多项数据采集传感器和末端设备。
正是依靠多种技术的综合应用,才实现了在海关关员的监控下对进出境车辆进行自动、快速地验放。并且这些感应得来的数据真正进入了业务系统,参与判别与决策,做到了不仅有“感”,还有“知”。例如,电子车牌自动识别系统采集、识别进出境车辆的资料数据,登记进出境记录;司机卡自动识别系统采集、识别司机身份的资料数据;电子地磅的作用则是在车辆经过通道时,采集车辆和货物的重量,并与申报数据进行对碰;如果上述几个判别结果都符合条件,那么电子闸门被打开,若车辆数据异常或受布控的车辆经过时,报警器会发出鸣叫。
记者在皇岗口岸的海关监控室看到,屏幕上不断显示出各个通道通行车辆的信息,除了正常车辆外,还会在窗口下部显示车辆查控情况,比如“货物总重量申报不符”、“该车获控”等信息。据了解,有的车辆为了逃避关税,在入关时,装载的货物远多于申报的货物;而在出关时,为了享受出口退税的政策,又会使申报货物数量多于实际数量。如何快速查验这些情况除了采取开箱抽查外,通过电子地磅大致称出其重量也是种快速比对方式。此外,系统的风险分析数据库会将一些经常有问题的车辆或公司的车号提取出来,当这些车通关时,将获布控被抽查,这样就将风险分析前置,使信息与物流监控高度融合。
据工作人员介绍,目前全关的公路、海运、特殊监管区域、内陆车场卡口在运行通道累计339条,7×24小时不间断验放。其中,公路口岸自动核放系统日均验放进出境车辆4万辆次以上,电子车牌发放数量47万张,司机识别卡超过6万张。

电子关锁 RFID是 “心脏”

在自动核放出入境的车辆中,记者发现一类特殊的车辆,它们的尾部挂着一把电子关锁,其外形跟正常的锁类似,只是形体较大。但是据程仰贤介绍,这是内部带有RFID芯片的电子锁。
现行海关转关直通货物监管主要采用传统的一次性铅封方式,以排队领封、人工 *** 作、肉眼识别等方式对集装箱进行机械施封、验封、解封,运行成本高、安全性低。这种监管方式 *** 作效率低,远远不能满足海关大密度、高强度业务流量的监管要求。
2009年6月30日,按照广东分署的统一部署,深圳海关辖下的盐田港与黄埔海关辖下的车检场在广东省内率先正式启用电子关锁卡口联网,两地卡口联网试点车辆逐步推广使用电子关锁。
电子关锁的外形就像正常的锁,也为司机配有钥匙,司机将锁安置在车门或集装箱门上以后,通关时如果数据核对成功,当关员发送放行指令,过通道时卡口系统发出施封指令,电子关锁的RFID感应到这些信号以后则自动施封。电子关锁坚固耐用、防伪性强,属于机械与电子双重锁闭,具有机械锁定、电子施封双重功能。电子关锁作为无线终端,主要实现信息存储、无线通信、机构控制、状态监测等功能。
“电子关锁卡口联网的主要业务模式是国内海运转关,大鹏海关作为口岸海关,使用总署版卡口控制与联网系统。”程仰贤介绍说,在深圳盐田港,卡口系统自动对电子关锁验封、解封,无需耗费大量人力;试点车辆的《司机薄》不用经过海关批注、盖章,节省了《司机薄》流转的时间和成本。记者了解到,目前参与电子关锁卡口联网试点的车辆约4000多辆,从2009年6月30日到2010年7月31日,参与电子关锁卡口联网试点的车次累计超过17万辆次,目前电子关锁卡口联网试点车辆日均800车次以上。电子关锁卡口联网应用之前,每辆车平均每天只能跑一趟,现在每辆车平均每天可以跑15趟,效率提高了50%。
记者在皇岗口岸看到,一些司机仍然在监管场所排队购买铅封锁,售价大概10元钱一个,是需要等待关员手工施封验封的,这类锁无法保证通关车辆在全过程不被开启,而且容易被仿效。程仰贤介绍说:“现在铅封锁与电子关锁并存,电子关锁可以使每车次时间节省30分钟到1个小时,售价也不贵,还可以大大提高通关效率,未来有替代传统锁的趋势。由于卡口验放自动化程度高,海关允许车辆24小时通关,深受一些快件企业的欢迎。”联邦快递、EMS等都装备了电子关锁。据了解,为了使电子关锁行遍各个口岸,近期海关总署正在组织标准制定工作。
目前,电子关锁已经成为跨境快速通关的核心支撑技术。
现实工作中,当从事跨境公路货物运输业务的承运人或代理人,在车辆进境前或出口货物报关单申报前,向出境地或启运地海关申报载货清单电子数据,海关应用电子关锁和GPS卫星定位等监控手段进行途中监控,如果有人试图开启电子关锁或集装箱离开车体,报警信号会通过车载设备传给监控中心,这样就能对车辆及其所载货物进行实时监控。
据了解,跨境快速通关于2007年8月启运,截至2010年8月,共开展了46万车次的应用,使深圳海关成为大通关链条中最快捷、最方便的一环。目前跨境快速通关主要应用于香港、澳门到全国海关货运、快件监管,业务量日均140车次左右。

物联网充当前海湾保税区“保镖”

2010年8月19日,是深圳前海湾保税港区封关运作一周年的日子,截至2010年8月,码头吞吐量已近180万标箱,进出口总值约46亿美元,海关监管货运量155万吨,审核各类报关单证11万份,上缴税款54亿元人民币。深圳前海湾保税港区是海关特殊监管区域,用地面积1174平方公里,包括深圳招商局海运物流有限公司全部用地,妈湾港5、6、7号泊位及堆场。但是,特殊监管场所之间的物流调拨监控问题一度困扰着保税港区。
在2009年前海湾保税港区建设时,由于特殊的地域限制,保税园区与保税港区之间需经过社会道路,无法实现封闭围网。这个时候,深圳海关通过综合运用电子关锁、GPS、CCTV(闭路电视监控系统)等技术手段实现了区域间的物流严密监控,建立起了电子围网。
在蛇口海关的监控中心里,记者看到一整面显示大屏,工作人员通过它实时、动态地监控着调拨物流的状态。监管场所之间的物流调拨均由调拨卡口进行验放,系统联动了集装箱自动识别系统、CCTV视频监控系统、GPS监控系统等相关系统,形成一个虚拟的电子闭合通道,目前日均调拨量约1100多车次。
蛇口各码头与集中查验场之间、蛇口各大码头之间的调拨业务备案车辆在200部左右,日均调拨量约600车次。“特殊场所之间物流调拨应用的实现,简化了海关转关手续,也加强了对货物流转的监管。”程仰贤说。
此外,盐田、蛇口港还与英国、荷兰开展了智能集装箱的安全智能贸易试点,在集装箱上加装RFID电子标签和电子封志,结合GPS,在集装箱状态发生变化时可将信息传输到货主或海关系统上。

平台动“大手术”实现物联网进阶

深圳海关在物联网应用上走在了前面,可是他们也最先遇到了发展阶段的难题。
“深圳海关物联网应用起步较早,1996年下半年采用瑞典有源射频识别电子标签制作电子车牌,在深圳的皇岗海关,以4条空车通道进行试用,获得了成功。”程仰贤回忆说,“从1999年开始,我们改用美国无源RFID技术研发海关卡口自动核放系统。到现在已经有4方面的应用与物联网相关。”即前文介绍过的公路口岸车辆自动核放系统应用、跨境快速通关应用、电子关锁卡口控制与联网应用、特殊监管场所之间的物流调拨应用。深圳海关当之无愧成为物联网应用的先行者。
然而,“先行者”的烦恼接踵而至。随着物联网传感技术的发展,越来越多的末端传感设备进入深圳海关信息系统,如何让这些设备更好地联动起来仅仅靠原有系统是无法满足要求的,深圳海关技术处软件开发科科长李小绵深有感触:“物联网必须要与业务系统相融合,才能发挥优势。但现在往往新增一个传感功能,就得涉及很多程序改动。多种传感设备的引入,对IT系统架构提出了新的要求,现有的架构是10年前设计的,显然有些过时了。”
在这样的困扰下,深圳海关下决心对系统“动大手术”,采用一种新的OSGI(开放服务网关)框架,它具有标准化、模块化和动态化的特点。OSGI服务平台提供在多种网络设备上无需重启的动态改变构造的功能,为了最小化耦合度和促使这些耦合度可管理,OSGi技术提供了一种面向服务的架构,它能使这些组件动态地发现对方。程仰贤介绍说:“别看系统改造前后,功能是一样的,前台几乎不会有任何感觉,但是后台却是连架构都更新了。”这种“暗度陈仓”的改动,着实给深圳海关技术处出了道难题。
目前深圳海关物联网应用中传感和控制设备种类很多,有十六、七种设备,几十种类型,集成难度可想而知。据李小绵介绍,目前系统正在开发阶段,这是深圳海关承接的署级项目,准备2011年上半年完成开发与测试,下半年部署,届时深圳海关339条通道都将进行切换。今后新增各种物联传感设备时,仅需遵循统一标准即可灵活接入,各种新业务也可以通过热插拔的方式动态增加。“所有的程序都是由深圳海关技术处自己组织、控制开发的,没有外包给别的公司。”程仰贤介绍说,“海关业务特殊,需要自主开发,不依赖于任何一家公司,以保证系统的可靠性和安全性。”如果碰到一些项目实在人手不够,会很有限度地借助一些外面的力量。
在新的历史节点,深圳海关不断完善整合各项业务,优化通关环境,而信息系统在深圳海关的地位已经无法替代了,不断与业务的融合,才能发掘出更加高效的工作方式,助推深圳产业结构不断转型升级,为深圳实现新跨越做出新的更大贡献。

采访手记 要“感”更要“知”

物联网发挥作用,除了传感器感应获取信息外,更重要的是后台的分析系统。这并不是短时间能够见成效的。程仰贤在海关技术处工作了28年,他回忆起自己1982年刚刚来到深圳海关时,都是自己动手用汇编语言写程序,敢于尝鲜、自给自足是深圳海关技术处的特点,所有的系统都是由自己人动手开发,维护,这对于100多人的班子来说并不轻松。而且随着业务系统对信息化的需求越来越大,压力也随之增加。目前除了跟物联网紧密相关的通关类业务外,技术处还开发了政务类系统、风险分析类系统和对外服务类系统。
深圳海关自主研发的智能布控系统就是建立在感知层之上的决策应用。智能布控系统是以风险管理部门建立的风险指标体系为支撑,按照设定的数学模型,对海量历史数据进行风险分析运算,筛选出高风险对象,对卡口自动核放系统直接下达布控指令,被控对象到达卡口时即行报警,由海关人员实施查验,非布控对象则可快速通关。物联网的这种应用,既加强了海关监管,又提高了通关效率。
物联网要真正发挥作用,就不能流于形式,一定得深度融合进业务系统。怎样鉴别物联网是花瓶还是饭碗看看业务数据是否流淌其中,还需要从“感”到“知”的畅通。(文/许泳)

随着快速无线网络的迅猛发展，万物互联从可能逐渐变成了现实，帮助催生出了一个全新的“物联网”产业。

高新兴，就是这个产业当中的一家企业，业务集中于“车联网”与“警务执法”。因为经营中面临客户订单数量波动，还因为面临不计其数同业企业的先进产品竞争，它的经营规模与利润，都出现了明显下降；事实上，它的利润表现，其实一直在连年亏损。

行业价值

比如地震监测、比如水位监测，……在这类场景，经常需要反复采集数据，准确记录数据，对数据集中加工分析。

如果采用人力来完成，第一费时费力、采集到的数据除了数量稀少之外准确性也经常得不到保证，第二在更多的需要监测的场所，因为自然条件过于恶劣，而根本无法派人前往。

因为在生产领域存在大量这样的需求，还因为作为新兴产业得到政府部门、政策支持，所以能够帮助相关行业实现这类需求的物联网基础设施，就演变成了一个规模日渐庞大起来的行业。

在物联网发展过程中，它所提供出的远距离控制能力，还逐步应用到了更广泛的自动化设施上面，帮助节省了大量人力的同时，也同时能够提升不同场景下数据监测的准确性和效率。

市场形势

与千禧年初中国互联网市场的表现并没有多少不同，物联网当前也正处在这样一个“群雄并起”、让人根本看不清哪一家将更长久发展存在的阶段之中。

如果说行业企业应用，与我们一般用户尚存在一定距离，从而难让我们感知到行业的最新进展的话；那么，几乎直接面向消费领域的各类智能开关，应该说就能让我们一般用户一窥行业成长的端倪。

作为末端消费者，我们如今在消费产品的应用当中，经常已经看到各类物联网云平台的宏大气魄。作为研究人员，我们还能看到面向拥有各类消费产品线的企业所提供的为数众多的物联网开发板。但这些物联网公司，能否最终发展壮大、被海量用户最终认可保留下来，最终成长为新产业中的“巨头”，也的确还是个未知数。

展望

就像整车产业的发展，对汽车零部件产业所产生的巨大拉动那样；

毫不怀疑，物联网应用产业的进步，也将会培育出一大批关键配件（从传感器，到5G通信模块，再到物联云）厂商。

并且，我们也能够预料，在各类物联云平台当中，在对行业而言成熟的盈利模式建立起来之后，必将会涌现出不亚于任何一家互联网公司的规模浩大用户众多的大型企业。

且让我辈拭目以待。

随着对物联网的概念、内涵、技术、应用研究的不断深入，在环境、电力、物流、公共安全等领域和行业都涌现出众多物联网应用的典型案例。其中，公共安全领域作为物联网应用的重点领域，具有与其它物联网应用不同的特点和特殊的地位，有必要将公共安全领域的物联网应用（以下简称安全物联网）作为一个独立的概念进行深入研究。
1 、安全物联网的背景及其内涵
当前，中国正处于工业化、城镇化快速发展时期，各种传统的和非传统的、自然的和社会的风险及矛盾交织并存，公共安全和应急管理工作面临的形势更加严峻。主要有以下三个方面的问题：1）自然灾害处于多发频发期，近年来，极端气候事件频发，中强地震呈活跃态势，自然灾害及其衍生、次生灾害的突发性和危害性进一步加重加大；2）安全生产形势严峻，我国安全生产基础薄弱，一些地方和企业责任不落实、监管不到位，生产安全事故总量居高不下，重特大事故时有发生，预防事故发生和实施有效救援的任务繁重而艰巨；3）社会安全面临新的挑战，我国改革发展进入关键阶段，各种利益关系错综复杂，维护社会稳定的任务艰巨。
面对频发的造成大量人员伤亡和财产损失的公共安全事故，亟需构建公共安全监测物联网来感知公共安全隐患，以及解决突发事件发生后各部门之间如何互联互通等问题。
公共安全监测物联网是针对公共安全监测领域覆盖范围广、监测指标多、连续性要求高、所处环境不适合人工监测、感知的信息内容与人民群众的生活密切相关等特点，应用物联网技术尤其是传感器网络技术，构建的一个由感知层、网络层、应用层共同构成的信息系统工程。对公共安全的监测主要包含保障各类生产场景安全的监测、对生产者安全的监测、对特定物品安全的监测、对人员密集场所监控、对重要设备设施监控以及事故应急处理时对场景、人员、物品的信息搜集等。
2 、安全物联网在物联网发展中的地位
公共安全是国家安全和社会稳定的基石。为有效抵御各类人为或自然灾害的威胁，中国将加强公共安全保障措施作为政府工作的重点。公共安全监测物联网为解决我国面临的公共安全问题提供了一种新的思路，符合我国促进科技创新、走创新型国家发展道路的战略要求。
建立完善的公共安全监测物联网将为我国现在面临的桥梁隧道坍塌、危险物泄漏等安全问题提供切实有效的预防机制，全国范围内的公共安全监测物联网的互联更使得重大安全事件得以及时、有力、透明的解决。因此公共安全监测物联网作为与日常生活联系最密切、国家和人民最关注的公共安全领域的物联网应用，应该得到整个社会的重视和优先发展，坚持“政府主导、企业参与、社会支持、群众受益”的方针，通过公共安全监测物联网的发展来带动物联网在技术、应用、产业、标准方面的进步，使整个社会切身感受到公共安全监测物联网带来的公共安全隐患可靠预防和突发事件应急处理的优势，加强人们对物联网价值的认知程度。
3 、安全物联网的体系结构及关键技术
图1描述了公共安全监测物联网的网络架构，它的整体架构与物联网的整体架构相似，由感知层、网络层、应用层三部分组成。但由于公共安全监测物联网应用场景的特殊性，它具有一些其它物联网应用不具备的技术特点，总结如下：
（1） 在感知层，被感知信息的类型多样，实时性要求高，大多数信息的感知（如桥梁建筑物的安全状况，危险物品的监测等）要求精度高且很难通过人工手段检测。由于安全隐患的信息类型不确定性很高，在人员密集场所或高危生产场所应长时间部署大量不同类型的传感器，对感知层的组网策略、能源管理、传输效率、QoS、传感器的编码、地址、频率与电磁干扰等问题提出了更高的要求，这些问题也是公共安全监测物联网能否成熟应用的关键。
（2） 在网络层，由于公共安全监测物联网感知到的信息的涉及国家重点行业以及群众的日常生活，这些信息一旦泄漏或不正当使用都有可能危及国家安全、社会稳定以及人民群众的隐私；因此，公共安全监测物联网的信息内容有必要通过专用网络或者对3G移动网络采取安全防范措施后进行传输，保证信息的安全性、真实性和完整性。（3） 在应用层，针对海量的数据信息和安全隐患可能带来的严重危害，需要建立专有的不同级别的公共安全物联网服务平台。服务平台不仅应具有强大的信息处理及融合能力，还须具有安全隐患的识别以及预警能力，同时当突发公共安全事故时，及时联动相关的职能部门进行应急处理，争取将损失和影响减到最小。另外，将不同级别的公共安全物联网平台互联有利于根据安全事故的危害程度最大限度的调配资源，便于公共安全事件的及时、有效、透明解决。
图1 公共安全监测物联网架构针对公共安全监测物联网体系结构的特点，其涉及到的关键技术主要有：
a 针对公共安全监测领域的专用传感器的研发，包括增加传感器的监测信息类型、提高监测精度、减小体积、抗破坏、增强感知信息的抗干扰能力和保密能力等。
b 大规模传感器节点的自组织网络、协作感知技术、安全接入技术等感知层网络技术。
c 大规模传感器节点的编码、地址、频率分配与电磁干扰等问题。
d 网络层公共安全监测专用网络的结构、通信协议、异构的网络接入技术及网络安全技术等。
e 应用层主要涉及海量信息的智能处理、分析、综合技术以及统一的公共安全监测物联网服务平台的架构等技术。
图2描述了公共安全监测物联网服务平台的总体结构，系统平台将接收到的海量信息处理分析后由相应的服务模块进行处理，服务平台可以根据不同的公共安全监测应用添加不同的服务模块。公共安全事件应急处理部门联动系统负责当突发安全事件发生时及时调动资源进行应急管理，以减少损失和影响。
图2 公共安全监测物联网服务平台的总体结构4 、安全物联网的应用现状
在国内外，公共安全监测物联网已经存在众多应用案例，在公共安全领域发挥了明显的作用，例如：
美国MaterialTechnologies公司开发了一套裂缝诊断传感器系统，已经在宾夕法尼亚州检查了三座桥梁以及马萨诸塞州一座桥梁的裂缝，其传感器能够检测以每分钟几个分子的速度扩大的裂缝，从而提前几年发现可能对安全构成危害的裂缝。此外，早期诊断意味着道路修补人员执行的修补更为经济，因为当裂缝还小的时候，修补起来更加容易。
在韩国，为了保护市民的生命和财产，遏制犯罪、恐怖袭击、火灾，开始在城市内安全隐患区域安装感应系统，为保障市民安全，建立安全的城市做出很多尝试，如图3所示。
图3 公共安全物联网在城市安全方面的应用目前国内全长约266公里的玄武湖隧道是我国最大的城市浅埋明挖湖底隧道，其中湖底段长约166公里。由于地质条件、应力条件、环境影响复杂，隧道很可能受温度、荷载、地下水等因素影响，产生不均匀的沉降、横向开裂、渗水等问题。
南京大学光电传感工程监测中心将特殊的连续分布式光纤“植入”混凝土层中。从施工开始，直至通车运行至今，这些光纤一直对隧道“健康”进行着实时监测。
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