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物联网技术支持条件下地震监测平台架构研究

2019-11-16朱春露刘璐

科技创新导报 2019年15期
关键词:射频联网智能化

朱春露 刘璐

摘   要:本文在对物联网技术的概念以及关键技术进行概述的基础上,从感知层、网络层、支撑层以及应用层四个层面,提出了构建具有较强实用性的地震监测平台的思路,以期能够为地市级以下地震监测技术人员所参考。

关键词:物联网技术  地震监测平台  架构

中图分类号:P315                                   文献标识码:A                        文章编号:1674-098X(2019)05(c)-0145-02

地震一直以来都是人类社会发展面临的自然灾害难题之一,有效的监测地震可以减少人员伤亡和财产损失。物联网技术作为目前新兴的智能化技术之一,如何充分发挥其技术的先进性,将其更为深度地与地震监测及灾后救援工作相结合,已成为物联网技术发展和应用的新方向[1]。本研究在充分考虑当前地震监测平台应用与发的前提下,结合地市级以下区域防震减灾工作的客观实际需要,从物联网技术应用的角度,提出了构建具有较强实用性的地震监测平台的思路,以期能够为地市级以下地震监测技术人员所参考。

1  物联网技术的概念

物联网总体上来说就是一种实物的互联网,包括EPC 标 签部分、Savant服务器部分、ONS服务器系统以及诸多类型的数据库等等。在物联网框架下,技术人员可以借助互联网技术,来实现物品的识别及其信息的实时共享。这种物品与互联网的有效连接可以实现信息之间的相互交换和相互传递,从而为开展物品的智能化定位、追踪和识别等目标奠定基础。由此可见,固定的信息数据传输通道、相应的接收器、具备相应的储存功能以及有规定的操作系统等等都是搭建物联网技术支持下的服务平台所必需的条件。当前,物联网技术的应用范围较为广泛,主要包括智能家居、安全监测、物流管理、医疗管理等诸多领域,并随着技术的不断创新,越来越多地实现了与社会生产和生活领域的融合发展[2]。

2  物联网关键组成技术

2.1 RFID技术

RFID技术作为间接式的自动识别方式,其主要依托射频信号对选取对象进行识别,并以此而获取目标信息。RFID在进行识别的过程中,可以自己动实现,不需要专门有人去进行操作干预的,同时对于各种各样的工作环境都具有较强的适用性。但是,从发射信号的射频角度来看,目前标准并不统一,不同目标下的射频技术都有其对应的标准,这些标准的内容主要包括物理特性、功率、信号接口以及传输协议等[3]。

2.2 无线射频识别技术

从无线射频识别技术的工作原理角度分析,该项技术的特点在于可以利用无线射频信号在空间耦合过程中的传输特性来实现对目标对象的有效辨识。无线射频识别技术在应用于物联网的过程中,可以根据具体的环境要求,在高速运动的情况下高效对目标对象进行快速识别。因此,在不同的功能要求下使用無线射频识别技术是有效建立物联网体系的重中之重。无线射频识别技术的识别对象较为广泛,既可以是书、桌子、柜子等具体的物品,也可以是具体物件中的附着物,如贴着桌子的标签、书本中的文字等。

2.3 智能技术

智能技术也是促进物联网关键技术的应用与发展的一个重要因素。从智能技术应用的过程来看,把物体纳入到已有的智能化系统之后,该物体本身的智能性就会提高很多,可以进一步实现与其他客体之间的快速有效交流沟通。随着物联网技术的应用范围的逐步拓展,智能化技术的研究方向也随之而发生重要变革。从目前的发展态势来看,智能化控制技术和人工智技术是智能技术应用于物联网体系建设的新亮点。

2.4 纳米技术

纳米技术可以促进各种物体与物体之间的智能化相互关联,并进行数据的互相交换。而当前物联网体系的建设也越来越注重各种物体与物体之间的智能化相互关联。因此,为了提高物联网的应用效果可以运用纳米技术进行多维度支持。就纳米技术与物联网的结合方向来看,纳米电子技术、纳米材料技术、纳米力学技术等可以从不同的角度来满足物联网技术的应用需求。

3  物联网技术支持下的地震监测平台基本架构

地震监测平台基本架构主要是由底层、中层、上层三部分组成。其中底层是感知网络层,该层面运行的目的在于感知信号传递;中层是网络传输层,该层面运行的目的在于进行数据传输;上层是云计算平台,该层面运行的目的在于为整个构架的系统提供整体的云数据中心和总体性的云技术服务。地震监测平台基本架构主要是围绕感知、传输、支撑、应用等等4个方面进行组织构建的。本研究是要建立一个基于物联网技术的地震云平台,并将该平台作为地震应急时的调度指挥技术核心,并且做到能够全面覆盖各级地震的系统,从而实现实时监测掌控地震潜在情况的目的[4]。该监测平台建立之后,可以通过物联网实时进行地震监测数据的收集与汇总,从而为区域多位空间地震监测提供有效的决策支持。图1为物联网技术支持下的地震监测平台基本架构示意图。

3.1 感知层

感知层是该地震检测平台接受信息的第一渠道,如何能够有效的识别物体是感知层建设的关键。平台可以在监测区域设置多样化的智能设备设施来提高信息接受的精确度和全面性,常见的智能检测设备主要包括:测震仪、强震动加速度仪、地下水探测仪、重力仪、气压仪、测地电阻仪、磁力仪等。通过这些智能化仪器的有效布设能够实时接收监测区域内地球物理场和化学场相关数据的变化情况,并以相应的数据格式反馈至网络层,进而产生新形式的地震监测信息的共享网络[5]。

3.2 网络层

网络层是实现感知层采集数据面向各个部门进行共享的关键。从构成内容方面来看,网络层主要包括互联网、网络管理系统、有线和无线通信网、各种私有网络等。通过上述网络体系可以把采集到的经过初步加工的数据传输到云计算机器的中心,从而实现通讯网、卫星網与互联网的数据共享。

3.3 支撑层

支撑层建设的主要目的在于对数据进行存储、分析和传递。从功能实现的角度离来看,支撑层可分为服务中心和数据中心两大模块。该层主要由数据库服务器、前置接口服务器、数据存储服务器和安全保障体系等组成,是地震监测数据应用于分析的关键层面,同时也是整个平台建设中最核心的部分。

3.4 应用层

应用层是实现物联网和各级地震检测机构对接的平台。在该平台当中,各级地震检测机构获得相应的权限之后,就可以进入平台的操作系统,在权限范围之内可以对已储存的数据记性数据查阅或者调用,以供其进行震情研判、科研分析等用途。通过应用层的深度拓展及以应用,可以进一步实现数据在体系范围内的共享共用,提高震情决策的全面性和准确性。

按照上述四大层面构建起的地震监测平台的地震监测平台,既可以实现对震情重点监测区域、震情监测环境恶劣区域以及无法人工进行监测区域的自动化在线监控,也可以各级地震监测与应急组织提供有力的决策支撑,从而提高地震应急管理的反应水平。

4  结语

从发展态势来看,目前国家地震监测部门高度关注物联网技术支持下的地震检测平台建设,在不断增强资金投入的同时,还会提出了很多扶助政策,这十分有利于物联网技术与地震监测事业的深度融合。未来,地方政府也应当充分发挥政策导向的能动性,通过科技成果转移转化、自主研发设计、地震监测平台共享共建等多种方式,来逐步促进监管范围内地震监测平台技术服务效能的提升。相信随着物联网技术与时俱进的变化与创新,其服务于地震监测平台的范围和作用会进一步得到拓展,地震预测预警与抗震救灾也会由此而获得更深层的技术帮助。

参考文献

[1] 钱君.物联网技术与应用分析[J].科学与信息化,2018(27):49,53.

[2] 李国境,杨操勇.物联网技术在生活中的应用以及发展研究[J].信息技术与信息化,2019(2):144-146.

[3] 常俊,郭建兴,李巧意.基于RFID技术的地震应急物资管理系统设计与应用研究[J].信息技术与信息化,2018(11):180-182.

[4] 舒松,何新洲,杜力,等.石油装备制造业中物联网技术的应用[J].制造业自动化,2013,35(1):63-66.

[5] 吴丹娜,江洪,张金梦,等.环境监测中物联网技术的应用[J].安徽农业科学,2014(10):3076-3079.

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