第1章 緒論

1.1 何為物聯(lián)網(wǎng)智慧安監(jiān)技術(shù)

隨著低成本、低功耗、多功能傳感器和無線通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展，在計算機網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域誕生了一種嶄新的無線網(wǎng)絡(luò)——物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）[1-4]。目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在國際上備受關(guān)注，是多學(xué)科高度交叉、知識高度集成的前沿熱點研究領(lǐng)域。它綜合了傳感器、嵌入式計算、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)、無線通信、分布式信息處理等技術(shù)，是微機電系統(tǒng)（Micro-Electro-Mechanism System, MEMS）、嵌入式系統(tǒng)（Embedded System）、無線通信系統(tǒng)等多種相關(guān)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物[5]。

物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器結(jié)點不僅可以完成環(huán)境信息采集與處理，還可以在所搭建的無線通信網(wǎng)絡(luò)平臺上通過單跳或多跳的方式進行直接或間接的信息交互。結(jié)點既是信息的采集和發(fā)出者，也是信息的路由者，采集的數(shù)據(jù)通過多跳路由傳送到網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)一般被視為特殊的結(jié)點。若能在傳感網(wǎng)絡(luò)中添加一些中繼結(jié)點或網(wǎng)關(guān)結(jié)點完成局域信息收集或處理，然后將處理結(jié)果傳送到其他中繼結(jié)點或者Internet、移動通信網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星等地方，也可利用無人機飛越網(wǎng)絡(luò)上空，通過網(wǎng)關(guān)采集數(shù)據(jù)，傳遞給用戶終端[6-7]。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)如圖1-1所示。

圖1-1 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)

由于物聯(lián)網(wǎng)具有網(wǎng)絡(luò)自組織、廣覆蓋、容錯性高以及高精度測量和組網(wǎng)成本低、構(gòu)建靈活、方便等優(yōu)點，因此引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視，被認為是將對21世紀產(chǎn)生巨大影響的技術(shù)之一。物聯(lián)網(wǎng)在軍事和民用領(lǐng)域均已顯示出明顯的應(yīng)用潛力，例如，防控、反恐及多元化的戰(zhàn)場環(huán)境監(jiān)測[8]、環(huán)境監(jiān)控[9]、防災(zāi)、救災(zāi)[10]、醫(yī)療監(jiān)護[11]、工廠的管理及泄漏源監(jiān)測[12]、目標源追蹤與定位[13]等。可以想象，隨著傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，人與周圍物理世界的交互方式將會得到革命性的改變[14]。

物聯(lián)網(wǎng)智慧安監(jiān)在廣義上是指將物聯(lián)網(wǎng)智能信息技術(shù)集成應(yīng)用于安全生產(chǎn)監(jiān)督管理行業(yè)，將安全監(jiān)管部門“防、管、控”三大業(yè)務(wù)功能融于一體，整合安全生產(chǎn)監(jiān)督管理信息資源，建立安全生產(chǎn)電子政務(wù)、日常監(jiān)管、應(yīng)急救援等基于物聯(lián)網(wǎng)的信息化系統(tǒng)，圍繞安全生產(chǎn)監(jiān)督管理的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化發(fā)展形式，提供全面感知的、有效控制的高效管理和優(yōu)良服務(wù)，逐步實現(xiàn)安全生產(chǎn)監(jiān)管業(yè)務(wù)與信息化的深度融合。在狹義上主要是指安全生產(chǎn)監(jiān)督管理信息化系統(tǒng)，即基于寬帶多媒體信息網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、智能計算、空間信息系統(tǒng)等技術(shù)，構(gòu)建一種面向安全生產(chǎn)監(jiān)督管理、控制與服務(wù)的綜合應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施平臺，實現(xiàn)對感知數(shù)據(jù)的集中管理、海量信息的智能化處理，及企業(yè)監(jiān)管信息的互聯(lián)共享。基本包括以下幾個方面內(nèi)容。

（1）實現(xiàn)安全生產(chǎn)元素全面地感知。安全生產(chǎn)中布設(shè)大量的多源感知終端，通過傳感器網(wǎng)絡(luò)，在運行、服務(wù)中捕獲到安全生產(chǎn)、運輸、存儲及其環(huán)境的多種信息元數(shù)據(jù)。

（2）進行海量的數(shù)據(jù)處理。實現(xiàn)海量的跨部門、跨行業(yè)異構(gòu)數(shù)據(jù)的存儲能力，對海量異構(gòu)數(shù)據(jù)進行高效分析、計算和處理，構(gòu)建基于數(shù)據(jù)分析和知識管理的智能應(yīng)用能力。

（3）提供智能的管理服務(wù)。在形成支撐安全生產(chǎn)監(jiān)督管理的行業(yè)智能應(yīng)用的基礎(chǔ)上，建立面向服務(wù)的智慧安監(jiān)物聯(lián)網(wǎng)信息化綜合應(yīng)用的統(tǒng)一管理平臺，為公眾、企業(yè)、政府部門等提供普適的、智能的應(yīng)用與服務(wù)。