淺談物聯(lián)網(wǎng)在自然災(zāi)害防御上的應(yīng)用

摘 要：自然災(zāi)害頻發(fā)，嚴(yán)重危害人民生命財(cái)產(chǎn)安全，物聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展為人民生活帶來了便利，文章介紹了物聯(lián)網(wǎng)在各類自然災(zāi)害防御上的應(yīng)用，以及分析了物聯(lián)網(wǎng)在自然災(zāi)害防御上應(yīng)用的可行性。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；自然災(zāi)害；互聯(lián)網(wǎng)；信息技術(shù)

引言

中國(guó)可謂是自然災(zāi)害頻發(fā)的一個(gè)國(guó)家，除了火山爆發(fā)，幾乎所有的自然災(zāi)害活動(dòng)在中國(guó)都發(fā)生過，1998年的特大洪水災(zāi)害，2008年1月南方特大暴雪災(zāi)害，2008年5月汶川大地震，等等，自然災(zāi)害的頻發(fā)，給人民生命財(cái)產(chǎn)造成了極大的損失，據(jù)統(tǒng)計(jì)，1949年以來，全國(guó)農(nóng)作物受災(zāi)面積達(dá)到4000多萬公頃，成災(zāi)人口2億多，緊急轉(zhuǎn)移安置人口300萬人，因?yàn)?zāi)倒塌房屋300萬間左右，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1000億元以上，防御自然災(zāi)害是當(dāng)今社會(huì)不可忽視的問題之一，[1]而作為一個(gè)步入工業(yè)4.0時(shí)代的世界，物聯(lián)網(wǎng)被應(yīng)用于各大行業(yè)，勢(shì)如破竹，由此可見物聯(lián)網(wǎng)給人們的生活帶來了便捷和創(chuàng)新，那么在自然災(zāi)害防御的領(lǐng)域，我們更應(yīng)該加入物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，來提供更準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)和更及時(shí)的防御。

1 物聯(lián)網(wǎng)的概念

我們都知道互聯(lián)網(wǎng)的概念是指計(jì)算機(jī)之間通過網(wǎng)絡(luò)互相連接，傳遞信息，而物聯(lián)網(wǎng)，顧名思義，則是物體之間以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)通過某種協(xié)議進(jìn)行連接，傳遞信息，可以說物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的升級(jí)版，我們將物-物-機(jī)連接為一體，達(dá)到信息更充分的互換和處理。1999年提出的官方概念是：通過射頻識(shí)別（RFID）（RFID+互聯(lián)網(wǎng)）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。[2]簡(jiǎn)單來說，就是利用傳感器將一個(gè)實(shí)實(shí)在在的物體信息化，并對(duì)信息加之交換和利用。

2 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展

物聯(lián)網(wǎng)最早起源于1990年施樂公司的網(wǎng)絡(luò)可樂販賣機(jī)，而后由麻省理工學(xué)院相繼提出物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)概念，2003年美國(guó)提出傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是未來改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首，為物聯(lián)網(wǎng)的興起奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。2005年國(guó)際電信聯(lián)盟正式在信息社會(huì)世界峰會(huì)上引用了物聯(lián)網(wǎng)的概念，由此物聯(lián)網(wǎng)正式進(jìn)入大眾的視線。2009年歐盟發(fā)表了歐洲物聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃，同年，溫家寶亦將物聯(lián)網(wǎng)作為我們經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展灑下濃墨重彩的一筆。隨著工業(yè)4.0 時(shí)代的到來，作為其重要的技術(shù)支持--物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展更是如破竹之勢(shì)，迅猛快速。

3 物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)研究方向

3.1 傳感器技術(shù)

傳感器技術(shù)是從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)時(shí)就有了，傳感器技術(shù)分為傳感器和傳感器網(wǎng)絡(luò)兩大部分，傳感器是將物品的信息數(shù)字化，然后按照規(guī)律將信息輸出，傳感器網(wǎng)絡(luò)則是有大量傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，用于接收，采集，和處理感知對(duì)象的的各種信息，并將信息傳給用戶。[3]物聯(lián)網(wǎng)需要實(shí)現(xiàn)物物信息交換就是一個(gè)數(shù)字信號(hào)的交換，所以傳感器技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)必不可少的技術(shù)基礎(chǔ)。

3.2 RFID標(biāo)簽

射頻識(shí)別技術(shù)是一種利用射頻信號(hào)在空間耦合實(shí)現(xiàn)無接觸的信息傳輸，并通過所傳輸?shù)男畔⒆詣?dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象的技術(shù)。[4]一個(gè)完整的RFID系統(tǒng)主要包括三個(gè)部分：標(biāo)簽，讀寫器及應(yīng)用控制系統(tǒng)，RFID技術(shù)就像物聯(lián)網(wǎng)的手，幫助物聯(lián)網(wǎng)探取到每一個(gè)物體的信息，同樣也是構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。RFID的工作原理是，無源的標(biāo)簽接收到讀寫器發(fā)射的一定頻率的射頻信號(hào)而被激活，從而將產(chǎn)品信息發(fā)送出去，而有源的標(biāo)簽則在不斷發(fā)送射頻信號(hào)，這時(shí)讀寫器接收到以后，讀取信息并將信息交給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過運(yùn)算做出相應(yīng)的反應(yīng)與指令，RFID可以有效的應(yīng)用于自動(dòng)識(shí)別和人工智能等領(lǐng)域。

3.3 嵌入式系統(tǒng)技術(shù)

嵌入式系統(tǒng)技術(shù)我們并不陌生，我們的生活隨處可見以嵌入式系統(tǒng)為特征的產(chǎn)品，大到衛(wèi)星系統(tǒng)，小到mp3、手機(jī)。我們的生活正在被嵌入式系統(tǒng)改變著，我們的社會(huì)也因嵌入式系統(tǒng)技術(shù)而不斷進(jìn)步。嵌入式系統(tǒng)技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)軟硬件、集成電路技術(shù)、傳感器技術(shù)、電子應(yīng)用技術(shù)為一體的復(fù)雜技術(shù)。作為物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)是用于接收信息并處理這時(shí)物聯(lián)網(wǎng)智能的一大體現(xiàn)，如果說傳感器技術(shù)和RFID只是單純的的收集物體信息，形如手，那么嵌入式系統(tǒng)技術(shù)便是物聯(lián)網(wǎng)中的大腦，用于思考。

4 物聯(lián)網(wǎng)在各類自然災(zāi)害防御上的應(yīng)用

4.1 地震災(zāi)害方面

一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)的地震報(bào)警系統(tǒng)的專利中提到，在車輛上安裝地震探測(cè)裝置采集地震信息，然后將采集的地震信息傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)服務(wù)器，物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器接收所述地震信息并進(jìn)行分析處理，判斷是否發(fā)生地震或?qū)⒁l(fā)生地震，如果判斷結(jié)果為是，則物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，否則繼續(xù)信息采集和處理。這個(gè)發(fā)明充分利用車輛本身的供電系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，并充分發(fā)揮了車輛分布范圍廣泛的優(yōu)勢(shì)。利用物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器作為信息處理平臺(tái)，可以完全發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理優(yōu)勢(shì)。因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)的應(yīng)用，使得該地震報(bào)警系統(tǒng)探測(cè)點(diǎn)分布范圍更廣，信息獲取分析更加及時(shí)，而且最重要的是成本低。

4.2 氣候?yàn)?zāi)害方面

目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)被廣泛的用于氣象監(jiān)測(cè)，氣象預(yù)報(bào)和氣象信息傳輸?shù)确矫?，基于物?lián)網(wǎng)技術(shù)，福建龍巖氣象局和中國(guó)移動(dòng)共同搭建了一個(gè)“災(zāi)害性天氣監(jiān)控預(yù)警平臺(tái)”，同樣的例子，安徽氣象與電信合作，建立了一個(gè)綠色通道用于氣候?yàn)?zāi)害預(yù)警信息發(fā)布，目的是促進(jìn)防災(zāi)減災(zāi)工作信息化。[5]在物聯(lián)網(wǎng)改變了人們生活的今天，我們運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將氣候?yàn)?zāi)害的防御趨向信息化，趨向敏捷準(zhǔn)確化，有效的避免毫無準(zhǔn)備下的暴雪或干旱的襲擊，從而保障人們生命財(cái)產(chǎn)安全。

4.3 洪水災(zāi)害方面

通過物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合氣象系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)降雨的時(shí)長(zhǎng)，強(qiáng)度等信息的預(yù)先采集，建立防洪防汛預(yù)警系統(tǒng)，同時(shí)在排水管道，雨水泵站，河流湖泊等地方安裝水位監(jiān)測(cè)裝置，隨時(shí)采集水位及運(yùn)行情況，全面而準(zhǔn)確的了解排水管道網(wǎng)的水量負(fù)荷狀況以及排放狀況，如此以來可隨時(shí)采取相應(yīng)措施緩解強(qiáng)降雨或水位猛漲的壓力，有效預(yù)防洪澇災(zāi)害；[6]再者利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)排水管道進(jìn)行日常監(jiān)控管理，可以做到及時(shí)維護(hù)管道，維修受損管道，防范于未然，加強(qiáng)防汛抗洪能力。

5 物聯(lián)網(wǎng)在自然災(zāi)害防御上的應(yīng)用的可行性分析

5.1 物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)支持更加完善

科技不斷進(jìn)步，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷更新，使得物聯(lián)網(wǎng)更便捷的用于各類領(lǐng)域中。自然災(zāi)害的防御是我們乃至全人類都在關(guān)注和研究的領(lǐng)域，自然也不會(huì)例外。

5.2 互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展使得信息的傳遞更加快捷準(zhǔn)確

物聯(lián)網(wǎng)的意義就是傳遞信息，當(dāng)我們?cè)诜烙黝愖匀粸?zāi)害的時(shí)候，需要的就是氣象，地殼，排水管道等等事物的信息，而如何快速準(zhǔn)確的做出決斷或制定緊急預(yù)案，就在于信息獲取采集的速度和準(zhǔn)確性，今天的互聯(lián)網(wǎng)做得到這一點(diǎn)。

5.3 設(shè)備維護(hù)問題

要對(duì)自然災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測(cè)防御，那么需要用到的各類監(jiān)測(cè)設(shè)備都在戶外，這樣設(shè)備的風(fēng)化老化損壞等問題會(huì)更嚴(yán)重，所以若要保證物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能有效的應(yīng)用，必須時(shí)常對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修和維護(hù)。

參考文獻(xiàn)

[1]王振耀.中國(guó)自然災(zāi)害與對(duì)策[J].中國(guó)減災(zāi)，2004（6）

[2]中國(guó)通信協(xié)會(huì).對(duì)話物聯(lián)網(wǎng)[M].北京.人民郵電出版社，2012

[3]張德干.物聯(lián)網(wǎng)支撐技術(shù)[M].北京.科學(xué)出版社，2011

[4]武奇生，劉盼芝.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用[M].北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2011

[5]李建邦.物聯(lián)網(wǎng)在安徽省人工影響天氣業(yè)務(wù)中的應(yīng)用[J].氣象科技，2014（12）

[6]漢京超.物聯(lián)網(wǎng)在城市雨洪智能管理中的應(yīng)用分析[N].復(fù)旦學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013（2）

作者簡(jiǎn)介：胡帆（1994-），女，湖北省安陸市人，學(xué)校：河海大學(xué)，學(xué)院：商學(xué)院，專業(yè)：信息管理與信息系統(tǒng)。