物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物資回收領(lǐng)域上的應(yīng)用

1、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物資回收領(lǐng)域上 的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物資回收領(lǐng)域的應(yīng)用黑龍江省科學(xué)院自動(dòng)化研究所物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。 物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱叫 “Thelnternet of things ” 物聯(lián)網(wǎng)是把所有的物品通過射頻等信息傳感設(shè) 備與互聯(lián)網(wǎng)建立起連接，實(shí)現(xiàn)物與物之間的智能 化識(shí)別和對(duì)其進(jìn)行管理。物聯(lián)網(wǎng)主要有兩層意 思：首先，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)是互聯(lián)網(wǎng)，是建 立在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的擴(kuò)展和延伸的網(wǎng)絡(luò)；其次， 用戶端可以擴(kuò)展和延伸到了所有物體與物體之 間進(jìn)行信息通信和信息的交互。物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了數(shù) 字空間與物理空間的緊密聯(lián)系。再生資源回收一種以資源的高效利用和循 環(huán)利用為核心，以“減量化、再利用

2、、再循環(huán)、 可控化”為原則，以低消耗、高效率為基本特征 按照自然生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)方式運(yùn) 行的經(jīng)濟(jì)模式。再生資源回收在不同層面上將生 產(chǎn)和消費(fèi)納入一個(gè)有機(jī)的可持續(xù)發(fā)展框架，是符 合可持續(xù)發(fā)展理念的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式。我國的基本 國情是人口眾多，資源相對(duì)貧乏，生態(tài)環(huán)境脆弱。 在資源存量和環(huán)境承載力 2個(gè)方面都已經(jīng)歷了 傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)模式下高強(qiáng)度的資源消耗和環(huán)境污染。 發(fā)展再生資源回收是我國轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式的 一個(gè)突破口，是貫徹科學(xué)發(fā)展觀，構(gòu)建資源節(jié)約 型、環(huán)境友好型社會(huì)的一個(gè)重要舉措。因此發(fā)展 再生資源回收應(yīng)該成為中國在未來實(shí)施可持續(xù) 發(fā)展戰(zhàn)略的必由之路。1研究背景“物聯(lián)網(wǎng)”概念的問世，打破了之前的

3、傳 統(tǒng)思維。所謂"物聯(lián)網(wǎng)"(Internet of Things), 指的是將各種信息傳感設(shè)備，如射頻識(shí)別(RFID) 裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描等 種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個(gè)巨大 網(wǎng)絡(luò)。其目的是讓所有的物品都與網(wǎng)絡(luò)連接在一 起,進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定 位、跟蹤、監(jiān)控和管理。過去的思路一直是將物 理基礎(chǔ)設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施分開：一方面是機(jī)場(chǎng)、 公路、建筑物；另一方面是數(shù)據(jù)中心、個(gè)人電腦、 寬帶等。而在“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代，鋼筋混凝土、電 纜將與芯片、寬帶整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施，在此 意義上，基礎(chǔ)設(shè)施更像是一塊新的地球工地，世界 的運(yùn)轉(zhuǎn)就在它上

4、面進(jìn)行，其中包括經(jīng)濟(jì)管理、生 產(chǎn)運(yùn)行、社會(huì)管理乃至個(gè)人生活。專家預(yù)測(cè)10年 內(nèi)，物聯(lián)網(wǎng)就可能大規(guī)模普及，將廣泛應(yīng)用于社會(huì) 生活的各個(gè)方面，誕生一個(gè)上萬億元規(guī)模的高科 技市場(chǎng),將帶動(dòng)包括電子元器件、信息設(shè)備、信 息服務(wù)、信息軟件及集成、3G通信服務(wù)等大信 息產(chǎn)業(yè)的新一輪浪潮，并且物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在工 業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域得到了比較成熟的應(yīng)用 ，而可循環(huán)經(jīng) 濟(jì)除了生產(chǎn)環(huán)節(jié)，還包括銷售、售后服務(wù)、回收 等后續(xù)環(huán)節(jié)，這些后續(xù)環(huán)節(jié)為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用 提供了廣泛的空間。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，我國每年平均報(bào)廢電冰箱 400萬臺(tái)、電視機(jī)500萬臺(tái)、洗衣機(jī)600萬臺(tái)， 此外還有近500萬臺(tái)電腦進(jìn)入淘汰期，整個(gè)廢舊 家電市場(chǎng)規(guī)模高

5、達(dá)上百億元。因此在“兩化融合” 和“感知中國”的國家戰(zhàn)略背景下，本文對(duì)基于 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的可循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式進(jìn)行了深入的研 究，并建立了一套基于物聯(lián)網(wǎng)的再生資源回收系 統(tǒng)。2研究目標(biāo)再生資源回收系統(tǒng)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（ZIGBEE、GPRS等傳輸方式）以及語音合成 技術(shù)（TTS）的應(yīng)用集成于一體。技術(shù)方案主要 利用無線通訊技術(shù)、射頻技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算 機(jī)技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)等高科技術(shù)的 設(shè)備和軟件所組成，以構(gòu)建完善的可再生資源回 收網(wǎng)絡(luò)為主，智能回收應(yīng)用于一體的先進(jìn)系 統(tǒng)。再生資源回收系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)再生資源的及時(shí)回 收處理，并提升智能回收的交互能力。本系統(tǒng)實(shí) 現(xiàn)的主要社會(huì)價(jià)值有：1實(shí)時(shí)提醒，根據(jù)回收資

6、源的種類進(jìn)行分 類；2 節(jié)約能源，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)?；厥眨?統(tǒng)一管理，監(jiān)控整個(gè)再生資源回收的生 命周期；4為我國家再生資源回收的管理提供有效 的手段和數(shù)據(jù)支持。3研究?jī)?nèi)容再生資源回收系統(tǒng)的組成分為四大部分：1）回收站聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，包括：物聯(lián)網(wǎng)回收系統(tǒng)、 回收站網(wǎng)關(guān)（帶TTS播報(bào)功能）；2）回收資源數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)，包括：運(yùn) 營商網(wǎng)關(guān)、中央服務(wù)器以及收購廠商本地服務(wù) 器；3）拆解廠聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，包括：資源分類系統(tǒng)、 拆解廠通信網(wǎng)關(guān)（帶TTS播報(bào)功能）；4）備用緊急服務(wù)系統(tǒng) 1）、2）、3）部分組成常用網(wǎng)絡(luò)，其中1）、3）部分為主要使用場(chǎng)所，核心中央服務(wù)器主要 為家電廠商和運(yùn)營商提供中轉(zhuǎn)服務(wù)，以及監(jiān)控家 電的使

7、用周期，對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營統(tǒng)一管理與監(jiān) 控。4）備用系統(tǒng)在緊急服務(wù)時(shí)進(jìn)行通信，如下 圖所示:lintInternetGPRS'L-t再生資源回收系統(tǒng)組成回收站聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和拆解廠系統(tǒng)包括：物聯(lián)網(wǎng) 回收系統(tǒng)和回收站網(wǎng)管（或拆解廠用網(wǎng)關(guān)）?；?收站終端與網(wǎng)關(guān)采用同樣的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互， 而不會(huì)出現(xiàn)不同回收物品無法分類的情況。在對(duì) 回收物品分類時(shí)，通過回收站內(nèi)部的傳感網(wǎng)絡(luò)與 云計(jì)算中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，智能進(jìn)行判斷，將信 息通過TTS準(zhǔn)確的進(jìn)行播報(bào)。而待拆解的回收物品主要通過與拆解廠的 網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)通信，在中央服務(wù)器中記錄此物品已經(jīng) 進(jìn)入收購廠回收，并同時(shí)在中央服務(wù)器和資源回 收廠商服務(wù)器進(jìn)行此物品的回收

8、記錄。運(yùn)營通信網(wǎng)關(guān)，可以由國內(nèi)的三大移動(dòng)通訊 的供應(yīng)商：移動(dòng)、聯(lián)通、電信來提供運(yùn)營服務(wù)， 也可以自行建立。其主要功能用來實(shí)現(xiàn)家電系統(tǒng) 與數(shù)據(jù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互，實(shí)現(xiàn)回收站物聯(lián)網(wǎng) 網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的成功相連。再生資源回收中央服務(wù)器則是整套系統(tǒng)的 核心，由政府部門統(tǒng)一建立并進(jìn)行管理。可以一 對(duì)多的支持，各種提供服務(wù)的廠商的本地服務(wù)器 通過中央服務(wù)器與運(yùn)營網(wǎng)關(guān)通信，方便的支持不 同分類的回收資源在回收站進(jìn)行分類并聯(lián)網(wǎng)通 信，并在回收物品分類出現(xiàn)問題時(shí)候通過與云計(jì) 算中心的數(shù)據(jù)交流而得到正確的訊息。 如廢舊紙 張的客戶可以在中央服務(wù)器找到自己產(chǎn)品的唯 一標(biāo)識(shí)，同樣在物資回收出現(xiàn)問題時(shí)會(huì)第一時(shí)間 與中央服務(wù)

9、器進(jìn)行數(shù)據(jù)交流，并在云計(jì)算中心中 得到解決方案來通知使用客戶，同樣其他收購廠 商的產(chǎn)品也可以實(shí)現(xiàn)此功能。最終整個(gè)服務(wù)器將 進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)管理，由次可以提高回收的效 率，降低回收資源所需要的成本。備用通訊系統(tǒng)在主數(shù)據(jù)中心功能障礙時(shí)提 供完備的數(shù)據(jù)交互支持能力。4關(guān)鍵技術(shù)1互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基 礎(chǔ)上，利用RFID等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的標(biāo)識(shí)，再 通過網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)接入互聯(lián)網(wǎng)，最終實(shí)現(xiàn)物與 物或者人與物之間的交互。因此，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個(gè) 延伸，互聯(lián)網(wǎng)主要解決物理網(wǎng)中傳感器節(jié)點(diǎn)感知 數(shù)據(jù)的傳送和數(shù)據(jù)的共享。2. EPC/RFID 技術(shù)，EPC (Ele

10、ctronic Product Code)是在物流信息化的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，它提 供了一種產(chǎn)品電子代碼編碼的方法，它實(shí)現(xiàn)了對(duì) 物理電子產(chǎn)品的唯一標(biāo)識(shí)。EPC/RFID電子編碼 與標(biāo)簽技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，結(jié)合 EPC/RFID技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，數(shù)據(jù)庫技術(shù)、中間 件等技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)的一種發(fā)展趨勢(shì)。RFID是一種射頻自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，在產(chǎn)品標(biāo)簽 與閱讀器的配合下，可以在互聯(lián)網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)物品的 自動(dòng)識(shí)別和信息的共享與交互。物品在RFID的 標(biāo)識(shí)后能夠基于網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)的進(jìn)行信息的交換，能夠?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)上的物品提供身份驗(yàn)證的技術(shù)支持。 RFID標(biāo)簽中存放著格式規(guī)范的數(shù)據(jù)，通過RFID 閱讀器可以對(duì)物品自動(dòng)的識(shí)別身份， 并可

11、以按照 要求完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，通過與互聯(lián)網(wǎng) 的連接將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理中心，以便后續(xù)的 相應(yīng)處理。3. PML 開發(fā)技術(shù)，PML (physical markup language)實(shí)體標(biāo)記語言，PML是在XML標(biāo)識(shí) 語言的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，它是一種描述物體， 過程和環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)語言，主要為軟件開發(fā)，數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)和分析提供了方法，它將與物品相關(guān)的數(shù)據(jù) 進(jìn)行加工并，提供可以相互交互的數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng) 中的物品的信息可以用PML來描述，它在物聯(lián)網(wǎng)中將有廣泛的應(yīng)用4. 嵌入式技術(shù)，嵌入式技術(shù)是一種將計(jì)算機(jī) 技術(shù)，通信技術(shù)，自動(dòng)化等技術(shù)綜合起來與傳統(tǒng) 的制造業(yè)結(jié)合起來的一種技術(shù)，它可以就一個(gè)行 業(yè)或者

12、應(yīng)用開發(fā)出來的智能化電子產(chǎn)品， 該智能 化電子產(chǎn)品具有故障診斷，本地監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程控制 等功能，能夠使產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)信息化。同樣物聯(lián)網(wǎng)使 物品信息化，它將物理產(chǎn)品和信息技術(shù)結(jié)合為一 體，使物聯(lián)網(wǎng)中的物品能夠主動(dòng)或者被動(dòng)的與互 聯(lián)網(wǎng)中相應(yīng)的人或者物進(jìn)行信息的交換， 物聯(lián)網(wǎng) 的發(fā)展缺少不了嵌入式的技術(shù)，尤其在與嵌入式 技術(shù)結(jié)合后才能夠使物品的標(biāo)識(shí)以及傳感器網(wǎng) 絡(luò)等設(shè)備的正常和降低成本的工作， 最終實(shí)現(xiàn)物 與物或者人與物之間能夠進(jìn)行信息的交換， 從而 形成物聯(lián)網(wǎng)。5無線通信技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn) 一個(gè)具有廣泛應(yīng)用的系統(tǒng)，用戶可以隨時(shí)隨地的 與操作對(duì)象進(jìn)行交互，使得無線通信技術(shù)成為物 聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的一種必要的

13、技術(shù)，目前物聯(lián)網(wǎng)中的核 心技術(shù)如RIFD、傳感器網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)都已經(jīng)融合 了無線通信技術(shù)，在無線通信技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)上 才能實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用的可能， 與此同時(shí)還可以降低成本6 傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，傳感器網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)的 核心技術(shù)，主要用來解決物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)感知問 題，如果要對(duì)物品的各種狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的信息收 集，就要使用傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。傳感器網(wǎng)絡(luò)通過 傳感器節(jié)點(diǎn)，構(gòu)建了一個(gè)可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集， 傳送和處理相應(yīng)數(shù)據(jù)的復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，通過實(shí)時(shí)的 對(duì)網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的區(qū)域進(jìn)行對(duì)對(duì)象的狀態(tài)數(shù)據(jù)的 收集，將收集的數(shù)據(jù)用于跟蹤、監(jiān)測(cè)和控制等操 作，能夠?qū)ν獠啃畔⒕哂懈兄芰κ莻鞲衅鞯闹?要特點(diǎn)。傳感器只是物聯(lián)網(wǎng)感知外界狀態(tài)的