第1章 绪论

1.1 何为物联网智慧安监技术

随着低成本、低功耗、多功能传感器和无线通信技术的蓬勃发展，在计算机网络领域诞生了一种崭新的无线网络——物联网（Internet of Things）[1-4]。目前，物联网技术在国际上备受关注，是多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。它综合了传感器、嵌入式计算、现代网络、无线通信、分布式信息处理等技术，是微机电系统（Micro-Electro-Mechanism System, MEMS）、嵌入式系统（Embedded System）、无线通信系统等多种相关技术结合的产物[5]。

物联网中的传感器结点不仅可以完成环境信息采集与处理，还可以在所搭建的无线通信网络平台上通过单跳或多跳的方式进行直接或间接的信息交互。结点既是信息的采集和发出者，也是信息的路由者，采集的数据通过多跳路由传送到网关，网关一般被视为特殊的结点。若能在传感网络中添加一些中继结点或网关结点完成局域信息收集或处理，然后将处理结果传送到其他中继结点或者Internet、移动通信网络、卫星等地方，也可利用无人机飞越网络上空，通过网关采集数据，传递给用户终端[6-7]。物联网系统架构如图1-1所示。

图1-1 物联网系统架构

由于物联网具有网络自组织、广覆盖、容错性高以及高精度测量和组网成本低、构建灵活、方便等优点，因此引起了学术界和工业界的高度重视，被认为是将对21世纪产生巨大影响的技术之一。物联网在军事和民用领域均已显示出明显的应用潜力，例如，防控、反恐及多元化的战场环境监测[8]、环境监控[9]、防灾、救灾[10]、医疗监护[11]、工厂的管理及泄漏源监测[12]、目标源追踪与定位[13]等。可以想象，随着传感网络技术的不断发展，人与周围物理世界的交互方式将会得到革命性的改变[14]。

物联网智慧安监在广义上是指将物联网智能信息技术集成应用于安全生产监督管理行业，将安全监管部门“防、管、控”三大业务功能融于一体，整合安全生产监督管理信息资源，建立安全生产电子政务、日常监管、应急救援等基于物联网的信息化系统，围绕安全生产监督管理的数字化、网络化、智能化和可视化发展形式，提供全面感知的、有效控制的高效管理和优良服务，逐步实现安全生产监管业务与信息化的深度融合。在狭义上主要是指安全生产监督管理信息化系统，即基于宽带多媒体信息网络、物联网、云计算、智能计算、空间信息系统等技术，构建一种面向安全生产监督管理、控制与服务的综合应用基础设施平台，实现对感知数据的集中管理、海量信息的智能化处理，及企业监管信息的互联共享。基本包括以下几个方面内容。

（1）实现安全生产元素全面地感知。安全生产中布设大量的多源感知终端，通过传感器网络，在运行、服务中捕获到安全生产、运输、存储及其环境的多种信息元数据。

（2）进行海量的数据处理。实现海量的跨部门、跨行业异构数据的存储能力，对海量异构数据进行高效分析、计算和处理，构建基于数据分析和知识管理的智能应用能力。

（3）提供智能的管理服务。在形成支撑安全生产监督管理的行业智能应用的基础上，建立面向服务的智慧安监物联网信息化综合应用的统一管理平台，为公众、企业、政府部门等提供普适的、智能的应用与服务。