1、1.5人机交互的应用实例人机交互技术的发展，极大地促进了计算机的快速发展与普及，已经在工业、农业、教育、娱乐、体育、军事、医学和日常生活等领域得到广泛应用。随着当今大数据物联网发展日益繁茂，人机交互的设计也显得越发重要。物联网的总体架构如下：物联网技术体系中每个层面都有很多技术支撑，并且随着科技的发展不断出现新技术。在每个层面都有其相对的关键技术，掌握这些关键技术能够更快地促进物联网的发展。物联网的感知互动层有四大关键感知技术：1)射频识别技术：射频识别技术实现对物体的标识，在感知互动层四大感知技术中，射频识别技术居于首位，是物联网的核心技术之一。2)传感技术：利用传感器可以实现对物体状态的把
2、握。传感器是能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。传感技术与射频识别技术的结合使用，能够实现对物体完整信息的采集。3)定位技术：物联网要实现任何时间、任何地点、任何事物直接的连接必须有定位技术的支持。目前全世界有四大定位系统，中国北斗、美国GPS、俄罗斯GLONASS和欧洲GALILEO。4)激光扫描技术：当激光光束对被测物体进行扫描时，在光学系统给定的有效扫描区域内，被测物体对扫描光束的遮挡起到光强调制的作用。当扫描器对被测物体进行高速扫描时，会产生一个光强调制信号，这个光强调制信号携带了被测物体的有关特征信息，接收器通过光电变换将光调制信号变成电信号，再经过电
3、路系统和计算机系统的实时处理，就可以得到测量结果。采用激光扫描技术对物体进行识别时，必须有激光扫描发射器和半导体激光电源，因此整个激光扫描系统的成本很高。目前，广泛应用的激光扫描技术是条码技术。1.网络传输层关键技术：1)有线通信技术：利用有线通信网络的物理特性和相继推出的有线技术，不仅使数据传输速率得到进一步的提高，而且使其信息传送过程更加安全可靠。2)无线通信技术：无线网络是计算机技术与无线通信技术相结合的产物，它提供了使用无线地址信道的一种有效方法来支持计算机之间的通信，为通信的移动化、个人化和多媒体化应用提供了潜在的手段。2.应用服务层关键技术：1、智能控制技术：智能控制技术能够在无人
4、干预的情况下自主地驱动机器实现对目标的自动控制。2、软件设计技术：软件设计用于产生运行在计算机上的程序所需的所有文档。软件具体开发过程：1)分析：包括用户需求分析，需求规格说明书文档编写，软件系统体系结构构建，软件概要设计、详细设计说明书编写，数据库、数据结构设计说明书编写，软件测试规划等。2)设计：首先进行概要设计，给出软件的模块结构，然后迸行详细设计，设计出模块的程序流程、算法和数据结构。3)编码：在充分了解软件开发语言、工具的特性和编程风格的基础上，就可以用某一程序设计语言把软件设计转换成计算机可以接受的程序，编制出源程序清单。4)测试：设计测试用例，发现程序中尽可能多的错误。5)维护：
5、根据软件运行情况对软件进行适当的修改，以适应新的要求或纠正运行中发现的错误，编写软件问题报告、软件修改报告。3.系统集成(SI，SystemIntegration)最优化的综合统筹设计。在系统工程科学方法的指导下，根据用户需求，通过结构化的综合布线系统和计算机网络技术，将各个分离的设备、功能和信息等子系统集成到相互关联的、统一和协调的系统中，能彼此协调工作，使资源达到充分共享，实现集中、高效、便利的管理。物联网的发展从信息应用的危度来看，可以分为三个阶段：信息汇聚阶段、信息处理阶段和采用多种传感技术聚合处理信息的阶段。在早期的信息汇聚阶段，物联网是在传感网的基础上发展起来的，其技术应用主要是使
6、用射频识剔技术对物体进行感知，然后采用互联网来实现物物相连。因此早期阶段的物联网是由射频识别技术与互联网构成的。物联网目前处于信息处理阶段，主要由传感网、通信网和各种应用系统构成。传感技术的快速发展使得我们可以实现更多的对物体的感知；信息处理也不在局限于单纯的互联网，各种通信网络已经开始被人们用来进行物联网的信息沟通；各种应用系统的开发也发展迅速，各种不同行业的应用都为物联网的发展带来应用实践。理想的物联网应该是由带IP的任何物体和互联网构成的。在未来，每一种物体都会被分配一个IP，形成唯一对应的关系。数以万亿计的物体和人群在互联网技术支撑下将会形成一个巨大的物联网。未来的物联网将会是规模更大
7、，更有利于人类在地球村居住。在重大应用需求和政府大力支持的互相推动下，我国在很多应用领域已进入规划和论证中，并尝试开展试点应用。国内很多科研机构都积极参与“物联网”方面的研究开发工作，例如北京移动、清华同方股份有限公司、北京邮电大学、中科院软件所、北京交通委信息中心等12各单位成立了中关村物联网产业联盟，中科院上海徼系统与信息技术研究所、清华大学、东南大学等科研单位在无锡成立了“物联网研究中心”。在物联网科普基础研究以及产业政策方面，北京航空航天大学也做了许多研究。社会发展的强烈需求使得物联网飞速发展着，人类社会将会因为物联时代的到来而发生翻天覆地的变化，任何事物都可以随时随地进行信息共享和智
8、能互动，这对人类健康与安全来说有着非常重大的现实和社会意义。1.5.1智慧城市系统以智能建筑的标准建设现代化为核心，智慧城市可以包括一套集智慧照明、智能交通、智慧管网管理为一体的多功能集成系统,采用RIFD技术,通过对云平台实施操作,可以实现对道路、路灯以及其它智能设备的控制与管理。智慧云平台对智慧城市系统中的能源资产设备等实行系统管控,可以有效提升城市管控效率。城市公共管理物联网大数据平台是一个信息收集型平台,也是一个研发型系统-人们可以利用这个网络中的信息资源开发应用,并可对接其他行业子平台,并对这些应用和子系统进行沟通、试用、升级,使之无限扩张和完善。集成来自各个部门和系统的信息,为城市
9、信息汇总、整合提供一个物理载体,同时也为智慧城市各个行业子系统的展示提供一个平台,让管理过程流程化、透明化,促进部门和部门间的合作共赢。“智慧城市”是当前全球的热点问题之一,在2008年国际金融危机后,IBM主席提出其智慧星球计划,而“智慧城市”则为“智慧星球”计划中,最为重要也最为关键的战略构成部分。智慧抑或智能成为我们这个时代的关键词，世界各地政府、企业为了能在该战略中领先一步,都开始采取了一系列措施。随着中国城市化进程加快,各城市大规模扩张,乡村人口不断向城市迁徙，需要城市服务尽可能地全面化，系统化，可容纳能力强，但是，由于传统建设遗留的痕迹太重，城市管理似乎跟不上人口急剧增加、交通拥挤
10、、生态逐步恶化等一系列问题的解决步伐。在世博会后的2012年我国提出的首批智慧城市试点名单包括北京、天津、泰州、盐城、咸阳等90个城市。智慧城市通过物联网基础设施、云计算基础设施、地理空间基础设施等新一代信息技术以及平台、综合集成法、网动全媒体融合通信终端等工具和方法的应用，实现全面透彻的感知、宽带泛在的互联、智能融合的应用以及以用户创新、开放创新、大众创新、协同创新为特征的可持续创新。伴随网络帝国的崛起、移动技术的融合发展以及创新的民主化进程，知识社会环境下的智慧城市是继数字城市之后信息化城市发展的高级形态。当代的“智慧城市”,可以灵活使用通信与电子等不同技术手段实现感知及重组城市运转系统的
11、各类主要讯息，对包含公共安全、市政政务等在内的不同要求做出智能化反应及决议的撑持,为人类创造更美好的城市生活。以泰州市为例，市政工作中目前80%的市政户外资产依然得靠人工手动巡视监管,再加上市政工作各部件分类广,基数大,分布较为分散,单纯依靠人工手动巡视监管,无法实时获取各类部件的即时状态信息,也做不到当出现特殊或紧急情况时做出快速响应。因此,实现精确到对各部件的个体进行云平台同步监控,对某部件的特殊情况做出快速反应及处理,最有效的保证人民与国家财产安全不受侵犯,是有关管理部门亟待细致解决的问题。而这里就会涉及到信息系统安全性设计的问题，这也是后续章节将要讨论的问题。每年夏天，我国多个地区都会
12、发生洪涝灾害，由于它的突发性常使人们应接不暇，从而造成较大的危害和经济损失。因此可以考虑从利用城市已有地下管网系统，埋置相应传感模块和RFID芯片，及时通报城市抗洪中心，尽早做出排泄处理，挽救人民的生命和权益。地下管网作为城市的生命线和可持续发展的保障,需要不断引进先进的理念和技术手段,智慧管网系统综合利用软硬件技术、数据库技术及地理信息平台技术通过引进网络、通信、卫星定位、物联传感等新兴技术,达到如下功能:1)数据监理纠错系统平台提供对管网的位置形状和特征特性数据进行全面检查功能,通过特定程序直接对数据库中的数据的完善性、样板性和逻辑性进行搜检,对于管网构图及位置的数据信息,安排多类条件计算
13、逻辑纠错效用,使得能够迅速、准确的排查出探查的遗漏数据、对应关系纠错等问题,并对错误信息进行输出。2)管网数据查询定位根据道路名称、平交路口、单位名称、门牌号、图幅号、坐标、材质、属性等管网信息对管网数据进行查询定位,将结果高亮显示,并在特殊属性对话框内显示其相关信息。3)管网数据分类统计提供管网的长度尺寸统计、点位的数量统计、管网的分类统计、点位的类别统计、图幅大小统计,管网的材质统计、管网的内外径统计、按建成时间统计、按所属单位统计、专题统计、按道路名统计等功能,统计结果可以按图形、报表形式输出。4)空间分析提供管网横、纵截面剖析、水平、垂直净距离剖析、覆土纵深度剖析等功能。通过划定与管网
14、交叉的区块,能够形成相交点位管网的横、纵截面剖析图,且能够输出打印截面图和交叉点位的相关数据。5)重点标识对应于重点领域，提供官网标识。6)三维显示分析利用三维图像生成软件,在管网图上划定大小,选定需要分析的图层,即呈现三维管网图。用户可以设置或修改三维管网图的角度及位置,使用户可以在任意角度及位置检查管网三维图,并可以实现放大、缩小、平移等三维浏览操作。当用户选择三维场景中的管网、建筑物、绿地、道路时,系统平台将在属性框中显示其详细的属性信息。同时系统平台可以将需要查看的三维效果图制作成.avi格式的动画文件随时进行三维浏览查看。7)管网状态预警分析实时监控地下管网的状态信息,通过结合直观的
15、市政管理地图,可实时监管管网在所在辖区内的位置和状态等基本信息,并对各辖区内的地下管网进行统一预警监控和维保。一旦发生事故,通过管网属性查询、交叉路口查询等方法快速定位事故发生地点,并用标注设置障碍标志,通过分析,系统平台会高亮显示事故影响区域的管网和地理位置,并给出处理办法,生成解决方案。8)辅助决策通过分析管网现状,为管网的规划、建设和分析提供技术参数,并生成辅助决策预案,辅助领导做出决策。系统平台提供管网设计的合理性分析、专业的最佳抢险分析、专业预警分析、预案生成、管网规划分析等辅助决策功能。在管网信息化管理具体实施中，可以采用SQL查询语言实现对用户信息的查询，依靠JavaScript
16、语言实现智慧城市平台界面登录，系统的定位、报警等功能可以通过基于百度地图JavaScript，API接口开发，管理平台的硬件部分,可以使用CAN(ControllerAreaNetwork)总线技术。智慧城市管理平台对于各传感设备的管理监控可以基于RFID技术实现。也可以采用嵌入式系统中的DSP或FPGA来辅助实现数字信号处理功能。智慧城市管理系统需求从精确定位、事故预警、应急救援,直到高层次的次生灾害应对,及时建立城市地下空间应急处理预警系统,能够有效防止灾难发生,是减少灾难损害的主要战略防地,实现提前发现、及时处里,减少应急处理成本,提升应急防范能力的重要途径。以地下智能管网顺利运转和应急
17、管控工作的急切要求、领导和群众重点注视、根基好、奏效快的角度出发,运用地理信息系统、物联传感、移动通讯等手段,在经常发生人员损伤的排水防涝、燃气泄漏等工作地域,安置检测、管控、报警等发射器终端,达成对城市核心地区的给排水管道、热燃气管道检测、管控和报警,大量降低地下管网发生事故的概率,为创建和谐城市，提高生活质量方面做出很大贡献。1.5.2智能停车系统随着我国经济的高速发展，人们的生活质量日益提高，国内私家车越来越多，已成为人们生活中一种常见的代步工具。据相关部门粗略调查，2016年底，国内汽车保有量大约是19440万辆，比去年同期增长12.7%。据公安部交通管理局不完全统计，截止2017年3
18、月底，全国机动车保有量首次突破3亿辆。然而，随着我国机动车数量的不断增加，与此同时也给城市交通建设带来一系列难题。车辆乱停乱放引起交通拥堵、交通事故不断增加、路网利用率低下、停车泊位缺乏等问题已然成为制约我国城市交通发展的屏障。人们在驾车出行时经常会遇到“停车难”现象，找停车场难，找车位难，停车问题成了很多城市长期的疑难杂症，干扰了人们的日常生活。通常，很多车主会决定把车停放在方便自己的场所附近的停车场，但却很难知晓该停车场内部的空余车位的位置信息，以及从停车场入口到最近车位的路径信息，除非车主亲自把车开到该停车场内，根据相应的诱导措施得到引导。这样寻找空闲停车场和空闲车位的过程大大地浪费了车
19、主朋友的时间，也给交通环境带来不小压力。此外，有些停车场的内部空间比较复杂或者车位信息比较类似，车主经常被场内的支撑柱或者其他车辆挡住视野，无法即时找到空闲车位或者自己的车辆，浪费了大量时间，常常误入没车位的死胡同。这样也就造成了停车场内部车辆管理混乱，管理成本高，停车场利用率低等现象。造成上述现象的原因有三点：一是停车场增长速度远不如汽车保有量的增长，停车位严重供不应求；二是传统的停车场主流业务为停车收费，信息共享技术比较落后，无法实时反馈车主剩余车位的具体位置信息；三是传统停车场的内部车辆引导泊车寻车系统比较落后，无法实时地为车主提供从入口到指定车位的智能导航路径，也无法为车主在停车场内寻
20、车提供最优路径，导致车主在寻找车位的过程中浪费大量时间，还容易造成停车场内通道的拥塞。我们需要一个智能的服务平台为车主提供实时的信息，方便车主选择停车场和车位，避免拥塞，做到轻松出行。智能停车场同时拥有智能控制出入场系统、车辆引导和寻找车位系统、反向寻车系统等，车主可以实时获取停车场内部车位的空余状态信息，科学地决定各自的停车位，提高停车场的车位利用率；可以由智能移动终端显示该停车场的内部地形，为车主规划合理高效的预约车位路线，节省车主寻找车位的时间，避免了停车场内部道路拥塞等状况。目前传统停车场由于需要在进出口为驶入停车场的车辆进行人工管理停车场门禁卡，采取人工收费制，且不能为车主朋友提供停
21、车场内空余车位的使用情况以及内部车位分布路径情况，因此效率不高，成本却很高。智能停车引导系统作为智能交通管理系统(IntelligentTransportationSystems,ITS)的重要组成部分登上历史舞台，尤其欧洲、美国、日本是国外停车场引导系统发展的核心动力，从20世纪70年代发展至今技术日渐成熟。相较于发达国家，我国的智能停车场诱导系统起步比较晚，智能化进程也相对落后。国内经济水平在改革开放之后快速增长，汽车量不断增加。随着汽车的数量不断增加，交通压力也愈演愈烈，交通拥堵、交通事故频发，停车难等问题也成为制约我国城市交通发展不利因素。利用RFID定位和路径优化算法来合理设计室外车
22、辆定位、场内车位寻径、从特定点的反向寻车等智能停车系统。通过手机反馈给用户信息，从而达到高效便捷的停车服务。智能手机移动终端应用软件可以采用MVC三层架构，分别是由Hiberate实现的Model层，通过ExtJS自带组件完成的View层，由Struts2负责的Control层。Android智能终端软件主要完成五个功能模块，分别是用户注册与登录模块，用户出行前查询停车场信息模块，从出发点到指定停车场路线导航模块，进入停车场身份识别认证模块，以及寻找停车位和反向寻车路线导航模块。人机交互采用触控，语音等混合模式，如图所示。下图给出了智能停车系统的三层设计框架。第一层应用层，物联网应用层位于体系
23、结构的最顶层，核心技术包括行业融合与应用集成技术，主要存放用户代码，实现对感知信息的融合、分析以及信息处理。物联网技术的发展，主要研究拓展应用层。应用层的服务器主要完成对用户设备配置的功能，并且控制指令的存储与转发，为用户提供设备接口、数据处理、云计算及各类功能。第二层网络层，物联网框架的中间层是网络层，在框架中占有举足轻重的作用，主要负责系统网络的组建、管理与数据信息存储、转发。网络层可依靠当前流行的4G移动通信网络，Internet网络，通过网络融合与转换，实时、快速、精确传送信息。第三层感知层，物联网的感知层是整个架构的基础，主要采集感知物理量，将采集到的物理量转化为能实时处理的数字化信
24、息。它主要由感知网与感知设备组成，感知设备主要用于收集数据信息与并对设备进行控制管理，停车系统感知设备主要是超声波传感器，超声波采集的车位信息转化成数字信息0或1来判断车位是否有车。1.5.3智能食品检测随着经济社会的发展和科技进步，“大数据”时代已经到来，数据化与城市化相融合，不断推进“智慧城市”向前发展。在科技手段广泛运用过程中，食品安全也面临着一些不容忽视的问题，比如近年来违法行为的动态化、复杂化、智能化特征日趋明显，方式隐蔽、手法高明、高科技的违法行为不断增多，给我们食品安全监管带来了新的挑战。“让人民吃得放心”是十九大提出的重要目标，同时提出新一轮的政府机构改革要运用大数据、互联网等
25、高科技手段，这也为我们创新监管理念、转变监管方式指明了方向。食品安全是关乎民生的重要问题，在利用科技进行食品安全智慧监管的背景下，分析目前城市乡村食品安全智慧监管存在的主要问题，探索城市乡村食品安全智慧监管有益模式。强化食品从农田到餐桌的每一个环节的监管，打造“六位一体”智慧监管体系，形成政府管理、社会管理、企业运维的三合一模式监管模式，为新时期食品安全科学监管提供新思路、新模式。2017年城市乡村食品药品“智慧监管”项目建设个第一个5年计划已经完成，2018年第二个五年计划正式启动，食药安全智慧监管是“智慧城市”的重要组成部分，全面提升食品公共安全水平，构建特色的“智慧监管”体系显得尤为重要
26、。对城市乡村食品安全智慧监管模式进行探索，分层、分类、分品种进行信用监管、源头追溯体系建设，有利于提升食品行业业态水平。食品安全是一个全球关注的重要问题，加强食品安全管理是各国政府强化社会管理的重要任务。食品安全管理是一个较为复杂的系统，西方国家开展监管的时间比较早，目前已经形成一套比较完备的监管体系，对食品安全监管体系的研究也较为成熟。国外对食品安全监管的做法，归纳起来主要有以下几个方面：一是食品监管法规走在前列。美国共制定了30多种食品安全监管法规，并实行食品安全现代化法案。新西兰根据新形势，开展食品安全法改革，使食品风险计划实施得到加速。二是国外食品监管模式比较健全。各个政府部门之间分工
27、明确。三是食品安全检验检测严格。以澳大利亚为例，对其出口的奶粉有上百项检测指标，光生产线检测就有4道程序。四是食品安全追溯体系比较完备。国外对食品安全的研究也比较成熟，主要观点有科技进步给食品安全带来新的挑战，在市场发挥主导作用的市场经济背景下，市场管理效果取决于信息的完善，由于消费者只能得到他们看到的食品安全信息，如果错误的市场信息误导了消费者，某类商品的信誉度就会减少从而影响销售，造成产业萎靡，因此有关食品的信息要可靠。另外，发布抽检信息有利于提高产品质量的确定性，满足消费者的心理安全，消费者会更放心地去购买商品，生产者也会按抽检标准生产出更优的食品。伴随着大数据在食品安全监管的应用，国外
28、学者对食品安全智慧监管也有很多研究。主要观点有公众对食品安全信息的诉求类似于其对食品安全的诉求，那么从食品安全监管角度来要求食品安全信息透明，食品监管的首要原则之一就是实现食品安全监管信息透明化。食品安全监管部门要搭建一个食品安全信息公开平台，保障公众的知情权，可以提高公众得到和处理信息的效率，还可以起到宣传食品安全知识，引导公众消费的作用。目前，我们已经进入到了大数据经济时代，“智慧城市”的概念也被专家学者多次提出，成为经济社会发展的新目标。近几年，国内一些学者将食品安全监督管理融入到智慧城市、智慧监管的大背景下，产生了食品安全智慧监管的理论，提出了许多新颖的观点和研究。其中包括智慧的食品安
29、全管理理论，也即食品安全监管是一项系统性工程，涉及到各个区域、各个部门和各个环节，因此要利用现代信息技术和手段，形成完备的城市食品安全信息系统。主要思路是将监管对象划分为若干个网格，将各行政监管部门的监管信息、食品生产企业、经营者等信息进行共享，实现信息的共享互联，高效运作，起到跟踪和预警食品安全信息等作用，保证食品安全监管有效、问题处理及时，提高食品安全监督管理工作效能。另外要加强智慧食品安全风险管理，这是一种新型的食品安全监管体系，建立在“智慧城市”理论基础上，具有监管全面、反应迅速、自主决策等突出特点。传统的人工监管受到监管方式落后、技术应用不足等的制约，存在大量安全漏洞，要借助“互联网
30、+”的思维和技术，开发综合信息平台、加快电子监管系统的建设、强化全流程监管和溯源管理，建立起政府和社会共同治理的管理体系，实现全程化、精准化监管，打造食品安全监管的新模式。政府可以开展保障食品安全智慧监管的科技工程，研发食品安全快检装备，开发更强的在线检测技术和便携技术，建立食品安全“大数据”平台，实现问题样品可溯源，可追查体制。运用大数据分析等手段，预测近期热点难点问题，提高监管的针对性。将收集到的数据资源统一存储到云计算中心，一体化对接共享资源，以网络订餐为例，通过对网络订餐平台各商家接单记录、配送时间、顾客评分等情况进行大数据分析，对突然增加的经营主体类型或可能存在超负荷经营、超范围经营
31、的商家，通过一系列指标进行打分并划分等级，列为高风险监管对象，并对其加强针对性监管。同时，运用大数据分析消费者评价的负面评价数据，列出需重点监管的对象并进行有针对性监管。在物联网时代，运用好“互联网+物联网”技术，通过视频端口、温度传感器等传感设备，实现食品安全监管的“机器换人”，使监管更加精准化科学化。如对食品生产车间、餐饮厨房等重点环节安装视频摄像头，通过视频监控能够实时掌握食品生产和餐饮厨房操作全过程，及时发现问题并进行处置。如在冷链运输过程中对温度进行监测，对餐具洗消温度时间进行监控，对冷菜间温湿度实时监控功能，当超过温度或者时间未到时自动报警，从而有利于食品安全监管部门的移动执法。监
32、管人员只需要通过搜索就能够查询企业的主体信息，准确定位，在第一时间将相关信息传入到系统内，借助移动终端随时来查阅这些信息，实现动态监测，并且能够及时协调与解决，从而使得食品安全监管工作更加科学化与高效化。根据系统性的数据分析，发布相关消息，提高对全市范围内食品安全的有效监管。对苗头性、倾向性问题进行风险预警，设置经营主体、基层监管所、市级监管部门三级预警，通过电脑/手机端可查看提示信息。当某些操作不规范或者超出安全范围的时候，系统便自动发出风险预警提示。通过风险预警，对可能出现的食品安全问题早发现、早解决，可以极大提高监管水平。建立面向社会公众的信息互动平台，通过门户网站、微信公众号等媒介实现
33、。向公众展示生产经营场所、生产加工过程等信息，接受公众的监督和评价；畅通在线咨询、投诉举报等与公众互动交流的渠道；提供数据查询、产品溯源功能，通过二维码轻轻一扫，食品的生产地点、何时产出、何时到达何地等信息都会显示出来，让消费者能够放心购买。畅通在线咨询、投诉举报等与公众互动交流的渠道，举报人可将不安全食品的图片、信息上传，进一步引导社会监督，实现社会共治。另外采用食品安全检测车来作为智能食品监管是一种很好的方式，依托于移动实验室的力量加以研发。我国食品安全检测车目前存在的一些问题：1食品安全检测车的长途行驶有可能导致仪器设备出现漂移等问题，仪器设备干扰较多，例如各个应用系统自身振动、驻车状态
34、的稳定性、内部人员的走动等因素，都会对其检测数据的可靠性产生影响。2由食品安全检测车产生的检测结果及数据的合法性及法律地位尚不明确。目前，食品安全检测车采用的检测方法有很多是非标、速测法，检验项目没有通过计量认证和实验室认可，检测报告尚无法律效力。3食品安全检测车的运行经验还不多，管理的规范化、系统化还需要迸一步加强。仪器设备维护与管理、检测操作以及车辆运行等方面的质量保证措施和量值溯源体系，相对于固定实验室还不完善，还需要加强。4食品安全检测车因其空间有限，配备的仪器设备多为体积较小的车载式、便携式的快速检测仪器，以快速筛查为主，难以准确定性定量，检测能力还有待提高。另外采用食品安全检测车来
35、作为智能食品监管是一种很好的方式，依托于移动实验室的力量加以研发。我国食品安全检测车目前存在的一些问题：1食品安全检测车的长途行驶有可能导致仪器设备出现漂移等问题，仪器设备干扰较多，例如各个应用系统自身振动、驻车状态的稳定性、内部人员的走动等因素，都会对其检测数据的可靠性产生影响。2由食品安全检测车产生的检测结果及数据的合法性及法律地位尚不明确。目前，食品安全检测车采用的检测方法有很多是非标、速测法，检验项目没有通过计量认证和实验室认可，检测报告尚无法律效力。下图是基于物联网的检测车系统具体模块分布，整个软件系统按照这一结构划分为各个模块进行程序编写开发。从物联网的角度来看，本系统的物联网感知
36、互动层主要包含射频识别技术(RadioFrequencyIDentification，RFID)、传感器技术以及全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)。射频识别技术为关键技术，用于获取样品信息。传感器技术用于对检测车内的温度、湿度、仪器状态等进行监测。全球定位系统用于对检测车进行定位。物联网网络传输层使用3G网络，传输样品信息、样品检测报告等数据。网络传输层软件部分主要使用WCF、ESFramework、OMCS等框架进行构建。物联网应用服务层主要包含样品管理、检测车状态监测、检测车调度以及数据库方面的应用等。检测车系统主要功能模块如下：1.样品管理系统：录入并
37、保存采集得到的样品的信息，通过读写器对该样品的RFID标签进行读写操作，将样品信息写入标签内。2.国标导引模块：从样品管理系统获取样品相关信息，根据样品信息和相关的国家标准生成样品检测流程。3.电源控制模块：控制检测车仪器设备的电源通断，是国标导引模块控制仪器设备的硬件部分。4.数据处理模块：样品检测完成后产生的数据信息将会传送到数据处理模块进行处理及生成样品检测报告。5.数据传输模块及信息发布模块：样品检测数据经过处理后会通过数据传输模块传送到检测车示范中心，并将部分信息通过信息发布模块发布到移动终端上。6.全球定位系统：检测车示范中心可以通过全球定位系统跟踪食品安全智能检测车的位置。7.视
38、频通讯系统：当有食品安全紧急事件发生时，示范中心可以通过视频或语音系统对事发地点附近的检测车进行调度，在最短的时间内对食品安全事件进行处理。食品安全智能检测车选用具有国家公告的特种专用型底盘作为运载基础，按照实验室认可标准进行设计和制造。检测车分为两个区域：驾驶区和实验区，确保了实验操作的安全性。根据检测人员健康安全、仪器设备、样品制备及前处理、工作舒适度等的需要，对检测车的环境条件进行设计。为了能够进行食品安全检测的相关技术活动，对供电、温度、湿度、振动、消毒、灰尘等进行了控制。检测车环境满足进行农药、兽药、药物残留检测、重金属检测、有毒有害物质检测、微生物检测等检测工作的需要。食品安全智能
39、检测车系统构成：1.供电及配电系统：检测车采用三套供电系统，配置电缆盘用于连接外部市电，在没有外接电源的情况下，可以通过车载发电机和车载UPS供电，可提供交流220V50Hz电源及12V电源。供电系统采用集中控制的配电箱，具有稳压、短路、过载、漏电报警等保护功能，各路供电有独立的控制开关。在工作台相关位置布置内嵌式插座，满足单向二、三级工作。2.温湿度控制系统：检测车实验区配备顶置冷暖空调机组，可设定工作状态、风速及温度，具有除湿功能，风量大小可根据需要手动调节。3.照明系统：检测车内采用节能冷光照明灯，灯座及电缆预埋在内饰中。4.防震系统：检测车整体采用多级减震，在仪器柜与副地板之间安装不锈
40、钢钢丝绳减震器，仪器柜内铺设橡胶垫板，部分仪器柜根据需要加铺硬质海绵发泡减震垫，每个仪器柜、储存柜内均配固定拉带，保证运输过程中固定安全可靠。在检测现场，通过支撑系统，将整个车体支撑起来，以减少在检测过程车体的震动。5.防尘系统：车门、地板采用汽车专用防尘、防雨密封条密封，避免外部粉尘侵入。顶置的车载空调有通风的功能，可从回风口将室内空气排出，从出风口引入新风。车内的内饰采用复合材料，具有良好的防腐耐磨的性能。台面采用的是防腐耐磨的理化板，水槽、龙头采用耐腐蚀的材质。6.安全防护系统：实验室内220V电源供应和12V直流供电分开走线，大功率用电设备也单独布线。给排水系统中的水泵及传感器系统供电
41、和水路部分物理隔离。配接地电缆，满足实验室对接地电阻的基本需求。在检测车安装烟雾报警器，配备车载式灭火器，以保证车内人员及设备安全。7.给排水系统：配净水箱和污水箱，采用鹅颈式水龙头和直流小水泵供水。净、污水箱均配有液位传感器，在电路控制面板上有水位报警开关。净水箱设有上部加水口，污水箱下部出水口连接防腐蚀排污水管和排水阀，提供有延长管线，可根据需要进行废液排放。8.车载冰箱：检测车安装与实验台、仪器柜融为一体的车载冰箱，用于实验试剂、微生物快速检测用酶试剂及样品的存储。车载冰箱内分为冷冻区和冷藏区，冷冻区最低温度-18度，12V车载供电。9.摄录系统：检测车车顶外部装有可升降摄像机，高度及角
42、度可调，可以对采样现场一些突发状况等进行摄像。食品安全智能检测车配置的仪器具有全面的化学、生物分析仪器，可以快速地检测常规16大类食品。检测车还具有全面的元素分析检测系统，使用X荧光光谱仪检测常见金属离子，如钾、铝等轻金属离子和铅、铜等重金属离子，使用离子色谱检测常见阴离子，如氯离子、氟离子等。微软公司的.NET开发平台和Sun公司的J2EE(Java2EnterpriseEdition)软件平台是目前最流行的开发平台。食品安全智能检测车可以采用微软的.NET平台作为软件开发平台。NET框架的应用程序有较大的语言选择范围，可使用的语言有C#、J#、VB.NET、C+及JScript等。检测车软
43、件开发环境选择VisualStudio2010集成开发环境(IntegratedDevelopmentEnvironment，IDE)。VisualStudio是目前最广泛使用的Windows平台应用程序开发环境，它既可以用来创建Windows平台下的Windows应用程序和网络应用程序，也可以用来创建某些程序插件、智能设备应用程序以及网络服务等。检测车界面开发采用WPF(WmdowsPresentationFoundation)框架。在VisualStudio中创建Windows客户端应用程序时，有两个主要技术可以选择：基于标准的WindowsForms的应用程序和基于WindowsPres
44、entationFoundation的应用程序。这两个技术为管理应用程序的显示层提供了不同的API。而WPF克服了WindowsForms的许多缺点和限制，使用XAML(ExtensibleApplicationMarkupLanguage)定义用户界面，将界面与后台功能代码相分离。WPF比WindowsForms具有更加强大的功能和灵活的底层技术。检测车通信模块采用WCF(WindowsCommunicationFoundation)框架及ESFramework通信框架，语音与视频系统采用OMCS语音视频框架。数据库可以选用SQLServer数据库管理系统。SQLServer数据库更好地实现
45、了与VisualStudioNET的集成，在安全性方面，SQLServer具有的数据加密、默认安全设置以及强制口令策略等功能，这使得开发人员能够以更高的性能、可用性和安全性运行任何应用。下图为样品检测系统的结构示意图。1.5.4智能农业系统物联网技术的发展，为智能农业的实现提供了有力的支撑。在智能农业中，应用各种传感器对农业棚室环境进行有效的监测和控制，以技术手段构建出有利于农作物生长的最优生长环境，是进一步推动农业发展的重要举措。智能农业的先进性和优势主要表现在：将传感器技术、自动控制技术、网络技术与农场基础设施相结合。通过应用终端获取农场的生产信息，及时发现、预见农业生产中的问题，从而达到
46、管理农作物生产过程，提高农业生产效率，使农场运行更加高效和简约的目的。以无线传感网为主体的信息采集与传输方式，选择ZigBee技术作为底层通信技术，开发终端控制系统，实现对农业过程的智能化管理。整个系统由三层结构组成，最底层为无线传感网信息采集层，利用ZigBee技术构建了星形数据采集网，每个ZigBee节点上连接了多个传感器进行实时数据的采集，主要的传感器有温湿度传感器、光照强度传感器、土壤湿度传感器等，同时节点上还连接了多种执行机构，其中主要有继电器、水泵、风扇、步进电机等；中间层为通信层，由带有Wi-Fi功能的服务器来构成，服务器中设计智能管理数据库，用来实现相应的数据管理过程。最上层为
47、应用层，可以采用移动终端控制方式，设计了友好的人机交互界面和丰富的功能，能够有效地实现底层数据的观察和底层执行机构的控制。随着社会的发展,传统的农业已经无法满足精准、集约、可靠、实时、便捷的要求，因此，智能农业逐渐兴起。智能农业通过农业生产过程中的量化分析、智能决策并结合了多种先进的技术，例如传感技术、装置技术、现场数据采集及测量技术及各种智能化自动控制技术对农业过程进行集约化的运作，以达到提高农作物产量和品质，实现优产和高产的目的。千百年来，我国都是一个农业大国，农业在我国占有非常重要的地位。虽然我们依靠农业成功的养活了世界五分之一的人口，但是我国农业发展相对美国大农场模式要落后很多。随着国
48、家综合实力的进一步提升，以科技推动农业发展成为党和国家最为关心的农业问题之一。因为传统的自然农业受天气环境的影响巨大，许多因素都限制了农作物的生长发育，智能大棚的出现在一定程度上降低了这种对农业的限制，大棚给农作物的成长提供了一个合适的环境，不仅克服了天气等环境因素对农作物限制，而且还满足了人们对农产品日益增长的需求，为解决我国的三农问题提供了一个很好的机会，也在一定程度上加快了农业现代化建设的进程。大棚栽培作为设施农业领域中的核心产业，最主要的协调方式是通过不断地调节农作物生长的环境，来得到不同的收益数据，从而判断获得最大收益的最适环境，从而可以实现增加相应农作物的生产量，提高相应的经济效益
49、，降低各种生产农作物的成本，从而达到将农业生产效率提高的目的。当然随着人民生活水平的提高，人们对农作物的品质以及其内在的营养价值和内在基因也提出了更高的要求，而温室可以更好地掌握相应的环境数据，调节植物的生长周期，从而提高其品质，改善其品种。可以说对于温室环境数据的掌握，成为提高农业生产率的重要举措，是大棚栽培的重中之重。大棚可以为人们的生活质量带来很大的提升，可以为广大老百姓提供一个更为方便快捷的生活管理模式，也可以为国家拉动内需，增加自己的手动创造能力。数据采集对于温室大棚是非常重要的，因为环境控制的前提是必须得到准确的数据。而无线传感器网络作为十分热门的技术，其快速发展使得温室内的实时监
50、测和反馈成为可能。大棚数据采集对于大棚是非常重要的，因为大棚环境控制的前提是必须得到准确的数据。无线传感器网络作为十分热门的技术，其快速发展使得大棚内实时监测和反馈成为可能。节点之间的通信方式打破了电线电缆的约束，使得部署更加灵活。伴随着无线传感器网络中的许多问题的进一步优化，比如能量供应、节点定位以及时间同步等，无线传感器网络可靠性和实时性方面的优势已经更加突出，使其在环境监控领域得到广泛的应用，因此基于无线传感器网络的大棚监控系统，不仅能够符合大棚农业生产中信息采集的要求，同时也能促进无线传感器网络技术的研究与大棚智能化、自动化研究的共同进步。因此，将无线传感器网络技术引入到农业大棚生产中
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