淺談物聯網技術在油田設備管理中的應用

唐明

【摘要】物聯網技術的發展，對信息化條件下的油田設備管理模式產生了巨大的沖擊，給油田設備管理工作帶來了新的挑戰和新的機遇，同時也為油田設備信息化建設帶來了科學的春天。

【關鍵詞】物聯網技術? 油田設備? 管理? 應用

一、物聯網的基本概念及主要特征

物聯網（The Internet of? Things）的概念是在1999年提出的，其最早的定義很簡單：即把所有物品通過射頻識別和條碼等信息傳感設備與互聯網聯接起來、實現智能化識別和管理的一種網絡，實際上就是射頻識別技術加上互聯網。最新的物聯網概念應具備以下3個特征：

（1）全面感知。利用射頻識別（RFID）、傳感器、二維碼及其他感知設備隨時隨地采集獲取物體的信息。

（2）可靠傳遞。通過以太網、無線網、移動網將感知的物體信息實時準確地傳送出去。

（3）智能控制。利用云計算、模糊識別等各種智能計算技術，對感知的海量數據和信息進行分析處理，對物體實現智能化的控制和管理，真正實現人與物的溝通。

二、物聯網與互聯網之間的關系

物聯網不是一個新的獨立的網絡，它是在互聯網解決了人與人之間的交互關系之后，進一步解決物與物、人與物之間聯系的一種擴展和延伸應用，是互聯網應用能力的一種放大，是互聯網更加生活化、實用化、人性化的一種體現。簡而言之，物聯網就是“物物相連的互聯網”，也就是連接一切物體的網絡。它包含兩方面的意思：（1）物聯網的核心和基礎是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的一種網絡;（2）其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間進行信息交換和通信。

三、物聯網系統的核心技術體系結構

（1）感知層：感知層由各種傳感器以及傳感器網關構成。傳感技術同計算機技術與通信技術一起被稱為信息技術的三大技術。如果把計算機看成是處理和識別信息的“大腦”、把通信系統看成是傳遞信息的“神經系統”的話，那么傳感器就是“感覺器官”。感知層的作用相當于人的眼耳鼻喉和皮膚等神經末梢，它是物聯網識別物體、采集信息的來源，其主要功能是識別物體、采集信息，并且將所采集的信息實時安全準確地傳遞出去。

（2）網絡層：主要由網絡層移動通信網、互聯網、其他專網、網絡管理系統和云計算平臺等組成。它能實現更加廣泛的互聯功能，能夠把感知到的信息無障礙、高可靠、高安全地進行傳送。網絡層的主要功能是直接通過現有互聯網（IPv4/IPv6網絡）、移動通信網（如GSM、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000、無線接入網、無線局域網等）、衛星通信網等基礎網絡設施，對來自感知層的信息進行接入和傳輸。傳輸層主要利用現有的各種網絡通信技術，實現對信息的傳輸功能。網絡層主要采用能夠接入各種異構網的設備，如接入互聯網的網關、接入移動通信網的網關等，這些設備具有較強的硬件支撐能力，可以采用相對復雜的軟件協議進行設計。

（3）應用層：應用層包括物聯網應用的支撐平臺子層和應用服務子層，是物聯網和用戶的接口，應用支撐平臺子層與行業需求結合，實現物聯網的智能應用，支撐跨行業、跨應用、跨系統之間的信 醫療、智能家居、智能交通和工業監控等。

四、物聯網系統的主要特點及應用中的三項關鍵技術

（一）物聯網系統的主要特點

（1）開放的結構體系。物聯網系統基于全球最大的Internet網絡系統，具有開放結構的特性。這就避免了系統建設的復雜性，有效節約了系統投資，大大降低了系統的成本，并且實現了各節點間的互相操作和資源共享，有利于系統的增值。

（2）平臺的獨立性。對物聯網系統而言，ETC系統要識別的對象十分廣泛，不同地區、不同國家的射頻識別技術標準也不相同，因此各個EPC系統具有相對的獨立性。

（3）高度的互動性。物聯網系統是基于Internet網絡的一個全球的最大系統，可以與Internet網絡上不同對象的識別系統、不同地區和國家的網絡系統協同工作，具有高度的互動性。

（4）可持續發展的體系。EPC系統具有開放結構體系，在不替換原有體系的情況下就可以做到系統升級，使系統易于實現靈活的、開放的可持續發展。

（二）物聯網應用中的三項關鍵技術

（1）傳感器技術：傳感器是人類五官的延長，又稱之為電五官，是獲取自然領域中信息的主要途徑與手段。它具有體積小、成本低及可與其他智能芯片集成在一起的巨大優勢。傳感器技術是計算機應用中的關鍵技術。自從有計算機以來就需要傳感器把模擬信號轉換成數字信號，計算機才能處理。

（2）RFID標簽技術：即射頻識別技術，又稱電子標簽、無線射頻識別，可通過無線電信號識別特定目標并讀寫相關數據，而無需在識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。RFID技術是一項融合了無線射頻技術和嵌入式技術的綜合技術。射頻識別系統是非接觸識別，它能穿透雪、霧、冰、塵垢等和條形碼無法使用的惡劣環境閱讀標簽，并且閱讀速度極快，多數情況下不到100毫秒，有源式射頻識別系統的快速讀寫能力及遠距離自動識別的特性，可用于流程跟蹤和維修跟蹤等交互式業務，在物聯網管理方面采用的射頻識別技術，只需要在物品的外包裝上安裝電子標簽，在運輸過程中通過閱讀器，就可以實現物品的可視化管理。

（3）嵌入式系統技術：嵌入式系統是以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟硬件可裁剪，適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。嵌入式系統技術是綜合了計算機軟硬件、傳感器技術、集成電路技術、電子應用技術為一體的復雜技術。嵌入式系統正在改變著人們的生活，推動著信息化的發展。如果把物聯網用人體做一個簡單比喻，傳感器相當于人的眼睛、鼻子、 大腦，在接收到信息后進行分類處理。

五、油田設備管理物聯網的內涵

油田設備管理物聯網是指應用物聯網技術實現油田設備的科學化管理。通過物聯網的作用，可在油田設備管理中實現主體與主體、主體與對象、對象與對象之間的信息傳遞，輔助管理主體完成決策、計劃、組織協調、實時控制、調撥等功能，使鏈接到物聯網上的油田設備具有地址標識（油田設備名稱、所處位置）、感知（感知油田設備周圍環境能力）、通信（將了解的情況準確表達出來）、可控（聽從管理者的控制）等四個基本特征，從而建立起一整套對油田設備的信息化管理系統。

參考文獻：

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