物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用調(diào)研報(bào)告.docx

1、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用調(diào)研報(bào)告 院系： 信息學(xué)院 專業(yè)： 計(jì)科物聯(lián) 班級：10級計(jì)科物聯(lián)1班 姓名： 學(xué)號：2010211486 提交論文（報(bào)告）時(shí)間： 2013年7月5日 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用調(diào)研報(bào)告 計(jì)科物聯(lián) 專業(yè) 學(xué)生 周陳安 學(xué)號 2010211486 一、摘要 從飛鴿傳書到電報(bào)的發(fā)明， 從電報(bào)到電話， 從電話到計(jì)算機(jī)技術(shù) 的應(yīng)用，再從計(jì)算機(jī)技術(shù)到物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代， 人類的發(fā)展伴隨著信息社會 及其通訊手段的日新月異。 當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)的蓬勃發(fā)展， 必將使物 聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用滲透到人類社會的各個(gè)層面， 必將給經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展起到強(qiáng)有 力的推動作用。 物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展， 離不開各項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵性技術(shù)的突破， 物聯(lián) 網(wǎng)是在計(jì)算機(jī)互聯(lián)

2、網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用 RFID、GPS、GSM、ZIGBEE 、 條碼等技術(shù)，構(gòu)造一個(gè)覆蓋世界上萬事萬物的“ Internet of Things”。 在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，物品（商品）能夠彼此進(jìn)行“交流” ，而無需人的干 預(yù)。其實(shí)質(zhì)是利用射頻自動識別（ RFID ）技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng) 實(shí)現(xiàn)物品（商品）的自動識別和信息的互聯(lián)與共享。而RFID，正是 能夠讓物品“開口說話”的一種技術(shù)。在“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)想中， RFID 標(biāo)簽中存儲著規(guī)范而具有互用性的信息， 通過無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把它 們自動采集到中央信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物品（商品）的識別，進(jìn)而通過開 放新的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息交換和共享， 實(shí)現(xiàn)對物品的“透明”管理

3、。 本研究報(bào)告將對物聯(lián)網(wǎng)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行調(diào)研， 對現(xiàn)有物聯(lián) 網(wǎng)企業(yè)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行調(diào)研分析。 二、物聯(lián)網(wǎng)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用 隨著科技的快速發(fā)展， 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到了各個(gè)領(lǐng)域， 包括智能電網(wǎng)、智能交通、智能物流、智能綠色建筑和環(huán)境監(jiān)測等。 比如基于低、 高速傳感網(wǎng)的太湖水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)已投入使用； 基于傳感 網(wǎng)的智能交通系統(tǒng)在流量監(jiān)測、 紅綠燈控制、 停車信息服務(wù)等方面已 投入應(yīng)用等等。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在潛移默化的影響著我們的日常生活。 這里主要總結(jié)一下物聯(lián)網(wǎng)的在智能電網(wǎng)、 智能交通、 智能物流和環(huán)境 監(jiān)測領(lǐng)域的具體應(yīng)用。 （一） . 智能物流領(lǐng)域 智能物流是基于互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深化應(yīng)用，

4、利用先進(jìn)的信 息采集、信息處理、信息流通、信息管理、智能分析技術(shù)，智能化地 完成運(yùn)輸、倉儲、配送、包裝、裝卸等多項(xiàng)環(huán)節(jié)，并能實(shí)時(shí)反饋流動 狀態(tài)、強(qiáng)化流動監(jiān)控、使貨物能夠快速高效地從供應(yīng)者送達(dá)給需求者， 從而為供應(yīng)方提供最大化利潤， 為需求方提供最快捷服務(wù)， 大大降低 自然資源和社會資源的消耗，最大限度地保護(hù)好自然生態(tài)環(huán)境。 智能物流的技術(shù)大致包括以下幾種： 1. 供應(yīng)鏈管理技術(shù) 供應(yīng)鏈?zhǔn)菄@核心企業(yè)展開的對信息流、物流、資金流的管理從 采購原材料開始， 制成中間產(chǎn)品以及最終產(chǎn)品， 最后把產(chǎn)品送到消費(fèi) 者手中。將供應(yīng)商、制造商、分銷售、零售商、最終用戶連成一個(gè)整 體的網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu)。供應(yīng)鏈管理是聯(lián)系企

5、業(yè)內(nèi)部和企業(yè)間主要功能和商業(yè) 過程，將其轉(zhuǎn)化成為有機(jī)的、高效的商業(yè)模式的管理集成。它驅(qū)動著 企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)間的采購、生產(chǎn)、銷售、財(cái)務(wù)和信息技術(shù)等過程和活 動。 2. RFID 技術(shù) RFID(Radio Frequency Identification) 射頻識別技術(shù)是一種非 接觸的自動識別技術(shù)， 其利用射頻信號和空間耦合傳輸特性實(shí)現(xiàn)對被 識別物體的自動識別技術(shù)。與現(xiàn)在普遍使用的條碼技術(shù)相比， RFID 具有讀寫距離長、保密性強(qiáng)、存儲數(shù)據(jù)量大、適用惡劣環(huán)境、使用壽 命長等優(yōu)點(diǎn)。 RFID 可以用來追蹤和管理幾乎所有的物理對象，是物 流管理、追蹤等領(lǐng)域信息化的重要手段之一， 對于提高物流的智能化

6、 水平有著十分關(guān)鍵的作用。 RFID 有助于解決零售業(yè) 2 個(gè)最大的難題： 物品脫銷和損耗 (因盜竊和供應(yīng)鏈被攪亂而損失的產(chǎn)品 ) 。研究機(jī)構(gòu)估 計(jì)：RFID能夠幫助把失竊和存貨水平降低 25% 3. 智能運(yùn)輸技術(shù) 降低貨物運(yùn)輸成本、縮短貨物送達(dá)時(shí)間、隨時(shí)掌握貨物在途中的 狀態(tài)是整個(gè)物流運(yùn)輸管理中的重要環(huán)節(jié)。這就催生了智能運(yùn)輸系統(tǒng) (Intelligent Transport System) I TS ，它通過應(yīng)用現(xiàn)代通信、 信息、 網(wǎng)絡(luò)、控制、電子等技術(shù)建立一個(gè)高效運(yùn)輸系統(tǒng)。包括先進(jìn)的交通信 息服務(wù)系統(tǒng)、先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)、先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)、營運(yùn)貨車 管理系統(tǒng)、電子收費(fèi)系統(tǒng)、緊急救援系統(tǒng)等

7、運(yùn)轉(zhuǎn)。 物流智能化是物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向之一。隨著全球一體化的 深入發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)、 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深入應(yīng)用， 智能物流將迎來一個(gè)全 新的歷史發(fā)展機(jī)遇。 二） .智能電網(wǎng)領(lǐng)域 智能電網(wǎng)主要是通過終端傳感器在客戶之間、客戶和電網(wǎng)公司之 間形成即時(shí)連接的網(wǎng)絡(luò)互動，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取的實(shí)時(shí)、高速、雙向的效 果，從而整體提高電網(wǎng)的綜合效率。智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)電力流、信息流、 業(yè)務(wù)流高度一體化的前提，在于信息的無損采集、流暢傳輸、有序應(yīng) 用。各個(gè)層級的通信支撐體系是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)信息運(yùn)轉(zhuǎn)的有效載體。 通過充分利用堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)多元、 海量信息的潛在價(jià)值， 可服務(wù)于堅(jiān) 強(qiáng)智能電網(wǎng)生產(chǎn)流程的精細(xì)化管理和標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)， 提高電網(wǎng)

8、調(diào)度的智 能化和科學(xué)決策水平，提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。 智能電網(wǎng)的核心在于，構(gòu)建具備智能判斷與自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力的多 種能源統(tǒng)一入網(wǎng)和分布式管理的智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)， 可對電網(wǎng)與客戶用 電信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和采集， 且采用最經(jīng)濟(jì)與最安全的輸配電方式將 電能輸送給終端用戶， 實(shí)現(xiàn)對電能的最優(yōu)配置與利用， 提高電網(wǎng)運(yùn)行 的可靠性和能源利用效率。智能電網(wǎng)的本質(zhì)是能源替代和兼容利用， 它需要在開放的系統(tǒng)和共享信息模式的基礎(chǔ)上，整合系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)， 優(yōu)化電網(wǎng)的運(yùn)行和管理。 物聯(lián)網(wǎng)作為智能電網(wǎng)末梢信息感知不可或缺的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，在電力 系統(tǒng)中具有廣闊的應(yīng)用空間，物聯(lián)網(wǎng)將滲透到電力輸送的各個(gè)環(huán)節(jié)， 從發(fā)電環(huán)節(jié)的接

9、入到檢測，變電的生產(chǎn)管理、安全評估與監(jiān)督，以及 配電的自動化、用電的采集、以及營銷這方面都要采用物聯(lián)網(wǎng)，在電 網(wǎng)建設(shè)、生產(chǎn)管理、運(yùn)行維護(hù)、信息采集、安全監(jiān)控、計(jì)量應(yīng)用和用 戶交互等方面將發(fā)揮巨大作用。 可以說 80%的業(yè)務(wù)跟物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)。 傳 感器網(wǎng)絡(luò)可以全方位提高智能電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)的信息感知深度和廣度， 為實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化以及信息流、 業(yè)務(wù)量、電力流提供高可用性 支持。 我們感覺智能電網(wǎng)是與物聯(lián)網(wǎng)最為密切的一個(gè)行業(yè)，未來智能電 網(wǎng)的建設(shè)必然產(chǎn)生世界上最大、 最為智能、 信息感知最為全面的物聯(lián) 網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備狀態(tài)檢測、電力生產(chǎn)管理、電力資 產(chǎn)全壽命周期管理、 智能用電。 利用物

10、聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將有助于實(shí)現(xiàn)智能用 電雙向交互服務(wù)、用電信息采集、智能家居、家庭能效管理、分布式 電源接入以及電動汽車充放電， 為實(shí)現(xiàn)用戶與電網(wǎng)的雙向互動、 提高 供電可靠性與用電效率以及節(jié)能減排提供技術(shù)保障。 下面舉出兩個(gè)生活中具體的例子： 1 減少停電現(xiàn)象 停電現(xiàn)象普遍存在且頗具破壞性，會降低電網(wǎng)可靠性和客戶滿意 度、浪費(fèi)能源、使網(wǎng)絡(luò)效率下降，也會影響公司收入 （ 不管是買方還 是賣方的收入 ） 。通過在智慧的電力中安裝先進(jìn)分析和優(yōu)化引擎，電 力提供商可以突破“傳統(tǒng)” 網(wǎng)絡(luò)的瓶頸，而直接轉(zhuǎn)向能夠主動管理電 力故障的“智能” 電網(wǎng)。對電力故障的管理計(jì)劃不僅考慮到了電網(wǎng)中 復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和資源限制，還

11、能夠識別同類型發(fā)電設(shè)備，這樣，電 力提供商就可以有效地安排停電檢測維修任務(wù)的優(yōu)先順序。 如此一來， 停電時(shí)間和頻率可減少約 30%，停電導(dǎo)致的收入損失也相應(yīng)減少，而 電網(wǎng)的可靠性以及客戶的滿意度都得到了提升。 2 智能電表 在智慧的電力設(shè)施的支持下，智能電表可以重新定義電力提供商 和客戶的關(guān)系。 通過安裝內(nèi)容豐富且讀取方便的設(shè)備， 用戶可了解在 任何時(shí)刻的電力費(fèi)用， 并且用戶還可以隨時(shí)獲取一天中任意時(shí)刻的用 電價(jià)格（查看前后的記錄 ） ，這樣電力提供商就為用戶提供了很大的靈 活性，用戶可以根據(jù)了解到的信息改變其用電模式。 智能電表不僅可 以測量用電量，它還是電網(wǎng)上的傳感器，可以協(xié)助檢測波動和停

12、電。 它還能儲存和關(guān)聯(lián)信息，支持電力提供商完成遠(yuǎn)程開啟或關(guān)閉服務(wù)， 也能遠(yuǎn)程支持使用后支付或提前支付等付費(fèi)方式的轉(zhuǎn)換?？偠灾?， 智能電表可大幅度減小系統(tǒng)的峰值負(fù)荷， 轉(zhuǎn)換電力操作模式， 也能重 新定義客戶體驗(yàn)。 （三）. 智能交通領(lǐng)域 智能交通是一個(gè)綜合性體系，它包含的子系統(tǒng)大體可分為以下幾 個(gè)方面： 1. 車輛控制系統(tǒng) 指輔助駕駛員駕駛汽車或替代駕駛員自動駕駛汽車的系統(tǒng)。該系 統(tǒng)通過安裝在汽車前部和旁側(cè)的雷達(dá)或紅外探測儀， 可以準(zhǔn)確地判斷 車與障礙物之間的距離， 遇緊急情況， 車載電腦能及時(shí)發(fā)出警報(bào)或自 動剎車避讓，并根據(jù)路況自己調(diào)節(jié)行車速度，人稱“智能汽車” 。目 前，美國已有 3000

13、 多家公司從事高智能汽車的研制，已推出自動恒 速控制器、紅外智能導(dǎo)駛儀等高科技產(chǎn)品。 2. 交通監(jiān)控系統(tǒng) 該系統(tǒng)類似于機(jī)場的航空控制器，它將在道路、車輛和駕駛員之 間建立快速通訊聯(lián)系。哪里發(fā)生了交通事故。哪里交通擁擠，哪條路 最為暢通，該系統(tǒng)會以最快的速度提供給駕駛員和交通管理人員。 3. 運(yùn)營車輛高度管理系統(tǒng) 該系統(tǒng)通過汽車的車載電腦、高度管理中心計(jì)算機(jī)與全球定位系 統(tǒng)衛(wèi)星聯(lián)網(wǎng)， 實(shí)現(xiàn)駕駛員與調(diào)度管理中心之間的雙向通訊， 來提供商 業(yè)車輛、公共汽車和出租汽車的運(yùn)營效率。該系統(tǒng)通訊能力極強(qiáng)，可 以對全國乃至更大范圍內(nèi)的車輛實(shí)施控制。 目前，行駛在法國巴黎大 街上的 20 輛公共汽車和英國倫敦的

14、約 2500輛出租汽車已經(jīng)在接受衛(wèi) 星的指揮。 4. 旅行信息系統(tǒng) 是專為外出旅行人員及時(shí)提供各種交通信息的系統(tǒng)。該系統(tǒng)提供 信息的媒介是多種多樣的，如電腦、電視、電話、路標(biāo)、無線電、車 內(nèi)顯示屏等，任何一種方式都可以。無論你是在辦公室、大街上、家 中、汽車上，只要采用其中任何一種方式，你都能從信息系統(tǒng)中獲得 所需要的信息。有了該系統(tǒng)，外出旅行者就可以眼觀六路、耳聽八方 了。 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，對推動智能交通的發(fā)展有著巨大的幫助，從 發(fā)展的趨勢來看， 物聯(lián)網(wǎng)和智能交通的結(jié)合將是必然的選擇， 物聯(lián)網(wǎng)、 云計(jì)算等現(xiàn)代信息技術(shù)處理能力將成為未來智能交通發(fā)展的核心技 術(shù)。而根據(jù)智能交通不同細(xì)分市場自身

15、特點(diǎn)的不同， 對物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用 的也提出了不同的要求，需要對各細(xì)分市場提供相應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng) 用。 以高速公路智能交通系統(tǒng)為例，物聯(lián)網(wǎng)的主要應(yīng)用將集中在通信 系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和收費(fèi)系統(tǒng)三大塊，利用 RFID傳感網(wǎng)絡(luò)以及先進(jìn) 的信息處理技術(shù)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)分別通過提升信息收集、 信息傳輸、 信 息處理的效率以及利用智能化、 自動化的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來幫助高速公路 管理部門、 運(yùn)營商更加高效、 便捷的實(shí)現(xiàn)對高速公路的智能化監(jiān)控和 管理，幫助高速公路司機(jī)和乘客更好地享受在高速公路上的旅行。 目前，國家政府已給出了高度重視，并動用專項(xiàng)資金支持物聯(lián)網(wǎng) 技術(shù)在智能交通領(lǐng)域的應(yīng)用。 隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代到來、 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛 應(yīng)用

16、，將催熟智能交通、道路安全產(chǎn)品行業(yè)，交通與物聯(lián)網(wǎng)的融合已 成趨勢，并將成為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中最高價(jià)值的行業(yè)之一。 （四）. 環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域 物聯(lián)網(wǎng)可以廣泛地應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、生物種群研究、氣象和 地理研究、洪水、火災(zāi)檢測、水質(zhì)監(jiān)測、排污水監(jiān)控、降水監(jiān)測、大 氣監(jiān)測、電磁輻射監(jiān)測、噪聲監(jiān)測、森林植被防護(hù)、土壤監(jiān)測、生物 種群監(jiān)測、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測等。下面詳細(xì)介紹： 1. 大氣監(jiān)測 對大氣的監(jiān)測一般可采用固定在線監(jiān)測、流動采樣監(jiān)測等方式， 可在污染源安裝固定在線監(jiān)測儀表， 在監(jiān)控范圍內(nèi)按網(wǎng)格形式布置有 毒、有害氣體傳感器，人群密集或敏感地區(qū)布置相應(yīng)的傳感器。 這樣， 一但某地區(qū)大氣發(fā)生異常變化， 傳感器就會

17、通過傳感節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)上報(bào) 至傳感網(wǎng)，直至應(yīng)用層的“云計(jì)算” ，根據(jù)事先制定的應(yīng)急方案進(jìn)行 處理；對于污染單位的排放超標(biāo)， 物聯(lián)網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)同步通知環(huán)保執(zhí)法單 位、污染單位， 同時(shí)將證據(jù)同步保存到物聯(lián)網(wǎng)中，從而可避免先污染 后處理的情況。 2. 水質(zhì)監(jiān)測 對水質(zhì)監(jiān)測包含飲用水質(zhì)監(jiān)測和水質(zhì)污染監(jiān)測兩種。飲用水源監(jiān) 測是在水源地布置各種傳感器、 視頻監(jiān)視等傳感設(shè)備， 將水源地基本 情況、水質(zhì)的PH值等指標(biāo)實(shí)時(shí)傳至環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù) 警；而水質(zhì)污染監(jiān)測是在各單位污染排放口安裝水質(zhì)自動分析儀表和 視頻監(jiān)控，對排污單位排放的污水水質(zhì)中的 BOD、5 CODe、r 氨氮、流 量等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并同步到排

18、污單位、中央控制中心、環(huán)境執(zhí)法人 員的終端上，以便有效防止過度排放或重大污染事故的發(fā)生。 3. 污水處理監(jiān)測 西安市目前已經(jīng)建設(shè)有兩個(gè)污水處理廠。但對于污水的進(jìn)水監(jiān)測 和出水監(jiān)測大多還是依靠工作人員在入水口和出水口定時(shí)采樣進(jìn)行 化驗(yàn)，不但費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，而且對于進(jìn)出水質(zhì)的監(jiān)測不是持續(xù)在線監(jiān)測， 使處理廠水處理設(shè)備不能達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀態(tài)。 在污水處理廠的入 水口和出水口設(shè)置多種傳感設(shè)備， 可實(shí)現(xiàn)對進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)、 流 速、流量等持續(xù)的監(jiān)測。 從技術(shù)發(fā)展方向看，還可同時(shí)在污水處理的各個(gè)環(huán)節(jié)增加視頻監(jiān) 控和各種傳感設(shè)備及污水處理設(shè)備的自控設(shè)備， 構(gòu)建多個(gè)傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)， 控制各污水處理流程中的水質(zhì)，

19、若水質(zhì)不在預(yù)設(shè)的控制范圍內(nèi)， 傳感 網(wǎng)節(jié)點(diǎn)便可根據(jù)處理的數(shù)據(jù)發(fā)送控制信號給污水處理設(shè)備的自控設(shè) 備，以調(diào)整各污水處理設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)， 使污水處理設(shè)備始終處于最 經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)也減少了工作人員的編制。 構(gòu)建環(huán)境保護(hù)物聯(lián)網(wǎng)的各種應(yīng)用領(lǐng)域，最主要的是選擇適合的傳 感器，依托最優(yōu)的無線傳輸技術(shù)形成傳感網(wǎng)， 根據(jù)對數(shù)據(jù)安全性的要 求通過預(yù)定的網(wǎng)關(guān)接人網(wǎng)絡(luò)層， 并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綉?yīng)用層的 “云儲存”。 未來，智能化物聯(lián)應(yīng)用將隨處不在，當(dāng)氣象感應(yīng)系統(tǒng)預(yù)知臺風(fēng)來 襲時(shí)，交通感應(yīng)單元自動通知漁船返港，高速關(guān)閉，劃定居民轉(zhuǎn)移區(qū) 域; 當(dāng)車禍發(fā)生時(shí)路面監(jiān)控系統(tǒng)自動通知急救醫(yī)院并提供最佳路線， GPS系統(tǒng)提示來往該

20、路段車輛繞行；每月公共服務(wù)系統(tǒng)自動記錄水電 煤氣費(fèi)用通知戶主后在銀行賬號中自動扣款這一切都會帶來人 類生活顛覆性的變革和巨大的商機(jī)。 （五）物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用分析 近十年來，隨著智能農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，泛在通信網(wǎng)絡(luò)、智 能感知芯片、移動嵌入式系統(tǒng)等技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用逐步成為研究的 熱點(diǎn)。 八、丿 密集的無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種無中心節(jié)點(diǎn)的全分布系統(tǒng)。通過隨機(jī) 投放的方式， 眾多傳感器節(jié)點(diǎn)被密集部署于監(jiān)控區(qū)域。 這些傳感器節(jié) 點(diǎn)集成有傳感器、數(shù)據(jù)處理單元、通信模塊和能源單元，它們通過無 線信道相連，自組織地構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。其目的是協(xié)作地感知、采集和 處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被監(jiān)測對象的信

21、息并發(fā)送給觀察者。 無線傳感器 網(wǎng)絡(luò)集傳感器技術(shù)、微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS技術(shù)、無線通信技術(shù)、嵌入式 計(jì)算技術(shù)和分布式信息處理技術(shù)于一體， 因其廣闊的應(yīng)用前景而成為 當(dāng)今世界上備受關(guān)注的、多學(xué)科高度交叉的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。 在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中。人們獲取農(nóng)田信息的方式都很有限，主要是 通過人工測量， 獲取過程需要消耗大量的人力， 而通過使用無線傳感 器網(wǎng)絡(luò)可以有效降低人力消耗和對農(nóng)田環(huán)境的影響， 獲取精確的作物 環(huán)境和作物信息。 目前無線技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用比較廣泛，但大都是具有基站 星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的應(yīng)用， 并不是真正意義上的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。 農(nóng)業(yè)一 般應(yīng)用是將大量的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)， 通過各種傳感器采集信

22、 息，以幫助農(nóng)民及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并且準(zhǔn)確地確定發(fā)生問題的位置，這 樣農(nóng)業(yè)將有可能逐漸地從以人力為中心、 依賴于孤立機(jī)械的生產(chǎn)模式 轉(zhuǎn)向以信息和軟件為中心的生產(chǎn)模式， 從而大量使用各種自動化、 智 能化、遠(yuǎn)程控制的生產(chǎn)設(shè)備。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于溫室環(huán)境信息采集和控制。 在溫室環(huán)境里單個(gè)溫室即可成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)一個(gè)測量控 制區(qū)，采用不同的傳感器節(jié)點(diǎn)和具有簡單執(zhí)行機(jī)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)（ 風(fēng)機(jī)、低 壓電機(jī)、閥門等工作電流偏低的執(zhí)行機(jī)構(gòu) ） 構(gòu)成無線網(wǎng)絡(luò)來測量土壤 濕度、土壤成分、 pH 值、降水量、溫度、空氣濕度和氣壓、光照強(qiáng) 度、C02濃度等來獲得作物生長的最佳條件，同時(shí)將生物信息獲取方 法應(yīng)用于無線傳感器

23、節(jié)點(diǎn)， 為溫室精準(zhǔn)調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)。 最終使溫 室中傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)化，利用網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)控制裝置的網(wǎng) 絡(luò)化，從而達(dá)到現(xiàn)場組網(wǎng)方便、增加作物產(chǎn)量、改善品質(zhì)、調(diào)節(jié)生長 周期、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于節(jié)水灌溉。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自動灌溉系統(tǒng)利用傳感器感應(yīng)土壤的水分， 并在設(shè)定條件下與接收器通信，控制灌溉系統(tǒng)的閥門打開、關(guān)閉，從 而達(dá)到自動節(jié)水灌溉的目的。由于傳感器網(wǎng)絡(luò)多跳路由、信息互遞、 自組網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)間同步等特點(diǎn)， 使灌區(qū)面積、 節(jié)點(diǎn)數(shù)量不受到 限制，可以靈活增減輪灌組，加上節(jié)點(diǎn)具有的土壤、植物、氣象等測 量采集裝置、通信網(wǎng)關(guān)的In ternet功能與RS和GPS技術(shù)

24、結(jié)合的灌區(qū) 動態(tài)管理信息采集分析技術(shù)、 作物需水信息采集與精量控制灌溉技術(shù)、 專家系統(tǒng)技術(shù)等構(gòu)建高效、低能耗、低投入、多功能的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉 平臺。可在溫室、庭院花園綠地、高速公路中央隔離帶、農(nóng)田井用灌 溉區(qū)等區(qū)域，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)與生態(tài)節(jié)水技術(shù)的定量化、規(guī)范化、模式化、 集成化，促進(jìn)節(jié)水農(nóng)業(yè)的快速和健康發(fā)展。 2008年，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)提出了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng) 田自動節(jié)水灌溉構(gòu)建方案， 設(shè)計(jì)了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)農(nóng)田土壤 濕度信息的實(shí)時(shí)采集和傳輸， 通過灌溉控制器控制灌溉管網(wǎng)， 分區(qū)域 實(shí)時(shí)灌溉并調(diào)節(jié)土壤濕度， 實(shí)現(xiàn)了精細(xì)農(nóng)業(yè)所要求的時(shí)空差異性和水 資源高效利用。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于環(huán)境信息

25、和動植物信息監(jiān)測。 通過布置多層次的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)檢測系統(tǒng)，對牲畜家禽、 水產(chǎn)養(yǎng)殖、稀有動物的生活習(xí)性、環(huán)境、生理狀況及種群復(fù)雜度進(jìn)行 觀測研究，也可用于對森林環(huán)境監(jiān)測和火災(zāi)報(bào)警 （ 平時(shí)節(jié)點(diǎn)被隨機(jī)密 布在森林之中，平常狀態(tài)下定期報(bào)告環(huán)境數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，節(jié)點(diǎn) 通過協(xié)同合作會在很短的時(shí)間內(nèi)將火源的具體地址、 火勢大小等信息 傳送給相關(guān)部門 ） 。同時(shí)也可以應(yīng)用在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中，來監(jiān)測農(nóng)作物中 的害蟲、土壤的酸堿度和施肥狀況等。 形形色色的傳感器 在十五期間，國家 863 計(jì)劃數(shù)字農(nóng)業(yè)重大專項(xiàng)實(shí)現(xiàn)了農(nóng)田信 息采集技術(shù)的突破， 推出了一批成本低、 高性能的土壤水分和作物營 養(yǎng)信息采集技術(shù)產(chǎn)品， 基本解決了數(shù)字農(nóng)業(yè)信息快速獲取技術(shù)瓶頸問 題。開展了農(nóng)田水分、養(yǎng)分、作物長勢、冠層生理與生態(tài)因子、 品質(zhì)、 產(chǎn)量和蟲害草害等信息采集關(guān)鍵技術(shù)研究， 開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán) 的新型土壤水分傳感器， 研制了土壤和作物養(yǎng)分信息快速采集方法與 新型配套儀器設(shè)備； 在蟲害與雜草動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的研究方面取得了重 大進(jìn)展，開發(fā)了基于稱重傳感器的高精度智能測產(chǎn)系統(tǒng)， 解決了智能 測產(chǎn)與谷物品質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的精度難題；