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林业物联网

/internet of things in forestry/
条目作者王雪峰

王雪峰

最后更新 2023-05-12
浏览 174
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物物相连以实现林业目的的智能网络。把传感器或者感应器嵌入到林区各种物体或林木之中,由有线或者无线网络连接到主网,经过巨型计算机处理分析,实现与人的“智能”互动。

英文名称
internet of things in forestry
所属学科
林业

通过各类传感器、全球定位系统、射频识别技术等,实时感知林业中任何需要监测、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、电、热等各种需要的信息,通过各类可能的网络接入,实现林区社会中物与物、物与人的泛在链接,进一步达到对森林的生长过程或林业生产生活过程的智能化感知、识别和管理。对于生命体特别幼小且数量庞大的个体,每个都嵌入若干感应器,显然需要智能机器或传感器小到微米或纳米级且价格低廉,从现有技术及经济投入看显然不太可能,因此,集中感应器与一群林木个体或物体“对话”是广义林业物联网概念。

根据肩负的功能或完成任务的不同,林业物联网可以分三层:感知层、传输层、应用层。分别负责数据采集、数据和命令的传输以及分析控制与应用。

感知层处于前端或测定现场的各类感知设备,负责信息采集,如摄像机、传感器、射频识别、微/纳机电系统等。感知层的各传感器、设备通常独立工作,获取的数据经过无线网关传送到数据接收器,然后统一打包经过传输层发送到应用层。另外,感知层的部分设备也可以接收来自应用层的指令,按指令要求进行测定或相应操作。

感知层中的大量问题比如专业传感器研发、传感器互操作协议、物理接口和用户接口、节点密度等都是当前物联网技术中急需解决的重要内容,直接关系着物联网的发展进程。

传输层负责把感知层收集到的信息安全可靠地传输到应用层,或者把应用层的指令准确送达感知层。信息在传输过程中,可能经过多个不同架构的网络进行信息交换,这难免不产生信息安全隐患,并且物联网中这种跨网络传输现象非常普遍,因此,传输层包含传输与安全两类问题。

应用层也称为信息处理层,感知层和传输层均服务于应用层。应用层目的是提供丰富的应用,它是物联网与行业专业技术深度融合或与行业需求结合的一个层次,是实现广泛智能化的必经途径,只有能够解决方方面面的应用,才能说一个真正意义上的物联网已经建立起来。因此,应用层是物联网的工作重点,尤其是传回栅格数据的理解分析。

1995年,B.盖茨在《未来之路》中阐述了物联网这一理念,但是受当时网络、传感器、各种硬件的限制并没有引起人们太多的兴趣。1999年,在美国召开了移动计算和网络国际会议,提出“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。2003年,美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首,从而引起各国的普遍关注。2005年,国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005:物联网》标志着“物联网”正式产生。“物联网”概念被国内大众熟知是在2009年。但是包括中国在内的各国对物联网研究均起步较早。

物联网当前更多的是一种概念上的推广阶段,距离关键应用以及大规模产业化推广还存在巨大差距,除了还存在诸多技术障碍外,在执行标准、个人隐私与国家安全、商业运作发展模式、应用培植与开发、行业人才培养、防范造成环境污染等方面都是需要解决或考虑的问题。

林业物联网是专业物联网之一,除了共性的如缺乏统筹规划和顶层设计、产业链不完善、没有成熟的商业运营模式、规模化应用不足等问题需要解决强化外,还需要重点加大测树因子传感器研发力度、加大图像数据利用率、改进能源供应方式方法等,这些是林业物联网未来工作的重点和发展方向。

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