一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的森林資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)_第1頁(yè)
一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的森林資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)_第2頁(yè)
一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的森林資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)_第3頁(yè)
一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的森林資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)_第4頁(yè)
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1、一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的森林資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)摘 要:近年來(lái),利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)構(gòu)建林業(yè)資源綜合監(jiān)測(cè)體系已逐步成為研究熱點(diǎn)。文中針對(duì)森林資源監(jiān)測(cè)的需求,提生了一種將傳感器技術(shù)與RFID標(biāo)簽技術(shù)相結(jié)合的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)綜合應(yīng)用框架,從而構(gòu)建了具有數(shù)據(jù)融合功能的森林環(huán)境因子監(jiān)測(cè)平臺(tái)。該系統(tǒng)結(jié)合ZigBee技術(shù)對(duì)探測(cè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)采集,并通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)精確采集森林環(huán)境及資源信息,結(jié)合RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)貴重木材儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程的清點(diǎn)。整個(gè)平臺(tái)通過(guò)探測(cè)節(jié)點(diǎn)在林區(qū)環(huán)境下全方位多維度的精確感知能力,從而實(shí)現(xiàn)了針對(duì)森林環(huán)境信息的采集、分析、監(jiān)測(cè)、儲(chǔ)存及預(yù)警功能,該方法在森林資源監(jiān)測(cè)與防護(hù)方面具有重要的參考價(jià)值。關(guān)

2、鍵詞: 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù); 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò); ZigBee; RFID;森林資源;監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中圖分類號(hào): TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):2095-1302 (2016) 05-00-030 引言我國(guó)森林資源較為豐富,森林覆蓋率達(dá)到全國(guó)總面積的百分之二十一,已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的重要組成部分 1 。 近年來(lái)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行森林資源與生態(tài)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)可為森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供科學(xué)依據(jù)2 , 將帶動(dòng)巨大的生態(tài)效應(yīng)和社會(huì)效應(yīng)。在森林資源養(yǎng)護(hù)方面,王霓虹等將無(wú)線傳感探測(cè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到森林環(huán)境監(jiān)測(cè)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了空氣溫濕度、光照強(qiáng)度、風(fēng)速風(fēng)向等森林環(huán)境因子數(shù)據(jù)的采集,通過(guò)數(shù)據(jù)的智能化分析,最終實(shí)現(xiàn)對(duì)森林

3、環(huán)境的智能監(jiān)測(cè) 3 。在林區(qū)病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)技術(shù)方面,顧曉麗等通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行林區(qū)病蟲(chóng)害機(jī)理分析,將對(duì)病蟲(chóng)害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性提高到新的水平4 。在森林火災(zāi)的監(jiān)測(cè)方面,陶佰睿等提出了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建森林防火控制系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)森林火災(zāi)信息采集與數(shù)據(jù)處理,為火災(zāi)防控提供技術(shù)支持和科學(xué)決策 5 。在林區(qū)山體滑坡災(zāi)情監(jiān)測(cè)及預(yù)警方面,陳煒?lè)宓葮?gòu)建了基于無(wú)線傳感探測(cè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的山體滑坡預(yù)警系統(tǒng),根據(jù)探測(cè)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析并及時(shí)發(fā)布預(yù)警信息 6 。 在森林資源管理方面,孫立云通過(guò)在木材上安置RFID電子標(biāo)簽,開(kāi)發(fā)了木材運(yùn)輸與管理物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng) 7 。 吳學(xué)明等提出了基于RFID標(biāo)簽技術(shù)的縣級(jí)木材運(yùn)輸管理

4、系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)木材運(yùn)輸證的網(wǎng)絡(luò)化審批、查詢、統(tǒng)計(jì)功能并能及時(shí)掌握運(yùn)材車輛的情況8 。縱然物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在林業(yè)資源中的應(yīng)用種類繁多,究其本質(zhì)而言,主要集中在基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息采集和基于RFID技術(shù)的定位與信息管理方面。一方面,通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)采集林區(qū)空氣中的光照強(qiáng)度、溫度和濕度等信息,測(cè)試土壤的物理、化學(xué)參數(shù)變化,以及通過(guò)氣象采集節(jié)點(diǎn)采集大氣壓力、風(fēng)速風(fēng)向等氣象信息;另一方面,通過(guò)RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)林業(yè)資源中動(dòng)植物個(gè)體的標(biāo)識(shí)和定位,精確標(biāo)識(shí)物品的產(chǎn)地和運(yùn)輸?shù)刃畔ⅲM(jìn)而實(shí)現(xiàn)木材的追蹤與鑒別、木材的流 通管理等綜合應(yīng)用。針對(duì)森林資源綜合管理的需求,本文提出了一種將傳感器技術(shù)與RFID標(biāo)簽技術(shù)相結(jié)合的物聯(lián)

5、網(wǎng)綜合應(yīng)用框架,提由一項(xiàng)操作性強(qiáng)、實(shí)用價(jià)值高,集數(shù)據(jù)處理與展示于一體的綜合平臺(tái)設(shè)計(jì)方案,能對(duì)森林資源的可持續(xù)發(fā)展起到保障作用,具有廣闊的應(yīng)用前景。1 物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)如圖 1 所示,各層次的具體功能描述如下:圖 1 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)1.1 感知層感知層的主要功能是信息感知與采集。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有在林區(qū)環(huán)境下全方位多維度的精確感知能力,本系統(tǒng)主要有兩類信息的采集,分別為森林環(huán)境信息和林業(yè)資源信息。森林環(huán)境信息包括監(jiān)控點(diǎn)溫濕度、 光照強(qiáng)度、 降水量等信息。林業(yè)資源信息采集和管理方式主要是在木材上安裝RFID標(biāo)簽,并通過(guò)RFID讀卡器獲取木材的儲(chǔ)運(yùn)信息。1.2 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層負(fù)

6、責(zé)上下兩層之間的數(shù)據(jù)通信,將從傳感器探測(cè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)采集到的信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心。感知層獲取的信息在傳遞到網(wǎng)關(guān)之后有兩種傳輸途徑,當(dāng)網(wǎng)關(guān)處在森林邊界處且有固定通信網(wǎng)絡(luò)接入時(shí),優(yōu)選基于 Internet 的固網(wǎng)傳輸模式。其二是通過(guò)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的通信網(wǎng)絡(luò)將感知層采集的信息傳輸?shù)街行姆?wù)器。在實(shí)際應(yīng)用中,森林資源遼闊,因而在大多數(shù)情形下還是采用基于 2G/3G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的接入技術(shù),有利于更便捷更經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的信息傳遞。1.3 應(yīng)用層應(yīng)用層面向用戶的服務(wù)需求,為用戶提供信息查詢、分析和顯示的功能,并可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接的服務(wù)器將整個(gè)系統(tǒng)信息資源融合成一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信息交換和探測(cè)節(jié)點(diǎn)控制的應(yīng)用平臺(tái)。監(jiān)控中心

7、服務(wù)器能進(jìn)一步對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)智能化處理,主要包括匯聚、識(shí)別、轉(zhuǎn)換和分析,其中數(shù)據(jù)共享交換、GIS支撐平臺(tái)、內(nèi)容管理等功能由對(duì)應(yīng)應(yīng)用支撐平臺(tái)提供。簡(jiǎn)而言之,應(yīng)用層最主要的作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)特定環(huán)境監(jiān)測(cè)的智能化應(yīng)用,發(fā)揮安全監(jiān)管和預(yù)警作用。2 感知層關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備感知層是采集數(shù)據(jù)的部分,主要涉及傳感技術(shù)、嵌入式技術(shù)、RFID技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。基于傳感技術(shù)的探測(cè)節(jié)點(diǎn)擔(dān)任感知輸入任務(wù),負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集工作,這是構(gòu)成系統(tǒng)關(guān)鍵功能的設(shè)備。通常涉及到探測(cè)感知的器件主要包括溫度傳感器、濕度傳感器、氣體濃度、風(fēng)速傳感器等。 RFID 電子標(biāo)簽通過(guò)標(biāo)注和自動(dòng)識(shí)別實(shí)現(xiàn)對(duì)木材儲(chǔ)運(yùn)物流的智能化管理。2.1 ZigBee探測(cè)

8、節(jié)點(diǎn)探測(cè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)探測(cè)需要分散安裝在監(jiān)測(cè)區(qū)域的重要位置,主要負(fù)責(zé)對(duì)森林環(huán)境數(shù)據(jù)和資源數(shù)據(jù)的采集,并基于ZigBee技術(shù)構(gòu)成無(wú)線傳感探測(cè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò),位于同網(wǎng)絡(luò)簇內(nèi)的節(jié)點(diǎn)以互聯(lián)互通的組織協(xié)作方式實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的即時(shí)通信9。ZigBee技術(shù)是一種低速率的短距離信息傳輸方式,具有成本低廉、可靠安全等優(yōu)點(diǎn)。ZigBee頻段范圍為20250 kb/s,能支持的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的理論上限達(dá)到 64 000 個(gè), 其介質(zhì)訪問(wèn)控制層(Media Access Control, MAC)采用載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)協(xié)議,能高效查詢傳輸介質(zhì)是否空閑,并選在介質(zhì)空閑時(shí)發(fā)送信息,有效控制沖突發(fā)生概率。傳輸范圍一般為10m75 m,

9、因而在組網(wǎng)應(yīng)用中任意兩相鄰簇節(jié)點(diǎn)的直線距離須在 75 m 之內(nèi)。在森林資源監(jiān)測(cè)的實(shí)際應(yīng)用中,需要大面積安裝各種類型的探測(cè)節(jié)點(diǎn), 通過(guò) ZigBee 技術(shù)構(gòu)成自組織傳感器網(wǎng)絡(luò),從而能夠全方位多維度地獲取森林環(huán)境中的重要信息,實(shí)現(xiàn)高效采集、及時(shí)傳輸?shù)奶綔y(cè)目的。探測(cè)節(jié)點(diǎn)主要有數(shù)據(jù)采集、處理、中轉(zhuǎn)和上傳四種功能,通過(guò)模塊化設(shè)計(jì),可分解成采集信息模塊、處理信息模塊、傳輸信息模塊和電源模塊四部分。在本課題的森林資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中,傳感器模塊中使用溫濕度數(shù)字傳感器HM1350、氣體濃度傳感器50L, 而風(fēng)速風(fēng)向傳感器則使用PHWS/WD 實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境因子的采集,信息處理單元中的微處理芯片使用MSP430。探測(cè)節(jié)點(diǎn)

10、結(jié)構(gòu)如圖 2 所示,各部分的功能如下所述: ( 1 )信息采集模塊負(fù)責(zé)無(wú)線探測(cè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)采集任務(wù),其電路部分主要包括信號(hào)采樣子電路、放大子電路和信號(hào)保持子電路等,把傳感器或者傳感器電路采集到的信號(hào)轉(zhuǎn)化為供微處理芯片處理的數(shù)字信號(hào)。本系統(tǒng)中的信息采集器件主要包括溫度濕度與光照強(qiáng)度、大氣壓力、風(fēng)向與風(fēng)速以及煙霧濃度等環(huán)境監(jiān)測(cè)高精度傳感器。( 2)信息處理模塊主要包括微處理芯片和相關(guān)外圍電路。其作用主要包括將來(lái)自采集模塊的信息進(jìn)行計(jì)算與分析、能耗控制,將運(yùn)算結(jié)果包裝成數(shù)據(jù)幀傳輸?shù)狡渌貎?nèi)節(jié)點(diǎn)或傳輸層通訊網(wǎng)絡(luò)。( 3)通信模塊的作用是實(shí)現(xiàn)探測(cè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)發(fā)送與接收,實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的即時(shí)信息傳送,

11、即將對(duì)應(yīng)森林氣象要素和資源要素的信息在無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中按協(xié)議傳輸。( 4)電源模塊的作用是向其它模塊提供能量供給,并盡可能達(dá)到節(jié)省能量消耗的目的。實(shí)際應(yīng)用探測(cè)節(jié)點(diǎn)的電源通常由電池提供,因而整個(gè)系統(tǒng)信息傳輸?shù)墓?jié)能化尤為重要。圖 2 探測(cè)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖2.2 無(wú)源RFID識(shí)別系統(tǒng)RFID ( Radio Frequency Identification , RFID)技術(shù)在物資標(biāo)識(shí)和定位方面已有規(guī)模化應(yīng)用。林業(yè)資源管理中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要應(yīng)用在木材存儲(chǔ)和運(yùn)輸過(guò)程的清點(diǎn)和統(tǒng)計(jì)分析上,通過(guò)自動(dòng)識(shí)別建立緊密的邏輯聯(lián)系,實(shí)現(xiàn)對(duì)木材信息的智能化管理。無(wú)源RFID識(shí)別系統(tǒng)可分為三個(gè)部分,即閱讀器、天線和電子標(biāo)簽。電子標(biāo)

12、簽具有獨(dú)一無(wú)二的編碼,附著在物品上以自動(dòng)辨識(shí)并追蹤該物品。天線用于在標(biāo)簽和讀取器間傳遞信號(hào)并進(jìn)行傳輸。閱讀器讀取電子標(biāo)簽內(nèi)的特定編碼信息,并將編碼信息傳送至后臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。3 傳輸層及應(yīng)用層關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備傳輸層位于物聯(lián)網(wǎng)三層結(jié)構(gòu)的中間一層,通常建立在現(xiàn)有移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的公共通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上,用以提供及時(shí)可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。傳輸層的接入方式既包括有線通信方式,如基于 Internet 的固網(wǎng)通信方式,也包括無(wú)線通信方式如WiFi、 2G/3G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)等。 考慮到森林監(jiān)測(cè)的環(huán)境限制,實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中傳輸層選用 2G/3G 移動(dòng)通信技術(shù)接入互聯(lián)網(wǎng)。因傳輸部分直接使用現(xiàn)有移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò),故其關(guān)鍵

13、技術(shù)不在本文中展開(kāi)介紹。應(yīng)用層針對(duì)森林環(huán)境監(jiān)測(cè)平臺(tái)的技術(shù)應(yīng)用,將感知層通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)來(lái)的森林環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、分析和存儲(chǔ),為用戶提供森林氣象分析、災(zāi)情分析與預(yù)警等一系列資源應(yīng)用功能,并可集合大數(shù)據(jù)分析通過(guò)云計(jì)算信息交互平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)基于遠(yuǎn)程控制和訪問(wèn)的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)技術(shù)服務(wù)。偏遠(yuǎn)地帶的探測(cè)節(jié)點(diǎn)的電源由電池提供,在信息傳輸步驟中將消耗大量電能,嚴(yán)重影響探測(cè)節(jié)點(diǎn)的電池使用壽命,因此必須配置合理的訪問(wèn)控制策略,合理限定接受探測(cè)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔和頻率。一種合理可行的訪問(wèn)策略就是僅當(dāng)需要采集數(shù)據(jù)時(shí)才喚醒探測(cè)節(jié)點(diǎn),采集完畢之后探測(cè)節(jié)點(diǎn)就自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)處于預(yù)警狀態(tài)時(shí),系統(tǒng)用戶可以通過(guò)森林資源監(jiān)測(cè)

14、平臺(tái)向特定探測(cè)節(jié)點(diǎn)或簇節(jié)點(diǎn)發(fā)起信息查詢操作獲取對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)信息。當(dāng)未發(fā)生災(zāi)情預(yù)警時(shí),探測(cè)節(jié)點(diǎn)不頻繁發(fā)出實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),降低節(jié)點(diǎn)能耗及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)流量費(fèi)用,從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。4 監(jiān)測(cè)平臺(tái)功能設(shè)計(jì)及系統(tǒng)功能驗(yàn)證森林環(huán)境監(jiān)測(cè)平臺(tái)將遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)服務(wù)器中的數(shù)據(jù)庫(kù)信息綜合處理,將運(yùn)算后的決策信息可視化地向系統(tǒng)用戶呈現(xiàn)。本系統(tǒng)基于J2EE構(gòu),采用B /S模式進(jìn)行開(kāi)發(fā),數(shù)據(jù)庫(kù)采用 Oracle 實(shí)現(xiàn)了交互式網(wǎng)站查詢綜合服務(wù)功能。 平臺(tái)功能參考行業(yè)主流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì),主要分為監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)查詢、數(shù)據(jù)變化對(duì)比曲線、基于位置監(jiān)測(cè)點(diǎn)狀態(tài)顯示、監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)異常報(bào)警等10。系統(tǒng)結(jié)合 WebGIS平臺(tái)顯示傳感器節(jié)點(diǎn)的地理位置,具備界面友好

15、、美觀,易于操作等特點(diǎn)。將采集的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中保存, Web 應(yīng)用系統(tǒng)從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中得到數(shù)據(jù),并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行展示和分析,進(jìn)而能夠查詢歷史記錄獲取森林監(jiān)測(cè)環(huán)境的一系列環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。當(dāng)探測(cè)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過(guò)設(shè)定閾值時(shí),系統(tǒng)將及時(shí)向終端用戶發(fā)出預(yù)警信息,高亮度標(biāo)識(shí)潛在災(zāi)情范圍。林區(qū)工作人員可以結(jié)合GPS定位裝置迅速趕赴預(yù)警地點(diǎn)。同時(shí)基于環(huán)境數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析也可以為災(zāi)情預(yù)警提供數(shù)據(jù)支撐。森林火險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)可以提供火險(xiǎn)預(yù)警拓展信息服務(wù),根據(jù)接收到的感知數(shù)據(jù),依據(jù)風(fēng)速風(fēng)向和溫濕度等氣象指數(shù)、森林可燃物類型等綜合因素進(jìn)行計(jì)算分析。4.1 探測(cè)節(jié)點(diǎn)的主要技術(shù)指標(biāo)目前氣象探測(cè)節(jié)點(diǎn)主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1 所列,溫濕度

16、、風(fēng)速風(fēng)向、雨量等全方位氣象信息能對(duì)林區(qū)氣象狀況進(jìn)行全天候的監(jiān)測(cè),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)指定區(qū)域的精確氣象情景的獲取。4.2 基于層次劃分的多路由樹(shù)傳輸策略基于層次劃分的簇頭多路由樹(shù)傳輸策略,以匯聚節(jié)點(diǎn)(Sink)為圓心,按照一定的距離范圍將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)劃分成不同扇區(qū), 簇頭由于其地理位置分布在不同扇區(qū), 在簇頭和 Sink之間建立了一個(gè)以Sink為根的多路由樹(shù)。圖3所示是基于層次劃分的簇頭多路由樹(shù)。在路由建立過(guò)程中綜合考慮下一跳簇頭的能耗距離。簇頭收集并處理本簇?cái)?shù)據(jù),將根據(jù)傳輸距離及所在區(qū)域探測(cè)節(jié)點(diǎn)密度選擇不同的傳輸策略,即最低傳輸成本策略和能量平衡策略。與傳統(tǒng)路由樹(shù)數(shù)據(jù)傳送策略相比,基于層次劃分的簇頭多路

17、由樹(shù)傳輸策略具有穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)傳輸性能,在延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期的基礎(chǔ)上節(jié)約探測(cè)節(jié)點(diǎn)電源功耗,從而滿足森林條件下對(duì)環(huán)境信息的有效采集。圖 3 基于層次劃分的簇頭多路由樹(shù)5 結(jié)語(yǔ)本文針對(duì)森林資源監(jiān)測(cè)需求提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案,構(gòu)建了具有數(shù)據(jù)融合功能的森林環(huán)境因子監(jiān)測(cè)平臺(tái)。 該系統(tǒng)結(jié)合ZigBee 技術(shù)對(duì)探測(cè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了高效的數(shù)據(jù)采集,通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)精確采集森林環(huán)境及資源信息,結(jié)合RFID技術(shù)能實(shí)現(xiàn)對(duì)貴重木材儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程的清點(diǎn)。數(shù)據(jù)傳輸部分結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng)。資源監(jiān)測(cè)平臺(tái)能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)指定森林區(qū)域全方位多維度的環(huán)境信息,將制定探測(cè)器的信息傳輸?shù)椒?wù)器,也可

18、以由探測(cè)器接收并執(zhí)行服務(wù)器端傳送來(lái)的指令。整個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的森林環(huán)境信息采集、分析、監(jiān)測(cè)、儲(chǔ)存及預(yù)警功能,能對(duì)森林資源的可持續(xù)發(fā)展起到保障作用,具有廣闊的應(yīng)用前景。參考文獻(xiàn)1譚三清, 王湘衡, 肖維, 等 .基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的森林健康評(píng)價(jià)研究J.中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) ,2015, 35( 8) : 13-16.2楚春暉,佘濟(jì)云,陳冬洋.基于 SOM 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的五指山市森林健康評(píng)價(jià)J.中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2015, 35( 10) : 69-73.3 王霓虹, 戴巍, 楊英奎.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的森林環(huán)境因子監(jiān)測(cè)平臺(tái)研建J.森林工程,2015, 31 (2): 103-107.4顧曉麗, 潘潔, 張衡, 等 .基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的我國(guó)森林病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)研究進(jìn)展J.世界林業(yè)研究,2015, 28 (2): 48-53.5 陶佰睿, 張藝弛, 苗鳳娟, 等 .基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)森林火災(zāi)防控系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2014,42(8):142-144.6 陳煒?lè)澹?席萬(wàn)強(qiáng), 周峰,等 .基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的山體滑坡監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.電子器件,2014,37 (2):279-282.7孫立云.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在木材管理領(lǐng)域的應(yīng)用J.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù), 2013, 3( 2

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