秦 敏(河北軟件職業技術學院,河北保定071000)
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淺析物聯網技術的發展及其在茶葉領域的應用
秦敏
(河北軟件職業技術學院,河北保定071000)
摘要:物聯網是一種在互聯網技術的基礎上發展起來并以其為核心的現代化技術。物聯網技術是互聯網技術的發展和延伸,其能夠實現物品之間的信息交換,同時也支持通訊功能。物聯網技術指的是利用RFID、紅外感應、GPS等技術,通過連接物品與網絡,實現自動識別、監管等功能。因此,其在茶葉領域有著極為廣闊的應用前景,無論是病害診斷還是物流體系完善,物聯網技術的應用都大有好處。本文對物聯網技術的發展進行了簡要分析,并探討其在茶葉領域的應用。
關鍵詞:物聯網技術;發展;茶葉領域;應用
物聯網的英文全稱是The Internet of things,屬于現代信息技術的一種,被廣泛認為是信息產業繼互聯網之后迎來的發展新浪潮。上世紀90年代初,物聯網技術第一次被運用于實踐,但概念的明確提出則是在90年代末期。對于物聯網技術的發展,2009年是極為重要的一年,其在這一年正式邁入國家五大戰略性產業行列,并首次被寫入政府工作報告。報道我國有二十多個省份均將其作為“十二五規劃”實施的重點發展對象。茶產業是社會主義市場經濟中的重要產業,我國有多個省份都是產茶大省,比如云南、湖南等。因此,物聯網技術在茶葉領域中的應用對于促進經濟發展極具現實意義。
1.1含義
物聯網本質是一種網絡[1]。物聯網以互聯網為存在和發展的基礎,用戶端已逐漸擴展至物品,因此,物聯網可以直觀地解釋為物品與物品相連的網絡。所謂物聯網,一般被認為包含兩層含義:一、互聯網是物聯網的基礎,同時也是其核心和關鍵,物聯網是互聯網的發展和延伸。二、物聯網的用戶端已逐漸延伸至物與物之間,它們之間可實現信息交換。所以,物聯網可以理解為一種能夠利用RFID技術(射頻識別)、紅外感應、GPS、激光掃描等技術,通過傳感設備,依照協議,實現網絡與物品連接的技術[2]。該技術支持信息交換以及通訊功能,所以,該技術在實際應用過程中可以進行自動識別、監管、定位等。
1.2體系構架
物聯網技術當前尚未形成一套可擴展的體系構架。依照國際電信聯盟的觀點,其構架包括五個部分:一、感知層。二、接入層。三、網絡層。四、中間件層。五、應用層。而目前,人們對于物聯網的認識中,普遍認為應將其劃為三層體系,即感知、網絡、應用三層,各層基本功能如下:感知層的主要功能在于物體識別,其可以利用電子標簽或智能卡等采集大量的信息。以RFID技術為例,利用電子標簽采集信息具有效率高、范圍廣等顯著特點[3]。在信息采集的基礎上,通過智能識別以及接入設備,就可以實現所得信息與相關單元的共享、交換。網絡層的主要功能在于信息傳輸,指的是利用互聯網以及通信網等對數據進行計算和傳輸。應用層的主要功能在于分析信息以及做出決策,不僅是影響服務任務完成的重要因素,同時也是智能應用實現的重要影響因素。應用層可以使物品之間以及人與物品之間實現感知,具有典型的智能化特征,發揮著十分關鍵的作用。
1.3核心技術
物聯網的產業鏈分為四個環節,即標識環節、感知環節、處理環節、傳送環節,每個環節都應用了與其功能有關的技術,因此,物聯網的核心技術也有四項。一、RFID技術。該技術就是射頻識別技術,屬于現代通信技術的一種,其主要作用是信息采集,對物聯網功能的實現有著決定性的影響意義[4]。射頻識別技術能夠利用無線訊號實現對目標的識別與信息采集。并且,在這個過程中,識別系統并不需要與目標接觸。就目前來講,物聯網技術在茶葉領域的應用范圍相對較小,射頻識別技術也尚未在生產監控與包裝等過程中推廣。二、傳感器技術。傳感器的功能就相當于感知器[5]。物品通過傳感器能夠對物質世界進行感知,所以,傳感器技術實際上是物體“感知”世界的基礎。傳感器的主要功能在于采集物聯網信息,是物聯網技術應用的前提。傳感器中的元件主要包括敏感元件以及轉換元件,其利用聲音、濕度、力等信號均可以感知,因此,其功能中包括采集數據、分析信息、反饋等,能夠提供初始資料。三、傳感器網絡技術。該技術是無線通信、傳感器技術等多項技術的綜合體,其可以利用不同的傳感器實現信息的實時監測、感知等,還能夠利用嵌入式系統實現信息處理、利用無線通信網絡進行信息傳送,因此,可以說,該技術能夠進行“隨地計算”。四、通信技術。包括近距離以及廣域兩種,比較常見的相關技術有WiFi、UWB等。
1.4應用領域及效果
當前,物聯網已經過一段時期的發展,其技術逐漸趨于成熟,體制也在走向完善。結合其應用實踐來看,其在不同領域的應用有著密切的聯系,顯示出深化趨勢,同時,其應用范圍穩步擴大,逐漸擴展至安防領域、電力產業、交通領域等。其在安防領域的應用,有助于實現安防的智能化、人性化,符合新時期的安防發展要求;其在電力產業的應用,推動了管理的智能化和效能的高效化;其在交通領域的應用,有助于提高交通系統的智能化水平,尤其是在應急事件處理方面,發揮了巨大作用。
1.5發展趨勢
物聯網技術的發展符合人們控制物體的愿望要求,有助于物品更好的服務于人。當前,隨著物聯網技術的完善,人們對其的要求也在不斷提高。可以預見的是,傳感器作為物聯網中的關鍵元件,在未來的發展中,體積會更小、價格會更低,同時,性能會更高、更穩定。物聯網的服務水平將會更高,側重點也將逐漸轉為生活領域。另外,物聯網技術應用范圍的穩步擴大,勢必會引起越來越多的企業關注。在這樣的情況下,科技設備多少都會實現連接,智能化程度也將更高。
以湖南為例,當前茶產業發展正面臨重要的過渡、轉型期,物聯網技術在茶葉領域的應用,有助于推動實現產業自動化。具體來講,物聯網技術在茶葉領域中的應用,主要包括蟲害診斷、質量安全追溯、物流體系完善等幾個方面。
2.1蟲害診斷方面
病蟲害是影響茶樹生長以及茶葉質量的重要因素,因此,茶樹種植過程中,需要對其進行蟲害防控,并適當使用農藥。結合湖南幾個主要茶業產區的基本調查情況發現,該省通過合理利用物聯網技術逐漸形成了
一套茶樹蟲害遠程診斷技術體系。該體系的形成以全面調查茶樹害蟲種類、分布為基礎,并結合害蟲天敵的種類與分布情況,初步建立了囊括生物學、蟲害防控技術等內容的數據庫。數據庫中不僅有關于害蟲的基本情況,也包括了其天敵的情況。該數據庫合理利用了相應的管理技術以及多種現代化信息技術,其中包括專家系統以及智能終端等。在此基礎上,開發出了茶樹病害多媒體數據庫檢索系統以及遠程診斷系統、生物控制專家平臺。上述系統均以互聯網技術為基礎。
2.2產品安全追溯
茶葉的質量關系到消費者的健康,是影響到人民生命安全的大事,一旦出現巨大安全事故,不僅會影響經濟發展,嚴重者甚至會對社會穩定產生一定的影響,所以,茶葉質量必須嚴格把關。隨著市場經濟的發展,茶葉產品安全追溯當前已成為了一個社會熱點。物聯網技術在茶葉領域中的應用,能夠起到強化監管的作用,對于保障茶葉產品的質量有著顯著的積極作用。該技術可以通過對產品生產過程與流通過程的全程監管,降低產品質量風險,保障產品安全。當前,我國已經開發出了食品安全追溯系統,該系統可以利用RFID技術、條碼技術等多種現代化技術,對產品質量進行跟蹤,同時,該系統可進行質量追溯,對于保障產品質量和安全具有積極的意義。該系統由管理系統、溯源平臺、查詢終端等構成,在實際應用中,消費者利用查詢終端以及條碼識別系統,就可以了解產品的生產、質量信息,這一過程通常利用智能手機就可以實現,極為方便。另外,消費者通過網絡可以對產品進行更深入的了解:網絡查詢可以幫助消費者了解產品生產、運輸、存儲以及銷售等多個環節的詳細信息,能夠實現產品質量的全過程追蹤。該系統模式下,產品生產、流向、質量等均能夠實現詳細查詢,創新了產品質量監管模式。
2.3物流體系完善
物聯網技術在物流方面的應用,使得信息的收集實現了代碼化、處理實現了電子化、傳遞實現了標準化、存儲實現了數字化。這樣一來,接受訂單到發貨之間的時長大為縮短,運輸效率也得到了顯著提高。另外,由于訂貨、發貨都更為便捷,所以,出錯率會有所降低,對于訂單需求的滿足程度也會更高。同時,在物流的基礎上,結合產品價格信息以及財務信息可以建成一套物流、銷售各個環節通用的數據體系,利用物聯網中的核心技術能夠實現信息采集的自動化,降低了人為影響力,保障了信息采集的時效性。利用該體系,能夠在收到信息之后的第一時間進行數據處理,并將結果反饋至企業,指導下一步的銷售計劃制定。
雖然物聯網技術還屬于一個新興學科,但其核心技術已經基本成熟,達到了應用要求。茶葉領域中應用物聯網技術,是為了適應茶產業新時期的發展要求,同時,這也代表著未來一段時期的茶業發展趨勢。就目前的形勢來看,物聯網在茶葉領域中的應用,能夠為茶業的發展帶來一定的機遇。
物聯網技術在當前已經基本完善,應用范圍逐漸延伸至交通領域和安防領域、茶葉領域中。該技術屬于新興信息技術,關注度極高,為信息產業的發展帶去了新契機,有助于推動經濟的發展以及各領域管理的智能化。茶業是我國重要的產業之一,對經濟的發展有著不容忽視的影響,因此,在當前情況下,茶葉領域應在蟲害診斷、物流等方面積極應用物聯網中的RFID等技術,開發、建設相應的系統,提高管理和服務水平,推動茶業轉型、產業升級等目標的實現。
參考文獻
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作者簡介:秦敏(1983-),女,河北保定人,本科,講師,研究方向:物聯網。