物聯網在智慧公園中的應用與研究

邢印強

物聯網集成傳感器、單片機、射頻識別等多種技術，提高了人與人、人與物、物與物之間的互聯互通水平。本文詳細地描述了物聯網技術及應用現狀，以智慧公園為研究對象，詳細地描述了物聯網應用的關鍵技術NBIOT，擴展了物聯網的應用領域，具有一定的意義。

一、引言

物聯網（The Internet of Things，簡稱IOT）是互聯網應用的延伸，也是當前實現萬物互聯、萬物互通的重要技術。物聯網可以利用傳感器采集數據，將人和物利用信息網絡關聯在一起，形成一個功能完善、智能自動的信息系統。物聯網經過多年的普及和應用，已經在工業制造、教育科研、娛樂游戲、農業畜牧、環境監測等多個領域普及，取得了一定的應用成效，提高了社會信息化、智能化和共享化水平。

智慧公園作為物聯網的一個應用方向，可以在公園中部署溫濕度、聲光等傳感器，采集智慧公園中的游客、動植物、交通工具等數據，將這些數據發送給服務器，服務器可以針對人流、車流以及自然數據進行分析，掌握公園內的溫濕度等信息，為智慧公園提供信息化決策服務，提高公園管理的智慧化水平。本文結合實際需求，重點描述智慧公園的物聯網應用情況，為智慧公園建設提供支撐，也可以擴大物聯網的應用范圍。

二、物聯網在智慧公園中的應用現狀

物聯網在智慧公園中也得到了廣泛應用，許多公園引入了自動化的噴淋系統、紅外線供水系統等。噴淋系統可以利用溫濕度傳感器采集數據，將這些數據發送給智慧公園服務器，自動化地分析土壤中的水分含量，以便能夠感知土地的干旱水平，如果缺水則自動化地噴淋。紅外線供水系統多應用于智慧公園衛生間、洗浴室等，利用紅外線傳感器感知使用者，一旦有使用者則可以自動供水。另外，智慧公園還引入了許多的視頻監控系統，這些系統利用先進的視頻傳感器或紅外成像傳感器，這些攝像頭被部署于各個關鍵道路卡口或公園的門禁處，保障智慧公園游客安全、消防安全、設施安全等，具有重要的作用和意義。

三、物聯網在智慧公園中的關鍵技術應用

物聯網的應用領域非常廣泛，本文結合實際情況重點描述物聯網在智慧公園中的應用。智慧公園的軟硬件設備非常多，比如路燈管理系統、智能灌溉系統、視頻監控系統、廣播語音系統、門禁管理系統、停車管理系統、智能垃圾箱等，這些系統可以為公園管理處提供決策指導，因此為了保證公園的信息系統能夠正常運行，需要及時地部署傳感器，利用門禁傳感器、溫濕度傳感器、人流車流計數傳感器等采集數據信息，幫助公園管理處指導公園的各項工作，比如一旦發現車位停滿，就可以通知廣播語音系統，播報車位已滿的通知，讓停車游玩的人去尋找其他車位。

物聯網在智慧公園中的應用包括三個非常關鍵的層次，分別是數據感知層、數據傳輸層和業務應用層。數據感知層可以及時地利用各類型傳感器采集公園內的數據信息，比如車流量、人流量、垃圾箱、車位數等，將這些基礎數據通過物聯網傳輸給服務器。數據傳輸層則可以利用RFID技術、ZigBee技術、NB-IOT技術等進行數據傳輸，由終端傳感器發送給物聯網路由器，物聯網路由器可以將其匯聚在一起發送給各個應用軟件，因此物聯網技術可以實現數據傳遞和轉發。業務應用層則是指各類型的應用軟件，這些軟件獲取服務器的數據之后，可以針對這些數據進行加工和處理，指導公園管理人員作業。物聯網在智慧公園中的應用架構設計如圖1所示。

語音播報系統可以利用多種感應傳感器，及時地感知人、車等接觸的距離，為客戶提供警告、預告等語音，比如當一個游客接觸到公園湖中的水，此時可以及時地感知并且發出警告，讓游客注意安全不要下水等。語音播報系統可以錄制一些自動化的片段，比如針對公園內的名貴古老樹木、景觀景點等進行介紹，講解一些有趣的故事，只要用戶進入這些物聯網的覆蓋范圍，系統可以自動播放這些語音，幫助游客掌握公園相關信息，提高人們游覽公園的興趣。

智能灌溉系統可以使用RFID、單片機等，比如在花草樹木叢中安放一個溫濕度采集單片機，該單片機集成了NB-IOT物聯網協議，可以實時地感知園區中的雨水、溫度情況，及時地將這些信息傳輸給花草植物灌溉系統，灌溉系統分析數據之后實施灌溉操作。NB-IOT物聯網協議有很多優勢，比如覆蓋范圍廣泛、功耗也非常低、建設成本低、容量也非常大，比如接入用戶可以數十萬，因此非常方便應用于智慧公園。

智慧公園充分利用物聯網技術實現對車輛的智能化管理，停車管理系統可以使用帶有NB-IoT的地磁模塊，采集和管理停車位的相關數據信息，提供對車輛的管理服務。停車管理系統還可以利用二維碼與人們的移動終端進行連接，這樣就可以通過微信等小程序管理車輛信息，及時的查看車輛的停車狀態，是否存在安全危險等。停車管理系統還可以為人們提供車位數量，這樣就可以讓司機清晰的知道公園停車場的剩余車位數和車位位置，從而可以快速的定位空閑停車位。

智慧垃圾箱可以使用NB-IOT和傳感器，采集垃圾桶的每一個部位信息，為人們提供較好的垃圾收集和分類功能，保護園區的衛生，智慧垃圾箱外形雅觀、環保衛生、節約能源、密封性好，可以防止交叉感染，避免垃圾箱的異味溢出，不需要外接電源，可以長期使用。

電動車充電樁可以使用二維碼和NB-IOT技術，實現對充電樁的遠程監控。車主掃描智能插座上的二維碼智慧就可以開通電源接通服務，遠程監控電流、電壓、溫度及充電器的異常情況，并且可以充電完成之后自動斷電，利用外接接口接入到消防119、安監平臺等，提高政府監督效率。公園內的充電樁是有限的，因此智慧公園可以為用戶提供一個電動車床墊子的使用狀態數據，包括已用數據、空閑數據和壞損數據，讓電動車車主掌握充電樁的情況，方便車主進行決策。

四、結語

物聯網集成了移動通信、單片機、傳感器、GPS等先進計算機技術，能夠根據人們的需要實時采集數據，實現萬物互聯互通，已經在很多領域得到普及和使用。智慧公園作為物聯網的重要應用方面，利用射頻識別、NB-IOT等技術，可以實現園區人流車流、公共設備、充電樁、垃圾箱等信息采集和管理，提高園區管理的智慧化程度。

作者單位：柳州市自動化科學研究所