秦 敏(河北軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河北保定071000)
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淺析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展及其在茶葉領(lǐng)域的應(yīng)用
秦敏
(河北軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河北保定071000)
摘要:物聯(lián)網(wǎng)是一種在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來并以其為核心的現(xiàn)代化技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和延伸,其能夠?qū)崿F(xiàn)物品之間的信息交換,同時也支持通訊功能。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)指的是利用RFID、紅外感應(yīng)、GPS等技術(shù),通過連接物品與網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)自動識別、監(jiān)管等功能。因此,其在茶葉領(lǐng)域有著極為廣闊的應(yīng)用前景,無論是病害診斷還是物流體系完善,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用都大有好處。本文對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了簡要分析,并探討其在茶葉領(lǐng)域的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);發(fā)展;茶葉領(lǐng)域;應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)的英文全稱是The Internet of things,屬于現(xiàn)代信息技術(shù)的一種,被廣泛認(rèn)為是信息產(chǎn)業(yè)繼互聯(lián)網(wǎng)之后迎來的發(fā)展新浪潮。上世紀(jì)90年代初,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)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(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)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(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)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(guī)劃”實施的重點發(fā)展對象。茶產(chǎn)業(yè)是社會主義市場經(jīng)濟(jì)中的重要產(chǎn)業(yè),我國有多個省份都是產(chǎn)茶大省,比如云南、湖南等。因此,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在茶葉領(lǐng)域中的應(yīng)用對于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展極具現(xiàn)實意義。
1.1含義
物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)是一種網(wǎng)絡(luò)[1]。物聯(lián)網(wǎng)以互聯(lián)網(wǎng)為存在和發(fā)展的基礎(chǔ),用戶端已逐漸擴(kuò)展至物品,因此,物聯(lián)網(wǎng)可以直觀地解釋為物品與物品相連的網(wǎng)絡(luò)。所謂物聯(lián)網(wǎng),一般被認(rèn)為包含兩層含義:一、互聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ),同時也是其核心和關(guān)鍵,物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和延伸。二、物聯(lián)網(wǎng)的用戶端已逐漸延伸至物與物之間,它們之間可實現(xiàn)信息交換。所以,物聯(lián)網(wǎng)可以理解為一種能夠利用RFID技術(shù)(射頻識別)、紅外感應(yīng)、GPS、激光掃描等技術(shù),通過傳感設(shè)備,依照協(xié)議,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與物品連接的技術(shù)[2]。該技術(shù)支持信息交換以及通訊功能,所以,該技術(shù)在實際應(yīng)用過程中可以進(jìn)行自動識別、監(jiān)管、定位等。
1.2體系構(gòu)架
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)當(dāng)前尚未形成一套可擴(kuò)展的體系構(gòu)架。依照國際電信聯(lián)盟的觀點,其構(gòu)架包括五個部分:一、感知層。二、接入層。三、網(wǎng)絡(luò)層。四、中間件層。五、應(yīng)用層。而目前,人們對于物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識中,普遍認(rèn)為應(yīng)將其劃為三層體系,即感知、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)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(biāo)簽或智能卡等采集大量的信息。以RFID技術(shù)為例,利用電子標(biāo)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(chǔ)上,通過智能識別以及接入設(shè)備,就可以實現(xiàn)所得信息與相關(guān)單元的共享、交換。網(wǎng)絡(luò)層的主要功能在于信息傳輸,指的是利用互聯(lián)網(wǎng)以及通信網(wǎng)等對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算和傳輸。應(yīng)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(wù)任務(wù)完成的重要因素,同時也是智能應(yīng)用實現(xiàn)的重要影響因素。應(yīng)用層可以使物品之間以及人與物品之間實現(xiàn)感知,具有典型的智能化特征,發(fā)揮著十分關(guān)鍵的作用。
1.3核心技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈分為四個環(huán)節(jié),即標(biāo)識環(huán)節(jié)、感知環(huán)節(jié)、處理環(huán)節(jié)、傳送環(huán)節(jié),每個環(huán)節(jié)都應(yīng)用了與其功能有關(guān)的技術(shù),因此,物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)也有四項。一、RFID技術(shù)。該技術(shù)就是射頻識別技術(shù),屬于現(xiàn)代通信技術(shù)的一種,其主要作用是信息采集,對物聯(lián)網(wǎng)功能的實現(xiàn)有著決定性的影響意義[4]。射頻識別技術(shù)能夠利用無線訊號實現(xiàn)對目標(biāo)的識別與信息采集。并且,在這個過程中,識別系統(tǒng)并不需要與目標(biāo)接觸。就目前來講,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在茶葉領(lǐng)域的應(yīng)用范圍相對較小,射頻識別技術(shù)也尚未在生產(chǎn)監(jiān)控與包裝等過程中推廣。二、傳感器技術(shù)。傳感器的功能就相當(dāng)于感知器[5]。物品通過傳感器能夠?qū)ξ镔|(zhì)世界進(jìn)行感知,所以,傳感器技術(shù)實際上是物體“感知”世界的基礎(chǔ)。傳感器的主要功能在于采集物聯(lián)網(wǎng)信息,是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的前提。傳感器中的元件主要包括敏感元件以及轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)、分析信息、反饋等,能夠提供初始資料。三、傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。該技術(shù)是無線通信、傳感器技術(shù)等多項技術(shù)的綜合體,其可以利用不同的傳感器實現(xiàn)信息的實時監(jiān)測、感知等,還能夠利用嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)信息處理、利用無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳送,因此,可以說,該技術(shù)能夠進(jìn)行“隨地計算”。四、通信技術(shù)。包括近距離以及廣域兩種,比較常見的相關(guān)技術(shù)有WiFi、UWB等。
1.4應(yīng)用領(lǐng)域及效果
當(dāng)前,物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)過一段時期的發(fā)展,其技術(shù)逐漸趨于成熟,體制也在走向完善。結(jié)合其應(yīng)用實踐來看,其在不同領(lǐng)域的應(yīng)用有著密切的聯(lián)系,顯示出深化趨勢,同時,其應(yīng)用范圍穩(wěn)步擴(kuò)大,逐漸擴(kuò)展至安防領(lǐng)域、電力產(chǎn)業(yè)、交通領(lǐng)域等。其在安防領(lǐng)域的應(yīng)用,有助于實現(xiàn)安防的智能化、人性化,符合新時期的安防發(fā)展要求;其在電力產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用,推動了管理的智能化和效能的高效化;其在交通領(lǐng)域的應(yīng)用,有助于提高交通系統(tǒng)的智能化水平,尤其是在應(yīng)急事件處理方面,發(fā)揮了巨大作用。
1.5發(fā)展趨勢
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展符合人們控制物體的愿望要求,有助于物品更好的服務(wù)于人。當(dāng)前,隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的完善,人們對其的要求也在不斷提高。可以預(yù)見的是,傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵元件,在未來的發(fā)展中,體積會更小、價格會更低,同時,性能會更高、更穩(wěn)定。物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)水平將會更高,側(cè)重點也將逐漸轉(zhuǎn)為生活領(lǐng)域。另外,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用范圍的穩(wěn)步擴(kuò)大,勢必會引起越來越多的企業(yè)關(guān)注。在這樣的情況下,科技設(shè)備多少都會實現(xiàn)連接,智能化程度也將更高。
以湖南為例,當(dāng)前茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展正面臨重要的過渡、轉(zhuǎn)型期,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在茶葉領(lǐng)域的應(yīng)用,有助于推動實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)自動化。具體來講,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在茶葉領(lǐng)域中的應(yīng)用,主要包括蟲害診斷、質(zhì)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(zhì)量的重要因素,因此,茶樹種植過程中,需要對其進(jìn)行蟲害防控,并適當(dāng)使用農(nóng)藥。結(jié)合湖南幾個主要茶業(yè)產(chǎn)區(qū)的基本調(diào)查情況發(fā)現(xiàn),該省通過合理利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸形成了
一套茶樹蟲害遠(yuǎn)程診斷技術(shù)體系。該體系的形成以全面調(diào)查茶樹害蟲種類、分布為基礎(chǔ),并結(jié)合害蟲天敵的種類與分布情況,初步建立了囊括生物學(xué)、蟲害防控技術(shù)等內(nèi)容的數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫中不僅有關(guān)于害蟲的基本情況,也包括了其天敵的情況。該數(shù)據(jù)庫合理利用了相應(yīng)的管理技術(shù)以及多種現(xiàn)代化信息技術(shù),其中包括專家系統(tǒng)以及智能終端等。在此基礎(chǔ)上,開發(fā)出了茶樹病害多媒體數(shù)據(jù)庫檢索系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)、生物控制專家平臺。上述系統(tǒng)均以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)。
2.2產(chǎn)品安全追溯
茶葉的質(zhì)量關(guān)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(xiàn)巨大安全事故,不僅會影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展,嚴(yán)重者甚至?xí)ι鐣€(wěn)定產(chǎn)生一定的影響,所以,茶葉質(zhì)量必須嚴(yán)格把關(guān)。隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,茶葉產(chǎn)品安全追溯當(dāng)前已成為了一個社會熱點。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在茶葉領(lǐng)域中的應(yīng)用,能夠起到強化監(jiān)管的作用,對于保障茶葉產(chǎn)品的質(zhì)量有著顯著的積極作用。該技術(shù)可以通過對產(chǎn)品生產(chǎn)過程與流通過程的全程監(jiān)管,降低產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險,保障產(chǎn)品安全。當(dāng)前,我國已經(jīng)開發(fā)出了食品安全追溯系統(tǒng),該系統(tǒng)可以利用RFID技術(shù)、條碼技術(shù)等多種現(xiàn)代化技術(shù),對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行跟蹤,同時,該系統(tǒng)可進(jìn)行質(zhì)量追溯,對于保障產(chǎn)品質(zhì)量和安全具有積極的意義。該系統(tǒng)由管理系統(tǒng)、溯源平臺、查詢終端等構(gòu)成,在實際應(yīng)用中,消費者利用查詢終端以及條碼識別系統(tǒng),就可以了解產(chǎn)品的生產(chǎn)、質(zhì)量信息,這一過程通常利用智能手機就可以實現(xiàn),極為方便。另外,消費者通過網(wǎng)絡(luò)可以對產(chǎn)品進(jìn)行更深入的了解:網(wǎng)絡(luò)查詢可以幫助消費者了解產(chǎn)品生產(chǎn)、運輸、存儲以及銷售等多個環(huán)節(jié)的詳細(xì)信息,能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的全過程追蹤。該系統(tǒng)模式下,產(chǎn)品生產(chǎn)、流向、質(zhì)量等均能夠?qū)崿F(xiàn)詳細(xì)查詢,創(chuàng)新了產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管模式。
2.3物流體系完善
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流方面的應(yīng)用,使得信息的收集實現(xiàn)了代碼化、處理實現(xiàn)了電子化、傳遞實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、存儲實現(xiàn)了數(shù)字化。這樣一來,接受訂單到發(fā)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(fā)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(chǔ)上,結(jié)合產(chǎn)品價格信息以及財務(wù)信息可以建成一套物流、銷售各個環(huán)節(jié)通用的數(shù)據(jù)體系,利用物聯(lián)網(wǎng)中的核心技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)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(jìn)行數(shù)據(jù)處理,并將結(jié)果反饋至企業(yè),指導(dǎo)下一步的銷售計劃制定。
雖然物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還屬于一個新興學(xué)科,但其核心技術(shù)已經(jīng)基本成熟,達(dá)到了應(yīng)用要求。茶葉領(lǐng)域中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),是為了適應(yīng)茶產(chǎn)業(yè)新時期的發(fā)展要求,同時,這也代表著未來一段時期的茶業(yè)發(fā)展趨勢。就目前的形勢來看,物聯(lián)網(wǎng)在茶葉領(lǐng)域中的應(yīng)用,能夠為茶業(yè)的發(fā)展帶來一定的機遇。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在當(dāng)前已經(jīng)基本完善,應(yīng)用范圍逐漸延伸至交通領(lǐng)域和安防領(lǐng)域、茶葉領(lǐng)域中。該技術(shù)屬于新興信息技術(shù),關(guān)注度極高,為信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶去了新契機,有助于推動經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及各領(lǐng)域管理的智能化。茶業(yè)是我國重要的產(chǎn)業(yè)之一,對經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著不容忽視的影響,因此,在當(dāng)前情況下,茶葉領(lǐng)域應(yīng)在蟲害診斷、物流等方面積極應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)中的RFID等技術(shù),開發(fā)、建設(shè)相應(yīng)的系統(tǒng),提高管理和服務(wù)水平,推動茶業(yè)轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)升級等目標(biāo)的實現(xiàn)。
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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(lián)網(wǎng)。