物联网及其在林业中的应用_李春勇
林业科学
１ 物联网概念
１．１ 物联网的定义 基于不同的主体和角度，在不同阶段，物联网的定义不尽相同。最简单的定义就是物物相连的互联网，包含2个涵义：一是其核心和基础仍然是互联网；二是用户端扩展到了人和人、人和物、物和物之间的信息交换和通信。2010年国务院《政府工作报告》对物联网的定义是：通过传感设备按照约定的协议，把各种网络连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的1种网络。无论怎么定义其概念基本内涵是一致的，即物联网是一个以万物为作用对象的信息系统。
１．２ 物联网体系架构与特征 物联网体系架构一般可划分为感知层、网络层和应用层，从物理形态分为识别、传感、控制3类。感知层主要是识别物体和采集信息；网络层是将感知到的数据进行安全可靠的传输；应用层将感知和传输来的数据进行分析和处理，并通过多种方式进行人机交互。物联网的显著特征是将各种感知技术进行全面应用，在基于互联网的多网融合网络中实现数据的可靠传递，并对数据信息智能处理。
１．３ 物联网与互联网、无线传感网络的区别 互联网主要应用于人们交流思想、传播信息、共享知识，其具有开放性、交互性和共享性。物联网主要针对特定范围的实物或环境实施感知和管理，并不注重开放性，对共享性的需求也不是很高，共享往往局限于个人或团体内部。无线传感网络主要是进行信息的传输，与物联网一样也会用到传感器等设备，但是它们实现的主要功能是不一样的，二者有着明显区别，特别是物联网的物与物之间的连接功能，是无线传感网络不能实现的，当然，无线传感网络在一定范围内促进物联网技术的发展。
２ 物联网应用领域
自物联网的概念出现后，物联网便成为了世界范围内的研究热点。受到了各主要国家的高度重视，纷纷制定物联网发展战略，美国以“智慧地球”为国家战略，主要从城市、交通、电力等领域切入，带动物联网技术的研发应用。2009年，我国提出了“感知中国”概念，物联网被正式列为五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网受到了全社会极大关注。各省市、各行业制定物联网发展战略，并在多个领域开始了物联网技术研发应用。如：城市运行管理领域中的城市网格监控管理、智能交通；医疗卫生领域中的医疗、药品监管、远程医疗；智能建筑领域的家居自动化与无线监控等。物联网技术还被广泛应用于对农作物生长环境监测控制、主要农副产品、食品、药品的追溯管理、土壤成分、水分、肥料变化情况监控，以及森林和水资源保护、大气和土壤治理、应对气候变化和自然灾害、污染排放源的监测、预警、控制等。
３ 物联网在林业中的应用前景
物联网技术在林业的多个方面已经得到了初步应用，并具有非常广阔的应用前景，但还处于起步阶段，应用范围小，技术水平低，尚需不断总结探索，拓展物联网在林业中的应用领域。
1）物联网在林木种苗管理中的应用是借助RFID、传感器、全球定位系统等物联网技术，将苗木产地、苗木种植企业或苗木种植户、销售商、管理部门以及苗木运输等相关元素通过互联网络连接起来，在苗木生产供应链上的各个环节进行苗木信息标识、采集和传递，建立智能化的管理应用平台，实现覆盖生产、加工、流通的全过程精确管理和质量追溯，保障林木种苗质量安全。2）物联网技术在森林资源管理方面的应用可以说起步比较早，在森林资源调查监测、采伐限额及“三总量”检查、林权登记发证、征占用林地检查等都已都得到了较好的应用。未来，如果能够充分利用物联网技术中的射频识别（RFID）和通信等技术，建立起完善的森林野生动植物电子标签系统，便可对森林病虫害防治、木材采伐运输、野生动植物监测以及林产品生产、运输、贮存以及销售等环节进行精细管理，实现病虫害、野生动植物监测和木材采伐运输管理的智能化、网络化。3）森林防火包括林火监测、预测预报、应急响应以及扑救指挥等环节，物联网相关技术在森林防火中的应用主要在于一是利用微波视频监控技术全天候监测林火，替代传统的人工瞭望；二是对异常温度的感应；三是发生火灾地点精确定位。其作用主要体现在林火监控与林火扑救方面。利用物联网的全面感知、可靠传送、智能处理特性，应用于森林防火预警系统，在森林覆盖区域内安装传感器对林区实时监控，将感知到的火险隐情信息传送到监控中心进行智能分析识别，发现异常时，能快捷精确地采取措施，做到对火灾的早发现、早控制、早处理。４ 结束语
物联网作为信息产业第三次信息浪潮的推动者，融合了互联网、GPS、无线传感网络等多种技术，将“物”纳入“网”，加深了物与物及人与物之间的信息联系，必将会在更多的领域得以广泛应用。2011年，国家将城市智能交通、公共安全、环境保护、农业、林业以及智能家居等列为物联网先期应用示范的六大领域，并批准启动了包括智能林业在内的首批国家物联网应用示范工程，预示着物联网将会成为林业信息化建设中的重要内容，并将在林业信息化的诸多方面发挥关键作用，为“加快林业信息化，带动林业现代化”注入新的活力。
物联网及其在林业中的应用
李春勇
（新疆林业宣传信息中心，新疆乌鲁木齐 830000）
摘 要 随着计算机技术和通信技术的发展以及互联网的普及，一种新的网络-物联网应运而生，成为近10年来全球新发展的热点，也被称为继计算机、互联网之后信息产业的第三次浪潮。可以预见，物联网时代已经到来了，并将在不久的将来得到迅猛发展。基于此从物联网概念出发，通过借鉴物联网在其它领域的应用，探讨物联网在林业信息化中的应用与前景。
关键词 物联网；林业；应用
中图分类号 S 712 文献标志码 B
作者简介：李春勇（1967-），工程师，从事林业信息化方面的研究工作。
收稿日期：2013-05-07
物联网技术在森林管理中的应用与发展
第41卷第1期吉林林业科技Vol.41No.1 2012年1月 JOURNAL OF JILIN FORESTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY Jan ，2012 文章编号：1005－7129（2012）01－0046－03 中图分类号：TP399 文献标识码：A 物联网技术在森林管理中的应用与发展 陈秀敏 （中国吉林森林工业集团有限责任公司，吉林长春130021） 摘要：物联网技术在林业的应用尚处于起步阶段，应用范围小，技术水平低。针对森林管理的独特性，提出了物联网在森林资源监管与服务、森林火灾防控与服务、生态环境监测和森林旅游监管与服务的发展方向。 关键词：物联网；森林管理；应用与发展 Application and development of the logistics technology in forest management CHEN Xiu －min （China Jilin Forest Industry Group Co．Ltd ，Changchun 130021，China ） Abstract ：The application of logistics technology in forestry is now at the beginning stage ，limited field and low level．In this paper ，the development of logistics technology in forest resource monitoring and service ，forest fire control and service ，ecological monitoring and forest tourism supervision and service．Key words ：logistics technology ；forest management ；application and development 收稿日期：2011－12－01 作者简介：陈秀敏（1967－），女，吉林靖宇人，高级经济师，主要从事信息管理工作． 物联网是通过射频识别（RFID ）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网是新一代信息技术的重要组成部分。加强物联网技术研发和产业化应用，有利于加快转变经济发展方式，推动产业结构调整和优化升级，对抢占未来经济科技制高点、增强产业竞争力具有重要战略意义。国家在城市智能交通、公共安全、环境保护、农业、林业、智能 家居等六大领域进行先期应用示范。可见，国家已把林业信息化作为现代林业建设的支柱和 目标。本文重点探讨森林资源管理、森林防火、森林生态系统监测与森林生态旅游监管领域中物联网技术的应用与发展问题。1应用现状1．1森林资源管理 森林资源管理领域的信息化建设起步较早，目前的应用主要有以下几个方面：①“3S ”技术在森林资源调查监测领域已经开始全面实际应用，取得了较好的应用效果。②全国林权登记发证、木材运输管理、采伐 限额及“三总量”检查、征占用林地检查等工作的信息管理系统，已经进行了实际应用。 — 64—
物联网森林方案
物联网域名智能森林管理方案 随着森林区内不断增长的游客活动，给森林防火带来了严重的考验，原有的人工看护方式已经不能满足森林防火要求，需要借助先进的信息技术对森林资源进行智能化、大范围、大视野、全天候的实时监控，采用物联网域名技术，实现大范围、全天候的实时视频监控图像、林火智能识别并报警、快速定位现场等，为日常森林防火管理、遇到火灾及时报警，为决策层制定快速高效扑救方案提供可靠的依据和保障。 物联网域名智能森林管理方案，可以实现森林防火、防雷、环境参数的智能化监控。森林中，环境复杂，生态圈完整。在不干扰生态的情况下，监控森林环境，很困难。 在森林中安装传感器、视频监控，以实现森林的智能管理。以前的森林智能管理，需要建基站，才能实现定位，进而进行安防。有了物联网域名，基站已经不需要了。 一：物联网域名可以从传感器中获取实时数据，这些数据包括环境的各种参数，比如说温度、湿度、天气、坐标等等。这些数据实时收集，形成物联网域名特有的数据库。 二：森林数据库打通 森林分环境带，同一个环境带，不同的环境，又有不同。所以，森林数据参数的分析很乱。如果是单独的一座森林，数据分析看似简单，却没有很大的效果。 有了物联网域名，数据库都将储存在物联网之中。数据相通，彼此共享，可以解决信息孤岛问题。 真正的大数据，只需要传感器收集环境参数，便可以知道环境变化，精确定位坐标，实现智能管理。而物联网域名的使用，将使得森林实现真正的大数据。 三：森林信息反馈渠道 数据库对比分析，判断出森林实时环境，实现实时监控。即便没有画面，环境参数的变化也逃不过大数据对比。信息经过大数据处理，根据不同的情况反馈给不同的个体。 如果是局部温度升高，可能是有隐患火源，信息将反馈给管理人员，前去查探；如果是空气湿度增加，可能要有雷雨天地，信息会反馈给管理人员，展开防雷；如果是空气温度剧烈升高，可能已经失火，信息会反馈给附近的消防人员，展开灭火。 总之，物联网域名用在森林智能管理中，会形成森林环境参数大数据，数据对比，才能完成精准的智能管理，实现精细化管理。
物联网及其在林业中的应用_李春勇
林业科学 １ 物联网概念 １．１ 物联网的定义 基于不同的主体和角度，在不同阶段，物联网的定义不尽相同。最简单的定义就是物物相连的互联网，包含2个涵义：一是其核心和基础仍然是互联网；二是用户端扩展到了人和人、人和物、物和物之间的信息交换和通信。2010年国务院《政府工作报告》对物联网的定义是：通过传感设备按照约定的协议，把各种网络连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的1种网络。无论怎么定义其概念基本内涵是一致的，即物联网是一个以万物为作用对象的信息系统。 １．２ 物联网体系架构与特征 物联网体系架构一般可划分为感知层、网络层和应用层，从物理形态分为识别、传感、控制3类。感知层主要是识别物体和采集信息；网络层是将感知到的数据进行安全可靠的传输；应用层将感知和传输来的数据进行分析和处理，并通过多种方式进行人机交互。物联网的显著特征是将各种感知技术进行全面应用，在基于互联网的多网融合网络中实现数据的可靠传递，并对数据信息智能处理。 １．３ 物联网与互联网、无线传感网络的区别 互联网主要应用于人们交流思想、传播信息、共享知识，其具有开放性、交互性和共享性。物联网主要针对特定范围的实物或环境实施感知和管理，并不注重开放性，对共享性的需求也不是很高，共享往往局限于个人或团体内部。无线传感网络主要是进行信息的传输，与物联网一样也会用到传感器等设备，但是它们实现的主要功能是不一样的，二者有着明显区别，特别是物联网的物与物之间的连接功能，是无线传感网络不能实现的，当然，无线传感网络在一定范围内促进物联网技术的发展。 ２ 物联网应用领域 自物联网的概念出现后，物联网便成为了世界范围内的研究热点。受到了各主要国家的高度重视，纷纷制定物联网发展战略，美国以“智慧地球”为国家战略，主要从城市、交通、电力等领域切入，带动物联网技术的研发应用。2009年，我国提出了“感知中国”概念，物联网被正式列为五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网受到了全社会极大关注。各省市、各行业制定物联网发展战略，并在多个领域开始了物联网技术研发应用。如：城市运行管理领域中的城市网格监控管理、智能交通；医疗卫生领域中的医疗、药品监管、远程医疗；智能建筑领域的家居自动化与无线监控等。物联网技术还被广泛应用于对农作物生长环境监测控制、主要农副产品、食品、药品的追溯管理、土壤成分、水分、肥料变化情况监控，以及森林和水资源保护、大气和土壤治理、应对气候变化和自然灾害、污染排放源的监测、预警、控制等。 ３ 物联网在林业中的应用前景 物联网技术在林业的多个方面已经得到了初步应用，并具有非常广阔的应用前景，但还处于起步阶段，应用范围小，技术水平低，尚需不断总结探索，拓展物联网在林业中的应用领域。 1）物联网在林木种苗管理中的应用是借助RFID、传感器、全球定位系统等物联网技术，将苗木产地、苗木种植企业或苗木种植户、销售商、管理部门以及苗木运输等相关元素通过互联网络连接起来，在苗木生产供应链上的各个环节进行苗木信息标识、采集和传递，建立智能化的管理应用平台，实现覆盖生产、加工、流通的全过程精确管理和质量追溯，保障林木种苗质量安全。2）物联网技术在森林资源管理方面的应用可以说起步比较早，在森林资源调查监测、采伐限额及“三总量”检查、林权登记发证、征占用林地检查等都已都得到了较好的应用。未来，如果能够充分利用物联网技术中的射频识别（RFID）和通信等技术，建立起完善的森林野生动植物电子标签系统，便可对森林病虫害防治、木材采伐运输、野生动植物监测以及林产品生产、运输、贮存以及销售等环节进行精细管理，实现病虫害、野生动植物监测和木材采伐运输管理的智能化、网络化。3）森林防火包括林火监测、预测预报、应急响应以及扑救指挥等环节，物联网相关技术在森林防火中的应用主要在于一是利用微波视频监控技术全天候监测林火，替代传统的人工瞭望；二是对异常温度的感应；三是发生火灾地点精确定位。其作用主要体现在林火监控与林火扑救方面。利用物联网的全面感知、可靠传送、智能处理特性，应用于森林防火预警系统，在森林覆盖区域内安装传感器对林区实时监控，将感知到的火险隐情信息传送到监控中心进行智能分析识别，发现异常时，能快捷精确地采取措施，做到对火灾的早发现、早控制、早处理。４ 结束语 物联网作为信息产业第三次信息浪潮的推动者，融合了互联网、GPS、无线传感网络等多种技术，将“物”纳入“网”，加深了物与物及人与物之间的信息联系，必将会在更多的领域得以广泛应用。2011年，国家将城市智能交通、公共安全、环境保护、农业、林业以及智能家居等列为物联网先期应用示范的六大领域，并批准启动了包括智能林业在内的首批国家物联网应用示范工程，预示着物联网将会成为林业信息化建设中的重要内容，并将在林业信息化的诸多方面发挥关键作用，为“加快林业信息化，带动林业现代化”注入新的活力。 物联网及其在林业中的应用 李春勇 （新疆林业宣传信息中心，新疆乌鲁木齐 830000） 摘 要 随着计算机技术和通信技术的发展以及互联网的普及，一种新的网络-物联网应运而生，成为近10年来全球新发展的热点，也被称为继计算机、互联网之后信息产业的第三次浪潮。可以预见，物联网时代已经到来了，并将在不久的将来得到迅猛发展。基于此从物联网概念出发，通过借鉴物联网在其它领域的应用，探讨物联网在林业信息化中的应用与前景。 关键词 物联网；林业；应用 中图分类号 S 712 文献标志码 B 作者简介：李春勇（1967-），工程师，从事林业信息化方面的研究工作。 收稿日期：2013-05-07
物联网在各行业应用实例分析
物联网在各行业应用实例分析 十年前，麻省理工学院(MIT)与物品编码组织EAN.UCC共同开展了一个研究项目，创造了物联网一词。该项目和全球产品电子代码管理中心的成立促生了以RFID为基础的解决方案，使供应链发生了革命性的变化。采用这种技术和手段，将使供应链成本降低10%，还能使我们同家庭中的日常生活物品相互交流。在我们去超市的时候，家里的冰箱会告诉我们缺少些什么，食品自己会告诉我们它们什么时候过期，商品会自行防盗，我们则不必在超市的收款台前排队。这些有说服力的例子那时让我们预测，到2005年，KFID标识的物体和物联网会无处不在。但现在已经2009年已经过去了，但我们还在等待会发生些什么。为什么我们还在等待呢?物联网的实际效益在哪里呢? 从社会经济方面看，保健、环境、合法监听、隐私、安全、技术的获取和包容以及政府的作用，都将影响到物联网的应用，但未来物联网推广的最重要因素是商业案例。没有商业案例就没有商业。 虽然现今物联网技术的大范围推广和实行还存在很多方面的阻碍，但是物联网技术的发展前景可以说是一片大好，很多行业也已在物联网技术的研究上初具规模，甚至已研发出基于物联网技术的各项应用。最好的实例就是，2010年，由小天鹅推出的新型物联网滚筒洗衣机已正式登陆美国市场，在全球范围内率先实现上市销售，掀起物联技术在洗衣机领域的应用浪潮。据悉，此次小天鹅推出上市的物联网智能洗衣机，是专门针对全球最先进的美国新一代智能电网设计，其先进的控制系统能识别智能电网运行状态及分时电价等信息，并智能调整洗衣机的运行状态，从而起到节约能耗、降低电磁辐射污染、提高电网的供电安全和稳定性的作用。 下面就以下几个行业物联网应用做具体论述： 一、物联网在煤炭行业的应用 煤矿安全生产关系到人民群众的生命和财产安全，各级政府一贯重视煤矿安全生产问题，并采取一系列措施不断加强安全生产工作。由于煤炭生产系统复杂，工作场所黑暗狭窄，人员集中，采掘工作面随时移动，地质条件的变化会使移动的采掘工作面不断出现新情况和新问题，如不及时采取相应的有效措施，可能会导致重大灾害事故，这就给安全工作带来了困难。如何加强煤矿安全生产管理模式，实现管理的现代化、信息化成为煤矿企业关心的问题。基于矿区信息化和智能化的“感知矿山”就是物联网技术成功应用在煤炭行业很好的例证。 “感知矿山”通过全面感知，对矿区的人(人员定位、无线通信)、设备(综合自动化)、环境(安全监控、矿压监控等)全面感知，并通过高速网络实现全面覆盖，同时还具有直观形象的应用，通过3D GIS矿区全息展示，来全面感知矿山。 “感知矿山”可用于煤矿(地面、井下)安全生产、煤炭行业综合信息化、税务局、煤炭局、县区煤炭产量监控，也可用于林业系统监控、电力系统高压开关监视和控制等多个场景，目前在全国有很多成功案例。“感知矿山”实施的重点是，所有与矿区安全、生产相关的感知层网络的接入。因为在矿区建设过程中，不同传感器的生产厂商不同，协议接口不统一，有些是早期建设项目，没有智能接口。全面接入传感网络，是全面“感知”矿山的基础。 “感知矿山”不仅提高矿山的安全管理水平，更多的是涉及到生产，如利用信息技术、网络技术以及传感网络对矿区煤运皮带、煤仓、洗煤厂、水仓、变电站等各个生产相关设备系统的感知和控制，在很大程度上提升了矿区的自动化生产能力，是“两化”融合的典范。 煤矿矿区综合信息化系统是将先进的自动控制、通信、计算机、信息和现代管理等技术相结合，将企业生产过程的控制、运行与管理作为一个整体，提供整体解决方案，以实现企
物联网在林业中的应用与展望
物联网在林业中的应用与展望 张旭于新文杨彦臣 中国林业科学研究院资源信息研究所，北京，100091 一、背景介绍 物联网(Internet of Things)概念提出于上世纪90年代。所谓“物联网”，指的是将各种信息传感设备，如射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。其目的是让所有的物品都与网络连接在一起，方便识别和管理。物联网是利用无所不在的网络技术建立起来的，实现数据采集、融合、处理，并通过操作终端，实现智能化识别和管理。 从“智慧地球”到“感知中国”，“物联网”成为全球瞩目的关键词。被美国列为振兴经济的两大工具之一；被欧盟定位成使欧洲领先全球的基础战略，被中国纳入战略性新兴产业规划重点，业界认为是继计算机与互联网后的又一次信息化浪潮。 温家宝总理在首都科技界大会上的讲话《让科技引领中国可持续发展》（2009.11.03）中指出，“在应对这场国际金融危机中，各国正在进行抢占经济科技制高点的竞赛，全球将进入空前的创新密集和产业振兴时代。我们必须在这场竞争中努力实现跨越式发展。”“要着力突破传感网、物联网的关键技术，及早部署后IP时代相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级，迈向信息社会的‘发动机’”。随后，温家宝总理在2010年两会期间的《政府工作报告》（2010.03.05）中再次指出，把“加快物联网的研发应用”纳入要大力培育的战略性新兴产业重点之中。 我国现代林业发展确立了以生态建设为主的林业可持续发展道路，建立以森林植被为主体的国土生态安全体系，建设山川秀美的生态文明社会。其核心是生态建设、生态安全、生态文明。现代林业发展战略指出，为更好地满足经济社会发展需要，赶超世界林业发达国家的先进水平，必须要采取一种超常规发展模式。 现阶段，中国林业跨越式发展是指以林业重点工程为主要途径，以体制创新为突破、科技创新为动力，加速由木材生产为主向以生态建设为主的转变，尽快使我国林业走上可持续发展道路，早日建成比较完备的林业生态体系和比较发达的林业产业体系，努力缩小与世界林业发达国家的差距，而采取的发展模式。 在实现林业跨越式发展的过程中，林业发展一定要抓住物联网发展的机遇，参与到物联网创新的跨越式发展进程中，建设林业物联网，更好的服务林业跨越式发展。 综合考察各行业对物联网的定义，结合现代林业发展的实际需求，我们认为林业物联网应该由物联网、传感网、智能网、信息技术、林业技术共同交叉组成，是利用各种传感识别技术，网络信息技术，智能信息处理技术集成应用于推动产业发展方式转变，促进林业生态建设，保障生态安全、实现生态文明，提高林业生产的产量、质量、效益和可持续性能力的交叉学科。 林业物联网所包含的内容如下图所示：