一种基于物联网技术的森林资源监测系统

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1、一种基于物联网技术的森林资源监测系统摘要：近年来，利用物联网技术来构建林业资源综合监测体系已逐步成为研究热点。文中针对森林资源监测的需求，提出了一种将传感器技术与RFID标签技术相结合的物联网技术综合应用框架，从而构建了具有数据融合功能的森林环境因子监测平台。该系统结合ZigBee技术对探测节点进行硬件设计以实现高效的数据采集，并通过无线传感器网络精确采集森林环境及资源信息，结合RFID技术实现对贵重木材储运过程的清点。整个平台通过探测节点在林区环境下全方位多维度的精确感知能力，从而实现了针对森林环境信息的采集、分析、监测、储

2、存及预警功能，该方法在森林资源监测与防护方面具有重要的参考价值。　　关键词：物联网技术；无线传感器网络；ZigBee；RFID；森林资源；监测系统　　中图分类号：TP393文献标识码：A：2095-1302（2016）05-00-03　　0引　　一种基于物联网技术的森林资源监测系统摘要：近年来，利用物联网技术来构建林业资源综合监测体系已逐步成为研究热点。文中针对森林资源监测的需求，提出了一种将传感器技术与RFID标签技术相结合的物联网技术综合应用框架，从而构建了具有数据融合功能的森林环境因子监测平台。该系统结合ZigBee技术

3、对探测节点进行硬件设计以实现高效的数据采集，并通过无线传感器网络精确采集森林环境及资源信息，结合RFID技术实现对贵重木材储运过程的清点。整个平台通过探测节点在林区环境下全方位多维度的精确感知能力，从而实现了针对森林环境信息的采集、分析、监测、储存及预警功能，该方法在森林资源监测与防护方面具有重要的参考价值。　　关键词：物联网技术；无线传感器网络；ZigBee；RFID；森林资源；监测系统　　中图分类号：TP393文献标识码：A：2095-1302（2016）05-00-03　　0引言　　我国森林资源较为丰富，森林覆盖率达到全

4、国总面积的百分之二十一，已成为我国经济发展和环境保护的重要组成部分[1]。近年来利用物联网技术进行森林资源与生态环境的实时监测可为森林可持续经营提供科学依据[2]，将带动巨大的生态效应和社会效应。在森林资源养护方面，王霓虹等将无线传感探测网络应用到森林环境监测平台，实现了空气温湿度、光照强度、风速风向等森林环境因子数据的采集，通过数据的智能化分析，最终实现对森林环境的智能监测[3]。在林区病虫害监测技术方面，顾晓丽等通过物联网应用技术进行林区病虫害机理分析，将对病虫害预测预报的准确性提高到新的水平[4]。在森林火灾的监测方面，

5、陶佰睿等提出了基于物联网技术标准构建森林防火控制系统，可以实现森林火灾信息采集与数据处理，为火灾防控提供技术支持和科学决策[5]。在林区山体滑坡灾情监测及预警方面，陈炜峰等构建了基于无线传感探测节点网络的山体滑坡预警系统，根据探测节点数据进行计算分析并及时发布预警信息[6]。在森林资源管理方面，孙立云通过在木材上安置RFID电子标签，开发了木材运输与管理物联网应用系统[7]。吴学明等提出了基于RFID标签技术的县级木材运输管理系统，实现木材运输证的网络化审批、查询、统计功能并能及时掌握运材车辆的情况[8]。纵然物联网技术在林业

6、资源中的应用种类繁多，究其本质而言，主要集中在基于传感器网络的信息采集和基于RFID技术的定位与信息管理方面。一方面，通过物联网应用技术采集林区空气中的光照强度、温度和湿度等信息，测试土壤的物理、化学参数变化，以及通过气象采集节点采集大气压力、风速风向等气象信息；另一方面，通过RFID技术实现对林业资源中动植物个体的标识和定位，精确标识物品的产地和运输等信息，进而实现木材的追踪与鉴别、木材的流通管理等综合应用。　　针对森林资源综合管理的需求，本文提出了一种将传感器技术与RFID标签技术相结合的物联网综合应用框架，提出一项操作性

7、强、实用价值高，集数据处理与展示于一体的综合平台设计方案，能对森林资源的可持续发展起到保障作用，具有广阔的应用前景。　　1物联网监测系统总体架构　　物联网体系结构如图1所示，各层次的具体功能描述如下：　　图1物联网应用系统架构　　1.1感知层　　感知层的主要功能是信息感知与采集。无线传感器网络具有在林区环境下全方位多维度的精确感知能力，本系统主要有两类信息的采集，分别为森林环境信息和林业资源信息。森林环境信息包括监控点温湿度、光照强度、降水量等信息。林业资源信息采集和管理方式主要是在木材上安装RFID标签，并通过RFID读卡器

8、获取木材的储运信息。　　1.2网络层　　网络层负责上下两层之间的数据通信，将从传感器探测节点网络采集到的信息传输到数据中心。感知层获取的信息在传递到网关之后有两种传输途径，当网关处在森林边界处且有固定通信网络接入时，优选基于Inter的固网传输模式。其二是通过移动运营商的通信