物联网及其四层模型

一、物联网概念 

随着互联网技术、传感器技术和人工智能技术的快速发展，物联网技术也应运而生，物联网技术在各类领域能发挥重要性变革，对解放生产力、提高工作效率和推动规模化生产等方面贡献颇大，特别是在农业领域大有可为。实现智慧农业，必须依靠物联网技术为依托，以智慧平台为核心，立足市场需求，构建生产组织智能化、产品质量溯源化、市场经营网络化为一体的产业体系。

物联网是通过智能传感器、射频识别、激光扫描仪、全球定位系统、遥感等信息传感器设备及系统和其他基于物－物通信模式的短距离自组织网络，按照约定的协议，在物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种巨大智能网络。它是通信网和互联网的扩展应用和网络延伸，主要是实现人与物、物与物的信息交互。
二、物联网四层模型

在信息层面，数据信息经历生成、传输、处理和应用四个阶段，分别对应着物联网的感知识别层、网络构建层、数据处理层和综合应用层。感知识别层是利用感知技术和智能装备对物理世界进行感知识别。网络构建层是按照特定的通信协议搭建各类网络对信息进行传输，以实现物－网互联。数据处理层通过大数据和人工智能技术对网络层采样的数据进行预处理、计算存储和数据挖掘等一系列 *** 作，最大地发挥出信息的生产效能。综合应用层是集成各类技术以实现实时控制、精准管理和科学决策等功能的应用系统，从而改进人的生产方式。各类技术应对不同环境、不同需求独立展开工作，各层面间又是联系紧密，如同链条式协同配合。
感知层作为物联网的“神经末梢”，主要是通过信息感知技术将生活生产各方面映射成数据信息，并能可靠传送到网络层，实现物理世界和信息世界连接起来。信息感知技术是指利用传感器、RFID、GPS和RS等实时实地对农业领域物体进行信息采集和获取。在农业生产现场可以利用无线传感器采集温湿度、光照、溶解氧浓度和农作物长势等参数，利用视频监控设备获取农作物成长现状，利用遥感技术大规模感知农作物表面和环境因素。信息感知层作为物联网的基础，获取大量的数据信息，为信息进一步加工、处理、分析而科学决策和指导生产经营打通“二元”壁垒。

网络层要在感知层和处理层发挥承上启下作用，是以现场总线技术、无线传感器网络技术（WSN）和移动通信技术互为补充的通信网络将传感设备连接“上网”。信息传输技术可分为有线和无线、短距离和长距离，它们有各自特点、应对不同环境、利用不同信道共同组建集成网络体系，以实现高度可靠的信息交流和共享。无线传感器网络成为农业信息传输的“主力军”，通过包括传感器节点、汇聚节点、任务管理节点。大量具有独立处理能力的微型传感器节点布置在监测区域逐跳传输，并路由到汇聚节点，然后通过互联网或卫星抵达任务管理节点，最后用户通过任务管理节点配置和管理传感器网络以实现监测任务发布和数据收集。常见的无线局域网技术有蓝牙、WIFI、ZigBee，无线广域网技术有LPWAN、NB-IOT、4G和5G。特别是以“万物互联”为目标的5G将农业物联网数据传输效率带来“质的跃升”。

处理层是农业物联网的“灵魂”，通过信息处理技术对感知层采集的信息存储和挖掘分析形成预测预警、智能决策、优化控制和疾病诊断等智能模型，从而对农业生产和经营给出科学的指导。农业生产和经营过程中，数据信息是呈指数型爆炸产生，不仅是体量大，而且结构复杂、实时性强、关联度高，必须通过大数据技术处理、存储和管理，才能从海量数据中获取更多的价值。农业大数据技术平台是以Hadoop架构、MapReduce软件模型、其他组件补充的生态软件体系形成的分布式海量数据存储管理、运算处理和分析平台。数据挖掘是指从海量数据中通过算法搜索隐藏的信息关系，主要手段是机器学习、深度学习、计算机视觉等人工智能技术。只要获取隐藏知识，才能帮助决策者做出合理、正确的决定和决策。

应用层是农业物联网的“指挥室”。主要通过感知技术、传输技术、处理技术和设备进行软硬件综合集成，形成智能控制、监控决策、专家系统、物流溯源等等应用。根据生产、经营的和管理不同需求，开发出特定功能的应用，用户通过web端或移动客户端应用实时掌握信息、发出精准控制指令。可以说，先进技术发挥设备的最大生产力，综合应用改变人的工作方式，有利于做出更科学合理决策。

农业物联网监控系统专为户外应用研制，内置GSM无线通信模块，另外同时具备图像监控和数据采集两大功能，可以灵活应用于户外场所的信息分析应用，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理各类信息数据。系统构成如图1所示。

　图1农业物联网监控系统结构

农业物联网监控系统的无线传感器节点实时采集农作物生长所需的温室内的温度，湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、CO浓度等环境参数，并通过一种低功耗自组网的短程无线通讯技术实现传感器数据的传输，所有数据汇集到中心节点，通过一个无线网关与互联网相连，利用手机或远程计算机可以实时掌握农作物现场的环境状态信息，专家系统根据环境参数诊断农作物的生长状况与病虫害状况。户外现场布置摄像头等监控设备，实时采集视频信号。用户通过电脑或3G手机，随时随地观察现场情况、查看现场温湿度等数据和控制远程智能调节指定设备。

1)户外监控现场：同时监控农田、排污口、果园、户外电力系统等现场，获取温度，湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、CO浓度、水质、病虫害、电流、电压等环境参数，为管理者提供决策依据。

2)传感器：主要负责温室内部光照、温度、湿度和土壤含水量以及视频等数据的采集和控制。

3)管理中心：户外监控现场的先关参数，经过传输基站到达室内管理中心，经过智慧农业软件系统处理，得出结论，发送至智能终端，给决策者以精确数据依据。

4)智能移动工作终端：完美集成智能手机、GPS手持机、无线对讲机设备优点形成移动单兵设备,一机在手随时无忧。通信双通道模式彻底解决林区通讯死角问题，随时随地通讯无阻、精准定位、采集同步数据，是农业工作者的全能助手。

5)农业监控系统：在监控温湿度、光照、水质、风向等参数的同时，还可以对农作物资源、生态环境、病虫害等进行有效监控。

2农业物联网监控系统特点优势

1)系统建设成本低，日常使用费低，维护费用低

2)高清图像显示监控现场，远程数据采集，直观明了

3)定时拍摄，远程主动索取，降低巡检次数，减少人力物力成本

4)科技创新应用，统一集成，规模化管理

5)历史数据存储，全部数据汇总分析

图2农业物联网监控系统体系架构

农业物联网监控系统结构

利用无线GSM网络，并通过各种外接传感器可对农田作物生长环境温度、湿度等环境参数以及作物图像实现实时远程监测，图像、环境数据通过GPRS传回到管理中心，管理者通过后台数据汇总分析农田环境、虫害情况，及时作出预防措施，同时管理者也可通过后台管理中心设置定时获取环境数据、。智慧农业监控系统结构如图2所示。

传感与执行层：

该层将数据传感器的采集的数据通过ZigBee和Rs485/232两种模式上传至网关。根据传输方式的不同，温室现场部署分为无线版和有线版两种。无线版采用ZigBee发送模块将传感器的数值传送到zigBee节点上；有线版采用电缆方式将数据传送到Rs485/232节点上。无线版具有部署灵活，扩展方便等优点；有线版具有高速部署，数据稳定等优点。

无线传感器节点实时采集农作物生长所需的温室内的温度，湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、CO2浓度等环境参数并上传到ZigBee网关。

接收远程控制指令，通过继电器控制各种农业生产设备，包括：喷淋、滴灌等喷水系统和卷帘、风机等空气调节系统等。

通过IP网络摄像头可实时对作物情况、人员和安全视频流上传至服务器。

传输层：

该层主要将设备采集到的数据，通过3G/GPRS/Inernet网络传送到服务器上，在传输协议上支持IPv4现网协议及下一代互联网IPv6协议。

应用层：

该层负责对采集的数据进行存储和信息处理，为用户提供分析和决策依据，用户可随时随地通过电脑和手机等终端进行查询。

用户终端：

3G手机、PC机终端通过接入网络实时查看各种由传感器传来的数据，并能调节温室内喷淋、卷帘、风机等各种设备。

农业物联网监控系统网络拓扑结构

农业物联网监控系统在网络方面采取了多种制式，远程通讯采用3G无线网络，近距离传输采取无线ZigBee模式和有线RS485/232模式相结合，保证网络系统的稳定运行。智慧农业监控系统网络拓扑结构如图3所示。

图3农业物联网监控系统网络拓扑结构

农业物联网监控系统主要设备

数据采集单元

传感器单元主要包括气体温湿度传感器、土壤水分传感器、土壤温度传感器、光照传感器、易燃气体传感器、有毒气体传感器、土壤酸碱度传感器、水质传感器等。采集器集数据采集传输于一体，电池供电时间长，安装简便，成本低。传感器实现数字信号采集、太阳能供电、Mesh无线传输等技术，应用于不方便布线的场合。

通信单元

　　ZigBee网关

通过GPRS/3G传输，实现ZigBee个域网与互联网络的信息互通和多网融合，自带SD存储卡，可实现数据本地存储；工业级温度范围为-40℃~85℃。

图6智慧农业通信单元

终端显示单元

管理中心可根据上位机软件分析系统得出的结论对农业管理作出决策，智能移动终端亦可随时随地得到相关信息。

是的
各县（市、区、省级产业集聚区、生态园、高新区）住建（建设）局，各有关单位：
为深入推进工程建设领域数字化改革，提升工程建设效率和质量安全水平，推动我市建筑业高质量发展，持续提升建筑施工现场管理信息化水平，我局就进一步推进全市智慧工地建设通知如下：
一、升级工地物联网设备标准
因文明城市创建和渣土泥浆整治工作需要，我局对远程视频监控设备等工地物联网设备标准进行了相应升级调整，全市各建设项目采购、安装物联网设备均应满足新标准要求，主要包含实名制考勤设备、远程视频监控设备、塔吊监测设备和扬尘噪音监测设备。具体硬件配置要求和安装要求见《温州市“智慧工地”物联网设备标准（V21）》（附件），《温州市“智慧工地”物联网设备标准（V11）》废止。
二、压实主体责任
参建企业是“智慧工地”建设的责任主体，建设单位应将智慧工地建设目标纳入招标文件和施工合同。施工单位应将智慧工地建设目标和方案应当纳入投标文件和施工组织设计，建立以项目经理作为第一责任人的智慧工地建设工作专班，择优选择智慧工地服务商,积极应用智慧工地系统，提高现场施工水平。现场实际情况不能满足硬件设备安装标准的工程项目，施工单位应向当地建设主管部门申报核准。监理单位应将智慧工地建设和实际应用全过程纳入监理范围，对未按规定落实的,应责令施工单位予以整改,拒不整改的，应及时向建设单位和属地建设主管部门报告。智慧工地服务商应规范设备采购、运维合同签订,做好各类设备的运维工作，设备出现故障，应及时修复、恢复。
三、强化行业监管
各地建设部门应积极将运用智慧工地监管平台开展日常检查和监督执法工作，以用促推。应加强对智慧工地服务商的监管，引导市场选择优质服务商。应加强对智慧工地的运维监管，对存在因工地自身原因导致视频黑屏断网等设备不在线拒不整改，逾期不整改或整改不合格的，责令停工整改。
自发文之日起，全市新开工工程须按照本文件附件标准要求执行，对不符合标准要求的设备不予接入；在建工程按照新标准增加的设备需符合新标准要求；在建工程不符合本标准要求、已使用设备，用到工程竣工为止，不得再用于下一个工程。各地在实际工作推进过程中，若有相关问题和意见，请及时向我局反馈。

深圳市信腾星创科技有限公司是2014-06-06在广东省注册成立的有限责任公司(自然人独资)，注册地址位于深圳市南山区南头街道马家龙社区大新路88号马家龙63栋601。

深圳市信腾星创科技有限公司的统一社会信用代码/注册号是914403003058128435，企业法人王常龙，目前企业处于开业状态。

深圳市信腾星创科技有限公司的经营范围是：一般经营项目是：计算机软硬件产品的销售、研发、上门维护；计算机系统集成；物联网设备、网络视频设备、车载设备、智能交通设备、监控设备、安防设备、报警设备的销售、技术咨询；经营电子商务；电子产品、数码产品的销售；国内贸易；货物及技术进出口；光、机、电产品的销售及技术开发、技术服务；仪器仪表、机械设备及零配件的销售及技术服务。，许可经营项目是：物联网设备、网络视频设备、车载设备、智能交通设备、监控设备、安防设备、报警设备的生产。在广东省，相近经营范围的公司总注册资本为3731901万元，主要资本集中在 100-1000万 和 5000万以上 规模的企业中，共13286家。本省范围内，当前企业的注册资本属于良好。

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中移物联网。
OneNET视频能力是基于中移物联网OneNET平台构建的视频设备接入能力，为用户提供开放接入，远程设备控制。
OneNET让物联网设备轻松上云，帮助企业用户快速开发物联网应用。

采集视频数据的方式可以通过很多种技术手段实现。其中，物联网和AI技术是常用的手段之一，但并不是唯一的方式，也不是必需的。
在物联网技术中，各种设备可以通过互联网连接到一起，交换数据和信息。例如，一些智能监控设备可以自动采集视频数据，并通过互联网上传到云端服务器，以便进行存储、分析、解析等 *** 作。
在AI技术中，利用深度学习、图像识别、目标检测等算法，人工智能系统可以对视频数据进行解析，以获得更多的信息和洞察。例如，人工智能可以自动识别视频中的人、车、物体等，并提取相关的特征和数据。
除此之外，采集视频数据的方式还可以包括传统的摄像机、监控器等设备，以及一些其他技术手段。在具体应用场景中，需要综合考虑技术成本、视野范围、分辨率、数据处理速度等因素，选择最适合的采集方式。

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