導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的1篇智能化工程研究3篇，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

智能化工程研究1

1工程項目概況

深航國際酒店客房局部裝修工程（8層～28層）弱電智能化工程位于深圳市福田區(qū)深南大道6035號，深航于1993年取得該項目土地使用權(quán)，占地4444.6㎡，建設性質(zhì)為酒店，綜合容積率8.95，使用年限50a。總建筑面積39781.66㎡，酒店按照五星級標準于2005年開始運營，經(jīng)過多年的頻繁使用，基礎裝修已經(jīng)陳舊，本次工程將客房以及行政酒廊部分進行翻新改造，以五星級酒店的標準重新設計裝修，裝修改造面積26000㎡。深航國際酒店客房局部裝修工程（8層～28層）弱電智能化工程，承包范圍主要包括酒店客房層裝修改造，涉及8層～28層層客房層，共有客房422間。本工程弱電智能化涉及基礎信息設施系統(tǒng)（綜合布線系統(tǒng)、計算機信息網(wǎng)絡系統(tǒng)、有線電視及IPTV系統(tǒng)、機房工程含UPS備用電源及分配工程、背景音樂系統(tǒng)、主干弱電橋架），安全防范系統(tǒng)（視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁及電梯管理系統(tǒng)），設備管理系統(tǒng)（樓宇設備管理系統(tǒng)），信息化應用系統(tǒng)（客房控制系統(tǒng)、客房門鎖系統(tǒng)），以及所有系統(tǒng)的線管及底盒敷設預埋穿線，并負責所有材料設備及相應硬件軟件的采購、安裝、系統(tǒng)集成、調(diào)試、驗收及售后服務等工作。本工程合同工期總?cè)諝v天數(shù)276d，需配合裝修工程進度進行。

2項目特點

第一，本項目與總包單位施工交叉較多，協(xié)調(diào)量大；系統(tǒng)種類多，需要布置的設備多。智能化系統(tǒng)項目范圍大，涉及人力、物力、設備等資源和專業(yè)施工隊伍眾多，需要做好現(xiàn)場的溝通協(xié)調(diào)工作，以便項目的順利進行。第二，本項目要爭創(chuàng)深圳市智能化專業(yè)優(yōu)質(zhì)工程，因此，對設計和施工的質(zhì)量要求更高。該項目是技術(shù)要求高的高層建筑，智能系統(tǒng)設備安裝位置不同于傳統(tǒng)管理系統(tǒng)，精度要求高，每一步都直接影響智能工程的設計、質(zhì)量和工程進度。第三，工期計劃及施工部署需要考慮周全，防范各種風險。本項目施工過程包括設備交付、設計、施工、技術(shù)接口、施工全過程確認、施工項目審核、變更確認等，施工過程中需要各方面的協(xié)調(diào)，以減少施工過程中出現(xiàn)的各種矛盾和延遲，從而提高工程建設的效率[1]。

3重點專項系統(tǒng)實踐研究

3.1樓宇自控系統(tǒng)本系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)分為兩層，第一層基于以太網(wǎng)，采用BACnet協(xié)議體系，支持基于TCP/IP的BAC‐net/IP通信協(xié)議；第二層為基于BACnetMS/TP協(xié)議的現(xiàn)場控制層網(wǎng)絡，用于DDC控制器與DDC控制器間的通訊，支持DDC直接點對點直接通訊。BAS系統(tǒng)對建筑物的通風、空調(diào)、電梯等設備進行集中監(jiān)測、控制和管理[2]。

3.1.1開發(fā)開發(fā)、調(diào)試階段這一階段是BAS系統(tǒng)實施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是最困難的環(huán)節(jié)。軟件通訊端口開發(fā)與調(diào)試工程師必須具備相關(guān)知識，對BAS系統(tǒng)圖紙、功能技術(shù)方案的需求有足夠的了解，并能夠清晰地了解所要做的工作。這一階段由三個主要部分構(gòu)成：軟件通訊端口開發(fā)、系統(tǒng)組態(tài)及系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試。在端口軟件開發(fā)完畢后，系統(tǒng)配置的部分工作將在前兩個模塊中進行。系統(tǒng)的配置和現(xiàn)場的調(diào)試可以稱為系統(tǒng)的調(diào)試。3.1.2通信接口軟件的開發(fā)通訊接口軟件的開發(fā)，又稱整合管理軟件二次開發(fā)，是指通過整合管理軟件，實現(xiàn)與其他系統(tǒng)通訊的接口功能，并將子系統(tǒng)所提供的協(xié)議或開發(fā)包相結(jié)合，從而實現(xiàn)界面通訊的動態(tài)鏈接庫。

3.1.3物理接口連線類型如果BAS主機與分系統(tǒng)主機連接，則采用RS-232串行線和網(wǎng)絡線路兩種物理連接方式。如果連接線是從一個子系統(tǒng)的控制器上傳來的，那么它就需要把它轉(zhuǎn)化為兩個實體界面，然后連接到BAS的端口上。如果該分系統(tǒng)的總線是RS-485總線，那么經(jīng)過RS-485/RS-232變換模塊，就可以直接與BAS主機的串口進行連接。

3.1.4協(xié)議分析如果系統(tǒng)是RS-232或者RS485，那么BAS的執(zhí)行工程師需要對協(xié)議的數(shù)據(jù)格式、通信參數(shù)、每個字段的意義進行分析?？梢栽谵k公電腦上直接進行試驗。如果系統(tǒng)能提供NetApi、NetDDE等，則需要對其進行數(shù)據(jù)通信、通信的設定、數(shù)據(jù)包的精確解釋，以及其他技術(shù)參數(shù)的分析。至于標準的協(xié)議，只需要將BAS的硬件設備安裝到自己的網(wǎng)絡上，就可以進行系統(tǒng)的調(diào)試。3.1.5協(xié)議測試當現(xiàn)場分系統(tǒng)的調(diào)試人員確認系統(tǒng)已經(jīng)正常工作后，到現(xiàn)場查看BAS系統(tǒng)和各個子系統(tǒng)的所有連接，以及連接端子的連接情況。將系統(tǒng)的操作系統(tǒng)，BAS軟件，數(shù)據(jù)庫服務器軟件，以及一些常見的測試軟件都安裝好，然后進行現(xiàn)場測試。通過該系統(tǒng)，試運行人員可以通過某些測試軟件對系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸或者發(fā)布指令，從而進一步了解和驗證該協(xié)議。在軟件編程和調(diào)試過程中，需要對接口協(xié)議或者其他通訊方式的技術(shù)參數(shù)、使用示例等進行詳細的理解，然后才能進行接口通信網(wǎng)關(guān)的開發(fā)。在此基礎上，通過對軟件的接口功能和各子系統(tǒng)所提供的接口通訊協(xié)議或功能，使軟件工程師能夠在相應的軟件開發(fā)平臺上編寫網(wǎng)關(guān)，并通過編譯調(diào)試生成網(wǎng)關(guān)應用。有些網(wǎng)關(guān)可以在辦公室內(nèi)直接使用軟件測試：運行網(wǎng)關(guān)，經(jīng)過若干點配置后，運行軟件測試工具，在配置頁和測試工具接口上操作（讀或?qū)懀?，可以在接口上看到?shù)據(jù)的正確與否，從而判斷出所寫的網(wǎng)關(guān)是否順利。該步驟還可歸入現(xiàn)場調(diào)試、運行階段。系統(tǒng)的整體調(diào)試過程是：首先將BAS系統(tǒng)與各個子系統(tǒng)連接、調(diào)試，然后逐級整合，形成一個大型的控制系統(tǒng)，最后完成整個系統(tǒng)的調(diào)試。這一階段要求各子系統(tǒng)的現(xiàn)場調(diào)試人員進行良好的技術(shù)合作。因要對監(jiān)控點的實際狀況及作業(yè)情況進行觀測與核實，需要現(xiàn)場電工的配合。

3.2客房控制系統(tǒng)酒店客房控制系統(tǒng)是高科技電力電子產(chǎn)品，系統(tǒng)內(nèi)既有弱電電路，也有強電電路，安裝技術(shù)人員必須兼顧兩方面的知識技能。酒店客房控制系統(tǒng)安裝分三部分：系統(tǒng)布線、箱體模塊安裝、現(xiàn)場前端設備安裝。

3.2.1系統(tǒng)布線酒店客房控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡控制總線采用六類非屏蔽四對雙絞電纜作為整個控制系統(tǒng)中各部件之間的通信線。將每個配電箱、智能插卡取電開關(guān)、五合一多功能門鈴開關(guān)、風機盤管溫控器、調(diào)光鎮(zhèn)流器連接起來完成智能設備控制系統(tǒng)布線。1）網(wǎng)絡總線本工程照明控制系統(tǒng)采用分布式總線制網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)內(nèi)的所有設備包括控制主機、控制器、擴展控制器、網(wǎng)關(guān)、場景控制面板、串聯(lián)控制器網(wǎng)絡輔件等部件都是通過一條低壓小信號控制電纜，按菊花鏈方式把它們一一連接起來，構(gòu)成一個完整的照明控制系統(tǒng)。2）設備通信線的連接所有系統(tǒng)設備的通訊線路都采用UTP無屏蔽網(wǎng)線，分別在4個子網(wǎng)絡內(nèi)或2個網(wǎng)關(guān)的兩個子網(wǎng)絡中，通過手拉手的方式連接。3）抗干擾措施根據(jù)該系統(tǒng)的特性，提出了以下抗干擾措施：在管道鋪設中，必須保證總線與強電電源之間的間隔不少于40mm；本系統(tǒng)的通信電纜采用UTP專用無屏蔽電纜，在鋪設過程中，不得有任何連接；控制箱及系統(tǒng)控制室內(nèi)的所有設備外殼必須連接到地面；此外，酒店客房中央控制總線的兩端還需要有一個阻抗匹配的電阻，并且在通信線的正、負電極兩端都有120歐姆的端子。

3.2.2酒店客房中控系統(tǒng)從信號源開始，一步一步地檢查信號的傳遞，這是一項很重要的工作，只有所有的信號都能正常地傳遞，燈光設備才能收到精確而穩(wěn)定的指示，才能保證燈光工作的質(zhì)量。在進行調(diào)試的時候，首先要把所有的信號接口和相應的外圍處理裝置都放在旁路，并根據(jù)設計圖和信號的方向，依次檢測信號的電平值、穩(wěn)定性、正極性、正負極性、導通性，保證每一級設備都能接收到來自上級設備的最優(yōu)信號，并為下一級設備提供最優(yōu)的信號。最后，對網(wǎng)絡進行了一次全面的檢查，確認所有的設備、電路和信號都是正確的，然后才能將所有的設備都連接到系統(tǒng)中，然后根據(jù)測試的大綱，對所有的設備進行測試。

3.2.3系統(tǒng)模擬試運行當所有的設備都安裝好后，在正式運營之前，首先要做的就是模擬系統(tǒng)的性能，因為燈光系統(tǒng)的規(guī)模太大，每個系統(tǒng)的工作狀態(tài)都不一樣，很難在短時間內(nèi)將所有的問題都找出來，而當項目完成后，系統(tǒng)中的潛在問題就會越來越大，對業(yè)主和施工單位都會造成很大的負面影響。模擬試運行步驟一：在滿負荷的條件下，對每一臺設備的供電線進行檢測，盡管在設計和施工過程中，都對電力系統(tǒng)進行過多次的檢查，對電力系統(tǒng)的運行狀況也有了一些了解，但實際負荷的運行情況與設計的理論和預期存在著很大的偏差，所以為了確保電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，必須要對負荷進行檢測，一旦發(fā)現(xiàn)問題，就必須進行相應的調(diào)整，確保電力供應的安全。模擬試運行步驟二：對不同等級的裝置進行全負荷和長期運轉(zhuǎn)的控制穩(wěn)定性進行檢測，并對各裝置的加熱、操作過程中的技術(shù)參數(shù)進行檢測。當發(fā)生滿負荷、長期運轉(zhuǎn)不暢或操作參數(shù)異常時，必須進行設備的替換或必要的調(diào)整，并明確報告給業(yè)主，以證實其改正。模擬試運行步驟三：組織BAS、消防部門三次以上的聯(lián)合調(diào)試，全面掌握各系統(tǒng)的協(xié)同問題，尋找各系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)性，最重要的是完成整個項目整體工作下的全系統(tǒng)滿載時的總負載試驗，同時詳細做好數(shù)據(jù)記錄，并召開技術(shù)協(xié)調(diào)會，收集各方的意見，協(xié)調(diào)解決方案。由于照明控制系統(tǒng)需要進行大量的調(diào)試、設置和檢查，而這些問題和結(jié)果將會成為以后的使用和維修的重要參考，因此，在進行操作的過程中，必須要將所有的問題和結(jié)果都記錄下來，以便對用戶進行分析和總結(jié)，如果對用戶有幫助的話，就必須提交給用戶，以便今后的維護和維護。酒店客房中控系統(tǒng)工程驗收工作是對燈光控制系統(tǒng)的功能、設備性能指標、安裝施工質(zhì)量的一次性總體檢查驗收，通過驗收后，即可投入正常使用。

4結(jié)語

綜上所述，酒店工程涉及智能化專項系統(tǒng)眾多，為了更好地保證項目的建設質(zhì)量，需要嚴格把控各專業(yè)、各系統(tǒng)、各材料的建設使用過程，做好協(xié)同聯(lián)動和安裝調(diào)試工作，使酒店智能化各軟硬件系統(tǒng)科學、高效運行。

作者:王鵬 單位:中通服咨詢設計研究院有限公司

智能化工程研究2

1引言

城市更新是指在城市發(fā)展過程中，對于環(huán)境惡劣或者存在重大安全隱患及基礎設施、公共服務設施等需要重建完善其功能的特定城市建成區(qū)，包括舊工業(yè)區(qū)、舊商業(yè)區(qū)、舊住宅區(qū)、城中村及舊屋村等，依據(jù)相關(guān)規(guī)定程序進行綜合整治、功能改變或者拆除重建的活動。城市更新過程中對管控設施、景觀小品及服務設施有了更高的要求，因此，智能化設計在景觀中的應用就顯得尤為重要，通過對景觀智慧化設計進行研究，能夠更好地助力我們實現(xiàn)現(xiàn)代化設計，打造更加便民的城市景觀。

2城市更新發(fā)展背景

城市更新是城市“存量發(fā)展”新階段的要求；是城市集約用地、綠色低碳的要求；是解決“城市病”問題，提升城市品質(zhì)、優(yōu)化城市功能，提升市民幸福感及滿足感的要求。城市更新率先在深圳實踐，隨后廣州、上海等城市相繼發(fā)布當?shù)爻鞘懈碌胤叫苑ㄒ?guī)，目前城市更新正在全國范圍內(nèi)有序推進。

3景觀智能化發(fā)展背景

隨著人類需求的發(fā)展，技術(shù)和風格的不斷變化，景觀設計的趨勢也在不斷發(fā)展。未來的風景園林不局限于景觀設計，同時需要圍繞社會、經(jīng)濟、環(huán)境問題，并為之提供解決性方案。景觀設計也在向新時代轉(zhuǎn)變，智慧景觀就是當下的一個新潮流。人工智能在城市空間、建筑領域的應用始于20世紀70年代，而新時代前沿的技術(shù)正不斷地被應用到城市建設中，全球不同國家地區(qū)都紛紛應用[1]。

4城市更新下智慧景觀的相關(guān)應用

4.1綠色建筑綠色建筑是通過創(chuàng)造性的結(jié)構(gòu)和使用設計使整個建筑物在其壽命周期對環(huán)境影響最小，節(jié)省資源。綠色建筑大大減少了能耗，充分利用了地熱、太陽能、風能，和傳統(tǒng)建筑相比，耗能可以降低70%～75%。城市更新背景下，要求優(yōu)化建筑外立面及建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)，綠色建筑無疑是一種良好的建筑優(yōu)化形式。

4.2智能景觀小品城市更新背景下，傳統(tǒng)的景觀小品因體驗方式與交互方式單一、表現(xiàn)形式受限、趣味性低等問題，已不能滿足現(xiàn)代人群的景觀體驗需求。智能景觀小品從感知、理解和控制三個方面拓展了景觀體驗方式，通過數(shù)據(jù)采集及處理，分析用戶偏好，預測用戶行為并及時在景觀小品中予以反饋，使用戶在景觀空間的游憩中擁有更好的體驗感。智能景觀小品涵蓋互動性、跨時間空間性及智能性三大特征。4.3景觀智能控制技術(shù)隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展與普及，設計人員逐漸將智能感應系統(tǒng)引入園林設計之中，音樂噴池、凈水系統(tǒng)、智能雨水系統(tǒng)這類型的人工智能水景景觀系統(tǒng)開始進入人民群眾的視線，與當前可循環(huán)思想相輔相成，作用顯著[2]。此類技術(shù)提高了景觀的變化性與節(jié)能性，在城市更新背景下，有利于改造片區(qū)風貌的提升。

4.4智能便民服務設施城市更新背景下，對設施便民性的要求不斷提高。我國一些城市更新后的商業(yè)街道，也能隨處見到諸如直飲水機、太陽能充電水機、自動售貨柜等智能便民服務設施。該類設施極大地響應現(xiàn)代化城市的智能建設要求，極大地提高了居民生活的便捷性。

5城市更新下的景觀智能化設計分析

景觀設計其實就是對人們生活環(huán)境的設計，我們對自己的要求基本上就是對環(huán)境的要求。安全、舒適、方便和快捷是我們生活的主要目的[3]。而景觀智能化設計極大地促進了我們生活的舒適便捷性。1）智能光彩設計，全面提升城市夜間形象以成都商業(yè)街道更新標桿——望平街為例，該街道通過夜間燈光的設計和新型材料的使用，打造絢麗夜景，為這里注入更多活力，吸引新生代的到訪。5800塊小液晶屏幕形成了一個波浪似的天棚，這塊波浪式的巨型液晶屏，可以播放任何畫面甚至影視節(jié)目。隧道兩側(cè)經(jīng)過通高6m多的原子鏡無限放大，將天棚的圖景、地面的人形反復投射，呈現(xiàn)新與舊的交融。夜間經(jīng)濟的興起要求夜間景觀具有充分的觀賞性，夜間形象是城市的重要展示面，通過智能光彩設計，打造觀賞者記憶深刻的夜間景觀，是城市更新的重要環(huán)節(jié)。2）智能設施的升級，多元傳承城市文化記憶依據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設部印發(fā)《關(guān)于在實施城市更新行動中防止大拆大建問題的通知》，要求保留城市記憶，保持老城區(qū)的格局和肌理，堅持低影響的更新建設模式，延續(xù)城市的歷史文脈和特色風貌。依舊以成都市望平街為例，整體以光影裝置、互動裝置等手法呈現(xiàn)成華區(qū)的工業(yè)光陰長河。從1953年，東郊工業(yè)區(qū)第1個電子工業(yè)項目錦江電機廠開始，一直到1998年，成都光明器材廠成為我國第1家量化生產(chǎn)鑭系玻璃的專業(yè)廠家，在跨越四十多年歷史長河的成華區(qū)工業(yè)記憶里，設計梳理出成華區(qū)工業(yè)發(fā)展史的10個第一，并以全新的語言進行了重現(xiàn)（見圖1）。1953年段，設計在休閑平臺上設置了一組線性裝置，從裝置的細長縫隙里可以窺探到一幀一幀的老照片，東郊工業(yè)區(qū)第1個電子工業(yè)項目錦江電機廠的全部歷史盡在眼底（見圖2）。以新型智能裝置的形式還原場地記憶，實現(xiàn)了傳統(tǒng)與現(xiàn)代的融合。以創(chuàng)新的科技手段彰顯場地精神，實現(xiàn)了歷史文化的現(xiàn)代化包裝，這樣的文化表達方式值得借鑒。3）智能裝置的加載，集約使用老舊街道空間以成都市棗子巷城市更新項目為例，其改造的一大亮點是升級老城街道公共基礎設施。整體新設30根棗花韻味一體化燈桿，代替原有32處路燈、1處信號燈、11個天網(wǎng)監(jiān)控、8套電子眼監(jiān)控等散亂燈桿，實現(xiàn)“多桿合一、多箱合一”，逐步提升智能程度，著力推動街區(qū)由交通凌亂向智慧安全轉(zhuǎn)變。集約使用街道空間，設置便民智慧引導系統(tǒng)，打造集約高效的智慧街道（見圖3）。智能設施的加載有助于直觀化體現(xiàn)智慧化城市的發(fā)展要求，擴大老舊街道空間，助力于城市更新的進一步發(fā)展。

6城市更新下的景觀智能化未來展望

6.1更多智慧設施及管控系統(tǒng)的應用城市更新背景下要求更多的智慧景觀的應用，因此智慧路燈、智慧公交站、智能監(jiān)控、太陽能充電座椅、智慧噴灌系統(tǒng)等應更充分地應用于改造后的綠地及街道中。

6.2美觀化及特色化的設計要求在城市更新中，既要激活城市活力，也要保留城市記憶。作為承載一座城市文化脈絡和歷史記憶的特色街道，應該從人文角度出發(fā)，結(jié)合地域文化的歷史命脈，與產(chǎn)業(yè)、社交、辦公、旅游等功能多元融合，打造成具備文化底蘊和社交屬性的文化商業(yè)空間。因此，智能景觀的營造在美觀的前提下還要突出場地特色，還原場地記憶，嚴格篩選加載的智能設施，使之與場地匹配，并且通過燈光、地景等布置傳承場地文化，彰顯特色。

6.3城市更新下的景觀智能化設計存在的主要問題

6.3.1同質(zhì)化較強由于城市更新是一個較新的設計趨勢，許多設計從業(yè)者尚未形成個人的一套設計體系，多為套用已有的成功案例。這樣的背景將造成景觀的智能化設計過于同質(zhì)化，缺乏創(chuàng)新性。千篇一律的智能化景觀設計容易造成人們的視覺疲勞，弱化場地體驗。

6.3.2文化性較弱目前仍有很多城市更新項目的智能化景觀過于現(xiàn)代，與場地原有特質(zhì)格格不入，缺乏對場地特性的彰顯。在篩選智能景觀小品及設施時，應注意對場地的文化進行凸顯，打造具有傳承意義的景觀場景。

6.3.3普及化較差智慧景觀小品及設施由于其工藝的難度，使其生產(chǎn)成本較高，設計者為了控制項目造價而不愿意使用該類小品及設施。從運營維護成本的維度上，智能景觀小品及設施也相較于普通的小品及設施花費高，業(yè)主方也不愿意做出嘗試，使其難以普及。

7結(jié)語

景觀智能化設計是順應城市更新這一大政策背景的重要舉措，隨著人民生活水平的不斷提高以及科技的不斷進步，景觀設計師們應該結(jié)合場地原有的文化特色，勇于嘗試新型的智能化景觀設施，在傳承中創(chuàng)新，在現(xiàn)代化中延續(xù)場地精神，締造越來越美觀、便民、富有記憶點的城市景觀。

作者:龔皓 單位:中國市政工程西南設計研究總院有限公司

智能化工程研究3

0引言

農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟的重要產(chǎn)業(yè)[1]，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)管理通過人工現(xiàn)場勘查的方式判斷農(nóng)作物的生長情況，效率不高，且會造成一定的人力資源浪費；隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，為農(nóng)業(yè)的智能管理提供了條件。葛文杰等[2]對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的概念和技術(shù)體系進行了闡述，總結(jié)出國內(nèi)外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)、通訊傳輸技術(shù)和應用關(guān)鍵技術(shù)，指出了我國的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展存在應用局限性、產(chǎn)品不夠豐富、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)沒有得到充分挖掘利用等問題，為我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了方向。李道亮等[3]對農(nóng)業(yè)傳感器工藝、農(nóng)業(yè)信息傳輸技術(shù)、農(nóng)業(yè)業(yè)務模型等方面提出了多方面具體的要求，為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了技術(shù)依據(jù)。潘榮敏[4-7]等利用無線傳感器網(wǎng)絡、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，設計了一套基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建庫系統(tǒng)，研究了農(nóng)業(yè)智能管理系統(tǒng)的應用。本文在前人研究的基礎上，研究農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸加密技術(shù)，將物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)和三維應用系統(tǒng)相結(jié)合，逼真地展現(xiàn)區(qū)域的三維地理環(huán)境、實時展示農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測點信息，包括空氣溫度及濕度、光照、CO2濃度、土壤溫度及濕度、病蟲害等環(huán)境參數(shù)。可以根據(jù)具體的應用需求，對監(jiān)測點信息進行分析處理，并以直觀的圖表、文字、視頻等多種方式展示分析結(jié)果，實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)的高效益規(guī)模化管理。

1關(guān)鍵技術(shù)研究

1.1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)云存儲技術(shù)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通過紅外感應器、激光掃描、射頻識別、全球定位系統(tǒng)等設備，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎上，融合傳感器、信息處理、無線網(wǎng)絡等技術(shù)，獲取農(nóng)作物生長的實時數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)具有種類繁多、數(shù)據(jù)量大、實時性要求高等特點，如何有效存儲農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)以更好地應用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中是急需解決的問題。云計算能夠解決數(shù)據(jù)海量存儲問題，可以提高數(shù)據(jù)庫的訪問效率、性能和穩(wěn)定性。本文通過搭建大數(shù)據(jù)平臺Hadoop集群環(huán)境，建設以云存儲、云服務為核心的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理中心，提供數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分發(fā)功能。數(shù)據(jù)分類功能將傳感器數(shù)據(jù)按不同類型分類，例如溫度信息、濕度信息、GNSS信息等；數(shù)據(jù)管理功能實現(xiàn)海量傳感器數(shù)據(jù)的實時存儲并建立存儲緩沖池，設置數(shù)據(jù)應用接口以便未來應用擴展；數(shù)據(jù)分發(fā)功能通過提供數(shù)據(jù)實時分發(fā)接口，實時向系統(tǒng)推送數(shù)據(jù)。將所有農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲在Hadoop集群環(huán)境下的各分布式數(shù)據(jù)庫HBase中，通過Hive數(shù)據(jù)倉庫工具來對數(shù)據(jù)進行存儲管理。利用并行計算，把實時獲取的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分解為成百上千個小數(shù)據(jù)集，每個（或若干個）數(shù)據(jù)集分別由集群中的一個節(jié)點進行處理并生成中間結(jié)果，然后將這些中間結(jié)果采用并行計算的方式進行合并，形成最終結(jié)果進行數(shù)據(jù)分發(fā)，從而實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的快速存儲和并發(fā)訪問。以傳統(tǒng)RDBMS技術(shù)和云計算技術(shù)兩套方案分別建設農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲環(huán)境，從數(shù)據(jù)并發(fā)訪問的角度對兩種存儲方式進行壓力測試，結(jié)果見表1。可見，兩種方式都能保證所有并發(fā)訪問，但云計算技術(shù)下的數(shù)據(jù)并發(fā)效率明顯優(yōu)于傳統(tǒng)單機方式，尤其是數(shù)據(jù)量增加的情況下，其優(yōu)勢更加明顯。

1.2基于RSA的數(shù)據(jù)加密技術(shù)RSA公鑰密碼體制是由Rivest、Shamirh和Adleman三人在1978年提出的[8]，已成為公鑰數(shù)據(jù)加密的標準。它使用相互關(guān)聯(lián)的一對密鑰：一個公鑰和一個私鑰[9-10]，公鑰是公開信息，而私鑰是需要保密的，基于加密和解密算法進行數(shù)據(jù)的加解密處理。數(shù)據(jù)從物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心到三維應用系統(tǒng)要經(jīng)過3G/4G無線網(wǎng)絡，到達運營商基站，再通過運營商基站接入互聯(lián)網(wǎng)，最終被對方接收。在這個過程中，數(shù)據(jù)要經(jīng)過數(shù)次中轉(zhuǎn)，每一次中轉(zhuǎn)都有被竊聽和截斷的風險。為了保證系統(tǒng)中農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)在實時傳輸過程中的安全性，必須在數(shù)據(jù)發(fā)送前對數(shù)據(jù)進行加密，待接收到數(shù)據(jù)后進行解密。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心和三維應用系統(tǒng)之間傳輸信息時通過RSA非對稱密碼算法進行數(shù)據(jù)加密處理。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心和三維應用系統(tǒng)各產(chǎn)生一組RSA非對稱密鑰，雙方保存好私鑰，公鑰提供給對方。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心使用三維應用系統(tǒng)的公鑰對農(nóng)業(yè)信息進行加密處理，三維應用系統(tǒng)使用自己的私鑰進行解密，解析出需要的信息；同樣，三維應用系統(tǒng)使用物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心提供的公鑰將分析出的預警數(shù)據(jù)進行加密處理，將數(shù)據(jù)傳送到物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心，然后使用自己的私鑰進行解密，得到需要的信息，如圖1所示。

2農(nóng)業(yè)三維應用系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)采用典型的B/S（瀏覽器/服務器）架構(gòu)，利用SuperMapiServer提供場景服務，基于SuperMapiClient3DforPlugin進行客戶端開發(fā)。將三維模型服務與物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心實時獲取的傳感器數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)，在Web端逼真地展現(xiàn)農(nóng)業(yè)區(qū)域三維地理環(huán)境、以多種形式實時顯示物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測點信息，并提供分析功能。系統(tǒng)由三維應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務層、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務層和應用層組成，系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。①三維應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務層：為系統(tǒng)提供三維數(shù)據(jù)服務，包括數(shù)據(jù)層和服務層。數(shù)據(jù)層由地形數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)和三維模型數(shù)據(jù)組成，其中三維模型數(shù)據(jù)包括重要物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測點（安裝設備的大棚、露天監(jiān)測點）的精細模型，該模型的編號與物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測點建立一一對應關(guān)系；使用SuperMapiServer對數(shù)據(jù)進行服務發(fā)布，分別對應地形服務、影像服務、三維模型服務，為應用層提供服務支持。②物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務層，負責農(nóng)業(yè)信息的存儲和管理，維護農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)之間的相互關(guān)系，并提供數(shù)據(jù)備份功能，包括感知層、傳輸層和服務層。感知層利用傳感器、讀卡器、音視頻采集器等實時獲取農(nóng)業(yè)信息，包括溫度、相對濕度、pH值、光照強度、土壤養(yǎng)分、CO2濃度等信息；傳輸層通過各種網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)的融合，實時準確地將數(shù)據(jù)傳遞到服務層；服務層對接收到的數(shù)據(jù)進行解析、分類、判斷后將有效數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，并提供數(shù)據(jù)分發(fā)服務。服務層采用云計算架構(gòu)模式，通過搭建云平臺進行系統(tǒng)資源的整合，提升性能。③應用層，包括系統(tǒng)的三維場景瀏覽、量測、查詢等基本地圖操作，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息的多形式實時展示以及分析處理等應用。

3系統(tǒng)功能設計與應用系統(tǒng)主要由三大功能模塊組成：基本操作、物聯(lián)網(wǎng)信息查詢與展示模塊、分析預警模塊，如圖3所示。

3.1基本操作包括三維場景瀏覽展示、標注、場景自動飛行、三維量測；地圖的放大、縮小、全幅、漫游、旋轉(zhuǎn)等基本的場景瀏覽功能；預先設計飛行路線、設定相關(guān)參數(shù)（如飛行速度、飛行總時間、是否鎖定方位角、高程等），然后自動飛行，以身臨其境的方式進入管理區(qū)域。

3.2物聯(lián)網(wǎng)信息查詢與展示模塊包括物聯(lián)網(wǎng)基本信息展示、物聯(lián)網(wǎng)動態(tài)監(jiān)測信息展示、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測的視頻實時播放與歷史視頻回放。通過在三維系統(tǒng)中接入農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息，以文本形式展示基本信息；以儀表盤、折線圖等形式實時展示監(jiān)控傳感器采集的數(shù)據(jù)；通過獲取監(jiān)控視頻通道，實時展示監(jiān)控區(qū)內(nèi)的影像，也可以根據(jù)時間段查看歷史監(jiān)控影像，對農(nóng)作物的生長進行全程監(jiān)控。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的多種展現(xiàn)形式，直觀地反映農(nóng)作物生長的實時信息，并且能夠快速及時地發(fā)現(xiàn)問題，準確定位問題農(nóng)作物所在的位置，大大減輕工作量，并從整體上直觀地為農(nóng)作物種植提供更加科學的決策依據(jù)，如圖4所示。

3.3分析模塊該模塊將接收到的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)實時存入數(shù)據(jù)庫，并進行分析處理，支持某時間段之內(nèi)的歷史信息查詢，以便詳細觀察該時間段內(nèi)的具體情況，為用戶提供分析決策依據(jù)。用戶可以自定義農(nóng)作物的生長環(huán)境參數(shù)范圍，根據(jù)該范圍值判斷是否超出預警閾值，如果超出閾值，通過獲取預警類型的參數(shù)之后，計算出相應的編號，發(fā)送預警信息，如表2所示。

4結(jié)束語

本文針對農(nóng)業(yè)智能管理的需求，提出了將物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)三維應用系統(tǒng)相結(jié)合的解決方案，利用云計算技術(shù)，解決了農(nóng)業(yè)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)海量數(shù)據(jù)的高效管理；基于SuperMap三維開發(fā)平臺，采用三維建模、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)云存儲、數(shù)據(jù)加密等技術(shù)，設計開發(fā)了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的三維應用系統(tǒng)；以文字、圖形、視頻等多種形式實時展示物聯(lián)網(wǎng)信息，提供農(nóng)業(yè)信息的預警分析功能，為農(nóng)作物日常生長管理提供了方便直觀的方法；并在于洪區(qū)農(nóng)業(yè)智能化管理中得到應用，對智慧農(nóng)業(yè)進行了探索與實踐。

參考文獻：

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作者:齊東蘭 魏永強 單位:陜西職業(yè)技術(shù)學院;安測繪研究所