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。

1、交通
物联网与交通的结合，首先体现在人、车、路的紧密结合，改善了我们的交通环境，保障了交通安全，在一定程度上也节约了资源。
2、物流
现在在物联网、大数据和人工智能的支持下，物流的各个环节都能够执行系统感知、综合分析处理等功能。
3、安防
人们仍然非常重视安全这方面的，因此安防这方面的市场潜力还是非常大的。
4、能源环保
在能源环保方面，与物联网的结合包括水能、电能、燃气以及路灯、井盖、垃圾桶这类环保装置。
5、医疗
利用物联网技术可以获取数据，可以在医疗领域完成人和物的智能化管理，医疗领域的便携式设备可以检索到电子文件中的数据转换。
6、建筑
建筑与物联网的结合体现在节能上。
7、零售
商业与物联网的结合体现在无人商店和自动售货机上更加智能化的零售使得自动售货机和便利店在零售业中进行数字化处理，向无人化零售业的性质、形象转变。这样可以节省劳动力成本，提高运营效率。
8、家居
通过家庭和物联网的结合，许多智能家居企业正朝着物物相连的方向发展。
9、制造
制造领域涉及行业范围较广。制造业与物联网的结合，首先是一个集机械设备监控和环境监控于一体的数字化、智能化工厂。
10、农业
农业与物联网的融合体现在农业种植业和畜牧业上。农业种植使用传感器、摄像机和卫星，以S1云中温湿度传感器为例，感受环境的温度和湿度，可以通过移动app随时观测到。

物联网就是通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何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、监控和管理的一种网络。
通俗地讲，物联网就是“物物相连的互联网”，它包含两层含义：
第一，物联网是互联网的延伸和扩展，其核心和基础仍然是互联网；
第二，物联网的用户端不仅包括人，还包括物品，物联网实现了人与物品及物品之间信息的交换和通信。
物联网作为新一代信息技术的高度集成和综合运用，具有渗透性强、带动作用大、综合效益好的特点，是继计算机、互联网、移动通信网之后信息产业发展的又一推动者。

在劳动力成本、资源成本、管理成本的提高，传统的人工管理种植一直制约着芦柑产业的发展。随着智能应用的发展，物联网将把这个领域推向新的高度。如何将物联网技术应用到芦柑生产种植中，赋能永春芦柑产业“新机遇”，一直困扰着芦柑种植户？

永春聚富芦柑作为永春最大的芦柑生产销售企业，勇于创新，决定将物联网技术应用到芦柑种植产业！聚富芦柑联合福建蜂窝物联网科技有限公司针对聚富芦柑的永春县岵山镇南石村1000亩的芦柑基地进行物联网应用示范基地，打造成为福建省现代农业产业园示范基地，项目已经成功建成使用。

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物联网，即“万物相连的互联网”，是在互联网基础上延伸和扩展的网络，它将各种信息传感设备与网络结合起来而形成的一个巨大网络，实现在任何时间、任何地点，人、机、物的互联互通，让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。
物联网在工业、农业、环境、交通、物流、安保等基础设施领域的应用，有效的推动了这些方面的智能化发展，使得有限的资源更加合理的使用分配，从而提高了行业效率、效益。
物联网具有以下特征：
物联网可以实现全面感知，即利用射频识别（RFID）、传感器、二维码等电子编码随时随地获取所需物体的信息；
物联网可以实现可靠传递，通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去；
物联网可以实现智能处理，利用云计算，模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，并且对物体实施智能化的控制。

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