物聯(lián)網(wǎng)在智慧公園中的應(yīng)用與研究

邢印強(qiáng)

物聯(lián)網(wǎng)集成傳感器、單片機(jī)、射頻識(shí)別等多種技術(shù)，提高了人與人、人與物、物與物之間的互聯(lián)互通水平。本文詳細(xì)地描述了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)狀，以智慧公園為研究對(duì)象，詳細(xì)地描述了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)NBIOT，擴(kuò)展了物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域，具有一定的意義。

一、引言

物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things，簡(jiǎn)稱IOT）是互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的延伸，也是當(dāng)前實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)、萬(wàn)物互通的重要技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)可以利用傳感器采集數(shù)據(jù)，將人和物利用信息網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)在一起，形成一個(gè)功能完善、智能自動(dòng)的信息系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過(guò)多年的普及和應(yīng)用，已經(jīng)在工業(yè)制造、教育科研、娛樂(lè)游戲、農(nóng)業(yè)畜牧、環(huán)境監(jiān)測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域普及，取得了一定的應(yīng)用成效，提高了社會(huì)信息化、智能化和共享化水平。

智慧公園作為物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)應(yīng)用方向，可以在公園中部署溫濕度、聲光等傳感器，采集智慧公園中的游客、動(dòng)植物、交通工具等數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器可以針對(duì)人流、車(chē)流以及自然數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，掌握公園內(nèi)的溫濕度等信息，為智慧公園提供信息化決策服務(wù)，提高公園管理的智慧化水平。本文結(jié)合實(shí)際需求，重點(diǎn)描述智慧公園的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用情況，為智慧公園建設(shè)提供支撐，也可以擴(kuò)大物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用范圍。

二、物聯(lián)網(wǎng)在智慧公園中的應(yīng)用現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)在智慧公園中也得到了廣泛應(yīng)用，許多公園引入了自動(dòng)化的噴淋系統(tǒng)、紅外線供水系統(tǒng)等。噴淋系統(tǒng)可以利用溫濕度傳感器采集數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)發(fā)送給智慧公園服務(wù)器，自動(dòng)化地分析土壤中的水分含量，以便能夠感知土地的干旱水平，如果缺水則自動(dòng)化地噴淋。紅外線供水系統(tǒng)多應(yīng)用于智慧公園衛(wèi)生間、洗浴室等，利用紅外線傳感器感知使用者，一旦有使用者則可以自動(dòng)供水。另外，智慧公園還引入了許多的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，這些系統(tǒng)利用先進(jìn)的視頻傳感器或紅外成像傳感器，這些攝像頭被部署于各個(gè)關(guān)鍵道路卡口或公園的門(mén)禁處，保障智慧公園游客安全、消防安全、設(shè)施安全等，具有重要的作用和意義。

三、物聯(lián)網(wǎng)在智慧公園中的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，本文結(jié)合實(shí)際情況重點(diǎn)描述物聯(lián)網(wǎng)在智慧公園中的應(yīng)用。智慧公園的軟硬件設(shè)備非常多，比如路燈管理系統(tǒng)、智能灌溉系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、廣播語(yǔ)音系統(tǒng)、門(mén)禁管理系統(tǒng)、停車(chē)管理系統(tǒng)、智能垃圾箱等，這些系統(tǒng)可以為公園管理處提供決策指導(dǎo)，因此為了保證公園的信息系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，需要及時(shí)地部署傳感器，利用門(mén)禁傳感器、溫濕度傳感器、人流車(chē)流計(jì)數(shù)傳感器等采集數(shù)據(jù)信息，幫助公園管理處指導(dǎo)公園的各項(xiàng)工作，比如一旦發(fā)現(xiàn)車(chē)位停滿，就可以通知廣播語(yǔ)音系統(tǒng)，播報(bào)車(chē)位已滿的通知，讓停車(chē)游玩的人去尋找其他車(chē)位。

物聯(lián)網(wǎng)在智慧公園中的應(yīng)用包括三個(gè)非常關(guān)鍵的層次，分別是數(shù)據(jù)感知層、數(shù)據(jù)傳輸層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層。數(shù)據(jù)感知層可以及時(shí)地利用各類型傳感器采集公園內(nèi)的數(shù)據(jù)信息，比如車(chē)流量、人流量、垃圾箱、車(chē)位數(shù)等，將這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)傳輸給服務(wù)器。數(shù)據(jù)傳輸層則可以利用RFID技術(shù)、ZigBee技術(shù)、NB-IOT技術(shù)等進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，由終端傳感器發(fā)送給物聯(lián)網(wǎng)路由器，物聯(lián)網(wǎng)路由器可以將其匯聚在一起發(fā)送給各個(gè)應(yīng)用軟件，因此物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞和轉(zhuǎn)發(fā)。業(yè)務(wù)應(yīng)用層則是指各類型的應(yīng)用軟件，這些軟件獲取服務(wù)器的數(shù)據(jù)之后，可以針對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行加工和處理，指導(dǎo)公園管理人員作業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)在智慧公園中的應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)可以利用多種感應(yīng)傳感器，及時(shí)地感知人、車(chē)等接觸的距離，為客戶提供警告、預(yù)告等語(yǔ)音，比如當(dāng)一個(gè)游客接觸到公園湖中的水，此時(shí)可以及時(shí)地感知并且發(fā)出警告，讓游客注意安全不要下水等。語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)可以錄制一些自動(dòng)化的片段，比如針對(duì)公園內(nèi)的名貴古老樹(shù)木、景觀景點(diǎn)等進(jìn)行介紹，講解一些有趣的故事，只要用戶進(jìn)入這些物聯(lián)網(wǎng)的覆蓋范圍，系統(tǒng)可以自動(dòng)播放這些語(yǔ)音，幫助游客掌握公園相關(guān)信息，提高人們游覽公園的興趣。

智能灌溉系統(tǒng)可以使用RFID、單片機(jī)等，比如在花草樹(shù)木叢中安放一個(gè)溫濕度采集單片機(jī)，該單片機(jī)集成了NB-IOT物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，可以實(shí)時(shí)地感知園區(qū)中的雨水、溫度情況，及時(shí)地將這些信息傳輸給花草植物灌溉系統(tǒng)，灌溉系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)之后實(shí)施灌溉操作。NB-IOT物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議有很多優(yōu)勢(shì)，比如覆蓋范圍廣泛、功耗也非常低、建設(shè)成本低、容量也非常大，比如接入用戶可以數(shù)十萬(wàn)，因此非常方便應(yīng)用于智慧公園。

智慧公園充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的智能化管理，停車(chē)管理系統(tǒng)可以使用帶有NB-IoT的地磁模塊，采集和管理停車(chē)位的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，提供對(duì)車(chē)輛的管理服務(wù)。停車(chē)管理系統(tǒng)還可以利用二維碼與人們的移動(dòng)終端進(jìn)行連接，這樣就可以通過(guò)微信等小程序管理車(chē)輛信息，及時(shí)的查看車(chē)輛的停車(chē)狀態(tài)，是否存在安全危險(xiǎn)等。停車(chē)管理系統(tǒng)還可以為人們提供車(chē)位數(shù)量，這樣就可以讓司機(jī)清晰的知道公園停車(chē)場(chǎng)的剩余車(chē)位數(shù)和車(chē)位位置，從而可以快速的定位空閑停車(chē)位。

智慧垃圾箱可以使用NB-IOT和傳感器，采集垃圾桶的每一個(gè)部位信息，為人們提供較好的垃圾收集和分類功能，保護(hù)園區(qū)的衛(wèi)生，智慧垃圾箱外形雅觀、環(huán)保衛(wèi)生、節(jié)約能源、密封性好，可以防止交叉感染，避免垃圾箱的異味溢出，不需要外接電源，可以長(zhǎng)期使用。

電動(dòng)車(chē)充電樁可以使用二維碼和NB-IOT技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)充電樁的遠(yuǎn)程監(jiān)控。車(chē)主掃描智能插座上的二維碼智慧就可以開(kāi)通電源接通服務(wù)，遠(yuǎn)程監(jiān)控電流、電壓、溫度及充電器的異常情況，并且可以充電完成之后自動(dòng)斷電，利用外接接口接入到消防119、安監(jiān)平臺(tái)等，提高政府監(jiān)督效率。公園內(nèi)的充電樁是有限的，因此智慧公園可以為用戶提供一個(gè)電動(dòng)車(chē)床墊子的使用狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括已用數(shù)據(jù)、空閑數(shù)據(jù)和壞損數(shù)據(jù)，讓電動(dòng)車(chē)車(chē)主掌握充電樁的情況，方便車(chē)主進(jìn)行決策。

四、結(jié)語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)集成了移動(dòng)通信、單片機(jī)、傳感器、GPS等先進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)，能夠根據(jù)人們的需要實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)互通，已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到普及和使用。智慧公園作為物聯(lián)網(wǎng)的重要應(yīng)用方面，利用射頻識(shí)別、NB-IOT等技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)園區(qū)人流車(chē)流、公共設(shè)備、充電樁、垃圾箱等信息采集和管理，提高園區(qū)管理的智慧化程度。

作者單位：柳州市自動(dòng)化科學(xué)研究所