茶产业物联网信息服务系统的构建探讨

吴冬（浙江长征职业技术学院，杭州市 310023）



茶产业物联网信息服务系统的构建探讨

吴冬
（浙江长征职业技术学院，杭州市 310023）

物联网信息服务系统对茶产业管理是整合了基础设施层获取的海量数据来面向实际的茶产业物联网应用提供跟踪、监测、和控制等信息服务的关键平台。基于对茶产业发展的全面数据的存储、预处理、挖掘与分析，对茶产业物联网信息服务系统的安全性、隐私保护以及可信性方面进行研究探讨。

茶产业；物联网；信息服务系统；构建探讨

近年来随着物联网技术的深入发展和推广应用，在农业领域物联网信息服务系统也开始有着越来越广的发展空间。其中，茶产业因为涉及生产数据信息容量较大，销售渠道范围较广以及茶园生产基地全面应用现代化生产技术等特点，被优先作为物联网信息服务系统的推广示范产业点，希望通过茶产业物联网信息服务系统的良好应用对农业领域起到一定的示范效用，从而在整个现代化农业的生产链条中使物联网信息服务技术实施全面开展与普及应用。

物联网信息服务系统对茶产业发展主要运用了现代无线传感器网络技术、GPS全球定位技术以及远程联网全面监控技术，同时，从环保、低能耗的设计理念中更加灵活的运用了信息技术的手段。现代化的物联网功能将对茶叶生产、储运以及销售流通环节进行有效的管理，从而更加合理地实现对茶叶生产、各项信息数据有效传输与共享；对茶园生产基地、茶叶加工、包装、储运、流通全过程的实时监控、智能定位、跟踪实行有效管理。茶产业物联网信息服务系统的设计、建设与应用会进一步优化茶产业的科技创新环境，推动茶产业的可持续良性发展，同时，保障茶叶产品的质量安全、全面提高茶产业生产和管理水平等有着划时代重要意义。

1　茶产业物联网信息服务系统的主要内容

物联网信息服务系统对茶产业的管理是通过无线传感器网络技术、GPS全球定位技术以及远程联网进行综合管理，主要是信息服务系统的组建，通过无线传感技术、自动识别与跟踪技术及网络（3G）有效的将茶园生产基地以及茶叶存储运输过程中的所有信息和环境变化的参数通过无线传感技术及网络进行信息的综合汇集、转发、远程共享及其交互控制，这样就可以实现茶产业更加现代化以及便捷化的生产服务以及管理。物联网信息服务系统对茶产业管理的主要内容要包括以下四个方面：

1.1茶叶生产数据信息基础设施层

因为茶产业所有生产加工环节涉及茶叶基础数据信息容量过于庞大和复杂，需要利用物联网信息服务系统的基础设施层的各种感知设备来对茶园生产基地的各种基础生产条件和茶叶种植进行信息感知，然后利用现代网络技术将感知获取的海量茶叶生产数据传输至茶产业物联网数据中心，通过茶产业物联网信息服务系统有效地对各项茶叶基础生产数据进行存储、预处理、深入挖掘和理性分析，为提高茶叶生产效率提供科学合理的指导意见。

1.2信息管理系统对茶园生产基地的管理

物联网信息服务系统通过无线传感器网络技术、GPS全球定位技术以及远程联网对茶产业管理对于茶园生产基地的数据及信息管理可以有效的实现茶叶生产基地的数据自动收集和信息的归类处理，同时还可以实现对茶园生产基地智能管理进行自动感应识别，整个茶服务管理系统可以有效的监测茶园生产基地的相关环境影响变化如温度、湿度、土壤PH参数的变化、空气污染程度等；并对环境变化参数的波动进行及时预警监控。举例来说，当茶园生产基地的温度与湿度、土壤PH等参数超出合理区间范围时，信息管理系统就会通过物联网无线传感技术手段进行快速地跟踪及预警。物联网信息服务系统对茶产业的管理，还融合了茶园远程的智能视频监控系统，方便于茶叶生产种植专业远距离的实时生产监控，这种智能监控对于防治茶叶病虫危害、提高茶叶成品率、降低茶叶种植生产风险都有着非常现代化的意义。

1.3信息管理系统茶叶产品储运管理

茶叶产品储运信息管理系统对茶叶的合理储存和效率运输起着关键性的作用，能够有效地保护和提高茶叶成品的质量以及品质。通过物联网的传感技术可以对茶叶产品的储藏环境和运输条件进行数据审查和信息检测，一旦超出理想的储运环境条件时，物联网信息服务系统就会自动打开联动设备进行调节，达到最有效的管理效果。同时在茶叶的实际运输过程中系统也可以通过GPS定位系统和物联网的智能箱柜技术来有效控制整个茶叶运输车厢的温度与湿度条件，从而有效地保障茶叶在储运过程中的品质，减少茶叶的实际损耗。

1.4物联网信息服务技术对茶产业管理的平台构建

该平台采用物联网射频识别电子标签技术以及数据库认证管理系统，对整个茶叶产品的生产、运输、流通过程进行智能化识别、定位跟踪以及监管。对于整个茶产业来说，也可以通过对这个信息服务技术平台的流程化管理来充分实现茶叶产品流通过程的成品调配与质量防伪，如此，茶叶产品的消费者也可以通过防伪标签或二维码核准效验查找茶叶产品的原生产地、质保及生产日期等相关信息。通过这种方式对整个茶产业的质量品质以及消费者的合法权益进行保护，促进茶产业的发展更加健康化和良性化。

2　茶产业物联网信息服务系统的数据处理

茶产业涉及到的生产信息数据量庞大，而且茶叶从种植培育到最后成品运输的整个流程体系繁琐复杂。茶产业所涉及数据不仅形式多样，分布在不同的茶产业链位置，而且整个数据收集过程还会受到外界环境影响，因此一般情况下茶叶生产运输中会出现很多数据处理错误，对生产信息的把握不准确和对数据的获取失准而造成不必要的浪费和损失。而物联网技术下通过各种基础设施的信息感知以及后期信息管理系统的数据处理，对茶叶生产数据的获取满足了海量、异构、高维、立体、时间序列相关和空间位置分散等特点，处理起来具有优势和便利。对茶产业生产各项指标信息的数据存储是物联网信息服务系统最核心的一个优势，传统的数据存储技术和数据管理系统能够储存的信息数据是有限的，根本不能为整个茶产业链构建一个统一的基础数据信息库。而茶产业物联网信息服务系统的数据信息库可以对海量的茶叶生产信息和环境参数进行收纳与整理，同时物联网快速有效的现代信息化技术还能进一步节省数据存储空间和提高存储效率，从而能够对茶产业的每一个生产、管理、流通环节提供最准确和可靠的数据信息。

茶产业物联网信息服务系统在数据的收集、存储、预处理和整理分析上采用了无线传感器网络以及RFID海量数据存储处理技术，实现了无线信息传输与数据的一对多网络化服务效应，并在此基础上实现了全局数据存储位置最优化处理，从而能够进一步实现对茶产业有用信息的数据挖掘和深入分析，为整个茶叶产品的生产流通过程提供准确的方向和定位。

3　物联网信息服务系统对茶产业的安全保障

物联网信息服务对于茶产业的系统运行来说，离不开智能有效的安全保障机制。茶产业物联网信息服务系统是一个相对开放、信息交互频繁的茶叶生产数据处理应用中心，所以对茶叶相关信息数据的安全、隐私保护和可信性必然会有更高的要求和标准。确保茶产业物联网信息服务系统的安全、可靠，是物联网技术向农业领域大规模推广应用的重要前提，也是促进更多产业和行业接受物联网信息服务的必备条件。

物联网信息服务系统对茶产业管理涉及到大量茶叶生产的关键性信息数据，而在数据收集、处理以及信息快速传递共享的过程中必然会面临来自网络的许多安全问题，包括传感器袭击、传感器异常、无线电干扰、数据信息安全、黑客入侵以及非法授权等，使得茶产业物联网信息服务系统中无处不在的数据传感设备和频繁且广泛的信息服务交互面临着重大的安全威胁。所以应该从保护茶产业链所有终端用户隐私数据的角度全面考虑不同类型的安全问题，基于多方计算，采用不同安全等级的物联网保护策略，并在此基础上，讨论密钥管理机制，通过有效的认证和访问控制以及茶产业信息数据入侵检测来充分确保茶产业物联网服务信息系统的安全性和可信性。

4　茶产业物联网信息服务系统的架构和功能设计

物联网信息服务系统对茶产业的管理是提供茶产业链所有生产信息、加工信息以及流通运输信息的服务技术平台，也是物联网信息技术服务系统在农业生产领域的重要推广。物联网信息服务系统对茶产业管理底层面向大量的茶叶生产、环境、加工、仓储、运输、销售等环节信息数据及共享，顶层面向广泛的茶产业应用领域，是现代茶产业进步与技术拓展的重要信息服务形式，因此对茶产业物联网信息服务系统架构和功能设计的研究有着重要的意义和价值。

物联网信息服务系统对茶产业的管理平台，主要由传感数据信息采集、控制、信息通信、分布式管控、数据存储、信息预警、产品防伪等多个子系统组成。（1）传感信息数据采集与控制：目前茶园栽培辅助系统主要采集的数据信息包括空气中的温度与湿度、光照强度、土壤PH值、降雨量等茶叶培育种植的环境信息以及浇水时间长短、每次水量控制、化肥节点配置、种植技术检测等生产技术信息，相关工作人员可以远程通过互联网登录茶叶管理数据平台进行实时数据的获取和检测，并将有用的数据信息进行储存等待进一步的预处理和详细分析。此外，还可以通过物联网信息服务系统对茶叶的生产种植设置条件控制，一旦基础设施传感器监测到的茶叶信息条件与控制标准不相吻合时就会以预警的方式及时提醒工作人员，方便对茶叶的生产培育情况及时做出预处理。（2）采取多模态身份认证模式：这一子系统能够有效提高茶叶产品储藏和流通信息管理的安全性和可信性，是利用RFID（二代身份证）的识别功能来对每一个登录茶产业物联网信息服务系统的用户进行身份检测，一旦发现物联网信息服务系统中没有储存的身份记录就会立刻终止该用户的信息访问，以防止茶叶生产相关信息的丢失和泄漏。（3）采取灵活的通信手段。茶产业物联网信息服务系统支持全开放频段的无线通信，结合用户使用的现场情况扩展支持各种现场的通信方式。茶产业物联网信息服务系统还能够根据用户对茶叶生产数据的不同使用需求来进行通信方式的有效搭配与组合，确保茶叶生产信息的高效传输和有效使用。（4）采取RFID与WSN的融合。RFID侧重于对用户的身份识别，能够有效实现对系统登录用户管理，但是RFID系统具有读写距离有限、抗干扰性不强、实现成本较高等缺陷，为此茶产业物联网信息服务系统采用了WSN技术与RFID相融合，WSN侧重于组网，通过网络的构建可以有效解决距离、干扰以及成本较高等问题，可以在网络内自由地进行茶叶生产数据信息的效率化传递，同时还对每一个数据信息进行有效的节点标识，最大限度确保整个茶产业物联网系统的安全与稳定。

5　结语

随着RFID技术、无线传感器网络技术、GPS全球定位、网络技术以及智能收集技术的进一步发展，物联网信息服务系统会对整个社会的生产生活方式带来更加深远的变革。同时通过物联网信息服务系统在茶产业中的有效应用，可以积累重要的经验和应用方法，为以后整个农业领域生产过程的物联网技术推广和全社会范围内的物联网信息服务系统普及都带来积极的作用和意义。

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吴冬（1963-），女，浙江杭州人，本科，讲师，研究方向：物联网传感技术与电子信息工程技术。