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1相關(guān)技術(shù)概述

傳感器技術(shù)是信息采集的核心部件，是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的源頭，通過傳感器可以將被測(cè)量信息按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信號(hào)或者其他所需形式進(jìn)行輸出。嵌入式系統(tǒng)技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)軟硬件、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的信息技術(shù)。用人體做比喻，傳感器相當(dāng)于眼睛、鼻子、皮膚等感官器官，嵌入式系統(tǒng)則是人的大腦，在接收到信息后分類處理?；诨ヂ?lián)網(wǎng)的云物聯(lián)技術(shù)，通過嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，利用物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)所提供的上傳、存儲(chǔ)和展現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的服務(wù)，使得開發(fā)者輕松駕馭各種聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

2園林工程信息化系統(tǒng)的構(gòu)成

應(yīng)用于園林工程的信息化技術(shù)，首先是是基于傳感器技術(shù)的數(shù)據(jù)采集部分，利用傳感器對(duì)園林生態(tài)環(huán)境內(nèi)的風(fēng)力、風(fēng)向、空氣溫度、濕度、以及土壤溫度、水分等信息進(jìn)行有效采集，再通過嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，處理后的數(shù)據(jù)可以輸出顯示、存儲(chǔ)或上傳網(wǎng)絡(luò)，便于后期利用。在傳感器技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)云物聯(lián)平臺(tái)，通信手段既可以采用有線以太網(wǎng)，也可采用wifi或3G等無線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，通過物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的高性能服務(wù)器集群，可以在短時(shí)間內(nèi)完成大量數(shù)據(jù)的收集、整理、分析。如圖1所示，這時(shí)可以利用聯(lián)網(wǎng)的終端（如電腦、手機(jī)等）通過物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)對(duì)嵌入式系統(tǒng)發(fā)送命令，嵌入式系統(tǒng)通過繼電器模塊等實(shí)現(xiàn)控制智能澆灌等設(shè)施，進(jìn)而影響園林生態(tài)環(huán)境。

3工程中的實(shí)際應(yīng)用

傳感器是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用目的的核心器件，在我公司城市景觀樹木抗倒伏關(guān)鍵技術(shù)研究這一項(xiàng)目中，需在研究區(qū)內(nèi)，架設(shè)風(fēng)速風(fēng)向和土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器與設(shè)備，監(jiān)測(cè)與調(diào)查雨季極端天氣對(duì)研究區(qū)內(nèi)樹木形成的影響結(jié)果；記錄灌水施肥、防護(hù)加固措施的有效性等。基于以上需求，配置了如下傳感器：華控HS-FX01型風(fēng)向傳感器，0~5V輸出，16個(gè)不同電壓值對(duì)應(yīng)16方位風(fēng)向，啟動(dòng)風(fēng)力≥0.8m/s。華控HS-FS01型風(fēng)速傳感器，0~5V輸出，線性對(duì)應(yīng)0~30m/s風(fēng)速，分辨精度0.2m/s，啟動(dòng)風(fēng)力≥0.8m/sSHT15空氣溫濕度傳感器，相對(duì)濕度測(cè)量范圍0～100％，精度±2％RH；溫度測(cè)量范圍-40℃～123.8℃，分辨率0.1℃，輸出經(jīng)過校準(zhǔn)的相對(duì)濕度和溫度的串行數(shù)據(jù)。DS18B20（不銹鋼防水型封裝）土壤溫度傳感器，測(cè)溫范圍-55℃～125℃，最高精度0.06℃，支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，數(shù)字量串行輸出。搜博SM2801M型土壤水分傳感器，可長(zhǎng)期埋設(shè)于土壤內(nèi)，對(duì)表層和深層土壤進(jìn)行墑情的定點(diǎn)監(jiān)測(cè)和在線測(cè)量，4~20MA輸出，線性對(duì)應(yīng)0~100%的量程，測(cè)量精度3%。上述傳感器有3路模擬量輸入、3路數(shù)字量輸入，可采用開源軟硬件的嵌入式單片機(jī)arduino。其ATmega328型具有14路數(shù)字輸入/輸出口，6路模擬輸入，32KB閃速存儲(chǔ)器。如果需多路采集，可采用其升級(jí)版MEGA2560，閃速存儲(chǔ)器擴(kuò)展至256KB，具有54路數(shù)字輸入/輸出口，16路模擬輸入。此外，Arduino單片機(jī)增加通訊模塊（如W5100等），即可通過有線以太網(wǎng)聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)。在室外環(huán)境中，傳統(tǒng)以GPRS模塊為主導(dǎo)方案，但隨著電子消費(fèi)品的普及，使用3G路由+3G網(wǎng)卡的組合是一種更經(jīng)濟(jì)、編程量更少的方案。通過通訊模塊，可將傳感器數(shù)據(jù)上傳到一些開放的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)（如Yeelink、樂為物聯(lián)等），在網(wǎng)站上實(shí)現(xiàn)以曲線顯現(xiàn)一個(gè)階段內(nèi)的傳感器數(shù)據(jù)，或者對(duì)幾組相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)比分析在物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上，還可設(shè)置傳感器數(shù)據(jù)的報(bào)警值，當(dāng)達(dá)到報(bào)警值時(shí)，網(wǎng)站會(huì)以短信等方式提醒用戶處理，如風(fēng)速過大時(shí)應(yīng)去現(xiàn)場(chǎng)查看樹木的倒伏情況，光照過強(qiáng)是否應(yīng)遮陰處理，土壤水分不足是否應(yīng)補(bǔ)水作業(yè)等。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)還可以對(duì)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行反向控制，通過網(wǎng)站或手機(jī)客戶端發(fā)送命令，嵌入式系統(tǒng)通過繼電器模塊（一種電子控制器件，單片機(jī)接輸入回路，以毫安級(jí)電流，控制額定功率數(shù)千瓦輸出回路的開關(guān)）控制灌溉等設(shè)備的開關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制影響園林生態(tài)系統(tǒng)。

4結(jié)語(yǔ)

除了上述在工程中的實(shí)際應(yīng)用，通過適當(dāng)?shù)膫鞲衅鬟x型，信息化技術(shù)還可用于定量化分析屋頂綠化對(duì)城市熱島的緩解作用，不同濃度汽車尾氣污染物對(duì)各類行道樹的影響，進(jìn)而如何選擇適當(dāng)?shù)木G化樹種等園林工程的各個(gè)方面?？梢娦畔⒒夹g(shù)在園林工程等傳統(tǒng)施工領(lǐng)域有著廣闊的市場(chǎng)前景。

作者：董博苗永剛孫仲桂單位：遼寧山水城市園林景觀有限公司