物联网在智慧公园中的应用与研究

邢印强

物联网集成传感器、单片机、射频识别等多种技术，提高了人与人、人与物、物与物之间的互联互通水平。本文详细地描述了物联网技术及应用现状，以智慧公园为研究对象，详细地描述了物联网应用的关键技术NBIOT，扩展了物联网的应用领域，具有一定的意义。

一、引言

物联网（The Internet of Things，简称IOT）是互联网应用的延伸，也是当前实现万物互联、万物互通的重要技术。物联网可以利用传感器采集數据，将人和物利用信息网络关联在一起，形成一个功能完善、智能自动的信息系统。物联网经过多年的普及和应用，已经在工业制造、教育科研、娱乐游戏、农业畜牧、环境监测等多个领域普及，取得了一定的应用成效，提高了社会信息化、智能化和共享化水平。

智慧公园作为物联网的一个应用方向，可以在公园中部署温湿度、声光等传感器，采集智慧公园中的游客、动植物、交通工具等数据，将这些数据发送给服务器，服务器可以针对人流、车流以及自然数据进行分析，掌握公园内的温湿度等信息，为智慧公园提供信息化决策服务，提高公园管理的智慧化水平。本文结合实际需求，重点描述智慧公园的物联网应用情况，为智慧公园建设提供支撑，也可以扩大物联网的应用范围。

二、物联网在智慧公园中的应用现状

物联网在智慧公园中也得到了广泛应用，许多公园引入了自动化的喷淋系统、红外线供水系统等。喷淋系统可以利用温湿度传感器采集数据，将这些数据发送给智慧公园服务器，自动化地分析土壤中的水分含量，以便能够感知土地的干旱水平，如果缺水则自动化地喷淋。红外线供水系统多应用于智慧公园卫生间、洗浴室等，利用红外线传感器感知使用者，一旦有使用者则可以自动供水。另外，智慧公园还引入了许多的视频监控系统，这些系统利用先进的视频传感器或红外成像传感器，这些摄像头被部署于各个关键道路卡口或公园的门禁处，保障智慧公园游客安全、消防安全、设施安全等，具有重要的作用和意义。

三、物联网在智慧公园中的关键技术应用

物联网的应用领域非常广泛，本文结合实际情况重点描述物联网在智慧公园中的应用。智慧公园的软硬件设备非常多，比如路灯管理系统、智能灌溉系统、视频监控系统、广播语音系统、门禁管理系统、停车管理系统、智能垃圾箱等，这些系统可以为公园管理处提供决策指导，因此为了保证公园的信息系统能够正常运行，需要及时地部署传感器，利用门禁传感器、温湿度传感器、人流车流计数传感器等采集数据信息，帮助公园管理处指导公园的各项工作，比如一旦发现车位停满，就可以通知广播语音系统，播报车位已满的通知，让停车游玩的人去寻找其他车位。

物联网在智慧公园中的应用包括三个非常关键的层次，分别是数据感知层、数据传输层和业务应用层。数据感知层可以及时地利用各类型传感器采集公园内的数据信息，比如车流量、人流量、垃圾箱、车位数等，将这些基础数据通过物联网传输给服务器。数据传输层则可以利用RFID技术、ZigBee技术、NB-IOT技术等进行数据传输，由终端传感器发送给物联网路由器，物联网路由器可以将其汇聚在一起发送给各个应用软件，因此物联网技术可以实现数据传递和转发。业务应用层则是指各类型的应用软件，这些软件获取服务器的数据之后，可以针对这些数据进行加工和处理，指导公园管理人员作业。物联网在智慧公园中的应用架构设计如图1所示。

语音播报系统可以利用多种感应传感器，及时地感知人、车等接触的距离，为客户提供警告、预告等语音，比如当一个游客接触到公园湖中的水，此时可以及时地感知并且发出警告，让游客注意安全不要下水等。语音播报系统可以录制一些自动化的片段，比如针对公园内的名贵古老树木、景观景点等进行介绍，讲解一些有趣的故事，只要用户进入这些物联网的覆盖范围，系统可以自动播放这些语音，帮助游客掌握公园相关信息，提高人们游览公园的兴趣。

智能灌溉系统可以使用RFID、单片机等，比如在花草树木丛中安放一个温湿度采集单片机，该单片机集成了NB-IOT物联网协议，可以实时地感知园区中的雨水、温度情况，及时地将这些信息传输给花草植物灌溉系统，灌溉系统分析数据之后实施灌溉操作。NB-IOT物联网协议有很多优势，比如覆盖范围广泛、功耗也非常低、建设成本低、容量也非常大，比如接入用户可以数十万，因此非常方便应用于智慧公园。

智慧公园充分利用物联网技术实现对车辆的智能化管理，停车管理系统可以使用带有NB-IoT的地磁模块，采集和管理停车位的相关数据信息，提供对车辆的管理服务。停车管理系统还可以利用二维码与人们的移动终端进行连接，这样就可以通过微信等小程序管理车辆信息，及时的查看车辆的停车状态，是否存在安全危险等。停车管理系统还可以为人们提供车位数量，这样就可以让司机清晰的知道公园停车场的剩余车位数和车位位置，从而可以快速的定位空闲停车位。

智慧垃圾箱可以使用NB-IOT和传感器，采集垃圾桶的每一个部位信息，为人们提供较好的垃圾收集和分类功能，保护园区的卫生，智慧垃圾箱外形雅观、环保卫生、节约能源、密封性好，可以防止交叉感染，避免垃圾箱的异味溢出，不需要外接电源，可以长期使用。

电动车充电桩可以使用二维码和NB-IOT技术，实现对充电桩的远程监控。车主扫描智能插座上的二维码智慧就可以开通电源接通服务，远程监控电流、电压、温度及充电器的异常情况，并且可以充电完成之后自动断电，利用外接接口接入到消防119、安监平台等，提高政府监督效率。公园内的充电桩是有限的，因此智慧公园可以为用户提供一个电动车床垫子的使用状态数据，包括已用数据、空闲数据和坏损数据，让电动车车主掌握充电桩的情况，方便车主进行决策。

四、结语

物联网集成了移动通信、单片机、传感器、GPS等先进计算机技术，能够根据人们的需要实时采集数据，实现万物互联互通，已经在很多领域得到普及和使用。智慧公园作为物联网的重要应用方面，利用射频识别、NB-IOT等技术，可以实现园区人流车流、公共设备、充电桩、垃圾箱等信息采集和管理，提高园区管理的智慧化程度。

作者单位：柳州市自动化科学研究所