物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在木材管理領(lǐng)域的應(yīng)用

摘要：在木材運輸和管理過程中，往往會存在著亂砍濫伐、偷伐、少批多伐、偷卸木材、執(zhí)法不嚴(yán)、信息化管理水平不高等問題。文中通過采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來對木材砍伐、切割成圓木、進(jìn)出林場、進(jìn)出儲木場以及運輸管理過程進(jìn)行全程監(jiān)管，從而加強(qiáng)了林業(yè)信息化建設(shè)，大幅提高了作業(yè)效率，全面提升了木材的監(jiān)管水平。
關(guān)鍵字：木材管理；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；RFID；木材電子標(biāo)簽

0 引言
    在“十二五”期間，我國計劃每年新造林9 000萬畝(600萬公頃)，使森林覆蓋率增長1．3個百分點，森林蓄積量增加6億立方米，分別達(dá)到21．66％和143億立方米。但是，由于我國60％以上的宜林地集中在三北、南方石漠化及干熱河谷等地區(qū)，立地條件差，造林成本高。亂砍濫伐、盜伐等破壞森林資源的情況頻繁發(fā)生，各級黨委和政府采取各種措施制止，但仍屢禁不止。要想完成雙增目標(biāo)，必須從兩個方面入手，一方面要多種樹，另—方面更要少砍樹，加強(qiáng)對現(xiàn)有林業(yè)整體資源的監(jiān)控管理。

1 木材管理現(xiàn)狀
    目前，我國林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，原木采伐和運輸數(shù)量巨大。盡管近年來的信息技術(shù)已經(jīng)逐步擴(kuò)展應(yīng)用到森林領(lǐng)域，但是，在木材運輸和管理過程中，仍然存在著亂砍濫伐、偷伐、少批多伐、偷卸木材、執(zhí)法不嚴(yán)等問題，在木材的生產(chǎn)、儲存、銷售業(yè)務(wù)流程中以手工管理方式為主，信啟、化、智能化水平不高。
    在林業(yè)木材運輸管理領(lǐng)域，過去采用的是人工點檢方式，然后根據(jù)人工檢查結(jié)果進(jìn)行匯總統(tǒng)計，再根據(jù)這些統(tǒng)計結(jié)果形成相關(guān)報表。自20世紀(jì)90年代，中國林科院等單位開發(fā)了一些微機(jī)管理軟件，但統(tǒng)計材料仍需要手工錄入，工作量還是很大。其后又出現(xiàn)了IC卡+讀寫器+微機(jī)管理系統(tǒng)。這種方式只需要微機(jī)員將檢驗員送來的IC卡插入微機(jī)接口，即可將有關(guān)信息錄入微機(jī)內(nèi)。但這種方式識別速度比較低，IC卡與讀寫器之間必須直接接觸才能讀取數(shù)據(jù)。而后條碼技術(shù)的普及，又使木材管理邁上了新的臺階。條碼具有準(zhǔn)確度高、輸入速度快、自由度大、設(shè)備簡單等特點，因而出現(xiàn)了基于條碼技術(shù)的管理系統(tǒng)。這種系統(tǒng)主要由條形碼、便攜式數(shù)據(jù)讀寫采集器、GPS定位儀和相應(yīng)的計算機(jī)管理軟件等部分組成，可完成對立木，包括采伐木，進(jìn)行編碼管理、地理定位、森調(diào)數(shù)據(jù)信息采集、輸入計算機(jī)進(jìn)行統(tǒng)計和分析處理等工作。但是，條碼應(yīng)用也具有一些不足，例如，條碼只能識別一類產(chǎn)品，無法識別單品；條碼是可視傳播技術(shù)，即識讀掃描設(shè)備必須“看見”條碼才能讀取它；而且條碼存儲能力小，容易破損而導(dǎo)致無法識別，環(huán)境適應(yīng)性差，不能改寫等。
    RFID技術(shù)是一種非接觸的自動識別技術(shù)，具有識別速度快、信息量大、可重復(fù)寫入、抗污染能力強(qiáng)等特點，對水、油和化學(xué)藥品等物質(zhì)具有很強(qiáng)抵抗性，能夠穿透紙張、木材和塑料等非金屬或非透明材質(zhì)進(jìn)行通信。因此，在木材運輸管理中引入RFID技術(shù)，可以彌補(bǔ)條形碼應(yīng)用的不足。

2 基于RFID的木材管理系統(tǒng)方案
    通過在木材中植入RFID電子標(biāo)簽，建設(shè)木材運輸物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)，建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)木材管理系統(tǒng)，對木材砍伐、切割成圓木、進(jìn)出林場、進(jìn)出儲木場以及運輸過程進(jìn)行全程監(jiān)管，能夠加強(qiáng)林業(yè)信息化建設(shè)，大幅提高作業(yè)效率，全面提升木材監(jiān)管水平，嚴(yán)厲打擊亂砍濫伐、盜伐等破壞森林資源以及木材運輸過程中偷卸木材的違法行為。圖1所示是基于物聯(lián)網(wǎng)的木材管理系統(tǒng)架構(gòu)圖。

    圖2所示是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的木材管理系統(tǒng)的監(jiān)管流程圖。圖中，當(dāng)運輸車輛通過檢查站時，利用RFID電子標(biāo)簽系統(tǒng)實現(xiàn)對人、車、物(木材)的統(tǒng)一跟蹤監(jiān)管?？刹捎肦FID木材專用標(biāo)簽和車輛標(biāo)簽分別對木材及木材運輸車輛進(jìn)行統(tǒng)一管理。

    RFID木材專用標(biāo)簽用于存儲木材的產(chǎn)地、采伐、檢尺人、樹種、材種、徑級、材長、生長年限等木材相關(guān)信息；車輛標(biāo)簽用于記錄車輛牌號、備案日期、駕照類型、準(zhǔn)運證編號、所屬企業(yè)、司機(jī)姓名、聯(lián)系電話、車輛重量等信息。該標(biāo)簽具有私拆報警功能。
    基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的木材管理系統(tǒng)的監(jiān)管環(huán)節(jié)如下：
    環(huán)節(jié)一：木材在小型儲木場加工成圓木后植入標(biāo)簽。一般的，當(dāng)樹木砍伐后，要運至小型儲木場加工成圓木，此時可將木材專用標(biāo)簽安裝在圓木的末端，同時將木材相關(guān)信息寫入標(biāo)簽，完成標(biāo)簽的初始化，同時將信息傳入后臺。
    環(huán)節(jié)二：經(jīng)過大型儲木場大門時，由于在儲木場大門上安裝有固定讀寫器，因此，當(dāng)木材車輛經(jīng)過儲木場大門時，讀寫器開始工作。先讀取車輛標(biāo)簽，再讀取整車木材標(biāo)簽，并實時傳至后臺，這樣，系統(tǒng)就會自動將車輛信息、木材信息綁定，并且自動記錄車輛出入時間。
    環(huán)節(jié)三：在山場到儲木場的運輸環(huán)節(jié)，在木材檢查站安裝固定讀寫器及天線。當(dāng)拉木材的車輛經(jīng)過檢查站時，讀寫器讀取車輛標(biāo)簽以及整車木材標(biāo)簽信息，并且自動記錄車輛出入時間；同時，與系統(tǒng)信息自動對比。若出現(xiàn)信息不一致，則自動報警，以便工作人員及時進(jìn)行查處。

3 實施效果
    本系統(tǒng)中的木材標(biāo)簽采用RFID技術(shù)，具有體積小、掃描速度快、抗污染能力強(qiáng)、記憶容量大、安全性高、可重復(fù)使用等優(yōu)點。系統(tǒng)通過在木材及運輸車輛上安裝RFID電子標(biāo)簽，可以對木材砍伐、切割成圓木、進(jìn)出林場以及運輸過程進(jìn)行全程監(jiān)管，可以實現(xiàn)木材自動清點和實時性管理，從而大幅提高作業(yè)效率和木材的可追溯，并且能夠有效防止亂砍亂伐以及在生產(chǎn)、運輸、儲銷等環(huán)節(jié)的跑車、漏車、人情車等現(xiàn)象發(fā)生。

4 結(jié)語
    基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的木材管理系統(tǒng)的建設(shè)實施，有利于杜絕亂砍濫伐現(xiàn)象，保護(hù)森林生態(tài)，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展；提高木材運輸過程信息化、自動化水平，提高作業(yè)效率；加強(qiáng)木材運輸過程監(jiān)管，嚴(yán)厲打擊個人偷卸、私賣木材等違法行為；可以使林業(yè)部門實時掌握林木采伐信息，實現(xiàn)分級管理，為統(tǒng)籌規(guī)劃、合理分配、施行采伐限額提供數(shù)據(jù)支持。