关键词：物联网信息化；无霜期短；温室观察参数
西宁市位于我国北部东经101°49′17″，北纬36°34′3″高寒地区，冬季气候寒冷，无霜期短，不利的气候条件制约着设施农业生产的发展。通过农业物联网技术在设施农业中的应用，对作物的生长环境实现了实时监测和调节，非常有利于提高农产品的产量和质量。设施农户在实现农业运营中使用的有形和无形相结合的控制系统，通过农业物联网技术，农户能够充分发挥自己的管理思想、理念、方法，有效整合内外部资源，提高利用效率，实现了对设施农业信息化管理，提高生产质量和管理效益，精确测量设施环境，利用实用、先进的技术手段帮助农民提高生产质量，最终实现农民致富。
1西宁市设施农业物联网发展初期
2009-2012年期间，经农牧厅信息中心的支持，青海省物联网建设，当时主要进行环境观测传输，数据传输到手机以后，管理人员及时可以了解温室环境变化，同时可以根据不同蔬菜品种，设定不同的生理管理温度区间，以供管理人员及时了解环境变化，进行人管处理，同时管理达到极限值后及时报警，提醒管理者进行人工干预温室的不利环境条件。同时也发送一些随生产季节出现的技术、管理方面的知识。全省安装150余台/套（西宁68台/套）设备，选择西宁市城北区大堡子镇陶南16台/套、陶北村51台/套、农科院2台/套。以上温室环境监测物联网安装后，春提前、秋延后以及冬季生产管理，有了一个可知温室环境变化的管理平台，只要你根据天气变化及时查看手机管理平台，就可以实现“顺风耳”、“千里眼”，对农作物生产的温室环境有了一个可了解的平台，生产管理有了一个可靠的抓手。2011-2012年春、夏、冬三季分别调查统计发现：68台/套设备完好率分别为95%、92%、90%，完好率平均92.3%；农户使用率分别为86%、83%、81%，使用率平均83.3%。比普通温室平均提早上市6.3d，增产率平均21.3%，收益率提高18.6%。
2西宁市设施农业物联网发展中期
2012-2015年期间，全省发展设施温室物联网近1000余栋，西宁市共有新旧温室物联网170台/套，其中西宁市新建温室物联网106台/套。城北区大堡子镇陶北村1台/套装配（视频监控系统1套）、农科院实验基地4台/套、湟中多吧黑咀村49台/套（1套风速测定仪）、西宁佳蔬农业生产开发公司23台/套（1套风速测定仪）、西宁市蔬菜研究所4台/套、湟中宏大蔬菜生产基地25台/套，平均每个温室占地0.8亩，累计新旧温室物联网使用近136亩。2014-2015年春、夏、冬三季分别调查统计发现：170台/套设备完好率分别为93%、92%、91%，完好率平均为92%；农户使用率分别为88%、86%、89%，使用率平均87.7%。比普通温室提早平均上市8d，增产率平均为27.3%，收益率提高23.5%。2015-2016年春、夏、冬三季分别调查统计发现：480台/套设备完好率分别为95%、93%、94%，完好率平均为94%；农户使用率分别为92%、91%、89%，使用率平均为90.7%。比普通温室提早平均上市11.3d，增产率平均为37.5%，提高收益率32.3%。
3西宁市设施农业物联网发展后期
在2016-2017年3月以后，经过上级部门的不断下达，农业物联网项目试验不断得到装配完善，到2016年底，全省装配物联网达2000余台/次，其中能达到一般控制的有1000余台/套（手动控制卷帘、卷膜）。较高物联网半自动化控制600余台/套（手动控制卷帘、卷膜以及部分可以实现远程控制）。物联网智能自动化化控制300余台/套（手动控制卷帘、卷膜、补光、水肥一体化、音频视频，可以实现远程控制以及部分智能化自动控制）。目前，高度智能自动化控制的不到100余台/套，实现高度智能自动化（8路控制以上）的少之又少。西宁市2014年3月至2016年12月期间得到青海省科技厅《蔬菜生产信息化技术普及应用》项目的支持，新旧温室物联网建成650台/套，新建480台/套，主要建设在湟中宏大公司240台/套（半自动化设备），青海葛源农业开发公司173台/套（半自动化及部分视屏、音频专家互动系统），湟源顺泰农牧业开发公司23台/套（智能自动化及部分视屏、音频专家互动系统），西宁城北旭丰、碧合、惠田、汇丰、大通县老爷山、泉尔湾、等基地安装44台/套（智能自动化及部分视屏、音频专家互动系统）。平均每个温室占地0.8亩，累计新旧温室物联网使用近面积近136亩。
4设施农业物联网实际应用效果
智能化物联网控制系统，通过服务终端手机、计算机，观察温室参数、控制温室设备，实现卷帘、卷膜、水肥一体、补光全自动化控制，实现远程视频监控、远程设备控制、远程自动程序更新、自动种植数据远程下载等功能。智慧农业物联网系统主要包括云平台数据中心、网关站控制器、温室节点控制器、温室采集节点、温室开关节点、网络摄像头、显示屏、手动控制器、温室附属设施等构成。主要概括为“六路控制”，即自动补光灯系统、水肥一体化系统、自动上卷帘系统、自动下卷帘系统、自动监控系统，视屏、音频专家互动系统。在实际应用中，经过反复调试，该系统运行流畅，操作简单灵活，大大解放了劳动力，提高了监测的效率和精准度，实现了全天候时时监测和远程操控；成本低廉，多棚共用一套软件平台系统，成本较低，并且一次投资，多年使用。本系统采用多个大棚共用一套管理控制平台，因而节约了不少成本。同时也大大减少在增加大棚时软件方面的工程与维护。
5今后设施农业物联网发展思路
5.1发展农业设施物联网是一种生产重大变革
物联网是一个新兴产业，它参与到温室管理系统后，对温室生产引起了颠覆性的变革，人们想象中的自动化、智能化就可以得以实现。也就是温室生产实现高度自动化、智能化，温室物联网是一个有力的抓手、一个平台。
5.2发展农业设施物联网具有巨大的市场前景和生命力
人们重视传统农业生产，忽视现代温室物联网管理系统，推广起来有一定的难度。农村文化层次差别大，应用程度不一样。特别需要用电脑、手机操控，有些人不会用，自动、智能设备没有充分发挥作用。温室物联网的好多功能有待推广、开发，比如：温室环境管理后台托管、产前、产中、产后服务，农产品网上电商，以及种植面积网上显示、价格上报指导等等。发挥视频、荧屏的作用，实现远程农业培训、指导，把过去一个专家指导几个棚、几亩地，转化为几百棚、几千个棚或几万亩，把专家的作用发挥到最大值。
5.3设施农业物联网与一带一路建设
短短几年时间，农业物联网发展突飞猛进，有些生产园区尝到了科技带来的丰收与喜悦，设施农业物联网像磁石一样紧紧抓住了他们的发展，降低了生产成本，取得好了效益，具有原创性、高实用性。希望今后与欧亚大陆一带一路与农业物联网紧密连接起来，进一步推动现代农业发展。
参考文献
[1]黄家柯.物联网及其发展策略探讨[J].广西通讯技术，2010（3）：1-5.
[2]刘强，崔莉，陈海明.物联网关键技术与应用[J].计算机科学，2010（6）：1-4.
【关键词】环境仿生基站应用
常规的移动通信基站机房、铁塔和天线在外面，通信基站的安全性、隐蔽性、与环境的融合性较差，天线架设方式目标过于明显，不仅影响到了自然景观及城市景观，也容易引起站点周边居民的阻扰。使得很大部分通信基站建设受阻。随着无线网络的日益普及，3G、4G的大规模建设，以及城市生态化进程和人们环保意识的增强，对通信基站与环境协调性提出了更高更迫切的要求。
仿生是研究生物系统的结构和性质为工程技术提供新的设计思想及工作原理的科学，环境技术是指能节约或保护能源和自然资源、减少人类活动产生的环境负荷，从而保护环境的设计、生产以及产品发送的方法等。在基站的建设中应用环境仿生技术，就是要改变基站的传统建设模式，实现基站与环境的和谐，确保移动通信低成本高效率地完成建设。
一、环境仿生在基站中的应用
1.1环境仿生通信塔
通过仿真开发与环境融合的环境仿生通信塔，分为动植物造型和城市人文景观造型。动植物造型，如松树型、椰树型、莲花型、彩蝶型等，多用在公园、湿地、风景名胜区等，既满足了大流量移动通信的需求，也实现了与景区环境的和谐。城市人文景观造型，如奥环型、东方明珠塔形、同心圆型等，在实现移动通信建站的同时，也建造了富有现代气息的城市标志。我公司研制的环境仿生塔具有以下创新点：（1）环境仿真和重构技术：对基站现场进行全方位拍摄和数字化处理，运用3DMAX等软件进行三维模型仿真，进行环境重构设计，再通过SPA2000等软件进行结构力学分析，试验，确保产品的造型与环境协调、结构安全、隐蔽性强。（2）仿生造型和新型材料：设计了树型、树枝、树叶的仿生造型，以及复合型树脂配方，对驻波比、增益、水平波瓣无影响，基本不会对无线信号有衰减影响。
1.2环境美化天线
3G、4G采用智能天线的形式，天线体积与2G相比增加一倍，小跳线的数量也是2G系统的几倍，目标更加明显。通信基站天线的美化、隐蔽问题凸现重要。因而研制一种，且利用具有优良的物理和化学性能的复合材料作为天线美化材料；在天线美化罩体的造型设计上，我们设计成变色龙型、烟囱型、空调外机型等环境伪装造型，很好地解决了这一难题。我公司研制的美化天线还具有以下创新点：（1）具有优良的物理和化学性能的生态型复合材料，介电常数ε及损耗角正切值小、透波率高。（2）突破了2G基站天线的传统美化技术。传统加罩美化天线是在天线外增加一层，相当于在天线阵子外包了两层；而新型美化天线天线阵子外只包围了一层。（3）美化天线和单天线指标值差异较少且方位角和水平角可以遥控调节。尤其是新型美化天线克服了传统的加罩美化天线盲区明显大、同频干扰的点多、增益随频率的增高、损耗会增大、影响智能天线的智能化等缺点。
1.3美化节能机房
传统的机房使用砖混结构，存在建造时间长、温度调节效率低、耗能大等不足，已经远远满足不了目前通信设施建设的需求和国家对节能减排的要求，通信机房的节能、智能与美化已经是不可阻挡的发展趋势。美化节能机房房体主要采用彩钢夹芯板，芯材为EPS或挤塑聚苯乙烯（XPS）夹芯板或（PU）聚氨酯夹心板。造型上有假山机房、绿化带机房、广告机柜等，美观和谐、环保节能、融于环境。具有良好的防水、防火、防盗、安全、密闭性能等。已广泛适用于公园、城市绿化带、风景区、住宅小区等户外场地。我公司研制的此类机房具有以下创新点：（1）一体化设计：采用一体化融合设计思路，结构全部采用标准件，施工和维护十分便捷。（2）高分子环保材料：机房采用，导热系数小于、保温性能强、隔音效果好的聚氨酯热固性弹性体材料。（3）智能系统：利用传感技术、智能热置换系统，大大提高了置换效率和降低了能耗。采用烟感、水感、监控和报警等提高基站的智能水平和远程管理水平。
1.4新型环保型一体化基站
传统的基站机房、塔桅、天线各自独立，在建设中需要进行土建、汽吊安装、登高作业，具有费时费工不安全等缺点，而且建设的基站作为永久建筑，不能重复使用。我公司开发的新型环保型一体化基站集成机房塔桅天线为一体，能实现自动支撑、翻转和升降，整个过程只要2-3小时。满足了运营商快速建站的需求。并且，该基站能随搬随走、重复使用，又满足了运营商快速优化布站的需求，最终降低建站的综合成本。
关键词：城市住宅，智能化，设计，展望。
中图分类号：[F287.8]文献标识码：A文章编号：
一、智能化住宅的概述
20世纪是人类住宅发展突飞猛进的一个世纪。上世纪之初到中叶，随着电力照明，电话在家庭中的普及，人类住宅开始进入电气化时代。20世纪70～80年代，各种家用电器开始涌入西方发达国家的家庭，住宅开始进入电子化时代。80年代中期，家电产品种类更加多样，功能更加繁多，安保防灾等产品融入家庭，以前应用于工业领域的控制思想和手段开始应用于家庭设备的控制与管理，由此形成住宅自动化（HomeAutomation）的概念。进入90年代，基于通信与信息技术（特别是网络技术）的飞速发展，对住宅内各种家电、安保、防灾等设备进行监控与管理，运用先进的通信手段及时获取信息并使享受各种服务成为可能。住宅智能化的思想开始形成。
然而，不论在国外还是国内还较难做出智能化住宅的确切定义。但就人们对住宅的功能需求和当前广泛应用于住宅的技术，可做大致描述：在满足良好的人居环境的前提下，基于较先进的技术和实用产品；使住宅拥有可靠的家居安全保障手段，能迅捷地进行信息获取和交互，可提供丰富的娱乐休闲设施与内容及更加有效的环境保护措施；易于实现便捷的家居设施管理，便于对家居的维护和对家居设施与功能进行升级，在满足人们对生活与休息要求的同时，满足人们对家居的学习、工作、娱乐等多方面的要求，达到舒适、安全、便捷、环保。
二、城市住宅的智能化设计
智能住宅的规划建设与其它智能建筑的规划建设一样要考虑应用环境、功能用途、实施技术、管理维护、成本计算这五大要素（见图1）。这是因为住宅智能化是智能建筑在民用住宅建筑领域的扩展与延伸，因此在设计规划智能化住宅时既要考虑其与一般意义上的智能建筑的联系，又要重视它们之间的区别。
图1智能住宅设计规划考虑要素
首先，智能化住宅是以居住小区（社区）为应用环境平台，面向的是长时间生活在其中的居住者。因而在设计规划时考虑更多的应是其周围能够得到良好的人居环境，能方便地实现住宅所期望提供的各项功能，并易于住宅在品质、功能等层次上的提升。其应用的环境相对简单，物理空间小。
第二，就其功能用途而言，智能化住宅是向其使用者提供安全、舒适、便捷的居住空间。它要求住宅首先要有较强的安全保障功能；其次，住宅应具有便于管理的功能（包括对各种家居设施等硬件的功能性管理和对日常活动的事务性管理）；再次，随着人们生活水平的提高，对住宅休闲娱乐功能，特别是信息获取与交互的功能要求也在逐步提高。
第三，当前构成住宅智能化的系统相对简单，主要由各种不同的功能模块通过总线技术进行连接，达到对家居设备的本地、异地监视与控制和相应数据的采集。住宅与小区管理中心之间采用总线连接，也有采用局域以太网连接。住宅与小区以外范围的联系主要采用以太网连接。智能化办公、商用建筑和其他功能性建筑内部主要通过总线技术将楼宇中各个节点、传感器连接，达到对建筑设备的监控和管理。此外对智能化办公、商用建筑中的“软技术”（相应的控制策略等）要求较高。
第四，在管理维护方面，住宅是独立简单的小系统，并由此构成住宅小区的智能化大系统，但两者之间的关系并不十分复杂。小区对各个分立住宅系统一般只要求进行数据采集（多表数据采集和远传）、信息交互（主要是提供信息服务），并提供与外界联系的中继（住户网络接入服务等）。因此，智能化住宅维护的范围面较窄，工作量也不是很高。
最后是成本计算，这包括智能化系统在住宅中的初次投入成本、使用成本、维护更新成本和因其应用对其他方面所产生的成本节省（或远期效益）。其计算公式是：
成本计算=初次投入成本+使用成本+维护更新成本-成本节省（或远期效益）
对于住宅智能化建设与实施来说，成本计算这一要素要比其他几个要素更为重要，因为住宅面向的对象是普通消费者，并且住宅又是一种极为特殊的商品。对于广大消费者而言，对住宅基本品质的要求远远大于对住宅附加功能的需求。如果附加功能的成本过高，多数消费者就将放弃其附加功能。因为在其它类型建筑中，由先进技术保障和支撑的完善功能所产生的成本节省和远期效益相对较大。
由此我们可以看到，在智能化住宅的规划与建设中五大要素密不可分，其中应用环境应该作为规划设计的背景；成本计算作为住宅智能化设计、实施和应用的客观决定因素；功能用途、实施技术、管理维护则成为规划设计时的客观保障要素。
三、我国当前智能化住宅设计的问题
应该说我国的智能化住宅的设计、建设还处在起步阶段，但规划建设速度很快。纵观我国目前智能化住宅的设计和建设，以下问题应该引起重视：
（1）整体设计智能化住宅的理念还不强。在设计时过分强调自动化与通信技术及相关功能的应用，较多呈现出电子、自动化、通信技术产品及其功能的简单集合与堆砌的设计倾向。
由于住宅的意义要比其他建筑宽泛、复杂许多，这就要求在设计智能化住宅时要有一种整体考虑的思想。建筑的规划如何能够更好地达到住宅与环境的和谐；如何能在住宅结构和材料上达到环保的要求，并节能；如何在住宅基本结构与设施的维护上更加方便等内容都应被融入到住宅智能化设计与建设应考虑的要素中。
（2）目前住宅中“智能化技术产品”应用的建设和维护成本还较高。由于高端技术产品应用到住宅上对于使用主体——普通住户来说并不能产生很高的收益，并且我国大部分消费者对住宅还只是满足于对其环境与地段、住宅户型结构等基本使用要素的要求上，这样初期平均60～80元/m2的成本就会让众多消费者望而却步，而随之的相关服务、维护费用也会使住宅智能化停留在口头上。
（3）应用于智能化住宅的产品还较为模式化、单一化。目前用于住宅中的家庭集控产品主要由数据采集模块、安全防范模块、家电控制模块、通信网络模块组成，并辅之以宽带网入户。家居集控装置与被控产品（主要是家用电器）在设计生产中还存在较大的矛盾，目前能够同时进行集控装置与被控产品制造的厂家不多。智能化系统产品的开放性、相互兼容性、可升级性还欠考虑。家居智能化产品操作复杂，对使用产品有诸多不便。
四、住宅智能化发展展望
21世纪住宅智能化的发展将不仅是现代技术应用上的进步，而将是人们日常生活理念和方式上的重大转变。住宅也不仅仅是人们居住的物理空间，更将与人们生活的方方面面相互渗透和融合，从而具有物理实意以外多方面的意义。而未来新的技术将给住宅智能化带来更大的飞跃。
未来在规划设计智能化住宅时应更加注重住宅的应用环境背景的要求。这种环境背景要求不仅是住宅所处的周边小环境，更有可能扩大到与城市这种范围的大区域背景相联系。并且其规划设计也将是多学科的综合与协作。
智能化系统在住宅中应该具有较高的性价比。即使初次投入由于所用技术的先进而导致了成本较高，在今后的使用成本、维护更新成本上应该有较大幅度的降低，对于其他方面（如能源的利用等）的成本也应有较大的节省，并且能够带来更多的附加值。
五、结语
我国在智能化住宅建设与发展上的前景十分广阔，预计未来全国城乡住宅竣工面积仍会大幅增加，为住宅智能化提供了广阔的应用平台，科技的飞速发展也为住宅智能化提供了有利的技术保障。
参考文献
1马鸿雁.我国智能化住宅小区发展综述[J].北京建筑工程学院学报.2003（1）
2陈振明.住宅及住宅小区智能化系统述评[J].建筑电气资讯.2003（1）