物联网技术在木材管理领域的应用

摘要：在木材运输和管理过程中，往往会存在着乱砍滥伐、偷伐、少批多伐、偷卸木材、执法不严、信息化管理水平不高等问题。文中通过采用物联网技术来对木材砍伐、切割成圆木、进出林场、进出储木场以及运输管理过程进行全程监管，从而加强了林业信息化建设，大幅提高了作业效率，全面提升了木材的监管水平。
关键字：木材管理；物联网技术；RFID；木材电子标签

0 引言
    在“十二五”期间，我国计划每年新造林9 000万亩(600万公顷)，使森林覆盖率增长1．3个百分点，森林蓄积量增加6亿立方米，分别达到21．66％和143亿立方米。但是，由于我国60％以上的宜林地集中在三北、南方石漠化及干热河谷等地区，立地条件差，造林成本高。乱砍滥伐、盗伐等破坏森林资源的情况频繁发生，各级党委和政府采取各种措施制止，但仍屡禁不止。要想完成双增目标，必须从两个方面入手，一方面要多种树，另—方面更要少砍树，加强对现有林业整体资源的监控管理。

1 木材管理现状
    目前，我国林业产业发展势头强劲，原木采伐和运输数量巨大。尽管近年来的信息技术已经逐步扩展应用到森林领域，但是，在木材运输和管理过程中，仍然存在着乱砍滥伐、偷伐、少批多伐、偷卸木材、执法不严等问题，在木材的生产、储存、销售业务流程中以手工管理方式为主，信启、化、智能化水平不高。
    在林业木材运输管理领域，过去采用的是人工点检方式，然后根据人工检查结果进行汇总统计，再根据这些统计结果形成相关报表。自20世纪90年代，中国林科院等单位开发了一些微机管理软件，但统计材料仍需要手工录入，工作量还是很大。其后又出现了IC卡+读写器+微机管理系统。这种方式只需要微机员将检验员送来的IC卡插入微机接口，即可将有关信息录入微机内。但这种方式识别速度比较低，IC卡与读写器之间必须直接接触才能读取数据。而后条码技术的普及，又使木材管理迈上了新的台阶。条码具有准确度高、输入速度快、自由度大、设备简单等特点，因而出现了基于条码技术的管理系统。这种系统主要由条形码、便携式数据读写采集器、GPS定位仪和相应的计算机管理软件等部分组成，可完成对立木，包括采伐木，进行编码管理、地理定位、森调数据信息采集、输入计算机进行统计和分析处理等工作。但是，条码应用也具有一些不足，例如，条码只能识别一类产品，无法识别单品；条码是可视传播技术，即识读扫描设备必须“看见”条码才能读取它；而且条码存储能力小，容易破损而导致无法识别，环境适应性差，不能改写等。
    RFID技术是一种非接触的自动识别技术，具有识别速度快、信息量大、可重复写入、抗污染能力强等特点，对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性，能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明材质进行通信。因此，在木材运输管理中引入RFID技术，可以弥补条形码应用的不足。

2 基于RFID的木材管理系统方案
    通过在木材中植入RFID电子标签，建设木材运输物联网管理系统，建设物联网木材管理系统，对木材砍伐、切割成圆木、进出林场、进出储木场以及运输过程进行全程监管，能够加强林业信息化建设，大幅提高作业效率，全面提升木材监管水平，严厉打击乱砍滥伐、盗伐等破坏森林资源以及木材运输过程中偷卸木材的违法行为。图1所示是基于物联网的木材管理系统架构图。

    图2所示是基于物联网技术的木材管理系统的监管流程图。图中，当运输车辆通过检查站时，利用RFID电子标签系统实现对人、车、物(木材)的统一跟踪监管。可采用RFID木材专用标签和车辆标签分别对木材及木材运输车辆进行统一管理。

    RFID木材专用标签用于存储木材的产地、采伐、检尺人、树种、材种、径级、材长、生长年限等木材相关信息；车辆标签用于记录车辆牌号、备案日期、驾照类型、准运证编号、所属企业、司机姓名、联系电话、车辆重量等信息。该标签具有私拆报警功能。
    基于物联网技术的木材管理系统的监管环节如下：
    环节一：木材在小型储木场加工成圆木后植入标签。一般的，当树木砍伐后，要运至小型储木场加工成圆木，此时可将木材专用标签安装在圆木的末端，同时将木材相关信息写入标签，完成标签的初始化，同时将信息传入后台。
    环节二：经过大型储木场大门时，由于在储木场大门上安装有固定读写器，因此，当木材车辆经过储木场大门时，读写器开始工作。先读取车辆标签，再读取整车木材标签，并实时传至后台，这样，系统就会自动将车辆信息、木材信息绑定，并且自动记录车辆出入时间。
    环节三：在山场到储木场的运输环节，在木材检查站安装固定读写器及天线。当拉木材的车辆经过检查站时，读写器读取车辆标签以及整车木材标签信息，并且自动记录车辆出入时间；同时，与系统信息自动对比。若出现信息不一致，则自动报警，以便工作人员及时进行查处。

3 实施效果
    本系统中的木材标签采用RFID技术，具有体积小、扫描速度快、抗污染能力强、记忆容量大、安全性高、可重复使用等优点。系统通过在木材及运输车辆上安装RFID电子标签，可以对木材砍伐、切割成圆木、进出林场以及运输过程进行全程监管，可以实现木材自动清点和实时性管理，从而大幅提高作业效率和木材的可追溯，并且能够有效防止乱砍乱伐以及在生产、运输、储销等环节的跑车、漏车、人情车等现象发生。

4 结语
    基于物联网技术的木材管理系统的建设实施，有利于杜绝乱砍滥伐现象，保护森林生态，促进可持续发展；提高木材运输过程信息化、自动化水平，提高作业效率；加强木材运输过程监管，严厉打击个人偷卸、私卖木材等违法行为；可以使林业部门实时掌握林木采伐信息，实现分级管理，为统筹规划、合理分配、施行采伐限额提供数据支持。