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一個西瓜告訴你,啥是物聯網?

一個美好的初秋清晨,綠寶石智慧農莊里靜悄悄的。整齊的大棚里,一個個圓滾滾的西瓜安穩地躺在半空中的網袋裡。大棚的主人小趙坐在智能小車上,不緊不慢地穿行於兩列瓜藤之間,像個正在檢閱儀仗隊的將軍。

瓜園裡埋設了眾多的土壤水肥感測器,及時採集水分和肥力的情況,通過田間的無線接入點把數據傳回控制中心,然後按指令啟動滴灌系統為作物補充水分和養料。不過,每天的現場巡視還是必不可少的。

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利用預設編號的非接觸式RFID(無線射頻識別,是一種通信技術)卡,瓜田裡的每條田壟都設立了巡查系統的檢查點。每天,小趙都要依次通過這些RFID卡,讓手中的RFID讀取設備感應它們。哪怕遺漏了大棚里的任何一條小路,小車的屏幕都會不厭其煩地提示今天的巡視沒有完成。

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短促悅耳的提示聲不時響起,這意味著又有西瓜可以採摘了。在給雌花授粉的時候,小趙會把一個可以多次寫入的半有源RFID吊牌,掛在離花朵最近的瓜藤上。吊牌的晶元里記錄了西瓜的品種、授粉日期以及編號,這是未來每一個西瓜的「身份證」。(半有源RFID平時處於休眠狀態,不向外界發RFID信號,只有進入低頻激活器的激活信號範圍時,才被激活工作。)

通過遠距離感應並讀取RIFD吊牌里的記錄,結合後繼時段中的天氣和溫度,農莊的管理系統可以向小趙提供精準的採摘日期建議,並通過智能小車的終端提醒他。

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隨著巡視工作的順利結束,小車的貨斗里幾乎裝滿了誘人的西瓜。小趙駕著小車回到農莊庫房,依次把西瓜套上泡沫網套和包裝袋,把對應的半有源RFID吊牌別在袋口,然後把西瓜分別放進相應規格的周轉箱。

片刻之後,幾十公里外的都市中心。白領小錢正在停車,手機的提示音卻突然響了,一條簡訊跳了出來:「親愛的主人,您的笨笨冰箱沒有發現任何水果的RFID標籤,請主人注意飲食平衡!」

信末尾附帶了一個小錢很熟悉的鏈接,那是他辦理過會員的綠寶石智慧農莊網店。看來,家裡的冰箱利用掃描RIFD標籤完成了庫存掃描,並通過互聯網及時發來了購物提醒。

點開鏈接,小錢發現農莊今天供應西瓜、葡萄和當季蔬菜。他信手點了幾下屏幕,預定下一個重量3公斤左右的西瓜。

與此同時,綠寶石智慧農莊的銷售小孫和小李也開始了忙碌。他們按照網上訂單的要求,在庫房裡為顧客挑選合適的水果或蔬菜。過磅的時候,智能台秤會同時讀取半有源RFID吊牌里的信息,然後很快吐出一張銷售標籤。

這張標籤只比普通不幹膠標籤稍微厚一點。然而紙質表面的下面卻藏著複雜的柔性線路和晶元。這是一張一次寫入多次讀取的RFID標籤,通過讀取器可以讀出剛剛寫入的商品及訂單信息。

具體到這個西瓜上,標籤里包括了品種、採摘、生產商以及重量、價格和配送信息等等,甚至還有瓜田的現場視頻鏈接呢!這些信息來自網店的客戶管理系統和農莊的庫存管理系統,這張RFID標籤也成了這個西瓜的新「身份證」。

與此同時,小錢的手機收到了訂單確認及付款鏈接。午休的時候,小錢完成了遠程支付,隨即收到了取貨用的二維碼。屬於小錢的西瓜隨後被送入配送庫房,那個半有源RFID吊牌則被回收再次使用。REID讀取器快速地讀取每一箱貨物的信息,並顯示在分裝平台的屏幕上。配送員們根這些信息,按照配送地址把一箱箱西瓜、葡萄和蔬菜各就各位,幾輛廂式配送車很快出發。

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下午,屬於小錢的那個西瓜完成了漫長的旅行,來到了小錢家小區的地下車庫裡,這裡擺放著農莊的暫存櫃。配送員把各家訂購的水果和蔬菜分別放進一個個單獨的櫃門,同時回收留在暫存櫃中的周轉箱。智能暫存櫃將識別RFID標籤上的訂單信息,然後根據會員號為客戶打開正確的櫃門。

傍晚,小錢來到了綠寶石智慧農莊的暫存櫃前。聰明的暫存櫃發現了小錢皮包里的RFID會員卡,很快通過內部的管理系統找到了對應的貨物。小錢根據柜子屏幕上的提示把手機上的二維碼對準攝像頭,西瓜暫時容身的那個櫃門便輕聲開啟了。

回到了家,小錢隨手把拎著的西瓜塞進了冰箱。冰箱的屏幕立刻亮了起來:「親愛的主人,您購買的西瓜是早晨8:20分前採摘的,為了保證風味和營養,建議您儘快食用……」小錢已經忙著做飯去了,並不理會饒舌的冰箱。在RFID技術的幫助下,一個2.8公斤重的可愛西瓜,順利地抵達了旅程的終點。

知識鏈接:RFID技術(Radio Frequency Identification),又稱無線射頻識別技術。利用特定頻率的電磁脈衝,RFID讀寫設備可以在一定距離內識別並讀寫RIFD標籤中存儲的信息。有源RFID標籤裝有電池,可以主動發送信號。無源和半有源RFID標籤接收讀寫設備發出的電磁波,產生感應電流並發送信號。通常有源和半有源RFID標籤的工作距離較遠。

帶有RFID標籤的物品就像擁有了獨一無二的身份證,可以被RFID讀寫設備辨識,並通過接入互聯網的管理系統進行追蹤。RFID技術廣泛運用於物流、銷售和安全管理中,是物聯網技術的重要基礎之一。

(出品:科普中國;製作:北極星創客團隊;監製:中國科學院計算機網路信息中心;「科普中國」是中國科協攜同社會各方利用信息化手段開展科學傳播的科學權威品牌。如需轉載請與移動端科普融合創作辦公室mobile@cnic.cn 聯繫。)

一個西瓜告訴你,啥是物聯網?

作者寫於2015-09-21
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