烟草种植物联网技术方案讲解

基于IPv6的烟草现代农业物联网技术应用

解

决

方

案

湖南电信股份有限公司

2010年4月

目录

1 概述 (2)

1.1 项目背景 (2)

1.1.1 互联网发展趋势 (2)

1.1.2 物联网的发展趋势 (2)

1.1.3 烟草现代农业技术的发展趋势 (3)

1.2 项目情况 (3)

1.3 项目建设目标 (3)

2 系统设计 (5)

2.1 设计原则 (5)

2.2 设计功能 (6)

2.2.1 系统管理 (6)

2.2.2 用户管理 (6)

2.2.3 设备管理 (6)

2.2.4 认证管理 (6)

2.2.5 权限控制 (7)

2.2.6 视频展示 (7)

2.2.7 传感器数据展示 (7)

2.2.8 远程控制 (7)

2.2.9 远程操作维护 (8)

2.2.10 告警管理 (8)

2.2.11 日志管理 (8)

2.2.12 资源及配置管理 (8)

2.2.13 性能管理 (9)

3 解决方案 (10)

3.1 可扩展性 (10)

3.2 可靠性 (10)

3.3 易使用性 (10)

3.4 可维护性 (10)

3.5 稳定性需求 (10)

3.6 系统展示客户端 (11)

4 我们的优势 (12)

1 概述

1.1 项目背景

1.1.1 互联网发展趋势

随着宽带IP业务的持续发展，IP地址资源进展的状况日益凸显，向以IPv6为代表的下一代互联网的演进已成为必然趋势。目前的全球互联网所采用的协议族是TCP/IP，IP是TCP/IP协议族中网络层的协议，是TCP/IP协议族的核心协议。目前IP协议的版本号是4，简称为IPv4，它的下一个版本就是IPv6，即第六版互联网协议。IPv6仍旧采用存储转发机制，它的最显著的特征是采用了128位长度的地址结构，网络地址空间得到了显著增大。IPv4采用32位地址长度，只有大约43亿个地址，估计在2010年间将被分配完毕，而IPv6采用128位地址长度，几乎可以不受限制地提供地址。IPv6可以彻底解决传统互联网存在IP 地址不足的问题，恢复了原来因地址受限而失去的端到端连接功能，并将促进互联网的进一步普及与发展。

1.1.2 物联网的发展趋势

物联网的英文名称为“The Internet of Things” 。由该名称可见，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础之上的延伸和扩展的一种网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

1.1.3 烟草现代农业技术的发展趋势

根据“用现代物质条件装备烟草农业，用现代科学技术改造烟草农业，用现代产业体系提升烟草农业，用现代经营形式推进烟草农业，用现代发展理念引领烟草农业，用培养新型烟农发展烟草农业”的总体思路，围绕国家局局长姜成康提出的“一基四化”的总体要求进行系统设计、整体推进，通过与社会主义新农村建设相结合，与卷烟工业企业原料基地建设相结合，加强烟叶生产基础设施建设，扎实推进规模化种植、集约化经营、专业化服务、信息化管理来达到提高土地产出率、资源利用率和劳动生产率，确保烟叶生产降本节工、提质增效，烟农收入持续增加，烟叶产业持续、稳定、健康发展。

1.2 项目情况

本项目最大的特色就是要实现湖南XX烟草现代农业示范基地的实时数据采集和智能化控制。智能控制是为了达到节能、舒适、便利的目的，要求对市政、家庭、农业等的智能控制和监视制定细致的策略和方案。但是，传统的智能控制系统由于很多因素的制约，很难达到要求。

为了解决这些问题，业界尝试了很多办法，但基本上都属于封闭式的，多采用私有协议，彼此间难以互通，导致结构不透明，灵活性、扩充性不佳。从长远看，智能控制系统的发展趋势是走向开放，尤其是智能控制与互联网的融合是其中一个重要发展趋势

1.3 项目建设目标

在上述背景下，本次项目的总体目标是开发基于IPv6的物联网技术应用并在湖南省烟草现代农业示范基地进行商业化部署，提供电信物联网业务服务。

系统的所有构成均需要实现IPv6协议，系统采用SIP信令架构实现。具体来说，目标如下：

➢实现传感器无线接入

➢实现控制器无线接入

➢实现集中管理控制，包括用户管理、设备管理、认证管理、权限管理➢实现视频展示、传感器数据可视化展示和远程控制

➢实现湖南省烟草现代农业示范基地的现场部署，为烟草农业研究和生产提供有效工具

2 系统设计

2.1 设计原则

IPv6智能监控系统融合IPv6技术、SIP技术、宽带技术、无线技术，具备开展商业运营的能力，并能构建覆盖全国的智能监控平台。该网络具有以下几个特点：

架构的可扩展性：系统的管理控制与视频媒体流分离的架构设计，管理控制等信令流经过中心平台，在注册、认证通过后，用户访问网络摄像机的媒体流不经过监控系统平台，而是直接建立媒体流，有效消除了系统平台的负荷，消除了系统平台形成瓶颈的缺陷，使得系统能够支持大容量部署。

可运营、可管理：具有完善的后台支撑系统，包括灵活的计费和用户管理功能。业务平台的管理者可以很便捷的掌握整个网络的运行情况，对网络各个组成部分的运行情况、各终端的状态、用户的接入授权等具有完备的管理能力；系统能够根据业务开展的需求提供多种计费功能，满足开展商业运营后的需求。

高可靠性：系统从硬件到软件设计实现冗余设计，数据库系统采用双机HA 设计保证靠可用性，连接管理系统、业务管理系统，认证系统等均采用主备冗余设计，无单点故障，提高系统的可靠性，满足运营系统需求。

安全性：具有完整的端到端鉴权、加密体系，可以控制授权用户安全的进行访问，同时屏蔽恶意用户的接入，用户的任何访问都会被审计和记录，以便溯源和追查，最大程度的保证监控网络和用户使用安全。

通用性：系统基本采用国际标准，并专门设计了多种终端接入和网络协议的协商功能，可以兼容多种编码格式，因此可以完成来自采用不同的厂家的产品混合使用，并保证终端间的互通。

可靠性：系统对于关键的控制部分采用先进的控制算法保证系统的可靠性，防止误操作。

无线传感器支持：传感器采用无线ZigBee方式实现介入。充分利用无线方