森林4.0：利用物联网（IoT）实现森林数字化与生态系统可持续

制作和主办：Elsevier沙特国王大学学报森林4.0：利用物联网（IoT）Rajesh Singha，Anita Gehlota，Shaik Vaseem Akrama，Amit Kumar Thakurb，Dharam Buddhia，普拉宾·库马尔·达斯阿aSEEE，可爱的专业大学，旁遮普，印度b印度旁遮普邦Lovely Professional University机械工程学院阿提奇莱因福奥文章历史记录：2020年12月28日收到2021年2月6日修订2021年2月19日接受在线预订2021年关键词：数字网络林IoT实时感知部落生计和野生动物A B S T R A C T“森林数字化”，因为这一短语本身意味着将尖端技术可持续地应用于森林，以改善目前用于森林环境监测、数据采集和研究与开发领域分析的趋势。可以有效地用于实现这些目标的技术包括物联网，无线传感器网络，树木互联网，深度学习等，在这项研究中，我们将探索和吸收森林技术干预的无限可能性，以大幅改善其生态系统。用于传感、监测的智能系统和分析方法，可用于森林火灾事件、非法砍伐树木、偷猎等应用。已经简要讨论过了除此之外，已经提出了通用架构，其可以在未来直接用于与数据收集和处理应用（如植物群分析、森林火灾预测等）相关的研究和开发的而不需要森林部署系统中的任何改变还讨论了与森林环境有关的地区提高部落生计、小森林产品高产营销和野生动物监测的各种有效的连接、实时传感系统的持续部署和能量收集是本研究中包括和解决的一些重要建议，以帮助在森林生态系统中正确实施数字网络。版权所有©2021作者。由爱思唯尔公司出版代表沙特国王大学这是一个开放的访问CC BY许可下的文章（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。内容1.介绍55882.IoT 5590概述2.1.A. 物联网55902.2.森林数字化的特点3.互联网的树木55913.1.环境参数监测55913.2.火灾跟踪和监测55914.小森林产品4.1.A. MfP 55944.2.中国人55944.3.中国人55944.4.棕褐色染料5594*通讯作者。电子邮件地址：lpu.co.in（A. Kumar Thakur）。沙特国王大学负责同行审查https://doi.org/10.1016/j.jksuci.2021.02.0091319-1578/©2021作者。由Elsevier B.V.代表沙特国王大学出版。这是CC BY许可下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表沙特国王大学学报杂志首页：www.sciencedirect.comR.辛格A. Gehlot，S. Vaseem Akram等人沙特国王大学学报55884.5.橡胶树脂55944.6.纤维55954.7.学生寮55954.8.物联网在MFP循环55955.物联网（IoWT）55965.1.A.整合基于互联网的野生动物模块55975.2.B.基于物联网的野生动物监测6.拟议型号5597的比较和敏感性分析6.1.推荐型号5597的比较6.2.拟议型号5597的敏感性分析7.讨论和建议55987.1.连接55987.2.实时传感55997.3.缺乏具有成本效益的基础设施55997.4.开发物联网设备的创新55997.5.传感器节点的能量收集7.6.改善5599部落7.7.MFP 5599的创新营销7.8.计算机视觉节点56007.9.包含机器学习和深度学习56008.结论5600竞争利益声明参考文献56001. 介绍在过去的几十年里，“可持续性”一词在能源利用的定义中变得非常流行。在《全球环境与发展委员会报告》的发展意义上，最通用的术语和解释是可持续性（Hahn，2010）。在（Marchi等人，可持续森林经营（SFO）是一种整体方法和战略，旨在有效改善当前和未来的问题，同时将森林活动与经济，环境和社会可持续发展目标相结合。根据粮农组织（基金会，2020年），“森林是指面积超过0.5公顷，树冠覆盖率超过10%的土地，主要不是农业或其他特定的非森林土地用途”。森林是地球陆地生物多样性的中心。森林减缓碳排放和气候变化，提供生计，对可持续粮食生产至关重要，第2020年，森林总面积估计为40.6亿公顷，占土地总面积的31%，人均森林面积为0.52公顷，尽管森林没有在世界各地或地理上分配（森林面积，2021年）。热带地区占世界森林的45%，其次是北方（27%），温带（16%）和亚热带（11%）。欧洲占全球森林面积的25%，主要由南美洲（21% ）、北美洲和中美洲（19%）、非洲（16%）、亚洲（15%）和大洋洲（5%）驱动（Köhl和MarchettiTrop，2016）。俄罗斯联邦、巴西、加拿大、美利坚合众国和中国是森林占土地一半的前五个国家，如图1所示（2020年世界森林状况森林生物多样性是指森林地区存在的生态作用和生命形式它不仅包括树木，而且包括多种森林物种植物、动物和微生物及其遗传多样性。森林砍伐和退化命名法BLE蓝牙低功耗MSP最低支持价格CPS网络物理系统NTFP非木材林产品EPCs电子产品代码Lora远程粮农组织粮食及农业组织LTE长期演进FPGA现场可编程门阵列NFC近场通信FSI印度森林调查局NB-IoT窄带物联网温室气体温室气体猫头鹰Web本体语言GPRS用于无线电业务的PDA个人数字助理GNSS全球导航卫星系统RDF资源描述框架GPS全球定位系统研发研究进展GIS地理信息系统RFID射频识别GSMA全球移动通信系统协会期货条例 可持续森林业务GSM全球移动通信SoC片上系统GUI图形用户界面TCP传输控制协议IoT物联网UI用户界面IP互联网协议Wi-Fi无线保真IPCC政府间气候变化专门委员会WPAN无线个域网知识产权知识产权R.辛格A. Gehlot，S. Vaseem Akram等人沙特国王大学学报5589Fig. 1. 全球分布最大林地占用国（《2020年世界继续以指数级增长，这极大地导致生物多样性的持续枯竭。从根本上说，森林砍伐意味着为了农业扩张、林业开采（伐木或木材采伐用于家用燃料或煤炭）以及基础设施的发展，包括道路建设和城市化，而永久性地砍伐树木。砍伐森林直接影响环境，包括温度、降雨量、地下水、空气质量、野生动物和生物多样性。根据政府间气候变化专门委员会的报告，森林退化和相关的生物质燃烧将是大气中温室气体（GHG）增加的部分原因（出版物-IPCC-TFI，2021年; AR 5综合报告：气候变化，2014年）。森林火灾是森林砍伐的原因之一，因为世界各地每年都有数百棵树木因森林火灾而被毁。最温暖的夏天和温和的冬天是原因。无论是人为还是意外，火灾都会导致森林覆盖面积的重大损失。2003年至2017年期间，印度各种森林栖息地共记录了520，861起活跃的森林火灾事件森林火灾是生物多样性丧失、陆地生境和森林碳储量生产力下降、土壤肥力和随后的作物产量下降、大气污染增加和山体滑坡敏感性严重程度增加的主要原因和意外来源。气候失衡导致全球变暖温室气体排放增加、土壤侵蚀、洪水发生、野生动物灭绝、栖息地丧失、粮食不安全和生物多样性丧失都是森林砍伐的影响（原因，2021年）。生物多样性和生态系统的最新趋势阻碍了可持续发展目标的实现。我们的森林需要转型变革，如生物多样性保护，粮食生产和消费与自然有关。我们必须把环境恶化与不可持续的资源使用分开，把相关的生产和消费方式与经济发展分开。这些研究还量化了生活在邻近林地地区的人们对薪材、饲料、小木材和竹子的依赖，因为它显示，印度有超过17万个村庄位于森林附近（P.D.N.，《印度薪材研究：神话与现实》，2002年）。还发现薪材、饲料、小森林、非木材林产品和竹子在很大程度上依赖于居住在这些村庄的人。缺乏关于森林产品的数据成为决策者制定政策以改善森林周围居民生计的一个然而，积分-技术的进步将使我们能够建立这样的基础设施，以数字格式提供森林的完整数据物联网是一种变革性的实时技术，已经影响了许多行业，以建立这个世界上的物理事物的智能和智能（Kim等人，2020年）。森林中的物联网能够在跟踪火灾事故、监测作物健康、持续评估植被以及实时跟踪森林采伐等方面实现森林环境随着无线通信技术和传感器技术的进步，物联网的实施成为克服森林挑战的具有成本效益的无线通信协议允许将森林的传感数据传输到云服务器，以实时监控和分析森林中正在处理的活动云服务器能够将传感数据存储在存储器中，并在图形用户界面（GUI）中可视化数据人工智能和大分析可以应用于传感数据，以估计森林环境变化的原因和影响在这项研究中，我们将不同的部分进行分类，以讨论数字技术在森林中的实施。树木互联网、野生动物监测互联网和小森林产品是本研究中详细阐述的分类。受上述评论的启发，我们提出了这项调查，以强调使用具有可靠和强大通信协议的物联网实现森林数字化的重要性我们提供了物联网在森林中集成的最新回顾，包括最近出现的趋势。本调查纳入了以下贡献。物联网的数字革命及其辅助通信协议综述。首先，我们概述了物联网设备及其组件的增长。在此基础上，探讨了无线通信协议及其技术要求，并给出了不同的云平台。在森林环境中集成网络模块对获取森林环境参数实时数据的意义我们还讨论了基于互联网的火灾跟踪和监测系统在森林中使用无线连接。提供了在森林中生产的小型森林生产者的详细概述。属于小森林生产者类别的产品载于一种绘画的表现。我们已经解释了没有物联网和有物联网的MSP周期。我们还讨论了小规模森林生产者与部落生计的关系，并建议通过将互联网纳入小规模森林生产者，加强部落生计。对野生动物与森林的关系进行了全面的回顾。互联网对野生动物监测的重要性与最近的趋势。此外，还介绍了在不同的野生动物保护区实施基于物联网的模块以保护野生动物。提出了加强联系、实施实时监测、创新小林产品营销方式等具体建议。本文件的结构安排如下。第二部分介绍了物联网技术和通信协议的概述以及技术规范。此外，它还为数据存储和分析提供了独特的基于物联网的云平台。在第三节中，我们提出了实时环境参数，非法采伐树木的互联网，它也提供了森林火灾的检测。第四节提供了小森林生产者的重要性，物联网在小森林产品（MFP）的整合，以及MFP与部落生计的相关性。第五●●●●●R.辛格A. Gehlot，S. Vaseem Akram等人沙特国王大学学报5590讨论了基于互联网的模块的集成，用于通过先进的无线通信对野生动物进行实时跟踪和监控在第二节中，将所提出的模型与先前的模型进行比较，并对模型进行敏感性分析。六.第七节提供了森林中的讨论和建议，第八节结束了论文。2. 物联网概述2.1. A. IoT根据GSMA智能预测，到2025年，全球物联网连接数量将达到250亿（GSMA|物联网，2020年）。物联网设备从2015年到2025年的增长呈现如图2所示。物联网是物理事物通过互联网协议（IP）连接与虚拟环境的互连。物联网的组件提供了独特的功能，将增强传统应用程序。物联网的组件描述如下，并在图中示出。3.第三章。识别是物联网根据其请求标记和协调服务的先决条件。许多物联网识别方法是可访问的，如无处不在的代码和电子产品代码（EPC）。此外，确认物联网实体对于在实体ID和其地址之间进行识别至关重要。实体ID指的是其名称，诸如传感器是一种能够感知并响应来自物理环境的输入的设备。经典的传感器用于测量环境变量，处理变量，并将模拟信号转换为数字信号。然而，智能传感器能够将感测数据生成为数字数据。连接性对于传感数据的传输是必要的，并且它们是用于建立连接性的不同无线协议。物联网中存在不同种类的无线通信技术。全球移动通信系统（GSM）/全球无线电分组服务（GPRS）、Zigbee、BLE（蓝牙低功耗）、6LoWPAN、射频识别（RFID）、远程（LoRa）、Sigfox、NB-IoT、LTE（长期演进）、IEEE 802.11g无线保真（Wi-Fi）、近场通信（NFC）和Z波是通信技术。微处理器、微控制器、现场可编程门阵列（FPGA）和片上系统（SOC）是物联网的基于硬件的计算单元BeagleBone，Arduino，UDOO，Cubie-board ARM，树莓派，Gadgeteer，Z1，WiSense，Mulle，图二. 物联网设备的增长（2015图三. 物联网的组成部分（Al-Fuqaha et al.， 2015年）。Intel Galileo和T-Mote Sky是一些硬件计算单元。Tiny OS、RiotOS和Lite OS是物联网应用程序的少数实时云平台是物联网的基于软件的计算平台。在这个平台上使用的传感器数据被转换为机器可读的形式。对数据进行分类、排序和计算，以获得有意义的物联网中存在不同的数据处理工具普适服务、协作感知服务、信息聚合服务和身份相关服务是IoT的四种服务（Gigli和Koo，2011; Xiaojiang等人，2020年）。协作感知服务和泛在服务使用信息模板来做出准确的智能决策，旨在随时随地向其参与者提供服务。身份相关服务揭示了每一个应用都向虚拟世界提出实时对象，因此存在需求来识别这些物体。信息聚合服务获取和量化原始感官测量，这些测量必须进行评估并传达到物联网平台。智能家居、工业自动化、智能农业和智能农业是物联网四大服务的一些应用。为了提供服务，语义充当了智能地提取知识的媒介语义通过将需求传输到适当的资源来反映物联网的大脑Web本体语言（OWL）和资源描述框架（RDF）是用于实现语义的推荐平台（Schneider等人， 2011年）。2.2. 林业数字化的特点森林数字化提供实时数据、实时监测和实时森林清查。以下是实现数字化的特征：传感器技术：传感器技术可以创建一个与物理和虚拟世界互连的环境。传感器不仅收集信号，还将其转换为数字信息并进一步处理。传感器精确地将有关物理环境当前状态的信息处理为有价值的知识。●R.辛格A. Gehlot，S. Vaseem Akram等人沙特国王大学学报5591人与森林的互动：由于人类仍然是数字化森林的组成部分，因此与森林中的网络物理系统（CPS）集成是一个非常重要的主题。在便携式设备上可视化来自森林CPS的信息在这种情况下，基于触摸屏的手持设备的强大通信和开发是一个重要的领域。大数据和云计算：在人与森林中嵌入的物理系统之间的通信过程中，会产生大量需要存储的数据。云计算是一种存储数据并将数据可视化的数字交互平台。云计算促进了对大数据的负担得起的和更智能的分析，通常以所谓的按使用付费程序员的形式高级分析：高级分析识别高级计算技术，促进对数据的解释，这是非常耗时或以前棘手的。先进的分析技术对于将大数据转化为有用的数据以更好地做出决策至关重要。人工智能：人工智能的目标是使技术对象能够从观察和经验中学习，能够自主决策并采取行动。3. 树木网络树木互联网的术语意味着树木嵌入有基于互联网的模块，用于经由互联网连接感测、通信和监测森林中的环境参数利用网络模块对森林的环境参数、火灾事故进行实时监测，并对盗伐、盗伐行为进行实时检测，被称为树木网络。一般来说，我们听到物联网术语，其中的东西被监视，通信和跟踪与IP的以往的研究主要集中在对森林火灾的探测和监测上，对温度、风速、相对湿度、二氧化碳（CO2）等环境参数的监测研究较少。Ama- zon森林是地球的肺，通过观察二氧化碳产生大量氧气，由于人类不负责任和故意的活动，它在2019年着火。 哥白尼气候变化服务（C3 S）的研究表明，亚马逊森林的火灾事故引发了一氧化碳（CO）排放，空气中的二氧化碳严重影响人类健康（为什么亚马逊雨林正在燃烧，以及涉及的可怕的气候变化影响-华盛顿邮报，（N.D）。https：//www.example.com/washingtonpost.com/weather ， 2020; Assis等人， 2020年）。3.1. 环境参数监视传感器节点被嵌入到不同的树木中，用于实时感知森林中的环境参数。传感器节点一般集成环境传感器和无线通信模块. 在森林环境中，无线连接是主要的挑战，为了克服它，无线个人网络（WPAN）被嵌入到架构中。传感器节点采用基于WPAN的IEEE 802.15.4 Zigbee模块作为无线通信模块用于传输来自森林环境的环境数据。Zigbee将数据传送到网关节点，其中互联网连接的可用性使得网关节点能够通过IP将数据记录到云服务器中，并且图1中示出了总体架构。 四、传感技术和无线通信协议促进了传感数据的监测和通信从森林到云服务器（Kim等人，2020年）。提出了基于树莓派3的森林监测，用于通过IP（GSMA）监测和通信温度、湿度和气体浓度等环境参数|物联网，2020年;物联网现状，2018年; Al-Fuqaha等人，2015年）。基于IP和传输控制协议（TCP）的森林监测系统，用于监测森林中的二氧化碳（MQ 135）、氢气（MQ 2）、甲烷（MQ4）、一氧化碳（MQ 9）（Gigli和Koo，2011; Xiaojiang例如，2020; Schneider等人，2011年）。基于LoRa的传感器节点和网关被实现用于监测和传达森林的环境参数（为什么是亚马逊雨林，2020; Assis等人，2020年; Wu等人，2018; Sannigrahi等人，2020年）。低地球轨道卫星正在与物联网集成，用于监测和传达印度尼西亚国家的森林（Ratnam等人， 2019年）的报告。用于森林监测的Zigbee模型的缺点是短距离传输和缺乏在网关节点处执行的分析LoRa通信模块。LoRa通信模块的发展提供了一个可靠和安全的远距离传输数据的在这里，我们提出了一种基于LoRa和边缘网关的架构，用于监控森林环境。该架构提出了在森林中不同点部署传感器节点，传感器节点嵌入LoRa通信模块，如图所示。 五、LoRa通信模块以低功耗传输传感数据。在森林中传输传感器数据的LoRa支持端口中的干扰最小。基于LoRa的传感器节点将数据传输到边缘网关节点。通常，云服务器与物联网集成，用于存储和分析传感数据，以产生可理解的元数据。然而，在森林前景的情况下，决策需要为避免森林大火蔓延，必须立即进行。在这里，边缘计算技术满足了在边缘设备上进行即时决策的要求。提出了一种基于LoRa和边缘网关的森林环境参数监测系统. 物联网边缘网关基于边缘计算，能够在网关节点执行分析。该网关节点在提供分析之后经由IP将有效信息传输到云服务器3.2. 火灾跟踪和监测根据（Sannigrahi等人，2020年），由于森林密度高，喜马拉雅山区极易发生野火事故。根据印度森林调查（FSI）的报告，印度约有54.40%、0.7.49%和2.41%的森林覆盖率暴露于频繁的火灾、中度常见的火灾和高水平的火灾（Ratnam等人，2019年）的报告。FSI报告说，五分之一的森林容易发生火灾，印度中部东北部是主要的火灾多发点。 据报道，印度约90%的森林火灾是人为造成的，这强调了采取适当缓解措施和建立敏感森林防火区的重要性，以避免自然环境中森林火灾的日益增加的关注（Kale等人， 2017年）。为了检测野火事故，地理信息系统（GIS）（Abedi Gheshlaghi等人， 2020）和遥感（Kumari等人，2020年）已在绘制空间形式的火灾易发区域中实施。 GIS和遥感技术的实施（Tuf et al.，2018）在森林监测中仅提供空间数据，因此需要用于感测森林环境的实时参数的具有成本效益的技术（ Rao 等人， 2018 年 ; Kim 等人， 2015 年）。使用433MHz 低 功 率 通 信 协 议 和 IEEE 802.15.4 （ Kim 等 人 ， 2015年）。实现了支持Wi-Fi的传感器网络●●●●R.辛格A. Gehlot，S. Vaseem Akram等人沙特国王大学学报5592见图4。 根据以前的研究，森林监测的一般架构（Wu等人， 2018年）。图五. 基于LoRa和边缘网关的森林环境实时监控。R.辛格A. Gehlot，S. Vaseem Akram等人沙特国王大学学报5593温度/湿度照度传感器（VEML77 00）YL-83雨量传感器IR风速BLE相机电池计算单元本地存储电池长距离RF用于探测和监控火灾探测系统（Pareek等人，2020年）。Zigbee和IEEE 802.15.4通信使能的基于云/雾计算的解决方案被提出用于检测森林 中 的 野 火 和 监 测 环 境 参 数 （ Tsipis 等 人 ， 2020; Srividhya 和Sankaranarayanan ， 2020;Kadir 等 人 ， 2019; Kaur ， 2019 ） 。STM32控制器、Zigbee模块和GPRS（无线电服务全球分组）被集成到专用系统中，用于检测火灾并将其传送到远程服务器（Wu等人，2018;Cui，2020; Yunjie，2019）。提出了一种基于无线声学检测系统的物联网，用于通过改变树冠和地表火来检测野火（Zhanget al.，2019年）的报告。到目前为止，物联网是在森林中实施的，用于检测和监测森林，然而，不合逻辑的伐木是森林退化高峰的另一个参数。 提出了一种基于物联网的监视系统，用于控制走私和检测森林中的火灾事件，并经由无线通信协议与森林当局通信（Sarojadevi等人，2019; Syed，2018）。基于互联网的模块的实施增强了从具有互联网连接的任何地方对森林事件的实时监测。到目前为止已经实现的先前系统在连接性、检测边缘设备处的火灾以及传感器节点的功耗问题方面具有一些限制 为了克服，图中提出的架构。 五、基于LoRa通信和边缘计算的网关可以增强森林火灾风险的短期估计和森林火灾事件开始的边缘网关是基于边缘计算的，其中嵌入了分析，用于计算森林火灾风险存在的概率和森林火灾发生的概率。传感器节点将被定制，用于使用各种传感器的集成来灌输各种功能，包括温度/湿度、光强、降雨、IR和风速传感器，如图所示。 六、该节点将由电池供电，并将与本地存储集成以进行数据备份。它将使用远程RF与其他网关进行通信。中的输入参数各种集成的传感器将被馈送到计算单元，该计算单元将使用其机载算法来将实时信息处理成有意义的数据。计算机视觉节点（CV）将被部署在传感器节点附近，以共同对准、验证或添加从传感器节点提取的数据或信息。它将是一个基于视觉的节点，将使用其机载机器学习算法来处理其环境的图片帧，并处理它们以从收集的信息中提取有意义的数据。所提出的系统被设计为很好地容纳多种应用，如：● 森林火灾探测与预报传感器节点将能够使用突然的IR、Lux、温度和湿度值来感测其附近的火灾的出现，然后它将触发部署在中央分析节点处的火灾状态预测系统，该系统将在检测到火灾后不久被激活。该系统将考虑附近的风速等因素，在不同方向上部署的各种传感器节点中的温度3变化（例如，部署在西南参考方向的节点的温升高于部署在东北方向的节点，这意味着火灾的方向更倾向于以原始节点为参考的西南方向）以及从CV节点接收的关于类型的数据附近存在的种植园（例如，西南参考方向的干燥种植园，这意味着火灾可能会在该方向更快地蔓延）。考虑到所有这些因素，我们的中央分析节点将推断各种见解，如火灾强度，火灾方向的铅，火灾蔓延速度等。这些信息可以用于由护林员来计划最有效的方法，包括采取或防止火势蔓延的位置。● 区系分析传感器节点感测的参数如温度/湿度、勒克斯、降雨、风速将与推断的数据相关计算单元协处理见图6。 传感器节点和视觉节点。传感器节点（SN）本地存储计算机视觉节点（CN）R.辛格A. Gehlot，S. Vaseem Akram等人沙特国王大学学报5594从CV节点输入数据，该数据将根据环境参数提供对应于植物群生长的少量信息（例如，全年接收一定量的勒克斯、阳光或降雨的地方可以与最适合于该条件的植物群类型相关。这些信息以后可以被植物学家用来研究和开发植物所需的那些植物区系中的遗传能力菌株适合在其他地方种植● 原始数据采集森林侧节点，即，传感器节点和计算机视觉节点被设计成处理它们相应的环境参数并与中心分析节点共享它们。因此，可以直接在中心分析节点侧对这些数据进行任何类型的分析，这将不需要在森林侧进行任何类型的更改。这种架构将进一步允许任何人利用可用的原始数据进行任何类型的研究和开发，而不需要设计和部署用于感测环境数据的系统。这将直接减少对这些数据进行任何类型的研发所需的时间和精力，并且在未来，由于真实原始数据的可用性，可以鼓励许多研究工作。4. 小森林产品互联网4.1. A. MFP小森林产品（MFP）也被称为非木材森林产品（NTFP），是生活在森林中和森林周围的大量ST的主要生计来源它为许多在册部落（ST）提供基本的食物、林业部门通过可持续采伐、制造、增值和销售多功能复合机，有很大的能力增加依赖森林的人口（包括部落社区）的生计。图7显示了小森林生产者的产品，图8显示了2012-2018年期间印度小森林生产者小森林产品，棚，药品和现金收入估计为1亿森林居民（包括新的小森林产品（MFP），2020年）。小林产品包括除木材以外的所有林产品，然后包括蔬菜和牲畜产品。4.2. 草草用于造纸，冷却屏幕，绳索和席子。大部分的草被用作饲料和盖茅草。龙须草（龙须草）是最重要见图7。MSP的产品见图8。2012 - 2018年印度MSP总值（印度-非木材森林产品的经济贡献）|Statista，（n. d.）. 2020年）。为造纸工业提供基本原料的草Chrysopogon zizanioides，通常称为香根草或khus草，用于制作冷却板，而Munj草用于制作凳子和长凳。4.3. 竹竹，竹子确实是一种常绿多年生开花植物，竹亚科禾本科，但却像树一样生长它大约有100种竹子在印度森林中种植，占地面积超过10万平方公里它为部落人民提供了廉价的屋顶材料，编织物，墙壁，地板和床垫甘蔗草是具有柔韧的木质茎的高大多年生草，更具体地来自竹属，但大多数生长在印度的潮湿森林中，它主要仅用于制作绳索、皮带、家具和运动用品。4.4. 棕褐色染料密花石栎（Lithocarpus densiflorus，俗称tanoak或tanbark-oak）是植物组织的产物，用于皮革制造业。从各种植物如木蓝、板蓝根、Lawso-nia inermis中提取的染料用于纺织品、水果、药物和化妆品的着色。在印度森林中生长的植物和树木中，有很大一部分生产各种类型的油，用于生产肥皂，化妆品和药物制剂。4.5. 树胶树脂树胶（赤桉）是从树干中自然渗出的，或者部分是由于暴露在树皮或木材下或树木燃烧的结果林下主要产胶树种有阿拉伯金合欢（ Acacia nilotica ） 、 阿 拉 伯 毛 白 杨 （ Khaircat-echu ） 、 梧 桐（ Sterculia urens ） 、 印 度 楝 （ Azadirachta indica ） 、 单 籽 毛 茛（Butea monosperma）、羊蹄甲（Bauhinia retusa）、苦楝（Lanneacoro mandelica）和印楝（Azadirachta indica）它主要用于纺织品、油墨、糊剂、化妆品、雪茄和药物等。树脂通常提取自赤松（Pinusroxburghii）。树脂是油漆、清漆、橡胶、造纸、亚麻、油、油脂、胶带、苯基、防水、丙烯酸等各种行业的基本物质R.辛格A. Gehlot，S. Vaseem Akram等人沙特国王大学学报55954.6. 纤维木质纤维素纤维是天然纤维的学名，是某些植物的提取物，由于纤维的韧性，纤维被用于制造绳索Akund Floss（AK）纤维用于制作渔网。为了制备填充枕头和床垫，使用牙线。4.7. 叶从树上收获各种类型的叶子，用于不同的目的，最常见的是tendu叶子，用作bidis的包装。羊蹄甲叶被加工成盘子和叶杯，经常被糖果供应商用作包装。药物是从不同种类的植物和树木的枝、种子、叶和茎中提取的。香料，如肉桂（肉桂），胡椒。（黑胡椒）、小豆蔻（小豆蔻）、姜黄（姜黄）、Eugenia caryo（姜黄）、生姜（生姜）被用于各种各样的菜肴中，用于为食物添加香味。森林里出产的植物也可用于药用. 曼陀罗、曼陀罗、番木鳖、大麻、印度大麻等都是可以小剂量食用的毒药。各种树木和植物的花、果实和叶子被称为食用产品。一般来说，农业是部落的主要收入来源。但是，这种收入来源在半年内是可以维持的。印度政府（GoI）实施“通过最低支持价格（MSP）和开发MFP价值链来营销MFP的机制”计划，为了改善部落的生计，制定了一些措施，它们是市场干预、研发/知识产权活动和供应链基础设施建设。该计划希望实施一项制度，以保证森林居民在采集、初级加工、储存、包装、运输等方面的努力得到合理的货币回报同时确保资源基础的可持续性。销售小型森林生产者是为部落社区建立可持续创收的必要条件。然而，在加工、标签和营销领域出现了挑战。无组织的营销结构和缺乏有效的森林居民价格信息是MFP营销的主要挑战（印度制造，2020年）。自该计划推出以来，五年来的使用率在2018-19年之前的五年里，该中心分配了1，172亿卢比。统计数据来自部落事务部（印度政府部落事务部，（未注明日期）），2021年）表明，只有11%的总支出是投资-约卢比128亿卢比。价值78亿卢比的小森林产品在政府机构的仓库中未出售。这些因素都触发了实时监控技术的实施，将纸质的小森林产品转化到数字化平台上。物联网是目前唯一能够实时监控和数字化数据的技术。物联网的数字化使我们能够在全球范围内探索小森林产品，以增加营销和销售。物联网协助并支持印度政府的目标，即加强供应链基础设施，提高小森林产品的销售，并维持森林居民的生计。在讨论MFP周期中的物联网集成之前，我们将讨论没有物联网的MFP周期。4.8. 物联网在MFP循环中的集成MFP循环提供了从森林中收集到的原材料到最终产品的流动。收集、加工、增值、包装、营销、零售商和消费者是MFP周期中存在的不同单位。一般来说，原材料是由附近维持生计的部落居民收集的森林部落居民到附近的加工单位运送原材料，赚取收入以维持家庭生计。在加工周期中，将收到的原材料加工成可用的产品。附加值是添加到产品中的特征，以便为消费者提供优质的新产品。包装是将产品包裹在封面中以保持其持久性的阶段产品长期以来。在包装阶段，在包装上进行标签，提供产品中使用的成分的详细信息。市场营销是用不同的策略推销产品的过程。零售商是将相对少量的商品出售给消费者供消费而不是转售的媒介。在这里，整个循环都在纸质文档上工作，其中可以操纵从收集到消费者的信息，并且过程如图9所示。由于MFP周期中的跟踪系统不可用，调解员很容易操纵有关产品的数据目前，消费者迫切希望了解产品从原材料到最终产品的历史。为了增强现有MFP周期的机制设备需要调整。基于物联网的传感器技术的实施获得MFP周期中的相关数据，包括森林内从原材料到可销售的森林产品的所有活动（Scholz等人，2018年）。这些技术通过提高MFP周期和没有物联网的MFP周期的效率，克服了不同实体之间的相互依赖性问题在处理单元处实现和嵌入基于IoT的设备使得更高的权威机构能够经由IP从任何远程位置实时监控活动在这里，每个产品都被分配了一个唯一的身份，允许跟踪完整的产品信息，如原产地和使用的原材料类型，有效性和证书。 条形码和RFID是合适的识别技术，因为它们的大采用率和用于实时跟踪的轻量设计（Wu等人，2019年）的报告。一个用于MFP的物联网模型，其中处理单元和包装单元嵌入了不同的无线技术和传感器，用于转换为数字监控，如图所示。 10个。这里，传感器节点集成到处理/包装场所中，传感器节点与环境传感器、摄像头、RFID读取器、条形码读取器、LoRa调制解调器和GPS接口。环境传感器监测包装/处理单元室内环境中的温度、烟雾和湿度等参数环境传感器感测这些参数并与附近的基于IoT的网关通信在包装单元中，产品贴有RFID标签和条形码。在任何参数超过阈值限制的情况下，网关立即向云服务器发送警报RFID阅读器和条形码阅读器与传感器模块连接，通过LoRa通信和互联网连接将存储在RFID和条形码中的完整信息传输到有关产品的每一项活动都以数字方式存储在云服务器中。云服务器中的数据的可用性使得当局、制造商、零售商和消费者能够实时地连续跟踪和追踪产品 当局可以检查产品的质量，并建议加工/包装单位的工人保持环境参数R.辛格A. Gehlot，S. Vaseem Akram等人沙特国王大学学报5596环境全球定位环境全球定位相机LoRa无线相机LoRa无线RFID太阳能发电条形码RFID太阳能发电条形码IoT网关云服务器和存储接入接入权威消费者零售商制造商收集采集的小森林生产加工成可用和可消耗的原材料市场营销是潜在零售商或消费者感兴趣的媒介。营销包装营销人员可能会使用包装和标签来鼓励有意愿的客户购买产品。消费者零售商部落的人们收集小森林的产品处理单元增值以提升产品价值的方式开发产品小森林产品见图9。没有物联网的MFP周期。跟踪跟踪评估警告数据分析用户见图10。 物联网的MSP周期通过互联网连接从任何远程位置获得关于产品的信息。关于营销，由于产品数据以数字形式提供，数字平台的增长使制造商能够在全球范围内进行广告和营销。 云服务器可以创建一个透明平台，用于更新产品在不同的枢纽。原料产品的透明化和数字化监控使行业和客户能够在短时间内购买质量有保证的原料产品5. 物联网（IoWT）野生动物指的是生活在自然和未驯化状态下的凶猛的动物、植物和其他野生动物和野生动物栖息地在对生命本身至关重要的生态和生物循环中发挥着重要作用生物圈LoRa通信R.辛格A. Gehlot，S. Vaseem Akram等人沙特国王大学学报5597微生物的野生动物参与的一些生物过程包括授粉、发芽、种子传播、土壤生成、氮循环、捕食、生态系统保护、废物处理和害虫控制。然而，由于栖息地的破坏，森林砍伐，偷猎和狩猎是野生动物濒危的原因食物链和生态系统的失衡以及生物多样性的丧失是野生动物濒危的严重后果。5.1. A. 整合基于互联网的野生动物模块物联网一直有潜力解决这个问题。配置无线传感器网络的选项，通常在偏远和崎岖的位置，打开独特的工具来跟踪濒危物种及其栖息地，以确保其安全（Nicheporchuk等人，2020年）。犀牛也是濒危物种，70%的野生犀牛种群生活在南非，为了保护这一濒危物种，它们安装了基于物联网的项圈，最终可以跟踪心率和位置（物联网如何拯救濒危物种：商业洞察）。|NEC，（未注明日期）， 2020年）。基于物联网的项圈的集成使得能够实时监测动物的健康状况，并且它将帮助野生动物管理局在短时间内做出反应。动物保健中的物联网（IoTAH）是在生物传感器和通信协议的帮助下对动物健康的真实监测（Karthick等人，2020年）。这种形式的技术提供了真实的健康状况和疾病预测 LoRa和BLE使能项圈装置被提议用于野生动物的位置跟踪和映射（Ayele等人，2018年）。Where's The Bear是一个基于物联网的视觉系统，在UCSB Sedgwick Reserve中实现，用于在图像处理技术的帮助下检测野生动物（Elias等人， 2017年）。5.2. B. 基于物联网的实时设备用于监测野生动物Instant Detect 是 伦 敦 动 物 园 协 会 （ Zoo- logical Society ofLondon，简称ZNL）实施的一个监控系统，用于远程跟踪动物活动和栖息地迁移，并提供未经授权的偷猎行为的早期通知（Instant Detect|伦敦动物学会（Zoological Society ofLondon，2020）。Instant Detect 2.0系统（图11）是传感器节点、摄像头的集成，用于实时感测和捕获视觉效果，并通过低功耗广域网（Detect，2020）与基站通信。TrailGuard AI（图12）是一种反偷猎边缘设备，与摄像头集成，用于检测偷猎活动并通过L波段网络和（宽带全球局域网）卫星调制解调器（Trailguard-RESOLVE，2020）发