DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. MPPSK调制技术 为了尽可能地在有限的带宽里传输最大量的信息，以应对高速发展的无线多媒体应用对带宽提出的更高要求。考虑到与传统二进制调制相对应的多进制幅移键控、频移键控、相移键控以及正交调幅等多元调制技术可用于提高频谱的利用率，再联想到EBPSK调制信号的符号“0”和“1”均含有N个正弦载波周期，但符号“1”的调相区间只占K个载波周期且相位跳变一般固定在符号的起始位置，每个符号只能携带1bit信息，而将EBPSK与脉冲位置调制相结合，则可得到频谱效率更高的MPPSK调制，进一步提高频谱利用率。MPPSK调制技术在增加信息传输量的同时，保持调制事件个数不变，仅改变了调制的位置，从而实现了带宽的压缩。 MPPSK调制的基本思想是将调相分布于符号周期的其它位置而并不固定于起始处，从而可表示更多的信息。在一个符号周期NT内MPPSK的统一表达式为式(1)，其中，实际发送的符号k有M种取值； T = 1 / f c 为载波周期； r g 为符号保护间隔控制因子；调制参数M、K、N、 θ 和 r g 用于控制信号带宽、传输码率和检测性能。当调制参数 M = 2 ， r g = 0 时，式(1)即退化为EBPSK调制。表1给出了16PPSK调制事件、位置与对应的二进制组合，从表中可以看到不同的二进制数据可与位置信息相结合以代表不同的码元符号。 f k ( t ) = { sin ω c t                                                                                         0 ≤ t < N T                                                                                                               k = 0 { sin f c t                                                                               0 ≤ t ≤ ( k − 1 ) K T sin ( f c t + θ )                                 ( k − 1 ) K T < t < ( k − r g ) K T ， 0 ≤ θ ≤ π sin f c t                                                                             ( k − r g ) K T ≤ t < N T                                           1 ≤ k ≤ M − 1 (1) Table 1 16PPSK modulation events， locations， and corresponding binary combination MPPSK调制 K 调制事件位置 对应的二进制组合 K 调制事件位置 对应的二进制组合 0 没有调制事件 0000 8 8 1000 1 1 0001 9 9 1001 2 2 0010 10 10 1010 3 3 0011 11 11 1011 4 4 0100 12 12 1100 5 5 0101 13 13 1101 6 6 0110 14 14 1110 7 7 0111 15 15 1111 表1. 16PPSK调制事件、位置与对应的二进制组合 与EBPSK调制事件在码元起始位置不同，MPPSK调制最大的特点是与位置信息相结合，相位跳变在符号持续周期中的位置是MPPSK最为重要的参数之一。这一位置信息在调制波形产生过程中则表现为延时，图1给出了MPPSK调制信号产生的过程。随机产生M进制的信息序列，不同符号的延时由式(1)确定，反相器控制相位变化的载波，信息序列中 τ 控制相位变化的宽度，而 τ 在码元周期T内的位置为相位变化的位置，不同的位置即表示不同的符号。 利用图1所示的调制方法，通过控制载波跳变以及跳变的位置可得MPPSK调制波形如图2所示，其中调制参数 K = 1 ， N = 5 ， r g = 0 。与EBPSK调制相比，两者仅在调制位置上不同，因而，在相同的码元持续时间内可以传输更多的信息。 图1. MPPSK调制过程 图2. 4PPSK调制波形 图2 4PPSK调制波形MPPSK调制与EBPSK调制一样都是非对称调制，因而可占用较少的带宽实现符号的发送。MPPSK调制信号的功率谱如图3(a)所示，为了抑制其中的线谱分量，由功率谱密度函数中的线谱部分分析可以得到如下影响线谱分量幅值的系数： λ = 4 ( π ( N − m 2 N ) M ) 2 sin 2 ( m ( M − 1 ) K N π ) (2) 图3. MPPSK功率谱及抑制线谱后的功率谱。(a) 调制参数K = 2、N = 36和M = 16时的功率谱；(b) 调制参数K = 2、N = 30和M = 16时的功率谱 由于线谱受控于 λ 值，若要抑制线谱分量，只要使 λ = 0 即可。此时，可得如下关系： N = ( M − 1 ) K (3) 即N、M和K满足式(3)的要求便可抑制线谱分量。图3所示为不同调制参数下的MPPSK功率谱，其中图3(a)中调制参数为 K = 2 ， N = 36 和 M = 16 ；而图3(b)中调制参数满足式(3)的关系。对比两图可以看到，图3(a)中的功率谱明显比图3(b)更加光滑，而且幅度稍低，因而通过控制调制参数便可抑制线谱同时可占用更少的发送带宽。
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user: 3. MPPSK系统检测与信道编码 MPPSK调制利用码元周期中不同位置的载波变化代表不同的符号，因而检测过程中确定载波变化的位置最为关键。由于信道噪声的影响，该位置有时较难精确定位，这势必会对检测性能产生较大的影响。若能找到一种方法，对位置信息不太敏感，而且能得到期望的结果，同时又可适当降低复杂度，那么将较大程度上优化MPPSK接收机，为此，本文在MPPSK系统中引入多分类SVM用以检测接收信号并进行LDPC译码。 3.1. SVM多分类 多分类SVM是指在二类的基础上增加分类的类别，考虑到多分类算法的复杂度，本文只讨论MPPSK调制系统中阶数不高的情况(即分类类别较少)，采用一对一法进行分析。一对一法是指每次训练时将样本分成两类，依次构造所有可能的二类分类器(即k个类别共需构造 N = k ( k − 1 ) / 2 个分类器)。这些二类分类器可用投票法组合，判决规则如式(4)：如果 sign ( ( w p q ) T Ψ ( x i ) + b p q ) 输出x属于第p类，则投票给p类，票数加1；否则q类票数加1；投票完成后确定x所属类别为得票最多的那一类。由于MPPSK调制中不同位置的载波跳变可代表M种发送符号，因而接收机可根据SIF冲击幅度和位置信息使用该方法进行检测。 min w p q ， b p q ， ξ p q         1 2 ( w p q ) T w p q + C ∑ i ξ i p q                               ( w p q ) T Ψ ( x i ) + b p q ≥ 1 − ξ i p q ，   当   y i = p ，                               ( w p q ) T Ψ ( x i ) + b p q ≥ − 1 + ξ i p q ，   当   y i = q ，                                 ξ i p q ≥ 0. (4) 3.2. MPPSK系统的非线性检测 MPPSK调制系统中非线性检测相较于传统的门限检测在M值较小的情况下可使系统性能有较大提升。采用人工神经网络反向传播(ANN-BP: Artificial Neural Network using the Back Propagation Algorithm)算法利用SIF输出的波形差异和位置特征，检测性能明显优于传统基于锁相环(PLL: Phase Locked Loop)的门限判决方法，仅劣于EBPSK门限检测 [ 16 ]。但是，该方法并未考虑降低接收机检测的计算复杂度，将SIF输出信号采样值全部作为ANN-BP的输入，在采样率较高，即便是M值较小的情况下依然是难以承受的。若根据MPPSK调制信号的特点选择少量采样点组成特征向量作为多分类SVM输入进行检测，则可有效地降低检测的复杂度。由于MPPSK调制信号在码元周期的不同位置都有可能出现相位的跳变，这就需要在整个码元周期内选取采样点组成该特征向量，这与EBPSK调制信号有所不同。若控制选取采样点的跨度，则采用维数较少的特征向量即可完成多分类SVM的训练与测试，不仅可以较大程度上降低系统的计算复杂度，而且无需像门限检测那样在检测前先确定冲击的位置。需要指出的是，由于MPPSK调制的特点，整个符号周期内不同位置的载波变化代表着不同的符号，波形及能量的特点无法反映位置信息。 由于MPPSK波形与EBPSK波形相比仅在跳变位置有差异，因而在接收端无需设计专门用于MPPSK的SIF，仅需选择相应采样率的SIF即可。图4为4PPSK调制信号通过SIF后的包络波形，其中调制参数 M = 4 ， K = 2 ， N = 5 。与EBPSK调制一样，载波的相位变化转化为寄生调幅，由于不同符号的相变位置不同，因而幅度冲击的位置也各异，这一位置信息即为检测的关键。 图4. MPPSK调制信号通过SIF后的波形 MPPSK与EBPSK接收机的唯一差别是根据波形的跳变位置进行检测，图5所示为MPPSK利用多分类SVM技术检测的结构图，其处理过程相对应的波形如图6所示。 图5. MPPSK系统中应用多分类SVM检测的结构图 图6. MPPSK中基于多分类SVM检测的输出波形 原始的发送码元被调制成MPPSK信号并送入信道中，由图6中可以看到，由于噪声的作用，在接收端SIF输出波形不再像图4那样“完美”，而且跳变位置也很难精确判断，因而门限检测将受到门限值以及位置的影响。考虑到ANN-BP算法输入向量的维数较高，致使测试复杂度增加，为了进一步降低检测器的复杂度，选取 c = 10 ，使得SVM输入向量维数仅仅为SIF输出信号的10% (即 y ˜ ( c k ) 的维数是 y ( k ) 的10%)。图6中提取的特征能很好地反应原始的SIF输出波形，而且特征向量中采样点的顺序又很好地表示冲击部分的位置。最后，将提取的特征向量作为多分类SVM检测的输入并利用式(4)中的算法得到接收码元，从而完成最终的检测。
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user: 4. 实验仿真 为了验证多分类SVM非线性检测器在MPPSK调制系统中的性能，本文在仿真中选择3000个随机码元作为SVM训练样本，选取采样点 l = 10 ；采用 M = 4 ， N = 10 ， K = 2 ， θ = π ， A = B = 1 ， r g = 0 条件下的MPPSK调制波形，采样率 f s = 10 f c 。选择码长为1000，码率1/2的LDPC规则码作为信道编码，迭代50次。测试码元数为10 6 ，并经过1000次独立的试验后取平均值。 不同的方法应用于MPPSK信号检测的复杂度以及性能都不同，图7所示为多分类SVM、ANN-BP和PLL方法对4PPSK信号进行的检测性能与相同条件下的EBPSK信号的门限检测(TD: Threshold Detection)性能对比。多分类SVM和ANN-BP法均可以较大程度上提升接收器的性能，与PPL方法相比性能可提升10~11 dB。而且，多分类SVM的检测性能甚至优于EBPSK-TD的性能，而ANN-BP检测则稍劣于EBPSK-TD的性能。多分类SVM比ANN-BP方法性能上可提升1 dB左右，而且采用了特征向量的降维处理，前者的复杂度更低，从而更适合在MPPSK系统中应用。当然，与门限检测相比，多分类SVM检测复杂度要更高一些，这主要在于多分类SVM需要在测试之前先进行训练得到分类模型，而且构造分类器的数量随着M值的增大而变多。 图7. 不同方法的MPPSK检测性能与EBPSK-TD性能曲线 在MPPSK系统中，SIF的冲击幅度以及精确定位载波变化的位置会对门限检测有较大的影响，而对多分类SVM检测的影响相对较小，这主要得益于SVM方法对幅度以及位置信息的影响相对不敏感。然而，多分类SVM对调制阶数M较为敏感，随着M值的增大，总的分类复杂度增加。图8所示为EBPSK，3PPKS，4PPSK和5PPSK利用多分类SVM检测性能以及LDPC码译码后的性能曲线。4PPSK-SVM的SER性能略差于3PPSK-SVM和EBPSK-SVM，稍好于5PPSK-SVM。说明，随着M值的增大性能有所降低，但4PPSK的码率是EBPSK的2倍，这是因为有更多的时间位置被利用。从评估系统的整体性能上考虑，要得到相同的误符号率(SER: Symbol Error Rate)性能，高阶MPPSK调制需要的SNR与低阶的相比要更少，因而，高阶MPPSK对性能提升有一定的作用。需要指出的是，随着M值的增大，输入向量的维数相应增加，而且分类数增加导致复杂度增加并对性能也有较大的影响，致使M取值不能太大，因而多分类SVM仅适用于M值较小的MPPSK调制系统检测。此外，为了抵御信道噪声，在MPPSK系统中引入了LDPC码并采用硬判决译码。从图8中可以看到，加入编码后在SER = 10 −4 时，SNR可提升8 dB左右，与检测结果类似，随着调制阶数M的增加，系统整体性能略有恶化。 图8. MPPSK系统中检测与信道编码 因此，多分类SVM可极大地提升MPPSK系统的检测性能，相比基于PLL的门限检测受调制位置影响更小，而且在低阶MPPSK系统中的检测更有优势。从而在低阶MPPSK系统中应用多分SVM方法是一种较为有效的提升系统性能方式。
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user: 5. 总结 本文讨论了MPPSK调制系统中的检测与信道编码问题。其中，在MPPSK系统中采用对调制位置不敏感的多分类SVM方法，使得检测过程中无需首先确定跳变位置，并对SVM输入特征向量进行降维，检测性能与PLL门限方法相比可提升10 dB以上。随着阶数M值的增大，系统的检测性能变差而且复杂度增加，但高阶MPPSK系统在相同SER的条件下所需的SNR更少，因而在实用过程中需要对复杂度与性能进行权衡选择。同时，在MPPSK系统中引入LDPC码用以抵抗信道噪声，得到了较好的效果。
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user: 摘要 随着经济和民间借贷领域的发展，金融犯罪领域出现新型犯罪——“套路贷”。“套路贷”衍生于民间高利贷但与高利贷有本质区别，严重破坏市场经济金融秩序，侵犯公民人身权利、财产权利，甚至严重破坏司法公信力和权威性，应当纳入刑事法律规制范畴予以严重打击。基于“套路贷”现象进行刑法分析，以期全面剖析“套路贷”刑法问题，更好规制“套路贷”现象，维护市场经济稳定性，保护公民合法权利。
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user: 1. 问题的提出 随着市场经济的迅速发展，经济领域出现了一种新型刑事犯罪——“套路贷”。《关于办理“套路贷”刑事案件若干问题的意见》(以下简称《意见》)，明确界定了套路贷的定义 1 。“套路贷”源自高利贷，但二者有明显的区别。套路贷最初在经济更为发展的上海、江苏、浙江等沿海城市露出苗头，后期大有蔓延至全国之势，前几日的新闻显示光是温州便打掉51个“套路贷”团伙，至于全国范围内“套路贷”团伙的数量可想而知。截至2020年8月10日，笔者在中国裁判文书网检索关键词“套路贷”，一共出现近万篇裁判文书。而“套路贷”接触途径则随处可见，笔者在浏览器随意搜索关键词“套路贷”，便会出现大量“无抵押无担保”、“快至30分钟放款”、“纯线上申请即可”等信息。
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user: 2. “套路贷”的阶段“套路” 2.1. 诱骗、签合同阶段 从众多“套路贷”实务案件中分析可知，被害人多自身资金紧张但又在短时间内急需资金运转，通过正规借贷途径无法快速实现借贷目的。“套路贷”团伙抓住广大被害人此种心理，以“小额贷款公司”“咨询公司”“担保公司”“网络借贷平台”等名义对外宣传，以低息、无抵押、无担保、快速放款等为诱饵，无疑使得被害人深陷行为人的套路陷阱。笔者认为，此阶段行为人设立放贷公司属于“套路贷”团伙实施诈骗罪的准备阶段；若行为人主动在各种信息平台上发布贷款信息，因为此时对刑法所保护的法益产生紧迫、直接、现实的危险，则进入诈骗罪的着手阶段。 在签合同阶段，值得讨论的是，双方签订的合同效力是否会影响整个“套路贷”犯罪活动的刑法定性呢？有学者认为，“套路贷”犯罪现象是一个典型的刑民交叉问题，当事人双方所签署的民事合同的法律效力会影响并决定“套路贷”中部分行为涉嫌罪名的认定。双方的债权债务关系确立的法律行为可能无效，即便法律行为有效，债权人也无权针对特定物体强行执行，必须通过法院的判决及执行维护法律主体之间的和平秩序 [ 1 ]。笔者认同此种观点，即无论合同是否有效均构成该“套路贷”整体行为均构成犯罪。“套路贷”案件的刑事规制应当立足于整体，刑法的规制对象是犯罪行为，刑法判断是否构罪的唯一标准是是否符合构成要件；而合同的效力则是民法规制的问题。无论合同是否有效，若行为人的行为符合刑法上某一具体罪名的构成要件，行为人整体行为仍然构成犯罪。 2.2. 违约、平账阶段 关于此阶段，实务中的“套路贷”案件的“违约”或是被害人自身原因无法安还款，或是“套路贷”团伙在借款期满被害人意图还款时通过故意不接电话、公司办理办公住所等等手段恶意制造被害人逾期未归还借款违约事实，从而在期满后获得高额违约金。笔者认为此阶段可能涉嫌民事法律问题，但尚未对任何法益造成实质性的侵害，故不涉嫌任何犯罪，不应用刑法上的罪名来规制；退一步说，即便构成犯罪阶段中的过程性行为，也可以被前行为或后行为吸收，不应单独构罪，以防扩大打击面。 有学者认为平账阶段不构成犯罪：在“次次平账阶段”，虽然“套路贷”团伙采取的行为方式略有不同，但其行为的“瑕疵”仅为对自身身份的隐瞒，均未涉及到诈骗、敲诈勒索、抢劫等犯罪行为，本阶段行为本质是通过假意帮忙“平账”达到累积借款数额的目的，“顺理成章”地使被害人一步步滑向套路的深渊，故不存在罪与非罪、此罪与彼罪的问题 [ 2 ]。有学者认为平账行为中的参与人可能涉嫌合同诈骗罪或者强迫交易罪 [ 1 ]。笔者反对平账阶段行为人构成合同诈骗罪但是认为可能构成强迫交易罪。具体理由下文罪名部分述及。 2.3. 侵占/索债、诉讼阶段 在此阶段，若行为人使用平和手段直接将被害人抵押物占为己有涉嫌盗窃罪。若在索债过程中使用暴力，依据行为人的暴力是否压制被害人反抗分情况讨论：若行为人实施暴力足以压制被害人反抗，构成抢劫罪，反之构成敲诈勒索罪。 需要注意的是，并非每一个“套路贷”犯罪活动均包含诉讼阶段，若被害人虽“逾期”未归还虚高债务但在行为人索债过程中被害人基于恐惧心理迫于无奈归还借款，此时行为人便不必经过诉讼阶段即可“实现”犯罪目的，所以此阶段一般在被害人逾期未归还借款且行为人未进行暴力索债的情况下存在。在众多“套路贷”案件中，行为人在与被害人签订借款合同时，一般会签订两个合同即阴阳合同，制造虚假银行流水单证，有些行为人甚至会命令被害人按照虚假债权合同中的款额取款后抱着现金进行拍照、录像，但是事后被害人仅能获得少部分现金，其余部分归还行为人，在被害人“逾期”未归还虚高债务的情况下，行为人利用这些一系列有意制造的虚假证据链条向人民法院提起诉讼，在被害人未报警司法机关未进行刑事立案的情况下，法官一般按照民事纠纷解决此类诉讼，行为人获得胜诉判决便可申请强制执行被害人合法财物，被害人遭受财产损失。此即下文论及的此阶段涉嫌虚假诉讼罪和三角诈骗罪，按照想象竞合择一重罪论处即可。
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user: 4. 关于罪数问题的探讨 “套路贷”案件中的阶段行为不可视为连续犯。虽然“套路贷”团伙在实施一系列阶段时基于同一或概括的犯罪故意，但是在上述所列阶段中行为人实施的犯罪涉嫌诈骗罪、敲诈勒索罪、抢劫罪、强迫交易罪、寻衅滋事罪等等，这些犯罪行为性质并不相同，且触犯的是不同种类的罪名，不符合连续犯的概念要求。 按照通说，吸收犯的处理原则一般是重罪吸收轻罪、实行行为吸收预备行为。笔者认为，“套路贷”案件的一系列阶段不能适用吸收犯的规定，“套路贷”案件中虽存在数个不同的行为，但其诸阶段不存在哪一阶段罪行更为严重的问题，不存在哪一犯罪行为可以吸收其他犯罪行为的问题；其诸阶段均为独立的实行阶段，不存在哪一阶段是预备阶段的问题。 “套路贷”案件中行为人诸行为不可以构成牵连犯。第一，牵连犯的手段与目的、结果与原因之间必须具有类型化的手段关系，而“套路贷”中诸阶段涉嫌的罪名并不具有类型化的手段关系。第二，我国刑法条文并未对牵连犯的处理作出规定，通说认为，对于牵连犯一般从一重或者从一重从重处罚，而“套路贷”案件中行为人涉嫌诸多罪名侵犯数个刑法所保护的法益，且不具有类型化的因果关系，应当数罪并罚。综上所述，笔者认为“套路贷”案件诸阶段不构成牵连犯。 对于“套路贷”案件应当数罪并罚。行为人在诱骗阶段、签合同阶段、违约阶段、平账阶段、侵占或索债阶段、诉讼阶段均对被害人合法权益造成不停层面以及不同程度的侵害，为更好打击犯罪、保护被害人的合法权益，理应对行为人进行数罪并罚。
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user: 5. 结语 当今社会，“套路贷”犯罪案件日益猖獗，严重侵犯公民的人身、财产权益和社会秩序。在其他部门法无法有效规制此种犯罪行为的情况下，刑法规制显得尤为重要，必须对此行为持零容忍的态度，坚持用刑法手段对“套路贷”案件进行严惩。对于“套路贷”案件触及的罪名之广和罪数问题，应当做到为打击犯罪不遗漏评价和为保障人权不重复评价。本文试图分析“套路贷”案件的一系列阶段和可能涉及的罪名以及罪数问题，以期更好矫治“套路贷”行为。但是，应当认识到，惩罚不是目的，必须从根本上防治“套路贷”案件，从源头上打击“套路贷”行为。2019年10月21日，最高人民法院、最高人民检察院、公安部、司法部《关于办理非法放贷刑事案件若干问题的意见》提出的非法放贷达到情节严重的以非法经营罪论处，无疑为“套路贷”案件提供借鉴意义。
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user: 摘要 区块链是一个极具国家战略意义的新兴产业，作为一种构造信任的新兴技术，在很多领域都存在着巨大的应用前景。针对目前我国区块链技术发展机遇与挑战并存的情况，笔者从注重专利申请与布局、警惕区块链开源技术的侵权风险、规避领域内“专利陷阱”、提高专利代理机构服务水平以及完善其他配套措施及政策体系等方面，系统地提出构建我国区块链产业专利战略的对策建议。
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user: 1. 研究背景和文献综述 区块链是一项新兴的但是具有颠覆性作用的技术。区块链是比特币的基础支撑技术，首次出现在中本聪(Satoshi Nakamoto)发表的《比特币：一种点对点式的电子现金系统》中 [ 1 ]，文中描述的区块链是一种按照时间顺序将数据区块用类似链表的方式组成的数据结构，并以密码学方式保证不可篡改和不可伪造的分布式去中心化账本，能够安全存储简单的、有先后关系的、能在系统内进行验证的数据 [ 2 ]。基于区块链去中心化、智能化等特征，目前区块链的应用已经深入到多个领域中，这些领域包括物联网、智能制造、供应链管理、数字资产交易等，将为云计算、大数据、移动互联网等新一代信息技术的发展带来新的机遇，有能力引发新一轮的技术创新和产业变革 [ 3 ]。此外，在各种资产数据化进程中，区块链具有独特的优势，必将极大地促进我国数字化进程。我国在“十三五”信息规划中多次提及区块链，提出把区块链列为重点任务和重大工程，凸显了国家对区块链的关注和重视程度。 近年来，越来越多的国内学者及行业专家开始关注和研究区块链产业的专利情况。雷孝平等(2017)检索了区块链技术的相关论文及专利数据，采用文献计量学方法，对国内外区块链技术的基础研究及技术创新状况从发展趋势、主要研发人员及机构、技术热点等多个角度进行了分析研究，以期对我国区块链技术的发展及产业布局提供参考 [ 4 ]。周洁、李文宇、郭刚(2017)介绍了区块链技术的专利布局现状，指出了区块链专利的主要申请地和申请人，并对高发专利申请的技术领域进行了分析 [ 5 ]。胡姝阳(2017)提出要警惕开源代码使用中专利和版权的侵权风险，并从建立产业联盟、收购初创企业、政府引导金融投资等角度提出发展区块链技术的建议；针对国外巨头囤积专利跑马圈地的现象，从弥补专利布局欠缺、防范抵御“专利流氓”等角度探讨了我国区块链技术的发展问题，提出未来的发展方向是部署专利、制定标准 [ 6 ]。吴广平(2017)提出区块链专利保护面临的问题，如侵犯非受许可证限制的第三方专利的风险以及软件的原代码是否开放带来的风险等，提出了组织或推动建立国内知识产权联盟、开发者择尽早在公共论坛或公开出版物上披露其软件开发思想和改进思路等专利攻防策略 [ 7 ]。上述关于区块链的研究侧重点较为单一，或者仅研究区块链的专利布局，或者仅制作区块链的专利地图，或只是探讨区块链专利面临的风险等，缺少对整个产业的系统性观察以及对整个产业专利战略布局的思考。 鉴于已有研究的不足，笔者从专利战略角度，从技术、政策等多个角度以及国内和国际两个层面，基于整体视角，系统地研究区块链产业发展的问题。构建区块链产业的专利战略，其理由有四：第一，区块链的独特性提出的要求。与其他技术相比而言，区块链具有独特性，区块链是一项新兴技术，其完善与成熟需要较长的时间去实现，其未来的发展一定程度上无法进行预测，技术的变动性强，研发风险较大，这些特殊性，使得对该技术管理和保护的任务迫在眉睫；第二，区块链的本质属性提出的诉求。从本质上说，区块链是一个系统严谨、逻辑缜密的计算机软件和集成系统，“计算机软件的思想与形式渗透并且难以分割” [ 8 ]，兼具“文字作品”和“实用工具”的双重属性。对于计算机软件，无论是著作权还是专利法保护都存在了一定的缺点，著作权法主要针对计算机软件的“作品性”进行保护，并不保护软件的思想以及其“功能性”，而专利法规定的计算机程序保护也有相关的限制规定，“当一件涉及计算机程序的发明专利申请是为了解决技术问题，利用技术手段和能够产生技术效果时，表明该专利申请属于可给予专利保护的客体” [ 9 ]，对于存储于介质的软件和商业方法软件是被排除在保护范围以外的。由于以上两点问题的存在，对区块链知识产权的保护提出了不一样的要求，因此需要构建更加合理、宏观与系统的专利战略体系对其进行更好的保护。第三，释放区块链技术红利的需求。构建区块链专利战略，利用知识产权制度保护区块链产业，对于提高企业自主创新能力、推进区块链技术的转移与应用、加强我国区块链产业知识产权的创造、运用与管理，从而对于增强我国整体创新能力，促进经济社会的发展以及增加我国在国际新技术领域中的话语权具有现实、紧迫而深远的战略意义。第四，国际专利竞争带来的诉求。在专利布局方面，各国都在跑马圈地。而我国企业在应对方面存在缺陷与短板。按照中国信息通信研究院《区块链白皮书(2019年)》的统计数据显示，2010年开始，越来越多外国公司开始加入区块链源代码的开发，逐步形成了围绕比特币、以太坊、超级账本、瑞波等多个核心开源平台的公司及个人合作开发生态。中国尽管形成百度超级链、腾讯链、京东的JD China、微众银行的FISCO BCOS等自主技术平台，但并未形成国际影响力，国内尚未形成良好的开发生态 [ 10 ]。因此，基于上述四点原由，作者拟综合、系统地分析区块链产业专利战略布局面临的机遇与挑战，从而提出相关的构建策略，以促进中国区块链产业的迅速发展。
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user: 2. 中国区块链产业的专利战略构建与发展的机遇 2.1. 全球范围内区块链专利申请成为一种趋势 近几年，区块链专利申请持续快速增长，2017年底，全球区块链发明专利申请和实用新型专利申请累计达1200余件，合并同族专利后为995项 [ 11 ]，主要申请人集中在美国、中国、日本等。据中国知识产权局和世界各国知识产权局的公开数据来看，截止2019年12月，全球公开区块链专利的申请数量高达1.8万余件。这意味着，从2018至2019两年时间内全球区块链的专利申请数量是2017年底的15倍之多。从这些企业申请专利的数量上来看，全球区块链专利申请已是一种趋势。而且业内普遍认为，涉及区块链技术的专利申请在今后还会呈现持续快速增长趋势。各国的企业在区块链专利申请中扮演着重要的角色。 2.2. 区块链联盟提供多方面支持 为了促进区块链的技术创新、成果转化与应用推广，推动社会经济以及相关产业的发展，各区块链研究主要国家探索出了一种新的合作形式—区块链联盟。国际上影响力较大的几个区块链联盟有R3区块链联盟、超级账本、俄罗斯区块链联盟等，国内主要的区块链联盟有中关村区块链产业联盟、中国分账式总账基础协议联盟(China Ledger联盟)、金融区块链联盟、中国区块链研究联盟、区块链微金融产业联盟以及前海国际区块链联盟等。区块链联盟大多由国家政府部门、国内互联网科技企业、信息数据研究机构以及国内知名高等院校共同组成，是政界、商界以及学界合作研究的产物，对于集中人力、物力、财力进行对区块链更好地研究具有十分重要的意义。例如，全球顶级的区块链联盟——R3区块链联盟内包括200多家银行、金融服务公司、科技创企、中央银行、监管机构和贸易协议，此外，他们还与全球很多国家的中央银行和监管机构建立了合作伙伴关系，将各类资源进行整合，为区块链产业提供智力与财力的多方面支持。国际区块链联盟的发展可以给中国区块链技术的创新发展提供宝贵的借鉴，使得中国相关的区块链联盟可以在与国际区块链联盟交流与合作中共同进步，从而促进我国乃至世界区块链产业的发展。 2.3. 大量资本的投入夯实了物质基础 据《中国区块链产业发展白皮书》的相关统计显示，全球区块链企业快速增长，美国是该产业的领头羊，欧洲区块链产业分布密集，自2012年以来，全球区块链企业数量的复合增长率为65.2% [ 12 ]，大批区块链初创型企业及区块链项目涌现。大量资本的投入，更是促进全球区块链产业的发展。区块链领域融资保持较高的活跃度，据国内领先的一级市场金融数据服务平台的统计，目前区块链融资形式主要有ICO (首次代币发行)与VC(风险投资)两种，下图(图1)是2016年与2019年区块链项目ICO与VC融资情况。从表中数据可以看出，在整个2016年，区块链项目的投资主要以VC为主，到2017年下半年，ICO投资急剧增加并超过传统的VC投资 [ 13 ]。据壹智库统计，2018年是区块链融资的爆发期，数量是349笔，金额是173亿元，增速高达847%；2019年，项目数量为175，金额为41.89亿元；2020年第一季度全球区块链领域共有82笔股权融资，其中57笔融资总额达到58.8亿元 [ 14 ]。总体上说，区块链项目的融资在近两年之内呈现了一种快速增加的趋势，从侧面反映出，区块链产业的发展得到了大量资本的支持，发展前景极其乐观。 图1. 2013~2020年区块链项目ICO/VC融资情况 2.4. 国内政策扶持提供了制度平台 政府和国家对于区块链技术的大力支持从我国“十三五”规划中可见一斑。《“十三五”国家信息化规划》指出，把区块链列为重点任务和重大工程，明确提出要加强区块链得基础研发和前沿布局。2017年4月28日，乌镇智库在2017全球区块链金融(杭州)峰会上正式发布《中国区块链产业发展白皮书》，对于了解全球以及中国区块链产业的发展、推动区块链技术的创新提供了参考。在中央政府规划的号召之下，各地方政府积极响应，到目前为止，江苏、浙江等多个省、自治区或直辖市的相关单位以通知、意见、实施意见或者规划的方式，纷纷出台了对区块链产业发展的支持政策和文件。各地政府，特别是沿海地区纷纷成立区块链实验地、研究院。与此同时，为了促进我国区块链技术知识产权的保护，相关配套政策也在及时进行调整和跟进，如2017年4月修订的专利审查指南中，扩大了计算机软件相关发明的专利保护；《区块链参考架构》团体标准入选工业和信息化部2017年团体标准应用示范项目，这意味着这一标准将发挥对行业的作用，也将进一步促进我国区块链的技术输出，提高我国区块链产业的国际竞争力。 2.5. 技术创新能力不断提高 创新能力的表征之一就是技术研发和专利的申请和授权。在2017年12月28日全球同步上线的由我国“本能区块链实验室”打造的全球第一款接入移动网络的公有链产品——“IFMChain”，打破了移动终端不能装入公有链产品的局面，标示着我国攻克了区块链移动端连接瓶颈，进入区块链3.0时代，这是我国在区块链领域技术创新能力提高的体现。除此以外，我国在区块链领域专利申请量与授权量增长之势势如破竹，区块链技术的创新能力不断提高。中国知识产权局、中国信息通信研究院等公开信息不完全统计，我国区块链专利的申请起步于2014年左右，当年区块链专利申请数量为13件，2015年发展到32件，最早一批原生性区块链公司成为区块链专利申请的主力 [ 15 ]。根据中国知识产权局和世界各国知识产权局的公开数据分析，从2016年到2019年10月，中国区块链专利申请总数从745增加到12，900件，数量增加到17.33倍；授权的区块链专利数量从102个增加到480个，数量增加了4.7倍。数量的急速增长，说明区块链技术创新能力在大幅度提升。
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user: 3. 中国区块链产业专利战略构建与发展面临的挑战 3.1. 区块链技术自身存在的问题亟待解决 一项新兴技术是否申请专利有多方面因素决定，而该项技术的经济价值往往是考虑得较多的因素。区块链本身存在的问题对其经济价值有着十分重要的影响，而对经济价值的考量会直接影响到专利的申请。区块链自身存在的问题，如该技术容易造成计算和电力资源的浪费、其本身性能和效率需要提高、隐私保护和安全性问题有待加强等。区块链技术自身存在的问题只有进一步完善之后才能作为主流技术被采用。Gartner发布的2017年新兴技术的优先度矩阵也证实，目前区块链技术还没有成为一种主流的技术，数据区块链在5~10年才会被主流采用，与此相比，4D打印技术、自动驾驶汽车等技术成为主流技术需要十年以上；并且，根据该矩阵，区块链被主流采用后将会获得变革性的收益，而增强现实、智能机器人技术等被主流采用后只会获得高收益 [ 16 ]。我国区块链技术的专利战略的构建与完善必须充分地关注到该技术存在的问题。 3.2. “专利流氓”囤积专利牟取利益 由于发明专利的拥有者和使用者完全脱节，“专利流氓”通过专利诉讼等方式获得巨额的赔偿费以及专利许可费等，而发明人自身仅获得其中很小的一部分，从而经济竞争被扭曲，给诸如区块链等创新产业带来了额外的高额“税收”。区块链领域中这样的组织与案例并不鲜见，比如Eolas公司于2004年状告微软侵权成功一案是一个典型的案例。区块链“专利流氓”收集了大量的区块链专利，他们的目的往往是追逐金钱与利益，正是因为区块链技术的价值日益增加，对“专利流氓”来说，是极具吸引力的。区块链领域“专利流氓”的存在不仅会给区块链企业造成资金及精力上的负担，对营造公平的市场竞争环境和市场秩序也是一大威胁，区块链“专利流氓”披着专利制度的合法“外衣”，钻法律制度的漏洞，违背专利法的立法宗旨，对现有专利制度提出了挑战。除此以外，“专利流氓”的存在会造成我国创新资源不断流失，“专利流氓”利用与国内科研院所的合作，将我国的发明创造转移到其他国家，威胁我国产业的自主创新发展。 3.3. 中国区块链产业专利布局欠缺 我国区块链产业专利布局欠缺主要体现在以下三个方面：第一，国内研究大都局限在科普区块链技术探讨区块链技术的应用方面，而基本专利较少，如区块链技术中所运用到的共识算法等，专利布局不足，导致的后果是缺乏市场竞争力，易处于被动的局面；第二，我国区块链专利在应用领域方面布局不足，有学者指出专利布局存在不足之处，其涉及应用场景的专利较少，大部分为金融里的交易验证、数据的加密存储、电子凭证或者是食品溯源等，区块链技术是一种具有颠覆性创新的技术，其应用场景远远不止于此，因此在专利方面还有很大的发展空间 [ 17 ]。通过分析相关区块链专利投机公司的投机方向，得出目前国内区块链专利主要集中于数据存储、数据校验、身份认证、去中心化和共识算法五大方向，与区块链产业整体应用布局比较，相距甚远；第三，我国区块链专利申请在国际分布上也存在一定的问题，我国区块链专利的申请大多是国内申请，国际申请数量极少，专利在质量和保护意识上都不及美国 [ 4 ]。此外，存在着申请量高、授权量低的问题。上述问题说明我国既要不断提高专利的质量，也在注重专利的国际布局，查缺补漏。 3.4. 区块链领域的开源代码授权面临专利侵权风险 当前，开源成为新技术发布的首选方式和流行趋势，在区块链领域也不例外，国内外大部分的主流区块链架构均在开源平台进行了代码开源，开源软件面临的专利方面的风险问题也是不容忽视的。开源软件与开源代码的专利风险有两方面，一类是内部风险，即开源软件的贡献者以个人名义申请其中某项技术的专利。后续使用者在开源许可协议准许范围内使用或者在其基础上修改、编写程序代码，虽然有的开源许可协议，比如GPL-3.0规定了专利授权，就软件发布者所拥有专利权的程序而言，所有后续使用者都将自动获得免费的专利许可，而且规定了软件发布者不可以发起专利诉讼 [ 18 ]，这对于后续使用者来说，一般不会造成专利侵权。但是，部分开源许可协议对专利授权没有明示(如BSD、MIT)，这就使得后续使用者在使用过程中的侵权风险加大。另一类是外部风险，主要是指在自当不受开源协议约束的第三方的风险，当这一群体或个人拥有某软件专利，开源软件的原始开发者或者后续的修改者在程序或其衍生品上使用了该项技术，那么其将面临专利侵权；除此以外，我国开源社区大多对于开源技术侵权风险以及该类事件的处理不甚了解，且从事开源代码编写工作的人员多而复杂，管理难度大，开源代码后续使用以及编写者在遇到侵权事件时就缺少相关咨询的机构以及法律救援机构。
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user: 4. 构建中国区块链产业专利战略的对策研究 4.1. 注重专利申请策略，加强专利布局 第一，在区块链产业的专利申请上，申请人应针对区块链底层技术、信息传递中保证时效性与安全性的技术，以及区块链的应用层技术分别申请专利，即申请人在申请区块链技术专利时分层次地提交专利申请和加强专利布局；第二，在专利布局方面，加强对共识算法等基础专利以及涉及更多的应用场景的专利的研究与布局，探索新的专利布局方向，而不仅仅局限在数据的加密存储、金融里的交易验证、电子凭证以及食品溯源等方向上；第三，提高专利布局的国际意识，鼓励专利跨国申请，从基础专利、应用领域以及国际意识等方面完善专利布局。此外，在区块链专利布局方面，除了对区块链核心技术进行专利申请与保护外，对区块链技术领域的外围专利也要引起高度的重视，积极申请外围专利，并促进核心专利与外围专利的交叉许可，从而对区块链产业的专利布局进行更加系统的完善。 4.2. 警惕区块链开源技术的侵权风险 区块链开源技术的使用者和开发者、区块链领域的创新主体或潜在专利申请人要充分认识到以下几点：首先，如果有提交专利申请的计划，则在提交专利申请之前应明确自己拟申请方案的软件代码是否已经开源，如已开源，该开源许可证对于专利的申请、专利权的行使是否有所规定。提交专利申请的决定应在准确评估专利申请行为将会为自己带来何种影响的基础上合理地做出。其次，即使没有提交专利申请的计划，由于开源软件的开发人员复杂、松散、数量众多，开源软件的代码往往还存在侵犯非受许可证限制的第三方专利的风险。对于区块链开源技术的保护，一方面要提高源代码的质量和执行效率，为区块链产业的发展提供更具稳定性与成熟性的源代码，推动区块链技术的普及与技术的更新迭代；另一方面，积极推动建立自主开源社区以及开源平台的建设，将区块链行业标准与开源社区相结合。 4.3. 推动区块链联盟的建设 为了更好地解决区块链产业在发展过程中遇到的各类问题，如技术攻关、知识产权保护问题以及区块链产业化等，我国应该充分地学习与借鉴国外开源技术的知识产权保护经验，组织或推动国内区块链产业联盟的建设。具体来说，首先，同行企业之间共同设立一个可以给这个生态系统里的所有相关参与者进行交叉授权的专利池，使得联盟成员之间可以在交叉许可的范围内相对自由地使用彼此的专有技术或者专利成果，促进技术和产业的交流与发展。在区块链联盟的建设过程中，必要时可由政府对联盟及其成员和开源社区给予政策、资源、资金等方面的支持，如由政府资助的官方或半官方机构来主导或推动联盟的组建和运营 [ 7 ]，联盟也可以鼓励除了联盟成员之外的其他开发者将已有专利权授权联盟。其次，加强产业联合，充分发挥产业联盟在国家标准、行业标准的“抢跑”优势，在区块链领域中对于实现语言不一致以及智能合约标准不统一等问题，优先试用产业联盟内部的标准，引导国家及行业标准的完善及产业集群优化升级，提高产业竞争力。 4.4. 注意规避区块链领域的“专利陷阱” 专利陷阱是指由专利权人设置的，目的是为了取得劫持性的专利许可费或损害赔偿，所采取的通过诉讼或诉讼威胁的方式谋取不正当利益的行为 [ 19 ]。造成专利陷阱的原因有二：一是由于专利申请者在申请专利之前未对其所申请的专利进行全面了解，缺乏常识性的知识导致；二是由于专利技术的泄密导致专利陷阱的出现。对于“专利陷阱”的规避，区块链技术领域的企业在发展的过程中，首先，通过各种渠道，加强专利信息的检索，了解区块链相关专利的全面信息，判断是否与自身申请的专利有相似之处，是否可能存在侵权风险；其次，要注意建立专利预警系统。专利预警系统的作用主要是帮助企业查找更多的相关专利信息，提前了解专利信息以及预防可能的技术标准陷阱，通过收集和分析区块链技术领域的产品的专利信息来对企业在申请与应用相关专利时可能遇到的障碍和技术壁垒提出及时的预警信号，了解专利状态以避免研发时出现重复的情况，节约研发成本，从源头规避专利陷阱与区块链技术标准的陷阱；最后，针对“专利流氓公司”囤积专利并且提起专利侵权诉讼事件的预防措施，可由企业成立反“专利流氓”联盟，收购可能给企业带来麻烦的关键专利，或是预防专利，并将其授权给联盟成员，并向成员收取使用费。使得处于正义一方的联盟也在搜集可能被侵权的专利，减少“专利流氓”公司专利的数量，降低其提起诉讼的频率。 4.5. 提高专利代理机构的服务质量 十三五时期，国家整体技术创新能力提高，实施创新驱动发展战略等大背景下，知识产权强国建设进入可具体实施阶段，专利代理行业发展面临机遇，但是由于区块链是一项新兴的技术，其技术和产业特点、应用领域以及发展趋势等各方面的知识未被广泛了解。同样，专利代理行业在代理与区块链有关的专利申请事项时，可能会因对该领域知识缺乏全面的学习，导致在代理服务的过程中出现问题。针对这一情况，专利代理机构需进一步提高总体学习与服务水平，出台相关措施督促代理从业人员加强相关技术的学习，规范业务流程，并完善专利代理从业人员的考核与监督，引导专利代理服务向规模化、高端化方向发展，为实施国家知识产权战略、建设知识产权强国和实施创新驱动发展提供有力的支撑。除此以外，目前“专利陷阱”的增加，对区块链专利申请书的质量提出了更高的要求，区块链专利申请书的撰写质量总体上偏低，国内高水平的专利申请书撰写人才较为缺乏，所以，加大区块链领域专利申请书撰写者这一人才的培养力度，培养更多高水平专利申请书撰写者，有助于提高区块链专利申请书质量，进而在高专利通过率的同时，减少或者避免“专利陷阱”。 4.6. 完善相关配套措施及政策体系 首先，政府在正确认识区块链技术及其产业的基础上，继续建立与完善区块链产业规划以指导区块链产业的发展，例如重庆市经信委发布的区块链产业规划指出要在2020年前初步形成国内重要的区块链产业高地和创新应用基地 [ 20 ]。各地政府及其相关单位也应出台相关产业规划，制定本区域产业发展目标及其相关支持性措施，促进区块链产业的布局；其次，加强区块链项目的经济投资力度，推动成立区块链投资基金等，除了直接为区块链产业发展投入资金外，在人才引进的投资方面，应高度重视企业家，创业者和技术人才对于创新和创业的贡献，各地尤其是区块链产业发展较快的区域，针对区块链领域的人才制定相关扶持及产业创新的优惠政策，给予最丰厚的政策补贴和扶持，以吸引和留住人才；最后，提供区块链技术知识产权平台的建议意见以及便利措施，推动区块链技术知识产权平台的建设，用以提供与区块链技术有关的专利权、著作权等的咨询与服务以及区块链技术侵权风险的判定分析等。
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user: 摘要 随着科学技术的不断发展，无线传感器网络技术应运而生，并在农业生产过程中得以广泛的应用。无线传感器网络的应用为精细农业生产提供了有效的决策支撑，改变了农业管理的方式，利于更好地实现农业经济的增长，推动精细农业迅速发展。本文对精细农业中无线传感器网络技术需求以及无线传感器网络关键技术进行了探析，便于更好地对农业实施精细化管理，达到加强规范化的管理，提升农业生产效率的目的。
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user: 1. 引言 我国人口众多，人均占有土地量存在严重不足的现象。为此，要保护好我国的生态环境，并在基础上对我国有限土地资源进行合理化的利用，采取有效的农业科学技术来提高我国的农产品的质量。精细农业主要是通过利用计算机技术、网络信息技术并结合农业种植专业知识理论在保障农作物质量的基础上提高农产品的产量和质量。由于每种农作物的生长环境要素都各不相同，所以要尊重物种的差异，做到具体情况具体分析，以此来更好地提高农产物的产量和质量。
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user: 2. 精细农业中无线传感器网络技术需求 2.1. 容易进行布置 一般情况下，农业生产的环境都相对比较复杂，例如：在设施大棚中会放置各种各样的生产工具和生产材料，存放位置相对杂乱；农业生产人员的自身专业素质较低，无法全面掌握无线网络技术。应用在农业生产中的无线传感网络无法满足简单、便捷的布置需求就会降低无线传感器的应用价值。无论是在安装上还是在部署上都要求非常低，而且对于实际的应用环境也没有太过于严格的要求方能利于无线传感网络技术在精细农业中的应用 [ 1 ]。 2.2. 容易进行合理化的控制 由于农业生产者不具备专业的无线网络技术知识，且对农业生产复杂环境没有一个正确的认知，通过在农业生产中应用无线传感器可以起到重要的作用：一方面，可以满足农业生者对农业生产易控制的需求，不需要开展过于复杂的操作即可完成农业生产；另一方面，能够开展智能化的工作，不需要人为干预，极大的减少了人力和物力，提高了农业生产的效率和水平，为实现较高的经济效益奠定了良好的基础 [ 2 ]。 2.3. 低功耗 由于农业生产的环境非常复杂，所以农业生产的过程中无法对每一个监测点都设置相应的电源接口，特别是在大田的生产环境中，更不能保证每个监测点都有电源接口。在大田生产环境中，即使前期进行管道布线，也有因自然的外力作用而致使布线受损的风险。相应田块经过耕耙之后，表土就会变得疏松，如遇大暴雨侵袭，表土所受到的侵蚀性会变得更加的严重，沙尘、逆流泛滥，会对整个管道造成严重的堵塞 [ 3 ]。再加上垃圾的排放，加大了环境污染的程度，严重威胁着大田中农作物的生长。为了更好的适应作物种植环境，在农业生产中应用排线传感器，一般都情况下都需要自行安装一个电源。为了更好的减少自带电源对供电造成的压力，需要结合实际情况对传感器整体的功能消耗进行调节，降至到标准范围内，所以在对无线传感器网络技术进行选择的时候，一定要重视功功能消耗这一问题，它直接决定着整个农业生产的效率和无线传感器网络技术的应用价值 [ 4 ]。张恩光 [ 3 ] 研究中对低功耗进行了深入性的研究，超低功耗其供电电压为2.4~3.6 V，内建低电压复位功能和低电压检测功能。系统可采用双时钟方式，支持两种省电模式：IDLE模式和掉电模式，能够支持该技术更好的应用。 2.4. 保障通信的稳定性 更好的保障精细农业在生产过程中可以对各个目标进行合理化的控制，对于每个所监测的传感器的节点就要每天按时完成对数据监测的工作，并对监测的数据进行统计、分析和整理，整理好后将数据和信息长传到相应的系统中，所以在对达到精细农业的控制目标，各个监测点的传感器需要按时完成监测数据的上传，基于此，在对无线传感器网络技术进行选择的时候一定要先对农业生产的复杂环境进行分析，根据分析结果选择良好的技术，确保该技术可以达到良好的通信能力，并且还具有稳定性的特征 [ 5 ]。 2.5. 使用成本低 在使用无线传感器网络技术的时候，一定要结合农业生产现状，创新精细农业生产的粗放式管理方式，加强指导，从而选择合适的生产方式来降低整个农业生产过程中的成本，从而获取更多的经济效益，同时也可以有效提高产品的质量和产量，为了实现以上目标，需要对无线网络传感设备的造成进行权衡，选择性价比最高且可以满足当下农业生产实际需求的设备，能够有效提高农业生产的经济效益，为促进精细农业的发展奠定了良好的基础。
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user: 3. 精细农业中无线传感器网络技术分析 3.1. 系统拓扑结构设计 通过结合目前无线传感器网络结构的具体特征和精细农业发展的现状，对该系统结构进行了设计和改造，即：星型拓扑网络结构，具体结构见图1。 图1. 拓扑结构 星型的拓扑网络结构具有点到点的特征，所有数据的传送以及信息的交换和管理都通过中央集线设备来实现。在星型拓扑结构中，系统结构中的任何一个传感器的节点都会与中央协调节点有着密切的关系，可以完成双向性的通信功能，确保通信内容的流畅性和完整性。 3.2. 系统功能设计 该系统的具体功能情况见表1。 Table 1 System function desig 功能类型 功能列表 描述 土壤成分 植物土壤管 理成分管理 植物选择默认性的成分值 主要就是对每种植物中所含有的土壤成分情况进行记录，日期段最多可以设定12个。 主要有ET，盐分，养分 成分最大值的含量 超过标准范围值，报警系统就会开启，提示需要对植物加强养护。 成分最小值的含量 低于标准范围值，报警开启，提示需要对植物加强养护。 成分最优值的含量 提供建议数值。 巡测数据 自动化的巡测 可以在一定的巡视时间内，通过自动建立执行系统，对精细农业生产过程中的情况进行全面的巡视和检测。 包含土壤的水分，盐分，养分，日照强度，温度等 人工巡测 系统用户可以采用自己手动操作的方式对系统的运行情况进行全面的了解和分析，根据分析结果可以获取更多相关的数据和信息。 主动上报 在精细农业管理的过程中，设置相关的监控设备可以按照用户的需求和想法将测量农业的数据进行传送。 报警功能 文字 采用文字的方式利用界面的功能将不达标或者是需要警示的内容按照实际情况将其推送出去。 包括的内容有：设备运行过程中所出现的各种异常情况，例如：缺水。浇水报警，溢水报警。常规性的养护。 门禁防盗提醒，电池压力不足发出警报等。 语音 通过语音的方式加强对精细农业的管理，工作人员将农业生产过程中所遇到的疑难杂点进行语音播报，可以使管理人员及时根据播报的警示内容进行处理。 短信 将各种警报信息采用短信的方法及时的发送出去。 表1. 系统功能设计 3.3. 无线通信设计 ZigBee无线通信。通过对我国农业生产环境分析可知，我国的农业地域环境分布的非常广泛，且不均衡，所以在对远距离的农业生产情况进行检测的过程中所选择的通信方式的标准和要求就比较高，需要成本低，信号的覆盖面广可以对地域和角落进行检测，且维护程度低，不需要短时间内对该设备进行维护和检修，可以减少大量的人力和无力，进而获取更高的经济效益 [ 6 ]。精细农业在管理过程中最好的通信方式就是选用Zig-Bee无线通信。因为Zig-Bee无线通信方式在实际应用的过程中不仅数据速率非常低，使用成本低，而且操作的难度系数也非常低，操作人员易上手，延时性短，实现了低成本、高效益使用目标。各项无线通信技术的应用特征介绍见表2，便于在不同的环境下和情况下选择最优的通信方式，达到最理想的结果。 使用型号为CC2530的ZigBee技术，构建完善的无线传感器网络，将已经采集好的相关管理数据传输到上位机数据端并对所有数据进行融入 [ 7 ]。对于系统结构中的协调器节点需要完成的任务就是对无线网络、网络运行中的数据进行采集，采集整理后将其进行上传，这样可以保障系统的网络组成建设结构更加完善 [ 8 ]。在ZigBee技术的协议栈中，要想保障协调节电器中的各项功能达到初始化的状态，实现地址配置、节点之间的绑定操作需要从以下三个方面入手：做好每个层上的主功能相应工作、数据采集和转发的过程中可以顺利完成及确保系统网络可以定期进行维护和管理 [ 9 ]。 Table 2 Features of wireless communication technolog 通信方式 传输距离 费用 接入 备注 Wi-fi 在短距离内传输 成本低 无线方式进行操作 上下链路的数据业务具有对称性的特点 蓝牙 在短距离内传输 无 短距离进行纯传输，使用成本非常低 ZigBee 在短距离内传输 无 延时性短、近距离传输、复杂程度较低，工作人员容易上手操作 GPRS 长距离传输 成本低 采用计算流量的方式进行计费 GSM 长距离传输 成本低 在长距离下进行传输、持续保持在线状态 表2. 无线通信技术特点 GPRS通信。采用GPRS远距离无线传输模块，该模块由济南市的物联网技术公所研发和生产，该模块在应用的过程中一般都是采用内嵌协议栈的设计方案，模块的外部不假设任何的芯片。这种模块主要的性能就是运行的稳定性非常高，可以支持4路网络并行连接，共同运行 [ 10 ]。该模块可以将串口中所接到的数据和信息在同一个状态下进行发送，分别发送给4个服务器。该模块通过设定keep-alive机制，容易确保网络在运行的过程中不会出现断开或者是连接错误的现象，可以永久性的保持在线状态，同时GPRS远距离无线传输模还可以对远程的配置参数进行使用，采用短信的方式，发送AT指令对其他的参数进行配置。 3.4. 网络配置 无线传感器网络在运行过程中会收集到非常多的数据和信息，对于这些数据都可以直接利用ZigBee网络发送到相应的位置节点上。在协议栈中，对网络运行中的数据进行发送和传输主要就是通过对AF_Data Request函数进行调用来实现 [ 11 ] [ 12 ]。具体来讲，AF_DataRe-quest函数完成这一任务主要就是通过对物理层的相关函数进行调用，再采用驱动天线的方式就可以将相关信息数据进行发送。 3.5. 系统实现 实现方案主要包括网络与通信技术、协同信息处理技术、管理技术三个方面。其中，网络与通信技术实现数据从传感节点到用户端的有效传输；协同信息处理技术实现从复杂信息中获取有效的分析结果，包括信号特征提取、模式识别与分类、协同感知、目标跟踪等；管理技术则是对分布的传感节点进行管理和协调，并依据功能可将其分为能量管理、拓扑管理、移动管理和任务管理等。每一个模块都完成正确的配置，并结合实际情况对完成配置的模块进行调试后可以通过相应软件进行远程操控，本文采用Android系统上手机的应用软件和计算机软件进行操作，主要操控的内容有包括农田环境数据的采集，浇水、施肥等 [ 13 ]。 以猕猴桃种植的测土数据为例，通过嵌入式GIS、数据库、ArcGIS for Android、ArcGIS Server等技术的应用，借助精准施肥法与GIS空间分析来共同设计完成了嵌入式猕猴桃施肥系统，并在此过程中实现了EGIS与农业施肥的有效结合。这一举措不仅明显改善了盲目施肥对生态环境与农业生产效率所造成的不良影响，同时也进一步提升快农业生产的精准化 [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]。 嵌入式猕猴桃施肥系统在Android系统的基础上，可以在装有Android虚拟机的计算机上，或者是Android手机、Android平板上实现运行。猕猴桃施肥系统界面见图2，图2a为猕猴桃施肥系统的主功能界面。若利用地图定位功能，研究区的地图显示在界面上就如图2b所示。操作人员可以通过手指来滑动屏幕，进而实现移动地图的放大与缩小。同时，根据自己的需求点击GPS按钮，除了可以获取该区域的准确位置之外，还可以将该位置明确的标志在图上。另外，待定位成功后，操作人员能够选择生成施肥建议，或者是通过经纬度查询施肥建议 [ 10 ]，图2c为某点地块生成的施肥建议。通过嵌入式猕猴桃施肥系统的应用，实验地区的猕猴桃生产效率大大提升。 图2. 猕猴桃施肥系统界面
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user: 4. 结束语 综上所述，精细农业生产的过程中通过对无线传感器网络关键技术进行合理化的应用，并结合科学技术发展对无线传感器网络系统进行不断的优化和设计，能够对农作物生长过程中植物的气候、植物生长的土壤情况以及发育的温度进行实时监控，可以更好地促进农作物的生长，通过分析所监测到的实时数据可以实现因地制宜的精细农业管理，一方面可以提高农业的管理水平，进而提高农产品的产量，另一方面还可以降低农业生产过程中的能耗，获取更大的经济效益和社会效益，为保障农产品的质量奠定了良好的基础。