基于物聯(lián)網的農業(yè)氣象監(jiān)測的實現(xiàn)探討

吳立群

摘 要：近幾年，隨著科技水平的顯著提升，物理網技術得到了迅猛的發(fā)展，對于各行各業(yè)的進步提供了一個基礎性的作用。農業(yè)氣象監(jiān)測部門在這樣的背景下也極大地提高了工作效率。尤其是無線農業(yè)氣象監(jiān)測系統(tǒng)的建立在對信息進行實時、高效傳播的基礎上，為數(shù)據(jù)共享的實現(xiàn)做出了極大的貢獻。本文在對物聯(lián)網以及氣象數(shù)據(jù)進行簡要介紹的基礎上，詳細分析了氣象監(jiān)測系統(tǒng)技術的選擇，希望為相關部門提供一個有價值的參考。

關鍵詞：物聯(lián)網 農業(yè)氣象監(jiān)測 電子標簽 數(shù)據(jù)組網 實現(xiàn)

引言

近年來，經濟的進步為物聯(lián)網技術的發(fā)展提供了一個全新的契機，使得各行各業(yè)在解決相關問題時都有了全新的方法。農業(yè)氣象部門也借助這一發(fā)展大勢，不斷引進物聯(lián)網技術，從而使得相應農業(yè)信息的及時性、準確性以及可靠性大大提升，為農業(yè)工作的開展奠定了堅實的基礎?，F(xiàn)有計算機網絡技術在不斷的拓展當中就形成了物聯(lián)網，它在將所有物體連接起來的前提下，實現(xiàn)了全方位的監(jiān)控，最終為生產力水平的不斷提升打下堅實的基礎[1]。

一、物聯(lián)網與互聯(lián)網技術的聯(lián)網

在不斷的發(fā)展中，將更多的物體與現(xiàn)有計算機網絡以及移動通信實現(xiàn)可靠的連接，進而對物體以及數(shù)據(jù)進行直接、全方位的控制是物聯(lián)網最終的形態(tài)[2]。這項技術的應用包括計算機的IP地址、手機的SIM卡等等，它的目的主要是進行身份的識別，為后續(xù)相關工作的進行打好基礎。但是受科技水平的限制，目前，我國的物聯(lián)網都局限于小型的、機構本身的、獨立的網絡，具有多樣性的特點，不利于展開全局性的監(jiān)控工作。但是農業(yè)工作范圍廣，這樣的特點對于物聯(lián)網在農業(yè)當中的應用產生了很大的限制，因此本研究引進了帶有電子標簽的身份識別，為農業(yè)工作的順利開展打下堅實的基礎。

二、帶有電子標簽的氣象數(shù)據(jù)

氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)應該以系統(tǒng)化為終極目標，因此為了達到這樣的效果就應該首先將監(jiān)測節(jié)點連接到整個網絡當中，為后續(xù)的身份識別打好基礎。另外要根據(jù)農業(yè)信息的不同性質對監(jiān)測網絡以及監(jiān)測數(shù)據(jù)進行細化。但是這樣的氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)也存在某些缺陷，比如對于那些相似的氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)，這一系統(tǒng)無法做出正確的區(qū)分。此外，監(jiān)測環(huán)境的不同也會對相同的監(jiān)測數(shù)據(jù)產生不同程度的影響。因此在開展這項工作的時候就應該切實做好身份識別，從而使得內部信息的獲取更加精準。

但是目前，從農業(yè)監(jiān)測的角度來講，統(tǒng)一的身份識別標準是不存在的，因此就應該將通用的身份信息數(shù)據(jù)結構設計作為目前的重點工作之一，進而使得不同的監(jiān)測節(jié)點能夠被建立起來，使得用戶依據(jù)自己特殊的需求去建立相關的氣象監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)信息的綜合共享。但是應該注意的是，移動終端在這個過程中發(fā)揮著重要的責任，它不僅可以查看附近存在的監(jiān)測系統(tǒng)，而且對于氣象數(shù)據(jù)的獲取、氣象數(shù)據(jù)的查看都相當重要[3]。

三、氣象監(jiān)測系統(tǒng)的技術選擇

（一）氣象監(jiān)測系統(tǒng)的構建

身份識別只是氣象監(jiān)測系統(tǒng)構建的基礎步驟，完成這一步驟之后，才可以進行模型的選擇等工作，進而在此基礎上進行有效組網以及現(xiàn)有網絡的有效連接。首先，傳感器技術應該應用到感知層當中，為嵌入式系統(tǒng)的構建打下堅實的基礎；其次，“物體”網絡層當中也應該引進相關的智能處理功能，從而使得傳感器的網絡技術得到最佳的應用。最后，上述工作完成之后，將網關節(jié)點與監(jiān)控主機進行連接，然后將獲取的信息傳輸?shù)奖O(jiān)控主機與Internet當中，實現(xiàn)信息的有效共享。在這樣的身份識別過程中沒有電子標簽的有效應用，主要是由于這一過程中缺乏相關的載體所決定的。整個氣象監(jiān)測系統(tǒng)的構建過程對于氣象監(jiān)測部門成本的縮減相當關鍵。另外，應該進行應用層的構建，在對氣象數(shù)據(jù)進行監(jiān)控的過程中，系統(tǒng)可以定期自行獲取相關信息，然后進行自主的分析處理，為后續(xù)工作的開展起到基礎性的作用。

（二）農業(yè)氣象監(jiān)測網絡的通信協(xié)議

每個既定的網絡系統(tǒng)都會存在一個通信協(xié)議，從而實現(xiàn)對于信息的自行監(jiān)測和定位。而農業(yè)氣象監(jiān)測網絡中通信協(xié)議的存在主要是為了完成信息的傳輸。無線傳感器網絡技術以通信方式的角色存在，再加上紅外、藍牙等相應的設計就可以實現(xiàn)無線通信協(xié)議的有效構建。但是上述設計在實際工作的過程中并不符合規(guī)模大、功耗大的特點，因此ZigBee協(xié)議在這樣的網絡中就會發(fā)揮出應有的作用。該協(xié)議包括兩個方面的設備——Full Function Device（FFD）和Reduced Function Device（RFD）。兩種設備的簡易程度不一，而且前者比后者擁有更大的內存，進而就可以完成更多的功能。協(xié)調器節(jié)點、終端節(jié)點以及路由器節(jié)點是網絡節(jié)點的三種不同身份[4]。第一，協(xié)調器節(jié)點一般只有一個，它的主要作用是建立相應的網絡，為后續(xù)工作的開展打好基礎；第二，多個路由器節(jié)點可以在相互配合的過程中實現(xiàn)與終端節(jié)點的有效連接；如果需要，它還可以完成數(shù)據(jù)轉發(fā)等不同的任務；第三，除上述兩種節(jié)點之外的節(jié)點為終端節(jié)點，它可以不通過任何連接而實現(xiàn)對于網絡的直接加入，主要負責數(shù)據(jù)的傳輸以及通信的實現(xiàn)。

綜上所述，物聯(lián)網相關設備的特點與無線傳感器網絡需求相符，而且對于氣象監(jiān)測環(huán)境的有效運行具有很重要的作用。氣象數(shù)據(jù)的傳輸是整個工作當中最重要的一個部分。但是在實際工作當中各個節(jié)點所需要數(shù)據(jù)量不是很大，因此只要較低的速率就可以實現(xiàn)。不同節(jié)點與網絡協(xié)議在相互配合的過程中可以形成很大規(guī)模的網絡，大大提高監(jiān)測效率以及質量，為監(jiān)測系統(tǒng)的穩(wěn)定性打下堅實的基礎。

四、結語

總之，在科技水平不斷提升的今天，我國的農業(yè)化建設進程面臨著巨大的發(fā)展機遇，對于我國國民經濟的又好又快發(fā)展相當關鍵。本文通過對ZigBee協(xié)議下的小型傳感器網絡設計進行全方位的介紹和分析，希望為相關部門提供一個有價值的參考。在這樣的基礎上，物聯(lián)網技術的優(yōu)勢得到了明顯的體現(xiàn)，除了農業(yè)，相信以后這一技術在其他行業(yè)以及部門也會得到更加廣泛的應用。

參考文獻

[1]趙天毅.物聯(lián)網技術在我國農業(yè)上的應用之我見[J].科技視界.2016（07）.

[2]劉穎.物聯(lián)網在農業(yè)中的應用及前景展望[J].信息與電腦（理論版）.2016（06）.

[3]惠為民，周亞軍，丁波.農業(yè)物聯(lián)網平臺構建[J].農業(yè)與技術.2016（08）.

[4]胡震.物聯(lián)網技術在現(xiàn)代農業(yè)中的應用研究[J].濱州職業(yè)學院學報.2016（Z1）.endprint