芻議農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

左傳寶

摘 要：當(dāng)前信息技術(shù)不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)也在不斷發(fā)展，本文分析了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，這一系統(tǒng)建設(shè)，能夠促進(jìn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展，提升其智能化以及自動(dòng)化，減少資源的占有率，促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)效率以及質(zhì)量的提升。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)；設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

物聯(lián)網(wǎng)的目的是感知，通過其可以實(shí)現(xiàn)人和物、人和人、物和物全面互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)前其已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中，在農(nóng)業(yè)中進(jìn)行應(yīng)用，對(duì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有積極作用。我國是農(nóng)業(yè)大國，在由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中面臨著一系列問題，使得生產(chǎn)效益低、資源嚴(yán)重不足，且對(duì)資源的利用率不高，還導(dǎo)致環(huán)境受到污染。因此，為了讓農(nóng)業(yè)更好的發(fā)展，促進(jìn)我國的發(fā)展，就需要利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，讓農(nóng)業(yè)種植能夠得到更好的發(fā)展。

一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中的應(yīng)用

1.可以讓農(nóng)業(yè)中職環(huán)境管理實(shí)現(xiàn)智能化?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)，在農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)中安裝對(duì)應(yīng)的智能控制系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)的監(jiān)測農(nóng)作物種植環(huán)境中的相關(guān)參數(shù)，進(jìn)而了解農(nóng)作物的生長環(huán)境參數(shù)，進(jìn)而有針對(duì)性的對(duì)其生長環(huán)境進(jìn)行調(diào)控，為其提供最好的生長環(huán)境。把生物信息獲取方法在無線傳感器節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行應(yīng)用，可以對(duì)溫室正確的進(jìn)行調(diào)控。

2.能夠有效的監(jiān)管農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和安全。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以大范圍的采用多種關(guān)鍵技術(shù)，如，條形碼、物聯(lián)網(wǎng)中間件、電子標(biāo)識(shí)、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)等?？梢詫?duì)農(nóng)產(chǎn)品的每個(gè)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，包括生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、交易信息，進(jìn)而讓整個(gè)過程都透明化，確保農(nóng)產(chǎn)品從生長到食用的整個(gè)過程能夠得到有效的管理及控制，進(jìn)而保障農(nóng)產(chǎn)品的安全和質(zhì)量。

二、芻議農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)。當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在不斷地發(fā)展中，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中，在農(nóng)業(yè)中進(jìn)行應(yīng)用，在農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)控制中進(jìn)行應(yīng)用，其中關(guān)鍵的技術(shù)包含兩部分，第一個(gè)是感知層中進(jìn)行無線數(shù)據(jù)感知和采集；第二是利用網(wǎng)絡(luò)傳輸層遠(yuǎn)程智能化對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析，對(duì)農(nóng)作物生長的各種要素進(jìn)行控制，比如，水份、溫度以及空氣等，讓農(nóng)業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)化發(fā)展。

2.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建。以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)的農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，可以從下面的圖1中看到。

這一系統(tǒng)中的核心有兩部分，一個(gè)是感知層，這一層主要就是感知和采集數(shù)據(jù)，可以將土壤的濕度、空氣溫度、光照、空氣濕度、自動(dòng)灌溉通過傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)感知，進(jìn)而利用采集器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，把數(shù)據(jù)傳送到ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)上。第二個(gè)核心是應(yīng)用層，這一系統(tǒng)主要就是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、處理信息、下達(dá)控制指令，這些能夠?yàn)橛脩舻姆治龊蜎Q策提供有效的依據(jù)，用戶能夠?qū)崟r(shí)通過電腦等終端查詢數(shù)據(jù)。

3.農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建

（1）系統(tǒng)硬件構(gòu)建。

①無線節(jié)點(diǎn)模塊： ZigBee是以IEEE802.11.4協(xié)議為基礎(chǔ)，擴(kuò)展出來的集，其主要是對(duì)于低功耗和成本的射頻進(jìn)行應(yīng)用，一部分是網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器和傳感節(jié)點(diǎn)。

②傳感及控制模塊：這一模塊中包括各種傳感器，溫度、濕度、以及光照強(qiáng)度。

③電源板：其作用就是給無線節(jié)點(diǎn)模塊以及傳感控制模塊進(jìn)行連接，能夠一起為系統(tǒng)進(jìn)行供電。從圖2中能夠看到系統(tǒng)的硬件構(gòu)建情況。

從圖中的硬件系統(tǒng)構(gòu)建中能夠看到，其中MCU是控制重點(diǎn)，電池模塊是給系統(tǒng)供電和連接，傳感模塊和控制模塊檢測采集種植環(huán)境的數(shù)據(jù)。通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)以及信息，通過電腦終端就可以實(shí)時(shí)看到數(shù)據(jù)，可以通過電腦存儲(chǔ)和現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)而和標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行比較，遠(yuǎn)程控制環(huán)境信息。

（2）系統(tǒng)的軟件構(gòu)建。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)工作主要包括傳感器節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)和ZigBee協(xié)議棧程序設(shè)計(jì)。從圖3中能夠看到傳感器節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)，從圖4中能夠看到協(xié)議棧程序設(shè)計(jì)。

三、應(yīng)用效益分析

基于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用，能夠幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的各個(gè)基地種植測試點(diǎn)的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，進(jìn)而對(duì)環(huán)境信息進(jìn)行獲取和管理，這能夠動(dòng)態(tài)的將種植環(huán)境用數(shù)據(jù)和圖像的形式展示出來，進(jìn)而分析處理數(shù)據(jù)和圖像?；谵r(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐，設(shè)計(jì)出的監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效加強(qiáng)系統(tǒng)的應(yīng)用性能，減少種植成本，促進(jìn)效能的提升，大約是在28%。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崟r(shí)的對(duì)農(nóng)業(yè)種植中大棚的各種數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行采集，比如，溫度情況、土壤水分、光照強(qiáng)度以及空氣溫度等，這樣就可以結(jié)合農(nóng)作物的具體生長需要，進(jìn)而實(shí)時(shí)的管理環(huán)境，可以自動(dòng)化的開啟和關(guān)閉功能服務(wù)功能，對(duì)這一系統(tǒng)下的農(nóng)業(yè)種植環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)，讓農(nóng)作物可以在最優(yōu)的生長環(huán)境下生長。

四、結(jié)語

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展，將其應(yīng)用到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，應(yīng)用到種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，能夠促進(jìn)農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)農(nóng)業(yè)智能化和自動(dòng)化的發(fā)展，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量的提升。

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