基于物聯(lián)網(wǎng)的智能中藥種植系統(tǒng)設(shè)計(jì)

文/任真

當(dāng)前我國醫(yī)療市場(chǎng)中對(duì)于中藥材的需求量逐年增大，使各地區(qū)都在積極開展適宜的中藥材種植。不同中藥材的生長對(duì)于溫度、濕度、關(guān)照以及水分等條件都有不同要求，同時(shí)其生長環(huán)境也會(huì)直接影響產(chǎn)品的產(chǎn)出質(zhì)量。傳統(tǒng)中藥材種植領(lǐng)域的種植模式造成大量的人力資源和物力資源的浪費(fèi)，藥材的可種植范圍也相對(duì)有限，基于物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)代種植技術(shù)應(yīng)用于中藥種植領(lǐng)域，能夠根據(jù)中藥材的生長需求對(duì)外界環(huán)境以及生長相關(guān)因素進(jìn)行人為干預(yù)，以保證外界環(huán)境能持續(xù)滿足中藥材的生長需要，一方面能夠保證中藥材的種植質(zhì)量，另一方面也能夠拓展中藥材的可種植范圍，促進(jìn)中藥種植的規(guī)?；?biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能中藥種植領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)中藥種植作業(yè)需要耗費(fèi)大量的人力資源，種植和耕作過程需要耗費(fèi)大量精力，缺乏種植經(jīng)驗(yàn)也成為很多人想進(jìn)入到中藥種植領(lǐng)域但是有不敢貿(mào)然行動(dòng)的重要原因，當(dāng)前農(nóng)村勞動(dòng)力的年齡結(jié)構(gòu)逐漸老化，在精力與體力上都體現(xiàn)出諸多局限，導(dǎo)致中藥種植行業(yè)一直不溫不火，同時(shí)市場(chǎng)領(lǐng)域的中藥產(chǎn)品質(zhì)量也參差不齊，為促進(jìn)中藥種植行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，急需新型種植技術(shù)的引入，改變傳統(tǒng)種植和作業(yè)模式存在的諸多弊端與局限。

應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)智能中藥種植系統(tǒng)，可以有效提升中藥種植技術(shù)應(yīng)用水平，數(shù)據(jù)庫平臺(tái)中收錄優(yōu)質(zhì)種植經(jīng)驗(yàn)，農(nóng)戶可以在客戶端中進(jìn)行相關(guān)種植信息的查詢，相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員還能夠與農(nóng)戶進(jìn)行問答互動(dòng)，回答農(nóng)戶在種植活動(dòng)中遇到的問題，后臺(tái)管理人員定期對(duì)數(shù)據(jù)信息平臺(tái)進(jìn)行更新，將農(nóng)戶的常見問題形成統(tǒng)一的種植學(xué)習(xí)材料，提升農(nóng)戶的種植技術(shù)。同時(shí)農(nóng)戶還可以在智能終端監(jiān)控中藥材生產(chǎn)環(huán)境的相關(guān)指標(biāo)，種植地中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)形成有關(guān)溫度、濕度、關(guān)照、氧飽和度、二氧化碳含量的信息集采系統(tǒng)，農(nóng)戶可以根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)確定相應(yīng)的種植技術(shù)應(yīng)用，以保證外界環(huán)境能夠持續(xù)滿足中藥材的生長需要，減少農(nóng)戶在種植監(jiān)管中的精力投入，同時(shí)保證藥材種植質(zhì)量。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能中藥種植系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 智能中藥種植系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要應(yīng)用的技術(shù)

2.1.1 嵌入式系統(tǒng)

嵌入式系統(tǒng)為一種具有特定功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，需要嵌入到受控器件內(nèi)部，為控制、監(jiān)視、輔助各種設(shè)備、機(jī)器的運(yùn)作秩序提供技術(shù)支持，與通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相比，嵌入式系統(tǒng)主要體現(xiàn)其特定任務(wù)的執(zhí)行功能。

2.1.2 Android系統(tǒng)

Android系統(tǒng)是能夠應(yīng)用于行動(dòng)設(shè)備、基于Linux核心的基礎(chǔ)的開放原始碼軟件操作系統(tǒng)，Andriod操作系統(tǒng)上能夠開發(fā)和應(yīng)用第三方應(yīng)用程序。

2.1.3 傳感器

傳感器能夠接受外界信息、外界刺激，并將信息刺激所產(chǎn)生的反應(yīng)在組件中得以體現(xiàn)。傳感器是現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的傳感器可以針對(duì)所要檢測(cè)的信息進(jìn)行信息收錄及信息傳導(dǎo)，針對(duì)中藥材種植而言，主要需要感測(cè)土壤和空氣中的溫度、濕度、光照度等信息，并將信息進(jìn)行模擬信號(hào)處理，應(yīng)用數(shù)字傳輸?shù)男问絺鲗?dǎo)至信息收錄裝置中。

2.1.4 繼電器

繼電器屬于電子控制組件，其主要應(yīng)用原理為利用較小電源去控制較大電源裝置的控制開關(guān)，能夠在電子回路中負(fù)責(zé)電源控制、電路轉(zhuǎn)換以及安全保護(hù)等功能。

2.2 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能中藥種植系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)對(duì)于中藥材種植的智能監(jiān)控，開發(fā)者可以將Android系統(tǒng)作為應(yīng)用的開發(fā)和設(shè)計(jì)平臺(tái)，物聯(lián)技術(shù)終端收集的相關(guān)信息能夠發(fā)送到使用者的手持終端設(shè)備中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)指標(biāo)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。用戶也可以在手持終端中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)定，當(dāng)集采信息不在自動(dòng)化控制端的信息自動(dòng)化控制取件時(shí)，便能夠發(fā)布提示信息，用戶可以應(yīng)用自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行自控操作，對(duì)種植環(huán)境的溫度、濕度以及關(guān)照設(shè)施進(jìn)行調(diào)整，以保證種植環(huán)境處于最佳狀態(tài)。

2.2.1 種植環(huán)境感測(cè)

種植環(huán)境檢測(cè)功能主要應(yīng)用溫度傳感器、濕度傳感器或者亮度傳感器，對(duì)種植環(huán)境中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，在實(shí)體感知端能夠收錄并控制相應(yīng)數(shù)據(jù)，傳感器可以將相應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)的形式，通過無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，為智能控制和調(diào)節(jié)種植環(huán)境奠定基礎(chǔ)。

2.2.2 調(diào)節(jié)種植環(huán)境

智能操控端需要體現(xiàn)對(duì)種植環(huán)境的遠(yuǎn)程操控功能，在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)裝置，應(yīng)用繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)LED燈、供水閥、加熱器的遠(yuǎn)程管控，以實(shí)現(xiàn)對(duì)亮度、濕度與溫度的人為調(diào)節(jié)。

2.2.3 手持裝置設(shè)計(jì)

手持裝置設(shè)計(jì)主要需要具備數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)接收、裝置控制等應(yīng)用功能，安裝Eclipse開發(fā)環(huán)境與Google官方所提供的Android SDK，接口以XML語法來設(shè)計(jì)Layout，并作出與用戶互動(dòng)的Android操作系統(tǒng)的操作界面。操作系統(tǒng)中設(shè)定多層次結(jié)構(gòu)，保證系統(tǒng)的可操作性以及運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3 結(jié)語

智能中藥種植系統(tǒng)需要借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，體現(xiàn)對(duì)于中藥種植的智能化監(jiān)控管理功能，嵌入式系統(tǒng)、Android系統(tǒng)、傳感器、繼電器等技術(shù)設(shè)備為種植系統(tǒng)的技術(shù)支撐，系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要考量種植環(huán)境感測(cè)、調(diào)節(jié)種植環(huán)境、手持裝置設(shè)計(jì)等因素，保證系統(tǒng)智能監(jiān)控功能的實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)代中藥種植領(lǐng)域需要重視智能化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，以不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品種植成本，促進(jìn)行業(yè)的科學(xué)發(fā)展。