基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

周紅亞，李紅麗

（常州劉國鈞高等職業(yè)技術學校，江蘇 常州 213000）

我國作為農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物種植在全國范圍內都非常廣泛，而傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術手段比較落后，主要依靠人力、牲畜以及一些簡單的機械，生產(chǎn)效率低，資源利用率不高且浪費嚴重，不能很好地適應可持續(xù)發(fā)展道路的需要，因此急需尋找基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智能農(nóng)業(yè)新型發(fā)展道路。智能農(nóng)業(yè)主要采用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、傳感器等技術，通過各種傳感器節(jié)點，實時采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中的溫濕度、CO2濃度等信息，并通過無線傳感網(wǎng)絡進行通信，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能感知、智能決策，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供智能化管理。

1 概要設計

智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的核心是ZigBee路由器和嵌入式網(wǎng)關，兩者通過ZigBee協(xié)調器傳遞信息。用戶通過無線路由器、智能手機與系統(tǒng)進行交互；系統(tǒng)通過ZigBee路由器獲取各個傳感器節(jié)點的信息，并通過執(zhí)行節(jié)點控制繼電器開關風扇、遮陽板等設備來調節(jié)農(nóng)業(yè)環(huán)境。智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)通過高靈敏度的傳感器實時采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)場所的溫濕度、光照強度、CO2濃度等環(huán)境參數(shù)并顯示于智能手機端，自動開啟或關閉指定繼電器設備，實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)環(huán)境的監(jiān)測和邏輯控制。

2 詳細設計

2.1 傳感器監(jiān)測及控制

以CO2傳感器為例，植物的光合作用需要CO2，傳感器將檢測到CO2的濃度傳送到智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，系統(tǒng)比對當前濃度是否低于系統(tǒng)設定的閾值，若低于閾值，將發(fā)送相應的指令到通信線程，通信線程發(fā)送相應的指令控制ZigBee協(xié)調器，ZigBee協(xié)調器發(fā)送指令到風扇節(jié)點，開啟風扇，為植物提供充足的CO2。

2.2 視頻監(jiān)控模塊

在視頻監(jiān)控模塊中，利用EmguCV.dll庫中已經(jīng)封裝好的方法Capture線程類捕獲攝像頭的圖像，Capture對象初始化只需傳入攝像頭的地址信息即可。

3 系統(tǒng)測試

通過硬件的鋪設以及軟件的設計，完成整個系統(tǒng)的設計。利用智能手機可以實時的獲取各個傳感器的值，并在系統(tǒng)設置頁面設置臨界值，系統(tǒng)將檢測值與臨界值進行對比，一旦超出臨界值就采取相應措施進行處理。同時用戶還可以通過視頻監(jiān)控功能實時監(jiān)測農(nóng)業(yè)大棚的情況。效果如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)主界面

4 結 語

農(nóng)業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)技術的重要應用領域之一，物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)的應用已經(jīng)引起了廣泛的關注。本文通過實時采集農(nóng)作物生長環(huán)境參數(shù)，如溫濕度、CO2濃度等，自動開啟或關閉相應的設備，根據(jù)用戶需求隨時監(jiān)控，為農(nóng)業(yè)環(huán)境實施自動化控制和智能管理提供科學依據(jù)。