基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)設(shè)計

陳琦

摘要：隨著計算機、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和農(nóng)業(yè)相結(jié)合，是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、加快推進農(nóng)業(yè)信息化的必然選擇，但真正推廣仍然有很大的障礙，就當(dāng)下的環(huán)境來說，主要存在的問題有：現(xiàn)有的生產(chǎn)模式限制了物聯(lián)網(wǎng)智能農(nóng)業(yè)的大規(guī)模發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)建設(shè)成本過高導(dǎo)致無法普遍推廣;最重要的是，在實際應(yīng)用中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)尚不成熟，使用效果低于預(yù)期。不可否認(rèn)的是，數(shù)據(jù)信息時代的發(fā)展已經(jīng)在很大程度上改善了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的不足，農(nóng)民可以不再憑借經(jīng)驗判斷作物的生長狀況，而是利用科學(xué)技術(shù)提高生產(chǎn)力。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);智能農(nóng)業(yè)管理;系統(tǒng)設(shè)計

1? 物聯(lián)網(wǎng)智能農(nóng)業(yè)技術(shù)原理

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中，其技術(shù)原理為：在農(nóng)業(yè)大棚或農(nóng)作物生長區(qū)安裝智能傳感器設(shè)備和一體化智能控制系統(tǒng)，通過這些傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，可以將農(nóng)業(yè)環(huán)境與網(wǎng)絡(luò)相連接?；赪i-Fi技術(shù)、RFID技術(shù)和傳感網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，對傳感器采集的信息進行數(shù)據(jù)分析，智能化地控制農(nóng)作物生長環(huán)境，以達(dá)到最適宜農(nóng)作物生長的條件。Wi-Fi技術(shù)可以將各種傳感設(shè)備連接到局域網(wǎng)，實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)傳輸;RFID技術(shù)在整個系統(tǒng)中通過對接收頻率信號進行數(shù)據(jù)分析處理，然后傳輸?shù)胶笈_和云端，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的控制;傳感網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，主要用于進行信息交換和傳輸，且具有數(shù)據(jù)存儲功能。

2? 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)設(shè)計的措施探討

2.1? 智能農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)操作原理

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下，采取智能農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)進行控制，農(nóng)作物集中種植區(qū)域安裝智能傳感器、智能控制系統(tǒng)，利用對獲取相關(guān)數(shù)據(jù)分析、控制，確保作物生長空氣、溫度及水分等達(dá)到各生長期需求，達(dá)到精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的效果。與此同時，該系統(tǒng)傳感器種植環(huán)境實時監(jiān)測可獲取相關(guān)信息，及時明確種植環(huán)境中的問題，開啟灌溉、保溫、補光等系統(tǒng)，使得農(nóng)作物處于良好的生長環(huán)境下，獲得現(xiàn)代農(nóng)業(yè)自動化及智能化的效果，確保農(nóng)產(chǎn)品的整體生產(chǎn)質(zhì)量。

2.2? 智能農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)及其管理平臺設(shè)計方法

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)通過不同部分構(gòu)成，即為傳感器、無線采集系統(tǒng)，以及無線控制系統(tǒng)及協(xié)調(diào)系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)經(jīng)種植環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)、信息控制系統(tǒng)等組成，前者能使用傳感器對環(huán)境土壤溫濕度、光照、自動灌溉等加以監(jiān)測;數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能借助傳感器實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，以無限發(fā)射的方式傳輸數(shù)據(jù)信息，發(fā)送模塊將傳感器各項參數(shù)傳輸于協(xié)調(diào)器的節(jié)點，采樣無線通信比較靈活、多樣，擴展簡便、有效;信息控制系統(tǒng)經(jīng)多個部分構(gòu)成，采用繼電器對不同農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)備控制效果較好;網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)可以使用無線傳輸系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)信息，及時將無線網(wǎng)絡(luò)上傳于服務(wù)器，然后通過數(shù)據(jù)平臺存儲數(shù)據(jù)、處理信息、下達(dá)控制指令等，如此一來便于為用戶提供支持，用戶不會受到時間、空間限制，登錄手機/電腦終端就可以查詢相關(guān)信息。智能農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)管理平臺經(jīng)傳感信息采集、自動監(jiān)控、人工處理，以及智能分析、遠(yuǎn)程控制幾個部分構(gòu)成。

2.3? 監(jiān)控農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)種植環(huán)境系統(tǒng)、監(jiān)控農(nóng)業(yè)種植環(huán)境系統(tǒng)的設(shè)計方法

隨著我國農(nóng)業(yè)種植環(huán)境的不斷完善，合理使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)非常必要，可以實時監(jiān)控種植農(nóng)業(yè)作物環(huán)境，感知層即為采集、感知相關(guān)的數(shù)據(jù)，確保種植農(nóng)作物環(huán)境光照、空氣溫濕度，以及土壤濕度、實時感知自動灌溉系統(tǒng)數(shù)值，與協(xié)調(diào)器節(jié)點傳輸。與此同時，實時感知自動灌溉系統(tǒng)應(yīng)用，有助于采集相關(guān)數(shù)據(jù)信息、存儲并處理信息，然后下達(dá)指令為客戶提供決策、分析提供支持。如此一來，客戶不會受到時間和空間限制，通過電腦終端就能查詢相關(guān)數(shù)據(jù)信息。建立監(jiān)控農(nóng)業(yè)種植環(huán)境系統(tǒng)，主要通過系統(tǒng)軟件、系統(tǒng)硬件構(gòu)成，前者系統(tǒng)軟件需設(shè)計協(xié)議棧程序、傳感器節(jié)點程序;后者涉及的電源板，可將傳感控制模塊、無線節(jié)點模塊連接起來，于電源提供給系統(tǒng)。控制模塊、傳感模塊，存在光照強度、溫濕度傳感器。無線節(jié)點模塊能使用低功耗、低成本射頻，有傳感節(jié)點、網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器。

2.4? 農(nóng)業(yè)種植溯源教育服務(wù)平臺設(shè)計方法

產(chǎn)品溯源教育平臺，屬于作物生產(chǎn)擴展的平臺，能為作物生產(chǎn)管理延伸、提高產(chǎn)品附加值提供支持。這一平臺可使用智能信息節(jié)點，及電子標(biāo)簽、GPS、互聯(lián)網(wǎng)、無線傳感等技術(shù)，經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)、有線網(wǎng)絡(luò)，和溯源中心數(shù)據(jù)庫保持連接狀態(tài)，進而收集所有環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，通過二維碼編碼技術(shù)生成二維碼對產(chǎn)品相關(guān)信息追溯。消費人群通過查詢客戶端軟件，即可查詢相關(guān)產(chǎn)品溯源信息，明確生產(chǎn)企業(yè)、保質(zhì)期等相關(guān)信息。

3? 結(jié)語

本文所設(shè)計的智能農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上采用軟件、硬件結(jié)合的方式，通過嵌入式系統(tǒng)技術(shù)搭建硬件控制平臺，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)萬物互聯(lián)互通，便于環(huán)境監(jiān)控和智能化管理，用戶不但可以通過 Web 網(wǎng)頁端、 PC 端和 Android 客戶端進行監(jiān)視，還可以在軟件操作系統(tǒng)上對農(nóng)業(yè)環(huán)境進行智能化管理與控制，及時調(diào)整當(dāng)前不適的環(huán)境條件，給農(nóng)作物生長提供最好的保障，不僅減少了農(nóng)業(yè)管理人員的工作量和操作難度，而且在農(nóng)作物生長環(huán)境改善和農(nóng)作物生產(chǎn)效率提高方面有著廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻

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