基于物聯(lián)網(wǎng)的“智慧農(nóng)業(yè)”構(gòu)建探究

鐘衛(wèi)連

（懷化職業(yè)技術(shù)學(xué)院，418000，湖南懷化）

物聯(lián)網(wǎng)指的是物與物之間的關(guān)聯(lián)，借助信息傳感設(shè)備，可將互聯(lián)網(wǎng)與所有的物品連接起來。未來社會(huì)中，可借助互聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)物體信息的相互轉(zhuǎn)換，確保管理工作的智能化。這一概念的應(yīng)用，提升了管理效率，切實(shí)將智能技術(shù)優(yōu)勢(shì)凸顯。

1 現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的概述

當(dāng)前，結(jié)合我國(guó)的發(fā)展?fàn)顩r，物聯(lián)網(wǎng)概念有了重新定義，認(rèn)為其屬于獨(dú)特的信息載體，能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與電信網(wǎng)的整合。借助這一載體網(wǎng)絡(luò)可互聯(lián)互通物理對(duì)象，設(shè)備化普通對(duì)象，互聯(lián)化自治終端，物聯(lián)網(wǎng)最為主要的特征為智能化。

現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)類型較多，結(jié)合不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)，大致可劃分為以下幾類：第一，結(jié)合用戶的不同范圍，可劃分為公用物聯(lián)網(wǎng)、專用物聯(lián)網(wǎng)；第二，結(jié)合入網(wǎng)的復(fù)雜程度，能夠劃分為簡(jiǎn)單接入物聯(lián)網(wǎng)、多跳接入物聯(lián)網(wǎng)。除此之外，按應(yīng)用類型劃分，包含采集、自動(dòng)化控制、定位等類型。物聯(lián)網(wǎng)功能先進(jìn)，需要關(guān)鍵性技術(shù)的支持，比如數(shù)據(jù)融合、云端計(jì)算、節(jié)點(diǎn)感知、網(wǎng)絡(luò)通信等，近幾年該智能技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。

2 物聯(lián)網(wǎng)支持下的節(jié)能灌溉系統(tǒng)的具體方案

2.1 數(shù)據(jù)的采集和處理部分

數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理是茶園節(jié)水灌溉系統(tǒng)信息采集、土壤環(huán)境處理的重要模塊。借助該部分功能，該系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)分析需要灌溉的茶園，借助工作電源提供動(dòng)力和單片機(jī)與附屬模塊，可實(shí)現(xiàn)茶園土壤環(huán)境檢測(cè)、土壤信息采集等功能。在茶園土壤詳細(xì)信息通過采集單元收集之后，借助人機(jī)交互上傳數(shù)據(jù)信息，進(jìn)一步處理客戶端。

該部分采集處理的信息得到了廣泛應(yīng)用，且將多指標(biāo)包含其中，比如土壤濕度、土壤溫度與酸堿度等。這部分功能模塊擁有數(shù)據(jù)儲(chǔ)存芯片，擁有多個(gè)驅(qū)動(dòng)接口，必要時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)后期擴(kuò)展。該部分功能模塊不需要使用時(shí)，會(huì)進(jìn)入低功能、低能耗休眠狀態(tài)。

2.2 節(jié)水設(shè)備的控制驅(qū)動(dòng)部分

節(jié)水灌溉系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能需要監(jiān)測(cè)設(shè)備、灌溉設(shè)備的支持，這些設(shè)備內(nèi)的驅(qū)動(dòng)控制模塊十分重要。節(jié)水灌溉系統(tǒng)內(nèi)的驅(qū)動(dòng)控制部分屬于實(shí)施者，該部分由繼電器、外部附屬設(shè)備組成。驅(qū)動(dòng)控制模塊繼電器在接收處理系統(tǒng)發(fā)出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)后，聯(lián)系導(dǎo)通外部附屬設(shè)備，通過信號(hào)控制附屬設(shè)備，可執(zhí)行預(yù)定操作動(dòng)作，能夠迅速實(shí)現(xiàn)茶園灌溉。

2.3 系統(tǒng)的人機(jī)交互部分

人機(jī)交互部分是系統(tǒng)完成灌溉操作的重要橋梁，該部分主要是負(fù)責(zé)向系統(tǒng)客戶端傳輸各類數(shù)據(jù)信息、傳輸節(jié)水灌溉數(shù)據(jù)信息。人機(jī)交互部分能夠采集到所有的數(shù)據(jù)信息，并對(duì)資料進(jìn)行打包，按照標(biāo)準(zhǔn)格式，將數(shù)據(jù)信息匯聚成數(shù)據(jù)流，之后數(shù)據(jù)流可借助芯片傳輸?shù)娇蛻舳?，并設(shè)置為規(guī)定格式。人機(jī)交互部分的存在可確保客戶端實(shí)時(shí)采集各個(gè)土壤監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)所采集的監(jiān)測(cè)信息，能夠作為茶園種植工作合理、科學(xué)的數(shù)據(jù)支持。

3 節(jié)水灌溉系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)軟件的工作流程

在節(jié)水灌溉系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)階段，需明確軟件工作的詳細(xì)流程。在啟動(dòng)系統(tǒng)后，系統(tǒng)軟件進(jìn)入初始化階段，軟件運(yùn)行后，可接收并讀取土壤環(huán)境參數(shù)。若土壤監(jiān)測(cè)參數(shù)與環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定符合，將數(shù)據(jù)上傳到上位機(jī)；若不符合，則控制灌溉設(shè)備開展灌溉作業(yè)，反饋監(jiān)測(cè)參數(shù)，促使其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，以此上傳監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

3.2 系統(tǒng)監(jiān)測(cè)軟件的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)系統(tǒng)配備了專用監(jiān)測(cè)軟件，必須明確軟件總體框架，分析框架功能?？傮w框架主要?jiǎng)澐譃? 個(gè)層面，主要包括：第一為客戶端，節(jié)水灌溉系統(tǒng)客戶端面向用戶手機(jī)、電腦程序，用戶通過該程序可實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉系統(tǒng)的控制。第二為服務(wù)層，該層部分主要是負(fù)責(zé)軟件其他層次，為其提供重要數(shù)據(jù)服務(wù)，借助這層軟件系統(tǒng)，用戶可詳細(xì)掌握土壤環(huán)境數(shù)據(jù)、灌溉系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)。第三為業(yè)務(wù)層，主要是負(fù)責(zé)軟件監(jiān)測(cè)功能，若缺乏這一層次系統(tǒng)軟件，很難收集與處理土壤環(huán)境參數(shù)。第四為數(shù)據(jù)層，主要負(fù)責(zé)儲(chǔ)存、監(jiān)測(cè)各個(gè)數(shù)據(jù)、設(shè)備，查看其工作情況。節(jié)水灌溉系統(tǒng)監(jiān)測(cè)軟件功能框架劃分為兩大類，主要是負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)土壤環(huán)境參數(shù)，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)功能、終端參數(shù)修改功能。

3.3 節(jié)水灌溉系統(tǒng)硬件

硬件設(shè)備屬于節(jié)水灌溉系統(tǒng)完成土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)、節(jié)水灌溉的重要物質(zhì)條件，各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)由電源模塊、處理模塊、土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器構(gòu)成。電源模塊主要提供工作電源，處理模塊負(fù)責(zé)土壤信息采集與處理，監(jiān)測(cè)傳感器則負(fù)責(zé)實(shí)地采集土壤數(shù)據(jù)。各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)可收集與處理土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，借助通信節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)浇K端設(shè)備。用戶能夠借助客戶端，監(jiān)控土壤環(huán)境，控制灌溉設(shè)備，科學(xué)開展灌溉作業(yè)。

3.4 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果

應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)技術(shù)，將傳統(tǒng)茶園灌溉質(zhì)量提升，使得灌溉工作變得智能化與節(jié)能化。在實(shí)際應(yīng)用中，借助物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)智能化工作。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，可精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)土壤環(huán)境，結(jié)合反饋的土壤環(huán)境指數(shù)，控制灌溉設(shè)備做到對(duì)茶園的精準(zhǔn)給水。灌溉系統(tǒng)能夠?yàn)橛脩魝鬏斍逦挠跋褓Y料，協(xié)助用戶觀察茶園長(zhǎng)勢(shì)。

4 結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，能夠助力茶園節(jié)水灌溉，協(xié)助系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤環(huán)境，收集信息數(shù)據(jù)。借助系統(tǒng)軟件能夠檢測(cè)、處理數(shù)據(jù)，制定相應(yīng)措施，合理澆水灌溉。與此同時(shí)，該灌溉系統(tǒng)可根據(jù)用戶的設(shè)定，對(duì)茶園進(jìn)行精準(zhǔn)灌溉作業(yè)。在智能茶園發(fā)展過程中，基于物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)水灌溉系統(tǒng)已然成為未來農(nóng)業(yè)灌溉作業(yè)的重要應(yīng)用系統(tǒng)。