面向智慧農(nóng)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計方法研究

摘? 要：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以被應(yīng)用到各個領(lǐng)域中，引入到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中構(gòu)建出智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，可以充分對農(nóng)田中的環(huán)境、溫度、濕度、風(fēng)速、方向以及土壤水分等各類信息進行掌握。這就需要技術(shù)人員設(shè)計出面向智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，本文將主要探究面向智慧農(nóng)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計方法，希望對技術(shù)人員有所幫助。

關(guān)鍵詞：智慧農(nóng)業(yè);物聯(lián)網(wǎng);系統(tǒng)設(shè)計;方法

智慧農(nóng)業(yè)作為將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)當(dāng)作是手段和支撐類現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)形態(tài)，其主要的特征在于應(yīng)用科學(xué)的管理模式和高新技術(shù)，對資源進一步節(jié)約。智慧農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵性路徑，這就需要相關(guān)技術(shù)人員詳細(xì)探究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及面向智慧農(nóng)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計方法，確保各模塊設(shè)計具有較強的針對性，提升系統(tǒng)的高效性。

一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是將多種類別技術(shù)融合的復(fù)合型系統(tǒng)，能夠?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)人和物開展識別與管理，從而實現(xiàn)人與物、人與人、物與物間的數(shù)據(jù)信息交換功能。對此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被較為廣泛運用在社會生產(chǎn)環(huán)節(jié)中[1]。物聯(lián)網(wǎng)作為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息的一個載體，也是當(dāng)前我國較為前沿的信息技術(shù)手段，能夠鏈接普通實物，并和普通實物互聯(lián)互通，因此物聯(lián)網(wǎng)也可以成為“物物聯(lián)合的互聯(lián)網(wǎng)”，物聯(lián)網(wǎng)能夠把已經(jīng)顯示出來的數(shù)據(jù)變?yōu)閿?shù)位化，所以物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用范圍很廣，能夠幫助工作人員實現(xiàn)對系統(tǒng)的整合管理與整合控制。

二、面向智慧農(nóng)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計方法

1.設(shè)計和實現(xiàn)傳感器節(jié)點

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之上，實施的智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主要是運用無線傳感器設(shè)備將數(shù)據(jù)信息進行采集與整合，與智能化的監(jiān)測處理中心一同組成。無線傳感器設(shè)備在對數(shù)據(jù)信息進行網(wǎng)絡(luò)采集功能實現(xiàn)作為網(wǎng)絡(luò)組建與采集感知數(shù)據(jù)的重點一環(huán)。主要是從傳感器設(shè)備的節(jié)點，其在硬件基礎(chǔ)之上，運用ZigBee無線通信協(xié)議技術(shù)，組建出Mesh的網(wǎng)絡(luò)。其中的傳感器設(shè)備節(jié)點還可以被分作：

終端節(jié)點、協(xié)調(diào)器節(jié)點以及路由器節(jié)點[2]。其中的終端節(jié)點可以對濕度參數(shù)、溫度參數(shù)、光照強度參數(shù)以及二氧化碳參數(shù)等，經(jīng)過路由的節(jié)點，以及數(shù)據(jù)多跳中繼模式將信息傳到協(xié)調(diào)器的節(jié)點內(nèi)。而協(xié)調(diào)器的節(jié)點之后運用RS-232串口，把信息傳達上位機設(shè)備的管理系統(tǒng)內(nèi)。智能化的檢測處理平臺中心主要是被數(shù)據(jù)庫的服務(wù)器設(shè)備以及中央計算機設(shè)備兩個部分一同組成，可以實現(xiàn)后期的運用。

2.傳輸層系統(tǒng)

在對農(nóng)業(yè)的傳感器設(shè)備網(wǎng)絡(luò)進行建設(shè)的時候，具有集中模式與模式的組合，能夠運用射頻技術(shù)進行自組網(wǎng)絡(luò)，電信網(wǎng)絡(luò)、移動網(wǎng)絡(luò)以及互聯(lián)網(wǎng)等都可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的長距離傳輸與短距離傳輸。下面對幾種模式細(xì)致分析：首先，WSN（無線傳感網(wǎng)絡(luò)） 作為將無線通信模式產(chǎn)出的一種自組織性的多跳性網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中存在部署性檢測區(qū)域中存在較多的傳感器節(jié)點，主要負(fù)責(zé)對被感知的數(shù)據(jù)信息進行感知、處理以及采集，而后將數(shù)據(jù)信息傳輸給觀察人員。短距離類無線通信技術(shù)內(nèi)，藍牙技術(shù)、Wi-Fi技術(shù)、ZigBee技術(shù)以及超寬帶技術(shù)，都可以運用在WSN。而ZigBee 技術(shù)主要是在IEEB802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)之上，有關(guān)無線安全、組網(wǎng)以及應(yīng)用等各個層面上，可以被較為廣泛使用于無線傳感的網(wǎng)絡(luò)組件之內(nèi)。其次，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域移動互聯(lián)網(wǎng)作為移動終端，包含：手機設(shè)備、筆記本設(shè)備與物聯(lián)網(wǎng)專用設(shè)備，運用移動通信的網(wǎng)絡(luò)對互聯(lián)網(wǎng)進行訪問，靈活運用農(nóng)業(yè)中互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)業(yè)務(wù)[3]。該系統(tǒng)的目標(biāo)設(shè)計，由于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)于傳輸層面上主要會運用不同種網(wǎng)絡(luò)模式。其次，WSN作為融合分布類信息處理技術(shù)、嵌入式技術(shù)以及傳感器技術(shù)，可以協(xié)助多方進行感知，對環(huán)境與對象的信息開展監(jiān)測，對數(shù)據(jù)信息實施分析與計算，而后運送入用戶平臺中。

WSN被較多的傳感器節(jié)點共同組成，各個傳感器設(shè)備需要在數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)信息的采集模塊、控制模塊、供電模塊以及通信模塊一同組合成。每個節(jié)點處于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可以充當(dāng)數(shù)據(jù)內(nèi)類頭節(jié)點抑或是轉(zhuǎn)點。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)⑥r(nóng)業(yè)發(fā)展環(huán)節(jié)中各種環(huán)境問題解決，運用傳感器設(shè)備，將環(huán)境內(nèi)大氣、水、土壤、廢水等狀況精準(zhǔn)分析，記錄出環(huán)境保護的指數(shù)，從而助力相關(guān)部門將環(huán)境問題出現(xiàn)的問題解決，提出有關(guān)的對策，構(gòu)建起優(yōu)質(zhì)的農(nóng)業(yè)環(huán)境[4]。

3.設(shè)計和實現(xiàn)應(yīng)用層

應(yīng)用層的目標(biāo)設(shè)計涵蓋： GPRs、ZigBee 協(xié)議棧、3G協(xié)議棧軟件設(shè)計。在ZigBee技術(shù)以及GPRS / 3G技術(shù)相對比較成熟的背景之下，該系統(tǒng)主要是運用已有的協(xié)議棧有關(guān)程序，工作的重點為網(wǎng)管節(jié)點以及網(wǎng)關(guān)節(jié)點中軟件的設(shè)計。因為傳感節(jié)點以及網(wǎng)管節(jié)點的功能存在不同，工作的目標(biāo)存有較多差異，需要技術(shù)人員詳細(xì)分析。下面詳細(xì)分析網(wǎng)關(guān)節(jié)點中程序的設(shè)計：其中網(wǎng)關(guān)節(jié)點負(fù)責(zé)的主要任務(wù)是建立網(wǎng)絡(luò)，并對網(wǎng)絡(luò)進行管理，具有拒絕抑或是允許傳感節(jié)點進入網(wǎng)絡(luò)中的職能。還可以把各個傳感節(jié)點中收集到的數(shù)據(jù)信息傳送入互聯(lián)網(wǎng)中，監(jiān)控端運用互聯(lián)網(wǎng)實施數(shù)據(jù)信息記錄與讀取。網(wǎng)關(guān)的節(jié)點處于工作狀況之下，不會有休眠狀況出現(xiàn)。其工作流程主要是：等待監(jiān)測的命令步驟，建立網(wǎng)絡(luò)步驟，加入節(jié)點步驟，等待信息數(shù)據(jù)步驟以及發(fā)送信息數(shù)據(jù)步驟[5]。

三、結(jié)束語

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所具有的顯著特征為技術(shù)所具有的體系化和綜合性，本文所提出的面向智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中開展互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計，可以對農(nóng)業(yè)的各個領(lǐng)域上進行干預(yù)，確保農(nóng)業(yè)可以朝著智能化和自動化方向發(fā)展，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有較高的質(zhì)量和效率，為農(nóng)業(yè)發(fā)展保駕護航。

參考文獻：

[1]王逸鵬，張激. 基于ZigBee的互聯(lián)網(wǎng)+智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)設(shè)計[J]. 單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2021，21（01）：76-79.

[2]黃燦洋，滕道祥. 智慧農(nóng)業(yè)的智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計[J]. 電子技術(shù)，2020，49（12）：50-51.

[3]劉俊科. 農(nóng)機物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].曲阜師范大學(xué)，2019.

[4]張震宇，余林，黃文慶，季于東，孫克仲. 智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)[J]. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2019，9（05）：6-8.

[5]莫嬌，祝增獻，江瑩旭，張偉，季大夫. 面向智慧農(nóng)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計[J]. 科技視界，2013，（09）：14-15.

基金項目：甘肅省教育廳創(chuàng)新基金項目，名稱：智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)教學(xué)實訓(xùn)平臺的設(shè)計與研究，編號：2020A-271

作者簡介：

劉鈺丹，職務(wù)：教師，職稱：講師，學(xué)歷：本科，研究方向：信息技術(shù)