田博士——智慧農(nóng)業(yè)云平臺的設計

許日曉 吳宇寧 李勇祥 譚超樹 周鑫 張瑞鴿

摘要：本項目提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的低耗智能交互式農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，為種植戶提供農(nóng)產(chǎn)品的精準生長趨勢、并自動調(diào)節(jié)溫濕度，實現(xiàn)一體化自動灌溉、施肥，與此同時還將建立農(nóng)業(yè)專家數(shù)據(jù)庫，種植戶可直接通過授權(quán)登陸訪問專家數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，以便及時獲取精確的種植技術(shù)指導等。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；低耗智能交互；農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)

現(xiàn)如今，農(nóng)業(yè)信息服務在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展進程中逐漸變成不可或缺的一部分。智慧農(nóng)業(yè)云平臺的應用可以提高數(shù)據(jù)分析的效率和針對性，進行更加高效精準的農(nóng)業(yè)工作，引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)向微型化、智能化、移動化、多樣化發(fā)展。

當前我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正處于建設性階段，信息化基礎(chǔ)設施還不完善，這極大地限制了農(nóng)民調(diào)控農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的能力。近年來我國的智慧農(nóng)業(yè)雖然取得了很大進步，但與國外發(fā)達國家相比，還較落后。

智慧農(nóng)業(yè)云平臺采用物聯(lián)網(wǎng)的低耗智能交互式農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，這個系統(tǒng)主要包括智能灌溉單元、多路繼電器單元、云服務器單元和中央處理器單元，除此之外還有用戶終端單元、政府監(jiān)控單元和專家指導單元等。

在智慧農(nóng)業(yè)云平臺中，數(shù)據(jù)采集單元與主控制處理器通過CAN連接，中央處理器與云服務器主要是通過相關(guān)網(wǎng)絡來進行通信，主要是為了實現(xiàn)用戶終端單元、官方監(jiān)控單元和專家指導單元三者之間信息的實時傳輸、共享，實現(xiàn)的辦法就是三者通過網(wǎng)絡與云服務器進行通信。

智能灌溉單元具有數(shù)據(jù)采集功能與智能灌溉功能，當多路繼電器開機后，對系統(tǒng)工作的模式的選擇我們可以通過紅外遙控器實現(xiàn)。

在控制器中，各個控制器的主要工作有，第一微控制器的工作是進行接口控制和傳感器信息的采集，再通過串口將采集的信息數(shù)據(jù)編碼發(fā)送給第二微控制器；第二微控制器能夠?qū)崿F(xiàn)人機交互，即操作系統(tǒng)界面，負責操作紅外檢測、進行安防檢測、進行時鐘的設置，與云服務器模塊通信等。

智慧農(nóng)業(yè)相比于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，主要優(yōu)勢如下。（1）采用自動監(jiān)控和操作系統(tǒng)對農(nóng)作物進行采摘和加工，不僅科學地確定了最優(yōu)收獲時間，提高了商品價值，而且勞動強度和成本大大降低。（2）不斷完善的網(wǎng)絡服務體系，使得農(nóng)民能夠輕易提高農(nóng)業(yè)知識水平，獲取各種農(nóng)業(yè)新科技和農(nóng)產(chǎn)品供求信息。（3）智慧農(nóng)業(yè)云平臺的傳感設備以及服務服管理平臺對數(shù)據(jù)進行分析處理的操作，讓農(nóng)民可及時采取防護措施，有效預防生產(chǎn)風險的產(chǎn)生。

在國外，智慧農(nóng)業(yè)以較快的速度持續(xù)發(fā)展，對于智慧農(nóng)業(yè)應用研究要領(lǐng)先國內(nèi)不少，尤其是美國智慧農(nóng)業(yè)已經(jīng)建立了完善的服務體系，最大程度實現(xiàn)技術(shù)共享與成果利用，使農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈條不斷變革，推動農(nóng)業(yè)進一步發(fā)展。加拿大的智慧農(nóng)業(yè)的方式是將衛(wèi)星圖像中提取的精確信息與土地規(guī)劃的網(wǎng)格上每個方格的土壤樣本對應起來，該項技術(shù)在畜牧業(yè)、農(nóng)牧業(yè)方面都有著廣泛的應用。

此項目研究成果完全符合國家鄉(xiāng)村振興政策，對于農(nóng)業(yè)的自動化的進程起到了推動性的作用，智慧農(nóng)業(yè)云平臺適用范圍廣，能極大的便利農(nóng)業(yè)從事人員以及相關(guān)專家的工作效率，操作方法簡單，相關(guān)應用技術(shù)先進，能很好的監(jiān)測出種植的農(nóng)業(yè)生長情況，該產(chǎn)品具有較廣泛的應用市場和較好的應用前景。

基金項目：本文是2020年國家級大學生創(chuàng)業(yè)訓練“田博士——智慧農(nóng)業(yè)云平臺的設計”（項目編號：202010595262）項目成果。