鄒存芝，白娜

（哈爾濱石油學院信息工程學院，黑龍江哈爾濱，150027）

基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)研究

鄒存芝，白娜

（哈爾濱石油學院信息工程學院，黑龍江哈爾濱，150027）

隨著物聯(lián)網(wǎng)時代的來臨，物聯(lián)網(wǎng)技術應用領域越來越廣，現(xiàn)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都在應用物聯(lián)網(wǎng)技術，物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)業(yè)中的應用，促進農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)，加強了農(nóng)業(yè)的科學管理，為農(nóng)業(yè)的糧食生產(chǎn)提高起到技術保障。本論文主要從農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計、農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)功能模塊設計、農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)與運行測試進行闡述基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)研究，希望為研究農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)的專家與學者提供理論參考依據(jù)。

物聯(lián)網(wǎng)；農(nóng)業(yè)環(huán)境；遠程監(jiān)測系統(tǒng)

0 引言

我國是農(nóng)業(yè)大國，黨和政府非常重視農(nóng)業(yè)發(fā)展，先進科技水平不斷在農(nóng)業(yè)上的應用，確保農(nóng)業(yè)豐收，提高農(nóng)民收入，物聯(lián)網(wǎng)技術是一種新型技術，其應用領域非常廣泛，物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)業(yè)中應用，為農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了技術支持。農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)可以不下農(nóng)田就可以監(jiān)控溫度、濕度、水分等對農(nóng)業(yè)的影響，可以方便對農(nóng)田進行指導，農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)功能不斷完善，提高了農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)功能，為專家給農(nóng)業(yè)診斷提供了技術支持。

1 農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計

根據(jù)農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起到的作用，物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)中的應用，設計者反復進行調(diào)研與論證，得出農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

根據(jù)農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖其組成主要有遠程監(jiān)控中心、數(shù)據(jù)服務中心、智能網(wǎng)關組成。其遠程監(jiān)控中心有計算機、智能移動終端、LED顯示屏構(gòu)成；數(shù)據(jù)服務中心有數(shù)據(jù)接收/存儲、數(shù)據(jù)處理分析、數(shù)據(jù)查詢/顯示應用能力；智能網(wǎng)關主要包含很多傳感器；每個組成部分都有自己的功能，通常是三個組成部分協(xié)調(diào)工作，共同完成農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)的功能，為農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)與服務提供技術支持，解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)業(yè)專家少的原因，通過遠程監(jiān)測系統(tǒng)可以直接對農(nóng)業(yè)進行診斷，提出相應的解決措施。

圖1 農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2 農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)功能模塊設計

農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)功能設計主要是從硬件結(jié)構(gòu)和軟件技術方面進行設計。硬件是農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)的基礎，軟件是農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測功能實現(xiàn)的關鍵技術。軟件和硬件合理的進行設計，利用軟件技術保障硬件功能的實現(xiàn)，軟硬件共同協(xié)作，達到農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)功能實現(xiàn)，為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了可靠技術支持。

2.1 系統(tǒng)的硬件設計

系統(tǒng)的硬件設計主要包括傳感器節(jié)點設計與無線網(wǎng)關節(jié)點的設計。傳感器節(jié)點設計主要是通過多個傳感器形成一個網(wǎng)絡，實時監(jiān)控田間各個角落，在遠端通過計算機顯示屏顯示田間狀況，農(nóng)業(yè)專家可以根據(jù)田間顯示進行農(nóng)作物診斷。網(wǎng)關的主要功能是將傳感器節(jié)點監(jiān)測到的數(shù)據(jù)信息通過網(wǎng)絡發(fā)送給遠程管理終端，由遠程管理終端對數(shù)據(jù)進行處理、分析和存儲。同時，網(wǎng)關具有廣泛的接入能力，以實現(xiàn)各種通信技術標準的互聯(lián)互通;協(xié)議轉(zhuǎn)化能力，以保證不同的感知網(wǎng)絡的協(xié)議能夠變成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)和信令; 強大的管理能力，以實現(xiàn)對子網(wǎng)內(nèi)節(jié)點的管理，獲取節(jié)點的狀態(tài)、屬性、標識等以及遠程控制、升級、維護等。系統(tǒng)的硬件設計是遠程監(jiān)測系統(tǒng)功能實現(xiàn)基礎，為軟件的實現(xiàn)提供了物質(zhì)保障。

2.2 系統(tǒng)的軟件設計

根據(jù)系統(tǒng)設計功能圖，利用軟件技術實現(xiàn)農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)功能，一般設計者根據(jù)需要選擇一種程序設計語言作為開發(fā)工具，結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術、計算機網(wǎng)絡技術、通信技術、傳感器技術進行系統(tǒng)功能設計，實現(xiàn)硬件設備功能。軟件設計是農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)基礎，必須進行科學軟件設計，保障遠程監(jiān)測系統(tǒng)能正常實現(xiàn)其功能。

3 農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)與運行測試

3.1 系統(tǒng)功能

農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)主要功能有智能報警功能、智能手機管理功能與實時監(jiān)控功能。

3.1.1 智能報警功能

根據(jù)作物的生長需要，對農(nóng)作物不同時期設置不同的參數(shù)，一旦參數(shù)出現(xiàn)變化，通過手機短信提醒功能或根據(jù)遠程監(jiān)控端計算機顯示屏能顯示變化狀態(tài)，比如土壤水分不夠等。

3.1.2 智能手機管理功能

借助物聯(lián)網(wǎng)技術的應用以智能手機作為遠程監(jiān)測系統(tǒng)的終端，將傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控與移動多媒體技術相結(jié)合，實現(xiàn)了移動視頻監(jiān)控。用戶通過智能手機隨時隨地查看監(jiān)測信息，及時接受查看報警信息，控制遠在千里之外的監(jiān)控現(xiàn)場。手機作為終端接收農(nóng)業(yè)作物生長變化信息，根據(jù)信息內(nèi)容，可以及時提出解決措施。

3.1.3 實時監(jiān)控功能

通過視頻的監(jiān)控技術，農(nóng)業(yè)專家可以在家里通過不同模式監(jiān)控農(nóng)田的作物生長情況，溫度、濕度、水分、光照等情況，根據(jù)出現(xiàn)問題，可以及時提出解決方法。

3.2 系統(tǒng)運行測試

3.2.1 數(shù)據(jù)分析

農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)可以科學有效的進行數(shù)據(jù)分析，通過手機終端或計算機都可以及時查閱監(jiān)控的農(nóng)田數(shù)據(jù)分析，如圖2所示。

圖2 農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析界面

通過數(shù)據(jù)分析我們可以查閱指定一段日期或某一天的5個典型農(nóng)場的風速、風向、空氣濕度、土壤濕度、大氣壓力、水面蒸發(fā)、光合有效輻射、光照強度、日照時數(shù)、降雨量等相關參數(shù)的實際情況，根據(jù)具體數(shù)據(jù)能反映農(nóng)田的基本情況，能讓農(nóng)業(yè)專家及時掌握農(nóng)田狀況，及時對農(nóng)田情況提出解決方法。

3.2.2 實時監(jiān)測

設計者可以通過遠程監(jiān)測系統(tǒng)，進行實時監(jiān)測，通過運行界面選擇實時監(jiān)測，可以對傳感器監(jiān)控的農(nóng)田進行實時監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測的界面，可以科學有效的對農(nóng)田當時狀況進行分析，看農(nóng)田的溫度、濕度、日照強度等指標是否適合農(nóng)田生長需要，遠程監(jiān)控系統(tǒng)的建設，為農(nóng)民增收提供了技術支持。

4 結(jié)語

基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)，為農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)提供了技術支持，解決農(nóng)村缺少農(nóng)業(yè)專家難題，尤其對提高農(nóng)民收入做出重要貢獻?，F(xiàn)在農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的應用范圍不廣，其主要適合大片作業(yè)，同一片土地種植一種作物，利用農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)更加科學實用，其具有一定應用價值和推廣價值，符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢。

[1]基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智慧農(nóng)業(yè)實施方案分析[J].彭磊. 無線互聯(lián)科技. 2015(21).

[2]物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的應用及前景展望[J].王向東,陳學斌,張愛敏. 農(nóng)學學報. 2016(01).

[3]我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展問題淺析與對策研究[J].劉陽. 物聯(lián)網(wǎng)技術. 2016(02).

[4]“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)+精準扶貧”模式研究——以秦巴山區(qū)為例[J].胡昌龍. 襄陽職業(yè)技術學院學報. 2016(03).

[5]“互聯(lián)網(wǎng)+”帶動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精準化[J].張元強. 中國農(nóng)墾. 2015(10).

[6]遠程可視化農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云服務技術在果蔬園區(qū)的應用研究[J].洪之奇,聶鵬程,黃凌霞,何勇. 浙江農(nóng)業(yè)科學.2015(12).

Research on remote monitoring system of agricultural environment based on Internet of things

Zou Cunzhi,Bai Na
(School of information engineering, Harbin Petroleum Institute,Harbin Heilongjiang,150027)

With the advent of the era of networking, networking technology applications more and more widely, now the industrial and agricultural production in all things in the application of technology, the application of networking technology in agriculture, promote agricultural production, strengthen the scientific management of agriculture, agricultural food production to improve technical support. This paper mainly expounds the research of agricultural environment remote monitoring system based on Internet of things from the implementation and operation of testing of agricultural environment remote monitoring system of agricultural environment structure design, function module design, remote monitoring system of agricultural environment remote monitoring system, remote monitoring system of hope for agricultural environmental experts and scholars to provide theoretical basis for the.

Internet of things; agricultural environment; remote monitoring system

鄒存芝（1980-），女，講師，碩士研究生，研究方向：電機調(diào)速與控制、傳感與檢測技術。

黑龍江省教育廳科學技術研究項目：云GIS計算在油罐遠程運輸安全檢測中的應用研究，項目編號：（12543039）。