李彬+陽妮

摘要：伴隨時代的發(fā)展和科學技術的不斷進步，農(nóng)業(yè)中的信息技術也變得越來越重要，特別是近幾年來隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的新發(fā)展，智能農(nóng)業(yè)也展現(xiàn)出了廣闊的發(fā)展前景。物聯(lián)網(wǎng)技術的應用在一定程度上轉變了傳統(tǒng)的以人為中心的農(nóng)業(yè)管理模式，也加快了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的步伐。

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智能農(nóng)業(yè)；系統(tǒng)

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術具體來講就是將各種各樣的傳感器組織起來構成傳感網(wǎng)絡，通過這些傳感器我們可以隨時隨地采集農(nóng)田信息，并把分析后的結果實時傳送給農(nóng)戶，讓他們做出最有利的決策，這樣農(nóng)民即便是不出家門，也可以隨時了解農(nóng)田信息。

一、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的概述

智能農(nóng)業(yè)是通過光照、溫度、濕度等無線傳感器，對農(nóng)作物溫室內的溫度、濕度信號以及光照、土壤溫度、土壤含水量、葉面濕度、露點溫度等環(huán)境參數(shù)進行實時采集，自動開啟或者關閉指定設備（如遠程控制澆灌、開關卷簾等）。同時在溫室現(xiàn)場布置攝像頭等監(jiān)控設備，實時采集視頻信號。用戶通過電腦或3G手機，隨時隨地觀察現(xiàn)場情況、查看現(xiàn)場溫濕度等數(shù)據(jù)和控制遠程智能調節(jié)指定設備?，F(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)，為農(nóng)業(yè)綜合生態(tài)信息自動監(jiān)測、對環(huán)境進行自動控制和智能化管理提供科學依據(jù)。

二、物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的關鍵技術

（一）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要應用了統(tǒng)一標識技術、RFID技術、傳感器技術、全球定位技術、地理信息系統(tǒng)、遙感監(jiān)測技術和環(huán)境監(jiān)測技術等，將高精度網(wǎng)絡攝像機和全球眼系統(tǒng)進行緊密融合，通過無線射頻網(wǎng)絡，對環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、土壤溫度、土壤濕度、光照等數(shù)據(jù)進行采集和控制。

（二）無線傳輸系統(tǒng)

無線傳輸系統(tǒng)涉及到的技術有互聯(lián)網(wǎng)技術、衛(wèi)星傳輸技術、三網(wǎng)融合技術、傳感網(wǎng)和通信網(wǎng)融合技術。其功能主要是將設備采集到的數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡傳輸?shù)椒掌魃希谶@一過程中，支持的傳輸協(xié)議主要有IPv4協(xié)議和IPv6協(xié)議。數(shù)據(jù)傳感器的上傳模式主要包括ZIGBEE和RS486兩種模式。

（三）數(shù)據(jù)存儲和處理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)通過采集系統(tǒng)收集后，經(jīng)過傳輸系統(tǒng)就到達了數(shù)據(jù)存儲和處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要負責對采集的數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)存儲和加工處理，然后進行精確化的分析，并以表格、曲線、圖表的形式展示給用戶，用戶可以在任何時間任何地點通過智能手機、PC等終端，可隨時隨地查詢和分析各種種植數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲和處理系統(tǒng)涉及到的技術主要有農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、中間件技術、云計算技術、系統(tǒng)集成技術、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)等。

（四）遠程控制系統(tǒng)

遠程控制系統(tǒng)主要由控制設備和繼電器控制電路組成，用戶通過智能手機、PC等終端，隨時隨地高效、精準地控制相應的農(nóng)業(yè)設施，包括卷簾、風機等空氣調節(jié)系統(tǒng)、照明遮陽系統(tǒng)和滴灌、噴淋等噴水系統(tǒng)等。控制系統(tǒng)涉及的技術主要有智能化農(nóng)機具系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)自動控制技術等。

三、物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的應用

（一）農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的體系結構

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的體系結構與物聯(lián)網(wǎng)的體系結構相對應，它也分為三個層次，分別是信息感知層、信息傳輸層和信息應用層。

信息感知層：主要功能是利用各種傳感器收集環(huán)境和土壤信息，并通過短距離傳輸技術傳輸收集到的數(shù)據(jù)，它作為三層架構的最底層，是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用的基礎，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的短距離傳輸技術有RFID技術、Wi-Fi、藍牙和有線傳輸技術將數(shù)據(jù)傳送到網(wǎng)關。

信息傳輸層：主要功能是處理和傳輸信息感知層中傳感器收集到的數(shù)據(jù)信息，并融合和擴展現(xiàn)有網(wǎng)絡，適合遠距離傳輸數(shù)據(jù)，能夠實現(xiàn)更加高效、更加安全的互聯(lián)功能。

信息應用層：主要功能是對感知層收集的數(shù)據(jù)信息進行融合、處理和分析，并通過各種終端設備與農(nóng)戶之間進行交互，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化和自動化。

（二）關鍵模塊設計

1.傳感器的數(shù)據(jù)采集

不同的傳感器通過RFID網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)的采集，本文主要使用溫度傳感器、濕度傳感器和CO2濃度傳感器，傳感器的放置位置對其獲取到的數(shù)據(jù)有一定的影響，因此，為了使得到的數(shù)據(jù)有效，一般傳感器放置在距離地面三分之一處，位置過高或過低，都會引起采集到數(shù)據(jù)的不精確，采用RFID無線射頻技術避免了有線網(wǎng)絡在農(nóng)田中設置的不方便。

2.物聯(lián)網(wǎng)管（DAAU）的設計

物聯(lián)網(wǎng)關（Data Analysis Acquisition Unit）簡稱DAAU，在本設計中，它通過無線網(wǎng)絡，與各種傳感器、攝像頭連接，并與DAAU服務器進行數(shù)據(jù)交互，DAAU服務器對DAAU發(fā)來的數(shù)據(jù)（通過TCP_Socket）進行解析和接收，將偵聽到的有效信息存儲到數(shù)據(jù)庫中。

3.Web服務器的設計

Web服務器是運行在服務器上的一套Web應用程序。用戶通過登錄Web站點進行訪問，對終端數(shù)據(jù)進行實時顯示、查詢和分析等操作。對于Web服務器的部署，首先需要添加IIS6.0配置文件，將用VisualStudio2008開發(fā)工具開發(fā)的程序安裝在Web服務器端，將用戶的業(yè)務處理集中到Web服務器端，從而減少用戶終端處理數(shù)據(jù)的壓力。

四、結束語

物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展為我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化提供了前所未有的機遇，也必將深刻影響現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的未來?，F(xiàn)階段，我國在運用物聯(lián)網(wǎng)來加快智能農(nóng)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)具備了一定的技術和產(chǎn)業(yè)化基礎，但是在智能農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術和標準體系等方面仍存在著一些問題，解決這些問題需要有政府、企業(yè)、農(nóng)民來共同完成，形成產(chǎn)業(yè)化才能更好地發(fā)展。可以預見，在不久的將來，物聯(lián)網(wǎng)必將會給農(nóng)業(yè)領域帶

來革命性的變化。

參考文獻

[1]張軍，尚敏，陳劍.基于3G技術的智能農(nóng)業(yè)遠程監(jiān)控與管理系統(tǒng)[J].計算機測量與控制，2011，19（5）：1058-1061.

[2]王冬.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].大連理工大學，2013.

[3]滕志軍，何建強，李國強.基于ZigBee的智能農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)設計[J].湖北農(nóng)業(yè)科學，2013，52（3）：681-684.