孫立東

1 遠(yuǎn)程農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能

中心站應(yīng)用軟件和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是構(gòu)成遠(yuǎn)程農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)的兩大部分，并通過(guò)不同功能推進(jìn)著系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。傳感器節(jié)點(diǎn)、傳感器網(wǎng)絡(luò)等站點(diǎn)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絀nternet網(wǎng)絡(luò)，傳輸?shù)街行恼军c(diǎn)，中心站點(diǎn)則由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、通訊服務(wù)器三大部分共同構(gòu)成。

1.1 中心站軟件

其中中心站軟件由 C/S 、B/S 兩種體系架構(gòu)而成，主要功能有信息獲取、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)顯示、報(bào)警提示、記錄統(tǒng)計(jì)、歷史查詢、系統(tǒng)配置和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等，具體功能分工見(jiàn)表1。

1.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)

由圖1所示，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是復(fù)雜的，由不同遠(yuǎn)程站點(diǎn)構(gòu)成，主要作用是數(shù)據(jù)采集，其中遠(yuǎn)程農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)信息的遠(yuǎn)程站點(diǎn)包括果園、大田、養(yǎng)殖場(chǎng)、溫室等多個(gè)站點(diǎn)。同一站點(diǎn)由一個(gè)匯聚點(diǎn)與多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，包括數(shù)字傳感器與模擬傳感器，一般一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)可同時(shí)監(jiān)測(cè)光照、溫度、濕度、露點(diǎn)等多個(gè)參數(shù)，具有重要的樞紐作用。GPRS網(wǎng)絡(luò)與Internet網(wǎng)絡(luò)相連接，共同實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸工作。

2 遠(yuǎn)程農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)

ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)有低功耗、低成本、近距離等明顯技術(shù)優(yōu)勢(shì)，以基于 ZigBee技術(shù)的CC2430芯片為核心構(gòu)建無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，能夠充分發(fā)揮CC2430方便和多種傳感器與外圍設(shè)備接口、無(wú)線數(shù)據(jù)采集功能強(qiáng)大、性價(jià)比高、使用簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，在進(jìn)行遠(yuǎn)程農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)時(shí)優(yōu)先選用CC2430芯片構(gòu)建。采用模擬式傳感器或者數(shù)字式傳感器與CC2430傳感節(jié)點(diǎn)相連接，增強(qiáng)設(shè)備的電力持久。采用RS232與CC2430匯聚節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)，通過(guò)GPRS 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸終端進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)，如圖1 所示。

2.2 中心站應(yīng)用軟件

中心站應(yīng)用軟件主要是C/S和B/S兩種軟件體系架構(gòu)。

2.2.1 關(guān)鍵類

其中關(guān)鍵類軟件分為模型類和主要功能類，關(guān)鍵類軟件的構(gòu)造方法主要為“public Sensor（ ）”與“public Sensor （ String style， float alert_h ， floata lert_l ）”，通過(guò)默認(rèn)傳感器對(duì)象是報(bào)警上下限為0、當(dāng)前測(cè)量值為0的溫度傳感器與報(bào)警上下限初始化，其他屬性保持默認(rèn)值的傳感器進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。主要操作是通過(guò)不同傳感器的屬性設(shè)置與獲取方法， 如傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)的設(shè)置、 獲取方法完成的。

2.2.2 軟件模塊

軟件模塊設(shè)計(jì)主要涉及基于C/S 架構(gòu)的數(shù)據(jù)采集部分、通信協(xié)議、統(tǒng)計(jì)查詢、系統(tǒng)配置等部分，還有基于B/S 架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)部分。主要設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)是通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線顯示等環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的，stationsChart是曲線圖形面板 Re-alTimeChart 的對(duì)象數(shù)組，在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中站點(diǎn)個(gè)數(shù)由stationsChart 的長(zhǎng)度確定。

2.3 運(yùn)行結(jié)果

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)濕度、溫度、光照、 露點(diǎn)等多個(gè)參數(shù)。通過(guò)遠(yuǎn)程農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，中心站與農(nóng)田地址建立連接，可在遠(yuǎn)程界面上獲得實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)， 享受多種服務(wù)功能。

隨著農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與農(nóng)作物產(chǎn)量需求的增大，遠(yuǎn)程農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)得到了廣泛應(yīng)用。遠(yuǎn)程農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)通過(guò)將遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與數(shù)據(jù)顯示相結(jié)合，對(duì)科技農(nóng)業(yè)、數(shù)字農(nóng)業(yè)、防治病蟲害等多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了應(yīng)用，具有遠(yuǎn)程、存儲(chǔ)、查詢、統(tǒng)計(jì)等多個(gè)功能，極大地便利了農(nóng)業(yè)的發(fā)展控制，有利于我國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

（作者單位：154002黑龍江省農(nóng)墾科學(xué)院測(cè)試化驗(yàn)中心）