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        基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)研究

        2020-11-02 02:36:18朱亞麗
        電腦知識與技術(shù) 2020年26期
        關(guān)鍵詞:系統(tǒng)架構(gòu)智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

        朱亞麗

        摘要:我國是農(nóng)業(yè)大國,而非農(nóng)業(yè)強國。信息通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展推動了農(nóng)業(yè)、制造業(yè)等行業(yè)的變革,掀起了“智慧+”的浪潮。將信息通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運用到生產(chǎn)、銷售過程中去顯得尤為重要。文本針對發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)種植的設(shè)想,研究了基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)種植銷售系統(tǒng),提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)種植銷售系統(tǒng)架構(gòu)。

        關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);智慧農(nóng)業(yè);系統(tǒng)架構(gòu)

        中圖分類號:TP393? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

        文章編號:1009-3044(2020)26-0240-02

        今年是我國全面建成小康社會目標(biāo)實現(xiàn)之年,也是全面打贏脫貧攻堅戰(zhàn)收官之年。突如其來的疫情讓我們措手不及,給經(jīng)濟帶來了損失。但是在黨的領(lǐng)導(dǎo)下,我們堅定信心,團結(jié)一致,沒有被問題和困難嚇倒。堅信疫情的沖擊只是短期的,現(xiàn)在我們所要做的是在不放松疫情防控的同時做好經(jīng)濟復(fù)蘇。疫情之后的經(jīng)濟如何復(fù)蘇呢?農(nóng)業(yè)是第一產(chǎn)業(yè),是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)。發(fā)展農(nóng)業(yè)在復(fù)蘇經(jīng)濟的一大舉措,有著舉足輕重的地位[1]。但是,現(xiàn)在越來越多的年輕人都奔赴城里就業(yè),放棄傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)種植。在人們傳統(tǒng)的觀念中,農(nóng)業(yè)種植耗時耗力而且收入低[2]。大多省市的農(nóng)業(yè)種植都由留守老人維持著。隨著城市的擴張,農(nóng)業(yè)種植土地也逐漸縮減。因此,我們迫切需要對農(nóng)業(yè)種植進(jìn)行轉(zhuǎn)型。

        隨著新一代信息通信技術(shù)的發(fā)展,全球范圍內(nèi)掀起了新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革[3-4]。以人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)等為代表的新型信息通信技術(shù)創(chuàng)新活躍,發(fā)展迅猛。若能將新一代信息通信技術(shù)運用到傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中,必將能推動農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈改造升級[5-6]。而NFC作為物聯(lián)網(wǎng)新興的短距離通信技術(shù),應(yīng)用很廣泛。本文中提出了基于NFC和物聯(lián)網(wǎng)融合的智慧農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)。

        1 NFC技術(shù)

        近場通信技術(shù)(NFC:Near Field Communication)是目前使用比較廣泛的新型的無線通信技術(shù),它的工作頻率是13.56MHz,通信距離大約在10cm左右,具有成本低、帶寬高、能耗低的特點[7]。NFC有三種工作模式,分別為點對點模式、讀卡器模式和卡模擬模式。相比于RFID技術(shù),NFC實現(xiàn)了讀寫的功能,而RFID只能實現(xiàn)讀取;雖然傳輸距離短但是安全度高且能耗低。NFC應(yīng)用很普遍,具備NFC功能的設(shè)備可以通過NFC技術(shù)相互連接,進(jìn)行數(shù)據(jù)交換[8]。目前,NFC主要的應(yīng)用為手機支付、NFC公交卡、NFC門禁卡、NFC虛擬電影票門票等。

        隨著近場通信技術(shù)的盛行,NFC技術(shù)已經(jīng)被大多數(shù)智能終端操作系統(tǒng)所接收。比如,谷歌發(fā)布的安卓操作系統(tǒng)4.1版本、Rim公司的黑莓手機,這兩款手機的操作系統(tǒng)上都使用了NFC技術(shù)。NFC技術(shù)逐漸成為智能手機平臺應(yīng)用的手段[9]。尤其隨著安卓操作系統(tǒng)的優(yōu)勢越來越突出以及操作系統(tǒng)的盛行,安卓操作系統(tǒng)受到眾多智能手機廠商的青睞,這就為基于近場通信技術(shù)(NFC)的應(yīng)用的普及和發(fā)展提供了可能。

        2 NFC技術(shù)在智慧種植系統(tǒng)中的優(yōu)勢

        將NFC 技術(shù)應(yīng)用于智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中,以物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)為基礎(chǔ),搭配智能終端,可以實現(xiàn)農(nóng)作物智能種植銷售。能夠全程監(jiān)控和管理每一種農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、銷售的過程,實現(xiàn)生產(chǎn)、加工、銷售過程中的消息無縫對接。種植過程中專家可以通過數(shù)據(jù)實現(xiàn)過程指導(dǎo),并將指導(dǎo)信息發(fā)送給農(nóng)戶,幫助農(nóng)戶事前預(yù)警,提高抗風(fēng)險能力。加工企業(yè)、銷售企業(yè)掌握每一個環(huán)節(jié)的信息。與此同時,客戶消費者在購買農(nóng)產(chǎn)品時能夠更加了解農(nóng)產(chǎn)品,還可以通過智能終端完成支付。

        3 基于NFC技術(shù)的智慧種植系統(tǒng)的總體設(shè)計

        本文對智慧農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計,總體架構(gòu)圖如圖1所示。

        基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)由農(nóng)戶Android智能終端應(yīng)用程序、專家端智慧農(nóng)業(yè)種植平臺、農(nóng)業(yè)種植中心服務(wù)器三個部分組成。

        農(nóng)戶Android智能終端應(yīng)用程序是農(nóng)戶實現(xiàn)智能種植的入口,農(nóng)戶通過使用該應(yīng)用程序進(jìn)行農(nóng)作物信息存儲、農(nóng)作物信息查詢、農(nóng)作物種植監(jiān)測、農(nóng)作物種植控制、農(nóng)產(chǎn)品買賣等功能。

        專家端智慧種植平臺主要用于農(nóng)戶將自己的種植的作物問題發(fā)送給專家,專家通過終端查看相關(guān)問題,給予系統(tǒng)的科學(xué)指導(dǎo),并將指導(dǎo)意見反饋給農(nóng)戶并上傳至種植中心服務(wù)器。

        農(nóng)業(yè)種植中心服務(wù)器用戶存儲各種農(nóng)作物信息、種植方法、農(nóng)產(chǎn)品信息等,采用云計算和大數(shù)據(jù)對內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,以便用戶在查詢時能給出合理的種植意見。

        4 基于NFC技術(shù)的智慧種植系統(tǒng)的實現(xiàn)

        4.1 農(nóng)戶Android智能終端應(yīng)用程序

        農(nóng)戶智能終端必須是嵌入有NFC芯片并且是Android操作系統(tǒng)的智能終端,該終端實現(xiàn)的功能如下。

        農(nóng)作物信息存儲:一年有四季,每一季可以種植多種不同的農(nóng)作物,每一種農(nóng)作物的生產(chǎn)習(xí)性各不相同。農(nóng)戶可以將種植過農(nóng)作物的生長習(xí)性信息存儲在數(shù)據(jù)庫中,方便查看。通過前后信息的對比改良生長方式,增加收入。

        農(nóng)作物信息查詢:該功能主要是通過終端程序查詢農(nóng)業(yè)種植中心服務(wù)器中數(shù)據(jù)。用戶可以根據(jù)氣候條件、所處地區(qū)、土壤條件設(shè)置3個篩選條件進(jìn)行查詢。農(nóng)業(yè)種植中心服務(wù)器會根據(jù)設(shè)置的條件向用戶推送最適宜種植的農(nóng)作物以及農(nóng)作物的生長條件、生長環(huán)境。通過最佳推送,可以防止農(nóng)戶盲目種植,避免了經(jīng)濟損失。

        農(nóng)作物種植監(jiān)測:該功能是通過布置多種類型的傳感器來監(jiān)測農(nóng)作物生產(chǎn)環(huán)境信息,如監(jiān)測土壤中的溫濕度、空氣中的溫濕度、光照強度、植物養(yǎng)分含量等參數(shù)。傳感器采集到的數(shù)據(jù)寫入NFC標(biāo)簽,應(yīng)用NFC讀寫設(shè)備將標(biāo)簽內(nèi)的數(shù)據(jù)匯集到服務(wù)器,服務(wù)器對數(shù)據(jù)處理和解析,并且將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給農(nóng)戶。等農(nóng)作物成熟后,農(nóng)戶將農(nóng)產(chǎn)品信息以及種植過程數(shù)據(jù)上傳至農(nóng)業(yè)種植中心,農(nóng)業(yè)種植中心存儲的數(shù)據(jù)可供消費者查看。

        農(nóng)作物種植控制:根據(jù)服務(wù)器傳送的植物生長環(huán)境數(shù)據(jù),對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,將有效的數(shù)據(jù)通過直觀的動態(tài)圖、圖表的形式展示給農(nóng)戶,同時根據(jù)服務(wù)器提供的數(shù)據(jù)處理結(jié)果對種植區(qū)進(jìn)行自動灌溉、降溫、液體肥料施肥、噴藥等智能控制。

        農(nóng)產(chǎn)品買賣:農(nóng)戶的經(jīng)濟收入取決于農(nóng)作物的收成。但是好的收成還得有好的銷售渠道。該功能給農(nóng)戶提供了銷售的農(nóng)產(chǎn)品的渠道,農(nóng)戶可以向農(nóng)作物種植中心提交需要銷售的農(nóng)產(chǎn)品,銷售中心會根據(jù)其他用戶的需求向客戶推送合適的農(nóng)產(chǎn)品,并且將種植過程數(shù)據(jù)發(fā)送給消費者,一旦訂單達(dá)成,農(nóng)戶可以通過NFC完成訂單支付。

        4.2 專家端智慧農(nóng)業(yè)種植平臺

        專家端智慧農(nóng)業(yè)種植平臺主要用于接收農(nóng)戶咨詢信息。傳統(tǒng)農(nóng)作物種植方法落后,效率低,大部分資源沒有被有效利用而隨地棄置,導(dǎo)致資源浪費并造成環(huán)境污染,整個種植過程缺乏系統(tǒng)的科學(xué)指導(dǎo)。構(gòu)建這個平臺之后,農(nóng)戶可以向?qū)<易稍兎N植過程的問題,專家給予正確的指導(dǎo),并且將指導(dǎo)意見打包傳送給農(nóng)戶,同時上傳至農(nóng)作物種植中心服務(wù)器。

        4.3 農(nóng)業(yè)種植中心服務(wù)器

        農(nóng)業(yè)種植中心服務(wù)器存儲各種農(nóng)作物信息、種植方法、農(nóng)產(chǎn)品信息。農(nóng)戶可以根據(jù)氣候條件、所處地區(qū)、土壤條件設(shè)置3個篩選條件進(jìn)行查詢適合種植的農(nóng)作物,避免盲目種植,造成經(jīng)濟損失。同時種植中心服務(wù)器還會存儲專家上傳的指導(dǎo)意見,并對數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析,推送給需要的客戶。用戶在終端買賣農(nóng)產(chǎn)品時,一旦訂單達(dá)成,種植中心服務(wù)器會解析賬單,并與銀行服務(wù)器交互,完成支付。

        基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)功能齊全,打破了傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)種植和銷售方式, 彌補了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的不足。

        5 結(jié)語

        本文為基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)提供了一個切實可行的系統(tǒng)框架,通過該系統(tǒng)可以實現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)種植和銷售。解決了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植難、種植累、銷售難的問題。隨著信息通信技術(shù)的發(fā)展,智慧農(nóng)業(yè)也是未來發(fā)展的趨勢。

        參考文獻(xiàn):

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        [9] 秦洪濤.對于NFC移動通信終端的發(fā)展研究[J].數(shù)字通信世界,2018(5):133+117.

        【通聯(lián)編輯:光文玲】

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