基于三網融合的農業生產控制系統的研究

管 頡

（南京財經學校）

農業生產控制系統目前尚處于研發階段，整個市場并不成熟。精細農業生產利用無線傳感網絡實現對農作物生長環境實時監控，但依舊沒能將農業從業人員從農業生產環境中解脫出來，依舊無法做到隨時隨地進行實時監控。隨著農村通信設施逐步改善，本文將借助于3G 網絡，開發一套基于Android 平臺的農業生產監控軟件，進而實現隨時隨地對生產進行監控的能力。

第一章 緒論

一、課題研究背景

農村信息化是通訊技術和計算機技術在農村生產、生活和社會管理中實現普遍應用和推廣的過程。農村信息化是社會信息化的一部分，不僅包括農業信息技術，還包括微電子技術、通信技術、光電技術等在農村生產生活管理等方面普遍而系統應用的過程。借助于農村信息化，傳統農業將會迎來新的挑戰和機會，農村信息化也是傳統農業發展的必然趨勢。本文旨在利用無線網絡、計算機網絡、通信網絡實現一個易用性強、可實時交互、遠程控制的溫控系統。

二、生產控制系統概述

整個系統在結構和功能組織上分為以下幾個部分：

1.無線傳感器網絡；

2.Web 網站服務器；

3.Android 手持終端軟件。

無線傳感網絡由隨機分布的集成有傳感器、數據處理單元和通信模塊的微小節點構成，利用各個節點內置的傳感器測量其周邊環境的熱、紅外等信號，進而獲得包括溫度、濕度、光強度、加速度等眾多物理信號，此外還可以對節點進行反饋控制。

Web 網站服務器模塊主要需要實現在瀏覽器端和手持終端的數據監控和反饋控制功能，實現終端部分實時動態信息的展示，Android 手持終端軟件則通過通信網絡，實現隨時隨地對信息的獲取。

第二章 國內外研究現狀及研究的內容

一、國內外研究現狀

近年來，國外如新西蘭、以色列、荷蘭等國在設施農業中研究和生產方面已達到很高的水平。我國近年來，塑料大棚和日光溫室為主體的設施農業正迅速發展。與國外相比，科技含量低、勞動強度大、生產水平和效益低下等問題依舊存在。因此，迫切需要改進現有農業技術，進一步提高我國農業設施的整體水平。

要實現高水平的農業設施，涉及眾多關鍵技術，環境信息的獲取也是關鍵技術之一。開發性能價格比高的設施農業用傳感器是當務之急，傳感器技術已經發展為21 世紀的一項重要技術，重視傳感器在設施農業中的應用是勢在必行的。

目前而言，國內外針對傳感器、傳感器網絡與通信網絡的研究項目很多。針對傳感器與通信網絡的研究和實現已經成為該領域的熱點之一，相信在不久的將來，隨著網絡觸手可及和設備高度智能化，傳感器網絡與通信網絡將會扮演著著至關重要的角色。

二、課題研究的內容及意義

隨著農村信息化以及三網融合的不斷發展，農村通信基礎設施已得到了迅猛發展，利用互聯網進行信息發布和資源的共享已變得越來越成熟。但是，目前我國農業整體技術水平還比較低下，還具有長足的發展空間，農業生產整體上停留在粗放型、勞動密集型水平，產業技術投入有待增加。利用農村信息化和三網融合工程，將新技術投入農業生產，將有助于實現精細農業生產，提高農業生產水平。

在無線傳感網、Internet、移動3G 網三網融合的背景下，開發出一套系統，利用這套系統可以更好地實現對農作物生長環境進行遠程管理和監控，降低用戶勞動強度提高生產效率。為現代化農業設計一個良好的方案來降低農業成本，提高管理效率，促進農民增產增收。

第三章 系統總體架構及相關技術分析

農業三網融合系統通過無線傳感網絡收集農作物生長過程中的各項物理參數及時了解農作物的生長環境。整個系統主要涉及無線傳感網絡、因特網、通信網，環境信息通過無線傳感網絡傳輸至數據服務器，數據從數據服務器經由因特網傳輸至數據庫，Web服務器、數據庫服務器、Socket 服務器通過小型局域網進行部署，手持終端通過通信網絡連接至Socket 服務器。本系統采用先進的無線傳感器網絡技術對農作物的生長環境進行實時、連續的監測，保證農作物的產量及質量。從而實現農業生產的精準化控制，并且為農業科研提供大量寶貴的監測數據。

所謂“三網融合”，是一種廣義的、社會化的說法，在現階段它并不意味著電信網、計算機網和有線電視網三大網絡的物理合一，而主要是指業務應用的融合。三大網絡通過技術改造，能夠提供包括語音、數據、圖像等綜合多媒體的通信業務。

21 世紀是社會高度信息化、經濟高度知識化的時代，知識和信息已成為經濟發展的基本因素。農業信息技術作為新的農業科技革命的先導，在促進未來農業生產和整個農業科技進步中將起到全局推動作用。因此，積極開展農業信息技術的研究應用，使高新技術為農業服務，對于全面實施“科教興國戰略”具有重大意義。

第四章 總結與展望

一、總結

本文考慮我國設施農業環境監測技術的實施現狀，實現了一個基于三網融合的系統，實現對農作物生長環境進行監控，精化農業生產活動，進而提高農業生產效率。本文工作目的采用當今流行的無線傳感器網絡技術，設計實現了低成本的、高速率遠程訪問控制的環境監測系統，為農業生產活動提供一套智能管理方案。

二、下一步工作展望

本文設計的環境監測系統還存在較多不足，有待進一步地改進及完善，在今后的研究中，可以增加更多的傳感器接口種類，使環境監測內容更加豐富。同時在硬件資源上，可以做更深入地挖掘使系統功能更加完備；在系統功耗上也可以作進一步的優化。

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