物聯網技術在智能農業中的應用探討

李彬+陽妮

摘要：伴隨時代的發展和科學技術的不斷進步，農業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網技術的新發展，智能農業也展現出了廣闊的發展前景。物聯網技術的應用在一定程度上轉變了傳統的以人為中心的農業管理模式，也加快了農業現代化發展的步伐。

關鍵詞：物聯網；智能農業；系統

農業物聯網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絡，通過這些傳感器我們可以隨時隨地采集農田信息，并把分析后的結果實時傳送給農戶，讓他們做出最有利的決策，這樣農民即便是不出家門，也可以隨時了解農田信息。

一、農業物聯網的概述

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

二、物聯網在智能農業中的關鍵技術

（一）數據采集系統

數據采集系統主要應用了統一標識技術、RFID技術、傳感器技術、全球定位技術、地理信息系統、遙感監測技術和環境監測技術等，將高精度網絡攝像機和全球眼系統進行緊密融合，通過無線射頻網絡，對環境溫度、環境濕度、土壤溫度、土壤濕度、光照等數據進行采集和控制。

（二）無線傳輸系統

無線傳輸系統涉及到的技術有互聯網技術、衛星傳輸技術、三網融合技術、傳感網和通信網融合技術。其功能主要是將設備采集到的數據，通過網絡傳輸到服務器上，在這一過程中，支持的傳輸協議主要有IPv4協議和IPv6協議。數據傳感器的上傳模式主要包括ZIGBEE和RS486兩種模式。

（三）數據存儲和處理系統

數據通過采集系統收集后，經過傳輸系統就到達了數據存儲和處理系統，該系統主要負責對采集的數據進行系統存儲和加工處理，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據。數據存儲和處理系統涉及到的技術主要有農業數據庫系統、中間件技術、云計算技術、系統集成技術、農業專家系統和管理信息系統等。

（四）遠程控制系統

遠程控制系統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業設施，包括卷簾、風機等空氣調節系統、照明遮陽系統和滴灌、噴淋等噴水系統等。控制系統涉及的技術主要有智能化農機具系統和農業自動控制技術等。

三、物聯網在智能農業中的應用

（一）農業物聯網的體系結構

農業物聯網的體系結構與物聯網的體系結構相對應，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境和土壤信息，并通過短距離傳輸技術傳輸收集到的數據，它作為三層架構的最底層，是農業物聯網應用的基礎，農業物聯網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據傳送到網關。

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據信息，并融合和擴展現有網絡，適合遠距離傳輸數據，能夠實現更加高效、更加安全的互聯功能。

信息應用層：主要功能是對感知層收集的數據信息進行融合、處理和分析，并通過各種終端設備與農戶之間進行交互，實現農業生產的智能化和自動化。

（二）關鍵模塊設計

1.傳感器的數據采集

不同的傳感器通過RFID網絡進行數據的采集，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據有一定的影響，因此，為了使得到的數據有效，一般傳感器放置在距離地面三分之一處，位置過高或過低，都會引起采集到數據的不精確，采用RFID無線射頻技術避免了有線網絡在農田中設置的不方便。

2.物聯網管（DAAU）的設計

物聯網關（Data Analysis Acquisition Unit）簡稱DAAU，在本設計中，它通過無線網絡，與各種傳感器、攝像頭連接，并與DAAU服務器進行數據交互，DAAU服務器對DAAU發來的數據（通過TCP_Socket）進行解析和接收，將偵聽到的有效信息存儲到數據庫中。

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，對終端數據進行實時顯示、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開發工具開發的程序安裝在Web服務器端，將用戶的業務處理集中到Web服務器端，從而減少用戶終端處理數據的壓力。

四、結束語

物聯網的快速發展為我國農業現代化提供了前所未有的機遇，也必將深刻影響現代農業的未來。現階段，我國在運用物聯網來加快智能農業的發展已經具備了一定的技術和產業化基礎，但是在智能農業物聯網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、農民來共同完成，形成產業化才能更好地發展。可以預見，在不久的將來，物聯網必將會給農業領域帶

來革命性的變化。

參考文獻

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