一種小型化智能農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)的設(shè)計

文/劉東升，鄄城縣箕山鎮(zhèn)政府

一種小型化智能農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)的設(shè)計

文/劉東升，鄄城縣箕山鎮(zhèn)政府

隨著當(dāng)前國內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展和完善，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，智能化已經(jīng)作為一種新型的管理模式對農(nóng)業(yè)的各個環(huán)節(jié)進行了科學(xué)的管控，不僅降低了人力成本的投入，而且還進一步提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，從而推動了我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展。本文根據(jù)當(dāng)前國內(nèi)農(nóng)業(yè)分布狀況，設(shè)計了一種小型農(nóng)業(yè)智能農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)，它能夠幫助人們監(jiān)測數(shù)據(jù)，查詢數(shù)據(jù)，同時協(xié)助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

小型化智能；農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)；設(shè)計分析

隨著當(dāng)前經(jīng)濟的發(fā)展，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中如果過多的使用人力，就意味著人力成本投入的提高。目前科學(xué)技術(shù)日新月異，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，利用科學(xué)技術(shù)能夠最大程度的降低人力成本的投入，獲取更大的價值。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式無法人們?nèi)找嬖鲩L的需求，運用科學(xué)技術(shù)實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理智能化，使得人能夠最大限度的利用可以推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，通過自動化智能技術(shù)檢測作物生長，控制設(shè)備調(diào)節(jié)和控制環(huán)境，從而影響作物的生長。

1 基于智能農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)的組件和構(gòu)成分析

能農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)整體上包括上位機顯示控制部分和數(shù)據(jù)讀卡器，以及部分。通常，人們在溫室中將作物生長環(huán)境參數(shù)獲取收集器均勻的安裝在合適的位置這個裝置將光感應(yīng)器、二氧化碳感應(yīng)器、以及空氣濕度傳感器集成到一體，從而對溫室中的作為生長所必須的環(huán)境條件及其參數(shù)進行收集，同時將獲取到的數(shù)據(jù)信息，利用無線方式電傳到管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)讀卡器。當(dāng)然對于數(shù)據(jù)讀卡器而言，它的安置位置要按照無線傳輸?shù)挠行Ь嚯x來科學(xué)確定，讀卡器部分的裝置對數(shù)據(jù)信息完成分析后，在將處理后的數(shù)據(jù)上傳到上位機控制部分。在確保管理系統(tǒng)真題布局合理科學(xué)的條件下，同時便于數(shù)據(jù)信息有效傳輸，要把讀卡器設(shè)計成以網(wǎng)口的形式和上位機進行準(zhǔn)確的通信。而上位機則利用可視化界面將環(huán)境數(shù)據(jù)信息有效的顯示，并實時將監(jiān)控命令發(fā)送出去。其中監(jiān)控命令是利用讀卡器中的數(shù)據(jù)對溫室中相關(guān)設(shè)備進行控制，從而完成整個環(huán)境系統(tǒng)的智能監(jiān)控和管理[1]。

2 智能管理系統(tǒng)所必須的軟件設(shè)計分析

智能管理系統(tǒng)所需要的軟件的設(shè)計重點是涉及到上位機及其顯示控制端，和讀卡器軟件。下文的內(nèi)容是關(guān)于智能系統(tǒng)中的上位機軟件和讀卡器控制軟件的設(shè)計分析。

（1）基于上位機軟件的分析

上位機軟件部分作為小型化智能農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)的中的監(jiān)控環(huán)節(jié)，它的重要功能是實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀卡器的有效通信、數(shù)據(jù)信息的界面顯示、相關(guān)設(shè)備參數(shù)的配置、以及中央系統(tǒng)的控制和數(shù)據(jù)信息的備份，特殊情況報警提示功能。

當(dāng)管理系統(tǒng)運行后，相關(guān)的通信模塊就會實現(xiàn)上位機和讀卡器間的數(shù)據(jù)信息的傳輸，這個傳輸使用的是現(xiàn)行的TCP/IP協(xié)議端口，上位機軟件在其設(shè)計過程中使用的Select表達函數(shù)已利用相關(guān)方式對所有的讀卡器的IP進行準(zhǔn)確的查詢，從而使得上位機可以和多個讀卡裝置同時通信。而管理系統(tǒng)的界面是為了能夠?qū)h(huán)境信息的相關(guān)參數(shù)實時的顯示出來完成人機交互，從而使得操作更人性化。在上位機軟件的開發(fā)工程中，研究人員使用的是VC6．0作為工具。參數(shù)設(shè)置涉及到系統(tǒng)運行方式和參數(shù)設(shè)置范圍等方面。而數(shù)據(jù)備份模塊則是對讀卡器上傳的信息數(shù)據(jù)進行備份，操作行為監(jiān)控數(shù)據(jù)的存儲，以及提供數(shù)據(jù)查詢等。智能管理系統(tǒng)控制實現(xiàn)人機控制和無人自動控制是利用自動數(shù)據(jù)表中的異常現(xiàn)自動采用合適的處理方式。其中報警模塊則是利用顯示等的閃爍通知研究人員是否正常[2]。

（2）基于讀卡器的設(shè)計分析

本管理系統(tǒng)的讀卡器使用的軟件整體上涉及到相關(guān)設(shè)備驅(qū)動程序、設(shè)備控制程序、相關(guān)數(shù)據(jù)處理和信息通信這幾方面。其中最重要的是設(shè)備驅(qū)動控制程序。設(shè)備驅(qū)動控制程序能夠?qū)⒆x卡器軟件的外部硬件和內(nèi)部內(nèi)核有效的關(guān)聯(lián)，工作人員不必要搞清楚設(shè)備驅(qū)動的具體驅(qū)動，只需要利用調(diào)用驅(qū)動的函數(shù)就可以實現(xiàn)外部接口的有效監(jiān)控。本智能管理系統(tǒng)所采用的具體驅(qū)動程序涉及到包括控制射頻模塊的SPI驅(qū)動，也涉及到和上位機實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)端口相關(guān)驅(qū)動，系統(tǒng)所使用的Linux操作系統(tǒng)已經(jīng)包括了SPI接口函數(shù)和網(wǎng)絡(luò)調(diào)用函數(shù)，在設(shè)計的時候僅僅將這個系統(tǒng)放入內(nèi)核就可以。其中讀卡器是利用SPI接口將射頻模塊的相關(guān)操作做具體的配置和設(shè)定，從而發(fā)揮其與射頻芯片的數(shù)據(jù)信息的接受和發(fā)送的功能。

3 智能農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)的后續(xù)設(shè)計測試流程

當(dāng)智能管理系統(tǒng)和電源接通后，工作人員將系統(tǒng)軟件的界面開啟，系統(tǒng)軟件的狀態(tài)區(qū)中將會顯示“已連接”的說明，這表示上位機和讀卡器已經(jīng)實現(xiàn)準(zhǔn)確的連接，工作人員可以在具體的設(shè)置區(qū)域中把系統(tǒng)的工作模式具體設(shè)置為人機操作模式和無人自動控制模式，然后按照程序?qū)厥业臏囟取⒖諝鉂穸取⒍趸紳舛群凸庹者@幾個方面的參數(shù)進行實時監(jiān)控，工作人員將具體的參數(shù)設(shè)定在作為需要的正常值。等參數(shù)完成具體的設(shè)置后，管理系統(tǒng)的上位機軟件便開始運行實時監(jiān)控，而且還將數(shù)據(jù)信息傳輸至讀卡器，讀卡器利用無線模塊裝置對環(huán)境信息進行實時采集，并將數(shù)據(jù)根據(jù)時段變化上傳到上位機，上位機界面的“顯示區(qū)位置”可以將數(shù)據(jù)參數(shù)有效的顯示出來，并且還還有變化趨勢等，若環(huán)境信息出現(xiàn)異常情況，顯示區(qū)會將異常的時點標(biāo)記出來[3]。

如果系統(tǒng)在無人模式運行的時候讀卡器則會發(fā)送警報信息，上位機自動查詢異常數(shù)據(jù)表，并發(fā)出相關(guān)的指令，及時自動處理。如果在人機操作的時候，工作人員能夠利用手動控制區(qū)對異常節(jié)點的區(qū)域的參數(shù)做及時的調(diào)整。當(dāng)以上測試過程完畢后，出具具體的測試報告。

4 結(jié)語

文章根據(jù)我國的實際情況，針對國內(nèi)小型化的溫室設(shè)計了一種小型化的智能農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用了傳感器技術(shù)和計算機軟件系統(tǒng)，以及自動化技術(shù)，對溫室環(huán)境實時控制，本文還具體闡述了農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)的整體組成部分和主要部分的軟件設(shè)計，最后進行了智能農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)的測試，該系統(tǒng)功能齊全，操作簡單，裝置集成化，能夠有效的推動溫室農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

[1]張安然．一種小型化智能農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)的設(shè)計[J]中國農(nóng)機化學(xué)報，2014(4):242-245．

[2]章若冰．基于MSP430和RFID的小型化智能農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J]電子設(shè)計工程，2016(22)：180-182．

[3]楊宇超．基于RFID的小型化智能農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)[J]工程技術(shù)，2016(3):10-10．