基于物聯網的農業氣象監測的實現探討

吳立群

摘 要：近幾年，隨著科技水平的顯著提升，物理網技術得到了迅猛的發展，對于各行各業的進步提供了一個基礎性的作用。農業氣象監測部門在這樣的背景下也極大地提高了工作效率。尤其是無線農業氣象監測系統的建立在對信息進行實時、高效傳播的基礎上，為數據共享的實現做出了極大的貢獻。本文在對物聯網以及氣象數據進行簡要介紹的基礎上，詳細分析了氣象監測系統技術的選擇，希望為相關部門提供一個有價值的參考。

關鍵詞：物聯網 農業氣象監測 電子標簽 數據組網 實現

引言

近年來，經濟的進步為物聯網技術的發展提供了一個全新的契機，使得各行各業在解決相關問題時都有了全新的方法。農業氣象部門也借助這一發展大勢，不斷引進物聯網技術，從而使得相應農業信息的及時性、準確性以及可靠性大大提升，為農業工作的開展奠定了堅實的基礎。現有計算機網絡技術在不斷的拓展當中就形成了物聯網，它在將所有物體連接起來的前提下，實現了全方位的監控，最終為生產力水平的不斷提升打下堅實的基礎[1]。

一、物聯網與互聯網技術的聯網

在不斷的發展中，將更多的物體與現有計算機網絡以及移動通信實現可靠的連接，進而對物體以及數據進行直接、全方位的控制是物聯網最終的形態[2]。這項技術的應用包括計算機的IP地址、手機的SIM卡等等，它的目的主要是進行身份的識別，為后續相關工作的進行打好基礎。但是受科技水平的限制，目前，我國的物聯網都局限于小型的、機構本身的、獨立的網絡，具有多樣性的特點，不利于展開全局性的監控工作。但是農業工作范圍廣，這樣的特點對于物聯網在農業當中的應用產生了很大的限制，因此本研究引進了帶有電子標簽的身份識別，為農業工作的順利開展打下堅實的基礎。

二、帶有電子標簽的氣象數據

氣象監測數據應該以系統化為終極目標，因此為了達到這樣的效果就應該首先將監測節點連接到整個網絡當中，為后續的身份識別打好基礎。另外要根據農業信息的不同性質對監測網絡以及監測數據進行細化。但是這樣的氣象監測數據也存在某些缺陷，比如對于那些相似的氣象監測數據，這一系統無法做出正確的區分。此外，監測環境的不同也會對相同的監測數據產生不同程度的影響。因此在開展這項工作的時候就應該切實做好身份識別，從而使得內部信息的獲取更加精準。

但是目前，從農業監測的角度來講，統一的身份識別標準是不存在的，因此就應該將通用的身份信息數據結構設計作為目前的重點工作之一，進而使得不同的監測節點能夠被建立起來，使得用戶依據自己特殊的需求去建立相關的氣象監測系統，實現信息的綜合共享。但是應該注意的是，移動終端在這個過程中發揮著重要的責任，它不僅可以查看附近存在的監測系統，而且對于氣象數據的獲取、氣象數據的查看都相當重要[3]。

三、氣象監測系統的技術選擇

（一）氣象監測系統的構建

身份識別只是氣象監測系統構建的基礎步驟，完成這一步驟之后，才可以進行模型的選擇等工作，進而在此基礎上進行有效組網以及現有網絡的有效連接。首先，傳感器技術應該應用到感知層當中，為嵌入式系統的構建打下堅實的基礎；其次，“物體”網絡層當中也應該引進相關的智能處理功能，從而使得傳感器的網絡技術得到最佳的應用。最后，上述工作完成之后，將網關節點與監控主機進行連接，然后將獲取的信息傳輸到監控主機與Internet當中，實現信息的有效共享。在這樣的身份識別過程中沒有電子標簽的有效應用，主要是由于這一過程中缺乏相關的載體所決定的。整個氣象監測系統的構建過程對于氣象監測部門成本的縮減相當關鍵。另外，應該進行應用層的構建，在對氣象數據進行監控的過程中，系統可以定期自行獲取相關信息，然后進行自主的分析處理，為后續工作的開展起到基礎性的作用。

（二）農業氣象監測網絡的通信協議

每個既定的網絡系統都會存在一個通信協議，從而實現對于信息的自行監測和定位。而農業氣象監測網絡中通信協議的存在主要是為了完成信息的傳輸。無線傳感器網絡技術以通信方式的角色存在，再加上紅外、藍牙等相應的設計就可以實現無線通信協議的有效構建。但是上述設計在實際工作的過程中并不符合規模大、功耗大的特點，因此ZigBee協議在這樣的網絡中就會發揮出應有的作用。該協議包括兩個方面的設備——Full Function Device（FFD）和Reduced Function Device（RFD）。兩種設備的簡易程度不一，而且前者比后者擁有更大的內存，進而就可以完成更多的功能。協調器節點、終端節點以及路由器節點是網絡節點的三種不同身份[4]。第一，協調器節點一般只有一個，它的主要作用是建立相應的網絡，為后續工作的開展打好基礎；第二，多個路由器節點可以在相互配合的過程中實現與終端節點的有效連接；如果需要，它還可以完成數據轉發等不同的任務；第三，除上述兩種節點之外的節點為終端節點，它可以不通過任何連接而實現對于網絡的直接加入，主要負責數據的傳輸以及通信的實現。

綜上所述，物聯網相關設備的特點與無線傳感器網絡需求相符，而且對于氣象監測環境的有效運行具有很重要的作用。氣象數據的傳輸是整個工作當中最重要的一個部分。但是在實際工作當中各個節點所需要數據量不是很大，因此只要較低的速率就可以實現。不同節點與網絡協議在相互配合的過程中可以形成很大規模的網絡，大大提高監測效率以及質量，為監測系統的穩定性打下堅實的基礎。

四、結語

總之，在科技水平不斷提升的今天，我國的農業化建設進程面臨著巨大的發展機遇，對于我國國民經濟的又好又快發展相當關鍵。本文通過對ZigBee協議下的小型傳感器網絡設計進行全方位的介紹和分析，希望為相關部門提供一個有價值的參考。在這樣的基礎上，物聯網技術的優勢得到了明顯的體現，除了農業，相信以后這一技術在其他行業以及部門也會得到更加廣泛的應用。

參考文獻

[1]趙天毅.物聯網技術在我國農業上的應用之我見[J].科技視界.2016（07）.

[2]劉穎.物聯網在農業中的應用及前景展望[J].信息與電腦（理論版）.2016（06）.

[3]惠為民，周亞軍，丁波.農業物聯網平臺構建[J].農業與技術.2016（08）.

[4]胡震.物聯網技術在現代農業中的應用研究[J].濱州職業學院學報.2016（Z1）.endprint