機會協作視角下農業物聯網大數據處理系統的構建思路

李賀強 王純龍 王瑩瑩

摘要

本文通過對我國環境復雜的農業物聯網通訊問題以及大數據的提取效率問題，提出了對策和辦法。根據農業發展的需求，全面分析了農業生產環境對無線網絡數據傳送的影響，并且建立了多層級式交互系統模型，以機會協作為前提，設計了物聯網大數據處理系統。

【關鍵詞】機會協作 農業物聯網 大數據處理

1 實現農業物聯網的大數據處理的意義

隨著現代無線通訊技術、物聯網應用技術、物聯網應用平臺的開發和發展，國內通過運用物聯網技術為當代農業發展構建重要扶持平臺，其成為了當代工業界、學術界、農業界的熱點研究對象。農業物聯網平臺不但能夠增強農業產品的產品質量，還能夠對其生產過程進行檢測和預警，并且可以改善我國農業的管理水準。另外，農業運用物聯網技術平臺能夠對傳統的農業生產流程進行升級，對農業生產過程中作物的灌溉、施肥、用藥等環節進行實時管控，提升現有資源利用效率，還能夠減少對自然環境的破壞，強化農業產物的疾病管控和疫情的預防，進而在確保農業產物產量的同時提升農業經濟效益，真正實現我國農業高效的現代化經營模式。由于在農業物聯網當中，需要監控的數據信息比較繁雜，信息量相對較大，如何能夠有效進行大量數據傳輸和處理成為了重要問題之一。所以，為了能夠使物聯網平臺技術更加充分地為智能型農業提供有效的技術支持，開發農業物聯網的大數據處理系統顯得十分重要。

2 農業物聯網大數據處理系統原理分析

為了進一步有效提升我國農業的現代信息化水平，完善農業各項綜合決策，促使農業生產成本降低，運用物聯網大數據處理技術，構建一個相關模型。農業物聯網大數據處理系統模型應該包含：自動適應農機設備控制、作業實時管控、環境數據采集等功能，進而使物聯網大數據技術得以充分融入農業產業鏈，打造智能化農業園區。

農業物聯網大數據處理系統模型是集合多種功能的高效智能化控制系統，其采用了分層級的設計構思，基于層級交互的科學設計理念，以單獨模型模塊為基礎運行單位，來實現其功能引導與邏輯結構拓展，進而使該處理系統具備交互性、延展性、合理性。該處理系統模型應該設計四級框架，包含大數據級、應用級、物理級、協調級。應用級能夠通過運用互聯網、移動互聯網為用戶提供有效服務，用戶能夠通過計算機或手機等客戶端設備訪問該系統來獲取服務；大數據級提供了四個板塊，它們分別是射頻識別數據標簽處理板塊、多樣性數據應用處理板塊、數據自適應管控板塊、數據傳感器處理調控板塊。協作級主要是利用機會協作通訊技術為上級應用，為大數據的傳輸提供有效保障.，物理級根據數據信息的采集辦法不同，主要可以分成不同類型的數據傳感器構成的二級異構傳感器組，可以采集不同種類數據的RFID標識構成。為了進一步實現數據間的共享和自動適應智能化的管控手段，在該系統中還需要設計多級交互接口。

另外，為了更有效提升數據信息的提取效率和精準度，在數據級創建可以存放多種類型信息數據的信息庫，進而實現對指定信息庫的多重條件搜索。同時對不同種類和環境的大數據，該處理系統采取了單表和多表相結合的綜合檢索模式。對綜合檢索反饋的結果再通過排序和過濾等數據處理辦法，利用協調級的機會協作技術發送給目標用戶。用戶能夠通過訪問不同種類的數據庫實現多種檢索方式，該級的各種數據庫完全可以提供內部所有信息的檢索功能，為用戶提供合理化的溝通模式和大數據可視化的分析結果。

3 淺析農業物聯網大數據處理系統的構建思路

農業物聯網大數據處理系統必須實現對農業物聯網的相關數據監測，該系統運用物聯網終端來獲取園區的環境信息，通過信息收集器匯聚有效信息資源，傳輸到農業物聯網網端，經過無線網絡將數據信息傳輸至服務器，現場工作人員也可以通過登錄終端系統獲取園區的視頻以及相關的環境信息，對園區環境進行管控，為農作物創造適宜的成長環境。

3.1 物聯網大數據處理系統監控管理

農業物聯網大數據處理系統的監控管理系統將園區的監控視頻信息，通過WI-FI、園區寬帶或者是3G/4G無線網絡上傳到云端服務器平臺，并且監控管理系統還具備歷史視頻數據查詢、視頻影像實時監控、視頻管控報警、GPS地圖導引防盜取等實用功能。

3.2 物聯網大數據處理系統數據采集

農業物聯網大數據處理系統的數據采集系統，運用ZigBee終端服務器節點將傳感系統采集的園區內環境信息參數（土壤水分、土壤溫度、空氣溫濕度、CO2濃度、光照等）通過無線網絡信息交互的方式綜合匯總傳遞到ZigBee的協調器上，該協調器485端口將園區內的環境信息參數傳輸給協調管控系統，再通過Wi-Fi、園區寬帶或者3G/4G無線網絡將采集來的信息傳輸到云端服務器上進行分類保存。

3.3 物聯網大數據處理系統數多元異構數據庫集合

因每個環節的傳感器獲取數據信息的結構都不相同，通過無線網絡通訊傳遞過來的數據信息必須要通過指定的數據信息適配處理器進行適配調整，最終得到統一的數據信息格式，再儲存到云端服務器的數據信息庫中，用戶可能通過手機APP或電腦Web網頁查看對應的實時數據信息。

3.4 異構數據統一接入融合機制的設計

傳感器提供的數據信息管理及接入方式的設計，是整體多源異構數據信息結合數據信息庫進行分析的關鍵功能。由于國內農業生產領域的應用較多，傳感器在針對不同領域時，會有不同的功能變化；傳感器對數據信息收集過程中，因為設計者的疏忽，可能會致使數據信息的格式完全不同，數據信息傳遞順序也會有很大差異。所以，農業物聯網大數據處理系統在數據信息接入系統之前，必須要構建合理的、適宜的數據信息適配器，進而完成傳感器的數據信息格式的匹配，獲得統一格式的數據信息，將其安裝在云端服務器上。針對以上提到的不同功能的傳感器設備，系統必要采用制定有針對性的特殊數據信息適配器。服務器端接到數據信息后，將數據信息分配給指定的適配器設備進行數據匹配，完成數據信息的匹配和解析工作。

參考文獻

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