基于物聯網的大田農業監測系統設計

汪姚強 吳名功 霍星

摘要 針對大田農業面積廣、監測點多、監測設備布線和供電困難的現狀，結合物聯網技術的優勢，設計一種基于物聯網的大田農業監測系統。感知層選用各類無線傳感器采集環境數據；傳輸層的物聯網網關的通信利用433 MHz無線波段和GPRS網絡；融合層對原始數據進行解析、過濾、存儲等處理；應用層的數據管理平臺實現數據實時展示和可視化，對外接口實現數據共享。實驗結果表明，該系統能很好地適應大田實際環境，并對大田環境進行有效監測，有效降低了人工成本和管理難度，具有良好的實用性。

關鍵詞 物聯網；大田；農業；監測；系統

中圖分類號 S126 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2018）21-0197-03

Abstract In view of the fact that the area in the field is too wide，the monitoring points are too many，wiring and power supply of equipments are difficult，considering the advantages of the Internet of Things technology，this paper designs an agricultural monitoring system in filed based on Internet of Things.First，the perception uses various types of wireless sensors to collect environmental data.Then the gateway in transport layer uses 433MHz wireless band and GPRS network.Next the convergence layer analyzes and filters and stores original data.Finally in the application layer，data management platform achieves display of realtime data and visualization，and the external interface achieves data sharing.The experimental results show that，the system can adapt to the field environment well，and monitor the field environment effectively，greatly reducing labor costs and management difficulties，so it has good practicality.

Key words Internet of things；Field；Agriculture；Monitor；System

我國是農業大國，用占世界7%的耕地養活了22%的人口[1]。將先進的科學技術應用于傳統農業，可保質增產，降低生產成本。

物聯網（internet of things，IoT）指一個由信息傳感設備和互聯網結合而成的用于實現萬物互聯的巨大網絡[2]。隨著研究的深入，物聯網被逐漸應用于各個領域，包括智能電網、智能交通、智能物流、智能醫療、智能家居等[3]。可見，物聯網在農業領域也會有廣闊的發展前景，國內外已有相關嘗試[4]。我國存在很多的大田環境，典型的代表有北大荒、大型國有農場等。相比于普通農田、大棚，物聯網技術運用在大田環境中會遇到更多的困難，主要體現在以下方面：①大田環境范圍大、面積廣，農作物種植面積動輒數千畝，需要監測的點眾多，人工監測工作量巨大。

②鑒于大田環境面積廣的特點，傳統的可用于大棚環境下的有線設備將不再適用，因為布線的成本和維護難度很高，且布線過長導致的嚴重電壓下降和信號損失也會影響設備的性能和壽命，因此，只能采用無線設備。……