基于物聯網技術的農業溫室系統開發研究

代瑤 黑龍江信息技術職業學院

1 物聯網簡介

1.1 物聯網的定義與理解：

物聯網建立在互聯網絡信息通信的基礎之上，能夠高效的使用互聯網的相關協議資源。并且利用協管的硬件感知設備，對物品與物體進行監測、信息采集、運算、分析等操作。讓物體信息形成有效的通信鏈條。可以服務在交通、城市建設、教育教學、農業生產等多個不同的領域。

1.2 物聯網的特性與特點：

首先，具備采集功能。實現物體通信，要對物體的屬性和自身信息進行采集，通過射頻器、傳感器等硬件設備，獲得這些信息。并有效的進行保存與分類。其次，傳遞的正確性。在傳遞過程中，這些信息以數字化的信息進行保存與傳遞，利用網絡的數字化信號傳送，避免其它模擬信號的衰減造成的傳遞錯誤與失真。最后，要進行分析與處理過程。實現智能化的操作與管理，不能簡單的進行采集與儲存，要通過數據計算或者智能化的量化與分析手段，對信息進行合理的加工與處理。獲得在商業、工業、農業等不同領域有價值的信息。

1.3 物聯網簡單架構：

物聯網的構架雖然物聯網具有相當復雜的構架，但總的來說其構架可以分為感知層、網絡層、應用層三大部分。感知層充當信息采集的角色，包括 RFID 電子標簽、傳感器等應用技術；網絡層的任務是復雜信息的傳遞和輸送，互聯網、固網等都是網絡層傳遞和輸送信息的途徑；應用層是通過智能功能來實現物體之間、人體之間的相互識別和感知的作用。

2 物聯網相關技術介紹：

2.1 射頻識別技術：

這種技術大家并不陌生，早期是服務于郵局系統，對于郵包進行信息的識別。現在在很多超市也使用了這種技術。這種技術工作過程主要有三部分組成，首先是信息標簽，商品或者物品的相關信息，儲存在信息標簽中，有待于信息的識別與再次修改。閱讀器或者是我們俗稱的掃描設備，就是用來讀取標簽中記載的信息的，而天線則是實現二者交互，可以進行信號通信的設備。在超市中我們常常見到的，是通過閱讀設備掃描商品中標簽的價格信息，實現收費操作的。同樣的，利用這種工作模式，也可以一定程度上解決食品安全問題。在標簽中實時保存農作物種植與運輸中的情況，例如種植時間、收獲時間、產品產地、檢測部門等信息。大大提升人們對食品安全的信心。

2.2 傳感技術與嵌入技術。

傳感器可以感知或響應被檢測對象的明確信息，并且能夠將其轉換為相應的輸出信號，這對于物聯網實現物體之間的智能準確測試、感知和控制意義重大，傳感技術所要解決的重點問題是對物聯網中物體的變化信息進行量化并生成數據，再利用網絡傳輸手段將信息輸送到指定的地址。隨著納米技術的發展，傳感器技術向小型化、微型化方面發展，并提出了泛在與傳感并重的思想，借助納米嵌入技術實現傳感技術的泛在化，納米技術從分子級、原子級的粒度對物體構建傳感網絡。

3 基于物聯網技術的農業溫室系統開發與使用：

3.1 物聯網技術應用于溫室系統的原因分析：

農業溫室系統種植農作物的目的，是為農作物提供適宜的自然生長環境，達到高產、有產的種植目的。也可以通過改變溫度、水平等自然氣候因素，實現農作物的跨地域種植。這就需要溫室系統提供各類氣候、土壤的實時信息，并對信息進行統計與分析。在適當的時候，調整溫室種植氣候與土壤的狀態，讓農作物得到良好的生長環境。物聯網技術具備著實時監控的特點，可以通過傳感器，實時采集土壤與其后參數，并將信息傳送到服務器端，進行分析，一旦發生異常狀態，能夠及時發出警報信息，提示農戶，及時關注溫室狀態。更加可以通過一些硬件設備的嵌入，自動實現種植環境的調節。

3.2 物聯網農業溫室系統工作流程簡介：

首先，在溫室中安裝傳感器等硬件設備，實時采集溫度、土壤濕度、風力、二氧化碳含量等重要種植信息。并暫存在存儲設備當中，向網絡分析中心發送數據。其次，在出現異常狀態下，網絡中心分析種植環境異常，以網絡信息傳送并且配合移動通信設備傳送的方式，將信息發送給農戶的計算機或者手機端。再次，在獲得農戶認同后，可以自動調動硬件設備。例如在土壤濕度過大時，打開排風扇，加大揮發過程。在水平不足時，進行自動灌溉。并通過輸水管上安裝的傳感器，感應灌溉時間和單位出水時間，從而控制灌溉的水量。最后，網絡中心通過不斷積累種植的信息并分析產量和質量，不斷更新最佳的種植方案。

[1]張琛馳.對我國農業物聯網發展的思考[J].現代農業科技,2012(22)

[2]吳立新,汪云甲,丁恩杰,朱旺喜,張瑞新,張申,王植.三論數字礦山——借力物聯網保障礦山安全與智能采礦[J].煤炭學報,2012(03)

[3]孫玉文,沈明霞,陸明洲,林相澤,熊迎軍,劉龍申.無線傳感器網絡在農業中的應用研究現狀與展望[J].浙江農業學報,2011(03)

[4]熊迎軍,沈明霞,孫玉文,徐友,林相澤.農田圖像采集與無線傳輸系統設計[J]. 農業機械學報,2011(03)

[5]何世鈞,陳中華,張雨,周文君.基于物聯網的海洋環境監測系統的研究[J].傳感器與微系統,2011(03)

[6]蔡日梅.物聯網概述[J].電子產品可靠性與環境試驗,2011(01)