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基于物联网技术的智慧农业云平台

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  摘 要:我国是农业大国,而非农业强国,当代中国的农业体系依旧是以传统产出模式作为核心构成,但是该体系仅仅依靠经验进行施肥、灌溉等活动,一方面导致显著的资源浪费,另一方面也对生态构成显著的威胁,会对于可持续发展形成一定的消极影响。文中围绕前述问题提出结合农业专家智能系统、农业生产物联网控制系统和农产品安全溯源系统等三大系统,利用云计算技术、物联网技術、视频识别技术、3S技术、移动通信技术,实现了数字化、自动化和智能化的新型智慧农业平台。
  关键词:物联网;智慧农业;智能化;云计算;移动通信;安全溯源
  中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2020)06-0-02
  0 引 言
  智慧农业作为农业体系发展到新时期的重要升级,整合了最新的网络、云计算等多项专业技术,依托大量的传感器安装与网络覆盖,从而实现对农作物生长环境的有效追踪和管控,提供智能化的检测、预判、分析以及指导等服务,有助于实现更加精准的农业活动,提供更为便捷与高效的管理支持[1-2]。
  这一解决方案依据农作物的土地状态,控制相应的资源投入,也就是通过掌握土壤性状等方面的变化状况,同步分析整体的生产目标,进而形成精准定位的科学诊断、配方发展、高效组装,依靠更为合理的管理机制,从而提升土壤的生产力,通过更为低廉的投入实现更为理想的收入,同时实现环境的优化,大幅优化多方面的农业资源,实现更加理想的经济以及环境收益[3-4]。
  1 系统架构
  智慧农业可以高效运用当代最新的信息技术,精准认知作物的生长状态以及相应的“四情”信息,针对具体的苗情、墒情等信息开展相应的动态监测以及趋势研究,实现对产出、管理以及救灾等多方面的有效指挥,增强细节作业与管理的综合素养,有效察觉产出体系中的各类问题,拟定具备针对性的管理策略,形成更为科学的意见与方案,更为高效地推进技术指导,带动农业体系产量与质量的提升[5-6]。
  智慧农业物联网系统架构如图1所示。
  2 基础架构
  2.1 气象环境信息检测系统
  气象环境信息可以通过小型气象站来检测,小型气象站是一套完整的气象监测系统,特别适用于小气候环境监测,通过搭配不同类型的智能型传感器,可以实时采集户外的空气温湿度、光照、风速、风向等环境参数[7-8]。
  环境信息能够更加便捷地展示在物联网体系中,使得相关的管理者能够依靠列表等模式掌握详尽的环境参数,也能够通过户外LED屏,集中显示各个环境参数,同时还可以添加介绍、气象信息等功能[9-10]。
  2.2 土壤墒情监测与远程灌溉控制
  土壤墒情监测系统主要负责采集土壤环境信息,包括土壤水分、土壤温度等环境信息,上传至土壤墒情采集器并控制相关设备。墒情数据能够更加便捷地展示到专业的物联网体系中,使得系统中的管理者能够通过专业图表的模式查阅相应的墒情数据,也可将获取的数据依靠无线网络传输到平台或管理者的手中,随时随地都能了解土壤墒情[11-12]。
  远程智能灌溉系统分为手动控制和自动控制,手动控制功能和自动控制功能能够任意切换,当选择手动控制功能时,通过物联网平台控制电脑或者手机APP就能远程手动控制浇灌系统开和关;当选择自动控制功能时,可通过在物联网平台控制电脑,设置开启和关闭浇灌系统阈值,当土壤水分低于下限值时,就能延时自动开启浇灌系统[13]。当土壤水分高于上限值时,也能延时自动关闭浇灌系统。土壤墒情监测与远程灌溉控制系统如图2所示。
  2.3 可视化监控系统
  作为系统内部数据的重要补充渠道之一,系统运行过程中,会以网络与视频等方面的传输机制作为基础,对植物与健康等信息开展全方位的监控。该系统采用B/S架构,能够实现应用功能的高效分布,在云平台之中提供专业的存储与处理需求,从而满足客户端的各类服务需求[14]。该部分主要有服务器、摄像头等多个构成部分,服务器方面需要解决信号的传递、转换等需求,而且能够提供便捷的网络服务。仅需要使用者可以连入到互联网,即可通过自身享有的权限获取图像查阅等功能,提供非常便捷的系统监测,可以实时查看园区内安全状况和农作物长势[15]。
  3 物联网平台
  通过安装在农业基地的各种传感设备,实时采集特定范围的环境、风速、实时视频等数据;并将数据通过网络传输给农业平台,平台可对相应数据开展针对性的研究与处置。
  系统存在对当前种植体系内相关指标很难有效测定、手段较为陈旧等缺陷,使得物联网技术整合到农业体系中,通过终端模块来解决感知的需求。获取特定区域的环境参数,实现对温湿度、空气以及光照等数据的高效追踪,并且综合运用互联网、3G等现代化的网络技术,满足该系统的传输需求,使得测定获取的环境数据可以通过网络渠道传递到平台中,以此来解决温室数据的高效追踪与监控。在识别环境参数突破预设限值的情况下,平台会发出相应的报警数据,依靠短信等模式传递报警数据,即便在很远的距离也可依靠网络、手机等方式便捷地查看环境状态。用户运用手机等终端设备进入到系统之后,能够便捷地查阅监控测定的环境参数与历史数据,为用户处理当前监控区域内的情况提供数据参考[16-17]。农业物联网平台的系统拓扑图如图3所示。
  4 结 语
  智慧农业是我国农业现代化发展的必然趋势,物联网、云计算等新兴技术的结合运用,突破了农业市场环境下的时空制约,农产品的购买、流通等环节中形成的数据信息,将会获得及时的监控,高效传输,从而高效处理信息的不对称问题。智慧农业和当代生物技术方法充分结合,这也是新时代农业发展的重要方向。伴随着智慧农业的不断发展,当下已经形成了一个行政引领、社会保障、市场促进、民众支持的良性运行模式,体现了长远发展的潜力和可能性,对于社会生产的发展将会发挥更大价值。   参考文献
  [1]王晓敏,邓春景.基于“互联网+”背景的我国智慧农业发展策略与路径[J].江苏农业科学,2017(16):312-315.
  [2]王海宏,周衛红,李建龙,等.我国智慧农业研究的现状·问题与发展趋势[J].安徽农业科学,2016(17):279-282.
  [3]邓湘,王代君,周铭涛,等.基于“互联网+的”智慧农业大数据管理一体化平台研究[J].信息通信,2019(5):170-171.
  [4]佟彩,吴秋兰,刘琛,等.基于3S技术的智慧农业研究进展[J].山东农业大学学报(自然科学版),2015(6):856-860.
  [5]郭华.“互联网+农业”的智慧农业平台建设研究[J].移动通信,2017(9):16-20.
  [6]甘甜.“互联网+”背景下传统农业向智慧农业转型路径研究[J].农业经济,2017(6):6-8.
  [7]顾成喜.云平台下智慧农业传感网络的设计与实现[J].计算机测量与控制,2017(3):158-161.
  [8]郑勇,王光华,杜鹏飞.智慧农业云平台建设探索与实践[J].农业工程技术,2018(21):31-35.
  [9]罗兴贤,周智勇,肖建琼.一种智慧农业平台解决方案[J].数字技术与应用,2018(5):157-159.
  [10]何翠荣.“互联网+”下的智慧农业气象服务研究[J].江西农业,2018(18):51-52.
  [11]王兰芸,王鑫,杨慧楠.发展基于“互联网+”的智慧农业气象服务产品探析[J].现代农业科技,2017(14):237.
  [12]杨卫中,王雅淳,姚瑶,等.基于窄带物联网的土壤墒情监测系统[J].农业机械学报,2019(z1): 243-247.
  [13]冯伟.浅谈基于物联网的远程灌溉技术研究[J].治淮,2018(9):34-35.
  [14]陈明真,朱赟,李秋生,等.农业环境实时感知与可视化管理系统[J].单片机与嵌入式系统应用,2019(7):27-31.
  [15]王磊.基于视频监控的智慧农业系统设计[J].信息技术,2015(12):198-200.
  [16]杨鹏飞,杨瑞娟.农业物联网、大数据、云平台管理技术在农业中的应用[J].农业开发与装备,2019(2):41.
  [17]常俊.云计算平台上智慧农业传感网络的设计与实现[J].无线互联科技,2017(15):31-32.
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