基于大数据的物联网技术应用——智能灌溉系统

侯永进

（广东轻工职业技术学院 计算机工程系，广州 510300）



基于大数据的物联网技术应用
——智能灌溉系统

侯永进

（广东轻工职业技术学院 计算机工程系，广州 510300）

［摘 要］在大数据的背景下，如何在农业生产中引进“互联网+”的概念，实现农业的发展，是当前农业领域需要研究的重点。本文着重结合大数据来分析物联网技术在农业智能灌溉系统中的具体应用案例，以期为农业专家提供决策依据。

［关键词］大数据；互联网+；农业；智能灌溉

0　引 言

随着科技的日益进步，计算机的相关技术被引用到各个领域。智能灌溉系统是融合传感器技术、自动控制技术、计算机技术、无线通信技术与移动终端控制等多种高新技术，自动采集光照、温度、土壤水分、空气湿度等信息，通过无线通信技术传输给信息管理系统，自动控制喷水灌溉、通风除湿等设备，从而调节环境参数。

智能灌溉系统应用大数据策略，在云服务平台进行数据分析处理，以关联图表显示历史记录，为农业专家提供决策支持，同时获取国家气象局天气预报信息，根据天气状况和作物需要智能调节喷水灌溉策略，调整用水量，实施精准灌溉，提高水资源利用率。

智能灌溉系统采用WiFi技术实现远程无线通信，采用Zigbee技术构建底层无线传感网，节能低耗，能够根据应用场景规模灵活增加无线节点模块，不会因为监测点过多而使布线复杂，降低系统维护运营成本。

1　职能灌溉系统总体结构

系统总体结构如图1所示。

图1　系统总体结构图

系统实验室模型及部分实物操作界面如图2所示。

图2　实验室模型及部分操作画面

2　智能灌溉系统功能模块简介

本系统根据物联网三层体系结构设计，功能模块划分及其主要设计内容如下表1所示。

3　智能灌溉系统简易操作说明

下面主要说明桌面版管理系统、Web版管理系统、移动终端版管理系统的操作使用方法。

3.1桌面版管理系统

本文分析了海上风电场接入对系统无功功率的影响。在充分发挥风电场无功调节能力的基础上,以提高电压质量、降低网损为目标,提出了多风电场无功优化PSO算法,以优化各风电场及无功补偿设备的无功出力。算例结果表明,所提出的无功优化PSO算法能有效减少系统的网络损耗,改善电压质量,验证了算法的有效性和可行性。

桌面版管理系统主要功能模块有:操作控制模块、数据与命令查看模块。其中，操作控制模块的功能如下:这部分提供了实时场景的选择，区域实时数据的显示，区域手动操作和自动控制的设置。可以通过输入服务器地址，进行场景的选择，然后对该场景下的区域进行手动控制，实时控制底层终端控制设备，也可以开启自动控制，输入要自动控制的参数范围，系统会根据输入的控制参数，进行自动控制。

3.2Web版管理系统

3.2.1登录界面

系统的开始页面，界面简洁友好。只有获取权限才能进入控制系统。

3.2.2首页

这部分主要是显示项目的一些图片，页面下方是项目的介绍。

3.2.3监控中心

这是本程序的核心部分，在这个页面中，能够通过仪器表查看到当前的数据，并提供了天气预报，能够根据需要设置自动控制的外界条件，或是进行人工的操作处理。

上述界面中，上面部分是最近一次采集到的数据，以仪器表的形式生动地展示出来，左下角是自动控制时的温湿度，光照强度的控制范围，在这里输入要控制的范围后，系统会根据用户输入的范围自动调控。右下角是系统的自动控制区域，在这里用户可以进行手动控制。

3.2.4数据分析查看

将历史记录以关联图表的形式展示出来，一目了然，为农业专家进行数据分析提供决策支持，最终确定适于作物生长的控制策略。

表1　智能灌溉系统功能模块介绍

3.2.5操作记录

将用户的操作即自动操作记录下来，便于查看。

3.2.6退出

程序退出后，系统的工作模式不变，保持原状。点击退出后，登录状态被重置，并跳转到登录页面。

3.3移动终端管理软件

3.3.1登录部分

这个是手机端的登录界面，简洁明了，选择联网模式，输入账号密码以及当前的服务器地址即可登录，可以选择保存密码，方便下次登录。

3.3.2数据查看中心

选择当前环境模式和区域，即可查看当前的实时数据。

3.3.3控制中心

选择当前的场景模式和区域，就可以对该区域进行控制，可以根据需要输入环境参数，设置自动控制的范围，也可直接进行手动控制。

4　结 语

本设计结合大数据和农业，真正实现农业“互联网+”，而且本设计具有可推广性、可扩展性，可以预期，将来的农业产业方向将会更加贴近计算机。

doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.12.115

［中图分类号］TP391；TP274；

［文献标识码］A

［文章编号］1673-0194（2016）12-0174-02

［收稿日期］2016-05-20