基于APICloud的农业物联网信息平台移动端的研究

周昊++陆克中++曹路舟

摘要：以安徽省铜陵市枞阳县当下农业近况为研究地域，使用移动跨平台开发工具APICloud，开发了农业物联网信息平台移动端，实现了各种无线传感器数据的智能采集、监测和发布。该文介绍了该系统的框架设计、系统的实现、系统的功能与系统的操作流程，为实现枞阳县当下农业由传统向现代化发展提供设想和技术途径。

关键词：APICloud；农业；物联网；跨平台；移动端

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）04-0072-02

安徽是我国农业大省，地处铜陵市的枞阳县作为皖南的农业大县之一，其地理位置优势明显，毗邻长江，气候优越，具有丰富的农业资源，以种植业为主。历年来对保障周边地区粮食的充足供应作了很大的贡献。然而，在传统农业中，对于施肥、浇水、打药等，全凭农民自身的经验和感觉，农民要经常去农田区域查看农作物的生长状态、土壤湿度、害虫和肥料状况等。显然，这种人工的方式非常不利于随时观察农作物的生长状态，阻碍了农业的发展。随着现代信息化技术及其他相关技术的发展和不断完善，尤其是利用当下热门的物联网技术，实现农情数据的实时采集、自动监测和智能决策技术的集成应用，将会改变枞阳县传统的农业模式，向现代化以及更高的阶段发展。

随着智能手机和4G网络的快速发展，智能手机已经深入人心，其中尤以Android系统和IOS系统为主要市场，而移动跨平台开发技术在国内外逐渐兴起，国内跨平台开发解决方案APICloud能够通过一套代码同时生成能分别在Android、IOS平台智能手机上运行的安装包，大大提高了开发效率，缩短了开发周期，为研究和开发更为完美的移动APP提供了强有力的技术支持。

本文主要针对移动跨平台开发技术APICloud的应用，以农业数据的采集与监测、发布为主，开发了农业物联网信息平台的移动端。

1 研究区域

本研究区域为安徽省铜陵市枞阳县老洲镇农村，当地农民主要种植农作物为水稻、小麦、大豆、玉米以及各种蔬菜等。设计通过布设湿度传感器、温度传感器、光照强度传感器、土壤湿度传感器、土壤酸碱度传感器、二氧化碳浓度传感器等六类无线传感器节点组建的Zigbee无线传感器网络以及视频监控来完成对农田区域环境信息的采集和监测，构成农业物联网信息平台。

2系统的架构与功能

2.1系统架构设计

系统设计采用多层架构，整体结构图如图1所示，分为移动浏览器端和服务端。服务端接受各种传感器节点采集的数据，并实时保存到数据库，同时和移动浏览器端进行交互。移动浏览器端能查看服务器数据库里面的各种数据，并与服务端进行交互和更新数据。

2.2模块功能设计

为了满足农民对农作物相关信息更为准确、及时的可视化掌握，系统包含农田区域分布、传感器信息发布、环境实时监控、智能报警、系统设置等五大功能模块，并预留气象预测和智能控制功能模块。

2.2.1 农田区域分布模块

本模块将通过GIS技术显示农田区域的总体布局，包含主要传感器的分布和农作物的基本分布情况等，可以定位到某个区域。

2.2.2传感器信息发布模块

本模块将不同的传感器收集到的农田区域相关信息，通过无线节点传送至服务端，并存储到数据库，移动端就可以实时查询各种气象信息。

2.2.3视频实时监控模块

本模块通过不同位置的视频摄像头获取最新的农作物生长状况和生成环境，如有无害虫有无雨水等，并通过无线节点传送至服务端，移动端就可以实时查看农田区域各种农作物的现状，这样农民就可以根据农作物的实时生长状况作出相应的判断，并可以采取相应的措施促进农作物的生长。

2.2.4 智能报警模块

本模块可以让农民根据实际情况对农田区域内部的参数设置一定的阈值范围，例如根据农作物的最适宜温湿度设置一个的上限和下限，当传感器节点监测到当前农作物的环境参数超出该阈值范围时，系统服务器能及时向农民发送报警信息。通过智能报警模块一方面能够使农民及时的发现农作物环境的不正常情况，做出及时地调整策略，另一方面能够根据报警记录对农作物环境参数进行统计分析，达到及时、高效、智能的监控管理方式。

2.2.5 气象预测模块

接入天气预报信息，并结合历史气象数据，及时预测当地未来的气象状况，供农民参考，以便及时采取相应的处理措施。

2.2.6 智能控制模块

智能控制模块设计为系统后续重点开发的功能，农民能够根据农田区域的环境参数信息，通过向农田区域内部服务器发送相应的指令，以完成对相应动力设备（如水力、风力设备）的控制和对农田区域内部环境因素的调整。通过智能控制模块，可以实现对农田区域的远程遥控，既减少了人工操作所耗费的劳动力，又对农田区域的设备做到了精确、科学的控制。

2.2.7 系统设置模块

本模块主要是用来设置系统用户的信息以及相关操作上的个性化设置。

3系统的实现

3.1开发运行环境

为实现农业物联网信息平台移动端的上述功能，需要构建一个基于APICloud的通用的应用系统开发环境，由北京柚子科技有限公司研发的高度定制APICloud开发工具，是中国领先的移动应用云服务提供商。基于APICloud提供的云API和端API，可以让开发者抛开繁杂的服务端编码，也可以抛开复杂的Objective-C和Java，更可以消除常見的屏幕适配问题。APICloud的组成结构如图2所示。

1）云API

提供云端API服务和数据存储服务，支持在线数据表设计、API调试；同时提供推送、大数据分析等服务。

2）端API

积木拼装式的开发跨平台APP。基于HTML5封装原生开发，提供大量原生模块，，如影音、UI、系统、支付等，极大的方便了开发者。

3.2 移动端实现

3.2.1 人机交互界面的实现

通过APICloud开发工具，使用HTML5+CSS3+JavaScript，可以提供实用的控件，完成系统界面的设计。移动端首页是各大功能模块菜单，点击即可进入其中某一个模块。点击“农田分布”即可查看传感器的分布位置、农作物的分布情况等，点击“视频监控”即可查看不同位置的视频摄像头获取的最新的农作物生长状况和生成环境，点击“传感器信息”即可查看传感器收集到的农田区域相关信息，点击“智能报警”即可设置相关的参数阈值范围。

3.2.2 数据交换模块实现

与服务器端的数据交互，APICloud自带云端数据库，提供可视化的云端NoSQL数据表设计，支持10种数据类型。APICloud含有强大的推送功能，有个性推送、定时推送、离线消息、双向推送IM功能，支持消息上行、用户分组、好友添加、单聊、群聊等，方便农民之间的交流。

3.2.3 缓存数据存储

鉴于手机内存有限，APICloud提供了API.cacheDir缓存机制，可以将传感器采集的信息暂存在缓存中，待网络畅通再传输至服务器。

4结束语

本文所述的基于APICloud的农业物联网信息平台移动端，可以用于Android和IOS系统的智能移动终端，方便实用，提高了农民的种植农作物的精确度和管理效率，具有广泛的应用和推广前景，下一步的工作将增加气象预测模块、智能控制模块，集成农业专家决策模型，研究开发决策支持系统，以更方便更精确的用于农业生产环节。

参考文献：

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