物联网技术在智能农业中的应用探讨

李彬+阳妮

摘要：伴随时代的发展和科学技术的不断进步，农业中的信息技术也变得越来越重要，特别是近几年来随着物联网技术的新发展，智能农业也展现出了广阔的发展前景。物联网技术的应用在一定程度上转变了传统的以人为中心的农业管理模式，也加快了农业现代化发展的步伐。

关键词：物联网；智能农业；系统

农业物联网技术具体来讲就是将各种各样的传感器组织起来构成传感网络，通过这些传感器我们可以随时随地采集农田信息，并把分析后的结果实时传送给农户，让他们做出最有利的决策，这样农民即便是不出家门，也可以随时了解农田信息。

一、农业物联网的概述

智能农业是通过光照、温度、湿度等无线传感器，对农作物温室内的温度、湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、叶面湿度、露点温度等环境参数进行实时采集，自动开启或者关闭指定设备（如远程控制浇灌、开关卷帘等）。同时在温室现场布置摄像头等监控设备，实时采集视频信号。用户通过电脑或3G手机，随时随地观察现场情况、查看现场温湿度等数据和控制远程智能调节指定设备。现场采集的数据，为农业综合生态信息自动监测、对环境进行自动控制和智能化管理提供科学依据。

二、物联网在智能农业中的关键技术

（一）数据采集系统

数据采集系统主要应用了统一标识技术、RFID技术、传感器技术、全球定位技术、地理信息系统、遥感监测技术和环境监测技术等，将高精度网络摄像机和全球眼系统进行紧密融合，通过无线射频网络，对环境温度、环境湿度、土壤温度、土壤湿度、光照等数据进行采集和控制。

（二）无线传输系统

无线传输系统涉及到的技术有互联网技术、卫星传输技术、三网融合技术、传感网和通信网融合技术。其功能主要是将设备采集到的数据，通过网络传输到服务器上，在这一过程中，支持的传输协议主要有IPv4协议和IPv6协议。数据传感器的上传模式主要包括ZIGBEE和RS486两种模式。

（三）数据存储和处理系统

数据通过采集系统收集后，经过传输系统就到达了数据存储和处理系统，该系统主要负责对采集的数据进行系统存储和加工处理，然后进行精确化的分析，并以表格、曲线、图表的形式展示给用户，用户可以在任何时间任何地点通过智能手机、PC等终端，可随时随地查询和分析各种种植数据。数据存储和处理系统涉及到的技术主要有农业数据库系统、中间件技术、云计算技术、系统集成技術、农业专家系统和管理信息系统等。

（四）远程控制系统

远程控制系统主要由控制设备和继电器控制电路组成，用户通过智能手机、PC等终端，随时随地高效、精准地控制相应的农业设施，包括卷帘、风机等空气调节系统、照明遮阳系统和滴灌、喷淋等喷水系统等。控制系统涉及的技术主要有智能化农机具系统和农业自动控制技术等。

三、物联网在智能农业中的应用

（一）农业物联网的体系结构

农业物联网的体系结构与物联网的体系结构相对应，它也分为三个层次，分别是信息感知层、信息传输层和信息应用层。

信息感知层：主要功能是利用各种传感器收集环境和土壤信息，并通过短距离传输技术传输收集到的数据，它作为三层架构的最底层，是农业物联网应用的基础，农业物联网中的短距离传输技术有RFID技术、Wi-Fi、蓝牙和有线传输技术将数据传送到网关。

信息传输层：主要功能是处理和传输信息感知层中传感器收集到的数据信息，并融合和扩展现有网络，适合远距离传输数据，能够实现更加高效、更加安全的互联功能。

信息应用层：主要功能是对感知层收集的数据信息进行融合、处理和分析，并通过各种终端设备与农户之间进行交互，实现农业生产的智能化和自动化。

（二）关键模块设计

1.传感器的数据采集

不同的传感器通过RFID网络进行数据的采集，本文主要使用温度传感器、湿度传感器和CO2浓度传感器，传感器的放置位置对其获取到的数据有一定的影响，因此，为了使得到的数据有效，一般传感器放置在距离地面三分之一处，位置过高或过低，都会引起采集到数据的不精确，采用RFID无线射频技术避免了有线网络在农田中设置的不方便。

2.物联网管（DAAU）的设计

物联网关（Data Analysis Acquisition Unit）简称DAAU，在本设计中，它通过无线网络，与各种传感器、摄像头连接，并与DAAU服务器进行数据交互，DAAU服务器对DAAU发来的数据（通过TCP_Socket）进行解析和接收，将侦听到的有效信息存储到数据库中。

3.Web服务器的设计

Web服务器是运行在服务器上的一套Web应用程序。用户通过登录Web站点进行访问，对终端数据进行实时显示、查询和分析等操作。对于Web服务器的部署，首先需要添加IIS6.0配置文件，将用VisualStudio2008开发工具开发的程序安装在Web服务器端，将用户的业务处理集中到Web服务器端，从而减少用户终端处理数据的压力。

四、结束语

物联网的快速发展为我国农业现代化提供了前所未有的机遇，也必将深刻影响现代农业的未来。现阶段，我国在运用物联网来加快智能农业的发展已经具备了一定的技术和产业化基础，但是在智能农业物联网关键技术和标准体系等方面仍存在着一些问题，解决这些问题需要有政府、企业、农民来共同完成，形成产业化才能更好地发展。可以预见，在不久的将来，物联网必将会给农业领域带

来革命性的变化。

参考文献

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[3]滕志军，何建强，李国强.基于ZigBee的智能农业管理系统设计[J].湖北农业科学，2013，52（3）：681-684.