基于物联网技术的大棚设施农业信息大数据采集与监测

史 林 李 灏



基于物联网技术的大棚设施农业信息大数据采集与监测

史 林 李 灏

哈尔滨航天恒星数据系统科技有限公司，黑龙江 哈尔滨 150028

随着物联网技术的快速发展和大数据时代的到来，智慧农业已经成为近年最热门的农业概念，是我国农业发展的新方向。大棚种植作为我国农业的重要组成部分，也是发展智慧农业的重点。利用物联网和信息技术进行大棚种植改革，并就此展开相应的大数据采集和监测，是当前智慧农业的重要研究议题。因此，简单介绍了物联网技术及其在农业中的应用，并探讨了大棚设施农业信息大数据的采集和监测。

物联网技术；大棚设施；农业信息；大数据

引言

物联网技术在近年来得以快速发展，已经广泛应用于各个行业之中。在农业中，大棚种植由于其自身特性，比其它农业生产形式能更好地适用物联网技术。利用物联网技术完成大棚设施农业信息大数据的采集和监测，对推动大棚种植技术的进一步提高很有意义。

1 物联网技术及其在大棚种植中的应用

简单来说，物联网技术就是将互联网技术应用到物品上，进而拓展出人与物、物与物进行互动的网络环境。目前，物联网技术已经非常发达，更是应用在人们生活与工作的方方面面，例如指纹识别器、门禁卡等。常见的物联网技术包括射频识别技术、红外感应技术、全球定位系统、激光扫描技术等。当然，物联网技术也广泛应用在农业生产中，为农业的现代化、智能化发展起到了积极的推动作用。就目前而言，农业物联网技术主要用于农业信息的感知、传输和处理，对农业的研究与发展有着重要作用。在温室大棚种植中，物联网技术得以大量应用，可以准确获取大量大棚设施的农业信息，并对其进行采集分析，同时还能对大棚设施进行实时监测，有利于大棚种植效益的提升及大棚种植技术的发展[1]。

物联网技术的应用，可以在温室大棚中构建一个集数据采集、传输、分析及生产操作于一体的现代化自动控制系统。如此一来，就能对大棚实现智能化控制，同时能对农业信息进行采集和监测，保障大棚正常、高效、安全工作的同时，对农业信息进行大数据采集和分析，有利于农业进一步发展。利用物联网技术，可以轻易构建大棚的数据采集、传输、分析系统及生产操作系统，需要应用到大量的传感器和监测元件，并能实现各种监测和报警功能。

2 基于物联网技术的大棚设施农业信息大数据采集

2.1 大棚设施农业信息数据采集

要想完成大棚设施农业信息的大数据采集，那么必然需要设计并应用相应的数据采集系统。一般来说，大棚设施农业信息主要包括大棚环境信息和大棚设施信息，其中的数据包括温度、湿度、光照、二氧化碳浓度、害虫、设施运行数据等。首先，数据采集系统能够利用各种监测元件，完成对大棚设施农业信息数据的采集工作。接着，主要由各种数据采集传感器组成的数据传输系统，能够通过不同的传输方式完成数据传输，将数据传输到用户终端。其中数据传输方式分为外部网络数据传输和内部网络数据传输两种。外部网络数据传输以IP网络技术和GPRS技术为核心，实现远距离传输。内部网络数据传输则是以ZigBee无线通信技术为基础，将数据传输到中心节点，再由中心节点传输到相关业务平台，实现短距离传输[2]。

2.2 大棚设施农业信息大数据采集

大棚设施农业信息的大数据采集是在数据采集的基础上，运用大数据技术，将这些数据上传到互联网数据库中。数据库中的数据能够被检索、查阅、修改、删除，是大数据技术的基础。大棚设施农业信息大数据分析一般是离线数据分析，这是因为对该数据进行分析的反馈实时性要求不高，不像金融、移动等行业需要在段时间内完成实时分析。如此一来，大棚设施农业信息大数据采集的成本就要相对低得多，能够得以广泛应用。在进行大数据采集时，必须要对数据库进行合理规划，保证数据库的有效性。同时，采集的数据应具备连续性和规范性，这样才有利于大棚设施农业信息大数据的分析，否则可能造成采集信息有失客观公允的情况。另外，相关人员要做好数据采集的安防工作，防止数据库遭到破坏，进而保证大棚设施农业信息大数据安全、有效及后续研究工作的正常展开[3]。

3 基于物联网技术的大棚设施农业信息大数据监测

大棚设施农业信息大数据监测是建立在大棚设施农业信息大数据采集基础之上的，利用大量采集到的数据信息，明确大棚设施农业信息正常数据值，并以此为依据和监测值进行对比，从而起到良好的实时监测作用。实际上，大棚设施农业信息数据通过物联网技术，能让用户利用智能手机、电脑等终端进行查看，从而确保温室大棚的正常。除此之外，大部分大棚也会配备自动报警系统。当传感数据异常时，自动报警系统会实时监测到这一问题，并及时发出警报，甚至做出相应的应对措施。以大棚空气温度为例，以温度传感器、微控制器、报警电路、显示电路、按键电路及多点温度检测电路为主要构成部分的温度监测系统，能够通过温度传感器对大棚空气温度进行实时监测，并通过电路与软件主程序显示在相应的设备终端。与此同时，大棚温度监测系统还包含有中断子程序，能够在温度超出正常范围时，对温度进行调整或者报警。

大棚设施农业信息大数据的数据库是由互不相同的多源异构数据所组成的。这是因为其中在数据采集的过程中应用了大量不同的传感器及相应的数据适配器。这样一来，大棚设施农业信息大数据的监测系统很可能会在同一时间接收到大量传感数据，必须对此进行优化以防止监测系统崩溃。常见的办法是建立数据缓冲池。当传感数据过多时，一部分数据会被存放到数据缓冲池里，这样就能保证监测系统不会受到过多数据的压力而出现问题。数据缓冲池里的数据会依照一定的顺序排列，并在传感数据流量较小、监测系统数据处理通畅的时候对这些数据进行逐一适配及处理。缓冲数据池的建立，既保障了大棚设施农业信息大数据监测系统的安全和正常，又能解决部分时段同源异构传输数据过多的问题，是保证物联网技术大棚正常运作的关键[4]。

4 结语

物联网技术的应用，全面提高了大棚种植的效益和可控性，对我国农业的发展具有深远意义。基于物联网技术的大棚设施农业信息大数据采集和监测，进一步强化了物联网技术的应用意义，对温室大棚种植适应大数据时代发展，促进我国农业分析与研究的进步提供了条件。

[1]何勇，聂鹏程.物联网技术及其在农业上的应用[J].现代农机，2015（6）：9-13.

[2]熊国.基于农业物联网技术智能大棚环境监测的研究[D].南昌：南昌大学，2015.

[3]李作伟.物联网技术在设施农业中应用的调查研究[D].洛阳：河南科技大学，2012.

[4]张海兰，雷桂平.基于物联网的智慧农业大棚系统架构设计[J].信息记录材料，2018（2）：63-64.

Big Data Acquisition and Monitoring of Agricultural Information in Greenhouse Based on the Technology of Internet of Things

Shi Lin Li Hao

Harbin Space Star Data System Technology Co., Ltd., Heilongjiang Harbin 150028

With the rapid development of Internet of Things and the arrival of the era of big data, smart agriculture has become the most popular agricultural concept in recent years, and it is a new direction of agricultural development in China. As an important part of China’s agriculture, the planting of the greenhouse is also the key to the development of intelligent agriculture. Using Internet of Things and information technology to carry out the reform of greenhouse cultivation, and carry out the corresponding big data acquisition and monitoring, is an important research topic of smart agriculture. Therefore, the technology of the Internet of Things and its application in agriculture are briefly introduced, and the acquisition and monitoring of big data of agricultural information in the greenhouse facilities are also discussed.

Internet of Things technology; greenhouse facilities; agricultural information; big data

TN274+.2；TN929.5

A

1009-6434（2017）10-0072-02