基于物联网的农业气象监测的实现探讨

吴立群

摘 要：近几年，随着科技水平的显著提升，物理网技术得到了迅猛的发展，对于各行各业的进步提供了一个基础性的作用。农业气象监测部门在这样的背景下也极大地提高了工作效率。尤其是无线农业气象监测系统的建立在对信息进行实时、高效传播的基础上，为数据共享的实现做出了极大的贡献。本文在对物联网以及气象数据进行简要介绍的基础上，详细分析了气象监测系统技术的选择，希望为相关部门提供一个有价值的参考。

关键词：物联网 农业气象监测 电子标签 数据组网 实现

引言

近年来，经济的进步为物联网技术的发展提供了一个全新的契机，使得各行各业在解决相关问题时都有了全新的方法。农业气象部门也借助这一发展大势，不断引进物联网技术，从而使得相应农业信息的及时性、准确性以及可靠性大大提升，为农业工作的开展奠定了坚实的基础。现有计算机网络技术在不断的拓展当中就形成了物联网，它在将所有物体连接起来的前提下，实现了全方位的监控，最终为生产力水平的不断提升打下坚实的基础[1]。

一、物联网与互联网技术的联网

在不断的发展中，将更多的物体与现有计算机网络以及移动通信实现可靠的连接，进而对物体以及数据进行直接、全方位的控制是物联网最终的形态[2]。这项技术的应用包括计算机的IP地址、手机的SIM卡等等，它的目的主要是进行身份的识别，为后续相关工作的进行打好基础。但是受科技水平的限制，目前，我国的物联网都局限于小型的、机构本身的、独立的网络，具有多样性的特点，不利于展开全局性的监控工作。但是农业工作范围广，这样的特点对于物联網在农业当中的应用产生了很大的限制，因此本研究引进了带有电子标签的身份识别，为农业工作的顺利开展打下坚实的基础。

二、带有电子标签的气象数据

气象监测数据应该以系统化为终极目标，因此为了达到这样的效果就应该首先将监测节点连接到整个网络当中，为后续的身份识别打好基础。另外要根据农业信息的不同性质对监测网络以及监测数据进行细化。但是这样的气象监测数据也存在某些缺陷，比如对于那些相似的气象监测数据，这一系统无法做出正确的区分。此外，监测环境的不同也会对相同的监测数据产生不同程度的影响。因此在开展这项工作的时候就应该切实做好身份识别，从而使得内部信息的获取更加精准。

但是目前，从农业监测的角度来讲，统一的身份识别标准是不存在的，因此就应该将通用的身份信息数据结构设计作为目前的重点工作之一，进而使得不同的监测节点能够被建立起来，使得用户依据自己特殊的需求去建立相关的气象监测系统，实现信息的综合共享。但是应该注意的是，移动终端在这个过程中发挥着重要的责任，它不仅可以查看附近存在的监测系统，而且对于气象数据的获取、气象数据的查看都相当重要[3]。

三、气象监测系统的技术选择

（一）气象监测系统的构建

身份识别只是气象监测系统构建的基础步骤，完成这一步骤之后，才可以进行模型的选择等工作，进而在此基础上进行有效组网以及现有网络的有效连接。首先，传感器技术应该应用到感知层当中，为嵌入式系统的构建打下坚实的基础；其次，“物体”网络层当中也应该引进相关的智能处理功能，从而使得传感器的网络技术得到最佳的应用。最后，上述工作完成之后，将网关节点与监控主机进行连接，然后将获取的信息传输到监控主机与Internet当中，实现信息的有效共享。在这样的身份识别过程中没有电子标签的有效应用，主要是由于这一过程中缺乏相关的载体所决定的。整个气象监测系统的构建过程对于气象监测部门成本的缩减相当关键。另外，应该进行应用层的构建，在对气象数据进行监控的过程中，系统可以定期自行获取相关信息，然后进行自主的分析处理，为后续工作的开展起到基础性的作用。

（二）农业气象监测网络的通信协议

每个既定的网络系统都会存在一个通信协议，从而实现对于信息的自行监测和定位。而农业气象监测网络中通信协议的存在主要是为了完成信息的传输。无线传感器网络技术以通信方式的角色存在，再加上红外、蓝牙等相应的设计就可以实现无线通信协议的有效构建。但是上述设计在实际工作的过程中并不符合规模大、功耗大的特点，因此ZigBee协议在这样的网络中就会发挥出应有的作用。该协议包括两个方面的设备——Full Function Device（FFD）和Reduced Function Device（RFD）。两种设备的简易程度不一，而且前者比后者拥有更大的内存，进而就可以完成更多的功能。协调器节点、终端节点以及路由器节点是网络节点的三种不同身份[4]。第一，协调器节点一般只有一个，它的主要作用是建立相应的网络，为后续工作的开展打好基础；第二，多个路由器节点可以在相互配合的过程中实现与终端节点的有效连接；如果需要，它还可以完成数据转发等不同的任务；第三，除上述两种节点之外的节点为终端节点，它可以不通过任何连接而实现对于网络的直接加入，主要负责数据的传输以及通信的实现。

综上所述，物联网相关设备的特点与无线传感器网络需求相符，而且对于气象监测环境的有效运行具有很重要的作用。气象数据的传输是整个工作当中最重要的一个部分。但是在实际工作当中各个节点所需要数据量不是很大，因此只要较低的速率就可以实现。不同节点与网络协议在相互配合的过程中可以形成很大规模的网络，大大提高监测效率以及质量，为监测系统的稳定性打下坚实的基础。

四、结语

总之，在科技水平不断提升的今天，我国的农业化建设进程面临着巨大的发展机遇，对于我国国民经济的又好又快发展相当关键。本文通过对ZigBee协议下的小型传感器网络设计进行全方位的介绍和分析，希望为相关部门提供一个有价值的参考。在这样的基础上，物联网技术的优势得到了明显的体现，除了农业，相信以后这一技术在其他行业以及部门也会得到更加广泛的应用。

参考文献

[1]赵天毅.物联网技术在我国农业上的应用之我见[J].科技视界.2016（07）.

[2]刘颖.物联网在农业中的应用及前景展望[J].信息与电脑（理论版）.2016（06）.

[3]惠为民，周亚军，丁波.农业物联网平台构建[J].农业与技术.2016（08）.

[4]胡震.物联网技术在现代农业中的应用研究[J].滨州职业学院学报.2016（Z1）.endprint