基于物联网技术的农业温室系统开发研究

代瑶 黑龙江信息技术职业学院

1 物联网简介

1.1 物联网的定义与理解：

物联网建立在互联网络信息通信的基础之上，能够高效的使用互联网的相关协议资源。并且利用协管的硬件感知设备，对物品与物体进行监测、信息采集、运算、分析等操作。让物体信息形成有效的通信链条。可以服务在交通、城市建设、教育教学、农业生产等多个不同的领域。

1.2 物联网的特性与特点：

首先，具备采集功能。实现物体通信，要对物体的属性和自身信息进行采集，通过射频器、传感器等硬件设备，获得这些信息。并有效的进行保存与分类。其次，传递的正确性。在传递过程中，这些信息以数字化的信息进行保存与传递，利用网络的数字化信号传送，避免其它模拟信号的衰减造成的传递错误与失真。最后，要进行分析与处理过程。实现智能化的操作与管理，不能简单的进行采集与储存，要通过数据计算或者智能化的量化与分析手段，对信息进行合理的加工与处理。获得在商业、工业、农业等不同领域有价值的信息。

1.3 物联网简单架构：

物联网的构架虽然物联网具有相当复杂的构架，但总的来说其构架可以分为感知层、网络层、应用层三大部分。感知层充当信息采集的角色，包括 RFID 电子标签、传感器等应用技术；网络层的任务是复杂信息的传递和输送，互联网、固网等都是网络层传递和输送信息的途径；应用层是通过智能功能来实现物体之间、人体之间的相互识别和感知的作用。

2 物联网相关技术介绍：

2.1 射频识别技术：

这种技术大家并不陌生，早期是服务于邮局系统，对于邮包进行信息的识别。现在在很多超市也使用了这种技术。这种技术工作过程主要有三部分组成，首先是信息标签，商品或者物品的相关信息，储存在信息标签中，有待于信息的识别与再次修改。阅读器或者是我们俗称的扫描设备，就是用来读取标签中记载的信息的，而天线则是实现二者交互，可以进行信号通信的设备。在超市中我们常常见到的，是通过阅读设备扫描商品中标签的价格信息，实现收费操作的。同样的，利用这种工作模式，也可以一定程度上解决食品安全问题。在标签中实时保存农作物种植与运输中的情况，例如种植时间、收获时间、产品产地、检测部门等信息。大大提升人们对食品安全的信心。

2.2 传感技术与嵌入技术。

传感器可以感知或响应被检测对象的明确信息，并且能够将其转换为相应的输出信号，这对于物联网实现物体之间的智能准确测试、感知和控制意义重大，传感技术所要解决的重点问题是对物联网中物体的变化信息进行量化并生成数据，再利用网络传输手段将信息输送到指定的地址。随着纳米技术的发展，传感器技术向小型化、微型化方面发展，并提出了泛在与传感并重的思想，借助纳米嵌入技术实现传感技术的泛在化，纳米技术从分子级、原子级的粒度对物体构建传感网络。

3 基于物联网技术的农业温室系统开发与使用：

3.1 物联网技术应用于温室系统的原因分析：

农业温室系统种植农作物的目的，是为农作物提供适宜的自然生长环境，达到高产、有产的种植目的。也可以通过改变温度、水平等自然气候因素，实现农作物的跨地域种植。这就需要温室系统提供各类气候、土壤的实时信息，并对信息进行统计与分析。在适当的时候，调整温室种植气候与土壤的状态，让农作物得到良好的生长环境。物联网技术具备着实时监控的特点，可以通过传感器，实时采集土壤与其后参数，并将信息传送到服务器端，进行分析，一旦发生异常状态，能够及时发出警报信息，提示农户，及时关注温室状态。更加可以通过一些硬件设备的嵌入，自动实现种植环境的调节。

3.2 物联网农业温室系统工作流程简介：

首先，在温室中安装传感器等硬件设备，实时采集温度、土壤湿度、风力、二氧化碳含量等重要种植信息。并暂存在存储设备当中，向网络分析中心发送数据。其次，在出现异常状态下，网络中心分析种植环境异常，以网络信息传送并且配合移动通信设备传送的方式，将信息发送给农户的计算机或者手机端。再次，在获得农户认同后，可以自动调动硬件设备。例如在土壤湿度过大时，打开排风扇，加大挥发过程。在水平不足时，进行自动灌溉。并通过输水管上安装的传感器，感应灌溉时间和单位出水时间，从而控制灌溉的水量。最后，网络中心通过不断积累种植的信息并分析产量和质量，不断更新最佳的种植方案。

[1]张琛驰.对我国农业物联网发展的思考[J].现代农业科技,2012(22)

[2]吴立新,汪云甲,丁恩杰,朱旺喜,张瑞新,张申,王植.三论数字矿山——借力物联网保障矿山安全与智能采矿[J].煤炭学报,2012(03)

[3]孙玉文,沈明霞,陆明洲,林相泽,熊迎军,刘龙申.无线传感器网络在农业中的应用研究现状与展望[J].浙江农业学报,2011(03)

[4]熊迎军,沈明霞,孙玉文,徐友,林相泽.农田图像采集与无线传输系统设计[J]. 农业机械学报,2011(03)

[5]何世钧,陈中华,张雨,周文君.基于物联网的海洋环境监测系统的研究[J].传感器与微系统,2011(03)

[6]蔡日梅.物联网概述[J].电子产品可靠性与环境试验,2011(01)