基于智慧农业的生态旅游的应用研究

熊纯 杨博雄

摘要：在传统农业向现代农业转型的过程当中，随着嵌入式物联网、5G通信、云计算服务等新兴技术与旅游行业深度融合，智慧旅游实现了依托“物联网”技术发展的进一步得到转型和升级的机会，物联网模式下的智慧旅游的发展也迎来新的机遇与挑战。智慧农业也将是未来农业发展的主要趋势。但是当前智慧农业的产业形势单一，主要还是采取传统物联网技术，传统物联网技术的数据采集和远程控制管理复杂，数据挖掘能力低下。该文将充分利用NB-IOT、6LowPAN新一代物联网技术、视频大数据分析技术，使智慧农业的数据挖掘能力增强，管理简单化，加以5G的发展，在不久的将来此技术会提升到一个新的高度，其数据的采集能力和时效性以及准确性会大大的提高。开展生态旅游业务，拓展产业链，提高智慧农业的附加值。

关键词：6LowPAN;物联网;智慧旅游

中图分类号：TP393        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）23-0172-02

在对智慧农业与生态旅游应用系统的研究中，要使整个应用系统达到正确率可观的数据监测，简易化的终端控制，以便于提高整个应用系统的整体运行状态。而在实际传统的农业应用平台上，因为物联网设备以及所采用通讯方式的原因，会出现传输效率低下，数据间接性中断等问题。本文将提供一种使用NB-IOT、6LowPAN的新一代物联网技术、结合视频大数据分析技术，使智慧农业应用系统的整体数据挖掘能力增强，使之管理简单化，搭配Web管理操作便捷化。

1 智慧农业与生态旅游应用系统的基本思想

智慧农业与生态旅游应用系统平台架构为多系统的结合，主要包括以下几个子系统：

（1）智慧农业旅游大数据系统

采用新一代无线传感网、物联网、云计算、大数据等技术对一处景观农业示范区进行智慧农业和旅游大数据示范区建设。

（2）农作物生长环境物理量监测系统

主要用于平台中的人气环境监测，土壤环境监测，也包含了太阳能和风力双供电系统视频图像采集功能，能够保留下数据以供可视化。

（3）灌溉系统控制

采用无线中央控制实施每个区域的自动化灌溉，既可对现场灌溉设备进行控制，又可自行设定和调整灌溉水量和灌溉时间。

（4）无线通信系统

系统将采集到的所有物理量数据通过无线网络上传到云计算与大数据处理平台。

（5）旅游人员画像与数据分析系统

建立人员的画像标签数据模型，对前来的旅游参观人员进行人脸识别，并进行客流统计。

2 智慧农业与生态旅游应用系统的实施路径

2.1 系统开发环境

采用Eclipse作为开源固件的开发IDE程序，编译器采用GUN GCC开源编译器，方便进一步开发。并配备OPEN OCD开源的调试软件以进行系统开发的调试。在云平台的选择上选择了LAMP的开源架构方式，并结合Vagrant，方便进行本地的平台搭建以及部署，同时还支持Docker Container。开发环境简图如图1所示。

2.2 系统硬件平台部署

系统的硬件平台主要包括：

（1）嵌入式硬件：提供了多种硬件接口：I2C/SPI/UART/PWM。能够支持多种执行器：水阀，电机，舵机等。支持多种传感器：温度，湿度，土壤导电率，土壤湿度，土壤酸碱度，风速，风向，雨量等。

（2）自供电系统硬件：风力发电机，太阳能电池板，集成电池充电和保护装置。

（3）视频采集硬件：支持高清网络摄像头，支持硬盘录像机，高性能视频处理服务器。

（4）用户交互硬件设备：大屏幕视频，图片，文字内容的交互展示，QR码扫描识别用户交互推送相关信息。

（5）异构网络硬件：支持2G/3G/4G/5G/NB-IOT支持Wi-Fi和Ethernet支持低功耗物联网和6LoWPAN。

通过高清的视频采集卡来进行图像的采集以及记录，通过异构网络可以传输给用户的可视化Web界面通过大屏幕直观的观看效果。同时传输给服务器进行图像视频的分析以及数据处理，得到各个需要的信息并记录下来。服务器结合嵌入式硬件中传感器所采集到的信息以及图像分析得到的信息传输给软件部分处理。硬件部分实现路径图如图3所示。

2.3 系统软件平台部署

系统的软件部分由多个功能模块组成：

嵌入式固件的软件：主要由Eclipse来进行开发以及烧录。主要负责通过连接异构网络的方式来进行快速，稳定的信息传输。能够将传感器采集到的数据进行打包封装通过TCP/UDP的协议进行发送，以达到安全传输的目的。同时嵌入式固件软件还要有自动控制的功能，在系统检测到的数据达到预设值或者异常后作出相应的判断。

视觉采集计算：视觉采集分析，人脸识别算法程序搭载在云端的服务器上，分析得到的图像信息以及数据能够得到具体的旅游画报以及旅游信息的可视化，农作物信息，生长状态的可视化。以及更加正确的病虫害预警，自动灌溉，自动施肥等判断。

软件系统之间的相互协调，数据传输通过6LowPAN异构网络进行传输，具体关联图如图3所示。

2.4 平台示范区部署

我们选取了一块土地来进行平台示范区的搭建，在该示范区通讯模块实现了100m不间断的无线网络信息传输。整个系统运行稳定性高，正确得到了示范区内的农作物生长信息以及环境信息。平面图如图4所示。

作为可视化信息的展示选择使用Web来承载和展示，效果和示范土地情况如图5所示。

为了方便实验以及数据的可控性，在室内也搭建了一套相同体系结构的示范点作为实训室使用。

3 智慧农业与生态旅游应用系统实验结果

利用先进的NB-IOT以及6LowPAN技术和先进的传感及无线传輸技术，可以通过专业设备采集农产品贮藏冷库环境信息，并可以远程智能控制冷库设备，集成环境监控系统、产品溯源系统、冷库环境监控系统，将农产品实时环境信息直观呈现到平台，随时随地知晓产品全过程溯源信息;同时平台集结专业的农业专家为农业领域常见农作物疾病等信息进行快速、远程诊断，真正实现全面感知、智慧农业的最终目标。

生态旅游的根本在于让旅游者基于回归自然、体验古朴文化、保护自然生态和传统文化等动机，在不损害生态环境的可持续发展前提下，智慧农业与生态旅游项目保证了旅游者的心理需求，同时利用高科技引生出一种新型的商业模式，生态旅游依赖当地原生、和谐的生态系统，强调保护当地的旅游资源、社会利益。

基于此，本项目旨在建设生态文明和生态旅游，探讨新时代生态文明建设背景下生态旅游未来的发展前景，并研究生态旅游的发展方向，以丰富生态旅游理论体系，促进生态旅游健康可持续发展，使生态旅游能实现其所预定的生态、经济、社会与文化。

参考文献：

[1] 何朝阳.基于6LoWPAN的物联网应用平台研究与实现[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2011.

[2] 袁东亮.物联网的研究与应用[D].北京：中国地质大学（北京），2012.

[3] 张凌云，黎巎，刘敏.智慧旅游的基本概念与理论体系[J].旅游学刊，2012，27（5）：66-73.

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