基于大數(shù)據(jù)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用
——智能灌溉系統(tǒng)

侯永進(jìn)

（廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)工程系，廣州 510300）

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基于大數(shù)據(jù)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用
——智能灌溉系統(tǒng)

侯永進(jìn)

（廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)工程系，廣州 510300）

［摘 要］在大數(shù)據(jù)的背景下，如何在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中引進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”的概念，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，是當(dāng)前農(nóng)業(yè)領(lǐng)域需要研究的重點(diǎn)。本文著重結(jié)合大數(shù)據(jù)來分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)智能灌溉系統(tǒng)中的具體應(yīng)用案例，以期為農(nóng)業(yè)專家提供決策依據(jù)。

［關(guān)鍵詞］大數(shù)據(jù)；互聯(lián)網(wǎng)+；農(nóng)業(yè)；智能灌溉

0　引 言

隨著科技的日益進(jìn)步，計(jì)算機(jī)的相關(guān)技術(shù)被引用到各個(gè)領(lǐng)域。智能灌溉系統(tǒng)是融合傳感器技術(shù)、自動控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、無線通信技術(shù)與移動終端控制等多種高新技術(shù)，自動采集光照、溫度、土壤水分、空氣濕度等信息，通過無線通信技術(shù)傳輸給信息管理系統(tǒng)，自動控制噴水灌溉、通風(fēng)除濕等設(shè)備，從而調(diào)節(jié)環(huán)境參數(shù)。

智能灌溉系統(tǒng)應(yīng)用大數(shù)據(jù)策略，在云服務(wù)平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，以關(guān)聯(lián)圖表顯示歷史記錄，為農(nóng)業(yè)專家提供決策支持，同時(shí)獲取國家氣象局天氣預(yù)報(bào)信息，根據(jù)天氣狀況和作物需要智能調(diào)節(jié)噴水灌溉策略，調(diào)整用水量，實(shí)施精準(zhǔn)灌溉，提高水資源利用率。

智能灌溉系統(tǒng)采用WiFi技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線通信，采用Zigbee技術(shù)構(gòu)建底層無線傳感網(wǎng)，節(jié)能低耗，能夠根據(jù)應(yīng)用場景規(guī)模靈活增加無線節(jié)點(diǎn)模塊，不會因?yàn)楸O(jiān)測點(diǎn)過多而使布線復(fù)雜，降低系統(tǒng)維護(hù)運(yùn)營成本。

1　職能灌溉系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室模型及部分實(shí)物操作界面如圖2所示。

圖2　實(shí)驗(yàn)室模型及部分操作畫面

2　智能灌溉系統(tǒng)功能模塊簡介

本系統(tǒng)根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)三層體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，功能模塊劃分及其主要設(shè)計(jì)內(nèi)容如下表1所示。

3　智能灌溉系統(tǒng)簡易操作說明

下面主要說明桌面版管理系統(tǒng)、Web版管理系統(tǒng)、移動終端版管理系統(tǒng)的操作使用方法。

3.1桌面版管理系統(tǒng)

本文分析了海上風(fēng)電場接入對系統(tǒng)無功功率的影響。在充分發(fā)揮風(fēng)電場無功調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)上,以提高電壓質(zhì)量、降低網(wǎng)損為目標(biāo),提出了多風(fēng)電場無功優(yōu)化PSO算法,以優(yōu)化各風(fēng)電場及無功補(bǔ)償設(shè)備的無功出力。算例結(jié)果表明,所提出的無功優(yōu)化PSO算法能有效減少系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)損耗,改善電壓質(zhì)量,驗(yàn)證了算法的有效性和可行性。

桌面版管理系統(tǒng)主要功能模塊有:操作控制模塊、數(shù)據(jù)與命令查看模塊。其中，操作控制模塊的功能如下:這部分提供了實(shí)時(shí)場景的選擇，區(qū)域?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)的顯示，區(qū)域手動操作和自動控制的設(shè)置。可以通過輸入服務(wù)器地址，進(jìn)行場景的選擇，然后對該場景下的區(qū)域進(jìn)行手動控制，實(shí)時(shí)控制底層終端控制設(shè)備，也可以開啟自動控制，輸入要自動控制的參數(shù)范圍，系統(tǒng)會根據(jù)輸入的控制參數(shù)，進(jìn)行自動控制。

3.2Web版管理系統(tǒng)

3.2.1登錄界面

系統(tǒng)的開始頁面，界面簡潔友好。只有獲取權(quán)限才能進(jìn)入控制系統(tǒng)。

3.2.2首頁

這部分主要是顯示項(xiàng)目的一些圖片，頁面下方是項(xiàng)目的介紹。

3.2.3監(jiān)控中心

這是本程序的核心部分，在這個(gè)頁面中，能夠通過儀器表查看到當(dāng)前的數(shù)據(jù)，并提供了天氣預(yù)報(bào)，能夠根據(jù)需要設(shè)置自動控制的外界條件，或是進(jìn)行人工的操作處理。

上述界面中，上面部分是最近一次采集到的數(shù)據(jù)，以儀器表的形式生動地展示出來，左下角是自動控制時(shí)的溫濕度，光照強(qiáng)度的控制范圍，在這里輸入要控制的范圍后，系統(tǒng)會根據(jù)用戶輸入的范圍自動調(diào)控。右下角是系統(tǒng)的自動控制區(qū)域，在這里用戶可以進(jìn)行手動控制。

3.2.4數(shù)據(jù)分析查看

將歷史記錄以關(guān)聯(lián)圖表的形式展示出來，一目了然，為農(nóng)業(yè)專家進(jìn)行數(shù)據(jù)分析提供決策支持，最終確定適于作物生長的控制策略。

表1　智能灌溉系統(tǒng)功能模塊介紹

3.2.5操作記錄

將用戶的操作即自動操作記錄下來，便于查看。

3.2.6退出

程序退出后，系統(tǒng)的工作模式不變，保持原狀。點(diǎn)擊退出后，登錄狀態(tài)被重置，并跳轉(zhuǎn)到登錄頁面。

3.3移動終端管理軟件

3.3.1登錄部分

這個(gè)是手機(jī)端的登錄界面，簡潔明了，選擇聯(lián)網(wǎng)模式，輸入賬號密碼以及當(dāng)前的服務(wù)器地址即可登錄，可以選擇保存密碼，方便下次登錄。

3.3.2數(shù)據(jù)查看中心

選擇當(dāng)前環(huán)境模式和區(qū)域，即可查看當(dāng)前的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

3.3.3控制中心

選擇當(dāng)前的場景模式和區(qū)域，就可以對該區(qū)域進(jìn)行控制，可以根據(jù)需要輸入環(huán)境參數(shù)，設(shè)置自動控制的范圍，也可直接進(jìn)行手動控制。

4　結(jié) 語

本設(shè)計(jì)結(jié)合大數(shù)據(jù)和農(nóng)業(yè)，真正實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)“互聯(lián)網(wǎng)+”，而且本設(shè)計(jì)具有可推廣性、可擴(kuò)展性，可以預(yù)期，將來的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)方向?qū)淤N近計(jì)算機(jī)。

doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.12.115

［中圖分類號］TP391；TP274；

［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A

［文章編號］1673-0194（2016）12-0174-02

［收稿日期］2016-05-20