基于物聯網的農業環境遠程監測系統研究

鄒存芝，白娜

（哈爾濱石油學院信息工程學院，黑龍江哈爾濱，150027）

基于物聯網的農業環境遠程監測系統研究

鄒存芝，白娜

（哈爾濱石油學院信息工程學院，黑龍江哈爾濱，150027）

隨著物聯網時代的來臨，物聯網技術應用領域越來越廣，現在工農業生產中都在應用物聯網技術，物聯網技術在農業中的應用，促進農業的生產，加強了農業的科學管理，為農業的糧食生產提高起到技術保障。本論文主要從農業環境遠程監測系統結構設計、農業環境遠程監測系統功能模塊設計、農業環境遠程監測系統的實現與運行測試進行闡述基于物聯網的農業環境遠程監測系統研究，希望為研究農業環境遠程監測系統的專家與學者提供理論參考依據。

物聯網；農業環境；遠程監測系統

0 引言

我國是農業大國，黨和政府非常重視農業發展，先進科技水平不斷在農業上的應用，確保農業豐收，提高農民收入，物聯網技術是一種新型技術，其應用領域非常廣泛，物聯網技術在農業中應用，為農業的發展提供了技術支持。農業環境遠程監測系統可以不下農田就可以監控溫度、濕度、水分等對農業的影響，可以方便對農田進行指導，農業環境遠程監測系統功能不斷完善，提高了農業環境監測系統功能，為專家給農業診斷提供了技術支持。

1 農業環境遠程監測系統結構設計

根據農業環境遠程監測系統在農業生產中起到的作用，物聯網技術在農業環境遠程監測系統中的應用，設計者反復進行調研與論證，得出農業環境遠程監測系統結構如圖1所示。

根據農業環境遠程監測系統結構圖其組成主要有遠程監控中心、數據服務中心、智能網關組成。其遠程監控中心有計算機、智能移動終端、LED顯示屏構成；數據服務中心有數據接收/存儲、數據處理分析、數據查詢/顯示應用能力；智能網關主要包含很多傳感器；每個組成部分都有自己的功能，通常是三個組成部分協調工作，共同完成農業環境遠程監測系統的功能，為農業的生產與服務提供技術支持，解決農業生產中農業專家少的原因，通過遠程監測系統可以直接對農業進行診斷，提出相應的解決措施。

圖1 農業環境遠程監測系統結構

2 農業環境遠程監測系統功能模塊設計

農業環境遠程監測系統功能設計主要是從硬件結構和軟件技術方面進行設計。硬件是農業環境遠程監測系統的基礎，軟件是農業環境遠程監測功能實現的關鍵技術。軟件和硬件合理的進行設計，利用軟件技術保障硬件功能的實現，軟硬件共同協作，達到農業環境遠程監測系統功能實現，為農業發展提供了可靠技術支持。

2.1 系統的硬件設計

系統的硬件設計主要包括傳感器節點設計與無線網關節點的設計。傳感器節點設計主要是通過多個傳感器形成一個網絡，實時監控田間各個角落，在遠端通過計算機顯示屏顯示田間狀況，農業專家可以根據田間顯示進行農作物診斷。網關的主要功能是將傳感器節點監測到的數據信息通過網絡發送給遠程管理終端，由遠程管理終端對數據進行處理、分析和存儲。同時，網關具有廣泛的接入能力，以實現各種通信技術標準的互聯互通;協議轉化能力，以保證不同的感知網絡的協議能夠變成統一的數據和信令; 強大的管理能力，以實現對子網內節點的管理，獲取節點的狀態、屬性、標識等以及遠程控制、升級、維護等。系統的硬件設計是遠程監測系統功能實現基礎，為軟件的實現提供了物質保障。

2.2 系統的軟件設計

根據系統設計功能圖，利用軟件技術實現農業環境遠程監測系統功能，一般設計者根據需要選擇一種程序設計語言作為開發工具，結合數據庫技術、計算機網絡技術、通信技術、傳感器技術進行系統功能設計，實現硬件設備功能。軟件設計是農業環境遠程監測系統實現基礎，必須進行科學軟件設計，保障遠程監測系統能正常實現其功能。

3 農業環境遠程監測系統的實現與運行測試

3.1 系統功能

農業環境遠程監測系統主要功能有智能報警功能、智能手機管理功能與實時監控功能。

3.1.1 智能報警功能

根據作物的生長需要，對農作物不同時期設置不同的參數，一旦參數出現變化，通過手機短信提醒功能或根據遠程監控端計算機顯示屏能顯示變化狀態，比如土壤水分不夠等。

3.1.2 智能手機管理功能

借助物聯網技術的應用以智能手機作為遠程監測系統的終端，將傳統的視頻監控與移動多媒體技術相結合，實現了移動視頻監控。用戶通過智能手機隨時隨地查看監測信息，及時接受查看報警信息，控制遠在千里之外的監控現場。手機作為終端接收農業作物生長變化信息，根據信息內容，可以及時提出解決措施。

3.1.3 實時監控功能

通過視頻的監控技術，農業專家可以在家里通過不同模式監控農田的作物生長情況，溫度、濕度、水分、光照等情況，根據出現問題，可以及時提出解決方法。

3.2 系統運行測試

3.2.1 數據分析

農業環境遠程監測系統可以科學有效的進行數據分析，通過手機終端或計算機都可以及時查閱監控的農田數據分析，如圖2所示。

圖2 農業環境遠程監測系統數據分析界面

通過數據分析我們可以查閱指定一段日期或某一天的5個典型農場的風速、風向、空氣濕度、土壤濕度、大氣壓力、水面蒸發、光合有效輻射、光照強度、日照時數、降雨量等相關參數的實際情況，根據具體數據能反映農田的基本情況，能讓農業專家及時掌握農田狀況，及時對農田情況提出解決方法。

3.2.2 實時監測

設計者可以通過遠程監測系統，進行實時監測，通過運行界面選擇實時監測，可以對傳感器監控的農田進行實時監測，根據監測的界面，可以科學有效的對農田當時狀況進行分析，看農田的溫度、濕度、日照強度等指標是否適合農田生長需要，遠程監控系統的建設，為農民增收提供了技術支持。

4 結語

基于物聯網的農業環境遠程監測系統開發，為農業的生產提供了技術支持，解決農村缺少農業專家難題，尤其對提高農民收入做出重要貢獻。現在農業環境監測系統的應用范圍不廣，其主要適合大片作業，同一片土地種植一種作物，利用農業環境監測系統更加科學實用，其具有一定應用價值和推廣價值，符合現代農業發展趨勢。

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Research on remote monitoring system of agricultural environment based on Internet of things

Zou Cunzhi,Bai Na
(School of information engineering, Harbin Petroleum Institute,Harbin Heilongjiang,150027)

With the advent of the era of networking, networking technology applications more and more widely, now the industrial and agricultural production in all things in the application of technology, the application of networking technology in agriculture, promote agricultural production, strengthen the scientific management of agriculture, agricultural food production to improve technical support. This paper mainly expounds the research of agricultural environment remote monitoring system based on Internet of things from the implementation and operation of testing of agricultural environment remote monitoring system of agricultural environment structure design, function module design, remote monitoring system of agricultural environment remote monitoring system, remote monitoring system of hope for agricultural environmental experts and scholars to provide theoretical basis for the.

Internet of things; agricultural environment; remote monitoring system

鄒存芝（1980-），女，講師，碩士研究生，研究方向：電機調速與控制、傳感與檢測技術。

黑龍江省教育廳科學技術研究項目：云GIS計算在油罐遠程運輸安全檢測中的應用研究，項目編號：（12543039）。