遠程農業監測信息系統設計與實現

孫立東

1 遠程農業監測信息系統結構與功能

中心站應用軟件和無線傳感器網絡是構成遠程農業監測信息系統的兩大部分，并通過不同功能推進著系統的設計與實現。傳感器節點、傳感器網絡等站點通過GPRS網絡系統將數據傳輸到Internet網絡，傳輸到中心站點，中心站點則由網絡服務器、數據庫服務器、通訊服務器三大部分共同構成。

1.1 中心站軟件

其中中心站軟件由 C/S 、B/S 兩種體系架構而成，主要功能有信息獲取、數據存儲、實時顯示、報警提示、記錄統計、歷史查詢、系統配置和網絡服務等，具體功能分工見表1。

1.2 無線傳感器網絡

由圖1所示，無線傳感器網絡是復雜的，由不同遠程站點構成，主要作用是數據采集，其中遠程農業監測信息的遠程站點包括果園、大田、養殖場、溫室等多個站點。同一站點由一個匯聚點與多個傳感器節點構成，包括數字傳感器與模擬傳感器，一般一個傳感器節點可同時監測光照、溫度、濕度、露點等多個參數，具有重要的樞紐作用。GPRS網絡與Internet網絡相連接，共同實現了遠程數據傳輸工作。

2 遠程農業監測信息系統設計與實現

2.1 無線傳感器網絡

ZigBee無線網絡通信技術有低功耗、低成本、近距離等明顯技術優勢，以基于 ZigBee技術的CC2430芯片為核心構建無線傳感器網絡，能夠充分發揮CC2430方便和多種傳感器與外圍設備接口、無線數據采集功能強大、性價比高、使用簡單等優勢，在進行遠程農業監測信息系統設計與實現時優先選用CC2430芯片構建。采用模擬式傳感器或者數字式傳感器與CC2430傳感節點相連接，增強設備的電力持久。采用RS232與CC2430匯聚節點進行轉換驅動，通過GPRS 網絡數據傳輸終端進行數據實現，如圖1 所示。

2.2 中心站應用軟件

中心站應用軟件主要是C/S和B/S兩種軟件體系架構。

2.2.1 關鍵類

其中關鍵類軟件分為模型類和主要功能類，關鍵類軟件的構造方法主要為“public Sensor（ ）”與“public Sensor （ String style， float alert_h ， floata lert_l ）”，通過默認傳感器對象是報警上下限為0、當前測量值為0的溫度傳感器與報警上下限初始化，其他屬性保持默認值的傳感器進行實現。主要操作是通過不同傳感器的屬性設置與獲取方法， 如傳感器測量數據的設置、 獲取方法完成的。

2.2.2 軟件模塊

軟件模塊設計主要涉及基于C/S 架構的數據采集部分、通信協議、統計查詢、系統配置等部分，還有基于B/S 架構的網絡服務部分。主要設計與實現是通過實時數據曲線顯示等環節進行設計與實現的，stationsChart是曲線圖形面板 Re-alTimeChart 的對象數組，在監測系統中站點個數由stationsChart 的長度確定。

2.3 運行結果

無線傳感器網絡能夠同時實時監測濕度、溫度、光照、 露點等多個參數。通過遠程農業監測信息系統的設計與實現，中心站與農田地址建立連接，可在遠程界面上獲得實時獲取數據， 享受多種服務功能。

隨著農業的經濟發展與農作物產量需求的增大，遠程農業監測信息系統設計與實現得到了廣泛應用。遠程農業監測信息系統通過將遠程數據、網絡服務與數據顯示相結合，對科技農業、數字農業、防治病蟲害等多領域實現了應用，具有遠程、存儲、查詢、統計等多個功能，極大地便利了農業的發展控制，有利于我國農業的可持續發展。

（作者單位：154002黑龍江省農墾科學院測試化驗中心）