基于IPv6和異構無線傳感網(wǎng)絡智能網(wǎng)關型的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設計

廖建尚

(廣東交通職業(yè)技術學院計算機工程學院，廣東廣州 510650)

《“互聯(lián)網(wǎng)+”現(xiàn)代農(nóng)業(yè)三年行動實施方案》[1]提到在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)區(qū)域試驗工程方面，要大力推進物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用，在國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)率先取得突破，建成一批大田種植、設施園藝、畜禽養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)示范基地。我國是一個農(nóng)業(yè)大國，不同的應用領域，其物聯(lián)網(wǎng)實施特點不一致，導致了物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用發(fā)展較為緩慢。物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用研究引起了越來越多的學者關注，其中智能網(wǎng)關在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中是一個較為關鍵的技術，承擔了數(shù)據(jù)的匯集、封裝和傳輸，目前對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關的研究還非常少，尤其多網(wǎng)絡融合的智能網(wǎng)關研究更少。

智能網(wǎng)關是指一種能夠匯集、分析、封裝、轉發(fā)數(shù)據(jù)與信息的裝備與技術。美國、日本在精準農(nóng)業(yè)領域方面已經(jīng)有了產(chǎn)業(yè)化應用，荷蘭有較好的農(nóng)業(yè)高效生產(chǎn)體系[2]，韓國建有農(nóng)業(yè)科技服務體系，促進了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展[3]。我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)逐漸有了一定的發(fā)展，在環(huán)境監(jiān)控、精準農(nóng)業(yè)等方面有一定的應用[4-5]，但關于智能網(wǎng)關的研究還比較少。智能網(wǎng)關在智能家居、熱力管網(wǎng)系統(tǒng)、水箱控制等領域有了一定的研究[6-9]。

有學者提出了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設計方法[10-11]，但是都沒有提到智能網(wǎng)關的設計。趙小強等設計了1種基于ZigBee/3G的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)，用于水箱溫度的監(jiān)控，但在應用方面有一定的局限性[12]。張海輝等提出1種基于WinCE系統(tǒng)的可配置無線傳感網(wǎng)絡WSN(wireless sensor network)網(wǎng)關體系結構ReGA(Re-configurable Gateway Architecture)，能實現(xiàn)現(xiàn)場可視化設備和監(jiān)測綜合管理，但其設計平臺并不適用在其他Linux等開源系統(tǒng)的應用[13]。

有一些學者對異構型網(wǎng)關進行了研究。王子卿等提出了適用于水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的異構網(wǎng)關，實現(xiàn)了養(yǎng)殖水域采樣數(shù)據(jù)的查詢和處理，但僅僅只有一個傳感網(wǎng)絡，異構網(wǎng)關在應用層的無線傳輸網(wǎng)絡，不適用在復雜的農(nóng)業(yè)環(huán)境的監(jiān)控[14]。譚立志等提出1種基于ARM+FPGA的智能家居異構網(wǎng)關的設計，實現(xiàn)ZigBee網(wǎng)絡、Internet網(wǎng)絡、無線局域網(wǎng)絡(Wi-Fi)、家庭設備、家居環(huán)境傳感控制網(wǎng)絡等多種網(wǎng)絡的融合，但是缺乏對IPv的支持，也不適用與數(shù)據(jù)量大的農(nóng)業(yè)環(huán)境[15]。陳美鎮(zhèn)等提出了基于Android系統(tǒng)的溫室異構網(wǎng)絡環(huán)境監(jiān)測智能網(wǎng)關設計，初步實現(xiàn)了溫室環(huán)境監(jiān)測，僅僅用于ZigBee、RS-485、Wi-Fi 3種網(wǎng)絡的環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測，沒有設備的控制功能和IPv6的功能[16]。

還有一些學者對IPv6網(wǎng)關進行了研究。向敏等設計了1款應用于智能電網(wǎng)的IPv6多接入通信網(wǎng)關，但僅僅局限于電網(wǎng)領域[17]。姚崇高等提出了1種基于IPv6的家庭網(wǎng)關設計，但僅局限于家庭環(huán)境[18]。霍宏偉等提出將IPv6無線傳感器網(wǎng)絡以太網(wǎng)接入網(wǎng)關的設計，但缺乏異構網(wǎng)絡的構建[19]。

智能網(wǎng)關在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的研究中有一定進展，但也存在不足，主要體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)涉及領域多，如大田種植、設施園藝、畜禽養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖等不同系統(tǒng)。不同的系統(tǒng)采用的信息監(jiān)控的技術要求不一致，過去單一的IPv6系統(tǒng)和無線傳感網(wǎng)絡無法滿足日益發(fā)展的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，難以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的快速和廣泛應用。因此，本研究提出了1種基于IPv6和異構型無線傳感網(wǎng)絡農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關設計方法，采用不同無線網(wǎng)絡滿足不同的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)需求。

1 系統(tǒng)架構及網(wǎng)關設計

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要實現(xiàn)2個方面的功能，一是農(nóng)作物生長環(huán)境信息采集與監(jiān)測，如空氣的溫濕度、光照度、土壤濕度、二氧化碳濃度、各種微量元素監(jiān)測等等；二是農(nóng)作物環(huán)境控制，如噴淋、灌溉、遮陽罩的控制等等。本研究提出了1種基于IPv6的智能網(wǎng)關農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構的設計方法，詳細功能如圖1所示。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和轉發(fā)，其中節(jié)點的數(shù)據(jù)采集通過3種無線網(wǎng)絡實現(xiàn)。3種無線網(wǎng)絡分別是802.15.4、藍牙和Wi-Fi，并通過智能網(wǎng)關實現(xiàn)和應用層的通信。

2 基于IPv6智能網(wǎng)關設計

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要在感知層實現(xiàn)農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集與監(jiān)測農(nóng)業(yè)環(huán)境控制，感知層實現(xiàn)的環(huán)境采集和控制需要通過智能網(wǎng)關和應用層通信。本研究設計了1種IPv6智能網(wǎng)關，集成了3種無線傳感網(wǎng)絡，用于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的多種系統(tǒng)的信息采集和監(jiān)控。

2.1 智能網(wǎng)關整體設計

IPv6智能網(wǎng)關集成了3種不同的無線網(wǎng)絡節(jié)點模塊，每種無線網(wǎng)絡節(jié)點模塊獨立與網(wǎng)關進行通信。802.15.4模塊通過串口連接與網(wǎng)關通信，藍牙模塊通過USB連接保證藍牙無線網(wǎng)絡與網(wǎng)關進行通信，Wi-Fi模塊通過USB連接保證Wi-Fi無線網(wǎng)絡與網(wǎng)關進行通信。為了實現(xiàn)多無線網(wǎng)絡融合通信，IPv6網(wǎng)關將3種不同的通信渠道統(tǒng)一中轉到TUN虛擬網(wǎng)絡設備[20]處理，從而實現(xiàn)3種無線網(wǎng)絡同時在IPv6網(wǎng)關上正常通信，整體設計如圖2所示。

802.15.4模塊通過串口驅(qū)動發(fā)送感知層數(shù)據(jù)包到TUN服務，通過TUN服務轉換成IPv6數(shù)據(jù)包，并轉發(fā)到TUN虛擬網(wǎng)絡設備進行統(tǒng)一處理并發(fā)送出去；藍牙模塊和Wi-Fi模塊通過分別通過藍牙驅(qū)動、Wi-Fi驅(qū)動發(fā)送感知層數(shù)據(jù)包到指定的服務程序，該服務通過指定端口將感知層數(shù)據(jù)包轉發(fā)給TUN服務，TUN服務將根據(jù)端口號生成Socket處理，將發(fā)送過來的感知層數(shù)據(jù)包轉換成IPv6數(shù)據(jù)包，轉發(fā)到TUN虛擬網(wǎng)絡設備進行統(tǒng)一中轉。

2.2 智能網(wǎng)關無線網(wǎng)絡模塊設計

為了實現(xiàn)IPv6異構無線傳感網(wǎng)絡，智能網(wǎng)關采用了虛擬網(wǎng)絡設備TUN。TUN提供與硬件的網(wǎng)絡設備完全相同的功能，模擬網(wǎng)絡層設備，處理相應數(shù)據(jù)包如IP數(shù)據(jù)封包，并向操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡層發(fā)送數(shù)據(jù)包，從而接收外部數(shù)據(jù)，同時還實現(xiàn)了字符設備驅(qū)動，用于連接應用層和內(nèi)核層，應用層可以通過TUN設備向用戶空間發(fā)送數(shù)據(jù)[20]。為了更好地與各種無線節(jié)點通信，本研究設計1種TUN服務程序、Wi-Fi網(wǎng)關服務程序和藍牙網(wǎng)關服務程序，完成和無線模塊間的通信，其中TUN服務程序和設計如圖3所示。

2.2.1 802.15.4邊界路由器與網(wǎng)關通信設計 邊界路由器要收集其他節(jié)點的數(shù)據(jù)，需要先創(chuàng)建1個被稱為DODAG的根節(jié)點，邊界路由器通過感知層通信協(xié)議(Perception layer communication protocol，PLCP)獲取網(wǎng)絡地址后，為自身配置1個IPv6的地址，然后再創(chuàng)建1個新的根節(jié)點，其他感知層的節(jié)點加入到這個根節(jié)點中，實現(xiàn)和節(jié)點的無線數(shù)據(jù)通信。

邊界路由器需要將收集的數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)關，設計過程如下：首先802.15.4邊界路由器將收集的無線節(jié)點數(shù)據(jù)通過串口驅(qū)動把感知層數(shù)據(jù)包發(fā)送給TUN服務，然后TUN服務將其轉換為IPv6數(shù)據(jù)包后轉發(fā)給TUN虛擬設備，接著由TUN虛擬設備將IPv6數(shù)據(jù)包上報到Linux內(nèi)核的IPv6層，最后經(jīng)過TCP協(xié)議發(fā)送給APP；反之，應用層APP將IPv6數(shù)據(jù)包請求發(fā)送到智能網(wǎng)關的TUN虛擬設備，TUN服務將TUN虛擬設備發(fā)過來的IPv6數(shù)據(jù)包轉換成感知層數(shù)據(jù)包后通過串口發(fā)送給802.15.4邊界路由器，最后通過802.15.4無線模塊將感知層數(shù)據(jù)包轉發(fā)給節(jié)點網(wǎng)絡的802.15.4模塊，從而實現(xiàn)對節(jié)點的控制。

2.2.2 Wi-Fi模塊與網(wǎng)關通信設計 Wi-Fi無線網(wǎng)絡可以工作在AP(access point)模式和Sta(station)模式下，智能網(wǎng)關的Wi-Fi設置為AP模式下，無線節(jié)點是設置為Sta模式，智能網(wǎng)關的Wi-Fi模塊將多個無線節(jié)點組成一個網(wǎng)絡。

Wi-Fi模塊需要實現(xiàn)與網(wǎng)關通信，設計了1個Wi-Fi服務程序完成Wi-Fi無線模塊和TUN之間通信，應用層APP將IPv6數(shù)據(jù)包發(fā)送給TUN虛擬設備，TUN服務將TUN虛擬設備發(fā)過來的IPv6數(shù)據(jù)包轉換成感知層數(shù)據(jù)包，TUN服務與Wi-Fi網(wǎng)關服務程序建立網(wǎng)絡連接后，通過端口將感知層數(shù)據(jù)包轉發(fā)給Wi-Fi網(wǎng)關服務程序，Wi-Fi網(wǎng)關服務程序?qū)⒏兄獙訑?shù)據(jù)包轉發(fā)給網(wǎng)關底層的Wi-Fi驅(qū)動，最后通過Wi-Fi模塊將感知層數(shù)據(jù)包轉發(fā)給網(wǎng)絡上其他的Wi-Fi模塊節(jié)點。Wi-Fi網(wǎng)關服務程序如圖4所示。

2.2.3 藍牙模塊與網(wǎng)關通信設計 藍牙模塊與網(wǎng)關通信，設計了1個藍牙服務程序?qū)崿F(xiàn)藍牙無線模塊和TUN之間的通信，APP應用端將IPv6數(shù)據(jù)包請求發(fā)送給TUN虛擬設備，TUN服務將TUN虛擬設備發(fā)過來的IPv6數(shù)據(jù)包轉換成感知層數(shù)據(jù)包，TUN服務與藍牙網(wǎng)關服務程序建立TCP連接后，通過指定端口轉發(fā)給藍牙網(wǎng)關服務程序，藍牙網(wǎng)關服務程序通過該端口將感知層數(shù)據(jù)包轉發(fā)給網(wǎng)關底層的藍牙驅(qū)動，繼而通過藍牙模塊將感知層數(shù)據(jù)包轉發(fā)給網(wǎng)絡上其他的藍牙模塊節(jié)點，其中藍牙服務程序過程與Wi-Fi類似。藍牙網(wǎng)關服務程序流程如圖5所示。

2.2.4 TUN服務程序軟件設計 TUN服務程序?qū)崿F(xiàn)的功能有：(1)讀取串口、Wi-Fi網(wǎng)關服務程序和藍牙網(wǎng)關服務程序的感知層數(shù)據(jù)包，并轉發(fā)到TUN虛擬網(wǎng)絡設備；(2)讀取TUN網(wǎng)絡設備的感知層數(shù)據(jù)包，并轉發(fā)到串口、Wi-Fi網(wǎng)關服務程序和藍牙網(wǎng)關服務程序；(3)將發(fā)送過來的感知層數(shù)據(jù)包轉換成IPv6數(shù)據(jù)包。

TUN服務實現(xiàn)了讀串口、Wi-Fi網(wǎng)關服務程序和藍牙網(wǎng)關服務程序的感知層數(shù)據(jù)并轉發(fā)到TUN虛擬設備，同時實現(xiàn)了讀取TUN虛擬設備數(shù)據(jù)并轉發(fā)到串口、Wi-Fi網(wǎng)關服務程序和藍牙網(wǎng)關服務程序，詳細設計如圖6所示。

2.3 異構無線通信模塊設計

感知層的3類無線節(jié)點接收到傳感器模塊采集的數(shù)據(jù)之后，將數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送到節(jié)點處理器的IPv6層，然后將IPv6層的數(shù)據(jù)包封裝成感知層數(shù)據(jù)包，再通過串口發(fā)送給節(jié)點的無線模塊，無線模塊將感知層數(shù)據(jù)包傳輸給網(wǎng)關無線模塊；同時，節(jié)點無線模塊接收智能網(wǎng)關無線模塊發(fā)過來的感知層數(shù)據(jù)包，并通過串口發(fā)送給STM32處理器[21]的IPv6層處理，從而實現(xiàn)異構無線網(wǎng)絡對農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)采集和設備控制。其設計如圖7所示。

3 與智能網(wǎng)關通信的感知層設計

3.1 感知層通信協(xié)議

為實現(xiàn)感知層和智能網(wǎng)關通信，本研究設計了1套感知層通信協(xié)議PLCP，用于點對點的串行通信，定義了在串行線路上將數(shù)據(jù)包封裝成幀，PLCP定義了起始符和結束符：S和E，中間包含若干個數(shù)據(jù)包。表1是PLCP的數(shù)據(jù)幀格式，處理器通過串口給無線模塊發(fā)送數(shù)據(jù)時，需遵循PLCP協(xié)議。

表1 PLCP的幀格式

無線模塊無線接收到數(shù)據(jù)之后，也將數(shù)據(jù)按照PLCP協(xié)議封裝數(shù)據(jù)，通過串口發(fā)送給STM32。無線模塊的作用是將數(shù)據(jù)進行收、發(fā)。無線模塊可以理解成STM32的無線網(wǎng)卡。STM32與無線模塊通過串口進行通信。為了方便無線模塊設置網(wǎng)絡參數(shù)、接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，本研究定義了1套無線模塊的節(jié)點通信協(xié)議實現(xiàn)節(jié)點對無線模塊的通信與控制。表2是節(jié)點通信協(xié)議的詳細功能表。

STM32向無線模塊只能發(fā)送?M、!P、!C和!S 4個指令，無線模塊向STM32可以發(fā)送!M、!P、!C和!R 4個指令。發(fā)送指令時，同樣需要遵循PLCP的通信協(xié)議，如用?M指令可以查詢無線模塊MAC地址，其格式如表3所示。

表2 PLCP節(jié)點通信協(xié)議

表3 ?M指令發(fā)送幀格式

3.2 感知層的核心設計

為了實現(xiàn)感知層設計，本研究在STM32處理器上引入Contiki操作系統(tǒng)[22-23]，利用Contiki系統(tǒng)的多任務機制，實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)采集和設備控制。Contiki實現(xiàn)了1種輕量級的名為protothread的線程模型，該模型類似于線程概念，多個線程共享同一個任務，并提供1種可選的任務搶占機制、基于事件和消息傳遞的進程間通信機制。

Contiki系統(tǒng)任務需要進行一系列初始化，包括硬件初始化和進程初始化，根據(jù)網(wǎng)絡需要選擇Wi-Fi、藍牙或者802.15.4 3種無線網(wǎng)絡中的其中1種并進行初始化，設置MAC地址和初始化PLCP以及IPv6數(shù)據(jù)隊列緩沖區(qū)初始化，接著啟動TCP/IP網(wǎng)絡進程，初始化RPL[24]，加入無線網(wǎng)路，最后啟動自定義進程。本研究設計了1套事件機制，定時產(chǎn)生1個事件，通過輪詢進入到特定的進程，并對事件進行處理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和設備控制。節(jié)點核心設計的流程如圖8所示。

3.3 采集類節(jié)點軟件設計

采集類傳感器主要包括光敏傳感器、溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器等，這類傳感器主要是用于采集大棚環(huán)境信息。以光敏傳感器為例，對采集類傳感器進行軟件設計，在初始化傳感器后，用定時器設定采集的時間，然后等待事件的到來，不斷輪詢傳感器事件，有選擇地采集和上傳數(shù)據(jù)，并接受應用層通過智能網(wǎng)關發(fā)送來的數(shù)據(jù)進行解析，采集數(shù)據(jù)和上傳至網(wǎng)關，具體設計如圖9所示。

3.4 控制類節(jié)點軟件設計

控制類傳感器主要包括繼電器傳感器、電機傳感器、排氣扇傳感器和水泵傳感器等，這類傳感器主要用于控制設備的狀態(tài)。控制類傳感器實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)設備的控制和工作狀態(tài)的采集，初始化傳感器后，用定時器設定采集的時間，然后等待事件的到來，不斷輪詢傳感器事件，有選擇地進行設備控制和狀態(tài)采集，另外也可以接收應用層通過智能網(wǎng)關發(fā)來的控制命令，先進行解析，然后進行設備控制和狀態(tài)采集，具體設計如圖10所示。

4 測試與分析

以廣東省廣州市南沙區(qū)某地農(nóng)業(yè)園區(qū)為例說明具體應用。將660 m2的大棚作為實際部署環(huán)境，把每個大棚按約 22 m×10 m的大小分割成3個區(qū)域。整個園區(qū)配置1臺服務器、若干臺路由器和交換機，每個大棚的3個區(qū)域分別配置802.15.4無線網(wǎng)絡、Wi-Fi無線網(wǎng)絡、藍牙無線網(wǎng)絡，另外節(jié)點的配置包括每個區(qū)域配置2個溫濕度傳感器節(jié)點、2個光敏傳感器節(jié)點、2個土壤溫濕度傳感器節(jié)點、2個大棚側窗開啟節(jié)點、2個灌溉模塊節(jié)點、2個排氣模塊節(jié)點，對系統(tǒng)進行智能網(wǎng)關測試和應用驗證。

4.1 智能網(wǎng)關測試

智能網(wǎng)關組網(wǎng)測試，選擇9個不同的傳感器，分成3組，分別組成802.15.4無線網(wǎng)絡、Wi-Fi無線網(wǎng)絡、藍牙無線網(wǎng)絡，組網(wǎng)情況如圖11所示。從圖11可以看出，智能網(wǎng)關分別和3個不同的子智能網(wǎng)關實現(xiàn)組網(wǎng)，3個子智能網(wǎng)關也能成功組建無線網(wǎng)絡，驗證了智能網(wǎng)關的正確性。

4.2 應用驗證

通過Android設計的移動終端和PC終端軟件，從應用層采集農(nóng)業(yè)環(huán)境的數(shù)據(jù)和設備控制，實現(xiàn)對全部節(jié)點信息的數(shù)據(jù)采集和設備控制，設置采集節(jié)點的采集周期為30 s，系統(tǒng)測試溫室大棚環(huán)境數(shù)據(jù)。

對大棚溫度、濕度、光照度的采集，圖12是數(shù)據(jù)采集的效果圖，圖中是2017年3月7日09：31獲取的數(shù)據(jù)，其中大棚溫度21 ℃，濕度是61%，光照度為14 660 lx。圖13-A、圖13-B、圖13-C分別為大棚溫度、濕度和光照度在2017年2月14日至2017年3月5日的歷史記錄情況。每天當中，白天光照度和溫度較高，且溫度和光照度逐漸上升，濕度會逐漸下降，下午到晚上溫度和光照度逐漸下降，濕度逐漸增加，符合當?shù)貢r節(jié)的情況。

4.3 測試分析

由測試結果可知，農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境信息的數(shù)據(jù)采集傳感器可以正確獲取數(shù)據(jù)，并根據(jù)強度大小來決定是否啟動環(huán)境控制設備，尤其是光照控制、溫濕度控制、灌溉控制的效果明顯，從而實現(xiàn)了智能農(nóng)業(yè)環(huán)境的平衡控制，驗證了IPv6和異構型無線網(wǎng)絡型智能網(wǎng)關的有效性和正確性。

5 結論

本研究設計了1種基于IPv6和異構型無線網(wǎng)絡智能網(wǎng)關型的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設計，結合TUN服務實現(xiàn)了3種無線網(wǎng)絡(802.15.4無線網(wǎng)絡、Wi-Fi無線網(wǎng)絡和藍牙無線網(wǎng)絡)與網(wǎng)關的通信設計，并對無線模塊通信進行異構無線網(wǎng)絡融合設計，為了更好地采集數(shù)據(jù)和控制設備，定義了感知層通信協(xié)議并完成了感知層的核心層設計、采集類節(jié)點軟件設計以及控制類節(jié)點軟件設計。經(jīng)過測試驗證，基于IPv6和異構型無線網(wǎng)絡農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關可以實時采集農(nóng)業(yè)大棚的空氣溫度、空氣濕度、土壤濕度等環(huán)境信息，并根據(jù)閾值的實時控制來調(diào)節(jié)大棚環(huán)境，使大棚農(nóng)作物生長在一個最好的環(huán)境中，促進作物健康生長，達到良好的效果。本研究有如下特點：(1)基于IPv6的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關，為每個節(jié)點部署了IPv6地址，滿足日益壯大的環(huán)境采集要求，更有效地采集數(shù)據(jù)和設備控制，有利于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應用；(2)智能網(wǎng)關實現(xiàn)了多種異構無線傳感網(wǎng)絡，可以應用在農(nóng)業(yè)的多個領域，為農(nóng)業(yè)應用提供更有效的服務，也為進一步農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術集成平臺建設提供技術支持。

智能網(wǎng)關適應各種行業(yè)領域的應用和增加農(nóng)作物的生長智能分析是本課題今后的研究重點。

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