田博士——智慧農業云平臺的設計

許日曉 吳宇寧 李勇祥 譚超樹 周鑫 張瑞鴿

摘要：本項目提供了一種基于物聯網的低耗智能交互式農業監測系統，為種植戶提供農產品的精準生長趨勢、并自動調節溫濕度，實現一體化自動灌溉、施肥，與此同時還將建立農業專家數據庫，種植戶可直接通過授權登陸訪問專家數據庫的數據，以便及時獲取精確的種植技術指導等。

關鍵詞：物聯網；低耗智能交互；農業監測系統

現如今，農業信息服務在現代農業發展進程中逐漸變成不可或缺的一部分。智慧農業云平臺的應用可以提高數據分析的效率和針對性，進行更加高效精準的農業工作，引領現代農業向微型化、智能化、移動化、多樣化發展。

當前我國農業物聯網技術正處于建設性階段，信息化基礎設施還不完善，這極大地限制了農民調控農產品生產過程的能力。近年來我國的智慧農業雖然取得了很大進步，但與國外發達國家相比，還較落后。

智慧農業云平臺采用物聯網的低耗智能交互式農業監測系統，這個系統主要包括智能灌溉單元、多路繼電器單元、云服務器單元和中央處理器單元，除此之外還有用戶終端單元、政府監控單元和專家指導單元等。

在智慧農業云平臺中，數據采集單元與主控制處理器通過CAN連接，中央處理器與云服務器主要是通過相關網絡來進行通信，主要是為了實現用戶終端單元、官方監控單元和專家指導單元三者之間信息的實時傳輸、共享，實現的辦法就是三者通過網絡與云服務器進行通信。

智能灌溉單元具有數據采集功能與智能灌溉功能，當多路繼電器開機后，對系統工作的模式的選擇我們可以通過紅外遙控器實現。

在控制器中，各個控制器的主要工作有，第一微控制器的工作是進行接口控制和傳感器信息的采集，再通過串口將采集的信息數據編碼發送給第二微控制器；第二微控制器能夠實現人機交互，即操作系統界面，負責操作紅外檢測、進行安防檢測、進行時鐘的設置，與云服務器模塊通信等。

智慧農業相比于傳統農業，主要優勢如下。（1）采用自動監控和操作系統對農作物進行采摘和加工，不僅科學地確定了最優收獲時間，提高了商品價值，而且勞動強度和成本大大降低。（2）不斷完善的網絡服務體系，使得農民能夠輕易提高農業知識水平，獲取各種農業新科技和農產品供求信息。（3）智慧農業云平臺的傳感設備以及服務服管理平臺對數據進行分析處理的操作，讓農民可及時采取防護措施，有效預防生產風險的產生。

在國外，智慧農業以較快的速度持續發展，對于智慧農業應用研究要領先國內不少，尤其是美國智慧農業已經建立了完善的服務體系，最大程度實現技術共享與成果利用，使農業產業鏈條不斷變革，推動農業進一步發展。加拿大的智慧農業的方式是將衛星圖像中提取的精確信息與土地規劃的網格上每個方格的土壤樣本對應起來，該項技術在畜牧業、農牧業方面都有著廣泛的應用。

此項目研究成果完全符合國家鄉村振興政策，對于農業的自動化的進程起到了推動性的作用，智慧農業云平臺適用范圍廣，能極大的便利農業從事人員以及相關專家的工作效率，操作方法簡單，相關應用技術先進，能很好的監測出種植的農業生長情況，該產品具有較廣泛的應用市場和較好的應用前景。

基金項目：本文是2020年國家級大學生創業訓練“田博士——智慧農業云平臺的設計”（項目編號：202010595262）項目成果。