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基于物联网的农业信息化系统研究与设计

更新时间：2019-12-10 22:24:23 大小：704K 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：物联网农业信息化系统 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

为提高农业自动化、信息化水平,从整体实现农业智能化、自动化,通过对国内外农业物联网研究状况的分析,应用无线传感网络、RFID等相关技术,研发了一套基于物联网关键技术的农业信息化系统.描述了该系统的硬件组成和框架结构,详细介绍了系统的软件设计以及主要功能模块的运作流程,实现了农业的智能化和自动化运作.

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11—1777／TP

ISSN

计算机研究与发展

1000—1239／CN

Research and

Development

Journal

48(Suppl．)：326—331，2011

Computer

基于物联网的农业信息化系统研究与设计

田

红

孙彦景

(中国矿业大学信息与电气工程学院江苏徐州

丁晓慧

于

满

221008)

(yanjingsun—cn@163．corn)

and

Informatization

Based on IOT

Research

Sun

Design

Agriculture

System

Tian

Xiaohui，Yu Man，and

Yanjing，Ding

Hong

(School

and Electrical

221008)

of Information

Engineering，China University of Mining Technology，Xuzhou，Jiangsu

Abstract In order to

and automatc

the automation and informationization level。and to realize

intelligent

the research situation of domestic and

foreign

improve

article

integrally，this

analyzes

agriculture

sensor

and other related

IOT

key technologies．

Internet of

of wireless

network，RFID

agricultural

things，application

informatization based

system

technologies，and develops

agricultural

hardware and frame structure．The software

and

operation

This

describes the

design

realizes the intellectualized and automation

expounded，which

paper

system’S

of main function modules are

process

operation

agriculture．

words

control；RFID

Key

IOT；WSN，ZigBee；Greenhouse intelligent

摘要为提高农业自动化、信息化水平，从整体实现农业智能化、自动化，通过对国内外农业物联网研

究状况的分析，应用无线传感网络、RFID等相关技术，研发了一套基于物联网关键技术的农业信息化

系统．描述了该系统的硬件组成和框架结构，详细介绍了系统的软件设计以及主要功能模块的运作流

程，实现了农业的智能化和自动化运作．

关键词物联网；无线传感网络；ZigBee；温室智能控制；RFID

中图法分类号$126

随着智能农业、精准农业的发展，智能感知芯

片、移动嵌入式系统等物联网技术在现代农业中的

应用逐步拓宽，通过使用无线传感器网络可以有效

降低人力消耗和对农田环境的影响，获取精确的作

物环境和作物信息，从而大量使用各种自动化、智能

化、远程控制的生产设备，足不出户就可以监测到农

田信息，实现科学种植、科学管理，促进了现代农业

发展方式的转变．农业物联网技术的推广应用，也是

农业现代化水平的一个重要标志．

实现方法做了深入的讨论；刘明辉等人应用

WebGIS研究了农业病虫害预测预报专家系统‘旬

荣辉等人应用GSM短消息技术实现了温室的实时

控制．数字农业重大专项已在中国新疆、黑龙江、吉

林、北京、上海、河北、江苏等地建立起26个设施农

业数字化技术、大田作物数字化技术和数字农业继

承技术综合应用示范基地[3。6]．中国研制的具有自主

知识产权的谷物联合收割机智能测产系统在2000

年11月画出了中国第1张“精准农业”产量图，2005

年引进美国CASE公司精准农业机械设备，建立了

黑龙江八五二农场和宝泉岭农场精准农业试验示范

基地．但是，对于大区域农田，涉及到农业各个方面，

从作物种子萌发到产品销售的所有环节，整体实现

物联网在农业和农村信息化领域中得到广泛应

用，如：精准农业、智能化专家管理系统、远程监测和

遥感系统、生物信息和诊断系统、食品安全追溯系统

等[1屯]．黄刘生等人对基于无线传感的集约灌溉农业

收稿日期：201卜07一06

基金项目：国家自然科学基金项目(50904070)；中国博士后基金项目(20100471412)；中央高校基本科研业务费专项基金项目(2010QNA48)

江苏省青蓝工程；国家大学生创新性实验计划基金项目(101029011)

万方数据

孙彦景等：基于物联网的农业信息化系统研究与设计

智能化，自动化这一问题还有待深入研究．为此，我

们以安徽淮南市为例设计一套集农田墒情、节水灌

溉、病虫害监测、温室大棚无线监控及食品安全跟踪

和检测于一体的相关系统，旨在有效提升农业生产

的技术管理水平，促进农业产业化及现代化的发展．

物大田生产和温室精准调控提供科学依据，优化农

作物生长环境，不仅可获得作物生长的最佳条件．提

高产量和品质，同时可提高水资源、化肥等农业投人

品的利用牢”】．

1．1农田信息远程智能测控系统设计

根据淮南市地貌，我们研发了一套农田信息远

程智能测控系统，此系统在小范围内采用无线传感

1系统总体设计

器网络技术，在大尺度j二利用GSM／GPRs／GPS及

Internet等公共网络，实现多网络平台下农情数据

的自动采集、无线传输、实时监测、精确定位、网络发

布和远程参数设置等功能，为农作物信息系统、地理

信息系统(GIS)、气象信息系统以及决策支持系统

等多系统的整合打下基础．

农业生产环境是一个复合开放的生态系统，包

含土壤、肥料、水分、光照、温度、空气、生物等因子，

对农田环境数据进行快速、准确地采集、传输、控制，

对直接与间接相关因素进行系统分析，有利于对农

作物生产进行科学管理．从国内外智能农业应用上

看，利用农业智能传感器可实现农业生产环境信息

的实时采集，利用自组织智能物联网可对采集数据

进行远程实时报送，同时将生物信息获取方法应用

于无线传感器节点，通过各种仪器、仪表实时显示或

作为自动控制的参变量参与到自动控制中，为农作

系统总体由3层网络组成：底层为无线传感器

网络，中层为GSM／GPRS／GPS网络，上层为

Internet网络．底层和中层通过设置网关节点连接，

中层和上层则利用公共电信网关连接．如图1所示：

客户端

名

一垦

一

底层

图1 农田信息远程智能测控系统总体架构

底层无线传感器网络由各传感器节点基于

ZigBee无线通信协议构成．ZigBee技术作为一种新

兴的无线通信技术，具有微功耗、低成本、自组网和

节点布置灵活等特点，非常适合在多测点的农田信

息采集中的应用．

发、节点定位以及参数远程设置等功能．

上层Internet网络由远程服务器和各客户端组

成．服务器从各网关节点接收信息，完成数据解析、

处理、存储、查询、统计、图表绘制、网络发布以及与

GIS系统、决策支持等其他信息系统集成整合的功

能，并可通过网关节点发送控制指令至底层传感器

节点完成远程参数设置，使得客户端在任何时间地

中层GSM／GPRS／GPS网络由各网关节点组

成，完成传感器节点的信息交汇、数据存储、指令收

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