作物生長(zhǎng)感知與智慧管理物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)架構(gòu)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，是智慧農(nóng)業(yè)的核心技術(shù)之一，對(duì)農(nóng)業(yè)信息化的發(fā)展具有重要的科學(xué)價(jià)值和實(shí)踐意義。為實(shí)現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)的大田作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)及智慧管理，解決大田物聯(lián)網(wǎng)區(qū)域化應(yīng)用中所面臨的問(wèn)題，本研究在已有物聯(lián)網(wǎng)硬件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，以軟件工程思想為指導(dǎo)，結(jié)合地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)、Web技術(shù)、云服務(wù)技術(shù)等構(gòu)建和實(shí)現(xiàn)了基于物聯(lián)網(wǎng)的大田作物生長(zhǎng)感知與智慧管理軟件平臺(tái)。
　　針對(duì)大田物聯(lián)網(wǎng)對(duì)作物生長(zhǎng)信息監(jiān)測(cè)特殊性，本研究

2、設(shè)計(jì)了基于實(shí)時(shí)天氣信息云服務(wù)的作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)有效數(shù)據(jù)判斷和提取方法，實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)作物數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)和優(yōu)化，保障了作物生長(zhǎng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。此外，針對(duì)因系統(tǒng)情況導(dǎo)致的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)環(huán)境數(shù)據(jù)的異常，本研究采用了基于密度的局部時(shí)間序列異常點(diǎn)檢測(cè)方法，實(shí)時(shí)檢測(cè)并修正物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)環(huán)境數(shù)據(jù)流，排除了環(huán)境數(shù)據(jù)中的異常情況。
　　平臺(tái)引入了GIS技術(shù)，解決了平臺(tái)所涉及到的空間地理數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理問(wèn)題。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)的具有空間位置屬性的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，GIS技術(shù)

3、中的空間分析方法可對(duì)其進(jìn)行由點(diǎn)到面的拓展，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)區(qū)域化的作物監(jiān)測(cè);利用GIS技術(shù)的空間數(shù)據(jù)可視化方法，本研究設(shè)計(jì)了包含地圖在內(nèi)的“地圖—表格—圖表”一體化可視化方案，有效的從不同側(cè)面展示了物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的環(huán)境數(shù)據(jù)。通過(guò)區(qū)域化的作物生長(zhǎng)診斷調(diào)控，完善了系統(tǒng)平臺(tái)的可視化決策功能。
　　平臺(tái)與引入了云服務(wù)技術(shù)，云服務(wù)的集成體現(xiàn)在兩個(gè)方面:1）平臺(tái)使用了外部云服務(wù)解決異常數(shù)據(jù)判斷的問(wèn)題;2）平臺(tái)內(nèi)部將部分核心功能以云服務(wù)的形式開放出來(lái)，

4、供平臺(tái)內(nèi)部和第三方系統(tǒng)使用。同時(shí)，為充分發(fā)揮平臺(tái)數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性及服務(wù)器的計(jì)算能力，平臺(tái)將診斷調(diào)控功能構(gòu)建成云服務(wù)的形式。以REST風(fēng)格的Web服務(wù)對(duì)外提供診斷調(diào)控服務(wù)，并結(jié)合在線地理處理服務(wù)(GeoProcessing Service)將監(jiān)測(cè)點(diǎn)診斷結(jié)果實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化為田塊或者區(qū)域上的面結(jié)果?；谠品?wù)的區(qū)域化診斷調(diào)控功能，實(shí)現(xiàn)了不同監(jiān)測(cè)區(qū)域用戶快速對(duì)接監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、調(diào)用診斷調(diào)控方法，從而提升了平臺(tái)的輔助決策能力。
　　平臺(tái)自2012年開始

5、運(yùn)行，共建立了17個(gè)試驗(yàn)示范區(qū)子系統(tǒng)，覆蓋江蘇、江西、河南、山東、河北五省。平臺(tái)運(yùn)行結(jié)果表明，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和結(jié)構(gòu)符合作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)和智慧管理平臺(tái)的需求，整個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)能夠較好的實(shí)現(xiàn)大田物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)的區(qū)域化數(shù)據(jù)采集、管理、分析及應(yīng)用。平臺(tái)操作簡(jiǎn)單、結(jié)果顯示直觀，可幫助用戶隨時(shí)隨地按照不同生態(tài)區(qū)的氣候、土壤等條件生成適宜的栽培方案、節(jié)點(diǎn)部署方法、診斷調(diào)控方案等。作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)與智慧管理平臺(tái)為大田糧食作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)及智慧管理提供了穩(wěn)定的物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)