基于物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)施農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程智能化信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開發(fā).pdf

1、本課題來(lái)源于山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目。本項(xiàng)目是針對(duì)當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的監(jiān)管力度差、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)智能化程度低、勞動(dòng)力投入大等問(wèn)題而提出的。根據(jù)山西省農(nóng)科院果樹研究所的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研情況及所提出的功能要求，開發(fā)了一套集傳感器技術(shù)、無(wú)線通訊技術(shù)、遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)技術(shù)于一體，適用于農(nóng)田、果林等大型戶外種植基地的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可有效提高作物品質(zhì)、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境參數(shù)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，為種植管理人員提供合理建議。

2、r>　　近十年來(lái)，我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的自動(dòng)化程度顯著提高，諸如溫室內(nèi)的大型自動(dòng)化控制系統(tǒng)開發(fā)已取得顯著成就，但農(nóng)田、果林等戶外農(nóng)業(yè)基地仍然依靠傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行種植，自動(dòng)化與智能化程度低，作物生長(zhǎng)環(huán)境缺乏有效的監(jiān)測(cè)監(jiān)管，水肥投放沒(méi)有合理的量化指標(biāo)，致使勞動(dòng)力投入大，造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。因此開發(fā)基于物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)施農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。針對(duì)現(xiàn)有問(wèn)題，本文以山西省果樹研究所種植基地為研究對(duì)象，對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、綜合服務(wù)平臺(tái)

3、、分析處理軟件進(jìn)行了系統(tǒng)研究。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　通過(guò)查閱文獻(xiàn)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)研，深入了解農(nóng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的需求；分析了物聯(lián)網(wǎng)及設(shè)施農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，制定了符合實(shí)際要求的系統(tǒng)性能指標(biāo)；設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體方案，結(jié)合傳感器技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、組態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)等，構(gòu)建了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的三層架構(gòu)。
　　針對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜環(huán)境，根據(jù)監(jiān)測(cè)對(duì)象分析了系統(tǒng)監(jiān)測(cè)量，配置了傳感器的類型，并進(jìn)行模擬量采集模塊的選型，完成了系統(tǒng)感知層的搭建；設(shè)計(jì)了以 Zi

4、gbee為節(jié)點(diǎn)單元的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的近距離局域網(wǎng)，并通過(guò)與GPRS遠(yuǎn)距離無(wú)線通信廣域網(wǎng)的異構(gòu)融合，實(shí)現(xiàn)了與INTERNET的連接，突破了地域限制，完成了農(nóng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境參數(shù)的遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)。
　　基于Kingview6.55WEB平臺(tái)開發(fā)了應(yīng)用層信息監(jiān)測(cè)中心，設(shè)計(jì)了信息中心監(jiān)測(cè)主界面，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)信息實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、異常數(shù)據(jù)報(bào)警提醒、綜合信息匯總等功能；設(shè)計(jì)了ACCESS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的靈活存儲(chǔ)及調(diào)用。人機(jī)界面美觀、交互性好、信息豐富、功

5、能齊全。提出了適用于農(nóng)作物健康狀態(tài)的模糊綜合評(píng)判方法，根據(jù)年平均溫度、年平均降水量、年日照時(shí)數(shù)等重要參數(shù)，建立了作物健康等級(jí)評(píng)估算法，實(shí)現(xiàn)了感知層數(shù)據(jù)的智能化處理與應(yīng)用。
　　基于規(guī)則化方法，分析了無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)部署策略；以O(shè)PNET為仿真平臺(tái)，建立了Zigbee節(jié)點(diǎn)模型；依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際環(huán)境，搭建了樹狀拓?fù)浜?Mesh型拓?fù)渎酚傻姆抡婺Ｐ?；在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了天線的高度與信號(hào)強(qiáng)度試驗(yàn)，分析了發(fā)射天線高度、接收天線高度與無(wú)線信號(hào)傳播距離的