基于云平臺(tái)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);云平臺(tái);智慧農(nóng)業(yè);遠(yuǎn)程監(jiān)控

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2019）06-0159-03

Keywords：internet of things;cloud platform;intelligent agriculture;remote monitoring

0 ?引 ?言

農(nóng)業(yè)作為支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，屬于第一產(chǎn)業(yè)。農(nóng)業(yè)是人類(lèi)的衣食之源和生存之本，也是進(jìn)行一切生產(chǎn)的首要條件。農(nóng)業(yè)的發(fā)展直接關(guān)系到一個(gè)國(guó)家的安危以及社會(huì)的穩(wěn)定。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局2019年1月23日發(fā)布的消息顯示，2018年末，我國(guó)總?cè)丝跒?3.95億人，糧食需求量巨大。我國(guó)幅員遼闊，但可耕種保有面積卻很有限，且目前可耕種面積正在逐年減少。隨著農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展，讓農(nóng)業(yè)走向現(xiàn)代化，提高單位面積可耕種地和農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力的利用效率是我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)[1，2]。

物聯(lián)網(wǎng)概念由麻省理工學(xué)院的Ashton教授在1999年提出，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)緊密結(jié)合形成農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)及其相關(guān)應(yīng)用，能加速推動(dòng)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)、生態(tài)、安全的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變[3]。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)大量的傳感器等感知設(shè)備，實(shí)時(shí)采集土壤、水分等環(huán)境因素以及農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)等信息，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將各類(lèi)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)綉?yīng)用層，應(yīng)用層對(duì)海量的農(nóng)業(yè)信息進(jìn)行融合和處理，對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行有效的處理和決策，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)和最優(yōu)化控制[4-7]。

1 ?農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)主要涉及三個(gè)層面，包括感知層、傳輸層和應(yīng)用層。感知層一般采用有線/無(wú)線傳感器，主要負(fù)責(zé)采集溫濕度、二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度等環(huán)境信息;傳輸層主要負(fù)責(zé)將感知層采集的數(shù)據(jù)采用有線或者無(wú)線的方式，通過(guò)網(wǎng)關(guān)等設(shè)備傳輸?shù)綉?yīng)用層;應(yīng)用層主要負(fù)責(zé)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)，根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)則做出相應(yīng)的決策[6，8]。

1.1 ?傳統(tǒng)解決方案

傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案是“采集傳感器+數(shù)據(jù)采集終端+服務(wù)器和軟件”的模式[9]，如圖1所示。

1.2 ?基于公有云平臺(tái)的解決方案

自從有了自來(lái)水，家庭喝水不再需要通過(guò)挖井、抽水和存水的模式實(shí)現(xiàn)，打開(kāi)水龍頭就能出水。用戶只需要承擔(dān)家中水管和水龍頭的費(fèi)用，其他只需要按需付費(fèi)，用多少，付多少。云計(jì)算其實(shí)也是一樣的原理，人們不再需要建造自己的機(jī)房，不需要配備機(jī)房維護(hù)人員，也不需要購(gòu)買(mǎi)服務(wù)器和存儲(chǔ)等設(shè)備，只需有能夠聯(lián)網(wǎng)的終端即可，隨時(shí)隨地都能使用。

2 ?國(guó)內(nèi)主流物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)簡(jiǎn)介

物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中起到承上啟下的紐帶作用，向下面向感知層和傳輸層，匯聚采集的數(shù)據(jù)，同時(shí)提供物聯(lián)網(wǎng)終端遠(yuǎn)程監(jiān)控、設(shè)置調(diào)整、版本升級(jí)、故障排查等功能;向上面向應(yīng)用層，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)者可以在平臺(tái)上進(jìn)行相關(guān)應(yīng)用的快速開(kāi)發(fā)、部署和管理，且無(wú)需考慮下層細(xì)節(jié)，能為開(kāi)發(fā)者節(jié)約70%的時(shí)間[11]。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)主要有四大核心功能，分別是設(shè)備管理、連接管理、應(yīng)用支持和業(yè)務(wù)分析。

國(guó)內(nèi)主流物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)提供商主要有運(yùn)營(yíng)商、互聯(lián)網(wǎng)巨頭和初創(chuàng)公司四類(lèi)。國(guó)內(nèi)主流的物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的總結(jié)和對(duì)比如表1所示[11-13]。

3 ?結(jié) ?論

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展對(duì)于促進(jìn)農(nóng)業(yè)信息化具有重大意義。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目需要根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求配備多套軟硬件組合的系統(tǒng)，這對(duì)于大部分農(nóng)戶來(lái)說(shuō)存在技術(shù)門(mén)檻高、成本投入大、后期維護(hù)困難、使用不方便等問(wèn)題?；谠破脚_(tái)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案，一方面減輕了感知層的組網(wǎng)和數(shù)據(jù)采集方式，另一方面物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)集成的功能已經(jīng)能滿足普通用戶對(duì)于數(shù)據(jù)獲取、存儲(chǔ)和演示的需求，而對(duì)于有更多功能需求的用戶，很多物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)提供了成套圖形化開(kāi)發(fā)工具，很多功能甚至不需要開(kāi)發(fā)者編寫(xiě)代碼就能實(shí)現(xiàn)，大大降低了技術(shù)門(mén)檻。未來(lái)在政府的大力支持下，在眾多廠家的深度優(yōu)化下，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的技術(shù)和費(fèi)用方面都會(huì)變得越來(lái)越親民。

參考文獻(xiàn)：

[1] 邢希君.基于多變量控制的設(shè)施農(nóng)業(yè)溫室大棚智能控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā) [D].太原：太原理工大學(xué)，2018.

[2] 尚明華，胥兆麗，尹志豪，等.基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室大棚一體化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，50（10）：142-146.

[3] 吳建偉.中國(guó)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展模式研究 [J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)，2017，19（7）：10-16.

[4] 賈文珅，李孟楠，李雨，等.物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中應(yīng)用探討 [J].食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào)，2016，7（11）：4401-4407.

[5] 郭亞，朱南陽(yáng)，夏倩，等.中國(guó)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)及“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”進(jìn)展 [J].世界農(nóng)業(yè)，2018（7）：202-209.

[6] 唐喆.傳感儀器在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的作用 [J].電子技術(shù)與軟件工程，2016（15）：129.

[7] 李道亮，楊昊.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)分析 [J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2018，49（1）：1-20.

[8] 劉國(guó)強(qiáng).物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在溫室大棚中的應(yīng)用研究 [D].蘭州：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.

[9] 程宏杰，朱震宇，陳澤.農(nóng)業(yè)物聯(lián)云的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（3）：179-183.

[10] 孫忠祥.基于設(shè)備云平臺(tái)的智能農(nóng)業(yè)溫室大棚遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) [D].哈爾濱：哈爾濱理工大學(xué)，2017.

[11] 安信證券.從產(chǎn)業(yè)生態(tài)看物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)價(jià)值 [R/OL].https：//www.sohu.com/a/107262004_160923，2016-7-18.

[12] 物聯(lián)網(wǎng)資本輪.圍繞平臺(tái)四大功能角度對(duì)比國(guó)內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)商及其優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)[R/OL].http：//m.elecfans.com/article/ 586469.html，2017-11-25.

[13] 中國(guó)八大物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放平臺(tái)|中國(guó)五大物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)優(yōu)勢(shì)分 [R/OL].https：//www.sohu.com/a/214287769_747278，2018-1-2.

作者簡(jiǎn)介：朱建雷（1987-），男，漢族，浙江麗水人，副主任科員，中級(jí)工程師，碩士，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)安全。