基于無(wú)線傳感網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)大棚管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

朱孝萱 楊東澤 戎佳豪 韓天煜

【摘?要】物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，為智能農(nóng)業(yè)的實(shí)現(xiàn)提供了有力的支撐。在智能農(nóng)業(yè)中，應(yīng)用各種傳感器對(duì)農(nóng)業(yè)棚室環(huán)境進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)和控制，以技術(shù)手段構(gòu)建出有利于農(nóng)作物生長(zhǎng)的最優(yōu)生長(zhǎng)環(huán)境，是進(jìn)一步推動(dòng)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要舉措。智能農(nóng)業(yè)的先進(jìn)性和優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在：將傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與農(nóng)場(chǎng)基礎(chǔ)設(shè)施相結(jié)合。通過(guò)應(yīng)用終端獲取農(nóng)場(chǎng)的生產(chǎn)信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、預(yù)見(jiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的問(wèn)題，從而達(dá)到管理農(nóng)作物生產(chǎn)過(guò)程，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，使農(nóng)場(chǎng)運(yùn)行更加高效和簡(jiǎn)約的目的。

引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足精準(zhǔn)、集約、可靠、實(shí)時(shí)、便捷的要求，因此，智能農(nóng)業(yè)逐漸興起。智能農(nóng)業(yè)通過(guò)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的量化分析、智能決策并結(jié)合了多種先進(jìn)的技術(shù)，例如傳感技術(shù)、裝置技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集及測(cè)量技術(shù)及各種智能化自動(dòng)控制技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)過(guò)程進(jìn)行集約化的運(yùn)作，以達(dá)到提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)產(chǎn)和高產(chǎn)的目的。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

傳感器技術(shù)、通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)是構(gòu)成現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱，分別完成信息的采集、輸出、處理。智能農(nóng)業(yè)大棚控制系統(tǒng)本身就是一種物聯(lián)網(wǎng)形式的系統(tǒng)，主要分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。其中，感知層就是系統(tǒng)中無(wú)線傳感網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)層在系統(tǒng)中是通過(guò)網(wǎng)關(guān)和互聯(lián)網(wǎng)、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，應(yīng)用層就是在不同終端設(shè)備上的客戶(hù)端。在本系統(tǒng)中，主要包括了Android手機(jī)客戶(hù)端。由于時(shí)間的關(guān)系，本系統(tǒng)并沒(méi)有設(shè)計(jì)PC客戶(hù)端，在有條件的情況下應(yīng)當(dāng)進(jìn)行彌補(bǔ)。本系統(tǒng)主要由三部分組成，結(jié)構(gòu)如圖所示。

結(jié)論

本文從整體的分析設(shè)計(jì)到具體的模塊實(shí)現(xiàn)，較為詳細(xì)地介紹了一個(gè)比較完整的智能農(nóng)業(yè)大棚監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。該系統(tǒng)以ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)為組網(wǎng)技術(shù)，提出了基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能農(nóng)業(yè)大棚管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以涵蓋農(nóng)作物的播種期、生長(zhǎng)期、成熟期、存儲(chǔ)期等各個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程控制過(guò)程。該系統(tǒng)主要由三層結(jié)構(gòu)組成，底層為數(shù)據(jù)采集網(wǎng)，由星形無(wú)線傳感網(wǎng)組成，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)采用ZigBee技術(shù)，設(shè)置相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu);中間層為通信層，由帶有Wi-Fi功能的網(wǎng)關(guān)組成，同時(shí)通信層還設(shè)有服務(wù)器，完成數(shù)據(jù)的處理和分析，最上層為應(yīng)用層，采用移動(dòng)終端控制方式，以完成系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

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經(jīng)費(fèi)支持：

2019年衢州學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（Q19X061）

（作者單位：衢州學(xué)院?電氣與信息工程學(xué)院）