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我國作為一個以農業(yè)發(fā)展的大國，提高農業(yè)的產量非常重要，但目前我國農業(yè)的產量還很低，同時在農業(yè)生產過程中消耗的各種資源量卻非常大，因此，傳統(tǒng)的農業(yè)技術已經不能夠支撐當前我國農業(yè)的發(fā)展，嚴重阻礙我國農業(yè)的發(fā)展速度。針對目前這一情況，隨著信息化和科學技術的不斷提升，將當今新興的物聯(lián)網技術應用到我國農業(yè)發(fā)展中，能夠使得農業(yè)智能化，進一步提高農產品的數量和質量，同時還可以節(jié)省大量的人力和物力。

1農業(yè)物聯(lián)網的概述

1．1農業(yè)物聯(lián)網的定義農業(yè)物聯(lián)網是由傳感器、監(jiān)控設備和移動終端等設備組成，通過遠程控制將農田里的環(huán)境信息和農作物信息傳遞給農民，農民可以足不出戶掌握農田里的各種信息。其中，傳感器包括溫度傳感器、濕度傳感器、光傳感器和PH值傳感器等等，可以檢測出農田環(huán)境的溫度、濕度、光照強度、CO2濃度、PH值等信息參數，再通過儀表儀器顯示出來，保證農作物有一個良好的生長環(huán)境。農業(yè)物聯(lián)網將傳統(tǒng)以人為中心的農業(yè)管理模式轉變?yōu)橐揽恐悄芑O備和軟件為中心的生產管理模式。

1．2農業(yè)物聯(lián)網的體系結構農業(yè)物聯(lián)網的體系結構與物聯(lián)網的體系結構相對應，它也分為三個層次，分別是信息感知層、信息傳輸層和信息應用層。1）信息感知層，主要功能是利用各種傳感器收集環(huán)境和土壤信息，并通過短距離傳輸技術傳輸收集到的數據，它作為三層架構的最底層，是農業(yè)物聯(lián)網應用的基礎，農業(yè)物聯(lián)網中的短距離傳輸技術有RFID技術、Wi-Fi、藍牙和有線傳輸技術將數據傳送到網關。2）信息傳輸層，主要功能是處理和傳輸信息感知層中傳感器收集到的數據信息，并融合和擴展現有網絡，適合遠距離傳輸數據，能夠實現更加高效、更加安全的互聯(lián)功能。3）信息應用層，主要功能是對感知層收集的數據信息進行融合、處理和分析，并通過各種終端設備與農戶之間進行交互，實現農業(yè)生產的智能化和自動化。

2物聯(lián)網在智能農業(yè)中的關鍵技術

2．1Wi-Fi技術Wi-Fi眾所周知，現在人人離不開它，它是一種短距離無線通信技術，室內的輻射范圍在100米左右，室外可以達到200米左右，顧名思義就是在較小的范圍或區(qū)域內提供的無線傳輸通信技術，是WirelessFidelity的縮寫，是以太網無線技術的擴展，使用開放的2.4GHZ微波頻段，理論上的最高速率是11Mb/s，遠遠超過了普通家庭使用的有線寬帶，是當今使用最廣泛的一種短距離無線網絡傳輸技術。

2．2RFID技術RFID（RadioFrequencyIdentification）技術是一種無線射頻識別通信技術，可以通過無線電訊號識別特定目標并對數據進行讀寫，而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或者光學接觸。射頻段是指讀寫器通過天線發(fā)送、接收并識讀的標簽信號頻率的范圍，讀寫器的頻率和射頻標簽的頻率必須相同才能夠工作。RFID系統(tǒng)通常包括電子標簽、閱讀器和天線。其工作流程是：閱讀器通過天線發(fā)送特定頻率的射頻信號，當電子標簽進入此信號磁場時產生感應電流同時被激活，這時芯片中存儲的數據會被發(fā)送，天線再將接收到的載波信號傳送給閱讀器，閱讀器對信號進行解析并將數據傳到后臺進行處理，完成對數據的控制。RFID的頻段有四個，分別時低頻、高頻、超高頻和微波，目前后三種主要應用在現實生活中。農業(yè)物聯(lián)網中通常使用國家免申請的433MHz頻段進行近距離直線傳輸，其常用在物聯(lián)網關與無線采集控制節(jié)點中。

3物聯(lián)網在智能農業(yè)中的應用

3．1農業(yè)物聯(lián)網總體設計本章節(jié)圍繞農業(yè)物聯(lián)網的三層體系架構介紹物聯(lián)網在智能農業(yè)中的應用，重點對環(huán)境數據的采集、視頻監(jiān)控、終端設備顯示信息等模塊進行介紹。主要實現的功能是：通過設置各種傳感器實時采集農田中的溫度、濕度和CO2濃度等參數信息，并通過RFID技術和無線傳感器網絡將采集到的信息傳輸至物聯(lián)網關，物聯(lián)網對數據進行存儲和分析，然后通過終端設備顯示給用戶（農戶）。1）信息感知層，在該層設置各種環(huán)境傳感器（溫度傳感器、濕度傳感器、CO2濃度傳感器）、射頻發(fā)射端和接收端、無線采集模塊、攝像頭、DAAU（物聯(lián)網關）,達到采集數據、分析、轉發(fā)的功能。2）傳輸層，是整個物聯(lián)網系統(tǒng)的中間層，起到傳輸數據的作用，在傳輸過程中經過不同架構的網絡完成通信，使用RFID無線通信網等技術，完成對監(jiān)控視頻和檢測數據的可靠傳輸。3）應用層，在該層放置數據庫服務器及Web服務器，數據庫服務器對采集到的數據進行存儲，分析。Web服務器為移動終端設備提供查詢歷史數據、實時查看、視頻監(jiān)控等功能。

3．2關鍵模塊設計1）傳感器的數據采集不同的傳感器通過RFID網絡進行數據的采集，本文主要使用溫度傳感器、濕度傳感器和CO2濃度傳感器，傳感器的放置位置對其獲取到的數據有一定的影響，因此，為了使得到的數據有效，一般傳感器放置在距離地面三分之一處，位置過高或過低，都會引起采集到數據的不精確，采用RFID無線射頻技術避免了有線網絡在農田中設置的不方便。2）物聯(lián)網管（DAAU）的設計物聯(lián)網關（DataAnalysisAcquisitionUnit）簡稱DAAU，在本設計中，它通過無線網絡，與各種傳感器、攝像頭連接，并與DAAU服務器進行數據交互，DAAU服務器對DAAU發(fā)來的數據（通過TCP_Socket）進行解析和接收，將偵聽到的有效信息存儲到數據庫中。3）Web服務器的設計Web服務器是運行在服務器上的一套Web應用程序。用戶通過登錄Web站點進行訪問，對終端數據進行實時顯示、查詢和分析等操作。對于Web服務器的部署，首先需要添加IIS6.0配置文件，將用VisualStudio2008開發(fā)工具開發(fā)的程序安裝在Web服務器端，將用戶的業(yè)務處理集中到Web服務器端，從而減少用戶終端處理數據的壓力。

4結束語

本文通過將物聯(lián)網技術應用到農業(yè)中，解決了傳統(tǒng)農業(yè)管理模式的諸多局限性，同時引入移動終端設備，使農戶隨時隨地都可以查看和控制農田的生長情況，充分體現出智能農業(yè)在引入物聯(lián)網技術后的自動化化和遠程化。

作者：申玉宏 單位：呼倫貝爾學院物理與電子信息學院