物联网技术在农业设计中的应用

　　这篇物联网技术论文主要探讨了物联网技术在农业设计中的应用物联网是通过红外感应器以及激光扫描器等信息传感设备，农业智能物流系统基于先进的物联网技术，能够提供十分快捷和便利的配送服务。现代生活要求各行业提速，快速准确的反应更是物流业的发展趋势，也是物流业发展的最基本要求。
 

　　关键词：物联网技术论文,物联网概念,农业检测

　　2基于物联网技术的智能农业应用系统

　　近几十年来，中国的经济发展十分迅速，农业的发展也越来越快速，但同时也出现了诸多问题，如大量的人口使得农业资源消耗巨大，农业资源紧缺等问题日益严重。而基于物联网技术的智能农业应用系统，可有效地解决该问题。

　　2.1智能农业应用系统框架结构

　　智能农业应用系统的设计框架，可从农业的培育、分配和运输等环节入手。通过选用传感器、单片机、RFID、Code39、OR解析和ZigBee等技术搭建由3个系统组成的农业应用系统模型，这3个系统分别是运输管理和控制系统、销售和溯源系统以及智能监测和培育系统。其中每个系统或每个模块均与实际相结合，将不同的物联网构架融入其中，更好地体现了物联网的结构性，层次分明，且销售环节清晰。虽然3个系统的功能并不相同，但其技术手段却较为相近、且密切相关，3者互相配合更好地体现了智能农业应用系统的科技手段。

　　2.2智能农业的监测和培育系统

　　智能农业的监测和培育系统，由ZigBee无线传感监测网络及培育控制设备制作而成。它由4种网络系统组成，分别是ZigBee网络系统、培育控制设备、网关和控制中心，各系统分别负责对农作物有着不同影响的网络信息。

　　光照对农作物的影响，光合作用是农作物生长的基本条件，所以在种植农作物时，必须时刻关注其接受光照的情况，以此来判断农作物生长是否良好，利用农业智能监测系统，在农作物上方可安装相应的光照强度传感器，对农作物接受光照的强度进行实时智能监测，更好地掌握农作物的生长情况。

　　同理，温度和湿度都是影响农作物生长发育的重要因素，也应对其做好必要的农业智能监测，可通过安装相应的温度、湿度传感器，确保农作物在各种监测系统下健康生长。监测系统完成监测任务、提供监测数据后，网关和ZigBee网络开始发挥作用，利用网关自适应的切换功能，将ZigBee网络连接到传输网络里，将监测数据传送到控制中心。

　　控制中心对接受到的数据进行相应处理后，将其统一放到数据库中，并根据传感器所收集的数据进行相关的分析和汇总，相关农业专家对该数据进行讨论后做出最终决策，控制中心再根据专家决策对控制指令进行及时反馈。智能农业系统可及时发现农业生产过程中各环节可能出现的问题，并加以解决，更好地实现了为农业生产服务的目的。此外，农作物生产者和技术研究人员可通过互联网，在任何时间对农作物的生长情况进行观察和跟踪，并可随时采集信息进行分析和汇总，技术人员通过结合农作物生长的实际情况及容易出现的问题制定相关的农作物培育方案，并利用相关的培育系统，将其连接到互联网上，远程制定培育方案，如图1所示。

　　2.3农产品的运输管理和相关控制系统

　　农产品的运输管理和控制系统，通过运输系统的远程控制中心下达指令，由于所有的运输车辆均装有GPS定位系统和GPRS系统，运输车辆在离开总部的管理中心后，车载定位系统会自动将车辆行驶的位置及时反馈给管理控制中心，以确保车辆安全和便于管理中心的管控。

　　其中，GPS系统和GPRS系统统称为DTU单元，该单元属于高科技的定位系统，利用无线远程卫星定位，通过远程追踪可将车辆的行驶速度、车辆所处位置的经纬度及海拔高度等相关信息及时发送给控制中心，控制中心根据收到的数据信息制作出地图，并建立函数关系。其中，行驶中的车辆由一个移动的点来表示，用来掌控车辆的行驶路程、行驶速度和车辆行驶中的情况，做到远程管理及远距离监控。

　　此外，农作物生产者和管理者无需担心农作物在车辆行驶途中发生意外。因为，首先，农作物在装车前已被放入农作物产品箱中，对农作物进行了一层外围保护，减少了农作物损坏的概率;其次，每个农作物产品箱中均安装有温度和湿度传感器，可对农作物在车辆行驶途中的温度和湿度等信息进行实时监控。另外，农作物运输监控中心建立有相关的语音通信平台，一旦车辆或农作物在行驶途中出现问题，可马上通过语音通信平台与控制中心取得联系，控制中心接收信息后及时分析并做出判断，在最短的时间内处理和解决问题。该控制系统能够缩短问题的解决时间，提高农作物运输效率，其监测运输原理如图2所示。

　　2.4农产品的销售和溯源系统

　　农产品销售和溯源系统可通过制作模型的方法来表达。现实中的农作物产品箱在模型中可用一个纸盒来代替，纸盒的四面代表农产品箱子的四面，且在每一面上都贴有不同的电子标签，四种标签分别代表了4种不同的技术，用来对货物进行识别和验收，分别是13.56MHz频段下和125KHz频段下的一维码识别、二维QR码识别和RFID射频识别技术，及125KHz频段下的读卡设备。这4种电子标签可分别记录农产品的培育、运输和销售等所有环节的相关数据信息，并通过互联网技术反馈给数据中心进行数据信息保存。农产品用户可通过农产品溯源系统平台或超市商品溯源机上输入农产品的编号，对农产品运输和销售的所有信息进行查询，便于用户对农产品的了解及购买。

　　3智能农业系统部分模块设计

　　3.1自适应切换网关

　　在智能农业应用系统中，网关设计至关重要。它是一种网络连接设备，可将智能农业系统中的各个网络系统同控制中心相连接，并且可根据不同的网络连接方式进行不同的自适应切换，通过互联网技术将不同的连接方式发送给远程控制中心，远程控制中心在接收信息后会做出相应的处理，并对网关节点下达指令，网关节点接收指令后再做出相应的处理。网关设计包含硬件设计和软件设计。

　　3.2GPS电路智能农业系统中GPS硬件的系统设计，可选择质量较好的芯片组，且可自主设计系统外围的电路图，并将芯片组和电路图进行搭配来构建硬件的底层结构。

　　3.3125kHz免驱读卡器

　　自主研发的读卡器可直接使用USB插口，内置天线，免驱动，也可定制相关卡号的格式，外形小巧，读卡快速，使用方便且灵活。

　　4智能应用系统中农业种植系统设计

　　物联网下的智能农业应用系统可运用于农业方方面面，包括农业种植。

　　4.1农业种植系统的智能化管理

　　农业种植系统需在农产品种植开始前对其进行监测，包括农作物的种子生长状况。通过在农作物种子中安装温度、湿度等智能传感器和其他相关的智能控制系统，且农作物生长过程的各个环节的因素均可能对其生长造成影响，技术人员需对每个智能系统进行认真详细地监测，关注农作物的每个生长环节，将所有的监测数据进行整理后做出分析报告，据此对影响农作物的因素进行适当调整，如调整相关的温湿度系统或农作物灌溉系统等。

　　在农业种植方面，也可通过物联网技术对农产品的质量安全问题进行监管和控制。由于我国人口众多，农产品需求巨大，部分农户为了保证农产品的及时供应和利益的及时获得，忽视农产品的质量和安全，在农产品生产过程中添加对人体有伤害的化学成分，导致近年来农产品中毒事件屡有发生，人心惶惶，我国对农产品的质量和安全问题日益重视。究其原因主要在于我国对农产品市场的管理松懈，监督不力。而物联网技术的利用可较好地解决该问题。物联网技术可在农产品生产、包装、储存和运输等各个环节，利用相应的传感器、电子标识和网络平台等重要的网络技术对农产品的所有生产环节进行实时监控和管理，使农产品的生产过程透明化，便于人们对各生产环节进行考察，确保农产品的质量和安全，使消费者能够安心购买和食用农产品。

　　4.2农业种植系统设计

　　农作物的种植区域大多都较为集中，智能农业种植系统通过技术人员在农作物的种植区域上方安装相应的智能传感器和控制系统，通过计算机对系统传回的数据进行分析，制作分析报告，并加以总结。该方法可对农作物生长所需的光照、温度和湿度等各要素进行监控，实现了农作物生长环境的全方位掌握，是实现精准农业的必用技术手段。利用该监控手段能够及时发现并解决农作物生长过程中出现的问题，在出现问题和解决问题的过程中可进一步提高监测水平，确保农产品质量安全。

　　智能农业种植系统由传感器、无线控制器、无线采集器、无线协调器和环境监控器等5部分组成，其模拟控制系统如图3所示。

　　基于物联网技术的智能农业种植系统主要包含以下分系统。第一，种植环境的监测系统，利用传感器对农作物所处的土壤的湿度、空气的温度和湿度以及种植物接受的光照条件等影响农作物生长的外部因素进行系统监控。第二，数据的采集系统，在传感器对农作物进行监测的同时将监测到的指标转变成数据的形式，技术人员利用ZigBee系统通过互联网技术对数据进行搜集和整理。第三，网络传输系统，通过无线传输系统进行农作物数据的网络传输，技术人员可将采集到的数据信息通过互联网传输到服务器上，而数据平台系统则负责对数据进行处理和存储并下达指令，方便用户随时查询。第四，信息控制系统，通过继电器对农产品生产环节的各生产设备进行控制。

　　此外，为了更好地管理智能农业种植系统，可构建专业的系统管理平台，进行更加清晰和有层次的管理。

　　5基于物联网技术的农业智能物流系统设计

　　随着农业的现代化，与农业有关的相关产业也在不断发展壮大，物流业就是其中之一。

　　5.1农业智能物流的概念

　　农业智能物流是一种较为新兴的物流模式，基于物联网技术，通过对信息进行采集、处理、流通和管理来完成对农产品的包装、存储和配送，并最终将农产品送到消费者手中。农业智能物流具有明显的运输优势，不仅可让供货方获得最大利益，也可在运输过程中为农产品提供最大程度的保护，为用户提供最佳的物流服务，且可在很大程度上减少社会和自然资源的消耗，为生态环境的保护做出贡献。

　　5.2农业智能物流的关键技术

　　从宏观层面讲，农业智能物流的关键技术包括物流农产品的实时跟踪技术、仓库的管理和控制技术以及有线与无线相结合的通信应用技术等。从微观层面讲，农业智能物流的关键技术包括电子标签的防冲突技术、高效读写技术、中间数据处理、农业信息安全技术以及农业网络服务的构建技术等。

　　5.3农业智能物流的发展趋势

　　农业智能物流是一种物流服务体系的电子商务，主要通过智能交通系统对物流的相关信息进行采集、分析和处理，信息传输被囊括在各个物流环节之中，能够为物流的管理者和消费者提供十分详细的信息和细致的咨询服务。

　　农业智能物流以中心网络为核心进行布局，实行扩散式的产品配送活动，减少了中间环节，节省出更多的时间和成本，简化了物流配送的全过程，不仅加快了物流的反应速度，也可降低物流业相关的服务成本，一举两得。而且，农业智能物流系统能够进行智能预测和递延服务。农业智能物流具有向上和向下延伸的功能，向上可延伸到农业市场的相关调察和预测判断，向下则可对物流的配送和咨询等方面进行延伸。

　　5.4农业智能物流系统的设计

　　农业智能物流系统基于先进的物联网体系，利用互联网技术，并综合各种通讯和定位技术，来构建现代化的物流管理体系和网络物流管理平台。农业智能物流系统将物流管理进行整合，为消费者提供一站式的服务，形成整个行业链条式的发展模式。

　　6结束语

　　基于物联网技术设计各类农业智能系统，如农业智能种植系统、农业智能监测系统和农业智能物流系统等，能够更好地促进农业技术的发展，提高农产品质量，保障食品安全。

　　参考文献

　　[1]江武志.基于物联网技术的农业信息智能监测系统研究与设计[J].工业设计，2016(9)：174-176.

　　[2]周月娥.基于物联网技术的现代农业智能物流系统设计[J].中国农机化学报，2014，35(5)：256-260.

　　ZhouYue′e.DesignofmodernagricultureintelligentlogisticssystembasedonInternetofthingstechnology[J].JournalofChineseAgriculturalMechanization，2014，35(5)：256-260.

　　[3]林元乖，龙顺宇，杨伟.基于物联网技术的智能农业应用系统[J].物联网技术，2013(3)：71-74.

　　[4]宋艳.基于物联网技术的智能农业种植系统设计[J].现代电子技术，2013(24)：38-39，42.

　　作者：孙护军 单位：西安航空学院电子工程学院

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