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农业物联网技术的农业种植环境监控系统设计与实现

来源:和光网络 日期:2021-11-04 09:35:04 点击:216

物联网的目的是感知,其可以实现人和物、人和人、物和物全面互联的网络。当前其已经被广泛的应用到各个领域中,在农业中进行应用,对农业的发展具有积极作用。我国是农业大国,在由传统农业向现代农业发展中面临着一系列问题,使得生产效益低、资源严重不足,且对资源的利用率不高,还导致环境受到污染。因此,为了让农业更好的发展,促进我国的发展,就需要利用物联网技术,设计农业种植环境监控系统,让农业种植能够得到更好的发展。

 一、物联网技术在农业种植环境监控系统设计与实现中的应用

 1.可以让农业中职环境管理实现智能化。基于物联网技术,在农业种植系统中安装对应的智能控制系统,可以实时的监测农作物种植环境中的相关参数,进而了解农作物的生长环境参数,进而有针对性的对其生长环境进行调控,为其提供最好的生长环境。把生物信息获取方法在无线传感器节点中进行应用,可以对温室正确的进行调控。

 2.能够有效的监管农产品的质量和安全。农业物联网技术可以大范围的采用多种关键技术,如,条形码、物联网中间件、电子标识、网络平台技术、传感器网络等。可以对农产品的每个过程进行实时监控,包括生产、储运、交易信息,进而让整个过程都透明化,确保农产品从生长到食用的整个过程能够得到有效的管理及控制,进而保障农产品的安全和质量。

 二、刍议农业物联网技术的农业种植环境监控系统设计

 1.农业物联网种植环境监控系统关键技术。当前物联网技术在不断地发展中,已经被广泛的应用到各个领域中,在农业中进行应用,在农业种植环境监测系统控制中进行应用,其中关键的技术包含两部分,*个是感知层中进行无线数据感知和采集;第二是利用网络传输层远程智能化对采集的数据进行控制,控制计算机进行分析,对农作物生长的各种要素进行控制,比如,水份、温度以及空气等,让农业能够实现精准化发展。

 2.农业物联网种植环境监控系统构建。以物联网技术为基础,设计的农业种植环境监控系统,可以从下面的图1中看到。

 这一系统中的核心有两部分,一个是感知层,这一层主要就是感知和采集数据,可以将土壤的湿度、空气温度、光照、空气湿度、自动灌溉通过传感器进行实时感知,进而利用采集器进行数据采集,把数据传送到ZigBee协调器节点上。第二个核心是应用层,这一系统主要就是存储数据、处理信息、下达控制指令,这些能够为用户的分析和决策提供有效的依据,用户能够实时通过电脑等终端查询数据。

 3.农业种植环境监控系统构建

 (1)系统硬件构建。

 ①无线节点模块: ZigBee是以IEEE802.11.4协议为基础,扩展出来的集,其主要是对于低功耗和成本的射频进行应用,一部分是网关协调器和传感节点。

 ②传感及控制模块:这一模块中包括各种传感器,温度、湿度、以及光照强度。

 ③电源板:其作用就是给无线节点模块以及传感控制模块进行连接,能够一起为系统进行供电。从图2中能够看到系统的硬件构建情况。

 从图中的硬件系统构建中能够看到,其中MCU是控制重点,电池模块是给系统供电和连接,传感模块和控制模块检测采集种植环境的数据。通过ZigBee无线网络传送数据以及信息,通过电脑终端就可以实时看到数据,可以通过电脑存储和现实数据,进而和标准生产环境参数进行比较,远程控制环境信息。

 (2)系统的软件构建。系统的软件设计工作主要包括传感器节点程序设计和ZigBee协议栈程序设计。从图3中能够看到传感器节点程序设计,从图4中能够看到协议栈程序设计。

 三、应用效益分析

 基于农业物联网技术的农业种植环境监控系统设计和应用,能够帮助农业生产中的各个基地种植测试点的环境进行监控,进而对环境信息进行获取和管理,这能够动态的将种植环境用数据和图像的形式展示出来,进而分析处理数据和图像。基于农业物联网技术为支撑,设计出的监控系统能够有效加强系统的应用性能,减少种植成本,促进效能的提升,大约是在28%。物联网技术的应用,能够实时的对农业种植中大棚的各种数据参数进行采集,比如,温度情况、土壤水分、光照强度以及空气温度等,这样就可以结合农作物的具体生长需要,进而实时的管理环境,可以自动化的开启和关闭功能服务功能,对这一系统下的农业种植环境进行调节,让农作物可以在最优的生长环境下生长。

 综上所述,物联网技术不断发展,将其应用到农业领域中,应用到种植环境监控系统,能够促进农业实现现代化发展,进而促进农业智能化和自动化的发展,促进农业生产效率和质量的提升。