【摘 要】 在當(dāng)前中國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，由于城市化進(jìn)程加大，使得農(nóng)業(yè)用耕地壓力增大，農(nóng)業(yè)人均產(chǎn)值低下，無法滿足現(xiàn)階段中國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的多方面現(xiàn)代化需要。本文通過傳感自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植，建造一個(gè)智能化的屋頂生態(tài)農(nóng)場(chǎng)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)在植物生長(zhǎng)過程中，將會(huì)為其提供最佳生存環(huán)境。本文對(duì)解決目前中國(guó)的屋頂利用率問題及城市綠化有重要的參考價(jià)值與實(shí)用價(jià)值。

　　【關(guān)鍵詞】 智能化;物聯(lián)網(wǎng);傳感技術(shù);自動(dòng)控制;屋頂農(nóng)場(chǎng)

　　1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

　　本文所提出的智能化屋頂農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)影響農(nóng)作物生長(zhǎng)的環(huán)境因素通過傳感數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)進(jìn)行控制，同時(shí)還可以根據(jù)環(huán)境參數(shù)門限值設(shè)置實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備的控制，如：風(fēng)扇、加濕器，除濕器、照明設(shè)備、灌溉設(shè)備等[5] ，同時(shí)也支持遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備。常用對(duì)植物環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器包括：空氣濕度、空氣溫度、環(huán)境光照、土壤溫度、土壤水分含量等傳感器。同時(shí)根據(jù)需要，還可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展加入無線傳感器節(jié)點(diǎn)：如大氣壓力、加速度、水位監(jiān)測(cè)等傳感器[6] 。同時(shí)根據(jù)收集的數(shù)據(jù)農(nóng)作物生長(zhǎng)專家數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，及時(shí)更新專家?guī)�，使系統(tǒng)具有最好的魯棒性和擴(kuò)展性。

　　2 系統(tǒng)組成

　　本文中所設(shè)計(jì)的智能化屋頂農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)采用典型三層物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，這樣使用該系統(tǒng)的用戶可以像使用常用電氣設(shè)備那樣部署物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)便攜式、無線化、自動(dòng)化的特點(diǎn)。本系統(tǒng)硬件具體架構(gòu)如圖1所示：

　　3 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

　　智能化屋頂農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)由于其規(guī)模較大，所涉及的智能化技術(shù)及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)較多，因此主要技術(shù)指標(biāo)較為復(fù)雜，主要分傳感設(shè)備的主要技術(shù)指標(biāo)、監(jiān)測(cè)設(shè)備主要技術(shù)指標(biāo)、控制設(shè)備主要技術(shù)指標(biāo)和栽培技術(shù)指標(biāo)，由于栽培技術(shù)涉及農(nóng)業(yè)方面相關(guān)知識(shí)，較為專業(yè)，在本文中將不對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)描述[7，8] 。

　　各種傳感設(shè)備控制主要技術(shù)指標(biāo)如下：水分傳感器其主要需監(jiān)控的參數(shù)為：容積含水率[9] 等;溫濕度傳感器其主要需監(jiān)控的參數(shù)為：溫度與濕度[10] 等;光敏傳感器其主要需監(jiān)控的參數(shù)為：光照度;另還需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的傳感器的參數(shù)，包括營(yíng)養(yǎng)液濃度、酸堿度、風(fēng)力[11] 等。

　　監(jiān)測(cè)設(shè)備主要技術(shù)指標(biāo)主要包括：視頻監(jiān)控，用于安全監(jiān)控、植物生長(zhǎng)情況監(jiān)控、設(shè)備設(shè)施監(jiān)控;數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，根據(jù)傳感設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算實(shí)際環(huán)境與標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境要求的差異，提供對(duì)農(nóng)作物或植物最佳生長(zhǎng)環(huán)境的自動(dòng)控制依據(jù)。

　　4 智能用戶端APP程序設(shè)計(jì)

　　在中國(guó)目前的智能用戶端主要有智能手機(jī)，平板電腦等。移動(dòng)4G的使用和無線wifi使得將PC端接收消息的模式擴(kuò)充移植到智能用戶端使用上成為可能，對(duì)智能化屋頂農(nóng)場(chǎng)物聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的用戶來說，將能在實(shí)時(shí)性，方便性方面得到更好的滿足。本系統(tǒng)的智能用戶端主要包含以下幾個(gè)功能模塊：用戶登錄、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制、預(yù)警數(shù)據(jù)的顯示等功能。智能客戶端的各項(xiàng)功能與PC端程序保持一致性，因此其功能結(jié)構(gòu)圖仍如圖2所示。在此不在進(jìn)行說明。

　　APP 端與系統(tǒng)的服務(wù)器進(jìn)行通信時(shí)采用 Http 方式進(jìn)行請(qǐng)求數(shù)據(jù)，對(duì)于請(qǐng)求數(shù)據(jù)將對(duì)其用 JSON 進(jìn)行數(shù)據(jù)封裝。同時(shí)為了能夠?qū)崟r(shí)收到服務(wù)端消息，在 APP 端建立相關(guān)服務(wù)，實(shí)時(shí)與服務(wù)器進(jìn)行交互。Service 是運(yùn)行在后臺(tái)的程序代碼，其是基本的 Android 系統(tǒng)的后臺(tái)服務(wù)組件，Sevice 收到服務(wù)器端發(fā)出的最新消息時(shí)，再利用相應(yīng)的服務(wù)方法向智能用戶端發(fā)送消息通知和顯示。

　　5 總結(jié)

　　本文引入傳感技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控屋頂生態(tài)農(nóng)作物生長(zhǎng)過程中的環(huán)境參數(shù)，進(jìn)行智能化，數(shù)字精準(zhǔn)化的農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境的控制，同時(shí)將所采集的各種相關(guān)大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以創(chuàng)造出最適合農(nóng)業(yè)物生長(zhǎng)的環(huán)境，用水僅占傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植的 15%-30%，作物長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)、營(yíng)養(yǎng)更好。由于傳感技術(shù)及無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持，對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)控制最大化的減少了人工的參與，及時(shí)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的問題并進(jìn)行應(yīng)對(duì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境定性，定量的控制，減少了由于人工用量不同對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)的影響，使植物的生長(zhǎng)更均勻,保證植物的最佳生長(zhǎng)環(huán)境，提高經(jīng)濟(jì)效益。更可與教學(xué)實(shí)驗(yàn)觀光旅游相結(jié)合，產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。屋頂農(nóng)作物物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)的發(fā)展，必將為我國(guó)智能化屋頂農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供重要的參考與經(jīng)濟(jì)實(shí)用價(jià)值。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]管繼剛.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用[J].通信管理與技術(shù),2010(3): 24-27.

　　[2]孫科.物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用[J].無線互聯(lián)科技,2012(3):19.

　　《智能化屋頂農(nóng)場(chǎng)物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)》來源：《輕工科技》，作者：李 小 麗。

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來自：http://www.jinnzone.com/zhinengkexuejishulw/69427.html