机会协作视角下农业物联网大数据处理系统的构建思路

李贺强 王纯龙 王莹莹

摘要

本文通过对我国环境复杂的农业物联网通讯问题以及大数据的提取效率问题，提出了对策和办法。根据农业发展的需求，全面分析了农业生产环境对无线网络数据传送的影响，并且建立了多层级式交互系统模型，以机会协作为前提，设计了物联网大数据处理系统。

【关键词】机会协作 农业物联网 大数据处理

1 实现农业物联网的大数据处理的意义

随着现代无线通讯技术、物联网应用技术、物联网应用平台的开发和发展，国内通过运用物联网技术为当代农业发展构建重要扶持平台，其成为了当代工业界、学术界、农业界的热点研究对象。农业物联网平台不但能够增强农业产品的产品质量，还能够对其生产过程进行检测和预警，并且可以改善我国农业的管理水准。另外，农业运用物联网技术平台能够对传统的农业生产流程进行升级，对农业生产过程中作物的灌溉、施肥、用药等环节进行实时管控，提升现有资源利用效率，还能够减少对自然环境的破坏，强化农业产物的疾病管控和疫情的预防，进而在确保农业产物产量的同时提升农业经济效益，真正实现我国农业高效的现代化经营模式。由于在农业物联网当中，需要监控的数据信息比较繁杂，信息量相对较大，如何能够有效进行大量数据传输和处理成为了重要问题之一。所以，为了能够使物联网平台技术更加充分地为智能型农业提供有效的技术支持，开发农业物联网的大数据处理系统显得十分重要。

2 農业物联网大数据处理系统原理分析

为了进一步有效提升我国农业的现代信息化水平，完善农业各项综合决策，促使农业生产成本降低，运用物联网大数据处理技术，构建一个相关模型。农业物联网大数据处理系统模型应该包含：自动适应农机设备控制、作业实时管控、环境数据采集等功能，进而使物联网大数据技术得以充分融入农业产业链，打造智能化农业园区。

农业物联网大数据处理系统模型是集合多种功能的高效智能化控制系统，其采用了分层级的设计构思，基于层级交互的科学设计理念，以单独模型模块为基础运行单位，来实现其功能引导与逻辑结构拓展，进而使该处理系统具备交互性、延展性、合理性。该处理系统模型应该设计四级框架，包含大数据级、应用级、物理级、协调级。应用级能够通过运用互联网、移动互联网为用户提供有效服务，用户能够通过计算机或手机等客户端设备访问该系统来获取服务；大数据级提供了四个板块，它们分别是射频识别数据标签处理板块、多样性数据应用处理板块、数据自适应管控板块、数据传感器处理调控板块。协作级主要是利用机会协作通讯技术为上级应用，为大数据的传输提供有效保障.，物理级根据数据信息的采集办法不同，主要可以分成不同类型的数据传感器构成的二级异构传感器组，可以采集不同种类数据的RFID标识构成。为了进一步实现数据间的共享和自动适应智能化的管控手段，在该系统中还需要设计多级交互接口。

另外，为了更有效提升数据信息的提取效率和精准度，在数据级创建可以存放多种类型信息数据的信息库，进而实现对指定信息库的多重条件搜索。同时对不同种类和环境的大数据，该处理系统采取了单表和多表相结合的综合检索模式。对综合检索反馈的结果再通过排序和过滤等数据处理办法，利用协调级的机会协作技术发送给目标用户。用户能够通过访问不同种类的数据库实现多种检索方式，该级的各种数据库完全可以提供内部所有信息的检索功能，为用户提供合理化的沟通模式和大数据可视化的分析结果。

3 浅析农业物联网大数据处理系统的构建思路

农业物联网大数据处理系统必须实现对农业物联网的相关数据监测，该系统运用物联网终端来获取园区的环境信息，通过信息收集器汇聚有效信息资源，传输到农业物联网网端，经过无线网络将数据信息传输至服务器，现场工作人员也可以通过登录终端系统获取园区的视频以及相关的环境信息，对园区环境进行管控，为农作物创造适宜的成长环境。

3.1 物联网大数据处理系统监控管理

农业物联网大数据处理系统的监控管理系统将园区的监控视频信息，通过WI-FI、园区宽带或者是3G/4G无线网络上传到云端服务器平台，并且监控管理系统还具备历史视频数据查询、视频影像实时监控、视频管控报警、GPS地图导引防盗取等实用功能。

3.2 物联网大数据处理系统数据采集

农业物联网大数据处理系统的数据采集系统，运用ZigBee终端服务器节点将传感系统采集的园区内环境信息参数（土壤水分、土壤温度、空气温湿度、CO2浓度、光照等）通过无线网络信息交互的方式综合汇总传递到ZigBee的协调器上，该协调器485端口将园区内的环境信息参数传输给协调管控系统，再通过Wi-Fi、园区宽带或者3G/4G无线网络将采集来的信息传输到云端服务器上进行分类保存。

3.3 物联网大数据处理系统数多元异构数据库集合

因每个环节的传感器获取数据信息的结构都不相同，通过无线网络通讯传递过来的数据信息必须要通过指定的数据信息适配处理器进行适配调整，最终得到统一的数据信息格式，再储存到云端服务器的数据信息库中，用户可能通过手机APP或电脑Web网页查看对应的实时数据信息。

3.4 异构数据统一接入融合机制的设计

传感器提供的数据信息管理及接入方式的设计，是整体多源异构数据信息结合数据信息库进行分析的关键功能。由于国内农业生产领域的应用较多，传感器在针对不同领域时，会有不同的功能变化；传感器对数据信息收集过程中，因为设计者的疏忽，可能会致使数据信息的格式完全不同，数据信息传递顺序也会有很大差异。所以，农业物联网大数据处理系统在数据信息接入系统之前，必须要构建合理的、适宜的数据信息适配器，进而完成传感器的数据信息格式的匹配，获得统一格式的数据信息，将其安装在云端服务器上。针对以上提到的不同功能的传感器设备，系统必要采用制定有针对性的特殊数据信息适配器。服务器端接到数据信息后，将数据信息分配给指定的适配器设备进行数据匹配，完成数据信息的匹配和解析工作。

参考文献

[1]肖伯祥，郭新宇，王传宇，吴升，杜建军，陆声链，温维亮.农业物联网情景感知计算技术应用探讨[J].中国农业科技导报，2014（05）：21-31.

[2]孙忠富，马泼诚，褚金翔，杜克明，郑飞翔.智慧农业技术助推农业创新发展，引领农业新未来[J].蔬菜，2017（04）：1-8.