远程农业监测信息系统设计与实现

孙立东

1 远程农业监测信息系统结构与功能

中心站应用软件和无线传感器网络是构成远程农业监测信息系统的两大部分，并通过不同功能推进着系统的设计与实现。传感器节点、传感器网络等站点通过GPRS网络系统将数据传输到Internet网络，传输到中心站点，中心站点则由网络服务器、数据库服务器、通讯服务器三大部分共同构成。

1.1 中心站软件

其中中心站软件由 C/S 、B/S 两种体系架构而成，主要功能有信息获取、数据存储、实时显示、报警提示、记录统计、历史查询、系统配置和网络服务等，具体功能分工见表1。

1.2 无线传感器网络

由图1所示，无线传感器网络是复杂的，由不同远程站点构成，主要作用是数据采集，其中远程农业监测信息的远程站点包括果园、大田、养殖场、温室等多个站点。同一站点由一个汇聚点与多个传感器节点构成，包括数字传感器与模拟传感器，一般一个传感器节点可同时监测光照、温度、湿度、露点等多个参数，具有重要的枢纽作用。GPRS网络与Internet网络相连接，共同实现了远程数据传输工作。

2 远程农业监测信息系统设计与实现

2.1 無线传感器网络

ZigBee无线网络通信技术有低功耗、低成本、近距离等明显技术优势，以基于 ZigBee技术的CC2430芯片为核心构建无线传感器网络，能够充分发挥CC2430方便和多种传感器与外围设备接口、无线数据采集功能强大、性价比高、使用简单等优势，在进行远程农业监测信息系统设计与实现时优先选用CC2430芯片构建。采用模拟式传感器或者数字式传感器与CC2430传感节点相连接，增强设备的电力持久。采用RS232与CC2430汇聚节点进行转换驱动，通过GPRS 网络数据传输终端进行数据实现，如图1 所示。

2.2 中心站应用软件

中心站应用软件主要是C/S和B/S两种软件体系架构。

2.2.1 关键类

其中关键类软件分为模型类和主要功能类，关键类软件的构造方法主要为“public Sensor（ ）”与“public Sensor （ String style， float alert_h ， floata lert_l ）”，通过默认传感器对象是报警上下限为0、当前测量值为0的温度传感器与报警上下限初始化，其他属性保持默认值的传感器进行实现。主要操作是通过不同传感器的属性设置与获取方法， 如传感器测量数据的设置、 获取方法完成的。

2.2.2 软件模块

软件模块设计主要涉及基于C/S 架构的数据采集部分、通信协议、统计查询、系统配置等部分，还有基于B/S 架构的网络服务部分。主要设计与实现是通过实时数据曲线显示等环节进行设计与实现的，stationsChart是曲线图形面板 Re-alTimeChart 的对象数组，在监测系统中站点个数由stationsChart 的长度确定。

2.3 运行结果

无线传感器网络能够同时实时监测湿度、温度、光照、 露点等多个参数。通过远程农业监测信息系统的设计与实现，中心站与农田地址建立连接，可在远程界面上获得实时获取数据， 享受多种服务功能。

随着农业的经济发展与农作物产量需求的增大，远程农业监测信息系统设计与实现得到了广泛应用。远程农业监测信息系统通过将远程数据、网络服务与数据显示相结合，对科技农业、数字农业、防治病虫害等多领域实现了应用，具有远程、存储、查询、统计等多个功能，极大地便利了农业的发展控制，有利于我国农业的可持续发展。

（作者单位：154002黑龙江省农垦科学院测试化验中心）