智能农业控制系统在湘西地区应用的设计方案

朱强　王恺钿　梁家睿　李江　赵旅城

摘要：系统设计结合湘西地区的地理环境、季节气候，进行实践创新，智能农业控制系统根据土壤湿度、温度，农作物成长，利用数据的分析技术，系统自动控制技术，报警提示并操作技术等，提供技术帮助。自动调节农田环境数据，控制农作物生长情况。实现湘西地区农作物生长自动化，产量可增长化，质量可保证化。

关键词：智能农业 自动控制 实践创新湘西地区

前言

在国外，美国建立第一个无线葡萄园，运用农业智能控制，在土壤中分布传感器，通过传感器传回的数据进行实时的监控，根据数据分析再进行对农作物实际控制，实现智能农业。

在我国徐州，由江苏师范大学等其他单位发起成立智能生态农业产业联盟。由于徐州虫草种植数目多，但是运用于虫草种植的技术不同，所产出的虫草质量也不同，产品也停留在低水平阶段。联盟带领种植户统一种植技术，统一质量标准，不断的开发高端产品，发展成徐州虫草种植的大规模化，依据产品不断打开市场。这样的方式更好构建徐州的农业市情，做到组织化，专业化，社会化的体系。对于徐州农业产业发展，改变徐州农业生产经营模式，提高农业生产速率、质量，提高动植物的管理，将会起到很大的促进作用。智能农业控制系统在农业的运用，将繁重的体力劳动，低效益，高成本变换成解放生产力，高效益，低成本的手段。对于种植过程中得不到农作物数据或者农作物种植技术不了解的用户，系统提供技术支持与数据分析等。

1系统软硬件构成

现今我国农业生产的特点是把个体生产和规模化生产相结合，智能农业控制系统计划在农作物生产实现智能自动化的基础上，在农作物的生长过程中进行养料、温度等控制，对季节、灾害预防，土地的规模化生产。方便个体农户的管理控制，又便于企业的大规模管理。如果仅靠个体农户管理控制，浪费大量人力，获取的数据等也不够准确，可能出现差错。为此，在现代化的农业生产管理中需要有一套完整的自动控制系统，以控制农业生产的过程，适应生产需要。

智能农业控制系统不仅能对农业生产过程中土壤参数进行监测，当土壤参数达到系统设置的数值时，系统将会自动报警提示，并且将土壤参数变化等数据传回系统，方便观察与分析。

（1）主控中心采用数码管和仪表盘显示形式，显示直观、可视性好、界面精美。主控中心可显示土壤湿度、温度等参数，农作物生长过程中养料数据，室外温度、风速、光照等，并且控制自动灌溉，控制报警提示等功能。

（2）土壤传感器植入土壤中植入之前可选择需要测量参数的名称，如对土壤温度、湿度等的监测。土壤传感器可扩展性强，连接、安装简单，可用无线或者有线连接，可节省人工、材料等，防干扰、辐射设计，保护传感器受到环境影响或辐射干扰以免传感器传回数据不够准确。

主控中心和土壤控制器的连接采用无线连接，采用农作物种植前，系统对农作物面积模块的划分方案，对划分的土地模块多点采样，准确迅速的反映每块土地规模的土壤数据。

（3）系统软件由数据管理系统和农业管理系统两部分组成，数据管理系统主要对传感器收集的数据进行统计、收集、显示、存储等操作，便于用户的分析。农业管理系统能时刻的观察农作物的生长情况，并提供技术方案。在报警提示下，系统自动执行简单操作，同时为用户提供技术帮助。

可通过现场计算机更改土壤和名称。为了方便巡视人员观察，采用条形LED屏显示土壤号和名称，同时显示土壤的温度、湿度等参数。

2主控界面功能详细说明

主控中心通过二十四小时自动采集当前环境信息，并采用主动方式发送采集到的数据，数据经无线传感网络传递至中心控制平台。特别是土壤，通过这种以数据位中心的网络，管理人员可以随时查询各土壤点当前环境信息，具有高度的实时性和精确度。

（1）用户管理。用户在主控中心界面输入正确的用户名和密码，则可以进入主控中心的软件系统。在业务系统中可以添加客户，客户可以调用农作物生长的监测视频。客户的注册通过手机号获得注册，采用最先进的加密，管理员不可查看用户的密码。

（2）视频功能。在农业智能系统中可以实时的对农场中布置的摄像头进行监控，并实现了远程监控。

（3）报警功能。通过报警来提示管理人员各项数据的情况，如果与系统中的正常范围不一致，则会报警。

（4）报警处理功能。用户如果已经注意到某报警，可以标记报警提示，系统会在数据库中记录为已处理。

（5）智能展示功能。土壤中植入的传感器根据用户设置传回数据的时间戳，将数据传回主控中心，展示功能显示出传回数据。包含农作物生长时養料缺少情况，土壤湿度、温度情况，以及近几天的历史数据。

（6）阈值设置功能o可以设置各种传感器的阈值，即最大值最小值，系统根据数值的大小来判断传感器传回的数据是否合法。

（7）设备管理。在农业智能系统中添加设备后就可以进入视频监控系统。删除设备，设备被删除后，则不能再注册到视频监控系统。在线设备，管理员可以查询出哪些设备在线，统计设备的在线信息，以方便运营和管理。

（8）设备权限。客户和设备建立权限，客户和设备原本没有权限关系。而客户要查看某一设备的远程信息，必须先授权才能获取。客户和设备之间有多种权限，改变客户与设备权限，需要多重的验证信息。系统默认对视频设备只有视频连接和查看远程录像的权限。

3设计方案在生产中的实际应用

在湘西地区，农业生产前，该系统先进行对湘西地区地理环境的检测和地形的勘查，将农作物种植面积进行规划，以及为农作物种植分布提供精确数据。在种子种植前，系统对种子进行质量评测和土壤分析，将优质种子进行种植，将土壤数据记录并且返回系统，对需要改进的土壤环境进行调整和改进。系统设计出可行的农业种植方案，充分利用土壤资源。种子种植后，农作物生长中，系统对湘西地区近几年的天气变化，灾害发生等做数据统计，再进行自然灾害的预防，监测天气，自然灾害等，并且给出相应的应对方案，增加对自然灾害信息方面以及预防技术方面的认识。对自然灾害的及时预防，可减少对农作物生长的影响。系统的智能管理，在农作物生长中，系统监测土壤情况，农作物成长速度，养料多少，土壤温度、湿度等情况，并及时显示在系统上，提醒管理人员，做好应对措施。系统可减少工作人员的工作量，并且及时找到问题，以及解决方案。农作物生产完成后，系统进行农作物的质量监测，提高农作物质量，便于售卖。

参考文献

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