基于物联网的“智慧农业”构建探究

2021-11-30钟卫连

现代农机 2021年6期

关键词：灌溉系统智慧农业土壤环境

钟卫连

（怀化职业技术学院，418000，湖南怀化）

物联网指的是物与物之间的关联，借助信息传感设备，可将互联网与所有的物品连接起来。未来社会中，可借助互联网、信息技术实现物体信息的相互转换，确保管理工作的智能化。这一概念的应用，提升了管理效率，切实将智能技术优势凸显。

1 现代物联网技术的概述

当前，结合我国的发展状况，物联网概念有了重新定义，认为其属于独特的信息载体，能够实现互联网与电信网的整合。借助这一载体网络可互联互通物理对象，设备化普通对象，互联化自治终端，物联网最为主要的特征为智能化。

现代物联网类型较多，结合不同的划分标准，大致可划分为以下几类：第一，结合用户的不同范围，可划分为公用物联网、专用物联网；第二，结合入网的复杂程度，能够划分为简单接入物联网、多跳接入物联网。除此之外，按应用类型划分，包含采集、自动化控制、定位等类型。物联网功能先进，需要关键性技术的支持，比如数据融合、云端计算、节点感知、网络通信等，近几年该智能技术得到了迅速的发展。

2 物联网支持下的节能灌溉系统的具体方案

2.1 数据的采集和处理部分

数据采集与数据处理是茶园节水灌溉系统信息采集、土壤环境处理的重要模块。借助该部分功能，该系统能够精准分析需要灌溉的茶园，借助工作电源提供动力和单片机与附属模块，可实现茶园土壤环境检测、土壤信息采集等功能。在茶园土壤详细信息通过采集单元收集之后，借助人机交互上传数据信息，进一步处理客户端。

该部分采集处理的信息得到了广泛应用，且将多指标包含其中，比如土壤湿度、土壤温度与酸碱度等。这部分功能模块拥有数据储存芯片，拥有多个驱动接口，必要时能够实现后期扩展。该部分功能模块不需要使用时，会进入低功能、低能耗休眠状态。

2.2 节水设备的控制驱动部分

节水灌溉系统实现功能需要监测设备、灌溉设备的支持，这些设备内的驱动控制模块十分重要。节水灌溉系统内的驱动控制部分属于实施者，该部分由继电器、外部附属设备组成。驱动控制模块继电器在接收处理系统发出的驱动信号后，联系导通外部附属设备，通过信号控制附属设备，可执行预定操作动作，能够迅速实现茶园灌溉。

2.3 系统的人机交互部分

人机交互部分是系统完成灌溉操作的重要桥梁，该部分主要是负责向系统客户端传输各类数据信息、传输节水灌溉数据信息。人机交互部分能够采集到所有的数据信息，并对资料进行打包，按照标准格式，将数据信息汇聚成数据流，之后数据流可借助芯片传输到客户端，并设置为规定格式。人机交互部分的存在可确保客户端实时采集各个土壤监测节点所采集的监测信息，能够作为茶园种植工作合理、科学的数据支持。

3 节水灌溉系统的软件设计

3.1 系统软件的工作流程

在节水灌溉系统软件设计阶段，需明确软件工作的详细流程。在启动系统后，系统软件进入初始化阶段，软件运行后，可接收并读取土壤环境参数。若土壤监测参数与环境标准规定符合，将数据上传到上位机；若不符合，则控制灌溉设备开展灌溉作业，反馈监测参数，促使其达到标准数值，以此上传监测数据。

3.2 系统监测软件的设计

设计系统配备了专用监测软件，必须明确软件总体框架，分析框架功能。总体框架主要划分为4 个层面，主要包括：第一为客户端，节水灌溉系统客户端面向用户手机、电脑程序，用户通过该程序可实现节水灌溉系统的控制。第二为服务层，该层部分主要是负责软件其他层次，为其提供重要数据服务，借助这层软件系统，用户可详细掌握土壤环境数据、灌溉系统运行数据。第三为业务层，主要是负责软件监测功能，若缺乏这一层次系统软件，很难收集与处理土壤环境参数。第四为数据层，主要负责储存、监测各个数据、设备，查看其工作情况。节水灌溉系统监测软件功能框架划分为两大类，主要是负责监测土壤环境参数，实现在线监测功能、终端参数修改功能。

3.3 节水灌溉系统硬件

硬件设备属于节水灌溉系统完成土壤环境监测、节水灌溉的重要物质条件，各个传感器节点由电源模块、处理模块、土壤环境监测传感器构成。电源模块主要提供工作电源，处理模块负责土壤信息采集与处理，监测传感器则负责实地采集土壤数据。各个传感器节点可收集与处理土壤环境监测数据，借助通信节点传输到终端设备。用户能够借助客户端，监控土壤环境，控制灌溉设备，科学开展灌溉作业。