基于物联网的智慧农业移动平台设计与实现

2022-01-27马冠南丁春雨谷金英邹思佳袁铁英

现代农业科技 2022年2期

马冠南丁春雨谷金英邹思佳袁铁英

（吉林省农业资源与农业区划研究所，吉林长春 130033）

近年来，随着计算机网络和通信技术、传感器测量技术、遥感和地理信息技术的不断发展，利用部署在大田的各类传感器和通信网络，可以实现农田参数的实时获取和可视化监测，为农业宏观生产管理、早期粮食估产、灾情动态监测评估等提供快速、宏观的信息[1]，为政府和有关部门提供及时、准确的农情数据。这对推进农情动态监测的业务化运行与公益化服务具有深远的现实意义。

1 总体设计

本文设计与实现的基于物联网的智慧农业移动平台是一款应用农田实时监测系统的监测数据，把农田生态环境参数及时展示在手机上，可以让工作人员随时随地查看实时监测数据，并根据数据及时发布信息服务的手机应用。另外，工作人员还可以使用App的人工监测上报功能，对样方调查数据进行上报，将样方点拍照上传到数据库，来提高野外调查工作效率。总体功能设计如图1所示。该平台提供的监测数据包括视频监控、气象参数、土壤参数、高光谱数据、光合有效辐射、叶面积指数等；提供的信息服务包括墒情动态、长势动态、灾害监测、产量预测、面积监测、雪情监测、样方数据等。

2 实现方式

2.1 功能模块设计

2.1.1 用户管理。用户管理模块功能用来管理用户的所有信息，该模块可分为用户注册管理功能、用户密码找回功能、用户登录信息验证功能。

2.1.2 农情监测数据展示。农情监测数据展示模块使用了E-chart开源图表框架[2]，展现形式有仪表盘、曲线、柱状图、表格等。

2.1.3 监测站点位置地图展示。将监测点位置在地图上用红色气泡标记出来，点击气泡可以进入该监测点的详细监测信息界面，让用户直观看到所有监测点的位置分布。该功能通过高德地图SDK进行开发，数据准确。

2.1.4 监测站点搜索查询。根据站点名称可以精准搜索或者模糊搜索监测站点，通过搜索站点来查询想要的站点信息、站点监测数据。

2.1.5 监测预警信息接收。该App能够及时接收服务器发送的监测预警信息，并在界面上用数字图标提醒用户及时查看，做好防灾减灾工作。

2.1.6 人工监测数据上报。野外调查人员可以使用App把实地监测的样方数据填写在App上，并可以使用手机拍摄现场照片，使用App的上传功能，把数据上传到服务器进行保存。该功能可以上传表单和照片，采用文件上传形式，服务器对上传数据进行解析存储入库。该模块分为3个子模块：添加样方点模块、土壤含水量调查模块、作物长势调查模块。

2.1.7 样方数据查询展示。用户可以根据样方点名称进行精准搜索或者模糊搜索样方点，样方点数据展示包括实地调查数据展示、数据曲线展示。

2.1.8 信息服务。信息服务主要是对遥感监测信息的展示，包括面积监测、产量预测、长势动态、墒情动态、灾害监测和雪情监测。

2.2 关键技术

2.2.1 基于WebGIS的空间信息共享技术。WebGIS是基于网络的空间数据共享的一种模式，它利用Web浏览器或移动终端作为客户端，利用网络作为数据传输介质，实现数据的分布式处理。WebGIS数据共享模式实现了分布式条件下的空间数据共享，不同格式的数据能通过WebGIS信息中心进行数据发布，并从实际应用出发，参照数据库的信息量，把各个系统的分支与整个农情服务联系起来，使信息共享[3-4]。

2.2.2 基于安卓系统的信息快速检索技术。本文主要采用安卓系统结合农业实际情况，目的是为了完善智慧农业系统，最终建立一个便民实用的农业信息平台。信息检索模块是智慧农业移动平台的核心模块，农情信息的检索首先要考虑信息文件格式问题。本文设计的移动平台系统可对图片、视频、文字等进行有效的处理，同时系统设计相应的检索方式以便对系统支持的文件进行有效访问[5]。

3 试验结果分析

针对基于物联网的智慧农业移动平台进行试验测试，并对农情监测和信息服务2个部分的测试结果进行分析。进入智慧农业移动平台，默认选中的是农情监测，农情监测界面主要有监测站点查询、监测地图、人工监测三大功能（图2），另外，还有6类监测数据（视频监控、气象参数、土壤参数、高光谱、光合有效辐射、叶面积指数）的快速入口。其中：视频监控可以实现实时传输；气象参数、土壤参数、光合有效辐射的监测频率为1次/h；高光谱和叶面积指数的监测频率为2次/d。点击主页底部的信息服务选项卡，进入信息服务界面（图3），信息服务包括监测预警、样方数据和区划数据三大功能，还有6类监测报告（长势动态、墒情动态、雪情动态、面积监测、灾害监测、产量预测）的快速入口。用户点击相应图标，可以完成对各类监测报告的查询。