662018年第3期农业科技
1.引言
物联网是一种以传统的互联网技术为基础，引入智
元素，它是一种现代化的传感网络，主要由传感器、电
子标签、电信网络、显示系统、数据采集系统、报警系统、智能控制执行系统等实体组成，能够广泛应用在城市管理、数字家庭、导航定位、物流管理、农业生产、防入
侵系统等领域。本文的设计正是基于物联网平台，通过
2.系统物联网框架设计
蓄电池隔板
本系统以物联网技术为基础，引入传感器、电信网络、计算机集成系统等管理设备，实现对小麦生长环境信息
的采集和共享，为技术人员的远程监控管理提供依据。
整个系统的物联网框架共包含6个层次，由低到高分别
为接入层、中间层、共享层、支撑层、应用层和呈现层，各层的主要功能为：（1）接入层。（2）中间层。（3）共享层。（4）支撑层。（5）应用层。（6）呈现层。
3.系统网络硬件设计
3.1 环境信息采集网络硬件设计。环境信息采集网络硬件，是整个系统的硬件核心部分，主要用于对小麦生
长周围信息的综合采集，内含多个传感器，主要包含传
感器和控制器两个部分，在硬件构成中采用插槽连接的
方式实现通讯，该部分的主要硬件构成及功能设计为：（1）核心控制器网络。采用Arduino UNO R3
为核心器件，是一块开源控制微处理器，可以实现对系统传感数据、网络通信数据等的处理和运算，工作于开放原始代
码Simple i/o平台上，具有开发语言简单的特点。（2）
传感器网络。主要包含温湿度传感器、光敏传感器、气
体浓度传感器、土壤水分传感器等，这些传感器接在系
统硬件网络中，能够实时地采集小麦生长周围环境的信息，传输给核心控制器网络，经过运算处理后，依托物
联网系统传输共享到大数据平台上。
3.2 数据传输网络硬件设计。数据传输网络是整个系统中，用于下层传感网络、控制网络和上层大数据平台
进行通讯交换的媒介，在实际的设计中应用WEB数据库技术和B/S结构搭建而成，主要分为数据采集层、路由
层和应用层三个网络层次，首先，数据采集层由若干个传感节点构成，主要实现对小麦种植地各种数据信息的
u盾客户端手压式旋转拖把采集和初步运算；其次，路由层包含了CC2530 ZigBee协议模块、GPS模块、4G模块等，主要用于对采集层信息的传递和发送；最后，应用层主要实现对各类信息的监
控处理，由数据中心和服务器构成，当路由层传输信息后，可以完成对这些信息的高级处理，包含：存储、判断、预警发布等。
4.环境监控各子系统设计
4.1 数据采集系统。数据采集系统是物联网系统的精髓，本系统的数据采集部分完成对小麦生产过程中相关
信息的采集、存储及运算，并根据控制需要通过无线网
络传输到物联网平台上。具体来说，需要采集的主要信
息包含：（1）土壤温度信息。涵盖土壤浅层至深层的温度信息，还包含小麦生长环境周边的空气温度信息；（2）土壤湿度信息。涵盖土壤浅层至深层的含水量信息，及
瞬时降雨量、风速等数据等；（3）气体浓度信息。涵盖小麦生长环境中各种气体，如：二氧化碳、二氧化硫等
的采集。
4.2 专家诊断系统。专家诊断子系统是本系统的另一个特，该系统集合信息技术和农业生产技术，能够有
效地解决小麦生长中的一些衍生问题，例如：环境不适
应问题、病虫害防治问题等。在具体的工作中，由数据
采集和数据处理系统将相关的信息上传到专家诊断系统中，系统综合所有信息，提取特征位置的阐述，进行分
类归纳，构建小麦生长信息数据库，数据库中的信息通
过物联网发送到大数据平台上，与专家诊断系统中的诊
猴车断方案进行比对，对于一般的问题，系统能够自动生成
最优解决报告，而对于一些严重的问题，系统能够提供
专家在线服务，由农业专家与农户进行在线实时交流，
为农户提供最优化的问题解决方案。
参考文献：
[1]苏一峰，杜克明，李颖，孙忠富，郑飞翔.基于物联网平台
的小麦病虫害诊断系统设计初探[J].中国农业科技导报,2016,18(02):86自动扶梯装饰
[2]陈学斌，张淑芬，王向东.物联网在小麦病虫草害监控中
的应用[J].中国植保导刊,2014,34(05):38
基于物联网技术的小麦生长环境监控
系统设计iack
任颍超 曾 磊
(上饶职业技术学院，江西 上饶 334109)
摘 要：以ZigBee无线网络技术作为终端传感模块，通过物联网传输技术与大数据平台连接构成小麦生长环境监控系统。该系统能够对小麦生长周期中的各项环境信息进行实时采集，并借助物联网平台将数据上传至专用的大数据系统中，为农业技术人员提供小麦生长环境的一手数据，系统由六层物联网体系构成，并自带数据分析推理诊断、环境信息预警、视频监控等功能，在完成对小麦生长环境信息采集分析的基础上，还能够为小麦生长病虫害问题诊断提供资料，具有一定的先进性。
关键词：物联网技术；小麦生长；环境监控系统
文章编号：ISSN2096-0743/2018-03-0066
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