安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文（設(shè)計）

1、<p>　　安 徽 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué)</p><p>　　畢 業(yè) 論 文（設(shè)計）</p><p>　　論文題目 設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)研究與設(shè)計 </p><p>　　姓 名 學(xué) 號 </p><p>　　院 系 信息與計算機學(xué)院

2、 專 業(yè) 計算機科學(xué)與技術(shù) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職 稱 副教授 </p><p><b>　　中國·合肥</b></p><p>　　二o一七 年 三 月</p><p><b>　　目 錄</b>&

3、lt;/p><p><b>　　1 引言1</b></p><p><b>　　1.1 背景1</b></p><p>　　1.2 物聯(lián)網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)1</p><p>　　1.3 系統(tǒng)設(shè)計目的2</p><p>　　1.4系統(tǒng)設(shè)計價值2</p><p&

4、gt;　　1.5 研究預(yù)期3</p><p>　　2 設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計4</p><p>　　2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖4</p><p>　　2.2 采集系統(tǒng)5</p><p>　　2.2.1 采集系統(tǒng)總體設(shè)計5</p><p>　　2.2.2 供電方式和無線傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)計6</p>

5、;<p>　　2.2.3 種植環(huán)境數(shù)據(jù)采集6</p><p>　　2.2.4土壤數(shù)據(jù)采集7</p><p>　　2.2.5視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)采集7</p><p>　　2.3預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計7</p><p>　　2.3.1應(yīng)用系統(tǒng)提示8</p><p>　　2.3.2短信提示8</p>

6、<p>　　2.3.3 郵件提示8</p><p>　　2.4自動控系統(tǒng)8</p><p>　　3采集應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計9</p><p>　　3.1總體需求設(shè)計9</p><p>　　3.2 前臺功能10</p><p>　　3.3 后臺功能10</p><p>　　3.4 數(shù)

7、據(jù)庫表的設(shè)計11</p><p>　　4 結(jié)論與展望12</p><p><b>　　參考文獻13</b></p><p><b>　　致 謝14</b></p><p>　　設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)研究與設(shè)計</p><p>　　摘 要：本文介紹了物聯(lián)網(wǎng)傳感技

8、術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)等的綜合應(yīng)用。通過在物聯(lián)網(wǎng)感知層部署相應(yīng)功能的傳感器對溫室溫濕度、光照、CO2、灌溉池水位、電力環(huán)境等進行檢測，并在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)布置視頻監(jiān)測，再通過網(wǎng)絡(luò)層可靠的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通訊技術(shù)將感知層獲取的數(shù)據(jù)傳輸至應(yīng)用后臺數(shù)據(jù)庫，最后物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一處理和應(yīng)用管理。整套系統(tǒng)可通過農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行農(nóng)業(yè)環(huán)境參數(shù)的實時監(jiān)測和預(yù)警，并通過后臺對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的溫室溫濕度、光照、CO2、灌溉池水位、

9、電力環(huán)境等進行精準控制。</p><p>　　關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)測系統(tǒng)，預(yù)警系統(tǒng)，無線傳感器，數(shù)據(jù)庫。</p><p>　　Research and design of environmental monitoring and early warning system for facility agriculture</p><p>　　Abstract：Thi

10、s paper introduces the application of Internet of things sensing technology, computer network technology, communication technology, system integration technology and so on. Through the network of sensors to deploy the ap

11、propriate function of the sensor on the greenhouse temperature and humidity, light, CO2, the water level of the irrigation tank, power environment and other aspects of the agricultural production and the layout of the vi

12、deo monitoring. Then through the network layer r</p><p>　　Key words: Agricultural Internet of things, Monitoring system, early warning system, wireless sensor, database.</p><p><b>　　1 引言&l

13、t;/b></p><p><b>　　1.1 背景</b></p><p>　　我國是一個農(nóng)業(yè)大國耕地面積排世界第3，僅次于美國和印度，但是人口基數(shù)大，人均耕地面積排在126位以后，人均耕地僅1.4畝，還不到世界人均耕地面積的一半。隨著經(jīng)濟發(fā)展，土地被占用被污染，可用耕地面積也在逐年減少。盡管我國目前已經(jīng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用現(xiàn)代化的機械生產(chǎn)方式，在自動化上也已經(jīng)初

14、有成效，但是與很多發(fā)達國家相比仍然還存在不小差距。</p><p>　　在農(nóng)作物環(huán)境監(jiān)測和方面，還沒形成一套完整的監(jiān)測體系，目前還基本是通過工作人員定期去采集和記錄，通過人工帶回實驗室進行化驗分析。這種局部性人為的監(jiān)測，嚴重影響到數(shù)據(jù)的準確性。缺乏長期監(jiān)測和評估的手段，會導(dǎo)致在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，不能對突發(fā)情況和潛在風(fēng)險做出及時的應(yīng)對和預(yù)警，為了解決這一矛盾我們可以利用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在生產(chǎn)環(huán)境中部署環(huán)境監(jiān)測傳感器，

15、實時監(jiān)測農(nóng)業(yè)環(huán)境的各項參數(shù)，對參數(shù)進行科學(xué)化分析，并根據(jù)分析數(shù)據(jù)做出科學(xué)化指導(dǎo)。在農(nóng)作物預(yù)警方面，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)通過人工勘察的方式，不能對農(nóng)作物的突發(fā)情況做出及時預(yù)警，增加了病蟲、自然災(zāi)害的風(fēng)險。</p><p>　　農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用可以大大的規(guī)避種植風(fēng)險，優(yōu)化種植方案，可以大大的提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和成果。</p><p>　　1.2 物聯(lián)網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)</p><p>

16、　　物聯(lián)網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)由下至上共分三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層。</p><p><b>　?。?）感知層</b></p><p>　　數(shù)據(jù)采集與感知主要用于采集物理世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù)，包括各類物理量、標識、音頻、視頻數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集涉及傳感器、RFID、多媒體信息采集、二維碼和實時定位等技術(shù)。感知層的自組網(wǎng)通信技術(shù)主要針對局部區(qū)域內(nèi)各類終端間的信息交互

17、而采用的調(diào)制、編碼、糾錯等通信技術(shù)，實現(xiàn)各終端在局部區(qū)域內(nèi)的信息交互而采用的媒體多址接入技術(shù)，實現(xiàn)各終端在局部區(qū)域內(nèi)信息交互所需的組網(wǎng)、路由、拓撲管理、傳輸控制、流控制等技術(shù)。</p><p>　　感知層信息處理技術(shù)主要指在局部區(qū)域內(nèi)各終端完成信息采集后所采用的模式識別、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)壓縮等技術(shù)，以提高信息的精度，降低信息冗余度，實現(xiàn)原始級、特征級、決策級等信息的網(wǎng)絡(luò)化處理。</p><p&g

18、t;　　感知層節(jié)點級中間件技術(shù)主要指為實現(xiàn)傳感網(wǎng)業(yè)務(wù)服務(wù)的本地或遠端發(fā)布，而需在節(jié)點級實現(xiàn)的中間件技術(shù)，包括代碼管理、服務(wù)管理、狀態(tài)管理、設(shè)備管理、時間同步、定位等。</p><p><b>　?。?）網(wǎng)絡(luò)層</b></p><p>　　網(wǎng)絡(luò)層主要用于實現(xiàn)感知層各類信息進行廣域范圍內(nèi)的應(yīng)用和服務(wù)所需的基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡(luò)，包括移動通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)、廣電網(wǎng)、行業(yè)專網(wǎng)，及形

19、成的融合網(wǎng)絡(luò)等。根據(jù)應(yīng)用需求，可作為透傳的網(wǎng)絡(luò)層，也可升級滿足未來不同內(nèi)容傳輸?shù)囊?。?jīng)過十余年的快速發(fā)展，移動通信、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)已比較成熟，在物聯(lián)網(wǎng)的早期階段基本能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?lt;/p><p><b>　?。?）應(yīng)用層</b></p><p>　　應(yīng)用層主要將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)相結(jié)合，實現(xiàn)廣泛的物物互聯(lián)的應(yīng)用解決方案。主要包括業(yè)務(wù)中間件和行業(yè)

20、應(yīng)用領(lǐng)域。其中物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)中間件子層用于支撐跨行業(yè)、跨應(yīng)用、跨系統(tǒng)之間的信息協(xié)同、共享、互通的功能。</p><p>　　1.3 系統(tǒng)設(shè)計目的</p><p>　　通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程進行信息化管控。利用視頻監(jiān)測點，可以實時查看作物生長情況；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中布置傳感設(shè)備，通過傳感設(shè)備將采集到的農(nóng)作物生長各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸后進行匯總分析，給農(nóng)作物種植提供決策依據(jù)，如：農(nóng)作物的

21、大氣溫濕度、光照強度、土壤溫濕度，通過設(shè)置系統(tǒng)閾值，各項種植指標超過閾值將自動報警，將報警信息發(fā)送到信息系統(tǒng)或農(nóng)民的手機終端，提醒人工進行澆水施肥等操作，也可以通過軟件系統(tǒng)打開灌溉電磁閥、卷簾機、風(fēng)扇等，起到灌溉、遮陽、降溫的效果。</p><p><b>　　1.4系統(tǒng)設(shè)計價值</b></p><p>　　在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中使用設(shè)施環(huán)境參數(shù)檢測及預(yù)警系統(tǒng)可以大大提高種

22、植效率，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：</p><p>　?。?）可以降低種植的經(jīng)濟成本：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)什么時候澆灌、什么時候施肥以及如何防蟲防害，都是通過人為經(jīng)驗去控制，無法對環(huán)境數(shù)據(jù)進行感知分析，導(dǎo)致資源浪費和人力浪費。自動監(jiān)測和預(yù)警可以根據(jù)數(shù)據(jù)，精準的對農(nóng)作物進行施肥和澆灌，并通過自動化方式自動澆灌，節(jié)省人力成本。</p><p>　?。?）可以增加農(nóng)作物的產(chǎn)量：設(shè)施環(huán)境參數(shù)檢

23、測及預(yù)警系統(tǒng)，通過感知分析對農(nóng)作物在生長的生命周期進行實時分析并作出科學(xué)指導(dǎo)，可以大大提高農(nóng)作物的產(chǎn)能。</p><p>　?。?）可以提升農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量：設(shè)施環(huán)境參數(shù)檢測及預(yù)警系統(tǒng)自動感知，可降低農(nóng)作物的病蟲害發(fā)生機會，有效的減少了農(nóng)藥的使用，可以大大提高農(nóng)產(chǎn)品的有機品質(zhì)。</p><p>　?。?）可以提升農(nóng)產(chǎn)品的品牌：對農(nóng)作物在生產(chǎn)過程進行安全監(jiān)控和管理，使消費者能夠吃上放心的綠色產(chǎn)品

24、，提高品牌的價值和形象。</p><p>　?。?）可以規(guī)避自然災(zāi)害：設(shè)施環(huán)境參數(shù)檢測及預(yù)警系統(tǒng)自動感知和自動化控制，可與降低種植環(huán)境對自然的依賴，從而增強農(nóng)產(chǎn)品規(guī)避自然災(zāi)害的能力。</p><p>　?。?）可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的決策水平：大量的農(nóng)作物生產(chǎn)過程中的環(huán)境數(shù)據(jù)和生長狀況數(shù)據(jù)，為農(nóng)業(yè)決策提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐平臺。</p><p><b>　　1.5

25、 研究預(yù)期</b></p><p>　?。?）農(nóng)業(yè)環(huán)境實實時監(jiān)測：能實時監(jiān)測各種環(huán)境參數(shù)（如環(huán)境溫濕度、土壤水分、二氧化碳等參數(shù)），并將這些環(huán)境參數(shù)傳輸?shù)胶笈_數(shù)據(jù)庫存儲。</p><p>　?。?）農(nóng)業(yè)設(shè)施環(huán)境實時監(jiān)測：能對農(nóng)業(yè)設(shè)施環(huán)境參數(shù)（水位、電力情況、農(nóng)業(yè)設(shè)施自身運行狀況等）進行實時監(jiān)測，并將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_數(shù)據(jù)庫存儲。</p><p>　　（3

26、）農(nóng)業(yè)設(shè)施及環(huán)境參數(shù)及時預(yù)警：根據(jù)對環(huán)境參數(shù)閥值的設(shè)定，能及時對農(nóng)業(yè)設(shè)施及環(huán)境參數(shù)做出及時告警。</p><p>　　（4）自動調(diào)節(jié)異常環(huán)境參數(shù)：通過系統(tǒng)可以自動觸發(fā)控制，或者遠程人工開啟調(diào)節(jié)功能，比如打開通風(fēng)系統(tǒng)、自動補光、自動控制二氧化碳氣肥等。</p><p>　　2 設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖</p&

27、gt;<p>　　設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)在生產(chǎn)過重的高級應(yīng)用，結(jié)合現(xiàn)代新興的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為一體的方式，通過依托部署在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的各種無線傳感器節(jié)點（溫濕度、土壤的水分、生長環(huán)境中的二氧化碳、視頻監(jiān)控圖像等）和無線網(wǎng)關(guān)通信，再通過可靠地以太網(wǎng)技術(shù)、4G或5G等網(wǎng)絡(luò)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境實時感知、實時預(yù)警、實時控制、智能分析、專家指導(dǎo)，為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供可靠地數(shù)據(jù)支持，

28、規(guī)避種植風(fēng)險，優(yōu)化種植方案，大大的提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和成果。</p><p>　　圖2-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　如上圖2-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖所示，設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)感知層部署無線采集設(shè)備，通過各種各樣的網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)應(yīng)用中心。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中心對接收到的基礎(chǔ)環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)進行分類存儲。采集的數(shù)據(jù)可以與系統(tǒng)預(yù)設(shè)的預(yù)警數(shù)據(jù)進行對比做出智能預(yù)警和自動下

29、發(fā)控制?；A(chǔ)環(huán)境數(shù)據(jù)的大量存儲和分析，為上層決策化系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)支撐。后期還可與農(nóng)業(yè)主管部門的大數(shù)據(jù)平臺形成聯(lián)動處理，做出更精準更智能化的種植。</p><p><b>　　2.2 采集系統(tǒng)</b></p><p>　　農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)一般應(yīng)用，是將大量的傳感器節(jié)點構(gòu)成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，通過各種傳感器采集到的環(huán)境信息，來幫助農(nóng)民及時發(fā)現(xiàn)問題，并且準確的確定發(fā)生問題的位置。這樣農(nóng)業(yè)逐

30、漸地從以人力為中心、依賴于孤立機械的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)向以信息和軟件為中心的生產(chǎn)模式，從而大量使用各種自動化、智能化、遠程控制的生產(chǎn)設(shè)備。在這個過程中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，是關(guān)鍵性的數(shù)據(jù)來源和數(shù)據(jù)支持平臺。</p><p>　　2.2.1 采集系統(tǒng)總體設(shè)計</p><p>　　圖 2-2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)</p><p>　　如上圖 2-2所示，采集系統(tǒng)的采集節(jié)點通過IO端口與各種采集

31、功能的采集傳感器相連（如溫濕度、光照、CO2等），在采集節(jié)點的前端部署網(wǎng)關(guān)設(shè)備，網(wǎng)關(guān)設(shè)備負責向采集節(jié)點發(fā)送各種接受指令、采集數(shù)據(jù)的指令、服務(wù)器請求采集時執(zhí)行采集命令、網(wǎng)絡(luò)功能（接收和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)）。采集網(wǎng)關(guān)節(jié)點與環(huán)境數(shù)據(jù)采集節(jié)點通過無線傳感網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)關(guān)節(jié)點與邊界路器通過以太網(wǎng)技術(shù)互聯(lián)。邊界路由器通過5G技術(shù)或者高速以太網(wǎng)技術(shù)與數(shù)據(jù)中心互聯(lián)。數(shù)據(jù)中心服務(wù)器通過應(yīng)用軟件存儲采集到的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器當中。</p>

32、;<p>　　服務(wù)器向WEB用戶提供B/S架構(gòu)的WEB服務(wù)，管理員或者監(jiān)測用戶通過在WEB客戶端輸入認證的用戶名密碼就可以訪問授權(quán)訪問的采集節(jié)點，同時還根據(jù)管理員的類型和級別提供添加和刪除采集節(jié)點設(shè)備等管理功能。</p><p>　　2.2.2 供電方式和無線傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)計</p><p>　?。?）市電和太陽能供電模塊混合部署：其中市電旁路接入，當太陽能供電不足或故障時自動切

33、換至市電供電，這樣既可以保證采集節(jié)點供電的可靠性還可以節(jié)約能源。如下圖2-3所示：</p><p>　　圖2-3 供電系統(tǒng)設(shè)計框架圖</p><p>　?。?）無線傳感器傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)計：采用Zigbee網(wǎng)絡(luò)部署環(huán)境監(jiān)測節(jié)點，可以達到節(jié)能穩(wěn)定的效果。采集到的數(shù)據(jù)通過zigbee無線網(wǎng)關(guān)設(shè)備與邊界路由器進行數(shù)據(jù)傳輸。如下圖2-4所示：</p><p>　　圖2-4無線傳感

34、器傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)計</p><p>　　2.2.3 種植環(huán)境數(shù)據(jù)采集</p><p>　　作物土壤的溫濕度、空氣溫度、光照強度等環(huán)境參數(shù)對作物的生長起了決定性的影響。傳統(tǒng)的種植方式，是無法對作物的生長環(huán)境參數(shù)進行實時監(jiān)測與定量、分析的。為了解決這一問題，我們在作物的環(huán)境內(nèi)部署能監(jiān)控這些參數(shù)的傳感器進行實時數(shù)據(jù)采集，通過網(wǎng)絡(luò)將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綉?yīng)用數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)了對環(huán)境數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測和存儲，通過

35、存儲的數(shù)據(jù)進行周期性的定性分析。</p><p>　　首先對種植環(huán)境進行梳理，規(guī)劃出采集點的放置位置，盡量保證均勻分布在環(huán)境的各個位置，避免監(jiān)控盲區(qū)。然后安裝采集節(jié)點，調(diào)試節(jié)點數(shù)據(jù)，完成種植環(huán)境數(shù)據(jù)采集節(jié)點的設(shè)計與安裝。</p><p>　　2.2.4土壤數(shù)據(jù)采集</p><p>　　土塘的數(shù)據(jù)決定了這塊土地適合種植什么樣的作物，土壤溫度、土壤濕度數(shù)等數(shù)據(jù)，對農(nóng)作物

36、的健康生長起了決定性的作用。安裝土壤環(huán)境參數(shù)采集傳感器，分別，分別采集5cm,15cm,30cm三個不同深度土層的數(shù)據(jù)。</p><p>　　2.2.5視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)采集</p><p>　　通過安裝攝像機，對農(nóng)作物的生長狀況和病蟲害進行遠程監(jiān)控，并應(yīng)用現(xiàn)代圖像智能識別系統(tǒng)自動提供告警提示。</p><p><b>　　2.3預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計</b>

37、</p><p>　　設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境參數(shù)預(yù)警系統(tǒng)試試根據(jù)種植采集系統(tǒng)獲取到的實時信息進行分析，在農(nóng)作物種植的各環(huán)節(jié)，通過對種植的環(huán)境參數(shù)設(shè)置信息系統(tǒng)閾值，如溫室空氣溫濕度、光照強度、CO2濃度等參數(shù)，當采集到的數(shù)據(jù)實際環(huán)境參數(shù)超過管理員設(shè)定的閾值，系統(tǒng)會自動報警，同時將告警信息通過電腦、手機終端進行通報。如下圖2-5所示：</p><p>　　圖2-5預(yù)警系統(tǒng)總體設(shè)計</p>

38、<p>　　2.3.1應(yīng)用系統(tǒng)提示</p><p>　　當種植實時環(huán)境參數(shù)超過應(yīng)用系統(tǒng)管理員預(yù)設(shè)定的最大或最小的參數(shù)閾值時，在應(yīng)用系統(tǒng)的告警欄目里面會自動生成一條告警信息。信息內(nèi)容包括：告警時間、告警級別、告警類型、告警設(shè)備位置、告警內(nèi)容的當前值以及系統(tǒng)建議。</p><p><b>　　2.3.2短信提示</b></p><p>　

39、　當種植實時環(huán)境參數(shù)超過應(yīng)用系統(tǒng)管理員預(yù)設(shè)定的最大或最小的參數(shù)閾值時，應(yīng)用系統(tǒng)會激活與短信mas機的端口，通過短信將告警內(nèi)容發(fā)送到負責人的手機上。信息內(nèi)容包括：告警時間、告警級別、告警類型、告警設(shè)備位置、告警內(nèi)容的當前值以及系統(tǒng)建議。</p><p>　　2.3.3 郵件提示</p><p>　　當種植實時環(huán)境參數(shù)超過應(yīng)用系統(tǒng)管理員預(yù)設(shè)定的最大或最小的參數(shù)閾值時，應(yīng)用系統(tǒng)會激活與郵件服務(wù)器

40、的端口，通過電子郵件的方式將告警內(nèi)容發(fā)送到負責人的手機上。信息內(nèi)容包括：告警時間、告警級別、告警類型、告警設(shè)備位置、告警內(nèi)容的當前值以及系統(tǒng)建議。</p><p><b>　　2.4自動控系統(tǒng)</b></p><p>　　自動控制系統(tǒng)是根據(jù)作物的生長階段數(shù)據(jù)（可以通過視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)采集到的信息進行只能判別）、傳感器采集到的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)、傳感器采集到的營養(yǎng)液的營

41、養(yǎng)成分數(shù)據(jù)等，進行分階段的實時分析，并配合使用預(yù)警系統(tǒng)，通過調(diào)度相應(yīng)的繼電器盒控制電路，實現(xiàn)遠程自動澆灌、噴淋、換氣、施肥等操作。 </p><p><b>　　3采集應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p><b>　　3.1總體需求設(shè)計</b></p><p>　　本系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計圖，如下圖3-1和3-2所示。<

42、/p><p>　　圖3-1前臺總體需求設(shè)計圖</p><p>　　圖3-2后臺總體需求設(shè)計圖</p><p><b>　　3.2 前臺功能</b></p><p>　?。?）用戶登錄：通過后臺管理員獲批的合法用戶，通過用戶名密碼登錄到前臺監(jiān)控頁面。（此模塊不同用戶可以具備不同的前臺功能，并通過后太設(shè)置訪問權(quán)限訪問相應(yīng)的資源信

43、息）</p><p>　　（2）用戶信息：維護個人信息，更改用戶名密碼等操作。</p><p>　　（3）視頻監(jiān)控輪巡：調(diào)用視頻監(jiān)控api接口，能在前臺顯示作物實時生產(chǎn)狀態(tài)，并周期性輪詢視頻監(jiān)控節(jié)點。</p><p>　?。?）環(huán)境實時參數(shù)：能根據(jù)采集器采集的數(shù)據(jù)在監(jiān)控頁面可以實時看到作物環(huán)境參數(shù)信息。</p><p>　?。?）大屏展示模塊

44、：對采集到的數(shù)據(jù)進行分類匯總，形成可視化的圖標。</p><p>　　（6）報表中心：對采集到的歷史數(shù)據(jù)進篩選和進行定制化圖標分析。</p><p>　?。?）告警中心：當環(huán)境參數(shù)超過預(yù)設(shè)定的閾值后，做出反應(yīng)，大屏展示紅色告警、郵件觸發(fā)、聲音告警等途徑告知管理員。</p><p>　?。?）遠程控制中心：進行遠程自動化操作。</p><p>

45、<b>　　3.3 后臺功能</b></p><p>　?。?）管理員登陸：用戶認證。</p><p>　?。?）用戶管理模塊：對用戶信息的基本管理（增、刪、改、查、權(quán)限賦值等）。</p><p>　　（3）監(jiān)控節(jié)點管理：添加或刪除監(jiān)控和采集節(jié)點。</p><p>　?。?）資產(chǎn)分類和管理：對監(jiān)控節(jié)點進行分類、分區(qū)域、分

46、組等可定制化設(shè)置。</p><p>　?。?）環(huán)境參數(shù)閾值設(shè)置：后臺管理員通過設(shè)置環(huán)境參數(shù)的正常區(qū)間和浮動區(qū)間，為觸發(fā)報警提供決策支撐。</p><p>　?。?）API端口設(shè)置：與第三方數(shù)據(jù)平臺進行數(shù)據(jù)交互。</p><p>　　（7）自動控制設(shè)置：當環(huán)境參數(shù)觸發(fā)報警后可以進行自動化控制，調(diào)整環(huán)境參數(shù)到一個正常值，保證作物在第一時間內(nèi)改善環(huán)境參數(shù)。</p&g

47、t;<p>　?。?）應(yīng)用安全控制：對系統(tǒng)進行安全設(shè)置，防止非法傾入。</p><p>　　3.4 數(shù)據(jù)庫表的設(shè)計</p><p>　　該系統(tǒng)主要使用了以下5張表。</p><p><b>　　(1)管理員表</b></p><p>　　管理員表：該表主要是存儲后臺管理員的信息，主要字段有主鍵id、管理員類

48、型、管理員姓名、管理員登錄名、管理員登錄密碼。</p><p><b>　　(2)用戶表</b></p><p>　　用戶表：該表主要是存儲前臺用戶的信息，主要字段有主鍵id、用戶類型、用戶姓名、用戶登錄名、用戶登錄密碼、用戶管理資源目錄。 </p><p><b>　　(3)監(jiān)控節(jié)點表</b></p>&l

49、t;p>　　監(jiān)控節(jié)點表：主要字段有主鍵id、監(jiān)控節(jié)點id、監(jiān)控節(jié)點類別id、監(jiān)控參數(shù)1、監(jiān)控參數(shù)2、監(jiān)控參數(shù)3、監(jiān)控參數(shù)4、預(yù)留監(jiān)控參數(shù)字段。</p><p><b>　　(4)資產(chǎn)分類</b></p><p>　　資產(chǎn)分類表：主要字段有主鍵id，類別名稱、類別說明。</p><p>　　(5)環(huán)境參數(shù)閾值</p>&l

50、t;p>　　環(huán)境參數(shù)閾值表：主要字段有主鍵id、監(jiān)控節(jié)點id、監(jiān)控參數(shù)最低值、監(jiān)控參數(shù)最高值、參數(shù)說明。</p><p><b>　　4 結(jié)論與展望</b></p><p>　　本文介紹的設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，基本實現(xiàn)了對設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境的實時、主動和被動監(jiān)控，以及數(shù)據(jù)異常預(yù)警，此外，它還能準確、定時、定量、高效的進行溫濕度控制，節(jié)省人力、體力而提高質(zhì)量和產(chǎn)量。&l

51、t;/p><p>　　目前我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各個省都有了很多應(yīng)用和試點，前期也積累了大量科學(xué)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。今年5G將正式商用，高帶寬，大數(shù)據(jù)時代即將來臨，各個物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心可以將自己的數(shù)據(jù)和農(nóng)業(yè)主管部門的數(shù)據(jù)平臺進行對接，可以建立一個共享的海量的大數(shù)據(jù)云中心，提供更加完善的科學(xué)化指導(dǎo)和統(tǒng)計平臺。</p><p>　　將來我國農(nóng)業(yè)科技將結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)、GIS、云計算技術(shù)、大

52、數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可實現(xiàn)從國家層面的科學(xué)生產(chǎn)、按需生產(chǎn)、成本控制、促進農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量增加、提高社會效益和生態(tài)效益、以及農(nóng)產(chǎn)品安全可控的追溯。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 紅梅．我國農(nóng)產(chǎn)品綠色供應(yīng)鏈耦合機制[M]. 湖南：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，，2010-03-30.</p><p>　　[2] 管繼剛．物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在

53、智能農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用[J]. 通信管理與技術(shù)，2010年 第03期.</p><p>　　[3] 梅方權(quán)．智慧地球與感知中國——物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展分析[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2009年 第12期. </p><p>　　[4] 喻聞．農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈案例研究[M]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2008.</p><p>　　[5] 魏國辰，肖為群．基于供應(yīng)鏈管理的農(nóng)產(chǎn)品流通模式研究[

54、M].中國物資出版社，2009.</p><p>　　[6] 陳海瀅，劉昭．物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用啟示錄---行業(yè)分析與案例實踐[M].機械工業(yè)出版社：2011.4.</p><p>　　[7] 李建功，王健全，王晶，何青.物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2012.12.</p><p>　　[8] 陳威，郭書普．中國農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題田[J]

55、.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2013.</p><p>　　[9] 曾煉成，羅志祥，解志堅．基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田自動節(jié)水灌溉系統(tǒng)[J]．農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò) 信息，2008，05.</p><p>　　[10] 張震，劉學(xué)瑜．我國設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)站現(xiàn)狀與對策[J].農(nóng)業(yè)經(jīng)濟問題，2015(5) .</p><p>　　[1l]徐茂，鄧蓉．國內(nèi)外設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展比較[J]．北京農(nóng)學(xué)院學(xué)報，2014

56、(4) . </p><p>　　[12]李中華，王國占，齊飛．我國設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展思路[J]．中國農(nóng)機化，2012. </p><p>　　[13]國土資源部，農(nóng)業(yè)部．關(guān)于進一步支持設(shè)施農(nóng)業(yè)健康發(fā)展的通知．國土資發(fā)(2014)127 </p><p>　　[14]賀婷婷，白皓然，尚書旗，等．基于WEB農(nóng)業(yè)溫室遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]．農(nóng)機化研究，2013

57、，(10)：158—161.</p><p>　　[15]Adam Dunkels.Contiki 2.x Reference Manual[DB/OL]．(2011-07) . </p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　光陰似箭，轉(zhuǎn)眼間在安農(nóng)繼續(xù)學(xué)習(xí)2年半的本科已經(jīng)接近尾聲了，在此期間我接觸到了很多以前沒有接觸到過的新

58、知識和新同學(xué)，讓我收獲了知識和友誼。這些收獲將是我終生受用的。在此，對老師們和同學(xué)們表示衷心的感謝！</p><p>　　首先，我要感謝我的導(dǎo)師 副教授，他認真審閱我的論文，并不耐其煩的指出我論文的諸多不足，系統(tǒng)全面的指導(dǎo)我完成論文的書寫，無一不給我留下深刻的記憶。還要感謝帶我們2015級的劉春蓮老師，無論上班還是周末，為我們解答畢業(yè)過程中遇到的各種問題，并一直督促全班同學(xué)完成畢業(yè)設(shè)計。</p&g