作物生長感知與智慧管理物聯(lián)網(wǎng)平臺架構與實現(xiàn).pdf

1、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是近年來國內外農(nóng)業(yè)科學領域研究的熱點，是智慧農(nóng)業(yè)的核心技術之一，對農(nóng)業(yè)信息化的發(fā)展具有重要的科學價值和實踐意義。為實現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)的大田作物生長監(jiān)測及智慧管理，解決大田物聯(lián)網(wǎng)區(qū)域化應用中所面臨的問題，本研究在已有物聯(lián)網(wǎng)硬件系統(tǒng)的基礎上，以軟件工程思想為指導，結合地理信息系統(tǒng)(GIS)技術、Web技術、云服務技術等構建和實現(xiàn)了基于物聯(lián)網(wǎng)的大田作物生長感知與智慧管理軟件平臺。
　　針對大田物聯(lián)網(wǎng)對作物生長信息監(jiān)測特殊性，本研究

2、設計了基于實時天氣信息云服務的作物生長監(jiān)測有效數(shù)據(jù)判斷和提取方法，實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測作物數(shù)據(jù)的檢驗和優(yōu)化，保障了作物生長數(shù)據(jù)的準確性。此外，針對因系統(tǒng)情況導致的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測環(huán)境數(shù)據(jù)的異常，本研究采用了基于密度的局部時間序列異常點檢測方法，實時檢測并修正物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測環(huán)境數(shù)據(jù)流，排除了環(huán)境數(shù)據(jù)中的異常情況。
　　平臺引入了GIS技術，解決了平臺所涉及到的空間地理數(shù)據(jù)的存儲和管理問題。對于物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點監(jiān)測的具有空間位置屬性的監(jiān)測數(shù)據(jù)，GIS技術

3、中的空間分析方法可對其進行由點到面的拓展，進而實現(xiàn)區(qū)域化的作物監(jiān)測;利用GIS技術的空間數(shù)據(jù)可視化方法，本研究設計了包含地圖在內的“地圖—表格—圖表”一體化可視化方案，有效的從不同側面展示了物聯(lián)網(wǎng)實時監(jiān)測的環(huán)境數(shù)據(jù)。通過區(qū)域化的作物生長診斷調控，完善了系統(tǒng)平臺的可視化決策功能。
　　平臺與引入了云服務技術，云服務的集成體現(xiàn)在兩個方面:1）平臺使用了外部云服務解決異常數(shù)據(jù)判斷的問題;2）平臺內部將部分核心功能以云服務的形式開放出來，

4、供平臺內部和第三方系統(tǒng)使用。同時，為充分發(fā)揮平臺數(shù)據(jù)處理的實時性及服務器的計算能力，平臺將診斷調控功能構建成云服務的形式。以REST風格的Web服務對外提供診斷調控服務，并結合在線地理處理服務(GeoProcessing Service)將監(jiān)測點診斷結果實時轉化為田塊或者區(qū)域上的面結果?；谠品盏膮^(qū)域化診斷調控功能，實現(xiàn)了不同監(jiān)測區(qū)域用戶快速對接監(jiān)測數(shù)據(jù)、調用診斷調控方法，從而提升了平臺的輔助決策能力。
　　平臺自2012年開始

5、運行，共建立了17個試驗示范區(qū)子系統(tǒng)，覆蓋江蘇、江西、河南、山東、河北五省。平臺運行結果表明，系統(tǒng)的設計思想和結構符合作物生長監(jiān)測和智慧管理平臺的需求，整個系統(tǒng)平臺能夠較好的實現(xiàn)大田物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測的區(qū)域化數(shù)據(jù)采集、管理、分析及應用。平臺操作簡單、結果顯示直觀，可幫助用戶隨時隨地按照不同生態(tài)區(qū)的氣候、土壤等條件生成適宜的栽培方案、節(jié)點部署方法、診斷調控方案等。作物生長監(jiān)測與智慧管理平臺為大田糧食作物生長監(jiān)測及智慧管理提供了穩(wěn)定的物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺