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

1、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是近年來國內(nèi)外農(nóng)業(yè)科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點，是智慧農(nóng)業(yè)的核心技術(shù)之一，對農(nóng)業(yè)信息化的發(fā)展具有重要的科學(xué)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(yīng)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(chǔ)上，以軟件工程思想為指導(dǎo)，結(jié)合地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)、Web技術(shù)、云服務(wù)技術(shù)等構(gòu)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(shè)計了基于實時天氣信息云服務(wù)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(zhǔn)確性。此外，針對因系統(tǒng)情況導(dǎo)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(shù)，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(shù)

3、中的空間分析方法可對其進(jìn)行由點到面的拓展，進(jìn)而實現(xiàn)區(qū)域化的作物監(jiān)測;利用GIS技術(shù)的空間數(shù)據(jù)可視化方法，本研究設(shè)計了包含地圖在內(nèi)的“地圖—表格—圖表”一體化可視化方案，有效的從不同側(cè)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(diào)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(wù)技術(shù)，云服務(wù)的集成體現(xiàn)在兩個方面:1）平臺使用了外部云服務(wù)解決異常數(shù)據(jù)判斷的問題;2）平臺內(nèi)部將部分核心功能以云服務(wù)的形式開放出來，

4、供平臺內(nèi)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(wù)器的計算能力，平臺將診斷調(diào)控功能構(gòu)建成云服務(wù)的形式。以REST風(fēng)格的Web服務(wù)對外提供診斷調(diào)控服務(wù)，并結(jié)合在線地理處理服務(wù)(GeoProcessing Service)將監(jiān)測點診斷結(jié)果實時轉(zhuǎn)化為田塊或者區(qū)域上的面結(jié)果。基于云服務(wù)的區(qū)域化診斷調(diào)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(diào)用診斷調(diào)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(jié)果表明，系統(tǒng)的設(shè)計思想和結(jié)構(gòu)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(yīng)用。平臺操作簡單、結(jié)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(diào)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