SCI论文（www.lunwensci.com）
摘 要 ：农业是国民经济发展的基础产业,随着农业科技的进一步发展,农业逐渐朝着现代化趋势迈进,提升单位面积可 耕种地以及农业劳动力的利用率是我国农业发展的一项要点。农业物联网是指将物联网技术应用于农业领域,通过传感器、无 线通信、云计算等高新技术手段,实现对农业生产过程中各种要素的全面监测、数据采集与分析,为农业生产提供精细化管 理,促进农业生产的智能化、高效化和可持续发展。
关键词 ：云计算,智慧农业,物联网,云平台
Exploration of SmartAgriculture IoT Cloud Platform Based on Cloud Computing
YANG Pingping
(Nanjing University Smartercity Inc., Nanjing Jiangsu 211899)
【Abstract】：Agriculture is the fundamental industry for the development of the national economy. With the further development of agricultural technology, agriculture is gradually moving towards modernization. Improving the utilization rate of arable land per unit area and agricultural labor is a key point in the development of agriculture in China. Agricultural Internet of Things (IoT) refers to the application of IoT technology in the agricultural field, which achieves comprehensive monitoring, data collection and analysis of various factors in the agricultural production process through high-tech means such as sensors, wireless communication, and cloud computing. It provides refined management for agricultural production, promotes the intelligence, efficiency, and sustainable development of agricultural production.
【Key words】：cloud computing;smart agriculture;Internet of Things;cloud platform
智慧农业相比于传统农业,主要利用网络通信技 术、云计算、物联网、大数据技术和农业物联网感知设 备实现对农业环境数据的采集、存储和分析,为农业的 决策分析提供指导,从而实现精准化种植的目的 [1]。通 过对农作物生产目标的制定,进行科学有效的管理,减 少成本输出,改善环境,提升农业资源利用率,将农业 经济效益发挥到最大化。
1 新常态下农业生态经济发展面临的挑战
当前,经济增长速度进入新常态,在合理调整以及 优化经济结构的背景下,以服务经济形态替代工业经济 形态,在注重农业产业发展的同时也应当重视非农经济 产业发展,经由多项渠道提升农民收入。自从改革开放 工作实施以来,我国加强了对于农村区域经济社会发展 的重视,投入了大量的资源和资金,尤其是在乡镇企业进一步发展的背景下,农民自身的工资性收入和经营性 收入均有所提高。目前,农村非农经济在建筑行业、交 通运输行业以及制造行业等方面发展速度非常快,产生 的效果较好,智慧农业项目利用先进的技术和创新的解 决方案,能够提高农业生产的效率。通过应用传感器、 自动化系统和远程监控等技术,农业生产者可以实时监 测和管理农作物的生长状态、土壤条件和气象信息,从 而做出更准确的决策,提高农作物产量和质量 [2]。
2 智慧农业物联网云平台应用建议
2.1 加大农业科技的宣传和推广
首先,结合实际情况进行智慧农业应用推广宣传,从 当地种植大户和农民合作社等方面入手, 使其产生良好的 带头作用 ;其次,政府行业部门定期举办相关培训和讲 座, 加深农民对于农业信息化知识的掌握 ;最后, 在宣传期间,多鼓励农民使用新一代互联网技术手段向专家咨 询各种农业信息,使农民了解农产品种植技术,将智慧 农业物联网云平台在农业生产过程中的效果全面呈现出 来,以此提升农民对智慧农业物联网技术应用的积极性。
2.2 加快农业专题数据库的建设，满足不同层次方面的应用
农业信息技术的应用离不开多样性、时效性的农业 数据资源,从目前来看,我国农业专题数据库的建设不 规范,农业信息服务获取困难,渠道单一,难以满足新 型农民对现代化农业信息获取的需求,因此,建设农业 信息资源以及智慧农业物联网云平台显得尤为重要。除 了对农业专题数据库数量加以延伸和拓展之外,还应当 全面提升农业信息资源的数据质量,达到共享资源和交 互的目的,从而满足不同业务的需求。
2.3 针对各类用户提供人性化服务
智慧农业互联网云平台在考虑科学规划和顶层设计 的同时,兼顾系统的人机交互设计,支持各类用户不断 扩展的应用需求,提高系统的可扩展性,并充分考虑业 务流程和业务人员的日常操作习惯,使人员与业务系统 的交互变得更加便捷、更加流畅、更加安全可靠,有利 于提高工作效率,改进管理方式,提高信息服务水平。
2.4 制定智能冷库系统解决方案
基于物联网平台搭建智能监控系统,实现冷库设备 的自动化控制和远程监控功能, 平台通过对冷库全部设备 进行远程实时监控,能够节省人力的同时提高准确率, 提 升管理效率。一旦出现异常数据,平台能够及时预警, 并采取措施进行处理。根据运营情况,对能耗高的设备 进行针对性维护管理,进而达到节能的目的。例如,在 不影响冷藏产品品质的前提下,可以充分利用夜间谷价 的特点对冷库运行时间进行控制,减少白天冷库运行时 长,有效避开用电高峰时间段,从而实现降本增效。
3 智慧农业物联网云平台系统架构
智慧农业物联网云平台,以物联网技术、通讯技术、 云计算、大数据技术和农业智能感知设备为依托,建设智 慧农业相关业务应用系统,通过对农业数据采集、数据转 化抽取,将相关业务数据进行清洗、校对、核准后进行共 享和分发,实现对于农业信息的采集与发布、农业资源数 据的动态监测和展示,最终实现农业信息检索查询、统计 和决策分析,为用户提供全方位的农业基础信息服务和农 业精准管理 [3]。智慧农业系统架构图如图 1 所示。
3.1 基础设施架构
(1)气象环境信息监测系统。地面气象观测在现代 农业中发挥着重要作用,通过借助农业小气候监测系统 记录气象数据,从监测的数据可以掌握气象变化,为作物生长提供一定的良好环境,避免气象灾害的发生,导 致作物产量下降。农业小气候监测系统是一款专门用于 监测和记录气象数据的高精度气象观测设备,能够对农 田气候进行自动监测,同时也可监测空气温度、空气湿 度、土壤水分、土壤温度、风速、风向、雨量、光照强 度等常规气象要素,具有实时采集、无线传输、自动存 储、超限预警、数据分析等功能,为农业生产提供科学 依据。农业气象传感器的发展前景非常广阔,随着传感 器技术、通信技术和数据处理技术的不断发展,农业气 象传感器将更加智能、精准、可靠。未来,农业气象传 感器有望在农业生产管理、精细化农业、农业生态环境 保护等方面发挥更重要的作用,提升农业的生产力和可 持续发展水平。
(2)农业环境传感器通过对农作物生长过程中息息 相关的各类环境要素数据进行实时采集,例如,空气的 温湿度、光照度、二氧化碳浓度等环境要素数据,将这 些农业环境数据实时采集并传输到农业物联网平台,让 农户通过平台实时掌握大棚内农作物的环境数据,并通 过可视化的图表进行全方位展示。农业传感器采集数据 实时展示如图 2 所示。
农业物联网是利用物联网技术和农业传感技术,对 农业生产过程中的物理现象、环境参数和生产状况进行 监测和控制,实现农业生产的精细化管理和智能化决 策,从而提高农业生产效率,实现农业综合利用的一种 新技术。通过将各类传感设备安装到农业基地,将农业 传感器采集的环境数据、农业作业数据、视频等多项数 据,通过网络实时传输给农业物联网平台,平台针对不 同的数据进行解析、转化和存储。在对环境参数的数据 采集过程中,平台根据配置的参数阈值发出相应的报警 信息,采用邮件、短信、消息推送等模式传递报警信 息,即便是在较远的距离,也可以通过互联网、移动端等方式远程查看农作物种植环境情况,为用户处理当前 监控区域内的情况提供良好的数据参考依据。
3.2 智能冷库物联网
(1)通过 RFID 技术实现农产品批量快速的出入库管 理。基于 RFID 无线通信技术,将分拣装框后的农产品进 行微型芯片的嵌入或张贴, 同时通过读写器将农产品的基 础属性信息批量写入 RFID 电子标签,并通过射频技术感 应识别,快速读取并解析农产品对应的详细台账信息,从 而实现对农产品批量、准确、高效的出入库管理。
(2)视频监控、数据可视。电脑或者手机后端可 实时显示温度变化曲线、仓库进出货、放置日期等数 据,无论用户身在何处,只要手机在线就可随时随地通 过 4G/5G 监控, 一台监控设备就可对所有设备进行远程 监控、远程维护、远程调温度,平台统一管控,减少不 必要的浪费。先对冷库出入库门进行非接触式设计,不 同的农产品对应不同的 RFID 标签,通过 RFID 识别读 写装置及射频天线,快速识别各种农产品的对应 RFID 芯片信息,从显示设备处可查看、显示农产品详细信息, 并自动生成打印对应农产品出入库单。然后,自动分拣、 预警数据分析。数据报警通过设置温湿度传感器上下限 报警,当监测数据处于报警状态时,手机 App、微信公 众号平台主动推送通知管理人员。接着,自动统计报表。 将实现对新入库农产品基础属性信息进行批量导入到系 统平台,自动生成唯一商品编码 ;最后生成基础信息表。
3.3 5G+VR 农业高清直播系统
建设一套 5G+VR 农业高清直播系统,结合 5G 网络 大带宽、低时延特征,通过全景高清摄像头拍摄,对农 业园区实景进行实时直播,打造旅游胜地 [4]。全景无死 角覆盖,利用直播推流平台,解码全景,通过 VR 头显、 手机端、Pad 端、PC 端等终端进行观看,直播网络流 程图如图 3 所示。全景 VR 直播监控,打造沉浸式体验,是创新展示的一张新名片,采集端流程图如图 4 所示。
4 结语
从以上论述来看,在我国农业现代化发展过程中, 智慧农业是现代化农业发展的新趋势。物联网、云计算 等新型技术的全面应用,突破了传统农业生产及流通环 境的限制,农产品的种植、销售、流通等环节形成的数 据信息将会得到全面的监控,进行及时信息传输,从而 能够解决信息不一致的现象,实现农产品溯源。智慧农 业和信息技术相互融合发展,是数字化农业发展的基本 方向,将有利于推动农业的高质量发展。
参考文献
[1] 王晓敏,邓春景.基于“互联网+”背景的我国智慧农业发展 策略与路径[J].江苏农业科学,2017.45(16):312-315.
[2] 王海宏,周卫红,李建龙,等.我国智慧农业研究的现状•问题 与发展趋势[J].安徽农业科学,2016.44(17):279-282.
[3] 张毅,崔晓燕.基于云计算平台的物联网数据挖掘研究[J].软 件,2014.35(1):108-111.
[4] 佟彩,吴秋兰,刘琛,等.基于3S技术的智慧农业研究进展[J]. 山东农业大学学报(自然科学版),2015.46(6):856-860.
关注SCI论文创作发表，寻求SCI论文修改润色、SCI论文代发表等服务支撑，请锁定SCI论文网！
文章出自SCI论文网转载请注明出处：https://www.lunwensci.com/jisuanjilunwen/77149.html
