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物联网技术在中国迅速发展，其技术发展逐渐成熟，已经开始应用于工业和生活的很多领域，如生活中应用最成功的智能家居，工业领域中的智能交通和智慧矿山等。我国的第一产业虽然经过了60年的发展，但是目前仍然是处于机械化作业的初级阶段，随着劳动人口的城市化转移，农业从业者将会大大降低，必将会制约农业的发展，影响我国的食品安全。智能化业将是一个很好的解决方案，信息化手段的使用会降低对于劳动力的依赖程度，在智能化业下，信息知识将会发挥更大的作用，在充分利用信息化的同时，能够显著地提高农业环境的监测，提高农民的工作效率，同时还能对食品进行跟踪和调度，提高食品安全，因此智能化业是第一产业的主要发展方向，技术的提升将会为我国的第一产业的持续发展提供技术保障。 1 系统结构设计智能化业系统由信息系统、无线传输装置、智能网关、工控机、智能监控装置以及自动控制设备（自动通风装置、自动采光装置、自动喷水装置等）。系统设计原理为，信息系统将环境信息收集起来，收集的信息为模拟信号，通过AD转化数字信号，连接无线传输装置（zigbee），信号由电信号转化为无线电磁波，无线传输装置采用zigbee技术，该技术功能低，组网灵活，终端连接数量多，通过装置的协调器将数据传输给最重要的设备，智能网关，智能网关内置lmax操作系统，具备强大的信息处理能力，智能网关进一步将信号传输至监控信息中心，在信息中心所有的数据均汇聚于工控机内，通过内置软件对信息进行分析、存储、绘制图表等操作，同时通过智能判断将控制指令发送给智能网关，网关通过无线传输装置进一步上传给自动控制设备，完成控制处理。同时智能监控装置将图像信息采集至监控中心，实现远程的可视化监控，可实现专家的远程诊断功能。 系统的总体架构分为传感信息采集、视频监控、远程控制和数据分析四部分： 1.1 传感器采集信息采集单元通过传感器实时采集农业现场的光照度、温度、二氧化碳信息，经由ZigBee无线路由器终端到ZigBee网关，ZigBee网关通过对传感器信息的整理融合，并根据设定的阈值对喷水系统及空气调节系统做相应的调整。 ZIGBEE 2.4G无线通讯技术类似目前已经广泛应用的WIFI（WLAN）技术，它和WIFI的通讯频段、通讯方式、编码方式、协议方式都很类似，最大的不同有两点：一个就是带宽，ZIGBEE 2.4G的带宽较小，最大不超过256KBPS，不能流畅的传送视频；第二个是功耗，ZIGBEE 2.4G的功耗一般只有WIFI的十分之一，耗电量很小，非常适合家用。除此之外ZIGBEE的所有性能和WIFI差距不大。 1.2 视频监控用户可使用终端（电脑、手机、平板等）实时查看当前农业作物生长状况，并通过相应的控制指令对空气调节系统和喷水系统做远程控制，也可调取过去的视频资料，以作为农业作物生长历史数据。 1.3 远程控制用户可使用远程终端（手机、电脑、PC等）经由网络发送控制指令到ZigBee网关，然后再由ZigBee网关对相应指令进行解析并通过ZigBee无线网络将开关指令发送相应的设备以控制农业现场空气调节系统和喷水系统等。用户可通过远程视频监控实时了解当前系统的运行状况。 1.4 数据分析系统对农业现场采集来的数据进行存储整合，进行数据分析，根据天气状况和农作物生长状况分析出对农作物最优的环境数据，并根据数据对农业现场做相应的调整。 2 系统工作原理信息采集部分主要通过传感器采集现场环境参数，采集的数据主要是跟农作物生长息息相关的环境参数，做到环境参数的量化处理，采集的主要数据包含空气温度、空气中的二氧化碳浓度、土壤的温度以及土壤pH值等主要数据，为软件决策提供依据。 采集到环境变量为模拟信号，需要通过AD转化为数字信号，数字信号传输至无线传输装置的终端内。 无线传输装置采用zigbee无线技术，通过zigbee自动组网，构成一个低功耗的传感网络，同时省去了有的相关费用，组成传感网络的模块分为终端和协调器两种，终端负责连接信息采集，协调器则与网关相连，实现了通过无线的方式将数据传输到智能网关。同时zigbee无线传输装置实现了双向的传输，实现信息数据上传的同时将控制信号传输到各类端模块，实现自动设备的控制。 自动控制设备主要由电控系统、执行设备和供电组成，通过电动控制系统控制各种农业生产的执行设备，包括遮阳控制设备、通风控制设备和喷水控制设备。 信息中心的业务平台负责对用户提供农业大棚的功能展示，主要包括环境参数、数据分布、历史数据、阀值信号、远程控制和远程监视六个方面。系统软件能够通过数据进行展示，存储、分析经过智能运算，分析出最佳的当阀值，对自动控制设备进行远程自动控制，还能够对农业数据进行汇总。 3 智慧农业的使用意义3.1 物联网技术推动农业信息化通过各种传感器和无线传输设备的使用，农田信息能够实时自动传输到农业管理人员的眼前，实现了农民和农田的有机互联，进一步通过标签技术的应用，还可以建立现代农业物流仓储和运输，实现食品安全的有效监控，实现食品安全，同时农田信息的获取和联网还能够实现自然灾害监测预警，方便区域管理，实现高度的信息共享和农业自动化。 3.2 物联网技术提高农业管理水平物联网技术在农业中的应用显著提高了传统农业的管理水平，在农业生产环节，利用农业智能化需要实现农业环境信息的实时采集和利用自组织智能物联网对采集数据进行远程实时报送，为农作物大田生产和温室精准调控提供科学依据，优化农作物生长环境，不仅可获得作物生长的最佳条件，提高产量和品质，同时可提高水资源、化肥等农业投入品的利用率和产出率。 3.3 物联网技术保障农产品和食品安全在农产品和食品流通领域，集成应用电子标签、条码、传感器网络、移动通信网络和计算机网络等农产品和食品追溯系统，可实现农产品和食品质量跟踪、溯源和可视数字化管理，对农产品从田到园采集、从生产到销售全过程实行智能监控，可实现农产品和食品的数字化物流，同时也可大大提高农产品和食品的质量。 4 结论本文的研究是以嵌入式系统和ZigBee技术为基础，用基于ARM芯片的嵌入式硬件开发平台，完成了智能家居系统的中央控制器人机交互界面的软件设计实现。通过ZigBee技术完成了家居内部的网络组网和测试。 参考文献： [1]丁晔.物联网在智慧农业中的应用性研究[J].新农业,2021,(22):45. 特别提醒：物联网专业交流群欢迎物联网行业相关的人群加入，同时群内欢迎各路社牛、大咖、前辈加入，群内除了不能发敏感内容、色情内容，以及不太建议多次发送推广内容，其他内容皆可畅聊~——交流QQ群724511126，进群的朋友请备注：姓名-单位-研究方向（无备注请恕不通过），由编辑审核后邀请入群！
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发表于 2025-9-23 06:04:25