基于Android系统智能网关型农业物联网设计和实现

为了改善当前农业物联网智能网关数据封装标准和通信协议不统一的不足,提出一种三层通信协议的智能网关设计方法,结合该方法完成了智能网关设计。首先定义了智能网关应用层的通信协议、串口通信协议和节点通信协议,三层协议协同完成农业物联网系统的数据封装、处理和传输;其次结合通信协议完成了智能网关软件设计;最后进行了系统测试和分析,测试结果表明,经智能网关设计的物联网系统能根据通信协议有效监测农业环境的温度、湿度、光照度等农业环境信息,并进行相应设备的自动控制。验证了通信协议的正确性和智能网关在农业物联网数据采集和设备控制的有效性,以及构建农业物联网系统的可行性。     

6LoWPAN无线传感网络温室监测系统的设计

6LoWPAN无线传感网络利用IPv6在IEEE802.15.4链路上的无缝连接,实现WSN和Internet主干网之间的点对点通信。以6LoWPAN无线传感网络在农业温室大棚环境监测中的应用为例,构建6LoWPAN无线传感网络监测系统的总体方案,给出了6LoWPAN节点和6LoWPAN网关的软硬件设计,并对该系统进行了测试。测试结果表明,6LoWPAN无线传感网络系统实现了WSN与外部IPv6网络的直接互联和数据交互,完成了对温室大棚环境的实时监测,结果稳定高效。     

基于农业监测的6LoWPAN报头压缩方案的综述

随着通信、计算机、传感网等技术的迅猛发展,将物联网应用到农业监测系统中已经是目前的发展趋势。无线传感网主要通过各类微型传感器节点组成无线个域网,用于感知和监控综合环境信息。与此同时,IPv6也正在取代IPv4,渐渐成为新的IP协议标准。于是,作为一项包括的了物联网与IPv6的新兴技术6LoWPAN(IPv6 over Low Power Wireless Personal Area Network)应运而生。目前,工作组已经提出LOWPAN_HCl、LOWPAN_IPHC两种IPv6报头压缩方案以及相应的LOWPAN_HC2、LOWPAN_NHC两种UDP报头压缩方案。本文在现有的各种研究方案的基础上,针对6Lowpan网络的特点,对各种压缩算法进行对比比较。     

基于物联网的大田农业监测系统设计

针对大田农业面积广、监测点多、监测设备布线和供电困难的现状,结合物联网技术的优势,设计一种基于物联网的大田农业监测系统。感知层选用各类无线传感器采集环境数据;传输层的物联网网关的通信利用433 MHz无线波段和GPRS网络;融合层对原始数据进行解析、过滤、存储等处理;应用层的数据管理平台实现数据实时展示和可视化,对外接口实现数据共享。实验结果表明,该系统能很好地适应大田实际环境,并对大田环境进行有效监测,有效降低了人工成本和管理难度,具有良好的实用性。     

基于物联网的智能鸡舍环境监测系统的设计与实现

本文构建了以CC2530芯片为核心的ZigBee无线传感网络,建立了一套基于物联网的环境实时监控系统,实现对区域环境参数在线监测,及时掌握环境情况并控制不良环境。本系统由应用层的环境调节子系统、控制层的数据分析子系统和感知层的环境监测子系统三部分组成。其中,应用层通过APP平台实现对区域参数的实时查看和调节控制功能;控制层以汇聚节点为中心实现数据的接收和发送,并根据设定的环境参数阈值判断是否进行环境调节操作。感知层通过传感器设备实现数据的实时采集,通过控制设备实现对环境的自行调节。本系统具有建设、维护简单,操作方便,成本较低的优点,更易于推广。     

物联网技术在精准农业环境监测系统中的应用研究

精准农业是现代农业的发展趋势。物联网技术是一种新兴的信息处理和获取方式,在环境监测领域应用前景广阔。为实现精准农业对环境监测的要求,基于物联网技术,结合无线传感技术,建立了精准农业环境监测系统,重点讨论了该系统的体系结构,分别基于CC2430和S3C2410对传感节点以及网关节点进行硬件设计,并且对网关节点和传感节点的软件流程进行了开发。该系统的研制为实现准确、远程、自动、实时监测农业环境信息提供了保障。     

基于农业物联网的日光温室智能控制系统的研究

为实现日光温室环境的实时监测和智能控制,本文设计了基于四层物联网架构的日光温室智能控制系统。感知层组建ZigBee无线传输网络,实现温室环境数据采集和农机装备控制。接入层设计了温室智能控制终端,支持多种协议转换解析,实现了异构设备和网络的接入和共享。网络层基于MQTT协议传输,实现了本地和云端数据的双向传输。应用层开发日光温室智能控制云平台,具有数据采集分析、远程智能控制、策略模型自主学习等功能,实现对温室的精准、智能、联动控制。本系统经过一个茬口的椰糠无土栽培高品质番茄的试验显示,日光温室软硬件的集成应用创造出作物最佳生长环境,每亩每年产量提高11.4%,节省人工33%,实现了温室环境的实时智能控制。     

农业物联网光谱感知及系统方案研究

农业物联网是实现农业生产信息化的核心技术,但在信息感知阶段由于采用的传感技术简单,只能获取一些简单的农作物生长环境信息,无法实现对农作物养分与生理信息的有效感知。就农业物联网采用光谱感知技术获取农作物养分与生理信息展开研究,并就光谱技术与其他传感技术在农业物联网的联合感知分析了物联网的技术架构及感知控制层结构,讨论了信息传输流程及数据网关结构。农业物联网采用光谱感知技术可增加对农作物生长信息的泛在感知能力,进一步促进农业产业的信息化和精细化。     

基于OLSR的无线传感网在智能温室大棚中的应用

为了推广智能农业的发展,针对目前的温室大棚检测、管理难的问题,设计了一种基于无线传感网络的智能温室大棚管理系统。首次引入了OLSR路由协议,使系统中的感应节点、实施节点、控制节点共同处于一个网络层,无需网关便可实现节点与节点、节点与控制中心的实时通信。感应节点收集物理环境数据通过中间节点传送给控制节点,控制节点查询专家数据库后决定解决方案,交由实施节点实施。与传统温室大棚检测系统相比,该系统具有布置简单、智能调控等特点。     

基于ZigBee物联网的太阳能墒情采集系统研制

基于ZigBee无线物联网通讯技术,研制了太阳能墒情采集模块.由太阳能墒情采集模块组成的无线传感器网络(WSN)网关节点,即"点控机"及"站控机",分布在被测区域,负责采集葡萄园各层土壤的温湿度.网关节点自行组网,透明通讯协议将信息发送到远端PC机,实现信息的实时动态显示及存储.系统通过单节点设备测试及网络测试证明,网关节点布置在20~120m传输距离内,系统运行稳定可靠.     

基于无线传感网络的设施农业智能监控系统

无线传感网络是在微机电系统、片上系统、无线通信和低功耗嵌入式技术基础上发展而成,由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。结合设施农业实际,提出了基于无线传感网络的智能监控系统方案设计,采用基于ZigBee协议的CC2530芯片作为传感器节点和网关/汇聚节点,进行监控参数传输、汇聚和融合;结合数据库技术和专家决策系统,实现了农业生产自动化和精细农业。     

农业物联网中基于遗传算法的并行合作频谱感知

将认知无线电技术引入农业物联网中以解决其无线频谱资源紧缺的问题,针对农业物联网中多种传感器、终端及网关对不同异构信道的特殊需求,提出一种基于遗传算法的并行合作频谱感知方法。该方法能够克服现有方法中无法同时感知多个异构信道及在感知中没有考虑吞吐量和感知时长的不足,通过遗传算法最优地选取感知节点、分配感知任务以及设定感知时长,达到使系统有效吞吐量最大的目的。仿真结果表明,该方法相比随机感知方法,能够获得更大的系统有效吞吐量。     

农业物联网体系结构与应用领域研究进展

农业物联网是计算机、互联网、移动通信等信息技术在农业领域的高度集成和具体应用,是农业信息化、智能化的必要条件。随着农业物联网产业发展,各种农业物联网系统层出不穷,由于缺乏对整个农业物联网系统层次结构的分析,导致当前各农业物联网应用呈现出碎片化、垂直化、异构化等问题。如何从农业物联网各种应用需求中统一抽取出系统的组成部件以及它们之间的组织关系,建立农业物联网体系结构,实现农业物联网设计与实现方法的统一是当前急需解决的问题。文中从农业物联网的概念发展、基本特征、体系结构研究现状等方面进行深入分析后认为,当前各个国家与机构制订的物联网发展和管理计划对科研人员从事物联网研究与应用开发起到了很好的引导作用,但是都没有指出设计与实现物联网系统的具体方法,并且农业生产环境的多样性和生产流程的复杂性决定了必须统筹考虑农业各行业的具体应用特点来建立农业物联网体系结构。为此在文章中首先讨论了农业物联网体系结构构建原则包括可扩展性、可复用性、安全性和可靠性等,在此基础上结合农业产业的具体需求及工程实践经验,进一步划分农业物联网的基本结构,提出五层农业物联网结构模型,该模型由下至上划分为感知层、接入层、网络层、数据层及应用层五层,各层对应不同的通信协议,农业物联网层次结构模型与协议体系的配套构成了农业物联网体系结构。该体系结构与传统的三层、四层物联网体系结构相比,增加的农业物联网接入层针对泛在环境中多数物体的资源和计算能力受限问题,着重强调了底层异构感知网络与网络层的无缝连接,可以有效屏蔽底层异构感知网络的复杂性,并提供统一的抽象管理接口,为农业物联网硬件感知系统的快速搭建提供便利。增加的农业物联网数据共享层,主要针对当前农业物联网系统存在垂直化、封闭化导致不同系统之间农业数据资源无法共享,农业生产、经营、管理、服务历史数据无法得到充分利用,形成信息孤岛问题,通过面向服务的数据资源共享架构,为各农业物联网应用系统间数据交换与共享提供有效解决方案。五层农业物联网体系结构中各层功能更加清晰独立,有利于各层服务器之间的网络负载均衡,降低企业网络的通信负担。随后提取农业各行业应用的共性问题,按照监测对象的不同,分析了农业生产环境监控物联网、动植物生命信息监控物联网、农产品质量安全追溯物联网、农机作业监控物联网等不同应用的研究现状和涉及的主要技术。从农业物联网体系结构角度出发,可以发现当前农业物联网各领域研究与应用存在两方面的问题,一方面是异构网络接入层硬件网关研究较多,嵌入式网关中间件研究应用相对较少的问题;另一方面是农业物联网数据共享层研究应用严重缺失,各应用系统通常将感知层获取的数据直接发送至农业物联网应用层,缺乏对感知数据的深度挖掘和分析,难以达到进一步指导农业生产的效果。最后讨论了未来农业物联网技术研究和应用发展的重点方向。     

葡萄园环境参数监测的WSN网关设计

根据葡萄园环境的监测需求,提出一种无线传感器网络的葡萄园环境参数监测系统,对其无线网关的软硬件进行设计。网关采用ZigBee和GPRS无线传输技术,以ARM9微处理器S3C2410为控制核心,基于嵌入式Linux的操作系统开发,实现数据监测节点与远程监测中心的双向通信。测试结果表明,网关的系统稳定可靠,对葡萄园环境的远程监测具有一定的参考价值。     

基于M2M平台的智能农业物联网监控系统设计

构建基于物联网M2M平台的智能农业监控系统能够全面感知农业生产环境数据,如温度、湿度、光照度和土壤等,并通过无线传感网实现数据采集及可靠传输。上位机根据釆集的信息进行智能处理和显示,并通过了系统测试,性能良好。     

无线传感网技术在现代设施农业中的应用开发

利用无线传感网等技术来设计现代农业管理的自动化。基于无线传感网、高速传输网络、视频监控等物联网核心技术,实现农业种植环境的全面实时监控管理,达到科学施肥与种植环境参数的实时调整,促进植物的良好生长,提高生产效率。由于采用了物联网技术,具备了灵活应用和扩充的能力,适用于大面积的智能农业自动化管理。     

基于WSN的互联型农业大棚智能测控系统

针对当前农业大棚的智能化、信息化、网络化需求,构建了一种互联型的农业大棚智能测控系统。系统前端由WSN负责大棚环境参数的采集和控制,利用Zigbee技术进行组网。网关产生本地控制策略以及与管理平台服务器进行信息交互,重点阐述了传感器节点和网关的设计。通过实地应用测得,该系统的WSN网络通信稳定,传感各节点参数采集精确,满足工程设计需求。     

河南发展智慧农业的三个样本

<正>所谓智慧农业就是充分应用现代信息技术成果,集成应用计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、3S技术、无线通信技术及专家智慧与知识,实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能管理。智慧农业是农业生产的高级阶段,是集新兴的互联网、移动互联网云计算和物联网技术为一体,依托部署在农业生产现场的各种传感节点(环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等)和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导,为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。     

基于物联网技术环境监测系统的设计及其在农业上的应用

为解决传统农业环境监测仪器在使用中存在的问题,设计一套实用的基于物联网技术的环境监测系统,以实现物联网技术在农业中应用。该系统由农田无线监测网络和远程数据中心2个部分组成。无线监测网络利用ZigBee网络与GPRS/3G/4G网络、Internet相结合,设计具有GPRS/3G/4G和Internet接口的传感器网络网关;传感器节点检测空气温湿度、光照度、土壤温度、二氧化碳浓度及土壤水分,土壤盐分等参数实现环境监测的局域采集与广域覆盖功能;采用Java、ASP.NET和数据库技术构建了农业环境监控中心,实现环境监测数据在互联网上的共享。示范应用表明,该系统能够节水20%~50%,节电10%~30%,减少大量人工作业。基于物联网技术的环境监测系统在生产应用上运行稳定、可靠,具有推广价值。     

河北省小麦农田数字化监控系统设计及问题分析

为实现河北省小麦农田数字化监控,应用无线传感网络、RFID等信息技术,集成设计河北省小麦农田数字化监控系统,提出了八大模块即视频监控系统、农业环境感知监测系统、无线传输系统、水肥一体化系统、数据管理及远程服务平台、智能信息推送功能、服务系统、农田监管系统设计方案;并指出数字化监控系统在实际应用中存在成本高、标准不统一、设备和产品不适应及人才缺乏等问题及建议。