基于物聯(lián)網(wǎng)的水稻田智能監(jiān)控系統(tǒng)

黃瑞+陶霜+張凱飛+趙光煜

摘要：物聯(lián)網(wǎng)被視為計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)的第三浪潮，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)與各個(gè)行業(yè)的結(jié)合，能夠有效提高各行業(yè)的產(chǎn)出效率。本系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)和javaweb技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)級(jí)平臺(tái)上對(duì)水稻田水體溫度，PH值進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。然后對(duì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，判斷目標(biāo)田地是否處于易感病蟲(chóng)狀態(tài)；最后將預(yù)測(cè)結(jié)果反饋給用戶(hù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水稻田患病實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠在水稻出現(xiàn)患病傾向時(shí)對(duì)其進(jìn)行預(yù)防，提高水稻產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智能農(nóng)業(yè)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP399 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）28-0285-02

Abstract： Internet of Things is considered as the third wave of the world's information industry after the computer and the Internet. Through the combination between Internet of Things and various industries， people can improve the efficiency of the industry's output effectively. The system is Based on the Internet of Things and Java Web technology， monitoring the temperature and PH value of rice fields real time in the Experimental platform. And then by statistical analyzing the monitoring date， we can determine whether the paddle fields are susceptible to pests and diseases. Finally， in order to achieve real-time monitoring of rice disease， the results will be fed back to the user and we can prevent the paddle fields from disease when they are prone to disease. Above all， we can increase rice production.

Key words： internet of things； intelligent agriculture

1 概述

物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)的重要組成部分，倡導(dǎo)物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了物與物的信息交互；這種概念在各行業(yè)中得到有效施行，并取得較大成果。同時(shí)中國(guó)作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)資源使用的控制問(wèn)題和提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)出問(wèn)題一直受到各方關(guān)注。因此農(nóng)業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合是必然的。

2 系統(tǒng)分析

本系統(tǒng)通過(guò)將javaweb技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)稻田水體實(shí)時(shí)監(jiān)控和水稻患病預(yù)測(cè)。傳感器將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)zigbee模塊無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)上位機(jī)程序?qū)懭氲綌?shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)表格中；利用水稻病害預(yù)測(cè)算法對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，最后結(jié)合水稻患病標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)表將水稻病害預(yù)測(cè)算法的預(yù)測(cè)結(jié)果以圖表的形式反饋給用戶(hù)。

3 系統(tǒng)各板塊實(shí)現(xiàn)

3.1 數(shù)據(jù)采集與處理

數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，溫濕度傳感器每隔2小時(shí)對(duì)水體的濕度，溫度，PH值數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)zigbee無(wú)線通信模塊發(fā)送至電腦終端，然后通過(guò)上位機(jī)將收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行字符串劃分處理寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)的表格中。

數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，系統(tǒng)每天00：00自動(dòng)從數(shù)據(jù)庫(kù)中拿取前一日數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果存會(huì)數(shù)據(jù)庫(kù)判定表。每天08：00系統(tǒng)對(duì)判定表中連續(xù)一周的數(shù)據(jù)進(jìn)行取出判定，若其中有3天符合水稻患病表中的同一種病害患病條件，則系統(tǒng)以圖表和郵件形式向用戶(hù)發(fā)送警告，提醒用戶(hù)進(jìn)行處理。

3.2 傳感器狀態(tài)檢測(cè)

由于本系統(tǒng)中傳感器處于外置狀態(tài)，為保障數(shù)據(jù)的完整性，每次收到數(shù)據(jù)后對(duì)各傳感器狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，若某一傳感器數(shù)據(jù)缺失，則對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，展示在用戶(hù)主界面。并向用戶(hù)發(fā)出提醒。

3.3 相關(guān)數(shù)據(jù)展示

為清晰展示各數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)采用折線圖，柱形圖和表格對(duì)各田地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行展示，用戶(hù)可以自行選擇。如圖1為表格所展示相關(guān)數(shù)據(jù)。

4 小結(jié)

在過(guò)去的農(nóng)業(yè)水稻生產(chǎn)中，由于水體的變化是人眼無(wú)法察覺(jué)的，也無(wú)法做到每天進(jìn)行大量的檢測(cè)，而即使能夠花費(fèi)大量的時(shí)間做了水體檢測(cè)，所得的數(shù)據(jù)會(huì)相對(duì)較大，再對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)運(yùn)算需要耗費(fèi)更多的人力，這樣的局限使得水稻種植過(guò)程中水稻的病害只能通過(guò)后期彌補(bǔ)，而不能前期預(yù)測(cè)。而后期彌補(bǔ)往往是在水稻患病過(guò)后，通過(guò)其顯示特征判別其所患病，再進(jìn)行治理，這一顯示過(guò)程總是需要一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間段。如若水稻感染的是傳染性病毒，將造成不可估量的后果。而通過(guò)水體監(jiān)測(cè)技術(shù)可以通過(guò)對(duì)水稻所處水體環(huán)境的檢測(cè)對(duì)水體的微觀變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，達(dá)到水稻田和用戶(hù)的實(shí)時(shí)“通信”，實(shí)現(xiàn)水稻患病預(yù)防。

參考文獻(xiàn)：

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