（贵州省清镇市气象局，贵州清镇 551400）
摘要：本文主要基于物联网技术构建设施农业气象信息服务平台，平台主要采取无线传输与GPRS通信模块、LED电子屏实时显示设施大棚内环境因子，借助手机短信传输农业气象服务专家种植理论指导方式，为农户提供一种面对面直通式农业气象信息服务。
关键词：物联网技术；设施农业；气象信息服务平台；创建；应用
1设施农业信息服务平台创建思路
借助物联网技术，科学管理设施大棚，主要方式是在设施温室中的设施中安装自动小气候自动观测仪器，以实时获得温度、光照和湿度等农作物生长环境因子。凭借GPRS通信无线将数据信息上传至中心机房数据服务器上；基于数据服务器建立网站，实现对数据实时管理和监控，同时对数据科学分析，总结更合适管理指导建议，通过短信发送到种植户；此外，在设施外布设LED电子屏、安装在温室外部，实时展现温度，湿度和光照等数据，为设施农业生产给予有效气象信息服务指导。
2服务平台远端的设计
远端电路设计通常是为实现对温度、湿度、光照等气象环境因子数据采集、发射、接收及移动GPRS通信传输。供电系统由1块蓄电池（10W）、1块充电电池（12V/7AH）、1块太阳能电池板（10W）及太阳能充电控制器构成。
2.1 数据传感器
数据传感器主要采取集成化的设备。小气候自动仪主要由气压传感（AV-410BP型）、空气温湿度传感器（AV-10TH型）、暴晒温度传感器（AV-10T型）及太阳总辐射传感器(AV-20P型)各1套组成，参数（表1）。
2.2 数据处理（单片机）模块
数据处理模块通常是为实现传感器采集数据的接收、转换及传输功能。分节点电路主要由模数转换器（ADC0809）与8051单片机（MCS-51系列）构成。ADC0809属一类单片CMOS器件，主要是TI公司生产8位逐次接近式模数转换器，能直接分时开展A/D转换。在单片机系列芯片（MCS-51）中，8051为片内涵盖有ROM/EPROM单片机，采取此类芯片所构成系统简单、安全。中心节点电路主要采取主从双CPU结构，挑选MCS-51单片机系列芯片中的AT89S52(分别采取主CPU与从CPU表示)。主CPU用于实现和GPRS通信模块、LED电子屏数据通讯功能；从CPU用于对温度传感器的数据展开转换及接收其它分节点传输数据，同时和主CPU做数据传输。
2.3 发射电路与接收电路
发射电路与接收电路功能实现是通过TX5000与RX5000芯片完成。TX5000发射器与RX5000接收器芯片工作频率都是433.92MHz，工作温度处于-50～+100℃，工作电压处于2.2～3.7V内，数据传输率高达115.2kbp。数据列和LED电子屏内容保持相符，主要分4行显示，DATA是接收信息标题，棚、温度、湿度和辐射属指定行控制码，“*”号属于接收的信息数值；第1行主要对小气候自动仪位置显示，其他3行显示自动仪大棚环境因子数值，各个大棚数据逐个显示。
接收程序：在对开始主程序启动后，在寄存器及定时器初始化后，直接进入接收循环。主程序接收处理过程：若检测到字符“DATA”，应该禁止中断，对处理中发射停止接收；在接收阶段检测到“A、B、C、D、E”等字符，若和预先约定不相符，接收处理便应该中止。
发射程序：借助定时器中断，每间隔30秒发射1次数据。期间每1组数据连接发射10次；发射时，接收电路置OFF。后RAM内存数据应该通过数据串方式发射，当发射结束后，RAM内数据清除，凭借指定字符（X）替代，若接收过程中，数据串内涵盖X，应判断为无效数据，后接收电路设定为ON。
2.4 LED显示模块
LED显示模块通常由LED显示屏与显示控制卡2部分构成，对设施大棚内各环境因子数值实时直观显示。在挑选好模块后，将参数设定好便能够运行，通信终端(DTU)包含四个状态指示灯。
①DATA指示灯：DTU串口朝外对数据发送时，该灯呈规律性闪烁
②POWER指示灯：电源处于正常状态时，灯亮
③WAN指示灯：灯亮代表GPRS/CDMA网络成功连接
④SIGANL指示灯：正常供电时灯亮，若GPRS/CDMA网络处于正常状态，SIM或UIM卡准确插入时，改灯呈规律闪烁状态。
3.服务器端设计实现
服务器端重要功能对由中国移动GPRS网络传输的数据包接收，通过相关处理、写入Microsoft SQL 2005数据库保存与管理。服务器端接收数据组网方式采取固定IP通信模式，各组中心节点会和服务器直接连接，数据主要采取TEXT文件形式定时下载。Web网络服务器运行模式为Windows Server 2003+IIS6.0，开发语言是JS与ASP网页脚本语言，采取B/S(Browser/Server)的Web网页数据发布模式，把已经下载的TEXT文件形式数据分解处理，写入SQL2005数据库中。凭借对SQL数据库设施大棚各类作物温度、湿度及辐射等气象环境因子数值做出处理并趋势分析，结合作物需求给予各类短信预警信息。如若温湿度大于或低于设定值时，自动将气象预警信息发送至设定用户群。
4平台应用
设施农业现场的气象采集器数据会借助于无线网传输至后台服务器，并凭借系统软件进行分析处理，或许以文字、图形及图标等形式分析产品。用户会借助LED显示屏、计算机终端在工作室或现场实时查看到设施农业生产现象的气象环境因子变化曲线以及实时天气预报。手持移动设备能够较好的满足广大用户随时随地获取气象信息，当监测到气象数据超出设定的预警阈值时，用户通过移动设备可远程对设备开关控制，将农用辅助设备打开，例如监测到设施大棚内土壤湿度太低，可以通过移动APP软件将灌溉系统打开，及时灌溉。
该平台创建在清镇市近郊设施农业有一定基础乡镇选择大棚作为设施农业气象服务示范点，并将研究成果在示范点示范应用，对其进行气象防灾减灾和农经信息综合服务，发送农业气象服务信息500条次以上；最后形成一系列精细化设施农业气象防灾减灾和农经信息服务产品和一套可业务化设施农业气象保障综合服务体系。
5.结语
通过基于物联网技术设施农业气象信息服务平台，能够强化设施大棚精细化种植和管理；各节点间数据的无线传输自制电路实现，降低了设施农业种植管理成本，也避免因有线线路铺设对种植会所产生影响。当前，采用物联网技术理念，利用GPRS完成传输功能设施农业服务平台仍处于刚起步阶段。凭借原始数据逐渐积累存储，开展数据的统计以及预测，或把现有数据及历史数据对比，更便于制作形成对广大种植实用管理建议，这属于创建平台主要出发点；此外，该平台的创建将推动现代设施农业智能化管理进程，对设施农业趋利避害，科学生产具有重要指导意义。
参考文献
[1]齐莉.蔬菜大棚智能温度控制系统应用研究[J].安徽农业科学,2011(30).
[2]卢俞，王颖.基于物联网技术的设施农业服务平台设计[J].电子世界，2012（11）.
论文作者:许毅
论文发表刊物:《科技新时代》2018年6期
论文发表时间:2018/8/9
标签：数据论文; 设施论文; 气象论文; 农业论文; 服务平台论文; 大棚论文; 信息论文; 《科技新时代》2018年6期论文;