现代农业监测系统中气象监测系统的设计与开发

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1、托普农业物联网缔造智慧农业，开拓农业生产新局面。现代农业监测系统中气象监测系统的设计与开发摘要根据现代农业气象服务的需要，针对设施农业专业气象服务业务需求开发了一套基于GPRS无线网络的小气候观测系统。通过在山东、天津等地的实际测试．硬件系统运行稳定，可广泛应用于设施农业小气候观测中。关键词GPRS；观测；温室；小气候；现代农业监测系统前言：设施农业生产作为一种新兴产业，它的发展已充分显示出了不可估量的经济效益和社会效益，成为现代农业的重要组成部分。近年来，我国日光温室面积呈现快速增长的态势，已成为三北地区尤其是华北地区越冬蔬菜种植

2、的主要设施类型。但温室内部环境的变化主要受到外界天气变化的影响，尤其是低温寡照、强降温、大风、暴雪等灾害性天气，所以，对设施农业进行气象条件监测和灾害性天气预报预警，对温室的安全高效生产十分重要”“J。针对设施农业的专业化气象服务目前还在摸索当中E5-91，真正进入业务化的还很少。进行预报预警服务的前提是对日光温室内的小气候进行长时间稳定的观测。目前全国各地气象系统均在野外布置了若干自动气象站¨…，而适用于野外的自动气象站在温室内部这种高温高湿的环境中，工作的稳定性与可靠性很难得到保证”“。因此，需要开发服务于设施农业小气候观测的气

3、象观测设备。NL-5型农林小气候信息采集系统是浙江托普仪器研制的农业气象观测设备，能够对农业大棚内的温度、湿度、二氧化碳浓度、总辐射、光合有效辐射等要素进行观测，观测结果可以以无线方式传输。也可以存储在SD卡中。通过读卡器调出数据。随机配备的供电系统能够在无市电的地点提供7d以上的工作电能．并配备太阳能电池板，保证数据的可靠性。整个系统还可选配LED大屏幕显示系统，能够实时显示测最结果。随着农业科技的发展，以及国家对三农的的高度重视，特别是国家2012农业国家一号文件颁发后。国家科技园、各大农业园区、农场等农业机构企业积极寻求在良种

4、培育、节本降耗、节水灌溉、农机装备、新型肥药、疫病防控、加工贮运、循环农业、海洋农业、农村民生等方面的高新技术，力求突破现存的农业技术瓶颈，真正实现现代化农业。托普农业物联网缔造智慧农业，开拓农业生产新局面。浙江托普仪器有限公司和浙江大学合作积极响应科技兴农政策突出农业科技创新重点，研发出农业物联网智能控制系统通过通过射频识别（rfid）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备等新型技术将农业和互联网连接起来提大大提高了农业生产的工作效率和精细管理，避免了“瘦肉精”、“毒辣椒粉”、“红心鸭蛋”等问题的再次发生，保证了食品

5、的安全和产量。目前此物联系统已在全国多家科技园、示范园区、农场、科研所、院校等区域成功运行，技术稳定成熟，功能齐全。为在农业种植业、畜牧养殖业等领域的生产关键环节建立智能化控制、信息化管理的现代农业项目提供了强有力的技术支持。物联网的实施将大大提高国家推进科技创新增强农产品的步伐。农业物联网将开启农业生产腾飞的新篇章。托普农业物联网核心产品均属于自有品牌，自主研发生产。托普农业物联网系统主要包括三个层次：感知层：采用各种传感器（如温湿度、光照、CO2、风向、风速、雨量、土壤温湿度等）获取植物的各类信息。传输层：信息通过无线网络传输系

6、统和信息路由设备传到控制中心，各个节点可以自由配对、任意监控、互不干扰。应用层：根据WSN获取植物实时生长环境。图温湿度、光照参数等，收集各个节点的数据，进行存储和管理实现整个测试点的信息动态显示，并根据各类信息进行自动灌溉、施肥、喷药、降温补光等控制、对异常信息进行自动报警。加装摄像头可以对每个大棚和整个园区进行实时监控。1设施农业气象监测系统的总体功能与设计现代农业监测系统中托普农业物联网缔造智慧农业，开拓农业生产新局面。设施农业气象监测服务系统主要包括传感器阵列、采集器、数据传输模块、中央数据处理单元与服务产品分发等部分。整体

7、的系统流程图如图1所示。通过灵活配置传感器组成传感器阵列．对日光温室内部的小气候进行精细化观测。采用了通用型数据采集器配合GPRS通信模块进行数据传输。该采集器硬件采用模块化设计。可以根据用户的需求进行配置，从而可以很好地满足用户的监测要素配置要求。通过市电与太阳能供电的双路耦合．更符合农村地区供电不稳定的实际情况。选备件中包括LED显示屏。将采集器采集到的数据在现场显示，有效地提高气象数据的可视化效果。数据通过GPRS无线传输后，在数据中心服务器通过编程实现现场数据的入库工作，可以实现多点实时观测，并将观测结果在数据中心或其内部网

8、络上进行杳询与显示。自动气象站的加密观测资料通过前期的经纬度配准有选择地同步至数据中心服务器，实现温室内部数据与外部数据的互补。数据处理单元可读取数据库中温室内部外部的观测资料，结合气象台常规预报结论，依据温室小气候预报模式作出设施农