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1、实用标准文案农业生产信息采集技术的发展方向摘要:数据采集是农业信息化建设实践中的重要环节,网络化的数据采集系统依据不同对象有不同的模式:有线局域网络型数据采集系统、无线数据传输型数据采集系统以及新兴的无线传感器网络。关键词:农业生产信息采集技术;微处理器;局域网;无线数传;无线传感器网络一、引言当今在推进农业信息化建设的实践中,信息采集技术是不可缺少的重要环节。信息化的源头应该从高新技术的应用和低成本、高效率设备获取客观信息入手,用信息技术提升与改造传统产业,对建设节约型社会和可持续农业系统的意义重大,因此,农业信
2、息化装备技术创新和产业化必须得到重视。农业活动大都是在广域空间进行的,所以要研究的有:农田空间分布信息快速获取先进传感技术;畜禽饲养环境及个体信息采集技术;智能化数据存储、变换与处理技术;网络化数据传输技术及实用装置的开发;农业生产过程管理决策支持系统的推广应用;智能控制农业装备应用系统的开发和先进适用的应用系统集成技术等。我国农业科技工作者经过多年的努力取得了一定的成绩,开发出一些农用数据采集装置,诸如:可用于温室大棚的智能温湿度传感器、土壤水分测试仪、土壤养分测试仪;在畜禽养殖方面开发出可用于奶牛饲养的采食量数
3、字化测定技术,奶牛体重、体况、运动量、环境信息、产奶量等信息采集系统,基于RFID(射频标识)技术的牛个体识别、牛体重自动测量无线局域网节点一体化技术的数据无线传输,通过互联网实现对牛场的远程管理。然而,目前农业信息数据采集中绝大多数是处于封闭环境的自成系统,采集到的数据临时贮存在数据采集器内,后经由导线自RS232/485串行导出,这与当今以互联网为平台的网络技术有一定的距离。虽然有RS232转TCP/IP的相关产品以打补丁的方式解决网络化的问题,但这是不完美的。推进农业信息化中普遍面临的一个重要问题就是信息资源
4、的共享。信息共享是信息化的核心问题。分布式异构资源的共享是网络时代的瓶颈,网格技术将是解决应用层面的互联互通,消除信息孤岛,实现信息资源共享的一个重要发展方向。在我国农业信息采集技术领域内作者认为可从三方面努力。二．局域型数据采集系统在有条件的地方,例如以环境监测为目的的温室大棚,可构建有线局域网络型数据采集系统。在监测的范围内有机地分布若干以微处理器为核心的数采单元,并经由网线连接至网络集线器。每个数采单元具有传感器感知、数据前端处理、输出控制、网络传输的功能,其本质就是一个网络节点(单元)。硬件基本组成有通用型
5、的模拟量、数据量接口、微处理器单元、网络接口芯片以及电源供给部分,硬件结构见图1：精彩文档实用标准文案软件方面包括:嵌入式实时操作系统RTOS、数据采集与转换、TCP/IP协议。可实现将采集到的数据封装成TCP/IP协议包上传至测控中心,也可解析测控中心发来的命令包并驱动执行机构完成控制任务。三、无线数据传输型数据采集系统在农业领域内的数据采集大多数是在广域空间内进行的,数据源距目的地相对较远,不具有稳定的电源供给和安全可靠的环境。这就要求数据采集单元具有低功耗、自备电源、无线数传、价格低廉、装卸简便等特点。近年来
6、在无线数传方面已有迅猛的发展,数传电台、GSM短消息、光纤接入等方式、GPRS等技术有了长足的发展。但是这些技术手段都是需要运行费用的,而无线数传模块工作在ISM频段工作频率(315/433/868/915Hz),使用时无需申请频点。国内已有若干商业产品,例如:迅通公司的nRF系列、上海桑锐公司的SRWF系列、北京捷迈公司的系列等。将数据采集与无线数传模块结合构成无线数传型数据采集单元。在实际应用中由于无线数传模块的频道数较少,故通常只进行点对点的通信方式,但也可在此基础上为每一个采集单元分配一个地址,并与上位机组
7、成无线网络系统。系统以半双工主从查询方式工作,上位机定时向外发送广播地址数据包,每个节点收到广播包后与自己的地址比较,相符则回传采集到的数据,若地址不符则进入休眠状态以降低能耗。但这并非是真正意义上的网络系统,单元间并不发生通信联系,而只与上位机通信。鉴于农业领域应用的特殊性,笔者认为数据采集装置结合无线数传模块的应用是农业数据采集及传输的一个发展方向。四、无线传感器网络早在上世纪70年代,就出现了将传统传感器采用点对点传输、连接传感控制器而构成传感器网络雏形,可以把它归之为第一代传感器网络。随着相关学科的的不断发
8、展和进步,传感器网络同时还具有了获取多种信息信号的综合处理能力,并通过与传感控制器的相联,组成了有信息综合和处理能力的传感器网络,这是第二代传感器网络。而从上世纪末开始,现场总线技术开始应用于传感器网络,精彩文档实用标准文案人们用其组建智能传感器网络,大量多功能传感器被运用,并使用无线技术连接,无线传感器网络逐渐形成。2000年12月IEEE成立了IEEE8
