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基于物联网技术的农业专家系统的研究与实现 摘要：随着电子科技和机械自动化技术的快速发展，设施农业也随之快速进步。高科技技术在农业发展过程中的作用越来越显著，该文介绍了在农业发展过程中利用物联网技术实现农业专家系统的技术，对农业专家系统的各个组件进行了简单的介绍。 关键词：物联网；农业专家系统；传感器；采集器；软件 中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）33-7480-03 1 概述 农业专家系统是利用计算机及相关电子装置和各种通信技术来调控植物生长环境和改变生长条件的新型农业管理实验和生产的方式， 改变了传统农业受自然环境的制约，实现了常规农业生产技术的变革式发展，提高了农业生产的生产效率和产量。要实现高质量的农业专家系统，实现传统农业向科技化、统一化方向的发展，利用现代先进的科技技术，实现高端信息技术在农业生产领域方面的应用对我国这个农业生产大国来说是十分重要的。基于物联网技术的农业专家系统的设计和实现是在农业生产领域中改善我国农业生产手段、提高农业生产效率和生产水平的有益尝试。 2 技术实施的前提 植物的生长离不开一定的生长环境。光照时间的长短能够影响植物的生长，土壤的各种条件也能够影响植物的生长，环境温度的变化也能够影响植物的生长，影响植物生长的因素非常多，而在我们的设计中，我们主要通过对植物的环境温度和湿度、土壤干燥度、CO2、光照度和土壤养分等各个影响植物生长的成分进行监控和控制。 在实际生产过程中，我们将物联网技术节点布设于目标区域，利用网络节点实时采集目标区域中环境的温度、光照、湿度、气体浓度等相关环境信息，把实时采集到的环境信息在计算机上汇集，为下一步的精确调控提供了数据支撑。把采集到的实时数据和数据资源库中的原始信息进行对比分析，让生产者能够根据比对结果有效地通过计算机合理化控制目标区域的相关生产环境，进行科学化高技术的农业生产，从而使得耕地资源能够得到合理高效的利用，使农业生产真正实现现代化精准管理，进一步高效管理和利用耕地资源，提升现代农田管理水平和农业生产效能。 3 技术实施方案 基于物联网的农业专家系统使用目标区域布设的无线传感器节点把目标区域中光照强度，空气温度，土壤温度，空气湿度，土壤湿度，二氧化碳浓度等植物生长所需的环境信息进行实时采集，利用ZigBee短程无线通讯技术把各种传感器采集到数据进行传输，把传输的数据汇集到计算机上，可以通过无线网关与互联网相连，可以利用各种设备实时控制目标区域的生长环境信息，专家系统中的软件可以根据环境参数来判断植物生长状况并改变各种生长条件。 3.1 传感器单元 1） 气体温湿度传感器：采用瑞士Sensirion公司推出的 SHTxx单片数字温湿度传感器，利用领先世界的CMOSens?数字传感技术和微加工专利技术， 确保产品具有非常高的可靠性和出色的长期稳定性。它通过两个测湿元件在单芯片中的无缝结合和两线数字接口与单片机的直接相连，使得研发时间大大缩短、简化了外围电路，降低了开发费用。这款传感器的还具有体积小、响应灵敏、能耗低、强抗干扰能力、兼有露点测量，性价比高等优点。通过它，我们实时获取到目标区域中的环境温度和湿度数据信息。 2） 土壤水分温度传感器：采用上海搜博实业生产的系列传感器，该系列传感器采用先进的FDR原理和时域反射原理，杆式设计，可埋设于土壤内或直插在地面上，与数据采集器配合使用，敏感于土壤的各种理化性状、地形的差异作用、气候变化和人为的土壤管理措施对土壤水分状况造成的不同影响，可定点监测或移动测量土壤水分及温度。仪器适用于测量任何类型土壤的体积含水量和温度，测量精确，性能稳定可靠，可以直接与各种软件或计算机直接连接使用。 3） 光照传感器：采用武汉中科的NHZD10系列，这款产品采用进口专用光照度传感核心，铝合金壳体结构设计合理，体型小巧，使用寿命长，密封性好， 测量精度高，稳定性好，传输距离长，抗外界干扰能力强，外观质量佳，安装方便，非常方便于温室、现代农业等场所的光线强度测量使用。 3.2数据采集单元 3.2.1无线传感器采集器 通过采集温室的温度湿度和光照度等环境信息，把这些信息无线传输到管理系统进行控制，采集器集集数据采集和传输于一体，安装简便，成本低，主要包含以下电路：信号输入通道电路、电源电路、复位电路、A/D 转换电路、USB 接口电路、JTAG 接口和ISP 电路、晶振电路、小键盘电路、液晶显示电路和RS232 电平转换电路等。首先由分布在目标区域内无限传感器网络的测量节点获取数据信息，再有基站节点和监控终端通过无线传感器网络互联实现无线通信，最终能够实现远程控制模式。 3.2.2多通道无线数据采集器 实现了无线实时多通道数据采集，可以采集多种模拟信号和数字信号，克服了传统数据采集上对空间