农业物联网可靠性研究.pdf

江苏农业科学　２０１６年第４４卷第３期 — ９— 肖　婧，秦怀斌，郭　理．农业物联网可靠性研究［Ｊ］．江苏农业科学，２０１６，４４（３）：９－１３． ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０１６．０３．００３ 农业物联网可靠性研究 肖　婧，秦怀斌，郭　理 （石河子大学信息科学与技术学院，新疆石河子８３２００３） 　　摘要：随着农业物联网的深入研究，农业物联网的可靠性研究逐渐引起研究者们的关注。首先提出了农业物联网 可靠性构成模型，然后分别对其中的感知层可靠性、网络层可靠性、处理与应用层可靠性（公共处理平台可靠性和应 用服务系统可靠性）、综合可靠性、可靠性标准及可靠性管理等部分进行了阐述，并设计了１种考虑农业物联网并联、 串联、并联和串联共存的综合可靠性评估方法。 　　关键词：农业物联网；可靠性；标准；模型 　　中图分类号：ＴＰ３１１；Ｓ１２６　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００２－１３０２（２０１６）０３－０００９－０４ 　　物联网（ｉｎｔｅｒｎｅｔｏｆｔｈｉｎｇｓ，ＩｏＴ）自提出以来，在各个领域 的应用越来越多，其中，在农业领域的应用是其应用的重要领 域之一，并逐渐形成了农业物联网。农业物联网（ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｉｎｔｅｒｎｅｔｏｆｔｈｉｎｇｓ，Ａｇ－ＩｏＴ）是指运用各类农业信息感知设备， 按照约定协议，广泛采集农业生产现场信息，通过有线或无线 信息传输通道进行农业信息的可靠传输，将获取的农业信息 进行处理，并通过智能化操作终端实现农业的自动化生产、最 优化控制、智能化管理，进而实现农业集约、高产、优质、高效、 ［１－３］ 生态和安全的目标 。 农业物联网架构模型如图１所示，包括感知层、传输层 （网络层）、处理与应用层等３个层次。其中，感知层由各类 传感器、ＲＦＩＤ等组成，实现对各类农业相关信息的识别和采 ［２－３］ 集；网络层将感知层采集的各类农业相关信息，通过有线或无 规范 。 线方式，传输到应用层，同时，将应用层的控制命令传输到感 　　随着农业物联网的规模越来越大，越来越复杂，人们对其 知层，使感知层的相关设备采取相应动作；处理与应用层包括 可靠性提出了越来越高的要求。农业物联网可靠性是指农业 公共处理平台层和各类具体应用服务系统层，公共处理平台 物联网在一个规定的工作环境下和规定的时间周期内，对用 包括各类中间件及公共核心处理技术，如智能决策、诊断推 户服务要求持续满足的能力，即能有效应对规定范围内的各 理、预警等核心功能，而具体应用服务系统是基于物联网架构 类事件，维持自身的稳定，实现农业信息的可靠感知、可靠传 的农业生产过程架构模型的最高层，主要包括各类具体的农 输、可靠使用。 业生产过程系统，通过这些系统的具体应用，实现对农业生产 由于农业物联网包括农业物联网硬件系统和农业物联网 过程的管理控制；公共技术是整个基于物联网架构的农业生 软件系统，所以，农业物联网可靠性包括农业物联网硬件系统 产过程系统运行的基础和保障，如信息安全、网络管理、质量 可靠性和农业物联网软件系统可靠性。结合图１所示的农业 管理等；相关标准与规范是实现农业物联网技术应用的关键， 物联网架构模型，我们提出了农业物联网可靠性构成模型。 目前国际上制定的标准规范主要是面向信息领域的，专门面 农业物联网可靠性构成模型包括感知层可靠性、网络层可靠 向农业物联网的技术标准规范还较少，我国于２０１１年成立了 性、处理与应用层可靠性（公共处理平台可靠性和应用服务 农业物联网行业应用标准工作组及国家传感器网络标准农业 系统可靠性）、综合可靠性、业务可靠性、可靠性标准及可靠 应用研究项目组（ＷＧＳＮ－ＨＰＧ３），专门研究农业物联网标准 性管理等６部分可靠性内容，如图２所示。