DAI Pinxuan，WANG Qingyun，LIANG Ruiyu

(1.School of Communication Engineering，Nanjing Institute of Technology，Nanjing 210000，China; 2.School of Electronic Information，Jiangsu University of Science and Technology，Zhenjiang Jiangsu 212003，China)

Design and Implementation of Robust Smart Agricultural Control System*

DAI Pinxuan1，2，WANG Qingyun1*，LIANG Ruiyu1

(1.School of Communication Engineering，Nanjing Institute of Technology，Nanjing 210000，China; 2.School of Electronic Information，Jiangsu University of Science and Technology，Zhenjiang Jiangsu 212003，China)

According to the feature of hiding information and limiting processing capacity of the farmland environment monitoring WSN(Wireless Sensor Network)，a lightweight network management scheme was proposed from three aspects of the environment monitoring，data processing and system controlling．Moreover a monitoring network and management platform was developed，which consisted of a background database and a front-end monitoring software．In order to solve the problem of the layout of IOT(Internet of Thing))nodes，a kind of bacterial foraging algorithm was discussed．Experiment results showed that the model of client/server networking control scheme and the IOT node distribution strategy based on bacterial foraging algorithm have reached the target of accurate information collection，transmission，storage，display and automation of the agricultural control system．

Internet of things(IOT);agricultural environment;bacterial foraging algorithm;Agriculture control system

在推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和信息化的進程中，準確實時的現(xiàn)場信息供給是必不可少的重要環(huán)節(jié)，但是農(nóng)業(yè)所具有的地域分散、對象多樣、遠離都市、通信條件落后等特點，給農(nóng)業(yè)環(huán)境信息的采集帶來了困難。作為新一代信息技術，物聯(lián)網(wǎng)IOT(Internet Of Things)為農(nóng)作物信息的獲取提供了一個嶄新的思路［1］。無論是從農(nóng)產(chǎn)品種植的培育階段還是收獲階段，都可以用物聯(lián)網(wǎng)的技術來提高工作效率和精細管理。種植準備階段，可以在溫室內(nèi)布置傳感器，分析土壤環(huán)境，以選擇合適的農(nóng)作物;種植和培育階段，可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術采集溫度、濕度的信息，進行高效的管理，從而應對環(huán)境變化;農(nóng)產(chǎn)品的收獲階段，也可以利用物聯(lián)網(wǎng)的信息，采集農(nóng)田環(huán)境的各種性能，反饋到前端，從而在收獲階段進行更精準的測算［3］。

文獻［2］中設計的基于ZigBee的無線傳感器監(jiān)測網(wǎng)絡，可以監(jiān)測農(nóng)業(yè)環(huán)境信息，但它是由許多信息隱蔽和處理能力有限的網(wǎng)絡節(jié)點組成，缺少直觀、有效的管理平臺。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)又是物聯(lián)網(wǎng)中的一種特例，農(nóng)田信息檢測面積大，信息采集節(jié)點與節(jié)點之間的距離遠，節(jié)點布局存在位置選取困難，覆蓋率和可靠率都難以控制的問題，并且，節(jié)點與節(jié)點之間的通信容易受植物生長狀態(tài)的影響，因此，必須通過布局優(yōu)化來提供覆蓋率和通信效率。

本文結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡在農(nóng)田環(huán)境的實際應用，分別從環(huán)境監(jiān)測、數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)控制等方面提出了一套輕量級的物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)方案，實現(xiàn)了用戶對無線傳感器網(wǎng)絡信息的獲取、分析、處理、存儲和反饋控制。此外，本文提出的基于細菌覓食算法的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點的布局策略，能夠解決農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點布局的問題，很大程度上提高無線傳感器網(wǎng)絡的覆蓋率，降低覆蓋盲區(qū)，并且提供一定的通信效率。

1　物聯(lián)網(wǎng)智能農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)的設計

物聯(lián)網(wǎng)智能農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)由無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)、監(jiān)控管理平臺、繼電器網(wǎng)絡、監(jiān)控管理終端組成。其中，無線傳感器網(wǎng)絡采用無線射頻CC2530技術進行數(shù)據(jù)傳輸，通過RS232與計算機進行數(shù)據(jù)通信。它用于采集空氣溫濕度、光照強度、二氧化碳濃度等農(nóng)田環(huán)境信息，并為鄰居節(jié)點提供路由，使數(shù)據(jù)匯聚到與計算機相連的協(xié)調(diào)器上。監(jiān)控管理平臺解析、處理、存儲協(xié)調(diào)器發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)共享方式為監(jiān)控管理終端提供服務，并根據(jù)用戶操作指令進行系統(tǒng)控制。繼電器網(wǎng)絡中安放通風、遮陽、灌溉設備的開關，它時刻監(jiān)聽監(jiān)控管理平臺下發(fā)的控制指令。監(jiān)控管理終端分為手機終端和計算機終端，它通過因特網(wǎng)與監(jiān)控管理平臺進行信息交互。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1　物聯(lián)網(wǎng)智能農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)

圖2　物聯(lián)網(wǎng)智能農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)的調(diào)度流程

為了實現(xiàn)一個高效的物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)，設計了一個以監(jiān)控管理平臺為核心的多任務可同時執(zhí)行的調(diào)度流程。如圖2所示。監(jiān)控管理平臺與協(xié)調(diào)器正常通信后，從數(shù)據(jù)流中解析出環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)，把可以用于直接描述農(nóng)田環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)直接顯示給用戶;然后它進行閾值判斷，針對不同的危險等級觸發(fā)不同的報警方式;接著它把合法的數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中，以便檢索和查詢;它會根據(jù)用戶設定的控制方式對超過閾值的環(huán)境參數(shù)進行調(diào)節(jié)，控制方式有多種，遠程控制指監(jiān)控管理平臺通過數(shù)據(jù)共享方式與監(jiān)控管理終端進行數(shù)據(jù)通信。用戶可以在監(jiān)控管理終端上執(zhí)行控制操作，監(jiān)控管理平臺回收控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給繼電器網(wǎng)絡。

1．1無線傳感器網(wǎng)絡

物聯(lián)網(wǎng)智能農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)采用基于ZigBee的無線傳感器網(wǎng)絡。ZigBee是一種嶄新的，專注于低功耗、低成本、低復雜度的無線網(wǎng)絡通信技術，非常適合在無線數(shù)據(jù)傳輸、無線傳感器網(wǎng)絡等方面的應用，特別是在分散的農(nóng)業(yè)設施群以及在邊緣山區(qū)和沿海灘涂的農(nóng)業(yè)設施群的環(huán)境參數(shù)的采集應用中具有明顯的優(yōu)勢［2］。

無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示，它包括傳感器節(jié)點(Sensor Node)、匯聚節(jié)點(Sink Node)和管理節(jié)點(Manager Node)。大量具有射頻功能的傳感器節(jié)點隨機部署在監(jiān)控區(qū)域，通過自組網(wǎng)的方式構(gòu)成網(wǎng)絡，節(jié)點對監(jiān)測到的信息進行處理后，數(shù)據(jù)沿其他節(jié)點逐跳傳輸。在此過程中，監(jiān)測數(shù)據(jù)可能被多個節(jié)點處理，經(jīng)過多條路由匯聚到匯聚節(jié)點(協(xié)調(diào)器)，通過本地串口或者公共網(wǎng)絡到達管理節(jié)點。

在傳感器節(jié)點(Sensor Node)上，本文使用的傳感器模塊有:溫濕度傳感器、光照強度傳感器、土壤濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅鳌熿F傳感器、紅外傳感器、雨滴傳感器。傳感器模塊測得監(jiān)視區(qū)域的信息后，由數(shù)據(jù)處理模塊控制整個節(jié)點的處理操作，數(shù)據(jù)傳輸模塊與其他節(jié)點或者Sink節(jié)點進行無線通信，交換控制信息和收發(fā)數(shù)據(jù)。在匯聚節(jié)點上，運行Tiny OS操作系統(tǒng)，通過UART與管理節(jié)點通信。在管理節(jié)點上，運行監(jiān)控管平臺系統(tǒng)軟件，使得無線傳感器網(wǎng)絡能夠和用戶進行信息交互。

1．2監(jiān)控管理平臺

在監(jiān)控管理平臺上運行自行開發(fā)的監(jiān)控管理平臺系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)軟件使用Microsoft公司的．NET語言設計，選擇Visual Studio 2010作為開發(fā)工具，使用Access 2007作為數(shù)據(jù)庫存儲工具，系統(tǒng)軟件通過SQL與Access進行數(shù)據(jù)讀取和存儲［6］，通過Serial Port控件讀取串口數(shù)據(jù)，通過Chart控件完成數(shù)據(jù)曲線圖的繪制［7］，通過UDP網(wǎng)絡通信與監(jiān)控管理終端進行數(shù)據(jù)連接［8］。根據(jù)功能需求，監(jiān)控管理平臺系統(tǒng)軟件主要分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理，系統(tǒng)控制、系統(tǒng)設置4個模塊［9］，如圖4所示。

數(shù)據(jù)采集，包括數(shù)據(jù)采集、解析和顯示等功能。系統(tǒng)軟件接收到匯聚節(jié)點(協(xié)調(diào)器)上報的數(shù)據(jù)包后，通過校驗計算，驗證數(shù)據(jù)包的合法性，如果通過驗證，就根據(jù)通信協(xié)議完成數(shù)據(jù)解析，再對數(shù)據(jù)進行濾波和插值，去除明顯有誤的數(shù)據(jù)，使傳感器數(shù)據(jù)能夠直接用于描述農(nóng)田參數(shù)，最后將其送到數(shù)據(jù)處理模塊。

數(shù)據(jù)處理，包括數(shù)據(jù)報警、實時繪圖、數(shù)據(jù)存儲、歷史分析等功能。系統(tǒng)軟件分析得到環(huán)境數(shù)據(jù)后，根據(jù)判斷溫濕度、光照強度等是否超過閾值，并根據(jù)警戒的不同等級，采用顏色變化報警、聲音播放報警、窗體彈出報警等不同的報警方式。系統(tǒng)軟件實時繪制環(huán)境參數(shù)的變化曲線，并把采樣數(shù)據(jù)存儲到當前計算機的數(shù)據(jù)庫中。同時，系統(tǒng)軟件還可以讀取數(shù)據(jù)庫中存儲的歷史數(shù)據(jù)，繪制環(huán)境參數(shù)的當天的變化曲線，為用戶決策控制提供了保障。

系統(tǒng)控制，包括手動控制、自動控制、遠程控制和短信控制方式。手動控制指在監(jiān)控管理平臺上直接發(fā)送控制指令到繼電器網(wǎng)絡服務器。自動控制指用戶設定閾值后，系統(tǒng)自動進行環(huán)境調(diào)節(jié)。遠程控制指系統(tǒng)采用采用客戶端/服務器的工作模式，使用基于異步Socket網(wǎng)絡通信機制，實時監(jiān)聽本地IP綁定的端口，當有連接請求時，將接受請求并建立連接，接收到用戶指令后，發(fā)送控制命令到繼電器網(wǎng)絡。短信控制指監(jiān)控管理平臺上專門設置一個短信接收端口，用于檢測和執(zhí)行用戶發(fā)來的短信控制指令。

1．3繼電器網(wǎng)絡

繼電器網(wǎng)絡采用南京宇音力新電子科技有限公司開發(fā)的網(wǎng)絡繼電器輸出模塊，它具有IP網(wǎng)絡和RS485總線通訊功能，可發(fā)送指令控制它打開或者閉合有一個或者多個繼電器。它的輸出可以設定常開或者常閉，輸出方式為開關量。這里，繼電器網(wǎng)絡上連接有噴灌設備、通風設備、遮陽設備的開關，本文采用RS485總線將其連監(jiān)控管理平臺，這樣，在監(jiān)控管理平臺上下發(fā)的控制指令，基本上都可以得到可靠的執(zhí)行。

1．4監(jiān)控管理終端

為了使農(nóng)民對農(nóng)田環(huán)境信息的快速掌握和便捷控制，使用VS2010開發(fā)了基于PC的智能農(nóng)業(yè)客戶端，使用Eclipse開發(fā)了基于Android的智能農(nóng)業(yè)客戶端。

客戶端軟件通過UDP協(xié)議與監(jiān)控管理平臺進行數(shù)據(jù)通信。用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP是一種無連接的協(xié)議，客戶端只要建立了套接字就可以向服務器發(fā)送信息，服務器端只要創(chuàng)建了套接字并將套接字綁定在本地IP地址上就可以接收客戶端的信息［10］。相比于TCP這種面向連接的協(xié)議而言，UDP雖然不能保證信息傳輸?shù)目煽啃?，但它的通信方式效率更高?/p>

基于Android的智能農(nóng)業(yè)客戶端的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示。它的數(shù)據(jù)源包括數(shù)據(jù)庫、文件系統(tǒng)和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)［12－14］。其中，數(shù)據(jù)庫和文件系統(tǒng)經(jīng)過數(shù)據(jù)訪問層的封裝與業(yè)務邏輯層進行信息交互;網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通過UDP Server接收監(jiān)控管理平臺廣播的環(huán)境數(shù)據(jù)。業(yè)務邏輯層由業(yè)務核心、后臺服務(Service)組成。業(yè)務核心負責客戶端業(yè)務邏輯數(shù)據(jù)的填充與轉(zhuǎn)換和核心業(yè)務的實現(xiàn)，如繪制折線圖;服務常駐于后臺，主要進行網(wǎng)絡訪問或者數(shù)據(jù)處理的耗時操作。視圖層由UDP Activity和Message Activity組成。用戶在視圖層進行操作，Activity監(jiān)聽到用戶操作后，通過業(yè)務邏輯層和數(shù)據(jù)層傳遞控制消息到監(jiān)控管理平臺。

圖5　基于Android的智能農(nóng)業(yè)客戶端的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2　無線網(wǎng)絡節(jié)點布局優(yōu)化算法設計

一般，無線傳感器節(jié)點之間的通信距離在35 m～70 m范圍內(nèi)，節(jié)點之間能保持有效通信。如果要使100 m×100 m區(qū)域內(nèi)的覆蓋率達到98%以上，如果采用隨機布置傳感器節(jié)點的方式，大概需要80個傳感器節(jié)點［11］。

為此，本文采用細菌覓食優(yōu)化算法優(yōu)化傳感器節(jié)點分布，其具體思路如下:

(1)初始化算法參數(shù)及初始細菌參數(shù)。這里，每個細菌攜帶的參數(shù)為傳感器節(jié)點的坐標，適應值為細菌攜帶坐標所產(chǎn)生的覆蓋率;

(2)計算當前細菌群的覆蓋率，并作為最佳布局;

(3)遞歸進行細菌趨向操作:計算每個細菌的適應值，并進行旋轉(zhuǎn)、移動和游動操作;

(4)對細菌群進行復制操作:將細菌群中區(qū)域重合多的細菌淘汰，然后選擇不擁擠的細菌進行復制。

(5)進行多次復制后，每個新復制的細菌按概率重新分布到空間中。

(6)若整體覆蓋率達到要求，則退出尋優(yōu)，否則返回步驟(3);

算法通過MATLAB軟件進行30次布局仿真，并同粒子群算法、魚群算法進行比較，仿真結(jié)果如圖6所示。從圖6可知，通過多次仿真的平均值進行比較，采用細菌覓食算法平均需迭代50次即可達到99%的覆蓋率，而其他兩種算法平均需要迭代80次才能達到98%的覆蓋率。因此，基于細菌覓食算法的無線傳感器網(wǎng)絡的覆蓋率最高，即在無線傳感器網(wǎng)絡的覆蓋優(yōu)化性能最好。

圖6　算法布局性能比較

3　試驗設計

為了驗證提出的物聯(lián)網(wǎng)智能農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)的可行性和有效性，在南京宇音力新電子科技生產(chǎn)的物聯(lián)網(wǎng)試驗箱上建立了無線傳感器監(jiān)測網(wǎng)絡。在友善之臂ARM開發(fā)板上移植了Tiny OS操作系統(tǒng)，在管理節(jié)點計算機上安裝了監(jiān)控管理平臺系統(tǒng)軟件，在用戶計算機上安裝了PC客戶端，在用戶智能手機上安裝了Android客戶端，進行了模擬實驗。

無線傳感器檢監(jiān)測網(wǎng)絡成功建網(wǎng)，向監(jiān)控管理中心匯報傳節(jié)點網(wǎng)絡地址、測量數(shù)據(jù)等信息，在監(jiān)控管理平臺上打開UART，監(jiān)控管理平臺系統(tǒng)軟件界面即刻顯示采集到的環(huán)境信息，圖7所示。在子標簽頁，可以查看環(huán)境參數(shù)的實時變化曲線。

圖7　監(jiān)控管理平臺系統(tǒng)軟件的主界面。

當接收到環(huán)境參數(shù)超過閾值，監(jiān)控管理平臺以節(jié)點圖標由綠變紅報警，如果危險等級較高，比如火焰?zhèn)鞲衅?、煙霧傳感器觸發(fā)，則同時以彈出報警窗體、播放聲音方式報警，并記錄消息到log文件中。在監(jiān)控管理平臺上使用歷史分析功能，查詢Access數(shù)據(jù)庫后中，根據(jù)當天采集到的溫度信息，生成了一張數(shù)據(jù)報表，并以時間為橫軸，以溫度值為縱軸繪制了當天溫度的變化情況，如圖8所示。在穩(wěn)定工作的情況下，設定數(shù)據(jù)存儲時間間隔為1 h，這樣，繪制的當天的環(huán)境參數(shù)變化曲線更具有現(xiàn)實意義。

圖8　傳感器節(jié)點在某段時間內(nèi)采集到的溫度信息

在監(jiān)控管理平臺系統(tǒng)軟件上，點擊工具欄的以選擇控制方式。當監(jiān)控管理平臺工作在自動控制模式下的時候，環(huán)境參數(shù)超過閾值便會打開相應繼電器來調(diào)節(jié)環(huán)境;當其工作在手動控制模式下的時候，需要用戶觀察到環(huán)境變化才能手動控制繼電器來調(diào)節(jié)環(huán)境;當其工作在遠程控制或者短信控制模式下時候，用戶可以在手機上打開智能農(nóng)業(yè)安卓客戶端，通過客戶端連接到監(jiān)控管理平臺，觀察到手機接收到的環(huán)境參數(shù)發(fā)生變化的時候，通過點擊控制按鍵以網(wǎng)絡方式或者短信方式控制繼電器以調(diào)節(jié)環(huán)境。安卓客戶端的交互界面如圖9所示。

圖9　基于Android的智能農(nóng)業(yè)客戶端的交互界面。

上述試驗結(jié)果表明:本文設計的監(jiān)控管理平臺系統(tǒng)軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點信息的顯化，能夠處理和存儲農(nóng)田環(huán)境參數(shù)信息，開發(fā)的基于Android的智能農(nóng)業(yè)客戶端，能夠快捷地查看農(nóng)田環(huán)境信息、控制農(nóng)業(yè)自動化設備。

4　結(jié)論

本文針對農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡中網(wǎng)絡節(jié)點信息隱蔽和處理能力有限等特點，提出的一套輕量級的物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)對農(nóng)田環(huán)境的有效監(jiān)測，把農(nóng)田環(huán)境信息以不同的方式快捷地呈現(xiàn)給用戶，同時以不同的方式調(diào)節(jié)農(nóng)田環(huán)境，在實際生產(chǎn)中減少了人力操作，降低了生產(chǎn)成本。此外，為解決農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點布局的問題，提出的一種基于細菌覓食算法的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點的布局策略，具有較大的設計參考價值。

本文提出的物聯(lián)網(wǎng)智能農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)方案和開發(fā)的監(jiān)控管理平臺具有高度的通用性，完全可以應用在其他領域的信息監(jiān)控中，為今后物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測等領域中的進一步研究和應用奠定了很重要的技術基礎。

［1］劉洋，楊維．基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡的管理［J］．中國農(nóng)學通報，2011，27(30):297－302．

［2］龐娜，程德福．基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡的溫室監(jiān)測系統(tǒng)設計［J］．吉林大學學報:信息科學版，2010(1):55－60．

［3］齊莉．物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)智能測控系統(tǒng)的特點、優(yōu)勢及其在溫室大棚的應用［J］．安徽農(nóng)業(yè)科學，2011，39(30):18989－18992．

［4］顏波，石平．基于物聯(lián)網(wǎng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖智能化監(jiān)控系統(tǒng)［J］．農(nóng)業(yè)機械學報，2014，45(1):259－265．

［5］劉強，崔莉，陳海明．物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術與應用［J］．計算機科學，2010，37(6):1－4．

［6］甘淑娟．基于VB．NET與Access的題庫管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)［J］．軟件導刊，2013，12(7):117－119．

［7］Wei Z．Method to Visit Access Database with ADO in VB．NET［J］．Journal of Jiaxing College，2005，3:014．

［8］蔡慶增，孫苓生．基于VB.NET技術的智能抄表管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)［J］．電氣應用，2006，25(3):113－114．

［9］張道德．基于Access數(shù)據(jù)庫的集散式溫度控制系統(tǒng)［J］．微計算機信息，2005，21(1):41－42．

［10］劉敏恒，孫濤，陳繼努．基于VB．NET的智能公交管理系統(tǒng)軟件平臺的開發(fā)［J］．重慶郵電大學學報:自然科學版，2010(z1): 153－156．

［11］林祝亮．基于粒子群算法的無線傳感器網(wǎng)絡覆蓋問題優(yōu)化策略研究［D］．浙江:浙江工業(yè)大學，2009．

［12］彭鳳凌，庹先國，王洪輝，等．基于Android手機與遠程PC的UDP文件傳輸機制［J］．計算機工程與設計，2013，34(10): 3705－3709．

［13］彭鑫，譚彰，黃文君，等．基于Android的工業(yè)控制監(jiān)控軟件設計［J］．計算機工程，2013，39(7):86－89．

［14］趙亮，張維．基于Android技術的界面設計與研究［J］．電腦知識與技術，2009，29(5):8183－8185．

代品宣(1992－)，男，2014年本科畢業(yè)于南京工程學院，獲學士學位，現(xiàn)為江蘇科技大學電子信息學院碩士研究生，研究方向為通信技術及其應用工程;

王青云(1972－)，女，教授，1995年畢業(yè)于東南大學，獲學士學位，2011年畢業(yè)于東南大學，獲博士學位，現(xiàn)為南京工程學院教授，研究方向為信號與信息處理。

EEACC:6150P;6210C10．3969/j．issn．1005－9490．2015．01．038

魯棒的物聯(lián)網(wǎng)智能農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)*

代品宣1，2，王青云1*，梁瑞宇1
(1.南京工程學院通信工程學院，南京210000;2.江蘇科技大學電子信息學院，江蘇鎮(zhèn)江212003)

針對農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡中網(wǎng)絡節(jié)點信息隱蔽和處理能力有限等特點，分別從環(huán)境監(jiān)測、數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)控制等方面提出了一套輕量級的物聯(lián)網(wǎng)控制方案，開發(fā)了一款由后臺數(shù)據(jù)庫和前端管理軟件組成的監(jiān)控管理平臺。同時，為了解決農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點的布局問題，提出了一種基于細菌算法的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點布局策略。試驗結(jié)果表明，基于客戶端/服務器模式的物聯(lián)網(wǎng)控制方案、基于細菌覓食算法的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點布局策略，能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)田信息的精確采集、傳輸、存儲、顯示以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動化操作。

物聯(lián)網(wǎng);農(nóng)業(yè)環(huán)境;細菌覓食算法;農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)

TN926;S31

A文獻標識碼:1005－9490(2015)01－0178－06

2014－03－20修改日期:2014－04－12

項目來源:南京工程學院基金項目(ZKJ201202);南京工程學院人才培養(yǎng)工程專項項目