摘要：鴻蒙操作系統(tǒng)是一款功能強大、技術先進的分布式操作系統(tǒng)，其分布式架構、高性能的PIC技術、微內核等基本功能優(yōu)勢被廣泛地應用于各種領域中。隨著智慧農業(yè)的發(fā)展，智慧農業(yè)系統(tǒng)逐漸出現了局限性和不確定性?；邙櫭刹僮飨到y(tǒng)的智慧農業(yè)系統(tǒng)可以有效地改善現階段智慧農業(yè)系統(tǒng)的不足?；诖耍瑢υ撓到y(tǒng)的建設進行研究，以期為農業(yè)信息化和智慧農業(yè)的發(fā)展提供參考。

關鍵詞：智慧農業(yè)系統(tǒng)鴻蒙操作系統(tǒng)硬件軟件

ConstructionofaSmartAgricultureSystemBasedontheHarmonyOS

DUPengxuan

NingxiaPolytechnic，Yinchuan，NingxiaHuiAutonomousRegion，750000China

Abstract：TheHarmonyoperatingsystem（HarmonyOS）isapowerfulandtechnologicallyadvanceddistributedoperatingsystem，withitsbasicadvantagessuchasdistributedarchitecture，high-performancePICtechnology，andmicrokernel，itiswidelyusedinvariousfields.Withthedevelopmentofsmartagriculture，limitationsanduncertaintieshavegraduallyemergedinsmartagriculturesystems.AsmartagriculturesystembasedonHarmonyOScaneffectivelyimprovetheshortcomingsofthecurrentsmartagriculturesystem.Basedonthis，researchisconductedontheconstructionofthesystem，inordertoprovidereferenceforthedevelopmentofagriculturalinformatizationandsmartagriculture.

KeyWords：Smartagriculturalsystem;HarmonyOS;Hardware;Software

鴻蒙操作系統(tǒng)是一款高性能、穩(wěn)定且開放的分布式操作系統(tǒng)，為智慧農業(yè)的建設提供了強有力的技術支撐。其采用分布式架構，支持彈性擴展和傳感器網絡，能夠實時地監(jiān)控和管理農田的環(huán)境信息，滿足農業(yè)生產對于系統(tǒng)運行的要求。并且，其具備強大的智能化能力，通過機器學習和深度學習算法，對大數據進行分析和處理，提供智能決策支持，助力農業(yè)生產的自動化和精準化。同時，其還是一個開放的生態(tài)系統(tǒng)，可以與其他所有設備和應用進行無縫對接和互聯互通，為構建全面的農業(yè)信息化平臺提供可能[1]。基于此，本文就對基于鴻蒙操作系統(tǒng)的智慧農業(yè)系統(tǒng)建設進行了深入的分析和探討。

1鴻蒙操作系統(tǒng)的基本概述

鴻蒙操作系統(tǒng)（HarmonyOS）是華為公司開發(fā)的一款分布式操作系統(tǒng)，于2019年8月9日正式發(fā)布，旨在創(chuàng)造一個超級虛擬終端互聯的世界，將人、設備和場景有機地聯系在一起，實現多設備間的極速發(fā)現、極速連接、硬件互助和資源共享。其技術特性包括分布式架構、確定時延引擎、高性能IPC技術、微內核架構。

（1）分布式架構通過公共通信平臺、分布式數據管理、分布式能力調度和虛擬外設四大能力，對應用開發(fā)者屏蔽相應分布式應用的底層技術實現難度，使開發(fā)者能夠像開發(fā)同一終端一樣開發(fā)跨終端分布式應用。（2）確定時延引擎可在任務執(zhí)行前分配系統(tǒng)中任務執(zhí)行的優(yōu)先級，以及對時限進行調度處理，降低應用響應時延。（3）高性能IPC技術極大地提高了進程間通信效率，較現有系統(tǒng)提升5倍。（4）鴻蒙操作系統(tǒng)采用全新的微內核設計，擁有更強的安全特性和低時延等特點，微內核只提供最基礎的服務，如多進程調度和多進程通信等，在內核之外的用戶態(tài)盡可能多地實現系統(tǒng)服務，并加入相互之間的安全保護[2]。

目前，鴻蒙操作系統(tǒng)已被廣泛地應用于智能家居、智能穿戴、智能車載、智能教育等領域，并取得了顯著的效果。截至今日，該系統(tǒng)已經歷經了多次的升級和擴展，例如：2023年8月4日，華為正式發(fā)布了鴻蒙4（HarmonyOS4）操作系統(tǒng)，并發(fā)布了鴻蒙Next（HarmonyOSNext）操作系統(tǒng)開發(fā)者預覽版。

2基于鴻蒙操作系統(tǒng)的智慧農業(yè)系統(tǒng)的建設

2.1系統(tǒng)框架的設計

基于鴻蒙操作系統(tǒng)的智慧農業(yè)系統(tǒng)的整體框架需要有兩個檢測終端，即數據采集傳感器和聯動控制設備，還需要包括物聯網平臺、服務器數據分析與Harmony盒子。

數據采集傳感器包括土壤溫濕度傳感器、光照溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器，聯動控制設備包括風機、水泵、補光燈、噴淋和卷簾電機，這兩者都是通過RK2206單片機來對大棚的溫度、濕度、二氧化碳含量、光照度等進行實時的監(jiān)測。Harmoney盒子作為中控裝置，其主要是采用RK3568來進行鴻蒙系統(tǒng)的運行，該中控裝置配有顯示屏，可以隨時切換顯示各種數據，還可以繪制數據變化的曲線圖。物聯網平臺、數據采集傳感器、聯動控制設備、RK3568鴻蒙盒子都采用MQTT協議通信，與服務器數據分析進行HTTP協議通信，以此來實現數據的存儲于分析[3]。

2.2硬件系統(tǒng)的設計

基于鴻蒙操作系統(tǒng)的智慧農業(yè)系統(tǒng)的硬件主要包括傳感器和設備，如環(huán)境溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器、光照度傳感器、土壤溫度水分傳感器、水泵、風機、遮陽簾、補光燈等，主要的電路模塊包括RK2206核心模組、電機驅動電路、水泵控制電路、程序下載與調試電路等。由RK2206核心模組來對各個設備進行連接，以此來對數據進行采集、發(fā)送和控制。

2.3軟件系統(tǒng)的設計

基于鴻蒙系統(tǒng)的智慧農業(yè)軟件系統(tǒng)需要包括四大模塊，即RK2206監(jiān)測終端、ThingsCloud物聯網平臺、RK3568開源鴻蒙盒子、后臺服務器。

RK2206監(jiān)測終端為感知層，其在初始化硬件配置連接參數后就會連接MQTT訂閱主題，并且每隔1h就采集傳感器數據和執(zhí)行器的狀態(tài)數據，然后進行發(fā)布，詳見圖1。發(fā)布后的數據傳輸到ThingsCloud物聯網平臺，開啟數據庫服務，然后進行規(guī)則引擎、數據流轉與大屏展示。數據流轉會轉到RK3568鴻蒙盒子，其通過連接MOTT，下發(fā)閾值屬性和執(zhí)行器控制命令，并獲取實時數據并展示，獲取1～30d的歷史數據，繪制環(huán)境因素曲線。同時，數據流轉也會流轉到后臺服務器，由后臺服務器開啟WEB服務，然后開啟數據庫服務，并連接鴻蒙盒子獲取歷史數據，繪制環(huán)境因素曲線。

3基于鴻蒙操作系統(tǒng)的智慧農業(yè)系統(tǒng)的測試

智慧農業(yè)系統(tǒng)建設完后，需要進行測試，測試及格后，就可以正式投入使用。該系統(tǒng)建設完后，其主頁面詳見圖2，可以根據每一個框架查看不同的信息。例如：通過環(huán)境監(jiān)測區(qū)，可以查看實時數據；土壤環(huán)境實時監(jiān)測區(qū)除了監(jiān)測溫度和濕度外，還監(jiān)測設備的運行狀態(tài)；點開最近30d、7d等不同時間周期的數據顯示區(qū)，會以圓柱圖表的形式顯示環(huán)境溫度、濕度、土壤水分等；在設備控制區(qū)，查看哪個執(zhí)行器，其相應的圖標就會被點亮，意味著設備正在運行。在測試過程中，可以根據實際情況選擇不同的模塊進行操作。

在應用該系統(tǒng)前，要先進行設置，例如，設置環(huán)境因素的高低限位，這樣，系統(tǒng)在自動控制時，如果遇到超出限位的情況時，則其就會發(fā)送報警信息或自行處理[4]。以灌溉為例，當監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測到土壤水分低于下限時，就會自動開啟水泵來進行灌溉，灌溉的周期也可以根據農業(yè)的實際情況進行“每天、每周或者每年”等周期進行調整。當系統(tǒng)設置和測試成功后，就可以投入使用。有條件的話，還可以開發(fā)基于鴻蒙操作系統(tǒng)的智慧農業(yè)系統(tǒng)的App，以方便操作人員通過手機就可以對農業(yè)狀態(tài)進行監(jiān)控和操作[5]。

4結語

綜上所述，基于鴻蒙操作系統(tǒng)的智慧農業(yè)建設是現代農業(yè)發(fā)展的重要方向之一，其分布式架構可以將不同農田、農場和農業(yè)生產環(huán)節(jié)的數據進行集中管理和統(tǒng)一分析，從而提高數據處理的效率和準確性。并且，其對各種農業(yè)傳感器、設備和智能控制系統(tǒng)具有良好的兼容性，可以實現多設備的互聯互通和協同操作。因此，在智慧農業(yè)系統(tǒng)建設中，可以通過利用鴻蒙系統(tǒng)的高性能、穩(wěn)定性和智能化能力等優(yōu)勢，構建全面的農業(yè)信息化平臺，提升農業(yè)生產的智能化水平，實現農業(yè)現代化技術的創(chuàng)新和發(fā)展。

參考文獻

[1]于軍政，鄧鵬，陳凱鵬，等.基于華為鴻蒙的智能路燈控制系統(tǒng)設計[J].長江信息通信，2024，37（5）：130-132.

[2]陳凱鵬，鄧鵬，于軍政，等.基于華為鴻蒙的智能物流控制系統(tǒng)設計[J].長江信息通信，2024，37（5）：127-129.

[3]李笑瑜，朱俊，楊珍書，等.基于無人機平臺的智慧農業(yè)系統(tǒng)研究與應用[J].南方農機，2024，55（3）：34-36.

[4]羅玉海，王椿曦，熊正燁.基于鴻蒙系統(tǒng)和OTA技術的農業(yè)大棚測控系統(tǒng)[J].現代農業(yè)裝備，2023，44（6）：31-37，75.

[5]胡淵.基于龍芯1C的鴻蒙LiteOS-M最小系統(tǒng)移植研究[D].太原：太原理工大學，2023.