基于物联网的农机信息化平台设计与研发

基于物联网的农机信息化平台设计与研发

黄勇刚

保定市农机监理所河北省保定市071051

摘要：信息技术已经普遍应用于社会各个行业，深刻影响了我国传统行业，随着科技的快速发展，传统的农业耕作模式已经不适应我国农业经济的发展要求。农业机械与物联网技术有效结合，可以促进我国农业的生产效益。

关键词：物联网；农机；信息化平台

1物联网的特点

随着物联网在各行各业的应用越来越广泛和深入，社会对物联网的认知也在不断地提升。物联网的本质就是实现了人和人、物体和物体以及人和物体之间的相互连通。物联网的本质是具有一定的智能性，所以物联网连接的物体具有以下特点：

（1）具备普通物体的物理特性，比如，名称、重量、大小、颜色等等；

（2）具备一定的接收和发送信息的能力；

（3）具备一定的存储功能，能够存储收集的信息；

（4）具备地址，即可用于物体通信的字符串，能够被机器读取；

（5）具备一定的计算能力，能进行简单的信息获取和处理较为复杂的计算。

基于物联网环境中的物体特性，与传统互联网相比较，物联网能够使用感知技术通过传感器识别和采用大量信息，在通过互联网实现信息沟通和共享，而且能够不受地理环境和时间的限制，随时进行交互，提供实时服务。物联网相比较于传统的互联网，具有如下特点：

（1）全面感知以及感知技术的广泛应用。物联网连接的是物体，必须能感知物体，赋予物体智能，以便能实现对物体的感知。物联网与传统互联网不同，它在连接的物体端上安装了大量的传感器，这些传感器有不同的型号，所以采集的信息就存储为不同的格式。传感器是部署在物理世界的物理设备，所获取的是实时性的数据，所以传感器要按一定的频率采集相关信息，并且周期性地更新和发送数据。

（2）建立在互联网上的广泛型网络。物联网是在互联网的基础上的扩展和延伸，所以互联网的核心技术就是物联网的核心技术。物联网通过有线网络或者无线网络将物体的信息实时地收集并传输出去。传感器周期性采集的信息要进行传输需要网络，由于传感器采集的信息格式不同和海量的信息，为了保证数据信息及时正确地传输，必须采用各种异构的网络协议。

（3）可靠的传输网络将信息实时传输。物联网通过传感器收集各种信息，而这些信息通常是具有实时性和动态性，所以要依靠可靠的传输网络，否则信息在传输过程中延迟或者是出错，那么信息将失去价值。

（4）智能处理和智能控制能力。物联网要实现对物体的信息远程获取、实时监控、信息共享等智能处理。物联网中大量运用了云计算、模式识别等智能技术，实现对物理设备上的信息的远程获取、对物理环境实时监控和进行模式识别，把传感器收集的大量信息进行筛选和处理，从中提取出有实际意义有用的数据，进而满足不同用户的不同需求。

2系统界面实现与调试

2.1Web端功能设计

Web端作为云平台的客户展现层面和后台管理层，其导航栏主界面，如图1所示。主要包括登录模块、新品研发、农机监控、农机管理、平台企业管理、农机生命周期管理、数据信息、智能终端管理、账号管理和角色管理九大模块。登录模块是每个后台系统都具有的基本模块，本平台系统实现了用户的登录、验证和注册功能，用户在输入账号密码经过验证之后，可登录系统后台，查看使用系统相关功能。企业可以点击注册，然后通过注册界面进行账号注册，需要填写相应的账号、密码、手机号、邮箱、公司名和公司主页等信息完成注册，注册完成之后可以登录系统，但是必须要管理员授予该账号相应的权限。

2.2移动端功能设计

移动客户端作为移动展现层，目前的安卓版本采用原生开发，与Web端数据同步，主要实现功能为农机信息远程监测查看和数据统计等，模块配置和权限管理依然由Web后台管理。移动端后台实现方式主要通过调用WebService接口，将后台数据传输给手机，从而便于农机田间作业人员和移动客户直接用手机查看相关数据，主要功能包括基本功能、农机列表、监控详情、数据统计和巡检信息上传。手机APP端与网页端均调用相同的后台服务，账号角色、农机权限等管理功能集中在网页端。手机移动客户端基本功能包括用户登录和个人信息两大部分。登录功能通过Token的方式加密，验证用户的个人信息是否符合登录条件，并检索该登录请求用户的操作权限，之后才可查看到该用户权限所属的农机相关信息。用户打开农机信息化手机APP之后会显示登录页面。用户输入账号密码点击登录按钮，应用程序后台便会调用WebService登录验证接口，发送用户输入的登录信息，服务端接收到相应信息，首先在数据中心相应用户表中查找是否存在该账号，若存在则继续验证其密码的正确性，正确即可登录显示设备列表界面，否则返回错误标志，要求用户重新输入账号密码。个人信息页面可用于查看当前手机客户端版本信息、设备信息、修改密码和基本设置等功能，用于用户对自身信息的查看和修改。

数据统计信息的曲线绘制开发使用了MPChart插件，用于为用户展现农机监测信息的数据可视化统计，包括历史曲线变化、运行状态统计等。

数据上传功能主要用于设备不便采集的农田和农机环境数据，需要用户手动采集上传，以及农机相关设备的巡检信息上传，可支持文字和图片上传，在对应的农机设备下点击上传图标，输入上传信息，然后添加相关图片，提交即可完成上传。

3功能模块设计与实现

3.1新产品研发模块

新产品研发主要应用场景是农机企业和研究机构在研发新型农机产品时，企业可以在该模块中对自己的研发进度和产品进行配置，用定制化的农机智能终端实现对研发过程中需要采集的关键性指标进行实时监控和数据采集，为后期农机的升级改造和研发优化提供数据化支持，利用平台的数据分析和决策，判断当前研发农机的运行状况，从而找出其有待优化之处，为农机研发的稳定性、可靠性和高效性提供有力支持。如在研发新的旋耕机型时，根据农机智能终端检测的旋耕机刀头受压数据，结合刀头受压形变系数和刀头材料性质，由此压力测试所得数据，判断当前材料是否符合该旋耕机的作业环境，从而不断调整研发策略，保证产品上线的成功。该模块的基本流程和操作，包含新产品的查询、增加、删除、修改和版本升级。查询功能可以根据农机编号、选定机型和生产日期（开始时间或者结束时间）来过滤列表，也可以根据农机状态，即其是否在线运行来筛选。

3.2农机监控模块

农机在增设了本系统配置的农机智能终端之后，在开机作业状态下就会实时将GPS经纬度信息上传到平台数据中心，在WEB客户端和手机客户端均可以查看到当前农机的位置信息，便于企业管理农机的主要作业区域，为后期相关决策做前期的数据准备。

4结语

随着科技水平的不断提升，促进了我国农业生产技术、设备的信息化发展，为我国农业的发展提供了技术保障，在提升农业生产效率的同时大大降低农民的作业负担。可见，物联网农机信息化平台的应用推广，提高农业机械设备的自动化、智能化水平是极为必要的，对提升我国农业经济的发展水平有着极大的促进作用。

参考文献：

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[4]张晨，王聪.浅谈农业物联网技术与农业机械化发展[J].农业工程技术，2016，36（18）：60-61.