文章编号：1004-6429（2019）06-0062-03
SHANXISCIENCEANDTECHNOLOGY圆园19年第34卷第6期
收稿日期：2019-10-09
农业物联网平台的整体架构设计及实现
付裕峰
（山西省科学技术厅信息中心，山西太原，030002）
摘
要：“三农问题”是打赢脱贫攻坚战的重中之重，为加快山西省农业信
*
息化、智能化水平，山西省大力推动物联网技术在农业农村的应用。重点阐述了山西省农业物联网平台的整体架构，为山西省农业物联网的应用提供示范。
关键词：农业物联网；架构；设计中图分类号：S126
文献标识码：A
1研究背景
近年来，山西省委、省政府坚持把解决“三农”问题
术，掌握并展示山西省各点数据，动态分析，可大力促进山西省农业科技示范效应。
作为转型跨越发展的重中之重，以促进农民收入翻番为核心，加快农业现代化步伐，大力开展扶贫攻坚工作，全省呈现出农业增效、农民增收，农村和谐的良好局面。
2
山西省现有耕地369.25万hm（5538.76万亩），主
2平台的整体架构
物联网平台是基于目前的互联网、信息流、移动通
信技术等来架构，基于物联网平台的用户可以按需接入自身所需的设备，简单轻松地实现物联网环境下的业务逻辑。
农业物联网平台的整体技术架构采用Java语言进行系统底层开发，实现系统基本功能操作。系统采用B/S架构，系统的核心功能部署在Server端，用户只需要通过Browser端即可访问，以降低客户端和服务端的维护成本。为了降低代码模块之间的耦合度，降低开发、扩展难度，运用MVC模式，按照模型（Model）、视图（View）、控制器（Controller）来进行分层，完成软件开发。系统采用了当今比较流行的WEB开发技术，应用集成了Spring、SpringMVC、Hibernate的SpringMVC框架，与MVC模式结合，以提高开发的效率和规范性。系统采用MariaDB数据库应用于督办系统的数据管理工作。移动端开发采用React，React拥有较高的性能，且代码逻辑简单，开发效率高，越来越多地在移动开发中使用。
农业物联网平台整体技术解决方案采用目前主流的物联网平台的三层架构模式，即感知层、网络层、应用层，具体架构如图1所示。
物联网应用层：农业物联网平台作为山西省科技
要粮食作物有小麦、高粱、豆类和薯类；经济作物有棉花、烟叶、甜菜、胡麻、油菜籽等。大同、太原、忻州、临汾和运城等盆地是山西省的主要农作区。农业基础比较薄弱，农民增收相对缓慢，是山西的基本省情。因此，全面建设小康社会目标，重点在农村；山西在全面转型中赶超跨越，难点在农业。
农业现代化是山西转型发展、跨越发展的根本依托之一。对于山西省而言，农业现代化就是依靠特有的农产品资源禀赋，切实加快农业产业化步伐，着力推进县域工业化，做大做强县域经济，扎实推进新农村建设，走出具有特色的现代农业发展之路。利用现代科技的物联网技术，实时、动态地掌握山西省内各项农业产业结构以及农业数据，是准确分析山西省农情的一种必要手段。因此，着力推广生产新技术、新模式，采用物联网技术，实时获取示范点的数据，利用大数据分析技
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业信号采集与分析关键技术开发示范”。
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*基金项目：国际合作项目“基于物联网技术的农
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（1）设备管理。设备管理主要包括设备类型管理和设备管理，设备类型管理主要是指平台在后台对设备类型进行分类定义，包括对土壤温度、土壤湿度、空气温度、空气湿度、二氧化碳、光照度等信息采集的设备的定义；设备管理主要是对设备的数量、部署区域、运
图1
平台架构图
行归属等进行管理。
（2）用户管理。用户采用组管理模式，主要分为管理组、园区组和专家组，平台根据组织、用户分层级对具体用户授权。用户类型分为授权用户和注册用户。管理组采取授权模式，其他组用户采取注册模式。
（3）数据监测。实时监测土壤水张力、土壤温湿度、水位、溶氧量、pH值等通过设定报警阈值，当土壤数据异常时，如湿度过高，系统自动发出预警消息，提醒工作人员查看管辖范围内的各个园区的大棚情况，以图文的形式展示数据，并在监控台中展示。
（4）视频实时监测。园区可以根据实际需求，接入视频监控设备，对园区实行实时监控。
（5）知识库管理。精准农业是农业可持续发展的方向和主要途径，而农业技术是基础和核心，系统通过将各类数据集成，建立分析模型，按照各类数据来源进行拆解、组装，最终形成一个基础知识库。基础知识库为后续的智能分析提供最可靠的技术保障，会伴随着生产过程的不断持续而丰富起来，系统会越来越智慧，为今后的生产指导、预警预报提供越来越准确的指导。
（6）专家答疑。平台按照产业和地域两个维度，整合山西省优势农业专家资源，将专家的知识和经验在线共享，并对农业用户提出的问题进行答疑。
特派员创新服务平台4个子平台中的核心平台，主要实现省内部分示范区域的远程监控和数据采集，是未来加载各类农业信息化服务的基础平台，可以为将来丰富的基于物联网的应用提供核心平台，将物联网技术与行业信息化的实际需求相结合，是实现农业智能化应用的最终解决方案。
物联网网络层：物联网应用的可能性本质取决于通信网络的高速发展，依赖高速发展的移动通信网络，利用移动网络进行数据的高速传输是物联网的通道支撑，为物联网的广泛应用提供了基础支撑。
物联网感知层：未来的信息技术发展，会带来的革命是万物互联。互联的基础是万物传感，感知层负责所有信息采集终端的信息采集、传输，众多的传感技术、射频技术、音视频技术、编解码技术为物联网感知层信息的长距离、高质量传输提供了可能。丰富的感知终端、编解码设备、协同处理设备、数据传输技术、自组织组网技术、协同信息处理技术、信息采集中间件技术等是实现物联网全面感知的关键技术保障。
农业物联网平台以农业生产者为核心，充分利用移动网络资源，将感知终端实时采集的各类数据传送至物联网数据中心，结合智能专家知识库，为广大用户提供专业的农作物生长解决方案，并提前做出各类病虫害预警，以辅助生产者，最大化保障广大生产者的劳动果实。
3平台的功能结构
平台总体设计目标：通过农业物联网平台能够示
图2
农业物联网平台
范性地展示我省农业特色资源；提供区域内农业企业在线监控和监控数据展示；为及时掌握和管理农业生产一线的风险点和隐患点提供数据支撑。系统要求运行稳定、安全可靠，同时具有易维护性和易操作性。平台功能包括前台展示和后台管理两大部分，具体功能结构如图2所示。
4农业物联网平台建设的必要性
当前，我国进入全面实现小康社会的攻坚阶段，脱
贫攻坚作为“三大战役”之一，是山西省农业农村工作中的重中之重，特别是在农业生产、农产品溯源、病虫
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害防治等方面急需现代信息技术给予支撑。山西省存在特色产业集群没有形成，农业效益不高，竞争力不强，资源优势尚未完全转化为产业优势、品牌优势和竞争优势，农产品加工业发育不足，尤其是精深加工严重滞后等问题。为提高农业智能化水平和精准化水平，项目实施期间构建的农业物联网平台，对加快发展农业精准种植新模式，利用物联网技术获取土壤环境、病虫灾害、气象环境等信息，精确控制农业投入，提升生产效率和打赢脱贫攻坚战具有重要意义。
参考文献
［1］冯科，窦子豪，王宪伟，等.浅谈山西省物联网发展
现状及未来［J］.科技与创新，2017（16）：52；55.［2］工业和信息化部办公厅.关于全面推进移动物联网（NB-IoT）建设发展的通知：工信厅通信函﹝2017﹞351号［A］.2017-06-16.
［3］李秀珍，李方舟，王军，等.山西省特色现代农业发展现状及对策［J］.现代农业科技，2017（21）：260.
（责任编辑：孙
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硕）
作者简介：付裕峰，女，1976年生，山西省科学技术
厅信息中心研究员。
TheOverallArchitectureDesignandImplementationofAgriculturalInternetof
ThingsPlatform
FUYufeng
ABSTRACT：“Threeruralissues”isthetoppriorityinthefightagainstpoverty.Inordertospeedupthelevelofagriculturalinformatizationandintelligenceinourprovince，ourprovincevigorouslypromotestheapplicationofinternetofthingstechnologyinagriculturalandruralareas.ThispaperemphaticallyexpoundstheoverallarchitectureofShanxiAgriculturalInternetofThings.
provincialagriculturalinternetofthingsplatform，whichprovidesademonstrationfortheapplicationofShanxiProvincialKEYWORDS：agriculturalInternetofthings；architecture；design
（上接第61页）灵州道复原研究［J］.云南大学学报（社会科学版），2017，16（05）：55-62.
［10］张萍.GIS技术与二千年丝绸之路道路复原研究的新思路［J］.中国史研究动态，2017（02）：57-61.［11］张志坤.基于GIS与可达性的南方丝绸之路经济
带时空演变研究［D］.昆明：云南师范大学，2017.
（责任编辑：尉敬涛）
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作者简介：任宏，女，1980年生，山西财经大学资
源环境学院讲师。
InformationConstructionofBusinessRoadBasedonGISTechnology
RENHong
ABSTRACT：Inviewofthecurrent“digitalsilkroad”asbackgroundoftraderouteinformatizationresearchhotspot，oftraderouteinthestudyareaisdesigned，itsspatialpatternandcharacteristicsoftimeandspaceareanalyzedwiththeofArcGISplatform。
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basedontheliteraturecarding，cartographyandmappingtheoryandGISvisualizationmethods，thespatialdataframework
KEYWORDS：traderouteinformatization；spatialdatabase；ArcGIS；spatialpattern
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