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　　作物信息無線監測系統

　　作物信息無線監測系統是托普物聯網基于GPRS無線傳輸技術，為解決農作物水分信息的快速獲取和無線遠程傳輸而提出的一套完整方案。

　　一、作物信息無線監測系統的設計背景

　　對作物水分狀況進行準確、快速、可靠的評價，是以實時監測和診斷與作物水分狀況密切相關的作物水分信息為基礎的。因此作物信息無線監測系統是實施灌溉決策和管理的重要基礎，也是現代農業技術體系和精量灌溉工程系統的一個重要組成部分。而先進、可靠的作物水分信息采集技術、數據傳輸技術和采集設備．則是精準、快速、連續獲取作物水分信息的基礎保障。目前作物水分的數據采集、傳輸多為有線方式，而無線的數據傳輸方式相對較少。本文所闡述的作物水分無線遠程傳輸和監測系統即作物水分信息通過傳感器采得信號，經PTM一48M處理后。通過GPRSDTU及GPRS、Internet網絡進行數據傳輸。數據中心根據接收的數據進行決策。實現了作物水分信息的無線實時傳輸，為實時診斷作物水分狀況提供了依據和保證。

　　隨著農業科技的發展，以及國家對三農的的高度重視，特別是國家2012農業國家一號文件頒發后。國家科技園、各大農業園區、農場等農業機構企業積極尋求在良種培育、節本降耗、節水灌溉、農機裝備、新型肥藥、疫病防控、加工貯運、循環農業、海洋農業、農村民生等方面的高新技術，力求突破現存的農業技術瓶頸，真正實現現代化農業。

　　浙江托普儀器有限公司和浙江大學合作積極響應科技興農政策突出農業科技創新重點，研發出農業物聯網智能控制系統通過通過射頻識別（rfid）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備等新型技術將農業和互聯網連接起來提大大提高了農業生產的工作效率和精細管理，避免了“瘦肉精”、“毒辣椒粉”、“紅心鴨蛋”等問題的再次發生，保證了食品的安全和產量。

　　目前此物聯系統已在全國多家科技園、示范園區、農場、科研所、院校等區域成功運行，技術穩定成熟，功能齊全。為在農業種植業、畜牧養殖業等領域的生產關鍵環節建立智能化控制、信息化管理的現代農業項目提供了強有力的技術支持。物聯網的實施將大大提高國家推進科技創新增強農產品的步伐。農業物聯網將開啟農業生產騰飛的新篇章。托普農業物聯網核心產品均屬于自有品牌，自主研發生產。

　　托普農業物聯網系統主要包括三個層次：

　　感知層：采用各種傳感器（如溫濕度、光照、CO2、風向、風速、雨量、土壤溫濕度等）獲取植物的各類信息。

　　傳輸層：信息通過無線網絡傳輸系統和信息路由設備傳到控制中心，各個節點可以自由配對、任意監控、互不干擾。

　　應用層：根據WSN獲取植物實時生長環境。圖溫濕度、光照參數等，收集各個節點的數據，進行存儲和管理實現整個測試點的信息動態顯示，并根據各類信息進行自動灌溉、施肥、噴藥、降溫補光等控制、對異常信息進行自動報警。加裝攝像頭可以對每個大棚和整個園區進行實時監控。

　　二、作物信息無線監測系統中GPRS的概述及技術優勢

　　GPRS(GeneralPacketRadioService．通用無線分組業務)作為第二代移動通信技術GSM向第三代移動通信(3G)的過渡技術，是一種基于GSM的移動分組數據業務，面向用戶提供移動分組的IP或者X．25連接。GPRS在現有的GSM網絡基礎上疊加了一個新的網絡．同時在網絡上增加一些硬件設備和軟件升級。形成了一個新的網絡邏輯實體，提供端點到端點的、廣域的無線IP連接。GPRS是一項高速數據處理的技術。它以分組交換技術為基礎，用戶通過GPRS可以在移動狀態下使用各種高速數據業務，包括收發E—mail、進行Internet瀏覽等。GPRS采用分組交換技術，每個用戶可同時占用多個無線信道，同一無線信通過各種網關和路由到數據中心(如圖2所示)。道又可以由多個用戶共享。資源被有效的利用。使用GPRS，數據實現分組發送和接收，用戶永遠在線且按流量、時間計費，迅速降低了服務成本。GPRS網絡結構如圖1。

　　GPRS的技術優勢如下：

　　(1)GPRS一個最“招人”的特點就是“永遠在線”。GPRS采用的是分組交換技術，不需要像Modem那樣撥號連接．用戶只有在發送或接收數據時才占用資源。

　　(2)支持中、高速率數據傳輸，可為每個用戶提供9．05～171．2kbit／s的數據傳輸速率。

　　(3)GPRS網絡接人速度快，提供了與現有數據網的無縫連接。

　　(4)GPRS的設計使得它既能支持間歇的爆發式數據傳輸，又能支持偶爾的大量數據的傳輸。GPRS能在O．5～1秒之內恢復數據的重新傳輸。

　　(5)GPRS的安全功能同現有的GSM安全功能一樣。不過GPRS使用的密碼算法是專為分組數據傳輸所優化過的。

　　(6)用戶數據在MS和外部數據網絡之間透明地傳輸。它使用的方法是封裝和隧道技術。

　　(7)覆蓋較好，與現有無線數據網絡(集群、雙向傳呼、CDPD、CDMA)相比，其網絡覆蓋是最好的。

　　三、作物信息無線監測系統整體框架圖

本系統由上位機(數據中心)、下位機(PTM一48M)、通信系統(GPRSDTU、GPRS網絡、Intemet、校園網)三部分組成。主要是通過PTM--48M所攜帶的土壤水分等各類傳感器采集的數據信息通過串口通訊RS一232到GPRSDTU然后GPRSDTU將數據打成IP包，經GPRS空中接口接入無線GPRS網絡。由移動服務商轉接到Internet。到教育網一校園網。最終通過各種網關和路由到數據中心(如圖2所示)。

　　四、結論

采用無線數據傳輸方式，不僅減少線路敷設，降低成本。還具有很大的靈活性。基于GPRS平臺的應用現已在國內外多個領域出現，且呈現出良好的發展態勢。本文采用GPRS技術設計的作物水分精確監測和遠程傳輸系統，目前正在測試階段，能為農業決策提供有效的依據。隨著GPRS技術和信息采集技術的不斷發展，本系統將會進一步完善和成熟，且有著廣泛的應用前景。

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