基于三网融合的农业生产控制系统的研究

摘 要：农业生产控制系统，利用传感器网络对农作物生产环境进行实时监控，为发展现代农业提供了新的技术支撑。国家支撑计划项目的投入显示农业生产控制系统能够大幅度地提高农业生产效益，增加农业经济效益，为进一步提高农业生产效率、增加农业经济效益，必须进一步研究农业生产控制系统，形成精细农业生产控制系统研究体系。

关键词：三网融合；无线传感网络；Android

农业生产控制系统目前尚处于研发阶段，整个市场并不成熟。精细农业生产利用无线传感网络实现对农作物生长环境实时监控，但依旧没能将农业从业人员从农业生产环境中解脱出来，依旧无法做到随时随地进行实时监控。随着农村通信设施逐步改善，本文将借助于3G网络，开发一套基于Android平台的农业生产监控软件，进而实现随时随地对生产进行监控的能力。

第一章 绪论

一、课题研究背景

农村信息化是通讯技术和计算机技术在农村生产、生活和社会管理中实现普遍应用和推广的过程。农村信息化是社会信息化的一部分，不仅包括农业信息技术，还包括微电子技术、通信技术、光电技术等在农村生产生活管理等方面普遍而系统应用的过程。借助于农村信息化，传统农业将会迎来新的挑战和机会，农村信息化也是传统农业发展的必然趋势。本文旨在利用无线网络、计算机网络、通信网络实现一个易用性强、可实时交互、远程控制的温控系统。

二、生产控制系统概述

整个系统在结构和功能组织上分为以下几个部分：

1.无线传感器网络；

2.Web网站服务器；

3.Android手持终端软件。

无线传感网络由随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信模块的微小节点构成，利用各个节点内置的传感器测量其周边环境的热、红外等信号，进而获得包括温度、湿度、光强度、加速度等众多物理信号，此外还可以对节点进行反馈控制。

Web网站服务器模块主要需要实现在浏览器端和手持终端的数据监控和反馈控制功能，实现终端部分实时动态信息的展示，Android手持终端软件则通过通信网络，实现随时随地对信息的获取。

第二章 国内外研究现状及研究的内容

一、国内外研究现状

近年来，国外如新西兰、以色列、荷兰等国在设施农业中研究和生产方面已达到很高的水平。我国近年来，塑料大棚和日光温室为主体的设施农业正迅速发展。与国外相比，科技含量低、劳动强度大、生产水平和效益低下等问题依旧存在。因此，迫切需要改进现有农业技术，进一步提高我国农业设施的整体水平。

要实现高水平的农业设施，涉及众多关键技术，环境信息的获取也是关键技术之一。开发性能价格比高的设施农业用传感器是当务之急，传感器技术已经发展为21世纪的一项重要技术，重视传感器在设施农业中的应用是势在必行的。

目前而言，国内外针对传感器、传感器网络与通信网络的研究项目很多。针对传感器与通信网络的研究和实现已经成为该领域的热点之一，相信在不久的将来，随着网络触手可及和设备高度智能化，传感器网络与通信网络将会扮演着着至关重要的角色。

二、课题研究的内容及意义

随着农村信息化以及三网融合的不断发展，农村通信基础设施已得到了迅猛发展，利用互联网进行信息发布和资源的共享已变得越来越成熟。但是，目前我国农业整体技术水平还比较低下，还具有长足的发展空间，农业生产整体上停留在粗放型、劳动密集型水平，产业技术投入有待增加。利用农村信息化和三网融合工程，将新技术投入农业生产，将有助于实现精细农业生产，提高农业生产水平。

在无线传感网、Internet、移动3G网三网融合的背景下，开发出一套系统，利用这套系统可以更好地实现对农作物生长环境进行远程管理和监控，降低用户劳动强度提高生产效率。为现代化农业设计一个良好的方案来降低农业成本，提高管理效率，促进农民增产增收。

第三章 系统总体架构及相关技术分析

农业三网融合系统通过无线传感网络收集农作物生长过程中的各项物理参数及时了解农作物的生长环境。整个系统主要涉及无线传感网络、因特网、通信网，环境信息通过无线传感网络传输至数据服务器，数据从数据服务器经由因特网传输至数据库，Web服务器、数据库服务器、Socket服务器通过小型局域网进行部署，手持终端通过通信网络连接至Socket服务器。本系统采用先进的无线传感器网络技术对农作物的生长环境进行实时、连续的监测，保证农作物的产量及质量。从而实现农业生产的精准化控制，并且为农业科研提供大量宝贵的监测数据。

所谓“三网融合”，是一种广义的、社会化的说法，在现阶段它并不意味着电信网、计算机网和有线电视网三大网络的物理合一，而主要是指业务应用的融合。三大网络通过技术改造，能够提供包括语音、数据、图像等综合多媒体的通信业务。

21世纪是社会高度信息化、经济高度知识化的时代，知识和信息已成为经济发展的基本因素。农业信息技术作为新的农业科技革命的先导，在促进未来农业生产和整个农业科技进步中将起到全局推动作用。因此，积极开展农业信息技术的研究应用，使高新技术为农业服务，对于全面实施“科教兴国战略”具有重大意义。

第四章 总结与展望

一、总结

本文考虑我国设施农业环境监测技术的实施现状，实现了一个基于三网融合的系统，实现对农作物生长环境进行监控，精化农业生产活动，进而提高农业生产效率。本文工作目的采用当今流行的无线传感器网络技术，设计实现了低成本的、高速率远程访问控制的环境监测系统，为农业生产活动提供一套智能管理方案。

二、下一步工作展望

本文设计的环境监测系统还存在较多不足，有待进一步地改进及完善，在今后的研究中，可以增加更多的传感器接口种类，使环境监测内容更加丰富。同时在硬件资源上，可以做更深入地挖掘使系统功能更加完备；在系统功耗上也可以作进一步的优化。

参考文献：

[1]王小伟，刘世栋.软交换：三網融合的关键技术[J].电视技术，2003（12）.

[2]李辉，张翠莲.三网融合浅析[J].中小企业管理与科技，2010（27）.

[3]温建伟，王厚芹.国际三网融合进程评价与启示[J].电视技术，2010（06）.

[4]胡瑜熙，郑毅.三网融合发展现状探讨[J].电讯技术，2008（05）.

[5]李慧，刘毅.温室控制技术的发展方向[J].林业机械与木工设备，2004（05）.

[6]李海建，王民，王怀德.无线传感器网络在农田信息采集中的应用[J].农机化研究，2008（03）.

作者简介：管颉，男，1977年10月出生，硕士，就职学校：南京航空航天大学，研究方向为计算机网络应用，作者单位：南京财经学校。

编辑 温雪莲