近年来，我国正在大力发展智慧农业。发展智慧农业离不开农业发展的各个领域与物联网相应技术的结合，将物联网技术应用到农业发展中，是提高农业生产效率以及改善农业信息化发展水平不可或缺的选择。物联网技术是使用不同的智能传感器、射频识别设备、光感扫描器以及3S技术智能装备等信息遥感设备，经过一定的统一协议。将农业中相关作物的各项指标以及其他农产品与互联网相连接，从而实现人与这些信息进行交换、通信，以及智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种庞大的网络智能结构。通过该技术实现了农业人员对各种农业领域的相关操作和控制。近年来，我国部分地区在农业物联网技术应用中进行了良好的探究，同时也取得了可观的成果。

不可否认的是，农业物联网在近几年的智慧农业发展过程中取得了显著成效。随着农业物联网技术普及程度越来越高，其在智慧农业中的发展应用同样也有待提高。本文对物联网技术在智慧农业中的应用优势进行了分析，对智慧农业信息采集和智能报警领域的系统进行设计与改进，以期为智慧农业的发展提供参考。

物联网技术在智慧农业信息采集领域的应用优势

一是农业物联网可以改善农业种植信息的采集手段。利用智能传感器相关技术能够收集并整理农作物生长的土壤水分、环境温度、光照等农作物生长指标信息能有效地促进农产品生长，减少自然灾害对农产品造成的损失，提高农作物产量，增加经济效益。

二是农业物联网可以提高农业种植信息处理的效率与质量。应用物联网云计算以及智能控制技术等高新技术，对采集到的农业种植信息进行处理，更好地完成土壤资源和水资源以及病虫害监测。以达到改善农作物生长环境、避免自然灾害侵袭的作用，为农作物生长营造一个更有利的环境，最终提高农产品产量，推动经济发展。

物联网技术在智慧农业信息采集领域的应用问题

农业信息的采集智能化有待提升

智慧农业下物联网农业相关信息的采集智能化有待提升。现如今农业物联网采集农作物生长环境指标数据大多过度依赖传感器的灵敏度以及传感器的相关控制技术。此外，一些指标信息过多地依赖人为调控与采集的操作手法，容易造成数据不准确、可参考性较低等问题。

信息采集完成与数据处理时间不一致

从事农作物培养的相关人员，在经过相应的传感器采集技术得到农作物生长环境的相关信息后，并不能及时通晓农作物生长环境是否适宜现在的农作物不能第一时间给出改善农产品生长环境指标的措施甚至采集到的数据信息会被搁置或者毫无实际价值对此，迫切需要一种采集到指标信息后能够第一时间给出相应警报提示的安防功能装置。

农业物联网采集信息服务欠缺

农业信息化是农业达到现代化水平的重要标志但是我国的许多农业信息采集水平依旧处于低端、落后的状态，缺乏完整的信息采集系统架构以及标准。现如今，在国内农业信息化发展过程中依旧存在信息质量不高、个性化服务不强以及信息采集系统欠缺等问题。

物联网的智慧农业信息采集系统总体方案

系统设计目标

智慧农业的应用领域对于信息采集效率以及信息质量要求较高。此次系统设计旨在实现以下几个核心功能：一是基础功能,即获取空气温湿度、光照、土壤温湿度、风速、风向、雨水的传感器数据以及安防实时监控、人体红外传感器实时获取异常状态、控制报警器、摄像头实时监控；二是实时获取传感器数据并实现远程控制；三是实时发布室内异常状态并能够控制信号灯实现报警；四是传感器历史数据查询，能够提供拓展的手机应用App功能，可以实时获取传感器数据并实现远程控制。

系统框架

现代农业生产过程已离不开人工对环境的操控本方案将单片机控制与智能传感器检测相结合，给出了将单片机的温度以及环境中的水蒸气浓度检测作为核心并将之以代码实现的规划方案。单片机体积不大，性价比高，对温湿度测量的精确度很高，可以全面满足生产要求。

根据生产活动中的现实需求，设计温度、湿度闭环检测、安防报警系统以及控制软件系统。该系统整体结构，在系统运作过程中，将需要测量的目标的温度数据通过温度、湿度检测和变换电路变换成电信号。通过A/D 转换器将其变为数字信号输送到单片机中，对于需要进行检测的温度、湿度值，便可通过本软件依据单片机STC15W4K32S4中所设定的相关程序，得到对应的温度和湿度数值。

为解决传统农业经营管理落后的问题，设计出基于农业物联网的智慧安防警报系统，其采用了ZigBee网络，实现了对大棚或农田安防实时监控报警，极大地提高了管理水平。

系统验证环境

物联网智慧农业采集系统用到的传感器底层驱动包括气象站与土壤温度、水分 2个部分，以ZigBeeZslack协议栈中的土壤温度、水分驱动程序为例，物联网智慧农业采集系统中集成智能报警系统传输过程分为传感器、无线节点、网关、智云数据中心、客户端(Android、Web)等部分，具体通信描述如下:

(1)无线终端/路由节点(以下简称无线节点)通过导线读取传感器的数据，无线节点通过无线传感网络与网关上集成的汇集节点进行组网通信。

(2)网关上的智慧云服务，将集成在网关上的汇集节点收到的数据推送到本地局域网和远程智云数据中心。

(3)智云数据中心接收到网关上的智云服务程序上传的无线节点数据之后，将数据存入数据库，启动服务程序等待客户端连接，并提供实时数据查询、历史数据查询等接口。

(4)客户端(Android,web)通过调用智云数据接口，实现实时数据采集等功能或对传感器进行控制。

数据采集

土壤温度、水分采集。一是精准实时的数据采集和记录，有利于农户及时查看数据异常，以便做出相应的处理来减少农作物损失；二是远程控制和实时监控数据，即通过手机App远程控制和数据监控。

Android 应用程序如下：D导入Android工程，打开Eelipse集成开发工具，将物联网智慧农业采集系统SmartWalering-Android 工程导入 Eelipse集成开发环境中。

编译Android工程。使用USB线将s4418/s6818网关(或其他安卓设备)与计算机相连并且确认计算机能够识别Android设备，点击Eclipse 集成开发环境上方图标编译=Smart Walering 工程，等待Android工程编译通过并且将工程安装到s4418/s6818 网关中当有新的软件页面跳出表示Android工程编译并安装成功。

智能报警

智能报警系统可以在有外来物体靠近报警器时自动产生蜂鸣报警。智能报警系统底层主要采用人体红外传感器和报警灯2个硬件模块。试验使用商业人体红外探测器传感器，通信方式为I0电平通信，型号为ZY-RTHWOo1xI0。人体红外探测器传感器通过RJ45端口连接到LiteB 节点的B端子连接。传感器10引脚默认电平位高，当人体红外探测器传感器监测到红外光信号发生变化时，人体红外探测器传感器会发出报警，同时通信接口电平被拉低。

本试验使用商业报警灯传感器，通信方式电平触发，型号为ZY-B.00lxI0。报警灯通过MD/8 端子连接到ZXBeeLite节点的B端子连接，通过B端子上K1号脚控，默认控制状态为关闭，当向K1接口写高电平时，报警灯打开智能报警系统用到的传感器底层驱动也包括人体红外与报警灯2个部分，以ZigBeeZslack 协议栈中的人体红外为例。

通过历史数据查询，对比历史数据，可以方便科研人员做出相应的判断，促进农作物更好地生长；通过安防监控和异常监控，保障了科研场所的安全。

物联网技术与智慧农业相结合是未来农业的发展趋势。借助物联网以及传感器相关技术与方法，设计了一套智慧农业背景下信息采集以及智能报警的设施装备，并应用在智慧农业、数据监测以及预警领域。