物联网网关在智慧农业中的应用

技术进步带来生产力的革命，一百多年前农业机械的诞生，使人们能够摆脱人力、畜力的约束，向大自然的更广阔领域开拓。而今天在农业、农村信息化铺开的过程中，农业物联网，成为目前提升农业生产水平和提高生产效率的不二之选。

农业物联网是指大棚或温室控制系统中，布置物联网网关，传感设备，以及可控机电设备，再通过无线或有线方式接入互联网，与远端的运营管理中心或控制中心组成的物联网系统。

我们知道，在农业生产中，温度、水分、土壤是作物生长必须依赖的条件，在一定的环境条件下，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境，才能保证农作物生长。在该物联网系统中，前端以我们的物联网网关VT-M2M-QK为核心，同时运用布置在大棚中的温度传感器、湿度传感器、PH值传感器、光传感器、CO2传感器等设备，将传感器所检测到的环境中的温度、相对湿度、PH值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等物理量参数通过串口和RFID实时采集到VT-M2M-QK网关，网关将数据进行协议转换后，再通过有线网络或3G/4G等无线网络，将数据传送到远离大棚的运营管理中心，使技术人员在办公室就能对多个大棚的环境进行监测，可以为大棚精准调控提供科学依据。系统和技术人员，根据对采集到的数据进行分析和判断，然后将控制指令下达给我们的VT-M2M-QK网关，网关通过RS485、CAN总线、Zigbee等多种有线无线协议控制红外灯，电动卷帘，排风机，电动灌溉系统等机电设备对大棚内的环境进行实时的调节，使得作物获得生长的最佳条件，达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。在整个系统中，我们VT-M2M-QK网关处于数据传送和控制的核心，起到上传下达的作用，以网关为核心，将大棚的控制系统和后端的运营管理中心，紧密联系在一起。

图1 物联网化的智慧大棚

总结起来，我们实现的农业物联网，可以达到以下4个方面的功能：

实时监测功能

通过传感设备实时采集温室（大棚）内的空气温度、空气湿度、二氧化碳、光照、土壤水分、土壤温度、棚外温度与风速等数据；将数据通过移动通讯网络传输给运营管理中心，运营管理中心对数据进行分析处理。

远程控制功能

条件较好的大棚，安装有红外灯，电动卷帘，排风机，电动灌溉系统等机电设备，可实现远程控制功能。农户可通过手机或电脑登录系统，控制温室内的水阀、排风机、卷帘机的开关；也可设定好控制逻辑，系统会根据内外情况自动开启或关闭卷帘机、水阀、风机等大棚机电设备。

查询功能

农户使用手机或电脑登录系统后，可以实时查询温室（大棚）内的各项环境参数、历史温湿度曲线、历史机电设备操作记录、历史照片等信息； 登录系统后，还可以查询当地的农业政策、市场行情、供求信息、专家通告等，实现有针对性的综合信息服务。

警告功能

警告功能需预先设定适合条件的上限值和下限值，设定值可根据农作物种类、生长周期和季节的变化进行修改。 当某个数据超出限值时，系统立即将警告信息发送给相应的农户，提示农户及时采取措施。

随着农业物联网的逐步普及，我国的农业必将迎来一个新的跨越式的发展，彻底改变我国传统农业形成的靠天吃饭，管理粗犷，产量受自然条件影响巨大，农业收益不稳定，农户积极性不高的传统形态。取而代之的是，智慧化，精细化管理的现代高科技农业形态。农业物联网，正是对于在今年政府工作报告中所提出的互联网+战略，在农业领域落地的一个有力案例，必将对我国农业发展带来革命性的影响。

万创科技推出的以VT-M2M-QK为代表的一系列物联网网关，采用Intel针对物联网推出的超低功耗Quark平台，搭配WindRiver的IDP2.0系统，I/O接口丰富，稳定可靠，可以满足恶劣环境条件下的应用。同时，针对客户的二次开发需求，我们的网关都提供SDK开发包和技术支持的服务，使得客户产品的价值在我们网关平台上，得到最大的体现。

成都万创科技VT-M2M-QK网关特点：

英特尔 夸克,X1021,400MHz处理器

512MB/1GB板载内存

1xMicroSD外置存储

SPI/UART显示输出接口

2x10/100-BaseT以太网, 2xUSB 2.0 Host

COM2(1xRS232 or1xRS485 )，COM2(1xRS232 or1xRS485 )

1x音频输出, 1x麦克风输入

支持Linux 操作系统 (可选Wind River + IDP2.0)

无风扇设计，黑色铝合金外壳

电源输入DC12V(6-36V), 支持自动上电

支持工业宽温: -40℃ ~ +85℃