农业物联网论文哪里有？本论文完成的主要工作涵盖以下几个方面：1. 分析了农业物联网在我国发展的趋势和必要性。在研究了温室大棚的国内外发展现状的基础上，针对物联网网关在农业物联网中的重要性，对物联网网关的设计提出相应要求，并对农业物联网的体系架构以及实现网关涉及的物联网关键技术进行了理论分析。2. 对网关的功能和性能需求进行分析，提出平台搭建的整体方案，完成平台的硬件系统设计，包括控制器、传感器及无线传输模块的选型，并详细阐述了网关设计各部分的硬件设计方案，主要有 STM32 核心电路及外围电路设计、RS485 串口通信电路及 4G通信模块设计等。
1 绪论
1.2 国内外研究现状
早在 1700 多年前，西方人就开始利用温室环境进行反季节种植，尝试抵抗因环境因素对生产生活造成的影响。随着技术工艺的不断提升，部分先进的欧洲国家出现了玻璃温室，由此开辟了搭建温室种植农作物的先例。上个世纪 70 年代，电子信息技术的飞速发展和微型计算机的问世，欧美发达国家开始将其应用至温室环境中进而调整环境的墒情参数，改善农作物的生长情况。但受制于技术水平的发展，只能一次性实现单一环境因素的调节，无法达到对温室做出相互性调整的水平。到 80 年代后期，分布式控制系统的出现，有效解决了环境因素间的配合问题。
20 世纪 90 年代，科学家提出模糊控制和多变量控制技术，并将其应用至环境自动控制的开发环境中，这一举措大大提升了控制温室环境变量的效率，促进了作物的生长发育。目前，包括荷兰、以色列、美国、日本等在内的发达国家已经率先完成农业现代化改革，实现温室环境参数的数字集成化与智能化调控。
荷兰的玻璃温室一直以来在世界上享有盛誉，其占有率在全球的 25%以上。1974年，荷兰将计算机与温室气候控制系统相结合，迈出玻璃温室现代化发展的第一步。目前，荷兰通过气候控制计算机调控温室环境的农业生产规模已达到 1 万多平方公里，基本实现全自动无人化管理。
以色列开发的节水滴灌技术有效解决了沙漠地区农作物种植生长的窘境，通过将其与大棚种植相结合，顺利实现由沙漠走向绿洲的跨越式发展。1980 至 1990 年间，温室环境迎来了巨大的发展浪潮，仅这十年间，就完成了三次更新。目前，以色列的智能灌溉与施肥已经运用在其国家的农业生产中。
3 物联网网关的硬件设计
3.1 总体方案设计
3.1.1 功能需求分析
作为物联网传输系统的关键环节，网关平台应具有以下几种功能：
（1）数据采集能力：实时采集传感器安置点的墒情数据，并将其上传至监控中心。
（2）协议转换能力：感知层的设备通信协议多种多样，网关与云平台之间也可能通过不同通信协议连接，如 TCP/IP、MQTT、COAP 协议等。因此，网关应具备协议转换的功能，才能将感知网络的多种设备的数据封装成统一的数据信令，同时将平台下发的指令解析成感知层设备能够识别的命令[29]，实现感知层网络与通信网络的互联互通。
（3）设备管理能力：网关连接着感知网络里的设备节点，应该具有对感知网络的设备的管理能力。一方面能获取设备节点的属性、标识、状态等参数，另一方面也能实现对节点的控制、维护。
3.1.2 性能需求分析
网关的各项性能指标将直接影响整体系统的运行与优化，为了面向各种复杂的环境，需具备以下性能以满足系统运行需求：
（1）实时性：作为一个通过监控农作物生长环境数据是否合理的管理平台，网关的首要任务是确保墒情数据能够按照预期设定的阈值时间及时、准确的传送至后台，保证农户能够第一时间掌握大棚内的参数情况[30]。
（2）低功耗性：大棚内部农作物的生长是一个长期过程，这就意味着监控系统的监测要长时间置于大棚中，且当网关平台一旦大规模应用至大棚中时，供电方式的选择是我们首要考虑的问题。因此，在设计网关平台时要保证其节能性。
（3）可持续性：系统的搭建过程中一定要考虑到由于技术不断升级和需求不断提高而产生的后续要求，因此在硬件设计过程中，一定要预留出足够的扩展接口以满足用户的要求[31]，提高系统使用的可持续性，能够在后期使用中对网关及其系统的功能不断完善。
5 网关功能及温室大棚监控系统测试
5.1 网关功能测试
在进行网关与云平台之间数据传输测试之前，可以先通过与远程云服务器进行简单的数据包测试来验证网关的基本传输能力，测试成功之后再连接至云平台，完成数据的采集与命令的下达控制。
5.1.1 串口与远程服务器配置
首先通过网关配置工具将设备的序列号等信息配置完毕，串口配置界面如图 5-1 所示，打开串口，为数据包的传送提供基本条件。
5.2 温室大棚监控系统测试
本文设计的基于云平台温室大棚的监控系统，已实际应用于山西省孝义市的农业生产基地，选用砖头混凝土作为主体结构，通过圆弧形钢架、塑料薄膜及棉毯完成整个大棚的建造，大棚现场环境如图 5-14 所示。
6 总结和展望
6.1 全文总结
二十一世纪以来，我国温室大棚规模发展迅速，农业数字化发展向好，更有“十四五”时期提出以信息化引领，推动农业绿色发展的相关政策。因此，本文在对农业温室大棚的发展现状及物联网技术做了分析研究之后，设计了面向温室大棚的农业物联网网关，并实现了温室大棚智能监控系统。在此系统中，物联网网关作为连接农业物联网感知层传感器和云端服务器的桥梁，起着重中之重的作用。该网关平台可以通过多种云平台进行数据传输，它将温室环境采集节点的数据通过无线通信网络传输至云端平台，进行数据的监控和管理，实现一个智能的远程监控管理平台，并基于该平台完成整体大棚监控系统的调试。本论文完成的主要工作涵盖以下几个方面：
1. 分析了农业物联网在我国发展的趋势和必要性。在研究了温室大棚的国内外发展现状的基础上，针对物联网网关在农业物联网中的重要性，对物联网网关的设计提出相应要求，并对农业物联网的体系架构以及实现网关涉及的物联网关键技术进行了理论分析。
2. 对网关的功能和性能需求进行分析，提出平台搭建的整体方案，完成平台的硬件系统设计，包括控制器、传感器及无线传输模块的选型，并详细阐述了网关设计各部分的硬件设计方案，主要有 STM32 核心电路及外围电路设计、RS485 串口通信电路及 4G通信模块设计等。
3. 从感知层、传输层及应用层出发完成网关的软件设计，通过 Visual Studio 平台和 C#语言完成上位机各功能模块设计，着重研究了 TCP/IP 协议与 MQTT 协议链路传输过程，完成多平台数据传输的预期功能。
4. 进行了网关功能及温室大棚远程监控系统的测试，主要包括平台的登录、数据的采集及平台的反馈进行测试，测试结果表明各部分运行稳定，能够实现预期效果。
参考文献（略）
