对农作物生产环境进行全面监测，实现农业生产过程的精准智能管理，是现代农业发展的主要方向之一[1]。目前，对农作物生长环境监测系统的实现技术差异较大[2-3]，虽然满足了农作物生长环境监测系统的部分要求，但同时也面临着供电方案复杂、成本较高，维护难度大等问题。针对上述存在的问题，本文基于中国移动OneNET 物联网平台，利用GPRS 网络和太阳能电池，设计了一种物联网农业监测系统。 1系统设计方案
农业监测系统功能是采集各种传感器的数据信息，获取的数据物联网平台从结构上可以分为感知层、网路层、应用层[4]。本设计参照物联网体系结构，将硬件设计为主控模块、传感器模块、供电模块、网络模块、OneNET 平台，其系统结构如图1所示。 UNO 单片机作为整个系统核心，其硬件连接方式为：①UNO 单片机模拟引脚A0和A1分别接土壤湿度、雨水传感器，A4和A5与光照传感器连接，采用I2C 通信协议；②4UNO 单片机数字引脚D2和D3通过程序定义为软串口，与SIM800L 模块通信，D4和D5分别接空气温湿度传感器、土壤温度传感器；③太阳能电池板通过TP4056模块向18650电池充电，向各个模块提供电压。
由于篇幅有限，本文不再赘述传感器原理。本系统数据传输方式采用GPRS 网络，选用SIM800L 模块，由于该模块在接入网络时电流可达500mA，故在系统设计时采用单独供电、间断性联网的方式提高稳定
性，降低功耗。
雨水
传感器
三五太难了光照传感器
空气温湿度传感器
土壤温湿度传感器SIM800L 网络模块太阳能电池板充电模块
18650电池
稳压模块
app
OneNET 平台
WEB椒图科技
Arduino UNO
单片机图1系统结构Fig.1The system structure
2系统软件设计
本系统4个方面实现监测功能：数据采集、网络控制、通信传输和展示管理。2.1
SIM800L 软件设计
SIM800L 模块相当于UNO 单片机和OneNET 平台之间的通信媒介，使用SIM800L 模块上的RX、TX 引脚与UNO 单片机RX、TX 引脚连接，建立串口通信。为便于系统调试，一
钒矿
收稿日期2020-11-02
基金项目湖北工业职业技术学院科研项目———《基于OneNET 平台的物联网农业监测系统设计》（2019KY02）。作者简介胡智（1987-），男，湖北人，助教，研究方向：物联网、自动化。
基于OneNET 平台的物联网农业监测系统设计
胡
智，刘竹林，王
慧
（湖北工业职业技术学院智能工程学院，湖北
十堰
442000）
摘
要
为解决传统自动化系统不能充分满足农户实时监测农作物生长状态和趋势的问题，基于中国移动OneNET 物联网平
台，设计了物联网农业监测系统。该系统采用太阳能电池板供电，通过Arduino 单片机调用多种传感器数据，对农作物生长过程中的主要指标进行采集，并经移动数据网络和EDP 通信协议，将数据上传至物联网平台进行显示，最后通过对整个系统进行实验验证，实现了对农作物生长环境数据的采集、
显示、存储、导出的功能。该系统采集效率高、开发成本低、部署便捷，适用于现代化农业生产管理与研究。关键词
农业监测；物联网；OneNET；Arduino
中图分类号S126
文献标志码A
doi:10.3969/j.issn.1673-887X.2020.12.009
Hu Zhi,Liu Zhulin,Wang Hui
(School of Intelligent Engineering,Hubei Industriral Polytechnic,Shiyan 442000,Hubei,
China)
In order to solve the problem that traditional automation systems cannot fully satisfy farmers'real-time monitoring of crop
growth status and trends,this paper designs an IOT agricultural monitoring system based on China Mobile's OneNET IOT platform.The system uses solar panels for power supply,calls various sensor data through Arduino single-chip microcomputer,collects the main indicators in the process of crop gr
owth,and transfers the data to the IOT platform for display through the mobile data network and EDP communication protocol,ultimately the functions of collecting,displaying,storing and exporting crop growth environment data are realized through the experimental verification of the entire system.The system has high collection efficiency,low development cost,convenient deployment,and is suitable for modern agricultural production management and
research.
agricultural monitoring,IOT,OneNET,Arduino
文章编号：1673-887X(2020)12-0024-02
·农业装备·
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Vol.372No.12DEC.2020
农业技术与装备
AGRICULTURAL TECHNOLOGY &EQUIPMENT 般UNO 单片机的硬串口用于与PC 通信，输出调试信息，故系统设计中，通过调用软串口库，UNO 单片机定义D2、D3两个引脚，用软串口向SIM800L 发送一系列AT 指令，从而实现建立TCP 连接，其网络连接流程如图2所示。
开始
连接模块
模块是否响应?
查看信号质量
配置连接自动
进入透传模式
连接OneNET 服务器
是否收到平台响应消息?
进入
透传模式
信号>25?
结束
是
否
否
否
是图2网络连接流程
Fig.2The connection process of network
2.2数据上传至OneNET 平台
SIM800L 与OneNET 平台连接成功后自动进入透传模式，此时UNO 单片机向SIM800L 发送的数据都会被透明传输至OneNET 平台，本系统中UNO 单片机将采集的数据数据通过EDP 协议与平台进行传输。EDP （Enhanced Device Protocol ）即增强设备协议，是OneNET 平台根据物联网特点专门定制的完全公开的基于TCP 的协议，被广泛应用到家居、物流、能源以及其他行业应用中[5]。其数据发送流程图如图3所示。
开始
向平台发送应答包
模块是否响应？
定时采集传感器数据
信号>25?
是
否
否
dmtn
组成EDP
协议包
与平台连接是否正常？
向平台
发送数据
发送成功?
结束
否
是是否
图3数据发送流程
Fig.3The sending process of data
UNO 单片机通过packetDataSaveTrans 函数构造一个EDP 协议包，将传感器采集的数据与数据流名称对应放入EDP 协议包，平台通过解析数据流名称即可得到传感器数据，本系统中自定义的数据流关系如表1所示。2.3
平台界面设计
在OneNET 平台应用管理界面，通过网页提供的可视化工具，将仪表盘和折线图拖至相应位置，然后在控件属性中选择此次注册的设备名称和表1所示的数据流名称，依次绑定数据与控件，最终完成平台界面设计。
表1数据流关系表
Tab.1The table of data flow relationship
强盗贵族数据含义数据流名称
单位土壤温度Stt ℃土壤湿度Sth %RH 空气温度Sat ℃空气湿度Sah %RH 光照强度Slx lx 雨水
Sra
%
3试验及结果
系统试验主要包括：传感器采集测试、SIM800L 网络测试、数据展示页面测试。将移动电话卡装入SIM800L 模块后通电，模块绿灯慢闪代表接入网络正常，PC 端通过串口调试助手观察系统接入平台步骤和传感器数值，登录OneNET 应用管理，看到设备在线标识，登录手机app 可以实时观察查到各项传感器数值以及历史折线图，如图4所示。管理评论
图4app 界面展示
Fig.4The interface display of app
4结语
通过试验，本系统稳定可靠，具有效率高、成本低、功耗小等特点，为现代化农业生产管理与研究，提供了一种新的解决方案，同时本系统传输方案灵活，系统扩展方便，具有良好的研究前景与应用前景。
参考文献
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业机械学报,2014,45(7):222-230,277.[2]
何鹏，那立阳.基于物联网和LabVIEW 的温室大棚监测系统设计[J].中国农机化学报,2016,37(9):218-222.
[3]庞培钊，吴梦娇.基于OneNet 设备云的农业云监控系统设计[J].科
技创新与应用，2019(2):107-108.[4]娄岩.计算机与信息技术应用基础物联网[M].北京：清华大学出版社,2017.
[5]
常欣，王琦.用STM32和ESP8266实现的可扩展物联网系统[J].单片机与嵌入式系统应用,2018(12):58-61.
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