我国人多地少，人均耕地面积不到世界平均水平的一半［1］，且耕地分布范围广，地形复杂度高。在我国城市化进程中，出现了农业劳动力人口流失、务农人口老龄化严重等一系列农业问题［2］，农产业亟需升级换代，向信息化和智能化推进。

另外，“十三五”期间提出了全面建设小康社会的重要任务和精准扶贫的需求，农村发展亟需推进。农村工作需要引入农业技术人才和农业管理人才，农业信息化建设能够为农业监测提供便利。农业生产需要更好地规划，需要利用现代化手段，获得大量农业数据，为农业专家提供实情参数，实现对农业动态信息的掌握，预测农产品的产量和市场需求，为农产品生产做出合理控制。

近年来，随着大数据、云计算、人工智能等技术的兴起，农业物联网迎来发展机遇，人与工业商品、人与人之间的市场被拓展后，人与土地的互联市场亟待进一步开拓。农业增产增值面临机遇，稀缺型农产品面临增大产出的需求。在互联网的时代浪潮下，“互联网+农业”面临重大发展契机，农业信息化、精准农业成为重要的重力点。

1 系统的总体方案

系统的总体设计方案如图1所示。

系统主要由PC上位机和下位机终端构成，采用无线通讯方案。下位机终端包括Arduino主控板系统、孢子捕捉仪、虫情测报系统和无人机移动监测平台等。

［2］ 乐燕子.农业接班人问题：日本的现状、应对措施及基本经验［J］.中国农村研究，2015（2）：251～264.

2 硬件部分设计

2.1 终端下位机设计

下位机控制系统选用Arduino UNO作为控制主板，该主控板具有14路数字输入输出口和6路模拟输入口、一个USB接口和一个电源插座［3］，通过ESP 8266串口wifi模块进行无线通信。

  

图1 系统总体方案设计

Arduino UNO微控制器系统是开源的嵌入式软硬件平台，支持 Windows、Linux、Mac OS等操作系统，采用USB端口或外部电源供电，在PC端通过Arduino IDE进行程序开发。适用于制作温湿度、氧浓度、CO2浓度、现场照片等信息的下位机采集终端，读取传感器数值，处理成字节数据，通过有线或者无线传输与上位机进行通讯，实现数据的接收与传送。可作为终端执行机构的微控制系统，通过对机电系统的动作控制，实现水分、肥料、农药的供给控制，以及对大棚种植中采光系统、补光系统、阳光反射系统的智能控制。

土壤水分传感器模块上设计有两个探头，探头之间土壤水分的变化引起电阻变化，继而使电流发生变化，通过一个下拉电阻对外输出变化的电压，将土壤水分传感器的信号线、电源线、地线接到下位机Arduino主控板输入口，将土壤湿度转换为电压值。

由于农业生产环境的复杂性，在部分农业区域，监测农作物生长环境的硬件装置不适合作永久固定。为了便于对作物的长势和品质进行监控，尤其是对重要的经济作物，需要将无人机作为移动监测平台，在无人机上搭载温湿度传感器和云台摄像头。

Arduino UNO将读取到的电压值通过无线模块传输到PC上位机端，PC上位机通过虚拟仪器软件系统对接收到的电压值进行处理，按照程序系统中的控制策略发送执行指令。

气体浓度传感器、光照传感器等其他传感器以类似土壤水分传感器的原理接入Arduino UNO板相应接口进行工作，实现传感器的供电和数值读取。其他无人值守定点监测平台还包括虫情测报灯、孢子捕捉仪等。由于下位机终端的位置比较分散，且部分地区耕地地形复杂，电网供电较为困难，故采用小型风光互补系统对Arduino进行直流供电［4］。

（2）ABB Ability™互联雾化器是全球首款互联的、配有传感器的喷涂雾化器解决方案，通过实时智能诊断优化喷涂质量，减少高成本涂装误差。它可以将上漆率提升10%，换色涂料耗损降低75%，压缩空气消耗量减少20%。通过对雾化器的关键部件进行监控，将手动清洁频率减半，这款交钥匙解决方案可提升涂装车间的正常运行时间。

通过定位导航系统在PC端远程控制无人机到指定地点采集土壤温湿度数据、拍摄农作物外观，将获取的温湿度数据和图片数据远程发送至PC端上位机软件，实现对土壤温湿度、农作物长势以及病虫害情况的监测。根据实际情况为无人机制订定期定点巡检任务，将巡检结果无线传输到PC端上位机。

2.2 下位机软件

Arduino控制板接收传感器测量值和执行器的反馈值，并将数据发送至PC上位机。Arduino的主要工作流程如图2。

通过labview编写的上位机软件可以读取下位机采集到的土壤温湿度、空气温湿度、氧气浓度、CO2浓度、光照强度并显示在屏幕上，采用虚拟仪表盘的形式进行直观显示，并对获取的数据进行处理。下位机终端收到上位机指令后，通过控制电机、开关、阀门等，实现水肥药流量、通风量和光照强弱的控制，实现对作物生长环境的智能调节，维持或提高农作物的产量。

首先，将上述三种类型的ERA-Interim 6小时降水数据处理成日值降水数据，并对三种类型降水数据按照年份计算其1979—2016年的总降雨量.其次，将1979—2016年全球三种类型降雨量的均值记为气候态均值，同时采用三种类型年际降雨量总和、距平和距平百分位三个指标，利用气候倾向率的方法诊断三种类型降雨的绝对变化趋势和相对变化趋势[9].最后，采用变异系数的方法刻画三种不同类型年际降雨量的波动特征，该方法是衡量一组数据中各观测值变异程度的一个统计量，是标准差与平均数的比值，可以避免不同地区降雨均值差异较大的影响[3].在本文中，变异系数越大，表明降雨波动性越大；反之亦然.

2.3 无线通讯模块

采用普联技术有限公司的TL-CPE510作为WiFi无线终端接入设备，进行远距离数据无线传输。该无线设备可满足农村地区无线覆盖需求，可在多种恶劣环境下工作，支持4 kV雷电防护和15 kV ESD防护，达到IPP5级的防尘、防水性能，可采用POE网线供电，布点灵活，无线传输距离达 15 km以上［5］。

  

图2 Arduino控制器的主要数据处理流程

3 上位机虚拟仪器的设计

LabVIEW是美国国家仪器公司（National Instruments Corp.，简称NI公司）推出的商用图形化编程开发平台，采用可视化图形编程语言创建源程序，实现基于PC的测量与信号处理，并开发有丰富的函数库［6］。LabVIEW针对Arduino开发有专用工具包，通过该工具包和Arduino软件的结合，可实现与Arduino主控制器的交互。

医源性角膜扩张（Post-LASIK keratectasia，PLK）是角膜屈光手术的严重并发症，可导致术后视功能下降，屈光回退，严重影响患者术后的视觉质量，从1998年Seiler报道首例角膜扩张至今[2]，已有200多例相关病例被报道，有关PLK的发生与预防，一直是角膜屈光手术领域的研究热点。

采用遥感监测技术可以分析和估算土壤养分和农作物养分，并可实现对农作物的长势监测、病虫害监测、产量估算、品质预测、干旱监测、冻害监测［7］。将遥感数据通过无线网络传输到PC端，通过PC端的labview实现数据的采集和处理，实现灾情预警、计算机智能控制系统和专家决策，根据气候预测、土壤养分、植被养分的监测实现实现水肥的智能化供给。根据病虫害情况实现施药的自动化和远程干预，通过虫情测报灯对农业中虫情的发生情形进行监测、分析与预报，选用佳多牌虫情测报灯，该装置设计有连接计算机的端口，可将虫情数据上传至PC端，并入物联网测控系统［8，9］。采用孢子捕捉仪对农作物病菌进行动态监测，远程获取孢子采集图像。定点设置害虫天敌培养箱，根据害虫发生和发展形势，通过温度等环境参数调控害虫天敌虫卵的孵化时间。

两组均实施功能性鼻内镜手术，其手术的范围根据病变情况确定，且遵循功能性鼻窦手术微创原则，切除息肉，开放病变鼻窦，去除不可逆病变黏膜，尽量保留中鼻甲和可逆的鼻窦黏膜，伴有鼻中隔偏曲的患者同时解除鼻腔阻塞。术毕给予止血海绵及纳西棉或膨胀海绵鼻腔填塞。

为方便植物医院等农业机构的农业专家观察农作物病虫害的发展情况，指导农民进行科学治理，可通过labview的内部函数和web发布工具对VIs前面板和相关文档进行发布，在网络上实现资源共享［11］。

4 结束语

搭建了以微处理器控制系统和虚拟仪器为主的农业物联网智能控制系统，实现对土壤温湿度、气体浓度、作物养分等重要农业数据的采集，通过喷灌系统、通风系统、光照系统对水肥量药和光合作用环境进行计算机调控。通过参考该系统的设计方案，扩展选用不同的传感器和执行器，修改通信协议，设计出相应的上下位机软件系统，可在农业智能测控领域进行推广。

［5］ TL-CPE510 5GHz 300M室外无线CPE-TP-LINK官方网站［EB／OL］.http：／／www.tp-link.com.cn／product_395.html？v＝specification#tag.

Labview监控端上位机软件的设计按以下流程实现：确定功能需求→建立Labview工程→设计流程图→设计前面板→使用虚拟串口和串口助手调试Ⅵ→生成规范→完成设计［10］。

［3］ 朱丹峰，葛主冉，林晓雷.基于Android平台的无线遥控智能小车［J］.电子器件，2013（3）：408～412.

Arduino主控板通过与其连接的传感器采集温度、湿度、CO2浓度等环境参数，通过控制指令驱动喷灌系统、光照控制系统和通风系统等的电机、阀门或开关的动作，通过温控装置改变害虫天敌培养箱的内部孵化温度。PC端上位机的软件采用Labview图形语言进行开发，可对终端的各类变量进行直观展示，可自动或人工操作发送指令至下位机。

［1］ 张燕林.中国未来粮食安全研究——基于虚拟耕地进口视角［D］.成都：西南财经大学，2010.

［4］ 赵虎，王三根，王纪元.风光互补发电系统在普适农业系统中的应用［J］.农机化研究，2010（12）：198～201.

参考文献：

本节用计算机仿真来验证前面的结果。考虑一个等级群体包含20个个体,总时间取20 s,耦合强度取10,当所有个体之间速度差的范数和小于10-2时,认为群体达到群集运动。

［6］ 陈斌，袁雪，管国强，等.基于LabVIEW的生物发酵过程远程在线监控系统设计［J］.农业工程学报，2008（8）：174～177.

［7］ 赵春江.农业遥感研究与应用进展［J］.农业机械学报，2014，45（12）：280.

［8］ 郁红霞，王孝法.佳多虫情测报灯在棉花害虫监测中的应用［J］.植物医生，2006（6）：45～46.

［9］ 赵树英.佳多农林病虫害自动测控系统（ATCSP）开发与应用前景［J］.农业工程，2012（S1）：51～53.

［10］ 曾素琼，黄华杰.基于单片机和LabVIEW的无线火灾监测系统设计［J］.计算机测量与控制，2015（1）：43～45.

式中:H为单位质量反应热;Cp为样品平均比热容。根据实验得到的初始反应温度T0、反应最高温度Tf替代H/Cp及α,并联立上述两式可得绝热温升速率方程:

［11］ 李继容，何湘初.用LabVIEW Web服务器发布网页的两种方法［J］.仪表技术，2003（5）：13～15.

做好风险控制工作，能够尽可能的避免以及杜绝不利情况的存在。在长时间的计划经济体制的影响之下，供水企业一直处在垄断的地位上，因此，缺少对企业经营风险的防范意识。健全以及完善企业的风险管理体系，能够有效的衡量风险，并且对风险加以分析，同时还能够用合理有效的方法对风险进行控制，从而确保供水企业长期可持续的发展。其次，还应该不断建立并且完善财务的风险评估模型，构建企业的风险预警机制。最后，应该做好企业外部的风险经营管理工作，通过采取积极有效的内容措施来对风险现象加以防范。制度的建立是抑制风险存在最基础的保障，严格的责任体制以及规范的经营管理，能够确保企业中各项工作顺利高效的开展。

几个老家伙对老冬瓜的话起了兴趣，在食堂里吃了晚饭，拉了老冬瓜，来找老鳜鱼。老鳜鱼生活有个特点，从不吃晚饭。吃啥晚饭，晚上又不干活，不是浪费吗？老鳜鱼从年轻的时候，就持这种观点。他还说，我那时候每天都吃不饱，一年四季围着肚子打转转，我被饿怕了，现在能吃饱了，我却不适应了，我还要保持当年挨饿的那种感觉。

未来，VR将呈现更加身临其境的体验，除了视觉之外，虚拟现实设备能让我们鼻子的嗅觉和触觉更接近真实的体验。此外，5G时代的到来，虚拟现实硬件价格不断下降，眩晕感技术瓶颈的缓解等利好因素，为VR技术应用的大众化普及做好了准备。