27、物联网农业平台：精准农业新方案

物联网农业平台：精准农业新方案

1. 农业监测系统研究进展

在农业领域，许多研究致力于利用先进技术来提高农业生产效率和精准度。

1.1 基于物联网的自动化农业监测系统

Venkatesan 和 Anandhi 在 2017 年提出了基于物联网的自动化农业监测系统。该系统通过连接的传感器收集特定因素的数据，能够自动控制灌溉系统。传感器用于收集决定作物水分水平的属性，根据这些数据采取合适的灌溉措施，避免过度灌溉，既节省了水资源，又减少了农民对供水状态的持续关注，降低了农业生产的负担。不过，该系统仍有进一步扩展的空间，可根据传感器收集的数据预测农田地理区域内土壤所需的养分。

1.2 基于统计数据挖掘的作物预测系统

Gupta 等人在 2020 年开发了一个物联网系统，该系统监测影响作物产量的环境因素，并使用统计数据挖掘技术预测适合种植的作物。系统通过简单的节点 MCU 连接传感器，获取土壤的温度、pH 值和湿度等数据。然后使用训练好的统计数据挖掘模型（如随机森林、SVM 和 KNN）对数据进行分类，以预测适合的作物。实验表明，KNN 的预测准确率约为 88%。此研究利用了农业委员会公开的实时数据集，但在时间不变数据的预测方面存在不足，未来可考虑引入人工神经网络来提高预测准确率。

2. 提出的系统架构

为了解决上述研究中的不足，设计了一个新的系统，该系统主要分为三个单元：边缘设备、中继单元和智能单元，各单元协同工作，依据推荐规则实现精准的农业决策。

2.1 边缘单元

边缘单元是整个系统的末端设备，负责收集环境数据并传送自身位置信息，包含以下几种传感器：