摘要：目的 判定物联的技术以及大数据的技术在农业监测尤其是病虫风险监测方面是否具备一定的实施性，能够达到预计的使用效果。方法 以物联的技术以及大数据的技术为基础，搭建监测平台，对农业区域的病虫情况进行监测。监测使用的设备主要为无人机设备，执行过程中大量信息的传递以及设备的能源保障为重点内容。结果 使用的结果显示，平台确实能够较为稳定地进行数据的传输，且能够保持长期稳定的运转。平台统计的结果显示，环境温度15摄氏度的情况下湿度超过60%，则白粉病出现概率增加。结论 物联网以及大数据的技术在病虫监控中确实能够得到有效运用。

关键词：物联技术;大数据技术;农业监测

引言

根据当前世界人口增长情况，截止2050年满足世界人口生存需要的粮食总产量需要增长一倍，而按照世界粮食研究机构的研究，在物联和大数据技术的支撑下，这一节点粮食的生产效率能够提高67%，同时灌溉用水能够下降35%。然而按照当前的模式使用无人机等设备搭建相应的网络平台。而本文所述的网络平台，在物联和大数据技术的支撑下，能够有效降低监测的成本，且能够满足监测的需求。

1 设备和方法

1.1 设备

搭建平台需要使用如下设备：

（1）能源供给的设备：太阳能板，其设备的功率为50瓦，工作过程中的电流以及电压分别为2.85安、17.5伏。

（2）能源储存设备：蓄电池，其设备预设的电流和电容分别为12伏、每小时100安。

（3）模块采用增加ATK-LORA-01无线串口以及SX1278通讯模块的Lora模块。

（4）温度和降雨量计量传感装置。

（5）COFDM无线监控设备。

（6）光谱设备（机载），型号Gaiasky-mini2-VN。

1.2 解决方法

（1）基于物联技术搭建的平台需要具备的基本属性

本文所述的平台搭建所需基本属性包括：①传感以及无人机设备需要具备较大的数据存储能力;②监测过程中获取的包括作物生长情况即生长预测、农业的耕种时间、本区域农业生产相关建议等内容均需要进行云端交互，因此平台使用的所有物联设备必须具备云端数据传输的能力;③平台监测获取的所有信息均需要第一时间上传，避免使用者由于数据延迟得到错误结论，因此设备数据传输速度必须达到一定标准。

（2）平台搭建过程中需要包含的组成部分及技术要求

完成本文所述平台搭建，需要根据如下标准构建如下部分：

①能够进行智能太阳能收集并且具备能力储存功能的供能系统。

②使用TVWS以及Lora等类型的传感器以及控制器，搭建能够向各个网关快速传输数据的IoT系统。

③由设备的接入口以及计算机组成的网关系统，该系统主要功能为数据的处理以及云端的交互。

④能够进行用户交互的APP借口。

本文所述平台使用的监测设备为无人机设备。

（3）在供能系统搭建方面，本文所述平台选择使用智能的太阳能系统。普通的太阳能系统能够满足一般的功能需求，然而本文所述平台使用的基站，对能量的耗费较大，因此需要使用Open Weather API完成对天气的预测，以提高能量收集效率，且在太阳能板选择方面使用能够进行自动调整的类型，以提升收集效率。系统使用的传感装置在未进行能源收集时进入休眠，避免能源浪费，而夜间使用TVWS设备，以避免夜间能源消耗过大。

（4）通讯技术使用Lora以及TVWS进行搭建。其中Lora的技术用于基站远程的传输而TVWS用于入户的传输。根据我国当前的频段使用情况，随着数字电视的普及，TVWS已经空出，能够用于本系统的数据传输。

此外本文所述系统搭建依赖于双层的通讯网络：分别是TVWS与IoT结合的近距离通讯系统，以及使用Lora模块搭建的能够有效避免干扰影响的远程通讯网络。

（5）在网关选择上，本文所述平台使用了无人机设备。该平台使用的无人机设备型号为ST6200TPS-HD，其是基于COFDM的调制技术完成高清摄像的，因此该设备抗干扰的能力较强，能够达到广播级的摄像数据传输，在设备运动速度达到每小时500公里时，能够在20公里范围内完成传输。另外本平台使用的设备，对无人机四旋翼的角度进行了调整，以降低风的影响。

无人机设备执飞时按照最短线路进行，参照风速等影响进行必要的调整。而为降避免无人机图像空间占用率较高造成问题，该平台使用三维映射以及图像拼接等类型的技术完成对图像的处理。

2 结果与分析

2.1 使用平台实现病虫害监测的基本原理

本文所述平台进行病虫害监测主要依赖光谱技术，于农作物以及各种类型植物，其叶片部分的光谱能够直接反应植物的生长状况，生长状况较好的植物叶片光谱普遍存在较为明显的“绿峰”。本文所述平台，通过无人机进行数据获取，通过对无人机搭载设备获取的光谱数据，能够对覆盖范围内农作物的生长情况进行判断，并根据其与数据的综合分析，获取进一步的病虫害相关结论。

2.1 使用平台搜集获得的图像数据完成农业区的精准图像绘制

本文所述平台中加入了自动的学习系统，其能够通过高斯过程形成相应的概率模型，这一模型具备空间以及视觉双重的平滑：如模型较暗的区域一般存在水域，土壤区域在物理属性反应具备一定的相似度，平台生成的图像通过云端形式传输给用户，其具备能够将区域内所有传感器获取内容整合入无人机当中，且其数据传输过程较直接传输能够降低2到3个量级，因此该种技术适用于传奇使用。

2.2 根据同步的光谱分析对当前的病虫情况进行准确分析

根据无人机回传的信息，能够通过度单叶以及叶冠部分进行光谱分析，对病虫的情况进行有效的分析。叶冠部分随病虫虫量、覆盖率以及叶面影响情况的不同，能够呈现不同的光谱状态;单叶本身则由于病虫的影响，产生水分、色素以及氮素等方面的变化。以上变化均能够在红色谱当中得到清晰展示。

使用ENVI完成色谱分析时，如叶片处于健康状态，则在叶绿素影响下，红色区出现红谷、绿色区出现绿峰。被感染的叶片由于叶绿素减少，因此红谷以及绿峰的表现较不明显。

2.3 农业作物的成长环境与病虫影响间关系的说明

研究的结果显示：温度相应方面，适宜温度下温度越高则病虫的发生率越高;湿度以及降水影响方面，降水期白粉病等出现的概率出现一定增加;风速影响方面，一般情况下风对病虫影响扩散能够起到推动作用;照度影响上，照度较高病虫活跃度较低。于小麦作物而言，15摄氏度下真菌孢子类病虫影响较大，60%以上的湿度能够导致白粉病发病率大增。

小麦关键生长期温度较低且降水较大的情况下，植株对病虫的抵御较差，且该种情况下病虫的发病较高。

结语

本文就Lora协同TVWS技术的模式，在远程基站协作下的病虫害检测效果进行了实验，明确以上述技术为基础搭建的检测平台确实能够较为准确地反应该区域内病虫害的情况，且使用该平台进行检测具备操作更为简便的优势。由于该平台均处于实验性的阶段，得出的结论在研究深度性方面依然存在较为明显的欠缺，因此需要进一步研究进行解释。

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