作物生长远程感知物联网平台集成系统XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX2018年5月目录1、系统运行环境 (2)1.1 硬件环境 (6)1.2 软件环境 (6)1.3系统安装 (6)1.4系统卸载 (6)2、系统登录 (6)2.1 系统登录界面 (6)2.2 系统主界面 (7)3、系统管理 (7)3.1 主要功能 (7)3.2 修改密码 (8)3.3 用户查询与管理 (8)3.4 新建用户 (8)4、数据管理 ............................................................................... 错误！未定义书签。

4.1 调用本地数据....................................................................... 错误！未定义书签。

4.2 调用网络数据与新建服务器连接....................................... 错误！未定义书签。

5、空间数据编辑 ....................................................................... 错误！未定义书签。

6、空间信息查询 ....................................................................... 错误！未定义书签。

6.1 点击查询功能....................................................................... 错误！未定义书签。

6.2 管线与阀门所有信息查询功能........................................... 错误！未定义书签。

6.3 属性查图功能....................................................................... 错误！未定义书签。

6.4 矩形与多边形查询功能....................................................... 错误！未定义书签。

6.5 缓冲区查询功能................................................................... 错误！未定义书签。

7、空间分析 ............................................................................... 错误！未定义书签。

7.1 连通性分析功能................................................................... 错误！未定义书签。

7.2 流向分析功能....................................................................... 错误！未定义书签。

7.3 管线最优路径分析功能....................................................... 错误！未定义书签。

7.4 爆管分析功能....................................................................... 错误！未定义书签。

1 系统介绍中国农业发展面临着资源短缺、生态环境恶化、资源的高投入、粗放式经营、农产品质量安全等问题的严峻挑战，发展现代农业已成为必然选择。

作为人口大国，要保障粮食生产的安全性和可持续发展，必须大力发展现代农业信息技术，尤其是以物联网技术为代表的高新技术。

物联网作为现代信息技术的新生力量，是推动信息化与农业现代化融合的重要切入点。

在作物生长发育过程中，易受环境复杂多变影响，如何准确预测环境胁迫和作物长势等重大农情，实现远程监控与诊断管理，是目前精准农业管理中亟待解决的重大技术难题。

因此，必须大力发展农业物联网技术，这对于保障国家粮食安全、提高我国农业可持续发展和国际竞争力均具有重要意义。

我国物联网技术的研究仍处于初步探索和试验示范阶段，尤其是在大田粮食作物生产中的研究非常少。

近年来，主要粮食作物易受环境和灾害影响，其监测的自动化和生产管理过程的智能化水平低，信息获取滞后且综合性差等问题，严重影响粮食作物生产过程快速决策管理。

夏于等设计了小麦苗情远程诊断管理系统，可对小麦生产过程和主要气象灾害进行精准监测和快速诊断；孙忠富等开发的温室远程数据采集和信息发布系统，可以获取环境信息和作物生长信息；张琴等构建了小麦苗情远程监测与智能诊断管理系统，可以获取田间现场环境信息，并结合专家知识数据库，可对小麦长势、干旱和冻害进行监测。

于海洋等开发了农作物苗情监测系统，可实现对农作物长势、产量及品质监测。

但这些系统大多数存在结构设计简单、功能单一、采集的数据未进行深层次挖掘和处理、研发与应用成本过高等问题，无法实现大面积对粮食作物生长环境进行远程监控和视频诊断。

为此，本系统设计并构建了作物生长远程感知物联网平台，可以对作物生长过程进行综合监控与智能诊断，进而满足对试验田进行远程监测、远程控制、专家会诊等在线管理和服务要求的综合性物联网平台，为农业进行科学管理提供辅助决策支持，对提高资源利用率和劳动生产率，加快农业发展方式转变和农业现代化进程具有重要意义。

1.1 系统的总体设计作物生长智能感知信息管理系统主要分为传感信息采集、视频监控、智能分析和远程控制几个模块，按照农业物联网建设的标准和规范，通过统一的数据资源接口、资源描述元数据及共享协议，将分散的粮食作物生长感知数据和设备控制有效集成，建立河南省主要粮食作物生长远程物联网综合管理系统。

从技术框架上，物联网系统主要分为三个层次，包括感知层，用于信息的获取感知；传输层，用于信息的无线传输；应用层，用于对所获取信息的智能处理和综合应用。

如图1所示。

图1 系统总体结构图1.1.1 感知层感知层主要包括农田传感器和视频采集设备两部分。

农田传感器主要采集传感数据，包括风速传感器、风向传感器、辐射传感器、空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器和降雨量传感器等；可同时监测大气温度、大气湿度、土壤温度、土壤湿度、雨量、风速、风向、辐射等诸多气象要素，具有气象数据采集、气象数据定时存储、参数设定等功能。

视频采集设备主要负责视频画面采集，通过摄像头对作物现场实时画面采集，采集视频画面方式为连续采集。

1.1.2 传输层传输层主要应用GPRS、3G和WLAN等网络传输技术，实现从田间实时传输环境参数和视频到监控中心，为开展大田粮食作物试验和院县合作提供监控预警和诊断管理的科学依据和支撑平台。

1.1.3 应用层应用层主要包括作物生长环境监测系统、作物生长在线视频监控系统、作物生长智能感知信息系统和大屏展示系统四部分。

作物生长环境监测系统主要是利用传感网络、物联网技术，远程实时感知冬小麦生长过程中的空气温湿度、光照以及土壤温湿度等关键环境因子。

该系统实现了远程、多目标、多参数的环境信息实时采集、显示、存储和查询等功能，并通过操作终端，实现智能化识别和管理。

作物生长在线视频监测系统利用大田的视频监控系统，建设冬小麦生产过程专家远程指导系统，集中农业专家，采用信息技术手段辅助实现现场病虫害诊断，播前栽培方案设计与指导、产中适宜生育指标预测以及基于实时苗情信息的冬小麦生长精确诊断与动态调控，提高大田生产管理水平，降低生产成本，从而提高经济效益。

作物生长智能感知信息管理系统主要分为传感信息采集、视频监控、智能分析和远程控制几个模块，按照农业物联网建设的标准和规范，通过统一的数据资源接口、资源描述元数据及共享协议，将分散的冬小麦生长感知数据和设备控制有效集成，建立河南省作物生长智能感知信息综合管理系统。

大屏展示系统大屏展示子系统作为粮食作物远程监控与诊断平台的重要组成部分，主要实现对示范区域粮食作物生长情况、墒情数据、会诊互动画面实现集中展现。

1.2系统开发环境1.2.1 硬件环境系统开发硬件环境：系统在Intel CoreI5-3470 CPU，内存8G，Windows7简体中文操作平台上开发采用PHP和Java语言，应用面向对象的程序设计思路，以实现程序的快速开发和减少代码量。

采用Microsoft Sqlserver数据库。

1.2.2 软件环境系统的运行环境：Php5.3、Php5.6和ⅡS7。

1.2.3系统安装在IE或者360浏览器中输入网址：点击访问进入系统登录界面，输入用户名命名和密码信息即可进入系统。

1.2.4系统卸载打开360安全卫士，点击系统修复，在IE或者360浏览器中输入网址点击确认。

1.3系统登录1.3.1 系统登录界面输入用户名和密码，点击登录。

如图2所示：图2 系统登陆界面1.3.2 系统主界面在“系统登录”对话框中输入用户名和密码，单击“确定”，系统将根据该用户的权限加载相应的系统主界面，如图3所示。

图3 系统主界面1.4系统主要功能及技术原理该系统以计算机气象软件平台、气象数据采集仪和气象传感器为依托，实现了风速、雨量、风向、辐射量、空气温湿度、土壤温湿度等气象数据的实时采集、存储、查看和数据分析等功能。

该系统提高了作物生产的智能化水平，进一步提高了农业综合生产能力，实现农村发展、农业增效和农民增收。

1.4.1 系统首页模块本模块包括延津高寨试验田和商水县杜店村两个测试点。

通过在主界面上GIS地图中选择相应的试验田，本模块会自动出现当前的风速、雨量、风向、辐射量、空气温湿度、土壤温湿度等信息，并反馈给用户，用户可以根据这些信息确定自己的种植和管理方案。

1.4.2 监控站点模块本模块包括当前的监控站点信息，实时出现当前的风速、雨量、风向、辐射量、空气温湿度、土壤温湿度等信息，让用户可以直观地了解当前作物生长的环境信息。

1.4.3 数据分析模块本模块包括数据浏览、统计分析、对比分析、墒情分析、墒情数据、图像浏览、图像对比和视频播放。

数据浏览主要包括各个监控站点的实时环境信息，只需点击各监控站点，就可以出现相应站点的实时环境数据。

统计分析是把各个监控站点的环境参数数据以折线图或柱状图显示，可以直观的让用户了解当天环境信息。

墒情分析可以帮助用户及时了解当前的土壤墒情，是否需要灌溉。

墒情数据可以为用户提供直观的土壤湿度信息。

1.4.4 实时影像模块实时影像可以直观地反映作物生产的实时状态，引入视频图像与图像处理，既可直观反映作物的生长长势，也可侧面反映作物生长的整体状态及营养水平；为用户提供更加科学的种植决策理论依据。