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第五节 平台技术方法

一、物联网技术

农业物联网,是指将大量的传感器节点构成监控网络,通过各种传感器采集环境信息并进行分析,帮助农民及时发现、准确定位问题,这样农业将逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式,大量使用各种自动化、智能化、远程监测、控制的生产设备,从而实现现代农业的规范化管理、精准化种养殖、机械化操作、自动化生产。

物联网技术在农业生产方面的应用相当广泛,尤其是在温室大田种植、畜禽水产养殖、农机物联网方面的应用已比较深入。随着物联网技术在传统农业应用,实现对农业生产的精准控制、远程监管使传统农业越来越“智慧”。农业物联网有以下几个技术要点。

1.传感器技术

传感网技术是在需要进行信息采集与传输的区域将集成传感器,数据处理单位部件以及通信部件进行随机分布,相互联系形成网络结构,即为传感网。其节点数量相对较大,在复杂多变的环境中适应性较强。由于节点的密集且分布随机,使得其需要具备一定程度上的能量储存功能。传感网技术可以说是物联网技术的核心所在,其在物与物之间相互连接,进行信息交换与传输的方面起到十分重要的作用。

2.物联网无线通信技术

物联网无线通信技术很多,主要分为两类:一类是Zigbee、WiFi、蓝牙、Z-wave等短距离通信技术;另一类是LPWAN(low-power Wide-Area Network,低功耗广域网),即广域网通信技术。LPWA又可分为两类:一类是工作于未授权频谱的LoRa、SigFox等技术;另一类是工作于授权频谱下,3GPP支持的3/4/5G蜂窝通信技术,比如EC GSM、LTE Cat-m、NB-IoT等。在全国中药材供应保障平台移动APP端,通过3/4/5G蜂窝通信技术、WiFi传输技术实现数据的填报和上传,通过蓝牙技术与蓝牙打印机进行通信,实现基于移动终端的追溯便签打印功能服务。

3.RFID技术

RFID技术即射频识别,属于通信技术的一种。其主要原理是利用无线电讯号感知监测目标并进行数据的记录,其主要由三大部分组成:应答器、阅读器以及应用软件系统。

RFID技术在物联网技术中的运行过程是:阅读器检测信号后通过天线将射频信号以相应的频率散发出,应用软件系统在接收到该信息频率信号后进行信息处理,设备内部的芯片将储存的信息传输出去,阅读器再次接收到频率信号进行数据分析处理,传输给后台操作系统,对信息数据进行控制。在药材赋码环节,可以使用RFID不干胶标签作为产品追溯码载体,实现药材产品的赋码和高效出入库管理。

4.智能控制

平台对监测数据进行接收和处理,可对监测站和各种传感器进行实时监控管理。用户可通过电脑、手机等登录互联网随时随地查阅监测数据,也可在平台上设置、修改各种参数。可以实现在线远程控制视频监控云台操作,控制视频监控角度和距离(需要硬件设备支持云台功能)。

通过实时动态智能监测环境因子变化,结合种养殖对象生长发育规律所需最佳的环境条件需求,对生产现场卷帘、风机、水帘、保温被、电磁阀、增氧机、加热管等设备进行自动控制,创造种养殖对象生长的最佳环境,使环境接近人工设想的理想值,以满足作物生长发育的需求。

5.预警模型

网络平台具备预警功能,用户可以在平台上设置各种传感器的预警阈值及报警方式(短信、邮件、APP通知等),当传感器采集到的数据超过预警阈值时,监测系统会通过对应的报警方式立即将预警信息发送给管理员。

二、混合云网络架构

混合云是由1个或多个公共云和私有云环境组合而成。它是一个由管理及自动化软件编排而成的虚拟资源池,允许用户通过由自动扩展和动态资源分配支持的自助服务门户按需访问其中的资源。

虽然构成混合云的公共云和私有云环境都是独一无二的独立实体,但是有助于传输资源和工作负载的加密应用编程接口(API)可以简化这些实体间的迁移操作。正是借助这个独立的互连架构,企业才能在私有云中运行关键工作负载,减少公共云中的敏感工作负载,并根据需要调用任一环境中的资源。这样安排既可将数据泄漏风险降到最低,还能让企业通过自定义灵活安全的可扩展产品组合来交付各种IT资源和服务。

现今的混合云环境可能包含内部基础架构、传统虚拟化技术、裸机服务器和各种容器。此外,混合云也可能是由多个提供商托管的多个公共云组合而成。其工作原理包含以下几个方面。

1.互操作性

互操作性是混合云的基础。如果没有实现互操作性,公共云和私有云也可独立存在,但不能将它们视为混合环境——即使它们为同一单位所用也是如此。如果将所有面向客户的应用置于公共云中,并将所有应用置于私有云中,然后只从存储资源的云中调用了未共用同一基础架构的资源,那么这种情况也不属于混合云操作。混合云包含多个接触点,由共享核心软件服务组成,允许工作负载、资源、平台和应用在各个环境间迁移。

2.管理

可以使用多个管理工具、实施冗余策略并配备额外的操作人员,以便手动管理混合云环境。但是,有些工具的确可以简化这一流程,并对混合环境进行统一管理和操作。这些统一管理平台可将底层技术抽象出来,并跨环境进行管理任务整合,从而使操作员和用户能够控制环境生命周期、自助服务、自动化、策略实施等。

3.可扩展性

私有云可以轻松实现可扩展性,并按需访问无法通过虚拟化轻松访问的资源。公共云可以访问(理论上)不受限制的资源池,因而能够更加轻松地进行扩展。在将这种两分布方式整合到同一混合环境中后,即可按需进行纵向或横向扩展:云技术可通过横向扩展为云原生应用提供支持,虚拟化技术则通过纵向扩展为传统工作负载提供支持。 D6Z9LUq0l0izOTJe1YqVaSwcZLjphaqe0iwwU9mSQtDI8V9IJkBqfYxzKy5jiLKQ

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