基于北斗短報文的農業環境數據采集通信機制研究
2021年電子技術應用第11期
楊 欣1，2，鄭 祿1，2，帖 軍1，2，解 偉1，2
1.中南民族大學 計算機科學學院，湖北 武漢430076；2.湖北省制造企業智能管理工程技術研究中心，湖北 武漢430076
摘要： 為實現偏遠地區等通信盲區的農業環境數據采集，提出一種基于北斗短報文通信、物聯網、云存儲等技術的農業環境數據采集方式。針對北斗短報文通信容量有限的局限性，對農業環境數據進行編碼設計，提高數據傳輸效率；針對北斗短報文通信不可靠的不足，自定義系統通信協議，分別在發送端提出基于概率判斷的請求確認機制和在接收端提出動態累積確認機制。通過仿真實驗，驗證了該通信機制可以有效保證數據的可靠傳輸。通過在湖北長陽縣實地試驗，結果表明，在發送端通信成功率隨環境變化情況下，數據傳輸的成功率達到99%以上，且系統運行穩定，能提供可靠的農業環境數據采集服務。
中圖分類號： TN919.3；TN927.2
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.201265
中文引用格式： 楊欣，鄭祿，帖軍，等. 基于北斗短報文的農業環境數據采集通信機制研究[J].電子技術應用，2021，47(11)：47-52.
英文引用格式： Yang Xin，Zheng Lu，Tie Jun，et al. Research on the communication mechanism of agricultural environmental data collection based on Beidou short message[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(11)：47-52.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.201265
中文引用格式： 楊欣，鄭祿，帖軍，等. 基于北斗短報文的農業環境數據采集通信機制研究[J].電子技術應用，2021，47(11)：47-52.
英文引用格式： Yang Xin，Zheng Lu，Tie Jun，et al. Research on the communication mechanism of agricultural environmental data collection based on Beidou short message[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(11)：47-52.
Research on the communication mechanism of agricultural environmental data collection based on Beidou short message
Yang Xin1，2，Zheng Lu1，2，Tie Jun1，2，Xie Wei1，2
1.College of Computer Science，South-Central University for Nationalities，Wuhan 430076，China； 2.Hubei Provincial Engineering Research Center for Intelligent Management of Manufacturing Enterprises，Wuhan 430076，China
Abstract： In order to realize the collection of agricultural environmental data in remote areas and other blind areas of communication, a method of agricultural environmental data collection based on Beidou short message communication, Internet of Things, cloud storage and other technologies is proposed. Aiming at the limitation of the limited communication capacity of Beidou short message, the coding design of agricultural environmental data is carried out to improve the efficiency of data. In view of the unreliability of Beidou short message communication, the user-defined system communication protocol proposes a request confirmation mechanism based on probability judgment at the sender and a dynamic cumulative confirmation mechanism at the receiver. The simulation results show that the communication mechanism can effectively ensure the reliable transmission of data. Through the field test in Changyang County, Hubei Province, the results show that the success rate of data transmission reaches more than 99% when the communication success rate of the sender changes with the environment, and the system runs stably, which can provide reliable agricultural environmental data collection service.
Key words : Beidou short message communication；agricultural Internet of Things；agricultural environmental data；communication mechanism
0 引言
近年來，隨著物聯網在農業領域的應用，現代農業快速向智慧農業發展[1]。在“鄉村振興”戰略的推動下，農業物聯網將進一步推廣到廣泛的農村地區，以加快農業的轉型升級和高質量發展[2]。通過物聯網技術獲取的農業環境數據信息是智慧農業的基石，但部分農村地區存在通信問題，如有線網絡尚未建設且建設成本大、時間長；移動網絡信號不穩定，甚至沒有被覆蓋，這些情況給數據采集帶來極大的不便。
目前，利用常規通信方式實現數據采集方面，許多專家學者進行了深入研究，并取得相應的研究成果。文獻[3]提出采用以太網進行遠程、實時數據采集與傳輸；文獻[4]應用GPRS等無線通信方式進行數據的遠程傳輸；文獻[5]在采集端結合ZigBee、LoRa等WSN技術延伸了數據采集的深度。上述研究成果在遠程數據采集工作中發揮了重要作用，但無法應用到通信盲區的區域。相比于受地區限制的通信方式，衛星通信的覆蓋范圍更廣，不存在通信盲區。
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作者信息：
楊 欣1，2，鄭 祿1，2，帖 軍1，2，解 偉1，2
(1.中南民族大學 計算機科學學院，湖北 武漢430076；2.湖北省制造企業智能管理工程技術研究中心，湖北 武漢430076)
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