基于北斗短报文的农业环境数据采集通信机制研究
2021年电子技术应用第11期
杨 欣1，2，郑 禄1，2，帖 军1，2，解 伟1，2
1.中南民族大学 计算机科学学院，湖北 武汉430076；2.湖北省制造企业智能管理工程技术研究中心，湖北 武汉430076
摘要： 为实现偏远地区等通信盲区的农业环境数据采集，提出一种基于北斗短报文通信、物联网、云存储等技术的农业环境数据采集方式。针对北斗短报文通信容量有限的局限性，对农业环境数据进行编码设计，提高数据传输效率；针对北斗短报文通信不可靠的不足，自定义系统通信协议，分别在发送端提出基于概率判断的请求确认机制和在接收端提出动态累积确认机制。通过仿真实验，验证了该通信机制可以有效保证数据的可靠传输。通过在湖北长阳县实地试验，结果表明，在发送端通信成功率随环境变化情况下，数据传输的成功率达到99%以上，且系统运行稳定，能提供可靠的农业环境数据采集服务。
中图分类号： TN919.3；TN927.2
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.201265
中文引用格式： 杨欣，郑禄，帖军，等. 基于北斗短报文的农业环境数据采集通信机制研究[J].电子技术应用，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.
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.201265
中文引用格式： 杨欣，郑禄，帖军，等. 基于北斗短报文的农业环境数据采集通信机制研究[J].电子技术应用，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
近年来，随着物联网在农业领域的应用，现代农业快速向智慧农业发展[1]。在“乡村振兴”战略的推动下，农业物联网将进一步推广到广泛的农村地区，以加快农业的转型升级和高质量发展[2]。通过物联网技术获取的农业环境数据信息是智慧农业的基石，但部分农村地区存在通信问题，如有线网络尚未建设且建设成本大、时间长；移动网络信号不稳定，甚至没有被覆盖，这些情况给数据采集带来极大的不便。
目前，利用常规通信方式实现数据采集方面，许多专家学者进行了深入研究，并取得相应的研究成果。文献[3]提出采用以太网进行远程、实时数据采集与传输；文献[4]应用GPRS等无线通信方式进行数据的远程传输；文献[5]在采集端结合ZigBee、LoRa等WSN技术延伸了数据采集的深度。上述研究成果在远程数据采集工作中发挥了重要作用，但无法应用到通信盲区的区域。相比于受地区限制的通信方式，卫星通信的覆盖范围更广，不存在通信盲区。
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作者信息：
杨 欣1，2，郑 禄1，2，帖 军1，2，解 伟1，2
(1.中南民族大学 计算机科学学院，湖北 武汉430076；2.湖北省制造企业智能管理工程技术研究中心，湖北 武汉430076)
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