Internet de las cosas y su modelo de cuatro capas
Con el rápido desarrollo de la tecnología de Internet, la tecnología de sensores y la tecnología de inteligencia artificial, la tecnología de Internet de las cosas surgió como lo requieren los tiempos. La tecnología IoT puede desempeñar un papel importante en diversos campos y hacer grandes contribuciones para liberar la productividad, mejorar la eficiencia del trabajo y promover la producción a gran escala, especialmente en el campo agrícola. Para lograr una agricultura inteligente, debemos confiar en la tecnología de Internet de las cosas y tomar plataformas inteligentes como núcleo para construir un sistema industrial con organizaciones de producción inteligentes, calidad de producto rastreable y operaciones de mercado en red.
El Internet de las cosas (IOT) es una enorme red inteligente que utiliza equipos y sistemas de sensores de información, como sensores inteligentes, identificación por radiofrecuencia, escáneres láser, sistemas de posicionamiento global, sensores remotos y otros sistemas basados en cosas. Modos de comunicación Las redes autoorganizadas de corta distancia conectan objetos a Internet, intercambian información y se comunican entre sí de acuerdo con protocolos acordados, y logran identificación, posicionamiento, seguimiento, monitoreo y gestión inteligentes. Es una aplicación extendida y una extensión de red de redes de comunicación e Internet, y principalmente realiza la interacción de información entre personas y cosas, y cosas y cosas.
En segundo lugar, el modelo de cuatro capas del Internet de las cosas
A nivel de información, la información de datos pasa por cuatro etapas: generación, transmisión, procesamiento y aplicación, que corresponden respectivamente a la capa de percepción e identificación del Internet de las cosas, capa de construcción de red, capa de procesamiento de datos y capa de aplicación integral. La capa de percepción e identificación utiliza tecnología de percepción y dispositivos inteligentes para percibir e identificar el mundo físico. La capa de construcción de red construye varias redes de acuerdo con protocolos de comunicación específicos para transmitir información, logrando así la interconexión entre las cosas y la red. La capa de procesamiento de datos utiliza tecnología de inteligencia artificial y big data para preprocesar, calcular, almacenar y extraer los datos muestreados por la capa de red para maximizar la eficiencia de producción de información. La capa de aplicación integral es un sistema de aplicación que integra varias tecnologías para lograr control en tiempo real, gestión precisa y toma de decisiones científicas, mejorando así los métodos de producción de las personas. Varias tecnologías deben funcionar de forma independiente según diferentes entornos y necesidades, y todos los niveles están estrechamente conectados, como una cooperación en cadena.
Como las "terminaciones nerviosas" de Internet de las cosas, la capa de percepción mapea principalmente todos los aspectos de la vida y la producción en información de datos a través de la tecnología de percepción de la información, y puede transmitirla de manera confiable a la capa de red para realizar la integración del mundo físico y el mundo de la información. La tecnología de percepción de la información se refiere al uso de sensores, RFID, GPS y RS para recopilar y obtener información en tiempo real sobre objetos en el campo agrícola. En los sitios de producción agrícola, se pueden usar sensores inalámbricos para recopilar parámetros como temperatura y humedad, luz, concentración de oxígeno disuelto y crecimiento de los cultivos. Se puede usar equipo de videovigilancia para obtener las condiciones de crecimiento de los cultivos. superficies y factores ambientales en una amplia gama. Como base de Internet de las cosas, la capa de percepción de información adquiere una gran cantidad de datos e información, rompe barreras "binarias", procesa, procesa y analiza información, toma decisiones científicas y guía la producción y las operaciones.
La capa de red debería desempeñar un papel en la conexión de la capa de percepción y la capa de procesamiento. Los dispositivos sensores están conectados a Internet a través de redes de comunicación complementadas con tecnología de bus de campo, tecnología de red de sensores inalámbrica (WSN) y tecnología de comunicación móvil. La tecnología de transmisión de información se puede dividir en cableada e inalámbrica, de corta y larga distancia. Cada uno tiene sus propias características, responde a diferentes entornos y utiliza diferentes canales para formar un sistema de red integral para lograr un intercambio e intercambio de información altamente confiable. Las redes de sensores inalámbricos se han convertido en la "fuerza principal" de la transmisión de información agrícola, incluidos nodos de sensores, nodos de convergencia y nodos de gestión de tareas. Una gran cantidad de nodos de microsensores con capacidades de procesamiento independientes están dispuestos en el área de monitoreo para la transmisión salto a salto, enrutados al nodo de convergencia y luego al nodo de gestión de tareas a través de Internet o satélite. Finalmente, los usuarios configuran y administran la red de sensores a través de nodos de administración de tareas para implementar el monitoreo de la liberación de tareas y la recopilación de datos. Las tecnologías LAN inalámbricas comunes incluyen Bluetooth, WIFI y ZigBee, mientras que las tecnologías de redes inalámbricas de área amplia incluyen LPWAN, NB-IOT, 4G y 5G. En particular, el 5G, que apunta al "Internet de todo", ha supuesto un "salto cualitativo" en la eficiencia de la transmisión de datos del Internet de las cosas agrícola.
La capa de procesamiento es el "alma" del Internet de las Cosas agrícola. A través de la tecnología de procesamiento de información, la información recopilada por la capa de percepción se almacena y analiza para formar modelos inteligentes como predicción y alerta temprana, toma de decisiones inteligente, control óptimo y diagnóstico de enfermedades, proporcionando así orientación científica para la producción y gestión agrícola. En el proceso de producción y gestión agrícola, la información de datos se ha disparado exponencialmente. No solo es masiva, sino que también tiene una estructura compleja, una fuerte naturaleza en tiempo real y una alta correlación.
Debe procesarse, almacenarse y gestionarse mediante tecnología de big data para poder obtener más valor de los datos masivos. La plataforma de tecnología de big data agrícola es una plataforma distribuida de análisis, procesamiento y procesamiento informático de almacenamiento de datos masivos basada en la arquitectura Hadoop, el modelo de software MapReduce y el sistema de software ecológico, complementada con otros componentes. La minería de datos se refiere a encontrar relaciones de información oculta a partir de datos masivos a través de algoritmos. Los principales medios son las tecnologías de inteligencia artificial, como el aprendizaje automático, el aprendizaje profundo y la visión por computadora. Sólo adquiriendo conocimientos ocultos pueden los tomadores de decisiones tomar decisiones razonables y correctas.
La capa de aplicación es la "sala de mando" del Internet de las Cosas agrícola. El software y el hardware se integran principalmente a través de tecnología de detección, tecnología de transmisión, tecnología de procesamiento y equipos para formar aplicaciones como control inteligente, monitoreo y toma de decisiones, sistemas expertos y trazabilidad logística. De acuerdo con las diferentes necesidades de producción, operación y gestión, se desarrollan aplicaciones con funciones específicas. Los usuarios pueden captar información en tiempo real y emitir instrucciones de control precisas a través de aplicaciones cliente web o móviles. Se puede decir que la tecnología avanzada puede aprovechar al máximo la productividad máxima de los equipos, y su aplicación integral puede cambiar la forma de trabajar de las personas y ayudar a tomar decisiones más científicas y razonables.