1 引言
随着人们对农业的日益重视，我国智能农业的快速发展，同时，智能农业在解决农业资源匮乏、农村人口多但老龄化严重、农业生产效率低等问题上至关重要。由此，农业的自动化、机械化、智能化就是解决如今我国诸多“三农”问题的可行方案。
智能农林辅助系统由于相较于传统机械化农业耕作具有更加便捷、可靠、便宜等优势，已经成为智能农业中的重要组成成分，应用价值也越发突出。然而，由于农林辅助系统推广、功能性的满足，其应用一直受到限制。随着科技快速发展的需求，普通独立传感器在农林辅助系统的应用将无力满足市场全部需求，农业互联网即通过农业实况与互联网的连接将成为一大优势。本文将对比智能农林辅助系统与传统机械化智能农林辅助系统优缺点，突出阐述基于传感器的智能农林辅助系统以及物联网的应用价值。
2 智能农林辅助系统
对于我国农村地区，由于各种农业资源匮乏、农村人口多但老龄化严重、农业生产效率低等问题，农业生产一直是重要话题。与此同时，农业是我国社会发展的基本保障。智能农林辅助系统便是利用多种无线传感器快速感知农业大棚状况、将大棚实况利用无线信号传感到用户手机端并快速连接智能设备加以反映，以便用户及时进行维护，保障作物的生长环境。如今，农林辅助系统在国内快速发展，在实际生活中的应用越发重要。
3 智能农业
3.1 智能农业应用简介
智能农业也称为农业物联网，通过射频识别(RFID)装置、温度、湿度、烟雾等无线传感器、全球定位系统等信息传感设备，对农作物温室内的温度、湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、CO浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数进行实时采集，自动开启或者关闭指定设备（如远程控制浇灌、开关卷帘等）[1]。采用工业化生产，把农业产品与互联网相连接，利用模块进行信息交换和通信（通常与手机SIM卡进行连接，用户通常可以通过智能端观察或以短信形式获取现场情况、查看现场温湿度等数据和控制远程智能调节设备），实现高效可持续发展的现代农业生产方式。
3.2 智能农业系统主要元件
AT89S51 单片机[2,3]：主控核心选择 AT89S51 单片机，考虑 MCS-51 单片机具有较强代表性，而 AT89S51 是 MCS-51 单片机中应用最广的型号，价格合理，AT89S51 单片机是带 4K 字节可编程闪烁、可擦除只读存储器的低电压，高性能 CMOS8 位微处理器，器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术，与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容，采用 AT89S51 为核心控制器，能将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，数据保留时间 10 年之久，是最佳选择。
DS18B20温度传感器[4,5]：采用单总线数字式DS18B20温度传感器实现温室内温度信号的采集，通过独特的单总线接口实现与单片机的双向通信，微控制器与其接口连接时仅需占用一位I/O端口便可进行数据通信，该总线可向所挂接的DS18B20供电，无需额外电源。18B20传送数据经三个步骤：1）初始化18B20，2）写入ROM命令，3）写入18B20的功能命令。
太阳能装置：系统以光能为主要能源形式，通过短时间内将光能转化为电能，实现持续供电，高效安全环保。
传感器：内置烟雾传感器，安装在森林景区及农林区域，通过无线与手机等通讯工具相连接，当发生火灾等险情时，及时通知护林员或农业人员；内置温湿传感器，在大面积露天种植区域可进行土壤水分含量的监测，准确地检测出水分含量不足的区域、监测棚内温度，同时做出反应。
3.3 智能农业系统设计
产品主要设计在太阳能电池板与蓄电池相连，蓄电池通过电源开关与处理器相连，太阳能电池板将光能转化为电能后通过蓄电池进行存储，实现持续供电；温度传感器DS18B20与处理器的输入端相连，处理器的输出端与继电器模块相连，继电器模块的常开触点与电机的电源相串接，用以导通或关断电机电源，当棚内温度超出额定值时，通过控制电机开启大棚，实现对棚内温度的无人控制；湿度传感器与处理器的输入端相连，处理器的输出端与显示模块相连，通过显示模块实时显示土壤水分含量；烟雾传感器与处理器的输入端相连，处理器的输出端与报警模块相连，当处理器检测到烟雾传感器检测的烟雾浓度超过预设值时，通过报警模块进行警报。处理器由复位电路、单片机、时钟电路构成，其中单片机采用STC89C52单片机及GSM单片机通讯模块。GSM单片机通讯模块实现通过温度、湿度、烟雾传感器的精确测量，以手机短信的形式提醒用户，对险情进行及时处理。太阳能电池板与电池实现供电，节能环保，设备可靠。
3.4 智能农业系统主要意义
3.4.1 减少劳动力
通过研发科技产品实现对大棚开关调节的无人控制，减少劳动力，进一步降低种植成本，农民从中获取最大利益；
3.4.2 满足需求
鉴于目前市场上能够提供的此类产品较少，同时，当今农业生产者数量逐渐减少，因此农林产业对智能农业系统将产生实际有效的大量需求。
3.4.3 农林适用性广
最近几年大型山火进入大众的视线，森林火灾的产生除了人为因素外，主要是自燃和雷击造成。森林中堆集的落叶等，特别是含脂量较高的针叶，在小雨后的潮湿状态下，缓慢氧化发热，在堆积状态下热量得不到散发，致使温度升高，加剧了氧化发热。如此恶性循环，最后引发了森林火灾。将系统投入使用，实时监测农林温度、湿度、和烟雾浓度，及时预警反馈，便可避免此类灾害和损失，保护森林生态环境，以实现绿色可持续发展的目标。
4 总结
本文通过分析智能农林辅助系统的优势，提出了基于传感器的智能农林辅助系统的电气元件、物联网、信息处理、终端通信以及实时监测等方面相对于传统农林辅助系统的应用优势，明确了传感器、单片机在农林辅助系统中的应用。由于目前相关研究偏少，基于传感器的智能农林辅助系统在实际应用上还须继续发展，实现经济效益并解决“三农”问题。
参考文献
[1]管继刚.物联网技术在智能农业中的应用[J].通信管理与技术,2010(03):24-27+42.
[2]江丽莎,蒙亮,罗涟玲.利用单片机设计农业温室温湿度智能控制系统[J].广西物理,2012,33(01):21-24.
[3] 田俊英.基于51 单片机的温室测试系统的设计与实现[J].现代电子技术,2007,10:15-17.
[4] 徐志如,崔继仁.基于单片机的温室智能测控系统的设计[J].传感器与微系统,2006,5:52-54.
[5] 叶钢.基于DS18B20温度控制系统的设计[J]. 国外电子测量技术,2007,26(4):31-33.
