摘要
农业是国民经济的基础，在国民经济发展中发挥着不可替代的作用。随着物联网技术的快速发展，智能农业已成为现代农业发展的新方向。基于此，本文设计并实现了基于物联网的智能农业监测系统，系统采用ESP32作为主控板，配备多种传感器，实时收集与作物生长环境相关的温湿度、光强、土壤湿度、二氧化碳浓度等环境参数，然后通过MQTT该协议将收集到的数据上传到巴法云物联网平台，最后通过Web实现农业远程监测和自动预警。该系统的实现促进了农业的精细化和高效管理，为现代智能农业提供了可行的解决方案。
整个系统设计
基于物联网的智能农业监测系统需要实现实时数据采集、数据可视化显示、远程设备控制和自动预警。系统首先以ESP32将温湿度、光强、土壤湿度、二氧化碳等传感器连接到系统数据采集终端，实现作物生长环境参数的实时数据采集，然后通过MQTT协议上传至巴法云物联网平台，通过Web实现数据可视化显示、设备远程控制和自动预警处理。可视化显示是以图表或折线图的形式向用户展示农业区的环境参数和预警信息，让用户更快更直观地获取数据信息。根据预警事件，用户可以在Web远程控制设备调整环境参数，使作物处于最适合生长的环境中。如图所示，整个系统流程图。
硬件端：Arduino C语言
服务器端：Node.js 、数据库语言
Web端和微信小程序端：HTML、CSS、JavaScript、Vue.js框架
编译器：Visual Studio Code、Arduino IDE、微信开发者工具
数据库：MySQL数据库
挂载环境：阿里云服务器，unbutu巴法云物联网平台系统
硬件：ESP32主控板、DHT11温湿度传感器，光敏电阻传感器、红外二氧化碳传感器、风扇、蜂鸣器、水泵等
软件系统的基本框架
基于物联网的智能农业监测系统的软件框架包括硬件模块、巴法云物联网平台、PC硬件模块主要是微信小程序端ESP32模块、传感器模块和设备控制模块。具体的工作流程是通过ESP32数据采集终端连接温湿度、光强、土壤湿度、二氧化碳等传感器，实现作物生长环境参数的数据采集，然后将采集数据传输到巴法云物联网平台，最后通过Web实现农业远程监控、可视化显示和自动预警处理。基于物联网的智能农业监测系统的软件设计框架如图所示。
云平台开发流程
该系统使用的数据云平台是巴法云物联网平台。下图为巴法云物联网平台开发工作流程图。在本平台开发产品时，需要通过上述准备工作流程。
1. 登录注册：您可以使用电子邮件注册，也可以使用微信扫描代码一键登录。注册完成后，云背景将开发人员与其创建的产品相关联。
2. 获取密钥：登录完成后，您可以在控制台获取自己的私钥UID，私钥UID用户将数据上传到巴法云平台的标识符，如下图所示。
3. 在控制台创建主题：在巴法云控制台创建主题，如下图所示。
4. ESP32通过MQTT连接上巴法云平台后，可以与平台上的主题进行通信。每个设备都有相应的主题，两者之间的通信不会出错。如下图所示。
5. 查看消息控制台查看消息，可以查看消息Web通过订阅这个主题，以实时收到推送消息。
Web端页面设计
Web终端功能包括天气信息查询、数据监控、远程设备控制、用户管理、角色管理和设备管理。具体界面设计如下：
微信小程序端页面设计
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系统测试和验证
（1）环境监测终端：Web端、微信小程序端
（2）数据采集端：ESP32
（3）数据库服务器端：MySQL数据库
（4）数据云平台：巴法云物联网平台
系统的ESP32与各个传感器和风扇、水泵设备的连接图如下图所示。
系统整体实物图如图所示。
总结
随着互联网和物联网的快速发展，智慧农业已成为我国农业现代化建设的必然趋势。本文设计并实现了基于物联网的智慧农业监测系统，打破了传统的人工、低效率的农业管理形式，系统运用了新兴的物联网技术，符合智能化、数字化、智慧化农业管理的要求。该系统的实现促进了农业精细化、高效化管理，为现代智慧农业提供一种可行的解决方案。本系统实现的功能如下：
（1）以ESP32为数据采集终端连接温湿度、光照强度、土壤湿度和二氧化碳等传感器采集作物生长环境参数和连接风扇、水泵和蜂鸣器等设备，构建了一套智慧农业监测系统。
（2）将智慧农业监测系统采集到的环境参数数据上传到巴法云物联网平台中，然后使用node.js来搭建好数据API接口，用于Web端和微信小程序端前端页面可视化展示的数据调用。
（3）用vue.js前端框架搭建了Web端和微信小程序端系统界面，通过API接口将收集到的传感器数据可视化展示在Web端和微信小程序端。
（4）通过温湿度和土壤湿度传感器监测的数据结合不同作物的需水规律和需水量实现精准灌溉功能，智能控制灌溉设备适时适量地浇水。
（5）在Web端和微信小程序端系统中实现了自动预警和设备远程控制功能。保障农业区各项环境参数趋于一个理想水平，使作物生长具有良好的生长环境，提高农业生长效率。
基于物联网的智慧农业监测系统的整体代码链接如下：
基于物联网的智慧农业监测系统的arduino硬件代码下载链接🔗