国家在《中药产业“十三五”规划和布局》中对中药材的大力扶持掀起了中药材种植热潮,以重庆为例,大规模种植中药材成为主导产业,利用智能温室实现农机高效作业,可为药材种植保驾护航。因此,智能温室大棚成为中药材种植未来发展趋势。随着温室大棚数量的飞增,农机自主作业、温室自主管理成为需要,由此对室内定位提出要求,数据采集是其重要环节,但种植环节监测点较少、采集难度大,难以准确反映中药材的真实情况。并且中药材非常讲究道地性,国家对药材数据溯源有要求,只有种植环节未完成溯源;传统数据采集通过种植现场管理平台传入技术中心再传到云平台,数据可能发生篡改,安全性得不到保障。因此,在数据功能不全、扩展性差,不便于大范围推广下,未来离不开温室大棚智能管理。基于上述问题,本文提出基于定位和区块链的数据采集和传输设计。利用RFID技术采集中药材温室大棚的环境参数、土壤参数和定位信息参数等等,经ZigBee无线网络上传。在此基础上,集RFID电子标签和定位一体化,实现室内定位和电子地图的构建,为农机自主作业提供定位和路径依据;利用区块链技术,将现场采集数据传到区块链节点上,保障数据采集在传输过程的安全性,为种植溯源提供数据依据。主要研究内容如下:(1)对系统进行总体设计。针对当前中药材种植现场数据采集存在问题,进行需求分析,结合基本原则和方法,确定系统由数据采集装置和无线网络结构组成。数据采集装置对RFID电子标签进行功放设计实现远距离传输达10米以上、传感器选型和ZigBee设计远距离功放电路设计;无线网络结构设计,根据数据流向,采用ZigBee网状结构组网,并对关键节点进行器件选型,成功实现数据采集和无线传输。(2)基于RFID室内定位与电子地图构建。根据室内定位理论和方法,在此基础上将RFID标签和定位集成一体,采用底和顶层对称布置参考标签,邻近探测法和对数权值法选择邻近标签,三角定位法连续分割空间,计算确定标签位置和距离,并将固定的苗床四角参考标签在二维坐标系构成电子地图,为农机自主作业提供定位和地图,为可视化管理提供数据依据。(3)基于区块链技术的种植现场采集数据的安全传输研究。将现场采集数据以区块头+区块体的格式通过哈希函数和椭圆曲线签名加密法送到区块链节点;通过共识PBFT算法利用对等网络传输至全网节点,各个节点进行数据验证并存储;将法律、行标、监管条例等通过智能合约对中药材质量进行统一监管。由此,对中药材种植环节的数据安全性提供保障,并将数据采集和无线传输有机结合起来,构成可靠有序的一套管理系统。(4)对系统进行测试和结果分析。(1)对RFID无线射频的读取距离进行测试,结果表明:加入放大电路的读写模块功率明显增大,可以实现远距离传输10米以上;(2)有无障碍和功放电路对ZigBee远距离传输的影响,结果表明:ZigBee加入射频放大电路之后,不管有无障碍,提高了传输距离,远距离传输达100米以上;(3)利用本文算法对标签定位精度进行测试,结果表明:追踪目标标签的定位精度为0.5米左右,准确度90%以上;(4)利用区块链技术对数据安全性传输进行测试,结果表明:利用区块链技术无法篡改源数据,无法进行签名验证,由此保证中药材种植数据安全性传输。