智慧农业是我国当前农业发展的重要趋势和方向,在农业现代化、智能化发展过程中,采用物联网技术实现对关键数据的智能感知、智能诊断和智能控制,具有重要的实用价值。如何对传统在线物理量检测装置进行低成本网络化改造,是现代农业物联网建设的重要环节;同时,以农业科技园区为代表的智慧农业发展中,目前用水管网渗漏严重,已成为制约智慧农业发展的另一关键问题。针对这些现状,本课题研发面向智慧农业的物联网嵌入式网关及农业用水管网漏损检测系统及方法,并设计智慧农业园区信息化综合服务监管平台。首先,基于对智慧农业物联网网关及管网漏损检测的需求分析,设计了包含通用物联网网关及管网漏损检测系统的智慧农业信息化系统总体架构。其次,研发了基于STM32的智慧农业物联网嵌入式网关软硬件系统。系统采用低功耗设计方法,由太阳能及蓄电池综合供电;系统具有多模式数据采集功能,可实现4-20m A、脉冲式和串行通讯的多种模式传感器的信号采集;数据处理后由4G通讯模块与云服务管理平台进行信息交互。再次,基于数据驱动的方法,建立管网漏损故障诊断模型。通过分析农业用水数据的伪周期性特点,采用K近邻法进行数据预处理;结合滑动时间窗口动态划分时间段,对训练数据中每日对应的时间段数据,联合日间特征采用K-means聚类提取流量异常特征;采用改进的随机森林分类方法,结合系统设置的流量异常置信水平对应的置信区间,综合判断是否存在漏损异常。最后,设计并实现了智慧农业信息化综合服务监管平台。平台与网关信息交互,实现数据采集、存储及实时展示功能,同时实现园区及用户管理等功能。其中,在服务器端采用管网漏损检测算法,实现管网漏损在线监测及报警功能,在客户端实现数据管理、实时数据图表分析等功能。本文研发的系统已于2021年3月陆续投入试运行,目前系统运行稳定可靠,显著提升了农业科技园区的智慧农业信息化管理与服务水平,具有良好的应用价值。