随着信息技术在设施农业领域中越来越广泛的应用,农业物联网管理中心逐渐向集约化管理发展,即“一个中心,一个平台,多个基地”模式。在对多个基地的数据进行管理时,设施农业领域中的数据逐渐凸显出来源广、数据量大、高速率等特点。在对高并发下的设施农业数据进行接收时,仅通过简单的Socket通信技术,无法进行实时接收,利用关系型数据库对设施农业数据进行存储和查询的时候,逐渐暴露出无法满足海量的服务请求、扩展性能差、可用性能低等缺点。针对现有设施农业物联网系统,在对高并发下数据的实时处理和机构的控制、海量数据的存储与检索、数据存储扩展时所面临的问题,本文基于分布式计算的相关技术,实现对设施农业物联网中“一个中心,一个平台,多个基地”模式的技术支撑。主要研究内容如下:设施农业物联网信息采集网络:对于设施农业物联网信息采集分为设施种植和设施养殖两个方向。设施种植和养殖节点主要由射频模块、微控制器、温湿度传感器、光照传感器、二氧化碳传感器、土壤湿度传感器,以及氨气、二氧化硫传感器组成。设施种植和设施养殖环境信息数据,经过无线传感器网络SimpliciTI汇总后,通过网关统一发送到云平台。设施农业物联网控制系统:基于PLC设计了设施农业物联网控制系统,云平台通过PLC控制系统实现对设施农业中机构的控制,从而达到适宜动植物生长的环境。设施农业物联网云平台分布式中间件:对于中间件,主要解决在高并发下的数据如何实时接收和处理,以及基地机构控制问题。中间件将接收到的数据,写入消息队列Kafka,然后采用实时流式处理组件Storm,对Kafka中的数据进行消费处理,Storm对数据分析处理后,写入到分布式数据存储系统中。对于海量设施农业物联网中的机构控制,利用LVS技术将基地PLC的串口服务器连接请求分发到集群各个节点中,实现机构的控制。海量农业物联网数据分布式存储系统设计:云平台中将数据分为结构化数据和非结构化数据。对于结构化数据,采用HBase和ElasticSearch两者配合,实现对海量数据的实时写入、存储、检索。ElasticSearch主要完成对存储在HBase中数据的建立索引,HBase主要完成对海量数据的存储。对于非结构化数据基于Ceph,建立了非结构化数据存储系统。基于分布式计算的设施农业物联网云平台信息系统:基于分布式计算的设施农业物联网云平台信息系统分为Web平台、Android移动端、基于WebSocket的专家在线指导系统、基于WPF的基地一体机软件,整体云平台信息系统实现对“一个中心,一个平台,多个基地”模式下的基地数据展示、机构控制、专家在线指导、基地宣传等功能。对系统进行测试后,测试结果表明整体设计能够为管理海量农业网物联网数据、高并发下设施农业网物联网数据实时接收和机构的控制、加快设施农业物联网管理中心向云平台转型提供了解决方案。