农业物联网是近年来国内外农业科学领域研究的热点,是智慧农业的核心技术之一,对农业信息化的发展具有重要的科学价值和实践意义。为实现基于物联网的大田作物生长监测及智慧管理,解决大田物联网区域化应用中所面临的问题,本研究在已有物联网硬件系统的基础上,以软件工程思想为指导,结合地理信息系统(GIS)技术、Web技术、云服务技术等构建和实现了基于物联网的大田作物生长感知与智慧管理软件平台。针对大田物联网对作物生长信息监测特殊性,本研究设计了基于实时天气信息云服务的作物生长监测有效数据判断和提取方法,实现了物联网监测作物数据的检验和优化,保障了作物生长数据的准确性。此外,针对因系统情况导致的物联网监测环境数据的异常,本研究采用了基于密度的局部时间序列异常点检测方法,实时检测并修正物联网监测环境数据流,排除了环境数据中的异常情况。平台引入了GIS技术,解决了平台所涉及到的空间地理数据的存储和管理问题。对于物联网节点监测的具有空间位置属性的监测数据,GIS技术中的空间分析方法可对其进行由点到面的拓展,进而实现区域化的作物监测;利用GIS技术的空间数据可视化方法,本研究设计了包含地图在内的"地图——表格——图表"一体化可视化方案,有效的从不同侧面展示了物联网实时监测的环境数据。通过区域化的作物生长诊断调控,完善了系统平台的可视化决策功能。平台与引入了云服务技术,云服务的集成体现在两个方面:1)平台使用了外部云服务解决异常数据判断的问题;2)平台内部将部分核心功能以云服务的形式开放出来,供平台内部和第三方系统使用。同时,为充分发挥平台数据处理的实时性及服务器的计算能力,平台将诊断调控功能构建成云服务的形式。以REST风格的Web服务对外提供诊断调控服务,并结合在线地理处理服务(GeoProcessing Service)将监测点诊断结果实时转化为田块或者区域上的面结果。基于云服务的区域化诊断调控功能,实现了不同监测区域用户快速对接监测数据、调用诊断调控方法,从而提升了平台的辅助决策能力。平台自2012年开始运行,共建立了 17个试验示范区子系统,覆盖江苏、江西、河南、山东、河北五省。平台运行结杲表明,系统的设计思想和结构符合作物生长监测和智慧管理平台的需求,整个系统平台能够较好的实现大田物联网监测的区域化数据采集、管理、分析及应用。平台操作简单、结果显示直观,可帮助用户随时随地按照不同生态区的气候、土壤等条件生成适宜的栽培方案、节点部署方法、诊断调控方案等。作物生长监测与智慧管理平台为大田粮食作物生长监测及智慧管理提供了稳定的物联网软件平台,是农业物联网在大田环境应用中的重要探索。