1.一种轻量级智慧农业异构物联网管理系统，其特征在于，包括访问控制层、业务处理层、消息解析层和通信传输层；

所述访问控制层包括北向接口，用于实现配置管理、应用访问控制，提供访问安全控制策略；所述北向接口即应用访问接口；

所述业务处理层完成终端接入管理、动态配置管理、环境数据存储与获取，以及设备远程控制；

所述消息解析层用于完成终端鉴权与消息加解密处理；

所述通信传输层包括南向接口，用于适配各类异构物联网终端，完成消息的统一收发；

所述南向接口即终端接口。

2.根据权利要求1所述的一种轻量级智慧农业异构物联网管理系统，其特征在于，所述系统根据传感器是否可动态扩展，将异构物联网终端定义为两种类型：可动态扩展的自定义传感器终端和不可动态扩展的固定传感器终端；

所述自定义传感器终端能够集成各类485接口的传感器，通过TCP/IP网络接入系统，并通过心跳机制保持与系统的双向长连接，所述系统通过所述通信传输层提供的TCP协议接口完成与所述自定义传感器终端的对接；

所述固定传感器终端由终端厂家根据场景在终端上固定传感器，不具扩展性，所述固定传感器终端使用WSN无线传感器网络和LPWAN低功耗广域网无线协议接入互联网，所述系统通过所述通信传输层提供的TCP、HTTP和MQTT这三类协议网络侧接口完成与所述固定传感器终端对应的网关系统的上下行消息通信，从而完成消息的统一收发。

3.根据权利要求2所述的一种轻量级智慧农业异构物联网管理系统，其特征在于，所述业务处理层完成终端接入管理和动态配置管理，实现所述自定义传感器终端的传感器动态集成和即插即用；

其中，所述自定义传感器终端的传感器动态集成，通过如下方法实现：所述系统根据所述自定义传感器终端的传感器配置，整体下发其所有传感器的485查询指令和响应解析内容，终端接收后生效执行，从而使所述自定义传感器终端能够集成各类485接口的传感器；

所述自定义传感器终端的传感器的即插即用，通过如下方法实现：

步骤a1，确定新增传感器是否是所述系统已有的485传感器类型，如果是，执行步骤a2，如果不是，配置所述新增传感器的485请求命令和响应解析各个字段说明，485请求命令需配置字段包括：操作码、寄存器起始位置和寄存器长度，响应解析需配置字段包括：响应内容长度和响应内容起始位置，所述系统将所述新增传感器类型加入已知传感器类型；

步骤a2，确定所述新增传感器对应的终端设备，新增一条对应所述新增传感器的配置，填写所述新增传感器的485地址，配置所述新增传感器对应的生产单元，将所述新增传感器的485地址和对应的生产单元信息保存到传感器配置表中；

步骤a3，新增控制设备通过继电控制器配置完成，首先确定所述新增控制设备接入的继电控制器是否已配置过，如果已配置，则说明所述继电控制器的485地址和485命令参数已存在系统配置中；否则需要配置所述继电控制器的地址和485命令参数；然后配置所述新增控制设备对应的继电控制器控制单元，配置所述新增控制设备对应的生产单元；将所述新增控制设备的485地址和对应的生产单元信息保存到控制设备配置表中；

步骤a4，所述系统触发一条配置生效消息下发给所述新增传感器对应的自定义传感器终端，生效消息携带步骤a1和步骤a2中的配置参数；所述自定义传感器终端收到配置生效消息后生效，将所述新增传感器查询命令加入轮询队列，在下一轮请求查询所述新增传感器的数值并解析响应；

步骤a5，当所述自定义传感器终端上电时，所述自定义传感器终端开始初始化，初始化阶段会发送登录请求消息，登录请求消息携带终端ID，所述系统会根据终端ID解析传感器配置表和控制设备配置表，响应的登录成功消息中包含所述自定义传感器终端下所有传感器和控制设备的485查询指令与解析方法；

步骤a6，所述自定义传感器终端周期发送485传感器查询指令采集环境数据，达到上报周期时，会将所述自定义传感器终端下接入的所有传感器采集到的环境数据封装成一条上报消息发送给所述系统，上报消息中包含所述新增传感器采集到的环境数据；

对于所述固定传感器终端，分为两类终端：接入传感器的是采集类终端，接入继电控制器的是控制类终端；固定传感器终端接入所述系统后需要完成环境采集参数、控制参数、生产单元配置，具体方式为：步骤a7，确定需要新增固定传感器的生产单元，后续固定传感器终端采集的环境参数将关联到所述生产单元；

步骤a8，在所述系统中选择固定传感器终端产品，如果所述系统不存在所述固定传感器终端产品，需要配置终端产品参数，包括：终端厂家、终端产品名称、采集或控制的参数，以及数据上报格式；对于接入传感器的固定传感器终端，配置采集的具体环境参数，对于接入继电控制器的固定传感器终端，配置继电控制器的控制单元数和每个控制单元对应的具体的控制设备；

步骤a9，将所述固定传感器终端部署在配置好的生产单元，启动后，所述固定传感器终端周期上报数据，上报数据包括传感器采集到的环境数据和控制继电器的各个控制单元的开关状态；所述系统根据步骤a8中配置的终端产品参数及数据上报格式，对上报的数据进行解析。

4.根据权利要求3所述的一种轻量级智慧农业异构物联网管理系统，其特征在于，所述业务处理层完成环境数据存储，包括：所述业务处理层对所述自定义传感器终端和所述固定传感器终端上报的环境数据进行压缩存储，在时间旋转门算法SDT数值压缩的基础上，计算每轮的汇聚时长，通过限定最大允许汇聚周期达到提高压缩精度的目的，具体方法为：步骤a6-1，初始化参数：确定每种将被传感器采集的环境因素的正常取值范围[m,n]和正常环境因素单位时间变化率k，其中正常环境因素单位间隔变化率k通过传感器的量程和历史数据进行判断；

确定每一类环境因子的线性趋势差异度，即确定旋转门门限值E的取值；

创建传感器数值压缩缓存结构：在内存中为每个传感器初始化一个固定长度的缓存队列，数值队列长度计算方式为：L=T/P，其中L为数值队列长度，T为汇聚周期，P为采样上报间隔；

步骤a6-2，过滤数值异常点：收到所述自定义传感器终端与所述固定传感器终端上报的环境数据后，解析出所有的传感器数值后，加入每个传感器的缓存队列前，判断过滤两种异常值：第一种，过滤各传感器超过合理范围[m,n]的孤立点；第二种，过滤环境因素单位时间变化率超过正常环境因素单位时间变化率k的突变点；所述孤立点和突变点均为异常值，当发现异常值后，使用处理值替代异常值，处理值的计算方法为：Vnext=Vnow±|k|，

如果是第一种异常值，对于上述公式中的±，则当前异常值Vabnorm>n时，取正号，当前异常值Vabnorm

如果是第二种异常值，对于上述公式中的±，则Vabnorm-Vnow>k时，取正号，Vnow- Vabnorm >k时，取负号；

其中，Vabnorm为当前异常值，Vnext为判断能否加入缓存队列进行压缩的当前处理值，Vnow为缓存队列的当前取值；

步骤a6-3，使用时间旋转门算法对传感器的缓存队列进行压缩汇聚。

5.根据权利要求4所述的一种轻量级智慧农业异构物联网管理系统，其特征在于，步骤a6-3包括：

步骤a6-3-1，所述自定义传感器终端与所述固定传感器终端上报的环境数据经过步骤a6-2的处理后，对每个传感器的采集值判断当前传感器的缓存队列中是否有数据，如果没有数据，所述采集值作为旋转门的起始点加入队列，当前时刻记为t0，此时以所述采集值的上下两个单位E作为支点形成两扇门，此时这两扇门是关闭的，进入步骤a6-3-2；如果有数据，说明当前的门起点已存在，直接进入步骤a6-3-2；

步骤a6-3-2，ta时刻，从所述自定义传感器终端与所述固定传感器终端上报的环境数据中取得传感器的新值，判断ta时刻至t0时刻的间隔是否超过汇聚周期T，如果没有超过，进入步骤a6-3-3，否则进入步骤a6-3-4；

步骤a6-3-3，旋转门在ta时刻取得一个新值，更新门的打开角度，两扇门只能顺着打开的方向越开越大，如果新值将引起一扇门内角变小则当前这扇门的角度保持不变，判断两扇门的内角和是否大约180度，如果否，则将所述新值追加到队列末尾，更新表头中的队列位置为加1，继续等待下一条记录；如果两扇门的内角和超过180度则表示当前数值的变化率超过门限值E，进入步骤a6-3-4；

步骤a6-3-4，将当前传感器缓存队列中的所有数值汇聚成一条统计记录插入到压缩汇聚表，统计记录包括：当前传感器数值和当前时间ta、缓存队列中的最大值、最小值、平均值、中位数和总个数，清空当前传感器缓存数据后将当前采集值作为缓存队列的第一条记录，当前时刻记为t0，进入到步骤a6-3-1，开启一个新的旋转门，完成下一个分段直线的压缩；

时间旋转门算法的最终压缩结果是将从初始点的数值分别向上和向下单位E作为旋转门上下支点，确定后续数值点与上下支点的内角和，对内角和小于180度的数值点进行压缩，直到出现内角和不小于180度的数值点，取该点为终点；取首尾两个点的直线来替代这一系列连续的数值点，将所述一系列连续的数值点的统计值加入压缩汇聚表，因此压缩汇聚表中存储的是一系列t0和ta首尾相连组成的直线段和直线段上的统计值。

6.根据权利要求5所述的一种轻量级智慧农业异构物联网管理系统，其特征在于，所述业务处理层完成环境数据获取，即所述业务处理层支持环境数据查询，环境数据查询分为实时查询和历史查询两类，其中，所述实时查询通过如下步骤实现：步骤b1，根据用户查询请求中的生产单元ID查找步骤a2中的传感器配置表，获得生产单元下所有的传感器ID集合，生成响应对象name和value的集合，其中name是新增传感器时配置的传感器名字，value是传感器最近一次采集的数值；

步骤b2，遍历传感器ID集合，将传感器ID作为索引查找步骤a6-1所述的内存中的压缩缓存结构，获得当前传感器的缓存队列，根据表头中的队列位置指针取得队列末尾的数据，即将当前传感器最新的一条上报记录作为实时数据；

步骤b3，遍历完成后将步骤b1中的value填上步骤b2得到的实时数据，将name和value的集合返回请求端。

7.根据权利要求6所述的一种轻量级智慧农业异构物联网管理系统，其特征在于，所述历史查询是根据步骤a6-3-4生成的压缩汇聚表，将压缩后的数据按照原来的采集周期进行直线插值，将插值后的结果返回，通过如下步骤实现：步骤c1，第一次查询请求携带生产单元ID和查询起止时间，根据查询请求的生产单元ID查找步骤a2中的传感器配置表，获得生产单元下所有的传感器ID集合；

步骤c2，使用传感器ID和起止时间作为查询参数，所述业务处理层遍历每个传感器ID查询每个传感器ID命中的结果个数，生成传感器ID和命中结果条数的摘要集合返回；

步骤c3，查询请求端根据返回的摘要信息能够选择不同的传感器ID，查询其详细记录，发出第二次查询请求，第二次查询请求参数中携带具体的传感器ID，所述业务处理层查询步骤a6-3-4中生成的压缩汇聚表，并根据时间间隔使用线性插值法生成每个周期上报时间点的传感器取值，得到新的数值集合S'；

步骤c4，将新的数值集合S'返回给请求端。

8.根据权利要求7所述的一种轻量级智慧农业异构物联网管理系统，其特征在于，步骤c3中，所述线性插值法的步骤如下：步骤c3-1 初始化传感器ID对应的返回的环境数值集合S为步骤c3中从压缩汇聚表中查询到的压缩数值集合；

步骤c3-2 ，遍历步骤c3，如果压缩数值集合中前一个时间节点为tm，当前时间节点为tn，比较tm与tn的间隔与终端采集数据上报间隔P之间的关系，如果tn-tm>P，说明tm与tn这段时间内存在被压缩掉的环境数据，需要使用线性插值法插入中间点数据，进入步骤c3-3；如果tn-tm=P ，说明这两个相邻的时间点采集的数据中间没有被压缩数据，无需插入中间点数据，更新当前时间点为tm，继续步骤c3-2的遍历，取下一个时间节点进行判断；

步骤c3-3 按照终端上报间隔P依次插入被压缩的环境数值到S集合中，记录tm和tn两个时刻的环境数值分别为Vm和Vn；

tm和tn两个时刻的的数值斜率kmn= (Vn-Vm)/ tn-tm，则tm和tn两个时刻间被压缩掉的环境数值按照上报间隔P进行线性插值， tm和tn之间的第x个间隔时刻tx的插值结果为Vx=Vm+kmn*(xP)，且x=1,2,3..,( tn-tm)/P-1，此时tx=tm+xP；

将被压缩上报时间和插值计算的数值集合{tx,Vx}，当x=1,2,3..,( tn-tm)/P-1，按照顺序依次插入到集合S中tm和tn两个时刻之间，形成新的数值集合S'。

9.根据权利要求8所述的一种轻量级智慧农业异构物联网管理系统，其特征在于，所述业务处理层完成设备远程控制，采用基于HTTP协议的延迟响应异步控制机制，所述基于HTTP协议的延迟响应异步控制机制由所述访问控制层、所述业务处理层、所述消息解析层和所述通信传输层的相关功能协作完成，其中所述访问控制层完成与控制请求端的HTTP协议交互与延迟响应；所述业务处理层的设备远程控制功能完成控制命令的协议转换，使用队列和回调函数完成响应消息的异步处理；所述消息解析层和所述通信处理层负责与所述自定义传感器终端和所述固定传感器终端两类终端对接和消息解析，具体包括如下步骤：步骤d1，所述访问控制层接收到针对一个设备ID的HTTP控制命令，设置当前设备ID的超时响应和等待超时两个回调函数，并将这两个回调函数注册给所述业务处理层的控制功能用于响应和超时事件的调用，进入所述业务处理层的控制逻辑，传入设备ID和控制参数；

步骤d2，所述业务处理层收到设备ID与控制参数后，将所述访问控制层的两个回调函数绑定到以设备ID为主键、回调函数为值的哈希表中；

步骤d3，所述业务处理层根据设备ID查找步骤a3中的控制设备配置表，获取被控设备接入的终端ID，按照对应的终端的消息格式生成控制请求命令发送给消息解析层完成协议编码，并转发所述通信处理层，所述通信处理层根据终端ID选择对应的通信链路，将控制请求发送给所述自定义传感器终端和所述固定传感器终端；

步骤d4，所述自定义传感器终端和所述固定传感器终端执行控制命令成功后，向所述通信处理层发送成功响应，所述消息解析层解码后，将终端ID及其控制结果上传给所述业务处理层；

步骤d5，所述业务处理层根据控制设备配置表由终端ID获得被控设备ID，使用设备ID查找步骤d2中所述的哈希表，执行超时响应的回调操作，并将所述设备ID对应的哈希记录删掉；

步骤d6，所述业务处理层周期性扫描步骤d2中所述的哈希表，当发现有控制设备的请求超时但没有收到响应后，执行所述设备ID存在哈希表中的超时响应的回调操作，并将当前设备ID记录删掉。

10.根据权利要求9所述的一种轻量级智慧农业异构物联网管理系统，其特征在于，所述访问控制层包括北向接口，用于实现配置管理、应用访问控制，提供访问安全控制策略，包括：所述北向接口使用HTTP消息携带口令Token方式进行用户身份认证，利用用户与系统资源的对应关系实现访问权限的控制，根据生产单元、终端、传感器、继电器、被控设备的配置关系，将用户与生产单元关联，生产单元与物联网硬件设备关联，由此实现基于生产单元的访问安全控制策略，用户只能访问管理自身的农业生产单元下的环境数据和设备；

所述访问安全控制策略支持动态授权管理，即用户A能够授权系统内的其他用户B访问自己生产单元下的环境数据，并能够单独配置被控设备的权限是否开放；

所述消息解析层用于完成终端鉴权与消息加解密处理，即对于所述固定传感器终端，由其接入协议定义的安全鉴权方式完成终端的安全性管理，所述系统不做额外安全处理；

对于所述自定义传感器终端，由所述系统完成终端鉴权与收发消息的加解密，终端鉴权是由所述系统校验终端串号的合法性，消息加解密是使用对称加密算法和消息密钥完成收发双方的消息加解密，使用非对称算法完成终端登录阶段消息密钥的保密分发，具体包括如下内容：步骤e1，用户绑定新的自定义传感器终端：用户端使用HTTPS安全协议登录所述系统后，用户绑定新终端，填写终端串号发送绑定请求携带用户ID、串号；

所述系统为每个自定义传感器终端生成并维护一对公钥和私钥，并将对应的公钥在绑定响应中发送给用户端，通过离线配置的方式将所述公钥配置到终端上；

步骤e2，所述自定义传感器终端使用步骤e1中离线配置好的公钥加密登录请求消息，系统私钥解密后确认用户携带正确的串号，生成128位的消息密钥作为登录成功的响应参数，使用私钥加密后发给自定义传感器终端，所述自定义传感器终端用公钥解密后保存消息密钥，并在后续收发消息使用该密钥；

对于所述自定义传感器终端，非对称加密算法仅用在终端登录请求和响应这两条消息加密传输上；

步骤e3，所述自定义传感器终端与所述系统的消息交互使用消息密钥进行加密，所有的通信消息采用密文传输的方式进行传输；

步骤e4，所述系统周期性更新对称加密密钥，通过密钥更新命令通知所述自定义传感器终端使用新的密钥，所述自定义传感器终端成功应答后，启用新的加密密钥；

步骤e5，当用户A将所述自定义传感器终端绑定到其他用户B名下时，用户A登录所述系统执行解绑操作，所述系统将通知所述自定义传感器终端解除绑定，所述自定义传感器终端将停止业务流程后进入初始化状态，等待重新启动，完成新用户的绑定操作。