物联网与智慧农业.
物联网与智慧农业
刘亚东
摘要：该文从物联网及智慧农业的内涵出发，提出了农业物联网的体系架构和关键技术，在科学分析农业物联网技术应用现状的基础上，提出了促进我国农业物联网发展的对策与建议。
关键词：物联网；智慧农业；云计算；专家系统中图分类号：S126
引言
从传统农业到现代农业转变的过程中，农业信息化的发展大致经历了电脑农业、数字农业、精准农业和智慧农业4个过程。智慧农业把农业看成一个有机联系的整体系统，在生产中全面综合地应用信息技术。透彻的感知技术、广泛的互联互通技术和深入的智能化技术使农业系统的运转更加有效、更加智慧和更加聪明，从而达到农产品竞争力强、农业可持续发展、有效利用农村能源和环境保护的目标。笔者认为物联网是智慧农业的主要技术支撑，农业物联网传感设备正朝着低成本、自适应、高可靠和微功耗的方向发展，未来传感网也将逐渐具备分布式、多协议兼容、自组织和高通量等功能特征，实现信息处理实时、准确和高效。
1物联网与智慧农业的内涵
1.1农业物联网
目前公认的物联网定义是通过智能传感器、射频识别（RFID）、激光扫描仪、全球定位系统（GPS）、遥感等信息传感设备及系统和其他基于物－物通信模式（M2M）的短距无线自组织网络，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种巨大智能网络［1］。
经过十几年的发展，物联网技术与农业领域应用逐渐紧密结合，形成了农业物联网。笔者认为，农业物联网就是物联网技术在农业生产、经营、管理和服务中的具体应用，具体讲就是运用各类传感器，广泛地采集大田种植、设施园艺、畜禽水产养殖和农产品物流等农业相关信息；通过建立数据传输和格式转换方法，集成无线传感器网络、电信网和互联网，实现农业信息的多尺度（个域、视域、区域、地域）传输；最后将获取的海量农业信息进行融合、处理，并通过智能化操作终端实现农业产前、产中、产后的过程监控、科学管理和即时服务，进而实现农业生产集约、高产、优质、高效、生态和安全的目标。
1.2智慧农业
智慧农业是以物联网技术为支撑和手段的一种现代农业形态，它和电脑农业、精准农业和数字农业一样属于农业信息化的范畴，是现代信息技术发展到一定阶段的产物。
电脑农业是1990年科技部组织实施的“农业智能化信息技术应用工程”的简称，属国家“863”计划项目。
“电脑农业”的实质是农业专家系统的应用，即把众多农业技术专家掌握的知识输入电脑，建立一套科学的程序，用电脑模仿人脑进行推理决策，对各种单项的农业先进技术成果进行综合组装配套，给出一个易于操作的、科学明了的答案，用以指导农业生产［2］。
精准农业也称精细农业或精确农业，是现有农业生产措施与现代信息技术的有机结合，其核心技术是“3S”技术。“3S”技术是遥感（RemoteSensing，RS）、地理信息系统（GeographicalInformationSys-tem，GIS）和全球定位系统（GlobalPositionSystem，GPS）的统称。其中，GPS具有全球性、全天候和连续定时定位的优势，可以对采集的农田信息进行空间定位；RS在数据获取方面具有范围广、多时相和多波谱的特点，可以获取农田作物的生长环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息；GIS具有强大的空间与属性信息一体
化处理能力，可以建立农田土地管理、自然条件、作物产量的空间分布等空间数据库。数字农业是以农业生产数字化为特色的农业，是数字驱动的农业。其主要目标是建成融数据采集、数字传输网络、数据分析处理和数控农业机械为一体的数字驱动的农业生产管理体系，实现农业生产的数字化、网络化和自动化［3］。
物联网、云计算等高新技术的兴起，正在引领我国农业迈入智慧农业的发展阶段。由于“智慧农业”这一概念出现的时间很短，目前尚没有一个公认的定义，笔者认为智慧农业是以最高效率地利用各种农业资源，最大限度地减少农业能耗和成本，最大限度减少农业生态环境破坏以及实现农业系统的整体最优为目标，以农业全链条、全产业、全过程智能化的泛在化为特征，以全面感知、可靠传输和智能处理等物联网技术为支撑和手段，以自动化生产、最优化控制、智能化管理、系统化物流和电子化交易为主要生产方式的高产、高效、低耗、优质、生态和安全的一种现代农业发展模式与形态。
智慧农业包括智慧生产、智慧流通、智慧销售、智慧社区、智慧组织以及智慧管理等环
节，如图1所示智慧农业框架结构
2农业物联网体系架构
虽然物联网的定义不统一，但物联网的技术体系、结构基本已得到统一认识。根据物联网的技术体系架构，可将农业物联网分为3个层次：信息感知层、信息传输层和信息应用层。信息感知层由各种传感器节点组成，通过先进传感器技术，多种支持过程精细化管理的参数可通过物联网获取，如土壤肥力、作物苗情长势以及动物个体产能、健康和行为等信息。信息传输层中，传感器通过有线或无线方式获取各类数据，并以多种通信协议，向局域网、广域网发布。
信息应用层对数据进行融合，处理后制定科学的管理决策，对农业生产过程进行控制。
3农业物联网关键技术
3.1信息感知技术
农业信息感知技术是智慧农业的基础，作为智慧农业的神经末梢，是整个智慧农业链条上需求总量最大和最基础的环节。主要涉及农业传感器技术、RFID技术、GPS技术以及RS技术等。
农业传感器技术是农业物联网的核心，也是智慧农业的核心，农业传感器主要用于采集各个农业要素信息，包括种植业中的光、温、水、肥、气等参数；畜禽养殖业中的二氧化碳、氨气和二氧化硫等有害气体含量，空气中尘埃、飞沫及气溶胶浓度，温、湿度等环境指标等参数；水产养殖业中的溶解氧、酸碱度、氨氮、电导率和浊度等参数。
RFID技术即RadioFrequencyIdentification（射频识别），俗称电子标签。这是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。该技术在农产品质量追溯中有着广泛的应用。GPS是美国20世纪70年代开始研制，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统，具有全天候、高精度、自动化和高效益等显著特点。在智慧农业中，GPS技术的实时3维定位和精确定时功能，可以实时地对农田水分、肥力、杂草和病虫害、作物苗情及产量等进行描述和跟踪，农业机械可以将作物需要的肥料送到准确的位置，而且可以将农药喷洒到准确位置［4-5］。
RS技术在智慧农业中利用高分辨率传感器，采集地面空间分布的地物光谱反射或辐射信息，在不同的作物生长期，实施全面监测，根据光谱信息，进行空间定性、定位分析，为定位处方农作提供大量的田间时空变化信息。
3.2信息传输技术
农业信息感知技术是智慧农业传输信息的必然路径，在智慧农业中运用最广泛的是无线传感网络。无线传感网络（WSN）是以无线通信方式形成的一个自组织多跳的网络系统，由部署在监测区域内大量的传感器节点组成，负责感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。在智慧农业中，ZigBee技术是基于IEEE802.15.4标准的关于无线组网、安全和应用等方面的技术标准，被广泛应用在无线传感网络的组建中，如大田灌溉、农业资源监测、水产养殖和农产品质量追溯等。
3.3信息处理技术
信息处理技术是实现智慧农业的必要手段，也是智慧农业自动控制的基础，主要涉及云计算、GIS、专家系统和决策支持系统等信息技术。
云计算（CloudComputing）指将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务。智慧农业中的海量感知信息需要高效的信息处理技术对其进行处理。云计算能够帮助智慧农业实现信息存储资源和计算能力的分布式共享，智能化信息处理能力为海量信息提供支撑。
GIS主要用于建立土地及水资源管理、土壤数据、自然条件、生产条件、作物苗情、病虫草害发生发展趋势、作物产量等的空间信息数据库和进行空间信息的地理统计处理、图形转换与表达等，为分析差异性和实施调控提供处方决策方案。
专家系统（ExpertSystem，简称ES），指运用特定领域的专门知识，通过推理来模拟通常由人类专家才能解决的各种复杂的、具体的问题，达到与专家具有同等解决问题能力的计算机智能程序系统。研制农业专家系统的目的是为了依靠农业专家多年积累的知识和经验，运用计算机技术，克服时空限制，对需要解决的农业问题进行解答、解释或判断，提出决策建议，使计算机在农业活动中起到类似人类农业专家的作用［6］。
决策支持系统（DecisionSupportSystem，简称DSS），是辅助决策者通过数据、模型和知识，以人机交互方式进行半结构化或非结构化决策的计算机应用系统。农业决策支持系统在小麦栽培、饲料配方优化设计、大型养鸡厂的管理、农业节水灌溉优化、土壤信息系统管理以及农机化信息管理上进行了广泛应用研究。
智能控制技术（IntelligentControlTechnology，简称ICT），是控制理论发展的新阶段，主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题。目前智能控制技术的研究热点有模糊控制、神经网络控制以及综合智能控制技术，这些控制技术在大田种植、设施园艺、畜禽养殖以及水产养殖中取得了初步应用。
4农业物联网技术应用现状
4.1农业智能传感器应用
传感器是把被测量的信息转换为另一种易于检测和处理的量（通常是电学量）的独立器件或设备，传感器的核心部分是具有信息形式转换功能的敏感元件。在物联网中传感器的作用尤为突出，是物联网中获得信息的主要设备。物联网依靠于传感器感知到每个物体的状态、行为等数据［7］。
在大田种植方面，传感器可以对目标监测区内的空气温湿度、土壤温湿度、CO2浓度、土壤pH值和光照强度等农业环境信息进行实时采集［8-10］，为精准农业环境监测提供了有效的解决方案，有助于农业部门制定出更加有效的提高农作物产量的方法。在作物的生长过程中还可以利用包括光谱、多光谱图像、冠层温度、冠层光照及环境温湿度等多传感信息探测器
对作物生长信息进行监测［11］。HamritaTK等［12］开发出土壤性质监测系统，运用了RFID 技术，实现了对土壤温度、湿度等的实时监测，对后续植物的生长状况提供研究的依据。BowmanKD，AmpatzidisYG等［13-14］将RFID技术应用于检测果树的信息，从而分析出果实的生长状况。中国农业大学2009年在新疆建立的滴灌控制系统可以自动监测农作物生长的土壤墒情信息，实现按照土壤墒情进行自动滴灌，从而达到节约农业用水的目的。
在设施园艺方面，可采用不同的传感器采集土壤温度、湿度、pH值、降水量、空气湿度和气压、光照强度、CO2浓度等作物生长参数，为温室精准调控提供科学依据。中国农业大学、中国农科院、国家农业信息技术研究中心、浙江大学、华南农业大学和江苏大学等针对我国不同的温室种类研制了适用于我国温室环境的数据采集、无线通信技术解决方案，可以实现温室环境的状态监测和控制。
在畜禽养殖方面，运用各种传感器可以采集畜禽养殖环境以及动物的行为特征和健康状况等信息。荷兰的Velos智能化母猪管理系统在欧美国家得到了广泛应用，通过对传感器采集到的信息进行分析和处理，系统能够实现母猪养殖过程自动供料、自动管理、自动数据传输和自动报警。谢琪、耿丽微等［15-16］分别设计并实现了基于RFID的养猪管理与监控系统和奶牛身份识别系统。ParsonsJ等［17］对Colo-rado的羊安装电子标签，运用物联网技术提高了羊群管理效率。
在水产养殖方面，传感器可以用于水体温度、pH值、溶解氧、盐度、浊度、氨氮、COD和BOD等对水产品生长环境有重大影响的水质及环境参数的实时采集，进而为水质控制提供科学依据。中国农业大学李道亮团队开发的集约化水产养殖智能管理系统可以实现溶解氧、pH值、氨氮等水产养殖水质参数的监测和智能调控，并在全国十几个省市开展了应用示范。在果蔬和粮食储藏方面，温度传感器发挥着巨大的作用，制冷机根据冷库内温度传感器的实时参数值实施自动控制并且保持该温度的相对稳定。贮藏库内降低温度，保持湿度，通过气体调节，使相对湿度（RH）、O2浓度、CO2浓度等保持合理比例，控制系统采集贮藏库内的温度传感器、湿度传感器、O2浓度传感器、CO2浓度传感器等物理量参数，通过各种仪器仪表适时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中，保证有一个适宜的贮藏保鲜环境，达到最佳的保鲜效果。
在果蔬和粮食储藏方面，温度传感器发挥着巨大的作用，制冷机根据冷库内温度传感器的实时参数值实施自动控制并且保持该温度的相对稳定。贮藏库内降低温度，保持湿度，通过气体调节，使相对湿度（RH）、O2浓度、CO2浓度等保持合理比例，控制系统采集贮藏库内的温度传感器、湿度传感器、O2浓度传感器、CO2浓度传感器等物理量参数，通过各种仪器仪表适时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中，保证有一个适宜的贮藏保鲜环境，达到最佳的保鲜效果。
在农产品安全溯源方面，能够利用RFID技术快
速反应、追本溯源，确定农产品质量问题所在。由于“多宝鱼”、“瘦肉精猪肉”等农产品质量安全事故频发，在北京、上海、南京等地已开始采用条码、IC卡和RFID等技术建立农
产品质量安全追溯系统。一些单位开始研究适合中国国情的基于物联网的可追溯
技术和架构方法并部分实现了集成应用［19］。杨信廷将RFID技术与传感器技术有效结合，对水产品供应链中的物流环节进行全程监控与追踪。谢菊芳等［20-22］运用二维条码技术、RFID技术和组件技术，分别构建了猪肉和柑橘的追溯系统。SpiesslMayrE等［23］运用RFID 技术改进和优化了猪肉的可追溯系统。
总之，我国农业专用传感器技术的研究相对还比
较滞后，特别是在农业用智能传感器、RFID等感知设备的研发和制造方面，许多应用项目还主要依赖进口感知设备。目前中国农业大学、国家农业信息化工程中心和中国农科院等单位已开始进行农用感知设备的研制工作，但大部分产品还停留在实验室阶段，产品在稳定性、可靠性及低功耗等性能参数方面还和国外产品存在不少差距，离产业化推广还有一定的距离。
4.2农业无线传感器网络应用
无线传感器网络（WirelessSensorNetwork，WSN）是由多个节点组成的面向任务的无线网络，是一种无基础设施的网络。它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术和分布式信息处理技术等多种领域技术，能协作地进行实时监测、感知和采集节点部署区域的各种环境或监测对象的信息，并对这些数据进行处理，获得详尽而准确的信息，通过无线网络最终发送给观察者。
在大田种植方面，闻珍霞等［24-25］为了实现对设施农业中植物－土壤－环境的动态实时监控，以杭州美人紫葡萄栽培基地首批信息化试验区为例，开发和应用无线传感网络系统和智能化管理及控制系统，实现了对土壤水分、养分、温度、湿度和光照等信息的实时动态测试与显示，并能根据葡萄优质高产生长的需要进行自动控制灌溉，取得了较好的效果。高军等［26］采用基于ZigBee技术的无线传感网络与GPRS网络相结合的节水灌溉控制系统，能根据土壤墒情和作物用水规律实施精准灌溉，有效地解决了农业灌溉用水利用率低的问题。杨婷等［27-28］设计了基于CC2430的无线传感器网络自动控制滴灌系统，该系统能够监测植物土壤湿度、环境温度和光照的变化，通过无线网络将传感器信号反馈，结合传感器融合技术对滴灌动作做出精确判断。DamasM等［29］在西班牙开发和示范应用了一个分布式的远程自动灌溉系统，它可以控制1500hm2灌溉面积，测试表明可以节约30%～60%的用水。
在设施园艺方面，2002年，英特尔公司率先在俄勒冈州建立了第1个无线葡萄园，传感器节点被分布在葡萄园的每个角落，每隔1min检测一次土壤温度、湿度或该区域有害物的数量，以确保葡萄健康生长，进而获得大丰收。石军锋等［30］设计了一种基于MOTE-KIT2400的温室Web监控系统，开发了网关接口程序，给出了数据解析算法，实现了传感数据的获取，同时利用https://www.360docs.net/doc/a717785531.html,2.0技术开发了Web应用程序，实现了对温室环境的远程监控。
在畜禽养殖方面，林惠强等［31］针对目前饲养场对动物的行为特征和健康状况无法实时获取的情况，提出在畜牧业中利用无线传感网络传送动物的信息，解决了饲养动物生理特征信息实时传输的问题；同时，根据饲养场的实际情况，结合无线传感网络的特点，设计了一个切实可行的无线传感器网络动物检测系统，系统解决了网络部署、节点设计、节点定位、路由和可视化平台的设计等问题。王冉等［32］针对规模化畜牧养殖中畜禽舍环境监测难的问题，设计开发了一套基于无线传感网络的畜禽舍环境监控系统，该系统能对畜禽舍环境参数（如温度、湿度、光照、大气压和氨气浓度等指标）进行实时监测，并能智能化地根据设定的环境指标上下限自动控制畜禽舍相关设备如风机、风扇、湿帘和电灯等的开启，最终达到将畜禽舍环境参数控制在设定的范围，减少动物热应激，净化畜禽舍环境，促进动物健康成长的目的。Bishop-HurleyG等［33］开展了一项耕牛自动放牧测试，成功地实现了第1个基于无线传感器网络的虚拟栅栏系统。NaglL等［34］为家养牲畜设计了一个远程健康监控
系统，系统中有多种类型的传感器，包括GPS传感器、脉码血氧计、温度传感器、电子地带、呼吸传感器和环境温度传感器。TaylorK等［35］研究了一种完备的智能动物管理系统，每个动物身上安装一个无线传感器，用于无线检测动物的位置和各种健康信息。
在水产养殖方面，中国农业大学李道亮团队将水质监测无线传感网络运用到了水产养殖中，目前，该系统在江苏省宜兴市河蟹养殖应用推广667hm2（10000亩）。董方武等［36］针对淡水养殖特点，采用ZigBee无线网络技术及传感器技术，设计了一种基于ZigBee技术的淡水养殖溶氧浓度自动监控系统，进行了监控网络结构、节点硬件电路和软件设计，实现了溶氧浓度和温度等参数的实时监控。
此外，无线传感网络应还用于农业环境监测等领域。PerkinsM等［37］介绍了一种由Motorola实验室开发的低开销、低能、自组织的传感器网络neuRFon，该系统可以监测农业、环境和一些过程参数。李正明等［38］将无线传感器网络应用于水文水利监测系统中，构建了基于WSN的无线水文水利监测系统，在硬件设计中分别采用单片机和ARM微处理器与CC2500配合设计网络节点；在软件设计中，移植TinyOS操作系统和ZigBee协议栈，搭建软件开发平台。
综上所述，ZigBee技术是基于IEEE802.15.4标准的关于无线组网、安全和应用等方面的技术标准，被广泛应用在无线传感网络的组建中。
4.3智能信息处理技术应用
智能信息处理技术研究内容主要包括4个方面。①人工智能理论研究，即智能信息获取的形式化方法、海量信息处理的理论和方法以及机器学习与模式识别。②先进的人－机交互技术与系统，即声音、视频、图形、图像及文字处理以及虚拟现实技术与流媒体技术。③智能控制技术与系统，即给物体赋予智能，以实现人与物或物与物之间互相沟通和对话，如准确的定位和跟踪目标等。④智能信号处理，即信息特征识别和数据融合技术。
通过研究发现，目前我国已研究的农业决策模型、预测预警模型等信息处理技术，大部分还只是停留在论文和测试阶段，尚未形成真正的产品化应用软件和可共享的软件平台。农业智能决策信息处理智能化程度低、共享度差，缺乏有效的信息载体和集成应用技术，无法实现农业生产问题的实时诊断和协同决策。
目前，科技部联合工业和信息化部、中共中央组织部启动了国家农村农业信息化示范省建设，山东、湖南、湖北、广东、重庆和安徽等地积极参与，通过建设综合信息服务平台为农户提供民生信息服务和专业信息服务，一些省份的综合信息服务平台设计用到了云服务技术。
5主要结论
5.1科学、理性认识物联网
应用创新发展理念物联网概念的提出与我国现代农业发展的迫切内在需求相吻合，既是历史机遇的巧合，也是农业发展的必然。物联网技术在农业领域良好的发展前景，不是概念的炒作，而是农业生产集约化、自动化、智能化和信息化发展的必然趋势。我国目前农业发展正处于由传统农业向现代农业转变的拐点上，生产信息化的核心是高产、高效、低成本和优质，物联网技术是实现上述目标最主要的技术保障。
5.2需求分析与优先推进领域
物联网农业应用的最大领域在于设施农业和现代物流。农业传感器和无线传感网是需要优先发展的领域。从农业传感器来说，作为农业可控因子的传感器应放在更重要的位置加强研究。农业传感器和无线传感网产品化和产业化应作为国家“十二五”电子信息产业发展的优先领域。
5.3战略思路、战略目标、技术与产业发展规划思路
物联网农业应用技术与产品需要经过一个培育、发展和成熟的过程，培育期需要2～3年，发展期2～3年，成熟期需要5年，物联网农业应用的成熟期，可能要在“十三五”末期（2020年）。按照10年的规划期，做物联网农业应用规划，分阶段制定技术目标、产业化目标比较符合实际，发展规划要重点突出，分层实施，逐步扩散，全面推进。
5.4共性关键科学技术问题
物联网农业领域应用发展的共性关键科学技术问题主要有3个方面。①先进传感机理与工艺（农业光学传感、微纳传感、生物传感）。②高通量、快处理、大存储的无线传感网技术。
③农业云计算与云服务（模型、方法与平台）。
5.5促进物联网农业领域应用发展的政策措施建议
（1）农业物联网作为农业高新技术，具有基础薄弱、一次性投入大、受益面广和公益性强的特点，在当前农业产出效益不高、农民收入水平较低、农业信息化市场化运作还不完善的情况下，需要公益性行业农业工程综述与评析专项支持。
（2）根据我国现代农业发展需求，实施一批有重大影响的农业物联网应用示范工程，建设一批国家级农业物联网示范基地，推动物联网技术在现代农业中的集成应用，发展智慧农业。（3）对研发农业物联网产品的企业和科研院所以及使用农业物联网产品的用户进行补贴。参考文献
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物联网技术对智慧农业规划的影响
物联网技术对智慧农业规划的影响 托普物联网指出：智慧农业是将全球定位系统、遥感、地理信息系统、人工智能等高新技术用于对农作物精确的管理方法。这种定位技术用于农业生产，主要是针对农田因土壤构成、肥力状况、作物生长情况等因素的差异而对种籽、化肥、除草剂和杀虫剂施用量提出的不同要求。在目前情况下，农民一般难以顾及这些因素，在同一地区不同条块的农田上使用等量的种籽和农用化学品，这除了用量过多而造成经济上的浪费之外，还导致了土壤中残余化学物质的积累和地下水资源的污染。 目前，信息技术正日益深刻地改变着世界经济格局、社会形态和人类生活方式，同时也被广泛应用于农业各个领域。智慧农业或信息化农业是现代科学技术革命对农业产生巨大影响下逐步形成的一个新的农业形态，其显著特征是在农业产业链的各个关键环节，充分应用现代信息技术手段，用信息流调控农业生产与经营活动的全过程。在智慧农业环境下，信息和知识成为重要投入主体，并能大幅度提高物质流与能量流的投入效率，智慧农业是现代农业发展的必然趋势和高级阶段。在加快传统农业转型升级的过程中，智慧农业将成为发展农业的重要内容，为加快发展农村经济，进一步提高农民收入提供新的经济增长极；为加快农业产业化进程，增强农业综合竞争力提供新的技术支撑。 智慧农业规划示范效果图 1.1智慧农业的基本特征 现代农业相对于传统农业，是一个新的发展阶段和渐变过程。智慧农业是现代农业的重要内容和标志，也是对现代农业的继承和发展。其基本特征是高效、集约，其核心是信息、知识和技
术在农业各个环节的广泛应用。 1.2智慧农业的产业特征 智慧农业是一个产业，它是现代化技术与人的经验与智慧的结合及其应用所产生的新的农业形态。在智慧农业环境下，现代信息技术得到充分应用，可最大限度地把人的智慧转变为先进生产力，通过知识要素的融入，实现有限的资本要素和劳动要素的投入效应最大化，使得信息、知识成为驱动经济增长的主导因素，使农业增长方式从主要依赖自然资源向主要依赖信息资源和知识资源转变。因此，智慧农业也是低碳经济时代农业发展形态的必然选择，符合人类可持续发展的愿望。 2物联网技术是智慧农业的重要支撑 物联网是以感知、识别、传递、分析、测控等技术手段实现智能化活动的新一代信息化技术，其特征是通过传感器等方式获取物理世界的各种信息，结合互联网、移动通信网等网络进行信息的传送与交互，采用智能计算机技术多信息进行分析处理，从而提高对物质世界的感知能力，实现智能化的决策和控制。因此，物联网在农业领域的广泛应用，既是智慧农业的重要内容，也是现代农业的强大之撑，同时，智慧农业的发展也将为物联网技术在农业领域的应用提供无限广阔的市场。 智慧农业规划方案示范图 2.1物联网技术 智能装备农业现代化的一个重要标志，物联网等技术是实现农业集约、高效、安全的重要支撑。这些技术在农业中广泛应用，可实现农业生产资源、生产过程、流通过程等环节信息的实时获取和数据共享，以保证产前正确规划而提高资源利用效率；产中精细管理而提高生产效率，实现节本增效；产后高效流通并实现安全追溯。
智慧农业物联网系统设计
毕业设计（报告）课题:智慧农业物联网系统设计 学生: 夏培元系部: 物联网学院 班级: 物联网1404班学号: 2014270307 指导教师: 杨昌义 装订交卷日期: 2017年01 月日 I / 20
摘要 随着经济社会的发展，农业已经越发智能化智慧农业是农业生产的高级阶段是集新兴的互联网、移动互联、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点（环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等）和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。 基于ZigBee技术的智慧农业解决方案，成本低廉，是一般人都能负担的价格；控制更简单，让每一位刚接触的人都能轻松使用；功耗更低、组网更方便、网络更健壮，给您带来高科技的全新感受。您的温室大棚规模越大，基于ZigBee 技术的智慧农业解决方案在使用中，要准确及时地操控所有设备，最值得关注的应该就是网络信号的稳定性。鉴于温室大棚的网络覆盖区域比较广泛，我们贴心为您呈现物联无线组网！智慧农业能有效连接物联Internet通信网关和超出物联Internet通信网关有效控制区域的其它ZigBee网络设备，实现中继组网，扩大覆盖区域，并传输网关的控制命令到相关网络设备，达到预期传输和控制的效果。基于先进的ZigBee技术，物联无线中继器无需接入网线，就可自行中继组网，扩散网络信号，让网络灵活顺畅运行，保障您的所有设备正常运行。主要采集温湿度，从而控制农植物的水分和光照。 关键词:物联网；智慧农业；云计算；物联网架构；ZigBee II / 20
智慧农业物联网的概念和意义
中国农业物联网领航者——托普农业物联网 智慧农业物联网的概念和意义 所谓“智慧农业”就是充分应用现代信息技术成果，集成应用计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、3S技术、无线通信技术及专家智慧与知识，实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能管理及实现智能自动化。除了精准感知、控制与决策管理外，从广泛意义上讲，智慧农业还包括农业电子商务、食品溯源防伪、农业休闲旅游、农业信息服务等方面的内容。 智慧农业是农业生产的高级阶段，是集新兴的互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点（环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等）和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。 “智慧农业”是云计算、传感网、3S等多种信息技术在农业中综合、全面的应用，实现更完备的信息化基础支撑、更透彻的农业信息感知、更集中的数据资源、更广泛的互联互通、更深入的智能控制、更贴心的公众服务。“智慧农业”与现代生物技术、种植技术等高新技术融合于一体，对提高世界农业水平具有重要意义。 2010年，托普仪器开始专注于“智慧农业”方面的研究，五年来不断摸索前进，通过吸纳专业的研究人才、和高等院校合作及相关政府领导的方向性指导，使得托普仪器的农业物联网技术在时间的打磨下越来越成熟，越来越贴近用户需求。2014年，托普仪器联合中国工程院孙九林院士团队建立企业院士工作站，使公司研发水平更加精进，更具实力。5年来，托普仪器先后完成农业物联网系统10余个，在全国各地成功搭建的项目不胜枚举。其中，长春农博园、慈溪海通时代农场、山东兰陵（苍山）农业物联网示范园、江西凤凰沟物联网生态餐厅等项目更是被广大用户所熟知，成为众人津津乐道的农业物联网成功案例。 紧跟时代，助力农业，托普人在追求自身“农业梦”的同时，也一直都在帮助别人实现他们心中的农业梦想。相信通过大家的不懈努力，托普农业物联网技术必将惠及更多的农业人。
基于物联网的智慧农业系统研究_朱茗
基于物联网的智慧农业系统研究□朱茗浙江省公众信息产业有限公司 农业种植中，为了防治病虫害和追求产量，过量使 用、滥用农药和化肥已成为不争的事实，同时随着全球变 暖，各种极端气象条件频发，使脆弱的农业更加雪上加 霜。中国农业需要变革，变革要从源头抓起。将物联网技 术应用在农业中，可以实现智能化识别、定位、追踪、监控 和管理，是智慧农业和精细化生产、管理、决策的技术支 撑，是发展“智慧农业”的核心。 一、中国农业发展现状 我国人均耕地面积和人均水资源只有世界平均水平 的３０％和２５％，且现有耕地中２／３是中低产田，农田灌溉 水的有效利用率只有３０％￣４０％（发达国家已达５０％ ￣７０％）。化肥、农药等生产资料投入水平高且利用率低，并 导致了农业生态环境污染和破坏，土壤沙化、碱化、盐渍 化严重，耕地单位面积产量与世界粮食高产国家相比甚 至要低一半以上，２１世纪我国人口增长和土地资源减少 的矛盾不可逆转。我国农业信息技术经过多年的研究， 有一定基础，但与目前应用需求差距很大，在生产过程科学 管理、 农产品质量安全与溯源、农业远程技术服务，农民远程培训等方面的研究刚刚起步；农业种植结构的调整， 养殖业以及其他相关产业迅速发展，用于优质生产和标 准化养殖的智能管理信息系统刚开始起步；面向农村快 捷的网络接入服务和低成本智能化信息接入终端问题仍 未取得重要突破。 二、中国物联网发展现状 物联网技术涵盖范围极广，包括具备“内在智能”的 传感器、移动终端、智能电网、工业系统、楼控系统、家庭 智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”（Ｅｎａｂｌｅｄ）的， 如贴上ＲＦＩＤ、条形码标签的各种资产、携带无线终端的 个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”，通 过各种无线和／或有线的长距离和／或短距离通讯网络 实现互联互通（Ｍ２Ｍ）、应用大集成（ＧｒａｎｄＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）、以及 基于云计算的ＳａａＳ营运等模式，在内网（Ｉｎｔｒａｎｅｔ）、专网 （Ｅｘｔｒａｎｅｔ）、和／或互联网（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ）环境下，采用适当的信 息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。物联网相关技术在中国已经广泛应用于交通、物流、工业、农业、医疗、卫生、安防、家居、旅游、军事等二十多个领域，在未来３年内中国物联网产业将在智能电网、智能家居、智慧城市、智慧医疗、车用传感器等领域率先普及，预计将实现三万亿的总产值。三、物联网在农业中的应用在大棚控制系统中，物联网系统的温度传感器、湿度传感器、ＰＨ值传感器、光传感器、离子传感器、生物传感器、ＣＯ２传感器等设备，监测环境中的温度、相对湿度、ＰＨ值、光照强度、土壤养分、ＣＯ２浓度等物理量参数，并通过基于Ｚｉｇｂｅｅ网络协议的无线设备将参数传送到标准网关设备，标准网关通过ＧＳＭ、ＣＤＭＡ或者以太网将数据发送到服务器中进行分析控制，通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境。远程控制的实现使技术人员在办公室就能对多个大棚的环境进行检测控制。采用无线网络传递测量得到的农作物的各种参数，可以为精准调控提供科学依据，达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。下一步的目标是一方面加入更多不同种类的传感器采集数据并加大采集频率，另一方面在云平台侧建立更多的数学模型，摸清不同地区、不同季节、不同农作物的最佳养殖规律，达到最优化品质、最优化质量的产品，并建立突然预案应对突发天气情况和其他一些突然情况对农作物生长的影响。四、小结与传统农业不能适应农业持续发展的需要相比，智慧农业可以实现高效利用各类农业资源和改善环境这一可持续发展目标，不但可以最大限度提高农业生产力，而且是实现优质、高产、低耗和环保的可持续发展农业的有效途径。【摘要】本文分析了中国农业的现状，以及物联网对当前农业生产的推进作用，并以农业养殖大棚为例，说明了物联网 在农业养殖大棚中实现智慧农业管理的过程。 【关键词】物联网智慧农业Ｚｉｇｂｅｅ传感器 参考文献［１］黄桂田．《物联网蓝皮书：中国物联网发展报告（２０１２￣２０１３）》社会科学文献出版社２０１３ ［２］徐勇军．《物联网关键技术》电子工业出版社２０１２ ［３］李道亮．《农业物联网导论》科学出版社２０１２ 新聚焦ｅｗＦｏｃｕｓＮ１９
基于物联网技术的现代智慧农业解决方案
基于物联网技术的现代智慧农业解决方案上世纪九十年代后，无线技术的广泛应用使得它在许多国民经济领域的应用研究获得迅速发展。尤其以Zibgee无线技术为主的物联网系统，使得精准农业的技术体系广泛运用于生产实践成为可能。精准农业技术体系的实践与发展，已经引起一些国家科技决策部门的高度重视。 那么什么是智慧农业了，根据维基百科上面的定义智慧农业主要有这些解释。 所谓“智慧农业”就是充分应用现代信息技术成果，集成应用计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、3S技术、无线通信技术及专家智慧与知识，实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能管理。 智慧农业是农业生产的高级阶段，是集新兴的互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点（环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等）和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。 “智慧农业”是云计算、传感网、3S等多种信息技术在农业中综合、全面的应用，实现更完备的信息化基础支撑、更透彻的农业信息感知、更集中的数据资源、更广泛的互联互通、更深入的智能控制、更贴心的公众服务。“智慧农业”与现代生物技术、种植技术等高新技术融合于一体，对建设世界水平农业具有重要意义。 根据最新研究结果显示，我国实施精准农业的近期目标，一方面是总结国外发展经验，根据中国的国情找准自己的切入点，另一方面切实做好有关基于Zigbee无线技术的物联网应用与研究开发，力求走出适合中国国情的精确农业的发展道路。 托普物联网是浙江托普仪器有限公司主要经营项目之一。托普物联网依据自身研发优势，开发了多种模块化智能集成系统。 1、传感模块：即环境传感监测系统。它依据各类传感设备可以完成整个园区或完成对异地园区所需数据监测的功能。
智慧农业大棚物联网智能系统
智慧农业建设果蔬大棚物联网 项 目 方 案
前言 (4) 一、农业物联网在现代设施农业应用的意义 (5) 二、果蔬大棚物联网方案概述 (7) 2.1 系统设计原则 (7) 2.2 系统功能特点 (8) 2.3 系统组成 (9) 3.4 系统示意图 (10) 三、各子系统介绍 (11) 3.1 环境参数采集子系统 (11) 3.2 自动控制系统 (12) 3.3 视频监控子系统 (16) 3.4 信息发布系统 (16) 四、中央控制室及管理软件平台 (18) 4.1系统平台功能 (18) 4.2 数据采集功能 (20)
4.3 设备控制 (22) 4.4 视频植物生长态势监控功能 (23) 五、项目的需求 (26)
前言 物联网信息技术在2006 年被评为未来改变世界的十大技术之一，是继互联网之后的又一次产业升级，是十年一次的产业机会。总体来说，物联网是指各类传感器和现有的互联网相互衔接的新技术，物物相连，相互感知，若干年后，地球上的每一粒沙子都有可能分配到一个确定地址，它的各种状态、参数可被感知。2009 年8 月温家宝总理在无锡提出"感知中国"，物联网开始在中国受到政府的重视和政策牵引。2010 年国家发布了"十二五"发展规划纲要，其中第十三章“全面提高信息化水平‘第一节’构建下一代信息基础设施”中明确提到：推动物联网关键技术研发和在重点领域的应用示范。在第五章“加快发展现代农业‘第二节’推进农业结构战略性调整”中提出：加快发展设施农业，推进蔬菜、果蔬、茶叶、果蔬等园艺作物标准化生产。提升畜牧业发展水平。促进水产健康养殖。推进农业产业化经营，促进农业生产经营专业化、标准化、规模化、集约化。推进现代农业示范区建设。第三节“加快农业科技创新”中提出：推进农业技术集成化、劳动过程机械化、生产经营信息化。加快农业生物育种创新和推广应用，做大做强现代种业。加强高效栽培、疫病防控、农业节水等领域的科技集成创新和推广应用，实施水稻、小麦、玉米等主要农作物病虫害专业化统防统治。加快推进农业机械化，促进农机农艺融合。发展农业信息技术，提高农业生产经营信息化水平。 2013 年国家一号文件更是着重讲述物联网技术在农业中的应用。物联网信息技术与现代农业的结合更加是国家重点推动的关键示范应用。
物联网在智慧农业中的应用
物联网在智慧农业中的应用 在传统农业中，灌溉、施肥、喷药，农民全凭经验和感觉。而如今，在智慧农业中，农作物浇水、施肥、打药时间，农作物的空气温度、空气湿度、酸碱度、光照、二氧化碳浓度、土壤水分，做到按需供给，一系列作物在不同生长周期的问题，都有信息化、智能化监控系统实时定量“精确”把关。智能农业、精准农业的发展，智能感知芯片、移动嵌入式系统、无线通信技术等物联网技术在现代农业中的应用逐步拓宽，作用显着，具体表现为：在监控农作物灌溉情况、土壤空气变更、畜禽的环境状况以及大面积的地表检测，收集温度、湿度、风力、大气、降雨量，有关土地的湿度、氮浓缩量、土壤污染和土壤pH 值等方面实现科学监测、科学种植, 帮助农民抗灾、减灾[1]. 在智慧农业中，可运用物联网的温度传感器、湿度传感器、PH 值传感器、光照传感器、CO2传感器等设备，检测环境中的温度、相对湿度、PH 值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等参数，通过各种仪器仪表实时显示或作为变量参与到自动控制中，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境。采用物联网，特别是无线传感器网络来获得作物生长的最佳条件，可以为智慧农业提供科学依据，达到增产增收、改善品质、调节生长周期及提高经济效益的目的。 1 智慧农业 智慧农业是农业生产的高级阶段，是集新兴的互联网、移动通信网、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感器节点（环境温湿度传感器、土壤水分传感器、二氧化碳浓度传感器、光照强度传感器等）和无线传感器网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。 1.1 智慧农业定义 “智慧农业”也称为“智能农业”, 它充分应用现代信息技术、计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、3S 技术、无线通信技术及专家智慧与知识，实现农业可视化远程诊断、远程控制、问题预警等智能管理。智慧农业是以最高效率地利用各种农业资源，最大限度地降低农业成本和能耗、减少
基于物联网的智能农业系统设计
课程设计报告 （物联网技术与应用） 学院：电气工程与自动化学院 题目：基于物联网的智能农业系统设计专业班级：自动化131班 学号：2420132905 学生姓名：吴亚敏 指导老师：韩树人 时间：2016年4月30日
摘要 由于现代农业管理中农田的种植范围大、监控点设置多、布线复杂等，为此我们基于物联网技术对于当前的农业管理系统进行优化，研究开发了基于物联网技术的职能农业系统，并能够实现对管理区域内的农作物的土壤、环境、灾情预报、灌溉控制、温度控制在内的多项职能化的农业管理系统。 关键词：农业系统；物联网；系统设计
目录 摘要 (2) 第1章物联网技术的研究现状和发展情景 (1) 1.1研究现状 (1) 1.2发展趋势 (2) 第2章智能农业概述 (3) 第3章系统的需求分析 (4) 第4章系统的组成 (5) 第5章系统的开发平台设计 (6) 5.1无线传输协议选择 (6) 5.2硬件节点平台 (6) 5.3系统的软件设计 (7) 第6章系统调试 (8) 第7章心得体会 (9) 参考文献 (11)
第1章物联网技术的研究现状和发展情景 1.1研究现状 M2M技术、传感网技术及射频识别（RFID）技术、网络通信技术是物联网的关键技术。 （一）M2M技术。M2M技术通过实现机器与机器、人与人、人与机器之间的通信，与操作者共享了使机器设备、应用处理过程与后天信息系统提供的信息。M2M技术提供了传输数据的优良手段，使设备能够实时地在系统之间、远程设备之间、或个人之间建立无线连接成为可能。 （二）传感网技术。大规模无线传感网络技术、传感器及其智能处理技术的结合便是传感网技术。由于是一种检测装置，传感器能够感受到被测量的信息，并能将检测到的信息，按一定变换规律变换成电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的存储、传输、显示、记录、处理等要求。实现自动控制与自动检测的首要环节是传感器，在实际应用中，传感器相当于人的“感觉器官。”新型技术的低能耗、小型化、可移动、低成本有点可以满足物联网的“物-物”相联需要，无线传感网能够在满足上述需要的前提下，提供具有自动修复功能和自动组网的网状网络，使无线网络具有初步的智慧功能。伴随着新技术革命的到来，全球已进入全新的信息化时代。在实际应用时，首先应解决的是如何获取准确可信的信息的问题，而在利用信息的过程中，传感器具有非常突出的地位，这是由于传感器是获取生产和自然领域中信息的手段和主要途径。 （三）射频识别（RFID）技术。通常，当特定的信息读写器通过带有电子标签的物品时，读写器激活标签，并向读写器及信息处理系统传送标签中的信息，从而完成信息的自动采集工作。一个典型的RFID系统是由读写器、RFID电子标签及信息处理系统组成的。信息处理系统根据需求承担相应的信息处理及控制工作。由于每个RFID标签都有一个唯一的识别码，如果它的数据格式有很多是互不兼容的，在闭环情况下，对企业的影响不是很大。
基于物联网的智慧农业发展与应用
基于物联网的智慧农业发展与应用 顿文涛1， 赵玉成2，袁帅3，马斌强1，朱伟1，李勉1，袁超1，赵仲麟1（1.河南农业大学，河南郑州450002；2.河南省农业机械试验鉴定站，河南郑州450008； 3.四川农业大学机电学院，四川雅安625014） 摘要：本文研究并论述了智慧农业的概念、特点和架构，结合物联网技术，分析了基于物联网的智慧农业在国内外的研究情况与典型应用，事实表明，物联网技术在智慧农业领域具有良好的发展前景。关键词：物联网；传感器；无线传感器网络；智慧农业；应用中图分类号：S126 文献标识码：A 文章编码：1672－6251（2014）12－0009－04 The Development and Application of Wisdom Agriculture Based on the Internet of Things DUN Wentao 1， ZHAO Yucheng 2，YUAN Shuai 3，MA Binqiang 1，ZHU Wei 1，LI Mian 1，YUAN Chao 1，ZHAO Zhonglin 1 (1.Henan Agricultural University,Henan Zhengzhou 450002; 2.Henan Agricultural Mechanical Test Appraisal Station,Henan Zhengzhou 450008; 3.College of Mechanical and Electrical Engineering,Sichuan Agriculture University,Sichuan Ya ′an 625014) Abstract:This paper studies and discussed the concept and characteristics and architecture of wisdom agriculture,and analyzed the domestic and overseas research situation and typical applications of wisdom agriculture based on the Internet of Things technology.The fact showed that Internet of things technology had bright development prospects in the field of wisdom agriculture.Key words:Internet of Things;sensor;wireless sensor network;wisdom agriculture;application 基金项目：国家自然科学基金项目（编号：31100067）；河南农业大学博士科研启动项目（编号：30200345）。 作者简介：顿文涛（1980-），男，工程师，研究方向：计算机网络安全、传感器技术。通信作者：赵仲麟，男，副教授，研究方向：化学生物学、蛋白质工程、信息技术。收稿日期：2014-11-04 农业网络信息 AGRICULTURE NETWORK INFORMATION ·农业信息化· 2014年第12期 在传统农业中，灌溉、施肥、喷药，农民全凭经验和感觉。而如今，在智慧农业中，农作物浇水、施肥、打药时间，农作物的空气温度、空气湿度、酸碱度、光照、二氧化碳浓度、土壤水分，做到按需供给，一系列作物在不同生长周期的问题，都有信息化、智能化监控系统实时定量“精确”把关。智能农业、精准农业的发展，智能感知芯片、移动嵌入式系统、无线通信技术等物联网技术在现代农业中的应用逐步拓宽，作用显著，具体表现为：在监控农作物灌溉情况、土壤空气变更、畜禽的环境状况以及大面积的地表检测，收集温度、湿度、风力、大气、降雨量，有关土地的湿度、氮浓缩量、土壤污染和土壤 pH 值等方面实现科学监测、科学种植，帮助农民抗灾、减灾[1]。 在智慧农业中，可运用物联网的温度传感器、湿 度传感器、PH 值传感器、光照传感器、CO 2传感器等设备，检测环境中的温度、相对湿度、PH 值、光照强度、土壤养分、CO 2浓度等参数，通过各种仪器仪表实时显示或作为变量参与到自动控制中，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境。采用物联网，特别是无线传感器网络来获得作物生长的最佳条件，可以为智慧农业提供科学依据，达到增产增收、改善品质、调节生长周期及提高经济效益的目的。 1智慧农业 智慧农业是农业生产的高级阶段，是集新兴的互 联网、移动通信网、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感器节点（环境温湿度传感器、土壤水分传感器、二氧化碳浓度传感器、光照强度传感器等）和无线传感器网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、
lora智慧农业物联网系统
智慧农业物联网系统 解 决 方 案 北京创羿兴晟科技发展有限公司
、系统简介 “智慧绿态农业/花卉大棚环境云监测物联网系统”是一套基于 modbus/bacnet协议及lora无线通讯系统平台，实现农业生产的智能化及绿色生态管理。该系统利用多种类型的传感器、自动化控制设备、多功能采集节点，以及无线组网系列设备等组建农业智能化生产与监测专用的无线传感网，对农业生产环节的空气温湿度、光照度、二氧化碳浓度、土壤温湿度等信息进行采集，并传输到云数据管理中心，通过特定的算法建立云数据库，并为农业管理部门及农户提供生产管理依据。此外，农户可在自己的管理权限范围内，对农业生产现场（如农业大棚、大田、水产品养殖场等）进行实时监测、设备远程控制、节能管理以及化肥等化学产品的使用管理，在保证农业生产的同时，实现农业生产的智能化管理，降低农业生产对自然环境的影响，实现农业生产过程的绿色生态管理。 目前，由于人们普遍认为农业本身就是绿色的，所以绝大多数智能农业的项目普遍关注农业生产的智能化，而很少关心农业生产对生态环境的影响。事实上，虽然农业本身是绿色的，但农业生产并不是绿色的，农业生产中使用的化肥、农药以及农机设备均会对自然环境造成影响。因此，“智慧绿态农业/花卉大棚环境云监测物联网系统”在设计思想上，与现有的智能农业物联网系统不同，该系统在实现农业智能化生产的同时，还尽量降低农业生产对环境的影响。通过物联网技术、云计算技术提高我国农业生产的管理水平，推动我国绿色生态农业的发展，提高我国农业的智能化、绿色生产水平，实现农业生产的智能化及绿色生产管理。 北京创羿兴晟科技公司研发了多款lora产品，例终端节点CY-LRB-102终端节点CY-LRB-101lora控制终端CY-LRW-102 lora检测终端CY-LRW-10等产品型号，还有多款产品正在研发中，将窄带物联网技术充分应用于现代农业中，打造智能农业系统。 图1智慧绿态农业物联网系统示意图
智慧农业物联网数据云平台解决方案
xx农业物联网+战略 ——基于大数据xx应用的解决方案目录 一、农业发展的几个阶段 (1) 二、智慧农业战略平台基本架构 (2) 三、平台的基本功能模块 (2) 四、平台的智能化控制 (3) 五、生产管理服务平台 (3) 六、农户智能管理系统 (3) 七、农产品溯源服务平台 (3) 八、移动可信查询终端 (4) 一、农业发展的几个阶段 1．农业 1.0时代（原始农业）： 以人力为主，辅以简单的生产工具实现劳作。 2．农业
2.0时代（机械农业）： 以大型农机具替代人力生产，提供效率。 3．农业 3.0时代（现代农业）： 以自动化生产、规模化种植（养殖）增产增效。 4．农业 4.0时代（xx农业）： 以物联网为依托，结合移动互联网实现大数据和云应用，通过精准把控风险、监管过程、追查结果来实现智慧农业的平台化战略。二、智慧农业战略平台基本架构 通过基础设备、核心技术、平台服务、服务范围和终端用户实现整体平台的假设。 1．基础设备包括物联网传感器、控制器、数据存储和通信单元实现对物联网感知层、传输层的假设。 2．核心技术包含标准化接口平台、数据安全加密传输存储、数据建模应用和服务器端、web端、PC端、手机端的客户端应用。 3．平台服务包括管理服务（种植管理、行政管理、加工管理、专家坐堂、决策分析）和监控服务（远程监控、自动化监控）。 4．服务范围包括种植业、林业、水利、畜牧业、渔业等。 5．终端用户包括行政管理端、生产种植端、产业链和消费端。 三、平台的基本功能模块 1．行政管理端可供政府机构、行业协会、企业使用，保护大数据采集监控平台，智能化控制平台。
2．生产种植端包括农业合作社、农户使用的农业生产管理服务平台和农户智能管理服务平台。 3．产业链在生产加工和仓储物流时使用的专家库云平台，政务管理服务平台。 4．消费端供渠道和消费者使用的农业溯源服务平台和移动可信查询终端。 四、平台的智能化控制 1．实现对特定设备的接管。 2．通过阈值配置及预案管理实现全自动化。 3．声光电一体化异常触发警报。 五、生产管理服务平台 1．合作社间独立账户，信息安全保密，可实现产供销业务流程，降低手工记账风险。 2．农机调度系统可实现农机实时位置监控和历史轨迹查询，农机手与指挥中心实时通讯，机手、地块、农机、作业动态绑定，根据实际任务完成情况进行绩效考核。 六、农户智能管理系统 1．农务信息自查。 2．常见病情回复。 3．疑难杂症会诊。 七、农产品溯源服务平台 1．溯源（静态溯源、实施溯源）。 2．检验报告。 3．各类证书。
【新版】智慧农业物联网平台建设运营项目建议书
智慧农业物联网平台建设项目建议书
目录 前言-------------------------------------------------------------- 3 方案整体示意图--------------------------------------------------- 5 方案概述---------------------------------------------------------- 6 系统功能总体描述------------------------------------------------- 8 网络传输平台设备配置清单--------------------------------------- 9 信息精准采------------------------------------------------------11 数据可靠传------------------------------------------------------12 智能远程控制-----------------------------------------------------14
前言 “物联网”被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。目前，美国、欧盟、中国等都在投入巨资深入研究探索物联网。我国也正在高度重视物联网的研究，工业和信息化部会同有关部门，在新一代信息技术方面正在开展研究，以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。 我国是一个农业大国，又是一个自然灾害多发的国家，农作物种植在全国范围内都非常广泛，农作物病虫害防治工作的好坏、及时与否对于农作物的产量、质量影响至关重要。农作物出现病虫害时能够及时诊断对于农业生产具有重要的指导意义，而农业专家又相对匮乏，不能够做到在灾害发生时及时出现在现场，因此农作物无线远程监控产品在农业领域就有了用武之地。农业信息化，智慧化是国民经济和社会信息化的重要组成部分，是农业发展的必然阶段，是新时期农业和农村发展的一项重要任务，是实现国民生计的大事。以农业信息化带动农业现代化，对于促进国民经济和社会持续、协调发展具有重大意义。进一步加强农业信息化建设，通过信息技术改造传统农业、装备现代农业，通过信息服务实现小农户生产与大市场的对接，已经成为农业发展的一项重要任务。 农业物联网建设主要包括环境、植物信息检测，温室、农业大棚信息检测和标准化生产监控，精准农业中的节水灌溉等应用模式，例如农作物生长情况、病虫害情况、土地灌溉情况、土壤空气变更等环境状况以及大面积的地表检测，收集温度、湿度、风力、大气、降雨量，有关土地的湿度、氮浓缩量和土壤pH值等信息的监测。
智慧农业物联网技术的应用
智慧农业物联网技术的应用 智慧农业物联网IoT主要包含两层意思：1.核心基础仍是农业互联网，是在农业互联网基础上的延伸和扩展。2.用户端延伸到物品与物品之间,物品之间通过物联网进行信息交换和通信。 智慧农业物联网技术的应用： 1.农业智能监测与培育系统 负责监测温度、湿度、光强等农情信息采集，在农作物上方安放光照强度传感器实时监测环境光照强度，能及时掌握农作物生长环境的光照强度;环境温度的高低直接影响农作物生长速度与发育情况，空气湿度也是影响农作物生长发育的重要因素，所以要在农作物周围安放空气温湿度传感器。通过自适应切换功能接入传输网络，将数据传送至控制中心。控制中心将接收到的数据经处理后存入数据库，根据采集到的信息进行汇总分析，结合专家决策系统发出反馈控制指令，及时、准确地发现问题和解决问题，指导农业生产。如云里物里的S1
温湿度传感器就能用于智慧农业中。 通过网络，生产者和技术研究人员就可以随时随地监测所采集到的农情信息，对作物生长情况进行实时跟踪。负责农作物生产的技术人员将根据其作物的生长实况和实际需求制定合理的培育策略(比如增加温度、增加湿度、浇灌)，通过将集成有嵌入式TCP/IP协议的培育设备连接到网络，通过远程执行所制定的策略，远程节点收到信息后会做出响应，例如调节光照强度、灌溉时间、除草剂浓度等等。 2.农产品运输管理与控制系统 通过在运输车辆上的无线终端设备，无线远程发送回该车辆当前的经纬度、车速、海拔高度、卫星授时时间到远程控制中心，控制中心再
将远程传回的GPS数据与电子地图建立函数对应关系，将运输车辆拟化为地图上的一个运动点，就可以对该点的行车路线、行车车速、行车状况进行透明无误地监控，从而实现智能控制和管理。通过装载农作物产品箱体中的传感器可以监测到农产品在运输中的温湿度等信息。控制中心有GSM(全球移动通信系统)、GPRS(移动通信技术)组成的即时语音通信平台，可以通过中心计算机控制软件与工作中的运输车辆取得联系，对于排除紧急事件和实际难题具有非常明显的意义。 3.农产品销售和分配管理系统 在箱体上集成了4种技术用来识别和验收货物：125kHz频段下和13.56MHz频段下的RFID(自动识别技术)射频识别、一维条码识别、二维码。农产品质量追溯物联网由读写传感器和电子标签、读写器和查询的网络接入与控制数据中心组成。通过电子标签记录农产品在培育、运输和销售环节的所有信息，并通过网络系统传输到数据中心保存。用户可以在农产品溯源系统平台或者超市商品溯源机上，通过查询农产品的编号获取该农产品的所有的销售信息。 农业物联网是现代农业发展的必经之路，运用先进的农业物联网技术是一个国家农业生产力的良好体现。
物联网在智能农业中的应用
三江学院 本科生毕业设计（论 文） 题目物联网在智能农业中的应用 电气及其自动化工程院（系）电气及其自动化专业 学生姓名学号 指导教师职称讲师 起讫日期2015.3.17-2015.6.22 设计地点图书馆
物联网在智能农业中的应用 摘要 物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网的英文名称叫“The Internet of things”。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。人类历史进入新的时期，农业生产也随着人类文明的发展而有了巨大的飞跃。从生产工具、生产方式的不断更新中，我们的农作物产量不断提升。刀耕火种的日子一去不复返，人们的生活水平也有了很大的提升。高科技可以促进农业发展方式的转变，智能管理可以实现各类农业资源的高效利用，也可以实现改善环境这一可持续发展目标；以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入，并改善环境，高效地利用各类农业资源，取得经济效益和环境效益。 关键词：物联网精确农业农业应用
引言 (4) 物联网基本定义： (4) 现代智能农业的定义： (4) 1研究背景和意义 (6) 1.1研究的背景 (6) 1.2智能精确农业实例介绍 (6) 1.3研究的现实意义 (7) 2研究目标 (8) 2.1无线网络监控平台 (8) 2.2农业灌溉控制系统 (9) 3农业应用中各类传感器简介 (9) 3.1各类传感器产生背景 (9) 3.2各类传感器简介 (10) 4精准农业的数字化管理系统 (11) 4.1物联网感应的智能农业灌溉系统 (11) 5在农业中的应用 (13) 5.1在农产品储运中的应用 (13) 5.2农业自动化节水灌溉 (14) 5.3农产品质量安全的应用 (14) 5.4智能农业在应用领域的未来 (15) 5.4.1.智慧农业应用系统应用更加广泛 (15) 5.4.2.数据处理系统更加精准化、智能化 (15) 5.5智能精确农业的特点 (15) 结束语 (16) 参考文献 (17) 致谢 (20)
物联网在智慧农业中的应用
Vol.53,No.06 . 2019 ·17· DOI ：10.3969/j .issn .2095-1205.2019.06.08 物联网在智慧农业中的应用 彭求明 （武汉职业技术学院计算机技术与软件工程学院 湖北武汉 430074） 摘 要 随着社会的进步，农业也得到了较好地发展。同时在科技进步的推动下，物联网及相关计算机、信息化技术也 得到了较好的推广应用。科技作为推动生产发展的最原始引擎动力，所起到的效果和价值都是明显的，在实践中，要充分认识物联网技术的要点所在，对技术特点等进行充分了解，并结合实际制定智慧农业的架构，合理进行实际应用，优化生产、管理与监督等农业生产全过程。 关键词 物联网；智慧农业；应用研究；体系架构；应用现状；技术要点 中图分类号:S126 文献标识码:C 文章编号:2095-1205(2019)06-17-02 我国一直是农业生产大国，自古以来农业都是国家发展的根本，在新时代背景下农业也是发展最主要的根本，其自身所起到的价值和意义都是较明显的。尤其是我国信息化技术的不断发展，相关技术应用农业领域，也有着较大的意义。针对这一特点，我国农业需要积极应对时代发展做出变革，做出转型和升级。科技在生产过程中所起到的效果明显，首先需要认识到物联网技术的关键要点，从而有效应用。 1 物联网技术简要介绍 物联网技术是建立在互联网技术基础之上的一类智能化、自动化技术，所起到的价值和意义较明显，具体指的就是物与物之间的联动和连网，互相联系、彼此促进功能性的提高。物联网核心技术仍然是计算机技术、信息化技术和互联网技术，是相关技术的一个拓展和延伸。这样的技术所起到的价值和意义是较明显的，与其他技术不同之处在于，此类技术更多会涉及实体，涉及诸多线下内容，是建立在线上线下彼此之间联动和联系的。一般整体体系可以分为三个层次，即感知层、网络层和应用层。这三个层次彼此交互，且呈现一个渐进的形式，其中感知层为最底层，也是最为基础一层，主要通过物体识别和扫描等，获取物体的信息，并将信息传递给上层设备进行处理。而网络层主要起到的作用就是将设备和信息、数据传递等进行一定联动，将数据进行互动交流和处理，最终获得一个结果，起到一个中转的效果。而最终的应用层，则是进行物联网的实际应用，进行数据调配，达到一个智能化、自动化的目的，满足用户的实际需求，优化最终应用效果。 总的来说，此类技术相对较为成熟，应用过程中也具备着较强的逻辑性和条理性，所起到的价值和意义也较明显，能够满足用户不同个性化和智能化等多方面的需求。在实际应用过程中，此类技术应用领域也具备明显的不同之处，所起到的功能和效果也存在差异。 2 物联网的应用现状分析 2.1 监控功能应用 监控功能应用主要是依托了无线传感器，进行实时动态监督，对农田现有的温度、湿度、光纤强度等进行一定观察，从而远程进行控制农田现有环境等多方面情况。在实际操作过程中，主要是由传感器支持，联动网络层面，最终反馈到用户端。这一过程控制效果相对较为可观，可以发现外在温度具体变化，明确环境变化对农田所带来的影响，从而结合农田作物成长所需各类元素，进行相关控制，充分令农作物的生长全过程进行自动化控制。 2.2 监测功能应用 监测功能一般来说都是利用RFID 电子标签来建立一个安全体系，从生产到销售、食用等全环节，都利用标签进行相关管理，从而有效实现全过程控制，实现一个有效的安全方面应用。而通过相关技术应用之后，整体安全性及安全效果也相对较为可观一些，对于农作物生产销售全过程也可以充分有效保障，在拥有数量与销量同时，也可以更加拥有质量和经济价值，提升各类产业与产品的附加价值等多方面情况，有效优化农业经济架构和产业发展。 2.3 图像视频监控功能 图像视频监控主要是进行实时动态的耕地、作物、土壤等多方面的控制，借助多元化的手段和多层次的方法进行一定调节和调整，建立在多维信息基础之上，利用各类控制手段之后，可以确保相关环境处于一个最佳状态。而在这一过程中，环境数据等也会生成一定的历史，进而建立一个完整的数据模型，根据实际情况来反馈与调整相关参数，辅助进行相关决策。 3 基于物联网的智慧农业架构 3.1 系统结构设计 在实际应用中，此类系统及技术所起到价值相对明显，而一般来说具体系统结构设计则可以包括信息采集器、智能网关、监督装备和自动调控设施等，这些都是此类系统架构最基本组成。一般采集器等属于感应层，即将环境等相关内容收集到其中，将信号转变为模拟信号，依托于数据的转换器转为数字信号，接入到网络层并转为电磁波，传输到各类协调器和网络层中。而智能网关则实施对信息进行全方位的处理和运作，进行数据传输，传输至
基于物联网的智能农业系统应用(答辩版)
中国地质大学（北京） 大学生创新创业训练计划项目 申请书 项目归类: □ A创新实验□ B实验室开放 ■ C创业训练□ D创业实践 项目名称：基于物联网的智能农业系统应用项目负责人： 所在学院： 联系电话： 电子邮箱： 指导教师： 申请日期：2014年2月28日
填写说明 一、《申请书》要按顺序逐项填写，表达要清楚，要求除签字外必须用电脑输入，用A4纸打印，于左侧装订成册。 二、指导教师要签署意见并签名，实验室（中心）签署意见（不依托实验平台除外）、学院评审后要在申请书上签署书面意见，并加盖学院公章。 三、项目来源：学生自主立题指学生利用所学知识设立的设想，实验室课题指实验室发布的研究课题指南或实验室教师提出的实验设想、方案、计划等；科学研究专指教师科研课题或子课题。 四、项目依托：指项目完成所依托的平台载体，凡是借助实验室完成的项目均为依托实验室平台，需在实践基地、厂矿、企业等均为依托社会资源，无需进行实验、测试且为教师科研项目均填写科学研究。 五、项目类别：实验课题型指实验室定期发布教学计划以外的综合型、设计型、创新型自选实验课题，鼓励学生进行创新设计实验、仪器或模型制作，设备改造、软件设计等；参与科研型指学生参与教师的科学研究活动，自主或合作完成研究任务；科技活动型指学生自行拟定科技活动课题，可结合实验室（基地）的条件或依托其他社会资源完成；人文素质与能力培养型指结合学生社团或兴趣爱好者协会的活动内容，学生在校内各人文素质教育基地自主进行的素质与能力培养过程的项目。 六、实验室工作量、实验中心意见：不依托实验室平台的项目可不填。 七、本申请书要求纸质一式二份，同时上报电子版。 —2—