物聯(lián)網(wǎng)應用領域之農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(PPT 25頁).ppt

重慶大學教育部計算機科學基礎實驗室，重慶大學，物聯(lián)網(wǎng)應用領域iii:農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，主講人：鄭林江博士/重慶大學計算機科學學院教育部信息物理學會可信服務計算重點實驗室副教授。2014-2015學年第一學期，電子郵件：zlj _ cqu ，2/27，物聯(lián)網(wǎng)應用領域ii:農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)技術在精細農(nóng)業(yè)中的應用案例概述、背景和需求，3/27，1。背景和需求，目標，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，智能農(nóng)業(yè)，4/27，1。背景和需求，智能農(nóng)業(yè)。面對農(nóng)業(yè)既要高產(chǎn)高效，又要優(yōu)質(zhì)低耗的要求，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式必須從目前的經(jīng)驗型和定性型發(fā)展到知識型和定量型，從粗放型發(fā)展到定量型智能農(nóng)業(yè)：既節(jié)約成本，又保證果蔬能在最適宜的環(huán)境中生長，增加產(chǎn)量和收入。以番茄種植為例：根據(jù)我們與以色列同行的溝通，以色列的精制番茄畝產(chǎn)量可達50噸，而北京平谷高東村的農(nóng)民畝產(chǎn)量只有7噸左右。以養(yǎng)豬為例：公豬交配期溫度高于29度，交配時間將延長一個月。5/27，1。背景和需求。智能農(nóng)業(yè)的前提是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)的收集和精細控制。物聯(lián)網(wǎng)可以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的每一個環(huán)節(jié)，即生產(chǎn)前、生產(chǎn)中和生產(chǎn)后，發(fā)展基于信息和知識的精細化過程管理。物聯(lián)網(wǎng)在精細農(nóng)業(yè)領域的應用涉及基于信息和知識的大田種植、育種、加工和設施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的精細管理和智能決策。6/27，物聯(lián)網(wǎng)應用領域2:農(nóng)業(yè)中的物聯(lián)網(wǎng)，精細農(nóng)業(yè)中的物聯(lián)網(wǎng)應用案例概述、背景和要求，7/27，2。精細農(nóng)業(yè)中的物聯(lián)網(wǎng)，2.1精細農(nóng)業(yè)中的物聯(lián)網(wǎng)架構，8/27，2。精細農(nóng)業(yè)中的物聯(lián)網(wǎng)，2.2農(nóng)業(yè)信息感知，感知層通過各種傳感器實現(xiàn)對農(nóng)產(chǎn)品種植、養(yǎng)殖、儲藏和運輸?shù)男畔⒏兄?，如光、土壤和水生溫濕度傳感器等?1)作物生長環(huán)境感知(檢測作物生長環(huán)境的溫度、濕度和酸堿度)，土壤濕度傳感器，土壤酸堿度傳感器，9/27，2。精細農(nóng)業(yè)中的物聯(lián)網(wǎng)技術，2.2農(nóng)業(yè)信息感知，(1)作物生長環(huán)境感知(檢測作物生長環(huán)境的溫度、濕度和酸堿度等)。)，土壤溫度傳感器，CO2濃度傳感器，10/27，2。精細農(nóng)業(yè)中的物聯(lián)網(wǎng)技術，2.3農(nóng)業(yè)信息傳輸，ZigBee短距離傳輸技術無線/水下傳感器網(wǎng)絡，實現(xiàn)傳感信息的高可靠性和高安全性傳輸。農(nóng)業(yè)傳感信息傳輸?shù)奶攸c：傳感區(qū)域大多部署在復雜的環(huán)境中，如森林、水域、農(nóng)田等對實時性要求較高的區(qū)域。11/27，2。精細農(nóng)業(yè)中的物聯(lián)網(wǎng)技術，2.3農(nóng)業(yè)信息處理與應用，12/27，物聯(lián)網(wǎng)應用領域2:農(nóng)業(yè)中的物聯(lián)網(wǎng)，概述，背景和需求。物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的應用案例，13/27，3。物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的應用。3.1溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)3.2牛肉制品全生命周期跟蹤，14/27，3.1溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)，(1)背景，高溫植物不能長時間忍受5度以下的低溫，10度以下停止生長，黃瓜、西葫蘆、茄子、菜豆等耐熱蔬菜的生長溫度要求20-30度，晝夜溫差不小于10度，15/27，3.1溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)， 該系統(tǒng)通過各種傳感器采集溫室內(nèi)的溫度、濕度、光照等環(huán)境參數(shù)和植物生長信息，并由數(shù)據(jù)傳輸終端傳輸智能農(nóng)業(yè)遠程控制系統(tǒng)：實現(xiàn)對溫室現(xiàn)有控制設備的遠程控制。原有系統(tǒng)的手動控制功能繼續(xù)有效，增加了遠程智能控制功能。智能農(nóng)業(yè)平臺管理平臺：實現(xiàn)溫室采集的各種信息的存儲、分析和管理；提供閾值設置功能；提供智能分析、檢索和報警功能；提供平臺賬戶和權限管理功能；為驅(qū)動溫室控制系統(tǒng)提供管理界面。系統(tǒng)安全系統(tǒng)：從架構設計、管理系統(tǒng)、軟件代碼設計、物理安全和系統(tǒng)維護等多個維度保證平臺的安全運行，創(chuàng)建完整的安全系統(tǒng)。充分考慮數(shù)據(jù)源安全、安全策略評估、組織安全、人員安全、環(huán)境安全、訪問控制、開發(fā)和維護，并提供用戶認證、權限管理、數(shù)據(jù)加密、網(wǎng)絡安全等一整套安全措施。系統(tǒng)功能：3.1溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)，17/27，系統(tǒng)實現(xiàn)框架，3.1溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)，18/27，系統(tǒng)組成及功能實現(xiàn)，3.1溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)，19/27，3.1溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)，溫濕度傳感節(jié)點，環(huán)境設備監(jiān)控傳感節(jié)點，照明傳感節(jié)點，安防，人員管理傳感節(jié)點，射頻識別讀寫設備節(jié)點，現(xiàn)場有21個溫室，占地45畝，每畝約1.73畝。它主要種植大約80種蔬菜。該網(wǎng)站屬于昆山市的“菜籃子工程”。溫室現(xiàn)有設備：外遮陽(電機驅(qū)動)、噴灌系統(tǒng)(手動開關水閥)。其他功能，如通風，手動打開側(cè)窗。目前，弱電還沒有連接到項目現(xiàn)場。功能要求：種植農(nóng)作物的環(huán)境要求：夏季35，冬季25，夜間不低于15。遠程監(jiān)控：室內(nèi)溫度、濕度、光線和二氧化碳。遠程控制：由于現(xiàn)場只有一種控制設備，所以不需要遠程控制。21/27，某單位葡萄種植基地，現(xiàn)場情況介紹：現(xiàn)場建有一個大棚，占地1.7畝。葡萄主要種植。與室外種植相比，現(xiàn)場種植還可以改變葡萄的生長期(提前收獲和上市)。溫室現(xiàn)有設備：外遮陽(電機驅(qū)動)、滴灌系統(tǒng)(手動水閥開關)。其他功能，如通風，手動打開側(cè)窗。功能要求：種植作物對環(huán)境的要求：葡萄在10以上發(fā)芽，最適生長溫度為20左右。遠程監(jiān)控：室內(nèi)溫度、濕度、光線和二氧化碳。遠程控制：由于現(xiàn)場只有一種控制設備，所以不需要遠程控制。22/27，企業(yè)生態(tài)農(nóng)業(yè)觀光園，場地信息：場地內(nèi)有2個玻璃溫室，面積10000平方米，1個育苗薄膜溫室。觀賞植物主要種植在玻璃溫室的前部，無土栽培主要用于后者，花卉苗木栽培主要在薄膜溫室中進行。玻璃溫室的現(xiàn)有設備：內(nèi)外遮陽、風扇(側(cè)壁和天花板)、水簾和鍋爐供暖。薄膜溫室現(xiàn)有設備：外遮陽、風機(側(cè)墻)、水幕和鍋爐供暖。功能要求：種植作物的環(huán)境要求：25，不低于8。遠程監(jiān)控：室內(nèi)溫度、濕度、光