物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用(終稿)

1、物聯(lián)網(wǎng)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用摘要人類歷史進(jìn)入新的時(shí)期，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也隨著人類文明的發(fā)展而有了巨大的飛躍。從生產(chǎn)工具、生產(chǎn)方式的不斷更新中，我們的農(nóng)作物產(chǎn)量不斷提升。刀耕火種的日子一去不復(fù)返，人們的生活水平也有了很大的提升。進(jìn)入 21 世紀(jì)以后，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也帶動(dòng)著農(nóng)業(yè)技術(shù)的革命。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)聯(lián)姻，將農(nóng)業(yè)和因特網(wǎng)技術(shù)聯(lián)系在一起，創(chuàng)新了生產(chǎn)方式，也催生了現(xiàn)代的智能精確農(nóng)業(yè)。本文試著將所學(xué)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，名為“精確農(nóng)業(yè)”的高科技農(nóng)業(yè)工程，即利用衛(wèi)星、遙感、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制等高新技術(shù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，以提高產(chǎn)量，降低能耗。這項(xiàng)國(guó)際先進(jìn)的農(nóng)田耕作技術(shù)成熟后將向全國(guó)推廣，以解決我國(guó)地少人多的農(nóng)業(yè)發(fā)展瓶

2、頸、減少污染和浪費(fèi)，走農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的道路。高科技可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，智能管理可以實(shí)現(xiàn)各類農(nóng)業(yè)資源的高效利用，也可以實(shí)現(xiàn)改善環(huán)境這一可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)；不但可以最大限度的提高農(nóng)村農(nóng)業(yè)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力，而且是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)出、低能耗和環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展型農(nóng)業(yè)的高效途徑。關(guān)鍵詞 ：精確農(nóng)業(yè) ; 物聯(lián)網(wǎng) ; 智能農(nóng)業(yè)目錄引言錯(cuò)誤！未定義書簽。1 研究背景和意義21.1 研究的背景21.2 智能精確農(nóng)業(yè)實(shí)例介紹21.3 研究的現(xiàn)實(shí)意義32 研究目標(biāo)42.1 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)42.2 農(nóng)業(yè)灌溉控制系統(tǒng)42.3 農(nóng)業(yè)大棚信息系統(tǒng)53 農(nóng)業(yè)應(yīng)用中各類傳感器簡(jiǎn)介63.1 各類傳感器產(chǎn)生背景63.2 各類傳感器簡(jiǎn)介6

3、4 研究?jī)?nèi)容74.1 精確農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)74.2 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的數(shù)字化管理系統(tǒng)84.3 物聯(lián)網(wǎng)感應(yīng)的智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)95 在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用105.1 典型應(yīng)用之智能農(nóng)業(yè)大棚10錯(cuò)誤！未定義書簽。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)灌溉系統(tǒng)11系統(tǒng)功能特點(diǎn)125.2 智能農(nóng)業(yè)在應(yīng)用領(lǐng)域的未來(lái)125.3 智能精確農(nóng)業(yè)的特點(diǎn)13結(jié)束語(yǔ)14參考文獻(xiàn)14致謝15引言物聯(lián)網(wǎng)基本定義：物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱叫“The Internet ofthings”。顧名思義，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二， 其用

4、戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物體與物體之間，進(jìn)行信息交換和通信。因此，物聯(lián)網(wǎng)的定義是：通過(guò)射頻識(shí)別（ RFID ）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)1 ?，F(xiàn)代智能農(nóng)業(yè)的定義：“精確農(nóng)業(yè) ”（ Precision Agriculture ），指的是利用全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（ GIS）、連續(xù)數(shù)據(jù)采集傳感器（CDS ）、遙感（ RS）、變率處理設(shè)備（ VRT ）和決策支持系統(tǒng)（ DSS）等現(xiàn)代高新技術(shù)，獲取農(nóng)田小區(qū)作物產(chǎn)量和影響作物生長(zhǎng)的環(huán)境因素（如土壤

5、結(jié)構(gòu)、地形、植物營(yíng)養(yǎng)、含水量、病蟲草害等）實(shí)際存在的空間及時(shí)間差異性信息，分析影響小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，并采取技術(shù)上可行、 經(jīng)濟(jì)上有效的調(diào)控措施，區(qū)域?qū)Υ?，按需?shí)施定位調(diào)控的“處方農(nóng)業(yè) ”；它是當(dāng)今世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的新潮流，是由信息技術(shù)支持的根據(jù)空間變異，定位、定時(shí)、定量地實(shí)施一整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作技術(shù)與管理的系統(tǒng)，其基本涵義是根據(jù)作物生長(zhǎng)的土壤性狀，調(diào)節(jié)對(duì)作物的投入， 即一方面查清田塊內(nèi)部的土壤性狀與生產(chǎn)力空間變異，另一方面確定農(nóng)作物的生產(chǎn)目標(biāo)，進(jìn)行定位的“系統(tǒng)診斷、優(yōu)化配方、技術(shù)組裝、科學(xué)管理 ”，調(diào)動(dòng)土壤生產(chǎn)力，以最少的或最節(jié)省的投入達(dá)到同等收入或更高的收入，并改善環(huán)境，高效地利用各類農(nóng)業(yè)資源，

6、取得經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益2 。1 研究背景和意義1.1 研究的背景傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的運(yùn)行模式已適應(yīng)不了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要，對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，資源分配不均、 嚴(yán)重不足且普遍浪費(fèi)，環(huán)境污染， 農(nóng)產(chǎn)品種類需求多種多樣等諸多問(wèn)題使農(nóng)業(yè)的發(fā)展陷入不良循環(huán)， 而精確農(nóng)業(yè)的出現(xiàn)為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了一條光明道路，精確農(nóng)業(yè)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比而言最大的特點(diǎn)是以高新技術(shù)和合理管理?yè)Q來(lái)了對(duì)資源的最優(yōu)利用。它是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程，讓我國(guó)的農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)低能耗、高效、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保等目標(biāo)，是世界農(nóng)業(yè)發(fā)展新的趨勢(shì)，同時(shí)也讓我國(guó)農(nóng)業(yè)邁向21 世紀(jì)。1.2 智能精確農(nóng)業(yè)實(shí)例介紹精確農(nóng)業(yè)是最近幾年來(lái)在美國(guó)、加拿大和歐盟一些國(guó)家發(fā)展起來(lái)的高新技

7、術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合的新型農(nóng)業(yè)模式。它的特點(diǎn)是“精確 ”，它利用衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)、遙測(cè)遙感技術(shù)和計(jì)算機(jī)，做到精確作業(yè)、精確施肥和精確估產(chǎn)。波特是美國(guó)明尼蘇達(dá)州的農(nóng)民，他駕駛拖拉機(jī)在田里工作，表面上看它和別的農(nóng)民沒(méi)有什么區(qū)別。但是， 他的拖拉機(jī)上裝了一部586 電腦，從屏幕上可看到面積達(dá)700公頃的玉米和大豆田的地圖，計(jì)算機(jī)還會(huì)告訴他哪個(gè)地方需要施肥，施多少肥；如果再裝一個(gè)衛(wèi)星信號(hào)接收器，就可以收到全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)發(fā)出的遙感遙測(cè)信息，根據(jù)這些信息可進(jìn)行精確的土壤調(diào)查、合理施肥、作物估產(chǎn)、農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)和土地合理利用等 10 。土壤調(diào)查和合理施肥可減少用肥量，減少浪費(fèi)、減少投入，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。土壤

8、調(diào)查首先要采集土壤樣品，如在播種之前，農(nóng)民駕駛適合地形的車輛在土地上行駛一遍，采集土壤樣品數(shù)據(jù)，并輸入計(jì)算機(jī)；同時(shí)全球定位系統(tǒng)精確記錄下樣品采集地的位置，繪出土壤成分分布圖。另外，存入計(jì)算機(jī)的施肥軟件就能根據(jù)不同土壤、不同肥料類型和不同作物的施肥標(biāo)準(zhǔn)，推薦最佳方案，做到合理施肥。作物估產(chǎn)不但能較準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)產(chǎn)量，還能繪出產(chǎn)量分布圖。當(dāng)農(nóng)民駕駛聯(lián)合收割機(jī)收割玉米時(shí)，玉米棒就碰動(dòng)收割機(jī)上計(jì)數(shù)器的開關(guān)，從而計(jì)算出收割的玉米棒子數(shù)；與此同時(shí)，衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)記錄收割這些玉米棒時(shí)收割機(jī)所處的地理位置，這樣就可畫出產(chǎn)量分布圖和計(jì)算出每塊土地的產(chǎn)量，根據(jù)產(chǎn)量分布圖也可判斷出何處缺肥，需要施多少肥。精確農(nóng)業(yè)能針對(duì)

9、各條塊農(nóng)田的土壤結(jié)構(gòu)。肥力狀況和作物生長(zhǎng)情況等因素的精確測(cè)量和計(jì)算，提出種子、化肥、生長(zhǎng)劑、除草劑、殺蟲劑等的合理用量。美國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部依阿華州艾姆斯土壤耕作實(shí)驗(yàn)室制訂了一項(xiàng)“衛(wèi)星指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)聯(lián)合計(jì)劃”，在種植大豆、玉米、燕麥和苜蓿的450 公頃農(nóng)田上進(jìn)行試驗(yàn)，每隔13 米收集一組農(nóng)田各種數(shù)據(jù)信息，輸入計(jì)算機(jī)，并同時(shí)在拖拉機(jī)上安裝了無(wú)線電信號(hào)接收系統(tǒng)，接收衛(wèi)星信號(hào)，并確定自身位置。拖拉機(jī)即可根據(jù)聯(lián)合計(jì)劃，進(jìn)行各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)。1.3 研究的現(xiàn)實(shí)意義通過(guò)分析， 讓我們知道， 在實(shí)現(xiàn)精確農(nóng)業(yè)的道路上，智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)依然存在著諸多問(wèn)題，因?yàn)楝F(xiàn)有的技術(shù)是基于有線的；而基于無(wú)線傳感網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)精確農(nóng)業(yè)系統(tǒng)無(wú)疑

10、更具發(fā)展?jié)摿?，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有較高的帶寬傳輸能力， 抗干擾能力強(qiáng)、 安全保密性良好，而且功率譜密度低。 我們可以利用上述特點(diǎn)， 針對(duì)農(nóng)田信息采集和管理組建新的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)， 實(shí)現(xiàn)農(nóng)田信息的無(wú)線、 實(shí)時(shí)傳輸。同時(shí)，可以給用戶提供更多的決策信息和技術(shù)支持， 實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程管理。對(duì)比國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，不難發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)在精確農(nóng)業(yè)發(fā)展模式上的弊病，沒(méi)有在應(yīng)用的結(jié)合點(diǎn)上技術(shù)熟練的人才，信息標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一和技術(shù)不成熟。最為尷尬的是， 國(guó)內(nèi)更多的是示范工程和項(xiàng)目， 僅僅停留在試驗(yàn)和演示階段而沒(méi)有能夠形成產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用項(xiàng)目。而隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展， 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能精確農(nóng)業(yè)系統(tǒng)則致力于將精確農(nóng)業(yè)從概念化轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)化，更專注

11、于應(yīng)用領(lǐng)域和產(chǎn)品化，力圖為智能精確農(nóng)業(yè)的大規(guī)模推廣應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。綜上所述，智能精確農(nóng)業(yè)取代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然，更是符合我國(guó)國(guó)情的選擇，智能精確農(nóng)業(yè)可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，可以實(shí)現(xiàn)高效利用各類農(nóng)業(yè)資源和改善環(huán)境這一可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，不但可以最大限度提高農(nóng)業(yè)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力，而且是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗和環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)的有效途徑。2 研究目標(biāo)2.1 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)建立無(wú)線的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)，對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行多方面監(jiān)管和精確調(diào)控。在大棚控制系統(tǒng)中，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的溫度傳感器、濕度傳感器、PH值傳感器、光傳感器、離子傳感器、生物傳感器、CO2傳感器等設(shè)備，檢測(cè)環(huán)境中的溫度、相對(duì)濕度、PH

12、值、光照強(qiáng)度、土壤養(yǎng)分、 CO2 濃度等物理量參數(shù)，通過(guò)各種儀器儀表實(shí)時(shí)顯示或作為自動(dòng)控制的參變量參與到自動(dòng)控制中， 保證農(nóng)作物有一個(gè)良好的、適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。遠(yuǎn)程控制的實(shí)現(xiàn)使技術(shù)人員在辦公室就能對(duì)多個(gè)大棚的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制。采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)測(cè)量來(lái)獲得作物生長(zhǎng)的最佳條件，可以為溫室精準(zhǔn)調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)，達(dá)到增產(chǎn)、改善品質(zhì)、調(diào)節(jié)生長(zhǎng)周期、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。2.2 農(nóng)業(yè)灌溉控制系統(tǒng)開發(fā)基于物聯(lián)網(wǎng)感應(yīng)的農(nóng)業(yè)灌溉控制系統(tǒng)，達(dá)到節(jié)水、節(jié)能、高效的目的。利用傳感器感應(yīng)土壤的水分并控制灌溉系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)節(jié)水節(jié)能，可以構(gòu)建高效、低能耗、低投入、多功能的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉平臺(tái)。農(nóng)業(yè)灌溉是我國(guó)的用水大戶，其用水量約占總用

13、水量的70。據(jù)統(tǒng)計(jì)，因干旱我國(guó)糧食每年平均受災(zāi)面積達(dá)兩千萬(wàn)公頃，損失糧食占全國(guó)因?yàn)?zāi)減產(chǎn)糧食的50。長(zhǎng)期以來(lái)，由于技術(shù)、管理水平落后，導(dǎo)致灌溉用水浪費(fèi)十分嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)灌溉用水的利用率僅40。如果根據(jù)監(jiān)測(cè)土壤墑情信息，實(shí)時(shí)控制灌溉時(shí)機(jī)和水量，可以有效提高用水效率。而人工定時(shí)測(cè)量墑情， 不但耗費(fèi)大量人力， 而且做不到實(shí)時(shí)監(jiān)控；采用有線測(cè)控系統(tǒng)， 則需要較高的布線成本，不便于擴(kuò)展，而且給農(nóng)田耕作帶來(lái)不便。 因此，設(shè)計(jì)一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由低功耗無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過(guò) ZigBee 自組網(wǎng)方式構(gòu)成，從而避免了布線的不便、 靈活性較差的缺點(diǎn)， 實(shí)現(xiàn)土壤墑情的連續(xù)在線監(jiān)測(cè)， 農(nóng)田

14、節(jié)水灌溉的自動(dòng)化控制， 既提高灌溉用水利用率， 緩解我國(guó)水資源日趨緊張的矛盾， 也為作物生長(zhǎng)提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境。2.3 農(nóng)業(yè)大棚信息系統(tǒng)構(gòu)建智能農(nóng)業(yè)大棚物聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)從生產(chǎn)到質(zhì)檢和運(yùn)輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)化管理。智能農(nóng)業(yè)大棚物聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)主要研究溫度、化學(xué)等多種傳感器對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的生長(zhǎng)過(guò)程全程監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理；結(jié)合RFID電子標(biāo)簽在培育、生產(chǎn)、圖1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的體系構(gòu)架質(zhì)檢、 運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中， 進(jìn)行可識(shí)別的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理。本系統(tǒng)致力于構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的專用農(nóng)業(yè)評(píng)估信息系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化。3 農(nóng)業(yè)應(yīng)用中各類傳感器簡(jiǎn)介3.1 各類傳感器產(chǎn)生背景有需求就有

15、市場(chǎng)，當(dāng)今世界在各項(xiàng)技術(shù)方面都有先驅(qū)者，傳感器領(lǐng)域也是科學(xué)發(fā)展十分重要的分支。在十五期間，國(guó)家863 計(jì)劃數(shù)字農(nóng)業(yè)重大專項(xiàng)實(shí)現(xiàn)了農(nóng)田信息采集技術(shù)的突破，推出了一批成本低、高性能的土壤水分和作物營(yíng)養(yǎng)信息采集技術(shù)產(chǎn)品，基本解決了數(shù)字農(nóng)業(yè)信息快速獲取技術(shù)瓶頸問(wèn)題。開展了農(nóng)田水分、養(yǎng)分、 作物長(zhǎng)勢(shì)、冠層生理與生態(tài)因子、品質(zhì)、產(chǎn)量和蟲害草害等信息采集關(guān)鍵技術(shù)研究，開發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型土壤水分傳感器，研制了土壤和作物養(yǎng)分信息快速采集方法與新型配套儀器設(shè)備;在蟲害與雜草動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究方面取得了重大進(jìn)展，開發(fā)了基于稱重傳感器的高精度智能測(cè)產(chǎn)系統(tǒng)，解決了智能測(cè)產(chǎn)與谷物品質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的精度難題 ; 使我

16、國(guó)農(nóng)業(yè)信息快速獲取邁出了新的步伐5 。3.2 各類傳感器簡(jiǎn)介為了適應(yīng)現(xiàn)代化溫室和工廠化栽培調(diào)節(jié)與環(huán)境控制(控制溫度、濕度、光照、噴灌量、通風(fēng)等)，以培育各種秧苗，栽培各種果蔬和作物。在這個(gè)過(guò)程中，需要溫度傳感器、濕度傳感器、PH值傳感器、光傳感器、離子傳感器、生物傳感器、CO2傳感器等檢測(cè)環(huán)境中的溫度、相對(duì)濕度、PH值、光照強(qiáng)度、土壤養(yǎng)分、CO 2濃度等物理量參數(shù)，通過(guò)各種儀器儀表實(shí)時(shí)顯示或作為自動(dòng)控制的參變量參與到自動(dòng)控制中，保證農(nóng)作物有一個(gè)良好的、適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。在果蔬和糧食的儲(chǔ)藏中，傳感器也發(fā)揮著巨大的作用，制冷機(jī)根據(jù)冷庫(kù)內(nèi)溫度傳感器的實(shí)時(shí)參數(shù)值實(shí)施自動(dòng)控制并且保持該溫度的相對(duì)穩(wěn)定。氣調(diào)

17、庫(kù)相比冷藏庫(kù)是更為先進(jìn)的貯藏保鮮方法，除了溫度之外，氣調(diào)庫(kù)內(nèi)的相對(duì)濕度(RH) 、O2 濃度、 CO 2 濃度、乙烯(C 2 H 4) 濃度等均有相應(yīng)的控制指標(biāo)?？刂葡到y(tǒng)采集氣調(diào)庫(kù)內(nèi)的溫度傳感器、濕度傳感器、O2 濃度傳感器、CO 2 濃度傳感器等物理量參數(shù)，通過(guò)各種儀器儀表適時(shí)顯示或作為自動(dòng)控制的參變量參與到自動(dòng)控制中，保證有一個(gè)適宜的貯藏保鮮環(huán)境，達(dá)到最佳的保鮮效果。在作物的生長(zhǎng)過(guò)程中還可以利用形狀傳感器、顏色傳感器、重量傳感器等來(lái)監(jiān)測(cè)物的外形、顏色、大小等，用來(lái)確定物的成熟程度, 以便適時(shí)采摘和收獲；可以利用二氧化碳傳感器進(jìn)行植物生長(zhǎng)的人工環(huán)境的監(jiān)控，以促進(jìn)光合作用的進(jìn)行4 。例如 ,料

18、大棚蔬菜種植環(huán)境的監(jiān)測(cè)等；可以利用超聲波傳感器、音量和音頻傳感器等進(jìn)行滅鼠、滅蟲等；可以利用流量傳感器及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)控制農(nóng)田水利灌溉。生物技術(shù)、遺傳工程等都成為良種培育的重要技術(shù)，在這其中生物傳感器發(fā)揮了重要的作用。農(nóng)業(yè)科學(xué)家通過(guò)生物傳感器操縱種子的遺傳基因，在玉米種子里找到了防止脫水的基因，培育出了優(yōu)良的玉米種子。此外， 監(jiān)測(cè)育種環(huán)境還需要溫度傳感器、濕度傳感器、光傳感器等；測(cè)量土壤狀況需用水分傳感器，吸力傳感器、氫離子傳塑感器、溫度傳感器等；測(cè)量氮磷、鉀各種養(yǎng)分需要用各種離子敏傳感器7 。在動(dòng)物飼養(yǎng)中也有傳感器應(yīng)用，如有可用來(lái)測(cè)定畜、禽肉鮮度的傳感器。它可以高精度地測(cè)定出雞、魚、肉等食品

19、變質(zhì)時(shí)發(fā)出的臭味成分二甲基胺(DMA)其測(cè)量的最小濃度可以達(dá)到1ppm ，利用這種傳感器可以準(zhǔn)確地掌握肉類的鮮度，防的濃度，止腐敗變質(zhì)。也有用來(lái)檢測(cè)雞蛋質(zhì)量的傳感器。4 研究?jī)?nèi)容4.1 精確農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)研究智能農(nóng)業(yè)大棚中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立無(wú)線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)。密集的網(wǎng)絡(luò)是一種無(wú)中心節(jié)點(diǎn)的全分布系統(tǒng)。通過(guò)隨機(jī)投放的方式，眾多傳感器節(jié)點(diǎn)被密集部署于監(jiān)控區(qū)域。這些傳感器節(jié)點(diǎn)集成有傳感器、數(shù)據(jù)處理單元、通信模塊和能源單元，它們通過(guò)無(wú)線信道相連，自組織地構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息并發(fā)送給觀察者。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)集傳感器技術(shù)、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)、無(wú)線

20、通信技術(shù)、計(jì)算技術(shù)和分布式信息處理技術(shù)于一體，因其廣闊的應(yīng)用前景而成為當(dāng)今世界上備受關(guān)注的、多學(xué)科高度交叉的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域6 。在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中。人們獲取農(nóng)田信息的方式都很有限，主要是通過(guò)人工測(cè)量，獲取過(guò)程需要消耗大量的人力，而通過(guò)使用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以有效降低人力消耗和對(duì)農(nóng)田環(huán)境的影響，獲取精確的作物環(huán)境和作物信息。目前無(wú)線技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用比較廣泛，但大都是具有基站星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的應(yīng)用，并不是真正意義上的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。農(nóng)業(yè)一般應(yīng)用是將大量的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，通過(guò)各種傳感器采集信息，以幫助農(nóng)民及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并且準(zhǔn)確地確定發(fā)生問(wèn)題的位置，這樣農(nóng)業(yè)將有可能逐漸地從以人力溫度傳感器無(wú)線控制命令濕度傳感器路

21、由節(jié)點(diǎn)CO2 傳感器無(wú)線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中心光照傳感器無(wú)線路由節(jié)點(diǎn)。傳感器圖 2 農(nóng)業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)示意圖為中心、依賴于孤立機(jī)械的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)向以信息和軟件為中心的生產(chǎn)模式, 從而大量使用各種自動(dòng)化、智能化、遠(yuǎn)程控制的生產(chǎn)設(shè)備。圖 2 所示為該控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖。其主控系統(tǒng)為嵌入式系統(tǒng)，采用ARM9S3C2410處理器與Linux 操作系統(tǒng)，具有通信網(wǎng)絡(luò)、通用外設(shè)接口，能對(duì)其中設(shè)備進(jìn)行控制管理。該嵌入式網(wǎng)關(guān)連接內(nèi)、外信息傳輸通道皆采用無(wú)線的方式，外部網(wǎng)絡(luò)以基于IP 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、提供通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)的GPRS 通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)。內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)采用短距離、低功率ZigBee 無(wú)線通信技術(shù)，結(jié)合農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)Ｓ孟盗袀鞲衅?/p>

22、對(duì)農(nóng)產(chǎn)品生長(zhǎng)環(huán)境中的溫濕度、PH 值、光照以及土壤養(yǎng)分等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和傳輸。4.2 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的數(shù)字化管理系統(tǒng)數(shù)字化管理技術(shù)主要研究溫度、化學(xué)等多種傳感器對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的生長(zhǎng)過(guò)程全程監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理；結(jié)合RFID 電子標(biāo)簽在培育、生產(chǎn)、質(zhì)檢、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中，進(jìn)行可識(shí)別的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化。數(shù)字化農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)集成網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)。 生態(tài)農(nóng)業(yè)數(shù)字化管理系統(tǒng)以一定物理模式和邏輯模式的形式進(jìn)行架設(shè)。具體涉及：遙感影像或相關(guān)圖像的處理與分析：包括高分辨率的遙感影像及其它以圖像方式提供的各類數(shù)據(jù)； 地物的空間模型：包括對(duì)象、 地

23、形、環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)和拓樸關(guān)系等；屬性信息管理：即動(dòng)、靜態(tài)數(shù)據(jù)管理；空間分析：包括緩沖區(qū)、測(cè)量、等值線及地統(tǒng)計(jì)分析與圖表等；應(yīng)用程序： 包括服務(wù)器和客戶端程序，以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理平臺(tái)的系統(tǒng)功能；其它附屬功能：統(tǒng)計(jì)分析等 8 。此系統(tǒng)在功能上可實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品信息查詢與發(fā)布、專家決策知識(shí)庫(kù)優(yōu)化決策與分析，達(dá)到信息、技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的高效結(jié)合，最終實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)數(shù)字化控制管理。4.3 物聯(lián)網(wǎng)感應(yīng)的智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)本系統(tǒng)采用混合網(wǎng)，底層為多個(gè)ZigBee 監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集。每個(gè)ZigBee監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和若干的土壤溫濕度數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)采用星型結(jié)構(gòu)， 網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)作為每個(gè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的基站。網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)具

24、有雙重功能，一是充當(dāng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的角色，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)建立和維護(hù)、數(shù)據(jù)匯集;二是作為監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心的接口，與監(jiān)控中心傳遞信息。 此系統(tǒng)具有自動(dòng)組網(wǎng)功能，無(wú)線網(wǎng)關(guān)一直處于監(jiān)聽狀態(tài)，新添加的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)會(huì)被網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)， 這時(shí)無(wú)線路由會(huì)把節(jié)點(diǎn)的信息送給無(wú)線網(wǎng)關(guān)，有無(wú)線網(wǎng)關(guān)進(jìn)行編址并計(jì)算其路由信息，更新數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表和設(shè)備關(guān)聯(lián)表等。該系統(tǒng)由無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)、無(wú)線路由節(jié)點(diǎn)、無(wú)線網(wǎng)關(guān)、監(jiān)控中心心四大部分組成，通過(guò)ZigBee 自組網(wǎng)，監(jiān)控中心、無(wú)線網(wǎng)關(guān)之間通過(guò)GPRS 進(jìn)行墑情及控制信息的傳遞。每個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)通過(guò)溫濕度傳感器，自動(dòng)采集墑情信息，并結(jié)合預(yù)設(shè)的濕度上下限進(jìn)行分析，判斷是否需要灌溉及何時(shí)停止。每個(gè)節(jié)

25、點(diǎn)通過(guò)太陽(yáng)能電池供電，電池電壓被隨時(shí)監(jiān)控，一旦電壓過(guò)低，節(jié)點(diǎn)會(huì)發(fā)出電壓過(guò)低的報(bào)警信號(hào)，發(fā)送成功后，節(jié)點(diǎn)進(jìn)入睡眠狀態(tài)直到電量充足。其中無(wú)線網(wǎng)關(guān)連接 ZigBee 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與 GPRS 網(wǎng)絡(luò)，是基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)的核心部分， 負(fù)責(zé)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的管理。傳感器節(jié)點(diǎn)與路由節(jié)點(diǎn)自主形成一個(gè)多跳的網(wǎng)絡(luò)。溫濕度傳感器分布于監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)，將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給就近的無(wú)線路由節(jié)點(diǎn)，路由節(jié)點(diǎn)根據(jù)路由算法選擇最佳路由，建立相應(yīng)的路由列表，其中列表中包括自身的信息和鄰居網(wǎng)關(guān)的信息。 通過(guò)網(wǎng)關(guān)把數(shù)據(jù)傳給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，便于用戶遠(yuǎn)程監(jiān)控管理。 本文設(shè)計(jì)的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)組成框圖如下圖所示。

26、圖 3 節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)5 在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用5.1 典型應(yīng)用之智能農(nóng)業(yè)大棚由于瓜果蔬菜對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境有著嚴(yán)格的要求，所以現(xiàn)代農(nóng)業(yè)搭建了溫室大棚來(lái)控制植物的生長(zhǎng)環(huán)境， 以實(shí)現(xiàn)跨地區(qū)與跨季節(jié)的瓜果蔬菜培育。可見， 環(huán)境在溫室大棚中起著重要的作用。傳統(tǒng)的大棚環(huán)境控制，是通過(guò)全人工的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在每一大棚中放置一個(gè)溫度計(jì)，濕度計(jì)，二氧化碳濃度計(jì)等，由技術(shù)員巡查每一大棚的環(huán)境參數(shù)后，若發(fā)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)不對(duì)，就要采取一定的措施來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。比如， 溫度過(guò)高的話， 就要打開卷簾通風(fēng)或者打開通風(fēng)機(jī)等。這樣的操作方式對(duì)于只有少量大棚的農(nóng)戶，還可以應(yīng)付的過(guò)來(lái)，但如果大棚數(shù)量多，就需要花費(fèi)大量的人工去查看各大棚的環(huán)境參數(shù)，對(duì)

27、環(huán)境異常的大棚進(jìn)行操作，大大降低了工作效率。GHM 智能溫室系統(tǒng)， 可對(duì)各不同大棚的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)并報(bào)警，并可遠(yuǎn)程控制各大棚不同的電動(dòng)設(shè)備，如卷簾機(jī)， 灌溉機(jī)等。 使技術(shù)人員在辦公室就能對(duì)多個(gè)大棚的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制，以使植物獲得最佳的生長(zhǎng)環(huán)境。在溫室環(huán)境里， 單個(gè)溫室即可成為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)一個(gè)測(cè)量控制區(qū)，采用不同的傳感器節(jié)點(diǎn)和具有簡(jiǎn)單執(zhí)行機(jī)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)( 風(fēng)機(jī)、低壓電機(jī)、閥門等工作電流偏低的執(zhí)行機(jī)構(gòu)) 構(gòu)成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)測(cè)量土壤濕度、土壤成分、pH值、降水量、溫度、空氣濕度和氣壓、光照強(qiáng)度、CO2 濃度等來(lái)獲得作物生長(zhǎng)的最佳條件，同時(shí)將生物信息獲取方法應(yīng)用于無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，為溫室精準(zhǔn)調(diào)控提供科

28、學(xué)依據(jù)9 。溫度傳感器CO控制器2濕度傳感器濕度控制器CO傳感器無(wú)線無(wú)線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)2加熱器光照傳感器光照控制器。傳感器門窗控制器圖 4 只能大棚示意圖無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)灌溉系統(tǒng)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉平臺(tái)的建立是通過(guò)傳感器對(duì)土壤中水分的感應(yīng)，對(duì)灌溉系統(tǒng)進(jìn)行有效的控制從而達(dá)到自動(dòng)節(jié)水、 節(jié)能的目的， 完善農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)節(jié)水、 節(jié)能、高效的目標(biāo)。我國(guó)用水總量的七成是用于農(nóng)業(yè)灌溉。調(diào)查發(fā)現(xiàn)， 平均每年全國(guó)因?yàn)?zāi)減產(chǎn)糧食的近半成是由干旱造成的， 由此造成的受災(zāi)面積也有兩千萬(wàn)公頃之多。我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對(duì)灌溉用水的利用率一直不高， 導(dǎo)致農(nóng)業(yè)灌溉用水利用率低、 浪費(fèi)的主要原因是技術(shù)和管理水平的落后。為了提高灌溉用水利

29、用率，可根據(jù)土壤墑情信息的監(jiān)測(cè)情況，對(duì)灌溉時(shí)機(jī)和水量進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。若采用人工對(duì)墑情進(jìn)行定時(shí)測(cè)量的方法，不僅會(huì)過(guò)度的浪費(fèi)人力資源，而且不能夠保證監(jiān)控的實(shí)時(shí)性； 測(cè)控系統(tǒng)若采用有線的形式，布線會(huì)增加成本，難擴(kuò)展，影響作物的耕種。所以，節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)是在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)采用ZigBee 自組網(wǎng)，把低功耗的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)，這樣就減少了布線成本、 布線帶來(lái)的農(nóng)田耕作不便和靈活性差的問(wèn)題， 不僅可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到土壤墑情，還可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制農(nóng)田灌溉，節(jié)省灌溉用水，緩解用水緊張，保證農(nóng)作物良好的生長(zhǎng)環(huán)境。系統(tǒng)是底層為多個(gè)具有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集功能的ZigBee 監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的混合網(wǎng)，每

30、個(gè)網(wǎng)絡(luò)都有它們各自的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)及幾個(gè)關(guān)于土壤濕度的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)。ZigBee監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)使用的是星型結(jié)構(gòu)，把網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)作為每個(gè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的基站。能夠自動(dòng)的建立和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)、匯集數(shù)據(jù)，在監(jiān)控中心與監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)之間傳遞信息成為了網(wǎng)絡(luò)關(guān)節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)功能。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)組網(wǎng)，新添加的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)會(huì)在無(wú)線網(wǎng)關(guān)處于監(jiān)聽狀態(tài)下被網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)，無(wú)線網(wǎng)關(guān)會(huì)接收到無(wú)線路由傳來(lái)的信息， 自身進(jìn)行編址并分析路由信息，并對(duì)設(shè)備關(guān)聯(lián)表及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表等進(jìn)行更新。智能灌溉系統(tǒng)的基本構(gòu)成是無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)、無(wú)線路由節(jié)點(diǎn)、無(wú)線網(wǎng)關(guān)和監(jiān)控中心，在ZigBee自組網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用2G/3G 網(wǎng)絡(luò)完成無(wú)線網(wǎng)關(guān)和監(jiān)控中心之間墑情、控制信息的傳輸。墑情信息是利

31、用傳感節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)溫濕度傳感器得到的，并通過(guò)分析采集的信息來(lái)選擇要實(shí)施的灌溉方案，選擇具體方案時(shí)依據(jù)預(yù)設(shè)的濕度上下限。傳感節(jié)點(diǎn)都是利用電池供電，且可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池電壓，如果電壓過(guò)低節(jié)點(diǎn)就會(huì)報(bào)警，節(jié)點(diǎn)接收到報(bào)警便會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài)，電充滿時(shí)便恢復(fù)工作狀態(tài)。這些傳感器節(jié)點(diǎn)主要是由無(wú)線網(wǎng)關(guān)連接ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與2G/3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理，可以說(shuō)是整個(gè)系統(tǒng)的核心。多跳網(wǎng)絡(luò)會(huì)由傳感器節(jié)點(diǎn)與路由節(jié)點(diǎn)自主生成。監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的溫濕度傳感器會(huì)依據(jù)就近的原則選取無(wú)線路由節(jié)點(diǎn)來(lái)傳遞監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，路由節(jié)點(diǎn)遵循路由算法獲得合適的路徑，創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的包含自身和鄰居網(wǎng)關(guān)信息的路由列表。利用網(wǎng)關(guān)傳送數(shù)據(jù)到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)用戶遠(yuǎn)程控制。系統(tǒng)功能特

32、點(diǎn)本智能管理系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：(1) 軟件界面實(shí)時(shí)顯示各大棚的環(huán)境參數(shù)。(2) 設(shè)置報(bào)警，軟件可對(duì)異常的環(huán)境進(jìn)行報(bào)警，報(bào)警記錄可供查詢。(3) 自動(dòng)控制功能，當(dāng)計(jì)算機(jī)檢測(cè)到環(huán)境異常，將自動(dòng)進(jìn)行操作。如檢測(cè)到溫度過(guò)高，將自動(dòng)打開通風(fēng)。檢測(cè)到下雨，將自動(dòng)關(guān)閉卷簾機(jī)與天窗。(4) 手動(dòng)控制功能， 由技術(shù)人員根據(jù)環(huán)境參數(shù)的變化， 點(diǎn)擊鼠標(biāo)對(duì)各電動(dòng)設(shè)備進(jìn)行操作。(5) 遠(yuǎn)程控制， 即使你不在大棚基地， 也可以實(shí)現(xiàn)關(guān)閉卷簾等操作， 比如下雨天或者起大風(fēng)時(shí)，可以遠(yuǎn)程關(guān)閉卷簾。(6) 遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控功能。配合網(wǎng)絡(luò)攝像頭，對(duì)整個(gè)大棚基地進(jìn)行監(jiān)控，做到心中有數(shù)。“以信息化引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展將是大勢(shì)所趨?！蔽锫?lián)網(wǎng)將是實(shí)

33、現(xiàn)農(nóng)業(yè)集約、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全的重要支撐，同時(shí)也為農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型、社會(huì)發(fā)展、統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展提供“智慧 ”支撐 11 。5.2 智能農(nóng)業(yè)在應(yīng)用領(lǐng)域的未來(lái)應(yīng)用自動(dòng)控制和電子計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和管理的自動(dòng)化，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一，近年來(lái)電子技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，帶來(lái)了溫室控制與管理技術(shù)方面的一場(chǎng)革命，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)， 園藝生產(chǎn)， 動(dòng)植物養(yǎng)殖等等方面有著廣泛的運(yùn)用，對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的增產(chǎn)增質(zhì)增量產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效應(yīng)。國(guó)內(nèi)溫室大棚控制系統(tǒng)在九五期間有了長(zhǎng)足快速的增長(zhǎng)，但普遍水平居于低端水平或大部分引自于國(guó)外的成熟技術(shù)與產(chǎn)品， 然而引進(jìn)費(fèi)用的昂貴以及維護(hù)服務(wù)難以跟進(jìn)等嚴(yán)重制約著該產(chǎn)業(yè)

34、的長(zhǎng)足快速發(fā)展。但是經(jīng)過(guò)科學(xué)研究，物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域仍然具有遠(yuǎn)大應(yīng)用前景：（ 1）在農(nóng)田、果園等大規(guī)模生產(chǎn)方面，如何把農(nóng)業(yè)小環(huán)境的溫度、濕度、光照、降雨量等，土壤的有機(jī)質(zhì)含量、溫濕度、重金屬含量、 PH 值等，以及植物生長(zhǎng)特征等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)獲取傳輸并利用， 對(duì)于科學(xué)施肥、 灌溉作業(yè)來(lái)說(shuō)具有非常重要的意義。（ 2）在生鮮農(nóng)產(chǎn)品流通方面， 需要對(duì)儲(chǔ)運(yùn)環(huán)境的溫度和農(nóng)產(chǎn)品的水分進(jìn)行控制，環(huán)境溫度過(guò)高可能會(huì)發(fā)生大批農(nóng)產(chǎn)品的腐爛，水分不足品質(zhì)會(huì)受到影響，在這個(gè)環(huán)節(jié)要借助物聯(lián)網(wǎng)的幫助。（ 3）還有一類具有典型意義的應(yīng)用是工廠化健康養(yǎng)殖作業(yè)，需要通過(guò)實(shí)現(xiàn)畜禽、水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與控制。5.3 智能精確農(nóng)業(yè)的

35、特點(diǎn)在應(yīng)用領(lǐng)域，智能精確農(nóng)業(yè)在大范圍應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)具有其以下特點(diǎn):(1) 智能化、傻瓜化的友好人機(jī)界面；(2) 突破傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的多線路鋪設(shè)，工程量大，線路復(fù)雜，成本高等缺點(diǎn)，分布式管理，采用多區(qū)化調(diào)控管理，各區(qū)獨(dú)立智能化總線尋址控制，系統(tǒng)鋪設(shè)簡(jiǎn)單，精確度高，可控區(qū)域廣；(3) 遠(yuǎn)程自動(dòng)控制，參數(shù)實(shí)時(shí)在線顯示，精確度高，真正實(shí)現(xiàn)“在家也能種田”；(4) 集成加熱系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、遮蔭/保溫內(nèi)簾幕系統(tǒng)、外遮蔭系統(tǒng)、C02 施肥系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)、植物保護(hù)系統(tǒng)、高壓噴霧降溫系統(tǒng)、濕簾風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、屋頂噴淋系統(tǒng)、補(bǔ)充光照系統(tǒng)、灌溉施肥系統(tǒng)、廢液回收消毒系統(tǒng)、電氣與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等于一體，真正實(shí)現(xiàn)多功能，可多場(chǎng)合運(yùn)用；(5) 由于自主開發(fā)設(shè)計(jì)，與國(guó)外溫室大棚控制系統(tǒng)相比，系統(tǒng)費(fèi)用低，維護(hù)方便；結(jié)束語(yǔ)物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)的重要組成部分。它的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的新一代網(wǎng)絡(luò); 但是它在用戶端延伸了新的領(lǐng)域， 擴(kuò)展到了任何物與物之間， 以進(jìn)行信息交換和通信。本文將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)，將農(nóng)民從傳統(tǒng)的耕作方式之中解放出來(lái)。 讓物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)聯(lián)合，一方面讓高科技得到了應(yīng)用， 另一方面也提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率。 高科技可以促進(jìn)