智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計

1、X 11i n it禽手工程參業(yè)學(xué)供學(xué)生：夏培元X 11i n it禽手工程參業(yè)學(xué)供學(xué)生：夏培元系部：物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院班級：物聯(lián)網(wǎng)1404班學(xué)號：07CHONGQING COLLEGE OF ELECTRONIC ENGINEERING業(yè)設(shè)計（報告）課題:智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計裝訂交卷日期：2017年01月 日摘要隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，農(nóng)業(yè)已經(jīng)越發(fā)智能化智慧農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高 級階段是集新興的互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為一體，依托 部署在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的各種傳感節(jié)點（環(huán)境溫濕度、土壤水分、二氧化碳、 圖像等）和無線通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的智能感知、智能預(yù)警、智能 決策、智能分析、專家在線指導(dǎo)

2、，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精準(zhǔn)化種植、可視化管 理、智能化決策。基于ZigBee技術(shù)的智慧農(nóng)業(yè)解決方案，成本低廉，是一般人都能負(fù)擔(dān) 的價格；控制更簡單，讓每一位剛接觸的人都能輕松使用；功耗更低、組 網(wǎng)更方便、網(wǎng)絡(luò)更健壯，給您帶來高科技的全新感受。您的溫室大棚規(guī)模 越大，基于ZigBee技術(shù)的智慧農(nóng)業(yè)解決方案在使用中，要準(zhǔn)確及時地操控 所有設(shè)備，最值得關(guān)注的應(yīng)該就是網(wǎng)絡(luò)信號的穩(wěn)定性。鑒于溫室大棚的網(wǎng) 絡(luò)覆蓋區(qū)域比較廣泛，我們貼心為您呈現(xiàn)物聯(lián)無線組網(wǎng)！智慧農(nóng)業(yè)能有效 連接物聯(lián)Internet通信網(wǎng)關(guān)和超出物聯(lián)Internet通信網(wǎng)關(guān)有效控制區(qū)域 的其它ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，實現(xiàn)中繼組網(wǎng)，擴大覆蓋區(qū)域，并傳輸

3、網(wǎng)關(guān)的控 制命令到相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，達到預(yù)期傳輸和控制的效果。基于先進的ZigBee 技術(shù)，物聯(lián)無線中繼器無需接入網(wǎng)線，就可自行中繼組網(wǎng)，擴散網(wǎng)絡(luò)信號， 讓網(wǎng)絡(luò)靈活順暢運行，保障您的所有設(shè)備正常運行。主要采集溫濕度，從 而控制農(nóng)植物的水分和光照。關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)；智慧農(nóng)業(yè)；云計算；物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)；ZigBeeAbstractWith the development of economy and society, agriculture has more intelligent wisdom agriculture is the advanced stage of agricultural product

4、ion is a set of emerging Internet, mobile Internet, cloud computing and networking technology as a whole, relying on the sensor nodes deployed in various agricultural production field (environment temperature and humidity, soil moisture, carbon dioxide, intelligent sensing, image) intelligent warnin

5、g, intelligent decision-making, intelligent analysis, expert online guide agricultural production environment and wireless communication network, to provide accurate planting, visual management, intelligent decision for agricultural production.The wisdom of agricultural solutions, based on ZigBee te

6、chnology has the advantages of low cost, is that ordinary people can afford the price control; more simple, let every just contact people can easily use; lower power consumption and the network more convenient and more robust network, to bring you a new feeling of high-tech. The larger the size of y

7、our greenhouse, intelligent agriculture solutions based on ZigBee technology in use, to accurately and timely control of all equipment, the most noteworthy is the stability of the network signal. In view of the greenhouse network coverage area is relatively wide, we are intimate for you to show the

8、combination of wireless networking! Wisdom agriculture can effectively connected IOT Internet communication gateway and beyond Internet communication gateway control regions of other ZigBee network equipment, implementation of relay network, expand the coverage area, and control command transmission

9、 gateway to the network equipment, to achieve the desired effect of transmission and control. Based on the advanced ZigBee technology, the physical wireless repeaters do not need access to the network cable, you can relay network, the proliferation of network signals, so that the network flexible an

10、d smooth operation, to ensure the normal operation of all your equipment. The main collection of temperature and humidity, so as to control the water and light of agricultural plants.Key word： Internet of things; intelligent agriculture; cloud computing; Internet of things architecture; ZigBee目錄第一章緒

11、論1.1智慧農(nóng)業(yè)產(chǎn)生背景農(nóng)業(yè)信息技術(shù)是我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技的重要內(nèi)容，大力推進“信息化與農(nóng) 業(yè)現(xiàn)代化融合”是我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展方向?！稗r(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”即利用物聯(lián)網(wǎng) 技術(shù)，即通過相應(yīng)的智能傳感器設(shè)備實時監(jiān)控農(nóng)業(yè)種植環(huán)境，并將各個相 應(yīng)的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集設(shè)備，經(jīng)過無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳送到信息控制中心，進 而對農(nóng)業(yè)種植環(huán)境進行調(diào)節(jié)，智能控制農(nóng)作物健康生長所需環(huán)境如溫度、 濕度以及光照、土壤溫度、含水量，及時灌溉系統(tǒng)。實現(xiàn)農(nóng)業(yè)種植綜合生 態(tài)信息的自動檢測，對環(huán)境進行自動監(jiān)控。1.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)智能化管理農(nóng)業(yè)是關(guān)系著國計民生的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)在向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中 面臨著確保農(nóng)產(chǎn)品總量、調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)

12、和質(zhì)量，改 善生產(chǎn)效益低下、資源嚴(yán)重不足且利用率低、環(huán)境污染等問題而不能適應(yīng) 農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的需要。因此，關(guān)于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究勢在必行。物聯(lián) 網(wǎng)是以感知為目的的，實現(xiàn)人與人、人與物、物與物全面互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。物 聯(lián)網(wǎng)可以很好地應(yīng)用到諸多領(lǐng)域，農(nóng)業(yè)即是其中之一。通過在農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)中安裝相應(yīng)的只能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對整農(nóng)作物種植 環(huán)境中各個參數(shù)的實時監(jiān)控，及時掌握農(nóng)作物生長環(huán)境的一些參數(shù)，并根 據(jù)參數(shù)變化適時調(diào)控來掌控農(nóng)作物最佳的生長環(huán)境，將生物信息獲取方法 應(yīng)用于無線傳感器節(jié)點，為溫室精準(zhǔn)調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)。1.3系統(tǒng)簡介基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)種植監(jiān)控系統(tǒng)核心包括以下幾部分：1）感知層：顧名思義，感知層相

13、對于物聯(lián)網(wǎng)而言，類似于人類的感覺 器官，主要是用于識別物體并進行信息米集。信息感知層通過米用先進的 傳感技術(shù)，即利用溫度、濕度、光照、風(fēng)速等各種傳感器，得到農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 過程中的精細(xì)化信息，如設(shè)施內(nèi)溫度、濕度、光照情況、CO2濃度、土壤濕 度、營養(yǎng)液濃度等信息，是對植物生長狀況進行判定的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)感知與 采集，實現(xiàn)種植環(huán)境中的土壤濕度、空氣溫度濕度、光照及自動灌溉系統(tǒng) 的實時感知的試紙傳送到ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點上；2）應(yīng)用層：信息應(yīng)用層通過對數(shù)據(jù)進行科學(xué)處理而制定相應(yīng)的管理決 策，從而實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的控制。例如利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)獲取作物 生長環(huán)境的溫濕度、光照強度等信息，并對各類信息進行分析

14、，依據(jù)制定 的管理策略，與傳動機構(gòu)進行通訊，控制傳動機構(gòu)，進行自動灌溉、施肥、 加溫、控光等，同時對異常信息自動報警。該系統(tǒng)負(fù)責(zé)對采集的數(shù)據(jù)進行 存儲、信息處理和控制指令的下達，為用戶提供分析 決策依據(jù)，用戶可隨 時隨地提供電腦燈終端進行查詢。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。圖系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖第二章總體方案可行性分析由于農(nóng)村地區(qū)村民想擺脫農(nóng)耕生活，中國東部、南部及中部地區(qū)數(shù)百 萬公頃的農(nóng)田冬季遭棄耕。農(nóng)業(yè)部的統(tǒng)計資料顯示，中國南部16省2150 萬公頃農(nóng)田冬季無人耕種，占16省總耕地面積的以上。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 研究員盧布表示，這一現(xiàn)象可能是因為“農(nóng)民不愿意把時間花在種地

15、上， 而是想要去城里工作賺更多的錢?！爆F(xiàn)在新一代的打工潮中不斷出現(xiàn)年輕 的90后面孔，但農(nóng)田里勞作的人們可謂真是書本上讀到的“農(nóng)民伯伯”， 年輕一代的勞動力在農(nóng)村流失巨大，日出而作日落而息的生活對他們似乎 毫無吸引力。農(nóng)業(yè)作為一個古老的行業(yè)，在歷朝歷代的中國都是立國之本。 中國是一個農(nóng)業(yè)大國，卻不是農(nóng)業(yè)強國。土地分散、生產(chǎn)效率低、技術(shù)落 后等導(dǎo)致的競爭力不強一直都是阻礙我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因素。中國農(nóng)業(yè) 大部分還處于靠天吃飯的局面，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)的工業(yè)化、信 息化是趨勢所在 目前農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)從零散的點的 應(yīng)用發(fā)展到全面應(yīng)用，信息的有效溝通和高效利用使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)、

16、農(nóng) 業(yè)管理系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)市場系統(tǒng)、農(nóng)村生活系統(tǒng)等農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)更加有效、 智慧，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展將真正促成智慧農(nóng)業(yè)的誕生。農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展、 和諧農(nóng)村、農(nóng)業(yè)資源的有效利用和環(huán)境保護，這些被不斷提及和關(guān)注的問 題會得到更優(yōu)化的解決方法。風(fēng)險分析區(qū)域經(jīng)濟側(cè)重風(fēng)險分析我國是世界上的農(nóng)業(yè)大國，但乂是耕地嚴(yán)重不足的國家，目前我國人 均耕地面積排名世界第126位，僅占有世界人均耕地面積的40%。因此，發(fā) 展智慧農(nóng)業(yè)具有長遠和現(xiàn)實意義。我國幅員遼闊，農(nóng)業(yè)自然條件復(fù)雜，農(nóng)業(yè)機械化綜合水平較低，在農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，電子、計算機和信息等技術(shù)的應(yīng)用還較少，因此全面推廣智 慧農(nóng)業(yè)尚有一定困難，但可以在規(guī)?；蜋C械化程度較高

17、的地區(qū)，如新疆、 黑龍江等地區(qū)的大型農(nóng)場率先開展智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用。對于經(jīng)濟發(fā)達、城 市化程度高的地方，要建立合理的土地流轉(zhuǎn)機制，引導(dǎo)農(nóng)戶發(fā)展適度規(guī)模 經(jīng)營，進行智慧農(nóng)業(yè)試驗，逐步推廣智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)。此外，應(yīng)廣泛建立適 合于家庭聯(lián)產(chǎn)承包分散經(jīng)營的智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)體系，以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。尤其要提及的是，我國西部地廣人稀，有較好的規(guī)模經(jīng)營基礎(chǔ)，從自 然條件來說，比較適于開展智慧農(nóng)業(yè)；西部地區(qū)占主導(dǎo)的是第一產(chǎn)業(yè)，第 三產(chǎn)業(yè)并未得到充分發(fā)展，但如果發(fā)展基于知識之上的新技術(shù)，西部的產(chǎn) 業(yè)結(jié)構(gòu)可以得到進一步優(yōu)化；另外西北地區(qū)現(xiàn)階段水資源開發(fā)利用方式不 合理，管理落后，灌溉方式不當(dāng)引起土壤沙化、草場退化和土地次生

18、鹽堿 化，目前全國水土流失面積約80%發(fā)生在西部，每年新增的荒漠化土地也大 多分布在西部地區(qū)。智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中在自動監(jiān)測控制條件下的精準(zhǔn)灌溉工 程技術(shù)，如噴灌、滴灌、微灌和滲灌等，可大大節(jié)約西部水資源利用率。作為長遠策略，我國可以縣或鄉(xiāng)為單位，研究建立區(qū)域性土壤養(yǎng)分信 息系統(tǒng)，分區(qū)指導(dǎo)當(dāng)?shù)氐酿B(yǎng)分管理和肥料合理施用，逐步建立起適合小規(guī) 模分散經(jīng)營體制下的智慧農(nóng)業(yè)信息化管理模式。面對我國農(nóng)業(yè)發(fā)展相對落后的現(xiàn)狀和國際市場的挑戰(zhàn)，我國應(yīng)不失時機地大力發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)， 使之成為我國農(nóng)業(yè)普及現(xiàn)代信息技術(shù)、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的突破口。長期以 來的實踐證實，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)離不開現(xiàn)代信息技術(shù)，后者打造的智慧農(nóng)業(yè)無疑將 改造世

19、界農(nóng)業(yè)，并孕育世界農(nóng)業(yè)未來的新希望。國際經(jīng)濟風(fēng)險分析分析2016年世界范圍內(nèi)智能農(nóng)業(yè)市場發(fā)展?fàn)顩r、智能農(nóng)業(yè)行業(yè)特 點和智能農(nóng)業(yè)市場需求。先不談市場狀況如何，單是先前幾大國際巨頭 的行動就已經(jīng)讓我們預(yù)先看到了2016年智能農(nóng)業(yè)行業(yè)穩(wěn)定的發(fā)展前景。先來看一組數(shù)據(jù)：美國農(nóng)業(yè)部最近的調(diào)查報告指出，由于國內(nèi)智慧 農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速，正在為推動美國農(nóng)業(yè)出口創(chuàng)造更大的盈余。前年發(fā)布的 美國2015年貿(mào)易數(shù)據(jù)證實了美國在農(nóng)作物種植方面的杰出才能。雖然從總體上 看，美國2015年商品和服務(wù)貿(mào)易逆差進一步擴大，再次下滑近5000億 美元，但農(nóng)業(yè)出口同比增長了幾乎1/3,創(chuàng)造了近400億美元的貿(mào)易盈 余。在2015年，美

20、國農(nóng)業(yè)出口額為1158億美元，創(chuàng)歷史新高。美國農(nóng)業(yè)部長湯姆表示：“如今的數(shù)據(jù)顯示，全球?qū)γ绹称泛娃r(nóng) 產(chǎn)品的需求正在飆升?！彼赋觯腔坜r(nóng)業(yè)每年可為美國農(nóng)民節(jié)約數(shù)百 萬美元，并避免了使用不必要的化肥和殺蟲劑，從而顯著降低了規(guī)?；?農(nóng)業(yè)對環(huán)境的沖擊。去年美國農(nóng)業(yè)出口打破紀(jì)錄，比2013年創(chuàng)造的上 個紀(jì)錄1148億美元多出了近10億美元。第三章系統(tǒng)設(shè)計智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)分析射頻識別技術(shù)是一種利用射頻通信實現(xiàn)的非接觸式自動識別技術(shù)，該 技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、通訊等技術(shù)相結(jié)合，可實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的物品跟蹤與信息 共享。射頻識別技術(shù)在食品行業(yè)中主要應(yīng)用于食品的跟蹤和溯源。應(yīng)用射 頻識別技術(shù)系統(tǒng)可確保食品供應(yīng)鏈的高

21、質(zhì)量數(shù)據(jù)交流，可確保食品源的清 晰，實現(xiàn)產(chǎn)品追蹤，從而實現(xiàn)質(zhì)量監(jiān)控和追溯。同時，射頻識別技術(shù)與傳 感器技術(shù)相結(jié)合，可以感知食品加工和儲藏過程中環(huán)境的狀態(tài)信息，因為 環(huán)境因素對食品品質(zhì)影響很大，記錄分析這些因素就顯得十分重要。利用 無線通信技術(shù)可以方便地把這些狀態(tài)信息及其變化傳遞出來。條碼技術(shù)：條形碼是由美國的在1949年首先提出的。它算得上是最古 老最成熟的一種識別技術(shù)它也是自動識別技術(shù)中應(yīng)用最廣泛和最成功的技 術(shù)。由于條形碼成本較低有完善的標(biāo)準(zhǔn)體系已在全球散播，所以已經(jīng)被普遍 接受。條形碼是由寬度不同、反射率不同的條和空按照一定的編碼規(guī)則（碼 制）編制成的，用以表達一組數(shù)字或字母符號信息的圖

22、形標(biāo)識符，即條形碼 是一組粗細(xì)不同，按照一定的規(guī)則安排間距的平行線條圖形。它的基本工作 原理為，由光源發(fā)出的光線經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)照射到條碼符號上面，被反射回來 的光經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)成像在光電轉(zhuǎn)換器上，使之產(chǎn)生電信號，信號經(jīng)過電路放 大后產(chǎn)生模擬電壓，它與照射到條碼符號上被反射回來的光成正比再經(jīng)過 濾波、整形形成與模擬信號對應(yīng)的方波信號，經(jīng)譯碼器解釋為計算機可以直 接接受的數(shù)字信號。磁卡識別技術(shù):我們常用的磁卡是通過磁條記錄信息的。磁條技術(shù)應(yīng)用 了物理學(xué)和磁力學(xué)的基本原理。磁卡技術(shù)的優(yōu)點是數(shù)據(jù)可讀寫，即具有現(xiàn)場 改變數(shù)據(jù)的能力數(shù)據(jù)的存儲一般能滿足需要，使用方便、成本低廉。這些優(yōu) 點使得磁卡技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

23、十分廣泛，如信用卡、銀行ATM卡、現(xiàn)金卡（如電話磁卡）、機票、公共汽車票、自動售貨卡等。磁卡技術(shù)的缺點是數(shù)據(jù)存 儲的時間長短受磁性粒子極性的耐久性限制使用壽命短、信息容量小，常常 依賴于外界的數(shù)據(jù)庫，另外，磁卡存儲數(shù)據(jù)的安全性一般較低，如磁卡不小 心接觸磁性物質(zhì)就可能造成數(shù)據(jù)的丟失或混亂，要提高磁卡存儲數(shù)據(jù)的安 全性能，就必須采用另外的相關(guān)技術(shù)。農(nóng)業(yè)傳感器技術(shù)是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的核心，主要用于采集各類農(nóng)業(yè)信息， 包括空氣溫度、濕度等環(huán)境指標(biāo)參數(shù)，畜禽養(yǎng)殖業(yè)中的有害氣體含量，種 植業(yè)中的光、溫、水、肥、氣等參數(shù)，以及水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中的酸堿度、氨氮、 溶解氧、濁度、電導(dǎo)率等參數(shù)。？遙感技術(shù)從不同高度的平臺上

24、，使用不同的傳感器，對地球表層各類 地物的電磁波譜信息進行收集，并進行分析處理。遙感技術(shù)利用地面目標(biāo) 反射或輻射電磁波的固有特性，通過觀察目標(biāo)的電磁波信息以達到獲取目 標(biāo)的幾何信息和物理屬性的目的。在智慧農(nóng)業(yè)采集地面空間分布的地物光 譜反射或輻射信息，實施全面監(jiān)測，同時根據(jù)光譜信息，進行空間的定性 與定位分析，從而提供大量的田間時空變化信息。？農(nóng)業(yè)信息感知技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)中運用最廣泛的是無線傳感網(wǎng)絡(luò)。無線 傳感網(wǎng)絡(luò)采用無線通信方式，由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的傳感器節(jié)點組成， 負(fù)責(zé)感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對象的信息。藍牙是一種短 距離無線通信技術(shù)規(guī)范，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)和語音通信，藍牙通信帶寬

25、為 1Mb/s，一個“藍牙”主設(shè)備最多同時與7個其他的“藍牙”設(shè)備通信，支 持點對點和點對多的連接，使用靈活的無基站組網(wǎng)方式。目前主要的應(yīng)用 場景有數(shù)碼相機圖像傳輸，計算機、手機等的交互會議，耳機、游戲機等 的電子娛樂產(chǎn)品等，汽車產(chǎn)品等。Wi-Fi是IEEE定義的無線網(wǎng)絡(luò)通信的工 業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，主要特點是可靠性高、速度快，在開放的環(huán)境通信距離達到300 m 以上，在相對封閉的環(huán)境里通信距離在100 m。組網(wǎng)靈活、成本低、可移動 性好，與現(xiàn)有的有線以太網(wǎng)絡(luò)非常容易整合。但是其明顯的缺點是信號強度影響其穩(wěn)定性，抗干擾性不好，且設(shè)備的功耗非常高。目前，Wi-Fi應(yīng)用 在如手機、PAD等的便攜式電子產(chǎn)品中，

26、有效解決校園網(wǎng)或辦公室無線局域 網(wǎng)的無線接入問題。總體設(shè)計智能農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)智能農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)的架構(gòu)如圖所示，本模塊主要由控制中心、傳感中心、 工作中心構(gòu)成?？刂浦行挠蒘TC90C51芯片作為中樞負(fù)責(zé)控制傳感器與工 作器的工作。 傳感中心由溫度傳感器、濕度傳感器、光強傳感器、二氧 化碳濃度傳感器構(gòu)成，與控制中心相連，主要負(fù)責(zé)向控制中心傳輸數(shù)據(jù)。工作中心主要由滴灌設(shè)備、智能燈和排氣扇組成，負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)大棚的濕度、 光照、溫度與二氧化碳濃度。 工作過程：傳感中心獲取大棚內(nèi)的模擬信 息傳遞給控制中心，控制中心根據(jù)用戶設(shè)定的數(shù)據(jù)的閾值控制工作中心進 而調(diào)控大棚內(nèi)部的環(huán)境趨近于用戶設(shè)定的值。麟據(jù)收集I反最控制!

27、 |智慝農(nóng)業(yè)管理平臺作用效果圖總體功能架構(gòu)圖收費車道的設(shè)備主要包括智能控制器、顯示器、收費鍵盤、專用操作 臺、電動欄桿、環(huán)形線圈、RFID讀寫天線及輔助設(shè)施等，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、 外設(shè)控制、數(shù)據(jù)上傳及收費等功能。后臺服務(wù)管理系統(tǒng)設(shè)備主要由監(jiān)控中 心系統(tǒng)服務(wù)器、管理工作站等設(shè)備組基于物聯(lián)網(wǎng)的智能停車場管理系統(tǒng)的 設(shè)計與實現(xiàn)成，實現(xiàn)對車輛出入場數(shù)據(jù)、財務(wù)管理、各類數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計 以及報表管理、人員管理和稽核管理等功能。收費車道通過計算機網(wǎng)絡(luò)與 后臺服務(wù)管理系統(tǒng)相聯(lián)。云計算系統(tǒng)云計算指將計算任務(wù)分布在資源池上，使應(yīng)用系統(tǒng)實現(xiàn)根據(jù)需要獲取 存儲空間及軟件服務(wù)。面對智慧農(nóng)業(yè)中的大量數(shù)據(jù)，云計算可以實現(xiàn)信息

28、存儲資源和計算能力的分布式共享，超級強大的信息處理能力同時也為大 量信息提供支撐。？我國近年來開展云計算對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用，在農(nóng)業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的 應(yīng)用都有研究。目前農(nóng)業(yè)云體驗平臺包括農(nóng)業(yè)信息智能搜索與服務(wù)平臺和 綠云格平臺，通過這2個平臺能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)市場信息和實用技術(shù)的準(zhǔn)確獲 取與分析，為農(nóng)業(yè)主管部門、企業(yè)及農(nóng)戶個人提供個性化檢索，同時提供 全方位的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境遠程管理服務(wù)。？數(shù)據(jù)儲存與訪問設(shè)計系統(tǒng)控制中心（安卓系統(tǒng)）連入以太網(wǎng)，實時的將每個大棚中的環(huán)境 信息傳遞到遠程服務(wù)器并保存，遠程服務(wù)器端根據(jù)不同的數(shù)據(jù)來源將數(shù)據(jù) 存儲到數(shù)據(jù)庫中?？蛻舳藢⒃O(shè)置大棚內(nèi)部環(huán)境參數(shù)信息存儲到遠端的服務(wù)器 數(shù)據(jù)庫中，

29、 大棚控制系統(tǒng)讀取服務(wù)器中的設(shè)置參數(shù)并通過藍牙技術(shù)反饋到單片機控制 系統(tǒng)中?？蛻舳俗x取服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中大棚內(nèi)部環(huán)境近期（每日，每周）的 參數(shù)信息并通過折線圖顯示。系統(tǒng)功能架構(gòu)智慧農(nóng)業(yè)按照功能細(xì)分應(yīng)用層，管理層，基礎(chǔ)功能層與數(shù)據(jù)層，把整個 復(fù)雜的系統(tǒng)從功能邏輯上進行模塊化，明確體現(xiàn)了模塊內(nèi)功能點與不同模 塊之間的數(shù)據(jù)交互，調(diào)用關(guān)系，為后面的數(shù)據(jù)庫設(shè)計與詳細(xì)實現(xiàn)提供了清 晰的思路。系統(tǒng)部署架構(gòu)云端與智慧農(nóng)業(yè)是web應(yīng)用，運用需要web服務(wù)器。云端部署在云服 務(wù)器中，具有公網(wǎng)IP，從外界可以通過網(wǎng)絡(luò)進行訪問，app是訪問云端服務(wù)器進行數(shù)據(jù)請求與交換。農(nóng)場端運行在車場中，與農(nóng)場內(nèi)的硬件設(shè)備；攝 像頭、傳

30、感器等組成一個內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)，通過統(tǒng)一接口，跟云端進行數(shù)據(jù)交互 與同步。主要硬件設(shè)備 介紹CC2530是基于、ZigBee和RF4CE上的一個片上系統(tǒng)解決方案。其 特點是以極低的總材料成本建立較為強大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。CC2530芯片結(jié)合了 RF收發(fā)器，增強型8051 CPU，系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，8-KB RAM和許多其他 模塊的強大的功能。如今CC2530主要有四種不同的閃存版本： CC2530F32/64/128/256，分別具有 32/64/128/256KB 的閃存。其具有多種 運行模式，使得它能滿足超低功耗系統(tǒng)的要求。同時CC2530運行模式之間 的轉(zhuǎn)換時間很短，使其進一步降低能源消耗。CC253

31、0包括了 1個高性能的GHz DSSS （直接序列擴頻）射頻收發(fā)器 核心和1個8051控制器，它具有32/64/128 kB可選擇的編程閃存和8 kB 的RAM，還包括ADC、定時器、睡眠模式定時器、上電復(fù)位電路、掉電檢測 電路和21個可編程I/O引腳，這樣很容易實現(xiàn)通信模塊的小型化。CC2530 是一款功耗相當(dāng)?shù)偷膯纹瑱C，功耗模式3下電流消耗僅PA，在32 k晶體 時鐘下運行，電流消耗小于1 u A。 CC2530芯片使用直接正交上變頻發(fā)送 數(shù)據(jù)?；鶐盘柕耐喾至亢驼环至坑蒁AC轉(zhuǎn)換成模擬信號，經(jīng)過低通 濾波，變頻到所設(shè)定的信道上。當(dāng)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時，先將要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫 入128B的發(fā)送緩

32、存中，包頭是通過硬件產(chǎn)生的。最后經(jīng)過低通濾波器和上變頻的混頻后，將射頻信號被調(diào)制到，后經(jīng) 天線發(fā)送出去。CC2530有兩個端口分別為TX/RX，RF端口不需要外部的收 發(fā)開關(guān)，芯片內(nèi)部已集成了收發(fā)開關(guān)。CC2530的存儲器ST-M25PE16是4 線的SPI通信模式的FLASH，可以整塊擦除，最大可以存儲2M個字節(jié)。工 作電壓為到。CC2530溫度傳感器模塊反向F型天線采用TI公司公布的倒 F型天線設(shè)計。天線的最大增益為+，天線面積為X。該天線完全能夠滿足 CC2530工作頻段的要求（CC2530 工作頻段為）。芯片引腳功能6naRBtASAVDD4即DD1RBtASAVDD4即DD1WDD2

33、RF NRF PAVDD3XQ$C 02XOSC QIAVDD5DVDD2GNDGND GND GNDP1 .5 P1 4P1_3 P1_2AVDD1 28電源（模擬）AVDD2 27電源（模擬）AVDD3 24電源（模擬）圖引腳圖2-V-模擬電源連接2-V-模擬電源連接2-V-模擬電源連接AVDD4 29電源（模擬）2-V-模擬電源連接AVDD5 21電源（模擬）2-V-模擬電源連接AVDD6 31電源（模擬）2-V-模擬電源連接DCOUPL 40電源（數(shù)字）數(shù)字電源去耦。不使用外部電路供應(yīng)。DVDD1 39電源（數(shù)字）2-V-數(shù)字電源連接DVDD2 10電源（數(shù)字）2-V-數(shù)字電源連接GN

34、D -接地接地襯墊必須連接到一個堅固的接地面。GND 1, 2, 3, 4未使用的連接到GNDP0_0 19 數(shù)字 I/O 端口P0_1 18 數(shù)字 I/O 端口P0_2 17 數(shù)字 I/O 端口P0_3 16 數(shù)字 I/O 端口P0_4 15 數(shù)字 I/O 端口P0_5 14 數(shù)字 I/O 端口P0_6 13 數(shù)字 I/O 端口P0_7 12 數(shù)字 I/O 端口P1_0 11數(shù)字I/O端口驅(qū)動能力P1_1 9數(shù)字I/O端口驅(qū)動能力P1_2 8數(shù)字I/O端口P1_3 7數(shù)字I/O端口P1_4 6數(shù)字I/O端口P1_5 5數(shù)字I/O端口P1_6 38數(shù)字 I/O端口P1_7 37數(shù)字 I/O端口

35、P2_0 36數(shù)字 I/O端口P2_1 35數(shù)字 I/O端口P2_2 34數(shù)字 I/O端口P2_3 33數(shù)字 I/O模擬端口kHzXOSCP2_4 32數(shù)字 I/O模擬端口kHzXOSCRBIAS 30模擬I/O參考電流的外部精密偏置電阻RESET_N 20數(shù)字輸入復(fù)位，活動到低電平RF_N 26 RF I/O RX期間負(fù)RF輸入信號到LNARF_P 25 RF I/O RX期間正RF輸入信號到LNAXOSC_Q1 22模擬I/O 32-MHz晶振引腳1或外部時鐘輸入XOSC_Q2 23 模擬 I/O 32-MHz 晶振引腳 2第四章總結(jié)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣應(yīng)用，也是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平的一個重要標(biāo)志。 在未來的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用將更加廣泛，農(nóng)民看到了運 用先進技術(shù)帶來的效益，將主動選擇適合自己農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化系統(tǒng)，以 提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，增加收益。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)更加精準(zhǔn)化、