農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論 課件 第1、2章 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)概述、物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)信息感知

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)概述第1章1.1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的概念和特征1.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)內(nèi)容 1.3農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)應(yīng)用 1.4發(fā)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的意義 1.5農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展 1.6農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 1.7農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù) 1.8國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)比較 1.9農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化及其相關(guān)政策 1.1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的概念和特征1.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的概念農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)也稱(chēng)為數(shù)字農(nóng)業(yè)或智慧農(nóng)業(yè)，就是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。主要使用各種農(nóng)業(yè)傳感器、射頻識(shí)別設(shè)備、視頻信息采集終端等各種類(lèi)型的感知設(shè)備，大范圍實(shí)時(shí)采集與種植、畜牧、水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)產(chǎn)品加工、農(nóng)產(chǎn)品流通等相關(guān)的農(nóng)業(yè)信息，通過(guò)LoRa、NB-IoT等無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)、4G/5G移動(dòng)通信、Wlan寬帶通信網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)距離微波通信等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息的多渠道傳輸和互聯(lián)，并利用邊緣計(jì)算等技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行匯總，借助人工智能處理獲取的精確信息，從而建立農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能應(yīng)用系統(tǒng)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)的系統(tǒng)化、自動(dòng)化、智能化水平。2.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的特征農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)主要特征體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素的分配與管理智能化。（2）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)決策有據(jù)可依。（3）可全天候提供農(nóng)業(yè)服務(wù)。（4）農(nóng)業(yè)信息可信度高。1.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)內(nèi)容具體來(lái)說(shuō)，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)主要包含以下內(nèi)容：（1）建設(shè)智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系。（2）建設(shè)農(nóng)產(chǎn)品溯源體系。（3）構(gòu)建智慧管理與服務(wù)體系。（4）提高農(nóng)業(yè)裝備的智能化水平。（5）促進(jìn)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)和人工智能發(fā)展。1.3農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)應(yīng)用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)應(yīng)用可以歸結(jié)為以下幾種：（1）智慧種植、養(yǎng)殖。（2）開(kāi)放式種植場(chǎng)及養(yǎng)殖場(chǎng)管理。（3）生產(chǎn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。（4）管理及運(yùn)營(yíng)。1.4發(fā)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的意義（1）為選擇、改善農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境提供科學(xué)依據(jù)。（2）提高農(nóng)業(yè)種植養(yǎng)殖管理精準(zhǔn)度。（3）提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，減少污染。（4）把控農(nóng)產(chǎn)品生長(zhǎng)狀況和采收時(shí)間，協(xié)調(diào)投入產(chǎn)出比例。（5）使管理和運(yùn)營(yíng)效率得以明顯提高。（6）保障農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全。（7）全面推動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。1.5農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展1.5.1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基本情況1.國(guó)際數(shù)字農(nóng)業(yè)聯(lián)盟國(guó)際數(shù)字農(nóng)業(yè)聯(lián)盟由國(guó)際電信聯(lián)盟和聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織共同發(fā)起，致力于推廣數(shù)字農(nóng)業(yè)應(yīng)用，主要內(nèi)容包括：·全球數(shù)字農(nóng)業(yè)國(guó)家戰(zhàn)略計(jì)劃（NationalStrategy）·數(shù)字農(nóng)業(yè)實(shí)行計(jì)劃（E-agricultureActionPlan）·數(shù)字農(nóng)業(yè)框架建設(shè)（E-agricultureFramework）2.全球農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略國(guó)際電信聯(lián)盟和聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織合作研究制定了《農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略指南》，致力于開(kāi)發(fā)有針對(duì)性的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略，為各國(guó)發(fā)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)提供一個(gè)框架，包括農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展愿景、實(shí)行計(jì)劃、成果檢測(cè)、評(píng)估框架四個(gè)部分，其中的農(nóng)業(yè)概念涵蓋了種植業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)、林業(yè)等領(lǐng)域。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃的制定要結(jié)合國(guó)家、農(nóng)村的發(fā)展目標(biāo)和農(nóng)業(yè)發(fā)展形勢(shì)，綜合考慮農(nóng)業(yè)愿景、農(nóng)業(yè)發(fā)展優(yōu)先事項(xiàng)、信息通信技術(shù)部門(mén)的潛力、相關(guān)部門(mén)或群體的利益，分析發(fā)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的有利環(huán)境、可行性和現(xiàn)實(shí)差距，確保既立足于當(dāng)前環(huán)境，又不限制任何可能性，遵循可持續(xù)發(fā)展的原則。1.5農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展1.5農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展3.全球農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展情況許多國(guó)家發(fā)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的經(jīng)驗(yàn)表明，信息化技術(shù)是應(yīng)對(duì)眾多農(nóng)業(yè)發(fā)展挑戰(zhàn)的有效手段。很多發(fā)展中國(guó)家75%以上的人口依靠農(nóng)業(yè)為生，當(dāng)?shù)卣顿Y了許多信息通信技術(shù)方案，用于提高公民的信息通信技術(shù)水平和促進(jìn)農(nóng)業(yè)綜合企業(yè)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)，以此作為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的引擎，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)向以知識(shí)為基礎(chǔ)的中等發(fā)展水平轉(zhuǎn)變。同時(shí)，將農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略嵌入到國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略之中，政府對(duì)信息通信技術(shù)的投入刺激了私人投資，為開(kāi)發(fā)各種農(nóng)業(yè)技術(shù)手段和應(yīng)用程序創(chuàng)造了有利環(huán)境。除此之外，政府還設(shè)立了幫助偏遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)民獲取農(nóng)業(yè)信息的社區(qū)服務(wù)中心，以提高農(nóng)業(yè)部門(mén)的服務(wù)水平，政策的引導(dǎo)和支持在發(fā)展中國(guó)家農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。1.5農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展1.5.2全球農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展?jié)摿薮螅壳霸趪?guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中所占比重較低，其發(fā)展普遍面臨著諸多挑戰(zhàn)：（1）缺少農(nóng)業(yè)專(zhuān)家，相關(guān)政策缺少對(duì)農(nóng)業(yè)價(jià)值鏈參與者的激勵(lì)，大多數(shù)農(nóng)業(yè)勞動(dòng)者前往城市尋找有薪工作，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力急劇減少。（2）由于城鎮(zhèn)化的發(fā)展，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力成本大幅提高。（3）農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力平均年齡快速增長(zhǎng)。（4）農(nóng)業(yè)和非農(nóng)業(yè)部門(mén)之間合作基礎(chǔ)薄弱，對(duì)農(nóng)業(yè)的投資少，農(nóng)業(yè)預(yù)警機(jī)制、病蟲(chóng)害管理系統(tǒng)、食品安全和質(zhì)量管理設(shè)施等配備不足。（5）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)不及時(shí)；信息共享機(jī)制不健全。（6）部分農(nóng)村和邊遠(yuǎn)地區(qū)寬帶通信基礎(chǔ)設(shè)施落后。（7）農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)較弱。1.5農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展1.5.3農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)和特點(diǎn)1.發(fā)展趨勢(shì)根據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟和聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織的報(bào)告，大部分國(guó)家農(nóng)民在獲取農(nóng)業(yè)信息、應(yīng)用信息化技術(shù)方面處于劣勢(shì)，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要政府的引導(dǎo)和支持，并充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)科技公司的作用，大力推廣農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)含量。在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理科學(xué)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集約化的趨勢(shì)日益明顯。1.5農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展2.發(fā)展特點(diǎn)（1）技術(shù)壁壘高。（2）開(kāi)發(fā)空間大。（3）產(chǎn)品定制需求增加。（4）技術(shù)要求日漸規(guī)范。1.6農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分為三層，即感知層、傳輸層、處理和應(yīng)用層，如圖1-2所示。圖1-2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)1.7農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)1.農(nóng)業(yè)信息感知技術(shù)（1）傳感器技術(shù)。（2）射頻識(shí)別技術(shù)。（3）北斗/GPS技術(shù)。（4）無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控技術(shù)。2.農(nóng)業(yè)信息傳輸技術(shù)傳感器以自組織的方式構(gòu)建無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)匯聚傳感器采集的信息，接著交由Wi-Fi、ZigBee、NB-IoT、LoRa、4G和5G等無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)將信息傳輸至處理平臺(tái)。3.農(nóng)業(yè)信息處理技術(shù)農(nóng)業(yè)信息處理涉及數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)挖掘、云計(jì)算、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、圖像處理、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)。1.8國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)比較1.8.1國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀1.國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用情況物聯(lián)網(wǎng)目前已應(yīng)用在農(nóng)業(yè)育種、農(nóng)作物種植、畜禽及水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全管理、農(nóng)業(yè)資源調(diào)控等方面，并取得了一系列成果，不斷推動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)往標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。2.我國(guó)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)需求（1）我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)及效率亟待提升。（2）我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式亟需改進(jìn)。1.8國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)比較1.8.2國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)性?xún)r(jià)比比較從以下幾個(gè)方面對(duì)目前國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的性?xún)r(jià)比加以比較：1.技術(shù)及創(chuàng)新（1）技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新能力。（2）“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合程度。2.產(chǎn)品及應(yīng)用（1）建設(shè)完整物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的能力。（2）農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用成本。（3）農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范。3.技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)（1）農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范。（2）知識(shí)產(chǎn)權(quán)數(shù)量。1.9農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化及其相關(guān)政策國(guó)際上的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作開(kāi)展較早，相比之下國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)進(jìn)程嚴(yán)重滯后，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化因此受到了限制。為解決上述問(wèn)題，農(nóng)業(yè)部在2011年開(kāi)始組織建設(shè)并完善農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系，成立農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)工作組和農(nóng)業(yè)應(yīng)用研究項(xiàng)目組負(fù)責(zé)該項(xiàng)工作的具體落實(shí)。后續(xù)發(fā)布的《農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)區(qū)域試驗(yàn)工程工作方案》對(duì)制定農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品使用規(guī)范作出了要求。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)區(qū)域試驗(yàn)工程也于2013年正式啟動(dòng)，隨后連續(xù)幾年在山東、新疆、江蘇、黑龍江等全國(guó)八個(gè)省市進(jìn)行了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集成應(yīng)用示范試點(diǎn)建設(shè)。近年來(lái)，國(guó)家“一帶一路”戰(zhàn)略規(guī)劃為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)、項(xiàng)目示范、國(guó)際合作提供了制度保障，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)工作取得了重大進(jìn)展。物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)信息感知第2章2.1傳感器及其農(nóng)業(yè)應(yīng)用2.2拉曼光譜技術(shù) 2.3射頻識(shí)別技術(shù)（RFID） 2.4二維碼技術(shù) 2.5無(wú)線(xiàn)視頻監(jiān)控 2.6北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)2.7遙感技術(shù)（RS） 2.1傳感器及其農(nóng)業(yè)應(yīng)用2.1.1傳感器概述1.傳感器的概念傳感器是檢測(cè)信息的裝置，它最基本的功能是把信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，以便進(jìn)行處理和分析。傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中包含了敏感元件、轉(zhuǎn)換元件及信號(hào)調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換電路。傳感器的組成如圖2-1所示。圖2-1傳感器的組成2.1傳感器及其農(nóng)業(yè)應(yīng)用傳感器的分類(lèi)方法眾多，用途、工作原理、輸出信號(hào)、制造工藝等都可以作為其分類(lèi)方式，較常用的分類(lèi)方式如表2-1所示。表2-1傳感器分類(lèi)2.1傳感器及其農(nóng)業(yè)應(yīng)用2.傳感器的數(shù)據(jù)處理和傳感器校準(zhǔn)1）傳感器數(shù)據(jù)處理傳感器感知到信息后，會(huì)依照設(shè)定的規(guī)則，把這些信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再進(jìn)行輸出。主控設(shè)備接收到信號(hào)后對(duì)其進(jìn)行處理分析，提取有價(jià)值的數(shù)據(jù)，再通過(guò)其他方式傳送這些數(shù)據(jù)。2）傳感器校準(zhǔn)傳感器校準(zhǔn)指的是在明確傳感器輸入與輸出關(guān)系的基礎(chǔ)上，使用標(biāo)準(zhǔn)儀器標(biāo)定傳感器，其內(nèi)容包括傳感器的工作特性、環(huán)境特性、物理與幾何參數(shù)等。將標(biāo)準(zhǔn)儀器產(chǎn)生的已知量作為被標(biāo)定傳感器的輸入，將所得輸出量與輸入量作比較，即可了解傳感器的性能。3.傳感器選擇傳感器的性能是由精度誤差、穩(wěn)定性、可靠性、參數(shù)一致性、量程范圍等共同決定的，同時(shí)，環(huán)境檢測(cè)對(duì)傳感器的性能要求較高，不同區(qū)域?qū)鞲衅鞯臋z測(cè)性能也有不同程度的影響。其次，所檢測(cè)環(huán)境的溫度變化、濕度變化、雷雨降水、空氣鹽霧腐蝕、雷擊靜電及周?chē)渌蓴_因素也會(huì)影響傳感器的監(jiān)測(cè)結(jié)果。此外，傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果還與數(shù)據(jù)處理電路和傳輸電路有關(guān)。2.1傳感器及其農(nóng)業(yè)應(yīng)用2.1.2傳感器產(chǎn)業(yè)1.傳感器產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀我國(guó)對(duì)傳感器的使用需求大，市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)數(shù)百億元。但現(xiàn)在國(guó)內(nèi)自主生產(chǎn)的傳感器還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足這些需求，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的最主要原因在于國(guó)產(chǎn)傳感器普遍在靈敏度、準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性等方面存在問(wèn)題，且由于傳感器及相關(guān)專(zhuān)業(yè)人才數(shù)量少，傳感器研發(fā)進(jìn)展緩慢，使其發(fā)展和應(yīng)用都受到了極大的限制。2.1傳感器及其農(nóng)業(yè)應(yīng)用為了改變國(guó)內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)相對(duì)落后的局面，可從以下幾方面入手：（1）政策與管理方面。（2）資金方面。（3）行業(yè)方面。（4）技術(shù)與人才方面。2.傳感器產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題及解決策略目前國(guó)內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問(wèn)題有以下幾點(diǎn)：（1）科技成果轉(zhuǎn)化率較低，產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)薄弱。（2）對(duì)國(guó)外技術(shù)的依賴(lài)程度高。（3）市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不足。（4）成本優(yōu)勢(shì)不明顯。（5）行業(yè)不被重視。（6）融資困難。2.1傳感器及其農(nóng)業(yè)應(yīng)用2.1.3農(nóng)業(yè)傳感器農(nóng)業(yè)傳感器是發(fā)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施之一，也是構(gòu)建農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)完整信息鏈必不可少的設(shè)備。農(nóng)業(yè)傳感器采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息，是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提，農(nóng)業(yè)傳感器的性能也會(huì)影響整個(gè)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行水平。1.農(nóng)業(yè)傳感器類(lèi)型農(nóng)業(yè)傳感器主要有環(huán)境監(jiān)測(cè)類(lèi)傳感器和生命信息感知傳感器兩類(lèi)。2.農(nóng)業(yè)傳感器現(xiàn)狀我們以水產(chǎn)養(yǎng)殖方面的應(yīng)用為例，談?wù)勣r(nóng)業(yè)傳感器發(fā)展的現(xiàn)狀。水產(chǎn)養(yǎng)殖使用到的傳感器可以稱(chēng)之為漁業(yè)傳感器，其應(yīng)用也多已成熟，但將這些使用成熟的農(nóng)業(yè)傳感器引入到水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域卻存在成本價(jià)格、行業(yè)性、穩(wěn)定性、后期維護(hù)諸多需要解決的問(wèn)題。就目前的情形來(lái)說(shuō)，以上幾個(gè)問(wèn)題不解決，很難推動(dòng)養(yǎng)殖戶(hù)對(duì)傳感器的大規(guī)模使用，更談不上產(chǎn)業(yè)化。2.1傳感器及其農(nóng)業(yè)應(yīng)用3.國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)傳感器對(duì)比與進(jìn)口傳感器相比，我國(guó)自主研發(fā)的傳感器在性能水平及產(chǎn)業(yè)化程度等方面均有所不足，具體表現(xiàn)在監(jiān)測(cè)精度、配套無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)種類(lèi)、誤差消除、性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、制造工藝等方面。4.農(nóng)業(yè)傳感器應(yīng)用（1）育苗育種。（2）種植養(yǎng)殖。（3）農(nóng)業(yè)機(jī)械。（4）農(nóng)產(chǎn)品分類(lèi)與儲(chǔ)藏。2.2拉曼光譜技術(shù)1.拉曼光譜技術(shù)拉曼光譜技術(shù)是一種用來(lái)檢測(cè)物質(zhì)結(jié)構(gòu)成分的技術(shù)，它以拉曼光譜效應(yīng)為基本原理，通過(guò)檢測(cè)光譜特性來(lái)分析物質(zhì)特征，以比對(duì)拉曼光譜間的差異實(shí)現(xiàn)對(duì)不同物質(zhì)的辨別。2.拉曼光譜技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用與傳感器技術(shù)相似，拉曼光譜技術(shù)可以作為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)，感知農(nóng)業(yè)信息供農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理使用或投入建立農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)。雖然拉曼光譜技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用開(kāi)始較晚，但因其具有無(wú)須樣品預(yù)處理、非接觸式快速檢測(cè)、光譜成像分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，所以在農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢測(cè)、畜產(chǎn)品品質(zhì)檢測(cè)、糧食質(zhì)量安全檢測(cè)、農(nóng)產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)成分檢測(cè)等方面得到了廣泛應(yīng)用，具有普通檢測(cè)方式所無(wú)可比擬的優(yōu)越性。2.2拉曼光譜技術(shù)3.拉曼光譜技術(shù)農(nóng)業(yè)應(yīng)用存在的問(wèn)題拉曼光譜檢測(cè)具有效率高、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也已經(jīng)有了這方面的應(yīng)用，且具有極大的應(yīng)用發(fā)展空間。各種類(lèi)型的拉曼光譜設(shè)備逐漸高精度化、小型化、便攜化，實(shí)際使用也更為便利，但就目前而言，拉曼光譜技術(shù)在檢測(cè)穩(wěn)定性等方面的性能仍有待優(yōu)化。2.3射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）使用射頻識(shí)別技術(shù)能夠在不與物體接觸的情況下識(shí)別物體，并以電磁耦合（Electromagneticcoupling）的方式獲取目標(biāo)對(duì)象的信息。1.RFID的特征（1）操作便捷。（2）標(biāo)簽容量大。（3）安全性高。（4）受環(huán)境影響小。（5）重復(fù)利用率高。

2.RFID系統(tǒng)組成及其工作原理（1）系統(tǒng)組成。RFID系統(tǒng)一般由射頻識(shí)別標(biāo)簽、射頻讀寫(xiě)器和信息系統(tǒng)構(gòu)成。2.3射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）（2）工作原理。RFID系統(tǒng)的工作原理如圖2-3所示。射頻讀寫(xiě)器通過(guò)天線(xiàn)發(fā)送射頻信號(hào)與射頻識(shí)別標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)非接觸耦合（NoncontactCoupling），驅(qū)動(dòng)射頻識(shí)別標(biāo)簽通過(guò)內(nèi)部天線(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)，射頻讀寫(xiě)器依序接收信號(hào)并進(jìn)行解碼，校驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性后將其發(fā)送至信息系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步處理。圖2-3RFID系統(tǒng)工作原理2.3射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）3.RFID在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用（1）農(nóng)產(chǎn)品種植管理。（2）畜禽養(yǎng)殖管理。（3）農(nóng)產(chǎn)品溯源。2.4二維碼技術(shù)二維碼技術(shù)是對(duì)文字、圖像等信息進(jìn)行數(shù)字化編碼和自動(dòng)識(shí)別的技術(shù)。二維碼也叫二維條碼（2-dimensionalbarcode），它由黑白兩色的幾何圖形遵循一定的規(guī)律排列而成，在水平、垂直方向都可以表達(dá)信息。2.4二維碼技術(shù)1.二維碼應(yīng)用系統(tǒng)二維碼應(yīng)用系統(tǒng)是以二維碼存儲(chǔ)和表示信息的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)，由二維碼生成設(shè)備、二維碼標(biāo)簽、二維碼識(shí)讀設(shè)備和信息處理系統(tǒng)構(gòu)成，如圖2-4所示。圖2-4二維碼應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成2.二維碼技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，二維碼主要作為一種信息載體和信息傳輸接口，用于農(nóng)產(chǎn)品溯源，以保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，提高數(shù)據(jù)查詢(xún)和共享效率。2.5無(wú)線(xiàn)視頻監(jiān)控?zé)o線(xiàn)視頻監(jiān)控將監(jiān)控技術(shù)與無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)來(lái)傳輸圖片、視頻、聲音等信息，解決了傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)布線(xiàn)繁瑣的問(wèn)題，具有技術(shù)先進(jìn)、高效靈活、經(jīng)濟(jì)適用等特點(diǎn)，監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)將主要朝著無(wú)線(xiàn)化方向發(fā)展。1.無(wú)線(xiàn)視頻監(jiān)控的特點(diǎn)（1）成本低。（2）實(shí)用性強(qiáng)。（3）擴(kuò)展、移動(dòng)方便。（4）網(wǎng)絡(luò)信號(hào)易受影響。2.無(wú)線(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成無(wú)線(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)（WirelessVideoMonitoringSystem）由信息采集系統(tǒng)、無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)組成。2.5無(wú)線(xiàn)視頻監(jiān)控3.無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程多節(jié)點(diǎn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)(PMP+WLAN)無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程多節(jié)點(diǎn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用MeshWLAN組網(wǎng)技術(shù)，采用無(wú)線(xiàn)通信和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)無(wú)線(xiàn)技術(shù)，運(yùn)用信號(hào)頻率調(diào)制解調(diào)技術(shù)減少設(shè)備之間的無(wú)線(xiàn)干擾，實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，大大節(jié)省了設(shè)備成本。用戶(hù)可以