智能農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)精細(xì)農(nóng)業(yè)自控系統(tǒng)解決方案

智能農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)精細(xì)農(nóng)業(yè)自控系統(tǒng)解決方案托普云農(nóng)智能農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)精細(xì)農(nóng)業(yè)自控系統(tǒng)主要通過溫度傳感器、土壤傳感器、濕度傳感器和溫控儀、濕控儀、空氣測試儀、自動(dòng)噴灌系統(tǒng)相連接，通過WIFI設(shè)備效勞器與遠(yuǎn)端天線矩陣通訊，再通過第三代光載無線交換機(jī)，將溫度、濕度、土壤枯燥度等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地送到遠(yuǎn)程智能系統(tǒng)，再將數(shù)據(jù)通過或手持終端發(fā)送給農(nóng)業(yè)人員、農(nóng)業(yè)專家、給農(nóng)業(yè)專家的遠(yuǎn)程指導(dǎo)、方案決策提供數(shù)據(jù)依據(jù)。一、智能農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)精細(xì)農(nóng)業(yè)自控系統(tǒng)概述：物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成局部。物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱叫“TheInternetofthings”。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)的核心和根底仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)根底上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò);第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物體與物體之間，進(jìn)行信息交換和通信(M2M:MachinetoMachine)。因此，物聯(lián)網(wǎng)的定義是：通過射頻識(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)。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的精確農(nóng)業(yè)(PrecisionAgriculture)是當(dāng)今世界農(nóng)業(yè)開展的新潮流。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的模式已遠(yuǎn)不能適應(yīng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)開展的需要，產(chǎn)品質(zhì)量問題，資源嚴(yán)重缺乏且普遍浪費(fèi)，環(huán)境污染，產(chǎn)品種類需求多樣化等諸多問題使農(nóng)業(yè)的開展陷入惡性循環(huán)，而精確農(nóng)業(yè)為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的開展提供了一條光明之路，精確農(nóng)業(yè)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比最大的特點(diǎn)是以高新技術(shù)和科學(xué)管理換取對資源的最大節(jié)約。它是由信息技術(shù)支持的根據(jù)空間變異，定位、定時(shí)、定量地實(shí)施現(xiàn)代化農(nóng)事操作技術(shù)與管理的系統(tǒng)，其根本涵義是根據(jù)作物生長的土壤性狀，調(diào)節(jié)對作物的投入，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)省的投入到達(dá)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，取得經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。在實(shí)現(xiàn)精確農(nóng)業(yè)的道路上，現(xiàn)有的基于有線的智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)依然存在著諸多問題，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的開展，基于無線傳感網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)精確農(nóng)業(yè)系統(tǒng)將精確農(nóng)業(yè)從概念化轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)化，無線網(wǎng)絡(luò)具有較高的傳輸帶寬、抗干擾能力強(qiáng)、平安保密性好，而且功率譜密度低。利用上述特點(diǎn)，可組建針對農(nóng)田信息采集和管理的目的無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田信息的無線、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，用戶可隨時(shí)隨地通過電腦和等終端進(jìn)行查詢、實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程管理。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)開展的必然，更是符合我國國情的選擇，智能精確農(nóng)業(yè)可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)開展方式的轉(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)開展目標(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)開展農(nóng)業(yè)的有效途徑。智能農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)精細(xì)農(nóng)業(yè)自控系統(tǒng)方案原理：托普云農(nóng)物聯(lián)網(wǎng)精細(xì)農(nóng)業(yè)自控系統(tǒng)主要通過溫度傳感器、土壤傳感器、濕度傳感器和溫控儀、濕控儀、空氣測試儀、自動(dòng)噴灌系統(tǒng)相連接，通過WIFI設(shè)備效勞器與遠(yuǎn)端天線矩陣通訊，再通過第三代光載無線交換機(jī)，將溫度、濕度、土壤枯燥度等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地送到遠(yuǎn)程智能系統(tǒng)，再將數(shù)據(jù)通過或手持終端發(fā)送給農(nóng)業(yè)人員、農(nóng)業(yè)專家、給農(nóng)業(yè)專家的遠(yuǎn)程指導(dǎo)、方案決策提供數(shù)據(jù)依據(jù)。如圖示，根據(jù)設(shè)施農(nóng)業(yè)大棚區(qū)域分布廣(20畝)、及視頻和傳感數(shù)據(jù)采集現(xiàn)場相比照擬復(fù)雜、綜合布線難度大等特點(diǎn)，在數(shù)據(jù)采集方式上不同于傳統(tǒng)的有線工業(yè)自動(dòng)化總線方式，考慮光載無線交換機(jī)的覆蓋區(qū)域廣、信號相對穩(wěn)定，我們選用工業(yè)總線和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合方式，實(shí)現(xiàn)分片采集、廣域傳輸。物聯(lián)網(wǎng)中的“物”包括4種：農(nóng)田(棉田、麥田與玉米地)現(xiàn)場視頻實(shí)時(shí)畫面、傳感器網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)管理終端和智能.構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的目的是將這4種“物”連接起來，使農(nóng)田能夠成為網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)可觀測終端，在此一共包括3個(gè)層面的連接：感知層、傳輸層、應(yīng)用層。四、智能農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)精細(xì)農(nóng)業(yè)自控系統(tǒng)工程建設(shè)原那么：統(tǒng)籌規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、保證平安、經(jīng)濟(jì)實(shí)效、適度前瞻。系統(tǒng)建設(shè)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須遵循以下原那么：1、充分利用現(xiàn)有的資源充分利用現(xiàn)有計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、信息的資源，防止重復(fù)建設(shè)。2、先進(jìn)性與開展性采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和光載無線技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，既要保證當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行的高可靠性，又要能適應(yīng)未來技術(shù)開展的需要。3、實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，不僅要考慮到目前各種業(yè)務(wù)的實(shí)際需求，更充分考慮到將來業(yè)務(wù)種類增長的需求，從實(shí)用性出發(fā)，解決實(shí)際問題。4、標(biāo)準(zhǔn)化與開放性采用符合國際、國家標(biāo)準(zhǔn)的軟件和硬件設(shè)備，遵循有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體制，使系統(tǒng)具有靈活的互聯(lián)能力。5、可靠性與平安性選用可靠的產(chǎn)品與技術(shù)，在系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，具有應(yīng)變能力和容錯(cuò)能力，確保系統(tǒng)平安可靠。對某些信息資源的使用要進(jìn)行一定的權(quán)限劃分，并對信息系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。6、信息共享對信息資源考慮有條件、分層次共享，使信息既得到充分、有效的利用，又符合內(nèi)部信息的保密要求。7、靈活性與擴(kuò)充性選用符合國際開展潮流的國際標(biāo)準(zhǔn)的軟件，使系統(tǒng)具有良好的可移植性、可擴(kuò)展性，保證在將來開展中迅速采用最新出現(xiàn)的技術(shù)，降低系統(tǒng)本錢。五、智能農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)精細(xì)農(nóng)業(yè)自控系統(tǒng)感知層：主要負(fù)責(zé)視頻畫面與傳感數(shù)據(jù)采集，通過攝像頭、終端傳感器，對設(shè)施農(nóng)業(yè)現(xiàn)場實(shí)時(shí)畫面、作物生長大棚、室外空氣溫度、濕度和土壤的溫度、濕度的數(shù)據(jù)采集，采集方式視頻畫面為連續(xù)采集，傳感器數(shù)據(jù)為周期性自動(dòng)采集，采集周期可根據(jù)用戶要求設(shè)定，用戶也可臨時(shí)通過終端修改周期時(shí)間。六、智能農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)精細(xì)農(nóng)業(yè)自控系統(tǒng)傳輸層：感知層數(shù)據(jù)利用WIFI設(shè)備效勞器，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為基于802.11b/g的2.4GHZ無線信號，發(fā)射到就近天線矩陣轉(zhuǎn)換為光信號，通過單模光纖傳輸200-5000米距離后，到達(dá)中心機(jī)房的第三代光載無線交換機(jī)，交換機(jī)內(nèi)部經(jīng)過光/電信號轉(zhuǎn)換后、及射頻交換后，最終轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)協(xié)議，通過RJ45網(wǎng)線，接入農(nóng)場本地局域網(wǎng)，據(jù)此，遠(yuǎn)程信號與本地局域網(wǎng)信號交換傳輸完畢。七、智能農(nóng)業(yè)物