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農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用指南TOC\o"1-2"\h\u2865第一章農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)概述 294681.1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的定義與特點 2218891.1.1定義 3204661.1.2特點 3275381.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程 3110181.2.1起步階段 3235651.2.2發(fā)展階段 3182901.2.3深化階段 3255781.3農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在我國的應用現(xiàn)狀 39406第二章物聯(lián)網(wǎng)感知層技術(shù) 4186862.1感知層設備選型與安裝 4275742.1.1設備選型 4189652.1.2設備安裝 4155092.2數(shù)據(jù)采集與傳輸技術(shù) 5227032.2.1數(shù)據(jù)采集 551852.2.2數(shù)據(jù)傳輸 5127642.3感知層設備維護與管理 5103082.3.1設備維護 5222242.3.2設備管理 622416第三章物聯(lián)網(wǎng)傳輸層技術(shù) 6110343.1傳輸層技術(shù)概述 6323333.2網(wǎng)絡傳輸協(xié)議 6280783.2.1TCP(傳輸控制協(xié)議) 6115973.2.2UDP(用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議) 6110383.2.3RTP(實時傳輸協(xié)議) 625133.2.4CoAP(constrainedapplicationprotocol) 6314123.3傳輸層設備維護與管理 71973.3.1設備配置與升級 795533.3.2網(wǎng)絡監(jiān)控與故障排查 742613.3.3安全防護與策略 731223.3.4功能優(yōu)化與擴展 718332第四章物聯(lián)網(wǎng)平臺層技術(shù) 759124.1物聯(lián)網(wǎng)平臺架構(gòu) 7162964.2平臺功能模塊設計 8277424.3平臺數(shù)據(jù)存儲與處理 828863第五章農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用層技術(shù) 928125.1農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng) 9126275.2農(nóng)業(yè)監(jiān)測預警系統(tǒng) 9239615.3農(nóng)業(yè)智能控制系統(tǒng) 1016283第六章農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全與隱私保護 10222816.1物聯(lián)網(wǎng)安全概述 10170416.2數(shù)據(jù)加密與解密技術(shù) 11276356.3隱私保護策略 1126509第七章農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設備選型與配置 1267717.1設備選型原則 12107057.2設備配置與調(diào)試 13307047.3設備功能評估 1331641第八章農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設計 13160008.1系統(tǒng)設計原則 1311148.2系統(tǒng)架構(gòu)設計 14242058.3系統(tǒng)功能設計 141630第九章農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項目實施與管理 15324179.1項目實施流程 15199359.2項目管理方法 15252149.3項目風險控制 1624137第十章農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)政策與標準 161533010.1政策法規(guī)概述 163029210.1.1國家層面政策法規(guī) 161503410.1.2地方層面政策法規(guī) 16257010.2標準體系構(gòu)建 17806910.2.1標準體系框架 17256010.2.2標準制定與實施 172719310.3政策與標準實施 171875610.3.1政策實施 172071410.3.2標準實施 178146第十一章農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)案例分析 181766011.1典型案例分析 18551311.1.1案例一:智能溫室控制系統(tǒng) 181707511.1.2案例二:無人機植保應用 1850411.1.3案例三:智慧養(yǎng)殖管理系統(tǒng) 181799911.2成功案例經(jīng)驗總結(jié) 181216511.2.1技術(shù)創(chuàng)新是關鍵 182333311.2.2政策扶持是保障 181758211.2.3產(chǎn)業(yè)協(xié)同是趨勢 18724311.3案例啟示 183193第十二章農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢與展望 193169612.1發(fā)展趨勢分析 191621212.2市場前景預測 19323012.3未來發(fā)展展望 20第一章農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)概述1.1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的定義與特點1.1.1定義農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是指將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、管理和服務領域,通過感知、傳輸、處理和分析農(nóng)業(yè)信息,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的智能化、信息化和精準化。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)涵蓋了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、加工、銷售、物流等各個環(huán)節(jié),以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效益和可持續(xù)發(fā)展能力。1.1.2特點(1)全面感知:農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通過各類傳感器,實時監(jiān)測農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境、作物生長狀況等信息,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供準確的數(shù)據(jù)支持。(2)高效傳輸:利用現(xiàn)代通信技術(shù),實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息的快速、準確傳輸,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。(3)智能處理:農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)采用大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù),對海量農(nóng)業(yè)信息進行處理和分析,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供決策支持。(4)精準管理:通過對農(nóng)業(yè)信息的實時監(jiān)測和智能處理,實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的精準管理,提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。(5)安全保障:農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)注重信息安全,保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。1.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程1.2.1起步階段20世紀90年代,信息技術(shù)的發(fā)展,農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的概念逐漸形成。在此階段,我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的研究主要集中在傳感器、通信技術(shù)等方面。1.2.2發(fā)展階段21世紀初,我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)進入發(fā)展階段。在此階段,農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、加工、銷售等環(huán)節(jié),推動了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程。1.2.3深化階段我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)進入深化階段。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷創(chuàng)新,應用領域不斷拓展,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了強大的技術(shù)支持。1.3農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在我國的應用現(xiàn)狀(1)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié):農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的應用主要包括智能溫室、智能灌溉、智能施肥、病蟲害監(jiān)測等,有效提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。(2)農(nóng)產(chǎn)品加工環(huán)節(jié):農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品加工環(huán)節(jié)的應用,實現(xiàn)了加工過程的智能化、信息化,提高了產(chǎn)品質(zhì)量。(3)農(nóng)產(chǎn)品銷售環(huán)節(jié):農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品銷售環(huán)節(jié)的應用,實現(xiàn)了農(nóng)產(chǎn)品追溯、市場分析等功能,提高了市場競爭力。(4)農(nóng)業(yè)物流環(huán)節(jié):農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)物流環(huán)節(jié)的應用,實現(xiàn)了農(nóng)產(chǎn)品運輸、儲存、配送等過程的智能化,降低了物流成本。(5)農(nóng)業(yè)服務環(huán)節(jié):農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)服務環(huán)節(jié)的應用,為農(nóng)民提供了天氣預報、市場信息、技術(shù)指導等服務,提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平。第二章物聯(lián)網(wǎng)感知層技術(shù)2.1感知層設備選型與安裝感知層作為物聯(lián)網(wǎng)三層結(jié)構(gòu)中的基礎層次,其主要功能是通過各類傳感器設備對環(huán)境中的各種信息進行采集、處理和傳輸。因此,感知層設備的選型與安裝對于整個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的功能和穩(wěn)定性具有舉足輕重的作用。2.1.1設備選型感知層設備選型應遵循以下原則:(1)功能需求:根據(jù)實際應用場景,選擇具有相應功能需求的傳感器設備,如溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器等。(2)精度和穩(wěn)定性:選擇精度高、穩(wěn)定性好的傳感器設備,以保證數(shù)據(jù)采集的準確性。(3)通信接口:考慮傳感器設備的通信接口,如WiFi、藍牙、ZigBee等,以滿足與上層網(wǎng)絡的連接需求。(4)功耗:選擇低功耗的傳感器設備,以降低系統(tǒng)運行成本。(5)兼容性:選擇具有良好兼容性的傳感器設備,便于與其他設備或平臺進行集成。2.1.2設備安裝感知層設備的安裝應遵循以下步驟:(1)確定安裝位置:根據(jù)實際應用場景,確定傳感器設備的安裝位置,保證能夠準確采集所需信息。(2)設備固定:采用合適的固定方式,如螺絲固定、粘貼固定等,保證設備穩(wěn)定運行。(3)通信連接:連接傳感器設備的通信接口,如WiFi、藍牙、ZigBee等,使其能夠與上層網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳輸。(4)電源接入:為傳感器設備提供穩(wěn)定的電源供應,如電池、太陽能等。(5)調(diào)試與測試:對安裝后的傳感器設備進行調(diào)試和測試,保證其正常工作。2.2數(shù)據(jù)采集與傳輸技術(shù)數(shù)據(jù)采集與傳輸技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)感知層的關鍵環(huán)節(jié),其功能直接影響整個系統(tǒng)的運行效果。2.2.1數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集主要包括以下幾種方式:(1)主動采集:傳感器設備周期性地主動發(fā)送數(shù)據(jù)。(2)被動采集:傳感器設備在接收到上層網(wǎng)絡的請求時,發(fā)送數(shù)據(jù)。(3)觸發(fā)采集:傳感器設備在檢測到特定事件時,發(fā)送數(shù)據(jù)。(4)混合采集:結(jié)合以上三種采集方式,根據(jù)實際需求進行數(shù)據(jù)采集。2.2.2數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸主要包括以下幾種技術(shù):(1)有線傳輸:通過以太網(wǎng)、串口等有線方式傳輸數(shù)據(jù)。(2)無線傳輸:通過WiFi、藍牙、ZigBee等無線方式傳輸數(shù)據(jù)。(3)網(wǎng)絡傳輸:通過移動網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)。(4)多跳傳輸:通過多個傳感器設備組成的網(wǎng)絡,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的多跳傳輸。2.3感知層設備維護與管理為保證物聯(lián)網(wǎng)感知層設備的正常運行,需要對設備進行維護與管理。2.3.1設備維護設備維護主要包括以下內(nèi)容:(1)定期檢查:定期對傳感器設備進行檢查,發(fā)覺異常及時處理。(2)更新固件:定期更新傳感器設備的固件,提高設備功能和穩(wěn)定性。(3)電源管理:對設備的電源進行監(jiān)控和管理,保證電源供應穩(wěn)定。(4)防護措施:針對惡劣環(huán)境,采取相應的防護措施,如防水、防塵等。2.3.2設備管理設備管理主要包括以下內(nèi)容:(1)設備注冊:將傳感器設備注冊到物聯(lián)網(wǎng)平臺,便于統(tǒng)一管理和監(jiān)控。(2)數(shù)據(jù)分析:對采集到的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,為決策提供依據(jù)。(3)故障處理:對設備故障進行及時處理,保證系統(tǒng)正常運行。(4)安全防護:加強設備的安全防護,防止數(shù)據(jù)泄露和網(wǎng)絡攻擊。第三章物聯(lián)網(wǎng)傳輸層技術(shù)3.1傳輸層技術(shù)概述傳輸層是物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)中的重要組成部分,主要負責在數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡層之間提供端到端的數(shù)據(jù)傳輸服務。傳輸層技術(shù)的主要目的是保證數(shù)據(jù)在源節(jié)點和目的節(jié)點之間可靠、高效、安全地傳輸。傳輸層協(xié)議根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)應用場景的不同,可以分為面向連接的傳輸協(xié)議和無連接的傳輸協(xié)議。面向連接的傳輸協(xié)議主要包括TCP(傳輸控制協(xié)議)和UDP(用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議),無連接的傳輸協(xié)議主要包括RTP(實時傳輸協(xié)議)和CoAP(constrainedapplicationprotocol)等。3.2網(wǎng)絡傳輸協(xié)議3.2.1TCP(傳輸控制協(xié)議)TCP是一種面向連接的傳輸協(xié)議,它提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務,保證數(shù)據(jù)在源節(jié)點和目的節(jié)點之間正確、完整地傳輸。TCP通過三次握手建立連接,四次揮手斷開連接,采用滑動窗口機制進行流量控制,同時使用擁塞控制算法防止網(wǎng)絡擁塞。3.2.2UDP(用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)UDP是一種無連接的傳輸協(xié)議,它提供高效的數(shù)據(jù)傳輸服務,但不保證數(shù)據(jù)的可靠性和完整性。UDP報文頭部簡單,傳輸速度快,適用于實時性要求較高的應用場景,如語音和視頻通信。3.2.3RTP(實時傳輸協(xié)議)RTP是一種用于實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議,適用于流媒體應用。RTP報文包括頭部、負載和填充部分,頭部包含同步源標識、序列號、時間戳等信息,用于保證實時數(shù)據(jù)的同步和順序。3.2.4CoAP(constrainedapplicationprotocol)CoAP是一種為物聯(lián)網(wǎng)設計的輕量級應用層協(xié)議,適用于資源受限的設備。CoAP采用RESTful架構(gòu),使用簡單的請求響應模式,支持多種網(wǎng)絡傳輸協(xié)議,如UDP和DTLS(數(shù)據(jù)包傳輸層安全性協(xié)議)。3.3傳輸層設備維護與管理傳輸層設備的維護與管理是保證物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關鍵環(huán)節(jié)。以下從以下幾個方面介紹傳輸層設備的維護與管理:3.3.1設備配置與升級定期檢查傳輸層設備的配置參數(shù),保證其滿足實際應用需求。對于設備軟件版本,要及時進行升級,以修復已知漏洞,提高設備功能。3.3.2網(wǎng)絡監(jiān)控與故障排查通過網(wǎng)絡監(jiān)控工具,實時監(jiān)控傳輸層設備的運行狀態(tài),發(fā)覺異常情況及時進行處理。在故障排查過程中,要結(jié)合設備日志、網(wǎng)絡拓撲和協(xié)議分析等手段,定位故障原因。3.3.3安全防護與策略針對傳輸層設備,制定相應的安全防護策略,如防火墻、入侵檢測系統(tǒng)等。同時對傳輸層協(xié)議進行加密和認證,保證數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性。3.3.4功能優(yōu)化與擴展根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的實際需求,對傳輸層設備進行功能優(yōu)化,提高數(shù)據(jù)傳輸效率。在設備數(shù)量增加時,進行合理的網(wǎng)絡規(guī)劃和擴展,以滿足不斷增長的數(shù)據(jù)傳輸需求。通過以上措施,可以保證物聯(lián)網(wǎng)傳輸層設備的穩(wěn)定運行,為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性和高效性提供保障。第四章物聯(lián)網(wǎng)平臺層技術(shù)4.1物聯(lián)網(wǎng)平臺架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)平臺架構(gòu)是構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分,它決定了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可擴展性和可靠性。物聯(lián)網(wǎng)平臺架構(gòu)主要包括以下幾個層次:(1)設備接入層:負責將各種類型的物聯(lián)網(wǎng)設備連接到平臺,實現(xiàn)設備與平臺之間的數(shù)據(jù)交互。(2)網(wǎng)絡傳輸層:負責將設備接入層收集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡脚_,同時保證數(shù)據(jù)的安全、可靠傳輸。(3)數(shù)據(jù)存儲層:負責將收集到的數(shù)據(jù)進行存儲,以便后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和分析。(4)數(shù)據(jù)處理與分析層:對存儲的數(shù)據(jù)進行處理和分析,提取有價值的信息,為上層應用提供支持。(5)應用服務層:提供各種物聯(lián)網(wǎng)應用服務,如設備監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、智能控制等。4.2平臺功能模塊設計物聯(lián)網(wǎng)平臺功能模塊設計是平臺開發(fā)的關鍵環(huán)節(jié),以下是幾個核心功能模塊:(1)設備管理模塊:負責物聯(lián)網(wǎng)設備的注冊、認證、管理和維護,包括設備信息的采集、設備狀態(tài)的監(jiān)控、設備升級等。(2)數(shù)據(jù)采集與傳輸模塊:實現(xiàn)設備與平臺之間的數(shù)據(jù)交互,包括數(shù)據(jù)的采集、打包、傳輸?shù)?。?)數(shù)據(jù)處理與分析模塊:對收集到的數(shù)據(jù)進行處理和分析,提取有價值的信息,支持數(shù)據(jù)可視化、報表輸出等功能。(4)用戶管理模塊:實現(xiàn)用戶注冊、登錄、權(quán)限管理等功能,保障平臺的安全性和穩(wěn)定性。(5)應用服務模塊:提供各種物聯(lián)網(wǎng)應用服務,如設備監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、智能控制等。4.3平臺數(shù)據(jù)存儲與處理物聯(lián)網(wǎng)平臺數(shù)據(jù)存儲與處理是平臺的核心功能之一,以下是數(shù)據(jù)存儲與處理的關鍵技術(shù):(1)數(shù)據(jù)存儲技術(shù):采用關系型數(shù)據(jù)庫、NoSQL數(shù)據(jù)庫、分布式文件系統(tǒng)等多種數(shù)據(jù)存儲技術(shù),滿足不同類型數(shù)據(jù)存儲的需求。(2)數(shù)據(jù)處理技術(shù):采用大數(shù)據(jù)處理技術(shù),如Hadoop、Spark等,對海量數(shù)據(jù)進行高效處理和分析。(3)數(shù)據(jù)清洗與預處理:對收集到的數(shù)據(jù)進行清洗、去重、格式化等預處理操作,提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。(4)數(shù)據(jù)挖掘與分析:運用機器學習、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù),從海量數(shù)據(jù)中提取有價值的信息,為決策提供支持。(5)數(shù)據(jù)安全與隱私保護:采用加密、身份認證、訪問控制等技術(shù),保障數(shù)據(jù)的安全性和用戶隱私。第五章農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用層技術(shù)5.1農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的推進,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)作為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用層技術(shù)的重要組成部分,逐漸成為農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)主要包含農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、決策支持、生產(chǎn)管理等模塊。該系統(tǒng)通過實時監(jiān)測農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境、作物生長狀況、生產(chǎn)進度等信息,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學、高效的決策依據(jù)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)具有以下特點:(1)實時性:系統(tǒng)可以實時采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的各類數(shù)據(jù),為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供及時、準確的信息。(2)智能化:系統(tǒng)可以根據(jù)采集到的數(shù)據(jù),運用人工智能、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù),為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供有針對性的生產(chǎn)建議。(3)便捷性:系統(tǒng)可以通過手機、電腦等終端設備進行訪問,方便農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者隨時查看和管理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息。(4)集成性:系統(tǒng)可以與農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)其他應用系統(tǒng)(如農(nóng)業(yè)監(jiān)測預警系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)智能控制系統(tǒng)等)無縫對接,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程的智能化管理。5.2農(nóng)業(yè)監(jiān)測預警系統(tǒng)農(nóng)業(yè)監(jiān)測預警系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用層技術(shù)的另一個重要組成部分,其主要功能是對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境、作物生長狀況等進行實時監(jiān)測,發(fā)覺異常情況并及時發(fā)出預警信息,以減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)風險。農(nóng)業(yè)監(jiān)測預警系統(tǒng)主要包括以下模塊:(1)數(shù)據(jù)采集模塊:通過傳感器、無人機等設備,實時采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境、作物生長狀況等數(shù)據(jù)。(2)數(shù)據(jù)處理與分析模塊:對采集到的數(shù)據(jù)進行處理和分析,發(fā)覺異常情況。(3)預警信息發(fā)布模塊:將異常情況及時發(fā)布給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者,提醒其采取相應措施。(4)決策支持模塊:為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供有針對性的決策建議。農(nóng)業(yè)監(jiān)測預警系統(tǒng)具有以下優(yōu)點:(1)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全性:通過實時監(jiān)測和預警,降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)風險。(2)優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理:為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供科學的決策依據(jù),提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。(3)促進農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展:推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程,提高農(nóng)業(yè)整體競爭力。5.3農(nóng)業(yè)智能控制系統(tǒng)農(nóng)業(yè)智能控制系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用層技術(shù)的核心部分,其主要功能是根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境、作物生長狀況等信息,自動調(diào)節(jié)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的各項參數(shù),實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化管理。農(nóng)業(yè)智能控制系統(tǒng)主要包括以下模塊:(1)數(shù)據(jù)采集模塊:通過傳感器、無人機等設備,實時采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境、作物生長狀況等數(shù)據(jù)。(2)數(shù)據(jù)處理與分析模塊:對采集到的數(shù)據(jù)進行處理和分析,為智能控制提供依據(jù)。(3)控制策略模塊:根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果,制定相應的控制策略。(4)控制執(zhí)行模塊:根據(jù)控制策略,自動調(diào)節(jié)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的各項參數(shù)。農(nóng)業(yè)智能控制系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢:(1)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率:通過智能化控制,減少人工干預,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。(2)節(jié)省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源:合理利用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源,降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。(3)改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境:減少化肥、農(nóng)藥等對環(huán)境的污染,提高農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平。(4)促進農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新:推動農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展,為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化提供技術(shù)支持。第六章農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全與隱私保護6.1物聯(lián)網(wǎng)安全概述信息技術(shù)的飛速發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領域的應用日益廣泛,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了極大的便利。但是物聯(lián)網(wǎng)的普及,安全問題也日益凸顯。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全主要包括以下幾個方面:(1)設備安全:保障農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設備免受惡意攻擊,防止設備被非法控制或篡改。(2)數(shù)據(jù)安全:保護農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)不被泄露、篡改或破壞,保證數(shù)據(jù)的真實性和完整性。(3)網(wǎng)絡安全:保證農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中各個設備之間的通信安全,防止數(shù)據(jù)在傳輸過程中被竊取或篡改。(4)應用安全:保障農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)的正常運行,防止惡意代碼或攻擊對應用系統(tǒng)造成破壞。(5)法律法規(guī):建立健全農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全法律法規(guī)體系,規(guī)范物聯(lián)網(wǎng)安全管理和運營。6.2數(shù)據(jù)加密與解密技術(shù)數(shù)據(jù)加密與解密技術(shù)是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全的重要組成部分,其主要目的是保護數(shù)據(jù)在傳輸和存儲過程中的安全性。以下介紹幾種常用的數(shù)據(jù)加密與解密技術(shù):(1)對稱加密技術(shù):對稱加密技術(shù)使用相同的密鑰對數(shù)據(jù)進行加密和解密,如AES(高級加密標準)、DES(數(shù)據(jù)加密標準)等。(2)非對稱加密技術(shù):非對稱加密技術(shù)使用一對密鑰,分別為公鑰和私鑰。公鑰用于加密數(shù)據(jù),私鑰用于解密數(shù)據(jù)。如RSA、ECC(橢圓曲線密碼體制)等。(3)混合加密技術(shù):混合加密技術(shù)結(jié)合了對稱加密和非對稱加密的優(yōu)點,如SSL/TLS(安全套接字層/傳輸層安全)等。(4)哈希算法:哈希算法將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為固定長度的數(shù)據(jù)摘要,用于驗證數(shù)據(jù)的完整性和真實性。如SHA256、MD5等。6.3隱私保護策略農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的隱私保護策略主要包括以下幾個方面:(1)數(shù)據(jù)脫敏:在數(shù)據(jù)處理過程中,對敏感信息進行脫敏處理,以防止個人信息泄露。(2)數(shù)據(jù)訪問控制:限制對敏感數(shù)據(jù)的訪問權(quán)限,保證授權(quán)用戶才能訪問相關數(shù)據(jù)。(3)數(shù)據(jù)加密存儲:對存儲的數(shù)據(jù)進行加密處理,防止數(shù)據(jù)在存儲過程中被非法獲取。(4)數(shù)據(jù)傳輸加密:在數(shù)據(jù)傳輸過程中使用加密技術(shù),保證數(shù)據(jù)不被竊取或篡改。(5)用戶隱私設置:為用戶提供隱私設置選項,允許用戶自定義隱私保護程度。(6)隱私政策:制定明確的隱私政策,告知用戶數(shù)據(jù)收集、使用和保護的相關規(guī)定。(7)法律法規(guī)遵循:嚴格遵守國家有關隱私保護的法律法規(guī),保障用戶隱私權(quán)益。通過以上隱私保護策略,農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可以在保證數(shù)據(jù)安全的同時充分保護用戶的隱私權(quán)益。第七章農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設備選型與配置農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程的加速,農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用越來越廣泛。合理選型和配置農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設備,對于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本具有重要意義。本章將重點介紹農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設備選型原則、設備配置與調(diào)試以及設備功能評估。7.1設備選型原則農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設備選型應遵循以下原則:(1)實用性原則:根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際需求,選擇具備實際應用價值的設備,避免盲目追求高科技、高功能設備。(2)可靠性原則:選擇穩(wěn)定性高、故障率低的設備,保證農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)長時間穩(wěn)定運行。(3)兼容性原則:考慮設備之間的兼容性,保證不同設備之間能夠順暢連接,實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。(4)經(jīng)濟性原則:在滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求的前提下,選擇性價比高的設備,降低生產(chǎn)成本。(5)發(fā)展性原則:考慮未來農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢,選擇具備擴展性的設備,為后續(xù)升級和擴展提供便利。7.2設備配置與調(diào)試(1)設備配置農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設備配置主要包括硬件設備和軟件系統(tǒng)兩部分。(1)硬件設備:包括傳感器、控制器、執(zhí)行器、通信設備等。根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求,合理配置各類硬件設備,保證系統(tǒng)功能完善。(2)軟件系統(tǒng):包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲等模塊。選擇合適的軟件系統(tǒng),實現(xiàn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設備的智能化管理。(2)設備調(diào)試設備調(diào)試是保證農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)正常運行的關鍵環(huán)節(jié)。主要包括以下步驟:(1)設備安裝:按照設計要求,將各類設備安裝到位,保證設備安裝穩(wěn)固。(2)設備接線:將設備與電源、通信線路等連接,保證接線正確、牢固。(3)設備參數(shù)設置:根據(jù)實際需求,設置設備參數(shù),包括傳感器采樣頻率、控制器輸出范圍等。(4)設備測試:對設備進行功能測試,檢查設備是否滿足設計要求。(5)系統(tǒng)調(diào)試:將設備與軟件系統(tǒng)連接,進行系統(tǒng)調(diào)試,保證系統(tǒng)運行穩(wěn)定。7.3設備功能評估農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設備功能評估是對設備選型和配置效果的檢驗。主要評估指標包括:(1)穩(wěn)定性:評估設備在長時間運行過程中,是否能夠保持穩(wěn)定功能。(2)準確性:評估設備測量數(shù)據(jù)是否準確,能否滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求。(3)可靠性:評估設備故障率,考察設備可靠性。(4)經(jīng)濟性:評估設備運行成本,包括設備購置成本、維護成本等。(5)擴展性:評估設備是否具備擴展能力,為后續(xù)升級和擴展提供便利。通過以上評估,可以為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設備選型和配置提供參考依據(jù),從而優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。第八章農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設計8.1系統(tǒng)設計原則農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設計應遵循以下原則,以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和高效性:(1)實時性:系統(tǒng)需要能夠?qū)崟r收集和傳輸數(shù)據(jù),以便于及時作出反應。(2)準確性:監(jiān)測數(shù)據(jù)必須準確無誤,以保證決策的正確性。(3)可擴展性:系統(tǒng)設計應考慮未來可能的擴展,包括增加新的監(jiān)測點或集成新的技術(shù)。(4)用戶友好性:系統(tǒng)應易于操作,使得非專業(yè)人員也能輕松使用。(5)可持續(xù)性:系統(tǒng)設計應考慮能耗和環(huán)境影響,以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。8.2系統(tǒng)架構(gòu)設計農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)主要包括以下四個層次:(1)感知層:感知層是系統(tǒng)的基礎,主要由各種傳感器組成,包括土壤濕度傳感器、光照傳感器、溫度傳感器、空氣質(zhì)量傳感器、害蟲監(jiān)測傳感器等。(2)數(shù)據(jù)傳輸層:數(shù)據(jù)傳輸層負責將感知層收集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心,通常通過無線網(wǎng)絡技術(shù)實現(xiàn),如LoRaWAN、Zigbee或蜂窩網(wǎng)絡。(3)數(shù)據(jù)處理層:數(shù)據(jù)處理層對收集的數(shù)據(jù)進行分析和處理,以有用的信息,涉及數(shù)據(jù)的存儲、分析和可視化。(4)應用層:應用層是系統(tǒng)的用戶界面,允許用戶訪問和操作監(jiān)測數(shù)據(jù),包括移動應用、網(wǎng)頁界面或桌面軟件。8.3系統(tǒng)功能設計農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)功能設計主要包括以下幾個方面:(1)實時數(shù)據(jù)采集:系統(tǒng)可實時采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中的溫度、濕度、光照強度、二氧化碳濃度、土壤濕度和營養(yǎng)液濃度等環(huán)境參數(shù)。(2)數(shù)據(jù)傳輸與存儲:系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡傳輸至數(shù)據(jù)處理中心,并進行存儲和分析。(3)自動控制與調(diào)節(jié):根據(jù)采集的數(shù)據(jù),系統(tǒng)自動控制和調(diào)節(jié)環(huán)境條件,如溫度調(diào)節(jié)器、濕度控制器、照明系統(tǒng)和灌溉系統(tǒng)等。(4)遠程監(jiān)控與管理:系統(tǒng)支持遠程監(jiān)控和管理,用戶可通過手機或電腦實時查看環(huán)境數(shù)據(jù),并進行遠程控制。(5)預警與報警功能:當監(jiān)測環(huán)境超過設定閾值時,系統(tǒng)自動發(fā)出預警或報警,以便及時采取措施。(6)數(shù)據(jù)分析與報告:系統(tǒng)對收集的數(shù)據(jù)進行分析,為用戶提供農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測報告,幫助用戶優(yōu)化生產(chǎn)管理。(7)用戶權(quán)限管理:系統(tǒng)設置用戶權(quán)限管理,保證數(shù)據(jù)安全和系統(tǒng)穩(wěn)定運行。(8)系統(tǒng)維護與升級:系統(tǒng)具備自動維護和升級功能,保證系統(tǒng)始終保持最佳工作狀態(tài)。第九章農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項目實施與管理9.1項目實施流程農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項目實施流程是一個系統(tǒng)化的過程,主要包括以下幾個階段:(1)項目啟動:明確項目目標、任務、預期成果,以及項目實施的時間節(jié)點和預算。(2)需求分析:深入了解農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項目的實際需求,包括硬件設備、軟件平臺、技術(shù)支持等方面,保證項目能夠滿足實際應用需求。(3)技術(shù)方案設計:根據(jù)需求分析結(jié)果,設計農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項目的技術(shù)方案,包括硬件設備選型、軟件系統(tǒng)架構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸方式等。(4)系統(tǒng)開發(fā):根據(jù)技術(shù)方案,進行軟件系統(tǒng)的開發(fā)和硬件設備的集成,保證系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、易用。(5)系統(tǒng)部署與調(diào)試:將開發(fā)完成的系統(tǒng)部署到實際應用環(huán)境中,進行調(diào)試和優(yōu)化,保證系統(tǒng)正常運行。(6)培訓與推廣:對項目參與者進行培訓,提高其操作和維護能力,同時開展項目推廣活動,擴大應用范圍。(7)運維管理:建立健全項目運維管理體系,保證項目長期穩(wěn)定運行。(8)項目驗收與評價:對項目實施過程和成果進行驗收與評價,總結(jié)經(jīng)驗教訓,為后續(xù)項目提供借鑒。9.2項目管理方法農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項目管理方法主要包括以下幾個方面:(1)項目進度管理:制定項目進度計劃,明確各階段任務和時間節(jié)點,保證項目按計劃推進。(2)項目成本管理:合理估算項目成本,制定預算計劃,對項目成本進行有效控制。(3)項目質(zhì)量管理:建立健全項目質(zhì)量管理體系,保證項目質(zhì)量符合要求。(4)項目風險管理:識別項目風險,制定風險應對策略,降低項目風險影響。(5)項目溝通與協(xié)作:加強項目團隊內(nèi)部及與外部合作伙伴的溝通與協(xié)作,保證項目順利實施。(6)項目評估與反饋:定期對項目實施情況進行評估,及時發(fā)覺問題并采取措施予以解決。9.3項目風險控制農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項目風險控制主要包括以下幾個方面:(1)技術(shù)風險:保證項目技術(shù)方案的科學性、先進性和可行性,降低技術(shù)風險。(2)市場風險:密切關注市場需求,調(diào)整項目方向和策略,降低市場風險。(3)資金風險:合理規(guī)劃項目資金,保證項目資金充足,降低資金風險。(4)法律風險:了解相關法律法規(guī),保證項目合規(guī)合法,降低法律風險。(5)人力資源風險:加強項目團隊建設,提高團隊素質(zhì)和能力,降低人力資源風險。(6)運營風險:建立健全項目運維管理體系,提高項目運營效率,降低運營風險。第十章農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)政策與標準10.1政策法規(guī)概述我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的推進,農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)作為新興技術(shù),在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、管理和服務中發(fā)揮著越來越重要的作用。為了推動農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,我國制定了一系列政策法規(guī),為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的建設和發(fā)展提供了政策支持和保障。10.1.1國家層面政策法規(guī)國家層面高度重視農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,出臺了一系列政策法規(guī)。例如,《關于推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的若干意見》、《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》等,明確提出要加快農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)和應用,推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程。10.1.2地方層面政策法規(guī)地方層面,各省市也紛紛出臺相關政策法規(guī),支持農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。這些政策法規(guī)包括財政補貼、稅收優(yōu)惠、項目支持等多種形式,旨在鼓勵企業(yè)、科研機構(gòu)和農(nóng)民積極參與農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設。10.2標準體系構(gòu)建農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標準體系的構(gòu)建是推動農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)健康發(fā)展的重要保障。為了規(guī)范農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品生產(chǎn)和市場應用,我國正逐步建立健全農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標準體系。10.2.1標準體系框架農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標準體系主要包括以下幾個方面:(1)基礎通用標準:包括術(shù)語、符號、分類與編碼等;(2)技術(shù)標準:包括傳感器、傳輸設備、數(shù)據(jù)處理與分析、信息安全等;(3)應用標準:包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、管理、服務等方面的標準;(4)管理與評價標準:包括項目評估、效果評價、運維管理等。10.2.2標準制定與實施我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標準制定與實施工作已取得一定成果。截至目前已發(fā)布農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相關國家標準和行業(yè)標準數(shù)十項。各地也在積極推動地方標準的制定和實施。10.3政策與標準實施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)政策與標準的實施,旨在推動農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及和應用,提高農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平。10.3.1政策實施政策實施方面,各級要加強對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)政策法規(guī)的宣傳和解讀,提高農(nóng)民和企業(yè)對政策的認識。同時加大政策支持力度,保證政策落地生根。10.3.2標準實施標準實施方面,相關部門要加強對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標準的宣傳、培訓和推廣,提高農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)從業(yè)人員的素質(zhì)。同時加強對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品和服務質(zhì)量的監(jiān)管,保證農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的安全、可靠和高效。通過對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)政策與標準的制定和實施,我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展將邁向一個新的階段,為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略提供有力支撐。第十一章農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)案例分析11.1典型案例分析11.1.1案例一:智能溫室控制系統(tǒng)我國某農(nóng)業(yè)科技有限公司運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),研發(fā)了一套智能溫室控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過傳感器實時監(jiān)測溫室內(nèi)的溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度等環(huán)境參數(shù),并利用人工智能算法自動調(diào)節(jié)通風、噴霧、補光等設備,以保證作物生長的最佳環(huán)境。該系統(tǒng)有效提高了作物產(chǎn)量和品質(zhì),降低了生產(chǎn)成本。11.1.2案例二:無人機植保應用某農(nóng)業(yè)植保公司采用無人機進行植保作業(yè),無人機搭載高精度傳感器,實時監(jiān)測作物生長情況,通過數(shù)據(jù)分析,為農(nóng)民提供精準的施肥、噴藥方案。無人機植保作業(yè)效率高,減少了人力投入,降低了農(nóng)藥使用量,提高了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。11.1.3案例三:智慧養(yǎng)殖管理系統(tǒng)某養(yǎng)殖企業(yè)運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),構(gòu)建了一套智慧養(yǎng)殖管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過傳感器實時監(jiān)測養(yǎng)殖環(huán)境,如溫度、濕度、光照、飼料消耗等,并利用大數(shù)據(jù)分析,為養(yǎng)殖戶提供養(yǎng)殖管理建議。系統(tǒng)還具備遠程監(jiān)控功能,養(yǎng)殖戶可隨時掌握養(yǎng)殖場動態(tài),提高養(yǎng)殖效益。11.2成功案例經(jīng)驗總結(jié)11.2.1技術(shù)創(chuàng)新是關鍵11.2.2政策扶持是保障在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領域的政策扶持,為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了有力保障。政策引導和資金支持,有助于企業(yè)降低研發(fā)成本,加快技術(shù)創(chuàng)新

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