基於無線感測器網路的設施農業

① 智慧設施農業的主要功能有哪些

（1）監控功能

農業溫室大棚由骨架和覆膜組成，用於農作物生長提供一個可控的空間。

② 農業物聯網的物聯應用

實時監測功能
通過感測設備實時採集溫室（大棚）內的空氣溫度、空氣濕度、二氧化碳、光照、土壤水分、土壤溫度、棚外溫度與風速等數據；將數據通過移動通訊網路傳輸給服務管理平台，服務服管理平台對數據進行分析處理。
遠程式控制制功能
針對條件較好的大棚，安裝有電動卷簾，排風機，電動灌溉系統等機電設備，可實現遠程式控制制功能。農戶可通過手機或電腦登錄系統，控制溫室內的水閥、排風機、卷簾機的開關；也可設定好控制邏輯，系統會根據內外情況自動開啟或關閉卷簾機、水閥、風機等大棚機電設備。
查詢功能
農戶使用手機或電腦登錄系統後，可以實時查詢溫室（大棚）內的各項環境參數、歷史溫濕度曲線、歷史機電設備操作記錄、歷史照片等信息； 登錄系統後，還可以查詢當地的農業政策、市場行情、供求信息、專家通告等，實現有針對性的綜合信息服務。
警告功能
警告功能需預先設定適合條件的上限值和下限值，設定值可根據農作物種類、生長周期和季節的變化進行修改。 當某個數據超出限值時，系統立即將警告信息發送給相應的農戶，提示農戶及時採取措施。
農業物聯網區域試驗工程工作方案
為貫徹落實黨的十八大精神，切實促進工業化、信息化、城鎮化和農業現代化同步發展，充分利用現代信息技術改造傳統農業，不斷提高農業資源利用率和勞動生產率，推動農業發展向集約型、規模化轉變，提升農業現代化水平。農業部決定啟動農業物聯網區域試驗工程（下稱區試工程），選擇有一定工作基礎的天津、上海、安徽三省市率先開展試點試驗工作。為確保區試工程順利進行，制定如下方案。一、實施農業物聯網區域試驗工程具有重要意義當前，我國農業現代化進程明顯加快，但也面臨著資源、環境與市場的多重約束，保障糧食安全、食品安全、生態安全的壓力依然存在，確保農民穩定增收的任務越來越重。實施區試工程，對於探索農業物聯網理論研究、系統集成、重點領域、發展模式及推進路徑，提高農業物聯網理論及應用水平，促進農業生產方式轉變、農民增收有重要意義。（一）實施區試工程，有利於把握物聯網等信息技術的特點及在農業領域的應用規律，探索形成農業物聯網發展模式。信息技術是新生事物，是多種學科技術的集成，兼具系統性和整體性。農業是個古老產業，兼具地域性、季節性和多樣性，這就決定了信息技術改造傳統農業的復雜性和艱巨性。實施區試工程，研究物聯網技術在不同產品、不同領域的集成、組裝模式和技術實現路徑，逐步構建農業物聯網應用模式，促進農業物聯網基礎理論研究、適用技術和產品研發，探索構建國家農業物聯網標准框架體系及相關公共服務平台，將為推動農業物聯網產業大發展奠定堅實基礎。（二）實施區試工程，有利於積累農業物聯網應用經驗，促進農業物聯網科學發展。目前，我國農業物聯網應用尚處於嘗試性起步階段，整體應用水平和建設規模明顯落後於電力、醫療、環保等其它行業。各地農業物聯網應用示範基本呈各自為戰、散兵游勇式發展，點多面廣，嚴重缺乏頂層設計，為示範而示範的現象較普遍，重復投入問題較突出，可持續發展商業模式較少。實施區試工程，有利於逐步理清發展思路、明確發展方向和重點，為全面、整體、系統推進農業物聯網積累經驗。（三）實施區試工程，有利於調動地方農業部門積極性，整合各方力量共同推進農業物聯網應用。雖然一些地方農業部門發展農業物聯網的積極性較高，但由於缺乏穩定投入，系統推動的後勁明顯不足，一定程度上影響了農業物聯網效果發揮和長遠發展。實施區試工程，不僅有利於調動地方農業部門積極性，更重要的是通過政府工程項目的示範、引導和帶動，能夠促進社會各方資源整合、形成合力，共同推進農業物聯網發展。二、目標和重點任務（一）工程目標。開展農業物聯網應用理論研究，探索農業物聯網應用主攻方向、重點領域、發展模式及推進路徑；開展農業物聯網技術研發與系統集成，構建農業物聯網應用技術、標准、政策體系；構建農業物聯網公共服務平台；建立中央與地方、政府與市場、產學研和多部門協同推進的創新機制和可持續發展的商業模式；適時開展成功經驗模式的推廣應用。（二）總體思路。按照「統一規劃、系統設計、領域側重、統分結合、整體推進、跨越發展」的總體思路組織實施。遵從「先集中規劃後分區試驗，先集中建平台後組裝集成，先試點試驗、積累經驗後推廣應用」的指導思想分步推進實施。在系統規劃設計的同時，支持天津、上海和安徽根據各自經濟、社會及農業發展水平和產業特點，分別以設施農業與水產養殖、農產品質量安全全程監控和農業電子商務推進、大田糧食作物生產監測為重點領域開展試驗示範，力圖探索形成農業物聯網可看、可用、可持續的推廣應用模式，逐步構建農業物聯網理論體系、技術體系、應用體系、標准體系、組織體系、制度體系和政策體系，並在全國范圍內分區分階段推廣應用。（三）重點任務一是研究和部署農業物聯網公共服務平台。面向農業物聯網重大行業應用，重點突破多源信息融合、海量信息分布式管理、智能信息服務等關鍵技術，構建農業物聯網公共服務平台，開展面向農業資源規劃與管理、生產過程精準管理、農產品質量安全溯源等領域的共性的服務。二是研究和制定一批農業物聯網應用行業標准。聯合產學研用單位，研究和編制農業領域條形碼（一維碼、二維碼）、電子標簽（RFID）等的使用規范，制修訂一批農業物聯網感測器及感測節點、數據採集、應用軟體介面、服務對象注冊以及面向大田、設施農業、農產品質量安全監管應用等方面標准。三是中試和熟化一批農業物聯網關鍵技術和裝備。圍繞區域主導產業，重點中試和熟化動植物環境（土壤、水、大氣）、生命信息（生長、發育、營養、病變、脅迫等）感測器，研製成熟度、營養組分、形態、有害物殘留、產品包裝標識等感測器，開展農業物聯網技術和裝備的系統引進和自主研發，加強動植物生長過程數字化監測手段、模型研究，突破農業物聯網的核心技術和關鍵技術。四是形成一批可推廣的技術應用模式。針對設施農業與水產養殖、農產品質量安全、農業電子商務、大田糧食作物生產等的監測監控，分別研發系列專用感測、傳輸、控制等設備，開發相應的軟體和管理信息系統，從而構建全程技術體系及可持續發展機制。五是培育農業物聯網產業。按照引進消化吸收再創新的思路，圍繞農業物聯網的感知識別、數據傳輸、數據處理、智能控制和信息服務等環節，積極引導和推進農業物聯網設備製造、軟體開發及相關服務，培育一批農業物聯網產業化研究基地、中試基地和生產基地，促進農業物聯網新興產業發展。六是強化政策措施研究。總結區試工程經驗，研究提出促進農業物聯網應用推廣的政策建議，積極推動相關政策措施出台，營造農業物聯網發展的良好環境。三、試驗布局圍繞天津、上海和安徽農業特色產業和重點領域，統籌考慮行業及產業鏈布局，逐步實現物聯網技術在農業全產業鏈的滲透和試點省市的整體推進。（一）天津設施農業與水產養殖物聯網試驗區天津毗鄰北京，經濟和交通條件好，區位優勢明顯。設施農業發達，目前擁有高標准設施農業面積60萬畝，水產養殖面積62萬畝，規模化水產養殖小區55個，蔬菜和水產品自給率高。試驗重點是在現代農業示範基地、龍頭企業、農民專業合作社和水產養殖小區等開展設施農業與水產養殖物聯網技術應用示範，探索不同種類農產品、不同類型農業生產經營主體農業物聯網應用模式；開展農產品批發市場物流信息化管理，探索利用信息技術構建新型農產品流通格局，有效減少交易環節，提高交易效率。一是設施農業與水產養殖環境信息採集技術產品集成應用。選擇現代農業示範基地、龍頭企業、農民專業合作社和水產養殖小區，探索不同種類農產品、不同類型農業生產經營主體農業物聯網技術應用模式及可持續商業模式。二是設施農業生命信息感知技術引進與創新。積極引進消化吸收國外先進的作物生命信息感知技術和設備，實現農作物徑流、葉面溫度、蒸騰量等作物關鍵生理生態信息在線獲取，實現即時灌溉決策與在線營養診斷。三是設施蔬菜病蟲害和水產病害特徵信息提取與預警防控。融合設施環境、視頻、動植物生命感知信息，引進創新設施農業病蟲害和水產主要病害特徵信息提取技術，實現設施農業主要作物的重點病蟲害和水產主要病害信息實時提取與預警、事前防治與控制。四是探索設施農業物聯網應用平台與服務模式。集成現有農業信息服務系統，構建設施農業物聯網集成應用服務平台，面向農業主管部門、生產基地、農民專業合作社、基層農技人員、農戶等提供多渠道、內容豐富的設施農業與水產養殖物聯網應用服務；總結形成可持續、可推廣的設施農業與水產養殖物聯網應用服務模式。五是農產品交易流通平台。以天津韓家墅海吉星農產品批發市場為主體，綜合利用物聯網等現代信息技術，開展農產品質量追溯，實現物流、配送、倉儲高效管理，並依託深圳農產品股份有限公司分布在全國的26個農產品批發市場，探索構建「產地裝車、銷地卸車、網上交易撮合、單品種全國互聯互通」的新型農產品流通格局。（二）上海農產品質量安全監管試驗區上海是國際化大都市，農產品主要依靠外阜輸入，保證農產品質量安全是一項重大民生工程，探索應用物聯網技術開展農產品質量安全監管試驗，對確保大中城市食品安全具有普遍意義。試驗重點是農產品（水稻、綠葉菜、動物及動物產品）生產加工、冷鏈物流和市場銷售等環節的物聯網技術應用，藉助無線射頻識別技術和條碼技術，搭建農產品監管公共服務平台，實現對農產品生產、流通等環節全過程智能化監控，有效追溯農產品生產、運輸、儲存、消費全過程信息。一是建設農產品安全生產管理物聯網系統。集成無線感測器網路，研究生產環境信息實時在線採集技術，研究生產履歷信息現場快速採集技術，開發農產品安全生產管理物聯網系統，實現產前提示、產中預警和產後反饋。二是建設農業投入品監管物聯網系統。在農業生產環節，建立水稻、綠葉菜等農產品田間操作電子化檔案，對農業投入品進行規范管理，做到來源清楚，領用清晰，用量明確。三是農產品冷鏈物流物聯網技術引進與創新。引進、消化國外農業物聯網先進技術，在消化吸收相關技術基礎上，研製集多種感測器、車輛定位、無線傳輸於一體的冷鏈物流過程監測設備，力爭在穩定性、可靠性、低成本和低能耗方面有進展。開發農產品冷鏈物流過程監測與預警系統，實現基於物流過程的實時化監測與智能化決策。四是農產品全程質量安全監管物聯網應用平台構建與服務模式創新。構建農產品質量安全監管綜合資料庫，開發農產品質量安全監管物聯網應用平台，提供從農田到餐桌為主線的物聯網綜合應用服務，實現以追溯為核心的多方式溯源服務。培育農業物聯網應用示範基地、示範企業與工程技術研究中心。積極探索商業化服務模式。五是農產品電子商務平台應用示範。以農產品電子商務平台建設為突破口，重點支持農產品電子商務與農產品追溯系統的深度融合，加快建設和推廣從農產品生產至終端銷售全程追溯的應用系統，搭建農產品產銷服務信息平台。（三）安徽大田生產物聯網試驗區安徽是典型的農業大省，對保障國家糧食安全具有重要意義。試驗以大田作物「四情」（苗情、墒情、病蟲情、災情）監測服務為重點，通過遠程視頻監控與先進感知相結合的農情數據信息實時採集、高效低成本信息傳輸和計算機智能決策技術的集成應用，實現大田作物全生育期動態監測預警和生產調度。一是建設大田作物農情監測系統。基於感測網數據採集，集成開發大田作物農情監測系統，實現對農田生態環境和作物苗情、墒情、病蟲情以及災情的動態高精度監測。二是建立基於感知數據的大田生產智能決策系統。基於信息採集點感知數據，集成農業生產管理知識模型，開發大田生產智能決策系統，實現科學施肥、節水灌溉、病蟲害預警防治等生產措施的智能化管理。三是建立基於物聯網的農機作業質量監控與調度指揮系統。在糧食主產區，基於無線感測、定位導航與地理信息技術，開發農機作業質量監控終端與調度指揮系統，實現農機資源管理、田間作業質量監控和跨區調度指揮。四是構建集成於12316平台的大田生產信息綜合服務平台。以12316平台為基礎，集成現有信息資源和各類專業服務系統，構建大田生產信息綜合服務平台，為農情監測、生產決策、農產品質量安全管理、農機調度、市場監測預警等農業生產經營活動提供全方位的信息服務。五是大田生產物聯網技術應用示範區建設。在小麥、水稻等主產縣（市、區）建設大田生產物聯網技術應用示範區，開展「四情」監測預警、農業生產管理、農機作業調度等物聯網技術應用示範，探索物聯網在大田作物生產上的技術應用模式和機制。六是探索農業物聯網應用模式。在設施蔬菜、畜牧、漁業、茶葉、水果等產業，依託國家級、省級現代農業示範區、龍頭企業，省級農民專業合作社示範社和規模種養殖場開展農業物聯網應用試點，探索適合不同種類農產品、不同類型農業生產經營主體的農業物聯網應用模式。四、條件保障（一）加強組織領導。為有序、高效推進區試工程任務，必須建立強有力的組織保障。區試工作由農業部農業信息化領導小組統一領導，組建區試工程技術專家組，由國家有關科研、教育系統的專家參與，負責研究制定區試工程總體技術解決方案，指導區試工程建設，研究和突破關鍵技術，制定農業物聯網相關標准等。試點省市要成立以分管省市領導為組長、農業部門主要負責同志為副組長、涉農部門為成員的領導小組及技術專家組，負責推進本省區試工程。（二）明確工作分工。農業部負責組織制定區試工程總體實施方案，統籌推進區試工程，組織專家開展農業物聯網應用理論、標准規范、共性技術和設備研究與熟化工作，構建農業物聯網公共服務平台，開展應用模式及經驗推廣；試點省市領導小組及農業主管部門負責制定本地區實施方案、落實配套經費、推進區試工程及技術成果的示範與推廣、加強資金監管及提高補助資金使用效益等工作。（三）確保穩定投入。要按區試總體方案安排，建立穩定的投入機制，以確保區試工程整體、穩步推進。農業部負責監督中央補助資金使用。試點省市要按不少於1:1的比例落實配套資金，並制定相應資金管理辦法；注重積極引導有關IT企業和有實力的農業生產經營主體投資參與區試工程，逐步形成多元化投資格局。注重商業模式的培育，探索可持續發展機制。

③ 智慧農業是什麼意思

智慧農業是現代信息技術與傳統農業深度融合形成的數字化農業方式，是在信息技術和先進裝備條件的基礎上，實現生產過程的精準感知、智能控制、智慧管理，追求農業更高資源利用率、更高勞動生產率和更好從業體驗感的農業形態。

智慧農業是現代農業的高級形式，以數據、系統、智能裝備為特徵要素，與傳統農業中的土地、動植物、生產工具等生產要素深度融合，實現生產作業精準化、管理決策自主化、產業提升鏈式化，促進農業進入生產便捷、管理高效、產業協調的現代農業新時代。

近日，中央網信辦、農業農村部等 10 部門聯合印發了《數字鄉村發展行動計劃（2022-2025年）》（以下簡稱《行動計劃》），明確提出「智慧農業創新發展行動」，以加快推動智慧農業發展。發展智慧農業是數字鄉村建設的重要內容，更是破解我國「三農」問題、構築現代農業國際競爭新優勢的迫切需要，對於我國農業現代化建設和實施鄉村振興戰略具有重大引領與推動作用。

智慧農業具有鮮明的數字化、系統化、智能化特徵。智慧農業按領域劃分，會形成諸如智慧種植業、智慧養殖業、智慧加工業等多個生產類型，按應用場景劃分會形成智慧農場、智慧溫室、智慧加工廠等多個場所類別，但無論是哪一種形式，都離不開大數據、先進系統、智能裝備、數字化基礎設施等核心要素。

數據可視化通過自主研發引擎，利用數字孿生技術實現智慧農業遠程監控系統，為農作物品類逐步建立起「氣候，土壤，農事，生理」四位一體的農業生產與評估模型，將農業生產從以人為中心的傳統模式，以數字化為中心的可視化模式，通過數據驅動農業生產標准化的真正落地，進而實現農產品定製化生產。Hightopo集成平台從信息導引與發布系統獲取實時的設備運行狀態數據，同時監視信息導引與發布系統的運行、遠程開啟 / 關閉等。

通過遠程式控制制或自主控制，實現農場作業全過程的智能化、無人化，探索建立追溯管理與風險預警、應急召回聯動機制，加強大數據採集、傳輸、存儲、共享、安全等標准體系建設，推進農產品質量安全信息化監管。圖撲軟體數字孿生技術本身具有的高效決策、 深度分析等特點，將有力推動數字產業化和產業數字化進程。

④ 無線感測器的應用實例

橋梁健康檢測及監測橋梁結構健康監測(SHM)是一種基於感測器的主動防禦型方法，可以彌補目前安全性能十分重要的結構中，把感測器網路安置到橋梁、建築和飛機中，利用感測器進行SHM是一種可靠且不昂貴的做法，可以在第一時間檢測到缺陷的形成。這種網路可以提早向維修人員報告在關鍵結構中出現的缺陷，從而避免災難性事故。糧倉溫濕度監測無線感測器網路技術在糧庫糧倉溫度濕度監測領域應用最為普遍，這是由於糧庫糧倉溫度濕度的測點多，分布廣，使用縱橫交錯的信號線會降低防火安全系數，應用無線感測器網路技術具有低功耗，低成本，布線簡單，安裝方便，易於組網，便於管理維護等特點。混凝土澆灌溫度監測在混凝土施工過程中，將數字溫度感測器裝入導熱良好的金屬套管內，可保證感測器對混凝土溫度變化作出迅速的反應。每個溫度監測金屬管接入一個無線溫度節點，整個現場的無線溫度節點通過無線網路傳輸到施工監控中心，不需要在施工現場布放長電纜，安裝布放方便，能夠有效解決溫度測量點因為施工人員損壞電纜造成的成活率較低的問題.地震監測通過使用由大量互連的微型感測器節點組成的感測器網路，可以對不同環境進行不間斷的高精度數據搜集。採用低功耗的無線通信模塊和無線通信協議可以使感測器網路的生命期延續很長時間。保證了感測器網路的實用性。無線感測器網路相對於傳統的網路，其最明顯的特色可以用六個字來概括即：「自組織，自癒合」。這些特點使得無線感測器網路能夠適應復雜多變的環境，去監測人力難以到達的惡劣環境地區。BEETECH無線感測器網路節點體積小巧,不需現場拉線供電，非常方便在應急情況下進行靈活部署監測並預測地質災害的發生情況。建築物振動檢測建築物懸臂部分不會因為旁邊公路及地鐵交通所引發的振動而超過舒適度的要求；通過現場測量，收集數據以驗證由公路及地鐵交通所引發的振動與主樓懸臂振動之相互關系； 同時，通過模態分析得到主樓結構在小振幅脈動振動工況下前幾階振動模態的阻尼比，為將來進行結構的小振幅動力分析提供關鍵數據。本次應用採用高精度加速度感測器，捕捉大型結構微弱振動，同樣適用於風載，車輛等引起的脈動測量。

⑤ 物聯網助力農業「智慧溫室」 大棚變身智能工廠

我國設施農業溫室大棚建設中，還存在著網路化程度低，運行管理落後以及環境調控水平有待進一步提升等諸多方面的問題，制約了設施農業溫室大棚整體生產效率的提高。為了解決設施農業溫室大棚生產中所存在的一系列問題，本文基於物聯網技術，探討物聯網技術在設施農業溫室大棚中的應用設計，並研發一種設施農業溫室大棚智能控制系統。希望本研究能夠推動設施農業溫室大棚的科學管理，推動農業溫室大棚朝向科學化、網路化、智能化、自動化方向發展。

從總體上來看，互聯網是新一代信息技術，物聯網融合了互聯網、感測網、感測元件和智能信息處理相關方面的內容。物聯網最初源於網路化無線射頻識別系統，隨後，慢慢發展成熟。截止到今日，學術界尚未對物聯網的概念達成統一的共識，專家學者們對物聯網的定義眾說紛紜。我們普遍認可的一種說法是物聯網是一種基於有線和無線通信方式，通過感測器、衛星定位、射頻識別等採集物體信息，並把這些信息上傳至互聯網，實現對現實生活中物品的精準定位識別以及監控和管理。物聯網技術在農業生產中的廣泛應用主要體現於農業服務、農業管理和農業生產經營等環節，從物聯網技術特點角度，可以把物聯網技術分成傳輸層、感知層和應用層。每一個技術層都發揮著各自的功能，其中，第一，感知層。感知層常作為農業物聯網的基礎，為應用層和傳輸層提供了更加可靠的數據支撐，具體來講，感知層通過衛星定位、遙感技術、智能感測器等來全面採集日常生活中的物品信息，如農作物長勢信息、土壤信息、環境信息、產品物流信息等。第二，傳輸層。農業物聯網中間環節傳輸層利用互聯網、移動通信網、區域網等來實現對感知層採集物體數據信息的傳輸，把數據安全穩定地傳輸至應用層。同樣的，對於應用層處理後的數據，也經過傳輸層來回饋至感知層設備終端，為農業生產提供指導。第三，應用層。應用層可以說是整個農業物聯網的頂層環節，具體包括農產品追溯領域、大田種植領域、設施養殖領域、設施園藝領域、農產品物流領域等。在應用層，實現了數據融合、數據管理、數據預警、智能控制、診斷推理等，助推農業生產過程更加智能化、高效化、集約化的實現。

設施農業溫室大棚環境參數及特點從總體上來看，園藝作物能否得到 健康 生長，一方面取決於自身的遺傳特性，另一方面就與所生長的環境息息相關。環境因子主要包括溫度、濕度、光照、氣體因子等，在溫室大棚內部，通過控制各項環境因子在適宜的水平，能夠有效地提高農作物的質量與產量。

第一，溫度。溫度是影響園藝作物呼吸作用和光合作用的重要因素，每一種農作物生長都有適宜的溫度范圍，並滿足「三基點」要求。「三基點」具體包括溫度下限、溫度上限以及最適生長溫度，例如：對於光合作用而言，農作物最適宜生長溫度范圍在20℃~25℃；對於呼吸作用而言，農作物最適宜的呼吸溫度范圍在36℃~40℃。需要強調的是，對於設施農業溫室大棚的環境，也應該保持一定的晝夜溫差。那麼，如何調控設施農業大棚溫度呢？一般情況下，我們主要採用電熱採暖、熱風採暖、熱水採暖3種方式進行加溫，我們廠採用水分蒸發、遮陽、通風的方式進行環境的降溫。在必要的情況下，由於溫度和濕度之間存在著一定的關聯性，升溫和降溫都會引發溫室大棚內部濕度的改變，我們還要考慮到濕度改變對農作物生長的影響。

第二，濕度。濕度可以說是影響農作物生長的最重要的環境因子，一般情況下，農作物的含水量為60%~80%，而農作物的生理過程幾乎都離不開水分的參與，如蒸騰作用、呼吸作用、光合作用。對於設施農業溫室大棚而言，其內部環境的濕度是由土壤濕度和空氣濕度共同決定的。溫室大棚本身是密閉的微環境，我們常常對其進行降濕處理，一般情況下，我們可以採用通風的方式來去除空氣中多餘的水分，也可以採用一定的吸附材料來降低空氣的濕度。第三，光照強度。植物的光合作用離不開光照，並且光合作用的速率也隨著光照強度的改變而發生變化，眾所周知，對於農作物而言，每一種農作物都對應一個光飽和點。低於這個光飽和點，農作物的生長受到限制，而高於這個光飽和點，即便是光照強度加大，農作物光合作用也不再加快。大多數的農作物最適光照強度范圍是8000~12000lux，而我們常常採用遮光和補光操作的辦法，能讓農作物盡可能在最適光照強度范圍內生長。利用人工光源，人為地延長光照時間或者提高光照強度進行補光操作，利用遮陽網來進行遮光操作。

設施農業溫室大棚智能控制系統設計依據各項溫室大棚環境參數，本文設計的物聯網體系架構包括感知層、傳輸層和應用層，以乙太網接入區域網絡，實現了對溫室大棚的自動化、智能化、科學化控制，大大提高了農業生產的效率。

⑥ 農業物聯網可以應用在哪些領域

農業物聯網的應用主要集中在農業資源監測和利用、農業生態環境監測、農業生產精細管理和農產品安全溯源等方面。
一、農業資源監測和利用領域
在農業資源監測和利用領域，利用各種資源衛星收集國土資源情況，利用先進的感測器、信息傳輸和互聯網等綜合化信息監測、傳輸、分析平台實現區域農業的統籌規劃和資源監測。如美國加州大學洛杉磯分校建立的林業資源環境監測網路，通過對加州地區的森林資源進行實時監測，為相應部門提供實時的資源利用信息，為統籌管理林業提供支撐。歐洲主要利用資源衛星對土地利用信息進行實時監測，其中，法國利用通信衛星技術對災害性天氣進行預報，對病蟲害進行測報。
二、農業生態環境監測領域
在農業生態環境監測領域，農業物聯網主要利用高科技手段構建先進農業生態環境監測網路，利用無線感測器技術、信息融合傳輸技術和智能分析技術感知生態環境變化。如美國加州大學伯克利分校的研究人員通過無線感測器網路對大鴨島上海燕的棲息情況進行了9個月周期性的環境監測，採用區域化靜態MICA感測器節點部署，實現了無人侵、無破壞的對敏感野生動物及其棲息地的監測。美國、法國和日本等一些國家主要綜合運用建立覆蓋全國的農業信息化平台，實現對農業生態環境的自動監測，保證農業生態環境的可持續發展。
三、農業生產精細管理領域
在農業生產精細管理領域，將光、溫、水、氣、土、生物等農業物聯網感測器布局於大田作物生產、果園種植、畜禽水產養殖等方面，實現不間斷化感知、實時化決策、精細化生產。如2002年英特爾公司率先在美國俄勒岡州建立了世界上第一個無線感測器網路葡萄園。通過採用Crossbow公司的Mote系列感測器，每隔一分鍾採集一次光照、土壤溫濕度等數據，實時監控葡萄生長環境的細微變化，確保葡萄的健康生長；2004年美國喬治亞州的兩個農場使用了與無線互聯網配套的遠距離視頻系統和GPS定位技術，分別監控蔬菜的包裝和灌溉系統。荷蘭VELOS智能化母豬管理系統，能夠實現自動供料、自動管理、自動數據傳輸和自動報警。泰國初步形成了小規模的水產養殖物聯網，解決了RFID技術在水產品領域的應用難題。
四、在農產品安全溯源領域
在農產品安全溯源領域，利用條碼技術和RFID技術等來跟蹤、識別、監測農產品的生產、運輸、消費過程，保證農產品的質量安全。例如2001年起，加拿大肉牛使用一維條形碼耳標之後又過渡電子耳標；2004年日本基於RFID技術構建了農產品追溯試驗系統，利用RFID標簽，實現了對農產品流通管理和個體識別。近年來，RFID的應用更加廣泛並由此形成了自動識別技術與裝備製造產業。據美國市調公司ABIresearch2007年度第一季報告顯示，2006年全球RFID市場為38.12億美元，其中亞太地區已躍為全球最大市場，規模為14.07億美元。

⑦ 無線感測器有哪些應用實例

隨著物聯網無線感測器技術不斷提高，越來越得到廣泛應用，主要用於石油化工，電力，工業製造，醫葯，農業，養殖，市政等領域，不僅提高了工作效率，還降低了生產成本。這里，小編結合用戶實際需求盤點了聯網無線感測器技術的十大典型應用實例。

一、EMS能源數據無線監控
針對美的集團的一個總廠，下面有7個分廠（總裝一分廠、總裝二分廠、總裝三分廠、輕商分廠、注塑分廠、電子分廠、部裝分廠）的監控和信息分析。
1、實現對各分廠的各線體現場電能表、各種流量計量表（如壓縮空氣流量、石油氣流量、氧氣流量、氮氣流量等）的實時數據採集及監控
2、實現各分廠的各線體的用電量、用壓縮空氣量、用石油氣量、用氮氣量、用氧氣量等的計算、統計、分析
3、實現統計報表功能、實時數據和狀態顯示功能、歷史和實時曲線功能、遠程式控制制功能、管理功能、冗餘功能
4、要求系統具有良好的開放性，可以與其它信息系統等進行數據交換
二、地下管溝水位監測
為了確保上海迪斯尼樂園整個園區後期的安全運營，需要對供排水管道網路進行科學周到的監控管理。
1、一共有六個點需要監測地下管溝的水位。
2、當水位超標時，將信號上傳至電腦或手機上。
三、電廠管網壓力、流量、溫度無線監控
廣東羅定電廠管網壓力、流量、溫度無線監測主要監測管網的壓力、流量、溫度，以及閥門開度等等參數，並在需要時對閥門進行開、關操作。該系統由監控中心、通信網路、測控終端等組成。
各個管網監測點的數據採集終端可監視和採集溫度、壓力、流量等等參數，同時具備遠程式控制制功能，可進行管網閥門的開關調度及顯示。數據存入資料庫供控制中心及有關部門分析和決策取用，並能保存至少兩年以上，提高工作效率。

⑧ 農業物聯網技術在蔬菜、溫室大棚的應用

農業物聯網技術在蔬菜、溫室大棚的應用

「農業物聯網」就是物聯網技術在農業生產、經營、管理和服務中的具體應用。按照物聯網技術架構，農業物聯網仍然通過「感知—傳輸—應用」的途徑來實現對農業的應用。「感知」就是運用各類感測器，如溫濕度感測器、光照強度感測器、PH值感測器、CO2感測器等設備，實時地採集大田種植、設施園藝、畜禽養殖、水產養殖和農產品運輸等環境中的溫度、濕度、PH值、光照強度、土壤養分、CO2濃度等物理量參數信息；「傳輸」就是建立數據傳輸和轉換方法，通過局部的無線網路、互聯網、移動通信網等各種通信網路交互傳遞，實現農業生產環境信息的有效傳輸；「應用」就是將獲取的大量農業信息進行融合、處理，使技術人員對多個大棚的環境進行監測控制和智能管理，保證農作物有一個良好的、適宜的生長環境，達到增產、改善品質、調節生長周期、提高經濟效益的目的，進而實現農業生產集約、高產、優質、高效、生態和安全的目標。

蔬菜大棚、溫室大棚主要用於不適合蔬菜生長的季節，模擬蔬菜生長的自然條件，提供蔬菜適合生長的環境，而這個環境的實現不能憑感覺，需要引入農業物聯網溫室環境監控技術解決蔬菜生長環境的可控性，達到提高蔬菜生產效益的目的。

一、蔬菜溫室大棚控制系統構建：

一個完整的蔬菜溫室大棚自動控制系統包括數據採集、數據傳輸、數據分析和生產操作系統等部分，每個部分在蔬菜生產中具有不同的功能，這些功能組合起來完成蔬菜生產的全過程。

二、蔬菜溫室大棚物聯網環境自動控制系統主要包括以下幾個分系統部分：

1.數據採集系統：

數據採集系統由無線感測器、供電電源或者蓄電池等組成；現場的監測元件包括溫濕度、CO2濃度、土壤溫濕度、土壤養分等監測元件。數據採集系統主要負責溫室大棚內部的光照、溫度、濕度和土壤含水量以及視頻等數據的採集和控制。

2.數據傳輸系統：

數據傳輸系統由數據採集感測器，包括溫度感測器、濕度感測器、光照強度感測器、光合有效輻射感測器、土壤溫濕度感測器、CO2感測器、風向感測器等組成。傳輸方式：外部網路以基於IP網路技術和GPRS通信網路為基礎進行傳輸；內部網路則採用短距離、低功率的ZigBee無線通信技術。基於ZigBee的無線傳輸模式中，感測器採集的數據通過ZigBee發送模塊傳送到中心節點上，同時，用戶終端和一體化控制器間傳送的控制指令也傳送到中心節點上，中心節點再經過邊緣網關將感測器數據、控制指令發送到上位機的業務平台。技術人員可以通過有線網路/無線網路訪問上位機系統業務平台，實時監測大棚現場的感測器參數，控制大棚現場的相關設備。

3.數據分析系統：

數據分析及顯示部分包括電腦、軟體、無線接收模塊、報警系統，依據不同的環境、作物、生長期，實施不同的控制方案。

4.實地環境操控系統：

該分系統包括的灌溉控制系統可進行滴澆灌和微噴霧系統的控制，實現遠程自動灌溉；土壤環境監測系統則利用土壤水分感測器、土壤濕度感測器等來實時獲取土壤水分、濕度等數據，為灌溉控制系統和溫濕度控制系統提供環境信息；溫濕度監控系統可利用高精度感測器來採集農作物的生長環境信息，設定環境指標參數，當環境指標超出參數范圍時，可自動啟動風機降溫系統、水暖加溫系統、空氣內循環系統等，以進行環境溫濕度的調節。

利用農貿行業物聯網建設的蔬菜溫室大棚，能為溫室大棚種植提供有效的控制蔬菜的生長環境的先進技術，使蔬菜獲得適宜的生長環境，增加產量，以實現跨季節的蔬菜培育。

⑨ 農業物聯網是什麼

一、什麼是農業物聯網？

No1：農業物聯網是農業現代化的重要標志

農業物聯網的實質是將物聯網技術應用於農業生產經營，使其更具有信息化、智能化。農業物聯網的實例化應用就是在感知端使用大量的感測設備（如農業環境信息的感測器、圖像採集、RFID 等），廣泛地採集農業生產、管理、經營等環境的各類信息（如大田種植、設施園藝、畜牧水產養殖、農產品溯源等領域），建立相對統一的數據傳輸協議與多源的數據格式轉換辦法，因地制宜交互使用無線感測器網、移動通信網和互聯網等傳輸通道，實現農業信息多尺度、多源有效的傳遞。最後通過雲計算、大數據等多重信息技術的深度融合與處理，通過智能化調控終端實現農業的閉環控制，實現農業的自動化、最優化控制。實際上，物聯網是智慧農業的核心。

「農業物聯網主要有感知、傳輸和控制三大作用，」中國農科院信息所所長許世衛解釋，「農業物聯網不僅能感知水、肥、熱、氣等外部環境變數，還能感知生物本體，比如對水稻葉片中的各種營養元素的感知。如果感知到水稻葉片中葉綠素含量降低，說明缺氮了，需要添加氮肥，而等到肉眼看到葉片發黃再追肥就晚了。」

No2：農業物聯網架構模型

根據計算機網路架構模型的研究方法，國內外將農業物聯網架構模型分為感知層、傳輸層（網路層）、處理與應用層三個層次。

感知層主要包括各類感測器、RFID、RS、GPS以及二維條形碼等，採集各類農業相關信息（包括光、溫度、濕度、水分、肥力、土壤墒情、土壤電導率、溶解氧、酸鹼度和電導率等），實現對「物」的相關信息的識別和採集。傳輸層是在現有網路基礎上，將感知層採集的各類農業相關信息通過有線或無線方式傳輸到應用層 ；同時，將應用層的控制命令傳輸到感知層，使感知層的相關設備採取相應動作，比如開關打開或者關閉、釋放氧氣、增加溫度或者濕度以及設備重新定位等。

公共處理平台包括各類中間件以及公共核心處理技術，實現信息技術與行業的深度結合，完成物品信息的溝通、共享、決策、匯總等。

具體的應用服務系統是基於物聯構架的農業生產架構模型的最高層，主要包括各類具體的農業生產過程系統，如大田種植系統、設施園藝系統、水產養殖系統、畜禽養殖系統、農產品物流系統等。通過這些系統的具體應用，保證產前正確規劃以提高資源利用率，產中精細管理以提高資源利用率，產後高效流通實現安全溯源等多個方面，促進農業的高產、優質、高效、生態、安全。

（轉自搜狐科技網）

二、農業物聯網未來發展趨勢

目前，我國農業正處於傳統農業向現代農業轉型期，農業物聯網將發揮獨特而重要的作用，也為現代農業的發展提供了前所未有的機遇。利用智能化信息管理技術發展現代農業已成為當今各個發達國家農業發展的熱點之一。

農業物聯網發展現狀：2013年，農業部發布了《農業物聯網區域試驗工程工作方案》，方案中明確提出，實施區試工程，對於探索農業物聯網理論研究、系統集成、重點領域、發展模式及推進路徑，提高農業物聯網理論及應用水平，促進農業生產方式轉變、農民增收有重要意義。從深層次闡述了物聯網技術能夠提高農業生產效率，提升農產品附加值，實現農業增產與增收。

在發達國家，智慧農業已進入知識的處理、自動控制的開發以及網路技術的應用，滲透到農業各方面。 據介紹，國外採用物聯網相關技術，在溫室生產中大量採用無線感測器管理、調控溫度濕度、營養液供給以及pH值(氫離子濃度指數)、EC值(可溶性鹽含量)等，使設施蔬菜栽培條件達到最適宜水平。

藉助物聯網技術和雲計算技術，在遠程支持與服務平台上，建立智慧農業遠程託管中心，實現遠程栽培指導、遠程故障診斷、遠程信息監測、遠程設備維護等；將植物生長信息和生物技術、食品安全技術相結合，從種植各個環節解決農產品的安全問題；充分利用先進的RFID、物聯網、雲計算等技術，實現農業生產監測管理和產品安全追溯。目前，這項技術不但達到國際先進水平，而且已推向全國市場，廣泛應用於現代農業園區、大型農場、農業專業合作社等，深受用戶的認可，取得了較好的成績。

農業物聯網，即在大棚控制系統中，運用物聯網系統的溫度感測器、濕度感測器、Ph值感測器、光感測器、CO2感測器等設備，檢測環境中的溫度、相對濕度、Ph值、光照強度、土壤養分、CO2濃度等物理量參數，通過各種儀器儀表實時顯示或作為自動控制的參變數參與到自動控制中，保證農作物有一個良好的、適宜的生長環境。遠程式控制制的實現使種植人員在辦公室就能對多個大棚的環境進行監測控制。採用無線網路來測量獲得作物生長的適宜條件，可以為溫室精準調控提供科學依據，達到增產、改善品質、調節生長周期、提高經濟效益。

種植業離不開澆水、施肥、打葯，農民種地憑經驗、靠感覺，他們面朝黃土背朝天的在田裡耕作，並把這些經驗與方法一代代相傳，然而現在瓜果蔬菜該不該澆水，施肥、打葯，怎樣才能保持精確的濃度，溫度、濕度、光照、CO2濃度，如何實行按需供給？這些以往在作物不同生長周期憑經驗靠感覺「模糊」處理的問題，在農業物聯網面前開始了實時定量的「精確」把關。物聯網創造的「種地」模式的出現，已經成為打破傳統農業弊端的一種新型農業模式。這種通過物聯網技術開啟的智慧風暴，讓農業實現了「環境可測、生產可控、質量可溯」的目標。確保農產品質量安全，引領現代農業發展。

（轉自搜狐網-鑫芯物聯）
編輯於 2018-05-26 · 著作權歸作者所有
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