【正文】 送給觀察者。 目前無線技術在 農(nóng)業(yè)中的應用比較廣泛，但大都是具有基站星型拓撲結構的應用，并不是真正意義上的無線傳感器網(wǎng)絡。該嵌入式網(wǎng)關連接內(nèi)、外信息傳輸通道皆采用無線的方式，外部網(wǎng)絡以基于 IP 網(wǎng)絡技術、提供通用分組無線業(yè)務的 GPRS 通信網(wǎng)絡為基礎。生態(tài)農(nóng)業(yè)數(shù)字化管理系統(tǒng)以一定物理模式和邏輯模式的形式進行架設。每個 ZigBee監(jiān)測網(wǎng)絡有一個網(wǎng)關節(jié)點和若干的土壤溫濕度數(shù)據(jù)采集節(jié)點。此系統(tǒng)具有自動組網(wǎng)功能，無線網(wǎng)關一直處于監(jiān)聽狀態(tài)，新添加的無線傳感器節(jié)點會溫度傳感器 濕度 傳感器 CO2傳感器 光照 傳感器 。每個節(jié)點通過太陽能電池供電，電池電壓被隨時監(jiān)控，一旦電壓過低，節(jié)點會發(fā)出電壓過低的報警信號，發(fā)送成功后，節(jié)點進入睡眠狀態(tài)直到電量充足。通過 網(wǎng)關把數(shù)據(jù)傳給遠程監(jiān)控中心，便于用戶遠程監(jiān)控管理。當傳感器采集的信息超出正常值時，系統(tǒng)會自動警報。農(nóng)業(yè)設施智能控制系統(tǒng)的優(yōu)勢：（ 1）實吋性強，在正常情 況下，從終端發(fā)起控制命令 3 至 5秒將控制設備成功；（ 2）智能化強，如果設備發(fā)生故障或者網(wǎng)絡不通暢時則會進行智能提示，將原因和狀態(tài)向用戶返回，方便用戶第一時間內(nèi)獲取最新的設備信息；（ 3）穩(wěn)定性強，相比其他采集控制系統(tǒng)，此農(nóng)業(yè)設施智能控制系統(tǒng)將采集和控制相分離，多通道進行通信，采集與控制相互不干擾，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（ 2）攝像頭帶有云臺控制，可以方便的拉近拉遠， 360 度轉向監(jiān)控。可在溫室、庭院花園綠地、高速公路中央隔離帶、農(nóng)田井用灌溉區(qū)等區(qū)域 , 實現(xiàn)農(nóng)業(yè)與生態(tài)節(jié)水技術的定量化、規(guī)范化、模式化、集成化 ,促進節(jié)水農(nóng)業(yè)的快速和健康發(fā)展?？稍跍厥?、庭院花園綠地、高速公路中央隔離帶、農(nóng)田井用灌溉區(qū)等區(qū)域 , 實現(xiàn)農(nóng)業(yè)與生態(tài)節(jié)水技術的定量化、規(guī)范化、模式化、集成化 ,促進節(jié)水農(nóng)業(yè)的快速和健康發(fā)展。因缺乏技術標準參照，則不能規(guī)模性生產(chǎn)，因此終端設備成本偏高，很大程度上影響農(nóng)業(yè)作業(yè)中物聯(lián)網(wǎng)技術的推廣及應用。因此，信息學院本科學年論文 物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的應用研究 11 有必要統(tǒng)一行業(yè)相關標準，健全相應的體系，加強國家的資金投入和政策支持 (七 )智能農(nóng)業(yè)在應用領域的未來 應用自動控制和電子計算機實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和管理的自動化，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標志之一，近年來電子技術和信息技術的飛速發(fā)展 ， 帶來了溫室控制與管理技術方面的一場革命，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，園藝生產(chǎn)，動植物養(yǎng)殖等等方面有著廣泛的運用，對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的增產(chǎn)增質(zhì)增量產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益與社會效應 。 （ 3） 還有一類具有典型意義的應用是工廠化健康養(yǎng)殖作業(yè)，需要通過實現(xiàn)畜禽、水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測與控制。但是經(jīng)過科學研究， 物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領域 仍然具有遠大應用前景 ： （ 1）在農(nóng)田、果園等大規(guī)模生產(chǎn)方面，如何把農(nóng)業(yè)小環(huán)境的溫度、濕度、光照、降雨量等，土壤的有機質(zhì)含量、溫濕度、重金屬含量、 PH 值等，以及植物生長特征等信息進行實時獲取傳輸并利用，對于科學施肥、灌溉作業(yè)來說具有非常重要的意義。 當前農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)主要有政府支持的示范性項目、物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的示范性推廣項目及國有大型農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項目這三種商業(yè)模式。 （六 )物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)業(yè)應用中存 在的問題 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設涉及到傳感器以及相應的傳輸網(wǎng)絡。 (五 )無線傳感器網(wǎng)絡自動灌溉系統(tǒng) 無線傳感器網(wǎng)絡自動灌溉系統(tǒng)利用傳感器感應土壤的水分，并在設定條件下與接收器通信，控制灌溉系統(tǒng)的閥門打開、關閉，從而達到自動節(jié)水灌溉的目的。傳感器 無線網(wǎng)絡 控制中心 無線網(wǎng)絡 加熱器 濕度 控制 器 CO2控制 器 光照 控制 器 門窗控制 器 信息學院本科學年論文 物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的應用研究 10 (四 )病蟲害預警 無線傳感器網(wǎng)絡自動灌溉系統(tǒng)利用傳感器感應土壤的水分，并在設定條件下與接收器通信，控制灌溉系統(tǒng)的閥門打開、關閉，從而達到自動節(jié)水灌溉的目的。建設內(nèi)容包含 攝像頭有線網(wǎng)絡的部署，球形攝像頭的安裝，手機視頻監(jiān)控模塊的建設，平臺視頻監(jiān)控模塊的建設，網(wǎng)絡型視頻服務器的部署等。將物聯(lián)網(wǎng)技術引入到農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中具有明顯的優(yōu)勢：（ 1）通過 RFID 技術及無線網(wǎng)絡，實現(xiàn)無人農(nóng)物養(yǎng)殖，避免了人員走動造成的農(nóng)作物的損害；（ 2）采用行業(yè)內(nèi)標準感知層設備，準確把握傳感器安裝位置，實現(xiàn)傳信息學院本科學年論文 物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的應用研究 9 輸距離遠、抗干擾的可靠信息傳輸；（ 3）預警提示功能，可以在異常情況發(fā)生當時及時進行預警，提示操作人員加強防范。 五 、 在農(nóng)業(yè)中的應用 (一 )數(shù)據(jù)采集 在溫室內(nèi)部署各種傳感器節(jié)點、采集模塊、物聯(lián)網(wǎng)中間件等，搭建無線傳輸網(wǎng)絡，功能各異的傳感器采集相應信息。傳感器節(jié)點與路由節(jié)點自主形成一個多跳的網(wǎng)絡。 該系統(tǒng)由無線傳感節(jié)點、無線路由節(jié)點、無線網(wǎng)關、監(jiān)控中心心四大部分組成，通過ZigBee 自組網(wǎng)，監(jiān)控中心、無線網(wǎng)關之間通過 GPRS 進行墑情及控制信息的傳遞。網(wǎng)關節(jié)點具有雙重功能，一是充當網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器的角色，負 責網(wǎng)絡的自動建立和維護、數(shù)據(jù)匯集 。 此系統(tǒng)在功能上可實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品信息查詢與發(fā)布、專家決策知識庫優(yōu)化決策與分析，達到信息、技術和網(wǎng)絡的高效結合，最終實現(xiàn)農(nóng)業(yè)精準數(shù)字化控制管理。 信息學院本科學年論文 物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的應用研究 7 圖 2 控制系統(tǒng)網(wǎng)絡架構圖 (二 )精準農(nóng)業(yè)的數(shù)字化管理系統(tǒng) 數(shù)字化管理技術主要研究溫度、化學等多種傳感器對農(nóng)產(chǎn)品的生長過程全程監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理；結合 RFID 電子 標簽在培育、生產(chǎn)、質(zhì)檢、運輸?shù)冗^程中，進行可識別的實時數(shù)據(jù)存儲和管理，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的標準化、網(wǎng)絡化、數(shù)字化。 圖 2 所示為該控制系統(tǒng)網(wǎng)絡架構圖。 在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中。通過隨機投放的方式，眾多傳感器節(jié)點被密集部署于監(jiān)控區(qū)域。它可以高精度地測定出雞、魚、肉等食品變質(zhì)時發(fā)出的臭味成分二甲基胺 ( DMA ) 的濃度，其測量的最小濃度可以達到 1ppm，利用這種傳感器可以準確地掌握肉類的鮮度，防止腐敗變質(zhì)。 生物技術、遺傳工程等都成為良種培育的重要技術，在這其中生物傳感器發(fā)揮了重要的作用。氣調(diào)庫相比冷藏庫是更為先進的貯藏保鮮方法，除了溫度之外，氣調(diào)庫內(nèi)的相對濕度 (RH)、 O2 濃度、 CO2 濃 度、乙烯 (C2H4)濃度等均有相應的控制指標。使我國農(nóng)業(yè)信息快速獲取邁出了新的步伐。 圖 1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的體系構架 物聯(lián)網(wǎng)應用層：精準農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、溫室控制、節(jié)水灌