【文章內(nèi)容簡介】 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息采集系統(tǒng)，實現(xiàn)快速、多維、多尺度的果園 信息實時監(jiān)測，并在信息與種植專家知識系統(tǒng)基礎(chǔ)上實現(xiàn)農(nóng)田的智能灌溉、智能施肥與智能噴藥等自動控制。突破果園信息獲取困難與智能化程度低等技術(shù)發(fā)展瓶頸。 目前，我國大多數(shù)水果生產(chǎn)主要依靠人工經(jīng)驗盡心管理，缺乏系統(tǒng)的科學(xué)指導(dǎo)。設(shè)施栽 培技術(shù)的發(fā)展，對于農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程 具有深遠的影響。設(shè)施栽培為解決我國城鄉(xiāng)居民消費結(jié) 構(gòu)和農(nóng)民增收，為推進農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整發(fā)揮了重要作用，溫室種植已在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要地 位。要實現(xiàn)高水平的設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和優(yōu)化設(shè)施生物環(huán)境控制，信息獲取手段是最重要的關(guān)鍵 技術(shù)之一。作為現(xiàn)代信息技術(shù)三大基礎(chǔ) (傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和計算機技術(shù) )的高度集成而 形成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的信息獲取和處理技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)由數(shù)量眾多的低能源、低功 耗的智能傳感器節(jié)點所組成，能夠協(xié)作地實時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息， 并對其進行處理，獲得詳盡而準(zhǔn)確的信息，通過無線傳 輸網(wǎng)絡(luò)傳送到基站主機以及需要這些 信息的用戶，同時用戶也可以將指令通過網(wǎng)絡(luò)傳送到目標(biāo)節(jié)點使其執(zhí)行特定任務(wù)。 物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。我們從農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)不同的階段來看，無論是從種 植的培育階段和收獲階段，都可以用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)來提高它工作的效率和精細(xì)管理。例如： （ 1）在種植準(zhǔn)備的階段 我們可以通過在溫室里布置很多的傳感器，實時采集當(dāng)前狀態(tài)下土壤信息，來選擇合適的農(nóng)作物并提供科學(xué)的種植信息及其數(shù)據(jù)經(jīng)驗。 （ 2）在種植和培育階段 可以用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)手段進行實時的溫度、濕度、 CO2 等的信息采集，且可以根據(jù) 信息采集情況進行自動的現(xiàn)場控制，以達到高效的管理和實時監(jiān)控的目標(biāo)，從而應(yīng)對環(huán)境的變化，保證植物育苗在最佳環(huán)境中生長。例如：通過遠程溫7 度采集，可了解實時溫度情況然后手動或自動的在辦公室對其進行溫度調(diào)整，而不需要人工去實施現(xiàn)場操作，從而節(jié)省了大量的人力。 （ 3）在農(nóng)作物生長階段 可以利用物聯(lián)網(wǎng)實時監(jiān)測作物生長的環(huán)境信息、養(yǎng)分信息和作物病蟲害情況。利用相關(guān)傳感器準(zhǔn)確、實時地獲取土壤水分、環(huán)境溫濕度、光照等情況，通過實時的數(shù)據(jù)監(jiān)測和物定作物的專家經(jīng)驗相結(jié)合，配合控制系統(tǒng)調(diào)理作物生長環(huán)境，改善作物營養(yǎng)狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)作 物的病蟲害爆發(fā)時期，維持作物最佳生長條件，對作物的生長管理及其為農(nóng)業(yè)提供科學(xué)的數(shù)據(jù)信息等方面有著非常重要的作用。 （ 4）在農(nóng)產(chǎn)品的收獲階段 我們也同樣可以利用物聯(lián)網(wǎng)的信息，把它傳輸階段、使用階段的各種性能進行采集，反饋到前端，從而在種植收獲階段進行更精準(zhǔn)的測算?？偠灾锫?lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)智能測控系統(tǒng)能大大的提高生產(chǎn)管理效率，節(jié)省人工（例如：對于大型農(nóng)場來說，幾千畝的土地如果用人力來進行澆水施肥，手工加溫，手工卷簾等工作，其工作量相當(dāng)龐大且難以管理，如果應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，手動控制也只需點擊鼠標(biāo)的微小的動作，前后不過 幾秒，完全替代了人工操作的繁瑣；），而且能非常便捷的為農(nóng)業(yè)各個領(lǐng)域研究等方面提供強大的科學(xué)數(shù)據(jù)理論支持，其作用在當(dāng)今的高度自動化、智能化的社會中是言而諭的。 8 智慧農(nóng)業(yè)工作愿景 科技更人性化 通過移動互聯(lián)網(wǎng)，一切都在掌握 使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)簡單輕松 9 蔬菜種植物聯(lián)網(wǎng)方案概述 系統(tǒng)設(shè)計原則 從以上需求情況分析本系統(tǒng)，制訂設(shè)計原則，以指導(dǎo)我們的方案設(shè)計： （ 1）先進性原則 采用先進的設(shè)計思想，選用先進的軟硬件設(shè)備，保證項目整體在未來一定時期內(nèi)的技術(shù) 領(lǐng)先性。 （ 2）開放性原則 方 案的設(shè)計及選型遵從國際標(biāo)準(zhǔn)及工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使項目具有高度的開放性和所提供設(shè)備在 技術(shù)上的兼容性。 （ 3）可擴展性原則 項目設(shè)計在充分考慮當(dāng)前情況的同時，必須考慮到今后較長時期內(nèi)業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，留 有充分的升級和擴充的可能性。 （ 4）可靠性原則 項目的設(shè)計必須貫徹可靠性原則，使系統(tǒng)具有很高的可用性。 （ 5）經(jīng)濟適用性原則 在考慮必要的擴展性原則下，使用功能適度的軟硬件產(chǎn)品。 系統(tǒng)功能特點 （ 1）超低功耗，節(jié)能環(huán)保 低功耗設(shè)計，采用太陽能供電的方式完全可以滿足大部分設(shè)備的需要。 （ 2）采用下一代網(wǎng)絡(luò) —— 物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù) 采用最先進的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，具有自組網(wǎng)、自愈合、云端計算等全新功能。 （ 3）采用無線技術(shù) 采用 Zigbee,3G， WSN 等無線技術(shù)，安裝方便，攜帶方便，無建設(shè)成本、無改造成本，避免了 布線帶來的火災(zāi)隱患，突破了有線只能在本地計算機進行查看和瀏覽的劣勢，用戶可以突破時間和地域的限制，隨時隨地的了解生產(chǎn)現(xiàn)場狀況。 （ 4）多種顯示方式 10 采用 LED 顯示屏，液晶電視，電腦，手機等不同的顯示方式，適合在示范園區(qū)不同地方使用，充分體現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與現(xiàn)代光電信息技術(shù)的融合。 （ 5）實時 圖像與視頻監(jiān)控系統(tǒng) 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基本概念是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)上作物與環(huán)境、土壤及肥力間的物物相聯(lián)的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)， 通過多維信息與多層次處理實現(xiàn)農(nóng)作物的最佳生長環(huán)境調(diào)理及施肥管理。但是作為管理農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)的人員而言，僅僅數(shù)值化的物物相聯(lián)并不能完全營造作物最佳生長條件。視頻與圖像監(jiān) 控為物與物之間的關(guān)聯(lián)提供了更直觀的表達方式。比如：哪塊地缺水了，在物聯(lián)網(wǎng)單層數(shù)據(jù) 上看僅僅能看到水分?jǐn)?shù)據(jù)偏低。應(yīng)該灌溉到什么程度也不能死搬硬套地僅僅根據(jù)這一個數(shù)據(jù) 來作決策。因為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的不均勻性決定了農(nóng)業(yè)信息獲取上的先天性弊端，而很難從單 純的技術(shù)手段上進行突破。視頻監(jiān)控的引用，直觀地反映了農(nóng)作物生產(chǎn)的實時狀態(tài)，引入視 頻圖像與圖像處理，既可直觀反映一些作物的生長長勢，也可以側(cè)面反映出作物生長的整體 狀態(tài)及營養(yǎng)水平?？梢詮恼w上給農(nóng)戶提供更加科學(xué)的種植決策理論依據(jù)。 ? 多種形式的報警功能，適合不同場合需要 ：可設(shè)定各監(jiān)控點位的溫濕度報警限值，當(dāng)出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時可自動發(fā)出報警信號 ,并根據(jù)系 統(tǒng)設(shè)定的控制方式觸發(fā)相應(yīng)自動控制動作。報警方式有現(xiàn)場多媒體聲光報警、網(wǎng)絡(luò)客戶端報 警、電話語音報警及手機短信息報警等，并可在不同的時刻通知不同的值班人員。 ? 遠程 控制管理 /故障診斷系統(tǒng) ：遠程通過 inter 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測相關(guān)信息（環(huán)境信息與管理信息），同時可以參與設(shè)備控制。 ? 利用手機短信或信件形式定制查看相關(guān)信息。 ? 擴展性強：在系統(tǒng)設(shè)計時預(yù)留有相應(yīng)的接口，可以隨時增加監(jiān)測項目，如增加部分溫度測試端口、濕度測試端口等，甚至大規(guī)模增加測試探頭，系統(tǒng)的改進也可以在很短的時間內(nèi)完成。 ? 友好的控制軟件界面，簡單、明了：溫室模型與真實溫室相對應(yīng)，可以更直觀地控制各系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)所需要的環(huán)境參數(shù)， 軟件會啟動相應(yīng)的設(shè)備實現(xiàn)用戶設(shè)定的環(huán)境要求。自動分析整理室內(nèi)外環(huán)境因子數(shù)據(jù)