【文章內(nèi)容簡介】 等農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全事故頻發(fā)，在北京、上海、南京等地已開始采用條碼、IC卡和RFID等技術(shù)建立農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)。一些單位開始研究適合中國國情的基于物聯(lián)網(wǎng)的可追溯 技術(shù)和架構(gòu)方法并部分實(shí)現(xiàn)了集成應(yīng)用。楊信廷將RFID技術(shù)與傳感器技術(shù)有效結(jié)合，對水產(chǎn)品供應(yīng)鏈中的物流環(huán)節(jié)進(jìn)行全程監(jiān)控與追蹤。謝菊芳等運(yùn)用二維條碼技術(shù)、RFID技術(shù)和組件技術(shù)， 分別構(gòu)建了豬肉和柑橘的追溯系統(tǒng)。SpiesslMayrE等運(yùn)用RFID技術(shù)改進(jìn)和優(yōu)化了豬肉的可追溯系 統(tǒng)。 總之，我國農(nóng)業(yè)專用傳感器技術(shù)的研究相對還比 較滯后，特別是在農(nóng)業(yè)用智能傳感器、RFID等感知設(shè)備的研發(fā)和制造方面，許多應(yīng)用項(xiàng)目還主要依賴進(jìn)口感知設(shè)備。目前中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、國家農(nóng)業(yè)信息化工程中心和中國農(nóng)科院等單位已開始進(jìn)行農(nóng)用感知設(shè)備的研制工作，但大部分產(chǎn)品還停留在實(shí)驗(yàn)室階段，產(chǎn)品在穩(wěn)定性、可靠性及低功耗等性能參數(shù)方面還和國外產(chǎn)品存在不少差距，離產(chǎn)業(yè)化推廣還有一定的距離。農(nóng)業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WirelessSensorNetwork，WSN）是由多個節(jié)點(diǎn)組成的面向任務(wù)的無線網(wǎng)絡(luò)，是一種無基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)。它綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)和分布式信息處理技術(shù)等多種領(lǐng)域技術(shù)，能協(xié)作地進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測、感知和采集節(jié)點(diǎn)部署區(qū)域的各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得詳盡而準(zhǔn)確的信息，通過無線網(wǎng)絡(luò)最終發(fā)送給觀察者。在大田種植方面，聞?wù)湎嫉葹榱藢?shí)現(xiàn)對設(shè)施農(nóng)業(yè)中植物－土壤－環(huán)境的動態(tài)實(shí)時監(jiān)控，以杭州美人紫葡萄栽培基地首批信息化試驗(yàn)區(qū)為例，開發(fā)和應(yīng)用無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和智能化管理及控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對土壤水分、養(yǎng)分、溫度、濕度和光照等信息的實(shí)時動態(tài)測試與顯示，并能根據(jù)葡萄優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)生長的需要進(jìn)行自動控制灌溉，取得了較好的效果。高軍等采用基于ZigBee技術(shù)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)與GPRS網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)，能根據(jù)土壤墑情和作物用水規(guī)律實(shí)施精準(zhǔn)灌溉，有效地解決了農(nóng)業(yè)灌溉用水利用率低的問題。設(shè)計(jì)了基于CC2430的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自動控制滴灌系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠監(jiān)測植物土壤濕度、環(huán)境溫度和光照的變化，通過無線網(wǎng)絡(luò)將傳感器信號反饋，結(jié)合傳感器融合技術(shù)對滴灌動作做出精確判斷。DamasM等在西班牙開發(fā)和示范應(yīng)用了一個分布式的遠(yuǎn)程自動灌溉系統(tǒng)，它可以控制1500hm2灌溉面積，測試表明可以節(jié)約30%～60%的用水。在設(shè)施園藝方面，2002年，英特爾公司率先在俄勒岡州建立了第1個無線葡萄園，傳感器節(jié)點(diǎn)被分布在葡萄園的每個角落，每隔1min檢測一次土壤溫度、濕度或該區(qū)域有害物的數(shù)量，以確保葡萄健康生長，進(jìn)而獲得大豐收。石軍鋒等設(shè)計(jì)了一種基于MOTEKIT2400的溫室Web監(jiān)控系統(tǒng)，開發(fā)了網(wǎng)關(guān)接口程序，給出了數(shù)據(jù)解析算法，實(shí)現(xiàn)了傳感數(shù)據(jù)的獲取，實(shí)現(xiàn)了對溫室環(huán)境的遠(yuǎn)程監(jiān)控。在畜禽養(yǎng)殖方面，林惠強(qiáng)等針對目前飼養(yǎng)場對動物的行為特征和健康狀況無法實(shí)時獲取的情況，提出在畜牧業(yè)中利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳送動物的信息，解決了飼養(yǎng)動物生理特征信息實(shí)時傳輸?shù)膯栴}；同時，根據(jù)飼養(yǎng)場的實(shí)際情況，結(jié)合無線傳感網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一個切實(shí)可行的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)動物檢測系統(tǒng)，系統(tǒng)解決了網(wǎng)絡(luò)部署、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、節(jié)點(diǎn)定位、路由和可視化平臺的設(shè)計(jì)等問題。王冉等針對規(guī)模化畜牧養(yǎng)殖中畜禽舍環(huán)境監(jiān)測難的問題，設(shè)計(jì)開發(fā)了一套基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的畜禽舍環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)能對畜禽舍環(huán)境參數(shù)（如溫度、濕度、光照、大氣壓和氨氣濃度等指標(biāo)）進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，并能智能化地根據(jù)設(shè)定的環(huán)境指標(biāo)上下限自動控制畜禽舍相關(guān)設(shè)備如風(fēng)機(jī)、風(fēng)扇、濕簾和電燈等的開啟，最終達(dá)到將畜禽舍環(huán)境參數(shù)控制在設(shè)定的范圍，減少動物熱應(yīng)激，凈化畜禽舍環(huán)境，促進(jìn)動物健康成長的目的BishopHurleyG等［33］開展了一項(xiàng)耕牛自動放牧測試，成功地實(shí)現(xiàn)了第1個基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的虛擬柵欄系統(tǒng)。NaglL等為家養(yǎng)牲畜設(shè)計(jì)了一個遠(yuǎn)程健康監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)中有多種類型的傳感器，包括GPS傳感器、脈碼血氧計(jì)、溫度傳感器、電子地帶、呼吸傳感器和環(huán)境溫度傳感器。TaylorK等研究了一種完備的智能動物管理系統(tǒng)，每個動物身上安裝一個無線傳感器，用于無線檢測動物的位置和各種健康信息。在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)李道亮團(tuán)隊(duì)將水質(zhì)監(jiān)測無線傳感網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用到了水產(chǎn)養(yǎng)殖中，目前，該系統(tǒng)在江蘇省宜興市河蟹養(yǎng)殖應(yīng)用推廣667hm210000畝）。董方武等針對淡水養(yǎng)殖特點(diǎn)，采用ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及傳感器技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種基于ZigBee技術(shù)的淡水養(yǎng)殖溶氧濃度自動監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)行了監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、節(jié)點(diǎn)硬件電路和軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了溶氧濃度和溫度等參數(shù)的實(shí)時監(jiān)控。此外，無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)還用于農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。PerkinsM等介紹了一種由Motorola實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的低開銷、低能、自組織的傳感器網(wǎng)絡(luò)neuRFon，該系統(tǒng)可以監(jiān)測農(nóng)業(yè)、環(huán)境和一些過程參數(shù)。李正明等將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于水文水利監(jiān)測系統(tǒng)中，構(gòu)建了基于WSN的無線水文水利監(jiān)測系統(tǒng)，在硬件設(shè)計(jì)中分別采用單片機(jī)和ARM微處理器與CC2500配合設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；在軟件設(shè)計(jì)中，移植TinyOS操作系統(tǒng)和ZigBee協(xié)議棧，搭建軟件開發(fā)平臺。1)基于云計(jì)算的、可運(yùn)營的公共服務(wù)模式與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用架構(gòu)平臺集信息收集、處理、傳播、應(yīng)用一體化的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用公共服務(wù)模式體系，整合SAAS架構(gòu)、資源配置、技術(shù)集成等技術(shù)，具有面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用公共服務(wù)平臺的層次化框架結(jié)構(gòu)。支持移動、固網(wǎng)等多種通信方式，并實(shí)現(xiàn)移動視頻監(jiān)控、前端數(shù)據(jù)實(shí)時監(jiān)測等多業(yè)務(wù)、多通信方式的安全認(rèn)證和接入，同時在線用戶數(shù)可達(dá)1000人以上，并發(fā)用戶數(shù)300以上，查詢錄入響應(yīng)時間在2s以內(nèi)。2)標(biāo)準(zhǔn)無線傳感器數(shù)據(jù)采集協(xié)議和高性能數(shù)據(jù)處理能力數(shù)據(jù)采用是基于無線傳感器的數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，具備數(shù)據(jù)的傳輸、融合和預(yù)處理能力，以及對移動視頻傳感監(jiān)控壓縮處理能力。電信級運(yùn)營的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸通道管理機(jī)制，面向多類型傳感器數(shù)據(jù)的傳輸與融合技術(shù)，是可融合多類型傳感器參數(shù)的無線傳輸系統(tǒng)。3)融合移動全球眼（視頻監(jiān)控）系統(tǒng)基于3G多網(wǎng)絡(luò)制式的移動全球眼系統(tǒng)架構(gòu)，快速支持網(wǎng)絡(luò)融合和業(yè)務(wù)融合，支持多多手機(jī)類型的移動全球眼手機(jī)客戶端，采用移動視頻監(jiān)控的壓縮編碼與傳輸方法，支持網(wǎng)絡(luò)融合和業(yè)務(wù)融合。4)支持網(wǎng)絡(luò)融合和業(yè)務(wù)融合融合現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)、通訊、系統(tǒng)等資源的統(tǒng)一接入軟件，用戶信息、信息源、平臺信息等的數(shù)據(jù)庫構(gòu)建技術(shù)和結(jié)構(gòu)化異構(gòu)數(shù)據(jù)的兼容技術(shù)，支持基于XML的異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口，實(shí)現(xiàn)平臺各應(yīng)用子系統(tǒng)和部門間的交換與共享；支持異構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)和異地之間的數(shù)據(jù)交換技術(shù)；基于網(wǎng)絡(luò)化的信息資源共享技術(shù)和數(shù)據(jù)庫安全技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各屬性數(shù)據(jù)、記錄有權(quán)限地存取，實(shí)現(xiàn)資源網(wǎng)絡(luò)化共享。1）空氣溫濕度監(jiān)測功能：系統(tǒng)可根據(jù)配置的溫濕度無線傳感器，實(shí)時監(jiān)測大棚內(nèi)部空氣的溫度和濕度。2）土壤濕度監(jiān)測功能：配有土壤濕度無線傳感器，實(shí)時監(jiān)測溫室內(nèi)部土壤的濕度。3）光照度監(jiān)測功能：采用光敏無線傳感器來實(shí)現(xiàn)對溫室內(nèi)部光照情況的檢測，實(shí)時性強(qiáng)。4）安防監(jiān)測功能：采用無線入侵探測器，啟動后當(dāng)溫室里面有人出現(xiàn)時，探測器便向主控中心發(fā)送信號，同時啟動光報警。5）視頻監(jiān)測功能：通過部署無線WiFi攝像頭實(shí)時捕獲大棚內(nèi)部的畫面，通過光載無線交換機(jī)傳輸給網(wǎng)關(guān)處理。用戶既可以在控制中心的顯示器上看到溫室內(nèi)部的實(shí)時畫面，又可以通過PC機(jī)遠(yuǎn)程訪問的方式來觀看溫室內(nèi)部的實(shí)時畫面。6）促進(jìn)植物光合作用功能：植物光合作用需要光照和二氧化碳。當(dāng)光照度達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定值時，系統(tǒng)會自動開啟風(fēng)扇加強(qiáng)通風(fēng)，為植物提供充足的二氧化碳。7）空氣加濕功能：如果溫室內(nèi)空氣濕度小于設(shè)定值，系統(tǒng)會啟動加濕器，達(dá)到設(shè)定值后便停止加濕。8）土壤加濕功能：當(dāng)土壤濕度低于設(shè)定值時，系統(tǒng)便啟動噴淋裝置來噴水，直到濕度達(dá)到設(shè)定值為止。9）環(huán)境升溫功能：當(dāng)溫室內(nèi)溫度低于設(shè)定值時，系統(tǒng)便啟動加熱器來升溫，直到溫度達(dá)到設(shè)定值為止。10)局域網(wǎng)遠(yuǎn)程訪問與控制功能：物聯(lián)網(wǎng)通過網(wǎng)關(guān)加入局域網(wǎng)。這樣用戶便可以使用PC機(jī)訪問物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，通過操作界面遠(yuǎn)程控制溫室內(nèi)