【正文】 （ 3） 還有一類具有典型意義的應(yīng)用是工廠化健康養(yǎng)殖作業(yè)，需要通過實(shí)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(xué)研究， 物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域 仍然具有遠(yuǎn)大應(yīng)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(jī)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(jìn)行實(shí)時(shí)獲取傳輸并利用，對于科學(xué)施肥、灌溉作業(yè)來說具有非常重要的意義。因此，信息學(xué)院本科學(xué)年論文 物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究 11 有必要統(tǒng)一行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，健全相應(yīng)的體系，加強(qiáng)國家的資金投入和政策支持 (七 )智能農(nóng)業(yè)在應(yīng)用領(lǐng)域的未來 應(yīng)用自動控制和電子計(jì)算機(jī)實(shí)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(biāo)志之一，近年來電子技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展 ， 帶來了溫室控制與管理技術(shù)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(yùn)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(jì)效益與社會效應(yīng) 。 當(dāng)前農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)主要有政府支持的示范性項(xiàng)目、物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的示范性推廣項(xiàng)目及國有大型農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目這三種商業(yè)模式。因缺乏技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)參照，則不能規(guī)模性生產(chǎn)，因此終端設(shè)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(shù)的推廣及應(yīng)用。 （六 )物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中存 在的問題 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)涉及到傳感器以及相應(yīng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)?？稍跍厥摇⑼ピ夯▓@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(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)與生態(tài)節(jié)水技術(shù)的定量化、規(guī)范化、模式化、集成化 ,促進(jìn)節(jié)水農(nóng)業(yè)的快速和健康發(fā)展。 (五 )無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自動灌溉系統(tǒng) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自動灌溉系統(tǒng)利用傳感器感應(yīng)土壤的水分，并在設(shè)定條件下與接收器通信，控制灌溉系統(tǒng)的閥門打開、關(guān)閉，從而達(dá)到自動節(jié)水灌溉的目的?？稍跍厥摇⑼ピ夯▓@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(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)與生態(tài)節(jié)水技術(shù)的定量化、規(guī)范化、模式化、集成化 ,促進(jìn)節(jié)水農(nóng)業(yè)的快速和健康發(fā)展。傳感器 無線網(wǎng)絡(luò) 控制中心 無線網(wǎng)絡(luò) 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(xué)院本科學(xué)年論文 物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究 10 (四 )病蟲害預(yù)警 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自動灌溉系統(tǒng)利用傳感器感應(yīng)土壤的水分，并在設(shè)定條件下與接收器通信，控制灌溉系統(tǒng)的閥門打開、關(guān)閉，從而達(dá)到自動節(jié)水灌溉的目的。（ 2）攝像頭帶有云臺控制，可以方便的拉近拉遠(yuǎn)， 360 度轉(zhuǎn)向監(jiān)控。建設(shè)內(nèi)容包含 攝像頭有線網(wǎng)絡(luò)的部署，球形攝像頭的安裝，手機(jī)視頻監(jiān)控模塊的建設(shè)，平臺視頻監(jiān)控模塊的建設(shè)，網(wǎng)絡(luò)型視頻服務(wù)器的部署等。農(nóng)業(yè)設(shè)施智能控制系統(tǒng)的優(yōu)勢：（ 1）實(shí)吋性強(qiáng)，在正常情 況下，從終端發(fā)起控制命令 3 至 5秒將控制設(shè)備成功；（ 2）智能化強(qiáng)，如果設(shè)備發(fā)生故障或者網(wǎng)絡(luò)不通暢時(shí)則會進(jìn)行智能提示，將原因和狀態(tài)向用戶返回，方便用戶第一時(shí)間內(nèi)獲取最新的設(shè)備信息；（ 3）穩(wěn)定性強(qiáng)，相比其他采集控制系統(tǒng)，此農(nóng)業(yè)設(shè)施智能控制系統(tǒng)將采集和控制相分離，多通道進(jìn)行通信，采集與控制相互不干擾，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)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(shù)及無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)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(biāo)準(zhǔn)感知層設(shè)備，準(zhǔn)確把握傳感器安裝位置，實(shí)現(xiàn)傳信息學(xué)院本科學(xué)年論文 物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究 9 輸距離遠(yuǎn)、抗干擾的可靠信息傳輸；（ 3）預(yù)警提示功能，可以在異常情況發(fā)生當(dāng)時(shí)及時(shí)進(jìn)行預(yù)警，提示操作人員加強(qiáng)防范。當(dāng)傳感器采集的信息超出正常值時(shí)，系統(tǒng)會自動警報(bào)。 五 、 在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用 (一 )數(shù)據(jù)采集 在溫室內(nèi)部署各種傳感器節(jié)點(diǎn)、采集模塊、物聯(lián)網(wǎng)中間件等，搭建無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，功能各異的傳感器采集相應(yīng)信息。通過 網(wǎng)關(guān)把數(shù)據(jù)傳給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，便于用戶遠(yuǎn)程監(jiān)控管理。傳感器節(jié)點(diǎn)與路由節(jié)點(diǎn)自主形成一個(gè)多跳的網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過太陽能電池供電，電池電壓被隨時(shí)監(jiān)控，一旦電壓過低，節(jié)點(diǎn)會發(fā)出電壓過低的報(bào)警信號，發(fā)送成功后，節(jié)點(diǎn)進(jìn)入睡眠狀態(tài)直到電量充足。 該系統(tǒng)由無線傳感節(jié)點(diǎn)、無線路由節(jié)點(diǎn)、無線網(wǎng)關(guān)、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(guān)之間通過 GPRS 進(jìn)行墑情及控制信息的傳遞。此系統(tǒng)具有自動組網(wǎng)功能，無線網(wǎng)關(guān)一直處于監(jiān)聽狀態(tài)，新添加的無線傳感器節(jié)點(diǎn)會溫度傳感器 濕度 傳感器 CO2傳感器 光照 傳感器 。網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)具有雙重功能，一是充當(dāng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的角色，負(fù) 責(zé)網(wǎng)絡(luò)的自動建立和維護(hù)、數(shù)據(jù)匯集 。每個(gè) ZigBee監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和若干的土壤溫濕度數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)。 此系統(tǒng)在功能上可實(shí)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(dá)到信息、技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的高效結(jié)合，最終實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)數(shù)字化控制管理。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(jìn)行架設(shè)。 信息學(xué)院本科學(xué)年論文 物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究 7 圖 2 控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖 (二 )精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的數(shù)字化管理系統(tǒng) 數(shù)字化管理技術(shù)主要研究溫度、化學(xué)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(jié)合 RFID 電子 標(biāo)簽在培育、生產(chǎn)、質(zhì)檢、運(yùn)輸?shù)冗^程中，進(jìn)行可識別的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲和管理，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化。該嵌入式網(wǎng)關(guān)連接內(nèi)、外信息傳輸通道皆采用無線的方式，外部網(wǎng)絡(luò)以基于 IP 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、提供通用分組無線業(yè)務(wù)的 GPRS 通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)。 圖 2 所示為該控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖。 目前無線技術(shù)在 農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用比較廣泛，但大都是具有基站星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的應(yīng)用，并不是真正意義上的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。 在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中。其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被監(jiān)測對象的信息并發(fā)送給觀察者。通過隨機(jī)投放的方式，眾多傳感器節(jié)點(diǎn)被密集部署于監(jiān)控區(qū)域。 四 、 研究內(nèi)容 (一 )精確農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺 研究智能農(nóng)業(yè)大棚中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺。它可以高精度地測定出雞、魚、肉等食品變質(zhì)時(shí)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(dá)到 1ppm，利用這種傳感器可以準(zhǔn)確地掌握肉類的鮮度，防止腐敗變質(zhì)。此外，監(jiān)測育種環(huán)境還需要溫度傳感器、濕度傳感器、光傳感器等； 測量土壤狀況需用水分傳感器， 吸力傳感器、氫離子傳感器、溫度傳感器等；測量氮磷、鉀各種養(yǎng)分需要用各種離子敏傳感器 [7]。 生物技