基于物联网的智能农业监测系统的设计与实现

基于物联网的智能农业监测系统的设计与实现毕业设计任务书

摘要

物联网作为信息产业的第三次浪潮，在农业中的应用将会解决一系列科学技术问题，例如分布在广域空间的信息获取，高效可靠的信息传输以及面向不同应用的智能决策等，将是实现传统农业向现代农业转变的助推器和加速器。农业生产过程中，温度、湿度、光照强度、C02浓度、水分以及其他养分等多种自然因素共同影响农作物的生长，传统农业的管理方式远远没有达到精细化管理的标准，只能算是粗放式管理，在这种管理方式下，通过人的感知能力管理上述环境参数，无法达到准确性要求，要实现现代农业的智能化管理，建立一个实用、可靠、可长期监测的农业环境监测系统是非常必要的。因此，本文设计了基于物联网的智能农业监测系统，该系统能够准确实时的获取农作物生长的环境信息并对这些信息进行远程监测。

论文首先详细阐述物联网和农业物联网的内涵和体系结构、农业物联网的关键技术和未来发展。介绍了数据融合的相关概念，并提出了KDF算法用于系统对感知数据的处理。KDF 算法是基于卡尔曼滤波的数据融合算法，能够达到减少冗余信息、降低能量消耗以及消除干扰使获得的感知数据更加准确的目的。其次，论文给出了系统的总体设计，并根据设计要求，以MSP430F5438微处理器、射频模块CC2520、射频放大前端CC2591以及SHT 10温湿度传感器等环境感知传感器为核心，构建了传感器硬件节点。传感器节点的软件以Z-Stack协栈为基础，成功的实现了无线Mesh网络的组建和数据的可靠传输。最后，论文介绍了上位机监测软件，上位机监测软件基于B/S架构，使用JSP语言在MyEclipse环境下开发，具有良好的人机交互前台界面;后台采用MySQL数据库，完成环境参数数据和其他有用信息的存储;将整个系统通过Tomcat服务器在线发布，系统便可以接入到Internet中，形成“底层(传感器)-Internet网络一远程监控”的结构，使连入互联网的计算机均可以访问。

对系统从功能实现角度来开展的实验结果显示，该系统可以正常稳定的工作，无线传感器节点可以正常构建无线Mesh网络，可以进行数据可靠传输，系统通过Tomcat服务器在线发布，用户可以在任何一台与Internet相连的PC机上登录本系统进行数据查询和系统管理，实现远程监测的功能，并且本系统采用的节能机制达到了很好的节能效果，且采集数据的精度符合要求。

关键词:农业物联网;无线传感器网络;数据融合;B/S架构

目录

摘要 (3)

第一章绪论 (1)

1.1课题背景 (1)

1.2研究的目的与意义 (2)

1.2.1研究目的 (2)

1.2. 2现实意义 (3)

1. 3主要研究内容与论文结构 (4)

第二章物联网与农业 (6)

2. 1物联网 (6)

2.1.1物联网内涵 (6)

2. 1. 2物联网体系结构 (7)

2. 2农业物联网 (8)

2. 2.1农业物联网内涵 (8)

2. 2. 2农业物联网体系结构 (9)

2. 3农业物联网的关键技术 (10)

2. 4农业物联网的未来发展 (11)

第三章系统的数据融合处理 (13)

3. 1数据融合的原理及意义 (13)

3. 1.1数据融合的原理 (13)

3. 1 .2数据融合的意义 (14)

3. 2数据融合的分类 (15)

3. 3数据融合的基本方法 (17)

3.4系统的数据融合处理 (20)

3. 4. 1 KDF算法的提出 (20)

3. 4. 2卡尔曼滤波算法 (20)

3. 4. 3 KDF算法 (21)

第四章传感器节点的设计与实现 (25)

4. 1系统总体设计 (25)

4. 2传感器节点的硬件设计 (26)

4. 2. 1硬件设计方案 (26)

4.2.2处理器模块 (28)

4. 2. 3外部传感器模块 (30)

4.2.4无线通信模块 (31)

4. 3传感器节点的软件设计 (34)

4. 3. 1节点软件开发环境 (34)

4.3.2 Z-Stack协议栈研究 (35)

4. 3. 3网络组建 (35)

4.3.4数据传输 (37)

第五章智能监测处理中心的设计与实现 (42)

5. 1智能监测处理中心开发平台概述 (42)

5. 2智能监测处理中心总体设计 (43)

5. 3智能监测处理中心前台界面设计 (45)

5. 3. 1登录界面 (45)

5. 3. 2主界面 (46)

5. 3. 3数据管理界面 (47)

5. 4串口通信的实现 (50)

5. 4. 1串口通信基础 (50)

5. 4. 2 Java串口通信 (51)

5.4.3串口通信的实现 (52)

5. 5客户端与数据库的交互 (54)

5. 5. 1数据库简介 (54)

5. 5. 2数据库表 (54)

第六章系统测试与结果分析 (57)

6. 1无线传感器网络运行效果测试 (57)

6. 2系统远程监测功能测试 (58)

6. 3节点节能效果测试 (60)

6. 4采集结果精度测试 (61)

第七章总结与展望 (63)

7. 1总结 (63)

7. 2展望 (64)

参考文献 (65)

致谢 (67)

第一章绪论

1.1课题背景

农业历来被认为是稳民心、安天下的产业，我国人口占世界总人口的22%，耕地面积却不足世界耕地面积的7%，一直创造着以不足世界7%的耕地养活世界近22%人口的奇迹。随着经济的高速发展，资源短缺、环境恶化与人口剧增的矛盾越来越突出，我国传统农业在走过了近30年的以资源换产量、以高投入换粮食增产的道路后不得不面对因基础薄弱、科技含量不足、生产技术落后而导致的农业产量增长缓慢、生产效益低下、农业不能得到很好的发展等诸多问题。我国要发展现代化信息化农业，同样有诸多问题鱼需解决，例如资源紧缺的问题，仅水资源紧缺就会严重影响我国农作物产量，还有生态环境恶化的问题，生态环境退化会带来非常严重的土壤退化，不利于我国农业长期发展，还有我国农产品安全问题将直接影响国民的正常生活。为了保障我国农产品的产量供给，同时保证我国农产品食物安全和农业生态环境安全，提高农业生产经营精细化管理水平，实现农村经济可持续发展，我们必须根据农业发展的实际需求，掌握农业领域的关键技术，加快发展现代化、信息化、智能化农业，达到提高我国农产品质量和生产效率、降低生产成本、合理利用农业资源、改善生态环境的目的，从而推动农村经济迅速发展并推动中国经济高速增长。

作为信息产业的第三次浪潮，物联网技术可以在土壤和水资源的可持续利用、生态环境监测、农业生产过程精细化管理、农产品与食品安全可追溯系统和大型农业机械作业服务调度、远程工况监测与故障诊断等多个农业领域发展。物联网技术通过信息感知技术可以获取更多的信息，包括作物信息、农业环境信息、农机作业信息等，为智能农业提供更加丰富的实时信息，通过全面互联共享可以获得更多的网络服务，提高智能农业科学决策水平和作业实施水平。物联网技术必将为改造传统农业，改变农业增产方式，发展信息化、智能化、可持续发展的现代农业发挥重要作用，引领我国现代农业的未来发展。我国《国家中长期科学

和技术发展规划纲要》中，明确将“传感器网络及智能信息处理”作为“重点领域及其优先主题”，“农业物联网技术”己经纳入“十二五”"863 "计划发展纲要，作为物联网重要分支之一的农业物联网技术必将在我国具有广阔的应用前景。

1.2研究的目的与意义

1.2.1研究目的

在农业生产过程中，温度、湿度、光照强度、COz浓度、水分、以及其他养分等多种自然因素共同影响农作物生长。传统农业的管理方式远远没有达到精细化管理的标准，只能算是粗放式管理，在这种管理方式下，通过人的感知能力来管理上述环境参数，是无法达到准确性要求的。而智能农业，是通信、计算机和农学等若干学科和领域共同发展并相互结合所形成的产物，它将信息采集、传输、处理和控制集成在一起，使人们更容易获得农作物生长各个阶段的各类信息，也让人们更容易掌控这些信息，通过人工智能与农业生产的结合真正实现人与自然的交互。智能农业的核心问题可以概括为以下四部分，即农业信息的获取、对所获取信息的管理、经信息分析做出的决策、由决策而决定的具体实施方针，在这四部分中，对农业信息的获取是智能农业的起点，也是非常关键的一点，做不到准确实时的获取农业信息，就无法建造真正的智能农业。而实现智能农业，建立一个实用、可靠、可长期监测的农业环境监测系统是非常必要的.

随着通信、计算机、传感网等技术的迅猛发展，将物联网应用到农业监测系统中已经是目前的发展趋势，它将采集到的温度、湿度、光照强度、土壤水分、土壤温度、植物生长状况等农业信息进行加工、传输和利用，为农业生产在各个时期的精准管理和预测预警提供信息支持，追求以最少的资源消耗获得最大的优质产出，使农业增长由主要依赖自然条件和自然资源向主要依赖信息资源转变，使不可控的产业得以有效控制。

本文采用无线传感器网络技术，将物联网与农业信息、的采集相结合，设计了基于物联网的智能农业监测系统，目的是实现目标监测区域内，无线传感器网络节点的自动组网、影响农作物生长的环境参数的实时采集以及上位机监测软件的数据分析和远程监测，同时为了降低传感器节点的能耗、提高采集数据的准确

度，提出了KDF算法用于数据处理。

1.2. 2现实意义

与传统的农业监测技术和系统相比，本文设计的基于物联网的智能农业监测系统有以下优点:

(1)无线传感器节点能够自动组网。当网络中的某个节点因电池耗尽或者节点出现故障等原因停止工作时，传感器网络中的节点个数会动态的增加或者减少，整个传感器网络的拓扑结构会随之发生相应的变化。本文设计的无线传感器节点，能够在无任何人工帮助的情况下，通过控制网络拓扑机制和遵守网络形成协议来自动形成具有转发大量监测数据功能的多跳自组织网络，并且能够保证网络形成后一直工作，具有很高的鲁棒性和可靠性。

(2)无线传感器节点能够实现低功耗并且获得高准确度的数据。由于传感器节点尺寸小，只能采取电池供电，而电池能量有限，传感器节点均分布在田间，数量庞大且分布广泛，经常更换电池会带来非常繁琐且繁重的工作量。如何减少节点的功耗，延长节点寿命，对于整个系统网络的稳定、高效运行是至关重要的，同时，由于采集和传输过程中周围环境的干扰，数据的准确性有待提高。本文采用基于卡尔曼滤波的数据融合方法解决这两个问题。在无线传感器网络中，处理器进行数据计算所消耗的能量，远远小于数据在通信过程中消耗的能量，本文的数据融合，是在节点采集数据之后到发送数据之前进行的数据冗余处理，有效减少了无线传输过程中的数据传输量，达到节能的目的，并且卡尔曼滤波可以有效消除感知数据的干扰及不确定性，从而获得更加准确可靠的环境参数数据。

(3)系统实现资源共享。将Web协议移植到系统中，将系统通过Tomcat服务器在线发布，系统便可以接入到Internet中，实现“底层(传感器)-Internet网络一远程监控”的结构，能够将整个系统的信息发布到互联网上，既可以随时随地对影响农作物的环境参数进行监测，又实现了农业信息资源的共享，为今后物联网在农业环境监测领域中的进一步研究与探索奠定了重要的技术基础。

(4)网络部署方便。传感器节点在监测区域要大量部署，为了对目标系统本身特性不构成影响并且方便部署，传感器节点体积要尽可能小。本系统中的节点采用微型化设计，部署一次就可以长期稳定工作，不容易受到人为因素的影响。

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(5)系统实现低成本。系统中传感器节点数量庞大且功能简单，单个节点的造价能够极大的影响整个系统的成本。所以，在保证节点性能的前提下应该尽可能降低单个节点的成本，本系统的传感器节点在保证电路正常、稳定工作的前提下，采用尽可能少的使用电子元器件的方式设计，有效降低整个系统的成本。

(6)系统实现高精度采集。无线传感器节点具有一定的存储和计算能力。尽管无线传感器节点网络分布密度大且数据采集量大，每个节点均能将监测区域采集到的大量环境信息高精度地传至上位机存储分析。

1. 3主要研究内容与论文结构

物联网的应用非常广泛，遍及国民经济和人类生活的方方面面，可以说，信息时代，物联网无处不在，所以，对物联网的研究也涉及多个方面，本文主要研究物联网在农业环境监测中的应用，设计了基于物联网的智能农业监测系统，实现目标监测区域内，无线传感器网络节点的自动组网、影响农作物生长的环境参数的实时采集以及上位机的数据分析和远程监测，并从传感器节点数据精度和节能角度出发，对数据进行数据融合处理。本文分为7章，文章结构安排和具体内容如下:

第1章绪论

给出本文的研究背景，并详细的描述了课题的研究目的及意义，归纳了全文的主要内容和结构安排。

第2章物联网与农业

从内涵和体系结构等方面对物联网进行介绍，并重点介绍农业物联网，对农业物联网的内涵、体系结构、关键技术以及未来发展做了详细阐述。

第3章系统的数据融合处理

详细阐述了数据融合的原理及意义，介绍了从融合级别角度出发所形成的数据融合分类方法，并介绍了数据融合中常用的基本方法，最后提出KDF算法，作为本系统数据处理的方法。

第4章传感器节点的设计与实现

本章介绍了系统的总体设计和传感器节点的硬件设计，对MSP430F5438, CC2520,CC2591以及各类传感器的具体性能和各项参数进行详细的介绍，并给出

农业大棚智能温室监测系统设计方案

农业大棚智能温室监测系统设计方案 托普物联网认为：智能温室监测系统是根据无线网络获取的植物实时的生长环境信息，如通过各个类型的传感器可监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、植物养分含量等参数。其它参数也可以选配，如土壤中的PH值、电导率等等。信息收集、负责接收无线传感汇聚节点发来的数据、存储、显示和数据管理，实现所有基地测试点信息的获取、管理、动态显示和分析处理以直观的图表和曲线的方式显示给用户，并根据以上各类信息的反馈对农业园区进行自动灌溉、自动降温、自动卷模、自动进行液体肥料施肥、自动喷药等自动控制。 一、概述 农业大棚智能温室监测系统通过实时采集农业大棚内空气温度、湿度、光照、土壤温度、土壤水分等环境参数，根据农作物生长需要进行实时智能决策，并自动开启或者关闭指定的环境调节设备。通过该系统的部署实施，可以为农业生态信息自动监测、对设施进行自动控制和智能化管理提供科学依据和有效手段。 大棚监控及智能控制解决方案是通过可在大棚内灵活部署的各类无线传感器和网络传输设备，对农作物温室内的温度，湿度、光照、土壤温度、土壤含水量、CO2浓度等与农作物生长密切相关环境参数进行实时采集，在数据服务器上对实时监测数据进行存储和智能分析与决策，并自动开启或者关闭指定设备（如远程控制浇灌、开关卷帘等）。 二、项目需求 在每个智能农业大棚内部署无线空气温湿度传感器、无线土壤温度传感器、无线土壤含水量传感器、无线光照度传感器、无线CO2传感器等，分别用来监测大棚内空气温湿度、土壤温度、土壤水分、光照度、CO2浓度等环境参数。为了方便部署和调整位置，所有传感器均应采用电池供电、无线数据传输。大棚内仅需在少量固定位置提供交流220V市电（如：风机、水泵、加热器、电动卷帘）。 每个农业大棚园区部署1套采集传输设备（包含路由节点、长距离无线网关节点、Wi-Fi 无线网关等），用来覆盖整个园区的所有农业大棚，传输园区内各农业大棚的传感器数据、设备控制指令数据等到Internet上与平台服务器交互。 在每个需要智能控制功能的大棚内安装智能控制设备（包含一体化控制器、扩展控制配电箱、电磁阀、电源转换适配设备等），用来接受控制指令、响应控制执行设备。实现对大棚内的电动卷帘、智能喷水、智能通风等行为的实现。 三、智能温室监测系统架构设计

智慧农业物联网系统设计

毕业设计（报告）课题:智慧农业物联网系统设计 学生: 夏培元系部: 物联网学院 班级: 物联网1404班学号: 2014270307 指导教师: 杨昌义 装订交卷日期: 2017年01 月日 I / 20

摘要 随着经济社会的发展，农业已经越发智能化智慧农业是农业生产的高级阶段是集新兴的互联网、移动互联、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点（环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等）和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。 基于ZigBee技术的智慧农业解决方案，成本低廉，是一般人都能负担的价格；控制更简单，让每一位刚接触的人都能轻松使用；功耗更低、组网更方便、网络更健壮，给您带来高科技的全新感受。您的温室大棚规模越大，基于ZigBee 技术的智慧农业解决方案在使用中，要准确及时地操控所有设备，最值得关注的应该就是网络信号的稳定性。鉴于温室大棚的网络覆盖区域比较广泛，我们贴心为您呈现物联无线组网！智慧农业能有效连接物联Internet通信网关和超出物联Internet通信网关有效控制区域的其它ZigBee网络设备，实现中继组网，扩大覆盖区域，并传输网关的控制命令到相关网络设备，达到预期传输和控制的效果。基于先进的ZigBee技术，物联无线中继器无需接入网线，就可自行中继组网，扩散网络信号，让网络灵活顺畅运行，保障您的所有设备正常运行。主要采集温湿度，从而控制农植物的水分和光照。 关键词:物联网；智慧农业；云计算；物联网架构；ZigBee II / 20

智慧农业视频监控系统解决方案

智慧农业视频监控系统解决方案 目录

第一章项目概述 1.1项目背景 近年来，随着智能农业、精准农业的发展，智能感知芯片、移动嵌入式系统等物联网技术在现代农业中的应用逐步拓宽。在监视农作物灌溉情况、土壤空气变更、以及大面积的地表检测，收集温度、湿度、风力、大气、降雨量，有关土地的湿度、土壤氮噒钾含量和土壤pH值等方面，物联网技术正在精准农业发挥出越来越大的作用，从而实现科学监测，科学种植，帮助农民抗灾、减灾，提高农业综合效益，促进了现代农业的转型升级。 1.2需求分析 我国是一个农业大国，又是一个自然灾害多发的国家，农作物种植在全国范围内都非常广泛，农作物病虫害防治工作的好坏、及时与否对于农作物的产量、质量影响至关重要。农作物出现病虫害时能够及时诊断对于农业生产具有重要的指导意义，而农业专家又相对匮乏，不能够做到在灾害发生时及时出现在现场，因此农作物无线远程监控产品在农业领域就有了用武之地。在传统农业中，人们获取农田信息的方式很有限，主要是通过人工测量，获取过程需要消耗大量的人力，例如食用菌工厂化，刚开始人们开始注意到CO2浓度，温湿度对作物生长的作用，但是不舍得在传感器和自动控制领域中出太多钱，每天浪费人力，去每个房间用CO2检测仪检测CO2浓度，自己去开启风机。而通过使用无线传感器网络可以有效降低人力消耗和对农田环境的影响，获取精确的作物环境和作物信息。在现代农业中，大量的传感器节点构成了一张张功能各异的监控网络,通过各种传感器采集信息,可以帮助农民及时发现问题,并且准确地捕捉发生问题的位置。这样一来，农业逐渐地从以人力为

中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式,从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备，促进了农业发展方式的很大转变。 但是仅仅依靠智能传感器实时监控农作物生长环境的各项参数。不足以完成对农作物生长的实时跟踪，及时反馈各种病虫害并由专家分析解决。众多智能感知芯片监控的环境信息最终目的便是服务于农作物的健康茁壮成长，以获取更高的经济收益。那么怎样才能实时记录农作物的生长情况，及时处理各种病虫害又避免由于每天逐一记录数据而带来的大量的人力成本呢？ 由某某市某某技术股份有线公司开发的智能农业视频监控系统可以完美的解决这个问题。 第二章设计依据与原则 2.1设计思路 智能农业监控系统以3G/wifi网络为骨架，将监控中心、远程监控工作站、数据服务器、无线移动通讯网、终端有机地结合在一起，以服务器为核心实现分布式多级监控，具有“经济、实用、性能价格比高、可伸缩性强”的优点。 2.2设计原则 先进性：本方案设计采用的产品和系统是当代先进计算机技术、安防技术的应用成果，具有一定的前瞻性，特别是采用OFDM 通信技术，使系统安全性、无线信道抗干扰能力、抗衰落能力大大增强，并提高了无线信道的传输速率。 智能化：系统中采用的产品和平台具有智能特征，比如自主编程、记忆功能、主动检测等；前端设备与系统具备良好而可靠的通讯能力和故障自动检测、报警功能等。

基于ZigBee的农业大棚光照环境监控系统设计

毕业设计（报告） 课题:基于ZigBee的农业大棚光照环境监控系统设计 学生:杨雪系部:物联网 班级:物联网1203班学号:2012270051 指导教师:李靖 装订交卷日期:2015.04.28

指导教师评语（包含学生在毕业实习期间的表现）: 成绩（平时成绩）: 指导教师签名： 年月日 评阅教师评语： 成绩（评阅成绩）: 评阅教师签名： 年月日 答辩情况记录: 答辩成绩: 答辩委员会主任(或答辩教师小组组长)签名: 年月日 总评成绩: 注：1.此表适用于参加毕业答辩学生的毕业设计（报告）成绩评定； 2.平时成绩占20%、卷面评阅成绩占50%、答辩成绩占30%，在上面的评分表中，可分别按20分、50分、30分来量化评分，三项相加所得总分即为总评成绩，总评成绩请转换为优秀、良好、中等、及格、不及格五等级计分。 教务处制

指导教师评语（包含学生在毕业实习期间的表现）: 成绩（平时成绩）: 指导教师签名： 年月日 评阅教师评语： 成绩（评阅成绩）: 评阅教师签名： 年月日 总评成绩: 注：1.此表适用于不参加毕业答辩学生的毕业设计（报告）成绩评定； 2.平时成绩占40%、卷面评阅成绩占60%，在上面的评分表中，可分别按40分、60分来量化评分，二项相加所得总分即为总评成绩，总评成绩请转换为优秀、良好、中等、及格、不及格五等级计分。 教务处

第一章绪论 (3) 1.1 论文背景 (3) 1.2 主要需求 (4) 第二章系统分析 (5) 2.1 设计原理 (5) 2.2 系统节点设计 (6) 2.3 系统总体架构 (8) 第三章系统硬件设计 (10) 3.1 Zigbee节点硬件设计 (10) 3.2 传感器节点硬件设计 (10) 3.3 光照数据采集节点设计 (12) 第四章基站节点设计 (14) 4.1 ZigBee技术概述 (14) 4.2 ZigBee技术优缺点 (14) 4.3 ZigBee网络配置 (15) 4.4 ZigBee工作模式 (17) 第五章系统测试 (19) 5.1系统测试步骤 (19) 5.2 系统测试结果 (19) 5.2.1 系统硬件测试 (19) 5.2.2 协议栈测试 (20) 5.2.3 上位机测试 (20) 5.3系统测试结果分析 (21) 总结 (22) 参考文献 (23)

智能农业系统详细设计文档——第二版

智能农业系统详细设计文档 1 需求分析 1.1设计背景 随着信息科技的发展，信息化已经深入到普通人的生活当中，许多人对当前的生活方式提出了更高的要求。如今也随着城市化的发展，农民也越来越少，对于农场的种植管理，保证粮食的生产率上面越来越显紧迫。在需求上需要，在技术上信息科技时代的到来，为需求提供足够的技术支持，智能农场孕育而生。 1.2设计目标 为了方便用户进行农场管理，通过智能农场，用户可通过手机或者平板实施进行监控农田的光照、CO2、湿度、温度的情况，并且以图形化的方式直观呈现。如果农场上面出现异常的情况，用户可对应出现的状况在手机或平板上面进行处理，从而保障农作物的生产和增产。 因此，本系统需要具备以下功能： （1）用户注册； （2）用户登录； （3）系统实时环境指标动态显示； （4）传感器数据呈现； （5）历史数据查询功能； （6）手动控制； （7）系统设置； （8）传感器与控制器的联动功能； 2设计方案 2.1系统的整体设计 由于系统不管是在整体架构上，还是在具体的模块化实现上都比较复杂，逻辑性非常强，因此，为了保证系统各组成部分之间的互相协调以及整体目标的顺利实现，在智能农场系统中，运用了软件工程的理论和方法进行统一指导，为了使该系统具有方便推广使用，以及在行业内有推广应用的价值，采用了标准的代码体系。规范的图示图例，统一的软件接口，并且开发出了友好的用户界面。智能化农场系统的总体结构图如图示1-1所示。

图示1-1 （1）数据采集模块和服务器 数据采集模块：该模块主要由一个无线传感器和客户端组成。 无线传感网络：该网络由ZigBee无线收发模块构成，ZigBee发送模块通过携带相应的传感器（CO2传感器、空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器），将传感器采集到的模拟信号转化后发送给ZigBee无线接收模块。 服务器收集存储来自ZigBee手机的各个传感器的信息，同时用户可请求服务器来下达操作指令，从而实现用户远程操控农场设备。 （2）功能应用模块 用户权限、远程监控和数据展示三个方面。 用户权限：基本功能，分管理员角色和普通用户角色。管理员：登录能进 行查看并且执行操作。普通用户：只能查看不能操作。 远程监控： 数据展示：以绘图方式呈现数据，对于数据异常时做出智能判断，并且通知用户异常的情况，数据保持实时同步，对于收到ZigBee数据进行动态呈现，保证数据的及时性。 2.2处理流程 在Android客户端的模块中，Android手机客户端能够实现用户登录注册的功能。登录后可以查看农场的CO2，土壤温度、土壤湿度、光照、空气温度、空气温度的详细情况。可以查看历史数据，传感器受到数据，传给ZigBee无线节点，通过服务器存储到数据库中，用户通过服务器就能查看到农场的数据信息。用户

农业物联网智能监测系统

农业物联网智能监测系统 物联网概念在1999年提出，是将所有物品通过各种信息传感设备，如射频识别装置、基于光声电磁的传感器、3S技术、激光扫描器等各类装置与互联网结合起来，实现数据采集、融合、处理，并通过操作终端，实现智能化识别和管理。 物联网农业智能测控系统的技术特点： （1）监控功能系统：根据无线网络获取的植物生长环境信息，如监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、植物养分含量等参数。其它参数也可以选配，如土壤中的PH值、电导率等等。信息收集、负责接收无线传感汇聚节点发来的数据、存储、显示和数据管理，实现所有基地测试点信息的获取、管理、动态显示和分析处理以直观的图表和曲线的方式显示给用户，并根据以上各类信息的反馈对农业园区进行自动灌溉、自动降温、自动卷模、自动进行液体肥料施肥、自动喷药等自动控制。 （2）监测功能系统：在农业园区内实现自动信息检测与控制，通过配备无线传感节点，太阳能供电系统、信息采集和信息路由设备、配备无线传感传输系统，每个基点配置无线传感节点，每个无线传感节点可监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、植物养分含量等参数。其它参数也可以选配，如土壤中的PH值、电导率等等。信息收集、负责接收无线传感汇聚节点发来的数据、存储、显示和数据管理，实现所有基地测试点信息的获取、管理、动态显示和分析处理以直观的图表和曲线的方式显示给用户，并根据种植作物的需求提供各种声光报警信息和短信报警信息。 （3）实时图像与视频监控功能：农业物联网的基本概念是实现农业上作物与环境、土壤及肥力间的物物相联的关系网络，通过多维信息与多层次处理实现农作物的最佳生长环境调理及施肥管理。但是作为管理农业生产的人员而言，仅仅数值化的物物相联并不能完全营造作物最佳生长条件。视频与图像监控为物与物之间的关联提供了更直观的表达方式。比如：哪块地缺水了，在物联网单层数据上看仅仅能看到水分数据偏低。应该灌溉到什么程度也不能死搬硬套地仅仅根据这一个数据来作决策。因为农业生产环境的不均匀性决定了农业信息获取上的先天性弊端，而很难从单纯的技术手段上进行突破。视频监控的引用，直观地反映了农作物生产的实时状态，引入视频图像与图像处理，既可直观反映一些作物的生长长势，也可以侧面反映出作物生长的整体状态及营养水平。可以从整体上给农户提供更加科学的种植决策理论依据。 我国是一个传统的农业大国，人口众多，但耕地相对缺乏，土壤总体质量不高。在这种条件下，需要更加精细而有效的利用土壤资源，对土壤的信息进行监测与预警。每种不同的土壤都可能有不同的土地利用方式和管理措施，及时了解它们的土壤质量信息和变化对指导农业生产和保护生态环境有十分重要的意义。 在现代农业领域提出了“精确农业”、“数字农业”等概念，均是以土壤信息为基础，对土地进行信息获取、管理和分析土壤数据，以此进行决策分析和墒情预警，为农业科技人员掌握土壤信息提供大量的数据。托普土壤墒情监控系统包括监测预警系统、无线传输系统、

农业智能大棚控制溯源系统设计方案

农业智能大棚控制溯源系统设计方案

生态农业智能温室大棚监测、溯源及控制系统 设 计 方 案xxxxxxxx有限公司

目录 背景......................................................................错误!未定义书签。一：客户需求 ......................................................错误!未定义书签。二：系统结构及控制模式 ..................................错误!未定义书签。三：现场数据采集与控制功能...........................错误!未定义书签。四：监测软件数据平台 ......................................错误!未定义书签。五：功能应用 ......................................................错误!未定义书签。六：农产品溯源系统 ..........................................错误!未定义书签。 七、条码仓储管理系统(WMS) ...........................错误!未定义书签。 八、商品盘点 ......................................................错误!未定义书签。

背景 温室智能控制系统是利用环境数据与作物信息，指导用户进行正确的栽培管理。物联网温室环境监测系统可广泛应用于农业、园艺、畜牧业等领域，在需要特殊环境要求的场所实施监控和管理，为实现对生态作物的健康成长和及时调整栽培、管理等措施提供及时的科学的依据，同时实现监管自动化。 近年来，随着温室大棚化种植、工厂化育秧和设施栽培等农业生产技术的广泛应用，快速准确地环境参数的收集和分析就成为现实的需求，利用计算机技术对相应的农业气象参数进行采集，则一方面可及时了解作物生长的环境参数，另一方面也可根据采集的参数控制大棚环境的调节从而为农作物的生长提供适宜的生长环境。由于温室内的湿度、温度等环境条件不适合于普通PC 机工作，故这里选用单片机进行数据采集，而采集的数据可经过串口发射接收设备传送给上位PC 机进行分析处理。 一：客户需求 （1）智能温室大棚控制系统 随着国民经济的迅速发展，现代农业得到了长足的进步，全国各地根据需要普遍建设了日光温室、塑料大棚等为农作物创造出良好的生长环境。温室工程成为高效农业的重要组成。

基于物联网的智慧农业系统研究_朱茗

基于物联网的智慧农业系统研究□朱茗浙江省公众信息产业有限公司 农业种植中，为了防治病虫害和追求产量，过量使 用、滥用农药和化肥已成为不争的事实，同时随着全球变 暖，各种极端气象条件频发，使脆弱的农业更加雪上加 霜。中国农业需要变革，变革要从源头抓起。将物联网技 术应用在农业中，可以实现智能化识别、定位、追踪、监控 和管理，是智慧农业和精细化生产、管理、决策的技术支 撑，是发展“智慧农业”的核心。 一、中国农业发展现状 我国人均耕地面积和人均水资源只有世界平均水平 的３０％和２５％，且现有耕地中２／３是中低产田，农田灌溉 水的有效利用率只有３０％￣４０％（发达国家已达５０％ ￣７０％）。化肥、农药等生产资料投入水平高且利用率低，并 导致了农业生态环境污染和破坏，土壤沙化、碱化、盐渍 化严重，耕地单位面积产量与世界粮食高产国家相比甚 至要低一半以上，２１世纪我国人口增长和土地资源减少 的矛盾不可逆转。我国农业信息技术经过多年的研究， 有一定基础，但与目前应用需求差距很大，在生产过程科学 管理、 农产品质量安全与溯源、农业远程技术服务，农民远程培训等方面的研究刚刚起步；农业种植结构的调整， 养殖业以及其他相关产业迅速发展，用于优质生产和标 准化养殖的智能管理信息系统刚开始起步；面向农村快 捷的网络接入服务和低成本智能化信息接入终端问题仍 未取得重要突破。 二、中国物联网发展现状 物联网技术涵盖范围极广，包括具备“内在智能”的 传感器、移动终端、智能电网、工业系统、楼控系统、家庭 智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”（Ｅｎａｂｌｅｄ）的， 如贴上ＲＦＩＤ、条形码标签的各种资产、携带无线终端的 个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”，通 过各种无线和／或有线的长距离和／或短距离通讯网络 实现互联互通（Ｍ２Ｍ）、应用大集成（ＧｒａｎｄＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）、以及 基于云计算的ＳａａＳ营运等模式，在内网（Ｉｎｔｒａｎｅｔ）、专网 （Ｅｘｔｒａｎｅｔ）、和／或互联网（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ）环境下，采用适当的信 息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。物联网相关技术在中国已经广泛应用于交通、物流、工业、农业、医疗、卫生、安防、家居、旅游、军事等二十多个领域，在未来３年内中国物联网产业将在智能电网、智能家居、智慧城市、智慧医疗、车用传感器等领域率先普及，预计将实现三万亿的总产值。三、物联网在农业中的应用在大棚控制系统中，物联网系统的温度传感器、湿度传感器、ＰＨ值传感器、光传感器、离子传感器、生物传感器、ＣＯ２传感器等设备，监测环境中的温度、相对湿度、ＰＨ值、光照强度、土壤养分、ＣＯ２浓度等物理量参数，并通过基于Ｚｉｇｂｅｅ网络协议的无线设备将参数传送到标准网关设备，标准网关通过ＧＳＭ、ＣＤＭＡ或者以太网将数据发送到服务器中进行分析控制，通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境。远程控制的实现使技术人员在办公室就能对多个大棚的环境进行检测控制。采用无线网络传递测量得到的农作物的各种参数，可以为精准调控提供科学依据，达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。下一步的目标是一方面加入更多不同种类的传感器采集数据并加大采集频率，另一方面在云平台侧建立更多的数学模型，摸清不同地区、不同季节、不同农作物的最佳养殖规律，达到最优化品质、最优化质量的产品，并建立突然预案应对突发天气情况和其他一些突然情况对农作物生长的影响。四、小结与传统农业不能适应农业持续发展的需要相比，智慧农业可以实现高效利用各类农业资源和改善环境这一可持续发展目标，不但可以最大限度提高农业生产力，而且是实现优质、高产、低耗和环保的可持续发展农业的有效途径。【摘要】本文分析了中国农业的现状，以及物联网对当前农业生产的推进作用，并以农业养殖大棚为例，说明了物联网 在农业养殖大棚中实现智慧农业管理的过程。 【关键词】物联网智慧农业Ｚｉｇｂｅｅ传感器 参考文献［１］黄桂田．《物联网蓝皮书：中国物联网发展报告（２０１２￣２０１３）》社会科学文献出版社２０１３ ［２］徐勇军．《物联网关键技术》电子工业出版社２０１２ ［３］李道亮．《农业物联网导论》科学出版社２０１２ 新聚焦ｅｗＦｏｃｕｓＮ１９

基于物联网的智能农业系统设计

课程设计报告 （物联网技术与应用） 学院：电气工程与自动化学院 题目：基于物联网的智能农业系统设计专业班级：自动化131班 学号：2420132905 学生姓名：吴亚敏 指导老师：韩树人 时间：2016年4月30日

摘要 由于现代农业管理中农田的种植范围大、监控点设置多、布线复杂等，为此我们基于物联网技术对于当前的农业管理系统进行优化，研究开发了基于物联网技术的职能农业系统，并能够实现对管理区域内的农作物的土壤、环境、灾情预报、灌溉控制、温度控制在内的多项职能化的农业管理系统。 关键词：农业系统；物联网；系统设计

目录 摘要 (2) 第1章物联网技术的研究现状和发展情景 (1) 1.1研究现状 (1) 1.2发展趋势 (2) 第2章智能农业概述 (3) 第3章系统的需求分析 (4) 第4章系统的组成 (5) 第5章系统的开发平台设计 (6) 5.1无线传输协议选择 (6) 5.2硬件节点平台 (6) 5.3系统的软件设计 (7) 第6章系统调试 (8) 第7章心得体会 (9) 参考文献 (11)

第1章物联网技术的研究现状和发展情景 1.1研究现状 M2M技术、传感网技术及射频识别（RFID）技术、网络通信技术是物联网的关键技术。 （一）M2M技术。M2M技术通过实现机器与机器、人与人、人与机器之间的通信，与操作者共享了使机器设备、应用处理过程与后天信息系统提供的信息。M2M技术提供了传输数据的优良手段，使设备能够实时地在系统之间、远程设备之间、或个人之间建立无线连接成为可能。 （二）传感网技术。大规模无线传感网络技术、传感器及其智能处理技术的结合便是传感网技术。由于是一种检测装置，传感器能够感受到被测量的信息，并能将检测到的信息，按一定变换规律变换成电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的存储、传输、显示、记录、处理等要求。实现自动控制与自动检测的首要环节是传感器，在实际应用中，传感器相当于人的“感觉器官。”新型技术的低能耗、小型化、可移动、低成本有点可以满足物联网的“物-物”相联需要，无线传感网能够在满足上述需要的前提下，提供具有自动修复功能和自动组网的网状网络，使无线网络具有初步的智慧功能。伴随着新技术革命的到来，全球已进入全新的信息化时代。在实际应用时，首先应解决的是如何获取准确可信的信息的问题，而在利用信息的过程中，传感器具有非常突出的地位，这是由于传感器是获取生产和自然领域中信息的手段和主要途径。 （三）射频识别（RFID）技术。通常，当特定的信息读写器通过带有电子标签的物品时，读写器激活标签，并向读写器及信息处理系统传送标签中的信息，从而完成信息的自动采集工作。一个典型的RFID系统是由读写器、RFID电子标签及信息处理系统组成的。信息处理系统根据需求承担相应的信息处理及控制工作。由于每个RFID标签都有一个唯一的识别码，如果它的数据格式有很多是互不兼容的，在闭环情况下，对企业的影响不是很大。

基于物联网的智能农业平台的设计与实现

基于物联网的智能农业平台的设计与实现 摘要：21世纪是物联网的时代，把物联网技术与农业相结合，不仅可以改变我 国传统农业落后的生产方式，同时，无论是在经济效益还是环境效益上都取得了 革命性的进步。给出了一个完整的智能农业平台的解决方案，包括平台设计目标，平台模块说明，以及设计思路和对该平台的实现，进行了详细的分析和说明。文 章主要是基于B／S的系统模式，运用了物联网的相关技术，构建了一个智慧农 业信息平台。通过智慧农业平台，可以实现高效率、便捷化的管理，大大减少了 投入成本，解放了劳动力。 关键词：物联网；智慧农业；智能农业平台 智能农业平台即借助物联网等信息技术手段，远程操作相关设备，按时、按 量地对指定位置完成一整套预定农事操作技术和管理的系统。具体监控采集的对 象有大棚内的温度、湿度、CO浓度、光照强度、土壤温湿度以及作物叶面的湿 度等相关环境参数，通过客户端对比采集对象参数与预设对象参数的区别，确定 操作指令，远程控制指定设备完成相关操作。该系统可以以最少的人力投入、最 小的能源消耗、最低的环境破坏，完成对控制对象定位、定时、定量的操作。 1基于物联网的智慧农业信息平台的相关技术 1.1农业物联网体系 平台业务层面技术采用分层结构实现，从低至高共包含如下五层：传感层、 传输层、业务层、应用层、用户层。 1.2系统开发模式 数据中心的主要功能在于为监测端提供应用服务，与上位机进行网络通信。 网络开发应用系统主要有两种模式：Client／Server客户端／服务端(c／s)模式和Brower／Server浏览器(B／S)模式。 1.3通讯技术 具有多线程能力的计算机因有硬件支持而能够在同一时间执行多于一个执行绪，进而提升整体处理性能。因此，本系统选用是基于多线程背景的Socket技术 应用，可在有限的服务器资源内，同时并发地支持多终端采集、多业务入口查询 以及业务内部数据处理和应用。 1.4数据库技术 对于海量的信息，如何存储与处理取决于数据库技术。数据库技术在收集和 存储数据方面有着巨大的优势，因此采用SQLSERVER数据库，其中包括数据库建 表和数据库处理。 1.5HighCharts图线技术 High charts是一个用纯脚本编写的一个图表库。通过High charts技术，可以 将我们的数据以可视化的形式展示出来。一般来说，数据展示有五种基本的图线 型式：曲线图、饼图、柱状图、散点图、区域图等。High charts的界面简洁，又 纯脚本编写而成，不依赖于任何插件，运行速度较快。 2智能农业平台的解决方案 2.1智能农业平台设计目标 （1）实现的功能 智能农业解决方案可以实现的功能有：大棚内各路传感信息的存储、分析、 智能展示；阈值设置；智能报警；智能控制；身份验证及密码修改；账号与权限 管理；视频链接等。

农业大棚远程智能监控与PLC自动化控制系统项目解决方案

农业大棚远程智能监控与PLC自动化控制系统解决方案 目录 1 前言 (2) 1.1 智能农业远程智能监控系统的概念 (2) 1.2 实施农业远程智能监控系统的必要性 (2) 2 背景分析 (3) 3 大棚温湿度光照采集与自动化控制设计 (5) 3.1 系统设备组成 (9) 3.2 网络架构 (10) 3.3 采集原理 (11) 3.4 数据架构 (13) 3.5 设计原则 (14) 4 系统功能 (16) 4.1 功能架构 (16) 4.2 功能特点 (17) 4.2.1 数据采集 (17) 4.2.2 数据查询 (18) 4.2.3 数据分析与诊断 (18) 4.2.4 数据报警 (18) 4.2.5 视频监控 (19) 4.3 设备参数 (19) 4.3.1 数据采集与传输设备 (19) 4.3.2 温/湿度测试仪昆仑海岸 (20) 4.3.3 光照测试仪昆仑海岸 (25) 5 施工组织方案 (25) 5.1 施工方案介绍 (25) 5.2 施工计划安排 (26) 5.3 资源准备 (27) 5.4 施工内容 (27) 6 售后服务及承诺 (28) 7施工与验收时间表 (28)

1前言 1.1智能农业远程智能监控系统的概念 智能农业是采用比较先进、系统的人工设施，改善农作物生产环境，进行优质高效生产的一种农业生产方式，20世纪80年代以来，智能农业发展很快，特别是欧美、日本等一些发达国家，目前已经普遍采用计算机控制的大型工厂化设施，进行恒定条件下全年候生产，效益大为提高；在社会主义市场经济条件下，我国的智能农业以其较高的科技含量、市场取向的新机制、短平快的产销特点、效益显著的竞争力，取得了快速发展，改善了传统农业的生产方式、组织方式和运行机制，提高了农业科技含量和物质装备水平，成为现代农业重要的生产方式。 深圳市信立科技有限公司智能农业远程智能监控系统是指利用现代电子技术、移动网络通信技术、计算机及网络技术相结合，将农业生产最密切相关的空气的温度、湿度及土壤水分等数据通过各种传感器以无线ZigBee技术动态采集，并利用中国电信的4G，4G CDMA网络通讯技术，将数据及时传送到智能专家平台，使智能农业管理人员、农业专家通过手机或手持终端就可以及时掌握农作物的生长环境，及时发现农作物生长症结，及时采取控制措施，及时调度指挥，及时操作，达到最大限度的提高农作物生长环境，降低运营成本，提高生产产量，降低劳动量，增加收益。 1.2实施农业远程智能监控系统的必要性 江苏智能农业发展，已经初步形成了政府引导、社会支持、市场推动和农民

基于物联网技术的现代智慧农业解决方案

基于物联网技术的现代智慧农业解决方案上世纪九十年代后，无线技术的广泛应用使得它在许多国民经济领域的应用研究获得迅速发展。尤其以Zibgee无线技术为主的物联网系统，使得精准农业的技术体系广泛运用于生产实践成为可能。精准农业技术体系的实践与发展，已经引起一些国家科技决策部门的高度重视。 那么什么是智慧农业了，根据维基百科上面的定义智慧农业主要有这些解释。 所谓“智慧农业”就是充分应用现代信息技术成果，集成应用计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、3S技术、无线通信技术及专家智慧与知识，实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能管理。 智慧农业是农业生产的高级阶段，是集新兴的互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点（环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等）和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。 “智慧农业”是云计算、传感网、3S等多种信息技术在农业中综合、全面的应用，实现更完备的信息化基础支撑、更透彻的农业信息感知、更集中的数据资源、更广泛的互联互通、更深入的智能控制、更贴心的公众服务。“智慧农业”与现代生物技术、种植技术等高新技术融合于一体，对建设世界水平农业具有重要意义。 根据最新研究结果显示，我国实施精准农业的近期目标，一方面是总结国外发展经验，根据中国的国情找准自己的切入点，另一方面切实做好有关基于Zigbee无线技术的物联网应用与研究开发，力求走出适合中国国情的精确农业的发展道路。 托普物联网是浙江托普仪器有限公司主要经营项目之一。托普物联网依据自身研发优势，开发了多种模块化智能集成系统。 1、传感模块：即环境传感监测系统。它依据各类传感设备可以完成整个园区或完成对异地园区所需数据监测的功能。

基于物联网的智能农业发展趋势

基于物联网的智能农业发展趋势 戴起伟[1] （江苏省农业科学院农业经济与信息研究所） 摘要：智能农业作为现代农业的重要标志和高级阶段，呈现出信息采集智能化、资源利用数字化、信息网络全球化、农产品电子商务分工专业化、信息应用全程化、生产管理智能化等发展趋势。物联网被视为战略新兴产业和新的经济增长点，对于智能农业未来发展具有着前所未有的应用前景，但目前在农业方面的应用还处于起步阶段，文章在分析了物联网技术对于提升农业信息化水平的重要作用后，提出了在农业方面的重点应用领域。 目前，信息技术正日益深刻地改变着世界经济格局、社会形态和人类生活方式，同时也被广泛应用于农业各个领域。智能农业或信息化农业是现代科学技术革命对农业产生巨大影响下逐步形成的一个新的农业形态，其显著特征是在农业产业链的各个关键环节，充分应用现代信息技术手段，用信息流调控农业生产与经营活动的全过程。在智能农业环境下，信息和知识成为重要投入主体，并能大幅度提高物质流与能量流的投入效率，智能农业是现代农业发展的必然趋势和高级阶段。在加快传统农业转型升级的过程中，智能农业将成为发展现代农业的重要内容，为加快发展农村经济，进一步提高农民收入提供新的经济增长极；为加快农业产业化进程，增强农业综合竞争力提供新的技术支撑。 1 智能农业是现代农业的重要标志和高级阶段 现代农业相对于传统农业，是一个新的发展阶段和渐变过程。智能农业既是现代农业的重要内容和标志，也是对现代农业的继承和发展。其基本特征是高效、集约，其核心是信息、知识和技术在农业各个环节的广泛应用。信息技术取代机械与人力，知识要素取代资本要

素和劳动要素，使得信息、知识成为驱动经济增长的主导因素，使农业增长从主要依赖自然资源转向主要依赖信息资源和知识资源。智能农业是低碳经济时代农业发展形态的必然选择，代表了农业发展的根本方向，符合人类可持续发展的愿望。 2 智能农业主要发展趋势 2.1 农作信息采集智能化、资源利用数字化 充分利用现代地球空间与地理信息技术、传感技术、手持便捷信息识别技术等获取与作物生产有关的各种生产信息和环境参数，对耕作、播种、施肥、灌溉、喷药和除草等田间作业进行数字化控制，使农业投入品的资源利用精准化，效率最大化。 2.2 农业信息网络全球化扩展 目前，信息技术已经深刻地渗透到世界的每一个角落。农业信息资源的获取和服务也正打破国界的限制，加速走向国际化和全球化。通过信息网络和各类媒体，农业信息在全世界的流量呈几何级数式扩张，流速也正以前所未有的方式进入高速时代。农业信息化深刻地影响着世界农业资源配制，助推农产品贸易的国际竞争日趋加剧。同时，农业信息资源数据库正向专业化、集成化、共享化和知识化管理方向发展，等等。 2.3 农产品电子商务分工专业化 网络和通讯技术的发展、电子商务交易的普及和成熟，使得通过网络销售农产品，可在瞬间完成信息流、资金流和实物流的交易,农产品电子商务已不再单是产品供求交易的操作，而是前延至产前订单、后续至流通配送等综合性的服务，即紧紧围绕产业链环节，在信息化管理的平台上实现信息共享、管理对接和功能配套。 2.4 农业信息传播多媒体化 视频制作与压缩技术、数字动漫技术、虚拟仿真技术、手机网络传媒技术等多媒体技术，具有传播快、覆盖广、形象生动、丰富多彩、易于操作等特点，为农业复杂问题的简化表达与传播提供了空前的便

现代农业监测系统

现代农业监测系统 现代农业是当今世界农业发展的新潮流，是由信息技术支持的根据空间变异，定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统，其基本涵义是根据作物生长的土壤性状，调节对作物的投入，即一方面查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异，另一方面确定农作物的生产目标，进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”，调动土壤生产力，以最少的或最节省的投入达到更高的产量，并改善环境，高效地利用各类农业资源，取得经济效益和环境效益。农业生产环境监测是实施精准农业的基础。 托普物联网积极探索现代农业生产方式，为了建设现代农业装备示范基地，历经数据成功开发现代农业监测系统的，希望通过系统智能控制现代农业装备，监测和智能适调农业生产环境以满足农作物生长的需求，提高农业生产效益。 一、现代农业监测系统简介 本系统以PLC和传感器技术为核心，适应现代农业发展的要求，实现了现代农业生产环境的智能化监控。该系统既解决了现场环境参数（温度、湿度、光照、土壤温度、CO2浓度等）的自动获取问题，又可以远程智能监控，满足了管理的要求。系统中内嵌了动态域名解析功能，可以很方便地借助ADSL、GPRS等廉价通信方式实现远程监控，为上级管理者提供方便，节省了大量的成本。系统具有维护方便、成本低、可靠性高等优点，适用于温室大棚、猪场等多种农业生产环境的监测。

二、现代农业监测系统系统特点 1、融合技术的应用：本系统率先将多信息融合技术应用于农业生产环境监测，通过对各种传感器及其观测信息的合理支配与使用，将各种传感器在空间和时间上的互补与冗余信息依据某种优化准则组合起来，更准确地把握生产环境的本质和属性，有利于更准确分析其内在规律性和动态变化规律，从而做出更合理、科学的调节，实现增产创收的目标。 2、组态技术的应用：应用组态子系统控制现场设备，可以实现多种监控内容： ①实时历史、曲线报表显示环境变化。 ②系统监控。 ③多种形式的报警（适合不同场合需要）。 ④通过GSM网络，实现短信监控。 ⑤远程数据传输、故障诊断。 ⑥手动打印和自动定时打印。 ⑦系统设计预留接口。 ⑧精简数据，长期保存等。这样，可以全程记录控制条件、作物生长状况与调节变化进行对比，适当修订控制参数，实现最优化管理。 3、远程监控的应用：针对农业生产场地偏远、地域分散等特点，本系统采用分层的B/S 软件架构，并在所开发的系统中内嵌了动态域名解析功能，可以很方便地借助ADSL、GPRS 等廉价通信方式部署分布式应用系统，通过Internet低成本实现远程监控功能。 三、现代农业监测系统优势 本系统实现了对农业生产生态环境数据的实时监测，方便更精准地了解和掌握农作物的生产环境，从而进行适时适宜的调控，优化农作物的生长环境，提高农业生产的效益。

物联网在智慧农业中的应用

物联网在智慧农业中的应用 在传统农业中，灌溉、施肥、喷药，农民全凭经验和感觉。而如今，在智慧农业中，农作物浇水、施肥、打药时间，农作物的空气温度、空气湿度、酸碱度、光照、二氧化碳浓度、土壤水分，做到按需供给，一系列作物在不同生长周期的问题，都有信息化、智能化监控系统实时定量“精确”把关。智能农业、精准农业的发展，智能感知芯片、移动嵌入式系统、无线通信技术等物联网技术在现代农业中的应用逐步拓宽，作用显着，具体表现为：在监控农作物灌溉情况、土壤空气变更、畜禽的环境状况以及大面积的地表检测，收集温度、湿度、风力、大气、降雨量，有关土地的湿度、氮浓缩量、土壤污染和土壤pH 值等方面实现科学监测、科学种植, 帮助农民抗灾、减灾[1]. 在智慧农业中，可运用物联网的温度传感器、湿度传感器、PH 值传感器、光照传感器、CO2传感器等设备，检测环境中的温度、相对湿度、PH 值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等参数，通过各种仪器仪表实时显示或作为变量参与到自动控制中，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境。采用物联网，特别是无线传感器网络来获得作物生长的最佳条件，可以为智慧农业提供科学依据，达到增产增收、改善品质、调节生长周期及提高经济效益的目的。 1 智慧农业 智慧农业是农业生产的高级阶段，是集新兴的互联网、移动通信网、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感器节点（环境温湿度传感器、土壤水分传感器、二氧化碳浓度传感器、光照强度传感器等）和无线传感器网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。 1.1 智慧农业定义 “智慧农业”也称为“智能农业”, 它充分应用现代信息技术、计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、3S 技术、无线通信技术及专家智慧与知识，实现农业可视化远程诊断、远程控制、问题预警等智能管理。智慧农业是以最高效率地利用各种农业资源，最大限度地降低农业成本和能耗、减少

基于物联网技术的智能农业系统设计计划书

智能能农业物联网计划书 一、智能农业概述 在农业生产过程中，农作物的生长与自然界的多种因素息息相关，其中包括大气温度、大气湿度、土壤的温度湿度、光照强度条件、CO2浓度、水分及其他养分等等。传统农业作业过程中，对这些影响农作物生长的参数进行管理，主要依靠人的感知能力，存在着极大的不准确性，农业生产也就成为一种粗放式管理，达不到精细化管理的要求。 随着科学技术的发展，伴随着城镇化改革的进行，在农业生产过程中，越来越多的劳动力被解放出来，劳动力成本不断增加，传统农业无法进一步的发展，也逐渐滞后于社会的发展。因此，对传统农业的要求在不断提高，将先进技术应用于农业将得到广泛推广，智能农业随之产生。 托普物联网指出所谓的智能农业，指的是将人工智能技术应用于农业领域的一项高新技术。智能农业系统覆盖了从影响农业生产的自然参数的采集，到利用知识推理和计算机技术进行参数分析，最终通过农业专家系统指导农业生产的整个生产管理链。智能农业主要涉及的关键技术包括检测技术、嵌入式技术、通信技术等。 也有人认为智能农业是指在相对可控的环境条件下，采用工业化生产，实现集约高效可持续发展的现代超前农业生产方式，就是农业先进设施与露地相配套、具有高度的技术规范和高效益的集约化规模经营的生产方式。它集科研、生产、加工、销售于一体，实现周年性、全天候、反季节的企业化规模生产；它集成现代生物技术、农业工程、农用新材料等学科，以现代化农业设施为依托，科技含量高，产品附加值高，土地产出率高和劳动生产率高，是我国农业新技术革命的跨世纪工程。 智能农业产品通过实时采集温室内温度、土壤温度、CO2浓度、湿度信号以及光照、叶面湿度、露点温度等环境参数，自动开启或者关闭指定设备。可以根据用户需求，随时进行处理，为设施农业综合生态信息自动监测、对环境进行自动控制和智能化管理提供科学依据。通过模块采集温度传感器等信号，经由无线信号收发模块传输数据，实现对大棚温湿度的远程控制。智能农业还包括智能粮库系统，该系统通过将粮库内温湿度变化的感知与计算机或手机的连接进行实时观察，记录现场情况以保证量粮库的温湿度平衡。