農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)　　

    農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)）是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為提高現(xiàn)代集約型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、、智能型管理提出的解決方案。

　　一、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的提出

　　農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是將采集數(shù)據(jù)經(jīng)行分析后進(jìn)行的全自動(dòng)監(jiān)控灌溉、施肥、噴藥、降溫和補(bǔ)光等一系列操作，它由中央控制柜與多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集器構(gòu)成兩級(jí)分布式計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò),具有分散采集，集中操作管理的特點(diǎn)，系統(tǒng)配置可以根據(jù)要求靈活增加或減少。通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)采集溫度、濕度、光照等環(huán)境參數(shù)，并傳到各個(gè)節(jié)點(diǎn)，數(shù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)和上位機(jī)的通訊，在計(jì)算機(jī)軟件界面上可顯示所采集到環(huán)境參數(shù)的值，可進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)定、存貯、報(bào)警。具體如下：

　　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(lái)看，無(wú)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(lái)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(guò)在溫室里布置很多的傳感器，實(shí)時(shí)采集當(dāng)前狀態(tài)下土壤信息，來(lái)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(yàn)。

　　（2）在種植和培育階段，可以用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)手段進(jìn)行實(shí)時(shí)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(jìn)行自動(dòng)的現(xiàn)場(chǎng)控制，以達(dá)到的管理和實(shí)時(shí)監(jiān)控的目標(biāo)，從而應(yīng)對(duì)環(huán)境的變化，保證植物育苗在優(yōu)環(huán)境中生長(zhǎng)。例如：通過(guò)遠(yuǎn)程溫度采集，可了解實(shí)時(shí)溫度情況然后手動(dòng)或自動(dòng)的在辦公室對(duì)其進(jìn)行溫度調(diào)整，而不需要人工去實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)操作，從而節(jié)省了大量的人力。

　　（3）在農(nóng)作物生長(zhǎng)階段，可以利用物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)作物生長(zhǎng)的環(huán)境信息、養(yǎng)分信息和作物病蟲(chóng)害情況。利用相關(guān)傳感器準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地獲取土壤水分、環(huán)境溫濕度、光照等情況，通過(guò)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和物定作物的專家經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，配合控制系統(tǒng)調(diào)理作物生長(zhǎng)環(huán)境，改善作物營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)作物的病蟲(chóng)害爆發(fā)時(shí)期，維持作物優(yōu)生長(zhǎng)條件，對(duì)作物的生長(zhǎng)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(jìn)行采集，反饋到前端，從而在種植收獲階段進(jìn)行更的測(cè)算。

　　總而言之，物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)智能測(cè)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(duì)于大型農(nóng)場(chǎng)來(lái)說(shuō)，幾千畝的土地如果用人力來(lái)進(jìn)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(dòng)控制也只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)的微小的動(dòng)作，前后不過(guò)幾秒，*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(gè)領(lǐng)域研究等方面提供強(qiáng)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(dòng)化、智能化的社會(huì)中是不言而諭的。

　　二、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)

　?。?）監(jiān)控功能系統(tǒng)

　　根據(jù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)獲取的植物實(shí)時(shí)的生長(zhǎng)環(huán)境信息，如通過(guò)各個(gè)類型的傳感器可監(jiān)測(cè)土壤水分、土壤溫度、空氣溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度、植物養(yǎng)分含量等參數(shù)。其它參數(shù)也可以選配，如土壤中的PH值、電導(dǎo)率等等。信息收集、負(fù)責(zé)接收無(wú)線傳感匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)、顯示和數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)所有基地測(cè)試點(diǎn)信息的獲取、管理、動(dòng)態(tài)顯示和分析處理以直觀的圖表和曲線的方式顯示給用戶，并根據(jù)以上各類信息的反饋對(duì)農(nóng)業(yè)園區(qū)進(jìn)行自動(dòng)灌溉、自動(dòng)降溫、自動(dòng)卷模、自動(dòng)進(jìn)行液體肥料施肥、自動(dòng)噴藥等自動(dòng)控制。

　　（2）監(jiān)測(cè)功能系統(tǒng)

　　在農(nóng)業(yè)園區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)信息檢測(cè)與控制，通過(guò)配備無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)，太陽(yáng)能供電系統(tǒng)、信息采集和信息路由設(shè)備、配備無(wú)線傳感傳輸具系統(tǒng)，每個(gè)基點(diǎn)配置無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)，每個(gè)無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)可監(jiān)測(cè)土壤水分、土壤溫度、空氣溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度、植物養(yǎng)分含量等參數(shù)。其它參數(shù)也可以選配，如土壤中的PH值、電導(dǎo)率等等。信息收集、負(fù)責(zé)接收無(wú)線傳感匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)、顯示和數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)所有基地測(cè)試點(diǎn)信息的獲取、管理、動(dòng)態(tài)顯示和分析處理以直觀的圖表和曲線的方式顯示給用戶，并根據(jù)種植作物的需求提供各種聲光報(bào)警信息和短信報(bào)警信息。

　?。?）實(shí)時(shí)圖像與視頻監(jiān)控功能

　　農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基本概念是實(shí)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(guò)多方位信息與多層次處理實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的優(yōu)生長(zhǎng)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*營(yíng)造作物優(yōu)生長(zhǎng)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(dá)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(gè)數(shù)據(jù)來(lái)作決策。因?yàn)檗r(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(jìn)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(shí)時(shí)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(zhǎng)長(zhǎng)勢(shì)，也可以側(cè)面反映出作物生長(zhǎng)的整體狀態(tài)及營(yíng)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)。

　　三、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要監(jiān)測(cè)參數(shù)

　　測(cè)定指標(biāo)：溫度；濕度；光照強(qiáng)度；光合有效輻射；CO2；土壤溫度；土壤水分；土壤PH值；電導(dǎo)（鹽份）；氣壓；風(fēng)向；風(fēng)速；雨量等等。（可按自身的要求任意選擇）

　　四、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

　?。ㄒ唬?、信息采集子系統(tǒng)

　　1.數(shù)據(jù)采集點(diǎn) 無(wú)線發(fā)射模塊、太陽(yáng)能電池板、支架、蓄電池

　　2.數(shù)據(jù)采集傳感器 溫度傳感器、濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、光合有效輻射傳感器、CO2傳感器 、土壤溫濕度傳感器、風(fēng)向、速、雨量傳感器等

3.數(shù)據(jù)分析及顯示部分 電腦、軟件、無(wú)線接收模塊、報(bào)警系統(tǒng)

　?。ǘ⑾到y(tǒng)整體功能部分

　　1、氣象站及聯(lián)動(dòng)棚內(nèi)各項(xiàng)數(shù)據(jù)能統(tǒng)計(jì)分析，并實(shí)時(shí)在控制室電腦顯示、分析；

　　2、監(jiān)控圖像、數(shù)據(jù)分析等圖像同時(shí)在多臺(tái)液晶屏上顯示；

　　3、數(shù)據(jù)及監(jiān)控圖像通過(guò)GPRS傳到網(wǎng)絡(luò)，用戶可在任何有網(wǎng)絡(luò)的地方查看，并可根據(jù)其用戶權(quán)限進(jìn)行相應(yīng)的操作；

　　4、可遠(yuǎn)程控制田間電磁閥，并設(shè)定不同的灌溉施肥方案；遠(yuǎn)程控制監(jiān)控?cái)z像頭。以上遠(yuǎn)程控制及訪問(wèn)需要設(shè)定不同的權(quán)限，遠(yuǎn)程訪問(wèn)都需要有記錄保存；

　　5、收集的數(shù)據(jù)能設(shè)定警戒值，如果超出警戒值可發(fā)送警報(bào)到控制室或者手機(jī)上，以免發(fā)生意外情況；

　　6、根據(jù)用戶需求，若需要和原有的電磁閥、施肥機(jī)等設(shè)備進(jìn)行銜接，在用戶提供原有設(shè)備接口和通信協(xié)議的情況下可進(jìn)行有效銜接，但是建議盡量不適用原有設(shè)備，以免對(duì)以后系統(tǒng)的實(shí)施、維護(hù)和升級(jí)等過(guò)程造成困難；

　　7、能提供充足的升級(jí)空間，可滿足后續(xù)創(chuàng)新園建設(shè)中的監(jiān)控、數(shù)據(jù)收集、田間灌溉的提升需求并預(yù)留接口，可對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行大規(guī)模的升級(jí)；

　　8、大棚可完成自動(dòng)灌溉、自動(dòng)噴藥、自動(dòng)施肥（液態(tài)肥）等功能，且不需人工干預(yù)，只需在辦公室進(jìn)行鼠標(biāo)操作便可輕松完成上述復(fù)雜動(dòng)作，而且系統(tǒng)可設(shè)定自動(dòng)模式，例如：根據(jù)當(dāng)前自動(dòng)采集的水分來(lái)判定是否需要灌溉等動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化；

五、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖

　　六、總結(jié)

　　物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，細(xì)化各個(gè)農(nóng)場(chǎng)，可靠性更高，適應(yīng)性更高，不僅提高了智能化的應(yīng)用，又能節(jié)能環(huán)保，可循環(huán)使用，進(jìn)而降低成本、提能?？梢哉弦幌聨讉€(gè)方面：

　　1、 農(nóng)業(yè)資源 土地資源、水資源及生產(chǎn)資料更能被有效的高能調(diào)度，達(dá)到節(jié)能、的目的。

　　2、 農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境 使得生態(tài)鏈更豐富，土壤、大氣、水質(zhì)、氣象更適合人們生產(chǎn)生活。

　　3、 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程 更能精耕細(xì)作，使用智能化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)綠色健康養(yǎng)殖。

　　4、 農(nóng)產(chǎn)品和食品安全 可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)地環(huán)境、產(chǎn)后儲(chǔ)藏加工、物流運(yùn)輸，整個(gè)供應(yīng)鏈實(shí)時(shí)查詢。

5、 裝備和設(shè)施 可實(shí)現(xiàn)信息共享，遠(yuǎn)程診斷，服務(wù)調(diào)度。

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