农业物联网解决方案设计

1、农业物联网解决方案设计和项目实施（智慧农业）一、概念物联网概念在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。物联网技术在农业中的应用既能改变粗放的农业经营管理方式，乂能提高动 植物疾情疾病防控能力，确保农产品质量安全，引领现代农业发展。二、物联网农业智能测控系统在农业中应用的意义：我国是农业大国，而非农业强国。近30年来果园高产量主要依靠农药化肥的 大量投入，大部分化肥和水资源没有被有效利用而随地弃置，导致大量养分损失 并造成环境污染。

2、我国农业生产仍然以传统生产模式为主，传统耕种只能凭经验 施肥灌溉，不仅浪费大量的人力物力，也对环境保护与水土保持构成严重威胁， 对农业可持续性发展带来严峻挑战。本项U针对上述问题，利用实时、动态的农 业物联网信息采集系统，实现快速、多维、多尺度的果园信息实时监测，并在信 息与种植专家知识系统基础上实现农田的智能灌溉、智能施肥与智能喷药等自动 控制。突破果园信息获取困难与智能化程度低等技术发展瓶颈。U前，我国大多数水果生产主要依幕人工经验尽心管理，缺乏系统的科学指 导。设施栽培技术的发展，对于农业现代化进程具有深远的影响。设施栽培为解 决我国城乡居民消费结构和农民增收，为推进农业结构调整发挥了重

3、要作用，温 室种植已在农业生产中占有重要地位。要实现高水平的设施农业生产和优化设施 生物环境控制，信息获取手段是最重要的关键技术之一。作为现代信息技术三大 基础（传感器技术、通信技术和讣算机技术）的高度集成而形成的无线传感器网络 是一种全新的信息获取和处理技术。网络山数量众多的低能源、低功耗的智能传 感器节点所组成，能够协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息, 并对其进行处理，获得详尽而准确的信息，通过无线传输网络传送到基站主机以 及需要这些信息的用户，同时用户也可以将指令通过网络传送到LI标节点使其执 行特定任务。物联网在农业领域中有着广泛的应用。我们从农产品生产不同的阶段来看，

4、 无论是从种植的培育阶段和收获阶段，都可以用物联网的技术来提高它工作的效 率和精细管理。（1）在种植准备的阶段，我们可以在温室里面布置很多的传感器，分析实时 的土壤信息，来选择合适的农作物。（2）在种植和培育阶段，可以用物联网的技术手段采集温度、湿度的信息， 进行高效的管理，从而应对环境的变化，保证植物育苗在最佳环境中生长。比如 说通过采集设备，比如说降温了，我可以给他在温室里加热。（3）在农作物生长方面，可以利用物联网实时监测作物生长的环境信息、养 分信息和作物病虫害情况。利用相关传感器准确、实时地获取土壤水分、环境温 湿度、光照情况，通过实时的数据监测和物定作物的专家经验相结合，配合控制

5、系统调理作物生长环境，改善作物营养状态，及时发现作物的病虫害爆发时期， 维持作物最佳生长条件，对作物的行长管理有非常重要的作用。（4）在农产品的收获阶段，我们也同样可以利用物联网的信息，把它传输阶 段、使用阶段的各种性能进行采集，反馈到前端，从而在种植收获阶段进行更精 准的测算。（5）提高效率，节省人工，如果是儿千亩的农场，要对各大棚进行浇水施肥, 手工加温，手工卷帘，那要用大量的时间和人员来操作。如果应用了物联网技术, 手动控制也只需点击鼠标的微小的动作，前后不过儿秒，完全替代了人工操作的 繁琐。三、物联网农业智能测控系统所技术特点：（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

6、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、信息采集和信息路山设备、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

7、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

8、。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。四、主要功能数据采集，数据处理，数据通信，信息查询，数据管理，泵站控制，预防报 警，作物生长环境参数（土壤

9、水分、养分、空气温湿度、光照、辐射、C02、风 速、风向、雨量等）实时采集和监控 五、信息采集1、通过各种传感器采集各类信息，其中包括温湿度、二氧化碳、土壤水分、 土壤温度、电导、PH、光量子、光照度、风速、风向、雨量计等2、一个基地可以建多个节点，每个节点可以根据需要连接多个传感器，各个 节点可以互联，也可单独传到主控室，进而通过网络传到你的电脑或手机里。如 图眾4滋旨早丸联佥六、信息传输分布式传感器信息汇聚各个节点，各个节点采用优化ZigBee技术适于环境多 跳，自组织通信技术，连入互联网每个节点信息可以通过有线或无线传到主控室, 传输距离远，功耗低，安全可靠七、信息控制控制模块分为手动和

10、自动模式，集合了工业技术的成熟稳定、界面简单易操 作、防水防潮等特点，自动控制系统以强大的通讯网络作为无线通讯平台，采用 统一的人机界面、灵活方便的操作方式实现完善的功能，系统结合了传感、遥测、 通讯、计算机、自控等技术，可以各类传感器信息高效的实现渠系和管道水利远 程控制、泵站自动控制、泵站能效监测、卷帘补光、开窗降温、风机控制、遮阳 控制等。该系统提高了区域内水资源的综合管理水平，提高田间设备的运行小卢和利 用率，提高了管理人员的工作效率，降低了管理成本，进而达到了节水、节能、 增产、增效的H的。八、其部分项LI过程如图所示:无純传够聽网塔公 楼传鄭幕布置区九、总结物联网在农业屮的应用，细化各个农场，可靠性更高，适应性 更高，不仅提高了智能化的应用，又能节能环保，可循环使用， 进而降低成本、提高效能。可以整合一下几个方面：1、农业资源：土地资源、水资源及生产资料更能被有效的高 能调度，达到节能、高效的目的。2、农业生态环