物联网技术在现代农业中的推广2

物联网技术在现代农业中的推广物联网的产业及政策背景物联网技术应用现状农业物联网及成功案例物联网平台提纲第2页8月7日，温家宝总理在无锡就“感知中国”的谈话，掀起了传感网的巨大浪潮。10月27日，工信部部长李毅中在《科技日报》撰文提出，启动”传感网络“的研发应用，并将其上升到”战略性新兴产业“的高度。11月3日，温家宝总理在人民大会堂向首都科技界发表“让科技引领中国可持续发展”的文章，指出：要着力突破传感网、物联网关键技术。12月27日，温家宝总理在接受新华社记者采访时，再次把物联网提到”占领新型产业的制高点，决定国家未来“的高度。3月5日，温家宝工作报告首次提及物联网：特别指出要大力培育战略性新兴产业。要加快物联网的研发应用。4月9日，工业和信息化部部长李毅中出席2010年经贸形势报告会时表示，要大力发展3G、物联网等新兴产业，同时，也要提高警惕，不能受制于人。政策大事记第3页10月8日，无锡向国务院申建”国家传感网创新示范区“，总面积达20平方公里11月17日，福建省黄小晶省长要求即刻成立福建省物联网协调小组及办公室。1月2日，上海市商务委连发两项通知，表示将从2010年起实施物联网建设体系，政府出资带动，提升上海现代物流业的服务升级。1月7日，广东省常务副省长黄龙云表示，建立传感网打造”智慧广东“。1月12日，北京市市长郭金龙指出，发展物联网技术，提高首都信息化应用水平。1月28日，山东省政府工作报告首次提及加快物联网和云计算的研究。4月1日，《江苏省物联网产业发展规划纲要（2009~2012年）》出台。6月10日，全国首家实体运作物联网工程学院在江南大学挂牌成立。江苏省委常委、市委书记杨卫泽为学院揭牌。7月28日，2010年安徽省农村物联网高峰论坛暨安徽省新农村物联网工程技术研究中心成立政府大事记第4页利用信息化和工业化技术感知中国战略性新兴产业物联网时代的国家安全物联网关键词第5页PAN个人WANLAN全球市区/近郊园区/楼宇/办公室从私域网到广域网第6页物联网的产业及政策背景物联网技术及应用现状农业物联网及成功案例物联网平台提纲第7页——摘自易观国际WSN技术原理第8页30-100美元（模块）成本相对较高覆盖广、质量好大范围语音和数据传输应用无线通信约20美元高功耗、协议开销大、需要接入点使用现有网络、高速率、组网灵活（前向、后向兼容）Web/Email/Video等相关应用WiFi（802.11b)50美分左右缺少安全性规范和完善的标准可靠、电源和成本优势、组网方便家庭、楼宇自动化以及监控类应用ZigBee5-50美分无处理能力，单向成本低、无功耗物流、军事、防伪等多种行业无源RFID低于5美元以移动电话为中心，每网最多8个节点应用较多、成本较低且方便使用替代有线：遥感勘测、移动电子商务、数字电子设备、工业控制、智能化建筑、家庭和办公自动化、电子商务、无线公文包、军事蓝牙节点成本缺点优点主要应用主要技术无线传输技术——摘自某研究报告*zigbee实际的售价在100元以上第9页传感器的技术评估功耗:准确性

0点漂移标定可靠性结构和环境影响成本个性化第10页网关应用业务平台传感器网IP网络远距离传输网ITU-TNGNCENSmartMeteringISO/IECJTC1UWSNCENELECSmartmeteringOASISW3CIPSOIPV6harewareandprotocol;sZCLZigBeeAllianceZBApplicattionProfilesIETF6LowPANPhy-MacOverIPV6IETFROLLRoutingoverLowPowerLossyNetworksOMAGSMASCAG,……ETSIM2MTC3GPPSA1,SA3,,……ESMIGMeteringEPCGLobalGS1HGIHomeGatewayInitiativeUtilitiesMeteringWOSAKNXW-MbusIEEE802.15.4信息来源：ETSIM2MTC整体框架ITU-TSG13USN网络的需求和架构设计ETSIM2MTCM2M需求和功能架构ISO/IECJTC1SC6SGSNSN研究报告WSN/RFIDIEEE802.15低速近距离无线通信技术标准IETF6LoWPANROLL基于的IPv6，低功耗有损网络路由EPCGlobalGS1RFID标识和解析EPCGlobal召开了有关ONS(ObjectNameService)的路由和命名问题的讨论智能电网/计量电信网FCC：美国智能电网标准IEEE：P2030：智能电网Guide：智能电网近距离无线标准CEN/CENELEC/ETSI欧洲智能计量标准3GPPSA1/SA2/RAN2M2M优化需求网络和无线接入的M2M优化技术GSMASCAG：智能SIM卡OMADMWSN标准：IEEE802.15该组织致力于无线个人网(WPAN)网络底层协议标准制定，其分表的IEEEStd802.15.4-2006详细定义了PHY和MAC层实现的各种机制，在最近的IEEEStd802.15.4-2009c中添加了对中国WPAN频段支持(314–316MHz,430–434MHz,and779–787MHzbands)以及O-QPSK调制的支持。ZigBeeAllianceZigbee是基于IEEE802.15.4标准建立的针对WPAN的整套协议栈。IEEE802.15.4标准与ZigBeeAlliance的关系相当于IEEE802.11标准与WIFIAlliance的关系。基于ZigBee的RF芯片在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信，这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以的通信效率非常高，广泛应用于工业场景。WSN标准：第12页IETF6LoWPAN该工作组的任务是定义在如何利用IEEE802.15.4链路支持基于IPv6的通信的同时，遵守开放标准以及保证与其他IP设备的互操作性。该协议中使用了IP报头压缩技术，将庞大的128位IPv6源或目的地址压缩或删除，同时在MAC与IP层之间使用适配层，使得1280比特的IPv6的MTU能够在127字节的MACframe上传输。IPSOAlliance该联盟为各大IT厂商结合产物，致力于推动IP协议在智能物体上的普及。ZigBee标准ZigBee协议栈底层是基于IEEE802.15.42003的PHY层和MAC层机制构成，而上层包括应用层，网络层和安全服务层。WSN标准：第13页EPC(EPCC1G2被接受为ISO18000-6C)ISO（ISO18000-6B）UID读写速度信息位数应用领域频段技术差异采用的组织和企业研发机构标准化组织组织结构地区美国欧洲欧洲为主日本EPCGlobalISOUbiquitousIDCenter芯片：美国国防部，德州仪器，Intel；识别器：Symbol；软件：IBM，微软。目前欧洲也开始参与研发。芯片：STMicroelectronics，Philips；识别器：Nokia，Checkpoint；软件：SAP日立ULSI牵头，NEC、东芝、富士通等国内企业。也有少数外国厂商，如微软，三星等参与。美国军方，FDA和SSA等政府机构，沃尔玛，保洁，吉列，强生，100多家欧美流通企业均为EPC成员。大型零售商，如德国METRO，英国Tesco。NEC(RFID手机)，Sankei，Shogakukan(产品跟踪)。T-EngineForum的475家企业将会采用(大部分为日本企业)902MHz-928MHz(UHF频段)13.56MHz(智能卡)860MHz-950MHz2.45GHz(ISO标准)13.56MHz(智能卡)40kbps～640kbps最多同时读写1000个标签40kbps同时读写数十个标签250kbpsEPCC1G1:64～96位EPCC1G2:96～256位64位128位，可扩展至512位车辆管理、生产线自动化控制、物资跟踪、出入境人员管理。关卡、码头作业和RFID标签数量不大的区域。电子支付、物流、服装、印刷等，在物流等非制造领域使用较为广泛。RFID标准对比：第14页ConnectwareConnectPortGatewayDatabaseRemoteApplicationRouter/BridgeWirelessAdapterEmbeddedWireless需要无线射频和嵌入式设计Python可编程需求系统基本需求远程集中化管理需求WSN商用系统——摘自DigiIntranet管理计费安全性第15页公共事业/服务交通运输个人用户批发零售工业/制造业商业/服务业农业开采/建筑金融定位/跟踪/导航安全/监控移动支付及管理自动化和远程管理计量/检测远程医疗重点应用WSN应用情况——摘自某研究报告第16页单位：百万元国内的WSN应用情况——摘自某研究报告第17页物联网的产业及政策背景物联网技术及应用现状农业物联网及成功案例物联网平台提纲第18页农业的精细化要求：喜温植物不能长期忍受5度以下的低温，10度以下停止生长，如黄瓜，西葫芦，茄果类，菜豆等耐热蔬菜生长温度要求在20至30度，要求昼夜温差不低于10度第19页农业背景和发展现状（一）国内现茂有温室乖的种植雹方式：帖粗放型念种植，解根据农储民祖辈飘相传的彻经验国外倡陕导的精萌细化农枪业种植疯：不仅唉节约成资本，还己能保证站果蔬可驼以在最栏适宜的头环境下律生长，浸实现增惧产增收以西红柿范种植为例超：根据我兆们和以色善列同行的旅交流，以本色列采用盼精细化种神植的西红柄柿可以实晶现亩产50吨，而疮北京平者谷东高驼村的农面户，亩抽产仅在7吨左右闷。以种猪养裤殖为例：狱公猪交配肃期的温度衬高于29度，交配锯时间将延厉长一个月实现精嚷细化农被业的前缓提是环脉境数据讯的精细畅化控制过，这必黄然要求凝农户购昌买环境蜻监测设愿备第20页农业背景告和发展现蔬状（二）以温室为渠例：全国雹共有温室250万公顷牢，大型纷连栋温哀室2000公顷（根港据北京农蔑技推广中骄心主任的换数据）以示范疲园为例途：全国爽共有500贞0个大型誉示范基曾地以养殖场冒为例：仅贺北京周边昌有2万个养灶猪基地岩（根据端北京客仅户首农敢集团经渠理数据蛋）第21页农业市场饥容量分析农作物的工生长环境罚主要依靠栽感官经验攀，而不是耻精确、可肾靠的量化俭数据，成顿功的种植凶经验不容毯易被总结贵和复制完全依联赖人工惨控制种歪植过程时，无法易对过程摘进行监阳督和控品制，尤巩其以科数研机构丙和大型容种植基仰地为例哀，温室新的种植坟往往是犬聘请农洪民工，榨由于缺唐乏有效逼的信息息化手段已，使得曾难于对尼他们工鸽作的质誓量进行办控制。在科研基贩地、示范季基地、观废光农业，避存在用户夕需要远程本了解温室来环境的需师求，对于梢此类需求觉，必须通条过信息化猜的手段来灭满足。第22页农业信份息化存袭在的问降题WSN在农业幻玉的应用孝前景农业是WSN技术成熟状的试金石老：低成本：150挺0~3衡000低功耗事：长期示使用远程：农剃场地处偏位僻可靠性：拨室外暴晒惊、高湿大度棚、酸碱球环境易用性：搭“会用手帐机就能操柄作”第23页Key直Labo捏rato耕ryo圣fMo福dern悼Pre寸cisi脑onA绘gric俗ultu劝reS退yste需mIn忽tegr但atio缎n,M浪inis谊try救ofE困duca吩tion农业物联糟网关键技替术发展趋刃势预测多通道采铲集器和控技制器通过GPRS直接和远凭端服务器附相连，实爸现和远端杂数据的双张向通讯。翅采集器和歼控制器之罩间也可功漏过移动网气关直接通防讯，控制宇器直接根战据采集节烫点发送的迁环境参数稍控制现场筹设备的开张启和关闭静。第25页农业科研糠领域解决吓方案产品实柿施前，上大棚采告用的是牺有线监观测方案煎，布线玩成本高柜，安装非调试成毁本高；彼且维护挣困难，创在生产赖中很容房诚易把线圆碰断，刷不便于相移动；纯重新设惹置监测蒙点后，点需要重便新布线粮。“农用通”情的采集设麻备采用无券线方式采房诚集，采用尚太阳能板参供电，无等需布线，具可在任何今条件的大预棚、温室时内安装。厘采集设备闷收纳方便宁、轻巧便拍携。第26页实施前后耳对比农业科薄研领域家成功案觉例2023回/4/2先527现场图片:通过Zigb废ee的方式组撇建局部私载域网，连屿接本地的召采集节点叶和控制节滚点；然后纽奉通过智能羊网桥的GPR日S连接功能泄，实现和逗广域网的狐互联互通疑。第29页种植型真客户解梢决方案种植型客其户成功案趴例——蘑菇养兴殖第30页种植型客穴户成功案筐例——蘑菇养酸殖第31页通过3G摄像头灾远程监浅测大棚隙内部农桐作物长某势及设默备使用无尽线传感押器网络高实时采达集大棚择内部温枯湿度和锯光照数苍据、土顶壤水分通过3G无线网肿络远程挣控制大夹棚内部吼设备使用无线数通讯，实补时显示播沿报生态区映动态的实睛时播报第32页观光农野业解决第方案种植型剑客户成辅功案例——观光农场第33页种植型评客户成普功案例——观光农菠场第34页农业资源险管理：农鹿用土地资刮源、水资无源、生产踪蝶资料农业生态姻环境管理太：土壤、爷大气、水勇质、气象腔、灾害生产过瓦程管理许：农田明精耕细微作、设隐施农业委、健康洲养殖农产品与睁食品安全亡：产地环独境，产后齐、贮藏加往工、物流图运输、供乳应链可追交溯系统农业装备阴与设施：死工况监测泥、远程诊汤断、服务沉调度。物联网