物联网农业应用与案例

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）国内现酸有温室棕的种植典方式：散粗放型勺种植，出根据农条民祖辈帝相传的废经验国外倡导腾的精细化拿农业种植译：不仅节笛约成本，畅还能保证狂果蔬可以昏在最适宜气的环境下健生长，实送现增产增验收以西红柿振种植为例凭：根据我悦们和以色址列同行的欧交流，以腊色列采用进精细化种僵植的西红节柿可以实不现亩产5抚0吨，而舍北京平谷痰东高村的饥农户，亩基产仅在7吹吨左右。以种猪养子殖为例：记公猪交配钱期的温度达高于29炕度，交配我时间将延板长一个月实现精疮细化农并业的前蜂提是环犹境数据唱的精细孟化控制污，这必稿然要求级农户购俊买环境孩监测设曲备第20页农业背景摔和发展现屡状（二）以温室为刑例：全国虫共有温室信250万旁公顷，大骆型连栋温鸡室200欢0公顷（联根据北京稍农技推广必中心主任第的数据）以示范园蓬为例：全伍国共有5税000个甩大型示范问基地以养殖场稿为例：仅娘北京周边屈有2万个棍养猪基地汁（根据北旋京客户首窗农集团经禾理数据）第21页农业市场尊容量分析农作物昌的生长或环境主遗要依靠荡感官经笨验，而族不是精抚确、可恰靠的量蒙化数据验，成功朝的种植晨经验不额容易被隐总结和离复制完全依该赖人工帐控制种张植过程寄，无法若对过程议进行监攀督和控糕制，尤第其以科圣研机构退和大型电种植基汪地为例匀，温室掩的种植酷往往是珍聘请农喷民工，调由于缺盏乏有效搏的信息尚化手段构，使得芳难于对稠他们工约作的质墨量进行捐控制。在科研基堪地、示范乐基地、观急光农业，伟存在用户默需要远程忧了解温室满环境的需惕求，对于科此类需求嚷，必须通爱过信息化礼的手段来宵满足。第22页农业信息疫化存在的舌问题WSN在农业校的应用付前景农业是WSN技术成熟衔的试金石克：低成本：1500倚~300斥0低功耗宽：长期摩使用远程：塔农场地民处偏僻可靠性：口室外暴晒阴、高湿大编棚、酸碱乘环境易用性：公“会用手鹅机就能操燃作”第23页Key饮Labo灯rato欧ryo睬fMo岗dern介Pre师cisi作onA嘱gric朋ultu雷reS懂yste膛mIn呼tegr厉atio厅n,M纸inis与try崖ofE肤duca括tion农业物为联网关君键技术精发展趋粥势预测多通道采似集器和控旦制器通过秀GPRS费直接和远毛端服务器骆相连，实判现和远端寄数据的双委向通讯。么采集器和声控制器之溪间也可功漠过移动网疏关直接通椒讯，控制但器直接根赵据采集节项点发送的倾环境参数劲控制现场光设备的开摧启和关闭骗。第25页农业科呀研领域吓解决方伴案产品实施帖前，大棚物采用的是欢有线监测发方案，布卷线成本高姑，安装调碎试成本高校；且维护拴困难，在反生产中很承容易把线馋碰断，不伙便于移动弹；重新设馆置监测点傻后，需要写重新布线她。“农用通宅”的采集揪设备采用吴无线方式欣采集，采绒用太阳能傍板供电，每无需布线古，可在任青何条件的蓬大棚、温愚室内安装惊。采集设浸备收纳方隶便、轻巧份便携。第26页实施前跃后对比农业科研拦领域成功恋案例202畏3/4少/2527现场图片:通过Z略igb四ee的毙方式组奏建局部申私域网僚，连接沿本地的陪采集节助点和控冲制节点召；然后轰通过智香能网桥农的GP写RS连异接功能届，实现愤和广域族网的互床联互通宅。第29页种植型纽奉客户解哥决方案种植型客庸户成功案舰例——蘑菇养口殖第30页种植型客欧户成功案体例——蘑菇养殖第31页通过3债G摄像垂头远程初监测大吼棚内部琴农作物关长势及资设备使用无置线传感摇器网络检实时采疮集大棚立内部温尖湿度和未光照数箱据、土蔑壤水分通过3G艇无线网络条远程控制竟大棚内部匀设备使用无厕线通讯临，实时学显示播店报生态甘区动态诸的实时恨播报第32页观光农业皇解决方案种植型客柏户成功案宿例——观光农悬场第33页种植型呆客户成某功案例——观光农天场第34页农