第七章物联网应用之农业物联网应用介绍

第七章物联网应用之农业物联网应用介绍市场环境分析目录平台开发进展和合作建议应用案例介绍智能农业系统介绍农业的地位与发展趋势农业作为第一产业，是国民经济的基础我国农业发展需要从传统农业向现代农业转变《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议》提出“推进现代农业建设”的战略。胡锦涛总书记在2010年两院院士大会上指出，要大力发展现代农业科学技术，推进农业信息化、数字化、精准化。《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》提出要加快发展现代农业，推进农业科技创新，促进农业生产经营专业化、标准化、规模化、集约化。物联网与现代农业的结合点传统农业人们获取农田信息的方式有限，主要是通过人工测量，过程耗时耗力，而且不实时。农业生产主要依靠人力、牲畜、机械，规模化生产能力低，而且缺乏统一的标准和流程。物联网通过使用传感器网络(物联网)可以快速、实时、精确获取农田环境数据。传感器网络采集的信息被传送到后台处理中心，分析后可以进行精准、大规模、自动化管理与控制。物联网促进农业信息化，将智能化、自动化、精准化、规模化提升到更高的水平，成为现代化大农业的重要支撑。现有农业物联网主要应用场景温室大棚环境信息采集和控制实时测量空气、土壤的湿度、湿度等环境参数，并进行自动化调节，从而达到增加作物产量、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。动植物生物信息监测对牲畜家禽、水产养殖、稀有动物的生活习性、环境、生理状况等进行观测监测农作物中的害虫、土壤的酸碱度和施肥状况等。节水灌溉系统利用传感器感应土壤的水分，控制灌溉系统的阀门打开、关闭，从而达到自动节水灌溉的目的。农产品安全溯源应用利用RFID和二维码等技术对农产品进行标识和管理，监控和记录所有产品流通环节，为政府执法人员、企业以及消费者提供溯源。现有传感网信息监控组网模式“近程”和“远程”

的概念是相对的，一般近程指在农业生产现场局域范围内应用，而远程则是通过电信运营商的公共通信网（互联网或移动网）进行数据传输和实现控制。传统监控技术的特点与局限性：（1）从监测现场到使用者之间，需要专用线路连接，对远离社区和偏僻的现场进行监测，不仅投入大，有时甚至在技术上难以实现；（2）难以实现移动办公和远程监控，现代管理人员经常外出，需要随时跟踪信息变化;跨地区，甚至跨国际间资料共享，已是现代信息社会必然的发展趋势；（3）难以形成网络化监测，数据采集覆盖面小,代表性差。近程和远程监控技术的比较农业是国民经济和和谐社会的基础、多年中央一号文件的对象；我国农业的发展已经从手工农业逐步向机械农业过渡，并逐步实现了农业的产业化；信息技术的应用将为现代农业、智能农业的发展注入新的活力；智能化、网络化、数字化成为新一轮农业基础设施建设的主要特色；物联网“十二五”规划锁定十大重点领域，其中包含精细农牧业。市场环境总述目前社会上的农业行业信息化产品较为零散、薄弱，中国电信作为运营商，在统领相关应用，打造集成平台，推进农业信息化方面具有先天优势。市场环境分析目录平台开发进展和合作建议应用案例介绍智能农业系统介绍积极探索—黑龙江智能大棚佳木斯建三江农场是中国最大的粮食产地，是国家级的现代化大农业核心示范区。目前，该农场大部分大棚的工业化水平仍较低，希望能够借用物联网技术，将农业智能化提高到一个更好的层面，实现农业的智能化监控。2010年3月开始，中国电信在黑龙江佳木斯建三江前进、胜利、七星等多个农场建立了农业物联网项目基地，进行“智能农业大棚”应用试点。试点示范系统组成系统通过在农业大棚现场布置光照、温度等无线传感器和摄像头、控制器，实现管理者在任何可上网的地方通过中国电信的3G手机或者PC机实时掌控和管理大棚现场环境。用户可实时查看大棚内的光照、温湿度等数据；观看数据分布彩虹图（如温度场）；通过网络摄像头观察现场情况；在测量数据超过正常范围时可以自动告警；可远程控制浇灌、卷帘等设备。前端传感采集设备构成（七星农场）系统共包含19个数据传感器和2个视频采集摄像头，19个传感器涉及温度、湿度、土壤含水量、光照四个环境参数：土壤含水量传感器部署3个采集点，每个点包含浅层土壤（土下2cm）土壤含水量传感器一个，深层土壤（土下5cm）土壤含水量传感器一个

温度传感器部署3个采集点每个点包含浅层土壤温度探测器一个（土下2cm），地表温度探测器一个，空气温度传感器一个

湿度传感器部署2个采集点每个点一个传感器

光照传感器部署2个采集点每个点一个传感器试点项目应用成效经过试用，据试点客户专家介绍，该系统具有良好的科技贡献作用：农场管理人员可以随时随地了解农业现场环境并可远程控制农业生产现场，提高了生产效率和信息化管理水平，节省了人力投入；对种植过程进行全程管控，并实现精确化管理，可有效提升壮秧率5-10%，进而提高农产品的产出率；把分散在各地的生产场地集中管理，使农垦的工业化水平在更大范围内得以复制和提升，有力地促进了国家现代化大农业和小城镇化战略的实施；十七届三中全会明确将现代的设施农业和规模农业作为重点扶持对象国家对于信息化支撑行业增产增效着力支持湖南获批“两型社会”综合配套改革试点，对于节能减排的推行至关重要；农业节能增效是其中的核心要义之一。湖南农业字上世纪80年代以来一直发展以杂交水稻为核心的现代农业科研，近年来更加大对设施农业科技的投入力度。中国电信湖南公司支撑地方政府推动十大信息化工程，农业信息化的推动首当其冲。2009年在湖南省农业厅下属的湖南省优质果茶良种繁育场进行试点示范应用。中国电信积极探索-湖南智能温室与大棚内的设备联动，实现风机、遮阳网、水帘等远程控制大棚划分成5个区，达到了30个传感器的部署规模,实时传递温、湿度，光照，视频等生产数据IPv6/v4网络IPv6摄像头光照传感土壤湿度传感温、湿度传感用户可利用固定和无线接入IPv6公网，通过网页方式随时查看数据告警，并实现远程控制部署情况现场部署示意图通过附传感泛器、衰控制表器并雷借助剂下一浊代互渗联网等和信棋息服尤务系将统，粮实现鲜精细腥农业智能讽感知剃与控贩制IPv6网络执行尿器Zi减gb榨ee(2剖.4牵GH围z)视频SI吗PSI粥P无线控制器采集上位机下一塞代互保联网奶传送信息步应用陪服务揉系统SI金P自动营感知循，并银联原液有控槽制系纽奉统，妖增加槐智能间控制更大央地址朝空间址、更岗安全刘、并捏可以法永远灾在线公共殿服务锋平台嘴，可植从任回何地这点基拌于任攀何We芳b终端做进行剪访问扭控制Zi绣gb为ee(2伟.4旨GH权z)试点己系统武构成应用穴于农辜业智哀能温伍室监敬控支持IP玩v4遮/I酸Pv闯6双栈动协议固网乡丰、移祸动网庆、无塔线传件感网餐融合田应用主要它功能视频伙查看哭植物陡生长旦态势实时惭采集届大棚厉内外员温湿藏度、测光照纽奉、CO奋2浓度捆、灌联溉水通量等开关键须数据远程竟控制驳天窗遇、边罩窗、朱遮阳愉网、闪水帘鹊、风盯机、驶加温粒器、镇喷灌洋及施乌肥等斤外部限执行蛋设备查询放和播匪放录令像社会兔影响国内英首个悠基于IP谦v6的物谎联网耗应用荣获20并09中国陆农村中信息恼最佳蹦解决惕方案购奖项试点胡系统堆功能基和应释用成屋效市场碰环境岩分析目丘录平台菊开发膜进展斗和合皂作建或议应用押案例医介绍智能丢农业警系统名介绍智能派农业信息升化平菌台面对讽各地部不断土涌现很的智能盘农业信息皂化需瞒求，响集团腿积极垃组织邪北京示研究危院研口究和变开发枝了一社套智极能农絮业信尝息化腰平台皆，该逆平台牢具备象如下病特点每：规范再性：首次薯规范湖了各盏类传纸感器亲和控更制器猎的数典据帧转格式榨，并货制定唯了技胳术规拥范，郊便于浸实现宫在规茶模部篮署时闲的多均传感叫网厂挎家选党择和点竞争拆，降替低设贺备采此购成读本，璃目前疤已经皆完成渴对接军的有4家传凳感网笑厂商.共性达平台煤：智能冬农业场信息纠化平乱台的摄设计腔不仅狐仅针翼对智必能大访棚应震用，测而是蛮面向促贯穿芽农业尝各环县节的泡多应丑用进伏行设棉计的伤，可缩慧以形芬成农帜业行虑业共腥性服尝务平际台，高并以Sa但aS服务崖模式昂打造朽大农点业、有大平步台的掩服务环理念泪。目裹前该刺平台贫已经秘完成饮研发优，可组以有律力支折持集姑团提讯出的忠产品挡型行搭业应辽用的翁试验.3G物联磨网应您用：研究江和开撤发了劝针对An杆dr雕io稀d、Wi填nd能ow脾s炭Mo哀bi跳le、Br床ew三套湿操作抄系统提的手积机客借户端宫，可港以有绿效拉技动天闯翼手旺机的光推广恩。同点时在裕农业摸现场来接入胆前端号，支调持采馅用3G无线妻接入遗，同茄时促淡进3G无线辈宽带事的销余售.智能徐农业羡信息哪化服露务平杆台互联花网移动跌网固定僵网感知冶边缘样网关控制斧器传感汇器采控队器采控朗器感知凡数据乳中莲心感知腔适配鱼网忌关感知殊边缘机网关告警深管理远程陡控制专家股系统全球丑眼标识没管理畜中授心现场柄监控侮系统虚拟溉感知栏边缘绵网关个性衰化呈命现门希户行业铁共性躺服务鸡平台通信诱服务+信息得运营融合冬固定辨和移眨动互塞联网西能力规范灶化底缸层传厌感器散和控政制器俯接口现，支歼撑分谋级分假域组麦网智能柜大棚智能名灌溉智能仓仓储智能收农业督系统构成系统市主要析功能拢（1）1.数据写采集：农业乒现场温度刚、湿滔度、棵光照里度、嗓土壤浊含水农量等少数据底通过胶有线秃或无哈线网塌络传丹递给原数据面处理怜系统进行络智能味分析砍和处番理；2.视频仁监控用户森随时禁随地堪通过3G手机核或电登脑可至以观含看到农业琴现场的实沉际影捐像，逐对农蜓作物级生长孩进程久进行裳远程收监控翁；3.数据废存储系统律可对借历史诊数据颈进行素存储拘，形奶成知挽识库油，以休备随誉时进意行处专理和哥查询辣；4.数据种分析系统堂将采甘集到啦的数提值通壁过直斥观的帅形式霞向用挖户展看示时悬间分翅布状皮况（跪折线灶图）炼和空少间分未布状倒况（狭场图舒），环提供回日报外、月歇报等非历史品报表塞；系统拼主要师功能诉（2）5.远程密控制用户厘在任还何时斑间、弄任何刑地点验通过即任意祖能上泄网终小端均奶可实貌现对农业炎现场各种柜设备卖进行俗远程瞧控制渗开关育；6.错误档报警系统月允许卡用户缓制定吵自定盯义的池数据见范围星，超怀出范达围的倾错误拨情况编会在黑系统进中进效行标拦注，臭以达放到报售警的蒸目的简；7.统一芒认证系统躬实现买统一哗认证植、集烘中管成理控票制，东包括芹用户缘瑞管理挥、设稿备管忆理、脑认证魄管理堂、权屡限管苗理等缴功能礼；8.手机富监控3G手机院上可挖以实恳现与帮电脑摔终端筛同样侮功能坊，实长时查斩看各拉种由台传感封器传峰来的然数据松，并厕能调震节农业恭现场斜的喷淋失、卷驱帘、党风机蒸等各梯种设全备。业务窄平台—主界厦面业务肚平台狐界面—远程剃控制手机暮客户比端-实时称状态交和远夕程控槐制管理荒员门鸡户：茄分级贪管理此，规权模化纳运营采用态运营协管理益员、夺电信纳管理纸员、毙单位泪管理刷员三处级管洁理架值构。芒明确抓管理初职责映，方丹便业虚务开淘展。智能赚农业兵信息牙化系闹统特瘦色是一毅种基利于融劳合传化感网糕、物心联网辆、互滴联网净环境察的智