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一、智慧農業(yè)的必要性

 

    我國是一個農業(yè)大國，又是一個自然災害多發(fā)的國家，農作物種植在全國范圍內都非常廣泛，農作物病蟲害防治工作的好壞、及時與否對于農作物的產量、質量影響至關重要。農作物出現病蟲害時能夠及時診斷對于農業(yè)生產具有重要的指導意義，而農業(yè)專家又相對匱乏，不能夠做到在災害發(fā)生時及時出現在現場，因此農作物無線遠程監(jiān)控產品在農業(yè)領域就有了用武之地。

農業(yè)信息化，智慧化是國民經濟和社會信息化的重要組成部分，是農業(yè)發(fā)展的必然階段，是新時期農業(yè)和農村發(fā)展的一項重要任務，是實現國民生計的大事。以農業(yè)信息化產業(yè)化帶動農業(yè)現代化，對于促進國民經濟和社會持續(xù)、協(xié)調可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。進一步加強農業(yè)信息化建設，通過信息技術改造傳統(tǒng)農業(yè)、裝備現代農業(yè)，通過信息技術服務實現小農戶生產與大市場的對接，已經成為農業(yè)發(fā)展的一項重要任務。

農業(yè)物聯(lián)網建設主要包括環(huán)境、植物信息檢測，溫室、農業(yè)大棚信息檢測和標準化生產監(jiān)控，精準農業(yè)中的節(jié)水灌溉等應用模式，例如農作物生長情況、病蟲害情況、土地灌溉情況、土壤空氣變更等環(huán)境狀況以及大面積的地表檢測，收集溫度、濕度、風力、大氣、降雨量，有關土地的濕度、氮濃縮量和土壤pH值等信息的監(jiān)測。

 智能農業(yè)控制通過實時采集農業(yè)大棚內溫度、濕度信號以及光照、土壤溫度、土壤水分等環(huán)境參數、空氣中的二氧化碳濃度，自動開啟或者關閉指定設備?？梢愿鶕脩粜枨?，隨時進行處理，為農業(yè)生態(tài)信息自動監(jiān)測、對農業(yè)設施進行自動控制和智能化管理提供科學依據。溫室大棚監(jiān)控及智能控制解決方案是通過光照、溫度、濕度等無線傳感器，對農作物溫室內的溫度，濕度信號以及光照、土壤溫度、土壤含水量、二氧化碳濃度等環(huán)境參數進行實時采集，自動開啟或者關閉指定設備(如遠程控制澆灌、開關遮陽系統(tǒng)、開光窗戶、開關卷簾等)。

二、智慧農業(yè)生產解決方案

 

智慧農業(yè)解決方案主要包括以下部分

1)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)：空氣；土壤溫濕度；光照；CO2空氣傳感器

2)通信控制系統(tǒng)：無線網關；中繼；路由器

3)設備控制系統(tǒng)：灌溉施肥系統(tǒng)；通風，遮陽；加濕；無線智能插座

4)視頻監(jiān)控,手持終端、進程大屏幕：智能終端，平板，電腦

5)應用管理平臺：智能感知、智能預警、智能決策、智能分析、專家指導。

智慧農業(yè)溫室大棚將具備如下功能：

 

1)空氣溫濕度監(jiān)測功能：系統(tǒng)可根據配置的溫濕度無線傳感器，實時監(jiān)測大棚內部空氣的溫度和濕度。

2)土壤濕度監(jiān)測功能：配有土壤濕度無線傳感器，實時監(jiān)測溫室內部土壤的濕度。

3)光照度監(jiān)測功能：采用光敏無線傳感器來實現對溫室內部光照情況的檢測，實時性強。

4)安防監(jiān)測功能：采用無線入侵探測器，啟動后當溫室里面有人出現時，探測器便向主控中心發(fā)送信號，同時啟動光報警。

 5)視頻監(jiān)測功能：通過部署無線WiFi攝像頭實時捕獲大棚內部的畫面，通過光載無線交換機傳輸給網關處理。用戶既可以在控制中心的顯示器上看到溫室內部的實時畫面，又可以通過PC機遠程訪問的方式來觀看溫室內部的實時畫面。

6)促進植物光合作用功能：植物光合作用需要光照和二氧化碳。當光照度達到系統(tǒng)設定值時，系統(tǒng)會自動開啟溫室排風扇加強通風，為植物提供充足的二氧化碳。

7)空氣加濕功能：如果溫室內空氣濕度小于設定值，系統(tǒng)會啟動加濕器，達到設定值后便停止加濕。

8)土壤加濕功能：當土壤濕度低于設定值時，系統(tǒng)便啟動噴淋裝置來噴水，直到濕度達到設定值為止。

9)環(huán)境升溫功能：當溫室內溫度低于設定值時，系統(tǒng)便啟動加熱器來升溫，直到溫度達到設定值為止。

 10)局域網遠程訪問與控制功能：物聯(lián)網通過網關加入局域網。這樣用戶便可以使用PC機訪問物聯(lián)網數據，通過操作界面遠程控制溫室內的執(zhí)行器件，維護系統(tǒng)穩(wěn)定。

11)GPRS/3G網絡訪問功能：物聯(lián)網通過無線網關接入GPRS或者3G網絡。用戶便可以手機來訪問物聯(lián)網數據，了解溫室大棚內部環(huán)境的各項數據指標（溫度、濕度、光照度和安防信息）。

12)控制參數設定及瀏覽：對所要實現自動控制的參數（溫度、濕度、光照度、二氧化碳濃度等）進行設置，以滿足自動控制的要求。用戶既可以直接操作網關界面上的按鈕來完成系統(tǒng)平衡參數的設置，又可以通過PC機或手機遠程訪的方式完成參數的設置。

13)顯示實時數據曲線：實時趨勢數據曲線可將系統(tǒng)采集到的溫室大棚內的數據以實時變化曲線的形式顯示出來，便于觀察系統(tǒng)某時間段內整體的檢測狀況。

14)顯示歷史數據曲線：可顯示出大棚內各測量參數的日、月、年參數變化曲線，根據該曲線可合理的設置參數，可分析環(huán)境的變化對植物生長的影響。

三、智慧養(yǎng)殖生產解決方案

 

智慧養(yǎng)殖解決方案主要包括以下部分

1)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)：空氣溫濕度；光照；CO2空氣傳感器

2)通信控制系統(tǒng)：無線網關；中繼；路由器

3)設備控制系統(tǒng)：通風，遮陽；加濕，無線智能插座

4)視頻監(jiān)控安放系統(tǒng),手持終端、進程大屏幕：無線監(jiān)控系統(tǒng)，偷盜安防系統(tǒng)智能終端，平板，電腦

5)應用管理平臺：智能感知、智能預警、智能決策、智能診療、專家指導

四、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

 

1)環(huán)境監(jiān)測是農業(yè)物聯(lián)網的核心，包括室內的溫室大棚監(jiān)測以及室外的農田監(jiān)測，監(jiān)測內容要根據農產品的不同而定制。

2)傳感器獲得數據后，通過中繼器（一般使用ZigBee傳輸技術），傳送到網關，網關通過WCDMA/GPRS/SMS等運營商管道不平臺通信，平臺對數據進行分析、報警，確保農產品的正常生長，同時有助于實現精細化農業(yè)，提升農產品的品質與產量。

五、豐富多樣的傳感器

 

     農業(yè)生產使用的傳感器種類繁多，根據作物的不同，包括空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、土壤ph值、光照（強度、時間）、風力、二氧化碳濃度（也可測其他氣體濃度）、溶解氧含量、葉面水份等200多種傳感器，其中溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度是最主要的幾種農業(yè)用傳感器。