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物联网技术在农业信息化工程中的应用学 院：信息科学与技术学院专业班级：物联网工程1202姓 名：邢旭亮学 号：2012234050211关键字：物联网；农业信息化；应用；合作；摘要：随着发展 ， 物联 网在农业 上的应用 越来越广 泛 ， 也 越来越重 要 。 一 批 关 键 农 业 信息 感 知 技 术 和新 兴 产业 培 育 问 题 也期 待科 技 突 破 。物 联 网 在 农 业 上 的发 展 重 点 是 朝 着 微 小 型 、可 靠性 、 节 能 型 、 环 境 适 应 性 、 低 成本 、 智 能 化 方 向发 展 。本文从农业信息化的角度切入，浅谈物联网技术在农业信息化中的实际应用。目录第一节 农业信息化简介第二节 农业信息化技术的产生与发展第三节 农业信息技术的应用第四节 农业信息化的意义第五节 物联网技术的简介第六节 物联网在农业信息化中的应用第七节 结论第一节 农业信息化简介一、农业信息化的概念1信息：信息是存在与客观世界的各种事物特征和变化的反映，是具有新内容、新知识并对解决某一问题有用的内容。 信息的特征：存贮性、传递性、知识性和实用性。2农业信息：是有关农业系统的消息、情况和知识，是信息在农业领域内的体现。农业信息的特点：发布时效性、地域性、周期性及有效性、综合性、滞后性、准确性。3信息化：信息化是指培育、发展以智能化工具为代表的新的生产力并使之造福于社会的历史过程。4农业信息化（1）农业信息化：是指在农业领域充分利用信息技术的方法、手段和最新成果的过程。具体讲：就是在农业生产、流通、消费以及农村经济、社会、技术等各环节全面运用现代信息技术和智能工具，实现农业生产经营、农产品营销、农产品消费的科学化和智能化过程。农业信息化是一个内涵深刻，外延广泛的概念，它不仅包括计算机技术，还应包括微电子技术、通信技术、光电技术、遥感技术等多项信息技术在农业上普遍而系统应用的过程。其基本涵义不外乎是指信息及知识越来越成为农业生产活动的基本资源和发展动力，信息和技术咨询服务业越来越成为整个农业结构的基础产业之一，以及信息和智力活动对农业的增长的贡献越来越加大的过程。从另外意义理解，农业信息化是指培育和发展以智能化工具为代表的新的生产力并使之促进农业发展，造福于社会的历史过程。二、农业信息化的内涵：o农业生产管理信息化o农业经营管理信息化o农业科学技术信息化o农业市场流通信息化o农业资源环境信息化o农民生活消费信息化o农业服务信息化三 、农业信息化的要素要素:气象预报预测，各地土壤学数据，农业专家系统，农业顾问咨询系统，优良品种信息，节气和农田管理技术信息，收获用工及工价信息，大、中、小城镇农产品市场价格信息，国际政治经济变化时农用柴油、化肥、农膜价格影响信息，农产品期货和进出口价格信息。四、农业信息化技术农业信息技术：是现代信息技术和农业产业相结合的产物，是计算机、信息存储与处理、通信、网络、人工智能、多媒体、遥感、全球定位、地理信息系统等技术在农业领域移植、消化、吸收和集成的结果，是系统、高效地开发和利用农业信息资源的有效手段。五、农业信息化的作用1.推动传统农业向现代农业转化2.对农业可持续发展具有重要作用3.对农业生产和农业经济发展具有重要作用4.增强农业生产管理的科学化，提高市场竞争能力，减少经营风险。5.有利于农业新技术的研究和推广，提升农村综合信息服服能力。六、农业信息化的特点1.农业信息技术的基本特征：高投入性（硬件、软件和信息技术人才）知识渗透、交叉和开放性（计算机科学、农业科学、经济等）高效性（加速科研成果转化，实现科学指导和管理生产、宏观检测、预警减灾，促进农业规模经营，降低成本，提高效益。经济扶贫性：利用农业专家系统，随时随地为农业生产经营者提供技术服务，表现为技术扶贫特征。2.农业信息化的特征：网络化、综合化、全程化第二节 农业信息化技术的产生与发展一、世界农业信息化发展的三个阶段第一阶段：20世纪50-60年代：广播、电话通讯信息化及科学计算。第二阶段：20世纪70-80年代：计算机数据处理和知识处理阶段。第三阶段：20世纪90年代以后：农业数据库开发、网络、多媒体技术应用和农业生产自动控制等新的发展阶段。主要：首先，美国，其次日本、德国、法国等发达国家，印度及韩国。二 、农业信息技术农业信息技术是以传感、通讯和计算机技术为主,实现农业生产活动有关的信息采集、数据处理、判译分析、存贮传输和应用为一体的集成农业技术。农业数据库技术农业信息管理技术农业专家系统农业决策支持系统农业模拟模型技术（作物生理生态模型、虚拟植物模型）精确农业与3S技术农业虚拟技术三 、农业物流信息技术农业物流信息技术包括计算机网络技术、数据库技术、数据挖掘技术、条形码与射频技术、电子数据交换、地理信息系统、全球定位技术等。形成了农产品以移动通信、资源管理、监控调度管理、自动化仓库管理、业务管理、客户管理、财务管理等多种义务集成的一体化的现代农业物流信息系统。第三节 农业信息技术的应用一农业信息技术之间关系1信息采集技术。是以遥感系统、全球定位系统、地理信息系统、地面自动化实测技术对农业生产过程中的各种农业信息适时采集。2信息传输技术。以通讯技术、地理信息系统技术等将采集到的各种农业信息,通过接口,高速度、高质量、准确及时、安全可靠地适时传输至农业信息系统,实现农业信息系统资料的及时更新。3信息处理技术。以数据处理技术、模拟模型技术、虚拟现实技术和地理信息系统技术等对农业信息按利用目的的需求进行处理分析,给出指导农业经营和生产的有用信息,为农业发展提供咨询服务和决策支持。4信息管理技术。以计算机网络技术为基础,充分利用数据库管理技术、地理信息系统技术对农业资料、图像和文档等信息进行统一管理,并实现信息资源共享。5信息服务技术。以多种服务方式,将农业信息产品快速、准确地服务于用户。6信息应用技术。根据农业生产活动和环境资源信息处理结果,利用控制技术适时确定农业生产管理控制,通过智能化的农业机具及设备控制具体实施。农业信息传输技术光纤通信卫星通信激光通信传真通信超导通信农业信息处理技术空间分析技术人工智能技术决策建模技术数据库存储技术图像分析农业信息处理结果地理信息系统专家系统决策支持信息作物生长模型农业对象农田土壤信息农作物长势信息农作物产量信息病虫害信息农业环境信息农业信息控制技术温室自动控制技术种子、化肥、农药、灌溉的自动控制农业信息采集技术传感技术遥测技术全球定位技术地面检测技术摄像扫描技术 农业信息技术二农业信息技术的应用田间生产管理田间试验种植管理、研究作物生长模拟模型。农业专家系统、生产管理决策支持系统，精确农业。设施栽培计算机控制温室：蔬菜、花卉、苗木。光度、温度、湿度、营养成分等自动控制。各种机器人：嫁接、育苗、洒药、施肥等。水产养殖与畜禽饲养养殖用水的盐度、温度、水循环、饵料全部由计算机进行自动控制和调节。猪牛等分娩、生长、死亡出售、食物比例和生长过程中的各种数据和信息。活动量、产奶量、牛奶质量、体重健康状况等的自动检测。农产品储藏与加工谷物仓储计算机监控与管理，农产品加工企业的微机控制生产线。配合饲料建工生产线，蔬菜水果保鲜（通风调节）农业生态环境检测与保护湿度、温度、农业虫害的检测与预防（语音传感器检测害虫的声音和类别，自动控制喷洒杀虫剂。3S技术用于农业生态环境监测与保护：农业资源调查、农业资源监测和农林灾害预报与监测。农业资源调查：主要涉及土地利用现状、土壤类别、草场资源、水资源。农业资源监测：农作物长势与估产、土地沙化与盐碱化、鱼群监测、农业用地污染监测。农林灾害预报与监测：农作物病虫害、草场雪灾和火灾、洪水预警、测定受灾面积和灾后评估农业研究与实验第四节 农业信息化的意义农业信息化作为国民经济信息化建设的一个重要组成部分，以农业信息化带动农业现代化，对于促进国民经济和社会持续协调发展具有重大意义。 1、农业信息化是在农业领域全面开展和广泛应用现代技术信息，是指渗透到农业生产、流通、消费及农村社会、经济技术等各个环节，从而极大地提高农业生产力水平的全过程。 2、农业信息化使得信息和知识越来越成为农业生产活动的基本资源和发展动力，信息和咨询服务业越来越成为整个农业结构的基础产业之一，表现为信息和智力活动对农业增长的贡献不断加大的过程。 3、从信息技术发展的角度，农业信息化不仅包括计算机技术，还应包括微电子技术、通信技术、光电技术、遥感技术等多项信息技术在农业上普遍而系统应用的过程。 4、适应农业信息化发展必须开发农业信息资源，包括信息内容本省、信息设备、信息人员、信息系和信息网络等。因此，信息化建设的重要任务之一是提高信息使用者的信息素质，即提高农民“利用大量的信息工具及主要信息源使问题得到解答的技术和技能”，加强农民的信息科技与信息素质的教育和培训。加快农业信息化建设，是衔接农户与市场的重要手段，是提升农业装备水平和科技含量的重要途径，是发展现代农业和建设社会主义新农村的重要内容。通过信息技术改造传统农业、装备现代农业，实现农业生产与市场的衔接。第五节 物联网技术的简介物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中，物品(商品)能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术，通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。物联网中非常重要的技术是射频识别（RFID）技术。RFID是射频识别（Radio Frequency Identification）技术英文缩写，是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，是目前比较先进的一种非接触识别技术。以简单RFID系统为基础，结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等，构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的，比Internet更为庞大的物联网成为RFID技术发展的趋势。而 RFID，正是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构想中，RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品(商品)的识别，进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。“物联网”概念的问世,打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开：一方面是机场、公路、建筑物,而另一方面是数据中心，个人电脑、宽带等。而在“物联网”时代，钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施，在此意义上，基础设施更像是一块新的地球工地，世界的运转就在它上面进行，其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。1.2物联网相关概念介绍1.2.1物联网（Internet of Things ，IOT）自从提出至今，还没有统一的文字概念，对它的定义偏于描述其功能和特点，例如：（1）目前比较常用的表达第六节 物联网在农业信息化中的应用可以看到，其实物联网在各行各业都可以由广泛的应用，无论是建筑还是街道的环境的检测还是智能的家居都有很多的应用，它在农业领域也有广泛的应用。我们从农产品生产不同的阶段来看，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。比如说在种植准备的阶段，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。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。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。然后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。随着国家的发展，整个农产品各个阶段都会用更多信息系统的支持，在这里物联网有起到了很大的作用。这是在种植和培育阶段更多是计算机设备的控制和信息的采集，在收获阶段我们可以进行跟踪，都可以用这种物联网的技术实现一个廉价的采集。 在国外物联网在农业里面的应用，最早是作为一个精准农业进一步的发展。我想作为一个有效的处理的话，需要得到一个实时的而且是廉价的方式来获得信息，在这里物联网因为它的无线设备，采集成本比较低，耗能比较低，一般一个电池可以用7-8年，所以在农业部的支持下做了一些研究。这是在欧洲、英格兰精准农业也做了一些研究，这是在美国做的用物联网建立一个组织的网络，我们可以看到它就在不同的农田里面分别布置了物联网的节点，通过一些网端可以在后方获取相关的信息进行处理悉尼大学精准农业研究中心，他们考虑在整个农业信息化的过程当中，物联网起的作用。从开始的时候，它的作物的情况和土壤情况的收集以及对气侯变化的应对，然后到后面的基于地理信息的展示，然后到决策的支持，然后再根据各种智能化的信息对不同的土地进行不同的智能化的操作，都可以作为一个物联网的应用亮点。随着发展 ， 物联 网在农业 上的应用 越来越广 泛 ， 也 越来越重 要 。 一 批 关 键 农 业 信息 感 知 技 术 和新 兴 产业 培 育 问 题 也期 待科 技 突 破 。物 联 网 在 农 业 上 的发 展 重 点 是 朝 着 微 小 型 、可 靠性 、 节 能 型 、 环 境 适 应 性 、 低 成本 、 智 能化 方 向发 展 。以农业专用传感器 、 网络互联 和智能信 息处 理等农 业物联 网 共 性 关 键 技 术 研 究 为 重 点 ， 突 出 自主 知 识 产 权 强 化 自主创 新 。 二 是 以 利 用 物 联 网 技 术 探 测 农 业 资 源 和 环 境 变 化 感知动 植物生命活动 ，农业机械装备作业调度与远程监控 。农 产 品 与 食 品 质 量 安 全 可 追 溯 系 统 等 为 重 点 强 化 集 成 应用 。三 是以农用传 感器和移动信息装备制造产业、 农业信息网络服务产业 、 农业 自动识别技术 与设备产业 、 农 业精细作业 机 具 产 业 、 农 产 品 物 流 产 业 等 为 重 点 ， 培 育 新 兴 产 业 。农业 资源 的 发 展 重 点 是 对 土 地 、 水 源 、 生 产 资 料 等 的 管 理 ： 农 业生 态 环 境 的 发 展 重 点 是 对 土 壤 、 大 气 、 水 质 、 气 象 、 灾 害 的监测 。 在 生 产 过 程 管 理 的 发 展 上 ， 重 点 是 农 田精 耕 细 作 、 设 施农业 、 健康养殖等 ； 在农 产品质量安 全管理的发展 上 ， 重点将是 产 地 环境 、 产 后 、 贮 藏加 工 、 物 流 运 输 、 供 应 链 可追 溯 系统 ；在 农 业 装 备 与设 施 的 发展 上 ， 重 点 是 工 况 监 测 、 远 程 诊 断 、 服务 调 度 方 面 。( 一1 智 能 化 管 理 控 制通 过 在 农 业 园 区 安 装 生 态 信 息 无 线 传 感 器 和 其 他 智 能控 制 系统 ， 可 对 整 个 园 区 的 生 态 环 境 进 行 检 测 。 从 而 及 时 掌握影响 园区环境 的一些参数 ， 并根据参数变化适时调控如灌溉 系统 、 保 温 系 统 等 ， 确 保 农 作 物 有 最 好 的生 长环 境 ， 以 提 高产 量 、 保 证 质 量在 保 温 系 统 中 ， 通 过采 集 、 分 析 和 控 制 土 壤 湿 度 、 土 壤 成分 、 p H 值 、 降 水 量 、 温 度 、 空 气 湿 度 和 气 压 、 光 照 强 度 、 C 0 2浓 度 等 来 获 得 作 物 生 长 的最 佳 条 件 ， 将 生 物信 息 获 取 方 法 应用于无线传感器节点 ， 为温 室精 准调控提供科学依据 。在灌溉系统 中 ， 通过感应 土壤 的水分 ， 并在设定条 件下与接收器通 信 ， 控制灌溉 系统 的阀门打开 、 关 闭 。 达到 自动节水灌溉 的 目的 。( 二 ) 农 产 品 质量 安 全我 国农 产 品 安全 方 面 事故 频 发 ， 其 中 一 个 很 重要 的 原 因是 从生 产 到 销 售 缺 乏 监 管 。 加 大 对 农 副 产 品 从 生 产 到 流通 整个 流 程 的 监 管 ， 则 可 以 将 农 产 品安 全 隐 患 降 至 最 低 而 物 联网则可在这方 面发挥重要 的作用 。以猪 肉安全为例 ： 进人农贸 市场 的猪 肉安装上 电子芯片 ，以跟踪猪肉产品的生产 、 加工 、 批 发 以及 零 售 等 各 个 环 节 。 消 费者 在 购买 猪 肉时 索 取 含食品品安全追溯