物联网在智能农业中的应用(终稿)汇总

互联网在智慧农业中的应用摘褥子随着人类历史进入新的时期，农业生产也随着人类文明的发展取得了巨大的飞跃。在生产工具、生产方式的持续更新中，我们的农作物产量不断增加。磨刀火种的时代再也没有回来，人们的生活水平也大大提高了。进入21世纪后，科学技术的发展也主导了农业技术的革命。农业生产与现代网络相联系，革新了农业和网络技术，诞生了现代、智能的精密农业。本文试图利用所学物联网技术作为现代农业这一先进农业工程，即卫星、遥感、计算机、自动控制等先进技术，将其用于农业生产，从而提高产量，减少能源消耗。这项国际先进的农田耕作技术将普及到我国，解决我国土地上人口少的农业发展瓶颈，减少污染和浪费，走农业可持续发展的道路。高新技术可以促进农业发展方式的变化，智能管理可以实现各种农业资源的高效利用或环境改善这一可持续发展目标。不仅可以最大限度地提高农村农业的实际生产力，而且是实现高质量、低功耗、环保可持续发展农业的有效途径。关键词：精准农业；物联网智能农业目录引言31研究背景和意义31.1研究的背景31.2智能精确农业案例简介41.3研究的现实意义52研究目标52.1无线网络监控平台52.2农业灌溉控制系统62.3农业温室信息系统63农业应用多种传感器简介73.1多种传感器生成背景73.2多种传感器简介84研究内容94.1精确农业互联网监控平台94.2精确农业数字管理系统104.3互联网诱导智能农业灌溉系统105在农业中的应用125.1智能农业温室12的典型应用5.1.1温室信息环境收集125.1.2无线传感器网络自动灌溉系统135.1.3系统功能145.2智能农业在应用领域的未来145.3智能精确农业的特点15结论16参考文献16审计17引言物联网的基本定义：物联网是下一代信息技术的重要组成部分。事物的网络英文名字是“The Internet of things”。顾名思义，事物的互联网就是“事物连接的互联网”。这有两个含义。一是物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上扩大和扩展的网络；第二，客户端进行扩展和扩展，以便在所有目标和对象之间交换信息和进行通信。因此，物联网是一种网络，它根据通过射频识别(RFID)、红外传感器、GPS、激光扫描仪等信息检测设备达成的协议，将所有对象连接到互联网，交换信息，进行通信，从而实现对事物的智能识别、定位、跟踪、监控和管理现代智能农业的定义：global positioning system(GPS)、geographic information system(GIS)、continuous data collection sensor(CDS)和作为当今世界农业发展的新潮流，随着空间的变化，整套信息技术支持、位置、时序、定量实施的现代农业运行技术和管理系统，基本意义是根据作物生长的土壤特性，调整作物投资，即，一方面确认土地块内部土壤特性和生产力空间的变化，另一方面确定作物生产目标，另一方面“系统诊断、优化公式、技术组装”1研究背景和重要性1.1研究的背景传统农业的运作方式未能适应农业可持续发展的要求。对于产品质量问题，资源分配不均、严重不足、广泛浪费、环境污染、农产品种类多样等诸多问题使农业的发展陷入了不良循环，准确农业的出现为现代农业的发展提供了光明的道路。正确的农业与传统农业相比，最大的特点是通过尖端技术和合理管理实现资源的优化利用。是使我国农业实现低功耗、高效率、高质量、环境保护的综合性、强有力的系统工程，是世界农业发展的新趋势，同时也使我国农业进入21世纪。1.2智能精确农业案例介绍精准农业是近年来美国、加拿大和欧盟一些国家发展的高新技术与农业生产相结合的新农业模式。其特点是卫星定位系统、遥测遥感技术、利用计算机实现准确工作、准确施肥、准确评价生产的“精密”。波特是美国明尼苏达州的农民，开拖拉机在地里干活，表面上看，与其他农民无异。但是，他的拖拉机安装了586台电脑，在屏幕上看到700公顷玉米和大豆田的面积的地图，电脑也会告诉他在哪里施用肥料，多少肥料；如果再安装一个卫星信号接收器，就可以接收到来自地球卫星定位系统的遥感遥感遥测信息，可以进行准确的土壤调查、合理施肥、作物估算、农业环境监测、土地合理利用10等。土壤调查和合理施肥可以减少使用肥料的数量，减少浪费，减少投资，提高经济效益。土壤调查必须先采集土壤样本。例如，播种前农民驾驶适合地形的车辆，运行一次土地，采集土壤样本数据，输入电脑。地球定位系统准确地记录了标本收集地的位置，绘制了土壤成分分布图。另外，电脑储存的施肥软件根据土壤、肥料种类、作物的施肥标准推荐最佳方案，合理施肥。作物估产不仅可以比较准确地监测产量，还可以绘制产量分布图。农民开联合收割机收割玉米时，玉米棒在收获机上触动计数器的开关，计算收获的玉米棒数。与此同时，卫星定位系统还可以记录收割这种玉米麻袋时收获机的地理位置，绘制产量分布图，计算每块土地的产量，根据产量分布图，还可以判断哪里肥料不足，需要放多少肥料。正确的农业可以针对各农田的土壤结构。通过对肥力及作物生长状况等因素的准确测定和计算，提出了种子、肥料、生长剂、除草剂、杀虫剂等合理数量。美国农业生产部在爱荷华州AMS土壤耕作研究所测试了种植大豆、玉米、燕麦、苜蓿的450公顷农田，每隔13米收集农田的各种数据信息集，输入电脑，同时在拖拉机上设置无线信号接收系统，接收卫星信号，掌握自己位置的“卫星地图农业生产联合计划”。拖拉机可以按照共同计划进行各种农业生产活动。1.3研究的现实意义通过分析告诉我们，在实现正确农业的道路上，智能农业系统仍然存在很多问题。因为现有技术是有线基础；基于无线传感器网络的物联网精密农业系统具有较高的带宽传输能力、抗干扰能力、安全性和保密性强、功率谱密度低的无线网络系统更有发展潜力。建立新的农田信息收集和管理无线网络，实现农田信息的无线实时传输。同时，通过向用户提供更多决策信息和技术支持，可以远程管理整个系统。比较国内外发展现状，容易发现准确农业发展模式的国内弊病，在应用的结合点没有技术熟练者，信息标准不统一，技术不成熟。最令人困惑的是国内有更多的试点项目和项目，只停留在试验和示范阶段，没有用于形成产业的应用程序。随着物联网技术的发展，以物联网为基础的智能、准确的农业系统将正确的农业从概念化转变为产业化，更加注重应用领域和产品化，想为智能、准确的农业的大规模普及和应用打下良好的基础。综上所述，智能、准确的农业代替传统农业是农业发展的必然，更符合我国国家的条件，智能、准确的农业可以促进农业发展方式的变化，实现各种农业资源的有效利用和环境改善等可持续发展目标，不仅可以最大限度地提高农业的实际生产力，还可以实现优质、高产量、低消耗、环境保护的可持续农业2研究目标2.1无线网络监控平台建立无线网络监控平台，多角度调控农作物生长过程，精确调控。温室控制系统中物联网系统的温度传感器、湿度传感器、PH传感器、光传感器、离子传感器、生物传感器、CO2传感器等设备，通过检测环境的温度、相对湿度、PH值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等物理量参数，通过各种仪器实时显示或作为自动控制的参数参与自动控制农作物实现远程控制，技术人员可以在办公室监控和控制多个温室的环境。使用无线网络测量最佳作物生长条件，可以为温室精密调控提供科学依据，实现增产、提高质量、调节增长周期、提高经济效益。2.2农业灌溉控制系统开发基于物联网检测的农业灌溉控制系统，实现节水、节能、高效的目的。自动节水节能传感器，检测土壤水分，控制灌溉系统，建立高效、低功耗、低功耗、多用途的农业节水灌溉平台。农业灌溉是我国的水量大，其用水量约占总用水量的70%。据统计，由于干旱，我国粮食平均每年损失2千万公顷，受灾地区的粮食占全国灾害造成的减产粮食的50%。从长远来看，技术、管理水平落后，灌溉用水浪费严重，农业灌溉用水的利用只有40%。如果监测土壤水分信息，实时控制灌溉时间和水，就能有效地提高水效率。人为地定期测量土壤湿度，不仅消耗了大量人力，而且还不能进行实时监测。采用有线测量和控制系统，接线成本高，不易扩充，农田耕作会带来不便。因此，设计了基于无线传感器网络的节水灌溉控制系统，该系统主要由低功耗无线传感器网络节点通过ZigBee自组网方式构成，布线不便、缺乏灵活性、土壤水分持续在线监测、农田节水灌溉自动化控制、提高灌溉用水利用率、缓解我国水资源紧张、为作物生长提供良好的增长环境等。2.3农业温室信息系统建立智能农业温室物联网信息系统，实现从生产到质量检验和运输的农业标准化和网络管理。智能农业温室物联网信息系统主要由温度、化学等各种传感器负责农产品的生长过程和数据化管理。与精密农业、环境监测、温室控制、节水灌溉、气象检查、产品安全和跟踪、设备智能诊断管理等RFID电子标签相结合物联网网络层：数据信息管理中心、2G/3G/4G网络、互联网、行业专家系统等事物感知层：RFID阅读器、摄像头、传感器网络图1农业互联网体系结构执行质量检查、运输等过程中确定的实时数据存储和管理。该系统为数据的存储和管理，建立了基于物联网的私有农业评价信息系统，致力于农业生产的标准化、网络化和数字化。3农业应用介绍多种传感器3.1不同类型传感器的生成背景有需求就有市场，当今世界在所有技术方面都有先锋，传感器部门也是科学发展的非常重要的部分。国家863计划数字农业在过去15年中取得了大规模农田信息收集技术的突破。廉价的高性能土壤水分及作物营养信息收集技术产品的部署，从根本上解决了数字农业信息的快速技术瓶颈。进行农田水分、养分、作物生长、冠层生理和生态因素、质量、产量和病虫害防治等信息收集的关键技术研究，开发具有独立知识产权的新型土壤水分传感器、土壤和作物营养信息的快速收集方法和新的辅助设备；在病虫害动态监测系统研究方面取得了很大进展，开发了基于计量传感器的高精度智能生产系统，解决了智能生产和粮食质量监测系统的准确性问题；我国农业信息的快速获取迈出了新的一步。3.2多种传感器简介适应现代温室和工厂化栽培调节和环境控制(温度、湿度、照明、喷灌、通风等)，种植各种树苗，种植各种水果和蔬菜。在此过程中，温度传感器、湿度传感器、PH值传感器、光传感器、离子传感器、生物传感器、CO2传感器等检测环境的温度、相对湿度、PH值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等物理量参数通过各种仪表实时显示或作为自动控制的参数参与自动控制，以确保农作物具有良好和适当的生长环境。传感器在果蔬和食品的储藏中也起着很大的作用，冰箱根据冷藏内温度传感器的实时参数值实行了自动控制，保持了这种温度的相对稳定。与冷冻仓相比，冷冻仓是更先进的保存方式，除温度外，空气调节罐的相对湿度(RH)、O2浓度、CO2浓度、乙烯(C2H4)浓度等也有相应的控制指标。控制系统收集空调的温度传感器、湿度传感器、O2浓度传感器、CO2浓度传感器等物理体积参数，通过各种仪表及时显示或作为自动控制参数参加自动控制，确保最佳保存的适当存储环境。在作物生长过程中，还可以使用形状传感器、颜色传感器、重量传感器等监视物体的形状、颜色、大小等，确定及时采摘和收获的成熟度。利用二氧化碳传感器对植物生长的人工环境监测，可以促进光合作用的进行4。例如，监测塑料温室蔬菜种植环境等；利用超声波传感器、音量、音频传感器等，可以进行捕鼠器、驱虫等。可以利用流量传感器和计算机系统自动控制农田水利灌溉。生物技术、基因工程等都成为良种培养中的重要技术，在这里，生物传感器发挥着重要作用。农业科学家通过生物传感器操纵种子的遗传基因，找出防止玉米种子脱水的基因，培养出优秀的玉米种子。此外，监测繁殖环境需要温度传感器、湿度传感器、光传感器等。土壤状态测量需要水分传感器、吸入传感器、氢离子传感器、温度传感器等。要测定氮、磷、钾的各种营养素，需要各种