物联网智能农业中应用(终稿)

　物联网在智 慧 农业中的应用 摘 摘

　要 人类历史进入新的时期，农业生产也随着人类文明的发展而有了巨大的飞跃。从生产工具、生产方式的不断更新中，我们的农作物产量不断提升。刀耕火种的日子一去不复返，人们的生活水平也有了很大的提升。

　进入 21 世纪以后，科学技术的发展也带动着农业技术的革命。农业生产与现代网络联姻，将农业和因特网技术联系在一起，创新了生产方式，也催生了现代的智能精确农业。本文试着将所学的物联网技术用于现代农业，名为“精确农业”的高科技农业工程，即利用卫星、遥感、计算机和自动控制等高新技术于农业生产，以提高产量，降低能耗。这项国际先进的农田耕作技术成熟后将向全国推广，以解决我国地少人多的农业发展瓶颈、减少污染和浪费，走农业持续发展的道路。

　高科技可以促进农业发展方式的转变，智能管理可以实现各类农业资源的高效利用，也可以实现改善环境这一可持续发展目标；不但可以最大限度的提高农村农业现实生产力，而且是实现优质、高产出、低能耗和环保的可持续发展型农业的高效途径。

　关键词：精确农业; 物联网; 智能农业

　目录

　引言 ........................................................................... 错误! 未定义书签。

　1 研究背景和意义 .................................................................................. 2 1.1 研究的背景 .................................................................................. 2 1.2 智能精确农业实例介绍 .............................................................. 2 1.3 研究的现实意义 ......................................................................... 3 2 研究目标 .............................................................................................. 4 2.1 无线网络监控平台 ...................................................................... 4 2.2 农业灌溉控制系统 ...................................................................... 4 2.3 农业大棚信息系统 ...................................................................... 5 3 农业应用中各类传感器简介 ............................................................... 6

　3.1 各类传感器产生背景 .................................................................. 6 3.2 各类传感器简介 ......................................................................... 6 4 研究内容 .............................................................................................. 7 4.1 精确农业物联网监测平台 .......................................................... 7 4.2 精准农业的数字化管理系统 ...................................................... 8 4.3 物联网感应的智能农业灌溉系统 .............................................. 9 5 在农业中的应用 ................................................................................ 10 5.1 典型应用之智能农业大棚 ........................................................ 10

　....................................................................... 错误! 未定义书签。

　5.1.2 无线传感器网络自动灌溉系统 ........................................ 11 5.1.3 系统功能特点................................................................... 12 5.2 智能农业在应用领域的未来 .................................................... 12 5.3 智能精确农业的特点 ................................................................ 13 结束语 .................................................................................................... 14 参考文献 ................................................................................................ 14 致

　谢 .................................................................................................... 15

　 引言

　物联网基本定义：

　物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网的英文名称叫“The Internet of things”。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、

　监控和管理的一种网络 [1] 。

　现代智能农业的定义：

　“精确农业”（Precision Agriculture），指的是利用全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、连续数据采集传感器（CDS）、遥感（RS）、变率处理设备（VRT）和决策支持系统（DSS）等现代高新技术，获取农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素（如土壤结构、地形、植物营养、含水量、病虫草害等）实际存在的空间及时间差异性信息，分析影响小区产量差异的原因，并采取技术上可行、经济上有效的调控措施，区域对待，按需实施定位调控的“处方农业”；它是当今世界农业发展的新潮流，是由信息技术支持的根据空间变异，定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统，其基本涵义是根据作物生长的土壤性状，调节对作物的投入，即一方面查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异，另一方面确定农作物的生产目标，进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”，调动土壤生产力，以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入，并改善环境，高效地利用各类农业资源，取得经济效益和环境效益 [2] 。

　1 研究背景和意义 1.1 研究的背景 传统农业的运行模式已适应不了农业可持续发展的需要，对于产品质量问题，资源分配不均、严重不足且普遍浪费，环境污染，农产品种类需求多种多样等诸多问题使农业的发展陷入不良循环，而精确农业的出现为现代农业的发展提供了一条光明道路，精确农业与传统农业相比而言最大的特点是以高新技术和合理管理换来了对资源的最优利用。它是一项综合性很强的系统工程，让我国的农业实现低能耗、高效、优质、环保等目标，是世界农业发展新的趋势，同时也让我国农业迈向 21 世纪。

　1.2 智能精确农业实例介绍 精确农业是最近几年来在美国、加拿大和欧盟一些国家发展起来的高新技术与农业生产相结合的新型农业模式。它的特点是“精确”，它利用卫星全球定位系统、遥测遥感技术和计算机，做到精确作业、精确施肥和精确估产。

　波特是美国明尼苏达州的农民，他驾驶拖拉机在田里工作，表面上看它和别的农民没有什么区别。但是，他的拖拉机上装了一部 586 电脑，从屏幕上可看到面积达 700公顷的玉米和大豆田的地图，计算机还会告诉他哪个地方需要施肥，施多少肥；如果再装一个卫星信号接收器，就可以收到全球卫星定位系统发出的遥感遥测信息，根据这些信息可进行精确的土壤调查、合理施肥、作物估产、农业环境监测和土地合理利用等 [10] 。

　土壤调查和合理施肥可减少用肥量，减少浪费、减少投入，从而提高经济效益。土壤调查首先要采集土壤样品，如在播种之前，农民驾驶适合地形的车辆在土地上行驶一遍，采集土壤样品数据，并输入计算机；同时全球定位系统精确记录下样品采集地的位置，绘出土壤成分分布图。另外，存入计算机的施肥软件就能根据不同土壤、不同肥料类型和不同作物的施肥标准，推荐最佳方案，做到合理施肥。

　作物估产不但能较准确监测产量，还能绘出产量分布图。当农民驾驶联合收割机收割玉米时，玉米棒就碰动收割机上计数器的开关，从而计算出收割的玉米棒子数；与此同时，卫星全球定位系统记录收割这些玉米棒时收割机所处的地理位置，这样就可画出产量分布图和计算出每块土地的产量，根据产量分布图也可判断出何处缺肥，需要施多少肥。

　精确农业能针对各条块农田的土壤结构。肥力状况和作物生长情况等因素的精确测量和计算，提出种子、化肥、生长剂、除草剂、杀虫剂等的合理用量。美国农业生产部依阿华州艾姆斯土壤耕作实验室制订了一项“卫星指导农业生产联合计划”，在种植大豆、玉米、燕麦和苜蓿的 450 公顷农田上进行试验，每隔 13 米收集一组农田各种数据信息，输入计算机，并同时在拖拉机上安装了无线电信号接收系统，接收卫星信号，并确定自身位置。拖拉机即可根据联合计划，进行各种农业生产活动。

　1.3 研究的现实意义 通过分析，让我们知道，在实现精确农业的道路上，智能农业系统依然存在着诸多问题，因为现有的技术是基于有线的；而基于无线传感网的物联网精确农业系统无疑更具发展潜力，无线网络系统具有较高的带宽传输能力，抗干扰能力强、安全保密性良好，而且功率谱密度低。我们可以利用上述特点，针对农田信息采集和管理组建新的无线网络，实现农田信息的无线、实时传输。同时，可以给用户提供更多的决策信息和技术支持，实现整个系统的

　远程管理。

　对比国内外的发展现状，不难发现国内在精确农业发展模式上的弊病，没有在应用的结合点上技术熟练的人才，信息标准不统一和技术不成熟。最为尴尬的是，国内更多的是示范工程和项目，仅仅停留在试验和演示阶段而没有能够形成产业的应用项目。而随着物联网技术的发展，基于物联网的智能精确农业系统则致力于将精确农业从概念化转化为产业化，更专注于应用领域和产品化，力图为智能精确农业的大规模推广应用打下良好的基础。

　综上所述，智能精确农业取代传统农业是农业发展的必然，更是符合我国国情的选择，智能精确农业可以促进农业发展方式的转变，可以实现高效利用各类农业资源和改善环境这一可持续发展目标，不但可以最大限度提高农业现实生产力，而且是实现优质、高产、低耗和环保的可持续发展农业的有效途径。

　2 研究目标 2.1 无线网络监控平台 建立无线的网络监控平台，对农作物的生长过程进行多方面监管和精确调控。在大棚控制系统中，物联网系统的温度传感器、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 传感器等设备，检测环境中的温度、相对湿度、PH 值、光照强度、土壤养分、CO2 浓度等物理量参数，通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境。远程控制的实现使技术人员在办公室就能对多个大棚的环境进行监测控制。采用无线网络来测量来获得作物生长的最佳条件，可以为温室精准调控提供科学依据，达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。

　2.2 农业灌溉控制系统 开发基于物联网感应的农业灌溉控制系统，达到节水、节能、高效的目的。利用传感器感应土壤的水分并控制灌溉系统以实现自动节水节能，可以构建高效、低能耗、低投入、多功能的农业节水灌溉平台。

　农业灌溉是我国的用水大户，其用水量约占总用水量的 70％。据统计，因干旱我国粮食每年平均受灾面积达两千万公顷，损失粮食占全国因灾减产粮食的 50％。长期以来，由

　于技术、管理水平落后，导致灌溉用水浪费十分严重，农业灌溉用水的利用率仅 40％。如果根据监测土壤墒情信息，实时控制灌溉时机和水量，可以有效提高用水效率。而人工定时测量墒情，不但耗费大量人力，而且做不到实时监控；采用有线测控系统，则需要较高的布线成本，不便于扩展，而且给农田耕作带来不便。因此，设计一种基于无线网络的节水灌溉控制系统，该系统主要由低功耗无线传感网络节点通过 ZigBee 自组网方式构成，从而避免了布线的不便、灵活性较差的缺点，实现土壤墒情的连续在线监测，农田节水灌溉的自动化控制，既提高灌溉用水利用率，缓解我国水资源日趋紧张的矛盾，也为作物生长提供良好的生长环境。

　2.3 农业大棚信息系统 构建智能农业大棚物联网信息系统，实现农业从生产到质检和运输的标准化和网络化管理。智能农业大棚物联网信息系统主要研究温度、化学等多种传感器对农产品的生长过程全程 监 控 和 数 据 化 管 理 ； 结 合 RFID 电 子 标 签 在 培 育 、 生 产 、 图 1 农业物联网的体系构架 质检、运输等过程中，进行可识别的实时数据存储和管理。本系统致力于构建基于物联网的专用农业评估信息系统以实现数据的存储和管理，实现农业生产的标准化、网络化、数字化。

　3 农业应用中各类传感器简介 3.1 各类传感器产生背景 有需求就有市场，当今世界在各项技术方面都有先驱者，传感器领域也是科学发展十分重要的分支。在十五期间，国家 863 计划数字农业重大专项实现了农田信息采集技术的突破，推出了一批成本低、高性能的土壤水分和作物营养信息采集技术产品，基本解决了数字农业信息快速获取技术瓶颈问题。开展了农田水分、养分、作物长势、冠层生理与生态因子、品质、产量和虫害草害等信息采集关键技术研究，开发了具有自主知识产权的新型土壤水分传感器，研制了土壤和作物养分信息快速采集方法与新型配套仪器设备;在虫害与杂草动态监测系统的研究方面取得了重大进展，开发了基于称重传感器的高精度智能测产系统，解决了智能测产与谷物品质监测系统的精度难题;使我国农业信息快速获取迈出了新的步伐 [5] 。

　3.2 各类传感器简介 为了适应现代化温室和工厂化栽培调节与环境控制 (控制温度、湿度、光照、喷灌量、通风等)，以培育各种秧苗，栽培各种果蔬和作物。在这个过程中，需要温度传感器、湿度传感器、PH 值传感器、光传感器、离子传感器、生物传感器、CO 2

　传感器等检测环境中的温度、相对湿度、PH 值、光照强度、土壤养分、CO 2

　浓度等物理量参数，通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境。

　 在果蔬和粮食的储藏中，传感器也发挥着巨大的作用，制冷机根据冷库内温度传感器的实时参数值实施自动控制并且保持该温度的相对稳定。气调库相比冷藏库是更为先进的贮藏保鲜方法，除了温度之外，气调库内的相对湿度(RH)、O 2

　浓度、CO 2

　浓度、乙烯(C 2 H 4 )浓度等均有相应的控制指标。控制系统采集气调库内的温度传感器、湿度传感器、O 2 浓度传感器、CO 2

　浓度传感器等物理量参数， 通过各种仪器仪表适时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中，保证有一个适宜的贮藏保鲜环境，达到最佳的保鲜效果。

　 在作物的生长过程中还可以利用形状传感器、颜色传感器、重量传感器等来监测物的外形、颜色、大小等，用来确定物的成熟程度, 以便适时采摘和收获；可以利用

　二氧化碳传感器进行植物生长的人工环境的监控，以促进光合作用的进行 [4] 。例如, 塑料大棚蔬菜种植环境的监测等；可以利用超声波传感器、音量和音频传感器等进行灭鼠、灭虫等；可以利用流量传感器及计算机系统自动控制农田水利灌溉。

　 生物技术、遗传工程等都成为良种培育的重要技术，在这其中生物传感器发挥了重要的作用。农业科学家通过生物传感器操纵种子的遗传基因，在玉米种子里找到了防止脱水的基因，培育出了优良的玉米种子。此外，监测育种环境还需要温度传感器、湿度传感器、光传感器等； 测量土壤状况需用水分传感器， 吸力传感器、氢离子传感器、温度传感器等；测量氮磷、钾各种养分需要用各种离子敏传感器 [7] 。

　 在动物饲养中也有传感器应用，如有可用来测定畜、禽肉鲜度的传感器。它可以高精度地测定出鸡、鱼、肉等食品变质时发出的臭味成分二甲基胺( DMA ) 的浓度，其测量的最小浓度可以达到 1ppm，利用这种传感器可以准确地掌握肉类的鲜度，防止腐败变质。也有用来检测鸡蛋质量的传感器。

　4 研究内容 4.1 精确农业物联网监测平台 研究智能农业大棚中的物联网技术，建立无线网络监控平台。密集的网络是一种无中心节点的全分布系统。通过随机投放的方式，众多传感器节点被密集部署于监控区域。这些传感器节点集成有传感器、数据处理单元、通信模块和能源单元，它们通过无线信道相连，自组织地构成网络系统。其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被监测对象的信息并发送给观察者。无线传感器网络集传感器技术、微机电系统(MEMS) 技术、无线通信技术、计算技术和分布式信息处理技术于一体，因其广阔的应用前景而成为当今世界上备受关注的、多学科高度交叉的热点研究领域 [6] 。

　 在传统农业中。人们获取农田信息的方式都很有限，主要是通过人工测量，获取过程需要消耗大量的人力，而通过使用无线传感器网络可以有效降低人力消耗和对农田环境的影响，获取精确的作物环境和作物信息。

　目前无线技术在农业中的应用比较广泛，但大都是具有基站星型拓扑结构的应用，并不是真正意义上的无线传感器网络。农业一般应用是将大量的传感器节点构成， 通过各种传感器采集信息，以帮助农民及时发现问题，并且准确地确定发生问题的位

　置，这样农业将有可能逐渐地从以人力图 2 农业无线网络示意图 为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式, 从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备。

　图 2 所示为该控制系统网络架构图。其主控系统为嵌入式系统，采用 ARM9 S3C2410处理器与 Linux 操作系统，具有通信网络、通用外设接口，能对其中设备进行控制管理。该嵌入式网关连接内、外信息传输通道皆采用无线的方式，外部网络以基于 IP 网络技术、提供通用分组无线业务的 GPRS 通信网络为基础。内部网络采用短距离、低功率 ZigBee 无线通信技术，结合农业领域专用系列传感器对农产品生长环境中的温湿度、PH 值、光照以及土壤养分等数据进行采集和传输。

　4.2 精准农业的数字化管理系统 数字化管理技术主要研究温度、化学等多种传感器对农产品的生长过程全程监控和数据化管理；结合 RFID 电子标签在培育、生产、质检、运输等过程中，进行可识别的实时数据存储和管理，实现农业生产的标准化、网络化、数字化。

　数字化农业管理系统集成网络地理信息系统、物联网监控管理系统，可实现数据共享和动态数据服务。生态农业数字化管理系统以一定物理模式和逻辑模式的形式进行架设。具体涉及：遥感影像或相关图像的处理与分析：包括高分辨率的遥感影像及其它以图像方式提供温度传感器 湿度传感器

　CO 2 传感器

　光照传感器

　。。。传感器

　无线 路由节点 无线

　路由节点

　控制命令 监测数据

　无线网络 监控中心监控中心

　的各类数据；地物的空间模型：包括对象、地形、环境、网络和拓朴关系等；属性信息管理：即动、静态数据管理；空间分析：包括缓冲区、测量、等值线及地统计分析与图表等；应用程序：包括服务器和客户端程序，以实现农业生产管理平台的系统功能；其它附属功能：统计分析等 [8] 。

　此系统在功能上可实现农产品信息查询与发布、专家决策知识库优化决策与分析，达到信息、技术和网络的高效结合，最终实现农业精准数字化控制管理。

　4.3 物联网感应的智能农业灌溉系统 本系统采用混合网，底层为多个 ZigBee 监测网络，负责监测数据的采集。每个 ZigBee监测网络有一个网关节点和若干的土壤温湿度数据采集节点。监测网络采用星型结构，网关节点作为每个监测网络的基站。网关节点具有双重功能，一是充当网络协调器的角色，负责网络的自动建立和维护、数据汇集;二是作为监测网络与监控中心的接口，与监控中心传递信息。此系统具有自动组网功能，无线网关一直处于监听状态，新添加的无线传感器节点会被网络自动发现，这时无线路由会把节点的信息送给无线网关，有无线网关进行编址并计算其路由信息，更新数据转发表和设备关联表等。

　该系统由无线传感节点、无线路由节点、无线网关、监控中心心四大部分组成，通过ZigBee 自组网，监控中心、无线网关之间通过 GPRS 进行墒情及控制信息的传递。每个传感节点通过温湿度传感器，自动采集墒情信息，并结合预设的湿度上下限进行分析，判断是否需要灌溉及何时停止。每个节点通过太阳能电池供电，电池电压被随时监控，一旦电压过低，节点会发出电压过低的报警信号，发送成功后，节点进入睡眠状态直到电量充足。其中无线网关连接 ZigBee 无线网络与 GPRS 网络，是基于无线传感器网络的节水灌溉控制系统的核心部分，负责无线传感器节点的管理。传感器节点与路由节点自主形成一个多跳的网络。温湿度传感器分布于监测区域内，将采集到的数据发送给就近的无线路由节点，路由节点根据路由算法选择最佳路由，建立相应的路由列表，其中列表中包括自身的信息和邻居网关的信息。通过网关把数据传给远程监控中心，便于用户远程监控管理。本文设计的基于无线传感器网络的节水灌溉控制系统组成框图如下图所示。

　图 3 节水灌溉控制系统

　5 在农业中的应用 5.1 典型应用之智能农业大棚 由于瓜果蔬菜对生长环境有着严格的要求，所以现代农业搭建了温室大棚来控制植物的生长环境，以实现跨地区与跨季节的瓜果蔬菜培育。可见，环境在温室大棚中起着重要的作用。

　传统的大棚环境控制，是通过全人工的方式来实现的。在每一大棚中放置一个温度计，湿度计，二氧化碳浓度计等，由技术员巡查每一大棚的环境参数后，若发现环境参数不对，就要采取一定的措施来进行补偿。比如，温度过高的话，就要打开卷帘通风或者打开通风机等。这样的操作方式对于只有少量大棚的农户，还可以应付的过来，但如果大棚数量多，就需要花费大量的人工去查看各大棚的环境参数，对环境异常的大棚进行操作，大大降低了工作效率。

　GHM 智能温室系统，可对各不同大棚的环境参数进行实时的监测并报警，并可远程控制各大棚不同的电动设备，如卷帘机，灌溉机等。使技术人员在办公室就能对多个大棚的环境进行监测控制，以使植物获得最佳的生长环境。

　在温室环境里，单个温室即可成为无线传感器网络一个测量控制区，采用不同的传感器节点和具有简单执行机构的节点(风机、低压电机、阀门等工作电流偏低的执行机构) 构成无线网络来测量土壤湿度、土壤成分、pH 值、降水量、温度、空气湿度和气压、光照强度、CO 2 浓度等来获得作物生长的最佳条件，同时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[9] 。

　图 4 只能大棚示意图 5.1.2 无线传感器网络自动灌溉系统 农业节水灌溉平台的建立是通过传感器对土壤中水分的感应，对灌溉系统进行有效的控制从而达到自动节水、节能的目的，完善农业节水灌溉平台，实现节水、节能、高效的目标。我国用水总量的七成是用于农业灌溉。调查发现，平均每年全国因灾减产粮食的近半成是由干旱造成的，由此造成的受灾面积也有两千万公顷之多。我国农业生产中对灌溉用水的利用率一直不高，导致农业灌溉用水利用率低、浪费的主要原因是技术和管理水平的落后。为了提高灌溉用水利用率，可根据土壤墒情信息的监测情况，对灌溉时机和水量进行实时控制。若采用人工对墒情进行定时测量的方法，不仅会过度的浪费人力资源，而且不能够保证监控的实时性； 测控系统若采用有线的形式，布线会增加成本，难扩展，影响作物的耕种。所以，节水灌溉控制系统设计的理论基础是在无线传感器网络，系统采用 ZigBee 自组网，把低功耗的无线传感器网络节点连接起来，这样就减少了布线成本、布线带来的农田耕作不便和灵活性差的问题，不仅可以实时监测到土壤墒情，还可实现自动化控制农田灌溉，节省灌溉用水，缓解用水紧张，保证农作物良好的生长环境。

　系统是底层为多个具有监测数据采集功能的 ZigBee 监测网络构成的混合网，每个网络都有它们各自的网关节点及几个关于土壤湿度的数据采集点。ZigBee 监测网络使用的是星型结构，把网关节点作为每个监测网络的基站。能够自动的建立和维护网络、汇集数据，在监控中心与监控网络之间传递信息成为了网络关节点的两个功能。该系统可实现自动组网，新添加的无线传感器节点会在无线网关处于监听状态下被网络自动发现，无线网关会接收到无线路由传来的信息，自身进行编址并分析路由信息，并对设备关联表及数据转发表等进行温度传感器

　湿度传感器

　CO 2 传感器

　光照传感器

　。。。传感器

　无线网络

　 无线网络

　加热器

　湿度控制器

　CO 2 控制器

　光照控制器

　门窗控制器

　更新。

　智能灌溉系统的基本构成是无线传感节点、无线路由节点、无线网关和监控中心，在ZigBee 自组网的基础上，利用 2G/3G 网络完成无线网关和监控中心之间墒情、控制信息的传输。墒情信息是利用传感节点访问温湿度传感器得到的，并通过分析采集的信息来选择要实施的灌溉方案，选择具体方案时依据预设的湿度上下限。传感节点都是利用电池供电，且可实时监测电池电压，如果电压过低节点就会报警，节点接收到报警便会进入休眠状态，电充满时便恢复工作状态。这些传感器节点主要是由无线网关连接 ZigBee 无线网络与 2G/3G网络进行管理，可以说是整个系统的核心。多跳网络会由传感器节点与路由节点自主生成。监测区域内的温湿度传感器会依据就近的原则选取无线路由节点来传递监测数据，路由节点遵循路由算法获得合适的路径，创建对应的包含自身和邻居网关信息的路由列表。利用网关传送数据到远程监控中心实现用户远程控制。

　5.1.3 系统功能特点

　 本智能管理系统具有如下特点：

　(1) 软件界面实时显示各大棚的环境参数。

　(2) 设置报警，软件可对异常的环境进行报警，报警记录可供查询。

　(3) 自动控制功能，当计算机检测到环境异常，将自动进行操作。如检测到温度过高，将自动打开通风。检测到下雨，将自动关闭卷帘机与天窗。

　(4) 手动控制功能，由技术人员根据环境参数的变化，点击鼠标对各电动设备进行操作。

　(5) 远程控制，即使你不在大棚基地，也可以实现关闭卷帘等操作，比如下雨天或者起大风时，可以远程关闭卷帘。

　(6) 远程视频监控功能。配合网络摄像头，对整个大棚基地进行监控，做到心中有数。

　“以信息化引领现代农业发展将是大势所趋。”物联网将是实现农业集约、高产、优质、高效、生态、安全的重要支撑，同时也为农业农村经济转型、社会发展、统筹城乡发展提供“智慧”支撑 [11] 。

　5.2 智能农业在应用领域的未来 应用自动控制和电子计算机实现农业生产和管理的自动化，是农业现代化的重要标志之一，近年来电子技术和信息技术的飞速发展，带来了温室控制与管理技术方面的一场革命，

　在农业生产，园艺生产，动植物养殖等等方面有着广泛的运用，对于农业生产的增产增质增量产生了巨大的经济效益与社会效应。

　国内温室大棚控制系统在九五期间有了长足快速的增长，但普遍水平居于低端水平或大部分引自于国外的成熟技术与产品，然而引进费用的昂贵以及维护服务难以跟进等严重制约着该产业的长足快速发展。

　但是经过科学研究，物联网在农业领域仍然具有远大应用前景：

　 （1）在农田、果园等大规模生产方面，如何把农业小环境的温度、湿度、光照、降雨量等，土壤的有机质含量、温湿度、重金属含量、PH 值等，以及植物生长特征等信息进行实时获取传输并利用，对于科学施肥、灌溉作业来说具有非常重要的意义。

　（2）在生鲜农产品流通方面，需要对储运环境的温度和农产品的水分进行控制，环境温度过高可能会发生大批农产品的腐烂，水分不足品质会受到影响，在这个环节要借助物联网的帮助。

　（3）还有一类具有典型意义的应用是工厂化健康养殖作业，需要通过实现畜禽、水产养殖环境的动态监测与控制。

　5.3 智能精确农业的特点 在应用领域，智能精确农业在大范围应用过程中应具有其以下特点: (1) 智能化、傻瓜化的友好人机界面； (2) 突破传统控制系统的多线路铺设，工程量大，线路复杂，成本高等缺点，分布式管理，采用多区化调控管理，各区独立智能化总线寻址控制，系统铺设简单，精确度高，可控区域广； (3) 远程自动控制，参数实时在线显示，精确度高，真正实现“在家也能种田”； (4) 集成加热系统、通风系统、遮荫/保温内帘幕系统、外遮荫系统、C02 施肥系统、空气循环系统、植物保护系统、高压喷雾降温系统、湿帘—风机系统、屋顶喷淋系统、补充光照系统、灌溉施肥系统、废液回收—消毒系统、电气与计算机控制系统等于一体，真正实现多功能，可多场合运用； (5) 由于自主开发设计，与国外温室大棚控制系统相比，系统费用低，维护方便；

　结束语 物联网作为新一代信息技术的重要组成部分。它的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的新一代网络; 但是它在用户端延伸了新的领域，扩展到了任何物与物之间，以进行信息交换和通信。本文将物联网应用于农业，将农民从传统的耕作方式之中解放出来。让物联网与现代农业联合，一方面让高科技得到了应用，另一方面也提高了农业生产的效率。高科技可以促进农业发展方式的转变，智能管理可以实现各类农业资源的高效利用，也可以实现改善环境这一可持续发展目标。既有利于发展，也对环境保护起到了积极的作用。

　我们研究智能农业大棚中的物联网技术，进一步建立无线网络监控平台。通过采用无线网络测量来获得各种作物生长的最佳条件，这可以为温室精准调控提供科学依据，改善农作物生长环境，以达到增加产量、改善品质、调节生长周期、提高经济收入的目的。另一方面，结合 RFID 电子标签，在培育、 生产、质检、运输等过程中，我们可以进行可识别的实时数据存储和管理 ，实现农业生产的标准化、网络化、数字化。总的来说，该系统由无线传感节点、无线路由节点、无线网关、监控中心心四大部分组成，通过 ZigBee 自组网，监控中心、无线网关之间通过 GPRS 进行数据及控制信息的传递，将农作物与环境有机结合起来，通过精确的控制，使农作物在最佳环境中生长，提高产量。

　事实上，物联网在实际应用上，还需要各行各业的参与；并且国家政府以及相关法规政策上也应有所主导和扶助。但是，就目前物联网发展的形式来看，今后，物联网技术无论是在农业还是物流等其他行业都是很有发展潜力的。

　参考文献 [1]田美花.基于 RFID 技术的生产执行系统关键技术研究.青岛：中国海洋大学，2007。

　[2]肖慧彬.物联网中企业信息交互中间件技术开发研究.北京：北方工业大学，2009 [3]马宇健.基于电子标签的签名系统设计与实现.北京：北方工业大学，2009 [4]赵莹.基于物联网架构的 EPC 无线通讯协议研究.山东：山东大学，2005

　[5]张莉.ZigBee 技术在物联网中的应用[J].电信网技术,2010 年 3 月,第 3 期.

　[6] .美国迪进上海代表处系统工程师.

　[7] 赵德海,邵万清. 我国流通产业的创新研究[J]. 物流科技,2004,27(3).

　 [8] 杨青松. 欧洲超市发展新趋势[J].经贸参考,2006 (10).

　[9] 潘金生.基于物联网的物流信息增值服务[J]. 经济师, 2007 (9 ).

　[10]

　王晓静,张晋.物联网研究综述[J].辽宁大学学报,2010, 37(1).

　[11] 甘 勇,郑富娥.基于 EPC 技术的物联网在供应链的应用[J].商场现代化 致

　谢 本论文是在上完耿老师的物联网相关课程之后完成的。通过此次论文的撰写，我学到了很多非常宝贵的知识，不仅从中学习了经验，历练了意志，还学会了虚心求教，脚踏实地的可贵精神。通过对物联网相关课程的学习，我了解到了此技术在世界前沿的知识，开阔了眼界，也增长了见识，为以后的学习研究打好了基础。

　在论文工作中，耿老师通过让同学们讲解 PPT 的形式为我提供了大量的修改意见，我能顺利完成论文的撰写，与耿老师的关心、支持和帮助是分不开的。

　在此，向支持与帮助我的同学和在此门课程中教导我的老师表示最衷心的感谢。