農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)方案

隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展以及智慧城市概念的提出，除了各種智能建筑興建之外，農(nóng)業(yè)方面的事宜也備受大眾關(guān)注。那么，物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)上有哪些應(yīng)用？下面，我們就通過“物聯(lián)網(wǎng)+智慧農(nóng)業(yè)”解決方案來探究一下吧！

“物聯(lián)網(wǎng)+智慧農(nóng)業(yè)”解決方案

“物聯(lián)網(wǎng)+智慧農(nóng)業(yè)”解決方案

什么是物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)的英文是“InternetofThings”，俗稱IoT，簡單地說，就是把有獨(dú)立功能的普通物體通過互聯(lián)網(wǎng)相連，使它們彼此之間能夠發(fā)送、接收和交換信息，它通常由傳感器、數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)的軟件和數(shù)據(jù)交換四個部分組成。它把現(xiàn)實(shí)世界數(shù)字化，使我們能對每一個掛在物聯(lián)網(wǎng)上的真實(shí)物體進(jìn)行管理和控制。

物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)上有哪些應(yīng)用

IoT其實(shí)在智能家居、交通運(yùn)輸、健康醫(yī)療、智慧城市等工業(yè)領(lǐng)域早有應(yīng)用，而農(nóng)業(yè)方面稍晚一些。不過，現(xiàn)在有很多科技公司和農(nóng)場都在嘗試?yán)肐oT實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)的精確化管理，為農(nóng)民提供詳細(xì)、實(shí)時、實(shí)用的農(nóng)場信息。比如，智能灌溉管理：嵌入土地里的傳感器能告訴農(nóng)民目前農(nóng)作物生長的情況、是否需要澆水、什么時候澆、哪個部位需要澆，等等。

又如病蟲害的預(yù)防和控制：帶著攝像機(jī)的小型無人機(jī)在距地面100多米的空中巡查菜地的情況，查看菜葉上是否有害蟲、菜地里是否有其他影響作物生長的雜草。利用IoT，還能監(jiān)測溫室和菜地的光照、溫度和濕度，根據(jù)傳感器的數(shù)據(jù)挑選種什么菜和種菜的位置；農(nóng)場甚至能用IoT技術(shù)監(jiān)測谷物顆粒的蛋白質(zhì)含量，收獲的時候把蛋白質(zhì)含量高的顆粒和蛋白質(zhì)含量低的顆粒分開，高的給人吃，低的喂動物。

聽起來是不是很神奇？古代，人類“靠天吃飯”，人們用占卜禱告的方式祈求上天賜予雨水和豐收，而現(xiàn)在，隨著科學(xué)和技術(shù)的進(jìn)步，人們變被動為主動。IoT帶來的精確化管理，讓我們更有信心把控農(nóng)業(yè)的未來。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的幾個特征

第一、"感知"是基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)之所以被認(rèn)為對于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有顛覆意義，重要一點(diǎn)就是改變了以往農(nóng)業(yè)人員依靠有限農(nóng)業(yè)知識對植物、土壤以及農(nóng)業(yè)環(huán)境進(jìn)行主觀判斷，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，澆水、施肥、打藥，農(nóng)民全憑經(jīng)驗(yàn)、靠感覺，隨著時間的推移，經(jīng)驗(yàn)判斷有可能出現(xiàn)遺漏乃至斷層，而依靠感覺也會造成誤判，對于個體生產(chǎn)而言，這樣的失誤造成的損失不會太大，但是處于企業(yè)化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，造成的損失的就大大增加了。所以，"感知農(nóng)業(yè)"的優(yōu)勢就在此時得以凸顯。"感知農(nóng)業(yè)"通過室內(nèi)傳感器"捕捉"各項(xiàng)數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)采集控制器匯總、中控室電腦分析處理，結(jié)果即時顯示在屏幕上。這其中就包括溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度等，中央計(jì)算機(jī)還會通過計(jì)算給出決策方案，農(nóng)業(yè)人員只需根據(jù)方案進(jìn)行澆水、施肥或者改善植物生長環(huán)境。

第二、"鏈條"是重點(diǎn)。在通過傳感器以及GPRS和地理信息系統(tǒng)采集了視頻、溫度、濕度、光照和土壤等數(shù)據(jù)之后，還要通過一系列的系統(tǒng)實(shí)施操作，例如進(jìn)行精準(zhǔn)施肥、施藥、灌溉以及光照，在實(shí)施完成之后，還可收集反饋信息以做進(jìn)一步的判斷。從收集信息--作出決策--實(shí)施操作--后續(xù)反饋，這是一個完成的"鏈條"，如果缺少其中任何一個環(huán)節(jié)，都難以稱之為智能農(nóng)業(yè)。除此之外，在作物生長周期內(nèi)，從播種到收割，以致倉儲，都需要相應(yīng)的科技裝備支撐，這樣才能大幅高效地提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

第三、"武器"是關(guān)鍵。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的"武器"就是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，即農(nóng)業(yè)生產(chǎn)解決方案。以小湯山國家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)示范基地為例，基地就安裝了綠地自動化灌溉系統(tǒng)，這套系統(tǒng)主要采用噴灌灌溉方式，控制4個電磁閥開啟，檢測的項(xiàng)目主要有風(fēng)速和空氣溫濕度信息。自動控制系統(tǒng)與上位機(jī)通過485方式進(jìn)行通訊，用戶還可以通過手機(jī)短信進(jìn)行控制。

只有裝備了匹配的系統(tǒng)，農(nóng)業(yè)才可能逐漸地從以人力為中心、依賴于孤立機(jī)械的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)向以信息和軟件為中心的生產(chǎn)模式，從而大量使用各種自動化、智能化、遠(yuǎn)程控制的生產(chǎn)設(shè)備，才能使得物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域運(yùn)行的更加流暢和高效。

我國在農(nóng)業(yè)行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，主要實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源、環(huán)境、生產(chǎn)過程、流通過程等環(huán)節(jié)信息的實(shí)時獲取和數(shù)據(jù)共享，以保證產(chǎn)前正確規(guī)劃以提高資源利用效率，產(chǎn)中精細(xì)管理以提高生產(chǎn)效率、實(shí)現(xiàn)節(jié)本增效，產(chǎn)后高效流通、實(shí)現(xiàn)安全溯源等多個方面。

解決方案

將物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)、無線通訊技術(shù)、大數(shù)據(jù)管理與分析與農(nóng)業(yè)生活生產(chǎn)相結(jié)合，解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)分布廣，地域分散，測點(diǎn)眾多等問題。

通過感知層的多種傳感器將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的環(huán)境溫濕度，土壤溫度、土壤水分、土壤肥力等數(shù)據(jù)以多種組網(wǎng)方式上傳至云端服務(wù)器，并通過預(yù)制方案，將數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、分析、處理，并將最優(yōu)解決辦法反饋至云端控制平臺，聯(lián)動進(jìn)行噴灌、滴灌、補(bǔ)光、加溫、換氣、遮陽、補(bǔ)充CO2等具體操作。

采用B/S架構(gòu)，同時配合專用App、微信小程序等，進(jìn)而在平臺層為用戶實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、隨時隨地的跨平臺、跨地域統(tǒng)一管理。

系統(tǒng)介紹

物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測：

【大氣環(huán)境信息】：溫濕度、光照、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、降雨量、蒸發(fā)量、CO2濃度、O2濃度、NO2濃度、SO2濃度、噪聲、粉塵、PM2.5、PM10。

【土壤環(huán)境信息】：土壤溫度、土壤濕度、土壤張力、土壤EC、土壤PH值。

【水體環(huán)境信息】：水壓、水流量、水質(zhì)PH值、溶氧量、電導(dǎo)率。

【大田四情】：葉面濕度、苗情、墑情、災(zāi)情、蟲情測報(bào)燈。

可視化監(jiān)控系統(tǒng)：

*通過現(xiàn)場高清攝像頭對種植生產(chǎn)現(xiàn)場苗情進(jìn)行可視化監(jiān)控，支持查看實(shí)時監(jiān)控畫面和歷史監(jiān)控畫面；

*支持對帶云臺的球機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，包括：720度旋轉(zhuǎn)、拉近、拉遠(yuǎn)等；支持對視頻進(jìn)行截圖；

*支持查看歷史視頻監(jiān)控，設(shè)置回話時間后進(jìn)行歷史視頻回放。

*支持通過無人機(jī)對種植生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行航拍，繪制精準(zhǔn)的地形正射圖；通過無人機(jī)航拍查看種植生產(chǎn)現(xiàn)場作物長勢、灌溉、植保及病蟲害防治效果情況；通過無人機(jī)航拍，實(shí)現(xiàn)固定地點(diǎn)720度全景查看。

智能灌溉系統(tǒng):

*支持跟物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測的聯(lián)動，接收到現(xiàn)場預(yù)警信號后會按照預(yù)先設(shè)定的規(guī)則進(jìn)行自動控制操作；

*支持跟監(jiān)控?cái)z像頭的聯(lián)動預(yù)警，當(dāng)傳感器實(shí)時狀態(tài)觸發(fā)預(yù)設(shè)的規(guī)則策略，即自動控制攝像頭發(fā)出預(yù)警并啟動錄像功能，實(shí)現(xiàn)智能聯(lián)動控制。

病蟲害監(jiān)控系統(tǒng)：

*通過蟲情測報(bào)燈，在無人監(jiān)管的情況下，自動完成誘蟲、殺蟲、收集、分裝、排水等，實(shí)現(xiàn)蟲體遠(yuǎn)紅外自動處理、接蟲袋自動轉(zhuǎn)換、整燈自動運(yùn)行等功能；

*通過系統(tǒng)能夠遠(yuǎn)程設(shè)定設(shè)備管理參數(shù)并查看監(jiān)測照片，實(shí)現(xiàn)區(qū)域的病蟲害監(jiān)測和害蟲類別的自動分類和計(jì)數(shù)，具有自定義時間區(qū)間的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能；

*以計(jì)算機(jī)視覺、圖像識別以及深度學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)，智能識別通過手機(jī)拍攝的作物局部照片，辨別和分析相關(guān)病蟲害發(fā)生的概率，給出相應(yīng)的植保用藥建議和農(nóng)事操作建議。