張鳴明 馬奉先

【摘 要】隨著計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的迅猛的發(fā)展，農(nóng)村信息化成為一種趨勢，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成為智能農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一，本文主要闡述了物聯(lián)網(wǎng)與智能農(nóng)業(yè)的相關(guān)內(nèi)容，并分析了物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)應(yīng)用的必要性。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)；智能農(nóng)業(yè)；應(yīng)用；

【中圖分類號】F287.6 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）03-0173-02

1、物聯(lián)網(wǎng)的概述

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)，英文名“The Internet of things”。顧名思義，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物體與物體之間，進(jìn)行信息交換和通信。因此，物聯(lián)網(wǎng)的定義是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)概念。

2、智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)概述

2.1 智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)架構(gòu)

智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的總體架構(gòu)分為傳感信息采集、視頻監(jiān)控、智能分析和遠(yuǎn)程控制四部分。如圖1所示。

（1）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。主要負(fù)責(zé)溫室內(nèi)部光照、溫度、濕度和土壤含水量以及視頻等數(shù)據(jù)的采集和控制。溫度包括空氣溫度、淺層土壤溫度（土下2 cm）、深層土壤溫度（土下5 cm）三種；濕度主要包括空氣的濕度、淺層土壤含水量（土下2 cm）、深層土壤含水量（土下5 cm）三種。數(shù)據(jù)傳感器的上傳采用ZigBee和RS485兩種模式。根據(jù)傳輸方式的不同，溫室現(xiàn)場部署分為無線版和有線版兩種。無線版采用ZigBee發(fā)送模塊將傳感器的數(shù)值傳送到ZigBee節(jié)點上；有線版采用電纜方式將數(shù)據(jù)傳送到RS485節(jié)點上。無線版具有部署靈活，擴(kuò)展方便等優(yōu)點；有線版具有高速部署，數(shù)據(jù)穩(wěn)定等優(yōu)點。

（2）視頻采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用高精度網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和全球眼系統(tǒng)進(jìn)行緊密融合，系統(tǒng)的清晰度和穩(wěn)定性等參數(shù)均符合國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

（3）控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由控制設(shè)備和相應(yīng)的繼電器控制電路組成，通過繼電器可以自由控制各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)備，包括噴淋、滴灌等噴水系統(tǒng)和卷簾、風(fēng)機(jī)等空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)等。

（4）無線傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要將設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)，通過3G網(wǎng)絡(luò)傳送到服務(wù)器上，在傳輸協(xié)議上支持IPv4現(xiàn)網(wǎng)協(xié)議及下一代互聯(lián)網(wǎng)IPv6協(xié)議。

（5）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)負(fù)責(zé)對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和信息處理，為用戶提供分析和決策依據(jù)，用戶可隨時隨地通過電腦和手機(jī)等終端進(jìn)行查詢。

2.3系統(tǒng)特點

（1）涉及技術(shù)門類多。系統(tǒng)融合了3G、HTTP、寬帶、物聯(lián)網(wǎng)、傳感器等國內(nèi)前沿技術(shù)，具備開展商業(yè)運營的能力。

（2）可擴(kuò)展性強(qiáng)。管理控制與媒體流分離的架構(gòu)設(shè)計，消除系統(tǒng)平臺形成瓶頸的缺陷，使得系統(tǒng)能夠支持大容量部署。

（3）可靠性高。系統(tǒng)從硬件到軟件實現(xiàn)冗余設(shè)計，無單點故障，提高系統(tǒng)的可靠性。

（4）安全性好。系統(tǒng)具有完整的端到端鑒權(quán)、加密體系以及用戶行為的審計記錄功能，最大程度的保證監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和用戶使用安全。

（5）兼容性強(qiáng)。采用國際標(biāo)準(zhǔn)，專門設(shè)計了多種終端接入和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的協(xié)商功能，可以兼容多種編碼格式。

（6）超準(zhǔn)確性。系統(tǒng)對于關(guān)鍵的控制部分采用先進(jìn)的控制算法，保證了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。

（7）通用性好。系統(tǒng)支持多種終端和操作系統(tǒng)。

（8）計費靈活。系統(tǒng)具有完善的后臺支撐系統(tǒng)和靈活的計費方式。

3、物聯(lián)網(wǎng)運用于智能農(nóng)業(yè)的必要性

物聯(lián)網(wǎng)是以感知、識別、傳遞、分析、測控等技術(shù)手段實現(xiàn)智能化活動的新一代信息化技術(shù)，其特征是通過傳感器等方式獲取物理世界的各種信息，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳送與交互，采用智能計算技術(shù)對信息進(jìn)行分析處理，從而提高對物質(zhì)世界的感知能力，實現(xiàn)智能化決策和控制。因此，物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，既是智能農(nóng)業(yè)的重要內(nèi)容，也是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的強(qiáng)大技術(shù)支撐，同時，智能農(nóng)業(yè)的發(fā)展也將為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用提供無限廣闊的市場。

3.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是智能農(nóng)業(yè)的重要組成部分

智能裝備是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的一個重要標(biāo)志，物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)集約、高效、安全的重要支撐。這些技術(shù)在農(nóng)業(yè)中廣泛應(yīng)用，可實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源、生產(chǎn)過程、流通過程等環(huán)節(jié)信息的實時獲取和數(shù)據(jù)共享，以保證產(chǎn)前正確規(guī)劃而提高資源利用效率；產(chǎn)中精細(xì)管理而提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)節(jié)本增效；產(chǎn)后高效流通并實現(xiàn)安全追溯。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，將會解決一系列在廣域空間分布的信息獲取、高效可靠的信息傳輸與互聯(lián)、面向不同應(yīng)用需求和不同應(yīng)用環(huán)境的智能決策系統(tǒng)集成的科學(xué)技術(shù)問題，將是實現(xiàn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的助推器和加速器，也將為培育物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)應(yīng)用相關(guān)新興技術(shù)和服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供無限商機(jī)。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在提升農(nóng)業(yè)智能化水平，推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程中將具有廣闊應(yīng)用前景。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推動農(nóng)業(yè)信息化、智能化

應(yīng)用各種感應(yīng)芯片和傳感器，廣泛地采集人和自然界各種屬性信息，然后借助有線、無線和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)各級政府管理者、農(nóng)民、農(nóng)業(yè)科技人員等“人與人”相聯(lián)，進(jìn)而拓展到土、肥、水、氣，作物、倉儲和物流等“人與物”相連，以及農(nóng)業(yè)數(shù)字化機(jī)械，自動溫室控制，自然災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警等“物與物”之間相聯(lián)，并實現(xiàn)即時感知、互聯(lián)互通和高度智能化。