农业物联网监控系统专为户外应用研制,内置GSM无线通信模块,另外同时具备图像监控和数据采集两大功能,可以灵活应用于户外场所的信息分析应用,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理各类信息数据。系统构成如图1所示。
图1农业物联网监控系统结构
农业物联网监控系统的无线传感器节点实时采集农作物生长所需的温室内的温度,湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、CO浓度等环境参数,并通过一种低功耗自组网的短程无线通讯技术实现传感器数据的传输,所有数据汇集到中心节点,通过一个无线网关与互联网相连,利用手机或远程计算机可以实时掌握农作物现场的环境状态信息,专家系统根据环境参数诊断农作物的生长状况与病虫害状况。户外现场布置摄像头等监控设备,实时采集视频信号。用户通过电脑或3G手机,随时随地观察现场情况、查看现场温湿度等数据和控制远程智能调节指定设备。
1)户外监控现场:同时监控农田、排污口、果园、户外电力系统等现场,获取温度,湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、CO浓度、水质、病虫害、电流、电压等环境参数,为管理者提供决策依据。
2)传感器:主要负责温室内部光照、温度、湿度和土壤含水量以及视频等数据的采集和控制。
3)管理中心:户外监控现场的先关参数,经过传输基站到达室内管理中心,经过智慧农业软件系统处理,得出结论,发送至智能终端,给决策者以精确数据依据。
4)智能移动工作终端:完美集成智能手机、GPS手持机、无线对讲机设备优点形成移动单兵设备,一机在手随时无忧。通信双通道模式彻底解决林区通讯死角问题,随时随地通讯无阻、精准定位、采集同步数据,是农业工作者的全能助手。
5)农业监控系统:在监控温湿度、光照、水质、风向等参数的同时,还可以对农作物资源、生态环境、病虫害等进行有效监控。
2农业物联网监控系统特点优势1)系统建设成本低,日常使用费低,维护费用低
2)高清图像显示监控现场,远程数据采集,直观明了
3)定时拍摄,远程主动索取,降低巡检次数,减少人力物力成本
4)科技创新应用,统一集成,规模化管理
5)历史数据存储,全部数据汇总分析
图2农业物联网监控系统体系架构
农业物联网监控系统结构利用无线GSM网络,并通过各种外接传感器可对农田作物生长环境温度、湿度等环境参数以及作物图像实现实时远程监测,图像、环境数据通过GPRS传回到管理中心,管理者通过后台数据汇总分析农田环境、虫害情况,及时作出预防措施,同时管理者也可通过后台管理中心设置定时获取环境数据、。智慧农业监控系统结构如图2所示。
传感与执行层:该层将数据传感器的采集的数据通过ZigBee和Rs485/232两种模式上传至网关。根据传输方式的不同,温室现场部署分为无线版和有线版两种。无线版采用ZigBee发送模块将传感器的数值传送到zigBee节点上;有线版采用电缆方式将数据传送到Rs485/232节点上。无线版具有部署灵活,扩展方便等优点;有线版具有高速部署,数据稳定等优点。
无线传感器节点实时采集农作物生长所需的温室内的温度,湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、CO2浓度等环境参数并上传到ZigBee网关。
接收远程控制指令,通过继电器控制各种农业生产设备,包括:喷淋、滴灌等喷水系统和卷帘、风机等空气调节系统等。
通过IP网络摄像头可实时对作物情况、人员和安全视频流上传至服务器。
传输层:该层主要将设备采集到的数据,通过3G/GPRS/Inernet网络传送到服务器上,在传输协议上支持IPv4现网协议及下一代互联网IPv6协议。
应用层:该层负责对采集的数据进行存储和信息处理,为用户提供分析和决策依据,用户可随时随地通过电脑和手机等终端进行查询。
用户终端:3G手机、PC机终端通过接入网络实时查看各种由传感器传来的数据,并能调节温室内喷淋、卷帘、风机等各种设备。
农业物联网监控系统网络拓扑结构农业物联网监控系统在网络方面采取了多种制式,远程通讯采用3G无线网络,近距离传输采取无线ZigBee模式和有线RS485/232模式相结合,保证网络系统的稳定运行。智慧农业监控系统网络拓扑结构如图3所示。
图3农业物联网监控系统网络拓扑结构
农业物联网监控系统主要设备数据采集单元
传感器单元主要包括气体温湿度传感器、土壤水分传感器、土壤温度传感器、光照传感器、易燃气体传感器、有毒气体传感器、土壤酸碱度传感器、水质传感器等。采集器集数据采集传输于一体,电池供电时间长,安装简便,成本低。传感器实现数字信号采集、太阳能供电、Mesh无线传输等技术,应用于不方便布线的场合。
通信单元
ZigBee网关
通过GPRS/3G传输,实现ZigBee个域网与互联网络的信息互通和多网融合,自带SD存储卡,可实现数据本地存储;工业级温度范围为-40℃~85℃。
图6智慧农业通信单元
终端显示单元管理中心可根据上位机软件分析系统得出的结论对农业管理作出决策,智能移动终端亦可随时随地得到相关信息。
物联网就业前景很好,物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点,其应用范围几乎覆盖了各行各业。
物联网专业是教育部允许高校增设新专业后,高校申请最多的学校,这也说明了国家对物联网经济的重视和人才培养的迫切性。物联网的产业规模比互联网产业大20倍以上,而物联网技术领域需要的人才每年也将在百万人的量级。
物联网的基本特征从通信对象和过程来看,物与物、人与物之间的信息交互是物联网的核心。物联网的基本特征可概括为整体感知、可靠传输和智能处理。
整体感知—可以利用射频识别、二维码、智能传感器等感知设备感知获取物体的各类信息。
可靠传输—通过对互联网、无线网络的融合,将物体的信息实时、准确地传送,以便信息交流、分享。
智能处理—使用各种智能技术,对感知和传送到的数据、信息进行分析处理,实现监测与控制的智能化。
物联网的应用如下:
1、智慧物流
智慧物流是指在大数据、物联网、人工智能等信息技术支持下,实现运输、仓储、配送等物流各环节的系统感知、综合分析和处理。
目前物联网领域的应用主要体现在仓储、运输监控、快递终端三个方面。通过物联网技术实现对货物和运输车辆的监控,包括货物车辆的位置和状态、温湿度、油耗和货物的速度。物联网技术的使用,可以提高整个物流行业和运输效率的智能化水平。
2、智慧交通
智能交通是物联网的重要体现,它利用信息技术改善交通环境,将人、车、路紧密结合,保障交通安全,提高资源利用率。物联网技术的具体应用领域包括智能公交、自行车共享、车联网、充电桩监控、智能交通灯和智能停车。其中,车联网是近年来互联网公司和各大厂商争相进入的领域。
3、智能安全
这是一个很大的安全物联网应用市场,因为安全永远是人们的基本需求。传统安防非常耗费人力,严重依赖人员,而智能安防可以通过设备实现智能判断。目前智能安防的核心部分在于智能安防系统,将采集到的图像进行分析处理,并进行传输存储。
4、智慧能源与环境保护
智慧能源环保是智慧城市的一部分,其物联网应用主要集中在电、气、水、路灯等能源和公共设施,以及垃圾桶、井盖等环保设备。
比如智能井盖监测水位及其状态,智能垃圾桶自动感应,智能水电表实现远程抄表。将物联网技术,应用于传统电、水、光能设备的联网,通过监控,降低能耗,提高利用效率。
5、智能医疗
在智能医疗领域,必须以人为中心。物联网技术是数据采集的主要方式,可以有效帮助医院实现人和物的智能管理。对人的智能管理是指通过医疗可穿戴设备,传感器对人的生理状态(如心跳频率)进行监测,并将采集到的数据记录到电子健康档案中。
6、智能仓库
物联网一个很好的应用。它能准确地提供仓库管理各个环节数据的真实性,对于生产企业,可以根据这个数据合理的把控库存量,调整生产量。物联网中利用SNHGES系统的库位管理功能,可以准确提供货物库存位置,这就大大提高了仓库管理的效率。
7、智能家庭
物联网的出现让我们的日常生活更加的便捷。不远的将来一台手机,就可以 *** 作家里大多数的电器,查看它们的运行状态。寒冷的冬天,我们可以提前打开家里的空调,回到家就暖暖的。物联网还能准确的定位家庭成员的位置,你再也不用担心孩子跑得找不见人,省心省力。
8、智能农业
物联网在农业中的应用就更加的广泛。监测温湿度,监视土壤酸碱度,查看家禽的状态。在这些数据的支持下,农户就可以合理进行科学评估,安排施肥,灌溉。监测到的天气情况比如降水,风力等又为我们抗灾、减灾提供了依据。提高了产量,降低了减产风险。
9、智能电力
电力工程是一项重大的民生工程,对电网的安全检测是一项必修科目。以南方电网与中国移动通过M2M技术进行的合作为例,因为物联网的运用,使得自动化计量系统开始启动,使得故障评价处理时间得到一倍的缩减。
物联网工程专业的学生毕业后可以做物联网工程师的工作,主要是负责物联网联接管理平台架构规划及设计,对产品的整体系统架构负责。负责物联网联接管理平台运行设计工作,及主导关键框架代码编写。
2022物联网工程专业前景好不好
据有关专家估计,2022年物联网将连接全球超过300亿件物品,全球市值将达到约71万亿美元。现在已经有成千上万的传感器收集和传输数据。在更大的范围内,智能城市项目正在用传感器填充整个区域,以帮助我们理解和控制环境。
所以物联网是新时代的必然趋势,是新一代信息技术的重要组成部分,也是信息化时代的重要发展阶段。在2012年最新颁布的普通高等学校本科专业目录中,物联网工程专业属于工学中的计算机大类,标准学制4年,毕业后授予工学学士学位。
物联网工程专业属于典型的交叉学科,涉及到电子、计算机、测控、通信、软件等多个专业的知识。主要课程包括物联网概论、电路分析基础、信号与系统、模拟电子技术、数字电路与逻辑设计、传感器原理、嵌入式系统设计、计算机网络、无线通信原理、数据采集与处理和物联网安全技术等等。
物联网工程专业就业方向2022物联网工程专业毕业生可以去自动化企业、智能家电、智能家居、工业控制企业、数字娱乐公司等领域就业,具体就业岗位包括射频识别开发工程师、物联网嵌入式硬件开发工程师、物联网嵌入式硬件测试工程师等。
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