农业物联网由感知层、传输层和处理层构成。感知层的传感器技术、条码技术、全球定位等技术采集的数据信息通过传输层的有线、无线传感器网络技术和移动通信技术传输到处理层的农业预测、诊断、控制、决策以及预警等智能化模块。
物联网在移动监测、智能可穿戴、POS机、气象、医疗和能源等行业用途很大,而且是实现设备联网不可或缺的产品,不少相关的top域名都被注册。农业物联网技术在蔬菜、温室大棚的应用
“农业物联网”就是物联网技术在农业生产、经营、管理和服务中的具体应用。按照物联网技术架构,农业物联网仍然通过“感知—传输—应用”的途径来实现对农业的应用。“感知”就是运用各类传感器,如温湿度传感器、光照强度传感器、PH值传感器、CO2传感器等设备,实时地采集大田种植、设施园艺、畜禽养殖、水产养殖和农产品运输等环境中的温度、湿度、PH值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等物理量参数信息;“传输”就是建立数据传输和转换方法,通过局部的无线网络、互联网、移动通信网等各种通信网络交互传递,实现农业生产环境信息的有效传输;“应用”就是将获取的大量农业信息进行融合、处理,使技术人员对多个大棚的环境进行监测控制和智能管理,保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境,达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的,进而实现农业生产集约、高产、优质、高效、生态和安全的目标。
蔬菜大棚、温室大棚主要用于不适合蔬菜生长的季节,模拟蔬菜生长的自然条件,提供蔬菜适合生长的环境,而这个环境的实现不能凭感觉,需要引入农业物联网温室环境监控技术解决蔬菜生长环境的可控性,达到提高蔬菜生产效益的目的。
一、蔬菜温室大棚控制系统构建:
一个完整的蔬菜温室大棚自动控制系统包括数据采集、数据传输、数据分析和生产 *** 作系统等部分,每个部分在蔬菜生产中具有不同的功能,这些功能组合起来完成蔬菜生产的全过程。
二、蔬菜温室大棚物联网环境自动控制系统主要包括以下几个分系统部分:
1数据采集系统:
数据采集系统由无线传感器、供电电源或者蓄电池等组成;现场的监测元件包括温湿度、CO2浓度、土壤温湿度、土壤养分等监测元件。数据采集系统主要负责温室大棚内部的光照、温度、湿度和土壤含水量以及视频等数据的采集和控制。
2数据传输系统:
数据传输系统由数据采集传感器,包括温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器、光合有效辐射传感器、土壤温湿度传感器、CO2传感器、风向传感器等组成。传输方式:外部网络以基于IP网络技术和GPRS通信网络为基础进行传输;内部网络则采用短距离、低功率的ZigBee无线通信技术。基于ZigBee的无线传输模式中,传感器采集的数据通过ZigBee发送模块传送到中心节点上,同时,用户终端和一体化控制器间传送的控制指令也传送到中心节点上,中心节点再经过边缘网关将传感器数据、控制指令发送到上位机的业务平台。技术人员可以通过有线网络/无线网络访问上位机系统业务平台,实时监测大棚现场的传感器参数,控制大棚现场的相关设备。
3数据分析系统:
数据分析及显示部分包括电脑、软件、无线接收模块、报警系统,依据不同的环境、作物、生长期,实施不同的控制方案。
4实地环境 *** 控系统:
该分系统包括的灌溉控制系统可进行滴浇灌和微喷雾系统的控制,实现远程自动灌溉;土壤环境监测系统则利用土壤水分传感器、土壤湿度传感器等来实时获取土壤水分、湿度等数据,为灌溉控制系统和温湿度控制系统提供环境信息;温湿度监控系统可利用高精度传感器来采集农作物的生长环境信息,设定环境指标参数,当环境指标超出参数范围时,可自动启动风机降温系统、水暖加温系统、空气内循环系统等,以进行环境温湿度的调节。
利用农贸行业物联网建设的蔬菜温室大棚,能为温室大棚种植提供有效的控制蔬菜的生长环境的先进技术,使蔬菜获得适宜的生长环境,增加产量,以实现跨季节的蔬菜培育。农业物联网技术论文篇二
基于物联网技术的智慧农业实施方案分析
摘要:我国发展越来越快,科学技术水平也越来越高,并且我国的技术水平还处在不断发展的过程中。我国的农业生产也不断加入高科技,农业不断向现代化方向发展。在农业生产中物联网技术逐渐受到重视。物联网技术是_种新的农业发展的模式,是智慧农业技术,这项技术不但能提高我国农业的生产效率,还能促进农业的现代化发展。这项技术主要是解决我国农业信息传播不够及时、新技术推广受限等问题。文章将针对物联网技术在我国智慧农业中的促进作用进行详细的分析,从而为我国农业发展做出贡献,推进我国农业的不断发展。
关键词:物联网;技术角度;智慧农业;实施方案
我国是一个地大物博的国家,自古以来就是农业大国,在古代农作物的产量主要受自然气候的影响,而现在我国通过技术手段可以大大地提高农作物的产量。我国一直在提倡生态农业和智慧农业,现在我国的技术更是在不断更新和发展,尤其是物联网技术的出现大大促进了智慧农业的发展,利用物联网技术是发展我国智慧农业的一个重要手段,也是我国农业发展的必经之路。科学技术为农业生产提供的是技术保障和技术创新,为了确保我国的农产品能够实现自给自足并能满足出口要求,我国的农业必须不断创新发展,农业的发展还能促进农民增收,农民增收有利于提高农民的生活水平,有利于我国社会的稳定和发展。物联网技术是利用现代化的通信技术手段对农业生产进行跟踪和监控管理。在以前我国的农民主要是通过自己的经验进行农业种植,我国的农业专家也主要是通过人工测量和人工种植试验田的方法收集农业信息。这不仅要消耗大量的人力和物力,而且还非常消耗时间,整体效率很低,而且受多种不确定因素的影响,准确度也很低。但是自从采取了物联网技术之后,应用无限传感器收集信息不仅降低了人力、物力消耗,而且准确度和效率都得到了提高。众多的传感器节点组合在一起就形成了一张功能各异的监控网络,能够及时发现农业生产中存在的问题,并准确指出问题发生的位置,分析问题发生的原因,这样就可以不断提高农业生产的综合效益,使我国的农业不断发展和进步。
1智慧农业发展的现状分析
智慧农业是我国农业发展的一个新的方向,区别于传统农业的主要依靠人力和经验的种植方法,智慧农业更倾向于收集和整理农业生产中的宝贵经验,通过物联网技术将这些有效信息进行整合和分析,然后共享。这样做可以大大地提高农业生产的效率,促进农业的现代化发展。
11农业基础设施现代化现状
我国一直都在关注农业发展,尤其是对于基础设施方面的建设更是尤为关心,现在因为政府的重视和支持,农业设施不断改建,我国的农田灌溉设施更加完善,农业电网设施也更加完备,农村的水利设施也得到了完善,我国的农业基础设施建设已经由量的进步变成了质的发展,可以说基本实现了农业生产的现代化。但是不足之处是,东西部的发展还存在着一定的差距,东方的农业发展由于地理和自然条件的先天优势,而且在基础设施建设方面也优于西部,所以东部的发展还是要快于西部。现在我国还在不断打造更加现代化的农业生产,只要我们不断地按照国家的指导执行,在国家的扶持下一定会使农业得到更陕、更好的发展。
12物联网技术在农业中的应用现状
现在网络已经不再是城市的专属,很多村镇都已经引入了互联网,一些发展较快的村镇甚至实现了光纤网络。现在可以说是,村村有电话,村村有限电视入户,基本上实现了网络普及。这也为我国的物联网技术在农业中的运用提供了基础。从种植到收获到销售整个的流程记录和研究农业产品的信息,同时还通过物联网技术对农业的农田、土壤和水利等进行合理的分析和分配,达到效率的最大化。
13物联网技术在农业应用中存在的问题
虽然物联网技术已经在农业生产中得到了应用并起到了重要的作用,但是仍然有一些问题存在。首先,我国的信息化由于受到各种条件的限制并没有得到全面普及,有些农村的基础设施还不够完善,虽然这项技术可能取得了试点的成功,但在普及的过程中受到了限制。除了基础设施方面的力度不够,还有就是农村缺乏专业的农业人才,人们的就业观往往是向往城市的繁华,很少有人才会回到农村,这也是我国农业难以得到发展的一个非常重要的影响因素。还有一点就是技术层面的因素,由于我国的农村宽带技术还不是很完善,所以缺乏信息技术层面的支撑,这也是造成物联网技术难以在农业生产中全面普及的一个重要问题。
14新技术推广应用不足
现在的物联网技术在智慧农业方面的应用还包括对农业新技术的推广应用工作。这项新型技术虽然受到了国家的重视和重点扶持,但是由于现在各地还是处在一个初级的摸索阶段,所以还是会遇到很多问题。比如各地的农业生产现状不同、网络普及程度不同、人才和技术水平不同,这些都造成了新技术的推广受到了限制。而且有的运营商为了获得利益的最大化,往往会对资源的分享设置障碍,这样会造成访问受限和信息共享不畅通等问题,甚至农民需要对新技术进行购买,大大增加了农民的经济负担,这样做也大大地阻碍了农业新技术的推广和普及,同时也会打消农民学习新技术的积极性,影响我国智慧农业发展方案的实施。
2从物联网技术方面对智慧农业进行的方案设计
21物联网技术的指导思想
我们要通过以点带面的方法对物联网技术实施试点应用,然后针对各地的不同情况,进行符合地区特色的规划和实施。我们要以增加农业产品的产量、提高农业产品的质量、不断增加农民的收入为动力,不断构建物联网,收集和推广各项农业生产方面的知识和技术,实现农业生产各项资源的有效整合,把农业生产的产业链进行横向和纵向的延伸发展,同时也有利于促进我国农业的可持续发展,提高我国农业的现代化水平,加快我国农业和国际化接轨的速度。
22物联网技术的方案架构
在此过程中我们不要进行不必要的浪费,要秉承节约成本的原则,根据现在的资源进行收集和整理工作,不断进行资源的整合工作,然后通过物联网共享信息资源,在农业生产的过程中不断进行研发,通过研发的技术再反过来促进生产,达到良性的循环。 智慧农业物联网并不是一个个独立的模块,而是有着自己的方案架构,主要是由田间管理框架、水文管理框架、种子管理框架、气象管理框架、流转管理框架、虫害管理框架、农药管理框架、农机管理框架、物流管理框架、加工管理框架和电力管理框架等众多的组织框架构成的。这样几个框架结构分成几个重要的模块,对我国的农业生产技术进行分类,促进我国的农业技术发展,可以不断提高我国农业人才的技术能力和我国农业的可持续发展。物联网为农业生产提供了安全、可靠的网络运行环境,使我国农业的各项数据和信息都能得到有效的共享。在构建这个方案框架的过程中,还需要国家和政府给予大量的支持才能够完成这项复杂的工程。
23物联网技术的组织保障
对于物联网这项技术,我们必须进行好规划和顶层的设计。这对技术的要求很高,涉及的技术层面也比较广,所以为了实施好资源的收集整理和共享,就必须强化顶层设计,不能出现重复建设的浪费现象。必须投入大量的人力、物力研究这个课题,要不断发展人才并且通过这些技术人才的研究做好农业物联网各方面的制定工作,一定要建立完善的组织保障。相关的政府部门也应该成立专门的工作小组,对这项工作中遇到的问题及时跟踪和解决,不断地对出现的问题进行协调,保证物联网技术的实施能够顺利进行。
24物联网技术的人才培养
目前,我国物联网技术发展受到限制,还有一个重要的影响因素是缺乏相关的人才。物联网技术的人才本来就很缺乏,农业方面的人才更是紧缺。所以现在的当务之急是要联合各大高校和科研机构培养这方面的人才。这些人才不仅要精通物联网技术,还要懂农业生产方面的知识和技术。我国可以组织人员对这些人才进行集中培训,并且根据实际需要为这些人才提供进修条件,使他们能不断地更新和发展技术。除了物联网技术的人才培养,还要加强农业生产人员的培养,这些人才要懂农业技术,还要能掌握简单的物联网技术,这样才能够自主地从物联网上获得自己想要的信息和技术知识,不断促进农业的现在化发展。我国可以建立对这些人才的鼓励机制,对农业现代化做出贡献的人员可以获得相关的奖励,以此激励他们更好地进行农业生产技术的研发和共享。
3结语
综上所述,通过对我国农业发展现状和我国农业信息化程度的分析可以得出结论,我国必须通过物联网技术的实施来促进智慧农业的发展。在我国的农业现代化发展进程中,各级政府都应该对智慧农业和物联网技术引起足够的重视,并且根据各地区的实际情况和各地区农业发展的实际程度加强对物联网技术的实施。这项技术是我国实现农业大数据发展的一项重要途径,一定能促进我国农业向着集约化、科学化、标准化和信息化发展。可以说物联网技术就是一项对于农业生产领域的重要改革,是促进我国农业向着智慧农业发展的必经之路。物联网是一个无处不在的网络,它可以对信息进行收集和智能化的处理,可以将海量的信息进行存储和提取,可以有效地提高我国农业生产技术的交流和发展,可以帮助农民解决在生产中遇到的实际问题。相信在这项科学技术的帮助下,一定可以实现我国农业的全面现代化,这也需要大家的共同努力。
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WIFI模块:该技术将所有有线网络信号转换成无线电波信号,其他终端设备通过无线通信模块连接到wifi,实现无线网络通信。
蓝牙模块:它是一种无线技术标准,可以实现固定终端设备、移动终端设备和个人局域网之间的短距离数据交换。它在频段使用24~2485GHZUHF无线电波ISM。
2G/4G模块:数字电台的传输距离很远,适用于各种复杂的环境。传输速率为192Kbps,但终端设备价格较贵,使用成本较高,安装较为复杂。
NB-IoT模块:NB-IoT使用的是现成的移动数据网络连入以太网,具有覆盖广,海量链接,低功耗的功能。
LoRa模块:它最大特点就是在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远,实现了低功耗和远距离的统一,它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。
以太网模块:提供串口转网口TCP传输。
物联网模块是多种多样的,但是具体使用还是需要分析使用环境考虑如何组网根据福建财经频道采访报道福建蜂窝物联网科技有限公司根据自己在行业内多年的经验总结得出四大农业物联网解决方案:温室大棚、生态农场、畜牧养殖、水产养殖。
① 温室大棚:温室生产管控解决方案通过对温室内温湿度、土壤水分、光照度、光合效率、二氧化碳、光照度等进行数据监测,通过无线技术传输至云平台加工处理,并在手机、电脑、平板上实时显示。用户还可通过软件平台对温室湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光等设备进行控制。从而达到温室种植的智能化管理,减轻用户的工作量,节省用户用工成本和管理成本。
② 生态农场:室外农作物智能监控改造方案,该方案可建设一个气象站及其相关传感器,采集农作物当地的环境参数,设备主要以水泵、电磁阀、水肥一体化设备等为主,施工简便,主要实现自动控制水阀进行浇水作业等功能,提高生产效率,提高作物产量。
③ 畜牧养殖:主要针对环境温湿度和空气中氨气含量进行监测,配套水帘与排风系统,以此来达到降温与换气功能。同时采用自动投料装置与粪便清理装置,确保了环境的环境卫生,减少用工成本。另外针对畜禽安全方面采用视频监控系统,实时关注畜禽动态情况并实现远程会诊的功能。全面结合自动化设备和计算机信息技术为畜禽的生产提供有效的管控手段。
④ 水产养殖:水产养殖生产管控解决方案通过对养殖水域的环境以及现场设备的集中监控,经过云服务器分析,得出科学的生产 *** 作指导,使得水产养殖实现智能化,通过PC、APP等显示控制方式实现随时随地监控管理。
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