物联网及其四层模型

一、物联网概念 

随着互联网技术、传感器技术和人工智能技术的快速发展，物联网技术也应运而生，物联网技术在各类领域能发挥重要性变革，对解放生产力、提高工作效率和推动规模化生产等方面贡献颇大，特别是在农业领域大有可为。实现智慧农业，必须依靠物联网技术为依托，以智慧平台为核心，立足市场需求，构建生产组织智能化、产品质量溯源化、市场经营网络化为一体的产业体系。

物联网是通过智能传感器、射频识别、激光扫描仪、全球定位系统、遥感等信息传感器设备及系统和其他基于物－物通信模式的短距离自组织网络，按照约定的协议，在物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种巨大智能网络。它是通信网和互联网的扩展应用和网络延伸，主要是实现人与物、物与物的信息交互。
二、物联网四层模型

在信息层面，数据信息经历生成、传输、处理和应用四个阶段，分别对应着物联网的感知识别层、网络构建层、数据处理层和综合应用层。感知识别层是利用感知技术和智能装备对物理世界进行感知识别。网络构建层是按照特定的通信协议搭建各类网络对信息进行传输，以实现物－网互联。数据处理层通过大数据和人工智能技术对网络层采样的数据进行预处理、计算存储和数据挖掘等一系列 *** 作，最大地发挥出信息的生产效能。综合应用层是集成各类技术以实现实时控制、精准管理和科学决策等功能的应用系统，从而改进人的生产方式。各类技术应对不同环境、不同需求独立展开工作，各层面间又是联系紧密，如同链条式协同配合。
感知层作为物联网的“神经末梢”，主要是通过信息感知技术将生活生产各方面映射成数据信息，并能可靠传送到网络层，实现物理世界和信息世界连接起来。信息感知技术是指利用传感器、RFID、GPS和RS等实时实地对农业领域物体进行信息采集和获取。在农业生产现场可以利用无线传感器采集温湿度、光照、溶解氧浓度和农作物长势等参数，利用视频监控设备获取农作物成长现状，利用遥感技术大规模感知农作物表面和环境因素。信息感知层作为物联网的基础，获取大量的数据信息，为信息进一步加工、处理、分析而科学决策和指导生产经营打通“二元”壁垒。

网络层要在感知层和处理层发挥承上启下作用，是以现场总线技术、无线传感器网络技术（WSN）和移动通信技术互为补充的通信网络将传感设备连接“上网”。信息传输技术可分为有线和无线、短距离和长距离，它们有各自特点、应对不同环境、利用不同信道共同组建集成网络体系，以实现高度可靠的信息交流和共享。无线传感器网络成为农业信息传输的“主力军”，通过包括传感器节点、汇聚节点、任务管理节点。大量具有独立处理能力的微型传感器节点布置在监测区域逐跳传输，并路由到汇聚节点，然后通过互联网或卫星抵达任务管理节点，最后用户通过任务管理节点配置和管理传感器网络以实现监测任务发布和数据收集。常见的无线局域网技术有蓝牙、WIFI、ZigBee，无线广域网技术有LPWAN、NB-IOT、4G和5G。特别是以“万物互联”为目标的5G将农业物联网数据传输效率带来“质的跃升”。

处理层是农业物联网的“灵魂”，通过信息处理技术对感知层采集的信息存储和挖掘分析形成预测预警、智能决策、优化控制和疾病诊断等智能模型，从而对农业生产和经营给出科学的指导。农业生产和经营过程中，数据信息是呈指数型爆炸产生，不仅是体量大，而且结构复杂、实时性强、关联度高，必须通过大数据技术处理、存储和管理，才能从海量数据中获取更多的价值。农业大数据技术平台是以Hadoop架构、MapReduce软件模型、其他组件补充的生态软件体系形成的分布式海量数据存储管理、运算处理和分析平台。数据挖掘是指从海量数据中通过算法搜索隐藏的信息关系，主要手段是机器学习、深度学习、计算机视觉等人工智能技术。只要获取隐藏知识，才能帮助决策者做出合理、正确的决定和决策。

应用层是农业物联网的“指挥室”。主要通过感知技术、传输技术、处理技术和设备进行软硬件综合集成，形成智能控制、监控决策、专家系统、物流溯源等等应用。根据生产、经营的和管理不同需求，开发出特定功能的应用，用户通过web端或移动客户端应用实时掌握信息、发出精准控制指令。可以说，先进技术发挥设备的最大生产力，综合应用改变人的工作方式，有利于做出更科学合理决策。

物联网（TheInternetofThings，简称IOT）是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。

通过以上可以了解，物联网有最基本的三层：

1、感知层：利用各种传感器采集数据。

2、传输层：将数据传输至服务端（应用层）。

3、应用层：将数据进行分析、存储、计算、分发等。

那么如何运作物联网？我想题主应该是想问物联网如何真正应用在日常生活和工作中。

举几个例子：

1、智慧农业，利用物联网技术实现定期灌溉或是按需灌溉；传感器采集现场温湿度、了解现场情况，如果发现湿度过低，会将信息反馈至服务器端，服务端接收后根据程序设置向淋喷系统下方指令一小时后进行一次灌溉，灌溉量是多少。

2、智慧工厂，利用传感器采集现场设备生产信息，例如：温度、压力、流量、振动等等，发现异常后，及时控制设备开关，避免发生故障。

3、智能家居，家中电器设备全部联网后，房屋主人或是被授权用户可以远程控制其开关，或是做好启用、停用机会。

实际上，生活和工作中有很多场景已经物联网化，大到视频天网工程、小到门禁打卡，还有实时公交、水电煤远程抄表控制等等，未来会有越来越多的场景用到物联网技术。

有以下创新点：

监控功能系统：根据无线网络获取的植物生长环境信息，如监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、植物养分含量等参数。监测功能系统：在农业园区内实现自动信息检测与控制，通过配备无线传感节点，太阳能供电系统、信息采集和信息路由设备、配备无线传感传输系统，每个基点配置无线传感节点，每个无线传感节点可监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、植物养分含量等参数。实时图像与视频监控功能：农业物联网的基本概念是实现农业上作物与环境、土壤及肥力间的物物相联的关系网络，通

物联网在农业领域的应用有精耕细作、农业无人机、智能温室等。

1、精耕细作

精准农业是在饲养牲畜和种植农作物时让耕种实践更加受控和准确。在这种农场管理方法中，关键是使用IT和各种项目，例如传感器、控制系统、机器人技术、自动驾驶车辆、自动化硬件、可变速率技术等。高速互联网、移动设备以及卫星（用于图像和定位）访问是精准农业的关键技术。

2、农业无人机

技术随着时间的推移而发生了变化，而农业无人机就是一个很好的例子。如今，农业已成为整合无人机的主要产业之一。地面和空中无人机可以帮助农业实现农作物健康评估、灌溉、监测、药物喷洒、种植以及土壤分析。

3、智能温室

温室种植是一种有助于提高蔬菜、水果、农作物等产量的方法。温室通过人工干预或比例调配机制来控制环境参数。由于人工干预会导致生产损失、能源损失和浪费成本，因此可以借助物联网来改造智能温室，实现智能监视和控制气候，从而无需人工干预。

为了控制智能温室中的环境，使用了根据工厂要求测量环境参数的不同传感器。我们可以创建一个云服务器，以在使用物联网连接系统时远程访问系统。

物联网智能农业在目前来说就是农业物联网，都是运用的传感技术、传输技术、数据收集技术、控制系统，这些都是属于信息技术的，现在农业上的对信息技术的充分运用，无疑是把农业放在了一个前所未有的高度来发展，国家也对这些也是积极鼓励的，很显然，物联网智能农业是必须要发展起来了，只是时间问题，我很看好，像托普这些早些年做农业仪器的，现在都转身做农业物联网的，都是很有远见的，等到物联网真正发展起来的时候，这些物联网先驱就是龙头了

行业主要企业：大富科技(300134)、梦网集团(002123)、共进股份(603118)、胜宏科技(300476)、润和软件(300339)、立昂技术(300603)

定义

所谓“物联网”(Internet of
Things，IOT)，又称传感网，指的是将各种信息传感设备，如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网连接起来并形成一个可以实现智能化识别和可管理的网络。

早期的物联网是指依托射频识别技术的物流网络，随着技术和应用的发展，物联网的内涵已经发生了较大的变化。现阶段，物联网是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的各种信息传感设备，通过网络设施实现信息传输、协同和处理，从而实现广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的互联。物联网依托多种信息获取技术，包括传感器、射频识别(RFID)、二维码、多媒体采集技术等。物联网的几个关键环节可以归纳为“感知、传输、处理”。

物联网行业发展前景及趋势分析

1、产业物联网占比逐渐上升

根据信通院于2020年12月发布的《2020中国物联网白皮书》，2019年中国物联网连接数中产业物联网和消费者市场各占一半，预计到2025年，物联网连接数的大部分增长来自于产业市场，产业物联网的连接数将占到总体的61%。由此来看，未来产业物联网的市场发展潜力大于消费物联网。

2、市场规模不断增大

目前，物联网在全球呈现快速发展趋势，欧、美、日、韩等国均将物联网作为重要战略新兴产业推进，但在繁荣景象背后却仍存在着众多阻碍发展的因素。其中核心标准的缺失，尤其是作为顶层设计的物联网参考架构等基础标准目前仍处于空白，基于争夺物联网产业主导权，各国对国际标准方面的竞争亦日趋白热化。

新冠疫情对于物联网行业来说犹如达摩利斯之剑，一方面疫情导致全球技术供应链出现一定的停滞期，另一方面疫情助推中国物联网的渗透。2020年无人工厂、无人配送、无人零售、远程教学、远程医疗等“无接触经济”的爆发均离不开物联网技术的支撑。综合多方面的情况分析，前瞻认为未来5年中国物联网的发展将保持高速增长，到2026年市场规模超过6万亿元。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国物联网行业细分市场需求与投资机会分析报告》。

数字农业是1997年由美国科学院、工程院正式提出，简单地讲，是指数字地球技术及信息技术共同支撑下的集约化、信息化农业技术。数字农业是 将设备采集的完整农业生产信息进行分类、存储、 运用和管理，形成全链条覆盖农产品生产全过程。
数字农业结合农业发展特点，形成了数字农业综合服务，并整合了农业生产的多种服务与应用， 实现了“一种算法赋能、一个平台贯穿、两个先导并行、三大体系支撑、四项业务融合、云上农场落地” 的综合管理体系，将集团化管理思路与分模块管理 方法相结合，形成在种、管、收、储、运、加、销各环节的管理闭环。数字农业的发展不断向服务方向转变，逐渐形成以农业生产服务为基础的现代农业服 务体系。
一、国外数字农业发展情况
发达国家已将数字化应用到农业生产领域，并不断改进提高农业生产管理水平。
欧盟：2019年4月9日，欧盟成员国签署了关于 “欧洲农业和农村地区智能，可持续的数字未来”的 宣言，并认识到数字农业的发展将有效提高欧盟农业快速发展。
美国：美国数字农业发展建立在农业生产高度 专业化、规模化、企业化的基础上，搭建人工智能战略实施框架，提出智慧农业研究计划，已经建成了 完善的现代农业技术应用与管理系统。美国嘉吉利 用DairyEnteligenTM平台改变其客户管理农场的方式，可释放数据和见解的力量，帮助农民改善运营。
英国：信息化技术应用助推精准农业。信息化 技术推动英国农业向数字化、智能化、精准化的方向发展。
德国：发布《有机农业——展望战略》，明确基于“工业40”的基本理念发展智慧农业。德国巴斯夫 建立了农业网络平台Maglis、巴斯夫xarvioTM数字农业解决方案、巴斯夫xarvio SCOUTINGAPP布局农 业服务。
法国：法国企业路易达孚运用多元化的业务组合贯穿从农场到餐桌的整条价值链，链接了数字农业的各个环节。
荷兰：《数字化战略》明确数字化技术在农业生产链各环节的应用，帮助欧洲200多万个农场实现 数字化。
二、国内数字农业发展情况
我国数字农业依然处于逐步发展阶段。要根据发展规划和借鉴发达国家的技术应用，进行数字化转型。
我国数字农业起步较晚，在“七五”以后，逐渐开始了“数字社会”“数字城市”“数字农业”等方面 的研究和探索，在不断探索过程中形成了有中国特色的数字农业管理方式并在全国全面展开。
中化农业MAP战略以“

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