智慧农业解决方案有哪些？

依托部署在农业生产现场的各种传感节点，农业物联网以及无人农业器械的配合是智慧农业的解决方案。因此极飞科技推出了一系列的产品例如：智慧农业管理平台，极飞物联网，农机自动驾驶系统，植保无人机，自动数据传输设备等等来解决类似智能温室大棚，大型农田里的水肥一体化，土壤里的病虫害。极飞可以在水果、蔬菜、茶叶和中药材等产业的生态农产品项目实施地区，通过安装土壤墒情、环境气候等农业物联网监测设备，实现对作物长势、环境条件、病虫害发生情况等信息的实时监测，监测数据实时传输到农业物联网云平台，通过计算机、智能手持终端和物联网终端等设备，实现气象、土壤等信息的查看、时空物联的远程精准控制。也可为企业以及农户提供农技指导、农业病虫害预警、农产品质量溯源等相关服务。通过智能化控制，减少劳动力及农资投入，提高农业生产效率。数据的积累还可为农业专家对各类农作物构建生产模型提供数据保障，为政府中心以及主管部门宏观监管决策提供数据支撑。

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系统采用传感器测量影响植物生长的光照强度、温湿度、土壤墒情、二氧化碳浓等环境参数，通过物联网将所测量参数传送到管理中心，实现对农作物生长环境实时监测；管理中心对测量数据进行综合分析，按照规则给出控制决策，通过物联网将控制指令下发，由现场控制器实现对各类设施的智能控制，保障农作物的生长环境，降低成本，促进增产增收。管理中心软件可根据农作物种类设置生长环境参数范围和控制决策规则，并对所有测量数据进行存储，可依据条件对历史数据进行管理和查询。系统的构成：智能农田种植环境监测物联网系统，主要由下位机采集系统、上位机软件应用平台及辅助扩展部分组成。下位机信息采集系统中包含土壤墒情监测系统、水肥一体化系统、田间气候观测站、视频图像采集终端等，上位机软件部分又包含电脑显示控制、手机显示控制、LCD显示屏等，辅助扩展部分根据客户需要，可加入农田病虫害防治、农业专家在线指导、农产品质量追溯、线上交易云平台等一系列农业物联网所包含的系统设备。农业大田的各参数传感器，对农田整体环境进行多点实时动态采集，显示装置实时显示农田的温湿度、光照度等数值，能够更加一目了然地展示整个大田的数据全貌。

传感器是系统整个检测环节的重要组成部分，用于将农田环境因子等非电学物理量转变为控制系统可识别的电信号，为系统管理控制提供判断和处理的依据。传感器的主要技术指标有：线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨率、漂移、精度等。常用传感器主要有温度传感器、湿度传感器、光照传感器、CO2(二氧化碳)传感器、土壤水分传感器、土壤温度传感器以及营养液的盐分(EC)和酸度(PH)传感器等。

相互合作，相辅相成。物联网运营管理系统检测到水质污染，水质化验室采样化验检测哪里出问题，水质监测是治理水污染的基础，与水质化验室相互合作，相辅相成。物联网应用于水质监测对减少污染物排放、控制和预防污染事故、提高监测水平、及时为环境管理提供决策依据都有重要意义。

有如下的消防技术在关键时刻正发挥着作用。

一、消防物联网

城市火灾物联网监测系统涉及多个子系统之间的协同工作。随着消防领域的不断发展，新的消防产品和解决方案将会出现。为了实现与物联网的“连接”，消防公司将会更加自觉地完善自己的行业布局，加大对端到端的力度，提供完善、快捷的服务。

未来，随着更多的物联网单位、微型消防站、消防教育培训中心、消防设备和材料厂家、消防设备经销商、供应商等消防物联网用户的不断接入，城市物联网消防远程监控系统将逐渐覆盖整个消防产业，形成一条完整的消防产业生态链。

二、消防可视化技术

由于传统的烟雾报警器稳定性差、可靠性差、误警率高，随着火灾可视化技术在火灾中的应用，将集成式摄像机、“火眼”等产品的开发和开发，将报警信息与可视化相结合是今后的发展趋势。

“火眼”系统采用了独特的计算机图像模式识别技术，利用现有的监视摄像机，对所监测的区域进行实时检测，并及时发布火警信号。一些以监控起家的生产企业将利用物联网技术投入到智慧消防的建设中，必将推动智能消防的发展。

三、无人机技术

无人机技术的引进使灭火和救援部队在空中支援的可用性和能力发生了质变。通过对事故的俯瞰，无人机可以帮助指挥官制定出有助于解决问题的战略。无人驾驶飞机还能到达消防人员不能到达的地方。

总体上，无人机技术可以提高消防队员的安全性，帮助消防队员更好地应对意外事件，与直升机的成本相比，无人机的使用是迄今为止最具成本效益的空中消防支援方式。

实现物联网环境监测，会用到以下技术：
1 传感器技术。环境监测会用到大量的传感器，用来检测大气、水质、土壤、污染等等，传感器是必不可少的。
2 通信技术。分有线与无线两种，目前更多的采用的是无线技术，比如ZigBee（SZ05系列）、Wi-Fi、GPRS等，用无线的好处是突破距离的限制，不需要布线，方便，尤其是在一些复杂场合。
3 云平台。目前环境监测更多的是纳入云平台，通过大数据来分析与监测，利于决策。
也可以去物联商业网上看一些相关案例和解决方案哦

物联网在农业领域的应用如下：

目前物联网在农业领域有很多应用，以物联网和现代信息化技术为纽带，通过“建立体系、平台管理”的思路，将农业园区进行统一规划，建立了视频监测系统、物联网监测与控制系统、水肥一体化智能灌溉系统、智慧农业展示系统，分步建设现代化服务体系，打造智慧型现代农业产业链的生态圈。

视频监测系统主要用于大棚内部安防检测，观察作物的生长态势。系统由前端摄像机采集数字图像信号，通过传输系统将信号传输至本地监控中心系统，由该系统进行控制、切换、显示、录像、回放等 *** 作，实现系统的各项功能，同时通过本地广域网线路，中心监测系统可使用电脑或手机进行远程显示、录像和控制远程视频。

物联网监测与控制系统

系统是以物联网为基础，应用农业物联网传感器作为支撑，在农业生产管理过程中，可以进行实时的环境参数采集，将光照、空气温湿度、二氧化碳浓度、土壤温湿度等采集到数据库，并通过网络将其传输到控制平台。

系统可以根据数据进行智能判断，远程控制温室大棚设备（包括风机、湿帘、滴灌设备等），进而进行环境调控，以“对症下药”的方式，满足温室大棚作物的生长要求，智能温室大棚控制系统在农业生产种植中的应用，正真实现了种植自动化、管理智能化、 *** 作简单化，不仅提升了温室大棚种植技术水平，而且降低了农业生产的成本费用。

IOT网关，接收sensor数据的总入口，主要是日志，安全防护，流控，协议转换等功能，

图1 IOT网关

之前有提到IOT网关是基于python的twisted框架实现的，初期的时候该IOT网关主要实现的功能是 数据接收和转换功能 和 安全防护 。

数据接收和转换功能 ，这里很简单，拟定好数据交互格式后，IOT网关按照约定好的格式进行解析，然后转发给后端服务进行进一步的处理

安全防护 ，设备的区分主要是依靠烧录到硬件的SN号来实现，SN号包含的信息比较多，如生产批次，设备型号等，受制于厂商我安全防护不能做的非常完善，同时sensor与IOT网关的交互不能非常复杂。安全防护这一块理论上是设备接入要一型一密或者一机一密，协议上还应该启用tls/ssl安全通信协议。

图2 鉴权

安全防护要做ssl这类的安全通信协议的话，要考虑设备厂商实现通信模块能力，设备功耗，设备性能（低端设备cpu性能可能比较差，可考虑对称加密形式），IOT网关也需要引入相应模块。

另外认证从性能方面考虑，后期在设备比较多的情况下，可以加入redis等内存型key-value数据库，缓存设备信息，提高鉴权模块性能。

实践中，我们的sensor基本都是依靠电池供电，因此我们的IOT网关基本是面向短链接（后期我们有监测设备，依靠外部电源直接供电，为长连接），因此在每次发起连接我们都要进行一次鉴权，鉴权通过后，设备方可上传传感器监测数据和设备自身状态。

图3 数据交互流程

这一块的调试工作长达半年左右，才基本稳定下来，主要集中在设备商处除了硬件稳定性，还有在调试中发现传输的字符串乱码（c语言处理问题），沾包（厂商开发人员tcp协议不熟），优化传输效率，关闭cork或者 Nagle 算法（传输包很小）。

因为IOT网关不能主动断连接，理论 *** 作中，IOT网关应该和sensor有心跳协议，保证连接的有效性。设备商在数据流程交互完成后，竟然没有close 连接，直接休眠，导致网关所在服务器的连接的文件描述符一直没有正常释放，后面为了预防这种现象，我开启了 *** 作系统层面的keepalve定时器，回收失效连接（系统默认时间是2小时左右，我缩短了失效时间），理论上来说应该是应用层面去实现心跳协议。

整个IOT网关的设计，是无状态，可伸缩的，单网关在普通型ecs上可轻松达到数百tps。

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