浅谈物联网在智能农业的相关应用

张鸣明 马奉先

【摘 要】随着计算机科学技术的迅猛的发展，农村信息化成为一种趋势，物联网技术成为智能农业的关键技术之一，本文主要阐述了物联网与智能农业的相关内容，并分析了物联网在智能农业应用的必要性。

【关键词】物联网；智能农业；应用；

【中图分类号】F287.6 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）03-0173-02

1、物联网的概述

物联网是新一代信息技术，英文名“The Internet of things”。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。

2、智能农业系统概述

2.1 智能农业系统架构

智能农业系统的总体架构分为传感信息采集、视频监控、智能分析和远程控制四部分。如图1所示。

（1）数据采集系统。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。温度包括空气温度、浅层土壤温度（土下2 cm）、深层土壤温度（土下5 cm）三种；湿度主要包括空气的湿度、浅层土壤含水量（土下2 cm）、深层土壤含水量（土下5 cm）三种。数据传感器的上传采用ZigBee和RS485两种模式。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。

（2）视频采集系统。该系统采用高精度网络摄像机和全球眼系统进行紧密融合，系统的清晰度和稳定性等参数均符合国内相关标准。

（3）控制系统。该系统主要由控制设备和相应的继电器控制电路组成，通过继电器可以自由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。

（4）无线传输系统。该系统主要将设备采集到的数据，通过3G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。

（5）数据处理系统。该系统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。

2.3系统特点

（1）涉及技术门类多。系统融合了3G、HTTP、宽带、物联网、传感器等国内前沿技术，具备开展商业运营的能力。

（2）可扩展性强。管理控制与媒体流分离的架构设计，消除系统平台形成瓶颈的缺陷，使得系统能够支持大容量部署。

（3）可靠性高。系统从硬件到软件实现冗余设计，无单点故障，提高系统的可靠性。

（4）安全性好。系统具有完整的端到端鉴权、加密体系以及用户行为的审计记录功能，最大程度的保证监控网络和用户使用安全。

（5）兼容性强。采用国际标准，专门设计了多种终端接入和网络协议的协商功能，可以兼容多种编码格式。

（6）超准确性。系统对于关键的控制部分采用先进的控制算法，保证了系统的准确性。

（7）通用性好。系统支持多种终端和操作系统。

（8）计费灵活。系统具有完善的后台支撑系统和灵活的计费方式。

3、物联网运用于智能农业的必要性

物联网是以感知、识别、传递、分析、测控等技术手段实现智能化活动的新一代信息化技术，其特征是通过传感器等方式获取物理世界的各种信息，结合互联网、移动通信网等网络进行信息传送与交互，采用智能计算技术对信息进行分析处理，从而提高对物质世界的感知能力，实现智能化决策和控制。因此，物联网在农业领域的广泛应用，既是智能农业的重要内容，也是现代农业的强大技术支撑，同时，智能农业的发展也将为物联网技术在农业领域的应用提供无限广阔的市场。

3.1 物联网技术是智能农业的重要组成部分

智能装备是农业现代化的一个重要标志，物联网等技术是实现农业集约、高效、安全的重要支撑。这些技术在农业中广泛应用，可实现农业生产资源、生产过程、流通过程等环节信息的实时获取和数据共享，以保证产前正确规划而提高资源利用效率；产中精细管理而提高生产效率，实现节本增效；产后高效流通并实现安全追溯。农业物联网技术的发展，将会解决一系列在广域空间分布的信息获取、高效可靠的信息传输与互联、面向不同应用需求和不同应用环境的智能决策系统集成的科学技术问题，将是实现传统农业向现代农业转变的助推器和加速器，也将为培育物联网农业应用相关新兴技术和服务产业发展提供无限商机。农业物联网在提升农业智能化水平，推动农业现代化进程中将具有广阔应用前景。

3.2 物联网技术推动农业信息化、智能化

应用各种感应芯片和传感器，广泛地采集人和自然界各种属性信息，然后借助有线、无线和互联网络，实现各级政府管理者、农民、农业科技人员等“人与人”相联，进而拓展到土、肥、水、气，作物、仓储和物流等“人与物”相连，以及农业数字化机械，自动温室控制，自然灾害监测预警等“物与物”之间相联，并实现即时感知、互联互通和高度智能化。