物联网概论第四章物联网在精致农业中的应用

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1、物联网概论第4章物联网在精致农业中的应用目录4.1精致农业概述4.2“精准农业”到“精致农业”4.3无线传感网基础作用4.4精致农业领域的应用案例2学习目标1）了解精致农业的基本内涵2）了解物联网在精致农业中的应用3）了解物联网在精致农业应用的基本技术构架4.1精致农业概述国内外现状基辛格博士说：“21世纪，谁控制了石油，谁就控制了所有国家；谁控制了粮食，谁就控制了人类；谁掌握了货币发行权,谁就掌握了世界。”我国随着各地城市化建设的加速，可耕地面积、灌溉用水和生态与环境压力将持续加大。4.1精致农业概述国内农业发展面临的大课题转变传统农业耕作方式，减少浪费，降低成本

2、，尽可能提高每一寸土地、每一滴水的利用率和产能，减少每一克农药、化肥的用量，发挥机械化、自动化、信息化作用。4.1精致农业概述微电机技术的发展推动了农业工程的长足进步，美国开始在农业机械中推广光机电一体化的分析装置和控制技术，使得对农田灌溉与农肥农药的受控喷施在硬件上成为可能，大型农机作业可实现精细化作业。上世纪七十年代4.1精致农业概述八十年代计算机技术起飞，微处理器成本不断下降而功能日益强大，各种大型农机的专用计算机普及，实现了对各作业点测量数据进行分析、并能结合各种优化模型进行多因素比较，为科学农耕提供了聪明的“脑袋”。4.1精致农业概述九十年代美国政府鼓吹“

3、信息高速公路”海湾战争后GPS技术民用化戈尔提出1米分辨率的“数字地球”4.1精致农业概述各大农机厂商纷纷向市场提供了装有GPS定位和探测作物生长传感器的康拜因，它能在作业过程中自动采集12-15m2单元内的小面积土壤和农作物位置坐标，通过模糊聚类分析软件生成农田内作物长势分布图，定量分析各田块的作物长势，将块间差异与坐标结合，指挥农机对各块进行优化调控作业，为农机作业提供了敏锐的“眼睛”。九十年代4.1精致农业概述美国国家研究委员会于1997年发表了《21世纪的精准农业---地理空间与信息技术应用于作物管理》，全面阐述了信息技术将为改进作物生产管理和提升农业产能与

4、经济效益提供的巨大潜力，正式提出了“精准农业”技术体系的研究现状，阐述了精准农业的概念，总体功能和发展前景等。精准农业的提出4.1精致农业概述“精准农业”的基本内涵精准农业将传统作物学、农艺学、土壤学、植保学、资源测量学和优化控制技术等集成在农机装备上，与田间信息采集技术、优化与决策支持技术等融为一体，在3S（即GPS空间定位系统、GIS地理信息系统、RS遥感监测系统）技术的支持下，实现小范围农田定位。控制现代农业机械，实测作物生长情况和土壤条件等的差异，动态修改对定位单元范围内作物的分析、按土壤的需要变化进行施肥、病虫害管理、植物保护等方面的作业，形成所谓“处方式

5、耕作”方式。4．2从“精准农业”到“精致农业”，从3S技术到物联网21世纪信息技术进一步发展，各类应用门槛大大降低。物联网的出现，使原先以定位为主的功能扩展到自动识别、农产品流通跟踪、环境感测、耕作优化、辅助决策等领域，从而极大地丰富了“PrecisionAgriculture”的技术内涵与应用，并孕育着划时代的农业革命。4．2从“精准农业”到“精致农业”，从3S技术到物联网在微观上它通过分布在田间或大棚内的多种传感器，自动感测并跟踪控制作物的生长态势并进行最佳管理。在宏观上物联网将促进农业从单纯的生产导向转向“生产、生活、生态”的“三生并重”的绿色环保导向农业。其

6、内涵已不仅包含农田种植，还扩展到园艺经营、集约化养殖、产品加工及主副食品的生产管理，涌现出越来越多的创新性应用。4．3无线传感网的基础作用无线传感网（WirelessSensorNetwork,WSN）它将布置在一个特定区域内的许多传感器以无线通信方式相互连结组成网络，形成精细农业管理信息系统的基础架构，用于监测环境的变化、对象定位、观察特定参量等，进而做出相应操作、传输数据以及其它辅助作业。精致农业的关键技术4．3无线传感网的基础作用农业领域的无线传感网结构主要分两个方向Wi-Fi遵循IEEE802.11（IEEE1999b）,以日本农业总合研究所创的田间服务器（

7、FieldServer,FS）为代表ZigBee遵循IEEE802.15.4（IEEE2003）通讯协议,以美国柏克利大学的以Mote为基础的WSN和NASA喷射引擎实验室（JPL）的感测网为代表4．3无线传感网的基础作用Wi-FiWi-Fi为WirelessFidelity的缩写，是无线数据传输技术协议，目前普遍使用。IEEE对无线网络制定了802.11标准协议，包括不同无线AP之间传输器的802.11f（用于漫游），以及不同传输频率和速度的802.11（a,b,g）。802.11b有两种运作模式，一种是无线网卡和AP之间建立网络，另一种是称为AdHoc的客户