基于物联网技术的智能农业解决方案
基于物联网技术的智能农业解决方案
基于物联网技术的智能农业解决方案
一、智能农业简介概述：
托普云农物联网认为智能农业是指在相对可控的环境条件下，采用工业化生产，实现集约高效可持续发展的现代超前农业生产方式，就是农业先进设施与露地相配套、具有高度的技术规范和高效益的集约化规模经营的生产方式。它集科研、生产、加工、销售于一体，实现周年性、全天候、反季节的企业化规模生产；它集成现代生物技术、农业工程、农用新材料等学科，以现代化农业设施为依托，科技含量高，产品附加值高，土地产出率高和劳动生产率高，是中国农业新技术革命的跨世纪工程。
二、智能农业工作原理：
智能农业经过实时采集温室内温度、土壤温度、CO2浓度、湿度信号以及光照、叶面湿度、露点温度等环境参数，自动开启或者关闭指定设备。托普云农物联网指出能够根据用户需求，随时进行处理，为设施农业综合生态信息自动监测、对环境进行自动控制和智能化管理提供科学依据。经过模块采集温度传感器等信号，经由无线信号收发模块传输数据，实现对大棚温湿度的远程控制。智能农业还包括智能粮库系统，该系统经过将粮库内温湿度变化的感知与计算机或手机的连接进行实时观察，记录现场情况以保证量粮库的温湿度平衡。
三、智能农业实施过程：
1、信息获取包括农田地理要素、环境信息、作物信息几大方面的获取。
2.分析决策主要包括GIS管理、变量施肥灌溉喷药、产量数据处理等一系列的操作过程。
3.变量实施主要分为变量施肥、变量喷药、智能测产等几个步骤。
四、智能农业技术支撑：
1. 全球定位系统(GPS)
GPS 是利用地球上空的通讯卫星、地面上的接收系统和用户设备等组成的高精度、全天候、全球性的精确定位系统。GPS 是智
能农业的基础,主要用于实时、快速地进行田间信息的采集和田间操作的精确定位,在智能农业中发挥了重要作用,为农田信息定位,指挥农机行走和农机作业,同时对周边环境进行不定期监测定位,为农业专家系统提供有益的空间信息。
2. 地理信息系统(GIS)
是基于计算机、数据库技术的数据管理技术。人们使用的地形图、专业图和文字表示的各种地理要素,储存在计算机内,经过计算机及数据库管理软件,能够对有关内容进行快速查询、评估、分析、更新、修改、存档、传输等。经过GIS 可快速检索各点的土壤、空气等农业状况,再据此采取措施,有针对性的运用精准农机进行操作。
3.遥感系统(RS)
由传感器、载体和指挥系统等 3 部分组成。农业遥感技术是现代航空技术、计算机技术等相结合的产物,是人类从空间对地球进行观察的手段。RS 对各种物体如土地、河流水系、农作物等进行观测,使人们快速获得相关农业信息,其准确性比人工预报大大提高。
四、智能农业发展与应用案例：
传统农业生产活动中的浇水灌溉、施肥、打药，农民依靠人工估摸，全凭经验和感觉来完成。而应用物联网，诸如瓜果蔬菜的浇水时间，施肥、打药，怎样保持精确的浓度，如何实行按需供给等一系列作物在不同生长周期曾被"模糊"处理的问题，都有信息化智能监控系统实时定量"精确"把关，农民只需按个开关，作个选择，或是完全听"指令"，就能种好菜、养好花。从传统农业到现代农业转变的过程中，农业信息化的发展大致经历了计算机农业、数字农业、精准农业和智慧农业 4 个过程。
中国发展现代农业，面临着资源紧缺与资源消耗过大的双重挑战。以信息传感设备、传感网、互联网和智能信息处理为核心的物联网将为农业生产过程中量化分析、智能决策、变量投入、
定位操作的现代农业生产管理技术体系开辟新的思路和有利手段，将在农业领域得到广泛应用，并将进一步促进信息技术与农业现代化的融合。基于物联网的智能农业可用于大中型农业种植基地、设施园艺、畜禽水产养殖和农产品物流，布设的 6 种类型的无线传感节点，包括空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、光照强度、二氧化碳浓度等，并经过低功耗自组织网络的无线通信技术实现传感器数据的无线传输。所有数据汇集到中心节点，经过无线网关与互联网或移动网络相连，实现农业信息的多尺度(个域、视域、区域、地域)传输;用户经过手机或计算机能够实时掌握农作物现场的环境信息，系统根据环境参数诊断农作物生长状况和病虫害状况。同时，在环境参数超标的情况下，系统可远程对灌溉等农业装备进行控制，实现农业生产的产前、产中、产后的过程监控，进而实现农业生产集约、高产、优质、高效、生态、安全等可持续发展的目标。
年，英特尔公司率先在俄勒冈建立了世界上第一个无线葡萄园。传感器节点被分布在葡萄园的每个角落，每隔 1min 检测一次土壤温度、湿度或该区域有害物的数量，以确保葡萄能够健康生长。研究人员发现，葡萄园气候的细微变化可极大地影响葡萄酒的质量。经过长年的数据记录以及相关分析，便能精确地掌握葡萄酒的质地与葡萄生长过程中的日照、温度、湿度的确切关系。这是一个典型的精准农业、智能耕种的实例。
年美国 Crossbow 公司开发了基于无线传感网络的农作物监测系统，基于太阳能供电，能监测土壤温湿度与空气温度，经过 Internet 浏览器为客户提供了农作物健康、生长情况的实时数据，已经在美国批量应用。美国加州 Camalie 葡萄园在 4.4 英亩(1 英亩 = 6.07 亩)区域部署了 20 个智能节点，组建了土壤温湿度监测网络，同时还监测酒窖内存储温度的变化，管理人员可经过网络远程浏览和管理数据，在应用了网络化的监测管理之后，葡萄园的经济效益显著提高。与年的 2t 产量相比， ~ 年的产量逐年翻一番，分别达到了 4t，8t 和 17.5t，同时也改进了葡萄酒品质，节省了灌溉用水。日本富士通公司开发的富士通农场管理系统以全生命周期农产品质量安全控制为重点，带动设施农业生产、智能畜禽和智能水产养殖，实现设施农业管理、养殖场远程监控与维护、水产养殖生产全过程的智能化。
无锡阳山镇专门开发桃园种植技术的物联网监测系统，实现了高科技种桃，令人叹为观止。该镇有25亩桃林作为物联网种植园的示范基地，由22个传感器和3个微型气象站组成的监测系统充当"智慧桃农"。这种绿色农业种植模式有效压缩了成本提高了经济效益，实现了高产、优品的种植目标。
托普云农科技股份有限公司开发的基于无线传感网络和移动