物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域之農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(PPT 25頁).ppt

重慶大學(xué)教育部計算機科學(xué)基礎(chǔ)實驗室，重慶大學(xué)，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域iii:農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，主講人：鄭林江博士/重慶大學(xué)計算機科學(xué)學(xué)院教育部信息物理學(xué)會可信服務(wù)計算重點實驗室副教授。2014-2015學(xué)年第一學(xué)期，電子郵件：zlj _ cqu ，2/27，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域ii:農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在精細(xì)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用案例概述、背景和需求，3/27，1。背景和需求，目標(biāo)，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，智能農(nóng)業(yè)，4/27，1。背景和需求，智能農(nóng)業(yè)。面對農(nóng)業(yè)既要高產(chǎn)高效，又要優(yōu)質(zhì)低耗的要求，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式必須從目前的經(jīng)驗型和定性型發(fā)展到知識型和定量型，從粗放型發(fā)展到定量型智能農(nóng)業(yè)：既節(jié)約成本，又保證果蔬能在最適宜的環(huán)境中生長，增加產(chǎn)量和收入。以番茄種植為例：根據(jù)我們與以色列同行的溝通，以色列的精制番茄畝產(chǎn)量可達(dá)50噸，而北京平谷高東村的農(nóng)民畝產(chǎn)量只有7噸左右。以養(yǎng)豬為例：公豬交配期溫度高于29度，交配時間將延長一個月。5/27，1。背景和需求。智能農(nóng)業(yè)的前提是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)的收集和精細(xì)控制。物聯(lián)網(wǎng)可以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的每一個環(huán)節(jié)，即生產(chǎn)前、生產(chǎn)中和生產(chǎn)后，發(fā)展基于信息和知識的精細(xì)化過程管理。物聯(lián)網(wǎng)在精細(xì)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用涉及基于信息和知識的大田種植、育種、加工和設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的精細(xì)管理和智能決策。6/27，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域2:農(nóng)業(yè)中的物聯(lián)網(wǎng)，精細(xì)農(nóng)業(yè)中的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例概述、背景和要求，7/27，2。精細(xì)農(nóng)業(yè)中的物聯(lián)網(wǎng)，2.1精細(xì)農(nóng)業(yè)中的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，8/27，2。精細(xì)農(nóng)業(yè)中的物聯(lián)網(wǎng)，2.2農(nóng)業(yè)信息感知，感知層通過各種傳感器實現(xiàn)對農(nóng)產(chǎn)品種植、養(yǎng)殖、儲藏和運輸?shù)男畔⒏兄?，如光、土壤和水生溫濕度傳感器等?1)作物生長環(huán)境感知(檢測作物生長環(huán)境的溫度、濕度和酸堿度)，土壤濕度傳感器，土壤酸堿度傳感器，9/27，2。精細(xì)農(nóng)業(yè)中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2.2農(nóng)業(yè)信息感知，(1)作物生長環(huán)境感知(檢測作物生長環(huán)境的溫度、濕度和酸堿度等)。)，土壤溫度傳感器，CO2濃度傳感器，10/27，2。精細(xì)農(nóng)業(yè)中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2.3農(nóng)業(yè)信息傳輸，ZigBee短距離傳輸技術(shù)無線/水下傳感器網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)傳感信息的高可靠性和高安全性傳輸。農(nóng)業(yè)傳感信息傳輸?shù)奶攸c：傳感區(qū)域大多部署在復(fù)雜的環(huán)境中，如森林、水域、農(nóng)田等對實時性要求較高的區(qū)域。11/27，2。精細(xì)農(nóng)業(yè)中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2.3農(nóng)業(yè)信息處理與應(yīng)用，12/27，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域2:農(nóng)業(yè)中的物聯(lián)網(wǎng)，概述，背景和需求。物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用案例，13/27，3。物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。3.1溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)3.2牛肉制品全生命周期跟蹤，14/27，3.1溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)，(1)背景，高溫植物不能長時間忍受5度以下的低溫，10度以下停止生長，黃瓜、西葫蘆、茄子、菜豆等耐熱蔬菜的生長溫度要求20-30度，晝夜溫差不小于10度，15/27，3.1溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)， 該系統(tǒng)通過各種傳感器采集溫室內(nèi)的溫度、濕度、光照等環(huán)境參數(shù)和植物生長信息，并由數(shù)據(jù)傳輸終端傳輸智能農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)：實現(xiàn)對溫室現(xiàn)有控制設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。原有系統(tǒng)的手動控制功能繼續(xù)有效，增加了遠(yuǎn)程智能控制功能。智能農(nóng)業(yè)平臺管理平臺：實現(xiàn)溫室采集的各種信息的存儲、分析和管理；提供閾值設(shè)置功能；提供智能分析、檢索和報警功能；提供平臺賬戶和權(quán)限管理功能；為驅(qū)動溫室控制系統(tǒng)提供管理界面。系統(tǒng)安全系統(tǒng)：從架構(gòu)設(shè)計、管理系統(tǒng)、軟件代碼設(shè)計、物理安全和系統(tǒng)維護等多個維度保證平臺的安全運行，創(chuàng)建完整的安全系統(tǒng)。充分考慮數(shù)據(jù)源安全、安全策略評估、組織安全、人員安全、環(huán)境安全、訪問控制、開發(fā)和維護，并提供用戶認(rèn)證、權(quán)限管理、數(shù)據(jù)加密、網(wǎng)絡(luò)安全等一整套安全措施。系統(tǒng)功能：3.1溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)，17/27，系統(tǒng)實現(xiàn)框架，3.1溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)，18/27，系統(tǒng)組成及功能實現(xiàn)，3.1溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)，19/27，3.1溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)，溫濕度傳感節(jié)點，環(huán)境設(shè)備監(jiān)控傳感節(jié)點，照明傳感節(jié)點，安防，人員管理傳感節(jié)點，射頻識別讀寫設(shè)備節(jié)點，現(xiàn)場有21個溫室，占地45畝，每畝約1.73畝。它主要種植大約80種蔬菜。該網(wǎng)站屬于昆山市的“菜籃子工程”。溫室現(xiàn)有設(shè)備：外遮陽(電機驅(qū)動)、噴灌系統(tǒng)(手動開關(guān)水閥)。其他功能，如通風(fēng)，手動打開側(cè)窗。目前，弱電還沒有連接到項目現(xiàn)場。功能要求：種植農(nóng)作物的環(huán)境要求：夏季35，冬季25，夜間不低于15。遠(yuǎn)程監(jiān)控：室內(nèi)溫度、濕度、光線和二氧化碳。遠(yuǎn)程控制：由于現(xiàn)場只有一種控制設(shè)備，所以不需要遠(yuǎn)程控制。21/27，某單位葡萄種植基地，現(xiàn)場情況介紹：現(xiàn)場建有一個大棚，占地1.7畝。葡萄主要種植。與室外種植相比，現(xiàn)場種植還可以改變葡萄的生長期(提前收獲和上市)。溫室現(xiàn)有設(shè)備：外遮陽(電機驅(qū)動)、滴灌系統(tǒng)(手動水閥開關(guān))。其他功能，如通風(fēng)，手動打開側(cè)窗。功能要求：種植作物對環(huán)境的要求：葡萄在10以上發(fā)芽，最適生長溫度為20左右。遠(yuǎn)程監(jiān)控：室內(nèi)溫度、濕度、光線和二氧化碳。遠(yuǎn)程控制：由于現(xiàn)場只有一種控制設(shè)備，所以不需要遠(yuǎn)程控制。22/27，企業(yè)生態(tài)農(nóng)業(yè)觀光園，場地信息：場地內(nèi)有2個玻璃溫室，面積10000平方米，1個育苗薄膜溫室。觀賞植物主要種植在玻璃溫室的前部，無土栽培主要用于后者，花卉苗木栽培主要在薄膜溫室中進行。玻璃溫室的現(xiàn)有設(shè)備：內(nèi)外遮陽、風(fēng)扇(側(cè)壁和天花板)、水簾和鍋爐供暖。薄膜溫室現(xiàn)有設(shè)備：外遮陽、風(fēng)機(側(cè)墻)、水幕和鍋爐供暖。功能要求：種植作物的環(huán)境要求：25，不低于8。遠(yuǎn)程監(jiān)控：室內(nèi)溫度、濕度、光